Bài giảng vật liệu xây dựng (47tr)

KHỐI LƯỢNG RIÊNG γa - Là khối lượng của một đơn vị thể tích vật liệu ở trạng thái hoàn toàn đặc không có lỗ rỗng.. Khi nhiệt độ cao thì nước kết tinh mới thoát ra ngoài lúc này bản chất

BÀI GIẢNG VẬT LIỆU XÂY DỰNG

CHƯƠNG I - TÍNH CHẤT CHUNG

§1.1 Tính chất vật lý

I KHỐI LƯỢNG RIÊNG γa

- Là khối lượng của một đơn vị thể tích vật liệu ở trạng thái hoàn toàn đặc (không có lỗ rỗng)

a

K a

V

G

=

γ

GK: Khối lượng vật liệu đã sấy khô (g, kg)

Va: Thể tích vật liệu ở trạng tháI hoàn toàn đặc (cm3, dm3)

γa: Khối lượng riêng (kg/dm3, g/cm3)

VD: H2O => γ = 1 g/cm3 Đất sét nung γ = 2,6 ÷ 2,65 g/cm3

Đá => γ= 2, 2 ÷ 3,3 g/cm3 Xi măng γ = 3,1 g/cm3

Thép => γ = 7,25 ÷ 8,25 g/cm3 Gỗ γ = 1,55 g/cm3

II KHỐI LƯỢNG ĐƠN VỊ γ0

- Là khối lượng của một đơn vị thể tích vật liệu ở trạng thái tự nhiên

0 0

V

G K

=

γ

GK: Khối lượng mẫu vật liệu khô

V0: Thể tích mẫu vật liệu ở trạng thái tự nhiên

Chú ý:

- Trạng thái khối lượng G và thể tích V0 là phải phù hợp với nhau

K 0

« kh K

hoμ o b hoμ

γ : Khối lượng đơn vị bão hoà

- Khi thể tích là một khối liền ta có: γ0hạt

- Khi V0 là một tập hợp của các hạt rời γ0xôp

p x p

III ĐỘ RỖNG CỦA VẬT LIỆU (r%)

- Là tỷ số % giữa thể tích rỗng so với thể tích tự nhiên của vật liệu ở trạng thái khô

r% = 100%

V

V

K 0 r

Vr = V0K - Va => r% = ).100%

V

V1(

%100.V

VV

K 0 a K

0

a K

r% = (1 ).100%

a

K 0γ

%100.V

V

K 0

r K 0 K

V NHỮNG TÍNH CHẤT VẬT LÝ LIÊN QUAN ĐẾN NƯỚC

1 Các dạng nước có trong vật liệu

a Nước kết tinh (nước liên kết hoá học)

- Là nước liên kết hoá học mà các phần tử sắp xếp có quy luật và tồn tại ổn định Khi nhiệt độ cao thì nước kết tinh mới thoát ra ngoài lúc này bản chất vật liệu thay đổi

+ Thạch cao: CaSO4.2H2O ⎯200⎯ →⎯0 C

CaSO4 + 2H2O + Đất sét: Al2O3.2SiO2.2H2O ⎯700⎯÷⎯800⎯0C→ Al2O3.2SiO2 + 2H2O

b Nước hấp phụ

- Là màng nước rất mỏng (khoảng 10-4÷10-6mm) bám mặt ngoài của VL

- Nguyên nhân: Do mặt ngoài của vật liệu có suất căng mặt ngoài và các phần

c Nước tự do

- Màng nước hấp phụ tồn tại trong môi trường ẩm ướt độ dầy của nước được tăng lên đến một lúc nào đó phần ngoài chuyển thành nước tự do

- Nước tự do tuân theo các quy luật về thuỷ lực học Loại nước này chiếm một

tỷ lệ rất lớn trong ba loại nước ở trên Nó ảnh hưởng rất lớn đến các tính chất cơ lý của vật liệu

2 Hiện tượng thấm nước của vật liệu

a Vật liệu ưa nước và vật liệu ngăn nước

- Vật liệu ưa nước (hay ngăn nước) được đặc trưng bởi góc ướt: θ

+ Đối với vật liệu ưa nước θ < 900 (00 ≤ θ ≤ 900)

+ θ0 = 00 vật liệu bị ướt hoàn toàn

- Trường hợp vật liệu ưa nước:

+ Lực hút giữa thành rắn lên chất lỏng

+ Lực hút phân tử của thành chất rắn đối với các phân tử nước lớn hơn lực hút nội bộ giữa các phân tử nước

b Hiện tượng thấm nước mao quản:

Xét một phân tố trên chu vi (giao tuyến mặt chất lỏng với thành ống) dl chịu một lực hút của thành ống df

2

σ: Hệ số suất căng mặt ngoài của chất lỏng

+ h: phụ thuộc vào σ; σ phụ thuộc vào t0

- tlớn → σnhỏ → hnhỏ

- tnhỏ → σlớn → hlớn

+ θ: vật liệu ưa nước: θ < 900 => h > 0

Vật liệu ngăn nước θ > 900 → h < 0

- Khi vật liệu tiếp xúc với môi trường ẩm ướt nó có khả năng hút và giữ nước

và lúc đó gọi là vật liệu bị ẩm ướt Mức độ ẩm ướt được biểu thị bằng chỉ tiêu độ ẩm

- Độ ẩm là tỷ số % giữa khối lượng nước có trong vật liệu ở trạng thái tự nhiên

so với khối lượng của vật liệu khô

W% =

« kh

« kh am

« kh

liÖu vËt trong cã íc

−

G

GG

G

.100%

b Hệ số báo hoà nước: B%

- Bão hoà nước: Khi vật liệu hút nước và giữ nước đến mức tối đa thì người ta gọi đó là vật liệu bão hoà với nước Mức độ bão hoà nước được đánh giá bằng hệ số bão hoà nước

Định nghĩa: Hệ số bão hoà nước (B) là tỷ số giữa thể tích nước có trong vật liệu

đã được bão hoà nước so với toàn bộ thể tích lỗ rỗng của vật liệu

+ B = 1: Vật liệu bão hoà nước hoàn toàn Vnbão hoà = Vr

Trạng thái bão hoà nước còn phụ thuộc vào phương pháp thí nghiệm bão hoà

c Mức hút nước theo khối lượng Hp%

Định nghĩa: Là tỷ số % giữa khối lượng nước có trong vật liệu khi bão hoà nước so với khối lượng của vật liệu ở trạng thái khô

k

k bh kho

hoa bao nuoc

G

G G G

V V

íc

−

K 0 K 0 n k k

bh k K

0 n

k bh

V

GG

G

G.V

GG

=

−γ

« kh amG

)/(

s m H t S

d Q

K =

- Q : Lượng nước thấm qua vật liệu (m3)

- d : Ciều dầy của vật liệu nước thấm qua (m)

- S : Diện tích nước thấm (diện tích vuông góc với dòng nước) (m2)

GK = © m © m © m = 0K.V0K

W+1

V

=W+1

G

γγ

V V

V r

G V

V

n

oK oK obh obh n

nuoc r

Ví dụ 2:

Một vật ở trạng tháI ẩm 10% có khối lượng đơn vị 2,2 kg/dm3, ở trạng tháI bão hoà nước hoàn toàn có khối lượng đơn vị là 2,3 kg/dm3 Biết vật có thể tích không đổi khi độ ẩm thay đổi Tính khối lượng riêng của vật

Ta có: GK = © m © m © m = 0K.V0K

W+1

V

=W+1

V V

V r

G V

V

n

oK oK obh obh n

nuoc r

- Vật liệu khi chịu tác dụng của ngoại lực -> hình dạng thay đổi -> biến hình

- Có hai loại hình xẩy ra:

1 Biến hình đàn hồi

- Sẽ được triệt tiêu khi bỏ ngoại lực tác dụng

Tất cả các loại vật liệu đều có tính biến hình đàn hồi kể cả vật liệu dòn như BT, gạch, ngói khi TK công trình chúng ta chỉ được phép TK ngoại lực tín toán sao cho vật liệu chỉ làm việc trong giới hạn đàn hồi

2 Biến dạng dư (biến dạng dẻo)

Đây là loại biến hình kế tiếp hình đàn hồi Nó là dấu hiệu ban đầu của sự phá hoại các kết cấu xây dựng Cho nên trong TK không được TK ngoại lực để cho vật liệu xuất hiện biến hình dẻo

3 Biến dạng từ biến

Ngoài hai loại biến dạng trên, ở vật liệu còn có hiện tượng từ biến là hiện tượng biến dạng tăng theo thời gian khi ngoại lực không đổi, tác dụng lâu dài lên vật liệu ở nhiệt độ cao kim loại thể hiện tính từ biến rất rõ

II CƯỜNG ĐỘ

Định nghĩa: Cường độ là khả năng chống lại sự phá hoại của ứng suất dưới tác dụng của ngoại lực

1 Phân loại cường độ: Tuỳ theo hình thức chọn lọc mà các kết cấu vật liệu

chịu các loại cường độ sau:

P: Lực tác dụng vào cấu kiện làm cho cấu kiện bị phá hoại (kg)

F: Diện tích tiết diện (cm2)

b Cường độ chịu kéo: R K

3

d Cường độ chịu xoắn

e Cường độ chịu cắt

Chú ý:

* Trong vật liệu xây dựng phân ra vật liệu giòn và vật liệu dẻo:

- VL dẻo khả năng chịu kéo, nén khác nhau Chỉ quan tâm đến cường độ kéo

- VL giòn chịu nén tốt, chỉ quan tâm đến cường độ chịu nén

* Cường độ chịu nén (Rnén) → Mác

Định nghĩa: Mác vật liệu là cường độ chịu nén của bình quân ít nhất 3 mẫu thí

nghiệm được chế tạo với kích thước tiêu chuẩn (bảo dưỡng ở điều kiện tiêu chuẩn) sau

28 ngày dưỡng hộ (dùng với XM & BT)

F

PR

)3n(n

RR

i i

n i i nen

=

≥

= ∑

- Loại bỏ những Ri có kết quả sai khác 20%

- Mỗi loại vật liệu có mẫu khác nhau

- Hình lập phương a = 10;15; 20: Bê tông; 7,07: Vữa XD, XM

- Hình trụ: (d, H) H = 2d

(10, 20), (15, 30); (20, 40)

- BT phải bảo dưỡng trong những phòng có nhiệt độ (20 ± 50C, độ ẩm ω > 90%) bảo dưỡng sau 28 ngày

28 bi 28

- Nhiệt độ và độ ẩm lớn thì cường độ giảm và ngược lại

c Thời gian chịu tải

Thời gian chịu tải tăng thì R↓

3 Phương pháp xác định cường độ

a Gia công mẫu thí nghiệm

- Hình dạng: Lập phương, trụ, thanh, dây

Khi mẫu bị phá hoại

4 Các yếu tố ảnh hưởng đến kết quả thí nghiệm chịu nén

a Chiều cao mẫu thí nghiệm

R = R1 R2

F

Giải thích:

Tại mặt tiếp xúc giữa mẫu vật liệu và tấm ép khi tăng tải trọng thì xuất hiện lực

ma sát (lực ma sát có tác dụng ngăn cản sự chuyển dịch của vật liệu theo phương

ngang)

Ảnh hưởng của lực ma sát lớn nhất tại mặt tiếp xúc bé nhất tại vùng giữa của

vật liệu → h càng lớn ảnh hưởng ma sát càng ít → mẫu dễ bị phá hoại

- Tiêu chuẩn của mẫu BT: 20 x 20 x 20cm, còn lạI phảI có hệ số đIều chỉnh

(bảng 1-10 trang 35)

Mác Bê tông (Kg/cm2) Kích thước mẫu TN

1,05

1 0,94 0,85 0,88

1,05

1 0,92 0,83 0,86

1,04

1 0,9 0,81 0,84

íc

− hoμ o bR

R

> 0,85 (VL dùng XDCTTL)

⇒ HS PC cao

2 Phân loại:

Tuỳ theo khả năng và điều kiện rắn chắc, người ta chia vật liệu dính kết vô cơ

ra hai loại

a Vật liệu vô cơ rắn trong không khí:

Quá trình biến đổi lý hoá diễn ra khi rắn chắc chỉ có được trong môi trường không khí, như: Thạch cao, xây dựng, các chất kết dính manhê, thuỷ tinh nước và vôi không khí

b Vật liệu vô cơ rắn trong nước

Quá trình biến đổi hoá lý diễn ra khi rắn chắc không chỉ trong môi trường không khí, mà cả trong môi trường nước, như: vôi thuỷ, xi măng, chất kết dính hỗn hợp

Đ2.2 Vôi không khí

I THÀNH PHẦN HOÁ HỌC VÀ PHÂN LOẠI VÔI

TP: CaO, MgO, Al2O3, SiO2, Fe2O3

Ngoài ra còn CaOAl3, CaOSiO2, CaOFe2O3 vôi già lửa, dựa vào tỷ lệ MgO để phân loại:

- Vôi canxit (có chất lượng cao) MgO ≤ 5%

- Vôi manhêzit (chất lượng TB) MgO = 5 ÷ 20%

- Vôi đôlômit (chất lượng xấu) MgO = 20 ÷ 40%

II QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT VÔI KHÔNG KHÍ

1 Nguyên liệu

Đá vôi: CaCO3, MgCO3

2 Nhiên liệu:

- Than

- Củi, gỗ

- Khí đốt

3 Lò nung: 2 loại

- Lò nung gián đoạn

- Lò nung liên hoàn: Quá trình nung được tiến hành liên tục, chia 3 khu vực: + Khu vực sấy: Nằm giá trên t0 = 105 ÷ 1100C

+ Khu nung: t = cao nhất t = 11000C

+ Khu làm nguội: t giảm dần

Đáy lò được tháo ra lấy vôi sống 2 ÷ 3h lấy 1 lần trên đỉnh lò là vật liệu được

bổ sung vào liên tục như vậy Quá trình diễn biến lý hoá khi nung

- T0 = 105 ÷ 1100C nước tự do bay hơi, tạp chất hữu cơ cháy

- T0 = 600 ÷ 6500C

AlO3.2SiO2.2H2O → AlO3.2SiO2 + 2H2O↑

- 700 ÷ 8000C: AlO3 .2.SiO2 → Al2O3 + 2SiO3

- MgCO3 -> MgO+CO2

- 9000C: Bắt đầu CaCO3 → CaO + CO2↑

- 1000 ÷ 11000C: quá trình phân giải trên toàn bộ CaO tạo thành, kết thúc phụ thuộc vào áp suất CO2 trong lò nung

III TÔI VÔI:

Vôi không khí tiếp xúc với nước xẩy ra phản ứng tôi vôi:

CaO + H2O → Ca(OH)2 + Q (nhanh)

MgO + H2O → Mg(OH)2 (chậm)

Ca(OH)2: Vôi tôi là những hạt nhỏ và thô

Nước tự do vẫn nhiều: Ca(OH)2 + nH2O (tự do), vôi nhuyễn

Cấu trúc của vôi nhuyễn: Hệ keo, chất phân tán là các hạt Ca(OH)2 môi trường phân tán là nước Hạt Ca(OH)2 trong môi trường phân tán phát sinh lực hút và lực đẩy

Khi mới tôi mật độ các hạt Ca(OH)2 không đồng đều, sau đó do lực hút, đẩy giữa các hạt nên trong hệ keo có sự phân bố lại ngày càng đồng đều cho đến một lúc nào đó hệ keo cân bằng nội lực Chính lúc đó vôi nhuyễn đạt được độ dẻo tốt nhất Vì vậy thực tế sau khi tôi vôi không nên sử dụng ngay:

- Để có thời gian nhiệt lượng toả ra hết

- Để tăng độ dẻo của vôi nhuyễn

- Để ít nhất 30 ngày mới mang ra dùng

Chú ý:

- Khi tôi vôi cần thiết cho vôi vào nước tránh đổ nước vào vôi

- Thể tích hố vôi đủ lớn mới tôi hết vôi vì khi tôi thể tích vôi nở ra khoảng 2 lần

so với vôi sống

- Bố trí hố vôi trên mặt bằng thi công công trình hợp lý

- Tôi xong chưa dùng thì nên đổ cát hoặc đất lên trên

IV RẮN CHẮC VÔI KHÔNG KHÍ

Chia làm hai giai đoạn:

- Vôi nhuyễn được kết tinh do hiện tượng bay hơi

Ca(OH)2 + nH2O → Kết tinh tạo nên độ cứng

- Cacbonat hoá:

Ca(OH)2 + CO2 → CaCO3 + H2O (cường độ cao)

Diễn ra chậm, muốn nhanh cung cấp đủ CO2, cung cấp nhiệt lượng

Vôi + cát → vữa vôi cát tăng độ cứng của vữa vôi, tạo mao quản, CO2 dễ xâm nhập, hơi nước dễ thoát, tránh hiện tượng co nứt

V VÔI SỐNG BỘT

Nghiền vôi sống trong máy nghiền

Ưu điểm: Tận dụng nhiệt lượng trong khi tôi để thúc đẩy quá trình cứng hoá nhanh

Vì: CaO + H2O → Ca(OH)2 + Q

Ca(OH)2 + CO2 → CaCO3 + H2O↑

Biến vôi già lửa mCaOAl2O3, nCaO.SiO2, pCaOFe2O3 là những thành phần có lợi thành phẩm có cường độ cao trong quá trình rắn chắc

Nước pha trộn ít hơn so với dùng vôi nhuyễn → R↑

Nhược điểm:

- Giá thành cao, thiết bị điện để nghiền

- Thi công khó, ảnh hưởng đến sức khoẻ người sử dụng

- Rất khó bảo quản

VI KIỂM TRA CHẤT LƯỢNG VÔI

1 Kiểm tra mặt ngoài

( G

sèng i

X%= 2,8. .

Trong đó: - V: Thể tích axit clohidric dùng để trung hoà hết bazơ

- n: Nồng độ axit dùng để trung hoà bazơ

Cho vôi sống tác dụng với axit HCl

CaO + 2HCl = CaCl2 + H2O

56 2 x 36,5 → X =

5 , 36 2 1000

V 5 , 36 n 56

X(g) =

1000

V 5 , 36 n

X = 0,028.n.V

X% =

Gvs

% 100 V n 028 , 0

% 100 Gvs

) g (

Gvs

V n 8 , 2

Thí nghiệm Ca(OH)2 → CaO + H2O

b Nhiệt độ tôi và tốc độ tôi

- Nhiệt độ tôi là nhiệt độ cao nhất xẩy ra trong quá trình tôi vôi

- Lấy 10g vôi sống cho vào một bình đựng 20ml Bình tiêu chuẩn được ủ bằng bông Amiăng

- Bỏ vôi vào nước bấm đồng hồ t1 Cắm thuỷ ngân để cho nhiệt độ Theo dõi cột thuỷ ngân dừng lại t2 sau đó tụt xuống

- Tốc độ tôi: Là khoảng thời gian kể từ khi cho nước vào vôi đến khi đạt nhiệt

độ cao nhất

t2 - t1 = Δt

Vôi tôi nhanh: <=20 phút

Vôi tôi trung bình 10 ÷ 30 phút

Vôi tôi chậm > 30 phút

T0 > 700C: Vôi phát nhiều nhiệt

T0 < 700C: Vôi phát ít nhiệt

c Sản lượng vôi vữa

- Là thể tích vôi nhuyễn thu được khi tôi 1 kg vôi sống

SLVV = 1,6 ÷ 2,4l/1kg VS

Vôi tốt: SLVV > 2, vôi xấu: SLVV < 2

d Hàm lượng hạt sượng

- Là tỷ lệ của các thành phần không tôi được so với khối lượng của vôi sống

- Vôi sống = Thành phần hoạt tính (CaO + MgO)

+ Thành phần không tôi được

TN: Cân 200g vôi sống được vôi nhuyễn Sàng lấy thành phần không tôi được

VII SỬ DỤNG VÔI KHÔNG KHÍ

- Vữa xây, vữa trát

II CHẾ TẠO VÔI THỦY

1 Nung vôi thuỷ

a Nguyên liệu, nhiên liệu

Đá vôi với hàm lượng sét 8 ÷ 20% → rất hiếm

Đất sét trộn vôi sống hoặc vôi tôi → hỗn hợp sét vôi

Chất đốt: Than, chỉ, gỗ, than cám

b Lò nung

* Dùng lò nung gián đoạn, không dùng là nung liên tục dễ bị tắc lò

c Chế tạo hỗn hợp sét vôi

Tỷ lệ: 1sét (vữa) + 3 vôi (nhuyễn)

Vữa đất sét đánh đều với vôi nhuyễn thành một hỗn hợp đồng nhất

Tính kết dính hỗn hợp

Vôi nhuyễn

Đúc thànhcác viên giống viên gạch phơi khô sau đó xếp vào lò nung cùng với các viên than

d Các diễn biến hoá lý trong quá trình nung

T0 = 105 ÷ 1100C Nước tự do bay hơi

Bột vôi thuỷ đóng bao, thùng cách ẩm

III TÍNH CHẤT VÔI THUỶ

1 Độ mịn

- Sàng qua sàng 4900 lỗ / cm2

- Lượng sót trên sàng < 15%

2 Nguyên lý rắn chắc của vôi thuỷ

- Phần vôi không khí: Ca(OH)2 + CO2 → CaCO3 + H2O

O Al

(

CaO

%

3 2 2

3 2

÷

= +

+

I = 1,7 ÷ 4,5: Vôi thuỷ mạnh, khả năng ưa nước tốt

I = 4,5 ÷ 9: Vôi thuỷ yếu, khả năng ưa nước kém

- CaOSO3 chiếm 4 ÷ 6% (SO3 > 3%)

II SẢN XUẤT XI MĂNG POOCLĂNG

1 Khai thác vật liệu: Nguyên liệu đá vôi CaCO3 ngoài ra còn MgCO3 Đập nhỏ cục đá dài dùng đá dăm

- Đất sét: Al2O3.SiO2.2H2O Caolinit

- Quặng sắt: Fe2O3 Thái nguyên

- Thạch cao: CaSO4.2H2O (Nhập từ các nước Lào)

2 Chế tạo vật liệu (Đưa vào lò nung)

- Lò nung được chia thành 3 khu vực

+ Khu xây ở phía trên của lò

+ Khu nung ở phía giữa củi lò

+ Khu vực làm nguội phía dưới của lò

b Than

- Than già: Nhiệt lượng Q lớn chất bốc ngọn lửa ngắn

- Than non: Nhiệt lượng Q nhỏ chất bốc ngọn lửa rất ngắn

- Than mỏ: Nhiệt lượng Q cao chất bốc ngọn lửa dài

Than nghiền thành bột

c Quá trình diễn biến lý hoá khi nung xi măng

+ T0 = 100 ÷ 1050C: Nước tự do bay hơi

2CaO + SiO2 → 2CaO.SiO2 (C2S) (toàn bộ)

CaO.Al2O3 + 2CaO → 3CaO.Al2O3 (C3A)

3CaO.Al2O3 + CaO.Fe2O3 → 4CaOAl2O3.Fe2O3 (C4AF)

+ T0 = 1200 ÷ 13000C

Vật liệu chảy lỏng và thực hiện phản ứng pha lỏng:

CaO + 2CaO.SiO2 → 3CaO.SiO2 (C3S)

Nghiền với phụ gia và thạch cao (5 ÷ 7%) tạo thành bột cho vào kho → Đóng bao

III THÀNH PHẦN KHOÁNG VẬT CỦA XI MĂNG

a Tốc độ thuỷ hoá và thuỷ phân

Thể hiện khả năng tác dụng với nước của xi măng nhanh hay chậm

Tốc độ phản ứng với nước nhanh: Nghĩa là đông cứng của khoáng vật nhanh và ngược lại

b Nhiệt thuỷ hoá

Là lượng nhiệt toả ra khi các khoáng vật thuỷ hoá và thuỷ phân với nước

- C3A là 256 cal/g

- C3S là 160 cal/g

- C4AF là 136 cal/g

- C2S là 80 cal/g

c Khả năng phát triển cường độ

Phụ thuộc vào từng loại khoáng vật của XM

Al

(

% SiO

3 2 3

Nhược điểm: Khó nung (phải tạo T0 cao) Không đạt được nhiệt độ cao → xi măng rất xấu, quá nhiều CaO tự do, mất ổn định thể tích và R thấp Chọn n vừa phải, phù hợp với điều kiện nung luyện nhà máy và yêu cầu cường độ của khách hàng

b Hệ số nhôm:

O Fe

%

O Al

%

3 2

3

- Gọi n là số phân tử Al2O3 của xi măng

- Gọi n’ là số phân tử Fe2O3 của xi măng

- Nếu n > n’ ⇒ p =

3 2

3 2

O MFe '.

n

O MAl n

> 64% (4TPKV)

- Nếu n = n’ ⇒ p = 0,64 (3 TPKV: Klinker), C3S, C2S, C4AF

- Nếu n < n’ Trong cimen có 4 TPKV: C3S, C2S, C4AF, C2F

- P > 0,64: Toả nhiều nhiệt, cường độ thấp, đông kết nhanh

- Trong khi nung sẽ có hiện tượng tắc lò do vật liệu chảy quá nhiều dính lò làm cho vật liệu không chuyển động được ⇒ không nung chảy được

c Hệ số bão hoà vôi

3 CaO.SiO2 SiO2 đã được bão hoà vôi

2.CaO.SiO2 SiO2 chưa được bão hoà vôi

SiO2 bão hoà càng nhiều thì thành phần C3S càng cao ⇒ xi măng càng tốt

- Tìm cách nâng tỷ lệ SiO2 bão hoà vôi càng nhiều càng tốt Điều đó được thể hiện bằng hệ số bão hoà vôi KH

= 0,35%Fe2O3

Giả thiết toàn bộ SO2 ở trong xi măng bão hoà vôi hết chỉ có C3S và C2S

- Tính % CaO trong trường hợp chỉ có C3S

3CaO + SiO2 → 3CaO.SiO2

168 60

%CaOC3S %SiO2

Thực tế trong xi măng vừa có C3S và C2S

% CaOC3S + C2S < 2,8% SiO2 = KH.2,8%.SiO2

∑%CaO = 1,65%Al2O3 + 0,35%Fe2O3 + 0,7.SO3 + KH.2,8%SiO2

⇒ KH =

2

3 3

2 3

2

SiO

% 8 , 2

) SO

% 7 , 0 O Fe

% 35 , 0 O Al

% 65 , 1 ( CaO

%

⇒ Mức độ bão hoà vôi

- KH → 1 thực tế không bằng 1 tại vì trong xi măng bao giờ cũng tồn tại C2S

- KH = 0,85 ÷ 0,95

KH = 0,95 tương đương Mác 1000 (P1000)

KH = 0,88 tương đương với Mác 500 ÷ 600

KH = 0,87 tương đương với Mác 400 (P400)

KH = 0,85 tương đương với Mác 100 (P100)

IV NGƯNG KẾT VÀ RẮN CHẮC CỦA XI MĂNG POOCLĂNG

Là 1 quá trình hoá lý, diễn biến phức tạp và từ trước tới nay có nhiều giả thiết khác nhau

Theo thuyết Baicốp được viện sĩ Rêbinđe bổ sung là đúng và hợp lý hơn

Sự ngưng kết và cứng hoá của xi măng có 3 thời kỳ: hoà tan, hoá keo, kết tinh:

+ Thời kỳ hoà tan: Khi hạt xi măng tiếp xúc với nước thì lớp ngoài của hạt xi măng tác dụng với nước theo các phản ứng thuỷ hoá và thuỷ phân sau:

3CaO.SiO2 + (n + 1)H2O → 2CaO.SiO2 nH2O + Ca(OH)22CaO.SiO2 + nH2O → 2CaO.SiO2.nH2O

3CaO.Al2O3 + 6H2O → 3CaO.Al2O3.6H2O 4CaO.Al2O3.Fe2O3 + mH2O →

Thuỷ hoá

Thuỷ phân

Các sản phẩm thuỷ hoá và thuỷ phân hoà tan với nước mạnh nhất là Ca(OH)2, 3CaOAl2O3.6H2O tan cho đến khi dung dịch được bão hoà vôi

+ Thời kỳ hoá keo

Trong dung dịch đã bão hoà vôi các sản phẩm thuỷ hoá và thuỷ phân không tan nữa mà tách ra khỏi dung dịch tạo thành các hạt lơ lửng hoặc kết tủa Mật độ các hạt này ngày càng dầy, đồng thời với nước tự do bị bay hơi dung dịch trở thành hệ keo lúc này nhiệt thuỷ hoá của ximăng rất lớn vữa xi măng mất dần tính dẻo, tuy nhiên chưa

có cường độ

+ Thời kỳ kết tinh

Trong thể keo của vữa xi măng xuất hiện các mầm kết tinh Trước hết là của Hyđroxit canxi và Aluminat canxi Sau đó đến các thành phần khác Các mầm kết tinh phát triển thànhcác tinh thể có dạng hình kim, các tinh thể ngày càng dày đặcvà đan chéo vào nhau tạo thành các khuy cứng của vữa xi măng Lúc này vữa xi măng có khả năng chịu lực Cường độ phát triển nhanh từ 1 ÷ 3 ngày rồi đến 7 ngày Từ 14 ngày chậm dần đến 28 ngày, chậm một cách rõ rệt sau 28 ngày cường độ vẫn tăng nhưng không đáng kể tuy nhiên có nhiều thí nghiệm chứng tỏ rằng sau 1 ÷ 2 năm cường độ vẫn tăng nhưng rất chậm

Từ trước đến nay quy ước lấy cường độ xi măng ở tuổi 28 ngày làm mác ximăng

V TÍNH CHẤT CỦA XI MĂNG POOCLĂNG

XM + H2O → Vữa xi măng có độ dẻo nhất định

- Nếu hạt xi măng có tính giữ nước tốt → độ dẻo của hạt vữa xi măng tăng và ngược lại

- Nếu hạt xi măng mất nước thì hạt xi măng mất tính dẻo

- Xi măng có tính giữ nước tốt → tăng được liên kết dính bê tông trong khối bê tông

4 Lượng nước tiêu chuẩn

Khoảng 25-30% lượng XM; được xác định bằng thí nghiệm dùng kim vica Lấy 400g XM cho vào chảo, dùng lượng nước bằng 25-30% lượng XM đảo đều với XM ở trên sau đó cho vữa XM vào khẩu hình côn, lấy dao gạt bằng mặt, đặt khẩu hình côn vào đế kim vica điều chỉnh kim sát với mặt vữa (kim có đường kính 10mm)

5 Thời gian ninh kết

* Thời gian tinh kết ban đầu: Là thời gian kể từ khi xi măng với nước (NTC) cho đến khi vữa xi măng bắt đầu ninh kết, trạng thái bắt đầu ninhkết được xác định bằn kim vica:

- Cân 400g xi măng cho vào chao lấy một lượng nước khoảng 25 ÷ 30% lượng

xi măng cho vào chảo dùng bay đảo đều

- Ngay sau khi trộn xong dùng bay xúc vào đây khâu hình côn kim loại mặt trong bôi dầu, đã được đặt trên một tấm kính Dằn tấm kính xuống mặt bàn 5 ÷ 6 cái, rồi dùng dao gạt vữa thừa vào miết bằng mặt

- Đặt khâu hình côn vào đế kim vica Điều chỉnh kim (1mm) xuống sát mặt vữa

Cứ 5 phút cho kim loại rơi 1 lần vào vữa cho đến khi kim cách dáy từ 5 ÷ 7mm, ta ghi lại thời gian Đó chính là thời gian ninh kết ban đầu

* Thời gian ninh kết cuối cùng: Là khoảng thời gian kể từ khi trộn nước vào xi măng cho đến khi vữa xi măng kết thúc quá trình ngưng kết và chuyển sang kết tinh Được xác định bằn kim vica

- Cứ 15 phút chokim cắm 1 lần đến khi kim chỉ cắm vào mặt vữa 5 ÷ 7mm ta ghi lại thời gian Thời gian kể từ khi cho xi măng vào nước đến khi kim cắm vào mặt vữa từ 5 ÷ 7mm đó là thời gian ninh kết cuối cùng