7. Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN
3.2 CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM
4.1.2 Ảnh hưởng của PGK SF và FA tới cường độ của CKD
Luận án đánh giá ảnh hưởng hàm lượng đơn PGK và tổ hợp PGK đến cường độ nén đá CKD tại tỷ lệ N/CKD=0,22 hàm lượng PGSD được lấy sao cho độ chảy hồ CKD ở tất cả các mẫu trong khoảng từ 220-250 mm. Kết quả ảnh hưởng hàm lượng PGK đến cường độ CKD tại tỷ lệ N/CKD=0,22 được trình bày trong Bảng 4.2
Bảng 4.2 Ảnh hưởng PGK đến cường độ đá CKD tại tỷ lệ N/CKD=0,22 STT Ký hiệu mẫu Loại PGK
PGSD,
%
Cường độ nén, MPa
SF FA 3 ngày 28 ngày 90 ngày
1 100XM 0 0 1,10 44,2 61,3 65,5
2 5SF 5 0 1,05 60,3 73,5 75,3
3 10SF 10 0 1,10 68 81,1 84,8
4 15SF 15 0 1,40 61,5 72,4 75,8
5 10FA 0 10 1,05 40,8 62,4 68,3
6 20FA 0 20 0,90 38,2 63,5 70,5
7 30FA 0 30 0,80 35,9 57,1 65,4
8 40FA 0 40 0,75 32 50,5 57,2
9 10SF10FA 10 10 0,90 60,9 80 86,1
10 10SF20FA 10 20 0,75 52,8 82,6 91,5
11 10SF30FA 10 30 0,70 44,6 70,9 78,4
12 10SF40FA 10 40 0,65 35,5 57,2 65,5
13 10SF50FA 10 50 0,60 23,3 42,1 48,3
14 5SF20FA 5 20 0,85 48,6 79,2 86,4
15 15SF20FA 15 20 0,90 50,4 75,8 82,1
4.1.2.1 Ảnh hưởng của PGK SF tới cường độ nén CKD
Kết quả thí nghiệm ảnh hưởng PGK SF tới cường độ nén CKD được xác định ở tuổi 3, 28 và 90 ngày được thể hiện trong Hình 4.2. Ở tuổi sớm 3 ngày cường độ nén đá CKD thay đổi theo hàm lượng SF. Sự có mặt của SF góp phần tăng cường độ đá CKD, cụ thể so với mẫu 100XM ở các hàm lượng SF=5-15% góp phần tăng cường độ tương ứng là 36,4% ; 53,8% và 29,1%. Ở tuổi 28 ngày và 90 ngày mức độ tăng
cường độ giảm dần khi so sánh với 100XM ở tất cả các hàm lượng SF.
Hình 4.2 Ảnh hưởng hàm lượng SF đến
cường độ CKD tại N/CKD=0,22 Hình 4.3 Ảnh hưởng SF đến mức độ tăng cường độ CKD tại N/CKD=0,22 Mức độ tăng cường độ này do hoạt tính cao của PGK tăng phản ứng puzơlanic của SF ở tuổi sớm ngày. Điều này thể hiện rất rõ khi đánh giá hiệu quả cường độ của 1%XM trong CKD (Hình 4.3) rõ ràng với việc sử dụng SF cho mức độ tăng cường độ lớn hơn 100XM ở tất cảcác hàm lượng.
Kết quả thí nghiệm cho thấy tồn tại hàm lượng SF=10% hợp lý cho cường độ nén đạt lớn nhất tăng (53,8% so mới mẫu 100XM ở 28 ngày). Khi tăng lượng dùng SF= 15%
thì cường độ CKD giảm dần. Sự giảm cường độ tại hàm lượng này được giải thích hiện tượng dư thừa lượng PGK và SF chỉ đóng vai trò điền đầy. Có thể thấy rõ mức độ đóng góp cường độ CKD của SF ở các hàm lượng khác nhau được thể hiện trong Hình 4.4. Mức độ cải thiện cường độ của SF lớn nhất đạt 41,5% tại hàm lượng SF=10% ở tuổi 3 ngày so với SF=5% và 15% tương ứng chỉ đạt 30,4% và 38,9%.
Hình 4.4 Ảnh hưởng hàm lượng SF đến mức độ đóng góp cường độ CKD tại N/CKD=0,22
Như vậy thông qua khảo sát ảnh hưởng của hàm lượng đơn khoáng SF trong luận án
0,8 1,2 1,6
0 20 40 60 80 100 120
0 5 10 15
Hàm lượng PGSD, %
Cường độ nén, Mpa
Hàm lượng SF, % Rn3Rn28
Rn90PGSD
0 20 40 60 80 100
5 10 15 5 10 15
Mức độ tăng cường độ, %
SF, %
Rn3Rn28 Rn90
Tính theo100 %CKD Tính theo 1%XM
38,9
28,0 26,6
3 28 ngày 90
Đóng góp cường độ 85%XM
Đóng góp cường độ do15%SF
15SF
41,5
32,0 30,5
3 28 90
Đóng góp cường độ 90%XM
Đóng góp cường độ do 10%SF
10SF
30,4 20,8 17,4
0 20 40 60 80 100
3 28 90
Mức độ đóng góp cường độ của CKD, %
Đóng góp cường độ 95%XM
Đóng góp cường độ do 5%SF
5SF
này hàm lượng SF tốt nhất lấy bằng 10%CKD.
4.1.2.2 Ảnh hưởng của PGK FA tới cường độ nén CKD
Kết quả ảnh hưởng hàm lượng PGK tro bay tới cường độ nén CKD được thể hiện trong Hình 4.5. Kết quả thí nghiệm cho thấy ở tuổi sớm 3 ngày khi thay thế XM bằng FA cường độ nén của CKD giảm ở tất cả các hàm lượng FA thay thế. Sự giảm mạnh nhất tại hàm lượng FA=40% giảm 27,6% so với mẫu 100XM. Sự giảm cường độ là do phần xi măng bị thay thế bởi FA dẫn đến lượng XM tham gia thủy hóa ít khi đối chiếu với mẫu 100XM. Tuy nhiên khi đánh giá hiệu quả ở cùng một hàm lượng 1%XM (Hình 4.6) cho thấy tính theo 1%XM của mẫu 10FA và 20FA lại cho cường độ cao hơn so với mẫu 100XM điều này chứng tỏ tại các hàm lượng này FA đóng vai trò điền đầy tốt vào khoảng trống giữa các hạt xi măng do kích thước hạt tro bay nhỏ hơn xi măng dẫn đến cường độ tăng.
Hình 4.5 Ảnh hưởng hàm lượng FA đến cường độ CKD tại N/CKD=0,22
Hình 4.6 Ảnh hưởng FA đến mức độ tăng cường độ CKD tại N/CKD=0,22 Ở tuổi 90 ngày khi hàm lượng FA thay thế từ 10-20%CKD cường độ CKD tăng lên so với mẫu 100XM (Ở FA=10% tăng 4,3% và FA=20% tăng 7,6%).Sự tăng cường độ được giải thích là do phản ứng puzơlanic cùa FA với CH sản phẩm thủy hóa của xi măng dẫn đến sản phẩm thủy hóa lớn hơn và cho cường độ cao hơn. Khi hàm lượng FA>20%CKD cường độ lại giảm dần so với mẫu đối chứng tương ứng 0,2% và 12,7%
đối với mức thay thế 30% và 40%CKD. Sự giảm cường độ là do lượng XM bị thay thế bởi FA quá nhiều vì vậy cường độ tạo ra do phản ứng puzơlanic của FA ở tuổi muộn không thể bù đắp được lượng cường độ phần xi măng bị thay thế bởi FA dẫn
0,6 0,8 1,0 1,2
0 20 40 60 80 100
0 10 20 30 40
Hàm lượng PGSD, %
Cường độ nén, Mpa
FA, % Rn3Rn28
Rn90 PGSD
-60 -40 -20 0 20 40
10 20 30 40 10 20 30 40
Mức độ tăng cường độ, %
FA, %
Rn3Rn28 Rn90
Tính theo %CKD Tính theo 1%XM
đến cường độ chung của CKD giảm. Kết quả chứng tỏ tồn tại lượng dùng FA thay thế tốt nhất để cường độ nén CKD cao nhất đó là FA=20%CKD. Điều này thể hiện rất rõ trên (Hình 4.7) đối với mẫu 20FA đóng góp cường độ cao nhất đạt 25,7% ở tuổi 28 ngày.
Hình 4.7 Ảnh hưởng hàm lượng FA đến mức độ đóng góp cường độ CKD tại N/CKD=0,22
4.1.2.3 Ảnh hưởng của tổ hợp PGK SF và FA tới cường độ nén CKD
-Ảnh hưởng của tổ hợp CKD 10SF kết hợp với các hàm lượng FA khác nhau:
Kết quả ảnh hưởng tổ hợp PGK 10SF và FA tới cường độ nén CKD được thể hiện trong Hình 4.8, Hình 4.9. Ở tuổi sớm 3 ngày, khi kết hợp 10SF và FA thì cường độ CKD thay đổi theo hàm lượng FA: Khi hàm lượng FA tăng từ 10-20% cường độ CKD tăng tương ứng 37,8% và 19,5% so với mẫu 100XM sự tăng cường độ do hiệu quả của SF mạnh ở tuổi sớm ngày. Điều này thể hiện rất rõ cường độ trên 1% XM tăng khi hàm lượng FA tăng. Như vậy ở tuổi sớm SF đã bù trừ sự phát triển chậm cường độ của FA và đây chính là sự tương hỗ của SF và FA ở tuổi sớm ngày. Khi tiếp tục tăng hàm lượng FA=30-50% thì cường độ CKD có xu hướng giảm. Sự giảm cường độ do hàm lượng XM bị thay thế nhiều điều này có thể thấy rõ trong (Hình 4.9) cường độ mẫu trên 1%XM ở hàm lượng giảm do lúc này các hạt PGK chỉ đóng vai trò là chất điền đầy và sựtăng cường độ của SF không thể bù trừ sự giảm cường độ của CKD do thay thế XM bởi FA.
Ở tuổi muộn 90 ngày, kết quả cho thấy sự kết hợp SF và FA có sự khác biệt so với tuổi sớm ngày cụ thể: khi hàm lượng FA thay thế ở 10 và 20%XM thì cường độ CKD tăng tương ứng 31,5% và 39,7%. Sự tăng cường độ là hiệu ứng hóa học do FA phản ứng puzơlanic với CH góp phần tăng cường độ của CKD. Tiếp tục tăng hàm lượng
17,1 19,2 21,7 0
20 40 60 80 100
3 28 90
Mức độ đóng góp cường độ của CKD, %
ngày
Đóng góp cường độ do 60%XM Đóng góp cường độ
của 40%FA 40FA
13,8 20,7 24,1 0
20 40 60 80 100
3 28 90
Mức độ đóng góp cường độ của CKD, %
Đóng góp cường độ do 70%XM Đóng góp cường độ
của 30%FA 30FA
7,4 22,8 25,7 0
20 40 60 80 100
3 28 90
Mức độ đóng góp cường độ của CKD, %
Đóng góp cường độ do 80%XM Đóng góp cường độ
của 20%FA 20FA
2,5 11,6 13,7 0
20 40 60 80 100
3 28 90
Mức độ đóng góp cường độ của CKD, %
Đóng góp cường độ do 90%XM Đóng góp cường độ
của 10%FA 10FA
FA thay thế từ 30% lên 50% thì cường độ CKD giảm. Sự giảm cường độ là do hàm lượng XM bị thay thế lớn dẫn đến sản phẩm thủy hóa giảm và phản ứng puzơlanic ở các hàm lượng này không bù đắp được sự giảm cường độ do XM bị thay thế. Như vậy tồn tại hàm lượng FA =20% hợp lý cho cường độ nén đạt cao nhất.
Hình 4.8 Ảnh hưởng tổ hợp 10SF+ FA đến cường độ CKD tại N/CKD=0,22
Hình 4.9 Ảnh hưởng tổ hợp 10SF+
FA đến mức tăng cường độ trên 1%XM
-Ảnh hưởng của tổ hợp CKD 20FA kết hợp với các hàm lượng SF khác nhau:
Kết quảảnh hưởng tổ hợp PGK SF và 20FA tới cường độ nén CKD được thể hiện trong Hình 4.10, Hình 4.11.
Hình 4.10 Ảnh hưởng tổ hợp 20FA+ SF đến
cường độ CKD tại N/CKD=0,22 Hình 4.11 Ảnh hưởng 20FA+SF đến mức tăng cường độ CKD trên 1%XM Ở tuổi sớm 3 ngày kết quả thí nghiệm cho thấy khi SF=0% cường độ CKD giảm so với mẫu 100XM. Sự giảm cường độ là do XM bị thay thế bởi 20%FA. Khi có SF tăng từ 5-15% cường độ CKD tăng lên so với mẫu 100XM, sự tăng cường độ là do phản ứng puzơlanic của SF ở tuổi sớm ngày đã trình bày trong mục 4.1.1.
0,4 0,6 0,8 1,0 1,2 1,4
0 20 40 60 80 100 120
XM 0 10 20 30 40 50
Hàm lượng PGSD, %
Cường độ nén, Mpa
Rn3Rn28 Rn90PGSD
10SF+FA
0 50 100 150
0 10 20 30 40 50
Mức tăng cường độ 1%XM, %
10SF+FA, %
Rn3 Rn28 Rn90
0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4
0 20 40 60 80 100 120
XM 0 10 20 30 40 50
Hàm lượng PGSD, %
Cường độ nén, Mpa
Rn3 Rn28 Rn90
10SF+FA,%
0 20 40 60 80 100 120
0 5 10 15
Mức tăng cường độ 1%XM, %
20FA+SF,%
Rn3 Rn28 Rn90
Ở tuổi muộn 90 ngày, cường độ CKD tăng ở tất cả các mẫu so với mẫu 100XM do phản ứng puzơlanic của FA ở tuổi muộn. Kết quả thí nghiệm cho thấy tồn tại hàm lượng SF hợp lý =10% cho cường độ nén cao nhất khi cố định hàm lượng FA=20%.
Như vậy sự kết hợp tổ hợp SF và FA tốt nhất trong khảo sát này là 10%SF + 20%FA cho cường độ CKD lớn nhất do hiệu quả vật lý và hóa học của sự kết hợp 2 PGK là hợp lý nhất. Ở tuổi muộn tại hàm lượng 10SF20FA đã góp phần cải thiện đá CKD có cường độ cao hơn khi so với đơn 10SF và 20FA. Vì vậy sự tương hỗ ở đây sự kết hợp của 2 PGK tạo ra CKD có cường độ cao hơn so với đơn PGK đây chính là sự tương hỗ “cộng hưởng”. Vấn đề nghiên cứu đánh giá định lượng hiệu quả tương hỗ của tổ hợp PGK SF kết hợp FA so với đơn PGK như thế nào và sự tương hỗ này góp phần cải thiện được bao nhiêu % cường độ CKD sẽ được luận án trình bày ở mục sau.