Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu
Trong ngành công nghiệp sản xuất chất kết dính vô cơ, cường độ là một trong những chỉ tiêu cơ lý quan trọng nhất quyết định chất lượng của đá xi măng và bê tông. Cường độ của đá xi măng phụ thuộc chủ yếu vào bản chất và tốc độ của quá trình thủy hóa (hydrat hóa) các pha khoáng clanhke khi tương tác với nước. Nhằm nâng cao hiệu quả nghiền và điều chỉnh động học đóng rắn, việc sử dụng các loại phụ gia công nghệ, đặc biệt là nhóm phụ gia trợ nghiền gốc alkanolamine, đã được áp dụng rộng rãi.
Trong nhóm alkanolamine, Triethanolamine (TEA) là hợp chất hữu cơ hoạt động bề mặt được sử dụng phổ biến nhất. Tuy nhiên, các nghiên cứu lý thuyết và thực tiễn sản xuất cho thấy TEA là chất phụ gia có độ nhạy cảm rất cao đối với liều lượng sử dụng. Tùy thuộc vào hàm lượng đưa vào, độ tinh khiết của hóa chất, thành phần khoáng của clanhke và điều kiện môi trường, TEA có thể đóng vai trò là chất tăng tốc hoặc chất làm chậm quá trình đông kết và phát triển cường độ. Do đó, việc ứng dụng TEA trong công nghệ xi măng phần lớn vẫn dựa trên các kết quả khảo sát thực nghiệm cụ thể.
Mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu của đồ án được xác định như sau:
- Khảo sát một cách có hệ thống ảnh hưởng của phụ gia TEA ở các dải hàm lượng khác nhau tới sự phát triển cường độ chịu nén của đá xi măng ở các tuổi sớm.
- Đánh giá sự biến đổi nhiệt độ trong 24 giờ đầu của hồ xi măng khi có mặt TEA nhằm theo dõi động học phản ứng tỏa nhiệt của quá trình thủy hóa.
- Xác định khối lượng mất khi sấy và nung (MKN) ở các dải nhiệt độ đặc trưng nhằm định lượng mức độ liên kết nước và sự hình thành các sản phẩm thủy hóa.
- Quan sát và phân tích sự thay đổi vi cấu trúc của đá xi măng thông qua ảnh hiển vi điện tử quét (SEM).
Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:
- Đối tượng nghiên cứu: Sự ảnh hưởng của phụ gia Triethanolamine (TEA) tới quá trình thủy hóa và cường độ của đá xi măng Pooclăng.
- Phạm vi nghiên cứu:
- Khảo sát hàm lượng phụ gia TEA theo các mức: 0; 2; 3; 4; 5 phần vạn (và dải 0–5 phần vạn) tính theo khối lượng xi măng.
- Khảo sát thời gian thủy hóa ở các mốc tuổi sớm: 1 ngày (R1), 3 ngày (R3) và 7 ngày (R7).
- Khống chế độ mịn của xi măng qua tỷ diện Blaine trong khoảng $3200 - 3500 \pm 50\text{ cm}^2/\text{g}$ (tập trung khảo sát các mức 3300, 3400 và $3500\text{ cm}^2/\text{g}$).
- Đánh giá ảnh hưởng thuần túy của TEA bằng cách trộn trực tiếp phụ gia vào nước tạo hồ xi măng thay vì đưa vào quá trình nghiền clanhke.
Cơ sở lý thuyết và phương pháp
Cơ sở lý thuyết và mô hình hóa lý
Đồ án dựa trên lý thuyết về thành phần khoáng và cơ chế thủy hóa của xi măng Pooclăng (PC), bao gồm 4 pha khoáng chính:
- Alit ($\text{C}_3\text{S}$ - $3\text{CaO}\cdot\text{SiO}_2$): Chiếm 45–70% khối lượng clanhke, kết tinh chủ yếu ở dạng đơn tà, đóng rắn nhanh, tỏa nhiều nhiệt, tạo cường độ tuổi sớm và tuổi muộn qua phản ứng tạo hydro silicat canxi ($\text{C-S-H}$) và $\text{Ca(OH)}_2$ (portlandite).
- Belit ($\text{C}_2\text{S}$ - $2\text{CaO}\cdot\text{SiO}_2$): Chiếm 15–30% khối lượng clanhke, tồn tại ở dạng thù hình $\beta$ có hoạt tính kết dính, thủy hóa chậm và đóng góp chủ yếu vào cường độ tuổi muộn.
- Canxi Aluminat ($\text{C}_3\text{A}$ - $3\text{CaO}\cdot\text{Al}_2\text{O}_3$): Chiếm 5–10% khối lượng clanhke, phản ứng rất nhanh với nước và tỏa lượng nhiệt lớn. Khi có mặt thạch cao ($\text{CaSO}_4\cdot2\text{H}_2\text{O}$), $\text{C}_3\text{A}$ phản ứng với ion $\text{SO}_4^{2-}$ tạo thành ettringit ($\text{AFt}$ - $3\text{CaO}\cdot\text{Al}_2\text{O}_3\cdot3\text{CaSO}_4\cdot32\text{H}_2\text{O}$). Khi cạn kiệt thạch cao, $\text{AFt}$ chuyển hóa thành monosulfoaluminat ($\text{AFm}$).
- Canxi Fero Aluminat ($\text{C}_4\text{AF}$ - $4\text{CaO}\cdot\text{Al}_2\text{O}_3\cdot\text{Fe}_2\text{O}_3$): Chiếm 5–15% khối lượng clanhke, thủy hóa tạo $\text{C}3\text{AFH}{13}$, $\text{C}_3\text{AF(H)}_6$, gel $\text{Fe}_2\text{O}_3$ và các pha sulfoaluminate chứa sắt.
Động học thủy hóa tổng thể của hồ xi măng được mô tả qua đường cong sinh nhiệt gồm 4 giai đoạn: Giai đoạn I (Phản ứng ban đầu / tiền cảm ứng), Giai đoạn II (Giai đoạn cảm ứng / thụ động kéo dài 1–3 giờ), Giai đoạn III (Giai đoạn tăng tốc từ 3–12 giờ) và Giai đoạn IV (Giai đoạn giảm tốc).
| Pha khoáng clanhke |
Công thức hóa học |
Tỷ lệ khối lượng (%) |
Đặc tính thủy hóa chính |
| Alit ($\text{C}_3\text{S}$) |
$3\text{CaO}\cdot\text{SiO}_2$ |
45 – 70 |
Đóng rắn nhanh, tỏa nhiều nhiệt, tạo cường độ sớm và muộn |
| Belit ($\text{C}_2\text{S}$) |
$2\text{CaO}\cdot\text{SiO}_2$ |
15 – 30 |
Đóng rắn chậm, tỏa ít nhiệt, tạo cường độ tuổi muộn |
| Canxi Aluminat ($\text{C}_3\text{A}$) |
$3\text{CaO}\cdot\text{Al}_2\text{O}_3$ |
5 – 10 |
Hoạt tính cao nhất, phản ứng tức thời, tạo pha ettringit ($\text{AFt}$) |
| Canxi Fero Aluminat ($\text{C}_4\text{AF}$) |
$4\text{CaO}\cdot\text{Al}_2\text{O}_3\cdot\text{Fe}_2\text{O}_3$ |
5 – 15 |
Dễ nóng chảy khi nung, đóng rắn chậm, tạo cường độ thấp |
Về cơ chế của TEA ($\text{N(CH}_2\text{CH}_2\text{OH)}_3$): TEA là một bazơ yếu có khả năng tạo phức với ion $\text{Ca}^{2+}$ trong pha lỏng. Ở hàm lượng thấp, TEA xúc tác quá trình hòa tan của $\text{C}_3\text{A}$, đẩy nhanh quá trình tạo khoáng $\text{AFt}$ và chuyển hóa sớm sang $\text{AFm}$. Tuy nhiên, sự tạo phức $\text{TEA-Ca}^{2+}$ hấp phụ trên bề mặt alit có thể làm chậm sự bão hòa của $\text{Ca(OH)}_2$, dẫn đến kéo dài giai đoạn cảm ứng và làm chậm phản ứng thủy hóa của $\text{C}_3\text{S}$.
Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm
Nghiên cứu sử dụng phương pháp thực nghiệm vật lý - hóa lý kết hợp:
- Chuẩn bị phối liệu: Clanhke xi măng Pooclăng từ Nhà máy xi măng Bỉm Sơn được đập, sấy và nghiền mịn cùng thạch cao tự nhiên từ Nhà máy xi măng Long Sơn trong máy nghiền bi phòng thí nghiệm mà không dùng chất trợ nghiền. Độ mịn được kiểm soát qua phương pháp đo tỷ diện thấm khí Blaine theo tiêu chuẩn.
- Phương pháp gia công tạo mẫu hồ xi măng: Phụ gia TEA tinh khiết phòng thí nghiệm được hòa tan vào nước theo các tỷ lệ tính toán (0; 2; 3; 4; 5 phần vạn so với khối lượng xi măng), sau đó đem trộn với xi măng để tạo hồ tiêu chuẩn và đúc vào khuôn tạo mẫu đá xi măng.
- Phương pháp xác định cường độ nén: Sử dụng phương pháp phi tiêu chuẩn để ép gãy và xác định cường độ nén tức thời của các viên mẫu đá xi măng ở các mốc 1 ngày, 3 ngày và 7 ngày tuổi.
- Phương pháp đo biến thiên nhiệt độ: Theo dõi và ghi nhận liên tục đường cong thay đổi nhiệt độ của khối hồ xi măng trong thời gian 24 giờ đầu sau khi trộn.
- Phương pháp mất khi nung (MKN) và sấy: Đo phần trăm khối lượng mẫu mất đi ở các khoảng nhiệt độ xác định để đánh giá lượng nước liên kết hóa học trong các sản phẩm $\text{C-S-H}$, $\text{AFt}$, $\text{AFm}$ và lượng $\text{Ca(OH)}_2$ bị phân hủy.
- Kính hiển vi điện tử quét (SEM): Quan sát hình thái tinh thể và cấu trúc vi mô của các sản phẩm thủy hóa trên bề mặt mẫu đá xi măng sau 1 ngày và 7 ngày.
Nội dung chính theo từng chương
Mở đầu
Tác giả trình bày tính cấp thiết của đề tài xuất phát từ yêu cầu cải thiện cường độ đá xi măng trong công nghệ vật liệu xây dựng. Cường độ đá xi măng phụ thuộc chặt chẽ vào quá trình thủy hóa khoáng clanhke. Do phụ gia Triethanolamine (TEA) thể hiện tác động rất nhạy cảm theo liều lượng và điều kiện môi trường, việc khảo sát thực nghiệm trên nguồn nguyên liệu thực tế (clanhke Bỉm Sơn, thạch cao Long Sơn) là cần thiết để làm rõ khoảng hàm lượng tối ưu. Phần này xác định rõ mục tiêu, đối tượng và phạm vi nghiên cứu của đồ án.
Tổng quan lý thuyết
Chương này hệ thống hóa các kiến thức lý thuyết và tổng quan tài liệu nghiên cứu trong và ngoài nước:
- Tổng quan về xi măng Pooclăng: Nêu định nghĩa xi măng, clanhke, thạch cao tự nhiên và nhân tạo ($\text{PG}$, $\text{FGD}$ theo TCXD 168:1989); phân loại các nhóm phụ gia (phụ gia công nghệ, trợ nghiền, kỵ ẩm, khoáng hóa, phụ gia khoáng đầy và hoạt tính theo TCVN); phân loại xi măng theo cường độ (mác thấp, trung bình, cao) và theo thành phần khoáng.
- Quá trình thủy hóa các khoáng clanhke: Trình bày chi tiết cơ chế phản ứng, biến đổi cấu trúc tinh thể của $\text{C}_3\text{S}$, $\text{C}_2\text{S}$, $\text{C}_3\text{A}$, $\text{C}_4\text{AF}$ và vai trò điều tiết thời gian đông kết của thạch cao; phân tích diễn biến 4 giai đoạn của đường cong sinh nhiệt.
- Tổng quan về phụ gia trợ nghiền và nhóm alkanolamine: Phân loại chất trợ nghiền lỏng/rắn, hữu cơ/vô cơ. Trình bày tổng hợp các nghiên cứu so sánh giữa TEA và các alkanolamine khác như Triisopropanolamine (TIPA), Diethanol isopropanolamine (DEIPA), Ethanoldiisopropanolamine (EDIPA), Tetrakis(2-hydroxyethyl)ethylenediamine (THEED). Trong khi TIPA xúc tác thủy hóa $\text{C}_4\text{AF}$ ở giai đoạn muộn làm tăng cường độ sau 28 và 56 ngày, thì TEA thể hiện rõ ưu thế thúc đẩy cường độ sớm (1–3 ngày) nhờ tăng tốc độ phản ứng của $\text{C}_3\text{A}$.
- Phụ gia TEA và ảnh hưởng tới xi măng: Đánh giá cấu trúc phân tử, cơ chế hấp phụ phân tán, khả năng tạo phức và tác động phụ thuộc nồng độ. Các tài liệu công bố chỉ ra ở liều lượng rất thấp ($0{,}015 - 0{,}03%$), TEA hoạt động như chất tăng tốc, nhưng ở liều lượng lớn hơn ($0{,}25 - 0{,}5%$) có thể chuyển thành chất làm chậm đông kết do ức chế sự kết tinh của portlandite $\text{Ca(OH)}_2$.
| Hợp chất Alkanolamine |
Ký hiệu |
Độ tinh khiết nghiên cứu (%) |
Tác động chính đến cơ lý xi măng |
| Triethanolamine |
TEA |
97 |
Tăng tốc thủy hóa $\text{C}_3\text{A}$, tăng cường độ tuổi sớm (1–3 ngày), làm chậm $\text{C}_3\text{S}$ ở nồng độ cao |
| Triisopropanolamine |
TIPA |
85 |
Xúc tác thủy hóa $\text{C}_4\text{AF}$, giảm cường độ ban đầu nhưng tăng mạnh cường độ muộn (28–56 ngày) |
| Diethanol isopropanolamine |
DEIPA |
85 |
Kết hợp ưu điểm của TEA và TIPA, tăng cả cường độ sớm (1 ngày) và cường độ muộn (28 ngày) |
| Ethanoldiisopropanolamine |
EDIPA |
85 |
Cải thiện mạnh cường độ 56 ngày (tăng đến 11,0% ở liều lượng 0,02%) |
| Tetrakis(2-hydroxyethyl)ethylenediamine |
THEED |
99 |
Giảm cường độ sớm do cuốn khí, cải thiện đáng kể cường độ muộn |
Phương pháp nghiên cứu, Kết quả và thảo luận
Nội dung chương tập trung vào quy trình thực nghiệm và các kết quả phân tích:
- Chuẩn bị và chế tạo mẫu: Xi măng được nghiền từ clanhke Bỉm Sơn và thạch cao Long Sơn, kiểm soát độ mịn ở 3 mức tỷ diện Blaine: $3300\text{ cm}^2/\text{g}$, $3400\text{ cm}^2/\text{g}$ và $3500\text{ cm}^2/\text{g}$. Trộn hồ xi măng với các tỷ lệ TEA: 0 (mẫu trắng $\text{M0}$); 2; 3; 4; 5 phần vạn.
- Khảo sát cường độ nén: Đo cường độ nén của mẫu đá xi măng ở các tuổi 1 ngày ($R_1$), 3 ngày ($R_3$) và 7 ngày ($R_7$). Kết quả cho thấy mẫu có hàm lượng TEA bằng 3 phần vạn ($0{,}03%$) ở độ mịn $3400 \pm 50\text{ cm}^2/\text{g}$ cho giá trị cường độ nén tuổi 1 ngày cao nhất, cải thiện rõ rệt so với mẫu trắng không pha phụ gia. Khi hàm lượng TEA tăng lên mức 4 và 5 phần vạn, tốc độ phát triển cường độ sớm có xu hướng chững lại hoặc giảm nhẹ.
- Phân tích khối lượng mất khi sấy và nung (MKN): Phân tích sự mất khối lượng của mẫu hồ xi măng 1 ngày tuổi và 7 ngày tuổi qua các dải nhiệt độ xác định tốc độ mất nước liên kết và sự phân hủy của các pha khoáng hydrat. Dữ liệu độ lệch chuẩn và tốc độ MKN $\left[(%\text{MKN}/^\circ\text{C})\cdot 10^{-4}\right]$ cho thấy mẫu có 3 phần vạn TEA có mức độ chuyển hóa khoáng và lượng nước liên kết cao hơn ở tuổi 1 ngày.
- Đường cong thay đổi nhiệt độ: Phép đo nhiệt độ hồ xi măng trong 24 giờ cho thấy sự xuất hiện của đỉnh tỏa nhiệt sớm hơn ở các mẫu chứa TEA so với mẫu trắng, khẳng định tác dụng kích hoạt phản ứng ban đầu của TEA đối với hệ chất kết dính.
- Hình thái vi cấu trúc qua ảnh SEM: Ảnh chụp hiển vi điện tử quét cho thấy ở tuổi 1 ngày và 7 ngày, mẫu chứa TEA (đặc biệt ở mức 3 phần vạn) hình thành mạng lưới tinh thể ettringit dạng kim lăng trụ đan xen dày đặc cùng gel $\text{C-S-H}$, lấp đầy các lỗ rỗng vi mô giúp cấu trúc đá xi măng trở nên đặc chắc hơn so với cấu trúc xốp của mẫu trắng $\text{M0}$.
Kết quả và đóng góp
Kết quả nghiên cứu chính
- Xác định hàm lượng tối ưu của TEA: Nghiên cứu đã chứng minh bằng thực nghiệm rằng hàm lượng phụ gia TEA tối ưu đối với hồ xi măng Pooclăng là 3 phần vạn (tương đương $0{,}03%$ so với khối lượng xi măng). Tại mức này, TEA phát huy tác dụng cải thiện cường độ nén tuổi sớm 1 ngày ($R_1$) cao nhất.
- Ảnh hưởng của độ mịn (tỷ diện Blaine): Khi độ mịn của xi măng được khống chế trong khoảng $3200 - 3500 \pm 50\text{ cm}^2/\text{g}$ (cụ thể tại các mức $3300\text{ cm}^2/\text{g}$, $3400\text{ cm}^2/\text{g}$, $3500\text{ cm}^2/\text{g}$), hiệu ứng tăng cường độ của TEA thể hiện rõ rệt nhất ở mức độ mịn $3400 - 3500\text{ cm}^2/\text{g}$.
- Đặc tính nhiệt và biến đổi khối lượng khi nung: Đường cong nhiệt độ 24 giờ và kết quả đo phần trăm mất khối lượng khi nung/sấy (MKN) xác nhận sự gia tăng tốc độ phản ứng hydrat hóa ở giai đoạn đầu, giải thích trực tiếp nguyên nhân làm tăng cường độ tuổi sớm.
- Cải thiện cấu trúc vi mô: Kết quả ảnh SEM chứng minh sự hiện diện của các tinh thể ettringit lăng trụ phân bố đồng đều cùng gel $\text{C-S-H}$, giúp giảm độ rỗng mao dẫn trong đá xi măng.
Đóng góp của đề tài
- Khảo sát độc lập tác động hóa học của TEA đối với quá trình thủy hóa xi măng bằng phương pháp pha trực tiếp vào nước trộn hồ, tách biệt hoàn toàn với hiệu ứng cơ học khi TEA đóng vai trò chất trợ nghiền trong máy nghiền clanhke.
- Cung cấp bộ số liệu thực nghiệm chi tiết về cường độ nén ($R_1, R_3, R_7$), số liệu MKN và đường cong biến thiên nhiệt độ 24 giờ trên hệ vật liệu clanhke Bỉm Sơn kết hợp thạch cao Long Sơn.
- Làm rõ giới hạn liều lượng của TEA, khẳng định việc vượt quá ngưỡng 3 phần vạn (lên 4–5 phần vạn) không mang lại sự gia tăng tương ứng về cường độ sớm do tác động ức chế thủy hóa pha alit.
Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp
Hạn chế của đề tài
- Phạm vi thời gian khảo sát: Đề tài mới chỉ tập trung khảo sát các mốc tuổi sớm và ngắn ngày (1 ngày, 3 ngày, 7 ngày), chưa theo dõi sự phát triển cường độ ở các tuổi tiêu chuẩn dài ngày như 28 ngày và 56 ngày để đánh giá đầy đủ ảnh hưởng muộn của TEA.
- Phương pháp thử nghiệm cường độ: Việc xác định cường độ nén được thực hiện trên mẫu đá xi măng bằng phương pháp phi tiêu chuẩn trong phòng thí nghiệm, chưa tiến hành thử nghiệm vữa tiêu chuẩn theo TCVN/ISO.
- Dạng phụ gia nghiên cứu: Mới dừng lại ở phụ gia đơn cấu tử TEA tinh khiết phòng thí nghiệm, chưa khảo sát trên các dòng phụ gia thương phẩm phức hợp hoặc phụ gia biến tính.
Hướng nghiên cứu tiếp
- Tiếp tục theo dõi cường độ nén và độ bền lâu của đá xi măng/vữa xi măng có TEA ở tuổi 28 ngày, 56 ngày và 90 ngày.
- Nghiên cứu kết hợp TEA với các alkanolamine khác (như TIPA, DEIPA) hoặc phụ gia siêu dẻo polycarboxylate để tạo hệ phụ gia tổ hợp tối ưu hóa cả cường độ tuổi sớm và tuổi muộn.
- Mở rộng hướng nghiên cứu tổng hợp và biến tính chất trợ nghiền trên nền TEA thông qua các phản ứng este hóa, muối hóa hoặc ghép chuỗi polyme nhằm giảm tính nhạy cảm liều lượng và nâng cao hiệu suất kỹ thuật.
Giá trị tham khảo
Đồ án tốt nghiệp là tài liệu tham khảo có giá trị chuyên môn đối với:
- Sinh viên và học viên cao học chuyên ngành Công nghệ Vật liệu Silicat, Kỹ thuật Hóa học và Công nghệ Vật liệu Xây dựng: Cung cấp tài liệu tổng quan hệ thống về lý thuyết thủy hóa clanhke xi măng và cơ chế tác dụng của nhóm phụ gia alkanolamine.
- Kỹ sư công nghệ và cán bộ kỹ thuật tại các nhà máy xi măng, trạm nghiền: Tham khảo số liệu thực nghiệm về mức độ nhạy cảm liều lượng của phụ gia gốc TEA để điều chỉnh tỷ lệ pha phụ gia công nghệ trợ nghiền và phụ gia đóng rắn nhanh trong thực tế sản xuất.
- Các nhóm nghiên cứu về phụ gia hóa học cho bê tông và xi măng: Sử dụng phương pháp luận và dữ liệu phân tích hóa lý (MKN, biến thiên nhiệt độ, ảnh SEM) làm cơ sở phát triển các dòng sản phẩm phụ gia cải tiến.
Câu hỏi thường gặp
1. Hàm lượng TEA nào mang lại hiệu quả cải thiện cường độ nén tốt nhất trong nghiên cứu này?
Trong dải khảo sát từ 0 đến 5 phần vạn, hàm lượng TEA tối ưu được xác định là 3 phần vạn (tương đương $0{,}03%$ tính theo khối lượng xi măng). Tại mức hàm lượng này, đá xi măng đạt cường độ nén 1 ngày tuổi ($R_1$) cao nhất. Khi tăng liều lượng lên 4 hoặc 5 phần vạn, cường độ sớm không tăng thêm mà có xu hướng giảm nhẹ do tác động làm chậm phản ứng của alit.
2. Vì sao nghiên cứu lại trộn TEA vào nước tạo hồ thay vì đưa vào máy nghiền clanhke?
Xi măng sử dụng trong thực nghiệm được nghiền hoàn toàn không có phụ gia trợ nghiền để khống chế tỷ diện Blaine độc lập ($3200 - 3500 \pm 50\text{ cm}^2/\text{g}$). Việc hòa tan TEA vào nước trộn hồ nhằm mục đích cô lập và đánh giá chính xác tác động hóa học trực tiếp của phân tử TEA tới động học thủy hóa và sự phát triển cường độ của đá xi măng, loại trừ ảnh hưởng của yếu tố tăng độ mịn do trợ nghiền cơ học gây ra.
3. Phụ gia TEA tác động như thế nào đến các khoáng chính C3A và C3S trong xi măng?
TEA thể hiện tác động hai mặt đối với các pha khoáng clanhke:
- Thúc đẩy mạnh quá trình thủy hóa của khoáng canxi aluminat ($\text{C}_3\text{A}$), gia tăng tốc độ tạo pha ettringit ($\text{AFt}$) và chuyển hóa sang monosulfoaluminat ($\text{AFm}$), giúp nâng cao cường độ đóng rắn ban đầu.
- Làm chậm quá trình thủy hóa của khoáng alit ($\text{C}_3\text{S}$) do sự hình thành phức hợp $\text{TEA-Ca}^{2+}$ hấp phụ trên bề mặt, ức chế sự kết tinh và phát triển của portlandite $\text{Ca(OH)}_2$, làm kéo dài giai đoạn cảm ứng nếu dùng ở liều lượng cao.
4. Tỷ diện Blaine của xi măng được khống chế ở khoảng giá trị nào trong thực nghiệm?
Độ mịn của xi măng Pooclăng chế tạo từ clanhke Bỉm Sơn và thạch cao Long Sơn được kiểm soát qua tỷ diện bề mặt riêng Blaine trong dải từ $3200\text{ cm}^2/\text{g}$ đến $3500 \pm 50\text{ cm}^2/\text{g}$, trong đó các mốc số liệu thực nghiệm được đo đạc chi tiết tại $3300\text{ cm}^2/\text{g}$, $3400\text{ cm}^2/\text{g}$ và $3500\text{ cm}^2/\text{g}$.
5. Những phương pháp hóa lý nào được sử dụng để phân tích sản phẩm thủy hóa trong đồ án?
Đồ án đã kết hợp các phương pháp phân tích thực nghiệm gồm:
- Đo đường cong thay đổi nhiệt độ liên tục trong 24 giờ đầu của hồ xi măng để đánh giá hiệu ứng tỏa nhiệt thủy hóa.
- Xác định tỷ lệ mất khối lượng khi sấy và nung (MKN) ở các dải nhiệt độ để định lượng nước liên kết và mức độ phân hủy của các pha hydrat.
- Quan sát hình thái tinh thể và vi cấu trúc sản phẩm thủy hóa bằng kính hiển vi điện tử quét (SEM).
Kết luận
Đồ án tốt nghiệp của sinh viên Trương Nguyệt Hảo đã khảo sát thực nghiệm toàn diện về ảnh hưởng của phụ gia Triethanolamine (TEA) tới quá trình thủy hóa và cường độ nén của đá xi măng Pooclăng. Kết quả nghiên cứu xác định hàm lượng TEA tối ưu là 3 phần vạn so với khối lượng xi măng, giúp cải thiện rõ rệt cường độ tuổi 1 ngày nhờ thúc đẩy quá trình tạo khoáng ettringit và gel $\text{C-S-H}$. Các dữ liệu thực nghiệm về nhiệt độ thủy hóa, khối lượng mất khi nung và vi cấu trúc SEM cung cấp cơ sở khoa học tin cậy cho việc kiểm soát liều lượng phụ gia alkanolamine trong công nghệ vật liệu silicat.
