Đồ án tốt nghiệp 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 Chương - TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan XMP XMP hỗn hợp 1.1.1 Các khái niệm 1.1.2 Thành phần XMP 1.1.3 Hydrat hóa đóng rắn XMP 1.2 Phụ gia 13 1.2.1 Triisopropanolamine (TIPA) 14 1.2.2 Muội cacbon (CB) 18 1.2 Kết luận tổng quan giới hạn phạm vi nghiên cứu 20 Chương - PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 21 2.1 Sơ đồ phương pháp nghiên cứu 21 2.2 Nguyên liệu 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 mẫu phụ gia 24 2.4 Chuẩn bị mẫu xi măng 25 2.5 Các phương pháp nghiên cứu 26 2.5.1 Phương pháp xác định lượng nước tiêu chuẩn 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 mẫu đá xi măng 26 2.5.4 Phương pháp xác định thành phần khoáng mẫu đá xi măng 26 Chương - KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 28 3.1 Tác động TIPA lên xi măng PC, PCB trộn 28 3.1.1 Tác động lên xi măng PC 28 3.1.2 Tác động lên xi măng PCB 29 SVTH: CAO THỌ TÙNG I Đồ án tốt nghiệp 3.1.3 Nhận xét 30 3.2 Tác động TIPA lên xi măng PC nghiền 30 3.2.1 Tác động lên độ mịn 30 3.2.2 Tác động lên cường độ 31 3.2.3 Nhận xét 32 3.3 Tác động hỗn hợp phụ gia TIPA-CB lên xi măng PC nghiền 33 3.3.1 Tác động lên tính chất lý 33 3.3.2 Tác động lên cường độ mẫu nghiền hỗn hợp phụ gia 34 3.3.3 Nhận xét 35 3.4 Kết phân tích XRD 35 TÀI LIỆU THAM KHẢO 38 PHỤ LỤC 39 Bộ peak chuẩn số hợp chất XMP phân tích XRD 39 SVTH: CAO THỌ TÙNG II Đồ án tốt nghiệp DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1: Cấu trúc tinh thể C3S Hình 2: Cấu trúc tinh thể β-C2S Hình 3: Cấu trúc tinh thể γ-C2S Hình 4: Cấu trúc tinh thể khoáng C3A Hình 5: Cấu trúc tinh thể khoáng tobemorite Hình 6: Cấu trúc tinh thể khoáng jennite Hình 7: Cấu trúc tinh thể ettringite 10 Hình 8: Ảnh SEM khống ettringite 11 Hình 9: Cơ chế thúc đẩy hydrat hóa sớm TIPA 16 Hình 10: Cấu trúc phức Fe(III)-TIPA 16 Hình 11: Sơ đồ chế tạo phức Fe(III)-TIPA từ khoáng C4AF 17 Hình 12: Quá trình hydrat hóa khơng có (a) 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 TGKTĐK mẫu nghiền PC + HHPG 33 Hình 21: Biến đổi cường độ nén mẫu nghiền PC + HHPG (%) 34 Hình 22: Kết XRD ngày mẫu khơng phụ gia (xanh) có phụ gia (cam) 35 Hình 23: Kết XRD ngày mẫu khơng phụ gia (xanh) có phụ gia (cam) 35 Hình 24: Kết XRD ngày mẫu khơng phụ gia (xanh) có phụ gia (cam) 36 Hình 25: Kết XRD ngày mẫu khơng phụ gia (xanh) có phụ gia (cam) 36 SVTH: CAO THỌ TÙNG III Đồ án tốt nghiệp DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1: So sánh tính chất đơn khống 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 mẫu sử dụng 25 Bảng 9: Kết cường độ mẫu trộn PC + TIPA 28 Bảng 10: Kết cường độ mẫu trộn PCB + TIPA 29 Bảng 11: Kết độ mịn mẫu nghiền PC + TIPA 30 Bảng 12: Kết cường độ mẫu nghiền PC + TIPA 31 Bảng 13: Một số biến đổi lý mẫu nghiền hỗn hợp phụ gia 33 Bảng 14: Kết cường độ mẫu nghiền hỗn hợp phụ gia 34 SVTH: CAO THỌ TÙNG IV Đồ án tốt nghiệp CÁC QUY ƯỚC VIẾT TẮT SỬ DỤNG TRONG ĐỒ ÁN CaO C SiO2 S Fe2O3 F Al2O3 A H2 O H MgO M Xi măng pooclăng XMP Xi măng XM Nước / Ximăng N/XM Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN Muội cacbon CB Triisopropanol amin TIPA Thời gian đông kết TGĐK Lượng nước tiêu chuẩn LNTC SVTH: CAO THỌ TÙNG V Đồ án tốt nghiệp LỜI CẢM ƠN Lời đầu tiên, em xin chân thành cảm ơn thầy hướng dẫn TS Tạ Ngọc Dũng tận tình hướng dẫn giúp đỡ để em hoàn thành tốt đồ án tốt nghiệp Em xin cảm ơn thầy cô môn Công nghệ vật liệu Silicat, chị Phạm Thanh Mai giảng viên đại học kiến trúc Hà Nội tạo điều kiện hướng dẫn giúp đỡ em thời gian nghiên cứu làm đồ án Mặc dù nỗ lực luận văn em khơng thể tránh khỏi thiếu sót hạn chế thời gian kinh nghiệm thân Bởi em mong đóng góp ý kiến Thầy Cơ để đề tài em hồn thiện Hà Nội, 0906/2014 Sinh viên Cao Thọ Tùng SVTH: CAO THỌ TÙNG VI Đồ án tốt nghiệp ĐẶT VẤN ĐỀ Hiện nay, có nhiều giải pháp để nâng cao cường độ xi măng, tăng độ mịn, giảm hàm lượng thạch cao, điều chỉnh phân bố cỡ hạt, dùng phụ gia công nghệ Trong đó, cách dùng phụ gia cơng nghệ phổ biến đơn giản Phụ gia công nghệ (processing admixture): Phụ gia đưa vào trình nghiền xi măng để cải thiện q trình cơng nghệ, tính chất xi măng (ví dụ chất trợ nghiền, kỵ ẩm…) Triisopropanolamine (TIPA), muội cacbon (CB) loại phụ gia cơng nghệ có nhiều ưu điểm nghiên cứu nước ta Trên giới, TIPA nghiên cứu từ năm 1990[5] CB áp dụng từ năm 1930 sản xuất bê tông Các kết thu khả quan Tuy nhiên, kết thu xi măng điều kiện thử nghiệm khác với điều kiện thực tế nước ta Do vậy, cần có khảo sát để đánh giá khả áp dụng thực tế TIPA vào sản xuất xi măng nước Xuất phát mục tiêu đó, em thực đề tài “Tác động triisopropanolamine muội cacbon tới cường độ tuổi sớm xi măng”, sử dụng xi măng pooclăng (PC) xi măng pooclăng hỗn hợp (PCB) SVTH: CAO THỌ TÙNG Đồ án tốt nghiệp Chương - TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan XMP 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 dạng bột mịn, trộn với nước thành dạng hồ dẻo, có khả đóng rắn khơng khí nước nhờ phản ứng hóa lý, thành vật liệu dạng đá Xi măng poóclăng (portland cement_PC): Xi măng 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 khống Loại lượng phụ gia pha vào theo quy định tiêu chuẩn riêng Clanhke xi măng (cement clinker): Sản phẩm chứa pha (khống) có tính chất kết dính thủy lực, nhận cách nung đến kết khối hay nóng chảy hỗn hợp nguyên liệu xác định (phối liệu) 1.1.2 Thành phần XMP Clanhke xi măng thường dạng hạt có đường kính từ đến 40 mm, có cấu trúc phức tạp, có khống dạng tinh thể hợp chất trung gian dạng dung dịch rắn pha vơ định hình Chất lượng clanhke phụ thuộc vào nhiều vào thành phần hoá, thành phần khoáng cơng nghệ sản xuất Tính chất xi măng lại định chủ yếu chất lượng clanhke a Thành phần hóa Thành phần hố học clanhke, biểu thị hàm lượng (%) oxit có clanhke, thường dao động giới hạn sau: CaO = 6269 % Fe2O3 = 0.15 % SO3 = 0.10.5 % SiO2 = 1726 % MgO = 0.55.0 % K2O = 0.30.7 % Al2O3 = 410 % TiO2 = 0.10.3 % Na2O = 0.10.3 % SVTH: CAO THỌ TÙNG Đồ án tốt nghiệp Trong đó: CaO, SiO2, Al2O3, Fe2O3 oxit chính, chiếm từ 9597 %; cịn lại oxit tạp chất khác nằm phối liệu Các oxit chủ yếu nguyên, nhiên liệu sản xuất clanhke cung cấp Sự thay đổi tỷ lệ oxit làm tính chất clanhke XMP thay đổi theo Vì vậy, trình sản xuất nhà máy xi măng, thường kiểm soát cách chặt chẽ CaO Hàm lượng 62 ÷ 69%, tham gia tạo tất khống clanhke xi măng Trong oxit canxi có chứa CaOtd ảnh hưởng xấu đến chất lượng clanhke xi măng Xi măng có hàm lượng oxit canxi cao thường đóng rắn nhanh, mác cao, bền môi trường xâm thực SiO2 Hàm lượng 17 ÷ 26%, tham gia tạo nhóm khống silicat (khống khó nóng chảy) clanhke xi măng Xi măng nhiều SiO2 thường đóng rắn chậm, mác cao, bền môi trường xâm thực Al2O3 Hàm lượng ÷ 10%, tham gia tạo khống nóng chảy C3A (Aluminat canxi) C4AF (Alumoferit canxi) Xi măng nhiều Al2O3, đóng rắn nhanh, tỏa nhiều nhiệt, bền môi trường xâm thực, tăng độ nhớt pha lỏng nóng chảy clanhke Fe2O3 Hàm lượng 0.1 ÷ 5%, chủ yếu tham gia tạo khống nóng chảy C4AF Xi măng chứa nhiều Fe2O3, giảm mác xi măng, tăng độ bền môi trường xâm thực, giảm độ nhớt pha lỏng clanhke, giảm nhiệt độ nung clanhke Ngồi cịn có oxit khác oxit magiê MgO, oxit kiềm R2O, oxit titan TiO2, oxit mangan MnO2…có hàm lượng nhỏ không đáng kể Các oxit chủ yếu nguyên, nhiên liệu sản xuất clanhke cung cấp Sự thay đổi tỷ lệ oxit làm tính chất clanhke thay đổi theo Vì vậy, trình sản xuất nhà máy xi măng, chúng thường kiểm soát cách chặt chẽ SVTH: CAO THỌ TÙNG Đồ án tốt nghiệp b Thành phần khoáng Thực tế, clanhke XMP, oxyt nêu tồn trạng thái tự do, chúng thường kết hợp với để tạo thành khống chủ yếu clanhke khống sau: Alit (C3S) C3S có cơng thức hố học 3CaO.SiO2, khối lượng riêng 3.28 g/cm3, hàm lượng 40÷60% clanhke C3S tinh khiết tồn phịng thí nghiệm Trong clanhke công nghiệp C3S tồn dạng dung dịch rắn bền với tên gọi Alit Khoáng C3S tinh khiết bền vùng nhiệt độ 1250÷19000C, 12500C bị phân huỷ: C3S  C2S + Ctd Dưới kính hiển vi C3S tinh khiết có dạng tinh thể hình lục giác Khống alit đóng rắn nhanh, toả nhiều nhiệt, không bền môi trường xâm thực (đặc biệt mơi trường sunphát) Hình 1: Cấu trúc tinh thể C3S Belit (C2S) C2S có cơng thức hố 2CaO.SiO2, tồn dạng thù hình , ’, ,  khối lượng riêng dạng 3.04; 3.40; 3.28; 2.97g/cm3 Hàm lượng chiếm 15÷35% clanhke xi măng C2S tinh khiết tồn phòng thí nghiệm Trong clanhke cơng nghiệp C2S tồn dạng dung dịch rắn bền với tên gọi belit SVTH: CAO THỌ TÙNG Đồ án tốt nghiệp Chương - KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1 Tác động TIPA lên xi măng PC, PCB trộn 3.1.1 Tác động lên xi măng PC Kết cường độ mẫu PC + TIPA thể bảng sau: Bảng 9: Kết cường độ mẫu trộn PC + TIPA Kết cường độ Mẫu R1 (MPa) R3 (MPa) R7 (MPa) Ru Rn Ru Rn Ru Rn SS001 3.34 13.87 6.17 26.24 8.05 29.52 TIPA1 3.48 13.20 6.08 27.27 7.77 30.80 TIPA2 3.40 12.67 6.34 28.20 7.96 33.20 TIPA3 3.34 12.80 6.32 29.20 7.98 32.60 TIPA4 3.62 13.40 6.17 28.53 7.87 34.47 TIPA5 3.69 13.40 6.33 28.30 7.67 32.72 Biểu diễn mức độ biến đổi cường độ so với mẫu gốc: Biến đổi cường độ nén mẫu trộn PC + TIPA (%) 20.00 16.77 15.00 12.47 10.00 11.28 10.43 7.47 10.84 8.73 7.85 4.34 3.93 5.00 ngày 0.00 0.00 0.00 ngày 0.00 SS001 (Trộn) -5.00 ngày TIPA1 (0.005%) -4.83 -10.00 TIPA2 (0.010%) -8.65 TIPA3 (0.015%) TIPA4 (0.020%) -3.39 TIPA5 (0.025%) -3.39 -7.71 Hình 15: Biến đổi cường độ nén mẫu trộn PC + TIPA (%) (Chú thích: Mẫu kiểm chứng SS001 quy - đường 0.00 đồ thị) Từ kết trên, ta thấy: - Cường độ nén ngày suy giảm không đáng kể SVTH: CAO THỌ TÙNG 28 Đồ án tốt nghiệp - Cường độ nén ngày tăng so với mẫu kiểm chứng SS001 Cao mẫu TIPA3 (0.015%), mức tăng cường độ cao nhất: +11.28% - Cường độ nén ngày tăng so với mẫu kiểm chứng SS001 Cao mẫu TIPA4 (0.020%), mức tăng cường độ cao nhất: +16.77% 3.1.2 Tác động lên xi măng PCB Kết cường độ mẫu PCB + TIPA thể bảng sau: Bảng 10: Kết cường độ mẫu trộn PCB + TIPA Kết cường độ Mẫu R1 (MPa) R3 (MPa) R7 (MPa) Ru Rn Ru Rn Ru Rn SS002 4.16 14.00 7.45 26.87 8.45 32.88 TIPA6 4.08 13.80 7.29 28.13 7.92 33.33 TIPA7 4.27 13.60 7.43 30.90 7.87 32.64 TIPA8 3.95 13.40 6.92 27.90 8.21 36.08 TIPA9 4.19 12.80 7.05 29.27 8.10 37.33 TIPA10 4.37 13.84 6.91 29.40 7.80 34.93 Biểu diễn mức độ biến đổi cường độ so với mẫu gốc: Biến đổi cường độ nén mẫu trộn PCB + TIPA (%) 20.00 15.00 13.53 15.00 9.73 10.00 0.00 0.00 0.00 9.42 6.23 4.69 5.00 8.93 3.83 ngày 1.37 ngày 0.00 SS002 -5.00 -10.00 TIPA6 -1.43 (0.005%) ngày TIPA7 -0.73 (0.010%) -2.86 TIPA8 (0.015%) -4.29 TIPA9 (0.020%) TIPA10 -1.14 (0.025%) -8.57 Hình 16: Biến đổi cường độ nén mẫu trộn PCB + TIPA (%) (Chú thích: Mẫu kiểm chứng SS002 quy - đường 0.00 đồ thị) SVTH: CAO THỌ TÙNG 29 Đồ án tốt nghiệp Từ kết trên, ta thấy: - Cường độ nén ngày có suy giảm Giảm mạnh mẫu TIPA9: -8%; - Cường độ nén ngày tăng so với mẫu kiểm chứng SS002 Cao mẫu TIPA7 (0.010%), mức tăng cường độ cao nhất: +15%; Cường độ nén ngày tăng so với mẫu kiểm chứng SS002 Cao mẫu - TIPA9 (0.020%), mức tăng cường độ cao nhất: +13.53% 3.1.3 Nhận xét Từ kết trên, dải tỷ lệ khảo sát, ta thấy: - TIPA làm giảm không đáng kể cường độ ngày hai loại xi măng - TIPA làm tăng cường độ 3, ngày hai loại xi măng Giải thích: Theo chế hydrat hóa trình bày phần (1.2.1), ta giải thích kết thu sau: - Ở ngày tuổi, TIPA cần thời gian để hòa tan Fe khống C4AF nên “chiếm chỗ” nước phản ứng hydrat hóa Điều khiến cho hydrat hóa bị giảm cường độ mẫu suy giảm tương ứng - Ở 3, ngày tuổi, sau “chiếm chỗ” hòa tan Fe, làm tăng diện tích tiếp xúc khống với nước (do lớp bảo vệ chứa Fe bị ăn mòn phá hủy) Do đó, tốc độ hydrat hóa 3, ngày tuổi tăng lên dẫn đến cường độ mẫu tăng theo 3.2 Tác động TIPA lên xi măng PC nghiền 3.2.1 Tác động lên độ mịn Các biến đổi tỷ diện thể bảng sau: Mẫu Độ mịn (cm2/g) SVTH: CAO THỌ TÙNG Bảng 11: Kết độ mịn mẫu nghiền PC + TIPA SS001 TIPA11 TIPA12 TIPA13 TIPA14 2500 2590 2651 2651 2641 TIPA15 2641 30 Đồ án tốt nghiệp Biểu đồ biến đổi tỷ diện: Biến đổi tỷ diện mẫu nghiền PC + TIPA 2641 2650 2615 2641 2615 2590 2600 2550 2500 2500 2450 SS001 TIPA11 TIPA12 TIPA13 TIPA14 TIPA15 (0.005%) (0.010%) (0.015%) (0.020%) (0.025%) Hình 17: Tỷ diện mẫu nghiền PC + TIPA Từ kết trên, ta thấy: - Tỷ diện mẫu nghiền tăng hàm lượng TIPA tăng 3.2.2 Tác động lên cường độ Kết cường độ mẫu PCB + TIPA thể bảng sau: Bảng 12: Kết cường độ mẫu nghiền PC + TIPA Kết cường độ Mẫu R1 (MPa) R3 (MPa) R7 (MPa) Ru Rn Ru Rn Ru Rn SS001 4.26 15.33 6.73 28.53 7.50 34.50 TIPA11 4.38 16.53 6.97 30.60 7.48 38.47 TIPA12 4.56 16.67 6.87 28.69 7.58 38.80 TIPA13 5.23 17.27 6.77 30.33 7.63 39.50 TIPA14 4.59 16.00 6.27 28.64 6.80 36.80 TIPA15 4.92 18.40 6.38 28.60 7.76 36.60 SVTH: CAO THỌ TÙNG 31 Đồ án tốt nghiệp Biểu diễn mức độ biến đổi cường độ theo mẫu gốc: Biến đổi cường độ nén mẫu nghiền PC + TIPA (%) 25.00 20.03 20.00 14.49 15.00 12.46 12.65 11.51 10.00 7.83 7.26 ngày 8.74 ngày 6.31 5.00 6.67 1.51 0.00 0.00 0.00 6.09 4.89 0.39 0.67 TIPA14 (0.020%) TIPA15 (0.025%) ngày 0.00 SS001 TIPA11 (0.005%) TIPA12 (0.010%) TIPA13 (0.015%) Hình 18: Biến đổi cường độ nén mẫu nghiền PC + TIPA (%) (Chú thích: Mẫu kiểm chứng SS001 quy - đường 0.00 đồ thị) Từ kết trên, ta thấy: - Cường độ nén ngày tăng so với mẫu kiểm chứng SS001 Cao mẫu TIPA15 (0.025%), mức tăng cường độ cao nhất: +20%; - Cường độ nén ngày tăng so với mẫu kiểm chứng SS001 Cao mẫu TIPA11 (0.005%), mức tăng cường độ cao nhất: +7%; - Cường độ nén ngày tăng so với mẫu kiểm chứng SS001 Cao mẫu TIPA9 (0.020%), mức tăng cường độ cao nhất: +15.5% 3.2.3 Nhận xét Từ kết trên, dải tỷ lệ khảo sát, ta thấy: - Độ mịn mẫu tăng chứng tỏ TIPA có tác động trợ nghiền - Cường độ nén ngày mẫu tăng lớn mẫu gốc Điều giải thích độ mịn hạt xi măng tăng lên làm cho cường độ mẫu tăng theo Tuy nhiên, tăng lên bất thường (lên tới 20%) phải chờ kiểm chứng - Cường độ nén 3, ngày mẫu giữ tăng so với mẫu gốc Tuy nhiên, tác động tăng cường độ khơng lớn dự đốn có tác động độ mịn thúc đẩy hydrat hóa sớm có mặt phụ gia TIPA SVTH: CAO THỌ TÙNG 32 Đồ án tốt nghiệp Giải thích: Theo chế trình bày phần (1.2.1), tác động trợ nghiền hạt xi măng bị giảm lượng liên kết bề mặt, khiến chúng liên kết lại với vón cục TIPA có nhóm amine hấp phụ mạnh lên bề mặt hạt xi măng, làm giảm lượng bề mặt làm hạt xi khó vón lại với Khi độ mịn tăng 3.3 Tác động hỗn hợp phụ gia TIPA-CB lên xi măng PC nghiền 3.3.1 Tác động lên tính chất lý Các biến đổi lý thể bảng sau: Mẫu xi măng Bảng 13: Một số biến đổi lý mẫu nghiền hỗn hợp phụ gia Một số tín chất lý Độ mịn (cm2/g) LNTC (%) TGBĐĐK (phút) TGKTĐK (phút) SS001 2500 30.0 115 165 HH1 2567 30.4 110 160 HH2 2630 30.4 110 155 HH3 2668 30.8 105 155 Biểu đồ biến đổi: Tỷ diện mẫu nghiền PC + HH 2700 170 2668 165 160 160 155 155 150 2630 2650 140 2600 2550 TGBĐĐK TGKTĐK 2567 130 120 2500 2500 110 2450 100 115 SS001 2400 SS001 HH1 HH2 HH3 Hình 19: Tỷ diện mẫu nghiền PC + HHPG SVTH: CAO THỌ TÙNG 110 110 HH1 HH2 TGBĐĐK 105 HH3 TGKTĐK Hình 20: TGBĐĐK TGKTĐK mẫu nghiền PC + HHPG 33 Đồ án tốt nghiệp Từ kết trên, ta thấy: - Tỷ diện tăng nghiền với hỗn hợp phụ gia; - Tỷ diện tăng hàm lượng CB hỗn hợp phụ gia tăng; - LNTC tăng độ mịn tăng; - TGBĐĐK giảm; - TGKTĐK giảm; 3.3.2 Tác động lên cường độ mẫu nghiền hỗn hợp phụ gia Kết cường độ mẫu PCB + TIPA thể bảng sau: Bảng 14: Kết cường độ mẫu nghiền hỗn hợp phụ gia Kết cường độ Mẫu R1 (MPa) R3 (MPa) R7 (MPa) Ru Rn Ru Rn Ru Rn SS001 3.95 15.20 6.99 31.47 7.73 37.93 HH1 4.42 15.93 7.38 31.28 7.91 41.90 HH2 4.08 15.87 7.14 32.88 8.06 40.37 HH3 4.69 16.67 6.92 34.00 8.12 45.28 Biểu diễn mức độ biến đổi cường độ theo mẫu gốc: Biến đổi cường độ nén mẫu nghiền PC + HH (%) 19.38 20.00 15.00 10.47 10.00 7.38 4.80 5.00 8.36 8.04 4.41 4.48 ngày 0.00 0.00 0.00 0.00 SS001 HH1 -0.60 HH2 HH3 -5.00 Hình 21: Biến đổi cường độ nén mẫu nghiền PC + HHPG (%) (Chú thích: Mẫu kiểm chứng SS001 quy - đường 0.00 đồ thị) SVTH: CAO THỌ TÙNG 34 Đồ án tốt nghiệp Từ kết trên, ta thấy: - Cường độ nén ngày tăng so với mẫu kiểm chứng SS001 Cao mẫu HH3 (0.026%), mức tăng cường độ cao nhất: +8.36%; - Cường độ nén ngày tăng so với mẫu kiểm chứng SS001 Cao mẫu HH3 (0.026%), mức tăng cường độ cao nhất: +8%; - Cường độ nén ngày tăng so với mẫu kiểm chứng SS001 Cao mẫu HH3 (0.026%), mức tăng cường độ cao nhất: +20% 3.3.3 Nhận xét Từ kết trên, ta thấy: - HHPG có tác động trợ nghiền, làm giảm TGĐK xi măng - HHPG làm tăng đáng kể cường độ mẫu xi măng 3.4 Kết phân tích XRD Kết phân tích XRD mẫu hồ xi măng 1, ngày tuổi sau: XRD mẫu SS001 HH2 ngày tuổi (C2S) XRD mẫu SS001 HH2 ngày tuổi (C3S) 60 25 50 20 40 15 30 10 20 10 0 29.2 29.3 29.4 SS001-1 29.5 29.6 HH2-1 Hình 22: Kết XRD ngày mẫu khơng phụ gia (xanh) có phụ gia (cam) SVTH: CAO THỌ TÙNG 51.8 51.85 51.9 SS001-1 51.95 52 HH2-1 Hình 23: Kết XRD ngày mẫu khơng phụ gia (xanh) có phụ gia (cam) 35 Đồ án tốt nghiệp XRD mẫu SS001 HH2 ngày tuổi (C2S) XRD mẫu SS001 HH2 ngày tuổi (C3S) 70 10 60 50 40 30 20 10 32.4 32.5 32.6 SS001-3 32.7 32.8 51.25 51.27 HH1-3 Hình 24: Kết XRD ngày mẫu khơng phụ gia (xanh) có phụ gia (cam) 51.29 SS001-3 51.31 51.33 51.35 HH1-3 Hình 25: Kết XRD ngày mẫu không phụ gia (xanh) có phụ gia (cam) Từ kết trên, ta thấy: Khi quan sát giản đồ Rơnghen mẫu khơng có phụ gia mẫu có phụ gia ta nhận thấy, mẫu có phụ gia mật độ đỉnh peak khoáng C3S, C3A, C4AF chiều rộng peak nhỏ so với mẫu gốc ngày tuổi Giải thích: Do có mặt TIPA CB đưa vào với vai trị tâm kết tinh, thúc đẩy q trình kết tinh khống đá XM Trên giản đồ Rơnghen mẫu có phụ gia, ta nhận thấy lượng khống gốc cịn lại so với mẫu gốc ngày tuổi, tức mẫu có phụ gia hydrat hóa khống gốc nhanh Kết thu xác định thành phần khoáng mẫu thí nghiệm phương pháp XRD, hồn tồn phù hợp với kết xác định cường độ mẫu 1, 3, ngày tuổi SVTH: CAO THỌ TÙNG 36 Đồ án tốt nghiệp KẾT LUẬN Sau trình nghiên cứu tổng hợp kết thực nghiệm đưa số kết luận sau:  Phụ gia TIPA có ảnh hưởng đến cường độ sớm đá XM hai loại xi măng PC PCB  Phụ gia TIPA có ảnh hưởng đến độ mịn mẫu xi măng  Phụ gia hỗn hợp dải tỷ lệ khảo sát (0.022 ÷ 0.026%) có ảnh hưởng đến độ mịn, TGĐK làm tăng cường độ đá xi măng tới 20% KIẾN NGHỊ Để có đánh giá khách quan phụ gia TIPA CB sử dụng đề tài, cần làm rõ vấn đề sau:  Áp dụng loại phụ gia TIPA CB nhiều loại Clanhke khác để có nhìn tổng quan ảnh hưởng đến tính chất lý XMP  Nghiên cứu ảnh hưởng TIPA, CB nhiều dải tỷ lệ khác SVTH: CAO THỌ TÙNG 37 Đồ án tốt nghiệp TÀI LIỆU THAM KHẢO Cheung, J (2009) Influence of tetiary alkanolamines on hydration of Portland Cement Columbia: Grace construction product David F Myers, C., & Ellis M Gartner, S S (1992) America Patent No 5084103 Đỗ Minh Nhật, T T (1980) Thí nghiệm chuyên ngành Silicat Trường ĐHBK: Trường ĐHBK Dr U Bernauer, D Q (2003) OPINION ON Carbon Black (nano-form) Scientific Committee on Consumer Safety: Scientific Committee on Consumer Safety Ellis M Gartner, S S., David F Myers, C., & James M Gaidjs, E C (1990) America Patent No 4943323 Engelsen, C J (2008) Quality improvers in cement making SINTEF Building and Infrastructure Fraser, K J (2003) Influence of grinding aids on cement hydration In the shool of Engineeing and Physical at the University of Aberdeen Hoàn, N T (2013) Khảo sát vai trò hạt nano Carbon tới số tính chất xi măng Póoclăng Đại học Bách Khoa hà Nội: Bộ môn CNVL Silicat Hùng, T T (2013) Khảo sát ảnh hưởng số phụ gia trợ nghiền tới vài tính chất Xi măng Poóc lăng Đại học Bách khoa Hà Nội: Bộ môn CNVL Silicat 10 Phái, Đ X (n.d.) Tăng cường q trình nghiền mịn phương pháp hóa lý sử dụng chất trợ nghiền từ loại phụ gia hoạt tính bề mặt Đại học Bách Khoa Hà Nội: Bộ môn CNVL Silicat 11 Taylor, H F (1990) cement chemistry London: ACADEMIC PRESS 12 Ylmén, E R (2013) Early Hydration of Portland Cement Chemical and Biological Engineering: CHALMERS UNIVERSITY OF TECHNOLOGY SVTH: CAO THỌ TÙNG 38 Đồ án tốt nghiệp PHỤ LỤC Bộ peak chuẩn số hợp chất XMP phân tích XRD STT Hợp chất Thông số mạng (d) Cường độ tia nhiễu xạ (I) 2.789 100 2.631 90 2.767 70 2.783 100 2.790 97 2.745 83 2.6987 100 1.9078 30 1.5577 24 2.900 100 CaO.SiO2.H2O 2.230 90 (CSH(B)) 1.800 90 8.330 100 7.730 100 3.880 80 2.6262 999 4.911 732 1.9267 401 3.035 999 2.284 178 3CaO.SiO2 2CaO.SiO2 3CaO.Al2O3 Ca4Al2O3.xH2O Ca(OH)2 CaCO3 SVTH: CAO THỌ TÙNG 39 Đồ án tốt nghiệp 10 C3A.3CaSO4.31H2O C3A.CaSO4.12H2O C3A.CaCO3.12H2O 1.912 176 9.730 100 5.610 80 3.880 50 8.92 o.o.c (rất mạnh) 4.46 c (mạnh) 2.78 o.c (mạnh) 7.6 o.c.c (rất mạnh) 3.80 cp.c (mạnh TB) 2.86 cp (trung bình) 9.41 11 C3A.3CaCO3.31H2O 3.8 2.7 12 CA3H6 SVTH: CAO THỌ TÙNG 2.30 o.c (rất mạnh) 2.23 o.c (rất mạnh) 5.14 c (mạnh) 40 Đồ án tốt nghiệp Kết XRD mẫu ngày mẫu nghiền hỗn hợp 40 d=2,60920 d=2,77300 d=2,74575 d=3,03313 d=2,62871 HUST - PCM - Bruker D8Advance - #55 1-0 d=1,35390 d=1,68225 d=1,48673 d=1,62584 d=1,75969 d=1,83079 d=1,92825 d=1,93916 d=2,18393 d=2,31785 20 d=2,88787 d=3,72121 Lin (Counts) 30 10 20 30 40 50 60 70 2-Theta - Scale HUST - PCM - Bruker D8Advance - #55 1-0 - File: #55 1-0.raw - Type: 2Th/Th locked - Start: 20.000 ° - End: 70.000 ° - Step: 0.050 ° - Step time: 0.5 s - Temp.: 25 °C (Room) - Time Started: 1401956224 s - 2-Theta: 20.00 Operations: Smooth 0.150 | Smooth 0.150 | Import 73-0599 (C) - Calcium Silicate Oxide - Ca3(SiO4)O - Y: 56.25 % - d x by: - WL: 1.5406 - Hexagonal (Rh) - a 7.05670 - b 7.05670 - c 24.97400 - alpha 90.000 - beta 90.000 - gamma 120.000 - Primitive - R3m (160) - 33-0251 (*) - Calcium Aluminum Oxide - Ca3Al2O6 - Y: 37.50 % - d x by: - WL: 1.5406 - Orthorhombic - a 10.87370 - b 10.85120 - c 15.11520 - alpha 90.000 - beta 90.000 - gamma 90.000 - 1783.48 74-1346 (C) - Brownmillerite - FeAlO3(CaO)2 - Y: 75.00 % - d x by: - WL: 1.5406 - Orthorhombic - a 5.58000 - b 14.50000 - c 5.34000 - alpha 90.000 - beta 90.000 - gamma 90.000 - Primitive - Pcmn (62) - - 432.059 - d=2,74270 36 35 34 33 d=2,60720 HUST - PCM - Bruker D8Advance - #55 1-1 37 32 31 30 25 24 22 21 20 19 18 16 d=2,20743 17 d=2,32029 Lin (Counts) 23 d=2,18296 d=3,04190 26 15 14 13 d=1,44927 27 d=1,76769 28 d=1,92870 d=2,77528 29 12 11 10 20 30 40 50 60 70 2-Theta - Scale HUST - PCM - Bruker D8Advance - #55 1-1 - File: #55 1-1.raw - Type: 2Th/Th locked - Start: 20.000 ° - End: 70.000 ° - Step: 0.050 ° - Step time: 0.5 s - Temp.: 25 °C (Room) - Time Started: 1401956736 s - 2-Theta: 20.00 Operations: Smooth 0.150 | Smooth 0.150 | Smooth 0.150 | Smooth 0.150 | Import 73-0599 (C) - Calcium Silicate Oxide - Ca3(SiO4)O - Y: 55.69 % - d x by: - WL: 1.5406 - Hexagonal (Rh) - a 7.05670 - b 7.05670 - c 24.97400 - alpha 90.000 - beta 90.000 - gamma 120.000 - Primitive - R3m (160) - 33-0251 (*) - Calcium Aluminum Oxide - Ca3Al2O6 - Y: 35.06 % - d x by: - WL: 1.5406 - Orthorhombic - a 10.87370 - b 10.85120 - c 15.11520 - alpha 90.000 - beta 90.000 - gamma 90.000 - 1783.48 74-1346 (C) - Brownmillerite - FeAlO3(CaO)2 - Y: 70.12 % - d x by: - WL: 1.5406 - Orthorhombic - a 5.58000 - b 14.50000 - c 5.34000 - alpha 90.000 - beta 90.000 - gamma 90.000 - Primitive - Pcmn (62) - - 432.059 - SVTH: CAO THỌ TÙNG 41 Đồ án tốt nghiệp Kết XRD ngày mẫu nghiền hỗn hợp d=2,74975 HUST - PCM - Bruker D8Advance - #55 3-0 d=2,63150 50 d=1,48821 d=1,79717 d=1,76189 d=2,18355 20 d=1,92720 d=3,04563 30 d=3,69503 Lin (Counts) 40 10 20 30 40 50 60 70 2-Theta - Scale HUST - PCM - Bruker D8Advance - #55 3-0 - File: #55 3-0.raw - Type: 2Th/Th locked - Start: 20.000 ° - End: 70.000 ° - Step: 0.050 ° - Step time: 0.5 s - Temp.: 25 °C (Room) - Time Started: 1401959296 s - 2-Theta: 20.00 Operations: Smooth 0.150 | Smooth 0.150 | Smooth 0.150 | Import 73-0599 (C) - Calcium Silicate Oxide - Ca3(SiO4)O - Y: 34.34 % - d x by: - WL: 1.5406 - Hexagonal (Rh) - a 7.05670 - b 7.05670 - c 24.97400 - alpha 90.000 - beta 90.000 - gamma 120.000 - Primitive - R3m (160) - 33-0251 (*) - Calcium Aluminum Oxide - Ca3Al2O6 - Y: 31.36 % - d x by: - WL: 1.5406 - Orthorhombic - a 10.87370 - b 10.85120 - c 15.11520 - alpha 90.000 - beta 90.000 - gamma 90.000 - 1783.48 74-1346 (C) - Brownmillerite - FeAlO3(CaO)2 - Y: 62.70 % - d x by: - WL: 1.5406 - Orthorhombic - a 5.58000 - b 14.50000 - c 5.34000 - alpha 90.000 - beta 90.000 - gamma 90.000 - Primitive - Pcmn (62) - - 432.059 - d=2,60615 HUST - PCM - Bruker D8Advance - #55 3-1 d=1,48923 d=1,55336 d=1,53883 d=1,62476 d=1,68564 d=1,96903 d=2,17699 20 d=1,79687 d=1,92978 d=3,03821 Lin (Counts) 30 d=2,62968 d=2,77470 40 10 20 30 40 50 60 70 2-Theta - Scale HUST - PCM - Bruker D8Advance - #55 3-1 - File: #55 3-1.raw - Type: 2Th/Th locked - Start: 20.000 ° - End: 70.000 ° - Step: 0.050 ° - Step time: 0.5 s - Temp.: 25 °C (Room) - Time Started: 1401958656 s - 2-Theta: 20.00 Operations: Smooth 0.150 | Smooth 0.150 | Smooth 0.150 | Import 73-0599 (C) - Calcium Silicate Oxide - Ca3(SiO4)O - Y: 35.40 % - d x by: - WL: 1.5406 - Hexagonal (Rh) - a 7.05670 - b 7.05670 - c 24.97400 - alpha 90.000 - beta 90.000 - gamma 120.000 - Primitive - R3m (160) - 74-1346 (C) - Brownmillerite - FeAlO3(CaO)2 - Y: 59.43 % - d x by: - WL: 1.5406 - Orthorhombic - a 5.58000 - b 14.50000 - c 5.34000 - alpha 90.000 - beta 90.000 - gamma 90.000 - Primitive - Pcmn (62) - - 432.059 - SVTH: CAO THỌ TÙNG 42