Ứng dụng chỉ thị phân tử ADN để xác định alen kháng mặn, hạn ở một số giống lúa địa phương việt nam

*Giai đoạn 2: Tốc độ phản ứng hydrat hóa chậm lại do keo monosunfat hình thành bao bọc lấy các hạt xi măng, độ dẻo của vữa trong giai đoạn này là ổn định, sau đó xuất hiện sự kết tinh củ

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN i

MỤC LỤC ii

MỞ ĐẦU 1

Chương 1 : TỔNG QUAN 2

1.1 Giới thiệu chung về xi măng pooclăng 2

1.1.1.Khái niệm về xi măng pooclăng 2

1.1.2.Thành phần của clinker pooclăng 2

1.1.2.1 Khái niệm về clinker xi măng ) 2

1.1.2.2.Thành phần hóa học 2

1.2.3.Thành phần pha. 2

1.2 Phản ứng thủy hóa của xi măng) 3

1.2.1 Sự hydrat hóa của C3S (alit) 3

1.2.2 Sự hydrat hóa của C2S (Belit) 4

1.2.3 Sự hydrat hóa của C3A (canxi aluminat). 4

1.2.4 Sự hydrat hóa của C4AF 4

1.3 Quá trình hình thành và tính chất cơ lý của đá xi măng 4

1.3.1 Định nghĩa 4

1.3.2 Các tính chất cơ lý của xi măng 6

1.3.2.1 Độ mịn của xi măng 6

1.3.2.2.Lượng nước tiêu chuẩn 6

1.3.2.3 Thời gian ninh kết của xi măng 6

1.3.2.4 Độ ổn định thể tích của đá xi măng 7

1.3.2.5 Cường độ của xi măng (hay mác xi măng) 7

1.3.2.6 Độ rỗng đá xi măng 9

1.4 Vai trò của phụ gia xi măng 10

1.4.1 Định nghĩa về phụ gia xi măng 10

1.4.2 Tính chất của phụ gia xi măng 10

1.4.3 Một số loại phụ thường được sử dụng 11

1.4.3.1 Phụ gia hoạt tính puzơlan 11

1.4.3.2 Phụ gia siêu mịn 12

1.4.3.3 Phụ gia hóa dẻo 13

1.4.3.4 Phụ gia đóng rắn nhanh 13

1.4.3.5 Phụ gia chống ăn mòn cốt thép trong bêtông 14

1.4.3.6 Phụ gia tro bay 14

1.4.3.7 Phụ gia CMC 15

Chương 2 : THỰC NGHIỆM VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 17

2.1 Hóa chất và dụng cụ 17

2.1.1 Hóa chất 17

2.1.2 Dụng cụ 17

2.2 Xác định thành phần hoá học và độ hoạt tính của tro bay 17

2.2.1 Xác định thành phần pha của tro bay 17

2.2.2 Xác định hoạt tính của phụ gia tro bay 17

2.3 Nghiên cứu ảnh hưởng của phụ gia đến tính chất của vữa xi măng Hoàng Thạch. 17

2.3.1 Chuẩn bị mẫu nghiên cứu 17

2.3.2 Xác định độ dẻo của hồ xi măng 18

2.3.2.1 Nguyên tắc 18

2.3.2.2 Phương pháp tiến hành 18

2.3.3 Xác định lượng nước tiêu chuẩn 19

2.3.4 Xác định thời gian đông kết 20

2.3.4.1 Nguyên tắc 20

2.3.4.2 Tiến hành thí nghiệm 20

2.3.5 Xác định cường độ kháng nén 21

2.3.5.1 Quá trình tạo mẫu 21

2.3.5.2 Tiến hành thí nghiệm 22

2.3.6 Xác định độ hút nước bão hòa 24

2.3.6.1 Chuẩn bị mẫu 24

2.3.6.2 Tiến hành thí nghiệm 24

2.3.7 Phương pháp XRD 25

2.3.8 Phương pháp kính hiện vi điện tử quét (SEM) 27

Chương 3 : KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 29

3.1 Xác định thành phần hoá học của tro bay 29

3.2 Độ hoạt tính của tro bay 29

3.3 Kết quả thí nghiệm xác định lượng nước tiêu chuẩn 30

3.4 Kết quả xác định thời gian đông kết 34

3.5 Kết quả thí nghiệm xác định cường độ kháng nén 35

3.6 Xác định độ hút nước bão hòa 39

3.7 Kết quả phân tích mẫu bằng phương pháp XRD 43

3.8 Kết quả phân tích mẫu bằng phương pháp kính hiển vi điện tử quét (SEM) 45

KẾT LUẬN CHUNG 47

TÀI LIỆU THAM KHẢO 48

PHỤ LỤC 50

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1: Thành phần hóa học của clinker: 2

Bảng 2.1: Phân loại hoạt tính của phụ gia theo độ hút vôi 16

Bảng 2.2: Mẫu thí nghiệm 17

Bảng 2.3: Mẫu xác định cường độ kháng nén 22

Bảng 3.1: Thành phần hoá học của tro bay: 29

Bảng 3.2: Độ hút vôi của phụ gia tro bay 29

Bảng 3.3: Lượng nước tiêu chuẩn của mẫu chứa phụ gia tro bay 30

Bảng 3.5: Lượng nước tiêu chuẩn của mẫu phụ gia hỗn hợp 32

Bảng 3.4: Lượng nước tiêu chuẩn của mẫu chứa phụ gia CMC 31

Bảng 3.6: Thời gian bắt đầu và kết thúc đông kết 34

Bảng 3.7: Cường độ kháng nén của mẫu chứa phụ gia tro bay 36

Bảng 3.8: Cường độ kháng nén của mẫu chứa phụ gia CMC 36

Bảng 3.9: Cường độ kháng nén của mẫu chứa phụ gia hỗn hợp tro bay +CMC 37

Bảng 3.10: Độ hút nước của mẫu chứa phụ gia tro bay 39

Bảng 3.11: Độ hút nước của mẫu chứa phụ gia CMC 41

Bảng 3.12: Độ hút nước của mẫu chứa phụ gia hỗn hợp tro bay + CMC. 42

Bảng 3.13: Kết quả phân tích XRD của mẫu nghiên cứu 43

DANH MỤC ĐỒ THỊ

Đồ thị 3.1: Lượng nước tiêu chuẩn của mẫu chứa phụ gia tro bay. 31

Đồ thị 3.2: Lượng nước tiêu chuẩn của mẫu phụ gia CMC. 32

Đồ thị 3.3 : Lượng nước tiêu chuẩn của mẫu chứa phụ gia hỗn hợp. 33

Đồ thị 3.4: Cường độ kháng nén của mẫu phụ gia chứa tro bay. 36

Đồ thị 3.5: Cường độ kháng nén của mẫu chứa phụ gia CMC. 37

Đồ thị 3.6: Cường độ kháng nén của mẫu chứa phụ gia hỗn hợp tro bay + CMC. 38 Đồ thị 3.7: Độ hút nước bão hòa của mẫu phụ gia chứa tro bay. 40

Đồ thị 3.8: độ hút nước bão hòa của mẫu chứa phụ gia CMC. 41

Đồ thị 3.9: Độ hút nước bão hòa của mẫu chứa phụ gia hỗn hợp tro bay +CMC. 42

DANH MỤC HÌNH VẼ

Hình 3.1: Ảnh chụp vi cấu trúc bề mặt đá xi măng của mẫu M-0 ở 28 ngày. 45

Hình 3.2: Ảnh chụp vi cấu trúc bề mặt mẫu được phóng to của mẫu 45

M-0 ở 28 ngày. 45

Hình 3.3: Ảnh chụp vi cấu trúc bề mặt đá xi măng của mẫu M- 9 ở 28 ngày. 46 Hình 3.4: Ảnh chụp vi cấu trúc bề mặt mẫu được phóng to của mẫu 46

M-9 ở 28 ngày. 46

Hình 3.5: Giản đồ XRD mẫu M0 – 7 ngày. 50

Hình 3.6: Giản đồ XRD mẫu M0 – 56 ngày. 51

Hình 3.7: Giản đồ XRD mẫu M1 – 7 ngày. 52

Hình 3.8: Giản đồ XRD mẫu M1 – 28 ngày. 53

Hình 3.9: Giản đồ XRD mẫu M1 – 56 ngày. 54

Hình 3.10: Giản đồ XRD mẫu M5 – 7 ngày. 55

Hình 3.11: Giản đồ XRD mẫu M5 – 28 ngày. 56

Hình 3.12: Giản đồ XRD mẫu M5 – 56 ngày. 57

Hình 3.13: Giản đồ XRD mẫu M9 – 7 ngày. 58

Hình 3.14: Giản đồ XRD mẫu M9 – 28 ngày. 59

Hình 3.15: Giản đồ XRD mẫu M9 – 56 ngày. 60

MỞ ĐẦU

Khi đất nước ta đang trên đà hội nhập, xây dựng là một ngành đang được quan tâm và phát triển mạnh mẽ Bên cạnh đó, vật liệu xây dựng cũng đang được dần nâng cao và phát triển Trong đó, xi măng là vật liệu cơ bản và quan trọng nhất Cùng với việc phát triển nghành công nghiệp xi măng, vấn đề nâng cao chất lượng bê tông và giảm giá thành sản phẩm cũng đang được chú trọng

Để nâng cao chất lượng của xi măng và bê tông đã có rất nhiều công trình nghiên cứu của các nhà khoa học trên thế giới cũng như trong nước tìm ra các giải pháp kỹ thuật, cũng như tìm ra các loại phụ gia để nâng cao chất lượng cho các công trình xây dựng Một trong những giải pháp thành công nhất là sử dụng

tổ hợp hai phụ gia khoáng hoạt tính và phụ gia siêu dẻo Loại phụ gia tổ hợp này

có khả năng kéo dài thời gian ninh kết, chống độ sụt lún cho bê tông v.v Ngoài

ra, phụ gia này có sẵn trong tự nhiên nên nó góp phần làm giảm giá thành của sản phẩm

Mặt khác, hiện nay các nhà máy, nhiệt điện đốt than ở nước ta thải ra môi trường một lượng lớn tro bay và xỉ lẫn nhiều tạp chất, điều này gây ảnh hưởng tới môi trường

Với những ưu việt trên em chọn đề tài: Nghiên cứu ảnh hưởng của phụ gia hỗn hợp tro bay - CMC đến tính chất của xi măng

Chương 1 : TỔNG QUAN

1.1 Giới thiệu chung về xi măng pooclăng (6, 7, 8, 10, 12, 13, 14, 15)

1.1.1.Khái niệm về xi măng pooclăng (6, 8, 14, 15)

Xi măng pooclăng là một nhóm kết dính thuỷ lực có khả năng đóng rắn và ngưng kết khi phản ứng với nước Đó là sản phẩm nhân tạo được nghiền mịn từ clinker xi măng pooclăng, thạch cao, phụ gia

1.1.2.Thành phần của clinker pooclăng (6, 7, 8, 10, 12, 13)

1.1.2.1 Khái niệm về clinker xi măng (6, 7, 8, 10)

Clinker xi măng pooclăng là sản phẩm ban đầu trong quá trình sản xuất xi măng pooclăng Clinker thường ở dạng hạt có đường kính 10-40mm, cấu trúc phức tạp (có nhiều khoáng ở dạng tinh thể và một số khoáng ở dạng vô định hình) Chất lượng của Clinker phụ thuộc vào thành phần khoáng vật, hóa học và công nghệ sản xuất Tính chất của xi măng do chất lượng của Clinker quyết định

1.1.2.2.Thành phần hóa học (6, 7, 8, 10, 12, 13)

Clinker pooclăng là sản phẩm ban đầu trong quá trình sản xuất xi măng pooclăng Thành phần hóa học của clinker được trình bày ở bảng dưới đây:

Bảng 1.1: Thành phần hóa học của clinker:

Ngoài ra còn có những tạp chất không mong muốn như MgO khoảng 1- 4%, oxit kiềm 0.5- 3%

1.2.3.Thành phần pha(6, 8, 10, 12)

Thành phần pha của clinker được trình bày ở bảng sau:

Bảng 1.2: Thành phần pha của clinker Thành

(4CaO.Al2O3.Fe2O3)

Đặc tính của từng pha:

này phản ứng nhanh với nước, tỏa nhiều nhiệt, cho sản phẩm đông rắn cao nhất sau 28 ngày Đây là một pha quan trọng nhất của clinker

này phản ứng với nước tỏa ít nhiệt và cho sản phẩm có độ đông rắn chậm nhưng

28 ngày cũng đạt được yêu cầu bằng alit

ứng tỏa ít nhiệt và cho sản phẩm ứng với độ đông rắn thấp

phản ứng nhanh với nước tỏa nhiều nhiệt Cho sản phẩm phản ứng ban đầu đông rắn nhanh nhưng sau đó lại chậm và kém alit

1.2 Phản ứng thủy hóa của xi măng (4, 5, 6, 7, 8, 9, 17)

ứng thủy hóa Tuỳ thuộc vào loại khoáng, hàm lượng khoáng, hàm lượng pha thủy tinh mà khả năng tương tác của xi măng với nước là khác nhau tạo nên pha kết dính CxSyHz và CxAyHz, Ca(OH)2 và Al(OH)3

hiđrôxit dễ tan trong nước và chúng để lại những lỗ trống mao quản đồng thời quá trình bay hơi của nước dư trong thời kỳ hiđrat hoá tạo nên độ xốp, rỗng trong vữa xi măng và bê tông

1.2.1 Sự hydrat hóa của C 3 S (alit)

điều kiện thường, phản ứng thủy hóa chỉ hoàn toàn kết thúc sau thời gian 1 đến 1.5 năm và có thể viết như sau:

2(3CaO.SiO2) + 6H2O = 3CaO.SiO2.3H2O + 3Ca(OH)2

hóa của C3S

1.2.3 Sự hydrat hóa của C 3 A (canxi aluminat)

lượng nhiệt khá lớn theo phương trình sau:

Phản ứng phụ: khi trong xi măng Pooclăng có mặt của thạch cao sống thì

thể tích theo phản ứng sau:

1.2.4 Sự hydrat hóa của C 4 AF

toàn và hình thành một lượng vôi bão hòa thì phản ứng sẽ xảy ra trong điều kiện nhiệt độ của môi trường theo phương trình phản ứng sau:

1.3 Quá trình hình thành và tính chất cơ lý của đá xi măng (5, 7, 10, 11)

Bắt đầu từ khi trộn nước và hỗn hợp phối liệu (thường là 1 xi măng 3 cát)

tấn công ồ ạt của nước, quá trình hydrat hóa chậm lại Sau đó phản ứng kết tinh của silicat, aluminat phía trong màng, màng bị phá vỡ và sự hydrat hóa xảy ra tiếp tục Quá trình trên lặp lại nhiều lần, hydrosilicat canxi, hydroaluminat canxi

không còn đủ lớn tạo thành ettringit, sự tạo thành gel C-S-H xảy ra liên tục Chính nhờ cơ chế này mà tạo nên cường độ của xi măng

Người ta chia quá trình đóng rắn của đá xi măng thành các giai đoạn:

*Giai đoạn 1: Xảy ra sự khuếch tán các hạt xi măng vào trong nước, các phân tử nước tấn công ồ ạt lên bề mặt các hạt xi măng Bắt đầu hình thành

Giai đoạn kéo dài khoảng 10 phút và không tạo thành cấu trúc

*Giai đoạn 2: Tốc độ phản ứng hydrat hóa chậm lại do keo monosunfat hình thành bao bọc lấy các hạt xi măng, độ dẻo của vữa trong giai đoạn này là ổn định, sau đó xuất hiện sự kết tinh của các tinh thể silicat, aluminat phía trong phá

2-không còn đủ để tạo thành ettringit, giai đoạn này kéo dài khoảng 2 giờ và các gel C-S-H bắt đầu xuất hiện

ettringit không còn nữa, tốc độ phản ứng tăng vọt, sự hình thành gel C-S-H lấp đầy vào khoảng trống giữa các hạt xi măng rất nhanh chóng Cứ thế đá xi măng được tạo thành và cường độ của đá (tính theo cường độ kháng nén) bắt đầu phát triển mạnh Giai đoạn này kéo dài 24 giờ và phần nhiều khoáng xi măng đã tham gia quá trình hydrat hóa

*Giai đoạn 4: Sau 24 giờ tốc độ thủy hóa của các khoáng bắt đầu giảm dần, cấu trúc bắt đầu ổn định và phản ứng thủy hóa vẫn tiếp tục với phần khoáng còn lại

1.3.2 Các tính chất cơ lý của xi măng (5, 10, 11)

1.3.2.1 Độ mịn của xi măng

Là đại lượng biểu thị cho kích thước của các hạt xi măng được thể hiện bằng phần trăm còn lại trên sàng hay dưới sàng có kích thước lỗ nhất định Có độ mịn cao thì kích thước hạt xi măng nhỏ diện tích tiếp xúc của các hạt xi măng với nước làm tăng nhanh quá trình thuỷ hoá của xi măng làm cho xi măng dễ tác dụng với nước, rắn chắc nhanh

Độ mịn được xác định bằng hai cách :

+ Đo độ mịn theo phương pháp Blaine

1.3.2.2.Lượng nước tiêu chuẩn

Là tỷ lệ nước và xi măng cần thiết đề thực hiện quá trình ban đầu của sự đóng rắn tạo nên vữa xi măng có độ dẻo tiêu chuẩn

Khi nước dư nhiều ảnh hưởng nhiều đến tốc độ phát triển cường độ, cho cường độ thấp vì tạo độ xốp trong đá xi măng

Xi măng pooclăng thường có lượng nước tiêu chuẩn từ 24-30%

1.3.2.3 Thời gian ninh kết của xi măng

Khi trộn xi măng với nước sẽ xảy ra phản ứng thủy hóa của các khoáng trong xi măng, vữa tạo thành theo thời gian mất dần tính dẻo, sau đó trở nên cứng và có thể chịu lực Có 2 loại thời gian ninh kết:

+Thời gian bắt đầu ninh kết: Là thời gian từ khi bắt đầu trộn nước đến trước khi vữa mất tính dẻo

+Thời gian kết thúc ninh kết: Là thời gian từ khi trộn nước đến khi vữa cứng lại và có thể chịu lực

Thời gian ninh kết của đá xi măng phụ thuộc vào thành phần khoáng clinker, lượng nước tiêu chuẩn, độ mịn của xi măng, nhiệt độ môi trường, lượng

và loại phụ gia pha

1.3.2.4 Độ ổn định thể tích của đá xi măng

Trong suốt quá trình đóng rắn, thể tích của đá xi măng luôn thay đổi Nếu

sự thay đổi này quá lớn hoặc quá nhanh sẽ gây ra rạn nứt công trình Sự không

ổn định thể tích của xi măng là do oxit CaO và oxit MgO gây nên

*MgO tự do: không tham gia vào quá trình tạo clinker mà sau khi xi măng

măng bị nứt vỡ Có trường hợp sau hai năm MgO mới bị thủy hóa, do đó cần hạn chế lượng MgO < 5%

*CaO tự do: không tham gia vào phản ứng tạo clinker mà nằm ở dạng oxit canxi bị các chất nóng chảy bao bọc xung quanh nên bị thủy hóa chậm gây nở thể tích làm rạn nứt đá xi măng

Cũng có thể do cấp hạt xi măng quá lớn, làm tốc độ thủy hóa xảy ra chậm, các sản phẩm gel C-S-H, aluminat, hình thành khi công trình ổn định cũng gây ra

sự mất ổn định thể tích

Do vậy bất kì loại xi măng thành phẩm nào trên thị trường cũng phải có cấp hạt và hàm lượng các chất nằm trong giới hạn cho phép

1.3.2.5 Cường độ của xi măng (hay mác xi măng)

Cường độ xi măng là giá trị lực biểu thị giới hạn bền cơ học của đá xi măng trên một đơn vị diện tích Là chỉ tiêu quan trọng nhất của đá xi măng, bao gồm độ bền uốn và độ bền nén của đá xi măng Thông thường người ta đo độ bền uốn và độ bền nén của đá xi măng được đúc theo tỷ lệ xi măng/cát là 1/3 ở tuổi

28 ngày làm chỉ tiêu xác định mác xi măng

Khi nghiên cứu về cường độ người ta thường quan tâm đến cường độ

mẫu thí nghiệm Các yếu tố ảnh hưởng đến cường độ mẫu của mác xi măng, tỷ lệ các khoáng trong xi măng, lượng nước sử dụng, công nghệ chế tạo và chất lượng thi công bêtông

Muốn sản xuất bêtông có cường độ kháng cao thì phải dùng lượng nước ít

Cường độ của xi măng phát triển không đều: trong 3 ngày đầu có thể đạt được 40-50% mác xi măng, 7 ngày đầu đạt đến 60-70 % Trong những ngày sau tốc độ tăng cường độ còn chậm hơn nữa, đến 28 ngày đạt được mác Tuy nhiên trong những điều kiện thụân lợi thì sự rắn chắc của nó có thể kéo dài hàng tháng

và thậm chí hàng năm, vượt gấp 2-3 lần cường độ 28 ngày Có thể xem tốc độ phát triển cường độ trung bình của xi măng tuân theo quy luật Logarit được cho bởi công thức:

R28 =Rn (lg28 /lgn)

ngày)

1.3.2.6 Độ rỗng đá xi măng

Trong đá xi măng luôn có các lỗ rỗng (chiếm từ 2 – 30% tùy thuộc vào chất lượng vữa xi măng) Kích thước các lỗ rỗng tùy thuộc vào tỷ lệ nước/xi măng, phương pháp thi công, sử dụng phụ gia, chất lượng xi măng

*Có thể phân chia lỗ rỗng theo kích thước của đá xi măng như sau: + Lỗ rỗng lớn: có kích thước lớn hơn 100µm

+ Lỗ rỗng vừa: có kích thước từ 1.6 – 100µm

+ Lỗ rỗng nhỏ: có kích thước từ 0.6 – 106 µm

+ Lỗ rỗng siêu nhỏ: có kích thước nhỏ hơn 0.6µm

*Lỗ rỗng có ảnh hưởng của chúng tới tính chất của đá xi măng

+Lỗ rỗng có đường kính ≈ 2µm liên quan đến sự khuếch tán, xâm thực của

+Lỗ rỗng từ vài chục đến vài trăm µm liên quan đến sự thấm nước và thấm khí của công trình

Có hai loại lỗ rỗng đá xi măng: lỗ rỗng kín và lỗ rỗng hở, lỗ rỗng kín không nối với mao quản chỉ ảnh hưởng đến cường độ của đá mà không ảnh hưởng tới tính chống thấm của đá xi măng

1.3.2.7.Độ thấm của đá xi măng

Đá xi măng cũng như bê tông là hệ nhiều pha gồm: cốt liệu, pha kết dính

và hệ thống các lỗ trống, mao quản có kích thước khác nhau Tính thấm của đá xi

măng phụ thuộc vào sự có mặt của các pha đó và tương tác của các pha với môi trường Trong đó quan tâm nhất chính là tính thấm bao gồm thấm khí, thấm nước

và thấm muối tan Tính thấm có liên quan rất mạnh đến độ bền của công trình, tính thấm càng mạnh thì công trình càng kém bền

Để giảm bớt tính thấm của công trình cần phải có kĩ thuật tốt cũng như phải sử dụng một số loại phụ gia đặc biệt để giảm tỷ lệ nước/xi măng, giảm tỷ lệ

lỗ trống, mao quản trong đá xi măng

1.4 Vai trò của phụ gia xi măng (1, 2, 3, 13, 16, 18)

1.4.1 Định nghĩa về phụ gia xi măng (2, 3, 12, 13)

Theo tiêu chuẩn Việt Nam: Phụ gia của xi măng là các hợp chất hóa học được thêm vào xi măng để cải thiện tính năng của bê tông

Theo tiêu chuẩn Mỹ: Phụ gia xi măng là một vật liệu được sử dụng như một nguyên liệu của bê tông mà ngoài xi măng, nước, cốt liệu ra còn được cho vào mẻ trộn hỗn hợp bê tông ngay trước khi trộn và trong quá trình trộn

1.4.2 Tính chất của phụ gia xi măng (2, 3, 12, 16)

*Cải thiện tính năng dễ dàng thi công của hỗn hợp bê tông và vữa: + Tăng độ linh động, độ sụt, kéo dài thời gian duy trì độ sụt mà không cần làm tăng hay giảm lượng nước trộn

+Làm chậm lại hoặc tăng nhanh quá trình liên kết ban đầu

+Tạo khả năng chuyên chở bê tông tươi từ các trạm trộn ở xa đến vị trí công trình

+Tạo khả năng bơm bê tông lên cao để thi công nhà cao tầng, bơm đi xa

để thi công cầu, hầm hoặc công trình thủy lợi

*Cải thiện tính chất của bê tông sau khi hóa cứng:

+Tăng cường độ sớm trong thời gian ban đầu để sớm tháo ván, khuôn, sớm tạo ra ứng lực nhằm tăng nhanh tiến độ thi công

+Tăng cường độ chịu nén, uốn, kéo

+Tăng độ chống thấm

+Làm chậm quá trình tỏa nhiệt hoặc giảm nhiệt lượng tỏa ra khi bê tông đang hoá rắn để tránh các vết nứt do co ngót nhiệt đặc biệt là đối với các công trình khối lớn như: thủy điện, đập nước

+ Hạn chế sự nở thể tích do các phản ứng của các chất kiềm với các thành phần của khoáng cốt liệu

+Tạo sự bám dính chặt giữa các phần bê tông cũ và mới

+Tạo màu sắc cho bê tông theo dự kiến

Tuy nhiên với mỗi trường hợp sử dụng phụ gia nhất định cần phải xem xét

kỹ lưỡng và tính toán, thí nghiệm chu đáo để đảm bảo hiệu quả cao

1.4.3 Một số loại phụ thường được sử dụng (1, 3, 13, 16, 18)

1.4.3.1 Phụ gia hoạt tính puzơlan

Phụ gia khoáng hoạt tính puzơlan là phụ gia có nguồn gốc thiên nhiên hay nhân tạo ở dạng nghiền mịn khi khuấy trộn tự nó không đóng rắn, nhưng có khả năng phản ứng với vôi ở nhiệt độ thường tạo thành các sản phẩm có hoạt tính kết dính Khả năng liên kết vôi của phụ gia ở nhiệt độ thường khi có mặt nước gọi là hoạt tính puzơlan Độ hoạt tính của phụ gia phụ thuộc vào thành phần hóa học và thành phần khoáng, tỉ lệ pha tinh thể và pha thủy tinh, độ nghiền mịn của phụ gia Số lượng và vôi thêm vào có ảnh hưởng đến nhiệt động học ninh kết và rắn chắc của hệ cũng như lượng nước tham gia hình thành pha hydrat Hiện nay độ hoạt tính của phụ gia khoáng được đánh giá thông qua chỉ số hoạt tính (với xi măng pooclăng và vôi) và độ hút vôi, trong đó chỉ số hoạt tính với xi măng là

Pulơzan nhân tạo như: tro bay, tro trấu, xỉ lò cao, silicafum, sisex, meta caolanh…

Phụ gia hoạt tính puzơlan chứa nhiều oxit silic, oxit nhôm ở dạng vô định hình có hoạt tính Do đó mà puzơlan có những đặc tính tốt như sau:

+ Hạ thấp lượng nhiệt tỏa ra trong quá trình hydrat hóa và giảm co ngót do nhiệt + Giảm phản ứng hóa học của cốt liệu kiềm

+ Tăng độ đặc chắn, tính chống thấm, tính bền của bê tông ở trong nước và trong đất có tính chất ăn mòn

+ Trước khi sử dụng thì puzơlan cần phải được gia nhiệt và nghiền mịn để tăng hoạt tính Tuy nhiên puzơlan có thể kéo dài thời gian đông kết, làm chậm sự phát triển cường độ bêtông ở tuổi ban đầu 3-7 ngày, nhưng cuờng độ bêtông ở tuổi 28 ngày vẫn đạt và thậm chí còn vượt bêtông không chứa puzơlan

+ Giảm nhiệt thủy hóa nên thích hợp với bêtông khối lớn

+ Giảm lượng nước trộn hoặc tăng tính dễ đổ

Phụ gia trộn hỗn hợp hay có thể được nghiền riêng thành bột mịn để pha vào bêtông và vữa trước khi trộn Xỉ hạt lò cao thường được nghiền mịn hơn xi

tính càng tăng

1.4.3.2 Phụ gia siêu mịn

Phụ gia siêu mịn là loại phụ gia có kích thước cấp hạt bé hơn rất nhiều so với cấp hạt của xi măng Nó có tác dụng lấp đầy các hốc trống trong bêtông, làm tăng chất lượng bê tông

Phụ gia siêu mịn có hai loại: siêu mịn trơ và siêu mịn hoạt tính

*Phụ gia siêu mịn trơ: chỉ có tác dụng bịt kín, lấp đầy các lỗ trống, mao quản, làm tăng độ chắc đặc và giảm độ thấm của bê tông Một số phụ gia siêu

*Phụ gia siêu mịn hoạt tính: là loại phụ gia vừa có cấp hạt bé hơn nhiều

cấp hạt ximăng, vừa có tác dụng như phụ gia siêu mịn trơ, vừa có chức năng

Ví dụ: oxit silic hoạt tính có thể xảy ra phản ứng sau:

Do đó phụ gia siêu mịn hoạt tính làm tăng chất lượng bê tông đáng kể Các loại phụ gia siêu mịn hoạt tính hay dùng là tro trấu, tro bay, muội silic (silicafume), xỉ lò cao, metacaolanh dạng hạt nghiền siêu mịn

1.4.3.3 Phụ gia hóa dẻo

Chiếm vị trí chủ đạo trong số phụ gia hóa học, được sử dụng trong công nghệ bêtông Tác dụng của phụ gia dẻo, siêu dẻo được giải thích như sau: bề mặt các hạt xi măng còn dư điện tích chưa bão hòa, do đó các hạt xi măng có xu hướng dính kết lại với nhau khi tiếp xúc với chất lỏng phân cực như nước làm giảm tính lưu biến của vữa Muốn hạn chế sự kết dính các hạt xi măng lại với nhau người ta sử dụng các loại polime tan Polyme bị hấp thụ lên bề mặt hạt xi măng làm cho nó bị phân tán dễ dàng trong môi trường nước và không bị kết dính lại với nhau Do đó mặc dầu dùng ít nước nhưng vữa vẫn có độ lưu biến cao Các hạt xi măng trượt dễ dàng trong vữa trong quá trình hydrat hóa và sắp xếp đặc xít với nhau khi có lực nén Polyme nằm giữa các hạt xi măng sẽ sát nhập với sản phẩm hydrat hóa tạo thành khối bêtông chắc đặc

1.4.3.4 Phụ gia đóng rắn nhanh

tan phân li ra các cation và anion thúc đẩy đóng rắn của xi măng và khả năng ức chế ăn mòn của canxi nitrit nên làm giảm một phần ăn mòn trong cốt thép

lượng sử dụng phụ gia này trong bê tông cốt thép không quá 2%, không được sử dụng chúng trong các kết cấu thành mỏng, dự ứng lực, làm việc ở điều kiện không thuận lợi

1.4.3.5 Phụ gia chống ăn mòn cốt thép trong bêtông

Để bảo vệ cốt thép chống lại các tác nhân ăn mòn người ta sử dụng nhiều phương pháp khác nhau như phủ cốt thép, tăng khả năng chống thấm cho bê tông, tăng chiều dày lớp bêtông, dùng dòng điện ngoài… Một biện pháp thông dụng nữa là sử dụng các phụ gia ức chế quá trình ăn mòn như canxi nitrit

1.4.3.6 Phụ gia tro bay

Tro bay là một puzơlan nhân tạo lấy từ chất lắng đọng trong quá trình cháy của than chưa hết Nó được thu lượm bằng máy tách cơ khí hay máy tách tĩnh điện từ ống khói nhà máy nhiệt điện mà sử dụng than nghiền làm nhiên liệu Là một vật liệu rất mịn chủ yếu là các hạt thủy tinh nhỏ hình cầu Loại vật liệu này một thời đã được coi là rác thải khó xử lí và khó phân hủy, nhưng hiện nay nó được coi là vật liệu có giá trị cao khi sử dụng kết hợp như là một phụ gia

Tro bay thu được từ nhà máy tách khí xoáy có kích thước hạt tương đối lớn, trong khi đó tro bay thu được từ tấm hút tĩnh điện thì khá mịn và có tỉ diện

*Ưu điểm của việc sử dụng tro bay:

+ Do kĩ thuật nghiền siêu mịn, mà lấp đầy các lỗ trống mao quản làm tăng

độ chắc đặc cho đá xi măng

trong xi măng và tạo thành gel C-S-H có khả năng rắn chắc:

2SiO2 + 3Ca(OH)2 = 3CaO.2SiO2.3H2O

+ Khắc phục đáng kể hiện tượng xâm thực của môi trường nước biển chứa

* Với những ưu điểm khi sử dụng phụ gia tro bay được nêu trên vì vậy hiện nay nhiều nước trên thế giới đã sử dụng tro bay của các nhà máy nhiệt điện

để làm phụ gia cho xi măng để sản xuất xi măng hỗn hợp PCB được đưa ra ở bảng sau:

monomer tạo nên khung sườn cellulose, nó thường được sử dụng dưới dạng muối natri carboxymethyl cellulose

Dạng natri carboxymethyl cellulose có công thức phân tử là:

[C6H7O2(OH)x(OCH2COONa)y]n

Trong đó:n là mức độ trùng hợp y là mức độ thay thế

x = 1.50-2.80 y = 0.20-1.50 x + y = 3.0

Đơn vị cấu trúc với mức độ thay thế 0.20 là 178.14 đvC

Đơn vị cấu trúc với mức độ thay thế 1.50 là 282.18 đvC

Phân tử kích thước lớn khoảng 17.000 đvC (n khoảng 100)

*Tính chất: Là chế phẩm ở dạng bột trắng, hơi vàng, hầu như không mùi hạt hút ẩm CMC tạo dung dịch dạng keo với nước, không hòa tan trong ethanol Phân tử ngắn hơn so với cenllulose Dễ tan trong nước và rượu Ở pH < 3 CMC

bị kết tủa Độ nhớt CMC giảm khi nhiệt độ tăng và ngược lại CMC tan hầu hết trong nước lạnh và được sử dụng chủ yếu để kiểm soát độ nhớt mà không tạo gel

*Lợi ích khi sử dụng phụ gia CMC:

+Tăng cường độ nhớt cho xi măng

+Khống chế độ sụt áp hỗn hợp bê tông

Chương 2 : THỰC NGHIỆM VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Hóa chất và dụng cụ

+Khuôn tạo mẫu 5cmx5cmx5cm

+ Máy đo cường độ kháng nén

+ Máy phân tích nhiễu xạ tia X

2.2 Xác định thành phần hoá học và độ hoạt tính của tro bay

2.2.1 Xác định thành phần pha của tro bay

Chuẩn bị mẫu tro bay đã được nghiền mịn

2.2.2 Xác định hoạt tính của phụ gia tro bay

Mẫu tro bay được xác định bằng phương pháp độ hút vôi theo phương pháp nhanh

Phương pháp xác định độ hút vôi là phương pháp hóa học để xác định hoạt

phụ gia hoạt tính Có hai phương pháp xác định độ hút vôi là phương pháp nhanh

và phương pháp chậm

Phương pháp nhanh:

nhám sau đó cho vào bình 100ml dung dịch nước vôi bão hòa, lắc đều trong 1

phút sau dùng pipet hút ra 50 ml dung dịch, tránh làm vẩn đục dung dịch còn lại Chuẩn độ dung dịch đó bằng HCl 0,1N dùng chỉ thị methyl da cam Tiếp tục bổ sung 50ml nước vôi bão hòa vào bình chứa mẫu lắc đều trong một phút, đặt vào

tủ sấy Cứ như thế chuẩn độ khi nào đủ 15 lần thì thôi, cộng 15 lần này lại sẽ thu được độ hút vôi của phụ gia và đưa ra phân loại hoạt tính của phụ gia đó

Số mg CaO do 1 gam phụ gia hút sau lần chuẩn thứ nhất là :

G1=V.ao –V.b1

Gn =(Van-1 + Vbn-1 )/2-Vbn

Phương pháp chậm:

đó định mức đến 100ml bằng nước vôi bão hòa, lắc đều và để yên dung dịch trong vòng 24 giờ, đem ra lắc đều dung dịch Sau 48 giờ dùng pipet hút ra 50 ml dung dịch và chuẩn độ bằng HCl 0.1N dùng chỉ thị methyl da cam Tiếp tục bổ sung 50 ml nước vôi bão hòa vào bình chứa mẫu lắc đều và để yên sau 24 giờ sau đó mang ra lắc lại Tiến hành chuẩn độ cho đến khi chuẩn đủ 15 lần Cộng tất

cả 15 lần chuẩn ta thu được độ hút vôi của phụ gia và kết luận phân loại phụ gia

Bảng 2.1: Phân loại hoạt tính của phụ gia theo độ hút vôi

2.3 Nghiên cứu ảnh hưởng của phụ gia đến tính chất của vữa xi măng Hoàng Thạch

+ Xác định độ dẻo của vữa xi măng

+ Xác định thời gian bắt đầu đông kết và kết thúc đông kết

+Xác định cường độ kháng nén

+Xác định độ hút nước bão hòa

+Xác định cấu trúc của vật liệu bằng phương pháp SEM, XRD

2.3.1 Chuẩn bị mẫu nghiên cứu

Mẫu được chuẩn bị với tỷ lệ phụ gia như bảng sau:

Bảng 2.2: Mẫu thí nghiệm

Tro bay (%)

Thành phần phụ gia

CMC (%)

Thành phần hỗn hợp

phụ gia (tro bay +CMC) (%) M-0

2.3.2 Xác định độ dẻo của hồ xi măng

2.3.2.1 Nguyên tắc

Hồ xi măng có độ dẻo tiêu chuẩn là khi nó đạt khả năng cần thiết cản lại

sự lún của một kim chuẩn Mỗi một xi măng có một độ dẻo tiêu chuẩn nhất định tùy thuộc vào thành phần khoáng vật, độ mịn, hàm lượng phụ gia trộn, xi măng

để lâu bị vón cục thì độ dẻo tiêu chuẩn cũng sẽ thay đổi

2.3.2.2 Phương pháp tiến hành

Dùng dụng cụ vika để xác định

Dụng cụ vika gồm: giá đứng, thanh chạy hình trụ làm bằng thép kim loại

di chuyển tự do qua lỗ trượt Muốn giữ thanh chạy ở độ cao cần thiết thì vặn vít Trên thanh chạy có gắn kim để đo sự chuyển động của thanh chạy nhờ thước chia độ được gắn chặt vào giá Mỗi vạch của thước dài 1mm

*Cách tiến hành:

Gắn kim to vào dụng cụ Vika Hạ kim to cho chạm tấm đế và chỉnh kim

Cân 500g xi măng, chính xác đến 1g Cân lượng nước là 125 rồi đổ vào trong cối trộn hoặc dùng ống đong có vạch chia để đo lượng nước đổ vào chảo

đã được lau khô

Đổ nước vào xi măng một cách cẩn thận để tránh thoát nước hoặc xi măng Thời gian đổ không ít hơn 5 giây và không nhiều hơn 10 giây Lấy thời

theo Đổ nước xong dùng bay vun xi măng vào, trong 30 giây khi nước thấm hết vào xi măng dùng bay để trộn Đầu tiên trộn nhẹ sau sát mạnh theo chiều chéo góc Thời gian trộn và sát là 5 phút kể từ lúc đổ nước vào xi măng Ngay sau khi trộn hồ xi măng xong dùng bay xúc một lượng xi măng đổ đầy vào khâu vika, lắc vành khăn và đập nhẹ tầm kim loại xuống mặt bàn từ 3-6 lần Dùng dao đã lau sạch bằng vải ấm gạt miệng khâu và đặt ngay khâu vào dụng cụ vika tại vị trí đúng tâm dưới kim to

Hạ kim to từ từ cho đến khi nó tiếp xúc với mặt hồ Giữ ở vị trí này từ 1 đến 2 giây Thả nhanh bộ phận chuyển động để kim to lún thẳng đứng vào trung tâm hồ Đọc số trên thang vạch khi kim to ngừng lún

Ghi lại số đọc, trị số đó biểu thị khoảng cách giữa đầu kim to với tấm đế Ghi lại lượng nước của hồ tính theo phần trăm khối lượng xi măng

Lau sạch kim to ngay sau mỗi lần thử lún

Khi hồ xi măng đạt được khoảng cách giữa kim to với tấm đế là 6mm ± 1mm thì đó là lượng nước cho độ dẻo chuẩn, lấy chính xác đến 0,5%

Nếu chưa đạt thì phải lặp lại phép thử với hồ có khối lượng nước khác nhau cho tới khi hồ xi măng đạt được một khoảng cách giữa kim to với tấm đế là 6mm ± 1mm

2.3.3 Xác định lượng nước tiêu chuẩn

Cân 400g ximăng đã sàng qua sàng 0,63mm

Đong lượng nước bằng 27% hoặc 29% so với lượng ximăng

Cho lượng ximăng này vào chảo trộn đã lau ẩm, dùng bay moi thành hốc ở giữa, đổ lượng nước vào, sau 30 giây bắt đầu trộn theo kiểu dằn mạnh và giật lùi, thời gian trộn khoảng 5 phút

Trộn xong, dùng bay cho hồ ximăng vào khâu hình côn và cho một lần,

ép sát vành khâu xuống mặt tấm kính rồi dập kính lên mặt bàn 5 – 6 cái Dùng bay đã lau ẩm gạt cho ximăng bằng miệng khâu

Đặt khâu vào dụng cụ Vica Hạ đầu kim Vica gát trên miệng vành khâu, điều chỉnh kim về chỉ số 40 hoặc 10, khoá chặt rồi di chuyển vành khâu sao cho kim ở ngay giữa vành khâu Mở vít cho kim tự do cắm vào hồ ximăng

Sau 30 giây cố định kim và đọc giá trị Nếu kim cắm cách đáy 5 – 7

mm thì đạt Nếu không đạt thì phải trộn mẻ khác với lượng nước nhiều hơn hoặc ít đi 0,5%

2.3.4 Xác định thời gian đông kết

*Tiến hành thử thời gian bắt đầu đông kết theo trình tự sau:

+ Hiệu chỉnh dụng cụ Vika đã được gắn kim nhỏ bằng cách hạ thấp kim

trí sẵn sàng vận hành

+ Đổ hồ có độ dẻo tiêu chuẩn vào đầy khâu Vika và gạt bằng mặt khâu Đặt khâu đã có hồ và tấm đế vào phòng dưỡng hộ ẩm Sau thời gian thích hợp chuyển khâu sang dụng cụ vika và đặt khâu ở vị trí dưới kim

+ Hạ kim từ từ cho tới khi chạm vào hồ Giữ nguyên vị trí này trong vòng

1 giây đến 2 giây để tránh vận tốc ban đầu hoặc gia tốc cưỡng bức của bộ phận

chuyển động Thả nhanh bộ phận chuyển động và để nó lún sâu vào trong hồ Đọc thang số khi kim không còn xuyên nữa

+ Ghi lại các trị số trên thang số, trị số này biểu thị khoảng cách giữa đầu

+ Lặp lại phép thử trên cùng một mẫu tại những vị trí cách nhau thích hợp, nghĩa là không nhỏ hơn 10mm kể từ rìa khâu hoặc từ lần trước đến lần sau

Lưu ý:

+Thí nghiệm được lặp lại sau những khoảng thời gian thích hợp, cách nhau 10 phút

+ Giữa các lần thả kim giữ mẫu trong phòng ẩm

+ Lau sạch kim Vika ngay sau mỗi lần thả kim

+ Ghi lại thời gian đo từ điểm ″không ″ khi khoảng cách giữa kim và đế đạt 4mm ± 1mm và lấy đó làm thời gian bắt đầu đông kết, lấy chính xác đến 5 phút

*Tiến hành thử thời gian kết thúc đông kết theo trình tự sau:

+ Lật úp khâu đã sử dụng ở phần xác định thời gian bắt đầu đông kết lên trên tấm đế của nó sao cho việc thử kết thúc đông kết được tiến hành ngay trên mặt của mẫu mà lúc đầu đã tiếp xúc tấm đế

+ Lắp kim có gắn sẵn vòng nhỏ để dễ quan sát độ sâu nhỏ khi kim cắm xuống

+ Cách đo tương tự như phần xác định thời gian bắt đầu đông kết Khoảng thời gian giữa các lần thả kim cách nhau là 30 phút

chỉ lún 0,5mm vào mẫu và coi đó là thời gian kết thúc đông kết của xi măng

2.3.5 Xác định cường độ kháng nén

2.3.5.1 Quá trình tạo mẫu

Mẫu nghiên cứu được chuẩn bị với tỷ lệ phụ gia và tỷ lệ trộn phối liệu như trong bảng sau

Phụ gia CMC

Thành

Khối lượng (g)

+ Định lượng mẻ trộn: Xi măng, cát, nước và thiết bị có cùng nhiệt độ phòng thí nghiệm Xi măng và cát được cân bằng cân có độ chính xác đến ±1g Khi thêm nước, dùng ống đong tự động 225ml, có độ chính xác đến ±1ml

+ Trộn vữa: Đổ nước vào chảo, dùng bay trộn đều hỗn hợp

*Bảo dưỡng mẫu thử: Đặt ngay các khuôn đã được đánh dấu lên giá nằm ngang trong phòng không khí ẩm hoặc trong tủ Hơi ẩm phải tiếp xúc được với các mặt bên của khuôn Khuôn không được chồng chất lên nhau

*Tháo dỡ ván khuôn: Đối với các phép thử 24 giờ, việc tháo dỡ khuôn mẫu không được quá 20 phút trước khi mẫu được thử Đối với các phép thử có tuổi mẫu thời gian lớn hơn 24 giờ, việc tháo dỡ khuôn tiến hành từ 20 giờ đến 24 giờ sau khi đổ khuôn Việc tháo dỡ ván khuôn phải hết sức thận trọng

Chú thích: Việc tháo dỡ khuôn cũng có thể chậm lại 24 giờ nếu như vữa chưa có đủ cường độ yêu cầu để tránh hư hỏng mẫu Cần ghi lại việc tháo khuôn muộn trong báo cáo thí nghiệm

Mẫu đã tháo khỏi khuôn và được chọn để thử 24 giờ ( hoặc vào 48 giờ nếu

dỡ khuôn muộn), được phủ bằng khăn ẩm cho tới lúc thử Đánh dấu các mẫu đã chọn để ngâm trong nước và tiện phân biệt mẫu sau này, đánh dấu bằng mực chịu nước hoặc bằng bút chì

*Bảo dưỡng trong nước: Các mẫu đã đánh dấu được nhận chìm ngay trong nước (để nằm ngang hoặc thẳng đứng, tuỳ theo cách nào thuận tiện) ở

các mặt thẳng đứng theo đúng hướng thẳng đứng và mặt gạt vữa lên trên Đặt mẫu lên lưới không bị ăn mòn và cách xa nhau sao cho nước có thể vào được cả

6 mặt mẫu Trong suốt thời gian ngâm mẫu, không lúc nào khoảng cách giữa các mẫu hay độ sâu của nước trên bề mặt mẫu lại nhỏ hơn 5mm Ở mỗi bề mặt chứa, chỉ ngâm những mẫu xi măng cùng thành phần hoá học Dùng nước máy

để đổ đầy bể lần đầu và thỉnh thoảng thêm nước để giữ cho mực nước không thay đổi Trong thời gian ngâm mẫu không cho phép thay hết nước Lấy mẫu cần thử ở bất kì tuổi nào (ngoài 24 giờ hoặc 48 giờ khi tháo khuôn muộn) ra khỏi nước không được quá 15 phút trước khi tiến hành thử Dùng vải ẩm phủ lên mẫu cho tới khi thử

2.3.6 Xác định độ hút nước bão hòa

2.3.6.1 Chuẩn bị mẫu

Chuẩn bị mẫu vữa xi măng theo tỷ lệ phần trăm trọng lượng như sau:

Xi / Cát =1 / 3

Nước / xi = 0.5

Mẫu được tạo theo khuôn tạo mẫu 5cmx5cmx5cm

Tỷ lệ phụ gia được trộn theo tỷ lệ như trong bảng 3 ở trên

Độ hút nước theo khối lượng M (%) được xác định thông qua khối lượng

của mẫu ướt m1 (sau khi hút) và mẫu khô m2: M =

2

2 1

Khi chiếu tia X vào hỗn hợp mỗi pha trong hỗn hợp cho một vạch tương ứng nên trên giản đồ nhiễu xạ tia X tương ứng thu được một hệ vạch độc lập với nhau Đem phân tích các vạch nhiễu xạ sẽ xác định được các pha có mặt trong mẫu

Cấu trúc hình học và thông số mạng tinh thể được xác định dựa vào vị trí góc của peak nhiễu xạ

Xét một chùm tia X có bước sóng chiếu tới một tinh thể chất rắn dưới góc tới Do tinh thể có tính chất tuần hoàn, các mặt tinh thể sẽ cách nhau những khoảng đều đặn , đóng vai trò giống như các cách tử nhiễu xạ và tạo ra hiện tượng nhiễu xạ của các tia X

Hiện tượng các tia X nhiễu xạ trên các mặt tinh thể chất rắn, tính tuần hoàn dẫn đến việc các mặt tinh thể đóng vai trò như một cách tử nhiễu xạ

Nếu ta quan sát các chùm tia tán xạ theo phương phản xạ (bằng góc tới) thì hiệu quang trình giữa các tia tán xạ trên các mặt là:

Như vậy, để có cực đại nhiễu xạ thì góc tới phải thỏa mãn điều kiện:

Trong đó, d là khoảng cách giữa các mặt nguyên tử phản xạ, θ là góc phản

xạ, λ là bước sóng tia X và n là số bậc phản xạ Tập hợp các cực đại nhiễu xạ Bragg dưới các góc 2θ khác nhau có thể ghi nhận bằng phim hay detector Trên

cơ sở đó phân tích các đặc trưng về cấu trúc tinh thể, độ đơn pha và nhiều thông

số liên quan khác

tấm kim loại Cu Ống phát tia X gồm 3 bộ phận chính: Nguồn cung cấp e, bộ phận phát cao áp để tăng tốc độ e, anot bằng kim loại

Hiệu điện thế giữa catot và anot: 3-5 kV Tia X có bước sóng: λ= 10-100

nm Nguồn phát tia X là một ống hình trụ, bên trong làm bằng gốm chịu nhiệt, thường bằng Cu, Ni, Cr, Fe

Chỉ có 5% tia đập vào bề mặt phát ra tia X, phần còn lại chuyển thành nhiệt năng Vì vậy để đảm bảo cho máy hoạt động lâu bền phải có hệ thống làm mát bằng nước Nguồn tia X mang năng lượng lớn, nên dễ làm già hóa detector Cần phải che bớt bằng các khe thu tín hiệu nhỏ hơn, phù hợp với từng loại mẫu: