Nghiên cứu ảnh hưởng của phụ gia hỗn hợp tro bay CMC đến tính chất của xi măng (luận văn thạc sĩ)

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
---------------------

PHẠM THỊ CHỌN

NGHIÊN CỨU ẢNH HƢỞNG
CỦA PHỤ GIA HỖN HỢP TRO BAY – CMC
ĐẾN TÍNH CHẤT CỦA XI MĂNG
Chuyên ngành

: Hóa học vô cơ

Mã số

: 60440113

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC:
PGS.TS. NGHIÊM XUÂN THUNG

Hà Nội - 2014


MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN .................................................................................................................... i
MỤC LỤC ........................................................................................................................... i
MỞ ĐẦU............................................................................................................................. 1
Chƣơng 1 : TỔNG QUAN.............................................................................................. 2
1.1. Giới thiệu chung về xi măng pooclăng .............................................................. 2

1.1.1.Khái niệm về xi măng pooclăng ........................................................................ 2
1.1.2.Thành phần của clinker pooclăng ...................................................................... 2
1.1.2.1. Khái niệm về clinker xi măng ) ...................................................................... 2
1.1.2.2.Thành phần hóa học .......................................................................................... 2
1.2.3.Thành phần pha. ...................................................................................................... 2
1.2. Phản ứng thủy hóa của xi măng) ........................................................................... 3
1.2.1. Sự hydrat hóa của C3S (alit) ............................................................................... 3
1.2.2. Sự hydrat hóa của C2S (Belit) ............................................................................ 4
1.2.3. Sự hydrat hóa của C3A (canxi aluminat). ........................................................ 4
1.2.4. Sự hydrat hóa của C4AF ...................................................................................... 4
1.3. Quá trình hình thành và tính chất cơ lý của đá xi măng ........................................... 4
1.3.1. Định nghĩa .............................................................................................................. 4
1.3.2. Các tính chất cơ lý của xi măng ........................................................................ 6
1.3.2.1. Độ mịn của xi măng .......................................................................................... 6
1.3.2.2.Lƣợng nƣớc tiêu chuẩn ...................................................................................... 6
1.3.2.3. Thời gian ninh kết của xi măng ...................................................................... 6
1.3.2.4. Độ ổn định thể tích của đá xi măng ............................................................... 7
1.3.2.5. Cƣờng độ của xi măng (hay mác xi măng) ................................................. 7
1.3.2.6. Độ rỗng đá xi măng ........................................................................................... 9
1.4. Vai trò của phụ gia xi măng ................................................................................ 10
1.4.1. Định nghĩa về phụ gia xi măng ...................................................................... 10
i


1.4.2. Tính chất của phụ gia xi măng ........................................................................ 10
1.4.3. Một số loại phụ thƣờng đƣợc sử dụng .......................................................... 11
1.4.3.1. Phụ gia hoạt tính puzơlan .............................................................................. 11
1.4.3.2. Phụ gia siêu mịn ............................................................................................... 12
1.4.3.3. Phụ gia hóa dẻo ................................................................................................ 13
1.4.3.4. Phụ gia đóng rắn nhanh .................................................................................. 13

1.4.3.5. Phụ gia chống ăn mòn cốt thép trong bêtông............................................ 14
1.4.3.6. Phụ gia tro bay .................................................................................................. 14
1.4.3.7. Phụ gia CMC..................................................................................................... 15
Chƣơng 2 : THỰC NGHIỆM VÀ CÁC PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ... 17
2.1. Hóa chất và dụng cụ ............................................................................................... 17
2.1.1. Hóa chất ................................................................................................................. 17
2.1.2. Dụng cụ .................................................................................................................. 17
2.2. Xác định thành phần hoá học và độ hoạt tính của tro bay ............................ 17
2.2.1. Xác định thành phần pha của tro bay ............................................................ 17
2.2.2. Xác định hoạt tính của phụ gia tro bay ......................................................... 17
2.3. Nghiên cứu ảnh hƣởng của phụ gia đến tính chất của vữa xi măng Hoàng
Thạch.................................................................................................................................. 17
2.3.1. Chuẩn bị mẫu nghiên cứu.................................................................................. 17
2.3.2. Xác định độ dẻo của hồ xi măng ..................................................................... 18
2.3.2.1. Nguyên tắc ......................................................................................................... 18
2.3.2.2. Phƣơng pháp tiến hành ................................................................................... 18
2.3.3. Xác định lƣợng nƣớc tiêu chuẩn...................................................................... 19
2.3.4. Xác định thời gian đông kết .............................................................................. 20
2.3.4.1. Nguyên tắc ......................................................................................................... 20
2.3.4.2. Tiến hành thí nghiệm ...................................................................................... 20
2.3.5. Xác định cƣờng độ kháng nén.......................................................................... 21
ii


2.3.5.1. Quá trình tạo mẫu ............................................................................................ 21
2.3.5.2. Tiến hành thí nghiệm ...................................................................................... 22
2.3.6. Xác định độ hút nƣớc bão hòa ......................................................................... 24
2.3.6.1. Chuẩn bị mẫu .................................................................................................... 24
2.3.6.2. Tiến hành thí nghiệm ...................................................................................... 24
2.3.7. Phƣơng pháp XRD .............................................................................................. 25

2.3.8. Phƣơng pháp kính hiện vi điện tử quét (SEM) ............................................ 27
Chƣơng 3 : KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ............................................................... 29
3.1. Xác định thành phần hoá học của tro bay ......................................................... 29
3.2. Độ hoạt tính của tro bay ....................................................................................... 29
3.3. Kết quả thí nghiệm xác định lƣợng nƣớc tiêu chuẩn ..................................... 30
3.4. Kết quả xác định thời gian đông kết .................................................................. 34
3.5. Kết quả thí nghiệm xác định cƣờng độ kháng nén ......................................... 35
3.6. Xác định độ hút nƣớc bão hòa ............................................................................. 39
3.7. Kết quả phân tích mẫu bằng phƣơng pháp XRD ............................................ 43
3.8. Kết quả phân tích mẫu bằng phƣơng pháp kính hiển vi điện tử quét
(SEM) ................................................................................................................................. 45
KẾT LUẬN CHUNG .................................................................................................... 47
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................................ 48
PHỤ LỤC.......................................................................... Error! Bookmark not defined.

iii


DANH MỤC HÌNH VẼ
Hình 3.1: Ảnh chụp vi cấu trúc bề mặt đá xi măng của mẫu M-0 ở 28 ngày. ........ 45
Hình 3.2: Ảnh chụp vi cấu trúc bề mặt mẫu đƣợc phóng to của mẫu................ 45
M-0 ở 28 ngày.................................................................................................................. 45
Hình 3.3: Ảnh chụp vi cấu trúc bề mặt đá xi măng của mẫu M- 9 ở 28 ngày. 46
Hình 3.4: Ảnh chụp vi cấu trúc bề mặt mẫu đƣợc phóng to của mẫu .............. 46
M-9 ở 28 ngày.................................................................................................................. 46
Hình 3.5: Giản đồ XRD mẫu M0 – 7 ngày. ............. Error! Bookmark not defined.
Hình 3.6: Giản đồ XRD mẫu M0 – 56 ngày. ........... Error! Bookmark not defined.
Hình 3.7: Giản đồ XRD mẫu M1 – 7 ngày. ............. Error! Bookmark not defined.
Hình 3.8: Giản đồ XRD mẫu M1 – 28 ngày. ........... Error! Bookmark not defined.
Hình 3.9: Giản đồ XRD mẫu M1 – 56 ngày. ........... Error! Bookmark not defined.

Hình 3.10: Giản đồ XRD mẫu M5 – 7 ngày. ........... Error! Bookmark not defined.
Hình 3.11: Giản đồ XRD mẫu M5 – 28 ngày. ......... Error! Bookmark not defined.
Hình 3.12: Giản đồ XRD mẫu M5 – 56 ngày. ......... Error! Bookmark not defined.
Hình 3.13: Giản đồ XRD mẫu M9 – 7 ngày. ........... Error! Bookmark not defined.
Hình 3.14: Giản đồ XRD mẫu M9 – 28 ngày. ......... Error! Bookmark not defined.
Hình 3.15: Giản đồ XRD mẫu M9 – 56 ngày. ......... Error! Bookmark not defined.

iv


MỞ ĐẦU
Khi đất nƣớc ta đang trên đà hội nhập, xây dựng là một ngành đang đƣợc
quan tâm và phát triển mạnh mẽ. Bên cạnh đó, vật liệu xây dựng cũng đang đƣợc
dần nâng cao và phát triển. Trong đó, xi măng là vật liệu cơ bản và quan trọng
nhất. Cùng với việc phát triển nghành công nghiệp xi măng, vấn đề nâng cao
chất lƣợng bê tông và giảm giá thành sản phẩm cũng đang đƣợc chú trọng.
Để nâng cao chất lƣợng của xi măng và bê tông đã có rất nhiều công trình
nghiên cứu của các nhà khoa học trên thế giới cũng nhƣ trong nƣớc tìm ra các
giải pháp kỹ thuật, cũng nhƣ tìm ra các loại phụ gia để nâng cao chất lƣợng cho
các công trình xây dựng. Một trong những giải pháp thành công nhất là sử dụng
tổ hợp hai phụ gia khoáng hoạt tính và phụ gia siêu dẻo. Loại phụ gia tổ hợp này
có khả năng kéo dài thời gian ninh kết, chống độ sụt lún cho bê tông .v.v. Ngoài
ra, phụ gia này có sẵn trong tự nhiên nên nó góp phần làm giảm giá thành của
sản phẩm.
Mặt khác, hiện nay các nhà máy, nhiệt điện đốt than ở nƣớc ta thải ra môi
trƣờng một lƣợng lớn tro bay và xỉ lẫn nhiều tạp chất, điều này gây ảnh hƣởng
tới môi trƣờng.
Với những ƣu việt trên em chọn đề tài: Nghiên cứu ảnh hƣởng của phụ gia
hỗn hợp tro bay - CMC đến tính chất của xi măng.

1


Chƣơng 1 : TỔNG QUAN
1.1. Giới thiệu chung về xi măng pooclăng (6, 7, 8, 10, 12, 13, 14, 15)
1.1.1.Khái niệm về xi măng pooclăng (6, 8, 14, 15)
Xi măng pooclăng là một nhóm kết dính thuỷ lực có khả năng đóng rắn và
ngƣng kết khi phản ứng với nƣớc. Đó là sản phẩm nhân tạo đƣợc nghiền mịn từ
clinker xi măng pooclăng, thạch cao, phụ gia.
1.1.2.Thành phần của clinker pooclăng (6, 7, 8, 10, 12, 13)
1.1.2.1. Khái niệm về clinker xi măng (6, 7, 8, 10)
Clinker xi măng pooclăng là sản phẩm ban đầu trong quá trình sản xuất xi
măng pooclăng. Clinker thƣờng ở dạng hạt có đƣờng kính 10-40mm, cấu trúc
phức tạp (có nhiều khoáng ở dạng tinh thể và một số khoáng ở dạng vô định
hình). Chất lƣợng của Clinker phụ thuộc vào thành phần khoáng vật, hóa học và
công nghệ sản xuất. Tính chất của xi măng do chất lƣợng của Clinker quyết định.
1.1.2.2.Thành phần hóa học (6, 7, 8, 10, 12, 13)
Clinker pooclăng là sản phẩm ban đầu trong quá trình sản xuất xi măng
pooclăng. Thành phần hóa học của clinker đƣợc trình bày ở bảng dƣới đây:
Bảng 1.1: Thành phần hóa học của clinker:
Thành phần hóa học

CaO

Al2O3

SiO2

Fe2O3

Tỷ lệ % khối lƣợng

63- 67

4- 8

21- 22

2- 4

Ngoài ra còn có những tạp chất không mong muốn nhƣ MgO khoảng 14%, oxit kiềm 0.5- 3%...
1.2.3.Thành phần pha(6, 8, 10, 12).
Thành phần pha của clinker đƣợc trình bày ở bảng sau:
Bảng 1.2: Thành phần pha của clinker
Thành
phần pha
Tỷ lệ %

C3S
C2S
C3A
C4AF
(3CaO.SiO2) (2CaO.SiO2) (3CaO.Al2O3) (4CaO.Al2O3.Fe2O3)
37- 68
10- 37
5- 15
10 – 18
2

Đặc tính của từng pha:
*Alit (C3S): bao gồm 3CaO.SiO2 chiếm từ 45-60% trong clinker. Khoáng
này phản ứng nhanh với nƣớc, tỏa nhiều nhiệt, cho sản phẩm đông rắn cao nhất
sau 28 ngày. Đây là một pha quan trọng nhất của clinker.
*Belit( C2S): bao gồm 2CaO.SiO2 chiếm 20-30% trong clinker. Khoáng
này phản ứng với nƣớc tỏa ít nhiệt và cho sản phẩm có độ đông rắn chậm nhƣng
28 ngày cũng đạt đƣợc yêu cầu bằng alit.
*Celit (C4AF): là khoáng chiếm 5-15% trong clinker, là khoáng cho phản
ứng tỏa ít nhiệt và cho sản phẩm ứng với độ đông rắn thấp.
*Canxi aluminat (C3A): bao gồm 3CaO.Al2O3 chiếm 4-13%. Khoáng này
phản ứng nhanh với nƣớc tỏa nhiều nhiệt. Cho sản phẩm phản ứng ban đầu đông
rắn nhanh nhƣng sau đó lại chậm và kém alit.
1.2. Phản ứng thủy hóa của xi măng (4, 5, 6, 7, 8, 9, 17)
Khi trộn xi măng với nƣớc các pha C3S, C2S, C3A, C4AF thực hiện phản
ứng thủy hóa. Tuỳ thuộc vào loại khoáng, hàm lƣợng khoáng, hàm lƣợng pha
thủy tinh mà khả năng tƣơng tác của xi măng với nƣớc là khác nhau tạo nên pha
kết dính CxSyHz và CxAyHz, Ca(OH)2 và Al(OH)3.
Quá trình hiđrat hoá tạo pha Pooclandit Ca(OH)2 và Al(OH)3 là những
hiđrôxit dễ tan trong nƣớc và chúng để lại những lỗ trống mao quản đồng thời
quá trình bay hơi của nƣớc dƣ trong thời kỳ hiđrat hoá tạo nên độ xốp, rỗng trong
vữa xi măng và bê tông.
1.2.1. Sự hydrat hóa của C3S (alit)
Thời kì ban đầu ngay khi đổ nƣớc vào để trộn vữa bề mặt của hạt C 3S tan
dần ra để cung cấp các ion Ca2+, OH-, H2SiO42- vào dung dịch. Dần dần dung
dịch trở nên quá bão hòa Ca(OH)2 và pha rắn này bắt đầu kết tủa gọi là pha
pooclandit. Lúc này có sự cạnh tranh nảy sinh các tinh thể Ca(OH)2 và CSH. Ở
điều kiện thƣờng, phản ứng thủy hóa chỉ hoàn toàn kết thúc sau thời gian 1 đến
1.5 năm và có thể viết nhƣ sau:
3

2(3CaO.SiO2) + 6H2O = 3CaO.SiO2.3H2O + 3Ca(OH)2
Phản ứng hydrat hóa của C3S tách ra Ca(OH)2. Hàm lƣợng C3S trong xi
măng chiếm tỷ lệ lớn nên lƣợng Ca(OH)2 tách ra khá lớn.
1.2.2. Sự hydrat hóa của C2S (Belit)
Phản ứng hydrat hóa của C2S tạo thành hydro silicat và một số lƣợng
Ca(OH)2,nhƣng lƣợng Ca(OH)2 tách ra ở phản ứng này ít hơn ở phản ứng thủy
hóa của C3S.
2(2CaO.SiO2 )+ 4H2O → 3CaO.SiO2.3H2O + Ca(OH)2
1.2.3. Sự hydrat hóa của C3A (canxi aluminat).
Sự tác dụng tƣơng hỗ giữa C3A và H2O sẽ sinh ra phản ứng và phát ra một
lƣợng nhiệt khá lớn theo phƣơng trình sau:
3CaO.Al2O3 + 6H2O → 3CaO. Al2O3.6H2O
Phản ứng phụ: khi trong xi măng Pooclăng có mặt của thạch cao sống thì
sẽ tác dụng với thành phần C3A và hình thành một khoáng vật mới gây trƣơng nở
thể tích theo phản ứng sau:
3CaO.Al2O3 + 3CaSO4.2H2O+ 26 H2O→ 3CaO. Al2O3. 3CaSO4.28H2O
1.2.4. Sự hydrat hóa của C4AF
Khi cho C4AF tác dụng với H2O trong điều kiện xi măng thủy hóa hoàn
toàn và hình thành một lƣợng vôi bão hòa thì phản ứng sẽ xảy ra trong điều kiện
nhiệt độ của môi trƣờng theo phƣơng trình phản ứng sau:
4CaO.Al2O3.Fe2O3 + 12H2O →3CaO. Al2O3.6H2O + CaO.Fe2O3.6H2O
1.3. Quá trình hình thành và tính chất cơ lý của đá xi măng (5, 7, 10, 11)
1.3.1. Định nghĩa ( 5, 7, 10)
Hỗn hợp bao gồm xi măng, cát và nƣớc gọi là vữa xi măng, sau một thời
gian hydrat hóa tạo thành một khối rắn chắc gọi là đá xi măng.
Quá trình hình thành đá xi măng (Cơ chế đông rắn của vữa):

4

Bắt đầu từ khi trộn nƣớc và hỗn hợp phối liệu (thƣờng là 1 xi măng 3 cát)
độ dẻo của vữa tăng dần. Phản ứng của C3A bắt đầu, những tinh thể ettringit bắt
đầu xuất hiện. Khoảng cách giữa các hạt xi măng chứa dung dịch bão hòa SO42và Ca2+ . Ngay tức khắc monosunfat đƣợc tạo thành, sản phẩm này ngăn chặn sự
tấn công ồ ạt của nƣớc, quá trình hydrat hóa chậm lại. Sau đó phản ứng kết tinh
của silicat, aluminat phía trong màng, màng bị phá vỡ và sự hydrat hóa xảy ra
tiếp tục. Quá trình trên lặp lại nhiều lần, hydrosilicat canxi, hydroaluminat canxi
dạng sợi, dạng hình kim … đƣợc tạo thành. Khi nồng độ cao SO 42- và Ca2+
không còn đủ lớn tạo thành ettringit, sự tạo thành gel C-S-H xảy ra liên tục.
Chính nhờ cơ chế này mà tạo nên cƣờng độ của xi măng.
Ngƣời ta chia quá trình đóng rắn của đá xi măng thành các giai đoạn:
*Giai đoạn 1: Xảy ra sự khuếch tán các hạt xi măng vào trong nƣớc, các
phân tử nƣớc tấn công ồ ạt lên bề mặt các hạt xi măng. Bắt đầu hình thành
Ca(OH)2 và monosufat C3A.CaSO4.H2O (ettringit) trên bề mặt các hạt khoáng.
Giai đoạn kéo dài khoảng 10 phút và không tạo thành cấu trúc.
*Giai đoạn 2: Tốc độ phản ứng hydrat hóa chậm lại do keo monosunfat
hình thành bao bọc lấy các hạt xi măng, độ dẻo của vữa trong giai đoạn này là ổn
định, sau đó xuất hiện sự kết tinh của các tinh thể silicat, aluminat phía trong phá
hủy màng. Quá trình thủy hóa trên đƣợc lặp đi lặp lại đến khi nồng độ SO42không còn đủ để tạo thành ettringit, giai đoạn này kéo dài khoảng 2 giờ và các
gel C-S-H bắt đầu xuất hiện.
*Giai đoạn 3: Do nồng độ SO42- quá nhỏ, khả năng tạo lớp keo giả bền và
ettringit không còn nữa, tốc độ phản ứng tăng vọt, sự hình thành gel C-S-H lấp
đầy vào khoảng trống giữa các hạt xi măng rất nhanh chóng. Cứ thế đá xi măng
đƣợc tạo thành và cƣờng độ của đá (tính theo cƣờng độ kháng nén) bắt đầu phát
triển mạnh. Giai đoạn này kéo dài 24 giờ và phần nhiều khoáng xi măng đã tham
gia quá trình hydrat hóa.

5

*Giai đoạn 4: Sau 24 giờ tốc độ thủy hóa của các khoáng bắt đầu giảm
dần, cấu trúc bắt đầu ổn định và phản ứng thủy hóa vẫn tiếp tục với phần khoáng
còn lại.
1.3.2. Các tính chất cơ lý của xi măng (5, 10, 11)
1.3.2.1. Độ mịn của xi măng
Là đại lƣợng biểu thị cho kích thƣớc của các hạt xi măng đƣợc thể hiện
bằng phần trăm còn lại trên sàng hay dƣới sàng có kích thƣớc lỗ nhất định. Có độ
mịn cao thì kích thƣớc hạt xi măng nhỏ diện tích tiếp xúc của các hạt xi măng
với nƣớc làm tăng nhanh quá trình thuỷ hoá của xi măng làm cho xi măng dễ tác
dụng với nƣớc, rắn chắc nhanh.
Độ mịn đƣợc xác định bằng hai cách :
+ Sàng bằng Rây N0088 (4900 lỗ/cm).
+ Đo độ mịn theo phƣơng pháp Blaine.
1.3.2.2.Lượng nước tiêu chuẩn
Là tỷ lệ nƣớc và xi măng cần thiết đề thực hiện quá trình ban đầu của sự
đóng rắn tạo nên vữa xi măng có độ dẻo tiêu chuẩn.
Khi nƣớc dƣ nhiều ảnh hƣởng nhiều đến tốc độ phát triển cƣờng độ, cho
cƣờng độ thấp vì tạo độ xốp trong đá xi măng.
Xi măng pooclăng thƣờng có lƣợng nƣớc tiêu chuẩn từ 24-30%.
1.3.2.3. Thời gian ninh kết của xi măng
Khi trộn xi măng với nƣớc sẽ xảy ra phản ứng thủy hóa của các khoáng
trong xi măng, vữa tạo thành theo thời gian mất dần tính dẻo, sau đó trở nên
cứng và có thể chịu lực. Có 2 loại thời gian ninh kết:
+Thời gian bắt đầu ninh kết: Là thời gian từ khi bắt đầu trộn nƣớc đến
trƣớc khi vữa mất tính dẻo.
+Thời gian kết thúc ninh kết: Là thời gian từ khi trộn nƣớc đến khi vữa
cứng lại và có thể chịu lực.

6

Thời gian ninh kết của đá xi măng phụ thuộc vào thành phần khoáng
clinker, lƣợng nƣớc tiêu chuẩn, độ mịn của xi măng, nhiệt độ môi trƣờng, lƣợng
và loại phụ gia pha.
1.3.2.4. Độ ổn định thể tích của đá xi măng
Trong suốt quá trình đóng rắn, thể tích của đá xi măng luôn thay đổi. Nếu
sự thay đổi này quá lớn hoặc quá nhanh sẽ gây ra rạn nứt công trình. Sự không
ổn định thể tích của xi măng là do oxit CaO và oxit MgO gây nên.
*MgO tự do: không tham gia vào quá trình tạo clinker mà sau khi xi măng
đóng rắn nó mới bị thủy hóa tạo Mg(OH)2 có thể tăng thể tích lên làm đá xi
măng bị nứt vỡ. Có trƣờng hợp sau hai năm MgO mới bị thủy hóa, do đó cần hạn
chế lƣợng MgO < 5%.
*CaO tự do: không tham gia vào phản ứng tạo clinker mà nằm ở dạng oxit
canxi bị các chất nóng chảy bao bọc xung quanh nên bị thủy hóa chậm gây nở
thể tích làm rạn nứt đá xi măng.
Cũng có thể do cấp hạt xi măng quá lớn, làm tốc độ thủy hóa xảy ra chậm,
các sản phẩm gel C-S-H, aluminat, hình thành khi công trình ổn định cũng gây ra
sự mất ổn định thể tích.
Do vậy bất kì loại xi măng thành phẩm nào trên thị trƣờng cũng phải có
cấp hạt và hàm lƣợng các chất nằm trong giới hạn cho phép.
1.3.2.5. Cường độ của xi măng (hay mác xi măng)
Cƣờng độ xi măng là giá trị lực biểu thị giới hạn bền cơ học của đá xi
măng trên một đơn vị diện tích. Là chỉ tiêu quan trọng nhất của đá xi măng, bao
gồm độ bền uốn và độ bền nén của đá xi măng. Thông thƣờng ngƣời ta đo độ bền
uốn và độ bền nén của đá xi măng đƣợc đúc theo tỷ lệ xi măng/cát là 1/3 ở tuổi
28 ngày làm chỉ tiêu xác định mác xi măng.
Khi nghiên cứu về cƣờng độ ngƣời ta thƣờng quan tâm đến cƣờng độ
kháng nén (Rn), cƣờng độ khoáng uốn (Ru), cƣờng độ kháng kéo (Rk) của các
7

mẫu thí nghiệm. Các yếu tố ảnh hƣởng đến cƣờng độ mẫu của mác xi măng, tỷ lệ
các khoáng trong xi măng, lƣợng nƣớc sử dụng, công nghệ chế tạo và chất lƣợng
thi công bêtông.
Muốn sản xuất bêtông có cƣờng độ kháng cao thì phải dùng lƣợng nƣớc ít
nhất để trộn vữa . Theo tác giả R.Feret thì công thức tính Rn để biễu diễn nhƣ sau:
Rn =K (X/N +N +A )2
Trong đó:
K: Hệ số tỷ lệ
N,X: Thể tích nƣớc và thể tích xi măng
A:thể tích không khí
Dựa vào công thức trên thì giảm tỷ lệ N /X sẽ tăng độ bền uốn và độ bền
nén cho bêtông.
Một yếu tố quan trọng khác là tỷ lệ N/X đã thực hiện trong quá trình trộn
vữa, bởi chính yếu tố này tác động mạnh đến tỷ lệ lộ rỗng có trong xi măng và
cƣờng độ của mẫu. Mặt khác nó cũng ảnh hƣởng đến độ dẻo của vữa xi măng và
quả trình đầm vữa bọt khí thoát ra hay không phụ thuộc vào độ dẻo của vữa. Do
vậy tỷ lệ N/X càng cao thì cƣờng độ của bêtông càng giảm.
Cƣờng độ của xi măng phát triển không đều: trong 3 ngày đầu có thể đạt
đƣợc 40-50% mác xi măng, 7 ngày đầu đạt đến 60-70 % . Trong những ngày sau
tốc độ tăng cƣờng độ còn chậm hơn nữa, đến 28 ngày đạt đƣợc mác. Tuy nhiên
trong những điều kiện thụân lợi thì sự rắn chắc của nó có thể kéo dài hàng tháng
và thậm chí hàng năm, vƣợt gấp 2-3 lần cƣờng độ 28 ngày. Có thể xem tốc độ
phát triển cƣờng độ trung bình của xi măng tuân theo quy luật Logarit đƣợc cho
bởi công thức:
R28 =Rn (lg28 /lgn)
R28 và Rn là cƣờng độ của đá xi măng ở tuổi 28 ngày và n ngày (n>3
ngày).

8

1.3.2.6. Độ rỗng đá xi măng
Trong đá xi măng luôn có các lỗ rỗng (chiếm từ 2 – 30% tùy thuộc vào
chất lƣợng vữa xi măng). Kích thƣớc các lỗ rỗng tùy thuộc vào tỷ lệ nƣớc/xi
măng, phƣơng pháp thi công, sử dụng phụ gia, chất lƣợng xi măng.
*Có thể phân chia lỗ rỗng theo kích thƣớc của đá xi măng nhƣ sau:
+ Lỗ rỗng lớn: có kích thƣớc lớn hơn 100µm.
+ Lỗ rỗng vừa: có kích thƣớc từ 1.6 – 100µm.
+ Lỗ rỗng nhỏ: có kích thƣớc từ 0.6 – 106 µm.
+ Lỗ rỗng siêu nhỏ: có kích thƣớc nhỏ hơn 0.6µm.
*Lỗ rỗng có ảnh hƣởng của chúng tới tính chất của đá xi măng.
+Lỗ rỗng có đƣờng kính ≈ 2µm liên quan đến sự khuếch tán, xâm thực của
các ion nhƣ Cl-, SO42- … làm ảnh hƣởng đến độ bền vững của công trình.
+Lỗ rỗng từ vài chục đến vài trăm µm liên quan đến sự thấm nƣớc và
thấm khí của công trình.
Có hai loại lỗ rỗng đá xi măng: lỗ rỗng kín và lỗ rỗng hở, lỗ rỗng kín
không nối với mao quản chỉ ảnh hƣởng đến cƣờng độ của đá mà không ảnh
hƣởng tới tính chống thấm của đá xi măng.

1.3.2.7.Độ thấm của đá xi măng
Đá xi măng cũng nhƣ bê tông là hệ nhiều pha gồm: cốt liệu, pha kết dính
C-S-H, clinker khan chƣa hydrat hóa, Ca(OH)2, các hydrat của silicat, aluminat
và hệ thống các lỗ trống, mao quản có kích thƣớc khác nhau. Tính thấm của đá xi
9


măng phụ thuộc vào sự có mặt của các pha đó và tƣơng tác của các pha với môi
trƣờng. Trong đó quan tâm nhất chính là tính thấm bao gồm thấm khí, thấm nƣớc
và thấm muối tan. Tính thấm có liên quan rất mạnh đến độ bền của công trình,

tính thấm càng mạnh thì công trình càng kém bền.
Để giảm bớt tính thấm của công trình cần phải có kĩ thuật tốt cũng nhƣ
phải sử dụng một số loại phụ gia đặc biệt để giảm tỷ lệ nƣớc/xi măng, giảm tỷ lệ
lỗ trống, mao quản trong đá xi măng.
1.4. Vai trò của phụ gia xi măng (1, 2, 3, 13, 16, 18)
1.4.1. Định nghĩa về phụ gia xi măng (2, 3, 12, 13)
Theo tiêu chuẩn Việt Nam: Phụ gia của xi măng là các hợp chất hóa học
đƣợc thêm vào xi măng để cải thiện tính năng của bê tông.
Theo tiêu chuẩn Mỹ: Phụ gia xi măng là một vật liệu đƣợc sử dụng nhƣ
một nguyên liệu của bê tông mà ngoài xi măng, nƣớc, cốt liệu ra còn đƣợc cho
vào mẻ trộn hỗn hợp bê tông ngay trƣớc khi trộn và trong quá trình trộn.
1.4.2. Tính chất của phụ gia xi măng (2, 3, 12, 16)
*Cải thiện tính năng dễ dàng thi công của hỗn hợp bê tông và vữa:
+ Tăng độ linh động, độ sụt, kéo dài thời gian duy trì độ sụt mà không cần
làm tăng hay giảm lƣợng nƣớc trộn.
+Làm chậm lại hoặc tăng nhanh quá trình liên kết ban đầu.
+Tạo khả năng chuyên chở bê tông tƣơi từ các trạm trộn ở xa đến vị trí
công trình.
+Tạo khả năng bơm bê tông lên cao để thi công nhà cao tầng, bơm đi xa
để thi công cầu, hầm hoặc công trình thủy lợi.
*Cải thiện tính chất của bê tông sau khi hóa cứng:
+Tăng cƣờng độ sớm trong thời gian ban đầu để sớm tháo ván, khuôn,
sớm tạo ra ứng lực nhằm tăng nhanh tiến độ thi công.
+Tăng cƣờng độ chịu nén, uốn, kéo.

10


+Tăng độ chống thấm.
+Làm chậm quá trình tỏa nhiệt hoặc giảm nhiệt lƣợng tỏa ra khi bê tông

đang hoá rắn để tránh các vết nứt do co ngót nhiệt đặc biệt là đối với các công
trình khối lớn nhƣ: thủy điện, đập nƣớc...
+ Hạn chế sự nở thể tích do các phản ứng của các chất kiềm với các thành
phần của khoáng cốt liệu.
+Tạo sự bám dính chặt giữa các phần bê tông cũ và mới.
+Tạo màu sắc cho bê tông theo dự kiến.
Tuy nhiên với mỗi trƣờng hợp sử dụng phụ gia nhất định cần phải xem xét
kỹ lƣỡng và tính toán, thí nghiệm chu đáo để đảm bảo hiệu quả cao.
1.4.3. Một số loại phụ thường được sử dụng (1, 3, 13, 16, 18)
1.4.3.1. Phụ gia hoạt tính puzơlan
Phụ gia khoáng hoạt tính puzơlan là phụ gia có nguồn gốc thiên nhiên hay
nhân tạo ở dạng nghiền mịn khi khuấy trộn tự nó không đóng rắn, nhƣng có khả
năng phản ứng với vôi ở nhiệt độ thƣờng tạo thành các sản phẩm có hoạt tính kết
dính. Khả năng liên kết vôi của phụ gia ở nhiệt độ thƣờng khi có mặt nƣớc gọi là
hoạt tính puzơlan. Độ hoạt tính của phụ gia phụ thuộc vào thành phần hóa học và
thành phần khoáng, tỉ lệ pha tinh thể và pha thủy tinh, độ nghiền mịn của phụ
gia. Số lƣợng và vôi thêm vào có ảnh hƣởng đến nhiệt động học ninh kết và rắn
chắc của hệ cũng nhƣ lƣợng nƣớc tham gia hình thành pha hydrat. Hiện nay độ
hoạt tính của phụ gia khoáng đƣợc đánh giá thông qua chỉ số hoạt tính (với xi
măng pooclăng và vôi) và độ hút vôi, trong đó chỉ số hoạt tính với xi măng là
quan trọng nhất.
Căn cứ vào nguồn gốc tạo thành, Phụ gia hoạt tính puzơlan đƣợc chia
thành hai loại phụ gia nguồn gốc thiên nhiên và phụ gia nguồn gốc nhân tạo.
Puzơlan thiên nhiên bao gồm: đất điatomit, đá phiến sét, tuyp và tro núi
lửa, đá bọt, đá bazan…

11


Pulơzan nhân tạo nhƣ: tro bay, tro trấu, xỉ lò cao, silicafum, sisex, meta

caolanh…
Phụ gia hoạt tính puzơlan chứa nhiều oxit silic, oxit nhôm ở dạng vô định
hình có hoạt tính. Do đó mà puzơlan có những đặc tính tốt nhƣ sau:
+ Hạ thấp lƣợng nhiệt tỏa ra trong quá trình hydrat hóa và giảm co ngót do nhiệt.
+ Giảm phản ứng hóa học của cốt liệu kiềm.
+ Tăng độ đặc chắn, tính chống thấm, tính bền của bê tông ở trong
nƣớc và trong đất có tính chất ăn mòn.
+ Trƣớc khi sử dụng thì puzơlan cần phải đƣợc gia nhiệt và nghiền mịn để
tăng hoạt tính. Tuy nhiên puzơlan có thể kéo dài thời gian đông kết, làm chậm sự
phát triển cƣờng độ bêtông ở tuổi ban đầu 3-7 ngày, nhƣng cuờng độ bêtông ở
tuổi 28 ngày vẫn đạt và thậm chí còn vƣợt bêtông không chứa puzơlan.
+ Giảm nhiệt thủy hóa nên thích hợp với bêtông khối lớn.
+ Giảm lƣợng nƣớc trộn hoặc tăng tính dễ đổ
Phụ gia trộn hỗn hợp hay có thể đƣợc nghiền riêng thành bột mịn để pha
vào bêtông và vữa trƣớc khi trộn. Xỉ hạt lò cao thƣờng đƣợc nghiền mịn hơn xi
măng, tỷ diện của nó lớn hơn 3500cm2/g, có khi tới 5000cm2/g, xỉ càng mịn hoạt
tính càng tăng.
1.4.3.2. Phụ gia siêu mịn
Phụ gia siêu mịn là loại phụ gia có kích thƣớc cấp hạt bé hơn rất nhiều so
với cấp hạt của xi măng. Nó có tác dụng lấp đầy các hốc trống trong bêtông, làm
tăng chất lƣợng bê tông.
Phụ gia siêu mịn có hai loại: siêu mịn trơ và siêu mịn hoạt tính.
*Phụ gia siêu mịn trơ: chỉ có tác dụng bịt kín, lấp đầy các lỗ trống, mao
quản, làm tăng độ chắc đặc và giảm độ thấm của bê tông. Một số phụ gia siêu
mịn trơ thƣờng dùng là CaCO3 siêu mịn, silic tinh thể.
*Phụ gia siêu mịn hoạt tính: là loại phụ gia vừa có cấp hạt bé hơn nhiều

12

cấp hạt ximăng, vừa có tác dụng nhƣ phụ gia siêu mịn trơ, vừa có chức năng
phản ứng với CaO, Ca(OH)2 trong bê tông để tạo thành các sản phẩm có tính kết
dính, trong đó chủ yếu có oxit silic ( SiO2) và oxit nhôm (Al2O3) hoạt tính.
Ví dụ: oxit silic hoạt tính có thể xảy ra phản ứng sau:
2SiO2 + 3Ca(OH)2 = 3CaO.2SiO2.3H2O
3CaO.2SiO2.3H2O là pha C-S-H đóng vai trò là chất kết dính trong vật liệu.
Do đó phụ gia siêu mịn hoạt tính làm tăng chất lƣợng bê tông đáng kể. Các
loại phụ gia siêu mịn hoạt tính hay dùng là tro trấu, tro bay, muội silic
(silicafume), xỉ lò cao, metacaolanh dạng hạt nghiền siêu mịn.
1.4.3.3. Phụ gia hóa dẻo
Chiếm vị trí chủ đạo trong số phụ gia hóa học, đƣợc sử dụng trong công
nghệ bêtông. Tác dụng của phụ gia dẻo, siêu dẻo đƣợc giải thích nhƣ sau: bề mặt
các hạt xi măng còn dƣ điện tích chƣa bão hòa, do đó các hạt xi măng có xu
hƣớng dính kết lại với nhau khi tiếp xúc với chất lỏng phân cực nhƣ nƣớc làm
giảm tính lƣu biến của vữa. Muốn hạn chế sự kết dính các hạt xi măng lại với
nhau ngƣời ta sử dụng các loại polime tan. Polyme bị hấp thụ lên bề mặt hạt xi
măng làm cho nó bị phân tán dễ dàng trong môi trƣờng nƣớc và không bị kết
dính lại với nhau. Do đó mặc dầu dùng ít nƣớc nhƣng vữa vẫn có độ lƣu biến
cao. Các hạt xi măng trƣợt dễ dàng trong vữa trong quá trình hydrat hóa và sắp
xếp đặc xít với nhau khi có lực nén. Polyme nằm giữa các hạt xi măng sẽ sát
nhập với sản phẩm hydrat hóa tạo thành khối bêtông chắc đặc.
1.4.3.4. Phụ gia đóng rắn nhanh
Hỗn hợp nitrit, canxi clorua (CaCl2), natri clorua((NaCl), các muối này khi
tan phân li ra các cation và anion thúc đẩy đóng rắn của xi măng và khả năng ức
chế ăn mòn của canxi nitrit nên làm giảm một phần ăn mòn trong cốt thép.
Canxi clorua (CaCl2) là phụ gia có tác dụng mạnh nhất trong các loại phụ
gia đông rắn nhanh. Loại này có chứa clo (Cl-) ăn mòn cốt thép. Vì vậy liều

13

lƣợng sử dụng phụ gia này trong bê tông cốt thép không quá 2%, không đƣợc sử
dụng chúng trong các kết cấu thành mỏng, dự ứng lực, làm việc ở điều kiện
không thuận lợi.
1.4.3.5. Phụ gia chống ăn mòn cốt thép trong bêtông
Để bảo vệ cốt thép chống lại các tác nhân ăn mòn ngƣời ta sử dụng nhiều
phƣơng pháp khác nhau nhƣ phủ cốt thép, tăng khả năng chống thấm cho bê
tông, tăng chiều dày lớp bêtông, dùng dòng điện ngoài… Một biện pháp thông
dụng nữa là sử dụng các phụ gia ức chế quá trình ăn mòn nhƣ canxi nitrit.
1.4.3.6. Phụ gia tro bay
Tro bay là một puzơlan nhân tạo lấy từ chất lắng đọng trong quá trình cháy
của than chƣa hết. Nó đƣợc thu lƣợm bằng máy tách cơ khí hay máy tách tĩnh
điện từ ống khói nhà máy nhiệt điện mà sử dụng than nghiền làm nhiên liệu. Là
một vật liệu rất mịn chủ yếu là các hạt thủy tinh nhỏ hình cầu. Loại vật liệu này
một thời đã đƣợc coi là rác thải khó xử lí và khó phân hủy, nhƣng hiện nay nó
đƣợc coi là vật liệu có giá trị cao khi sử dụng kết hợp nhƣ là một phụ gia.
Tro bay thu đƣợc từ nhà máy tách khí xoáy có kích thƣớc hạt tƣơng đối
lớn, trong khi đó tro bay thu đƣợc từ tấm hút tĩnh điện thì khá mịn và có tỉ diện
bề mặt tƣơng đối lớn 3000-5000 cm2/g.
Vì vậy tro bay có cỡ hạt mịn hơn xi măng, thành phần chính là: SiO 2,
Al2O3, CaO, MgO, SO3 …. Các đặc trƣng quan trọng nhất trong việc sử dụng
phụ gia là hàm lƣợng cacbon phải thấp và SiO2 phải ở dạng bột mịn và rời rạc.
*Ƣu điểm của việc sử dụng tro bay:
+ Do kĩ thuật nghiền siêu mịn, mà lấp đầy các lỗ trống mao quản làm tăng
độ chắc đặc cho đá xi măng.
+ Khả năng hoạt tính của phụ gia đã làm giảm lƣợng Ca(OH)2 dễ hòa tan
trong xi măng và tạo thành gel C-S-H có khả năng rắn chắc:
2SiO2 + 3Ca(OH)2 = 3CaO.2SiO2.3H2O
14

+ Khắc phục đáng kể hiện tƣợng xâm thực của môi trƣờng nƣớc biển chứa
Cl- ăn mòn mạnh cốt thép và gây phá hủy công trình.
* Với những ƣu điểm khi sử dụng phụ gia tro bay đƣợc nêu trên vì vậy
hiện nay nhiều nƣớc trên thế giới đã sử dụng tro bay của các nhà máy nhiệt điện
để làm phụ gia cho xi măng để sản xuất xi măng hỗn hợp PCB đƣợc đƣa ra ở
bảng sau:
Các nƣớc

Tỉ lệ % tro bay trong hỗn hợp xi măng

Malaisia

6 – 50

Philipphin

< 40

Trung Quốc

15 –50

Hàn Quốc

5 – 30

Nhật Bản

5 – 30

Châu Âu

< 55

Việt Nam

10 – 40

1.4.3.7. Phụ gia CMC
CMC (carboxymethyl cellulose, một dẫn xuất của cellulose với acid
chloroacetic) là một polymer, là dẫn xuất cellulose với các nhóm carboxymethyl
(-CH2COOH) liên kết với một số nhóm hydroxyl của các glucopyranose
monomer tạo nên khung sƣờn cellulose, nó thƣờng đƣợc sử dụng dƣới dạng
muối natri carboxymethyl cellulose.
Dạng natri carboxymethyl cellulose có công thức phân tử là:
[C6H7O2(OH)x(OCH2COONa)y]n
Trong đó:n là mức độ trùng hợp. y là mức độ thay thế.
x = 1.50-2.80.

y = 0.20-1.50.

x + y = 3.0

Đơn vị cấu trúc với mức độ thay thế 0.20 là 178.14 đvC.
Đơn vị cấu trúc với mức độ thay thế 1.50 là 282.18 đvC.

15

Phân tử kích thƣớc lớn khoảng 17.000 đvC (n khoảng 100).
*Tính chất: Là chế phẩm ở dạng bột trắng, hơi vàng, hầu nhƣ không mùi
hạt hút ẩm. CMC tạo dung dịch dạng keo với nƣớc, không hòa tan trong ethanol.
Phân tử ngắn hơn so với cenllulose. Dễ tan trong nƣớc và rƣợu. Ở pH < 3 CMC
bị kết tủa. Độ nhớt CMC giảm khi nhiệt độ tăng và ngƣợc lại. CMC tan hầu hết
trong nƣớc lạnh và đƣợc sử dụng chủ yếu để kiểm soát độ nhớt mà không tạo gel
(ngay cả khi có mặt ion Ca2+). Khi tan trong nƣớc tạo ra những nhóm có cực COO- ,OH-. Các gốc có cực này phản ứng với pha C3A tạo hợp chất phức :
2-COOH +C3A

2(-COO-)Al-OH

*Lợi ích khi sử dụng phụ gia CMC:
+Tăng cƣờng độ nhớt cho xi măng.
+Khống chế độ sụt áp hỗn hợp bê tông.

16


Chƣơng 2 : THỰC NGHIỆM VÀ CÁC PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1. Hóa chất và dụng cụ
2.1.1. Hóa chất
+ Xi măng Hoàng Thạch.
+ Phụ gia tro bay Phả Lại do công ty cổ phần Sông Đà Cao Cƣờng cung cấp.
+ Phụ gia carboxyl methyl cellulose (CMC) dạng công nghiệp.
+ Axeton.
2.1.2. Dụng cụ
+ Rây.
+ Cối thủy tinh.
+ Lò sấy.
+ Chảo.

+ Bay.
+ Kim vica.
+ Ép khuôn.
+Khuôn tạo mẫu 5cmx5cmx5cm.
+ Máy đo cƣờng độ kháng nén.
+ Máy phân tích nhiễu xạ tia X.
2.2. Xác định thành phần hoá học và độ hoạt tính của tro bay
2.2.1. Xác định thành phần pha của tro bay
Chuẩn bị mẫu tro bay đã đƣợc nghiền mịn.
2.2.2. Xác định hoạt tính của phụ gia tro bay
Mẫu tro bay đƣợc xác định bằng phƣơng pháp độ hút vôi theo phƣơng
pháp nhanh.
Phƣơng pháp xác định độ hút vôi là phƣơng pháp hóa học để xác định hoạt
tính của phụ gia khoáng hoạt tính. Cơ sở của phƣơng pháp là phản ứng của SiO2
hoạt tính với Ca(OH)2. Độ hút vôi đƣợc tính bằng số mgCaO hấp thụ trên 1 gam
phụ gia hoạt tính. Có hai phƣơng pháp xác định độ hút vôi là phƣơng pháp nhanh
và phƣơng pháp chậm.
17


Phương pháp nhanh:
Cân chính xác 1 gam mẫu đã sấy khô ở 1000C cho vào bình nón có nút
nhám sau đó cho vào bình 100ml dung dịch nƣớc vôi bão hòa, lắc đều trong 1
phút, đặt vào tủ sấy giữ ở nhiệt độ 100- 1100 C. Sau 15 phút lắc một lần và 30
phút sau dùng pipet hút ra 50 ml dung dịch, tránh làm vẩn đục dung dịch còn lại.
Chuẩn độ dung dịch đó bằng HCl 0,1N dùng chỉ thị methyl da cam. Tiếp tục bổ
sung 50ml nƣớc vôi bão hòa vào bình chứa mẫu lắc đều trong một phút, đặt vào
tủ sấy. Cứ nhƣ thế chuẩn độ khi nào đủ 15 lần thì thôi, cộng 15 lần này lại sẽ thu
đƣợc độ hút vôi của phụ gia và đƣa ra phân loại hoạt tính của phụ gia đó.
Số mg CaO do 1 gam phụ gia hút sau lần chuẩn thứ nhất là :

G1=V.ao –V.b1
Gn =(Van-1 + Vbn-1 )/2-Vbn
an là số ml HCl 0.1N dùng để chuẩn độ 50ml nƣớc vôi trong
bn là số ml HCl 0.1N dùng để chuẩn độ 50ml dung dịch cho từng lần chuẩn.
Phương pháp chậm:
Dùng 1g mẫu đã sấy khô ở 1000C cho vào bình định mức có cổ nhám sau
đó định mức đến 100ml bằng nƣớc vôi bão hòa, lắc đều và để yên dung dịch
trong vòng 24 giờ, đem ra lắc đều dung dịch. Sau 48 giờ dùng pipet hút ra 50 ml
dung dịch và chuẩn độ bằng HCl 0.1N dùng chỉ thị methyl da cam. Tiếp tục bổ
sung 50 ml nƣớc vôi bão hòa vào bình chứa mẫu lắc đều và để yên sau 24 giờ
sau đó mang ra lắc lại. Tiến hành chuẩn độ cho đến khi chuẩn đủ 15 lần. Cộng tất
cả 15 lần chuẩn ta thu đƣợc độ hút vôi của phụ gia và kết luận phân loại phụ gia.
Bảng 2.1: Phân loại hoạt tính của phụ gia theo độ hút vôi
Phân loại

Đánh giá

Độ hoạt tính yếu

Từ 30-50 mg CaO /1g phụ gia hấp thụ

Độ hoạt tính trung bình yếu

Từ 50-70 mg CaO /1g phụ gia hấp thụ

Độ hoạt tính trung bình

Từ 70-100 mg CaO /1g phụ gia hấp thụ

Độ hoạt tính mạnh

Từ 100-150 mg CaO /1g phụ gia hấp thụ

Độ hoạt tính rất mạnh

Từ >150 mg CaO /1g phụ gia hấp thụ

16


2.3. Nghiên cứu ảnh hƣởng của phụ gia đến tính chất của vữa xi măng
Hoàng Thạch.
+ Xác định độ dẻo của vữa xi măng.
+ Xác định thời gian bắt đầu đông kết và kết thúc đông kết.
+Xác định cƣờng độ kháng nén.
+Xác định độ hút nƣớc bão hòa.
+Xác định cấu trúc của vật liệu bằng phƣơng pháp SEM, XRD.
2.3.1. Chuẩn bị mẫu nghiên cứu
Mẫu đƣợc chuẩn bị với tỷ lệ phụ gia nhƣ bảng sau:
Bảng 2.2: Mẫu thí nghiệm
Mẫu

Thành phần Phụ gia

Thành phần phụ gia

Thành phần hỗn hợp

Tro bay

CMC

phụ gia

(%)

(%)

(tro bay +CMC)
(%)

M-0
M-1

2

M-2

4

M-3

6

M-4

8

M-5

0.2

M-6

0.4

M-7

0.6

M-8

0.8

M-9

2+0.2

M-10

4+0.4

M-11

6+0.6

M-12

8+0.8

17


2.3.2. Xác định độ dẻo của hồ xi măng
2.3.2.1. Nguyên tắc
Hồ xi măng có độ dẻo tiêu chuẩn là khi nó đạt khả năng cần thiết cản lại
sự lún của một kim chuẩn. Mỗi một xi măng có một độ dẻo tiêu chuẩn nhất định
tùy thuộc vào thành phần khoáng vật, độ mịn, hàm lƣợng phụ gia trộn, xi măng
để lâu bị vón cục thì độ dẻo tiêu chuẩn cũng sẽ thay đổi.
2.3.2.2. Phương pháp tiến hành
Dùng dụng cụ vika để xác định.

Dụng cụ vika gồm: giá đứng, thanh chạy hình trụ làm bằng thép kim loại
di chuyển tự do qua lỗ trƣợt. Muốn giữ thanh chạy ở độ cao cần thiết thì vặn vít.
Trên thanh chạy có gắn kim để đo sự chuyển động của thanh chạy nhờ thƣớc
chia độ đƣợc gắn chặt vào giá. Mỗi vạch của thƣớc dài 1mm.
*Cách tiến hành:
Gắn kim to vào dụng cụ Vika. Hạ kim to cho chạm tấm đế và chỉnh kim
″

″

chỉ về số không trên thang chia vạch. Nhấc kim to lên vị trí chuẩn bị vận hành.
Cân 500g xi măng, chính xác đến 1g. Cân lƣợng nƣớc là 125 rồi đổ vào
trong cối trộn hoặc dùng ống đong có vạch chia để đo lƣợng nƣớc đổ vào chảo
đã đƣợc lau khô.
18