slide thuyết trình vật liệu xây dựng đề tài Công nghệ chế tạo bê tông Polime sử dụng nhựa Phuran

•
Công nghệ chế tạo bê tông polime
sử dụng nhựa phuran

Tính cấp thiết của bê tông polime
Bê tông là vật liệu xây dựng thông dụng nhất trên hành tinh chúng
ta. Hiện nay, khoảng 5-8% lượng CO2 do con người thải ra có
nguồn gốc từ ngành công nghiệp sản xuất xi măng Portland, một
chất kết dính không thể thiếu của bê tông thông thường.
Xi măng Portland là một trong những vật liệu được sản xuất rộng
rãi nhất trên Trái đất. Sản lượng xi măng Portland trên toàn thế
giới hiện tại đã vượt qua ngưỡng 2,6 tỉ tấn một năm và hàng năm
tăng trung bình 5%.

Để có thể kìm hãm tốc độ ô nhiễm đã lên tới mức cảnh báo như hiện nay đòi hỏi
chúng ta phải có biện pháp thay thế một phần bê tông sử dụng CKD xi măng pooc
lăng bằng loại bê tông sử dụng CKD polime.Bê tông polime sử dụng các loại thải
phẩm từ nhà máy than đá,lọc dầu.Sử dụng các loại CKD làm từ nhựa như
polieste,epoxy,phuran,xelulozo vv.Trong bài viết này đề cập đến nhựa phuran.

Bê tông polyme có rất nhiều ưu điểm so với bê tông thông thường. Trước hết, về
căn bản nó có khả năng "hạn chế" lượng khí thải CO2 đồng thời có thể tạo ra một
cơ sở hạ tầng có khả năng sử dụng qua hàng trăm năm

So sánh với xi măng Portland thông thường (OPC), bê tông polyme (GPC) có nhiều tính
năng tốt hơn (khả năng chống ăn mòn hóa học, chịu nhiệt (tới 2400oF), chịu nén và có độ
bền kéo, sự co ngót ).

Các tính chất của nhựa phuran

Các loại nhựa phuran nhận được trên cơ sở rượu phurphuril, phurphurol và

rượu phurphuril hoặc phurphurol và axeton.Phụ thuộc vào loại monome
được sử dụng khi chế tạo chúng mà phân ra nhựa
phurphurol,phuril,phurphurol- axeton .Trong sản xuất vật liệu và cấu kiện
xây dựng trong số các nhựa phuran phổ biến hơn cả là phurphurol axeton
monome (PA) và phuril oligome.
I, Tính chất của polime phuran
1, Phurphurol –axeton (PA)

Monome PA ở nhiệt độ bình thường là chất lỏng màu vàng tím có nhiệt độ sôi
160 – 200 ,chúng không tan trong kenton, cả trong polieste phức tạp và polieste
etilelglicol
.



Bảng tính chất chính của của monome PA
Tỷ trọng,kg/m
3
1090 - 1170
Độ axit ( tính theo axit sunphuaric),không lớn hơn ,
%
0,1
Mức độ hòa tan trong axeton Hoàn toàn
Độ nhớt ở 20,không lớn hơn ,Pa.s 0,5
Độ ẩm,không lớn hơn ,% 2,5
Thời gian keo hóa trên bếp ở nhiệt độ 170-180 với
sự có mặt của 3% benzene sunphua axit
30-110
Tỷ trọng,kg/m
3

1090 - 1170
Độ axit ( tính theo axit sunphuaric),không lớn hơn ,
%
0,1
Mức độ hòa tan trong axeton Hoàn toàn
0,5
Độ ẩm,không lớn hơn ,% 2,5
30-110

Bảng các tính chất của PA -15
Độ nhớt theo Osvald 50% dung dịch trong
axeton ở nhiệt độ 20 ,Pa.s
20 - 40
Nhiệt độ tạo giọt theo Ubellod, 80-120
Độ ẩm,không lớn hơn , % 10
20 - 40
80-120
Độ ẩm,không lớn hơn , % 10
2, Oligome - Phuril

Bảng các tính chất của Oligome PL -20
Phần khô,không nhỏ hơn ,% 65
Tốc độ keo hóa ở 250 , không lớn hơn,s 350
Độ nhớt theo thiết kế NK-4, không lớn hơn ,s 350
Phần khô,không nhỏ hơn ,% 65
350
Độ nhớt theo thiết kế NK-4, không lớn hơn ,s 350

Chất đóng rắn, chất độn và chất hóa dẻo đi với
nhựa phuran


Một số hình ảnh về chất hóa dẻo và đóng rắn

Monome PA đóng rắn trong điều kiện lạnh hoặc khi đốt nóng với sự tham gia của
chất xúc tác axit: benzen sunphua axit( BSA), n-toluolsunphua clorit…benzen
sunphua axit là sản phẩm dạng tinh thể có khối lượng tinh thể tương đối 158.18.
Axit này hòa tan tốt trong nước, axeton, phurphurol và rượu etyl.

Khi đóng rắn các sản phẩm ban đầu cẩu quá trình ngưng kết hoặc các polime hòa
tan độ nhớt khác nhau chịu ảnh hưởng của các axit hoặc đốt nóng chuyển sang
trạng thái không hòa tan, không đúc được.

Oligome PL-2 đóng rắn ở nhiệt độ 120-140 độ C có sự tham gia của axit malein và
một số chất xúc tác axit khác. Trong điều kiện lạnh chúng đóng rắn dưới tác động của
tiếp xúc Petrov, của muối aniline, axit sunphuaric và axit clohydic và một số chất xúc
tác khác.

Các oligome phuran không đóng rắn hòa hợp tốt với các chất dẻo, các polyme nhiệt
hóa khác nhau, cao su tự nhiên và nhân tạo, các atfan.

Khi có mặt các axit khoáng hóa mạnh chúng biến thành màu đen nhanh, đóng rắn và
trở nên giòn không đúc được. Các axit yếu hơn( malenin, savel, phốt phát ) tác động
chậm và oligome mềm trong thời gian dài.

Để chúng đóng rắn trong điều kiện nhiệt độ bình thường tốt nhất sử dụng axit
benzene và toluolsunphua; ở điều kiện này tốc độ đóng rắn đủ lớn.

Sự đóng của các oligome phuran kéo theo sự tăng đáng kể tỷ trọng của chúng
( từ 1100 đến 1500 kg/m3) và vì thế có độ co lớn, làm giảm độ bám dính của
chúng. Vì vậy polime phuran được sử dụng kết hợp với các chất độn khoáng

dạng bột mịm hoặc dạng sợi, chúng không những làm giảm độ co mà giúp
chúng làm việc được ở nhiệt độ cao.

Đã từ lâu chúng ta biết rằng điều kiện cần thiết để tăng tác động của chất độn có
độ mịn cao khi đưa chúng vào polime là sự gần của các tính chất phân tử của bề
mặt chất độn và chất dẻo tổng hợp.

Trong khi đó đa số các chất độn khoáng thông thường về tính hút nước không
thể hiện tính hoạt tính của mình, thể hiện ở sự tăng các tính chất cơ lý của
chúng. Độ bền bám dính của polime và độ bền bám dính của hệ polime- chất
độn phụ thuộc vào bản chất của sự tương tác phân tử.

Một số phụ gia dạng bột phổ biến có nguồn gốc tự nhiên như trepel, diatomit,
opoki, puzolan, bọt pemza, tù, diabaz hoặc có nguồn gốc nhân tạo như xỉ lò cao
dạng viên, tro bay, hồ nhephelin, bột gạch samot nghiền mịn…

Các phụ gia rắn trong hỗn hợp có thể tồn tại không những ở dạng bột khoáng
không hòa tan, còn sử dụng loại phụ gia rắn trong hỗn hợp chúng dễ tạo thành
dung dịch hoặc chất nóng chảy. Chúng có thể là các muối không tan, kiềm và các
chất điện giải và chất không điện giải khác.

Một số chất độn khoáng sử dụng cho bê tông polime

Một số hình ảnh về cốt liệu sử dụng cho bê tông polime
Sỏi sông Gạch vỡ chịu axit

Cốt liệu ( tiếp )
Đá dăm bandan
Đá dăm granit


Tính chất của vật liệu polyme trên cơ sở polyme phuran có chất độn phụ thuộc
vào dạng chất độn, độ mịn của chúng, mức độ lèn đầy chất độn, đặc trưng bề
mặt của chất độn, bản chất sự tác động lên ranh giới polyme-chất độn.

Phụ gia ở dạng bột. Phụ gia khoáng mịn hoạt tính đưa vào trong thành phần
của nhựa phuran với mục đích tạo cho chúng có các tính chất theo yêu cầu.

Các vật liệu phụ gia lỏng cũng được ứng dụng rộng rãi- đồng nhất hoặc nhiều
pha thí dụ như huyền phù nước của polyme, hoặc dễ dàng chuyển sang trạng
thái lỏng dưới dạng dung dịch keo và dung dịch thực như bọt xà phòng.

Các dạng khác nhau của chất hoạt tính bề mặt sử dụng chúng rất có hiệu quả
trong vật liệu polyme phuran để hình thành nên cấu trúc và đảm bảo các thông
số chất lượng theo yêu cầu.

Công nghệ chế tạo bê tông polime

Quy trình công nghệ các loại trạm trộn bê tông
polime
Trong quá trình thiết kế trạm trộn bê tông, các kĩ sư không thể bỏ qua việc phân tích
để lựa chọn cho mình một quy trình công nghệ hợp lý với nhiệm vụ thiết kế. Sau đây
chúng tôi xin đưa ra 4 quy trình công nghệ điển hình cho các trạm trộn:
- Trạm trộn bê tông cưỡng bức dạng tháp
- Trạm trộn bê tông cưỡng bức dạng nằm ngang
- Trạm trộn bê tông liên tục
- Trạm trộn bê tông chu kỳ