Tài liệu Xi măng – Tìm hiểu về Xi măng docx

Xi măng – Tìm hiểu về
Xi măng
Xi măng (từ tiếng Pháp: ciment) là chất kết dính sử dụng tính chất thủy hóa
của xi măng làm chất kết dính liên kết tất cả các thành phần cấu thành khác.
Sau một thời gian bảo dưỡng trong một điều kiện nhất định vật liệu nhận
được ở dạng rắn có các tính chất cơ học (cường độ chịu nén, cường độ chịu
kéo, ) hay tính chất vật lý (tính thấm, tính khuyếch tán, ) tùy thuộc vào
mong muốn của người sử dụng.

Xi măng được tạo thành bằng cách nghiền mịn clinker, thạch cao thiên nhiên
và phụ gia. Khi tiếp xúc với nước thì xảy ra các phản ứng thủy hóa và tạo
thành một dạng hồ gọi là hồ xi măng. Tiếp đó, do sự hình thành của các sản
phẩm thủy hóa, hồ xi măng bắt đầu quá trình ninh kết sau đó là quá trình hóa
cứng để cuối cùng nhận được một dạng vật liệu có cường độ và độ ổn định
nhất định.
Vì tính chất kết dính khi tác dụng với nước, xi măng được xếp vào loại chất
kết dính thủy lực.
Ứng dụng
Vật liệu xi măng được ứng dụng rất rộng rãi do ưu điểm thi công đơn giản,
nguyên liệu ban đầu sẵn có, có tính chất cơ học tốt và tuổi thọ cao. Trong
lĩnh vực xây dựng dân dụng (lĩnh vực áp dụng chủ yếu), đây là vật liệu
chính để xây cầu, nhà, kênh, cống,v.v. Trong xử lý rác thải hạt nhân, việc xi
măng hóa cho phép cố định các chất phóng xạ một cách sâu sắc trong vi cấu
trúc của vật liệu xi măng.
Sản xuất xi măng là ngành công nghiệp lớn, có ý nghĩa quan trọng đối với sự
phát triển của nền kinh tế Việt Nam. Theo dự báo của quy hoạch, nhu cầu xi
măng của nước ta còn tiếp tục tăng và sẽ đạt khoảng 46 triệu tấn vào năm
2010, khoảng 70 triệu tấn vào năm 2020.

Các loại xi măng
Từ chỗ trên thị trường chỉ có một loại xi măng poóc lăng thông dụng, nay đã
song song tồn tại 2 loại là PCB và PC. Một số chủng loại xi măng đặc chủng
bao gồm: xi măng bền sun phát, xi măng giếng khoan dầu khí, xi măng dãn
nở, xi măng ít toả nhiệt, xi măng tro bay…
Để đáp ứng nhu cầu xi măng sử dụng cho vùng biển và các công trình ngầm
có tác nhân xâm thực sun phát, ở nước ta, xi măng bền sun phát đã được
nghiên cứu và tiêu chuẩn hoá từ năm 1995. Tuy nhiên, theo tiêu chuẩn này
(TCVN 6067:1995) thì xi măng bền sun phát chỉ có mác tới 40 và cường độ
ở tuổi sớm của xi măng bền sun phát mác PCHS40 khá thấp, sau 3 ngày chỉ
cần đạt 14 Mpa.
Các vật liệu xi măng thường dùng
Hồ xi măng: Hỗn hợp của xi măng và nước. Hồ xi măng ít có ứng dụng thực
tiễn, chủ yếu được sử dụng trong nghiên cứu vật liệu xi măng do chiếm tỷ lệ
phần trăm lớn và chi phối nhiều tính chất cơ lý của loại vật liệu này.
Vữa xi măng: Hỗn hợp của xi măng, cát và nước. Nói một cách khác, vữa là
vật liệu nhận được khi cho thêm cát vào công thức của hồ xi măng.
Bê tông : Hỗn hợp của xi măng, cát, sỏi và nước hoặc tùy trường hợp cụ thể
có thể có thêm chất phụ gia hoặc các chất thêm khác.
Chú thích: Từ hạt cốt liệu đại diện cho cát và/hoặc sỏi được cho thêm vào
trong công thức của hồ xi măng. Cát còn được gọi là hạt cốt liệu mịn, và sỏi
là hạt cốt liệu thô.
Vi cấu trúc
Giống như các loại đất, đá, vật liệu gốm v.v., vật liệu xi măng cũng là một
môi trường rỗng với cấu trúc rỗng rất phức tạp, kích thước của lỗ rỗng phân
bố rất rộng từ khoảng nanomet (kích thước rỗng của các hydrat của hồ xi
măng), chạy qua khoảng micromet (lỗ rỗng mao dẫn) cho tới khoảng
milimet (bọt khí, vết nứt). Cấu trúc rỗng đóng một vai trò quan trọng ảnh
hưởng trực tiếp hoặc gián tiếp đến các tính chất cơ học và vật lý đồng thời
quyết định độ bền (tuổi thọ) của vật liệu. Chẳng hạn, cường độ và tính đàn

hồi (module đàn hồi E) chủ yếu phụ thuộc vào tổng thể tích lỗ rỗng, tính
thấm và tính khuyếch tán bị chi phối bởi thể tích rỗng tổng cộng, kích thước,
hình dạng và sự liên thông của các lỗ rỗng, còn vấn đề co ngót của vật liệu
xi măng (do phụ thuộc trực tiếp vào năng lượng bề mặt tại thành lỗ rỗng) thì
lại bị chi phối bởi diện tích bề mặt riêng của mạng lưới lỗ rỗng, độ bền chịu
các chu kì đóng băng-tan băng (cửa nước lỗ rỗng) thì phụ thuộc vào thể tích
và khoảng cách các bọt khí trong mạng lưới rỗng. Do đó việc nghiên cứu vật
liệu xi măng đòi hỏi phải hiểu biết một cách sâu sắc ở mức độ vi cấu trúc
bằng cách xác định (ở một mức độ nhất định) thông số : độ rỗng tổng cộng,
độ rỗng hiệu quả, kích thước lỗ rỗng, thông số về hình dạng, diện tích bề
mặt riêng (m²/g) và nhất là sự phân bố theo kích thước của các lỗ rỗng v.v.