CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan về xi măng Poóc lăng Xi măng Poóc lăng, còn gọi là Xi măng poóc lăng thường (OPC), là chất kết dính thủy lực, được chế tạo bằng cách nghiền mịn clanhke xi măng poóc lăng với một lượng thạch cao cần thiết là loại vật liệu được sử dụng phổ biến nhất trên toàn thế giới, nó là thành phần cơ bản của bê tông, vữa, hồ. Thành phần chủ yếu là clanhke poóc lăng chiếm tỉ lệ 95 - 96% và thạch cao chiếm tỉ lệ 4-5%. Xi măng poóc lăng gồm các mác PC30, PC40, PC50, trong đó các trị số 30, 40, 50 là cường độ nén tối thiểu của mẫu vữa chuẩn sau 28 ngày đóng rắn, tính bằng MPa.1: Các chỉ tiêu chất lượng của xi măng Poóc lăng theo TCVN 2692:2009 1.2 Tổng quan về clanhke 1.1 Thành phần hoá của clanhke xi măng poóc lăng [2, 4, 5] Gồm 4 oxit chính:CaO, SiO2, Al2O3, Fe2O3 chiếm khoảng 95 – 97%, ngoài ra còn các oxit khác: R2O, MgO, SO3, TiO2, MnO2, Cr2O3,… chiếm khoảng 3 – 5%. Học viên: Nguyễn Tiến Thuận 13 luan van hay luan van tot nghiep do an to nghiep docx 123docz luan van hay luan van tot nghiep do an to nghiep docx 123docz luan van hay luan van tot nghiep do an to nghiep docx 123docz luan van hay luan van tot nghiep do an to nghiep docx 123docz luan van hay luan van tot nghiep do an to nghiep docx 123docz luan van hay luan van tot nghiep do an to nghiep docx 123docz luan van hay luan van tot nghiep do an to nghiep docx 123docz luan van hay luan van tot nghiep do an to nghiep docx 123docz luan van hay luan van tot nghiep do an to nghiep docx 123docz luan van hay luan van tot nghiep do an to nghiep docx 123docz luan van hay luan van tot nghiep do an to nghiep docx 123docz luan van hay luan van tot nghiep do an to nghiep docx 123docz luan van hay luan van tot nghiep do an to nghiep docx 123docz luan van hay luan van tot nghiep do an to nghiep docx 123docz luan van hay luan van tot nghiep do an to nghiep docx 123docz luan van hay luan van tot nghiep do an to nghiep docx 123docz luan van hay luan van tot nghiep Luận văn Thạc sĩ CBHD: PGS.TS Huỳnh Đăng Chính Thành phần hóa học clanhke xi măng poóc lăng thông thường nằm trong giới hạn.2: Giới hạn hàm lượng thành phần hoá học có trong clanhke [4] CaO SiO2 Al2O3 Fe2O3 MgO R2O SO3 P2O5 62÷69% 17÷26% 4÷10% 0.1÷2% 0÷1% ≤ 1,5% *Oxit canxi (CaO) Nhiệm vụ: tham gia tạo các khoáng chính của xi măng poóc lăng.
Ảnh hưởng: Nếu tăng hàm lượng CaO thì: + Lượng khoáng C3S tăng + Có khả năng tạo ra nhiều CaO tự do (CaO không tạo khoáng) Vì để tạo được nhiều C3S thì nhiệt dộ nung tăng lên, nếu không tăng niệt độ nung thì lượng CaO tự do tăng. *Oxit Silic (SiO2) Nhiệm vụ: tham gia tạo khoáng C2S và C3S. Ảnh hưởng: SiO2 có khả năng tạo khoáng phức lớn chảy lỏng khó, η lớn. C2S, C3S là các khoảng khó nóng chảy nếu thêm SiO2 vào thì tổng khoáng silicat tăng lên to nung tăng.
Tổng khoáng tăng, thực chất là tăng C2S là chủ yếu. Nếu quá nhiều SiO2 thì khoáng C2S sẽ tăng lên, xi măng đóng rắn chậm nhưng đồng thời phát triển cường độ muộn, đảm bảo mác xi măng. Đặc biệt nhiều SiO2 xi măng có độ bền vĩnh cửu cao trong môi trường xâm thực. Học viên: Nguyễn Tiến Thuận 14 luan van hay luan van tot nghiep do an to nghiep docx 123docz luan van hay luan van tot nghiep do an to nghiep docx 123docz luan van hay luan van tot nghiep do an to nghiep docx 123docz luan van hay luan van tot nghiep do an to nghiep docx 123docz luan van hay luan van tot nghiep do an to nghiep docx 123docz luan van hay luan van tot nghiep do an to nghiep docx 123docz luan van hay luan van tot nghiep do an to nghiep docx 123docz luan van hay luan van tot nghiep do an to nghiep docx 123docz luan van hay luan van tot nghiep do an to nghiep docx 123docz luan van hay luan van tot nghiep do an to nghiep docx 123docz luan van hay luan van tot nghiep do an to nghiep docx 123docz luan van hay luan van tot nghiep do an to nghiep docx 123docz luan van hay luan van tot nghiep do an to nghiep docx 123docz luan van hay luan van tot nghiep do an to nghiep docx 123docz luan van hay luan van tot nghiep do an to nghiep docx 123docz luan van hay luan van tot nghiep do an to nghiep docx 123docz luan van hay luan van tot nghiep Luận văn Thạc sĩ CBHD: PGS.TS Huỳnh Đăng Chính *Oxit nhôm (Al2O3) Nhiệm vụ: tham gia tạo khoáng C3A và C4AF là các khoáng nóng chảy, đóng vai trò pha lỏng trong quá trình kết khối.
Xi măng chứa nhiều Al2O3, đóng rắn nhanh, tỏa nhiệt lớn và kém bền trong môi trường sunphat và nước biển, ít dùng trong thi công khối bê tông khối lớn, xây các công trình thủy điện, thủy lợi, cầu cống…. *Oxit sắt (Fe2O3) Fe2O3 là yếu tố gây màu, do đó xi măng trắng là xi măng (coi như) không có Fe2O3 Nhiệm vụ: tham gia tạo khoáng C4AF làm cho xi măng bền trong môi trường xâm thực nước biển và sunphat. *Oxit kiềm (Na2O, K2O ≡ R2O) Kiềm do đất sét đưa vào ở nhiệt độ cao một phần chúng thăng hoa bay theo bụi, một phần chúng tan trong pha lỏng tạo thành thủy tinh hay tham gia vào phản ứng tạo khoáng chứa kiềm của C2S và C3S. Nếu clanhke nhiều kiềm sẽ làm cho xi măng giảm cường độ, không ổn định thể tích gây nên nở mặt khi sản xuất vật liệu trang trí mẫu.
* Oxit manhê (MgO) Hầu như đá vôi bao giờ cũng chứa MgO không khống chế giới hạn dưới. Ảnh hưởng: MgO rất khó khăn phản ứng với nước tạo ra Mg(OH)2 MgO + H2O Mg(OH)2 + ΔV Trong một thời gian dài nếu nó phản ứng tăng thể tích gây ra ứng suất rất nguy hiểm và khó xử lý. Mặc dù CaO tự do cũng phản ứng với nước gây tăng thể tích tạo ứng suất nhưng dễ xử lý và nó có khả năng xử lý sớm. Học viên: Nguyễn Tiến Thuận 15 luan van hay luan van tot nghiep do an to nghiep docx 123docz luan van hay luan van tot nghiep do an to nghiep docx 123docz luan van hay luan van tot nghiep do an to nghiep docx 123docz luan van hay luan van tot nghiep do an to nghiep docx 123docz luan van hay luan van tot nghiep do an to nghiep docx 123docz luan van hay luan van tot nghiep do an to nghiep docx 123docz luan van hay luan van tot nghiep do an to nghiep docx 123docz luan van hay luan van tot nghiep do an to nghiep docx 123docz luan van hay luan van tot nghiep do an to nghiep docx 123docz luan van hay luan van tot nghiep do an to nghiep docx 123docz luan van hay luan van tot nghiep do an to nghiep docx 123docz luan van hay luan van tot nghiep do an to nghiep docx 123docz luan van hay luan van tot nghiep do an to nghiep docx 123docz luan van hay luan van tot nghiep do an to nghiep docx 123docz luan van hay luan van tot nghiep do an to nghiep docx 123docz luan van hay luan van tot nghiep do an to nghiep docx 123docz luan van hay luan van tot nghiep Luận văn Thạc sĩ CBHD: PGS.TS Huỳnh Đăng Chính CaO có trong clanhke hút ẩm tạo ra Ca(OH)2 trước khi tiến hành xây dựng không có ảnh hưởng lớn.
MgO nguy hiểm hơn do MgO phản ứng sau thời gian dài.2 Thành phần khoáng của clanhke xi măng poóc lăng [2,4,9] Clanhke xi măng poóc lăng không phải là sản phẩm đồng nhất, mà là tập hợp của nhiều khoáng khác nhau, bao gồm các khoáng chính sau: Alite, Belite, Celite, Aluminat, hợp chất trung gian, ngoài ra còn một hàm lượng nhỏ các khoáng khác.3: Các khoáng có trong clanhke xi măng poóc lăng Tên khoáng tinh Công thức phân tử Viết tắt Tên khoáng trong khiết clanhke Tricalcium silicat 3CaO.SiO2 C3S Alite Dicalcium silicat 2CaO.SiO2 C2S Belite Tricalcium aluminat 3CaO.Al2O3 C3A Aluminat Alumoferitcalci 3CaO.pAl2O3(1-p)Fe2O3 C4AF Alumoferit * Alite 3CaO.SiO2 (C3S): Alite là hỗn hợp nhiều khoáng, mà khoáng chủ yếu là 3CaO.SiO2 (C3S), ngoài ra trong alite còn chứa khoảng 4% 3CaO. Al2O3 (C3A) và một lượng nhỏ MgO, trong công nghiệp C3S tồn tại trong dung dịch rắn ở dạng 54CaO.Al2O3; chúng tạo thành dung dịch rắn. Cấu trúc mạng lưới tinh thể của alite có thể thay đổi khi Al2O3 được thay thế bằng Fe2O3 và MgO bằng FeO. Alite là khoáng quan trọng nhất trong clanhke xi măng poóc lăng, thường chiếm từ 40 ÷ 60.
Alite là khoáng đóng rắn nhanh và cho cường độ cao, đồng thời khi đóng rắn tỏa nhiệt lớn và ít co thể tích, tuy nhiên lại không bền trong môi trường xâm thực. Học viên: Nguyễn Tiến Thuận 16 luan van hay luan van tot nghiep do an to nghiep docx 123docz luan van hay luan van tot nghiep do an to nghiep docx 123docz luan van hay luan van tot nghiep do an to nghiep docx 123docz luan van hay luan van tot nghiep do an to nghiep docx 123docz luan van hay luan van tot nghiep do an to nghiep docx 123docz luan van hay luan van tot nghiep do an to nghiep docx 123docz luan van hay luan van tot nghiep do an to nghiep docx 123docz luan van hay luan van tot nghiep do an to nghiep docx 123docz luan van hay luan van tot nghiep do an to nghiep docx 123docz luan van hay luan van tot nghiep do an to nghiep docx 123docz luan van hay luan van tot nghiep do an to nghiep docx 123docz luan van hay luan van tot nghiep do an to nghiep docx 123docz luan van hay luan van tot nghiep do an to nghiep docx 123docz luan van hay luan van tot nghiep do an to nghiep docx 123docz luan van hay luan van tot nghiep do an to nghiep docx 123docz luan van hay luan van tot nghiep do an to nghiep docx 123docz luan van hay luan van tot nghiep Luận văn Thạc sĩ CBHD: PGS.TS Huỳnh Đăng Chính Dưới kính hiển vi C3S tinh khiết có dạng tinh thể hình lục giác đều (hình 1.1 A) và cấu trúc dung dịch rắn của alite được thể hiện ở (hình 1.1: Khoáng alite * Belite 2CaO.SiO2 (C2S): Thành phần khoáng chủ yếu là silicat dicanxit: 2CaO. Hàm lượng belite trong clanhke xi măng poóc lăng chiềm từ 15÷35%. Belite tồn tại dưới 5 dạng thù hình: α – C2S, α’L – C2S, α ‘H – C2S, β – C2S, γ – C2S.
Các dạng thù hình khác nhau ở cấu trúc mạng tinh thể do đó khác nhau về tính chất. Trong đó β – C2S là dạng giả ổn định trong clanhke xi măng poóc lăng là dạng khoáng quan trọng của belite.