7. Dự kiến áp dụng kết quả nghiên cứu
2.3 Xác định cờng độ của vật liệu
Cờng độ là một trong những thông số đợc sử dụng rộng rãi nhất để đánh giá vật liệu chịu lửa. Cờng độ có thể đợc đo tại nhiệt độ thờng hoặc tại bất kỳ nhiệt độ nào mà có thiết bị thử thích hợp.
ở nhiệt độ thờng, khi có một ngoại lực đủ lớn tác dụng lên vật liệu thì vật liệu sẽ bị phá huỷ. Chủ yếu vật liệu chịu lửa bị phá huỷ ở trạng thái giòn và thờng bắt đầu bị phá huỷ sau khi biến dạng đàn hồi ở mức độ rất nhỏ. Khác với kim loại, vật liệu chịu lửa bị phá huỷ ở nhiệt độ thờng thì không có biến dạng dẻo. Đại lợng đặc trng cho tính chất cơ học ở nhiệt độ thờng của vật liệu chịu lửa gồm: độ bền nén, độ bền kéo và độ bền uốn.
Phép đo cờng độ tại nhiệt độ thờng không thể đợc sử dụng trực tiếp để dự đoán đặc tính làm việc của gạch nhng cung cấp một bằng chứng tốt để
đánh giá mức độ hình thành liên kết trong gạch. Phép thử cờng độ ở nhiệt độ thờng cũng chỉ ra khả năng chịu đựng của gạch trong quá trình bốc xếp và vận chuyển mà không bị hỏng và khả năng chịu mài mòn và chịu tác động của các ứng suất ở nhiệt độ tơng đối thấp.
2.3.1. Cờng độ bền nén [13]
Nguyên tắc xác định: Mẫu thử dạng lập phơng cạnh 50mm hoặc hình trụ có đờng kính 50 mm và chiều cao 50 mm. Độ bền nén ở nhiệt độ thờng tính bằng tải trọng lớn nhất đo đợc tại thời điểm mẫu bị phá hủy trên diện tích mặt mẫu chịu tải trọng. Cờng độ bề nén ở nhiệt độ thờng của mẫu thử, n Rn, đợc tính theo công thức sau:
Rn = P/S (N/mm2);
P là tải trọng nén mẫu tại thời điểm mẫu bị phá hủy, tính bằng N;
S: là diện tích trung bình mặt mẫu chịu tải trọng, tính bằng mm2.
Luận văn thạc sĩ Chuyên ngành CNVL Silicát
Xác định cờng độ bền nén của vật liệu chịu lửa theo tiêu chuẩn TCVN 6530 1999, phÇn 1.–
2.3.2. §é bÒn uèn nãng (Hot modulus of rupture H.M.O.R), ISO-5013 Kiểm tra cờng độ ở nhiệt độ cao rất có giá trị để đánh giá độ bền của vật liệu đối với các ứng suất gây ra bởi dãn nở nhiệt, sốc nhiệt và tải trọng cơ học. Khả năng chịu tác động và chịu mài mòn của vật liệu ở nhiệt độ cao cũng phụ thuộc vào cờng độ của vật liệu. Ngời ta cũng thờng sử dụng các giá trị cờng độ ở nhiệt độ cao để dự đoán độ bền do ăn mòn và mài mòn do môi trờng làm việc mặc dù các đặc tính khác nh thành phần khoáng và độ xốp có thể quan trọng hơn. Xác định độ bền uốn nóng ở nhiệt độ cao về nguyên tắc cũng giống nh xác định độ bền uốn ở nhiệt độ thờng, ngoại trừ toàn bộ mẫu thử và cơ cấu gối đỡ, truyền lực đợc đặt trong một lò nung (hình 2.2).
Mẫu thử đợc nung và lu ở nhiệt độ thí nghiệm xác định, sau đó đợc uốn với tốc độ tăng tải trọng không đổi cho đến khi bị phá hủy.
Hình 2.2: Sơ đồ bố trí mẫu thử và các gối đỡ, gối truyền lực trong lò nung nhiệt độ cao.
Luận văn thạc sĩ Chuyên ngành CNVL Silicát
2.4 Xác định thành phần khoáng của vật liệu bằng phân tích nhiễu xạ Rơnghen (XRD)
Xác định loại khoáng có trong vật liệu nhằm hỗ trợ đánh giá, lý giải
đợc các tính chất cơ lý của vật liệu. Dựa vào cấu trúc tinh thể của các loại khoáng, ngời ta xác định đợc sự hiện diện của chúng trong vật liệu. Phân tích cấu trúc khoáng và thành phần định tính của chúng bằng phơng pháp XRD.
Cơ sở của phơng pháp phân tích XRD dựa trên nguyên tắc nhiễu xạ tia X trên các vật liệu kết tinh xảy ra do tán xạ và giao thoa. Trong một tinh thể, các nguyên tử đợc sắp xếp tuần hoàn theo 3 hớng. Các tia X tới tinh thể bị tán xạ. Các tia tán xạ từ các nguyên tử lân cận gây ra nhiễu xạ bởi hiện tợng giao thoa. Cực đại xảy ra khi các tia bị tán xạ tập trung ở một chuỗi các điểm có các khoảng cách xác định. Nhiễu xạ cực đại xảy ra cùng hớng với sự chênh lệch đờng truyền giữa các tia bị tán xạ của hai nguyên tử lân cận bằng n λ
Một tinh thể đợc sắp xếp tuần hoàn theo các vectơ a, b, c theo 3 hớng khác nhau không cùng trên một mặt phẳng. Bởi vậy, nhiễu xạ cực đại sẽ đợc quan sát dọc theo các hớng mà sự chênh lệch đờng truyền thoả mãn đồng thời cho các cặp tia tán xạ lân cận theo cả 3 vectơ a, b, c. Ba chỉ số h, k, l theo ba phơng của các vectơ a, b, c đặc trng cho họ của các mặt phẳng (h, k, l là các số nguyên). Nếu kí hiệu d(hkl) là khoảng không gian giữa các thành viên của họ các mặt phẳng song song, uy luật Bragg đợc đa ra nh hình 2.3.q
n λ= 2d sinθ trong đó:
d: khoảng không gian giữa các mặt mạng tinh thể
θ: góc nhiễu xạ λ: bớc sóng dài n: số nguyên
3
Hình 2. : mô tả quy luật Bragg
Luận văn thạc sĩ Chuyên ngành CNVL Silicát
Hiện tợng nhiễu xạ cực đại (phản xạ) chỉ xảy ra khi các tia nhiễu xạ có góc nhiễu xạ θ thoả mãn quy luật Bragg, ở các góc khác không có hiện tợng phản xạ hay nhiễu xạ cực đại.
Trong phép phân tích nhiễu xạ tia X, mẫu bột phải có cỡ hạt đạt theo yêu cầu của thiết bị phân tích. Mẫu đo đợc nghiền thô bằng cối đồng, sau đó trộn đều lấy đại diện và đa vào cối mã não nghiền mịn đến cỡ hạt 45 60 – àm. Mẫu sau đó đợc đa vào giá mẫu: ép đều và phẳng. Sau đó đa lên bệ mẫu để tiến hành đo.
Đánh giá phổ đo: đánh dấu các đỉnh nhiễu xạ cực đại thu đợc trên phổ
đo, tiến hành làm một số thao tác xử lý phổ đo nếu thấy cần thiết.
Lựa chọn dữ liệu tra cứu dựa vào các đỉnh đã đợc đánh dấu. Quy chiếu với các pattern đã có sẵn trong cơ sở dữ liệu hoặc tiến hành phân tích dựa trên bảng hệ thống tuần hoàn.