1. Cơ sở khoa học và thực tiễn của đề tà
2.1.3Mục đích thực nghiệm tạo vật liệu bê tông polymer
Yêu cầu đặt ra của đề tài là: Tạo vật liệu bê tông polymer có thay thế hạt sỏi bằng hạt Nix đã qua sử dụng đảm bảo khả năng có các tính năng của vật liệu bê tông polymer nguyên thủy cũng như vật liệu khác như gang, thép….. Vì vậy, mục đích của thực nghiệm tạo vật liệu bê tông polymer cần đạt được ở đây là:
- Tính đúc của các vật liệu thành phần, tức là khả năng điền đầy của vật liệu trong khuôn đúc.
- Thời gian đông đặc và đóng rắn của nhựa phải phù hợp với tiến độ quy trình công nghệ, đồng thời vẫn đảm bảo năng suất chế tạo.
- Vật liệu bê tông polymer tạo ra có cơ tính đảm bảo đủ hoặc dư bền để có thể thay thế các vật liệu khác như gang, thép.
Với những vật liệu thành phần đã được nghiên cứu tính chọn ở trên, ta thấy: Thành phần cốt là là cát vàng và hạt sỏi được trộn đều trong nhựa epoxy có độ nhớt cao (19000 ÷ 24000 cps), đồng thời lại được ép với áp lực nên có khả năng đảm bảo được tính đúc. Vấn đề ở đây là ta chọn được tỷ lệ % hạt với nhựa và lực ép hợp lý để đảm bảo đúc được sản phẩm tốt nhất.
Thời gian đông đặc và đóng rắn của nhựa phụ thuộc vào hàm lượng của chất xúc tác. Với nhựa là epoxy 128S (Đài Loan) và xúc tác là TETA (Nhật) thì tỷ lệ % trọng lượng giữa xúc tác và nhựa đã được các nhà sản xuất quy định là 10%. Ở đây ta chỉ kiểm tra chính xác xem thời gian đông đặc và đóng rắn của vật liệu là bao nhiêu để xác định thời gian tháo rỡ khuôn đúc.
Để đảm bảo cơ tính của vật liệu bê tông polymer tạo ra, ta sẽ tiến hành thực nghiệm với các tỷ lệ % khác nhau giữa hạt sỏi và hạt nix; đồng thời ứng với mỗi mức tỷ lệ vật liệu thành phần, ta cũng tiến hành khảo nghiệm với các lực ép khác nhau để có được cơ tính tốt nhất của sản phẩm.
Với cấu trúc hóa học và đặc tính cơ lý của nhựa epoxy ta thấy rằng vật liệu nền được chọn ở đây có khả năng kháng nước, đảm bảo cho sản phẩm không bị trương nở và phân hủy khi làm việc lâu trong môi trường nước biển.
Khảo sát độ phóng xạ không ảnh hưởng đến môi trường
Bê tông polymer nguyên thủy thì thành phần của hạt sỏi chiếm số lượng lớn hơn nhiều so với cát vàng nên khi tiến hành thí nghiệm ta chỉ thay thế hạt sỏi bằng hạt Nix (để khối lượng hạt Nix thay thế được nhiều)
Hạt sỏi được dùng trong bê tông polymer có kích thước hạt từ 2-14 mm Các quá trình công nghệ liên quan chặt chẽ đến việc xử lý các hệ dạng hạt. Tính chất của các hệ phân tán như vật không chỉ phụ thuộc vào tính chất của vật liệu mà còn phụ thuộc vào kích thước, hình dạng và cách thức sắp xếp giữa cáchạt với nhau.
Thành phần cỡ hạt của hệ có thể được xác định bằng cách xác định phân bố kích thước hạt hay bề mặt riêng. Thành phần cỡ hạt là một trong những thông số quyết định đến công nghệ sản xuất. Phân bố kích thước các hạt trong hệ, ví dụ như trong phối liệu silicat (gốm sứ, vật liệu chịu lửa v.v…) ảnh hưởng lớn đến tính chất của sản phẩm sau cùng. Thành phần cỡ hạt quyết định chất lượng sản phẩm, ví dụ như xi măng, vôi hay thạch cao. Kiểm tra thành phần hạt là một trong những công đoạn quan trọng trong công nghệ sản xuất.
Các phương pháp xác định thành phần cỡ hạt bao gồm: - Phân tích bằng sàng.
- Phân tích bằng phương pháp lắng. - Phương pháp đếm hạt.
- Phương pháp phân loại hạt.
Ở đây ta sử dụng phương pháp phân tích bằng sàng:
Đây là phương pháp thường dùng để xác định thành phần cỡ hạt, thường dùng để xác định thành phần cỡ hạt từ 40µm đến 6 – 8µm, đặc biệt có thể đến 125 mm. Ngày nay người ta thường dùngđể phân tích cỡ hạt 5 đến 40µm (vi sàng). Sàng được sản xuất thành bộ có kích thước lổ nhất định và được đánh theo số, theo tiêu chuẩn của từng nước. Xếp sàng theo mức độ hạt thô hay tinh, sàng cỡ lổ lớn đặt trên cùng, dưới là sàng có kích thước lổ nhỏ nhất.
Phân tích bằng sàng thường có sai số tạo nên bởi sự tập hợp các hạt, các hạt không đồng nhất hình dạng hay thời gian sàng không đủ. Các lỗi này có thể được khắc phục bằng cách sử dụng các chuyểnđộng bắt buộc của các hạt trên bề mặtsàng (rung, lắc), sàng với dòng không khí thổi hay sàng ướt. Sàng khô có thể là bằng tay hay bằng máy trên thiết bị rung. Tất cả bộ sàng đều được đặt trên máy rung, sàng cho cỡ hạt thô nhất đặt lên trên cùng.
Số lượng nguyên liệu đem sàngđược chọn sao cho sàng không bị quá tải. Đối với sàng đường kính khoảng 200 mm thường cho một lượng nguyên liệu là 100cm3, tức là có khối lượng từ 100 – 200 g. Đối với nguyên liệu khó sàng, sau 5 phút phải làm sạch mặt dưới của sàng bằng chổi mịn. Phần lọt qua sàng bỏ đi. Sàng bằng tay phải dàng trong ít nhất 30 phút, đối với nguyên liệu mịn phải sàng đến 1– 2 giờ. Nếu sàng máy chỉ cần khoảng 10 phút.
Phân tích sàng bằng tay dùng để phân tích chính xác hay để xác nhận có tư cách pháp lý. Phân tích sàng bằng máy dùng để phân tích hàng loạt. Sau khi sàng xong đem cân. Những hạt nằm kẹt trong lổ được cho vào những hạt nằm trên sàng. Nếu một lượng lớn nguyên liệu đem sàng có kích thước hạt gần với kích thước lổ
sàng, cần phải cho thêm vào 30g thanh đồng có độ dài 10 mm hay các khối vuông bằng cao su.
Khi tiến hành thí nghiệm này: thay đổi thành phần hạt sỏi bằng hạt Nix tạo ra một vật liệu bê tông polymer mới, sau đó so sánh với vật liệu nguyên thủy (không chứa hạt Nix) về độ bền nén và cũng có thể so sánh độ bền nén với một vật liệu trung gian, ta có thể lấy các loại bê tông thông thường đang dùng trên thị trường. Vì sao ta chọn so sánh với bê tông? Vì những đặc tính của nó tương đối giống với vật liệu ta thử nghiệm. Đặc tính cụ thể của bê tông như sau:
Bê tông (gốc từ béton trong tiếng Pháp) là một loại đá nhân tạo, được hình
thành bởi việc nhào trộn các thành phần: Cốt liệu thô, cốt liệu mịn, chất kết dính theo một tỷ lệ nhất định tạo nên một hổn hợp nhựa. Hổn hợp nhựa này biến đổi qua một quá trình lý hoá khá phức tạp và đông kết tạo thành đá xi măng. Toàn bộ quá trình này diễn ra trong 28 ngày trong điều kiện tiêu chuẩn sẽ đạt cường độ tiêu chuẩn được qui uớc trong tính toán và thiết kế công trình. Bê tông là vật liệu dòn, tính đồng nhất kém và dị hướng
Cốt liệu : là những hạt cát có hình dáng,kích thước , đặc trưng bề mặt,cường độ rất khác nhau
Đá xi măng : được tạo thành từ xi măng tương tác với nước và được để một thời gian để rắn chắc lại
Hệ thống mao quản,lỗ rỗng : có thể chứa nước,không khí và hơi nước Bê tông trước khi trộn phải trộn theo đúng cấp phối tương ứng với mác bê tông theo thiết kế.
Trong bê tông, chất kết dính (xi măng + nước, nhựa đường,...) làm vai trò liên kết các cốt liệu thô (đá, sỏi,...đôi khi sử dụng vật liệu tổng hợp trong bê tông nhẹ) và cốt liệu mịn (thường là cát, đá mạt, đá xay,...) và khi đóng rắn, làm cho tất cả thành một khối cứng như đá. Ba đặc tính quan trọng của bê tông là:
Tính lưu động, Độ bền thích hợp Chi phí tối thiều.
Điều chỉnh nó bằng việc thay đổi tỷ lệ xi măng/nước, tỷ lệ xi măng/cốt liệu, cỡ cốt liệu, tỷ lệ cốt liệu mịn/cốt liệu thô, loại xi măng.
Nhưng trước khi ta tạo ra các mẫu để so sánh với bê tông thông thường trong xây dựng ta đi vào tìm hiểu về các loại mác bê tông. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});