tính chaát vaät lieäu nghieân cöùu

CHÖÔNG 4

TRÌNH TÖÏ NGHIEÂN CÖÙU VAØ KEÁT QUAÛ KIEÅM TRA TÍNH CHAÁT VAÄT LIEÄU

4.1. Trình töï nghieân cöùu

Quaù trình nghieân cöùu cheá taïo ximang portland pozzoland treân cô sôû phuï gia hoaït tính tro traáu vaø ximaêng portland ñöôïc tieán haønh theo trình töï nhö sau: 4.1.1. Kieåm tra tính chaát vaät lieäu thí nghieäm Vaät lieäu thí nghieäm goàm phuï gia hoaït tính tro traáu vaø ximaêng portland PC40 ChinFon. Caùc chæ tieâu kyõ thuaät ñöôïc kieåm tra bao goàm: - Khoái löôïng rieâng, khoái löôïng theå tích cuûa ximaêng vaø tro traáu, - Ñoä mòn vaø tyû dieän tích cuûa ximaêng vaø tro traáu, - Thaønh phaàn khoaùng vaø thaønh phaàn hoùa cuûa ximaêng, - Löôïng nöôùc tieâu chuaån cuûa ximaêng, - Thôøi gian ninh keát cuûa vöõa ximaêng, - Thaønh phaàn hoùa cuûa tro traáu, - Ñoä huùt voâi cuûa tro traáu.

4.1.2. Chuaån bò maãu thöû Maãu thöû nghieäm goàm maãu vöõa ximaêng vôùi tyû leä chaát keát dính:caùt (CKD:C) laø 1:0 vaø maãu vöõa ximaêng vôùi tyû leä CKD:C = 1:3. - Maãu vöõa ximaêng (1:0) kích thöôùc 1x1x6(cm) duøng ñeå khaûo saùt caáu truùc vaø ñoä pH cuûa ñaù ximaêng. Maãu vöõa ximaêng ñöôïc cheá taïo töø hoãn hôïp chaát keát dính vaø löôïng nöôùc tieâu chuaån töông öùng cuûa caùc caáp phoái (baûng 4.1).

Hình 4.1a. Hình daïng maãu ximaêng (1:0) kích thöôùc 1x1x6(cm) Hình 4.1b.Hình daïng maãu ximaêng (1:3) kích thöôùc 4x4x16(cm)

- Maãu vöõa ximaêng (1:3) kích thöôùc 4x4x16cm duøng ñeå xaùc ñònh cöôøng ñoä neùn vaø uoán cuûa maãu thöû. Maãu vöõa ñöôïc cheá taïo theo tieâu chuaån

TCVN 4032:1985 vôùi tyû leä N/CKD = 0,5 vaø CKD/C = 1/3 (baûng 4.1).

4.1.3. Tieán haønh thöû nghieäm Quaù trình nghieân cöùu ñöôïc tieán haønh theo caùc böôùc nhö sau:

Böôùc 1:

Xaùc ñònh tyû leä phoái troän hôïp lyù giöõa tro traáu vaø ximaêng portland. Haøm löôïng tro traáu ñöôïc löïa choïn ñeå khaûo saùt laø 10%, 20%, 30%, 40% so vôùi khoái löôïng ximaêng (baûng 4.1). Caáp phoái hôïp lyù ñöôïc choïn treân cô sôû theo doõi söï phaùt trieån cöôøng ñoä cuûa caùc maãu öùng vôùi caùc caáp phoái ôû treân theo thôøi gian 14,

28, 60, 90, 180 ngaøy, döôõng hoä trong moâi tröôøng nöôùc sinh hoaït.

Baûng 4.1. Baûng thoáng keâ toång hôïp caùc loaïi maãu söû duïng ñeå thí nghieäm Maãu vöõa ximaêng (1:0) Maãu vöõa ximaêng (1:3) (kích thöôùc 1x1x6 cm) (kích thöôùc 4x4x16 cm) Kyù hieäu Chaát keát dính Löôïng maãu nöôùc tieâu chuaån (%) Chaát keát dính Tyû leä N/CKD Tyû leä CKD:C

OPC 100% PC40 29 100% PC40 0,5 1: 3

RHA1 90% PC40 + 10% tro traáu 31 90% PC40 + 10% tro traáu 0,5 1: 3

RHA2 80% PC40 + 20% tro traáu RHA3 70% PC40 + 30% tro traáu RHA4 60% PC40 + 40% tro traáu 33,5 80% PC40 + 20% tro traáu 36,5 70% PC40 + 30% tro traáu 39,5 60% PC40 + 40% tro traáu 0,5 1: 3

0,5 1: 3

0,5 1: 3

Böôùc 2: Nghieân cöùu caùc tính chaát ñaëc tröng cuûa ximaêng portland coù tro traáu vaø

quaù trình hydrat hoaù. ÖÙng vôùi caáp phoái ñaõ xaùc ñònh ôû treân, tieán haønh nghieân cöùu caùc tính chaát ñaëc tröng cuûa maãu ximaêng portland coù tro traáu vaø quaù trình hydrat hoaù khi döôõng hoä trong moâi tröôøng nöôùc sinh hoaït, bao goàm: - Xaùc ñònh khoái löôïng rieâng, khoái löôïng theå tích, ñoä mòn, löôïng nöôùc tieâu chaån, thôøi gian baét ñaàu ninh keát vaø keát thuùc ninh keát. - Söï thay ñoåi cöôøng ñoä neùn vaø uoán cuûa maãu vöõa kích thöôùc 4x4x16cm

ñònh kyø 14, 28, 90 vaø 180 ngaøy. - Söï thay ñoåi ñoä pH theo thôøi gian 14, 28, 90 vaø 180 ngaøy. - Khaûo saùt nhieät hydrat hoùa ñònh kyø 3, 7, 28 ngaøy ñoái vôùi ximaêng coù vaø khoâng coù tro traáu. - Theo doõi söï hình thaønh caùc khoaùng trong quaù trình hydrat hoaù vaø khaûo saùt söï thay ñoåi caáu truùc ñaù ximaêng treân caùc maãu vöõa ximaêng kích thöôùc 1x1x6(cm) baèng caùc phöông phaùp phaân tích nhieät vi sai, nhieãu xaï

Rônghen vaø phöông phaùp kính hieån vi ñieän töû queùt, ñònh kyø sau 28, 90

vaø 180 ngaøy. - So saùnh vôùi maãu ñoái chöùng vaø nhaän xeùt keát quaû ñaït ñöôïc.

Böôùc 3:

Khaûo saùt ñoä beàn cuûa maãu ximaêng tro traáu öùng vôùi caáp phoái hôïp lyù. ÖÙng vôùi caáp phoái hôïp lyù ñaõ xaùc ñònh ôû treân, tieán haønh nghieân cöùu ñoä beàn cuûa maãu ximaêng portland coù tro traáu trong caùc moâi tröôøng nöôùc coù chöùa muoái khoaùng. Caùc maãu nöôùc söû duïng thí nghieäm bao goàm nöôùc nhieãm pheøn ôû Bình Chaùnh, nöôùc nhieãm maën ôû Caàn Giôø. Ngoaøi ra, 2 moâi tröôøng nöôùc coù toác ñoä aên

moøn maïnh laø nöôùc coù noàng ñoä Na2SO4.10H2O 10% vaø nöôùc coù noàng ñoä MgSO4 0,64% cuõng ñöôïc öùng duïng trong vieäc khaûo saùt naøy. Maãu ñoái chöùng (maãu ximaêng OPC) cuõng ñöôïc ngaâm trong cuøng moâi tröôøng vôùi caùc maãu ximaêng coù pha haøm

löôïng tro hôïp lyù. ÔÛ phaàn naøy tieán haønh thí nghieäm xaùc ñònh: - Söï thay ñoåi cöôøng ñoä maãu vöõa kích thöôùc 4x4x16cm ngaâm trong caùc moâi tröôøng xaâm thöïc ôû treân, ñònh kyø 14, 28, 60, 90, 180, 240 ngaøy. - Quan saùt vaø ghi nhaän daáu hieäu hö hoûng treân beà maët maãu trong quaù trình

thí nghieäm. - Khaûo saùt caáu truùc cuûa maãu ñaù ximaêng ngaâm trong baèng caùc phöông phaùp phaân tích nhieät vi sai, nhieãu xaï Rônghen vaø phöông phaùp kính hieån vi ñieän töû queùt, ñònh kyø sau 28, 90 vaø 180 ngaøy. Tuy nhieân, chæ öu tieân khaûo saùt caáu truùc ñoái vôùi caùc maãu (coù vaø khoâng coù phuï gia tro traáu) chòu xaâm thöïc keùm nhaát (cöôøng ñoä thaáp nhaát).

Dung dòch Na2SO4.10H2O 10% ñöôïc thay môùi 2 tuaàn 1 laàn trong voøng 2 thaùng ñaàu, sau ñoù 1 thaùng thay nöôùc 1 laàn.

Ñoái vôùi nöôùc nhieãm pheøn Bình Chaùnh, nhieãm maën Caàn Giôø vaø dung dòch MgSO4 0,64%, thay môùi 1 laàn 1 tuaàn trong thaùng ñaàu sau ñoù ñònh kyø 1 thaùng 1 laàn.

Maãu 1x1x6cm ngaâm trong beå döôõng hoä vôùi tyû leä 1 maãu treân 100ml nöôùc. Caùc maãu ñöôïc ñaët caùch nhau, caùch ñaùy beå, thaønh beå vaø caùch lôùp nöôùc treân cuøng toái thieåu 1cm.

4.1.4. Ñaùnh giaù vaø nhaän xeùt keát quaû thöïc nghieäm Döïa vaøo caùc keát quaû thu ñöôïc töø caùc thí nghieäm ôû treân, tieán haønh thaûo luaän, bieän luaän vaø ñöa ra nhaän xeùt cuoái cuøng.

4.2. Keát quaû kieåm tra tính chaát vaät lieäu thí nghieäm

Quaù trình nghieân cöùu cheá taïo ximaêng portland pozzoland trong ñeà taøi naøy ñi töø ximaêng neàn laø loaïi ximaêng portland maùc cao vaø phuï gia thuûy hoaït tính ñöôïc söû duïng ñeå ñöa vaøo ximaêng laø tro traáu nghieàn mòn.

4.2.1. Tính chaát ximaêng portland Ximaêng portland duøng cho nghieân cöùu ñöôïc saûn xuaát taïi nhaø maùy ximaêng Chinfon – Haûi Phoøng, kyù hieäu: PC40, vôùi caùc keát quaû kieåm tra caùc tính chaát cô lyù, thaønh phaàn khoaùng vaø hoùa ôû baûng 4.2, 4.3, 4.4. Baûng 4.2. Moät soá ñaëc tính cô lyù cuûa ximaêng Chinfon PC40

Chæ tieâu kyõ thuaät

Khoái löôïng rieâng ( aγ ) Ñôn vò Keát quaû g/cm3 3,10

Khoái löôïng theå tích ( 0γ ) g/cm3 1,15

Tyû dieän tích cm 2/g 3240

Löôïng nöôùc tieâu chuaån 29

Thôøi gian ninh keát: * Baét ñaàu: * Keát thuùc: Cöôøng ñoä neùn 28 ngaøy

Cöôøng ñoä uoán 28 ngaøy Giôø - phuùt 1 – 35 2 – 48

kG/cm2 440,5

kG/cm2 90,3

Baûng 4.3. Thaønh phaàn khoaùng cuûa ximaêng Chinfon PC40 Thaønh phaàn khoaùng C3S C2S C3A C4AF

Haøm löôïng (%) 56,8 21,6 8,3 12,8

Baûng 4.4. Thaønh phaàn hoùa cuûa ximaêng Chinfon PC40

Thaønh phaàn hoùa Haøm löôïng (%) 21,58 5,32 3,49 0,06 64,12 0,19 1,09 1,95 0,68

4.2.2. Tính chaát phuï gia thuûy hoaït tính

SiO2 Al2O3 Fe2O3 MgO CaO Na2O K2O SO3 - MKN

Höôùng tôùi vieäc söû duïng phuï gia thuûy hoaït tính tro traáu thu ñöôïc töø vieäc taän duïng naêng löôïng nhieät qua vieäc ñoát traáu phuïc vuï cho caùc ngaønh coâng nghieäp saáy noâng saûn, saûn xuaát caùc loaïi vaät lieäu nung,… ñeå cheá taïo ximaêng portland hoãn hôïp. Ñeà taøi naøy ñaõ choïn nguoàn tro traáu pheá thaûi töø caùc cô sôû saûn xuaát gaïch ñaát seùt nung ôû Ñoàng Thaùp ñeå phuïc vuï cho vieäc nghieân cöùu khaûo saùt.

4.2.2.1. Ñaëc tính cô lyù Tro traáu sau khi ñöôïc nghieàn trong maùy nghieàn thí nghieäm ñöôïc kieåm tra caùc tính chaát cô lyù nhö sau: Baûng 4.5. Caùc ñaëc tính cô lyù cuûa tro traáu thí nghieäm

Chæ tieâu kyõ thuaät

Khoái löôïng rieâng ( aγ )

Ñôn vò Keát quaû g/cm3 2,27

Khoái löôïng theå tích ( 0γ ) g/cm3 0,94 Tyû dieän tích cm 2/g 6480 Ñoä mòn (soùt saøng N0 0,08) % 1,4

4.2.2.2. Thaønh phaàn hoùa Thaønh phaàn hoùa cuûa tro traáu ñöôïc phaân tích taïi nhaø maùy ximaêng Holcim ôû Hoøn Choâng - Kieân Giang baèng maùy phaân tích X-Ray. Keát quaû phaân tích ñöôïc trình baøy ôû baûng 4.6. Baûng 4.6. Thaønh phaàn hoùa cuûa tro traáu

Teân oxit

Thaønh phaàn hoùa (%) 94,4 0,0 0,0 1,48 0,5 1,22 2,93 0,07 0,15 4,01

Töø baûng 4.6 ta thaáy, tro traáu duøng thöû nghieäm coù thaønh phaàn hoùa chuû yeáu laø oxit silic, chieám haøm löôïng ñeán 94,4%, caùc oxit coøn laïi chieám haøm löôïng khoâng ñaùng keå. Ñaëc bieät, trong thaønh phaàn tro naøy khoâng toàn taïi oxit Al2O3. Ñieàu

SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaOMgOSO3 K2ONa2O TiO2 MKN (ôû 7500C)