Đồ án Nghiên cứu ảnh hưởng của bột đá vôi và phụ gia siêu dẻo đến đặc tính cường độ của chất kết dính thạch cao xây dựng

MỞ ĐẦU 3

PHẦN I: TỔNG QUAN VỀ CHẤT KẾT DÍNH THẠCH CAO 5

I. Giới thiệu về thạch cao 5

I.1. Thạch cao thiên nhiên. 5

I.1.1 Sử dụng thạch cao thiên nhiên sản xuất chất kết dính thạch cao. 5

I.1.2. Sử dụng thạch cao thiên nhiên làm phụ gia cho xi măng. 6

I.2. Thạch cao phế thải. 7

I.2.1. Sử dụng thạch cao phôtpho để sản xuất chất kết dính. 8

I.2.2. Sử dụng thạch cao phôtpho làm phụ gia cho ximăng. 9

I.3. Cơ sở khoa học của việc pha trộn phụ gia thạch cao vào xi măng và bê tông. 10

I.3.1. ảnh hưởng của phụ gia thạch cao tới tốc độ hyđrat hoá của xi măng poóc lăng. 11

I.3.2. Anh hưởng của phụ gia thạch cao đến quá trình đông kết rắn chắc của xi măng. 13

II. Tình hình sản xuất và nghiên cứu sử dụng thạch cao trên thế giới. 13

III. Chất kết dính thạch cao xây dựng 16

III.1. Nguyên vật liệu sản xuất 16

III.1.1 Đá thạch cao thiên nhiên 17

III.1.2 Đá anhyđríc thiên nhiên 18

III.1.3 Thạch cao sét 18

III.1.4 Thải phẩm công nhiệp 18

III.2. Phương pháp sản xuất 18

III.3.Đặc tính kỹ thuật 19

III.3.1.Khối lượng riêng và khối lượng thể tích 19

III.3.2.Lượng nước yêu cầu 19

III.3.3.Thời gian đông kết 20

III.3.4.Cường độ. 20

III.3.5.Tính biến dạng 21

III.3.6.Độ bền của CKD thạch cao. 22

IV.Phương pháp nghiên cứu. 23

IV.I. Phương pháp tiêu chuẩn. 23

IV.I.1.Xác định khối lượng riêng của CKD thạch cao. 23

IV.I.2. Khối lượng thể tích của CKD thạch cao. 25

IV.I.3. Xác định độ mịn: 26

IV.I.4.Lượng nước yêu cầu của CKD thạch cao. 26

IV.I.5.Thời gian đông kết của CKD thạch cao. 27

PHẦN II: KHẢO SÁT NGUYÊN VẬT LIỆU DÙNG CHO NGHIÊN CỨU 28

 

doc46 trang | Chia sẻ: maiphuongdc | Ngày: 25/01/2014 | Lượt xem: 2996 | Lượt tải: 13download
Bạn đang xem nội dung tài liệu Đồ án Nghiên cứu ảnh hưởng của bột đá vôi và phụ gia siêu dẻo đến đặc tính cường độ của chất kết dính thạch cao xây dựng, để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
n bề mặt3Cao.Al2O3 làm chậm sự thuỷ hoá của nó và kéo dài thời gian ninh kết của xi măng. + Quá trình thuỷ hoá khoáng C4AF. Pha alumôferit canxi trong xi măng poóc lăng ở dạng C4AF, khi tác dụng với nước xảy ra theo phản ứng. 4CaO.Al2O3.Fe2O3 + 7H2O = 3CaO.Al2O3.6H2O + CaO.Fe2O3.H2O Hyđrô aluminát canxi Hyđrô ferit canxi Hyđrô ferit canxi sẽ nằm lại trong thành phần của gen xi măng, còn hyđrô aluminát canxi sẽ lại tác dụng với thạch cao như phản ứng trên. Các hợp chất hyđrô ferit canxi cũng tạo thành các hợp chất phức với CaSO4.2H2O tương tự như hyđrô aluminát canxi. I.3.2. Anh hưởng của phụ gia thạch cao đến quá trình đông kết rắn chắc của xi măng. Khi nhào trộn phụ gia thạch cao với xi măng poóc lăng, phụ gia thạch cao có thể là thạch cao thiên nhiên hay thạch cao phế thải, trong thành phần của chúng có chứa CaSO4.2H2O có khả năng tác dụng với các khoáng C3A khi có mặt nước tạo thành ettringite tạo nên lớp màng bao bọc trên bề mặt của C3A, do đó sẽ làm hạn chế quá trình phản ứng tiếp theo của C3A với nước do đó sẽ hạn chế tốc độ đông kết của xi măng poóc lăng. 3CaO.Al2O3 + 3CaSO4.2H2O + 25H2O = 3CaO.Al2O3.3CaSO4.31H2O. (Ettringite ) Khi hàm lượng của thạch cao ngoài khoảng 3%-5% đều có ảnh hưởng không tốt tới quá trình đông kết rắn chắc của xi măng. II. Tình hình sản xuất và nghiên cứu sử dụng thạch cao trên thế giới. Thạch cao là một loại vật liệu có nhiều trong tự nhiên ở Liên Xô (cũ), Mỹ, Canađa, Anh, Pháp, Ba lan,... và cũng được khai thác và sử dụng từ những năm 30 của thế kỷ XX trong nhiều lĩnh vực khác nhau, đặc biệt được sử dụng với số lượng lớn trong ngành xây dựng để chế các chất kết dính, làm vữa xây dựng, các sản phẩm, chi tiết trong kết cấu xây dựng.... Trong công nghiệp xi măng, thạch cao làm phụ gia cho clanhke để làm chậm thời gian đông kết của xi măng hoặc làm phụ gia cho xi măng xỉ để nâng cao độ bền của nó. Trong nông nghiệp, thạch cao để bón ruộng ở dạng sản phẩm tự nhiên đã nghiền nhỏ và anhydrite. Trong công nghiệp hoá chất, thạch cao được sử dụng để để sản xuất lưu huỳnh S, sunfat amôni (NH4)2SO4... Ngoài nguồn thạch cao tự nhiên, còn có nguồn thạch cao phế thải của sản xuất axit phôtphoric, DAP,... trong ngành hoá chất. Mỗi nước tuỳ theo tình hình tài nguyên thạch cao của mình, có những hướng nghiên cứu, ứng dụng và phát triển riêng để sản xuất các sản phẩm từ thạch cao. Nhưng nhìn chung chất kết dính được dùng đặc biệt rộng rãi trong ngành xây dựng do những tính chất tốt của chúng và chủ yếu cũng là do hiệu quả kinh tế của chúng mang lại. Các sản phẩm và kết cấu xây dựng được chế tạo trên cơ sở các chất kết dính thạch cao có nhiều tính chất có giá trị như là tính dẫn nhiệt thấp, tính chất âm học tốt, chịu lửa, không bị mục nát, đóng đinh được. Ngoài ra, chúng ổn định hơn đối với tác động của một số axit và kiềm. Công nghệ chế tạo hiện đại các chất kết dính và sản phẩm thạch cao là một trong những công nghệ có năng suất cao nhất trong ngành xây dựng, nó khác thường ở chỗ cực kỳ đơn giản và về bản chất nó được quy định về việc tạo hình các sản phẩm bằng khuôn dễ tháo, trong nhiều trường hợp không cần xử lý nhiệt. Việc sử dụng các chất kết dính thạch cao trong xây dựng tiết kiệm được rất nhiều kim loại, xi măng và gỗ mà không làm giảm tuổi thọ của nhà. Khối lượng của tường làm bằng bê tông thạch cao giảm 3 lần so với tường gạch, điều đó không chỉ làm giảm giá thành của tường mà của móng nữa. Do khối lượng của các sản phẩm bê tông thạch cao nhỏ, nên đã giảm được chi phí vận chuyển. Tuy vậy, bên cạnh những đặc tính tốt, các sản phẩm từ thạch cao còn có những nhược điểm như độ chịu nước kém dẫn đến giảm đáng kể độ bền (đến 34 – 45 % độ bền ở trạng thái khô), độ lão hoá cao và kém chịu nước biển. Do đó, trong giai đoạn đầu nghiên cứu, chế tạo những sản phẩm đi từ thạch cao (trước những năm 50), các chất kết dính thạch cao chỉ được dùng chủ yếu để tạo các sản phẩm dùng làm kết cấu bên trong nhà với độ ẩm tương đối của không khí cao hơn 60%, rất hiếm khi dùng trong các kết cấu lộ thiên và không được dùng trong các kết cấu chịu lực. Trong những năm 50, lần đầu tiên trong thực tế, thế giới đã có chất kết dính thạch cao chịu nước (xi măng thạch cao puzơlan), nó cho phép mở rộng đáng kể lĩnh vực ứng dụng các sản phẩm từ chất kết dính thạch cao để làm các kết cấu bên trong nhà có độ ẩm tương đối của không khí cao hơn 60%, cũng như trong các kết cấu lộ thiên, trong số đó, có cả chất kết cấu chịu lực. Đến nay, vấn đề chịu nước, chịu lực...Tuy đã có nhiều công trình cho kết quả tốt, nhưng vẫn còn rất nhiều vấn đề cần tiếp tục nghiên cứu và phát triển. Cũng đã có những nghiên cứu dùng các phụ gia hoá học khác nhau (Chất hoạt tính bề mặt nhất là phụ gia siêu dẻo, chất hoá rắn, chất tẩm, ...) để điều chỉnh tính chất của các vật liệu đi từ thạch cao. Việc sử dụng các chất kết dính thạch cao trong xây dựng ngày càng rộng rãi đã tạo điều kiện và vạch ra những xu hướng chế tạo chúng không chỉ từ nguyên liệu thiên nhiên mà còn từ phế liệu của các ngành công nghiệp khác như công nghiệp sản xuất gôm sứ, công nghiệp hoá chất... Các chất kết dính thạch cao này không chỉ được sử dụng để chế tạo các sản phẩm thạch cao dùng trong xây dựng mà còn sử dụng chúng như một loại phụ gia để điều chỉnh tính chất của xi măng. Trên thế giới, bã thải thạch cao phôtpho trong sản xuất axit phôtphoric, phân DAP... ngày một tăng gây ô nhiễm môi trường lớn. Do vậy việc xử lý thạch cao phôtpho là rất cần thiết đối với những nước có ngành công nghiệp sản xuất axit phôtphoric có quy mô lớn như Liên Xô(cũ), Mỹ... Liên Xô đã có nhiều công trình nghiên cứu khả năng sử dụng thạch cao phôtpho để làm chất khoáng hoá trong quá trình nung clanhke, thu hồi SO2 để sản xuất axit sunfuric, sản xuất sunfat amôn...Đặc biệt là các công trình nghiên cứu sử dụng thạch cao phôtpho làm chất kết dính trong xây dựng từ những năm 60. Năm 1980, Ахмедов М.А., Атакузиев Т.А. đã công bố công trình nghiên cứu và ứng dụng thạch cao phôtpho trong sản xuất vật liệu xây dựng. Иваницкий В.В. và cộng sự đã gnhiên cứu thành công chế tạo đá nhân tạo từ thạch cao phôtpho. Các công trình nghiên cứu đã được ứng dụng như: +Chất kết dính chịu nước được sản xuất thử ở nhà máy ХОРОШЕВ ЖБИ. +Viện ВНИИСТРОМ và ИОНХ đã đưa ra công nghệ và dây chuyền sản xuất chất kết dính độ bền cao có công suất 360.000 T/năm tại nhà máy hoá chất УВАРОВ. +Viện nghiên cứu Florida đã nghiên cứu sử dụng thạch cao phôtpho để: Sản xuất nhựa rải đường asphal chứa 20% thạch cao phôtpho, là vật liệu làm đường xa lộ, dùng làm phụ gia sản xuất kính, men cho đồ gốm sứ. III. Chất kết dính thạch cao xây dựng III.1. Nguyên vật liệu sản xuất Chất kết dính thạch cao được sản suất chủ yếu từ loại đá thạch cao thiên nhiên dạng CaSO4.2H2O và CaSO4 , thạch cao sét và thải phẩm công nghiệp như thạch cao phốt phát hay thạch cao boric. III.1.1 Đá thạch cao thiên nhiên Thạch cao thiên nhiên dạng CaSO4.2H2O, là loại đá trầm tích ở dạng kết tinh, tinh thể dạng bản hay dạng sợi màu trắng có chỉ số khúc xạ ánh sáng NG=1,5305, Np=1,5207. Đá thạch cao có lẫn tạp chất thường có màu xám, màu đỏ hay nâu. Tuỳ thuộc vào hàm lượng tạp chất mà người ta phân nguyên liệu thạch cao làm hai loại. Thạch cao loại tốt khi hàm lượng tạp chất từ 2-5%, và loại thường với lượng tạp chất từ 10-15%. Đá thạch cao thiên nhiên có khối lượng thể tích bằng (1200-1400)kg/m3. Khối lượng riêng bằng (2,2-2,4)g/cm3. Độ cứng bằng 1,5-2 (theo thang Morh). Độ ẩm bằng 3-5%. Thành phần hoá học của thạch cao : CaO=32,56%, SO3=46,51%, H2O=20,93%. Nhiệt dung ở 22oC=0,245(Kcal/kg.độ). Độ hoà tan của CaSO4.2H2O trong nước phụ thuộc vào nhiệt độ của môi trường nước. Tại nhiệt độ 0oC, độ hoà tan của CaSO4.2H2O trong nước là 0,17%, ở nhiệt độ 18oC là 0,2%, ở nhiệt độ 40oC là 0,21%, ở nhiệt độ 100oC là 0,17% ( tính theo CaSO4 ) Mạng lưới cấu trúc tinh thể của thạch cao bao gồm 4 hay 8 phân tử CaSO4.2H2O. Các nguyên tử canxi và nhóm SO42- được sắp xếp thành từng lớp, các lớp được phân chia là do cá phân tử nước chiếm vị trí xác định trong mạng lưới tinh thể của thạch cao. Do vậy khi bị mất nước, mạng lưới tinh thể thạch cao vẫn không bị phá hoại. Mặt khác do sự phân bố các phân tử nước giữa các lớp Ca2+ và SO42- nên nước dễ bị tách ra khỏi mạng lưới tinh thể thạch cao. Theo hàm lượng CaSO4.2H2O trong đá thạch cao người ta chia nguyên liệu đá thạch cao ra lam các loại sau: Loại 1: khi hàm lượng CaSO4.2H2O >90% Loại 1: khi hàm lượng CaSO4.2H2O >75% Loại 1: khi hàm lượng CaSO4.2H2O >65% III.1.2 Đá anhyđríc thiên nhiên Đá anhyđríc thiên nhiên (CaSO4) là loại đá trầm tích thường ở bên dưới các lớp thạch cao thiên nhiên. Do tác dụng thẩm thấu của nước, anhyđríc bị hydrát hóa chậm, lâu ngày tạo nên đá thạch cao. Tại các mỏ thạch cao khi khai thác thường gặp hỗn hợp nguyên liệu gồm (5-10)% anhyđríc và (90-95)% là đá thạch cao. Đá anhyđríc thường cứng hơn đá thạch cao. Khối lượng riêng của đá anhyđríc bằng (2,9-3,1)g/cm3, màu trắng, khi có lẫn tạp chất tạo thành các màu khác nhau. Thành phần hoá học của anhyđríc là: CaO=41,18%, SO3=58,82%. III.1.3 Thạch cao sét Thạch cao sét là loại đá thạch cao có chứa các hỗn hợp sét pha cát hay sét lẫn vôi. Thành phần hoá của loại nguyên liệu này không đồng nhất phụ thuộc vào từng mỏ và tùng vùng trong mỏ khai thác. Thông thường hàm lượng CaSO4.2H2O trong thạch cao sét khoảng (30-60)%. III.1.4 Thải phẩm công nhiệp Thải phẩm trong công nhiệp sản suất axít phốtphoríc hay superphốtphát là loại thạch cao phốtpho. Trong công nhiệp sản xuất axít boríc ta có loại thạch cao boríc. Các loại thải phẩm này chứa nhiều tạp chất vì vậy cần sử dụng các biện pháp để loại bỏ tạp chất. III.2. Phương pháp sản xuất Công nghệ sản xuất CKD thạch cao bao gồm 3 công đoạn chính là: nung, đập và nghiền mịn hiện nay người ta thường sử dụng 3 phương pháp công nghệ để sản xuất thạch cao xây dựng là: + Sấy sơ bộ và nghiền nguyên liệu thạch cao thành bột mịn sau đó thực hiện quá trình đề hyđrat hoá thạch cao. Phương pháp này tiêu hao nhiên liệu khoảng (40-45) kg than và điện năng (25-30) Kwh để chế tạo 1 tấn sản phẩm thạch cao. + Sử dụng thiết bị sấy nghiền nung đồng thời. Phương pháp này tiêu hao nhiên liệu khoảng (40-50) kg than và điện năng (30-35) Kwh để chế tạo 1 tấn sản phẩm thạch cao. + Nung nguyên liệu đá thạch cao ở dạng cục sau đó nghiền mịn. Phương pháp này tiêu hao nhiên liệu khoảng (40-45) kg than và điện năng (20-25) Kwh để chế tạo 1 tấn sản phẩm thạch cao. Dây chuyền công nghệ sản xuất thạch cao xây dựng theo phương pháp này dễ dàng tự động hoá được toàn bộ quá trình sản xuất. III.3.Đặc tính kỹ thuật III.3.1.Khối lượng riêng và khối lượng thể tích Khối lượng riêng và khối lượng thể tích của chất kết dính thạch cao phụ thuộc vao nguyên liệu, điều kiện sản xuất và vào dạng chất kết dính. Khối lượng riêng của chất kết dính thạch cao dao động trong khoảng 2,6-2,75(g/cm3), khối lượng thể tích dạng tơi xốp là 800-1100)kg/m3). III.3.2.Lượng nước yêu cầu Lượng nước yêu cầu để hỗn hợp thạch cao đạt được độ deo tiêu chuẩn với thạch cao xây dựng là 50-70%, với thạch cao kỹ thuật là 30-40% tính theo khối lượng. Lượng nước yêu cầu của chất kết dính thạch cao tăng lên sẽ làm giảm cường độ của sản phẩm do có lượng nước thừa nhiều sẽ để lại nhiều lỗ rỗngtrong sản phẩm. Để giảm lượng nước yêu cầu và tăng cường độ cho sản phẩm người ta sủ dụng các loại phụ gia tăng dẻo khi nhào trộn thạch cao với nước. Khi hàm lượng phụ gia tăng dẻo từ 0,1-0,3% sẽ giảm lượng nước được 10-15% lượng nước yêu cầu và tăng cường độ sản phẩm. III.3.3.Thời gian đông kết Thạch cao xây dựng và thạch cao kỹ thuật thuộc loại chất kết dính đông kết rắn chắc nhanh. Thời gian đông kết của chất kết dinh thạch cao phụ thuộc vào nguyên liệu, điều kiện công nghệ sản xuất, thời gian bảo quản chất kết dính, vào lượng nước nhào trộn, vào nhiệt độ môi trường, điều kiện nhào trộn và hàm lượng các chất phụ gia. Nâng cao nhiệt độ thuỷ hoá của vữa thạch cao đến 40oC-450C sẽ làm tăng nhanh thời gian đông kết và làm tăng cường độ, ở nhiệt độ cao hơn thời gian đông kết và cường độ sẽ giảm vì khi nhiệt độ môi trường cao , đỗ hoà tan của thach cao 2 phân tử nước sẽ lớn hơn độ hoà tan của thạch cao 0,5 phân tử nước nên quá trình thuỷ hoá của thạch cao 0,5 phân tử nước ko thực hiên được, vữa thạch cao không có quá trình đông kết đóng rắn.Thời gian đông kết của vữa thạch cao giảm nếu đưa vào các cốt liệu như cát, xỉ, mùn cưa....Để điều chỉnh thời gian đông kết của chất kết dính thạch cao ngưòi ta thường sử dụng phụ gia như phụ gia điện phân mạnh, phu gia hoạt tính bề mặt,phu gia hôn hợp. III.3.4.Cường độ. Các chất kết dính thạch cao có cường độ cơ học khác nhau phụ thuộc vào nhiều yếu tố.Thời gian bảo quản anh hưởng đến cường độ thạch cao, cường độ tăng trong thời gian từ 2 đến 4 tuần đâu vì thời gian này thạch cao hút ẩm trong không khí và thuỷ hoá trên bề mặt tạo màng mỏng CaSO4.2H2O bao bọc quanh hạt thạch cao nên lượng nước yêu cầu thấp, thời gian đông kết đóng rắn chậm.Tuy nhiên nếu kéo dài thời gian bảo quản lượng thạch cao bị thuỷ hoá nhiều , màng thạch cao 2 phân tủ nước quá dày nên cần nhiều nước, thời gian đông kết rắn rất chậm vào kém dẻo do đó cường độ thạch cao giảm đáng kể, hiện tượng này gọi là hiên tuợng bão hoà của thạch cao. Cường độ của chất kết dính thạch cao còn phụ thuộc vào lượng nước nhào trộn.Lượng nước nhào trộn tăng thì cường độ sẽ giảm,khi lượng nước nhào trộn giảm từ 70% xuống còn 40% thì cường độ của mẫu thạch cao sẽ tăng lên từ 2,5-3 lần . Tăng độ nèn chặt khi tao hình cung có tác dụng tăng cường độ sản phẩm đặc biệt cường độ cường độ của sản phẩm thạch cao đã rắn chắc phụ thuộc nhiều vào độ ẩm, trong môi trường không khí sản phẩm thạch cao hút ẩm làm suy giảm cường độ.Trong không khí có độ ẩm 60% đến 100% thạch cao hút ẩm làm cường độ suy giảm còn 60%-70% cường độ sản phẩm ở trạng thái khô. Sản phẩm thạch cao có tỉ lệ nước nhào chộn càng ít thì sự suy giảm cường độ cho độ ẩm càng nhỏ. Khả năng chịu nước của sản phẩm thạch cao được đánh giá qua hệ số mềm là tỉ lệ cường độ của mẫu bão hoà nước trên cường độ của mẫu khô ở trạng thái sấy đến khối lượng không đổi .Hệ số mềm của thạch cao nằm trong khoảngt từ 0,3 đến 0,45 phụ thuộc vào tính chất của thạch cao và độ đặc chắc của sản phẩm. Với phương thức tạo hình cứng lượng nước nhào chộn ít thì hệ số mềm của thạch cao có thể đạt tới 0,4 -0,5. Cường độ của thạch cao cũng bị giảm khi nhào trộn với cốt liệu. Với cốt liệu hữu cơ cường độ giảm nhiều hơn cốt liệu vô cơ. III.3.5.Tính biến dạng Trong quá trình đông kết rắn chắc thạch cao nở thể tích khoảng 0,5% đến 1%. Khi sản xuất thạch cao theo phương pháp đúc rót sự nở thể tích có tác dụng lấp đầy khuôn mẫu , đảm bảo độ chính sác và hình dáng cho sản phẩm. Độ nở của thạch cao xây dựng phụ thuộc vào hàm lượng anhyđríc hoà tan có lẫn trong sản phẩm thạch cao vì khi đông kết rắn chắc anhyđríc hoà tan nở thể tích 0,7% - 0,8% trong khi đó của CaSO4.0,5H2O là 0,15%-0,5%. Thạch cao kĩ thuật có độ nở thể tích là 0,2% .Để giảm độ nở thể tích thì khi nghiền thạch cao người ta cho 1% CaCO3 vào, đông thời khi giảm lượng nước nhào trộn và sử dụng phụ gia làm chậm thời gian đông kết thì độ nở của thạch cao cung giảm. Thạch cao sau khi rắn chắc sẽ co thể tích gây nên các ứng suất làm nứt nẻ sản phẩm. Để giảm độ co của thạch cao người ta thưòng trộn thạch cao với các sợi khoáng, sợi thuỷ tinh,....Sản phẩm thạch cao đã đóng rắn có khả năng xuất hiện biến dạng dẻo dưới tải trọng, biến dạng dẻo mất dần theo thời gian. III.3.6.Độ bền của CKD thạch cao. Chất kết dính thạch cao bền trong môi trường không khí. Khi chịu tác dụng của môi trường nước đặc biệt ở nhiệt độ thấp hoặc hơi nước bão hoà thì cường độ của chúng bị giảm nhanh và bị phá hoại.Tính bền của thạch cao tăng khi tăng độ đặc chắc và sử dụng các loại phụ gia tổng hợp kị nước,Sản phẩm thạch cao có khả năng chịu được nhiệt độ cao trong khoảng thời gian từ 6-8 giờ. Ngoài việc sử dụng thạch cao thiên nhiên để sản xuất chất kết dính ta còn sự dụng thạch cao phốtpho làm nguyên liệu để sản xuất chất kết dính thạch cao.Khi sản xuất chất kết dính thạch cao phải nung thạch cao phốt pho ở nhiệt độ từ 1300C-1700C.Khi nung ở nhiệt độ 1360C hàm lượng nước hydrát trong thạch cao phốtpho là 7,8%-8,4% , khi nung ở nhiệt độ > 1360C thì hàm lượng nước hydrát còn lại là 3,4%-3,6% và ở 2000C thì lượng nước hydrát chỉ còn <2%.Lượng nước hydrát hợp lí trong chất kết dính thạch cao là 6%. Tính chất của chất kết dính thạch cao phụ thuộc vào thời gian nung và nhiệt độ nung. Khi nung ở nhiệt độ 150oC-160oC thì cường độ của chất kết dính thạch cao là lớn nhất. Khi tăng thời gian nung thì cường độ của chất kết dính giảm. Thời gian nung hợp lý từ 100-120 phút. Tuy nhiên thời gian nung còn ohụ thuộc vào kích thước của tinh thể thạch cao sử dụng. Khi tinh thể thạch cao càng nhỏ thì thời gian nung càn giảm. IV.Phương pháp nghiên cứu. Trong nghiên cứu này, các phương pháp tiêu chuẩn và phi tiêu chuẩn đã được sử dụng để xác định các tính chất của nguyên liệu, ảnh hưởng của các phụ gia đến các tính chất cơ lý của thạch cao. IV.I. Phương pháp tiêu chuẩn. Dựa trên tiêu chuẩn Việt Nam và tiêu chuẩn của nước ngoài để xác định một số tính chất của thạch cao xây dụng. IV.I.1.Xác định khối lượng riêng của CKD thạch cao. Tiêu chuẩn đánh giá: TCVN4030 – 1985. a. Khái niệm : Khối lượng riêng là khối lượng của một đơn vị thể tích vật liệu ở trạng thái đặc hoàn toàn. Khối lượng riêng được xác định bằng cân. Thể tích đặc được xác định bằng phương pháp chất long rời chỗ, thực hiện với các mảnh mẫu không có chứa các lỗ rỗng kín. b. Phương pháp thí nghiệm : Để xác định khối lượng riêng của vật liệu xây dựng (VLXD), trừ một vài trường hợp đặc biệt có phương pháp thí nghiệm riêng, đa số cấc VLXD đều có phương pháp thí nghiệm giống nhau mặ dù chúng đều có số mã tiêu chuẩn TCVN riêng cho mỗi loại vật liệu. Đối với thạch cao thí nghiệm theo TCVN 4030-1985. c. Trình tự thi nghiệm : Sấy vật liệu ở 650-700 C đến khối lượng không đổi. Để nguội rồi dùng sàng 0,15mm để sàng, lấy khối lượng bột lọt qua sàng cho vào giữ trong bình chống ẩm . Lấy 50g mẫu bột cho vào cốc mỏ sạch và khô. Cân cả cốc và bột trong cốc, chính xác đến 0,1 g, được giá trị m1. Đong chất lỏng vào bình đo khối lượng riêng, đến vạch 0. Dùng giấy thấm và thuỷ tinh lau kĩ cho sạch và khô cổ bình. Kiểm tra lại mực chất lỏng. Dùng đũa thuỷ tinh gạt thật chậm bột mẫu thử trong cốc mỏ vào bình khối lượng. Không được làm rơi vãi bột ra ngoài. Quan sát liên tục để bột không bị tắc trên cổ bình. Khi mực nứơc chất lỏng dâng lên vượt quá vạch 20 trên cổ bình thì dừng lại. Cân cốc và bột còn lại trong cốc được m2. Chính xác đến 0,1 g. Chờ cho bột trong bình lắng xuống, đọc mực chất lỏng trong bình khối lượng được V . d. Dụng cụ thiết bị. + Tủ sấy. + Cân kỹ thuật. + Bình khối lượng riêng. + Cốc mỏ và đũa thuỷ tinh. e. Công thức xác định. Khối lượng riêng của CKD thạch cao được xác định bằng công thức: Trong đó: g: là khối lượng CKD thạch cao dùng để thử (g). V: là thể tích chất lỏng thay thế thể tích CKD thạch cao (cm3). IV.I.2. Khối lượng thể tích của CKD thạch cao. Tiêu chuẩn đánh giá: TCVN4030 – 1985. a. Khái niệm : khối lượng thể tích của VLXD là khối lượng của một đơn vị thể tích vật liệu ở trạng thái tự nhiên.Khối lượng thể tích tiêu chuẩn của VLXD là khối lượng thể tích xác định khi vật liệu có độ ẩm tiêu chuẩn.Trong điêu kiện tiêu chuẩn , vật liệu có độ ẩm bằng 0%. Khối lượng mẫu được xác định bằng cách cân, thể tích mẫu xác định bằng nhiều cách tuỳ thuộc vào hình dáng và trạng thái của mẫu thử. b. Phương pháp thí nghiệm: Sấy khô thạch cao ở nhiệt độ 650C-700C trong hai giờ rồi để nguội đến nhiệt độ phòng thí nghịêm. Đặt ống đong đã sấy khô và cân (khối lượng G1) dưới phễu; miệng ống cách đuôi phễu 100mm. Đổ thạch cao vào phễu. Mở lắp đáy phễu cho thạch cao rơi xuống ống đong đầy có ngọn. Dùng thước là gạt thạch cao ngang bằng miệng ống, từ giữa ra 2 bên. Cân ông đong có chứa thạch cao G2. c. Dụng cụ thiết bị. + Tủ sấy. + ống đong. + Phễu. + Thước lá. d. Công thức xác định. Khối lượng thể tích của CKD thạch cao được xác định theo công thức: IV.I.3. Xác định độ mịn: Thí nghiệm theo TCVN 4030-1985 Các bước thí nghiệm: Sấy khô vật liệu ở nhiệt độ 650C-700C, đến khối lượng không đổi. Cân khoảng 50g vật liệu, chính xác tới 0,1g được m1 gam. Đem qua sàng N0,0075 đến khi lượng xót trên sàng không lọt sàng nữa, ta cân lượng xót còn lại trên sàng ( chính xác tới 0,1 g) được m2 gam. Lượng xót trên sàng được tính theo công thức Ai = IV.I.4.Lượng nước yêu cầu của CKD thạch cao. Tiêu chuẩn đánh giá: Dùng tiêu chuẩn của Nga a.Lượng nước tiêu chuẩn của CKD thạch cao biểu thị bằng tỷ lệ % của nước so với khối lượng thạch cao. Lượng nước này càng lớn thì cường độ của đá thạch cao càng lớn. b. Dụng cụ thí nghiệm. +Dụng cụ Xuttard gồm 1 ống làm bằng đồng có đường kính trong 5cm, cao 10cm và một tấm kính vuông có cạnh 20cm. +Một tấm kính có vẽ các đường tròn đồng tâm có đường kính 6cm-20cm. c. Cách tiến hành. Cân 300g thạch cao, cho thạch cao vào nước và trộn nhanh trong 30 giây cho đến khi hỗn hợp đồng đều rồi để yên trong 1 phút. Sau đó trộn mạnh hai cái rồi đổ nhanh vào ống trụ đặt trên tấm kính và dùng thước thép gạt bằng mặt, tất cả các động tác đó làm không quá 30 giây. Rút ống hình trụ lên theo phương đứng rồi đo đường kính đáy nón cụt, nếu bằng 12cm là được còn lớn hơn hay nhỏ hơn 12cm phải trộn lại. IV.I.5.Thời gian đông kết của CKD thạch cao. Tiêu chuẩn đánh giá: TCVN4030 – 1985 phù hợp với ISO 9597 – 198 a. Dụng cụ thí nghiệm. + Dụng cụ Vica bao gồm: kim to có đường kính: 10mm0.05mm. Khới lượng toàn phần của phần chuyển động là: 300g1g + Khâu Vica để chứa hồ có dạng hình nón cụt, đường kính đáy trên là: 70mm5mm và đáy dưới là: 80mm5mm + Tấm đế bằng thuỷ tinh phẳng có kích thước lớn hơn vành khâu và dày ít nhất 2.5mm. + Cân kỹ thuật. + ống đong có vạch chia và buret. +Chảo có chỏm hình cầu, bay tiêu chuẩn, thước thép, đồng hồ bấm giây. b. Trình tự tiến hành thí nghiệm +Dùng lượng nước tiêu chuẩn đã xác định ở trên trộn với thạch cao để xác định thời gian đông kết +Đặt khâu chứa mẫu thử vào dụng cụ vika, hạ kim nhỏ xuống sát mặt thạch cao rồi vít lại. Lúc đàu khi thạch cao còn ở trạng thái dẻo thì phải đỡ kim để kim khỏi rơi mạnh xuống đáy khâu làm cong kim, khi thạch cao bắt đầu quánh đặc thì cho kim rơi xuống hồ thạch cao một lần. Khi thử phải di chuyển vành khâu để kim rơi vào hồ lần sao không trùng vào lỗ đã rơi lần trước. Sau mỗi lần rơi thì kim phải được lau sạch và đặt ở nơi không có gió và không bị va chạm. +Thời gian bắt đầu đông kết là thời gian tính từ lúc đổ nước đến lúc rơi kim xuống hồ thạch cao còn cách đáy khâu 1mm-2mm. Thời gian kết thúc đông kết là thời gian tính từ lúc đổ nước đến lúc rơi kim xuống mặ hồ thạch cao không sâu quá 1mm-2mm. Phần ii: khảo sát nguyên vật liệu dùng cho nghiên cứu I. Các dạng nguyên liệu sử dụng I.1. Thạch cao thiên nhiên. Thạch cao thiên nhiên được sử dụng là loại đá thạch cao ở dạng CaSO4.2H2O sẽ được gia công ở điều kiện phòng thí nghiệm thành dạng CaSO4.0,5H2O với độ mịn yêu cầu. I.2. Bột đá vôi. Bột đá vôi sử dụng là loại bột đã được gia công đến độ mịn yêu cầu. Bột đá vôi dạng thô và bột đá vôi đã được nghiền lại I.3. Phụ gia siêu dẻo. Phụ gia siêu dẻo được sử dụng là loại phụ gia Sikamen NN . Mô tả : Là loại phụ gia Sikamen NN ở dạng lỏng, có hoạt tính cao, có tác dụng như một chất siêu dẻo để sản xuất bê tông chảy và giảm lượng nước. Ưu điểm : Tăng rõ tính thi công, tăng khả năng thi công cho cấu kiện mỏng với cốt thép dày, giảm thời gian đầm, giảm rõ rệt rủi ro phân tầng, tuỳ liều lượng sử dụng có thể giảm 30% lượng nước, cường độ tăng. Tỷ trọng (1,18-1,2) kg/l. Trị số PH (7-8,5) II. Chế tạo chất kết dính thạch cao xây dựng trong phòng thi nghiệm. Chế tạo chất kết dính thạch cao xây dựng trong phòng thí nghiệm theo hai cách - Cách thứ nhất : Thạch cao thiên nhiên được sử dụng ở dạng cục có kích thước lớn. Trước khi gia công ta làm sạch bụi bản bám ở bên ngoài. Sau đó dùng búa dể dập thô đá thạch cao xuống kích thước từ 10-20mm. Sau đó đá thạch cao được đưa đi sấy khô đến khối lượng không đổi ở nhiệt độ 65oC-70oC. Tiếp theo được gia công nhiệt ở nhiệt độ 150oC-160oC trong 2 giờ. Để thạch cao nguội đến nhiệt độ phòng sau đó dùng búa đập nhỏ đến kích thước lọt qua sàng 1,25mm. Tiếp theo chúng được nghiền mịn trong máy nghiên bi ở thời gian 10 phút để đạt độ min yêu cầu. - Cách thứ hai : Thạch cao thiên nhiên được sử dụng ở dạng cục có kích thước lớn. Trước khi gia công ta làm sạch bụi bản bám ở bên ngoài. Sau đó dùng búa dể dập thô đá thạch cao xuống kích thước lọt qua sàng 1,25mm. Sau đó đá thạch cao được đưa đi sấy khô đến khối lượng không đổi ở nhiệt độ 65oC-70oC. Để thạch cao nguội đến nhiệt độ phòng sau đó chúng được nghiền mịn trong máy nghiên bi ở thời gian 10 phút để đạt độ min yêu cầu. Tiếp theo chúng được gia công nhiệt ở nhiệt độ 150oC-160oC trong 2 giờ. Sau khi gia công thạch cao cần bảo quản trong túi nilong để thạch cao kh

Các file đính kèm theo tài liệu này:

  • docV1028.DOC