Tải bản đầy đủ - 0 (trang)
Đề tài luận văn: KHẢO SÁT SỰ THAY ĐỔI TÍNH CHẤT CỦA XI-MĂNG SIÊU SUNPHAT PHÁT TRIỂN TRONG MÔI TRƯỜNG CARBONATE HÓA CƯỠNG BỨC TRONG PHÒNG THÍ NGHIỆM

Đề tài luận văn: KHẢO SÁT SỰ THAY ĐỔI TÍNH CHẤT CỦA XI-MĂNG SIÊU SUNPHAT PHÁT TRIỂN TRONG MÔI TRƯỜNG CARBONATE HÓA CƯỠNG BỨC TRONG PHÒNG THÍ NGHIỆM

Tải bản đầy đủ - 0trang

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

.......................................................................................................................................

.......................................................................................................................................

.......................................................................................................................................

.......................................................................................................................................

.......................................................................................................................................

.......................................................................................................................................

.......................................................................................................................................

.......................................................................................................................................

.......................................................................................................................................

.......................................................................................................................................

.......................................................................................................................................

.......................................................................................................................................

.......................................................................................................................................

.......................................................................................................................................

.......................................................................................................................................

.......................................................................................................................................

.......................................................................................................................................

.......................................................................................................................................

.......................................................................................................................................

.......................................................................................................................................

.......................................................................................................................................

.......................................................................................................................................

Tp.HCM, ngày



tháng



TS. Nguyễn Khánh Sơn



năm



NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN

.......................................................................................................................................

.......................................................................................................................................

.......................................................................................................................................

.......................................................................................................................................

.......................................................................................................................................

.......................................................................................................................................

.......................................................................................................................................

.......................................................................................................................................

.......................................................................................................................................

......................................................................................................................................

.......................................................................................................................................

.......................................................................................................................................

.......................................................................................................................................

......................................................................................................................................

.......................................................................................................................................

.......................................................................................................................................

.......................................................................................................................................

.......................................................................................................................................

.......................................................................................................................................

.......................................................................................................................................

......................................................................................................................................

......................................................................................................................................

......................................................................................................................................

Tp.HCM, ngày



tháng



năm



GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN



Luận văn tốt nghiệp



SVTH: Nguyễn Thị Huỳnh Như



LỜI NÓI ĐẦU

Trong quá trình thực hiện luận văn tốt nghiệp, bên cạnh sự nổ lực của bản

thân, em đã nhận được nhiều sự quan tâm, động viên và giúp đỡ từ quý thầy cơ, gia

đình và bạn bè.

Gửi đến bạn bè, thầy cô và những người thân yêu, em xin cảm ơn tất cả mọi

người đã cùng đồng hành với em trong khoảng thời gian qua, em đã và sẽ luôn nô

lực vì sự phát triển của bản thân và vì mọi người xung quanh. Xin cảm ơn thầy

Nguyễn Khánh Sơn, thầy đã giúp em rất nhiều từ những ngày đầu em định hướng

cho luận văn này.

Xin chân thành cảm ơn các thầy cô bộ môn Silicate, khoa Công Nghệ Vật Liệu

đã truyền đạt kiến thức và những góp ý quý báu cho em trong suốt quá trình học

tập.

Em tự hào vì đã là một sinh viên Bách Khoa và tự nhủ sẽ phải cố gắng hơn

nữa để hoàn thiện bản thân mình.

Cảm ơn mọi người vì tất cả!

Tp.HCM, ngày 31 tháng 05 năm 2018



Nguyễn Thị Huỳnh Như



GVHD: TS. Nguyễn Khánh Sơn



Trang 1



MỤC LỤC

LỜI NĨI ĐẦU.......................................................................................................... 1

MỤC LỤC BẢNG..................................................................................................... 4

MỤC LỤC HÌNH ẢNH............................................................................................ 5

DANH MỤC VIẾT TẮT........................................................................................... 7

CHƯƠNG 1 MỞ ĐẦU.............................................................................................. 8

1.1 Lịch sử hình thành của xi-măng siêu sunphat.................................................. 8

1.2 Lí do chọn đề tài.............................................................................................. 8

1.3 Mục tiêu và nội dung nghiên cứu.................................................................... 9

1.3.1



Mục tiêu................................................................................................... 9



1.3.2



Nội dung nghiên cứu................................................................................ 9



1.4 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn......................................................................... 9

CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN.................................................................................... 11

2.1 Xỉ lò cao và sử dụng xỉ trong xi-măng.......................................................... 11

2.1.1



Cơng nghệ sản xuất................................................................................ 11



2.1.2



Đặc tính của xỉ lò cao............................................................................. 11



2.1.3



Các phương thức hoạt hóa của xỉ........................................................... 12



2.1.4



Xi-măng siêu sunphat............................................................................. 12



2.1.5



Cơ chế đóng rắn và tính bền của xi-măng siêu sunphat..........................13



2.2 Phản ứng carbonate hóa................................................................................ 15

2.2.1



Nguồn gốc của thành phần HCO3-, CO32- trong mơi trường ẩm.............15



2.2.2



Q trình carbonate hóa đối với xi-măng đóng rắn................................16



2.2.3



Ảnh hưởng của q trình carbonate hóa................................................. 17



2.2.4



Phương pháp thí nghiệm, phân tích đánh giá q trình carbonate hóa....18



CHƯƠNG 3 NGUN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH........................20

3.1 Sơ đồ thực nghiệm và phối trộn nguyên liệu................................................. 20

3.1.1



Sơ đồ thực nghiệm.................................................................................. 20



3.1.2



Nguyên liệu............................................................................................ 20



3.2 Các phương pháp thí nghiệm và phân tích.................................................... 27

3.2.1



Phân tích thành phần khống mẫu hồ xi-măng đóng rắn........................27



3.2.2



Đo cường độ chịu lực mẫu vữa 40x40x160mm...................................... 28



3.2.3



Khảo sát ăn mòn thanh cốt thép bố trí trong mẫu vữa 40x40x160mm. . .30



3.2.4



Khảo sát sự carbonate hóa của mẫu bột SSC.......................................... 33



CHƯƠNG 4 KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM VÀ BÀN LUẬN...................................... 35

4.1 Kết quả đo MKN mẫu bột xi-măng trong mơi trường carbonate hố cưỡng bức

...................................................................................................................................35

4.2 Kết quả đo bề dày lớp carbonate hóa bằng chất chỉ thị màu.......................... 36

4.3 Kết quả phân tích thành phần khống của mẫu hồ........................................ 38

4.4 Kết quả thay đổi đo cường độ chịu nén, chịu uốn của mẫu vữa 40x40x160mm

...................................................................................................................................39

4.5 Kết quả nhận xét trạng thái cốt thép thông qua ảnh....................................... 41

CHƯƠNG 5 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ............................................................ 43

5.1 Kết luận......................................................................................................... 43

5.2 Kiến nghị....................................................................................................... 43

TÀI LIỆU THAM KHẢO....................................................................................... 45

PHỤ LỤC................................................................................................................ 46



MỤC LỤC BẢNG

Bảng 3.1 Kết quả phân tích thành phần hóa xỉ lò cao.............................................. 21

Bảng 3.2 Kết quả đo chỉ số hoạt tính cường độ SAI................................................ 22

Bảng 3.3 Kết quả phân tích thành phần hóa thạch cao............................................ 23

Bảng 3.4 Kết quả phân tích thành phần hóa clinker................................................ 24

Bảng 3.5 Thành phần vơi cung cấp bởi nhà sản xuất............................................... 25

Bảng 3.6 Các chỉ tiêu phân tích nước biển Vũng Tàu............................................. 26

Bảng 3.7 Thành phần hạt và module độ lớn của cát................................................ 26

Bảng 3.8 Q trình trộn hồ...................................................................................... 27



MỤC LỤC HÌNH ẢNH

Hình 2.1 Cơ chế q trình phản ứng đóng rắn của xi-măng siêu sunphat [4]..........14

Hình 2.2 Mơ hình đơn giản q trình đóng rắn của XMP theo quan điểm lý học [4]

...................................................................................................................................14

Hình 2.3 Ảnh hưởng của ăn mòn cốt thép do phản ứng carbonate [10]..................18

Hình 2.4 Q trình cốt thép bị ăn mòn, bong tróc khỏi khối bê tơng [10]...............18

Hình 2.5 Buồng thí nghiệm carbonate hóa cưỡng bức............................................. 19

Hình 3.1 Sơ đồ q trình nghiên cứu thực nghiệm.................................................. 20

Hình 3.2 Phổ kết quả phân tích thành phần khống xỉ lò cao, CuK..................21

Hình 3.3 Kết quả phân tích thành phần hạt.............................................................. 22

Hình 3.4 Phổ kết quả phân tích thành phần khống clinker, CuK....................24

Hình 3.5 Kết quả phân tích thành phần hạt clinker.................................................. 25

Hình 3.6 Đồ thị thành phần phần trăm tích lũy của hạt cát...................................... 27

Hình 3.7 Máy trộn vữa kiểu hành tinh..................................................................... 28

Hình 3.8 Máy dằn khn đúc mẫu 40x40x160mm.................................................. 29

Hình 3.9 Máy đo cường độ chịu nén, chịu uốn Matest............................................ 30

Hình 3.10 Thanh thép được xử lý để loại bỏ lớp thụ động bề mặt...........................31

Hình 3.11 Bố trí cốt thép trong mẫu vữa................................................................. 32

Hình 3.12 Thiết bị Solatron Z3000 thiết lập hệ đo ăn mòn...................................... 33

Hình 3.13 Lò nung Nabertherm thí nghiệm MKN................................................... 34

Hình 4.1 Kết quả đo mất khi nung của mẫu bột SSC............................................... 35

Hình 4.2 Ảnh chụp xác đinh bề dày lớp carbonate hóa sau 7 ngày bằng dung dịch

phenolphtalein......................................................................................................... 36

Hình 4.3 Ảnh chụp xác đinh bề dày lớp carbonate hóa sau 28 ngày bằng dung dịch

phenolphtalein......................................................................................................... 36

Hình 4.4 Bề mặt ngồi cùng của mẫu NB và NBA................................................. 37

Hình 4.5 Kết quả đo MKN của mẫu hồ sau 28 ngày............................................... 38



Hình 4.6 Kết quả phổ phân tích thành phần khống SSC 28 ngày trong buồng CO2,

CuK............................................................................................... 38

Hình 4.7 Cường độ chịu uốn của mẫu 7, 28 ngày sau khi được bảo dưỡng trong

buồng CO2....................................................................................................................................................................... 39

Hình 4.8 Cường độ chịu nén của mẫu 7, 28 ngày sau khi được bảo dưỡng trong

buồng CO2....................................................................................................................................................................... 40

Hình 4.9 Cường độ chịu nén của mẫu NB, A2 28 ngày sau khi được bảo dưỡng

trong buồng CO2 và bên ngồi khơng khí...............................................................41

Hình 4.10 Ảnh chụp thanh thép trong mẫu vữa 40x40x160mm bảo dưỡng trong

buồng CO2 sau 28 ngày...........................................................................................42



DANH MỤC VIẾT TẮT

A2



Dung dịch axit loãng H2SO4 2%



BS EN



British Standard Test Method



CH



Portlandite



C-A-S-H



Calcium alunimum silicate hydrate



C-S-H



Calcium silicate hydrate



GGBS



Ground-granulated blast-furnace slag



KL



Khối lượng



OPC



Ordinary Portland cement



NB



Nước biển ở nhiệt độ thường



NBA



Nước biển nhiệt độ trung bình 44,72oC±2,5oC trong buồng sấy



N/X



Nước/xi-măng



SAI



Slag activated index



SSC



Supersulfated cement



XRD



X-ray diffraction (Analysis)



CHƯƠNG 1 MỞ ĐẦU

1.1 Lịch sử hình thành của xi-măng siêu sunphat

Xi-măng siêu sunphat đã xuất hiện cách đây hơn 100 năm, với tên gọi

“gipsschlackzement”, bằng sáng chế thuộc H. Kuhl vào năm 1908 [1].

Gipsschlackzement gồm hai thành phần chính là xỉ lò cao và thạch cao gýp. Sau đó

loại xi-măng này được đổi tên thành “supersulfated cement” hay xi-măng siêu

sunphat, sunphat cao (SSC) và được tiêu chuẩn hóa ở châu Âu sau khi được chấp

nhận tại Đức 1937 [2]. Xi-măng siêu sunphat được sử dụng rộng rãi từ 1940 – 1960,

nhất là Mỹ, Pháp, Ý…. Tuy nhiên, đã có nhiều nguyên nhân làm cho loại xi-măng

này dần biến mất như chất lượng của xỉ lò cao.

Gần đây, sự phát triển của công nghệ kĩ thuật giúp kiểm sốt được chất lượng

của xỉ lò cao và các vấn đề về môi trường đã đánh dấu sự trở lại của xi-măng siêu

sunphat – một loại xi măng tiêu tốn ít tài nguyên, nhiệt thủy hóa thấp, ít tiêu tốn

năng lượng nung luyện clinker cũng như phát thải CO2 thấp….

1.2 Lí do chọn đề tài

Nghiên cứu xi-măng siêu sunphat đã được tiến hành tại phòng thí nghiệm vật

liệu silicate từ năm 2015. Theo đó chúng tơi đã tiến hành tổng hợp từ cấp phối các

thành phần nguyên liệu bao gồm 82,5% xỉ lò cao nghiền mịn, 15,5% thạch cao nung

khan, 1% bột vôi tôi và 1% clinker xi-măng Portland. Kết quả khảo sát q trình

đóng rắn, cũng như phát triển cường độ, tính bền trong mơi trường của loại xi-măng

này cho thấy xi-măng siêu sunphat sử dụng hiệu quả trong mơi trường sunphat cao

và khơng bị ăn mòn hay bị gây trương nở bởi tác nhân sunphat tạo cấu trúc rất đặc

chắc và ít nhiều biểu hiện tính bền, ổn định theo thời gian. Điều này đã cho phép

chúng tôi bước đầu có thể đưa ra kết luận về khả năng ứng dụng loại xi-măng này

trong môi trường nước biển xâm thực hoặc sản xuất bê-tông nước biển, cát biển.

Tuy nhiên, theo như công bố trong nghiên cứu của Bijen & Niel, năm 1980,

một trong lí do xi-măng này khơng phổ biến bằng xi-măng Portland là điều kiện bảo

quản, vận chuyển xi-măng này khó khăn hơn, do dễ bị carbonate hố. Ngồi ra,

trong q trình sử dụng một phần lớp bê-tơng ngồi bề mặt dễ bị carbonate hố gây

xốp mềm dễ bị bong tróc, mài mòn. Điều này về lâu dài có thể làm thay đổi tính

chất chịu lực



của cấu kiện bê-tơng dùng xi-măng siêu sunphat. Từ đó có thể ảnh hưởng đến khả

năng ứng dụng của chúng, nhất là trong các điều kiện tiếp xúc mơi trường ăn mòn

cao.

Trên cơ sở đó, trong nghiên cứu này chúng tơi dự kiến tiến hành thực hiện

thực nghiệm khảo sát đánh giá ảnh hưởng của mơi trường carbonate hóa cưỡng bức

ở phòng thí nghiệm đến thành phần và tính chất của sản phẩm vữa xi-măng siêu

sunphat tổng hợp....

1.3 Mục tiêu và nội dung nghiên cứu

1.3.1 Mục tiêu

Dựa trên cơ sở nghiên cứu trước đây liên quan đến cấp phối 82,5:15,5:1:1,

mục tiêu đề ra là đánh giá tác động từ môi trường giàu CO 2 đến mẫu bột xi-măng,

cũng như ảnh hưởng quá trình phản ứng carbonate hóa đến tính bền của vữa đóng

rắn xi- măng siêu sunphat.

1.3.2 Nội dung nghiên cứu

Để thực hiện mục tiêu trên, chúng tôi tiến hành các bước sau:

- Tiến hành phối trộn các nguyên liệu đã qua gia cơng theo các cấp phối đã tính.

- Thí nghiệm theo dõi, đánh giá tính chất carbonate hóa xi-măng phối trộn bột

trong môi trường tủ CO2 với thông số sau: nồng độ CO2 trung bình là

5,68±0,69%, độ ẩm trung bình 77±9%, nhiệt độ trung bình 30±1oC.

- Cấp phối và đúc mẫu vữa xi-măng 40x40x160mm theo tiêu chuẩn.

- Bảo dưỡng các mẫu vữa xi-măng trong môi trường carbonate (để khô) và mẫu

có cốt thép dưỡng hộ ẩm. Sau đó xác định các chỉ tiêu cơ lý, thành phần của

mẫu vữa.

- Quan sát và nhận xét q trình hình thành khống, cấu trúc, màu sắc chất chỉ

thị trong các mẫu vữa khác nhau ở độ tuổi dài ngày. Đồng thời nhận xét q

trình ăn mòn cốt thép do hiện tượng carbonate hóa.

1.4 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn

Xi-măng siêu sunphat là loại xi-măng sử dụng hơn 80% khối lượng xỉ lò cao.

Chính vì vậy xi-măng siêu sunphat giảm lượng xi-măng Portland sử dụng, cũng như

tận dụng hiệu quả nguồn phế phẩm của ngành công nghiệp luyện kim. Việc sử dụng



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Đề tài luận văn: KHẢO SÁT SỰ THAY ĐỔI TÍNH CHẤT CỦA XI-MĂNG SIÊU SUNPHAT PHÁT TRIỂN TRONG MÔI TRƯỜNG CARBONATE HÓA CƯỠNG BỨC TRONG PHÒNG THÍ NGHIỆM

Tải bản đầy đủ ngay(0 tr)

×