BÁO cáo THỰC tập GẠCH CERAMIC ở CT CP TRÚC THÔN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÙNG VƯƠNG
KHOA KHOA HỌC TỰ NHIÊN

PHÙNG THỊ NGÂN

NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA PHỤ GIA
POLYCACBOXYLAT ETE TỚI TÍNH CHẤT CỦA
VỮA TỰ SAN PHẲNG CHỨA TRO BAY

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
Ngành: Sư phạm Hóa học

Phú Thọ, năm 2018


TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÙNG VƯƠNG
KHOA KHOA HỌC TỰ NHIÊN

PHÙNG THỊ NGÂN

NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA PHỤ GIA
POLYCACBOXYLAT ETE TỚI TÍNH CHẤT CỦA
VỮA TỰ SAN PHẲNG CHỨA TRO BAY

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
Ngành: Sư phạm hóa học

Giảng viên hướng dẫn: 1. TS. Nguyễn Thành Đồn
Trường Đại học Cơng nghiệp Việt Trì
2. ThS. Nguyễn Thị Thu Hương
Trường Đại học Hùng Vương

Phú Thọ, năm 2018


ii
LỜI CẢM ƠN
Với lịng kính trọng và biết ơn sâu sắc, em xin chân thành cảm ơn cô
giáo ThS. Nguyễn Thị Thu Hương, Giảng viên khoa Khoa học Tự nhiên đã
hướng dẫn khoa học, tận tình ân cần chỉ bảo em trong suốt quá trình học tập
và nghiên cứu.
Em xin gửi lời cảm ơn chân thành nhất tới TS. Nguyễn Thành Đồn
và tồn thể thầy, cơ giáo Khoa Cơng nghệ hóa học; cán bộ cơng nhân viên
Trường Đại học Cơng nghiệp Việt Trì đã tận tình giúp đỡ và tạo mọi điều
kiện cho em trong quá trình học tập, nghiên cứu tại trường.
Em cũng xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới các thầy, cô giáo, cán bộ
trong bộ mơn Hóa học, khoa Khoa học Tự nhiên, Trường Đại học Hùng
Vương đã trang bị cho em hệ thống kiến thức khoa học, đã giúp đỡ và tạo mọi
điều kiện thuận lợi cho em hồn thành khóa luận này.
Em xin chân thành cảm ơn gia đình, bạn bè, người thân đã tạo điều
kiện quan tâm, giúp đỡ và động viên em trong suốt thời gian thực hiện khóa
luận này.
Phú Thọ, ngày 10 tháng 05 năm 2018
Sinh viên

Phùng Thị Ngân


iii

LỜI CAM ĐOAN

Tơi xin cam đoan đây là cơng trình nghiên cứu của riêng tôi dưới sự
hướng dẫn khoa học của ThS. Nguyễn Thị Thu Hương và sự định hướng khoa
học của TS. Nguyễn Thành Đoàn. Các số liệu, kết quả nêu trong khóa luận là
trung thực và chưa từng có ai cơng bố trong các cơng trình nghiên cứu trước
đây.
Tồn bộ các thơng tin trích dẫn trong khóa luận đã được chỉ rõ nguồn
gốc xuất sứ.
Sinh viên

Phùng Thị Ngân


iv
MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN ................................................................................................... ii
LỜI CAM ĐOAN ............................................................................................ iii
MỤC LỤC ........................................................................................................ iv
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT .............................................................. vi
DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU ................................................................... vii
DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH ĐỒ THỊ...................................................... viii
MỞ ĐẦU ........................................................................................................... 1
1. Lí do chọn đề tài ........................................................................................ 1
2. Mục tiêu đề tài ........................................................................................... 2
3. Nhiệm vụ của đề tài................................................................................... 2
4. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu............................................................. 3
4.1. Đối tượng nghiên cứu ............................................................................ 3
4.2. Phạm vi nghiên cứu ................................................................................ 3
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN ............................................................................. 4
1.1. Tổng quan về công nghệ sản xuất xi măng Portland ............................. 4
1.1.1. Giới thiệu về xi măng Portland ....................................................... 4

1.1.2. Phân loại xi măng ............................................................................ 5
1.1.3. Thành phần khống hóa của xi măng Portland ............................... 5
1.1.4. Tóm tắt lý thuyết công nghệ sản xuất xi măng Portland theo
phương pháp khô hiện đại ......................................................................... 6
1.2. Tổng quan vữa phủ sàn tự san phẳ ng ..................................................... 7
1.2.1. Tình hình nghiên cứu và ứng dụng ở ngồi nước ........................... 7
1.2.2. Tình hình nghiên cứu và ứng dụng vữa phủ sàn tự san ở Việt Nam
................................................................................................................. 10
1.3. Cơ sở khoa học của đề tài .................................................................... 11
1.3.1. Vữa phủ sàn tự san ........................................................................ 11
1.3.2. Vai trò của phụ gia polymer .......................................................... 13
1.3.3. Vai trò của phụ gia polymer phân tán trong vữa phủ sàn tự san .. 18
CHƯƠNG 2. NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ......... 26
2.1. Nguyên liệu ........................................................................................... 26
2.2. Đặc trưng của nguyên liệu và phụ gia.................................................. 26
2.2.1. Xi măng Portland .......................................................................... 26
2.2.2. Xi măng cao nhôm ........................................................................ 27


v
2.2.3. Thạch cao ...................................................................................... 28
2.2.4. Cát ................................................................................................. 28
2.2.5. Tro bay .......................................................................................... 28
2.2.6. Silica fume .................................................................................... 30
2.2.7. Phụ gia polycarboxylat ete ............................................................ 30
2.3. Phương pháp nghiên cứu...................................................................... 31
2.3.1. Các phương pháp tiêu chuẩn ......................................................... 31
2.3.2. Các phương pháp phi tiêu chuẩn ................................................... 34
2.4. Trình tự thí nghiệm .............................................................................. 38
CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN .................................................. 39

3.1. Ảnh hưởng của PCE đế n độ chảy của vữa phủ sàn tự san................... 39
3.2. Nghiên cứu ảnh hưởng của silica fume đến tính chất của vữa ............ 40
3.3. Nghiên cứu ảnh hưởng của tro bay đến tính chất của vữa ................... 42
3.4. Lựa chọn phối liệu vữa tối ưu .............................................................. 44
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ......................................................................... 46
1. Kế t luâ ̣n ................................................................................................... 46
2. Kiế n nghi .................................................................................................
46
̣
3. Hướng phát triển của đề tài ..................................................................... 46
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................... 47


vi
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT

Giải nghĩa

STT

Chữ viết tắt

1

SF

2

PCB

Xi măng Portland hỗn hợp

3

PGK

Phụ gia khoáng

4

TCVN

Tiêu chuẩn Việt Nam

5

ASTM

Tiêu chuẩn Hoa Kỳ

6

C-S-H

Khống xCaO.ySiO2.zH2O

7

P/XM

polymer/xi măng

8

XRD

Nhiễu xạ tia X

9

XRF

Huỳnh quang tia X

10

SEM

Kính hiển vi điện tử quét

11

IR

Phổ hồng ngoại

12

FA

Tro bay

13

PCE

Polycacboxylat ete

14

PSTS

Phủ sàn tự san

Silica fume


vii
DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU
Bảng 1.1. Các chỉ tiêu chất lượng của vữa cần đạt được .................................. 2
Bảng 2.1. Nguyên liệu sử dụng và nguồn gốc ................................................ 26
Bảng 2.2. Tính chất cơ lý của một số loại xi măng PCB 40 ........................... 27
Bảng 2.3. Tính chất của CA 50 ....................................................................... 27
Bảng 2.4. Các chỉ tiêu của cát vàng Sông Lô ................................................. 28
Bảng 2.5. Thành phần hóa học của FA Phả Lại.............................................. 29
Bảng 3.1. Phối liệu vữa phủ sàn tự san để nghiên cứu độ chảy...................... 39
Bảng 3.2. Phối liệu vữa phủ sàn tự san chứa silica fume ............................... 40
Bảng 3.3. Phối liệu vữa phủ sàn tự san chứa tro bay ...................................... 42
Bảng 3.4. Phối liệu vữa phủ sàn tự san ........................................................... 44
Bảng 3.5. Tính chất của vữa phủ sàn tự san ................................................... 45

viii
DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH ĐỒ THỊ

Hình 1.1. Thế năng tương tác của các hạt theo thuyết DLVO........................ 20
Hình 1.2. Mơ hình trao đổi ion trên lớp điện kép ........................................... 21
Hình 1.3. Cơng thức và cấu trúc của phụ gia PCE ......................................... 23
Hình 1.4. Minh họa cơ chế phân tán của phụ gia PCE ................................... 23
Hình 1.5. Mơ hình cơ chế phân tán kép của phụ gia PCE .............................. 24
Hình 1.6. Mơ hình phân tán của PCE đối với hệ chứa SiO2 ........................... 24
Hình 2.1. Phổ XRD của FA Phả Lại ............................................................... 29
Hình 2.2. Phân bố thành phần hạt của FA Phả Lại ......................................... 29
Hình 2.3. Phân bố hạt của SF 94U .................................................................. 30
Hình 2.4. Phổ IR của PCE............................................................................... 31
Hình 2.5. Mơ hình nhiễu xạ tia X ................................................................... 35
Hình 3.1. Độ chảy của vữa phủ sàn tự san ...................................................... 39
Hình 3.2. Độ chảy mẫu vữa có silica fume ..................................................... 41
Hình 3.3. Thời gian đơng kết mẫu vữa có silica fume .................................... 41
Hình 3.4. Cường độ nén mẫu vữa có silica fume............................................ 42
Hình 3.5. Độ chảy mẫu vữa có tro bay ........................................................... 43
Hình 3.6. Thời gian đơng kết mẫu vữa có tro bay .......................................... 43
Hình 3.7. Cường độ nén mẫu vữa có FA ........................................................ 43
Hình 3.8. Ảnh SEM của vữa phủ sàn tự san ................................................... 45


1
MỞ ĐẦU
1. Lí do chọn đề tài
Trong những thập niên 70, 80 của thế kỷ trước, tại các nước phát triển,

nhu cầu về vật liệu xây dựng và công nghệ mới trong ngành xây dựng tăng
nhanh do nhu cầu đa dạng hóa chủng loại vật liệu xây dựng phù hợp với các
ứng dụng đặc thù, nhằm đáp ứng nhu cầu nâng cao chất lượng xây dựng đồng
thời giảm thiểu ô nhiểm mơi trường, bên cạnh đó ngành xây dựng ln ln
địi hỏi phải rút ngắn thời gian thi cơng và hạ giá thành. Xuất phát từ nhu cầu
thực tế đó, tại các nước này việc nghiên cứu và ứng dụng các loại vữa khơ
trộn sẵn nói chung và vữa phủ sàn tự san phẳng nói riêng đã được quan tâm
đặc biệt và phát triển một cách mạnh mẽ. Đặc biệt trong những thập niên vừa
qua nhờ có những tiến bộ vượt bậc trong công nghệ sản xuất các phụ gia dạng
bột trên cơ sở các hợp chất polymer nên các sản phẩm vữa khô trộn sẵn ngày
càng phong phú về chủng loại, tính năng sử dụng và chất lượng sản phẩm
cũng không ngừng được nâng cao.
Vào những năm gần đây, ở Việt Nam đã có một số đơn vị nghiên cứu
sản xuất và ứng dụng các loại vữa khô trộn sẵn như: vữa xây trát, vữa tự chảy
không co để đổ móng máy, vữa chống thấm, sữa chữa các cấu kiện trong bê
tông, bột bả tường, vữa dán gạch….Tuy nhiên, số đơn vị nghiên cứu, sản xuất
sản phẩm vữa phủ sàn tự san phẳng trên cơ sở chất kết dính xi măng cịn rất ít.
Viện khoa học cơng nghệ bê tông đã chế tạo vữa phủ sàn tự san phẳng
không co ngót trên cơ sở sử dụng phụ gia polymer naptalen fornandehit.
Đề tài nghiên cứu cấp Bộ của Viện Vật liệu xây dựng (2009) chế tạo vữa
phủ sàn tự san phẳng sử dụng phụ gia polymer tổ hợp VAE (vinyl acrylat ester).
Đã có một số các cơng trình xây dựng có sử dụng sản phẩm vữa PSTS
nhưng đều là sản phẩm nhập khẩu. Một số cơng trình khác u cầu bề mặt sàn bê
tơng có độ cứng cao và chịu mài mịn thì sử dụng sản phẩm phụ gia tăng cứng
cho bê tông của hãng SIKA, MBT… Các phụ gia này chỉ có tác dụng cải thiện


2
độ cứng bề mặt và độ bền mài mòn cho sàn bê tông, không thể thỏa mãn các yêu
cầu kỹ thuật, mỹ thuật khác như đối với vữa phủ sàn tự san phẳng.

Trước nhu cầu về đa dạng hóa các sản phẩm vật liệu xây dựng và nhằm
đáp ứng các ứng dụng đặc thù, góp phần nâng cao chất lượng và rút ngắn tiến
độ thi công đồng thời giảm thiểu ô nhiểm môi trường và tăng khả năng quản
lý chất lượng cơng trình, tơi lựa chọn đề tài “Nghiên cứu ảnh hưởng của
phụ gia polycacboxylat ete tới tính chất của vữa tự san phẳng chứa tro
bay” sử dụng phụ gia polymer thế hệ mới nhất polycarboxylat ete.
2. Mục tiêu đề tài
- Chế tạo ra vữa tự san phẳng chứa tro bay.
- Đưa ra công thức phối liệu của vữa phủ sàn tự san phẳng trên cơ sở xi
măng Portland – polycarboxylat ete đạt được yêu cầu kỹ thuật.
- Tham khảo một số tính chất loại vữa PSTS trên thị trường, đề tài đặt
ra sản phẩm cần đạt được các chỉ tiêu chất lượng nêu trong Bảng 1.1.
Bảng 1.1. Các chỉ tiêu chất lượng của vữa cần đạt được
STT

Tính chất

Đơn vị đo

Cần đạt

Ban đầu

(Côn tiêu chuẩn)

220-250

Sau 10 phút

Mm

200-230

Độ chảy
1

Cường độ chịu nén
2

1 ngày
3 ngày

Mpa

7 ngày

≥ 20
≥ 25
≥ 30

3. Nhiệm vụ của đề tài
Để thực hiện đề tài này tôi thực hiện các nhiệm vụ sau :
- Nghiên cứu ảnh hưởng của phụ gia siêu dẻo PCE tới các tính chất:
thời gian đơng kết, cường độ nén, cấu trúc của vữa rót.
- Nghiên cứu ảnh hưởng của phụ gia tro bay tới các tính chất của vữa
rót.


3
- Nghiên cứu ảnh hưởng của phụ gia silica fume tới các tính chất của

vữa rót.
4. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
4.1. Đối tượng nghiên cứu
- Phụ gia polycarboxylat ete
- Xi măng Portland
- Tro bay
4.2. Phạm vi nghiên cứu
Nghiên cứu ảnh hưởng của phụ gia polycarboxylat ete tới một số tính
chất của vữa như độ chảy, thời gian đơng kết, cường độ chịu nén.


4
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN
1.1. Tổng quan về công nghệ sản xuất xi măng Portland
1.1.1. Giới thiệu về xi măng Portland
Xi măng Portland có thành phần gần giống một loại đất ở vùng
Portland thuộc Iceland. Tên "xi măng Portland " bắt nguồn từ đó. Nó được
sản xuất từ những năm 1824 - 1925 ở nước Anh và Nga [8].
Xi măng Portland là chất kết dính chịu nước quan trọng. Tùy điều kiện
môi trường sử dụng mà người ta sử dụng nhiều loại xi măng Portland khác
nhau, nguyên liệu để sản xuất xi măng chủ yếu từ đá vơi và đất sét.Tính chất
và thành phần của xi măng phụ thuộc chủ yếu vào tính chất và thành phần của
clinker.
Xi măng Portland thường (PC), là loại vật liệu được sử dụng phổ biến
nhất trên tồn thế giới, nó là thành phần cơ bản của bê tơng, vữa, hồ.
PC là chất kết dính vơ cơ bền nước, là sản phẩm nghiền mịn của clinker
XMP với (3 - 5%) thạch cao và 1% của một số phụ gia công nghệ khác (nếu
cần) như: Chất trợ nghiền, chất độn làm tăng hàm lượng sản phẩm.
Chất lượng của xi măng Portland (XMP) phụ thuộc chủ yếu vào chất
lượng clinker. Clinker XMP là sản phẩm sau khi nung đến kết khối của hỗn

hợp phối liệu đã được nghiền mịn và đồng nhất chủ yếu là đá vôi và đất sét,
ngồi ra cịn có một số ngun liệu khác như quặng sắt, bơxit... Sao cho tạo các
khống: C3S, C3A, C2S, C4AF đạt yêu cầu về chất lượng cũng như hàm lượng.
Ngoài ra, khi thêm các chất phụ khác vào thành phần của xi măng
Portland (xỉ lò cao, tro than, ..., nhưng hàm lượng phụ gia kể cả thạch cao
không q 40% và trong đó phụ gia đầy khơng q 20%), thì những loại xi
măng Portland này được gọi là xi măng Portland hỗn hợp [6].
Xi măng Portland hỗn hợp (PCB) là chất kết dính vơ cơ bền nước, là
sản phẩm nghiền mịn của clinker xi măng Portland với (3 ÷ 5%) thạch cao và
phụ gia hỗn hợp (< 40%, trong đó phụ gia lười < 20%).


5
Như vậy, PCB khác với PC về hàm lượng phụ gia có trong xi măng. Sở
dĩ xi măng có tính chất kết dính là bởi vì nó có chứa một số các khoáng như
C3S, C3A, C2S, C4AF. Các khoáng này khi phản ứng với nước tạo thành các
sản phẩm có tính chất kết dính.
1.1.2. Phân loại xi măng
+ Phân loại theo tốc độ đóng rắn:
* Loại đóng rắn thường và chậm: độ bền chuẩn theo 28 ngày đêm.
* Loại đóng rắn nhanh: độ bền đạt được sau 3 ngày đêm.
+ Phân loại theo thời gian đông kết:
* Đông kết chậm: Thời gian bắt đầu đông kết > 2 giờ.
* Đông kết bình thường: Thời gian bắt đầu đơng kết 45 phút đến 2 giờ.
* Đông kết nhanh: Thời gian bắt đầu đông kết < 45 phút.
+ Phân loại theo Mác xi măng:
* Xi măng mác cao > 50: PC50, PC60.
* Xi măng mác thường: PC30, PC40, PC50.
* Xi măng mác thấp: < PC30.
* Xi măng Portland hỗn hợp: PCB30, PCB40.

1.1.3. Thành phần khống hóa của xi măng Portland
a) Thành phần hóa học clinker
Thành phần hóa học clinker xi măng Portland thông thường nằm trong
giới hạn sau: CaO = 63 - 66%; SiO2 = 21 - 24%: Al2O3 = 4 - 9%; Fe2O3 =
2 - 4%.
Các oxit tạp chất trong giới hạn: MgO  5%; TiO2  0,3%; MnO2 <
1,5%. Những oxit trong clinker đều sẽ ảnh hưởng đến thành phần khống
clinker và ảnh hưởng đến tính chất sử dụng của xi măng Portland [8].
b) Thành phần khoáng clinker xi măng
Nếu kí hiệu CaO = C, SiO2= S, Al2O3 = A, và , Fe2O3 = F thì khi nhìn
qua kính hiển vi phân cực, ta thấy clinker chứa các khoáng chất chủ yếu là
alit( C3S) và bêlit (C2S). Phần còn lại là chất đệm gồm các canxi aluminat,


6
xelit (thường là C4AF) và khống khơng kết tinh, khi làm lạnh tạo thành pha
thủy tinh. Ngồi ra cịn một lượng CaO tự do, SiO2 tự do.
Khi nung hỗn hợp phối liệu có chứa các oxit: CaO, SiO2, Al2O3, Fe2O3
ở nhiệt độ 11000C - 15000C thì CaO kết hợp với các oxit khác như SiO2,
Al2O3, Fe2O3 để tạo thành 4 khống chính phân thành 2 nhóm:
C3S = 40 - 60%; C2S = 15 - 45%.
C3A = 5 - 15%; C4AF = 10 - 18%.
Tổng lượng khống chính: 95 - 97%, trong đó C3S, C2S = 75 - 82%;
C3A, C4AF = 15 - 25%, ngồi ra cịn 1 lượng nhỏ các tạp khống [6].
1.1.4. Tóm tắt lý thuyết cơng nghệ sản xuất xi măng Portland theo
phương pháp khô hiện đại
Hiện nay trên thế giới người ta chủ yếu sản xuất xi măng theo 2 phương
pháp: phương pháp khô và phương pháp ướt, các phương pháp sản xuất được
dựa trên cơ sơ của phương pháp gia công chế biến phối liệu.
+ Phương pháp gia công chế biến phối liệu khô gọi là phương pháp khơ

có độ ẩm: 1 - 2% (phương pháp này hiện nay phổ biến nhất).
+ Phương pháp gia công phối liệu ướt gọi là phương pháp ướt, có độ
ẩm 36 - 42%.
Dù chọn phương pháp nào đi nữa cũng phải dựa vào các điều kiện sau:
* Độ ẩm của ngun liệu ban đầu.
* Tính chất cơ lý, hóa lý của nguyên liệu ban đầu.
* Điều kiện điện năng, nhiệt năng.
* Khả năng cung cấp trang thiết bị.
* Diện tích xây dựng và sản xuất.
* Vệ sinh môi trường.
Tuy nhiên việc lựa chọn sản xuất còn tùy thuộc vào từng điều kiện từng
nơi khác nhau nhưng nhất thiết phải đạt mục tiêu sau:
- Rút ngắn quá trình sản xuất, nâng cao hiệu quả sử dụng thiết bị.
- Nâng cao sản lượng, chất lượng và hạ giá thành sản phẩm.


7
- Nâng cao trình độ cơ khí hóa, tự động hóa để giảm bớt sức lao động
nặng nhọc cho người lao động.
- Đảm bảo vệ sinh môi trường và an toàn lao động cho người lao động.
Trước đây người ta chủ yếu sản xuất theo phương pháp ướt vì nó phù
hợp với trình độ khoa học kỹ thuật, vốn đầu tư, trang thiết bị ban đầu thấp,
điều kiện vệ sinh môi trường tốt, chất lượng clinker đảm bảo.
Ngày nay do việc phát triển của nền khoa học kỹ thuật, việc đồng nhất
phối liệu được thực hiện qua nhiều khâu: đồng nhất sơ bộ, đồng nhất tinh
trong silo đồng nhất, đồng nhất trong q trình vận chuyển bằng khí nén. Vì
thế nên chất lượng clinker sản xuất theo phương pháp khô cũng đảm bảo được
chất lượng như sản xuất theo phương pháp ướt. Phương pháp khô bột liệu
được vận chuyển bằng máng khí động, vít tải, gầu nâng, băng tải cao su…
Tại các vị trí chuyển tiếp đều được trang bị các hệ thống lọc bụi như

lọc bụi tay áo, lọc bụi tĩnh điện, cyclon lắng… Do đó, khí thải ra môi trường
sạch với nồng độ thải ra môi trường < 50 mg/Nm3 và đảm bảo được vệ sinh
công nghiệp.
Phương pháp khơ có hệ thống cyclon trao đổi nhiệt kèm calxiner trước
lò, do vậy phối liệu sau khi qua hệ thống cyclon và calxiner thì lượng
cacbonat đã được phân hủy 90 ÷ 95% do đó lị được rút ngắn đi rất nhiều.
Từ đó giảm được tổn thất nhiệt ra mơi trường xung quanh, tiết kiệm nhiên
liệu, do vậy phối liệu từ calxiner xuống lò và thời gian liệu trong lò sẽ được rút
ngắn từ đó ta có thể tăng tốc độ quay của lò, làm tăng năng suất của lò lên.
Hơn nữa phương pháp khơ có nhiệt tiêu tốn riêng cho 1 kg clinker nhỏ
hơn so với phương pháp ướt, định lượng các cấu tử nguyên liệu cũng dễ hơn .
1.2. Tổng quan vữa phủ sàn tự san phẳ ng
1.2.1. Tình hình nghiên cứu và ứng dụng ở ngồi nước
Vữa phủ sàn tự san phẳng (PSTS) là một loại vữa khô trộn sẵn chuyên
dụng được sử dụng để thi công sàn nhằm để đạt được một hoặc một số mục
đích nêu ra dưới đây:


8
+ Đạt được độ phẳng cho sàn
+ Tiến hành hoàn thiện bề mặt sàn
+ Nâng cao độ bền mài mòn.
Vữa khô trộn sẵn thường được chia làm 2 loại: Vữa khô trộn sẵn thông
dụng và vữa khô trộn sẵn chuyên dụng.
- Vữa khô trộn sẵn thông dụng bao gồm:
+ Vữa xây, trát
+ Bê tơng khơ
+ Vữa hồn thiện…
Trên thế giới vữa khô trộn sẵn thông dụng thường chiếm 70% tổng
khối lượng vữa khô trộn sẵn.

- Vữa khô trộn sẵn chuyên dụng, bao gồm các sản phẩm sau:
+ Vữa dán gạch
+ Bột bả tường
+ Vữa dán tấm cách nhiệt và các loại vật liệu xây dựng khác
+ Vữa hoàn thiện bề mặt
+ Sơn bột
+ Vữa sửa chữa, trám vá
+ Vữa tự san phẳng
+ Vữa chống thấm
+ Vữa đàn hồi
+ Các loại đặc biệt khác…
- Một số ưu điểm của vữa khô trộn sẵn:
+ Cho phép lựa chọn nguyên liệu tốt nhất và tỷ lệ cấp phối tối ưu nhờ
điều kiện về máy móc thiết bị và con người của nhà máy.
+ Nguyên liệu được trộn đều.
+ Sản phẩm được đảm bảo theo tiêu chuẩn.
+ Tiết kiệm nguyên liệu do lượng sử dụng ít hơn.
+ Thi cơng nhanh.


9
+ Năng suất lao động cao nhờ cơ giới hóa: năng suất lao động có thể
tăng 500 – 600% so với thi công thông thường.
+ Hạn chế gây ô nhiểm mơi trường trong q trình vận chuyển và thi
cơng.
- Nhược điểm: Giá thành cao
Vữa khô trộn sẵn được phát triển đầu tiên ở nước Đức và đã đạt được
những thành tựu nổi bật trong giai đoại tái thiết đất nước sau chiến tranh vào
những năm 50 của thế kỷ trước. Những phát minh về bột polymer phân tán
vào những năm 1960 đã đem lại cho công nghệ vữa khô một bước phát triển

đột phá. Thập kỷ 70, 80 của thế kỷ XX đánh dấu phát triển mạnh mẽ việc ứng
dụng vữa khô trộn sẵn làm vữa xây, trát. Đồng thời trong thời gian đó một số
loai vữa khơ trộn sẵn khác đã đạt được sự phát triển bền vững ở một số khu
vực, như keo dán gạch ở Ý, vữa phủ sàn ở các nước Scandinavia, vữa trát ở
Pháp đã dẫn tới sự phổ cập công nghệ vữa trộn sẵn tại châu Âu. Vào những
năm 1980 công nghệ vữa khô trộn sẵn đã có mặt tại tất cả các Châu lục. Sự
thay đổi chế độ chính trị tại các nước thuộc khối Vacsava đã đem đến nhu cầu
khổng lồ cho hầu hết các loại vữa khô trộn sẵn vào những năm 1990. Những
năm 2000 đánh dấu sự bùng nổ nhu cầu tại các nước Châu Á, đặc biệt là
Trung Đông và Trung Quốc [11].
Theo thống kê hiện nay trên Thế giới có khoảng 600 nhà máy sản xuất
vữa khơ trộn sẵn (trong đó có sản phẩm vữa phủ sàn tự san phẳng) chủ yếu
đă ̣t tại các nước phát triển như: Tây Âu, Mỹ, Nhật Bản. Chỉ riêng nước Đức
đã có hàng trăm nhà máy với cơng suất hàng trục triệu tấn/năm, tại Mỹ có 62
nhà máy sản xuất vữa phủ sàn tự san phẳng với công suất hàng trục triệu
tấn/năm. Xu hướng phát triển dạng sản phẩm này rất mạnh, đặc biệt ở các nền
kinh tế có tốc độ tăng trưởng nhanh như: Trung Quốc, Ấn Độ, các nước Đông
Nam Á [12].


10
1.2.2. Tình hình nghiên cứu và ứng dụng vữa phủ sàn tự san ở Việt Nam
Vữa phủ sàn tự san phẳng là một loại vữa khô trộn sẵn, được sử dụng
để hoàn thiện bề mặt sàn nhà dân dụng cũng như cơng nghiệp, có thể là lớp
hồn thiện cuối cùng cũng có thể là lớp lót trước khi ứng dụng các loại vật
liệu khác như: trải thảm, lát sàn gỗ,...Đây là một sản phẩm mới xuất hiện trên
thế giới khoảng 20 năm. Nó đáp ứng nhu cầu ngày càng đa dạng về vật liệu
sàn chất lượng cao. Hiện nay, ở Việt Nam việc ứng dụng sản phẩm này còn
chưa phổ biến. Tuy nhiên, trong những năm tới, cùng với sự phát triển của
nền kinh tế, nhu cầu về loại vật liệu này sẽ tăng nhanh [7].

Ở Việt Nam, các công trình nghiên cứu chế tạo vữa PSTS trên cơ sở
chất kết dính xi măng cịn hạn chế và thành phần phối liệu của nó vẫn là một
bí quyết. Tuy nhiên, nhu cầu nâng cao chất lượng sàn nhà công nghiệp và dân
dụng ngày càng cao. Đối với các cơng trình này, hiện nay các nhà thầu và các
chủ đầu tư thường lựa chọn 2 phương án: một là sử dụng các chất tăng cứng
bề mặt trong q trình hồn thiện sàn (đối với nhà xưởng thông thường, gara
ô tô,….) hai là sử dụng vật liệu gốc nhựa epoxy (đối với nhà xưởng dược
phẩm, thực phẩm,…). Gần đây đã có một số hãng nước ngoài (Bostik ,…) đã
bắt đầu giới thiệu sản phẩm vữa phủ sàn tự san phẳng gốc xi măng vào thị
trường Việt Nam.
Về các cơ sở sản xuất vữa khơ trộn sẵn, chưa có số liệu thống kê cụ thể,
nhưng ước tính ở nước ta hiện nay có khoảng 200 cơ sở sản xuất, chủ yếu là
sản xuất bột bả tường với công nghệ và thiết bị tự nghiên cứu, chế tạo ở quy
mơ vừa và nhỏ. Ngồi ra, đã có một số cơ sở sản xuất vữa xây, trát (trộn sẵn)
như Công ty Cổ phầ n xi măng Hà Tiên, Công ty Cổ phầ n đầ u tư và bê tơng
Thịnh Liệt,…
Những năm gần đây, đã có một số đơn vị nghiên cứu sản xuất và ứng
dụng các loại vữa khô trộn sẵn như: vữa xây trát, vữa tự chảy khơng co để đổ
móng máy, vữa chống thấm, sửa chữa các cấu kiện bê tông cũ, bột bả tường,
vữa dán gạch… Tuy nhiên, chưa có đơn vị nào nghiên cứu sản xuất sản phẩm
vữa phủ sàn tự san phẳng trên cơ sở chất kết dính xi măng. Các cơng trình xây


11
dựng có sử dụng sản phẩm này nhưng đều là các sản phẩm nhập khẩu. Một số
cơng trình khác u cầu bề mặt sàn bê tơng có độ cứng cao và chịu mài mịn
thì sử dụng sản phẩm phụ gia tăng cứng bề mặt cho bê tông của các hãng
SIKA, MBT … Các phụ gia này chỉ có tác dụng cải thiện độ cứng bề mặt và
độ mài mòn cho sàn bê tông, không thể thỏa mãn các yêu cầu kỹ thuật mỹ
thuật khác đối với vữa phủ sàn tự san phẳng [4].

Theo đánh giá của nhiều chuyên gia trong nước và Quốc tế, trong
tương lai gần, việc sản xuất và ứng dụng vữa khô trộn sẵn ở nước ta sẽ được
phát triển mạnh nhờ hiệu quả kinh tế - kỹ thuật mà loại vữa này mang lại
* Sự cần thiết của vấn đề nghiên cứu
Mỗi năm đã có hàng triệu m2 sàn xây dựng mới hoặc sửa chữa, nâng
cấp. Nếu giả thiết trong một vài năm tới 5% diện tích này sử dụng vữa phủ
sàn tự san phẳng thì nhu cầu loại vữa này là hàng trăm ngàn tấn/năm, nhu cầu
hàng năm tăng mạnh. Nếu phải mua sản phẩm của các cơng ty nước ngồi sẽ
phải chi phí khoản ngoại tệ hàng chục triê ̣u USD mỗi năm, trong khi hầu hết
nguyên liệu để sản xuất vữa phủ sàn tự san phẳng lại có sẵn trong nước. Mặt
khác, hiện trong nước đã có nhiều cơ sở sản xuất sản phẩm vữa khô trộn sẵn
(vữa dán gạch, bột bả tường,…) các cơ sở này hồn tồn có thể sản xuất sản
phẩm vữa phủ sàn tự san phẳng trên dây chuyền thiết bị hiện có với sự cải
tiến, bổ xung thích hợp. Như vậy, việc nghiên cứu sản xuất sản phẩm này
khơng những góp phần hiện đại hóa ngành vật liệu xây dựng mà còn giúp các
cơ sở sản xuất đa dạng hóa sản phẩm, tận dụng tối đa cơ sở vật chất đã đầu tư,
tạo thêm công ăn việc làm cho người lao động [9]. Tóm lại, việc nghiên cứu
chế tạo vữa phủ sàn tự san phẳng là rất cần thiết.
1.3. Cơ sở khoa học của đề tài
1.3.1. Vữa phủ sàn tự san
Người ta thường phân chia vữa phủ sàn tự san thành 2 loại: loại sử
dụng làm lớp lót (self-leveling underlayments - SLU) và lớp phủ mặt (selfleveling overlayments - SLO).


12
SLU thường được dùng để làm phẳng và gia cố bề mặt của sàn khơng
bằng phẳng (có thể là vữa hoặc các bề mặt cần sửa chữa) trước thi công các
vật liệu sàn khác như thảm, gỗ, PVC, gạch,…
Vữa PSTS phải dễ dàng khi thi công, năng suất cao ngay cả trên diện
tích rộng. Do đó, nó phải có đặc tính chảy rất tốt, tính tự làm phẳng và làm mịn

bề mặt. Ngồi ra, nó cũng phải đóng rắn và khơ nhanh để bề mặt sàn có thể đưa
vào sử dụng sau vài giờ. Vữa PSTS cũng phải có khả năng bám dính tốt với
vác loại bề mặt khác nhau, ít co ngót, cường độ nén cao và bền mài mịn.
u cầu kỹ thuật của vữa PSTS có thể từ đơn giản đến rất phức tạp.
Chiều dày có thể từ 1-10 mm cho tới 60 mm, thường được thi công bằng máy
(bao gồm máy trộn và máy bơm được liên hồn với nhau). Thời đóng rắn của
vật liệu thay đổi từ đóng rắn bình thường đến rất nhanh tùy thuộc vào u cầu
của từng cơng trình cụ thể. Thơng thường, nếu yêu cầu vữa đóng rắn càng
nhanh hoặc chiều dày lớp vữa càng mỏng thì độ khó về mặt kỹ thuật và giá
thành của sản phẩm cao. Vữa phủ sàn thường sử sụng chất kết dính như xi
măng Portland, xi măng cao nhôm và thạch cao nhằm bảo vệ cho vật liệu
đóng rắn nhanh và khơng bị co, giañ nở quá mức cần thiết.
Hiện nay, ở các nước Châu Âu và Mỹ khơng có tiêu chuẩn u cầu kỹ
thuật cho sản phẩm vữa PSTS. Tuy nhiên, công nghệ chế tạo và những ứng
dụng của nó đã được biết điến từ nhiều năm. Việc biến tính bằng các polymer
là tuyệt đối cần thuyết đối với sản phẩm này do những yêu cầu rất phức tạp
của nó. Theo những yêu cầu kỹ thuật và sử dụng của sản phẩm, thường người
ta phải sử dụng các polymer ở dạng bột phân tán để biến tính. Khi hàm lượng
polymer càng cao thì khả năng bám dính với các loại nền càng cao, giảm ứng
suất nội (giảm sự tạo thành của các vết nứt , độ bền mài mòn cao) tăng cường
độ uốn, độ đàn hồi, độ bền mài mòn.
Tùy thuộc vào loại và hàm lượng polymer, độ bền mài mịn của vữa có
thể được cải thiện ở các mức độ khác nhau.


13
1.3.2. Vai trò của phụ gia polymer
1.3.2.1. Giới thiệu chung về vữa xi măng biến tính polymer
Vữa xi măng Portland đã trở thành vật liệu thông dụng trên thế giới từ
gần 200 năm nay, Tuy nhiên, vữa xi măng cũng có một số nhược điểm như:

độ bám dính thấp, độ bền kéo thấp, co ngót lớn khi đóng rắn, độ bền hóa kém.
Để hạn chế những nhược điểm này, nhiều nỗ lực sử dụng polymer đã được
tiến hành. Một trong những biện pháp đó là biến tính vữa bằng polymer. Vữa
thơng thường được biến tính bằng phụ gia polymer ở dạng nhũ tương, bột
polymer phân tán, polymer có khả năng hòa tan trong nước, nhựa lỏng và
monomer [10].
Vữa và bê tơng biến tính polymer được điều chế bằng q trình trộn
polymer hay monomer ở dạng phân tán, bột khô hay chất lỏng với hỗn hợp
vữa và bê tông xi măng. Tuy nhiên, đối với công nghệ vữa khô trộn sẵn, chỉ
có thể sử dụng bột polymer phân tán.
Như đã biết, xi măng trong vữa và bê tông phản ứng với nước tạo thành
các khoáng silicat canxi hydrat, tetracanxi aluminum hydrat ferrite,
canxihydroxyl và entringite. Trong q trình đóng rắn các chất này trải qua
quá trình tái tạo tinh thể và các phản ứng tiếp theo. Hiện nay, mặc dù xi măng
Portland và bê tông là vật liệu xây dựng quan trọng nhất, tuy nhiên các phản
ứng hóa học liên quan đến q trình hydrat hóa và đóng rắn vẫn chưa được
giải thích một cách đầy đủ và cặn kẽ.
Gel xi măng được hình thành bởi q trình hydrat, đóng vai trị tạo
cường độ của vật liệu. Mặc dù các sản phẩm của xi măng Portland có cường
độ nén cao nhưng cường độ bám dính và đàn hồi khơng được cao như mong
muốn. Để cải thiện vấn đề này, người ta đã gia cường bằng các vật liệu khác
nhau như thép hay sợi amiăng, những phương pháp này đã được sử dụng từ
rất sớm.
Khi sử dụng vữa xi măng trộn tại chỗ (kiểu truyền thống) để thi cơng
hồn thiện, chất lượng cơng trình thường khơng được như mong muốn vì


14
ngồi những ngun nhân chủ quan cịn có những ngun nhân khách quan
thuộc về bản chất vật liệu như: lượng nước mất đi trong vữa xảy ra nhanh hơn

do quá trình bay hơi và quá trình thẩm thấu vào chất nền. Điều này dẫn đến
không đủ lượng nước cho quá trình hydrat hóa của xi măng trong vữa làm cho
cường độ bám dính giảm, hình thành các vết nứt. Để giảm những hiện tượng
trên và cải thiện tính chất của vữa, người ta sử dụng phụ gia polymer.
Hệ vật liệu vữa và bê tơng biến tính polymer được sử dụng dưới nhiều
dạng khác nhau, tuy nhiên bản chất chung của hệ vẫn là q trình thủy hố
của xi măng và sự tạo thành pha polymer để thu được một pha hỗn hợp có cấu
trúc mạng đồng nhất trong đó pha xi măng thủy hóa và polymer đan xen với
nhau.Trong vữa và bê tơng biến tính polymer, cốt liệu được bao bọc bởi pha
hỗn hợp này dẫn đến những tính chất ưu việt vượt trội so với vữa và bê tông
truyền thống.
1.3.2.2. Ảnh hưởng của phụ gia polymer phân tán đối với hệ vữa xi măng
* Đối với hỗn hợp vữa
Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng bột polymer phân tán có khả năng cải
thiện tính thi cơng của hỗn hợp vữa. Điều này đạt được là do phụ gia làm tăng
độ sệt của hỗn hợp vữa, ngồi ra cịn do hiệu ứng cuốn khí và ảnh hưởng của
các chất hoạt động bề mặt có mặt trong phụ gia.
Hàm lượng khí trong hỗn hợp vữa giảm khi tăng hàm lượng phụ gia
polymer, điều đó được giải thích là do sự có mặt của các chất hoạt động bề
mặt dưới dạng chất nhũ hóa và chất ổn định trong phụ gia.
Độ giữ nước của hồn hợp vữa được cải thiện rõ rệt và phụ thuộc vào tỷ
lệ P/XM. Điều này đã được giải thích là do tính ưa nước của bản thân nhũ
tương polymer được tạo thành khi phụ gia được phân tán trong nước, ngoài ra
việc tạo thành màng polymer cũng hạn chế sự bay hơi của nước.
Phụ gia polymer cũng cải thiện rõ rệt sự tách nước và phân tầng của
hỗn hợp vữa là do tính ưa nước của nhũ tương polymer, tác dụng lơi khí và
giảm nước của các chất hoạt động bề mặt có trong phụ gia.


15

Thời gian đóng rắn của vữa có xu hướng tăng khi có mặt phụ gia
polymer, mức độ ảnh hưởng tùy thuộc loại hàm lượng phụ gia. Các nhà
nghiên cứu cho rằng đó là ảnh hưởng của các chất hoạt động bề mặt, các chất
này làm chậm q trình thủy hóa của xi măng.
* Đối với vữa
- Cường độ: Nói chung phụ gia polymer có tác dụng cải thiện cường độ
kéo, uốn của vữa nhưng không cải thiện cường độ nén.
- Quan hệ ứng suất – biến dạng, mô đun đàn hồi và tính dẻo: Polymer
phân tán có tác dụng làm giảm rõ rệt mô đun đàn hồi của vữa và bê tơng. Bê
tơng và vữa xi măng thơng thường có mô đun đàn hồi E = 10.000 – 30.000
MPa, trong khi đó nếu biến tính với polymer phân tán thì E = 1 – 10.000
MPa. Ngồi ra đặc tính phá hủy và tính dẻo của vữa và bê tơng cũng được cải
thiện rõ rệt, mức độ cải thiện tính chất trên phụ thuộc vào loại và hàm lượng
polymer sử dụng [13].
- Mức độ co ngót, độ bền dão và sự dãn nở nhiệt: Độ co ngót khi khơ
của vữa biến tính polymer có thể lớn hơn hay nhỏ hơn vữa đối chứng tùy
thuộc vào loại polymer và tỷ lệ P/XM. Nói chung, độ co ngót khi khơ ở 28
ngày tuổi giảm khi tăng tỷ lệ P/XM. Một số loại polymer như polyvinylaxetat
(PVAC), cao su thiên nhiên có khuynh hướng làm tăng độ co ngót.
Hệ số giãn nở nhiệt của vữa biến tính bằng polymer cũng bị ảnh hưởng
trực tiếp bởi cốt liệu, tương tự như vữa thông thường, tuy nhiên, đối với vữa
biến tính thường có hệ số giãn nở nhiệt bằng hoặc cao hơn một chút so với
vữa đối chứng.
- Độ bền nước và tính chống thấm: Vữa biến tính polymer có cấu trúc
đặc chắc hơn so với vữa đối chứng do các lỗ rỗng lớn được điền đầy hoặc bịt
kín bởi màng polymer. Nói chung, tác dụng điền đầy, bịt kín của polymer
tăng khi tăng tỷ lệ P/XM. Kết quả là vữa biến tính ln có độ chống thấm cao,
tuy nhiên độ bền nước giảm.

16
- Độ bám dính: Tác dụng nổi bật của polymer phân tán đó là cải thiện
rõ rệt độ bám dính của vữa với các loại nền khác nhau. Độ bám dính thường
chịu ảnh hưởng của tỷ lệ P/XM và tính chất của nền. Một số kết quả nghiên
cứu đã cho thấy độ bám dính của vữa biến tính có thể tăng gấp hàng chục lần
so với vữa đối chứng khi sử dụng polymer thích hợp.
- Độ bền va đập: Vữa biến tính polymer có độ bền va đập tuyệt vời nếu
so với vữa thông thường. Điều này đạt được là do bản thân polymer có độ bền
va đập cao. Độ bền va đập của vữa tăng khi tăng tỷ lệ P/XM. Khi sử dụng
polymer phù hợp, độ bền va đập của vữa biến tính có thể tăng đến 10 lần.
- Độ bền mài mòn: Độ bền mài mòn của vữa biến tính được cải thiện
tùy thuộc vào loại polymer, tỷ lệ P/XM và điều kiện mài mịn. Nói chung, khi
tăng P/XM thì độ bền mài mịn của vữa tăng. Teichmann đã cho thấy bằng
việc sử dụng polyacrylic este (PAE) có thể nâng cao độ bền mài mòn của vữa
lên 200 lần.
- Các tính chất khác: Phụ gia polymer phân tán cịn cải thiện một số
tính chất khác của vữa như: độ bền băng giá, độ bền hóa (tuy nhiên phải chọn
loại polymer thích hợp cho từng mơi trường xâm thực)… Nhưng nó làm giảm
độ bền nhiệt của vữa.
1.3.2.3. Cơ chế tác dụng của phụ gia polymer dạng bột phân tán
Trên thế giới đã có rất nhiều cơng trình nghiên cứu về cơ chế tác dụng
của polymer trong việc biến tính vữa và bê tông xi măng. Cho tới ngày nay,
các nhà khoa học đã thống nhất đưa ra cơ chế tác dụng đó là sự hình thành
pha nền hỗn hợp của xi măng và polymer trong vữa.
Chất lượng của vữa và bê tơng biến tính bằng polymer được giải quyết
bởi cả hai q trình: thủy hóa của xi măng và sự tạo màng của polymer trong
pha nền chất kết dính. Q trình thủy hóa thường xảy ra trước q trình tạo
màng polymer. Theo trình tự đó một pha nên hỗn hợp được hình thành do sự
thủy hóa của xi măng và sự tạo màng của polymer. Quá trình hình thành này
trải qua 3 giai đoạn [11].