CAO THO TUNG BCTN 08 06

Hình 4: Cấu trúc tinh thể khoáng C 3 A Canxi alumoferit C 4 AF đen, nằm xen kẽ giữa các hạt alit và belit cùng với canxi aluminate, có khối lượng riêng Tính chất của các đơn khoáng tro

Trang 1

SVTH: CAO THỌ TÙNG I

MỤC LỤC

DANH MỤC CÁC HÌNH iii

DANH MỤC CÁC BẢNG iv

CÁC QUY ƯỚC VIẾT TẮT SỬ DỤNG TRONG ĐỒ ÁN v

LỜI CẢM ƠN vi

ĐẶT VẤN ĐỀ 1

Chương 1 - TỔNG QUAN 2

1.1 Tổng quan về XMP và XMP hỗn hợp 2

1.1.1 Các khái niệm 2

1.1.2 Thành phần XMP 2

1.1.3 Hydrat hóa và đóng rắn của XMP 7

1.2 Phụ gia 13

1.2.1 Triisopropanolamine (TIPA) 14

1.2.2 Muội cacbon (CB) 18

1.2 Kết luận tổng quan và giới hạn phạm vi nghiên cứu 20

Chương 2 - PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 21

2.1 Sơ đồ phương pháp nghiên cứu 21

2.2 Nguyên liệu và chuẩn bị mẫu nghiên cứu 22

2.2.1 Clanhke xi măng Pooclăng 22

2.2.2 Cát 22

2.2.3 Thạch cao 23

2.2.4 Phụ gia 23

2.3 Chuẩn bị các mẫu phụ gia 24

2.4 Chuẩn bị các mẫu xi măng 25

2.5 Các phương pháp nghiên cứu 26

2.5.1 Phương pháp xác định lượng nước tiêu chuẩn và thời gian đông kết 26

2.5.2 Phương pháp xác định tỷ diện 26

2.5.3 Phương pháp xác định cường độ uốn nén của mẫu đá xi măng 26

2.5.4 Phương pháp xác định thành phần khoáng của mẫu đá xi măng 26

Chương 3 - KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 28

3.1 Tác động của TIPA lên xi măng PC, PCB khi trộn 28

3.1.1 Tác động lên xi măng PC 28

3.1.2 Tác động lên xi măng PCB 29

Trang 2

SVTH: CAO THỌ TÙNG II

3.1.3 Nhận xét 30

3.2 Tác động của TIPA lên xi măng PC khi nghiền 30

3.2.1 Tác động lên độ mịn 30

3.2.2 Tác động lên cường độ 31

3.3 Tác động của hỗn hợp phụ gia TIPA-CB lên xi măng PC khi nghiền 33

3.3.1 Tác động lên các tính chất cơ lý 33

3.3.2 Tác động lên cường độ mẫu nghiền hỗn hợp phụ gia 34

3.4 Kết quả phân tích XRD 35

TÀI LIỆU THAM KHẢO 38

PHỤ LỤC 39

Bộ peak chuẩn của một số hợp chất trong XMP trong phân tích XRD 39

Trang 3

SVTH: CAO THỌ TÙNG III

DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình 1: Cấu trúc tinh thể C3S 4

Hình 2: Cấu trúc tinh thể β-C2S 5

Hình 3: Cấu trúc tinh thể γ-C2S 5

Hình 4: Cấu trúc tinh thể khoáng C3A 6

Hình 5: Cấu trúc tinh thể khoáng tobemorite 9

Hình 6: Cấu trúc tinh thể khoáng jennite 9

Hình 7: Cấu trúc tinh thể ettringite 10

Hình 8: Ảnh SEM khoáng ettringite 11

Hình 9: Cơ chế thúc đẩy hydrat hóa sớm của TIPA 16

Hình 10: Cấu trúc của phức Fe(III)-TIPA 16

Hình 11: Sơ đồ cơ chế tạo phức Fe(III)-TIPA từ khoáng C4AF 17

Hình 12: Quá trình hydrat hóa khi không có (a) và có (b) phụ gia TIPA 17

Hình 13: Ảnh TEM CB 20 nm 19

Hình 14: Ảnh TEM CB 100 nm 19

Hình 15: Biến đổi cường độ nén mẫu trộn PC + TIPA (%) 28

Hình 16: Biến đổi cường độ nén mẫu trộn PCB + TIPA (%) 29

Hình 17: Tỷ diện mẫu nghiền PC + TIPA 31

Hình 18: Biến đổi cường độ nén mẫu nghiền PC + TIPA (%) 32

Hình 19: Tỷ diện mẫu nghiền PC + HHPG 33

Hình 20: TGBĐĐK và TGKTĐK mẫu nghiền PC + HHPG 33

Hình 21: Biến đổi cường độ nén mẫu nghiền PC + HHPG (%) 34

Hình 22: Kết quả XRD 1 ngày mẫu không phụ gia (xanh) và có phụ gia (cam) 35

Trang 4

SVTH: CAO THỌ TÙNG IV

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 1: So sánh tính chất các đơn khoáng chính 6

Bảng 2: Thành phần hóa CLK Bút Sơn 22

Bảng 3: Thành phần khoáng CLK Bút Sơn 22

Bảng 4: Cấp phối kích thước hạt cát ISO 23

Bảng 5: Tính chất thạch cao 23

Bảng 6: Tính chất CB 23

Bảng 7: Tính chất TIPA 24

Bảng 8: Ký hiệu bộ mẫu sử dụng 25

Bảng 9: Kết quả cường độ mẫu trộn PC + TIPA 28

Bảng 10: Kết quả cường độ mẫu trộn PCB + TIPA 29

Bảng 11: Kết quả độ mịn mẫu nghiền PC + TIPA 30

Bảng 12: Kết quả cường độ mẫu nghiền PC + TIPA 31

Bảng 13: Một số biến đổi cơ lý mẫu nghiền hỗn hợp phụ gia 33

Bảng 14: Kết quả cường độ mẫu nghiền hỗn hợp phụ gia 34

Trang 6

SVTH: CAO THỌ TÙNG VI

LỜI CẢM ƠN

Lời đầu tiên, em xin chân thành cảm ơn thầy hướng dẫn TS Tạ Ngọc Dũng đã tận tình hướng dẫn và giúp đỡ để em hoàn thành tốt đồ án tốt nghiệp Em cũng xin cảm ơn các thầy cô trong bộ môn Công nghệ vật liệu Silicat, chị Phạm Thanh Mai giảng viên đại học kiến trúc Hà Nội đã tạo điều kiện hướng dẫn và giúp đỡ em trong thời gian nghiên cứu và làm đồ án

Mặc dù đã nỗ lực hết mình nhưng luận văn của em không thể tránh khỏi những thiếu sót do sự hạn chế về thời gian và kinh nghiệm của bản thân Bởi vậy em rất mong được sự đóng góp ý kiến của các Thầy Cô để đề tài của em có thể hoàn thiện hơn

Hà Nội, 0906/2014 Sinh viên

Cao Thọ Tùng

Trang 7

SVTH: CAO THỌ TÙNG 1

ĐẶT VẤN ĐỀ

Hiện nay, có rất nhiều giải pháp để nâng cao cường độ của xi măng, như tăng độ mịn, giảm hàm lượng thạch cao, điều chỉnh sự phân bố các cỡ hạt, dùng phụ gia công nghệ Trong đó, cách dùng phụ gia công nghệ là phổ biến và đơn giản hơn cả

Phụ gia công nghệ (processing admixture): Phụ gia được đưa vào trong quá trình

nghiền xi măng để cải thiện quá trình công nghệ, tính chất của xi măng (ví dụ chất trợ nghiền, kỵ ẩm…)

Triisopropanolamine (TIPA), muội cacbon (CB) là các loại phụ gia công nghệ có nhiều ưu điểm nhưng ít được nghiên cứu tại nước ta Trên thế giới, TIPA đã được nghiên cứu từ những năm 1990[5] và CB cũng đã được áp dụng từ những năm 1930 trong sản xuất bê tông Các kết quả thu được là rất khả quan Tuy nhiên, đó là những kết quả thu được trên nền xi măng và điều kiện thử nghiệm khác với điều kiện thực tế của nước ta

Do vậy, cần có những khảo sát để đánh giá khả năng áp dụng thực tế của TIPA vào sản xuất xi măng trong nước

Xuất phát mục tiêu đó, em đã thực hiện đề tài “Tác động triisopropanolamine và

muội cacbon tới cường độ ở tuổi sớm của xi măng”, sử dụng xi măng pooclăng (PC) và

xi măng pooclăng hỗn hợp (PCB)

Trang 8

Chương 1 - TỔNG QUAN

1.1 Tổng quan về XMP và XMP hỗn hợp

1.1.1 Các khái niệm

Theo tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 5438 : 2004:

Xi măng (hydraulic cement): 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

Xi măng poóclăng (portland cement_PC): Xi măng được nghiền mịn từ clanhke xi

măng poóclăng với thạch cao

Xi măng poóclăng hỗn hợp (blended portland cement_PCB): Xi măng poóclăng có

phụ gia khoáng Loại và lượng phụ gia pha vào theo quy định của tiêu chuẩn riêng

Clanhke xi măng (cement clinker): Sản phẩm chứa các pha (khoáng) có tính chất kết

dính thủy lực, nhận được bằng cách nung đến kết khối hay nóng chảy hỗn hợp các nguyên liệu xác định (phối liệu)

Trang 9

các oxit và tạp chất khác nằm trong phối liệu Các oxit này chủ yếu do các nguyên, nhiên liệu sản xuất clanhke cung cấp Sự thay đổi tỷ lệ giữa các oxit này sẽ làm tính chất của clanhke XMP thay đổi theo Vì vậy, trong quá trình sản xuất tại các nhà máy xi măng, nó thường được kiểm soát một cách chặt chẽ

CaO

Hàm lượng 62 ÷ 69%, tham gia tạo tất cả các khoáng chính của clanhke xi măng

có hàm lượng oxit canxi cao thường đóng rắn nhanh, mác cao, kém bền trong môi trường

xâm thực

SiO 2

Hàm lượng 17 ÷ 26%, tham gia tạo các nhóm khoáng silicat (khoáng khó nóng

trong môi trường xâm thực

Al 2 O 3

bền trong môi trường xâm thực, tăng độ nhớt pha lỏng nóng chảy trong clanhke

Fe 2 O 3

pha lỏng clanhke, giảm nhiệt độ nung clanhke

nguyên, nhiên liệu sản xuất clanhke cung cấp Sự thay đổi tỷ lệ giữa các oxit này sẽ làm tính chất của clanhke thay đổi theo Vì vậy, trong quá trình sản xuất tại các nhà máy xi măng, chúng thường được kiểm soát một cách chặt chẽ

Trang 10

b Thành phần khoáng

Thực tế, trong clanhke XMP, các oxyt nêu trên rất ít khi tồn tại ở trạng thái tự do, chúng thường kết hợp với nhau để tạo thành các khoáng chủ yếu trong clanhke và đó là các khoáng sau:

Alit (C 3 S)

đóng rắn nhanh, toả nhiều nhiệt, không bền trong môi trường xâm thực (đặc biệt là môi trường sunphát)

Hình 1: Cấu trúc tinh thể C 3 S

Belit (C 2 S)

Trang 11

10% thể tích)

+ Làm lạnh nhanh

Belit là khoáng ít toả nhiệt, mác cao, bền trong môi trường xâm thực

Hình ảnh cấu trúc tinh thể khoáng:

Hình 2: Cấu trúc tinh thể β-C 2 S Hình 3: Cấu trúc tinh thể γ-C 2 S

Tricanxi aluminate (C 3 A)

nằm xen kẽ giữa các hạt alit và belit cùng với canxi alumoferit, có khối lượng riêng

Trang 12

thực

Hình 4: Cấu trúc tinh thể khoáng C 3 A

Canxi alumoferit (C 4 AF)

đen, nằm xen kẽ giữa các hạt alit và belit cùng với canxi aluminate, có khối lượng riêng

Tính chất của các đơn khoáng trong clanhke XMP có sự khác nhau đáng kể như bảng sau:

Bảng 1: So sánh tính chất các đơn khoáng chính

Mức độ đóng góp

Các khoáng khác

Ngoài 4 khoáng chính ở trên, trong clanhke còn có chứa pha thuỷ tinh hàm lượng 10%, các khoáng chứa kiềm, và một số ôxít CaO, MgO có thể tồn tại dưới dạng các tinh thể tự do nhưng với số lượng không lớn lắm

Trang 13

5-SVTH: CAO THỌ TÙNG 7

1.1.3 Hydrat hóa và đóng rắn của XMP

Hydrat hóa đóng rắn các khoáng chính trong clanhke XMP [11, 12]:

a Sự hydrat hóa của Alit (C 3 S)

một loạt các chất rắn canxi silicat hydrat bao gồm các thành phần khác nhau của C, S và

H, thường được gọi là một gel C-S-H Gel CSH gần như vô định hình và các thành phần trong những giai đoạn này không cân bằng hóa học (như trái ngược với cách viết C-S-H

mà ngụ ý là tương ứng 1-1-1 giữa các thành phần) Hydrat hóa có thể được viết theo phản ứng dưới đây, trong đó x đại diện cho số lượng biến đổi của nước liên quan đến các gel C-S-H

+ Ở 5°C tương ứng là 0%;

+ Ở 25 °C tương ứng là 30%, + Ở 52 °C tương ứng là 60%

độ cao hơn, các sản phẩm hydrat hóa là:

Trang 14

sinh ra phản ứng thủy phân

b Sự hydrat hóa của Belit (C 2 S)

Belite phản ứng tương đối chậm với nước Do vậy, nó chỉ góp một phần nhỏ vào cường độ trong 28 ngày đầu tiên Tuy nhiên, nó góp phần đáng kể vào sự gia tăng cường

độ trong khoảng tuổi muộn Sau khoảng một năm, cường độ thu được từ Alit tinh khiết và Belit tinh khiết là tương đương nhau Các sản phẩm hydrat hóa của Belit tương tự như của Alit, nhưng nó là chậm hơn nhiều trong phản ứng và ít CH được hình thành

khoảng 85% Các sản phẩm phản ứng hydrat hóa thu được là:

/g, nhỏ hơn so với sản

phụ thuộc vào cấu tạo tinh thể của khoáng, thành phần của dung dịch nước và điều kiện

như sau:

Trang 15

sự ổn định của chúng ở các trạng thái cấu trúc khác nhau Đã có quan điểm cho rằng hoạt

dịch

Cấu trúc thực tế của CSH không thể xác định một cách chính xác nhưng nó thường được

Hình 5: Cấu trúc tinh thể khoáng tobemorite

Hình 6: Cấu trúc tinh thể khoáng

jennite

c Sản phẩm hydrat hóa của Tricanxi Aluminate (C 3 A)

Ở nhiệt độ dưới 25 °C có phản ứng tạo ra các sản phẩm như sau:

Thường khi độ ẩm môi trường cao thì giá trị của x nằm ở cận trên, còn khi độ ẩm môi trường dưỡng thấp thì giá trị của x nằm ở cận dưới Về lâu dài hay khi nhiệt độ trên

Trang 16

Hiệu ứng nhiệt của phản ứng phụ thuộc vào thành phần của hyđrocanxi aluminat

aluminat)

hyđrocanxi aluminat thành ettringit, thì các tinh thể Ettringit và hyđro canxi aluminat tương tác với nhau tạo thành hyđrocanxi monosunfo aluminat:

Các tinh thể Ettringit hình kim hoặc hình lăng trụ tạo thành ở gần bề mặt của hạt

việc điều chỉnh thời gian đông kết nhờ thạch cao chính là điều khiển tốc độ hydrat hóa

Hình ảnh cấu trúc tinh thể khoáng:

Hình 7: Cấu trúc tinh thể ettringite

Trang 17

Hình 8: Ảnh SEM khoáng ettringite

d Sản phẩm hydrat hóa của canxi alumoferit (C 4 AF)

Quá trình hydrat hóa canxi alumoferit diễn ra phức tạp gồm nhiều phản ứng sau:

e Sự hydrat hóa các pha còn lại

Các oxit tự do gây mất ổn định thể tích (sau khoảng 10 năm)

(bruxit) Sự tương tác của chúng với nước xảy ra chậm kèm theo sự tăng thể tích có thể là nguyên nhân không ổn định thể tích của đá xi măng trong thời gian đóng rắn về sau (khoảng sau 10 năm).Phản ứng thủy phân các oxit như sau:

Trang 18

Tốc độ thủy phân của MgO xảy ra chậm hơn của CaO rất nhiều Vì vậy, mức độ nguy hiểm cao hơn Do đó, cần loại trừ và khống chế hàm lượng MgO trong clanhke và trong xi măng để đảm bảo chất lượng xi măng theo tiêu chuẩn quy định

Pha thủy tinh trong clanhke XMP

hyđrogranat Các hyđrogranat là những hợp chất có thành phần thay đổi nhưng về cấu tạo

trong vùng nhiệt độ 100 ÷ 200°C và áp suất cao

f Hydrat hóa và đóng rắn của XMP

Có nhiều thuyết khác nhau giải thích quá trình đóng rắn của các chất kết dính, nhưng tổng hợp của các quan điểm này chính là thuyết của Baikov, theo thuyết này, quá trình đóng rắn XM chia làm 3 giai đoạn:

Giai đoạn chuẩn bị: Khi xi măng trộn với nước thì sẽ xảy ra các phản ứng hóa học

tạo thành các sản phẩm như hydrosilicat canxi, hydroaluminat canxi…Quá trình hydrat hóa xảy ra hết lớp này đến lớp khác cho đến khi môi trường bão hòa hoàn toàn các sản phẩm thì chuyển sang giai đoạn keo hóa Các hạt xi măgn dưới tác dụng của nước tạo thành dung dịch quá bão hòa từ đó tách ra các khối tinh thể dạng gel Khoảng trống giữa

ettringit Ở phần ngoài lớp vỏ, đặc biệt là khoảng trống giữa các hạt, các tinh thể nhỏ phát triên sắp xếp tốt và ở phần còn lại của lớp vỏ thì các sản phẩm hydrat hóa tách ra ở trạng thái vi tinh thể

Giai đoạn keo hóa: Các vi tinh thể tiếp xúc với nhau tạo thành các điểm tiếp xúc

keo tụ và tiếp xúc kết tinh, trong giai đoạn này hồ xi măng vẫn dẻo nhưng độ linh động đã giảm dần, nước tự do một phần chuyển thành nước liên kết hóa học Xi măng bị ninh kết

Trang 19

nhưng chưa có cường độ Các hạt xi măng riêng lẻ nối với nhau qua lớp nước trung gian thành lưới không gian xốp nhờ lực Vander Wall của các phân tử liên kết tọa thành cấu trúc keo tụ của hồ xi măng

Giai đoạn đóng rắn: Là thời kỳ các hạt gel mất dần nước và xít chặt lại với nhau để

cho cường độ Các gel mất nước này chuyển thành các mầm kết tinh, theo thời gian các mầm kết tinh lớn lên thành các tinh thể kèm theo sự phát triển cường độ Khung cấu trúc tinh thể được tạo thành chống lại sự suy giảm thể tích của đá xi măng cứng, mặc dù các phản ứng hóa học vẫn xảy ra và thể tích của các tinh thể sản phẩm không ngừng tăng lên làm điền đầy các lỗ xốp trong cấu trúc và làm tăng độ chặt của đá xi măng Khi khối vật liệu kết tinh hoàn toàn là kết thúc quá trình đóng rắn và cho cường độ vĩnh cửu

1.2 Phụ gia

Trong công nghệ sản xuất xi măng có nhiều loại phụ gia được sử dụng với các mục đích khác nhau, nhưng có thể phân làm ba loại chính: Phụ gia công nghệ, phụ gia khoáng,

và phụ gia khoáng hoá

Theo tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 5438 : 2004:

Phụ gia công nghệ (processing admixture): Phụ gia được đưa vào trong quá trình

nghiền xi măng để cải thiện quá trình công nghệ, tính chất của xi măng (ví dụ chất trợ nghiền, kỵ ẩm…)

Phụ gia khoáng (mineral additives): Vật liệu vô cơ thiên nhiên hoặc nhân tạo pha

vào xi măng ở dạng nghiền mịn để đạt được chỉ tiêu chất lượng yêu cầu và không gây ảnh hưởng xấu đến tính chất của xi măng, bê tông và cốt thép Phụ gia khoáng được chia làm

2 loại: phụ gia đầy và phụ gia khoáng hoạt tính

Phụ gia khoáng hóa (mineralization admixture): Hợp chất có trong tự nhiên hoặc

nhân tạo được đưa vào phối liệu để thúc đẩy sự hình thành các khoáng của clanhke trong quá trình nung luyện

Như đã trình bày ở phần mở đầu, đề tài tập trung nghiên cứu tác động của phụ gia TIPA và CB lên các tính chất của XMP

Trang 20

1.2.1 Triisopropanolamine (TIPA)

Thuộc nhóm “trialkanolamine” có rất nhiều tác động tích cực lên một số tính chất của XMP như giảm thời gian đông kết hay tăng cường độ tuổi sớm như TEA, TIPA cũng như nhiều đồng đẳng của nó thường xuyên xuất hiện trong phụ gia XM như một phụ gia công nghệ có nhiều đặc tính ưu việt Tuy nhiên, không đơn thuần như TEA, TIPA còn có tác động lên tuổi muộn của XMP

bao gồm hydroxyethyl di(hydroxypropyl)-amine, di(hydroxyethyl)-hydroxypropylamine, tri(hydroxypropyl)-amine, hydroxyethyl di(hydroxy-n-butyl)-amine, tri(2-hydroxybutyl)-amine, hydroxybutyl di(hydroxypropy)-amine

Các “trialkanolamine” thường được sử dụng nghiên cứu là triisopropanolamine (TIPA), N,N-bis(2-hydroxyethyl)-N-(2-hydroxypropyl)-amine (BHEHPA) và tri(2-hydroxybutyl)-amine (TZBA) Hỗn hợp của các trialkanolamine bậc cao cũng có thể được sử dụng [2, 5]

TIPA là “trialkanolamine” điển hình sẽ được nghiên cứu trong đề tài này Các nghiên cứ sẽ bao gồm các khảo sát về tác động tăng cường độ, trợ nghiền và giảm TGĐK trên nền xi măng trong nước

Cấu trúc phân tử TIPA:

Figure 1.1: Cấu trúc phân tử TIPA

Trang 21

Cơ chế tác động trợ nghiền [10]

Bản chất của chất trợ nghiền: là các chất hoạt động bề mặt, phân tử của chúng có tính “hai mặt” vừa có tính kị nước vừa có tính ưa nước Nó có khả năng hấp thụ lên bề mặt các hạt tạo màng ngăn cản các hạt bám dính vào nhau, làm giảm năng lượng tự do bề mặt của hệ, làm cho các hạt tơi, rời, trơn trượt lên nhau, từ đó nâng cao hiệu quả nghiền Các phân tử của chất hoạt tính bề mặt xâm nhập vào bên trong các vết nứt vi tinh dạng hình nêm qua miệng của chúng trên bề mặt vật liệu do lực hút và chúng dịch chuyển theo

bề mặt lớp hấp phụ Nhờ khả năng tạo ra bề mặt phân chia tương tự hai cấp mà các phân

tử phụ gia hoạt tính bề mặt được phủ một lớp hấp phụ đồng đều (thường gồm các đơn phân tử) trên toàn bộ bề mặt bên trong các khuyết tật biến dạng của vật liệu, xâm nhập và làm yếu lực liên kết phân tử của các phần tử hạt trong vi cấu trúc, giúp cho quá trình chia cắt, phá huỷ chúng dễ dàng hơn

Sự xâp nhập trong các khe nứt vi tinh của các phân tử chất hoạt tính bề mặt làm hình thành lớp hấp phụ, được xác lập bởi tác dụng khi đó khả năng làm hạ thấp năng lượng bề

riêng của lớp bề mặt phủ bởi lớp hấp phụ với nước dày đặc Như vậy lực chuyển động hút vào của lớp hấp phụ trong khe nứt sẽ là:

Áp lực hai cấp này chính là lực tác dụng lên một đơn vị chiều dài của đường ranh giới phân chia của lớp hấp phụ Áp lực này hướng theo chiều xé rộng vết nứt vào sâu thể tích vật thể và làm hạ thấp đáng kể năng lượng bề mặt tự do tạo khả năng phá huỷ dễ dàng vật thể rắn

Như vậy có thể hiểu một cách đơn giản là: nhờ sự xâm nhập của chất lỏng và các chất phụ gia hoạt tính bề mặt mà mạng các vết nứt phát triển lớn và rộng khắp, làm

"mềm" đi lớp bề mặt của vật thể rắn, tạo điều kiện thuận lợi cho sự phá huỷ chúng khi đập

và nghiền Phần lớn các hợp chất hoạt động bề mặt đều có ái lực mạnh lên các khoáng

Trang 22

Cơ chế thúc đẩy hydrat hóa sớm [1, 6, 7]

Các nghiên cứu từ trước đây đã chỉ ra cơ chế quá trình hydrat hóa khi có mặt TIPA như sau:

Hình 9: Cơ chế thúc đẩy hydrat hóa sớm của TIPA

Cấu trúc và cơ chế tạo phức Fe(III)-TIPA:

Hình 10: Cấu trúc của phức Fe(III)-TIPA

Trang 23

Hình 11: Sơ đồ cơ chế tạo phức Fe(III)-TIPA từ khoáng C 4 AF

trở quá trình hydrat hóa tiếp tục xảy ra Trên bề mặt lớp khoáng xen kẽ cũng tương tự bị bao phủ bởi một lớp giàu sắt Khi đưa thêm phụ gia TIPA vào, do TIPA dễ dàng phản ứng với sắt tạo phức Fe(III)-TIPA nên bề mặt lớp xen kẽ nhanh chóng biến mất, do đó làm tăng lớp diện tích bề mặt phản ứng của khoáng còn lại Đây chính là cơ chế ảnh hưởng đến tốc độ hydarat hóa các khoáng xi măng của phụ gia TIPA

Quá trình hydrat hóa trên bề mặt:

Hình 12: Quá trình hydrat hóa khi không có (a) và có (b) phụ gia TIPA

Trang 24

Có 2 cách bổ sung phụ gia TIPA: bổ sung trong quá trình nghiền và bổ sung vào nước trong vữa xi măng Khi bổ sung phụ gia theo hai cách khác nhau thì ảnh hưởng đến quá trình hydrat hóa xi măng có thể khác nhau Phụ gia hữu cơ bổ sung trong quá trình nghiền đưa ra hai vấn đề sau:

- Phụ gia hữu cơ có thể bị biến chất hoặc suy thoái trong máy nghiền

- Quá trình nghiền tạo bề mặt mới cho xi măng, nếu các chất hữu cơ liên kết tốt trên bề mặt, động học phản ứng trong quá trình hydrat hóa có thể xảy ra theo một cách khác so với trường hợp bổ sung phụ gia trực tiếp vào nước trong vữa xi măng

 Đề tài tập trung nghiên cứu tác động của TIPA ở dải tỷ lệ 0.005 ÷ 0.025% Đánh giá các tác động nâng cao cường độ, trợ nghiền và giảm TGĐK trên xi măng PCB40 Bút Sơn và PC nền clanhke xi măng Bút Sơn

1.2.2 Muội cacbon (CB)

Xuất hiện với hình thái nano, muội cacbon (CB) cùng với cacbon nanotube (CNTs) gần đây được ứng dụng rất nhiều trong công nghiệp xi măng-bê tông Với kích thước nano, chúng có được rất nhiều tính chất đặc biệt mà các loại vật liệu với kích thước lớn hơn không thể có Tuy vậy, cũng do kích thước quá nhỏ mà việc quan sát cũng như nghiên cứu các đặc tính của chúng hiện nay còn gặp rất nhiều khó khăn Đây là rào cản chính trong việc chứng minh vai trò của CB trong nghiên cứu này

CB là một trong các sản phẩm được tạo ra từ quá trình đốt cháy không hoàn toàn sản phẩm dầu mỏ nặng như nhựa FCC, nhựa than đá, nhựa cracking ethylene, và một lượng nhỏ từ dầu thực vật Hiện nay, CB cũng được tạo ra từ quá trình đốt cháy lốp xe đã sử dụng

CB thương phẩm chứa tới 97% Cacbon nguyên tố cùng với Oxi, Hydro, lưu huỳnh; 1% trong đó là các hợp chất hữu cơ Các hóa chất hữu cơ hấp phụ lên bề mặt các hạt CB là hydrocarbon đa vòng thơm (PAHs), các dẫn xuất nitro của PAHs và PAHs có chứa lưu huỳnh Ví dụ về các PAHs hấp phụ lên bề mặt hạt đen carbon bao gồm benzopyrenes, benzo[ghi]perylene, coronene fluoranthene và pyrene (IARC, 2010) Một số các hợp chất này được công nhận là chất gây ung thư của con người [4]

Định dạng
Số trang	48
Dung lượng	1,11 MB