slide thuyết trình vật liệu xây dựng đề tài Chuyên đề Bê tông Polyme chất kết dính Xenlulo

CHUYÊN ĐỀ BÊ TÔNG POLYME
CHẤT KẾT DÍNH XENLULO
Sinh viên thực hiện :Cao Đắc Quang(Nhóm trưởng).
: Nguyễn Đình Ngọc.
: Nguyễn Văn Quảng.
:Vương Văn Phong .
:Nguyễn Bá Quyền.
:Trần Văn Quyết.
:Đặng Quốc Sinh .
:Phạm Văn Sơn.
Giáo viên hướng dẫn: TSKH. BẠCH ĐÌNH THIÊN
TỔNG QUAN VỀ CHUYÊN ĐỀ:
Phần 1:Tìm hiểu về Xenlulo:
Phần 2:Bê tông polyme trên nền xenlulo:
1:cốt liệu
2:chất hóa dẻo.
3:chất độn mịn.
4:Quá trình sản xuất bê tông polyme trên
nền tảng xenlulo.
5.Một số đặc tính của bê tông xenlulo.
6:một số sản phẩm.
7. Thiết kế mặt đường bộ (sử dụng bê tông
polyme xenlulo).
Phần 1:Tìm hiểu về Xenlulo:
I- TÍNH CHẤT VẬT LÍ VÀ TRẠNG THÁI THIÊN
NHIÊN
Xenlulozơ là chất rắn hình sợi, màu trắng, không mùi, không vị, không tan trong nước, ngay cả
khi đun nóng, không tan trong các dung môi hữu cơ thông thường như ete, benzen, là một
trong những dạng phổ biến nhất có trong thiên nhiên.
Xenlulozơ là thành phần chính cấu tạo nên lớp màng tế bào thực vật, là bộ khung của cây cối.
Xenlulozơ có nhiều trong bông (95−98%), đay, gai, tre, nứa (50−80%), gỗ (40−50%)

Phụ thuộc khối lượng phân tử người ta chia ra làm 2 loại α-xenlulo và gemixelulo. α-xenlulo
được gọi là phần cao phân tưt cuarcuar xenlulo tự nhiên có khối lượng phân tưt 50000-650000
và cao hơn( n= 3000-4000). Từ bông có thể nhận xenlulo có khối lượng phân tử trên 1500000.
gemixelulo có khối lượng phân tử trên 16200, tức là n< 100. chúng hòa tan trong dung dịch
kiềm 18%.
II- CẤU TRÚC PHÂN TỬ :
Xenlulozơ, (C6H10O5)n, có phân tử khối rất lớn
khoảng 1.000.000−2.400.000).
Xenlulozơ là một polime hợp thành từ các mắt
xích β−glucozơ nối với nhau bởi các liên kết β−1,4glicozit,
phân tử xenlulozơ không phân nhánh, không xoắn.
Mỗi mắt xích C6H10O5 có 3 nhóm OH tự do, nên có thể viết
công thức cấu tạo của xenlulozơ là [C6H7O2(OH)3]n
III- TÍNH CHẤT HÓA HỌC:
Tương tự tinh bột, xenlulozơ không có tính khử; khi thủy phân xenlulozơ
đến cùng thì thu được Glucozơ. Mỗi mắt xích C6H10O5 có 3 nhóm OH tự
do nên xenlulozơ có tính chất của ancol đa chức.
1. Phản ứng của polisaccarit:
Thí nghiệm: Cho một nhúm bông vào cốc đựng dung
dịch H2SO4 70% đun nóng đồng thời khuấy đều đến khi thu được dung
dịch đồng nhất.

Trung hòa dung dịch thu được bằng dung dịch NaOH 10%, sau đó đun nóng
với dung dịch AgNO3/NH3.
Hiện tượng: Bạc kim loại bám vào thành ống nghiệm.
Giải thích: Xenlulozơ bị thủy phân trong dung dịch axit nóng tạo ra
glucozơ.
(C6H10O5)n+nH2O− −−−−→ H2SO4,t0nC6H12O6
Phản ứng thủy phân cũng xảy ra ở trong dạ dày động vật nhai lại
(trâu,bò, ) nhờ enzim xenlulozơ.

2.Phản ứng của ancol đa chức:
- Xenlulozơ phản ứng với HNO3 đặc có H2SO4 đặc làm xúc tác.
Thí nghiệm: Cho 4 ml axit HNO3 vào cốc thủy tinh, sau đó thêm tiếp 8
ml H2SO4 đặc, lắc đều và làm lạnh hỗn hợp bằng nước. Thêm tiếp
vào cốc một nhúm bông. Đặt cốc chứa hỗn hợp phản ứng vào nồi
nước nóng (khoảng 60−70%) khuấy nhẹ trong 5 phút, lọc lấy chất rửa
sạch bằng nước rồi ép khô bằng giấy lọc sau đó sấy khô (tránh lửa).
Hiện tượng: Sản phẩm thu được có màu vàng. Khi đốt, sản phẩm cháy
nhanh, không khói, không tàn.
Giải thích: Xenlulozơ phản ứng với (HNO3+H2SO4) khi đun nóng cho
xenlulozơ trinitrat:
[C6H7O2(OH)3]n+3nHNO3− −−−−→ H2SO4,t0[C6H7O 2(ON O2)3]n+3nH2O
Xenlulozơ trinitrat là chất dễ cháy và nổ mạnh được dùng làm thuốc súng.
- Xenlulozơ tác dụng với anhiđrit axetic (CH 3CO)2O sinh ra xenlulozơ
triaxeta [C6H 7O2(OOCCH3)3]n, là một chất dẻo dễ kéo thành tơ sợi.
- Sản phẩm của phản ứng giữa xenlulozơ với CS2 (cacbon đisunfua)
và NaOH là một dung dịch rất nhớt gọi là visco. Khi bơm dung dịch nhớt
này qua những lỗ rất nhỏ (đường kính 0,1 mm) ngâm trong dung
dịch H2SO4 loãng, xenlulozơ được giải phóng qua dưới dạng những sợi dài
và mảnh, óng mượt như tơ, gọi là tơ visco.
- Xenlulozơ không phản ứng với Cu(OH)2, nhưng tan trong dung
dịch [Cu(NH3)4](OH)2.
IV.Ứng dụng của xenlulo:
-Những nguyên liệu chứa xenlulo(bông,đay gỗ,…)thường
được dùng trực tiếp (kéo sợi dệt vải,trong xây dựng,làm
đồ gỗ,…)hoặc chế biến thành giấy.
-Xenlulo còn là nguyên liệu sản xuất tơ nhân tạo như tơ
sissco,tơ axetat và chế tạo thuốc súng không khói.
Vải sợi vissco:
-Từ xenlulo tạo xenlulo trraxetat dùng sản xuất tơ

axetat,tơ vissco hoặc phim ảnh.
Phim ảnh:
-Thủy phân xenlulozơ sẽ được glucozơ làm nguyên liệu
để sản xuất etanol.
-Xenlulo còn có ứng dụng quan trọng trong việc sản xuất
bê tông polyme – một hướng đi quan trọng trong xây
dựng hiện đại ngày nay.
Phần 2:Bê tông polyme trên nền
xenlulo:
I. Cốt liệu :
-Thành phần chính của BP (gần 80% theo thể tích ) là
chất độn và cốt liệu , mục đích và vai trò của chúng khi đưa
vào nhựa là tạo cho kompodit độ bền , tính biến dạng và
tuổi thọ , đáp ứng các điều kiện khai thác vật liệu trong các
kết cấu
-Cốt liệu là các hạt có kích thước lớn đến 50mm và lớn
hơn của các khoáng vật ở dạng cát , đá dăm và sỏi cũng
như các hạt được chế tạo chuyên dụng từ gốm có hình dạng
đều hoặc không đều với các tỷ trọng khác nhau

Một số hình ảnh về cốt liệu sử dụng cho bê
tông polime dùng nhựa xenlulo
Sỏi sông Gạch vỡ chịu axit

Cốt liệu
Đá dăm bandan
Đá dăm granit
II.Chất hóa dẻo:
là những chất khi cho vào vật liệu làm tăng độ mềm dẻo
của vật liệu. Chất hóa dẻo đựoc sử dụng nhiều khi gia

công các vật liệu polyme. Hàm lượng chất hóa dẻo thường
từ 35-50%. Chất hóa dẻo thường là este của các hợp chất
hữu cơ như DBP - dibutyl Phtalat, DOP - dioctyl phtalat,
DIOP - diizooctyl phtalat
Chất hóa dẻo làm giảm nhiệt độ thủy tinh hóa Tg, và nhiệt
độ nóng chảy Tm của polyme. Nó làm giảm tính cứng
nhưng tăng tính bền, dai của vật liệu.
Các thuộc tính của các vật liệu khác cũng được cải thiện
khi pha trộn với chất dẻo bao gồm bê tông, đất sét, và các
sản phẩm liên quan

. Chất hóa dẻo thường được sản xuất từ cửa sổ pop
lignosulfonates , một sản phẩm từ giấy công nghiệp.
Superplasticizers đã thường được sản xuất từ gỗ hoạt tính
naphthalene ngưng hoặc gỗ hoạt tính melamine
formaldehyde, mặc dù sản phẩm mới dựa trên ete
carboxylic đang có sẵn. Dẻo lignosulfonate dựa trên truyền
thống, naphthalene và melamine siêu dẻo sulfonate dựa trên
phân tán các hạt xi măng flocculated thông qua cơ chế của lực
đẩy tĩnh điện (xem keo ). Trong dẻo bình thường, hoạt chất
được hấp thụ trên các hạt xi măng, đem lại cho họ một khoản
phí tiêu cực, điều này dẫn đến lực đẩy giữa các hạt. Lignin ,
naphthalene và melamine sulfonate siêu dẻo là các polyme hữu cơ

Chất hóa dẻo thường dùng cho xenlulozo là
dimetil ftalat :C6H4(COOCH3)2 có khối lượng phân tử 194.19
dietifatlat:C6H4(COOC2H5)2 có khối lượng phân tử 222.24
dibutilftalat: có khối lượng phân tử 238.35
dioktilftalat :C6H4(COOC8H7)2 có khối lượng phân tử 390.57
diaktilftalat :C6H4(COOR)2 có khối lượng phân tử 390.57

dikaprilftalat: C6H4(COOC8H7)2 có khối lượng phân tử 265
dibutilxebaxinat:C8H16(COOC4H9)2 có khối lượng phân tử 314 47
dioktilxebaxinat:C8H16(COOC4H17)2 có khối lượng phân tử 426.68
dioctylphthalat(dioktilftalat)

1.Tính chất
D.O.P,D.B.P là một chất lỏng khan,trong suốt, gần như
không màu, có mùi khó nhận biết được.
Tan trong các loại dung môi hữucơ thông thường. Có thể
trộn lẫn và tương hợp với các chất hoá dẻo đơn phân
tửthường được dùng trong PVC
Hầu như không tan trong nước.
Làm chất hoá dẻo và chất phân táncho các loại sơn phủ
cellulose, cellulose acetate butyrate.
III.Chất độn mịn:

Các chất độn mịn có ảnh hưởng rộng lớn đến các tính chất của
polime có chất lèn đầy. Chúng ta biết rằng trong bê tông
polime các chất độn khoáng đóng vai trò của phụ gia làm
nghèo , làm giảm nhanh giá thành của các cấu kiện polime ,
hạn chế các biến dạng co và nhiệt , điều chỉnh tỷ trọng , cường
độ , độ cứng ,các tính chất cơ lí và các tính chất khác.
Các loại chất độn mịn thường được sử dụng trong sản xuất bê
tông xenlulo bao gồm :thạch anh dạng bột , andedit, bazan …
Các chất độn khoáng khác : bột barit ,bột cát thạch anh , bột
andehit , agloporit nghiền ,đôlômit nghiền mịn , than cốc nghiền
mịn , bột điện cực graphit, corunđum trắng ,cao lanh, tank ,cát
thạch anh sông

Các chất độn khoáng khác : bột barit ,bột cát thạch anh , bột

andehit , agloporit nghiền ,đôlômit nghiền mịn , than cốc
nghiền mịn , bột điện cực graphit, corunđum trắng ,cao lanh,
tank ,cát thạch anh sông …

Thành phần ,tính chất của 1 số chất độn tiêu biểu :

Barit (baryt), công thức (BaSO4), là một khoáng vật chứa
bari sunfat. Nhóm barit bao gồm
barit, celestin, anglesit và anhydrit. Barit nhìn chung có màu
trắng hoặc không màu, và là nguồn chủ yếu cung cấp chủ
yếu của bari. Barit và celestin tạo thành hỗn hợp rắn
(Ba,Sr)SO4.

Thạch anh (silic điôxít, SiO2) là một trong số
những khoáng vật phổ biến trên Trái Đất. thức chung
là SiO2.
Thạch anh được cấu tạo bởi một mạng liên tục các tứ diện silic–
oxy SiO4, trong đó mỗi ôxy chia sẻ giữa hai tứ diện nên nó có công

cát thạch anh
Bột đôlômit (Ca(MgCO3)2
Hàm lượng các thành phần chính:

MgO : 22,1 – 21,7%

+ CaO : 30 -31%

+ MKNL : 46 – 47%

+ Fe2O3 : 0,05 – 0,1%


+ SiO2 : 0,5 – 0,6%

- Cỡ hạt qua sàng 100mesh
bột barit

Tính theo hàm lượng thì than cốc chứa khoảng 96-98% С, phần
còn lại là Н, S, N, O. Độ xốp đạt 49-53%, tỷ trọng riêng khoảng
1,80-1,95 g/cm³, tỷ trọng biểu kiến khoảng 1 g/cm³, còn tỷ
trọng khi ở dạng rời là khoảng 400–500 kg/m³, độ tro 9-12%, tỷ
lệ các chất dễ bay hơi khoảng 1%. Độ ẩm tương đối khoảng 2-
4% và không lớn hơn 0,5% khối lượng. Giới hạn sức bền khi bị
nén là 15-25 Mpa.

Graphite nhân tạo (điện cực Graphite) là một dạng của cacbon,
thường được tách ra tại một lò điện bằng cách đốt nóng một
hỗn hợp của vỏ cốc tinh luyện (thường là cốc dầu mỏ, song đôi
khi có cốc chủng luyện, cốc hắc ín ) và chất kết dính cacbon
(như : hắc ín hoặc nhựa đường) tới một nhiệt độ đủ cao (2500
độ C đến 3000 độ C

Than cốc nghiền mịn bột điện cực grafit




Tro bay là một loại bụi được thu
tại bộ phận khí thải của ngành năng
lượng từ quá trình đốt cháy than:
Bột samôt là đất sét được nung

ở nhiệt độ rất cao rồi nghiền nhỏ:
IV.Quá trình sản xuất bê tông
polyme:
1. Chuẩn bị vật liệu đầu vào:
-
Chất kết dính: polyme, dung môi hòa tan.
-
Cốt liệu:
+ cốt liệu lớn: đá dăm granhit, đá dăm badan, đá vôi, gạch vỡ chịu axit, sỏi sông.
+ cốt liệu nhỏ: cát
+ chất độn: chất độn khoáng, chất độn mịn (bột barit, bột cát thạch anh, agloporit,
coundum trắng…)
-
Phụ gia: phụ gia hóa dẻo, phụ gia đóng rắn, chất kích động.
2. Tính toán cấp phối và nạp liệu.
Nguyên vật liệu sau khi được chuẩn bị được tiến hành định lượng và nạp vào máy trộn.