Nghiên cứu ảnh hưởng của canxi formate đến tính chất của ximăng pooclăng hỗn hợp Yên Bái

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:4

Thêm vào BST

Báo xấu

28
lượt xem 3
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục tiêu của nghiên cứu này là đánh giá khả năng ứng dụng canxi formate (CF) làm phụ gia tăng cường độ sớm của xi măng Pooclăng hỗn hợp của nhà máy xi măng Yên Bái bằng cách khảo sát ảnh hưởng của hàm lượng CF (từ 0 đến 0,4%) đến các tính chất của xi măng.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Nghiên cứu ảnh hưởng của canxi formate đến tính chất của ximăng pooclăng hỗn hợp Yên Bái

TẠP CHÍ VẬT LIỆU & XÂY DỰNG NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA CANXI FORMATE ĐẾN TÍNH CHẤT CỦA XI MĂNG POOCLĂNG HỖN HỢP YÊN BÁI Nguy Nguyn Dng  nh1, Trng Tr Trng Giang, T T Ng Ngc Dng Dng 1 i hc Bách khoa Hà Ni Nhn ngày 02/05/2021, thm nh ngày 12/5/2021, chnh sa ngày 29/05/2021, chp nhn ng 24/06/2021 Tóm ttt Mc tiêu ca nghiên cu này là ánh giá kh nng ng dng canxi formate (CF) làm ph gia tng cng  sm ca xi mng Pooclng hn hp ca nhà máy xi mng Yên Bái bng cách kho sát nh hng ca hàm lng CF (t 0 n 0,4 %) n các tính cht ca xi mng. Các tính cht ca xi mng c xác nh bao gm lng nc tiêu chun, thi gian ông kt, cng  nén (1, 3, 7, 14, 28 ngày tui) và ng cong thay i nhit  ca h xi mng trong 24 h u. Kt qu cho thy CF không làm thay i lng nc tiêu chun. CF làm gim thi gian bt u và kt thúc ông kt; khi càng tng hàm lng CF thì nh hng này càng tng, tuy nhiên vn áp ng quy nh i vi xi mng. CF làm tng cng  tui sm và c tui mun ca xi mng và càng tng hàm lng CF thì cng  xi mng càng tng. Kt qu cng cho thy CF làm tng tc  thy hóa ca xi mng và có th s dng CF làm tng cng  tui sm ca xi mng Pooclng hn hp Yên Bái. T khóa: xi mng Pooclng hn hp, canxi formate, cng  tui sm. Abstract The present work aims to assess the applicability of calcium formate (CF) as an additive for increasing the early strength of blended Portland cement by determining the effect of CF content (from 0 to 0.4 %) on the properties of cement. The properties of cement determined includesthe standard water demand, setting time, compressive strength (at 1, 3, 7, 14, 28 days) and temperature change of cement pastes in the first 24 h. The results show that CF did not change the standard water amount. CF reduced the initial and final setting time and this effect increased as the CF content increased, but the setting time of cement still met the requirements for cement. CF increased the early and late strength of cement and the cement strength increased with increasing the CF content. The heat measurement results also show that CF increased the rate of cement hydration. The results of the present work indicate that CF can be used to increase the early strength of Yen Bai blended Portland cement. Keywords: blended Portland cement, calcium formate, early strength. 1. Gii Gii thiu Mt s nghiên cu trên th gii cho thy canxi formate  Vit Nam, vic s dng ph gia khoáng thay th clanhke (CF) có th làm tng cng  tui sm ca xi mng và không trong sn xut xi mng rt ph bin do nó mang li nhiu li gây n mòn ct thép [1,2]. Khi thêm vào xi mng, CF làm thúc ích. Các ph gia khoáng thng c s dng nh á vôi, á y s thy hóa ca C3A, C3S, C2S trong clanke xi mng. bazan, tro bay và x nhit in. Vic s dng ph gia khoáng Kt qu nghiên cu ca Heikal [1] cho thy CF làm rút làm tng sn lng xi mng, gim giá thành sn phm, tng  ngn thi gian bt u và kt thúc ông kt ca xi mng bn trong môi trng xâm thc và ci thin mt s tính cht Pooclng và xi mng Pooclng hn hp. Kt qu nghiên cu ca quan trng ca xi mng. Dodson [3] cng cho thy CF thúc y quá trình ông kt ca xi Tuy nhiên, vic s dng ph gia khoáng cng có mt mng Pooclng. Heikal [1] cho rng tác dng thúc y s thy nhc im rt quan trng, nó làm gim cng  tui sm, dn hóa xi mng ca CF là do tc  khuch tán ca HCOO- cao ti làm gim tc  thi công ca các công trình xây dng. Chính hn so vi ion Ca2+ nên ion HCOO- có th thâm nhp vào các nhc im này làm hn ch hàm lng ph gia khoáng có th lp hydrat ph các ht C3S và C2S. Nh ó, s kt tinh ca a vào s dng trong quá trình sn xut xi mng. Ca(OH)2 cng c thúc y. Ramanchandran [4] gii thích s Các nghiên cu trên th gii cho thy có th tng cng thúc y hydrat ca xi mng là do CF tác ng ti lp bo v  tui sm ca xi mng bng cách s dng ph gia tng tc  các ht xi mng. hydrat hóa ca xi mng, ví d nh canxi clorua (CaCl2), canxi  Vit Nam, cha có tài liu nghiên cu nào v vic s formate Ca(HCOO)2 và canxi nitrat Ca(NO3)2 [1,2,3,4]. CaCl2 ã dng CF làm ph gia  ci thin cng  tui sm ca xi c s dng ph bin làm ph gia tng tc  hydrat ca xi mng Pooclng hn hp. Do ó, mc tiêu ca nghiên cu này là mng t rt lâu, do nó làm tng cng  tui sm và tui mun ánh giá kh nng ng dng CF làm ph gia tng cng  sm ca xi mng rt hiu qu. Tuy nhiên,nhc im rt quan trng ca xi mng Pooclng hn hp ca nhà máy xi mng Yên Bái ca CaCl2 là nó gây n mòn ct thép, do ó vic s dng CaCl2 bng cách kho sát nh hng ca hàm lng CF n các tính trong sn xut bê tông ct thép b hn ch [1]. cht ca xi mng. 03.2021 1
TẠP CHÍ VẬT LIỆU & XÂY DỰNG 2. Vt liu và phng pháp nghiên cu 2.1. Vt liu Xi mng c s dng là xi mng PCB40 óng bao ca Công ty Xi mng Yên Bái. Thành phn ca xi mng c th hin trong Bng 1. Bng 1. 1. Thành phn ca xi mng. Thành Clanhke Thch cao á en X nhit in phn T l (%) 47,5 3,3 29,4 19,8 Canxi formate c s dng là sn phm công nghip có ngun gc Trung Quc, có hàm lng Ca(HCOO)2 ≥ 98 %, dng Hình 2. nh hng ca hàm lng CF n thi gian ông kt. bt khô màu trng và có kh nng tan tt trong nc. Kt qu trong Hình 1 cho thy không có s khác nhau v 2.2. Phng pháp nghiên cu cu lng nc tiêu chun gia các mu có s dng và không s - Lng nc tiêu chun và thi gian ông kt c xác nh dng ph gia CF, và gia các mu có ph gia vi nhau. iu theo TCVN 6017:2011 [5]. này cho thy ph gia CF không làm nh hng n lng nc - Cng  nén ca mu xi mng c xác nh theo TCVN tiêu chun. 6016:2011 [6]. Kt qu trong Hình 2 ta thy các mu xi mng có ph gia - ng cong thay i nhit  ca h xi mng c xác nh CF u có thi gian bt u và kt thúc ông kt ngn hn mu nh sau: Tin hành trn 400 g xi mng vi 128 mL nc bng không có ph gia. Kt qu này phù hp vi kt qu xác nh thi máy trn (s dng tc  chm) trong 3 phút. H sau khi trn gian ông kt ca xi mng trong nghiên cu ca Heikal [1]. Thi c in y vào mt hp nha không np (kích thc 5 cm × gian ông kt liên quan trc tip n lng sn phm thy hóa 5 cm × 4 cm) sau ó gt phng ming hp. t hp vào thùng ca khoáng C3A (ettringite [AFt] và mono sulphat [AFm]) và ca xp cách nhit (kích thc 40 cm × 40 cm × 40 cm, có l  gia khoáng C3S (CH và C-S-H). S rút ngn thi gian ông kt ca xi va hp cha mu), cm can nhit vào gia mu h và kt ni mng là do CF ã thúc y s thy hóa ca hai khoáng này, làm can nhit vi thit b ghi nhit . Quá trình ghi nhit  h xi tng lng sn phm thy hóa (AFt, AFm, CH và C-S-H) [1]. CF mng c thc hin t ng 1 phút/ln trong sut 24h. thúc y s thy hóa ca C3A là do CF tham gia phn ng vi C3A 3. Kt qu và tho lun to AFt (C3A . 3Ca(HCOO)2 . 30H2O) và AFm (C3A . Ca(HCOO)2 . 3.1. Lng Lng nc tiêu chun và thi gian ông kt 10H2O). CF thúc y s thy hóa ca C3S là do CF làm gim pH Kt qu thí nghim xác nh lng nc tiêu chun, thi gian ca dung dch h xi mng và do ion formate y Ca2+ khin phá bt u ông kt (TGBK) và thi gian kt thúc ông kt v lp v th ng trên b mt C3S [8]. (TGKTK) ca các mu xi mng Yên Bái có và không có ph gia i vi các mu xi mng có ph gia CF thì khi tng hàm CF c th hin trong Hình 1 và Hình 2. lng ph gia t 0 % n 0,4 %, thi gian bt u và kt thúc ông kt có chiu hng gim dn (TGBK gim t 170 xung 140 phút; TGKTK gim t 270 xung 215 phút). iu ó cho thy càng tng hàm lng CF thì càng làm gim thi gian ông kt do ph gia CF thúc y quá trình thy hóa ca C3S và C3A ca xi mng. Thi gian ông kt ca các mu có CF vn phù hp vi quy nh i vi xi mng Poolng hn hp trong TCVN 6260:2009, TGBK không nh hn 45 phút và TGKTK không ln hn 375 phút [7]. 3.2. Cng Cng  nén Kt qu thí nghim xác nh cng  nén ca các mu xi mng Yên Bái có và không có ph gia CF c th hin trong Hình 3. Hình 1 . nh hng ca hàm lng CF n lng nc tiêu chun. 2 03.2021
TẠP CHÍ VẬT LIỆU & XÂY DỰNG 28 ngày 0,4% CF 14 ngày 7 ngày 0,2% CF 3 ngày 0,3% CF 0,1% CF 1 ngày 0% CF Hình 3. nh hng ca hàm lng CF n cng  nén. Kt qu trong Hình 3 cho thy nh sau:  các tui 1, 3 và 7 ngày, cng  nén các mu có ph Hình 4. 4. nh hng ca CF n ng cong nhit  ca h xi mng gia CF có xu hng tng lên so vi mu không có ph gia, trong 24 h u. mc tng trung bình ~ 8 % so vi mu không ph gia. i vi Kt qu trong Hình 4 cho thy nh sau: các mu có ph gia thì cng  nén cng có xu hng tng Mu h xi mng có ph gia CF có thi gian din ra giai khi tng hàm lng ph gia. iu ó cho thy s tng tc  on cm ng ngn hn so vi các mu không có ph gia CF. thy hóa ca CF c th hin ngay  các ngày tui sm (1, 3, Càng tng hàm lng ph gia CF thì thi gian din ra giai on 7 ngày tui). Kt qu này phù hp vi kt qu cng  nén cm ng ngày càng gim. trong nghiên cu ca Heikal [1]. Cng  nén  các ngày Giai on tng tc ca ng cong thay i nhit  ca tui sm này ch yu là do các sn phm thy hóa ca C3S và mu h xi mng không có ph gia có  dc thoi hn so vi C3A, do ó s tng cng  là do CF ã thúc y s thy hóa các mu có ph gia. Hàm lng ph gia CF càng cao thì  dc ca các khoáng này (iu này ã c minh chng  kt qu ca các ng cong thay i nhit  ca mu h xi mng càng xác nh thi gian ông kt, CF ã rút ngn thi gian ông kt ln. ca xi mng). V trí peak nhit  ca mu có ph gia CF xut hin sm  các tui 14 và 28 ngày, cng  nén ca các mu có hn so vi mu không có ph gia. Tng hàm lng CF s làm v ph gia CF có s tng lên rõ rt so vi mu không có ph gia, trí ca peak nhit  xut hin càng sm hn. mc tng trung bình tng ng là ~ 14 % so vi mu không có T các kt qu trên, ta có th kt lun c rng ph gia ph gia (mc tng cao hn so vi  các ngày tui 1, 3, và 7). CF làm tng tc  thy hóa ca xi mng Yên Bái trong giai i vi các mu có ph gia CF, cng  nén cng có xu on 24 h u tiên này, ch yu là s thy hóa ca C3S và C3A. hng tng lên khi tng hàm lng ph gia. S nh hng ca Kt qu này phù hp vi kt qu xác nh thi gian ông kt và CF n tc  thy hóa c th hin rõ ràng hn  các ngày cng  1 ngày tui. tui 14, 28 ngày là do  các ngày tui này CF không ch thúc 4. Kt lun y thy hóa ca khoáng C3S mà c khoáng C2S (là khoáng T kt qu nghiên cu nh hng ca hàm lng ph gia CF óng góp nhiu vào cng  tui mun ca xi mng (trong khong t 0 n 0,4 % khi lng) n các tính cht ca Pooclng) [9]. Ngoài ra, s tng rõ rt  tui mun cng có th xi mng PCB40 Yên Bái, ta có th rút ra các kt lun sau: là do CF cng thúc y phn ng puzolan gia ph gia x và Ph gia CF không làm thay i lng nc tiêu chun ca xi Ca(OH)2  to C-S-H, do CF làm tng hàm lng Ca(OH)2 có mng Yên Bái, lng nc tiêu chun ca các mu u là 32 %. trong á xi mng [1]. Ph gia CF làm gim thi gian ông kt ca xi mng Yên Nh vy, CF làm tng cng  nén c tui sm và tui Bái và khi tng hàm lng CF thì thi gian ông kt càng gim. mun ca xi mng Yên Bái  tt c các ngày tui, và càng tng Khi tng hàm lng ph gia CF t 0 % n 0,4 %, TGBK gim hàm lng ph gia CF thì cng  nén ca xi mng càng tng. 30 phút t 170 xung 140 phút; TGKTK gim 55 phút t 270 3.3. ng ng cong thay i nhit  ca h xi mng xung 215 phút. Thi gian ông kt ca các mu có CF vn phù Kt qu o s thay i nhit  trong 24h u ca các mu h hp vi quy nh i vi xi mng Poolng hn hp trong TCVN xi mng Yên Bái có và không có ph gia CF c th hin trong 6260:2009. Hình 4. 03.2021 3
TẠP CHÍ VẬT LIỆU & XÂY DỰNG Ph gia CF làm tng cng  nén ca xi mng Yên Bái  c các ngày tui sm (1, 3, 7 ngày) và tui mun (14 và 28 ngày) và khi tng hàm lng CF thì cng  nén ca xi mng càng tng. Cng  1, 3, 7 ngày ca các mu có CF tng trung bình ~8 % so vi mu không có ph gia. Cng  14 và 28 ngày ca các mu có CF tng trung bình ~14 % so vi mu không có ph gia. Kt qu thi gian ông kt, cng  nén và ng cong thay i nhit  h xi mng u cho thy ph gia CF làm tng tc  thy hóa ca các khoáng C3A, C3S, và C2S có trong clanhke xi mng và thúc y phn ng puzolan gia ph gia x và Ca(OH)2. Các kt qu nghiên cu cho thy có th s dng ph gia CF làm ph gia trong sn xut xi mng  làm tng cng  tui sm ca xi mng Yên Bái. Li cm n Các tác gi xin chân thành cm n Trng i hc Bách khoa Hà ni ã h tr tài chính cho  tài mã s T2018-PC-235  thc hin nghiên cu này. Tài li liu tham kh kho [1] Heikal M. (2004). Effect of calcium formate as an accelerator on the physicochemical and mechanical properties of pozzolanic cement pastes, Cement and Concrete Research, Elsevier,34:1051 – 1056. [2] Hemalatha T., Sasmal S. (2017). Early-age strength development in fly ash blended cement composites: investigation through chemical activation, Magazine of Concrete Research, DOI: 10.1680/jmacr.17.00336 [3] Dodson V. (1990). Concrete Admixtures, Chapter 4, Van Nostrand Reinhold, New York, pp 73-102. [4] Ramanchandran, V.S. (1995). Concrete Admixtures Handbook: Properties, Science and Technology, 2nd ed, Noyes Publications, USA. [5] TCVN 6017:2011. Xi măng – Phương pháp xác định thời gian đông kết và độ ổn định thể tích. Bộ Khoa học và Công nghệ, Việt Nam. [6] TCVN 6016:2011..Xi măng – Phương pháp thử - Xác định cường độ. Bộ Khoa học và Công nghệ, Việt Nam. [7] TCVN6260-2009. Xi măng Pooclăng hỗn hợp - Yêu cầu kỹ thuật. Bộ Khoa học và Công nghệ, Việt Nam. [8] Singh N.B., Abha K.M. (1983). Effect of calcium formate on the hydration of tricalclum silicate. Cement and Concrete Research, Elsevier, 13:619- 625. [9] Geber, S. (1983). Evaluation of calcium formate and sodium formate as accelerating admixtures for Portland cement concrete, ACI Journal Proceedings, 80:439-444. 4 03.2021