Bài giảng Vật liệu xây dựng: Chương 8 - Nguyễn Khánh Sơn

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:14

Thêm vào BST

Báo xấu

5
lượt xem 2
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng Vật liệu xây dựng: Chương 8 cung cấp các kiến thức như Xi-măng và phụ gia khoáng thay thế cho xi-măng; Dự đoán sản xuất và tiêu thụ xi-măng; Qui trình công nghệ sản xuất; phụ gia khoáng họạt tính cho xi măng và bê tông;.... Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Vật liệu xây dựng: Chương 8 - Nguyễn Khánh Sơn

Xi-măng và ph gia khoáng thay th cho xi-măng V t Li u Xây D ng Xi-măng Portland, Xi- Portland, NH NG NH C L I (Construction Materials) B môn V t li u Silicat Khoa Công Ngh V t Li u Đ i h c Bách Khoa Tp. H Chí Minh VLXD-Xi-măng và ph gia cho xi-măng 8-2 Ngu n : USGS Mineral Commodity summaries 2012 D đoán s n xu t và tiêu th XM Mtons of cement Ngu n: European Cement Research Academy (2006) VLXD-Xi-măng và ph gia cho xi-măng 8-3 VLXD-Xi-măng và ph gia cho xi-măng 8-4 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 1
Ph i li u di chuy n theo nhi t đ Qui trình công ngh s n xu t nung tăng d n Klg LÒ QUAY S y Calciner Ph n ng Làm ngu i Làm ĐÁ VÔI Bi n đ i t o khoáng khoáng Đá vôi hóa lý hóa lý SÉT TP KHÁC Aluminat Pha l ng M nguyên Gia công nghi n, đ ng Nung lò quay T o và Nghi n xi- măng Quartz li u nh t thành ph n clinker Sét Sét Th i gian nung trong lò lò VLXD-Xi-măng và ph gia cho xi-măng 8-5 Qu ng s t VLXD-Xi-măng và ph gia cho xi-măng 8-6 SP Clinker xi-măng Portland Nghi n clinker + th ch cao C3S, Alite C2S, Clinker PG th ch cao TP khác khá Belite Các pha Các - Ph gia công C3A, C4AF ngh , tr nghi n tr và ph n pha l ng, - Ph gia đ y,Ph th y tinh gia khoáng làm khoá là khi nung thành ph n thay th thành ch y clinker XM VLXD-Xi-măng và ph gia cho xi-măng 8-7 VLXD-Xi-măng và ph gia cho xi-măng 8-8 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 2
Ch t lư ng xi-măng Kích thư c h t Ki m soát đ m n nghiêm ng t % tích lũy tí lũ Blaine, 3200-3700 cm2/g Ch y u 10-50µm 10- 50µ Lo i khác 4000-5000 cm2/g Gi I H N SÓT SÀNG SÓ SÀ 80mm, ≤ 15% theo ho c 2000-3000 cm2/g TCVN 4030-85 4030- VLXD-Xi-măng và ph gia cho xi-măng 8-9 VLXD-Xi-măng và ph gia cho xi-măng 8-10 XRF Thành ph n Qúa trình xi-măng th y hóa Nư c 59% Ca3SiO5 C3S TT v a 13% Ca2SiO4 C2S 59% 40-60% 40- Nhào tr n T l N/X 9% Ca3Al2O6 C3A Thi công, Tính công tác, 9% Ca4(Al,Fe)2O10 C4AF đ khuôn ph gia hóa h c 13% 15-35% 15- 4% CaSO4 CŜ 9% 4-14% TH Y HÓA TH Y HÓA TH Y HÓA 9% 10-18% 10- Ma tr n sp CSH Bi n d ng, co TT đóng r n C-S-H + CH L r ng ngót t do C6Ŝ3AH32 + C4ŜAH12 Cư ng đ N t, gãy C n ko tan Ki m soát đ tránh hi n tư ng trương n soát tránh tư Tính b n MgO 4%; CaO t do 1,5% VLXD-Xi-măng và ph gia cho xi-măng 8-11 VLXD-Xi-măng và ph gia cho xi-măng 8-12 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 3
Đóng r n trong dung d ch Bi u hi n thông qua nhi t ph n ng 2% 25% 50% Nhi t t a ra theo ASTM C 186 Đóng r n Hòa Hòa P. . P. . P. . ch m ch tgian tan x y nhanh d n ti p t c ra r t t o CH, t o CH, CSH ch m CSH VLXD-Xi-măng và ph gia cho xi-măng 8-13 VLXD-Xi-măng và ph gia cho xi-măng 8-14 Hòa tan 3h Đóng r n 10h C u trúc sp th y hóa L r ng C t li u C-S-H ngoài ngoài dung d ch C-S-H trên b m t H t XM khan, chưa th y hóa hó Các C-H Các C- 24hrs VLXD-Xi-măng và ph gia cho xi-măng 8-15 VLXD-Xi-măng và ph gia cho xi-măng 8-16 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 4
C3A 2% 25% 50% Nhi t t a ra theo ASTM C 186 Đóng r n 10ph 24 gi gi Ettringite Hòa tan, Hòa P. . x y ra r t P. . t o tgian P. . t o h p th th m t ph n ch m ettringite ettringite+C3A t o Monosulfate SO42- monosulfate VLXD-Xi-măng và ph gia cho xi-măng 8-17 7 ngày ngày VLXD-Xi-măng và ph gia cho xi-măng 8-18 Nhi t p. . Các thành ph n sp th y hóa nh t a ra hư ng c a 48% nhi t đ 14% tgian C-S 11% C-S-H, T
PH GIA KHOÁNG H T TÍNH CHO XI MĂNG VÀ BÊ TÔNG limestone Pozzolan t nhiên, đá vôi Blast X lò cao Clinker + Tro Ash Fly bay Th ch cao VLXD-Xi-măng và ph gia cho xi-măng 8-21 VLXD-Xi-măng và ph gia cho xi-măng 8-22 T ng quan Cơ ch ho t tính Ho t tính pozzolanic 1. Phân lo i ph gia cho xi măng và bê tông - Là khi nh ng v t li u ch a SiO2 vô đ nh hình ho c các Ph gia cho xi măng và bê tông đư c chia làm 3 nhóm chính: alumosilicat có kích thư c h t r t bé, khi có m t m thì - Ph gia khoáng ho t tính (PGKHT) x y ra ph n ng hóa h c v i Ca(OH)2 (s n ph m c a quá - Ph gia hóa h c (Ph gia hóa d o hay siêu d o). trình hydrate hóa xi măng) t o thành nh ng h p ch t có - Ph gia đ y tính ch t như sp th y hóa c a xi măng. 2. Ph gia khoáng ho t tính: - Ph gia khoáng ho t tính khi s d ng cho bê tông thông thư ng có hàm lư ng không vư t quá 60%. Là nh ng ph gia khi s d ng v i xi măng portland làm tăng m t s tính ch t c a quá trình đóng r n xi măng (tính th y l c) Ph gia khoáng ho t tính có th có kh năng bi u hi n tính ho c có ho t tính pozzolanic, ho c có c hai tính ch t trên. th y l c. Tính th y l c c a ph gia càng cao khi hàm lư ng CaO trong ph gia càng cao. VLXD-Xi-măng và ph gia cho xi-măng 8-23 VLXD-Xi-măng và ph gia cho xi-măng 8-24 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 6
Thành ph n, ngu n g c THÀNH PH N HÓA PH GIA KHOÁNG PGKHT có thành ph n ch y u SiO2, Al2O3 ho t tính ho c Al2O3,2SiO2 và Tro bay Tro bay Đá phi n Meta- CaO % klg X lò cao Silica fume lo i F lo i C nung kaolin SiO2, Al2O3 ho t tính,Al2O3. 2SiO2 + H2O, Ca(OH)2→ CSH, CAH b n v ng SiO2 52 35 35 90 50 53 và làm tăng cư ng đ c a đá xi măng. Al2O3 23 18 12 0,4 20 43 L p đ y các kho ng tr ng do các h t c t li u, các l tr ng do quá trình m t nư c c a gel đ l i Fe2O3 11 6 1 0,4 8 0,5 PGKHT và ngu n g c: CaO 5 21 40 1,6 8 0,1 - Tro bay lo i C (nhi t đi n) SO3 0,8 4,1 9 0,4 0,4 0,1 - Meta-Kaolanh (khoáng kaolinite t nhiên) Na2O 1,0 5,8 0,3 0,5 — 0,05 - Silica-Fume (khói silic lò đi n) K2O 2,0 0,7 0,4 2,2 — 0,4 - Tro bay lo i F (nhi t đi n) - X (luy n thép) Khác 2,2 6,3 0,6 1,9 — 0,3 - Đá phi n nung (đá vôi phi n t nhiên) VLXD-Xi-măng và ph gia cho xi-măng 8-25 VLXD-Xi-măng và ph gia cho xi-măng 8-26 M t s ch tiêu Tro bay X lò Silica Đá phi n Tro bay lo i F lo i C cao fume nung Meta-kaolin MKN, % 2,8 0,5 1,0 3,0 3,0 0,7 Blaine, 2000 -7000 2000 -7000 4000 200,000 7300 190,000 cm2/g (4200) (4200) KL riêng 2,38 2,65 2,94 2,40 2,63 2,50 Hàm lư ng s d ng c a m t s ph gia khoáng ho t tính Hàm lư ng s d ng, % xi măng Tro bay lo i F Tro bay lo i C X lò cao Silica fume Đá phi n nung Meta-kaolin 15 - 20 15 - 40 30 - 45 5 - 10 15 - 35 7 - 10 VLXD-Xi-măng và ph gia cho xi-măng 8-27 VLXD-Xi-măng và ph gia cho xi-măng 8-28 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 7
Ch s ho t tính PGKHT M c đ ho t tính c a ph gia khoáng ho t tính đư c đánh giá - Đ hút vôi, theo TCVN 3735-1982→ Th hi n ho t tính pozzolanic thang đo Y U – TRUNG BÌNH – M NH. - Ch s ho t tính cư ng đ IR, theo TCVN 6882-2001: RB Trong đó: IR = × 100 - RB: Cư ng đ 28 ngày c a h n h p RA g m 80% ximăng và 20% ph gia - RA: Cư ng đ c a xi măng Gía tr IR < 75%, ph gia không có ho t tính Ho c trư ng h p PGK ho t tính cao TCVN 4315 – 2007, thay th 50%, yêu c u gía tr I7ngR > 55% và I28ngR > 75% VLXD-Xi-măng và ph gia cho xi-măng 8-29 VLXD-Xi-măng và ph gia cho xi-măng 8-30 Thành ph n c a m t s ph gia pozzolan t nhiên Nhóm Pozzolan t nhiên Oxít, % SiO2, Al2O3 Fe2O3 CaO SO3, Na2O K2O MKN Meta- 53 43 0,5 0,1 0,1 0,05 0,4 0,7 caolanh Sét nung 58 29 4 1 0,5 0,2 2 1,5 Đá phi n 50 20 8 8 4 - - 3 nung Meta-Kaolin SEM c a Meta-Kaolin M t s ch tiêu ph gia pozzolan t nhiên - Ho t tính ch y u pozzolanic, nh quá trình x lý nhi t hay Ch tiêu Đ t sét nung Đá phi n nung Meta-kaolin nghi n nguyên li u aluminosilicat tư nhiên. Hàm lư ng s d ng, % 15 – 35 5-10 ≤10 - Sét diatomite nung, opal, đá phi n nung, meta-kaolin, tro núi l a, đá pumit Di n tích b m t, cm2/g 6500-13500 7300 190000 - 200000 - Không mang tính k t dính th y l c Kh i lư ng riêng 2,40 -2,61 2,63 2,50 VLXD-Xi-măng và ph gia cho xi-măng 8-31 VLXD-Xi-măng và ph gia cho xi-măng 8-32 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 8
Nhóm Pozzolan t nhiên Nhóm ph gia x nh hư ng c a nhóm puzzolan t nhiên. - Làm tăng tính công tác c a h n h p bê tông - Tăng kh năng bơm - Gi m nhi t th y hóa c a xi măng SEM c a x Slag - Có kh năng làm tăng cư ng đ (đ c bi t là meta- kaolanh) - X là ph ph m t o thành c a ngành công nghi p luy n kim - Làm gi m ph n ng alkali silica v i c t li u - Thành ph n ch y u là SiO2 vô đ nh hình và các alumosilicat c a CaO như C2S, C4AF, CaO và MgO vô đ nh hình. - Kích thư c h t c a x thư ng < 45µm. - Xỉ có thể là chất kết dính độc lập (sử dụng đến 75% v i x -XM) VLXD-Xi-măng và ph gia cho xi-măng 8-33 VLXD-Xi-măng và ph gia cho xi-măng 8-34 PG x PG X Phân lo i x : theo ASTM C989 - X mác 80: có ho t tính th p. - X mác 100: có ho t tính trung bình - X mác 120: có ho t tính cao. Oxit SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO SO3 Na2O K2O M t s ch tiêu c a x %KL 34 -37 10 -13 ~ 1,0 38 - 44 8 - 11 0,3 –0,5 0,3- 0,5 Di n tích b m t Kh i lư ng riêng, Hàm lư ng s MKN, % riêng, cm2/g g/ cm3 d ng
PG X PG X nh hư ng c a x đ n tính ch t c a v a XM, bê tông - Gi m lư ng nư c s d ng - Tăng th i gian b t đ u và k t thúc đông k t - Gi m lư ng nhi t c a quá trình hydrat hóa - Gi m ph n ng akali – c t li u, tăng kh năng ch ng ph n ng hóa h c môi trư ng axit HCl 340 Th i gian đông k t xi măng x Nư c tiêu chu n xi măng x 320 300 25 280 260 T l nư c/xi măng, % 24.5 240 Th i gian, phút 24 220 23.5 200 23 180 B t 160 22.5 140 đ u 22 120 K t 21.5 100 thúc 21 80 60 20.5 40 20 20 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 0 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 Hàm lư ng x , % Hàm lư ng x , % VLXD-Xi-măng và ph gia cho xi-măng 8-37 VLXD-Xi-măng và ph gia cho xi-măng 8-38 PG X PG Tro bay SEM c a tro bay Fly Ash - Là s n ph m c a quá trình cháy c a nhiên li u (than và các thành ph n khác) trong các nhà máy nhi t đi n. - Thành ph n ch y u là các SiO2, Al2O3 pha th y tinh và các oxít Fe2O3, CaO. Trong tro bay hàm lư ng pha tinh th r t ít, có th có mulite…. - Tro bay có c h t t 1-100µm, cỡ hạt trung bình khoảng 20µm có dạng hình cầu hoặc hình cầu rỗng C u trúc đ c ch c hơn khi có x trúc - Có th có tính th y l c (lo i C) VLXD-Xi-măng và ph gia cho xi-măng 8-39 VLXD-Xi-măng và ph gia cho xi-măng 8-40 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 10
PG Tro bay PG Tro bay Phân lo i M t s ch tiêu c a tro bay Theo ASTM C618, tro bay đư c phân lo i theo hàm lư ng CaO và C dư Tính ch t MKN, % Di n tích b m t Kh i lư ng Hàm lư ng - Lo i F: hàm lư ng CaO ≤ 10% và C dư ≤ 5% riêng, cm2/g riêng, g/ cm3 s d ng - Lo i C: hàm lư ng CaO có th đ n 30% và C dư ≤ 2% Lo i C < 0,7 >4000 2,68 15 – 40% Lo i F 4000 ~2,38 15 - 20% Thành ph n hóa c a tro bay Oxit SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO SO3 Na2O K2O nh hư ng PG tro bay đ n lư ng nư c s d ng %KL Lo i C 30- 38 15 - 20 5 - 8 20 - 28 3 - 5 4-7 < 1,3 Lo i tro Lư ng tro bay, %lư ng xi Lư ng nư c s d ng thay bay măng s d ng đ i, % Lo i F 48 - 55 20 - 26 8 - 15
PG Tro bay PG Silica Fume T ng quan v silica fume SEM c a Silica fume - Là s n ph m c a quá trình s n xu t s t silic ho c h p kim fero silicon trong lò đi n vòm EAF Silica fume nh hư ng đ n ARS c a tro bay và x Thành ph n hoá c a Silicafume Oxit SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO SO3 Na2O K2O %KL > 85 < 1,5 < 1,0 1,5 – 2,5 < 1,5 < 1,0
nh hư ng c a PGK đ n t/c h n h p bêtông PG Silica Fume nh hư ng c a silicafume TRO Silica Pozzolan Tính ch t X BAY fume T NHIÊN - Tăng lư ng nư c nhào tr n. - G am kh năng tách nư c, phân t ng c a h n h p v a và bt Lư ng nư c nhào tr n Gi m Gi m Tăng Không xác đ nh - Tăng cư ng đ c a v a ho c bê tông r t m nh Tính công tác Tăng Tăng Gi m Tăng - Gi m p.ư. ASR và tăng kh năng ch ng ph n ng hoá h c Kh năng tách nư c, phân Không xác Không xác môi trư ng axit. t ng Gi m đ nh Gi m đ nh Lư ng khí ch a Không xác Không xác Gi m Gi m đ nh đ nh Nhi t t a c a Hydration Không xác Gi m Gi m Gi m đ nh Th i gian đông k t Không xác Không xác Tăng Tăng đ nh đ nh Kh năng bơm Tăng Tăng Tăng Tăng VLXD-Xi-măng và ph gia cho xi-măng 8-49 VLXD-Xi-măng và ph gia cho xi-măng 8-50 nh hư ng c a PGK đ n t/c h n h p bêtông M c tiêu chung gi m s d ng clinker Silica Pozzolan Tính ch t TRO BAY X fume T NHIÊN Không xác Không xác Không xác Cư ng đ Tăng đ nh đ nh đ nh Không xác Không xác Không xác Không xác Ch ng mài mòn đ nh đ nh đ nh đ nh Không xác Không xác Không xác Không xác Đ co khô đ nh đ nh đ nh đ nh Ph n ng alkali ASR Gi m Gi m Gi m Gi m Ch ng ph n ng hoá h c Tăng Tăng Tăng Tăng Không xác Không xác Không xác Không xác Cacbonat hoá đ nh đ nh đ nh đ nh VLXD-Xi-măng và ph gia cho xi-măng 8-51 VLXD-Xi-măng và ph gia cho xi-măng 8-52 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 13
1995-2009 Ngu n PG khoáng thay th xi-măng Ngu n Holcim (2011) VLXD-Xi-măng và ph gia cho xi-măng 8-53 VLXD-Xi-măng và ph gia cho xi-măng 8-54 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 14