Nghiên cứu chế tạo xi măng poóc lăng hỗn hợp bền sun phát trên cơ sở clanker xi măng fico và xỉ lò cao

- NGUYỄN THỊ KÝ NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO XI MĂNG POÓC LĂNG HỖN HỢP BỀN SUN PHÁT TRÊN CƠ SỞ CLANKER XI MĂNG FICO VÀ XỈ LÒ CAO LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT Kỹ thuật Hóa học - Công nghệ Vật liệu Silicat Hà Nội - Năm 2017 Luận văn thạc sĩ GVHD: PGS.
- NGUYỄN THỊ KÝ NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO XI MĂNG POÓC LĂNG HỖN HỢP BỀN SUN PHÁT TRÊN CƠ SỞ CLANKER XI MĂNG FICO VÀ XỈ LÒ CAO Chuyên ngành: Kỹ thuật Hóa học - Công nghệ Vật liệu Silicat LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC : PGS.TS TẠ NGỌC DŨNG Hà Nội - Năm 2017 Luận văn thạc sĩ GVHD: PGS.
- TS Tạ Ngọc Dũng LỜI CAM ĐOAN Tôi tên là Nguyễn Thị Ký hiện đang thực hiện nghiên cứu đề tài “Nghiên cứu chế tạo Xi măng poóc lăng hỗn hợp bền sun phát trên cơ sở Clanhke xi măng FICO và xỉ lò cao” có các số liệu do tôi thực hiện và các tài liệu sử dụng trong tài liệu trích dẫn từ các nguồn chính thức.
- Tôi xin chân thành cảm ơn Ban lãnh đạo Công ty Cổ Phần Xi Măng FICO Tây Ninh đã tạo điều kiện cho tôi được tham dự khóa học Thạc sĩ Kỹ thuật và cũng như tạo mọi điều kiện thuận lợi về thời gian cũng như các trang thiết bị trong suốt quá trình nghiên cứu.
- Tạ Ngọc Dũng, Ban lãnh đạo của Công ty Cổ Phần Xi măng FICO Tây Ninh, các anh chị em đồng nghiệp.
- Xin Kính chúc Các thầy cô cùng thầy Tạ Ngọc Dũng, Toàn thể Ban Lãnh Đạo Công ty Cổ Phần Xi măng FICO, các anh chị em đồng nghiệp luôn thành công và hạnh phúc! Trong quá trình thực hiện luận văn, mặc dù tôi đã nỗ lực hết mình nhưng không thể tránh khỏi những thiếu sót do sự hạn chế về kiến thức.
- 12 1.1.1 Khái niệm về Xi măng.
- Quá trình đóng rắn xi măng, ăn mòn bê tông xi măng và biện pháp chống ăn mòn bê tông.
- 18 1.2.2 Quá trình đóng rắn xi măng.
- Cơ chế ăn mòn đá xi măng.
- Ăn mòn muối khoáng hàm lượng sun phát cao.
- Các biện pháp nâng cao khả năng chống ăn mòn sun phát cho bê tông xi măng poóc lăng.
- Các giải pháp công nghệ nâng cao độ bền sun phát cho xi măng poóc lăng: 23 1.3.2.
- Xi măng poóc lăng hỗn hợp, xi măng bền sun phát, xi măng hỗn hợp poóc lăng bền sun phát.
- Xi măng poóc lăng hỗn hợp, xi măng bền sun phát , xi măng poóc lăng hỗn hợp bền sun phát.
- Các chỉ tiêu quan trọng đối với xi măng poóc lăng hỗn hợp bền sun phát.
- Các công trình nghiên cứu của các tác giả trong và ngoài nước về xi măng sử dụng xỉ lò cao.
- 29 2.1.1 Clanhke xi măng FICO.
- Quá trình nghiên cứu tại Công ty Cổ phần Xi măng FiCO Tây Ninh.
- Ảnh hưởng của độ mịn và hàm lượng xỉ ( khi thay thế dần clanhke) tới độ mịn xi măng, nước tiêu chuẩn và thời gian đông kết của xi măng.
- Ảnh hưởng của độ mịn và hàm lượng xỉ (thay thế dần clanhke) tới độ bền sun phát.
- Ảnh hưởng của hàm lượng xỉ (khi thay thế dần OPC) tới cường độ xi măng.
- Ảnh hưởng của hàm lượng xỉ (khi thay thế dần OPC) tới độ bền sun phát của xi măng poóc lăng hỗn hợp bền sun phát.
- TGĐK Xi măng poóc lăng.
- 1: Kết quả ảnh hưởng của độ mịn và hàm lượng xỉ tới độ mịn, nước tiêu chuẩn và thời gian đông kết của xi măng.
- 3: Kết quả ảnh hưởng của độ mịn xỉ và hàm lượng xỉ (thay thế dần clanhke) đến độ bền sun phát.
- 4: Thiết bị thử nghiệm bền sun phát 600C.
- 3: Kết quả ảnh hưởng của độ mịn và hàm lượng xỉ (thay thế dần clanhke) đến độ bền sun phát.
- 4: Kết quả ảnh hưởng của hàm lượng xỉ lò cao đến cường độ xi măng A.
- 5: Kết quả độ bền sun phát 6 tháng của mẫu A.
- Vì vậy, nhu cầu xây dựng các công trình bền chắc cần sử dụng loại chất kết dính chuyên dụng như xi măng bền sun phát, xi măng poóc lăng hỗn hợp bền sun phát,… là rất bức thiết.
- Loại xi măng có đặc tính cải thiện được độ bền của bê tông những nơi bị xâm thực sun phát như có sự xâm nhập mặn, ở khu vực bờ biển của xi măng Poóc lăng hỗn hợp bền sun phát là nguyên nhân tôi chọn đề tài “Nghiên cứu chế tạo xi măng Poóc lăng hỗn hợp bền sun phát trên cơ sở Clanhke FiCO và xỉ lò cao”.
- Mục đích nghiên cứu Trên cơ sở Clanhke Xi măng FiCO, thạch cao tự nhiên và phụ gia xỉ lò cao Nhật Bản chế tạo Xi măng poóc lăng hỗn hợp bền Sun phát.
- Ý nghĩa thực tế của đề tài Kết quả của đề tài sẽ có ý nghĩa lớn đối với Công ty CP Xi măng FiCO Tây Ninh trong việc có thể sản xuất Xi măng poóc lăng Hỗn hợp bền Sun phát từ nguồn clanhke sẵn có tại Công ty, góp phần đa dạng hóa sản phẩm cũng như đưa ra thị trường chủng loại Xi măng Poóc lăng Hỗn hợp bền sun phát giúp người tiêu dùng có thêm nhiều lựa chọn theo nhu cầu ngày càng cao.
- Đối tượng nghiên cứu Định hướng nghiên cứu đề tài dựa trên cơ sở sản xuất Clanhke xi măng FiCO, thạch cao tự nhiên Thái Lan và chọn Xỉ lò cao Nhật Bản để nghiên cứu chế tạo xi măng Poóc lăng hỗn hợp bền sun phát.
- Ảnh hưởng của độ mịn của xỉ lò cao đến cường độ xi măng Poóc lăng hỗn hợp bền sun phát HV: Nguyễn Thị Ký 9 Luận văn thạc sĩ GVHD: PGS.
- TS Tạ Ngọc Dũng - Ảnh hưởng của hàm lượng xỉ lò cao đến cường độ xi măng Poóc lăng hỗn hợp bền sun phát - Ảnh hưởng của độ mịn, hàm lượng xỉ lò cao đến độ bền sun phát của xi măng PCB 5.
- Lựa chọn nguyên liệu và thiết lập bài phối liệu nghiền xi măng.
- Phân tích tác động của đến các tính chất cơ lý của xi măng trên cơ sở của lựa chọn các nguồn nguyên liệu đã chọn.
- Xác định thành phần khoáng: phương pháp nhiễu xạ tia X - Nghiên cứu vi cấu trúc của hồ: phương pháp kính hiển vi điện tử SEM - Xác định các chỉ tiêu cơ lý của mẫu xi măng theo xác định theo các bộ tiêu chuẩn hiện hành hay thử nghiệm thực nghiệm như sau.
- Cường độ và độ nở thanh vữa trong dung dịch sun phát ở tuổi 6 tháng thử HV: Nguyễn Thị Ký 10 Luận văn thạc sĩ GVHD: PGS.
- Phương pháp phi tiêu chuẩn: Độ nở thanh vữa trong dung dịch sun phát 6 tháng tuổi ở 600C: Bằng phương pháp so sánh các giá trị đạt được giữa mẫu thử nghiệm so với các yêu cầu của tiêu chuẩn qui định về Xi măng Poóc lăng Hỗn hợp bền sun phát để đánh giá và lựa chọn các yếu tố phù hợp nhất.
- Khái niệm về xi măng, xỉ lò cao: 1.1.1 Khái niệm về Xi măng: Chất kết dính thủy ở dạng bột mịn, khi trộn với nước thành dạng hồ dẻo, có khả năng đóng rắn trong không khí và trong nước nhờ phản ứng hóa lý, thành vật liệu dạng đá [1].
- Xi măng là một loại chất kết dính thủy lực, khi trộn nó với nước sẽ tạo hồ dẻo có tính kết dính và đóng rắn trong môi trường nước, môi trường không khí.
- Xi măng được tạo thành bằng cách nghiền mịn clanhke, thạch cao và phụ gia.
- Thành phần khoáng trong clanhke xi măng poóc lăng: Clanhke xi măng poóc lăng có nhiều khoáng khác nhau trong đó có bốn khoáng chính, các khoáng này quyết định đến tính chất của xi măng.
- Alite [2] là khoáng silicat quan trọng của clanhke xi măng poóc lăng.
- Alite là khoáng quan trọng nhất trong clanhke xi măng poóc lăng, thường chiếm từ 45 ÷ 60%.
- Xi măng Poóc lăng chứa hàm lượng Alite cao, nên rắn nhanh và cho cường độ cao, ít co thể tích.
- Belite [2]: Là khoáng chính thứ hai trong clanhke xi măng poóc lăng.
- Hàm lượng belit trong clanhke xi măng Poóc lăng chiềm từ 20÷30%.
- Trong đó β – C2S là dạng giả ổn định trong clanhke xi măng poóc lăng.
- Và trong clanhke xi măng poóc lăng xem celite tồn tại dưới dạng C4AF và chiếm từ 10 ÷ 18%.
- Trong clanhke xi măng poóc lăng, Aluminat - tricanxi chiếm 5 - 15%, là khoáng có tính chất kết dính, có hình dạng tinh thể lập phương, đóng rắn nhanh, tỏa nhiều nhiệt và là khoáng không bền trong môi trường nước và nước khoáng (biển).
- Để đảm bảo tính chất ổn định của xi măng trong khi sử dụng, có một số thành phần nguyên tố khác cần hạn chế với tỷ lệ nhất định.
- Thành phần hóa trong clanhke xi măng poóc lăng bao gồm các cấu tử chính.
- TS Tạ Ngọc Dũng Do nguyên liệu dùng trong công nghệ xi măng poóc lăng là những nguyên liệu tự nhiên, nên trong thành phần clanhke luôn có những tạp chất.
- C0140120CaSO4 + 2H2O Thạch cao chiếm khoảng (3÷5%) khối lượng xi măng Poóc lăng, là phụ gia làm giảm tốc độ đóng rắn không thể thiếu trong công nghệ sản xuất xi măng Poóc lăng.
- Thạch cao hòa tan trong nước, kết hợp với các aluminat trong dung dịch từ khoáng C3A tạo hợp chất hydro–sunfo–aluminat 3CaO.Al2O3.3CaSO4.31H2O khó hòa tan làm chậm quá trình đóng rắn của xi măng poóc lăng, nên lượng thạch cao dùng làm phụ gia (3÷5%) chủ yếu phụ thuộc hàm lượng khoáng C3A.
- Ngoài ra, etringhit kết tinh dạng sợi, có thể tích lớn chèn lắp lỗ trống của đá xi măng nên thạch cao còn có tác dụng tăng độ bền cơ, chống thấm và dãn nở cho xi măng.
- Xi măng poóc lăng hỗn hợp, xi măng bền sun phát, xi măng hỗn hợp poóc lăng bền sun phát: 1.4.1.
- Xi măng poóc lăng hỗn hợp, xi măng bền sun phát , xi măng poóc lăng hỗn hợp bền sun phát Xi măng poóc lăng hỗn hợp thông dụng là chất kết dính thủy lực, được sản xuất bằng cách nghiền mịn hỗp hợp clanhke xi măng poóc lăng với một lượng thạch cao cần thiết và các phụ gia khoáng, có thể sử dụng phụ gia công nghệ (nếu cần) trong quá trình nghiền hoặc bằng cách trộn đều các phụ gia khoáng đã nghiền mịn với xi măng poóc lăng.
- (theo TCVN Xi măng poóc lăng bền sun phát PCSR là sản phẩm được nghiền mịn từ Clanhke xi măng poóc lăng bền sun phát với thạch cao (TCVN .
- Xi măng poóc lăng hỗn hợp bền sun phát PCBSR là một trong các loại xi măng: Xi măng poóc lăng hỗn hợp (theo TCVN hoặc xi măng poóc lăng xỉ lò cao (theo TCVN hoặc xi măng đa cấu tử (theo TCVN khi thỏa mãn yêu cầu kỹ thuật của tiêu chuẩn TCVN 7711:2013.
- Xi măng poóc lăng xỉ lò cao là Xi măng poóc lăng xỉ lò cao được chế tạo bằng cách nghiền mịn hỗn hợp clanhke xi măng poóc lăng với xỉ hạt lò cao và một lượng thạch cao thích hợp.
- hoặc trộn đều xỉ hạt lò cao đã nghiền mịn với xi măng poóc lăng.
- Xi măng poóc lăng xỉ lò cao phân loại theo hàm lượng xỉ, được chia thành 2 loại.
- Xi măng đa cấu tử theo TCVN 9501:2012 là chất kết dính thủy, được sản xuất bằng cách nghiền mịn hỗn hợp clanhke xi măng poóc lăng với một lượng thạch cao cần thiết và các phụ gia khoáng hoặc bằng cách trộn đều hỗn hợp các phụ gia khoáng đã nghiền mịn với xi măngpoóc lăng.
- Xi măng đa cấu tử gồm hai mác đượcký hiệu: CC30,CC40 trong đó: HV: Nguyễn Thị Ký 25 Luận văn thạc sĩ GVHD: PGS.
- TS Tạ Ngọc Dũng + CC là ký hiệu quy ước cho xi măng đa cấu tử.
- 1: Qui định QCVN16 -1:2014/BXD Xi măng poóc lăng hỗn hợp bền sun phát Chỉ tiêu kỹ thuật Mức yêu cầu Phương pháp thử 1.
- Độ nở sun phát trong nước ở tuổi 14 ngày.
- Các công trình nghiên cứu của các tác giả trong và ngoài nước về xi măng sử dụng xỉ lò cao: Trong nước cũng như trên thế giới có nhiều công trình nghiên cứu của các nhà khoa học về xi măng có sử dụng xỉ lò cao trong đó tác giả tìm thấy những tài liệu sau phù hợp nhất: 1.5.1.
- Hai tác giả Nguyễn Văn Chánh và Trần Vũ Minh Nhật đã nghiên cứu dùng xỉ trong công nghiệp sản xuất xi măng poóc lăng xỉ[12] đã nhận thấy rằng độ bền sun phát của xi măng poóc lăng xỉ có giảm khi tăng độ nghiền mịn của xi măng xỉ.
- Nhóm tác giả Trần Văn Miền, Nguyễn Thị Hải Yến, Cao Nguyên Thi đã nghiên cứu đặc tính thẩm thấu ion clo của bê tông có sử dụng xỉ lò cao [13], kết quả nghiên cứu cho thấy, hàm lượng xỉ lò cao thay thế xi măng PC50 tăng từ 0% đến 50% thì hệ số khuếch tán ion clo của bê tông giảm dần và hàm lượng ion clo liên kết trong BT tăng tương ứng.
- Có thể sử dụng xỉ lò cao thay thế xi măng PC50 với hàm lượng 30% đến 40% để tăng khả năng chống thẩm thấu ion clo mà vẫn không ảnh hưởng đến cường độ bê tông thiết kế.
- Nhóm tác giả Nguyễn Thanh Tùng nghiên cứu về Xi măng đa cấu tử in trên Tap chi Xi măng số 1-2016 Cường độ trong môi trường sun phát và nước biển nhân tạo: cường độ uốn trong môi trường Na2SO4 và nước biển ở độ tuổi 6 tháng lớn hơn trong môi trường nước, ở hầu hết các cấp phối phụ gia.
- Nhóm tác giả đã đi đến kết luận chung rằng, xi măng đa cấu tử thể hiện được nhiều tính năng ưu việt hơn hệ xi măng thông thường, đặc biệt khi xét đến khả năng làm việc trong môi trường xâm thực.
- Nghiên cứu cũng cho thấy tính chất của xi măng đa cấu tử cũng phụ thuộc vào nhiều yếu tố, trong đó có nguồn gốc nguyên liệu ban đầu (các cấu tử trong thành phần phụ gia) cũng như tương quan tỷ lệ sử dụng giữa chúng.
- Hai tác giả Yongjuan Zhang , Xiong Zhang đã nghiên cứu về Phân tích mối tương quan giữa cường độ xi măng xỉ và thành phần kích thước xỉ và kết luận: Các hạt xỉ có kích thước 0-20 µm làm tăng cường độ nén vữa xỉ xi măng lúc R7, R28 trong khi các hạt xỉ lớn hơn 20 µm đã có một tác động ngược lại.
- Với độ mịn của xỉ 6000cm2/g, độ bền sun phát không tăng, thậm chí còn giảm.
- Khi hàm lượng xỉ >30%, độ bền sun phát không cải thiện thêm nhiều, khi hàm lượng xỉ >50%, cường độ bị suy giảm nhiều.
- 4: Kết quả ảnh hưởng của hàm lượng xỉ lò cao đến cường độ xi măng A HV: Nguyễn Thị Ký 48 Luận văn thạc sĩ GVHD: PGS.
- Ảnh hưởng của hàm lượng xỉ (khi thay thế dần OPC) tới độ bền sun phát của xi măng poóc lăng hỗn hợp bền sun phát Trong quá trình thực hiện thì không đủ thời gian nhằm tăng nhanh thời gian tương ứng quá trình tăng nhiệt độ thử nghiệm 60oC trong 6 tháng và thực hện mẫu trong môi trường nhiệt độ chuẩn thì kết quả như sau: Bảng 3.
- Độ bền sun phát.
- 5: Kết quả độ bền sun phát 6 tháng của mẫu A HV: Nguyễn Thị Ký 49 Luận văn thạc sĩ GVHD: PGS.
- độ bền sun phát tăng dần, tuy nhiên mức tăng chậm dần.
- Điều này cho thấy, hàm lượng xỉ đưa vào tối thiểu cần >30% thì mới đảm bảo độ bền sun phát .
- Theo số liệu và đồ thị, với độ mịn xỉ từ ~6000 cm2/g, độ bền sun phát đạt từ hàm lượng xỉ thay thế ≥ 25.
- Độ mịn của xỉ khoảng ~6000 cm2/g thì xi măng có độ cường độ tối ưu nhất.
- TS Tạ Ngọc Dũng KẾT LUẬN - Có thể chế tạo được Xi măng poóc lăng hỗn hợp bền sun phát từ nguyên liệu clanhke FiCO Tây Ninh và xỉ lò cao Nhật Bản theo qui định của QCVN16-1:2014/BXD (quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về sản phẩm hàng hóa vật liệu xây dựng) và TCVN Xi măng poóc lăng hỗn hợp bền sun phát.
- Khi hàm lượng xỉ có độ mịn khoảng 6000 cm2/g và xỉ thay thế > 30% clanhke thì xi măng đạt độ bền sun phát.
- Đã xác định được bài phối liệu khi sản xuất xi măng poóc lăng hỗn hợp bền sun phát cao bằng cách trộn OPC với xỉ phù hợp công nghệ nhà máy.
- Bộ Khoa học và Công nghệ, TCVN_5438-2004_Xi-măng-Thuật-ngữ-và-định-nghĩa.
- ThS.Huỳnh Thị Hạnh, Tài liệu bồi dưỡng kiến thức kỹ thuật sản xuất xi măng.
- Đỗ Quang Minh và Trần Bá Việt, Công nghệ sản xuất xi măng Pooc lăng và các chất kết dính vô cơ.
- PGS TS Tạ Ngọc Dũng, Chuyên đề xi măng (Phần: Cơ sở khoa học của việc sử dụng phụ gia) 2016.
- PGS TS Tạ Ngọc Dũng, Công nghệ sản xuất xi măng Poóc lăng (Tài liệu tham khảo lớp cao học).
- and Trần Vũ Minh Nhật, Nghiên cứu dùng xỉ trong công nghiệp sản xuất Xi măng Poóc lăng xỉ.
- TCVN Xi măng phương pháp xác định độ mịn

Xem thử không khả dụng, vui lòng xem tại trang nguồn
hoặc xem Tóm tắt