7. Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN
4.2 NGHIÊN CỨU HIỆU QUẢ TƯƠNG HỖ CỦA TỔ HỢP PGK SF VÀ FA ĐẾN CÁC TÍNH CHẤT CỦA CKD
4.2.5 Ảnh hưởng phụ gia khoáng đến cấu trúc của đá xi măng
Sự phân bố lỗ rỗng và tổng độ rỗng của VHSC được xác định bằng phương pháp hấp phụ vật lý khí Nitơ hay còn gọi là phương pháp BJH do Barrett-Joyner-Halenda đề xuất [65]. Phương pháp này dựa trên lý thuyết hấp phụ vật lý và bão hòa mao quản, trên cơ sở sự hấp thụ khí trên thành lỗ rỗng, quá trình bão hòa diễn ra dưới một áp lực nhất định. Qua đó sẽ đánh giá được sự phân bố lỗ rỗng cũng như tổng độ rỗng của chất rắn, trong đó so sánh sự phân bố lỗ rỗng và tổng độ rỗng hình thành ở các cấp phối sử dụng 100XM, 10SF, 20FA, 10SF20FA. Kết quả thí nghiệm về cấu trúc rỗng trong VHSC 28 ngày được trình bày trong Bảng 4.7, Hình 4.23.
Bảng 4.7 Ảnh hưởng loại PGK đến cấu trúc lỗ rỗng đá CKD Loại PGK Kích thước
lỗ rỗng trung bình, nm
Mức giảm kích thước rỗng, %
Thể tích rỗng, cm3/g
Mức giảm thể tích rỗng,
%
100XM 19,244 0,0599
10SF 14,316 25,6 0,0564 5,9
20FA 16,861 12,4 0,0592 1,3
10SF20FA 10,362 46,2 0,0285 52,5
SE, % 8,2 45,3
Kết quả thí nghiệm phân tích sự phân bố độ rỗng cho thấy lỗ rỗng của tất cả các cấp phối phân bố trong khoảng từ 1,7-300 nm. Lỗ rỗng phân bố tập trung chủ yếu trong khoảng từ 0-20 nm. Việc sử dụng PGK đã cải thiện Cấu trúc rỗng của đá CKD thông qua sự phân bố lỗ rỗng và kích thước lỗ rỗng trung bình. Đối với đơn PGK, việc sử dụng 10SF, 20FA góp phần làm giảm kích thước lỗ rỗng trung bình so với mẫu 100XM tương ứng 25,6% đối với mẫu 10SF và 12,4% đối với mẫu FA. Đối với mẫu sử dụng 10SF20FA cho kích thước lỗ rỗng trung bình nhỏ nhất 10,362 nm tương ứng 46,2% khi so với mẫu đối chứng.
Hình 4.23 Ảnh hưởng của PGK đến sự phân bố lỗ rỗng trong đá CKD ở tuổi 28 ngày
Biểu hiện ảnh hưởng của các loại PGK đến cấu trúc rỗng còn được phản ánh thông qua thể tích rỗng của các mẫu VHSC. Kết quả ảnh hưởng các PGK khác nhau đến thể tích rỗng được trình bày trong Hình 4.24. Ở 28 ngày thể tích rỗng của mẫu 100XM là 0,059937 cm3/g. Khi sử dụng SF và FA làm giảm thể tích rỗng tương ứng là
0 0,005 0,01 0,015 0,02 0,025
0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6
0 20 40 60 80 100 120
Sự phân bố lỗ rỗng, (cm3/g.nm)
Thể tích lỗ rỗng, (cm3/g)
Đường kính lỗ rỗng, nm Thể tích lỗ rỗng Sự phân bố lỗ rỗng
100XM
0 0,01 0,02 0,03 0,04
0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6
0 20 40 60 80 100 120
Sự phân bố lỗ rỗng, (cm3/g.nm)
Thể tích lỗ rỗng, (cm3/g)
Đường kính lỗ rỗng, nm Thể tích lỗ rỗng Sự phân bố lỗ rỗng
10SF
0 0,005 0,01 0,015 0,02 0,025 0,03
0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6
0 20 40 60 80 100 120
Sự phân bố lỗ rỗng, (cm3/g.nm)
Thể tích lỗ rỗng, (cm3/g)
Đường kính lỗ rỗng, nm Thể tích lỗ rỗng Sự phân bố lỗ rỗng
20FA
0 0,005 0,01 0,015 0,02 0,025 0,03
0 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25 0,3 0,35
0 20 40 60 80 100 120
Sự phân bố lỗ rỗng, (cm3/g.nm)
Thể tích lỗ rỗng, (cm3/g)
Đường kính lỗ rỗng, nm Thể tích lỗ rỗng Sự phân bố lỗ rỗng
10SF20FA
0,056426 cm3/g (5,9%) đối với mẫu 10SF và 0,059153 cm3/g (1,3%) đối với mẫu 20FA. Sự kết hợp 10SF20FA giảm thể tích rỗng lớn nhất 0,028473 cm3/g. Như vậy có thể thấy rõ sự kết hợp SF và FA góp phần cải thiện cấu trúc rỗng của đá xi măng thông qua sự giảm kích thước lỗ rỗng và thể tích
rỗng. Kết quả định lượng SE về hiệu Hình 4.24 Ảnh hưởng của PGK đến sự phân bố lỗ rỗng trong đá CKD ở tuổi 28 ngày ứng tương hỗ tổ hợp 10%SF và 20%FA về việc giảm kích thước lỗ rỗng và thể tích rỗng cho thấy SE>0 chứng tỏ sự kết hợp SF và FA góp phần làm giảm kích thước lỗ rỗng và thể tích rỗng. Điều này có thể được giải thích thông qua hiệu ứng hóa học và điền đầy của các hạt PGK: Xét về mặt hóa học, việc sử dụng SF và FA làm tăng sản phẩm thủy hóa C-S-H thông qua phản ứng puzơlanic dẫn đến làm tăng độ đặc cấu trúc, giảm độ rỗng trong đá xi măng. Xét về mặt vật lý các hạt FA chưa thủy hóa có kớch thước 7,67 àm sẽ chui vào khoảng trống giữa cỏc hạt xi măng cú kớch thước 18,246 àm dẫn đến lỗ rỗng giữa cỏc hạt XM giảm. Tuy nhiờn do kớch thước hạt siờu mịn SF 0,15 àm sẽ điền đầy vào lỗ rỗng giữa cỏc hạt XM tốt hơn FA dẫn đến mẫu 10SF cho kích thước lỗ rỗng bé hơn. Mặt khác giữa các hạt FA vẫn tồn tại các lỗ rỗng vì vậy khi sử dụng 10SF kết hợp 20FA các hạt SF điền đầy vào lỗ rỗng giữa các hạt FA tạo nên dải thành phần hạt tối ưu kết quả cho kích thước lỗ rỗng và thể tích rỗng là nhỏ nhất.
Dựa trên kết quả nghiên cứu tính chất của hồ CKD luận án rút ra kết luận sau:
Việc sử dụng SF và FA góp phần cải thiện các tính chất của hồ CKD. Kết quả sử dụng tổ hợp PGK cho hồ CKD có độ nhớt thấp hơn, độ chảy lớn hơn và lượng dùng PGSD thấp hơn so với sử dụng đơn khoáng.
Trên hệ đá CKD việc sử dụng tổ hợp PGK SF và FA góp phần cải thiện cường độ của CKD. Sự cải thiện cường độ của SF mạnh ở tuổi sớm ngày và của FA mạnh ở tuổi dài ngày thông qua phản ứng puzơlanic. Tồn tại hàm lượng SF và
0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6
0 20 40 60 80 100 120
Thể tích rỗng, cm3/g
Đường kính lỗ rỗng, nm 100XM 10SF 20FA 10SF20FA
FA kết hợp tương ứng là 10%SF+ 20%FA cho cường độ cao nhất.
Hiệu quả tương hỗ xuất hiện trong việc cải thiện các tính chất của CKD ở tỷ lệ N/CKD thấp. Hiệu ứng tương hỗ của SF và FA ở hàm lượng kết hợp 10%FA+20%FA trong việc cải thiện các tính chất của đá CKD thể hiện qua:
cải thiện tính công tác hồ CKD. Đặc biệt sự kết hợp SF và FA góp phần làm tăng cường độ đá CKD và phản ứng thủy hóa của XM xảy ra triệt để hơn thể hiện thông qua việc giảm hàm lượng CH và tạo sản phẩm C-S-H lớn hơn thông qua lượng nước liên kết.
5 Chương 5 THIẾT KẾ THÀNH PHẦN BÊ TÔNG VÀ NGHIÊN CỨU MỘT SỐ TÍNH CHẤT VHSC