CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ KẾT CẤU NEO TRONG XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH NGẦM VÀ NGUYÊN VẬT LIỆU SỬ DỤNG NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO THANH CỐT NEO
2.2. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO NHỰA NỀN
2.2.3. Khảo sát khoáng sét bentonit sau khi được hữu cơ hoá
Bảng 2.3. Dung lượng trao đổi cation của bentonit Bình Thuận, Lâm Đồng trước và sau khi hữu cơ hóa [TCVN 8466:2010]
TT Địa điểm Đơn vị Giá trị
Trước Sau
1 Lâm Đồng mgđl/100g 35,94 11,40
(giảm 65,28 %)
2 Bình Thuận mgđl/100g 106,87 13,30
(giảm 87,55 %) Bảng 2.3 cho thấy khả năng phản ứng trao đổi giữa các ion có trên bề mặt bentonit với các cation của amin didecyl dimethyl amonnium clorua (DDAC) thì bentonit Bình Thuận lớn hơn so với bentonit Lâm Đồng.
2.2.3.2. Hình thái cấu trúc sau khi hữu cơ hóa a. Phân tích bằng phổ nhiễu xạ tia X (XRD)
Hình 2.6 là phổ đồ nhiễu xạ tia X (XRD)của bentonit Lâm Đồng, Bình Thuận trước và sau khi hữu cơ hoá.
Peak nằm trong khoảng 2 =1070 đặc trưng cho montmorillonit, là thành phần chủ yếu của bentonit, và ở peak này cả 2 mẫu đã loại bỏ được hầu hết các tạp chất, điều đó chứng tỏ montmorillonit đã được hữu cơ hóa; khoảng cách cơ bản của mont. Lâm Đồng d001 = 26,103 A0 với cường độ bước sóng 500Cps, còn của mont. Bình Thuận d001 = 27,784 A0 với cường độ bước sóng 720Cps. Biên độ dãn cách của mont. Bình Thuận lớn hơn mont. Lâm Đồng.
Điều này chứng tỏ khả năng phản ứng với didecyl dimethylamonnium clorua của mẫu bentonit Bình Thuận lớn hơn so với mẫu bentonit Lâm Đồng.
Hình 2.6. Cộng phổ đồ nhiễu xạ tia X (XRD) của bentonit Lâm Đồng và Bình Thuận trước và sau khi hữu cơ hoá
Các peak nằm trong khoảng 2 = 210280 đặc trưng cho thạch anh (Quartz). Tuy nhiên mẫu của bentonit Lâm Đồng có hàm lượng thạch anh lớn hơn nhiều (peak tại 2 = 270) so với mẫu Bình Thuận. Trong cả hai mẫu đều tồn tại peak tại 2 = 190 đặc trưng cho mica; peak 2 = 310 đặc trưng cho feldsfat với hàm lượng nhỏ.
b. Phân tích bằng phổ hồng ngoại (IR)
Hình 2-7 là phổ đồ hồng ngoại (IR) của bentonit Lâm Đồng, Bình Thuận trước và sau khi được hữu cơ hoá. Tại đây cho thấy, đều có vệt phổ tại vùng 2800÷2950 cm-1, thể hiện đặc trưng của nhóm hữu cơ có mặt trên bề mặt của bentonit. Tuy nhiên cường độ phổ của mẫu bentonit Bình Thuận lớn hơn nhiều, điều đó chứng tỏ khả năng phản ứng của mẫu bentonit Bình Thuận lớn hơn so với mẫu bentonit Lâm Đồng.
Hình 2.7. Phổ hồng ngoại của bentonit Lâm Đồng và Bình Thuận trước và sau khi hữu cơ hóa
Kết hợp giữa các số liệu phân tích tại phổ đồ hình 2.6 và hình 2.7có thể sơ bộ rút ra nhận xét: khả năng phản ứng với muối amin của bentonit Bình Thuận lớn hơn bentonit Lâm Đồng.
2.2.3.3. Quan sát cấu trúc bề mặtbằng kính hiển vi điện tử quét (SEM)
Tại hình hình 2.8 và hình 2.9 ảnh SEM cho thấy:
- Bentonit Lâm Đồng thuộc loại bentonit kiềm thổ, khả năng trương phồng kém, dễ bị sa lắng trong nước, khi khô các tinh thể bentonit ít bị co ngót, kích thước hạt lớn hơn và bề mặt phẳng hơn so với bentonit kiềm.
- Mẫu bentonit của Bình Thuận là bentonit kiềm, nên ở trong nước có độ trương phồng lớn, hạt nhỏ mịn, hạt phân tán cao. Khi sấy khô, do quá trình hydrat hoá, các phân tử nước bị tách ra dễ dàng từ khoảng không gian giữa các lớp trong khung mạng tinh thể, nên khoảng cách cơ bản giữa các lớp co lại tạo nên các tinh thể bentonit kiềm dạng lát mỏng.
Hình 2.8. Ảnh SEM của bentonit Lâm Đồng và Bình Thuận trước HCHB
Hình 2.9. Ảnh SEM của bentonit Lâm Đồng và Bình Thuận sau khi HCHB Quan sát ảnh SEM cũng cho thấy, sau khi thực hiện HCHB gần như đã loại bỏ được hoàn toàn các tạp chất không cần thiết, phần mont. được dãn cách giữa các phiến so với ban đầu, tạo thành các mảnh nhỏ đều đặn.
Kết luận: Hữu cơ hóa biến tính thành công montmorillonit bằng didecyl dimethyl amonnium clorua (DDAC), là thành phần chủ yếu của bentonit Lâm Đồng và Bình Thuận với các đặc trưng được thống kê trong bảng 2.4. Đây cũng chính là những nguyên liệu đầu vào cho các nghiên cứu tiếp theo của đề tài luận án.
Bảng 2.4. Đặc trưng mont. của Lâm Đồng và Bình Thuận trước và sau khi hữu cơ hoá
TT Thông số Lâm Đồng Bình Thuận
Trước Sau Trước Sau
1 Màu sắc vàng sẫm vàng nhạt ghi sáng trắng xám 2 d001 (A0) 15,674 26,103 13,857 27,784 3 Kích thước hạt
qua rây 0,075 mm 0,075mm 0,075mm 0,075mm