Đồ án Nghiên cứu sử dụng Diatomite Phú Yên làm phụ gia cho sản xuất xi măng và bê tông nhẹ

Nội dung text: Đồ án Nghiên cứu sử dụng Diatomite Phú Yên làm phụ gia cho sản xuất xi măng và bê tông nhẹ

1. TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÀ RỊA-VŨNG TÀU VIỆN KỸ THUẬT – KINH TẾ BIỂN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Đề tài: Nghiên Cứu Sử Dụng Diatomite Phú Yên Làm Phụ Gia Cho Sản Xuất Xi Măng Và Bê Tông Nhẹ Trình độ đào tạo : Đại học Ngành : Công nghệ kỹ thuật hóa học Chuyên ngành : Công nghệ hóa dầu Giảng viên hướng dẫn : Th.S Nguyễn Quang Thái Sinh viên thực hiện : Trương Minh Thông MSSV : 13030452 LỚP : DH13HD Bà Rịa-Vũng Tàu, tháng 6 năm 2017
2. Đồ án tốt nghiệp Niên khóa 2013-2017 TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÀ RỊA-VŨNG TÀU VIỆN KỸ THUẬT – KINH TẾ BIỂN PHIẾU GIAO ĐỀ TÀI ĐỒ ÁN/ KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP (Đính kèm Quy định về việc tổ chức, quản lý các hình thức tốt nghiệp ĐH, CĐ ban hành kèm theo QĐ số 585/QĐ-ĐHBRVT ngày 16/7/2013 của Hiệu trưởng Trường ĐH BR-VT) Họ và tên sinh viên: TRƯƠNG MINH THÔNG Ngày sinh 16/04/1995 MSSV : 13030452 - Lớp: DH13HD Địa chỉ : 18 Ấp Thời Bình A2 – X. Thới Thạnh-H. Thới Lai - Tp.Cần Thơ E-mail : minhthong1604@gmail.com Trình độ đào tạo : Đại Học Hệ đào tạo : Đại Học Chính Quy Ngành : Công Nghệ Kỹ Thuật Hóa Học Chuyên ngành : Công Nghệ Hóa Dầu 1. Tên đề tài: Nghiên Cứu Sử Dụng Diatomite Phú Yên Làm Phụ Gia Sản Xuất Xi Măng Và Bê Tông Nhẹ 2. Giảng viên hướng dẫn: Th.S Nguyễn Quang Thái 3.Ngày giao đề tài: 6/02/2017 4. Ngày hoàn thành đồ án/ khoá luận tốt nghiệp: 30/06/2017 Bà Rịa-Vũng Tàu, ngày 5 tháng 7 năm 2017 GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN SINH VIÊN THỰC HIỆN (Ký và ghi rõ họ tên) (Ký và ghi rõ họ tên) GIẢNG VIÊN PHẢN BIỆN TRƯỞNG NGÀNH (Ký và ghi rõ họ tên) (Ký và ghi rõ họ tên) TRƯỞNG VIỆN (Ký và ghi rõ họ tên) GVHD: Th.S Nguyễn Quang Thái SVTH: Trương Minh Thông
3. Đồ án tốt nghiệp Niên khóa 2013-2017 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan số liệu và kết quả nghiên cứu trong đồ án này là trung thực và chưa hề được sử dụng để bảo vệ một học vị nào. Mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận văn này đã được cảm ơn và các thông tin trích dẫn trong đồ án đã được chỉ rõ nguồn gốc rõ ràng và được phép công bố. Vùng tàu, ngày 30 tháng 06 năm 2017 Sinh viên thực hiện Trương Minh Thông GVHD: Th.S Nguyễn Quang Thái SVTH: Trương Minh Thông
4. Đồ án tốt nghiệp Niên khóa 2013-2017 LỜI CẢM ƠN Tôi xin chân thành cảm ơn đến toàn thể giảng viên khoa Hóa học và Công nghệ thực phẩm Trường đại học Bà Rịa Vũng Tàu đã hỗ trợ và tạo mọi điều kiện để tôi thực hiện báo cáo đồ án tốt nghiệp này. Chân thành gửi lời cảm ơn đến Th.S Nguyễn Quang Thái đã hướng dẫn, giúp đỡ tôi hoàn thành báo cáo đồ án tốt nghiệp. Cảm ơn các anh chị trong trung tâm kiểm soát chất lượng của nhà máy Xi Măng Tây Đô đã giúp tôi trong quá trình thực hiện đồ án tôt nghiệp. Cảm ơn gia đình, bạn bè đã ủng hộ và đóng góp ý kiến cho tôi để giúp tôi hoàn thiện tốt đồ án tốt nghiệp. Bà Rịa – Vũng Tàu, tháng 6 năm 2017 Sinh viên thực hiện Trương Minh Thông GVHD: Th.S Nguyễn Quang Thái SVTH: Trương Minh Thông
5. Đồ án tốt nghiệp Niên khóa 2013-2017 MỤC LỤC DANH MỤC BẢNG i DANH MỤC HÌNH iii DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT v MỞ ĐẦU 1 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ LÝ THUYẾT 3 1.1. GIỚI THIỆU VỀ CỔ PHẦN XI MĂNG TÂY ĐÔ 3 1.1.1. Giới thiệu về doanh nghiệp 3 1.1.2. Sự hình thành và phát triển Công ty cổ phần xi măng Tây Đô 3 1.1.3. Mục tiêu chất lượng 5 1.2. Công nghiệp sản xuất Xi măng 6 1.2.1. Ngành xi măng trên thế giới 6 1.2.2. Ngành công nghiệp xi măng tại Việt Nam 7 1.2.3. Thực trạng hoạt động của ngành công nghiệp xi măng 7 1.3. Xi măng và yêu cầu kỹ thuật 9 1.3.1. Khái niệm 9 1.3.2. Yêu cầu kỹ thuật của xi măng 9 1.3.2.1. Xi măng PCB40 9 1.3.2.2. Xi măng công nghiệp PCB50 10 1.4. Bê tông nhẹ 11 1.4.1. Khái niệm 11 1.4.2. Thành phần 11 1.4.3. Tính chất cơ bản của bê tông nhẹ 12 1.5. Khoáng Diatomite phú yên 15 GVHD: Th.S Nguyễn Quang Thái SVTH: Trương Minh Thông
6. Đồ án tốt nghiệp Niên khóa 2013-2017 1.5.1. Giới thiệu 15 1.5.2. Thành phần 15 1.5.2.1. Thành phần khoáng vật 15 1.5.2.2. Thành phần hóa học của Diatomite tại mỏ Hoà Lộc (Phú Yên). 16 1.5.3. Ứng dụng 16 1.5.4. Tiềm năng thị trường 18 1.6. Chất tạo bọt cho bê tông nhẹ 18 1.6.1. Khái niệm 18 1.6.2. Ứng dụng 18 1.6.3. Tính chất và hướng dẫn sử dụng 19 1.6.3.1. Tính chất 19 1.6.3.2. Thông số kỹ thuật 19 1.6.3.3. Hướng dẫn sử dụng 19 CHƯƠNG 2: THỰC NGHIỆM 20 2.1. Xi măng sử dụng phụ gia diatomite 20 2.1.1. Mục đích 20 2.1.2. Quy trình tiến hành thực nghiệm 20 2.1.3. Xác định hàm lượng mất khi nung (MKN) 21 2.1.3.1. Nguyên tắc 21 2.1.3.2. Cách tiến hành 21 2.1.3.3. Tính kết quả 21 2.1.4. Xác định hàm lượng cặn không tan (CKT) 23 2.1.4.1. Nguyên tắc 23 2.1.4.2. Cách tiến hành 23 GVHD: Th.S Nguyễn Quang Thái SVTH: Trương Minh Thông
7. Đồ án tốt nghiệp Niên khóa 2013-2017 2.1.4.3. Tính kết quả 23 2.1.5. Xác định hàm lượng anhydric sunfuric (SO3) 24 2.1.5.1. Nguyên tắc 24 2.1.5.2. Cách tiến hành 24 2.1.5.3. Tính kết quả 25 2.1.6. Xác định độ dẻo tiêu chuẩn 26 2.1.6.1. Trộn hồ xi măng 26 2.1.6.2. Điền đầy hồ vào khuôn 26 2.1.6.3 Xác định độ dẻo tiêu chuẩn 27 2.1.7. Xác định thời gian bắt đầu và kết thúc đông kết 27 2.1.7.1. Xác định thời gian bắt đầu đông kết 27 2.1.7.2.Xác định thời gian kết thúc đông kết 28 2.1.8. Xác định cường độ nén (TCVN 6016:2011) 31 2.1.8.1. Chuẩn bị vữa 31 2.1.8.2. Trộn vữa 31 2.1.8.3. Chuẩn bị mẫu 32 2.1.8.4. Bảo dưỡng mẫu 34 2.1.8.5. Cường độ nén 36 2.1.9. Xác định độ mịn (TCVN 4030:2003) 38 2.1.9.1. Phương pháp sàng 38 2.1.9.2. Phương pháp Blaine 39 2.1.10. Xác định tỷ trọng 41 2.2. Bê tông nhẹ 43 2.2.1. Bê tông nhẹ sử dụng xốp hạt 43 GVHD: Th.S Nguyễn Quang Thái SVTH: Trương Minh Thông
8. Đồ án tốt nghiệp Niên khóa 2013-2017 2.2.1.1. Mục đích 43 2.2.1.2. Vật liệu và thiết bị 43 2.2.1.3. Quy trình tạo mẫu 45 2.2.1.4. Phương pháp lấy mẫu , chế tạo mẫu và bảo dưỡng mẫu 46 2.2.1.6. Xác định độ sụt 48 2.2.1.7. Xác định cượng độ bê tông hạt xốp (TCVN 3118:1993) 49 2.2.1.8. Xác định khối lượng thể tích của bê tông (TCVN 3115:1993) 51 2.2.2. Bê tông nhẹ sử dụng chất tạo bọt 53 2.2.2.1. Mục đích 53 2.2.2.2. Hóa chất, vật liệu, thiết bị. 53 2.2.2.3. Quy trình thực hiện 54 2.2.2.4. Xác định cường độ nén bê tông bọt (tương tự điều 2.2.1.7) 56 2.2.2.5. Xác định khối lượng thể tích bê tông bọt (tương tự 2.2.1.8) 56 CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ 57 3.1. Xi Măng sử dụng phụ gia diatomite 57 3.1.1. Kết quả phân tích hàm lượng mất khi nung (MKN) 57 3.1.2. Kết quả xác định hàm lượng cặn không tan (CKT) 58 3.1.3. Kết quả xác định hàm lượng anhydric sunfuric (SO3) 59 3.1.4. Kết quả xác định lượng nước tiêu chuẩn 60 3.1.5. Kết quả xác định thời gian bắt đầu và kết thúc đông kết 61 3.1.6. Kết quả xác định cường độ nén 62 3.1.7. Kết quả xác định độ mịn 64 3.1.8. Kết quả xác định tỷ trọng 66 3.1.9. Tổng hợp kết quả và so sánh với TCVN 6260:2009 67 GVHD: Th.S Nguyễn Quang Thái SVTH: Trương Minh Thông
9. Đồ án tốt nghiệp Niên khóa 2013-2017 3.1.10. Kết luận và nhận xét 67 3.2. Bê tông nhẹ 68 3.2.1. Bê tông nhẹ sự dụng xốp hạt 68 3.2.1.1. Kết quả xác định độ sụt 68 3.2.1.2. Kết quả xác định cường độ 69 3.2.1.3. Kết quả xác định khối lượng thể tích của bê tông 70 3.2.2. Bê tông nhẹ sử dụng chất tạo bọt 71 3.2.3. So sánh kết quả bê tông nhẹ thử nghiệm với TCVN 9029:2011 73 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 76 TÀI LIỆU THAM KHẢO 77 PHỤ LỤC 79 GVHD: Th.S Nguyễn Quang Thái SVTH: Trương Minh Thông
10. Đồ án tốt nghiệp Niên khóa 2013-2017 DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 TCVN 6260 : 2009 (PCB 40) 10 Bảng 1.2 TCVN 6260 : 2009 (PCB 50) 11 Bảng 1.3 Thành phần hóa học của Diatomite 16 Bảng 2.1 Bảng phối liệu 21 Bảng 2.2 Kết quả thử nghiệm hàm lượng mất khi nung 22 Bảng 2.3 Kết quả thử nghiệm hàm lượng cặn không tan 24 Bảng 2.4 Kết quả hàm lượng SO3 25 Bảng 2.5 Kết quả lượng nước tiêu chuẩn và thời gian ninh kết 31 Bảng 2.6 Kết quả xác định cường độ nén 37 Bảng 2.7 Kết quả độ mịn 41 Bảng 2.8 Kết quả thử nghiệm khối lượng riêng 43 Bảng 2.9 Cấp phối để đỗ mẫu bê tông và độ sụt 45 Bảng 2.10 Cấp phối cho 1m3 bê tông 45 Bảng 2.11 Kết quả cường độ nén bê tông hạt xốp thử nghiêm 51 Bảng 2.12 Kết quả xác định khối lượng thể tích bê tông hạt xốp 53 Bảng 2.13 Cấp phối tạo mẫu bê tông bọt 56 Bảng 2.14 Cấp phối cho 1m3 bê tông bọt 56 Bảng 2.15 Kết quả cường độ nén và khối lượng thể tích bê tông bọt 56 Bảng 2.16 Kết quả khối lượng thể tích bê tông bọt 56 Bảng 3.1 Kết quả thử nghiệm hàm lượng mất khi nung 57 Bảng 3.3 Kết quả thử nghiệm hàm lượng cặn không tan 58 Bảng 3.3 Kết quả hàm lượng SO3 59 Bảng 3.4 Kết quả lượng nước tiêu chuẩn 60 GVHD: Th.S Nguyễn Quang Thái i SVTH: Trương Minh Thông
11. Đồ án tốt nghiệp Niên khóa 2013-2017 Bảng 3.5 Kết quả lượng nước tiêu chuẩn và thời gian ninh kết 61 Bảng 3.6 Kết quả xác định cường độ nén 63 Bảng 3.7 Kết quả độ mịn 64 Bảng 3.8 Kết quả thử nghiệm khối lượng riêng 66 Bảng 3.9 So sánh các mẫu xi măng thử nghiệm với TCVN 6260:2009 67 Bảng 3.10 Kết quả đo độ sụt 68 Bảng 3.11 Kết quả cường độ nén bê tông hạt xốp thử nghiệm 69 Bảng 3.12 Kết quả xác định khối lượng thể tích bê tông hạt xốp 70 Bảng 3.13 Cấp phối tạo mẫu bê tông bọt 71 Bảng 3.14 Kết quả cường độ nén và khối lượng thể tích bê tông bọt 71 Bảng 3.15 Bảng so sánh kết quả với TCVN 73 GVHD: Th.S Nguyễn Quang Thái ii SVTH: Trương Minh Thông
12. Đồ án tốt nghiệp Niên khóa 2013-2017 DANH MỤC HÌNH Hình 1.1 Công ty cổ phần xi măng Tây Đô 3 Hình 1.2 Chất tạo bọt 18 Hình 2.1 Máy kẹp hàm 20 Hình 2.2 Máy nghiền mini thủ công 21 Hình 2.3 Lò nung 1050 oC, sai số 8 22 Hình 2.5 Cấu tạo Vicat 29 Hình 2.6 Vicat 30 Hình 2.7 Khuôn 30 Hình 2.8 Máy trộn 32 Hình 2.9 Máy dằn 33 Hình 2.10 Khuôn đổ cường độ 34 Hình 2.11 Tủ dưỡng hộ 35 Hình 2.12 Bể bảo dưỡng mẫu 36 Hình 2.13 Máy nén cường độ xi măng 37 Hình 2.14 Sàng 0.9 mm 38 Hình 2.15 Cấu tạo của Blaine 40 Hình 2.16 Blaine 41 Hình 2.17 Cấu tạo bình Lechatelier 42 Hình 2.18 Bình Lechatelier 42 Hình 2.19 Máy trộn bê tông 44 Hinh 2.21 Đá 44 Hình 2.20 Cát 45 Hình 2.22 Khuôn đúc mẫu bê tông 150 x 150 mm 47 Hình 2.24 Dụng cụ đo độ sụt 49 Hình 2.25 Máy nén cường độ bê tông 50 Hình 2.26 Sợi PET 53 Hình 2.27 Thiết bị nén tạo bọt tự chế 54 Hình 2.28 Vòi tạo bọt 55 GVHD: Th.S Nguyễn Quang Thái iii SVTH: Trương Minh Thông
13. Đồ án tốt nghiệp Niên khóa 2013-2017 Hình 2.29 Bọt được tạo ra 55 Hình 2.30 Bê tông bọt đã được trộn 55 Hình 2.31 Bê tông bọt đã đổ vào khuôn 56 Hình 3.1 Biểu đồ hàm lượng mất khi nung 57 Hình 3.2 Biểu đồ hàm lượng cặn không tan 58 Hình 3.4 Biểu đồ lượng nước tiêu chuẩn 60 Hình 3.5 Biểu đồ thời bắt đầu và kết thúc ninh kết 62 Hình 3.6 Biểu đồ cường độ nén 63 Hình 3.7 Biểu đồ tỉ diện 65 Hình 3.8 Biểu đồ lượng sót sàng 65 Hình 3.10 Biểu đồ khối lượng riêng 66 Hình 3.11 Biểu đồ cường độ bê tông 69 Hình 3.12 Biểu đồ khối lượng mẫu 70 Hình 3.13 Biểu đồ khối lượng thể tích bê tông 70 Hình 3.14 Biểu đồ cường độ bê tồng bọt 72 Hình 3.15 Biểu đồ khối lượng mẫu bê tông bọt 72 Hình 3.16 Biểu đồ khối lượng thể tích bê tông bọt 72 Hình 3.16 Thiết bị chụp SEM 74 Hình 3.18 Ảnh chụp 2μm và 20μm mẫu bê tông bọt E-800 74 Hình 3.19 Ảnh chụp 2μm và 20μm mẫu bê tông sản xuất 74 GVHD: Th.S Nguyễn Quang Thái iv SVTH: Trương Minh Thông
14. Đồ án tốt nghiệp Niên khóa 2013-2017 DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT Chữ viết tắt - Nguyên văn MKN - Mất khi nung CKT - Cặn không tan TCVN - Tiêu chuẩn việt nam TCXDVN - Tiểu chuẩn xây dựng việt nam CPC - Xi măng poóclăng PCB - Xi măng poóclăng hỗn hợp TEA - Triethanolaphúte HTQL - Hệ thống quản lý GVHD: Th.S Nguyễn Quang Thái v SVTH: Trương Minh Thông
15. Đồ án tốt nghiệp Niên khóa 2013-2017 MỞ ĐẦU Do đáp ứng được nhu cầu cuộc sống ngày càng tăng, con người luôn mong muốn phát triển nền kinh tế của mình. Trong đó ngành công nghiệp đóng vai trò đầu tàu trong nhiệm vụ phát triển nền kinh tế. Trong các ngành công nghiệp, thì ngành công nghiệp sản xuất xi măng, đối với nhiều nước là một trong những ngành công nghiệp mũi nhọn. Đặc biệt là đối với nước ta là một nước đang trong quá trình công nghiệp hoá hiện đại hoá đất nước, thì nhu cầu về xây dựng cơ bản là rất lớn do đó nhu cầu về sử dụng xi măng cũng tăng theo. Trong khi đó ở nhiều địa phương của nước ta tồn tại một tiềm năng to lớn hơn về một loại khoáng sản, tuy không quý hiếm nhưng có thể sử dụng làm phụ gia để thay thế, đó là phụ gia hoạt tính tự nhiên như puzolan, nguồn nguyên liệu không thể thiếu trong công nghệ sản xuất xi măng và vật liệu xây dựng không nung. Nguyên liệu puzolan được sử dụng bao gồm các nguyên liệu tự nhiên như đá tuffs, tro xỉ núi lửa, metacaolin, zeolite, diatomite Mỏ quặng diatomite tại huyện Tuy An, Phú Yên với trữ lượng dự báo hơn 63 triệu tấn là loại quặng được ứng dụng rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp mà tiêu biểu là trong công nghệ sản xuất vật liệu xây dựng. Các ứng dụng của diatomite đã được nghiên cứu và sử dụng từ rất lâu. Một trong những ứng dụng ban đầu là vật liệu nhẹ. Bên cạnh việc sản xuất các sản phẩm vật liệu nhẹ cách nhiệt chịu nhiệt, diatomite còn được nghiên cứu sử dụng sản xuất các sản phẩm vật liệu nhẹ cách âm, cách nhiệt, sử dụng trong xây dựng như gạch block nhẹ, panel nhẹ, các loại vật liệu chống nóng cho tầng trên cùng của các nhà cao tầng. Khả năng ứng dụng của diatomite Phú Yên vào sản xuất vật liệu nhẹ với chất liên kết là xi măng đã được đề ra nhưng vẫn chưa có một cách hệ thống. Hiện nay, một vấn đề khác đang được quan tâm hơn đối với các công trình cao tầng, là làm sao giảm được khối lượng các kết cấu, tạo điều kiện thi công dễ dàng. Đặc biệt giảm được khối lượng của kết cấu móng, giảm giá thành của các công trình xây dựng. Từ đó công nghệ sản xuất bê tông nhẹ là phương pháp lựa chọn tối ưu nhất cho các công trình này. GVHD: Th.S Nguyễn Quang Thái 1 SVTH: Trương Minh Thông
16. Đồ án tốt nghiệp Niên khóa 2013-2017 Với những mục đích đề ra, chúng tôi đề xuất đề tài "Nghiên cứu sử dụng diatomite Phú Yên làm phụ gia cho sản xuất xi măng và bê tông nhẹ" Qua quá trình Nghiên cứu, em đã hoàn thành bản báo cáo tổng hợp của mình với bố cục như sau: Chương 1: Tổng quan về lý thuyết Chương 2: Thực nghiệm Chương 3: Kết quả GVHD: Th.S Nguyễn Quang Thái 2 SVTH: Trương Minh Thông
17. Đồ án tốt nghiệp Niên khóa 2013-2017 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ LÝ THUYẾT 1.1. GIỚI THIỆU VỀ CỔ PHẦN XI MĂNG TÂY ĐÔ 1.1.1. Giới thiệu về doanh nghiệp Tên gọi đầy đủ bằng tiếng việt: Công ty cổ phần Xi măng Tây Đô Tên giao dịch quốc tế : TAYDO CEMENT JOINT STOCK COMPANY. Tên viết tắt : TACECO Trụ sở Công ty: Km 14 Quốc lộ 91, Phường Phước Thới, Quận Ô Môn, Tp– Cần Thơ Điện thoại: (84-710)36617661 Fax: 3862419 Website: www.ximangtaydo.vn Email: taceco@taceco.vn Hình 1.1 Công ty cổ phần xi măng Tây Đô 1.1.2. Sự hình thành và phát triển Công ty cổ phần xi măng Tây Đô Thành phố Cần Thơ đã quyết định tập trung xây dựng nhà máy xi măng Tây Đô nhằm đáp ứng được một phần nhu cầu xi măng cho công cuộc xây dựng đất nước sau khi thống nhất. GVHD: Th.S Nguyễn Quang Thái 3 SVTH: Trương Minh Thông
18. Đồ án tốt nghiệp Niên khóa 2013-2017 Năm 1997: khởi công nhà máy nghiền xi măng, với công xuất 200.000 T/năm Ngày 10/10/1998: khánh thành nhà máy nghiền xi măng Cty liên doanh xi măng Hà Tiên 2- Cần Thơ, chính thức đi vào hoạt động Năm 2002: khởi công xây dựng công trình mở rộng nhà máy nghiền xi măng, dây chuyền nghiền 2, tổng công suất 500.000T/năm Năm 2003: khánh thành nhà máy nghiền xi măng , dây chuyền nghiền 2 tổng công suất 500.000 T/năm Ngày 10/10/2008: chính thức đổi tên thành Cty cồ phần xi măng Tây Đô Năm 2013: tổng hợp xi măng Tây Đô Cty CP xi măng Tây Đô Cty CP nhân văn Tây Đô Cty CP bê tông Tây Đô Tổng công suất : + 1 triệu tấn xi măng/năm + 240 m3 bê tông/giờ Công ty Cổ Phần Xi Măng Tây Đô là trạm nghiền xi măng có qui mô lớn nhất tại thành phố Cần Thơ, với năng lực cung cấp xi măng 1.000.000 tấn/ năm. Đây là Công ty đầu tiên trong khu vực phía Nam, trong ngành xi măng được cấp chứng nhận hệ thống quản lý môi trường,, đạt tiêu chuẩn Quốc tế ISO 14001.Và cũng là đơn vị đầu tiên trong ngành xi măng có cam kết bảo hành chất lượng sản phẩm đối với người tiêu dùng. Công ty cổ phần xi măng Tây Đô cam kết, sẽ tận tâm gìn giữ môi trường bằng việc thực hiện tất cả các biện pháp, nhằm bảo vệ môi trường trong lành và thân thiện. Trong thời gian qua Công ty đã từng bước xây dựng và áp dụng các hệ thống quản lý (HTQL) theo các tiêu chuẩn Quốc tế như: HTQL chất lượng theo tiêu chuẩn GVHD: Th.S Nguyễn Quang Thái 4 SVTH: Trương Minh Thông
19. Đồ án tốt nghiệp Niên khóa 2013-2017 ISO 9001:2000; HTQL chất lượng Phòng thử nghiệm theo tiêu chuẩn ISO/IEC 17025:2005; HTQL môi trường theo tiêu chuẩn ISO 14001:2004; HTQL trách nhiệm xã hội theo tiêu chuẩn quốc tế SA 8000 và HTQL an toàn và sức khỏe nghề nghiệp theo tiêu chuẩn quốc tế OHSAS 18001. Sản phẩm của Công ty với chất lượng cao và luôn ổn định, nên đã đạt được nhiều giải thưởng cao về chất lượng như: Nhiều năm liền đạt Huy chương vàng về chất lượng tại Hội chợ triển lãm Quốc tế Cần Thơ- Việt Nam (1999-2004); Giải thưởng Chất lượng Việt Nam (2002, 2003, 2005, 2007, 2009, 2010, 2011); Giải thưởng Mai vàng hội nhập năm 2002; Cúp vàng chất lượng sản phẩm năm 2003; Giải thưởng Hàng Việt Nam chất lượng cao do người tiêu dùng bình chọn trong nhiều năm liền (2002-2015); Giải thưởng Top 50 thương hiệu hàng đầu Việt Nam; giải thưởng thương hiệu mạnh Việt Nam (2009-2011); giải thưởng thương hiệu - chất lượng ngành xây dựng 2011 1.1.3. Mục tiêu chất lượng Chính sách chất lượng - môi trường – an toàn và sức khỏe nghề nghiệp - trách nhiệm xã hội Công Ty Cổ Phần Xi Măng Tây Đô cam kết: Tuân thủ đầy đủ các Công ước Quốc tế về lao động, các quy định pháp luật của Việt Nam về lao động; chất lượng; môi trường; an toàn và sức khỏe nghề nghiệp, và các yêu cầu khác mà Công ty cam kết áp dụng. Nâng cao chất lượng sản phẩm, dịch vụ và đa dạng hóa sản phẩm nhằm thỏa mãn ngày một tốt hơn nhu cầu của khách hàng. Nâng cao việc kiểm soát các tác động, các mối nguy và rủi ro từ hoạt động sản xuất kinh doanh sản phẩm xi măng của Công ty đối với môi trường, an toàn và sức khỏe nghề nghiệp. Cung cấp đầy đủ nguồn lực, tạo môi trường làm việc an toàn và chăm lo đời sống người lao động, phấn đấu để không có tác động xấu cho môi trường hay rủi ro GVHD: Th.S Nguyễn Quang Thái 5 SVTH: Trương Minh Thông
20. Đồ án tốt nghiệp Niên khóa 2013-2017 cho bất cứ nhân viên trong Công ty, các đối tác, khách viếng thăm và cộng đồng xung quanh. Thực hiện cải tiến thường xuyên. Để triển khai và thực hiện hiệu quả các cam kết trên, Công ty đã thiết lập và duy trì áp dụng các hệ thống quản lý theo tiêu chuẩn Quốc tế: ISO 9001 : Tiêu chuẩn về HTQL chất lượng. ISO 14001 : Tiêu chuẩn về HTQL môi trường. ISO/IEC 17025 : Tiêu chuẩn về HTQL chất lượng Phòng Thử nghiệm. OHSAS 18001 : Tiêu chuẩn về HTQL AT và sức khỏe nghề nghiệp. SA 8000 : Tiêu chuẩn về HTQL trách nhiệm xã hội. Chính sách này được phổ biến tới tất cả cán bộ công nhân viên và đảm bảo được thấu hiểu, thực hiện, duy trì ở mọi cấp, và được lãnh đạo Công ty xem xét định kỳ để đảm bảo sự phù hợp. Chính sách này cũng được thông báo rộng rãi đến khách hàng, nhà cung ứng và các bên có liên quan. 1.2. Công nghiệp sản xuất Xi măng 1.2.1. Ngành xi măng trên thế giới Nền kinh tế thế giới trong những năm qua (2000 - 2007) bước vào giai đoạn phát triển ổn định và có thiên hướng chú ý vào nền kinh tế Châu Á. Tiêu dùng xi măng trong những năm trở lại đây không ngừng tăng trưởng và là động lực quan trọng thúc đẩy ngành công nghiệp xi măng phát triển, tại một số nước đang phát triển như: Trung Quốc, Thái Lan, Ấn Độ, Indonesia (trên thế giới hiện nay có khoảng hơn 160 nước sản xuất xi măng, tuy nhiên các nước có ngành công nghiệp xi măng chiếm sản lượng lớn của thế giới thuộc về Trung Quốc, Ấn Độ và một số nước như khu vực Đông Nam Á là Thái Lan và Indonesia). GVHD: Th.S Nguyễn Quang Thái 6 SVTH: Trương Minh Thông
21. Đồ án tốt nghiệp Niên khóa 2013-2017 Theo dự báo nhu cầu sử dụng xi măng từ nay đến năm 2020: Tăng hàng năm 3,6 % năm nhu cầu sử dụng xi măng có sự chênh lệch lớn giữa các khu vực trên thế giới: (nhu cầu các nước đang phát triển 4,3 % năm, riêng châu Á bình quân 5%/năm, các nước phát triển xấp xỉ 1%/năm. Ngoài ra tình trạng dư thừa công suất của các nhà máy là phổ biến ở Đông Âu, Đông Nam Á (Thái Lan, ngược lại ở Bắc Mỹ). Các nước tiêu thụ lớn xi măng trong những năm qua phải kể đến: Trung Quốc, Ấn Độ, Mỹ, Nhật bản, Hàn Quốc, Nga, Tây Ban Nha, Italya, Braxin, Iran, Mê hy cô, Thổ Nhĩ Kỳ, Việt Nam, Ai Cập, Pháp, Đức 1.2.2. Ngành công nghiệp xi măng tại Việt Nam Xi măng là một trong những ngành công nghiệp được hình thành sớm nhất ở nước ta (cùng với các ngành than, dệt, đường sắt). Ngày 25/12/1889 khởi công xây dựng nhà máy xi măng đầu tiên của ngành Xi măng Việt Nam tại Hải Phòng. Đến nay đã có khoảng 90 Công ty, đơn vị tham gia trực tiếp sản xuất và phục vụ sản xuất xi măng trong cả nước, trong đó: khoảng 33 thành viên thuộc tổng công ty xi măng Việt Nam, 5 công ty liên doanh, và hơn 50 công ty nhỏ và các trạm nghiền khác. Hiện nay sản phẩm xi măng trên thị trường có nhiều loại, tuy nhiên thông dụng trên thị trường Việt Nam gồm hai loại sản phẩm chính: + Xi măng Poóclăng chỉ gồm thành phần chính là clinker và phụ gia thạch cao. Ví dụ: PC 30, PC 40, PC 50. + Xi măng Poóclăng hỗn hợp vẫn với thành phần chính là clinker và thạch cao, ngoài ra còn một số thành phần phụ gia khác như đá pudôlan, xỉ lò. Ở thị trường các loại xi măng này có tên gọi như PCB 30, PCB 40 1.2.3. Thực trạng hoạt động của ngành công nghiệp xi măng Năng lực sản xuất và các yếu tổ ảnh hưởng tới sản xuất của doanh nghiệp trong ngành. Trong những năm gần đây, một số nhà máy sản xuất xi măng lớn tập trung nhiều vào thị trường trong nước, do thị trường này đang tăng trưởng mạnh mẽ. GVHD: Th.S Nguyễn Quang Thái 7 SVTH: Trương Minh Thông
22. Đồ án tốt nghiệp Niên khóa 2013-2017 Ngành công nghiệp xi măng Việt Nam hiện nay đã có khoảng 14 nhà máy xi măng lò quay với tổng công suất thiết kế là 21,5 triệu tấn/năm, 55 cơ sở xi măng lò đứng, lò quay chuyển đổi tổng công suất thiết kế 6 triệu tấn/năm, khoảng 18 triệu tấn xi măng được sản xuất từ nguồn clinker trong nước (ứng với 14,41 triệu tấn clinker). Hầu hết các nhà máy sản xuất xi măng sử dụng phương pháp kỹ thuật khô, ngoại trừ những nhà máy có lò trộn xi măng đứng với thiết bị và kỹ thuật lạc hậu, thì những nhà máy còn lại có năng suất trộn xi măng từ 1,4 triệu đến 2,3 triệu tấn mỗi năm, với thiết bị và trình độ kỹ thuật tương đương với những nhà máy khác ở Đông Nam Á. Việt Nam đang có khoảng 31 dự án xi măng lò quay với tổng công suất thiết kế là 39 triệu tấn, được phân bổ ở nhiều vùng trên cả nước. (Đa số tập trung ở miền Bắc, miền Trung và chỉ có 4/31nằm ở miền Nam). Hiện nay các nhà máy xi măng phân bố không đều giữa các khu vực. Hầu hết các nhà máy tập trung nhiều tại miền Bắc, nơi có vùng nguyên liệu đầu vào lớn. Trong khi đó các nhà máy lớn phía Nam rất hạn chế. Do đó nguồn cung xi măng ở phía Bắc thì dư thừa trong khi miền Nam lại thiếu hụt. Những yếu tố ảnh hưởng tới năng lực sản xuất của doanh nghiệp: Các danh nghiệp miền Bắc, có vị trí địa lý thuận lợi cho việc khai thác nguyên vật liệu đầu vào, do đó chủ động được về năng lực sản xuất. Doanh nghiệp miền Nam thì ngược lại. Giá than đá, thạch cao và clinker những nguyên liệu đầu vào chính, dùng cho sản xuất xi măng vẫn tăng đều qua các năm. Mà những nguyên liệu đầu vào này Việt Nam phải nhập khẩu với khối lượng rất lớn. Ngoài ra giá gas, dầu hiện nay biến động ảnh hưởng tới cước phí vận chuyển tăng. Ảnh hưởng tiêu cực đến sản xuất và kết quả hoạt động của ngành. Trình độ công nghệ của ngành lạc hậu cũ kỹ thừa hưởng của Nga, Pháp, Trung Quốc những năm 50 của thế kỷ trước vẫn còn được sử dụng. (Không riêng gì VN, Trung Quốc cũng đang lâm vào tình trạng này). Hiện này với các dự án dây chuyền, GVHD: Th.S Nguyễn Quang Thái 8 SVTH: Trương Minh Thông
23. Đồ án tốt nghiệp Niên khóa 2013-2017 nhà máy xi măng lớn đang triển khai hy vọng sẽ thay thế công nghệ cũ, giúp năng lực sản xuất được tăng lên gấp nhiều lần. Tuy nhiên vốn đầu tư ban đầu vào máy móc thiết bị ngành xi măng là rất lớn, đó là sức ép đối với các doanh nghiệp sản xuất trong ngành khi muốn gia tăng công suất, đổi mới công nghệ. Thị trường, thị phần và các yếu tố ảnh hưởng: Hiện nay trên thị trường giá bán xi măng của các doanh nghiệp Miền Bắc, thường thấp hơn giá bán xi măng của các doanh nghiệp Miền Nam khoảng 200.000 đồng/tấn, tùy từng loại dao động xung quanh mức chênh lệch này. (tính đến cuối tháng 4 đầu tháng 5/2008). Tại sao có mức khác biệt này: như đã nêu ở trên, các doanh nghiệp phân bố không đều giữa các miền, giá đầu vào của nguyên vật liệu, cước phí vận chuyển, tổng nhu cầu xi măng tại miền Nam chiếm tới 40% tổng nhu cầu trong khi các doanh nghiệp miền Nam chỉ đáp ứng được 50% tổng nhu cầu đó. Ngoài ra do xi măng là ngành có vị trí quan trọng trong nền kinh tế nên Chính phủ vẫn nắm quyền kiểm soát giá cả, giá cả bị chặn đầu ra – nhưng giá nguyên liệu đầu vào không ngừng xu thế tăng lên. Đó là khó khăn rất lớn cho doanh nghiệp sản xuất trong ngành. Thị phần tiêu thụ lớn nhất thuộc về Tổng công ty Xi măng Việt Nam chiếm khoảng 40% toàn thị trường – Thị phần tiêu thụ xi măng trong 04 tháng đầu năm 2008 con số này là 41,1% . 1.3. Xi măng và yêu cầu kỹ thuật 1.3.1. Khái niệm Xi măng là chất kết dính thủy lực được tạo thành bằng cách nghiền mịn clinker, thạch cao thiên nhiên và phụ gia. Thành phần nguyên liệu gồm: Clanhke, đá puzolan, thạch cao, chất trợ nghiền, đá vôi, xỉ hạt lò cao. 1.3.2. Yêu cầu kỹ thuật của xi măng 1.3.2.1. Xi măng PCB40 a. Mô tả GVHD: Th.S Nguyễn Quang Thái 9 SVTH: Trương Minh Thông
24. Đồ án tốt nghiệp Niên khóa 2013-2017 Là loại xi măng poóclăng hỗn hợp (PCB), được nghiền mịn từ hỗn hợp clanhke, thạch cao và các loại phụ gia cải thiện tính chất xi măng như: đá vôi, puzzolan b. Ứng dụng Xi măng Dân dụng PCB40 được sử dụng cho nhiều mục đích: đổ bê tông móng, sàn, cột, đà hoặc vữa xây tô cho công trình, chế tạo bê tông có mác đến 40Mpa. c. Tiêu chuẩn Xi măng Dân dụng PCB40 phù hợp theo TCVN 6260:2009. Bảng 1.1 TCVN 6260 : 2009 (PCB 40) Đơn Yêu cầu STT Chỉ tiêu Kết quả thử vị tiêuchuẩn Độ mịn - Lượng sót sàng % ≤ 10 0.5 ÷ 1.5 1 0,09 mm - Bề mặt riêng (Tỉ cm2/g ≥ 2800 3700÷4200 diện) Thời gian ninh kết 2 - Bắt đầu Phút ≥ 45 100 ÷ 150 - Kết thúc Phút ≥ 420 160 ÷ 240 Cường độ nén 3 - 3 ngày±45 phút Mpa ≥ 18 22 ÷ 24 - 28 ngày± 2 giờ Mpa ≥ 40 42 ÷ 45 Độ ổn định thể tích 4 mm ≤ 10 0.5 ÷ 1.0 theo Le Chatelier 5 Hàm lượng SO3 % ≤ 3.5 1.0÷3.0 1.3.2.2. Xi măng công nghiệp PCB50 a. Mô tả Là loại xi măng poóclăng hỗn hợp (PCB), được nghiền mịn từ hỗn hợp clanhke, thạch cao và các loại phụ gia cải thiện tính chất xi măng như: đá vôi, puzzolan. . . b. Ứng dụng Xi măng công nghiệp PCB50 được sử dụng để sản xuất bê tông chất lượng cao, cho các trạm bê tông thương phẩm, các đơn vị sản xuất bê tông dự ứng lực, cọc bê tông ly tâm và vật liệu không nung GVHD: Th.S Nguyễn Quang Thái 10 SVTH: Trương Minh Thông
25. Đồ án tốt nghiệp Niên khóa 2013-2017 c.Tiêu chuẩn Xi măng công nghiệp PCB50 phù hợp theo tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 6260:2009. Bảng 1.2 TCVN 6260 : 2009 (PCB 50) Đơn Yêu cầu STT Chỉ tiêu Kết quả thử vị tiêuchuẩn Độ mịn - Lượng sót sàng % ≤ 10 0.5 ÷ 1.5 1 0,09 mm - Bề mặt riêng (Tỉ cm2/g ≥ 2800 3700÷4200 diện) Thời gian ninh kết 2 - Bắt đầu Phút ≥ 45 100 ÷ 150 - Kết thúc Phút ≥ 420 160 ÷ 240 Cường độ nén 3 - 3 ngày±45 phút Mpa ≥ 22 30 ÷ 34 - 28 ngày± 2 giờ Mpa ≥ 50 55 ÷ 56 Độ ổn định thể tích 4 mm ≤ 10 0.5÷1.0 theo Le Chatelier 5 Hàm lượng SO3 % ≤ 3.5 2.0 ÷ 3.0 1.4. Bê tông nhẹ 1.4.1. Khái niệm Các thành phần tạo nên bê tông (cốt liệu, chất kết dính, nước, phụ gia) được phối trộn theo một tỷ lệ hợp lý và nhào trộn đồng đều nhưng lúc đầu chưa bắt đầu quá trình ninh kết và rắn chắc được gọi là hỗn hợp bê tông. Bê tông nhẹ là vật liệu khá phổ biến trong xây dựng hiện đại. Chúng được sử dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau như làm khung, sàn, tường cho nhà nhiều tầng; dùng trong các kết cấu bản mỏng, tấm cong; trong kết cấu bê tông ứng lực trước; trong chế tạo các cấu kiện bê tông cốt thép đúc sẵn; tường bao, trần và mái cách nhiệt; vv 1.4.2. Thành phần Nguyên liệu chế tạo bê tông nhẹ phổ biến là: chất kết dính, cốt liệu nhẹ nhân tạo hay thiên nhiên dạng hạt hoặc dạng sợi, chất tạo rỗng (tạo bọt hoặc tạo khí), nước, một số phụ gia khác thường dùng (nếu cần). Việc lựa chọn loại nguyên liệu nói chung GVHD: Th.S Nguyễn Quang Thái 11 SVTH: Trương Minh Thông
26. Đồ án tốt nghiệp Niên khóa 2013-2017 và cốt liệu nói riêng tùy thuộc mục đích sử dụng của bê tông nhẹ. Trên cơ sở đó chúng có tên gọi khác nhau. 1.4.3. Tính chất cơ bản của bê tông nhẹ Trước hết là loại bê tông này là một loại vật liệu vĩnh cữu với thời gian: vì là bê tông – đá nhân tạo cho nên nó không bị phân hủy mục nát trong quá trình sử dụng như một số loại vật liệu khác (như gỗ ) mà có thể sử dụng được ở các lĩnh vực khác nhau thay thế cho các loại vật liệu này. Có khối lượng thể tích bé: với loại này sản xuất các loại bê tông nhẹ có khối lựơng thể tích từ: (230 – 1200) kg/m3. Trong khi đó vật liệu bê tông thường có khối lượng gần 2500 kg/m3. Nó nặng chỉ bằng 1/3 đến 1/2 bê tông thường và chỉ bằng 1/2 loại gạch làm bằng đất sét nung. Trong điều kiện khí hậu nóng nực hay vào mùa hè khi thời tiết trở nên nóng và mức độ chiếu sáng của mặt trời lên các ngôi nhà tăng lên làm cho nhiệt độ bên ngoài tăng lên, nhiệt độ này truyền qua tường làm nhiệt độ bên trong tăng lên, trong căn nhà trở nên nóng nực - đây là điều không mong muốn của mỗi người. Khắc phục nhiệt độ trong nhà hiện nay chủ yếu là dùng “máy điều hoà nhiệt độ” để làm nhiệt độ trong ngôi nhà giảm xuống, hay “che chắn tường” bằng các mái che. Việc sử dụng máy điều hoà để làm mát khi nhiệt truyền từ bên ngoài vào lớn sẽ mất một năng lượng khá lớn – năng lượng tiêu hao lớn, điều này sẽ làm cho chi phí nhà ở tăng cao, những khu vực hay những nơi mất điện thì việc này không còn tác dụng. Việc sử dụng mái che để che chắn cho tường sẽ làm ảnh hưởng tới diện tích sử dụng, nếu cùng diện tích khi thiết kế phải thu hẹp diện tích sử dụng, nếu căn nhà đã xây dựng thì diện tích phải cần được mỡ rộng. Cách âm tốt: nhờ sự phân bố đồng đều của các bọt khí trong bê tông làm cho bê tông không những cách nhiệt tốt mà còn có khả năng cách âm tốt. quá trình truyền âm thanh qua tường kể cả bên trong ra bên ngoài hay bên ngoài vào đều được giữ lại. Hay nói cách khác là bê tông xốp hấp thụ âm thanh và hạn chế việc truyền âm thanh qua tường. GVHD: Th.S Nguyễn Quang Thái 12 SVTH: Trương Minh Thông
27. Đồ án tốt nghiệp Niên khóa 2013-2017 Cũng nhờ sự xốp mà dẫn đến vật liệu này có đặc tính là xốp nhẹ dễ dàng vận chuyển hay lắp đặt. Với phương pháp xây truyền thống thì việc vận chuyển nguyên vật liệu xây dựng cũng đễ dàng và nhanh chóng hơn. Nhưng đặc điểm nỗi bật bật hơn là với loại vật liệu xây dựng này chúng ta có thể xây theo hình thức lắp ghép – một hình thức xây dựng mới phát triển. Với phương pháp này mỗi toà nhà xây dựng cao tầng điển hình có thể rút ngắn thời giân xuống một cách đáng kể. Một điều khó có thể tin là chỉ trong vòng vài tháng các toà nhà cao tầng đồ sộ lại có thể mọc lên và đưa vào sử dụng với một yêu cầu nghiêm ngặt về kỹ thuật. Việc xây dựng theo phương pháp này thường là sử dụng cho các toà nhà cao tầng nhưng không có sân bãi tập trung nguyên vật liệu lâu dài. Giải quyết được vấn đề này chỉ có thể áp dụng cho các phương pháp xây dựng trên. Đối với các toà nhà cấp bốn nhưng yêu cầu về cuộc sống ngày càng tăng chất lượng cuộc sống đòi hỏi một số tính chất riêng, sự ô nhiễm tiếng ồn hay cần một khoảng không gian yên tĩnh sau những ngày làm việc mệt mõi, nhưng thu nhập cuộc sống còn chưa đáp ứng được với giá cả cao thì đây cũng là ộm t loại vật liệu khá lí tưởng cho xây dựng.[4] Việc sử dụng loại bê tông này không gây ảnh hưởng lớn tới môi trường sinh thái: Trong quá trình sữ dụng hay bão trì thì sản phẩm bê tông không gây ra sự ô nhiễm hay độc hại cho môi trường sinh thái. Đánh giá một số loại vật liệu có mức độ ảnh hưởng đến sinh thái có thể như sau: + Của bê tông: 2 + Của gỗ : 1 + Của gạch: 10 + Của khối keramzite: 20 Trong quá trình sản xuất, sử dụng các nguyên liệu trực tiếp từ tự nhiên. Không sử dụng nhiên liệu để nung vì vậy không có khói thải. Mặt khác loại vật liệu này sau khi sử dụng để xây dựng các công trình nếu như công trình cần phá dỡ thì có thể tháo lấy các viên gạch để sử dụng lại hay nghiền thành bột mịn để tái sản xuất và cũng có thể trả lại môi trường với các thành phần tự nhiên ban đầu mà không gây ô nhiểm. Nó có tính thân thiện với môi trường.[4] GVHD: Th.S Nguyễn Quang Thái 13 SVTH: Trương Minh Thông
28. Đồ án tốt nghiệp Niên khóa 2013-2017 Việc sản xuất và sử dụng tương đối đơn giản nên nó đang ngày càng phát triển trên thế giới. Việc chế tạo đặc biệt là sử dụng chất tạo bọt Greenfhort vào trong công nghệ sản xuất bê tông bọt đã làm cho loại vật liệu này có thể chế tạo được các loại chi tiết hay hình đáng phức tạp tạo nên sự phong phú và đa dạng cho loại vật liệu này. Từ đó mà nó có thể được sử dụng ở rất nhiều các bộ phận chi tiết trong các công trình xây dựng dân dụng. Vận chuyển nhẹ nhàng không cần quá phức tạp: Với trọng lượng nhẹ việc vận chuyển hay lắp đặt xây dựng cũng nhẹ nhàng hơn và nhanh chóng hơn. Tiết kiệm nhiên liệu vận chuyển vận chuyển nhẹ nhàng với lượng vận chuyển lớn hơn. Hiệu quả xây dựng và kinh tế hơn. Tính chống cháy: bản thân bê bông nhẹ vẫn là bê tông hay là vật liệu silicat. Bản chất của loại vật liệu này là không cháy nên bản chất của bê tông bọt khí không cháy được, lại có khả năng chịu đựng ở nhiệt độ cao. Với bê tông khi nung nóng tới nhiệt độ 500 – 600 0C thì bắt đầu giòn dễ gãy tuy nhiên nhiệt độ để bê tông bị nóng chảy lên tới trên 1600 0C, cùng với tính chất dẫn nhiệt kém hay cách nhiệt tốt nên khi xãy ra cháy các tường bê tông nhẹ cách biệt tác dụng của ngọn lữa tới các khu vực xung quanh làm hạn chế sự lây lan của ngọn lữa, giảm tốc độ cháy và quá trình cháy chậm lại, sẽ làm cho nhiệt lượng ngọn lữa gây ra ít hơn có khả năng dập tắt dể dàng hơn. Các khu vực không phải nguồn gốc của ngọn lữa sinh ra thì sẽ ít chịu sự ảnh hưởng thiệt hại. Cũng nhờ tính chất này mà người ta sử dụng các tấm bê tông bọt khí để ngăn cách đám cháy trước khi kịp dập lữa. Nhờ tính chất này thời gian cháy lâu hơn đảm bão thời gian cho việc chữa cháy giảm thiệt hại do đám cháy gây ra.[4] Đa dạng trong thiết kế: có khối lượng thể tích nhẹ nên có khả năng dùng để tạo các kết cấu mang tính thẩm mỹ cho ngôi nhà mà không cần phải sử dụng thêm các kết cấu chịu tải trọng để gánh đỡ. Chẳng hạn như việc tạo các viền, chạy chỉ, thực hiện trang trí bằng các tượng trong và ở các góc mái nhà. GVHD: Th.S Nguyễn Quang Thái 14 SVTH: Trương Minh Thông
29. Đồ án tốt nghiệp Niên khóa 2013-2017 1.5. Khoáng Diatomite phú yên 1.5.1. Giới thiệu Diatomite là đá trầm tích với thành phần chủ yếu là silic oxyt. Nó còn có tên là kizengua hay đất tảo silic. Diatomite còn có tên gọi là Kizengua là một loại đá trầm tích với thành phần gồm các khung xương tảo diatome và có nhiều ứng dụng vào công nghiệp nhờ vào tính xốp cao, bền nhiệt và các đặc tính quí giá khác. Diatomite có màu thay đổi từ trắng xám, vàng đến đỏ tùy thuộc vào thành phần các oxide chứa trong chúng. Diatomite có tính cách nhiệt, không cháy, không hòa tan trong nước, và bền trong không khí. Do đó chúng được sử dụng rộng rãi làm chất trợ lọc, chất mang xúc tác và chất hấp phụ. Đã có nhiều công trình nghiên cứu về khả năng ứng dụng diatomite trên thế giới. Tại Việt Nam, nguồn diatomite có trữ lượng 165 triệu tấn, trong đó có khu vực mỏ tại huyện Tuy An, Phú Yên với trữ lượng dự báo khoảng 60 triệu tấn. Các ứng dụng của diatomite Phú Yên đã được nghiên cứu và áp dụng thử nghiệm làm bột trợ lọc trong công nghiệp rượu bia, nước giải khát. Một số công trình khác đã nghiên cứu sử dụng để sản xuất vật liệu nhẹ, vật liệu chịu nhiệt. Bên cạnh đó, diatomite còn được nghiên cứu sử dụng làm các chất hấp thụ, chất mang, phụ gia cho công nghiệp xi măng, hay làm nguyên liệu để xử lý hồ tôm. 1.5.2. Thành phần 1.5.2.1. Thành phần khoáng vật Diatomite Hoà Lộc (Phú Yên) có thành phần khoáng vật như sau: + Vỏ tảo Diatomae: chiếm 10-60%, có dạng hình ống, hình trụ kéo dài, tiết diện ngang hình tròn, hình vành khuyên, đường kính từ 0,01 – 0,05 mm, có tiết diện hình chữ nhật chiều dài cạnh từ 0,01 – 0,02mm; + Opan: Dạng hình cấu nhỏ, chiếm tỷ lệ nhỏ; + Sét: Chiếm từ 5 – 24%, dạng vẩy chủ yếu là hydromica và lẫn ít khoáng vật Montmorillonite. GVHD: Th.S Nguyễn Quang Thái 15 SVTH: Trương Minh Thông
30. Đồ án tốt nghiệp Niên khóa 2013-2017 + Gai xương bột biển: chiếm 1 – 15% thuộc loại spongia đơn trục dãng que, đầu nhọn, dài 0,01 – 0,25mm. + Gnauconit: chiếm từ 10 – 15%, có dạng vẩy nhỏ, màu lục nhạt; + Vụn Thạch anh: chiếm < 2%, dạng hạt vỡ vụn, sắc cạnh, kích thước 0,01 – 0,1 mm, phân tán thưa trong quặng. 1.5.2.2. Thành phần hóa học của Diatomite tại mỏ Hoà Lộc (Phú Yên). Bảng 1.3 Thành phần hóa học của Diatomite [9] % khối lượng SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO SO3 MKN Phương pháp XRE 71.0 10.1 5.8 0.6 0.9 0.2 9.9 Từ kết quả nhận được trong Bảng 1 cho thấy oxide chủ yếu của diatomite là SiO2 với giá trị 71% khối lượng. Hàm lượng MgO, SO3 rất thấp khoảng 1% cho mỗi oxide phù hợp để sử dụng làm phụ gia pozzolana trong sản xuất xi măng (TCVN 3735-282). Hàm lương Fe2O3 khoảng 5.8% cao hơn kết quả đã công bố trước đây khoảng 3%, tuy nhiên chúng tôi tin rằng giá trị phân tích bằng XRF trong đề tài này cho kết quả phù hợp khi quan sát và so sánh màu sắc của mẫu diatomite. [9] 1.5.3. Ứng dụng Có lẽ không có một loại khoáng sản nào có nhiều ứng dụng như diatomic. Phát hiện diatomite đầu tiên bởi J.W. Bailey vào năm 1839 ở Bắc Mỹ. Năm 1867 Alfred Nobel sáng chế ra thuốc nổ và diatomite được ứng dụng đầu tiên trong công nghiệp như là một chất hấp thụ và ổn định cho dynamite và nitroglycerine trong vận chuyển, sản xuất thuốc nổ. Năm 1900 một sáng chế của Mỹ đầu tiên công bố sử dụng diatomite trong lọc bia, đây là ứng dụng tiên tiến trong thời kỳ này. Đến nay, diatomite đã được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực như: [1] + Dùng để lọc: làm chất trợ lọc trong sản xuất bia, rượu, nước mía ép, nước quả ép hoặc làm trong dầu ăn; làm sạch môi trường nuôi thủy sản + Làm chất độn: diatomite khá trơ, chịu được lửa, có khả năng hấp thụ lớn nên rất thích hợp để làm chất độn trong sản xuất sơn, gia công chất dẻo, cao su, giấy, sản xuất thuốc đánh răng và đúc răng giả. GVHD: Th.S Nguyễn Quang Thái 16 SVTH: Trương Minh Thông
31. Đồ án tốt nghiệp Niên khóa 2013-2017 + Làm vật liệu mài bóng bạc, đánh bóng vỏ xe. + Làm chất hấp thụ: diatomite có thể hấp thụ một lượng chất lỏng lớn gấp ba lần khối lượng của nó, được dùng làm chất mang cho các loại thuốc trừ sinh vật hại, các chất xúc tác, làm chất chống đóng vón hay chất hấp thụ mùi hôi thối của phân súc vật nuôi trong nhà. + Các ứng dụng khác: làm phụ gia trong sản xuất xi măng, sản xuất tấm lợp, các chất bọc cách, mỹ phẩm, chất tẩy rửa, nông nghiệp, làm tinh sạch ADN + Làm nguyên liệu cho sản xuất vật liệu cách nhiệt, + Tại Institute of Medical Chemistry and Biochemistry, University of Innsbruck, (nước Áo) đã nghiên cứu sử dụng diatomite để làm giảm cholesterol trong máu. Theo dữ liệu sáng chế tiếp cận được, diatomite dùng để lọc và xử lý môi trường có nhiều sáng chế (SC) nhất (B01D): 44 SC; kế đến là các phương pháp điều chế diatomite theo yêu cầu sử dụng trong các lĩnh vực khác nhau (C02F+C01B): 56 SC; sử dụng trong vật liệu xây dựng (C04B): 19 SC (biểu đồ 1) Nơi có nhiều SC đăng ký nhất là Trung Quốc: 50,3%; kế đến là Hàn Quốc và Mỹ (biểu đồ 2). [1] + Phúteral Commodity Summaries đã thống kê tỉ lệ sử dụng diatomite như sau: trợ lọc: 55%, phụ gia xi măng: 23%, chất hấp thụ: 10%, chất đệm: 9%, chất cách ly (nhiệt): 2%, còn 1% dùng trong các ứng dụng khác như dược phẩm, mỹ phẩm Ở Việt Nam có nhiều nghiên cứu về diatomite như: + Nghiên cứu chế tạo bột trợ lọc từ diatomite ở Phú Yên của viện công nghệ Hóa học tại TP. Hồ chí Minh, năm 2002. + Nghiên cứu xây dựng các mô hình xử lý nước sinh hoạt cho người dân vùng thị xã Long Xuyên (phần An Giang) bằng nguyên liệu diatomite, tại Sở Khoa học và Công nghệ tỉnh An Giang, năm 2002. + Sản xuất thử màng lọc và bugi lọc nước dạng nung từ diatomite An Giang, Sở Khoa học và Công nghệ tỉnh An Giang, năm 2002. + Nghiên cứu sử dụng diatomite Phú yên là phụ gia sản xuất xi măng và bê tông nhẹ tại trường Đại học Bách Khoa Đà Nẵng, 2008 GVHD: Th.S Nguyễn Quang Thái 17 SVTH: Trương Minh Thông
32. Đồ án tốt nghiệp Niên khóa 2013-2017 1.5.4. Tiềm năng thị trường Mỗi năm trên thế giới tiêu thụ vào khoảng hơn 2 triệu tấn diatomite. Dẫn đầu thế giới về sản xuất các sản phẩm từ diatomite là Mỹ với khoảng 550 ngàn tấn/năm, chiếm 1/4 sản lượng thế giới. Trung Quốc là nước đứng thứ hai: 450 ngàn tấn/năm. Các nhà khoa học Việt Nam đã quan tâm nghiên cứu và có những kết quả nhất định với nhiều tiềm năng ứng dụng nguồn nguyên liệu diatomite dồi dào ở Việt Nam. Thế nhưng tại Phú Yên, vùng có nhiều khoáng diatomite nhất Việt Nam, hiện nay hầu như chỉ bán nguyên liệu thô với mức giá khoảng hơn 1 triệu đồng/ tấn. Có nhiều công ty sản xuất và bán các sản phẩm chế biến từ diatomite nhưng không được đa dạng, chủ yếu phục vụ cho nuôi trồng thủy sản với các sản phẩm như bột diatomite, daimetin, zeolite, bột diatomite siêu mịn, giá cũng chỉ ở khoảng từ 4-6 triệu đồng/tấn.[1] Bao giờ mới thổi được luồng công nghệ vào diatomite để nguồn khoáng sản rất dễ khai thác này trở thành nguồn tài nguyên quý giá. 1.6. Chất tạo bọt cho bê tông nhẹ 1.6.1. Khái niệm Đây là loại chất tạo bọt có nguồn gốc từ protein thiên nhiên, nó được sử dụng để sản xuất bê tông nhẹ với nhiều tỷ trọng khác nhau trong nghành xây dựng. Hình 1.2 Chất tạo bọt 1.6.2. Ứng dụng Được sử dụng để sản xuất vữa và bê tông nhẹ. Như lớp vữa cán nền cách nhiệt sàn mái, lớp vữa chịu rung động cao, lớp vữa tôn nền khu vực đất yếu, sản xuất gạch GVHD: Th.S Nguyễn Quang Thái 18 SVTH: Trương Minh Thông
33. Đồ án tốt nghiệp Niên khóa 2013-2017 xây, tấm panel nhẹ, bức rào chịu lửa, cách âm cho tường và trần 1.6.3. Tính chất và hướng dẫn sử dụng 1.6.3.1. Tính chất Tính ổn định tốt trong môi trường kiềm. Tạo thành lượng bọt ổn định gấp 500 lần thể tích của nó. Có thể sản xuất được nhiều loại tỷ trọng bê tông rất thấp. 1.6.3.2. Thông số kỹ thuật Trạng thái tồn tại: dung dịch màu nâu đậm Khối lượng thể tích: 1,12 +/- 0,02kg/lt Độ nhớt ở 20°C:17 +/- 5 cst Tan trong nước: hoàn toàn PH (được hòa tan trong nước) 7 +/- 0,5 Nhiệt độ đóng rắn: -15°C Không cháy Không độc hại Tương thích với xi măng: tương thích với các loại xi măng Poóclăng Thời hạn sử dụng: ít nhất là 24 tháng trong điều kiện đóng kín và ở nhiệt độ râm mát. 1.6.3.3. Hướng dẫn sử dụng Chất tạo bọt/nước: 1/39. Trọng lượng bọt tạo ra nên ở khoảng 80g/lít (tức 1kg chất tạo bọt tạo ra 500 lít bọt hoặc 40 lít hỗn hợp chất tạo bọt tạo ra 500 lít bọt). Chất tạo bọt là nguyên liệu cô đặc cho nên phải được trộn với nước trước khi cho vào máy tạo bọt. Hoặc máy tạo bọt tự động có thể lấy chất tạo bọt và nước riêng theo tỷ lệ được cài đặt trước. Bọt do máy tạo ra sẽ được cho vào vữa xi măng cát với thiết bị trộn thích hợp, lượng bọt cho vào nhiều hay ít sẽ phụ thuộc vào tỷ trọng của cấp phối. GVHD: Th.S Nguyễn Quang Thái 19 SVTH: Trương Minh Thông
34. Đồ án tốt nghiệp Niên khóa 2013-2017 CHƯƠNG 2: THỰC NGHIỆM 2.1. Xi măng sử dụng phụ gia diatomite 2.1.1. Mục đích Nghiên cứu ảnh hưởng của hàm lượng diatomite lên tính chất cơ lý của hồ và vữa xi măng để từ đó rút ra kết luận về hàm lượng phụ gia tối ưu cho tính chất cơ lý. 2.1.2. Quy trình tiến hành thực nghiệm Clanhke được đưa vào máy kẹp hàm để làm nghiền thô sơ bộ và được sàng qua sàng 10 mm. Cân clanhke, thạch cao và phụ gia diatomite theo tỷ lệ, sao cho đảm bảo hàm lượng SO3 của mẫu xi măng sau nghiền nằm trong giới hạn (2 ± 0,2) %. Trộn đều sơ bộ các nguyên liệu đã cân và tiến hành nghiền trong máy nghiền bi thí nghiệm tới độ mịn yêu cầu là (3100 ± 100) cm2/g (xác định theo TCVN 4030:2003) và độ sót sàng có kích thước lỗ 0,09 mm không lớn hơn 10 %, với các đơn phối liệu đều nghiền trong vòng 27 phút. Sàng loại bỏ dị vật bằng sàng có kích thước lỗ 1 mm, đồng nhất sơ bộ và bảo quản mẫu xi măng sau nghiền thí nghiệm trong các túi kín để chờ thử nghiệm. Mẫu xi măng thí nghiệm sau nghiền phải hoàn thành thử nghiệm trong vòng 10 ngày. Hình 2.1 Máy kẹp hàm Hình 2.2 Máy nghiền mini thủ công GVHD: Th.S Nguyễn Quang Thái 20 SVTH: Trương Minh Thông
35. Đồ án tốt nghiệp Niên khóa 2013-2017 Bảng 2.1 Bảng phối liệu Đơn phối liệu Đá Tên mẫu Clanhke Diatomite Thạch Ghi chú puzzolan (%) (%) cao (%) (%) Mẫu PC 96 0 4 0 Mẫu chuẩn A-10 86 10 4 0 A-15 81 15 4 0 A-20 76 20 4 0 A-25 71 25 4 0 A-30 66 30 4 0 P-20 76 0 4 20 Thực tế tại nhà máy Tiền hành thử nghiệm các mẫu phối liệu đã thực hiện gia công. 2.1.3. Xác định hàm lượng mất khi nung (MKN) 2.1.3.1. Nguyên tắc Mẫu thử được nung ở 1000 oC ± 50 oC đến khối lượng không đổi. Từ sự giảm khối lượng tính ra lượng mất khi nung. 2.1.3.2. Cách tiến hành Cân khoảng 1 g mẫu xi măng chính xác đến 0.0001g bằng cân phân tích (Cân max= 200g, sai số +0.0001g), cho vào chén sứ đã được nung và cân ở nhiệt độ 1000 oC ± 50 oC trong 1 giờ, lấy mẫu ra để nguội trong bình hút ẩm đến nhiệt độ phòng và cân. Nung lại ở nhiệt độ trên 15 phút và cân đến khối lượng không đổi. 2.1.3.3. Tính kết quả Lượng mất khi nung (MKN), tính bằng phần trăm theo công thức: 1− 2 % MKN = ∗ 100 (TCVN 9203:2012) Trong đó: m1 là khối lượng mẫu và chén trước khi nung, tính bằng gam. m2 là khối lượng mẫu và chén sau khi nung, tính bằng gam. m là khối lượng mẫu lấy để phân tích, tính bằng gam. GVHD: Th.S Nguyễn Quang Thái 21 SVTH: Trương Minh Thông
36. Đồ án tốt nghiệp Niên khóa 2013-2017 Chênh lệch giữa hai kết quả xác định song song không lớn hơn 0.08 %. Bảng 2.2 Kết quả thử nghiệm hàm lượng mất khi nung Đơn phối liệu Tên mẫu Hàm lượng mất khi nung Clanhke Diatomite Thạch Đá puzzolan (%) (%) cao (%) (%) Mẫu PC 96 0 4 0 1.05 A-10 86 10 4 0 2.86 A-15 81 15 4 0 3.68 A-20 76 20 4 0 4.33 A-25 71 25 4 0 5.35 A-30 66 30 4 0 6.37 P-20 76 0 4 20 2 Hình 2.3 Lò nung 1050 oC, sai số 8 GVHD: Th.S Nguyễn Quang Thái 22 SVTH: Trương Minh Thông
37. Đồ án tốt nghiệp Niên khóa 2013-2017 2.1.4. Xác định hàm lượng cặn không tan (CKT) 2.1.4.1. Nguyên tắc Hòa tan xi măng bằng dung dịch axit clohydric loãng, lọc lấy phần cặn không tan, xử lý bằng dung dịch natri cacbonat, lọc, rửa, nung và cân. 2.1.4.2. Cách tiến hành Cân khoảng 1 g mẫu xi măng chính xác đến 0.0001 g, cho vào cốc dung tích 100 ml, thêm 45 ml nước cất, khuấy đều, đậy mặt kính đồng hồ, cho từ từ 5 ml axit clohydric HCl đặc (d = 1,19), dùng đũa thủy tinh dầm cho tan hết mẫu, đun sôi nhẹ trên bếp cách cát trong 30 phút. Lọc gạn vào giấy lọc không tro chảy trung bình. Rửa - bằng nước sôi đến hết ion Cl (thử bằng dung dịch AgNO3 0,5 %). Nước lọc và nước rửa giữ lại để xác định SO3. Chuyển giấy lọc và phần cặn trên đó vào cốc cũ. Thêm 50 ml dung dịch natri cacbonat Na2CO3 5 %. Để 5 phút ở nhiệt độ phòng cho ngấu, đun sôi lăn tăn 5 phút. Lọc bằng giấy lọc không tro chảy chậm, rửa nước sôi 5 lần, rửa bằng dung dịch axit clohydric HCl 5 % đun sôi 5 lần. Sau đó lại rửa bằng nước cất đun sôi đến hết ion Cl- (thử bằng dung dịch AgNO3 0,5 %). Giấy lọc và bã cho vào chén sứ đã nung và cân đến khối lượng không đổi. Sấy khô và đốt cháy hết giấy lọc, nung ở 1000 oC ± 50 oC trong 45 phút. Lấy ra để nguội trong bình hút ẩm đến nhiệt độ phòng rồi cân, nung lại ở nhiệt độ đó 15phút và cân đến khối lượng không đổi. 2.1.4.3. Tính kết quả Hàm lượng cặn không tan (CKT) tính bằng % theo công thức: 1− 2 % CKT= ∗ 100 (TCVN 9203:2012) Trong đó: m1 là khối lượng chén và cặn không tan, tính bằng gam. m2 là khối lượng chén không, tính bằng gam. m là khối lượng mẫu lấy để phân tích, tính bằng gam. Chênh lệch giữa hai kết quả xác định song song không được lớn hơn 0.10 %. GVHD: Th.S Nguyễn Quang Thái 23 SVTH: Trương Minh Thông
38. Đồ án tốt nghiệp Niên khóa 2013-2017 Bảng 2.3 Kết quả thử nghiệm hàm lượng cặn không tan Đơn phối liệu Hàm lượng Tên mẫu Đá cặn không Clanhke Diatomite Thạch puzzolan tan (%) (%) cao (%) (%) Mẫu PC 96 0 4 0 0.71 A-10 86 10 4 0 7.59 A-15 81 15 4 0 9.72 A-20 76 20 4 0 13.13 A-25 71 25 4 0 16.05 A-30 66 30 4 0 19.25 P-20 76 0 4 20 11.5 2.1.5. Xác định hàm lượng anhydric sunfuric (SO3) 2.1.5.1. Nguyên tắc Kết tủa sunfat dưới dạng bari sunfat. Từ bari sunfat thu được tính ra khối lượng anhydric sunfuric. 2.1.5.2. Cách tiến hành Lấy dung dịch lọc ở mục 2.1.4 (xác định hàm lượng cặn không tan), đun sôi dung dịch này đồng thời đun sôi dung dịch bari clorua 10 %. Cho từ từ 10 ml dung dịch bari clorua 10 % khuấy đều, tiếp tục đun nhẹ trong 5 phút. Để yên kết tủa nơi ấm (40 oC đến 50 oC) từ 4 giờ đến 8 giờ để kết tủa lắng xuống. Lọc kết tủa qua giấy lọc không tro chảy chậm, rửa kết tủa và giấy lọc 5 lần bằng dung dịch axit clohydric 5 % đã đun nóng. Tiếp tục rửa với nước cất đun sôi cho đến hết ion Cl- (thử bằng dung dịch AgNO3 0,5 %). Cho kết tủa và giấy lọc vào chén sứ đã nung đến khối lượng không đổi. Sấy và đốt cháy giấy lọc, nung ở nhiệt độ từ 800 oC đến 850 oC trong 60 phút. GVHD: Th.S Nguyễn Quang Thái 24 SVTH: Trương Minh Thông
39. Đồ án tốt nghiệp Niên khóa 2013-2017 Lấy ra để nguội trong bình hút ẩm đến nhiệt độ phòng, cân, nung lại ở nhiệt độ trên đến khối lượng không đổi. 2.1.5.3. Tính kết quả Hàm lượng anhydric sunfuric (SO3) tính bằng phần trăm, theo công thức: 0.343∗( 1− 2) % SO3= ∗ 100 (TCVN 141:2008) Trong đó m1 là khối lượng chén có kết tủa, tính bằng gam. m2 là khối lượng chén không, tính bằng gam. m là khối lượng mẫu tương ứng với thể tích mẫu lấy để xác định anhydric sunfuric, tính bằng gam. 0,343 là hệ số chuyển đổi từ BaSO4 sang SO3. Chênh lệch giữa hai kết quả xác định song song không lớn hơn 0.10 %. Bảng 2.4 Kết quả hàm lượng SO3 Đơn phối liệu Hàm Tên mẫu Đá Clanhke Diatomite Thạch lượng SO3 puzzolan (%) (%) cao (%) (%) Mẫu PC 96 0 4 0 1.96 A-10 86 10 4 0 1.75 A-15 81 15 4 0 1.80 A-20 76 20 4 0 1.97 A-25 71 25 4 0 1.79 A-30 66 30 4 0 1.75 P-20 76 0 4 20 1.82 GVHD: Th.S Nguyễn Quang Thái 25 SVTH: Trương Minh Thông
40. Đồ án tốt nghiệp Niên khóa 2013-2017 2.1.6. Xác định độ dẻo tiêu chuẩn 2.1.6.1. Trộn hồ xi măng Cân 500 g xi măng và một lượng nước (ví dụ 125 g), chính xác đến ± 1 g, bằng cân. Hồ được trộn bằng máy trộn. Thời gian của các giai đoạn trộn khác nhau bao gồm thời gian tắt/bật công tắt máy trộn và chính xác trong phạm vi ± 2 s. Quy trình trộn như sau. a. Máy trộn ở trạng thái sẵn sàng hoạt động. Đổ nước vào cối trộn và cho xi măng vào một cách cẩn thận để tránh thất thoát nước hoặc xi măng. Hoàn thành quá trình đổ trong vòng 10 s. b. Ngay lập tức bật mấy trộn ở tốc độ thấp, cùng lúc đó bắt đầu tính thời gian các giai đoạn trộn. Đồng thời, ghi lại thời điểm, lấy đến phút gần nhất, làm thời điểm “không”. CHÚ Ý: Thời điểm “không” là mốc tính thời gian bắt đầu đông kết và thời gian kết thúc đông kết. c. Sau trộn 90 s, dừng máy trộn 30 s. Trong thời gian này, dùng bay cao su hoặc nhựa phù hợp vét toàn bộ phần hồ bám ở thành và đáy cối trộn đưa vào giữa cối trộn. d. Bật lại máy trộn và chạy ở tốc độ thấp thêm 90 s nữa. Tổng thời gian chạy của máy trộn là 3 phút. Có thể sử dụng phương pháp trộn khác, nhưng phương pháp đó phải được hiệu chuẩn so với phương pháp này. 2.1.6.2. Điền đầy hồ vào khuôn Đổ ngay hồ vào khuôn đã đặt trên tấm đế phẳng. Khuôn và tấm đế đều được bôi một lớp dầu mỏng. Đổ hồ đầy hơn khuôn và không nén hay rung quá mạnh. Loại bỏ khoảng trống trong hồ bằng cách vỗ nhẹ vào thành khuôn. Dùng dụng cụ có cạnh phẳng gạt phần hồ thừa theo kiểu chuyển động cưa nhẹ nhàng, sao cho hồ đầy ngang mặt khuôn và bề mặt phải phẳng trơn. Chú thích: Một số loại dầu có thể ảnh hưởng tới kết quả thử nghiệm thời gian đông kết. Các loại dầu gốc khoáng được coi là phù hợp cho thử nghiệm này. GVHD: Th.S Nguyễn Quang Thái 26 SVTH: Trương Minh Thông
41. Đồ án tốt nghiệp Niên khóa 2013-2017 Cảnh báo: Hồ xi măng ướt, có hàm lượng kiềm cao có thể gây ra phồng dộp da tay. Vì vậy, để tránh tiếp xúc trực tiếp vời hồ xi măng, trong quá trình thử nghiệm phải đeo găng tay bảo vệ. 2.1.6.3 Xác định độ dẻo tiêu chuẩn Trước khi thử, gắn kim to vào dụng cụ Vicat bằng tay, hạ từ từ kim to cho chạm vào tấm đế và chỉnh kim chỉ về “0” trên thang chia vạch. Nhất kim to lên vị trí chuẩn bị vận hành. Ngay sau khi gạt phẳng mặt hồ, chuyển khuôn và tấm đế sang dụng cụ Vicat tại vị trí trung tâm dưới kim to. Hạ kim to từ từ cho đến khi tiếp xúc mặt hồ. Giữ ở vị trí này từ 1 đến 2 s để tránh vận tốc ban đầu hoặc gia tốc cưỡng bức của bộ phận chuyển động. Sau đó thả nhanh bộ phận chuyển động kim to lún thẳng đứng vào trung tâm hồ. Thời điểm thả kim to cách điểm “không” 4 phút ±10 s. Đọc số trên thang chia vạch sau khi kim to ngừng lún ít nhất 5 s, hoặc đọc tại thời điểm 30 s sau khi thả kim, tùy theo việc nào xảy ra sớm hơn. Ghi lại trị số vừa đọc trên thang chia vạch, trị số đo biểu thị khoảng cách giữa đầu kim to với tấm đế. Đồng thời ghi lại lượng nước của hồ, tính theo phần trăm khối lượng xi măng. Lau sạch kim to ngay sau khi mỗi lần thử lún. Lập phép thử với các hồ có lượng nước khác nhau cho tới khi thu được khoảng cách giữa đầu kim to với tấm đế là 6 ± 2 mm. Ghi lại lượng nước của hồ này, lấy chính xác đến 0,5% và coi đó là lượng nước cho độ dẻo tiêu chuẩn. 2.1.7. Xác định thời gian bắt đầu và kết thúc đông kết Đổ đầy hồ có độ dẻo tiêu chuẩn đã trộn theo 2.1.6.1 vào khuôn Vicat theo 2.1.6.1 2.1.7.1. Xác định thời gian bắt đầu đông kết Đặt khuôn đã có hồ và tấm đế vào khây ngâm mẫu, thêm nước vào khây sao cho bề mặt của hồ ngập sâu vào nước ít nhất 5mm. Bảo dưỡng trong bể nước hoặc trong phòng kín có nhiệt độ được kiểm soát trong dãy 25-29 0C. Sau thời gian thích hợp, chuyển khuôn, tấm đế và khuây ngâm vào dụng cụ Vicat, ở vị trí dưới kim. Hạ kim từ từ cho tới khi kim chạm và bề mặt hồ. Giữ nguyên vị trí này trong vòng 1 đến 2 s để tránh vận tốc ban đầu hoặc gia tốc cưỡng bức của bộ phận chuyển động. Sau GVHD: Th.S Nguyễn Quang Thái 27 SVTH: Trương Minh Thông
42. Đồ án tốt nghiệp Niên khóa 2013-2017 đó thả nhanh bộ phận chuyển động và để kim lún thẳng sâu vào trong hồ. Đọc than chia khi kim ngừng lún hoặc đọc vào thời điểm 30 s sau khi tha kim, tùy theo việc nào xảy ra sớm hơn. Ghi lại trị số đọc trên than chia vạch, trị số này biểu thị khoảng cách giữa đầu kim và mặt trên tấm đế. Đồng thời ghi lại thời gian tính từ thời điểm “không”. Lặp lại phép thử lún tại các vị trí khác trên bề mặt mẫu thử đó, sau cho các vi trị thử các nhau 5 mm nhưng phải cách vị trí thử trước đó it nhất 10 mm và cách thành khuôn it nhất 8 mm. Thử nghiệm được lặp lại sau những khoảng thời gian thích hợp ví dụ cách nhau 10 phút. Trong khoảng thời gian giữa các lần thả kim, mẫu thử phải được giữ nguyên trong khay nước ở trong bể nước hoặc phòng kín. Lau sạch kim Vicat sau mỗi lần thả kim. Giữ lại mẫu nếu còn xác định thời gian kết thúc đông kết. 2.1.7.2.Xác định thời gian kết thúc đông kết Lập úp khuôn đã sử dụng ở 2.1.7.1 lên trên tấm đế của nó, sau cho việc thử kết thúc đông kết được tiến hành ngay trên mặt lúc đầu đã tiếp xúc tấm đế. Đặt khuôn và tấm đế trở lại khay ngâm mẫu và bảo dưỡng trong bể nước hoặc phòng kín ở 25- 29 oC. Sau thời gian thích hợp, chuyển khuôn, tấm đế và khay ngâm mẫu sang dụng cụ Vicat, ở vị trí dưới kim. Hạ kim từ từ cho tới khi đầu kim chạm vào bề mặt hồ. Giữ nguyên vị trí này trong vòng 1 đến 2 s để tránh vận tốc ban đầu hoặc gia tốc cưỡng bức của bộ phận chuyển động. Sau đó thả nhanh bô phận chuyển động và để kim lún thẳng sâu vào trong hồ. Đọc than chia khi kim ngừng lún hoặc đọc vào thời điểm 30 s sau khi thả kim, tùy theo việc nào xảy ra sớm hơn. Lặp lại phép thử lún tại các vị trí khác trên bề mặt mẫu thử đó, sau cho các vị trị thử cách nhau 5 mm nhưng phải cách vị trí thử trước đó it nhất 10 mm và cách thành khuôn it nhất 8 mm. Thử nghiệm được lặp lại sau nhưng khoảng thời gian thích hợp ví dụ cách nhau 30 phút. Trong khoảng thời gian giữ các làn thả kim, mẫu thử phải được giữ nguyên trong khay nước ở trong bể nước hoặc phòng kín. Lau sạch kim Vicat sau mỗi lần thả kim. Ghi lại thời điểm kim chỉ lún vào bề mặt mẫu 0.5 mm lần đầu tiên thời điểm đó, cũng là thời điểm mà dòng gắn trên kim lần đầu tiên không còn ghi dấu trên bề GVHD: Th.S Nguyễn Quang Thái 28 SVTH: Trương Minh Thông
43. Đồ án tốt nghiệp Niên khóa 2013-2017 mặt mẫu. Thời điểm này có thể xác định một cách chính xác, bằng cách giảm thời gian giữa các lần thử lún gần đến điểm kết thúc đông kết. Điểm kết thúc đông kết sẽ được xác nhận, bằng cách lập lại quy trình thử lún như trên, tại hai vị trí khác nhau nữa trên bề mặt mẫu. Hình 2.5 Cấu tạo Vicat GVHD: Th.S Nguyễn Quang Thái 29 SVTH: Trương Minh Thông
44. Đồ án tốt nghiệp Niên khóa 2013-2017 Chú thích: thời gian bắt đầu đông kết của xi măng là thời gian tính từ thời điểm “không” đến thời điểm khoảng cách giữa đầu kim và tấm đế đạt 3-9 mm lấy đến phút gần nhất. Hình 2.6 Vicat Hình 2.7 Khuôn GVHD: Th.S Nguyễn Quang Thái 30 SVTH: Trương Minh Thông
45. Đồ án tốt nghiệp Niên khóa 2013-2017 Bảng 2.5 Kết quả lượng nước tiêu chuẩn và thời gian ninh kết Lượng Đơn phối liệu Thời gian Thời gian nước Tên bất đầu kết thúc Đá tiêu mẫu Clanhke Diatomite Thạch ninh kết ninh kết puzzolan chuẩn (%) (%) cao (%) (phút) (phút) (%) (%) Mẫu PC 96 0 4 0 28 135 190 A-10 86 10 4 0 30.4 160 215 A-15 81 15 4 0 30.6 170 240 A-20 76 20 4 0 32 175 245 A-25 71 25 4 0 33 180 260 A-30 66 30 4 0 33.8 185 285 P-20 76 0 4 20 29 170 220 2.1.8. Xác định cường độ nén (TCVN 6016:2011) 2.1.8.1. Chuẩn bị vữa Thành phần vữa Tỷ lệ theo khối lượng bao gồm một phần xi măng, ba phần cát tiêu chuẩn ISO, và một nửa phần là nước (tỷ lệ nước/xi măng là 0,50). Mỗi mẻ vữa cho ba mẫu thử gồm: (450±2) g xi măng, (1350±5) g cát và (225±1) g nước. 2.1.8.2. Trộn vữa Cân xi măng và nước bằng cân phân tích. Khi thêm nước, cho một cách nhỏ giọt bằng dụng cụ, có khả năng đo thể tích chính đến ±1 ml. Mỗi mẻ vữa được trộn bằng máy trộn. Thời gian của các giai đoạn trộn khác nhau bao gồm cả thời gian để mở/tắt công tắc máy trộn và được tính chính xác trong phạm vi sai lệch ± 2 s. Qui trình trộn vữa được tiến hành như sau. - Đổ nước vào cối và thêm xi măng một cách cẩn thận để tránh mất nước hoặc xi măng. GVHD: Th.S Nguyễn Quang Thái 31 SVTH: Trương Minh Thông
46. Đồ án tốt nghiệp Niên khóa 2013-2017 - Ngay khi nước và xi măng tiếp xúc với nhau, khởi động ngay máy trộn ở tốc độ thấp, trong khi bắt đầu tính thời gian của các giai đoạn trộn, đồng thời ghi lại thêm thời điểm, lấy đến phút gần nhất làm “thời điểm không”. Sau 30 s trộn, thêm cát từ từ trong suốt 30 s tiếp theo. Bật máy trộn để ở tốc độ cao và tiếp tục trộn thêm 30 s. Chú thích: “Thời điểm không” là mốc để tính toán thời gian tháo khuôn và tuổi thử cường độ. - Dừng máy 90 s. Trong 30 s đầu, dùng bay cao su hoặc nhựa cào vữa bám ở thành và đáy cối vun vào giữa cối. - Tiếp tục trộn ở tốc độ cao thêm 60 s. Qui trình trộn có thể được điều khiển tự động hoặc thủ công. Hình 2.8 Máy trộn 2.1.8.3. Chuẩn bị mẫu a. Kích thước mẫu thử Mẫu thử hình lăng trụ có kích thước 40 mm x 40 mm x 160 mm. b. Đúc mẫu thử Tiến hành đúc mẫu thử ngay sau khi chuẩn bị xong vữa. Khuôn và phễu được kẹp chặt vào bàn dằn, dùng một xẻng nhỏ thích hợp, xúc một hoặc vài lần để rải lớp vữa đầu tiên cho mỗi ngăn khuôn (mỗi lần khoảng 300 g), lấy trực tiếp từ máy trộn. GVHD: Th.S Nguyễn Quang Thái 32 SVTH: Trương Minh Thông
47. Đồ án tốt nghiệp Niên khóa 2013-2017 Dùng bay lớn để rải đồng đều, bay được giữ gần như thẳng đứng với vai của nó tiếp xúc với đỉnh phễu và được đẩy lên phía trước và phía sau dọc theo mỗi ngăn khuôn. Sau đó lèn lớp vữa đầu tiên bằng cách dằn 60 lần bằng thiết bị dằn. Cho thêm lớp vữa thứ hai, đảm bảo phải có lượng vữa thừa nhô lên bề mặt thành khuôn, dùng bay nhỏ dàn đều mặt vữa rồi lèn lớp vữa này bằng cách dằn thêm 60 lần. Nhẹ nhàng nhấc khuôn khỏi bàn dằn và tháo phễu ra. Ngay sau đó, gạt bỏ vữa thừa bằng thanh kim loại, thanh này được giữ gần như thẳng đứng nhưng nghiêng theo hướng gạt. Chuyển động từ từ theo kiểu cưa ngang mỗi chiều một lần. Lặp lại qui trình gạt bỏ vữa thừa bằng cách nghiêng thêm thanh kim theo hướng gạt để làm nhẵn bề mặt. Chú thích: Số lần chuyển động cưa và mức độ nghiêng của thanh kim loại phụ thuộc vào độ dẻo của vữa; vữa quánh hơn yêu cầu số lần chuyển động cưa và mức độ nghiêng nhiều hơn; số lần chuyển động cưa làm nhẵn bề mặt ít hơn khi gạt vữa thừa. Lau sạch vữa bám ngoài khuôn để kết thúc việc gạt bỏ vữa thừa. Ghi nhãn hoặc đánh dấu các khuôn để nhận biết mẫu thử. Hình 2.9 Máy dằn GVHD: Th.S Nguyễn Quang Thái 33 SVTH: Trương Minh Thông
48. Đồ án tốt nghiệp Niên khóa 2013-2017 Hình 2.10 Khuôn đổ cường độ Hình 2.11 Tủ dưỡng hộ 2.1.8.4. Bảo dưỡng mẫu a. Xử lý và cất giữ mẫu thử trước khi tháo khuôn Đậy một tấm kính, thép hoặc vật liệu không thấm khác mà không phản ứng với xi măng có kích thước xấp xỉ 210 mm x 185 mm x 6 mm lên khuôn. Cảnh báo an toàn - Để đảm bảo an toàn cần dùng các tấm kính có cạnh đã được mài. Đặt ngay các khuôn đã được đậy lên giá nằm ngang trong phòng hoặc tủ dưỡng hộ. Hơi ẩm phải tiếp xúc đều với các mặt bên của khuôn. Khuôn không được chồng chất lên nhau. Mỗi khuôn phải được lấy khỏi nơi cất giữ vào thời điểm thích hợp cho việc tháo khuôn. b. Tháo khuôn Việc tháo khuôn phải thận trọng tránh gây hư hại cho các mẫu thử. Khi tháo khuôn có thể sử dụng búa bằng cao su hoặc chất dẻo, hay các dụng cụ chế tạo đặc biệt. Đối với các phép thử ở tuổi 24 h, việc tháo khuôn không được trước quá 20 phút trước khi mẫu thử được thử. Đối với các phép thử ở tuổi lớn hơn 24 h, việc tháo khuôn tiến hành trong khoảng 20 h và 24 h sau khi đúc mẫu. Việc tháo khuôn có thể sau 24 h nếu như ở tuổi 24 h vữa chưa đủ cường độ yêu cầu để tránh hư hỏng mẫu thử. Phải ghi lại việc tháo khuôn muộn trong báo cáo thử nghiệm. GVHD: Th.S Nguyễn Quang Thái 34 SVTH: Trương Minh Thông
49. Đồ án tốt nghiệp Niên khóa 2013-2017 Các mẫu thử đã tháo khỏi khuôn và được chọn để thử vào lúc 24 h (hoặc 48 h khi việc tháo khuôn muộn là cần thiết), được phủ bằng vải ẩm cho tới lúc thử. Còn các mẫu thử được chọn để ngâm trong nước, được đánh dấu bằng mực chịu nước hoặc bút sáp màu trước khi ngâm để tiện nhận biết sau này. Để kiểm tra việc trộn, độ lèn chặt và hàm lượng bọt khí trong vữa nên tiến hành cân mẫu thử sau khi tháo khuôn. c. Bảo dưỡng mẫu thử trong nước Các mẫu thử đã được đánh dấu được ngâm ngập ngay trong nước, để nằm ngang hay thẳng đứng tuỳ theo cách nào thuận tiện, ở nhiệt độ (27± 1) oC trong các bể ngâm mẫu. Nếu ngâm mẫu nằm ngang thì để các mặt bên thành đúc theo đúng hướng thẳng đứng và mặt gạt vữa lên. Đặt mẫu thử trên lưới cách xa nhau sao cho nước có thể vào được cả sáu mặt mẫu thử. Trong thời gian ngâm, không có lúc nào khoảng cách giữa các mẫu thử hay độ sâu của nước trên bề mặt mẫu thử nhỏ hơn 5 mm. Việc ngâm riêng là bắt buộc, trừ phi đã xác định được qua thực nghiệm là thành phần của xi măng đang thử nghiệm không ảnh hưởng tới sự phát triển cường độ của xi măng khác được ngâm chung; xi măng có chứa hàm lượng ion clo lớn hơn 0,1 % phải ngâm riêng. Dùng nước máy đổ bể lần đầu và thỉnh thoảng thêm nước để giữ cho mực nước không thay đổi. Trong thời gian ngâm mẫu thử, không được thay quá 50 % lượng nước ở mỗi lần thay nước. Hệ thống tuần hoàn nước được lắp đặt trong bể ngâm mẫu, sẽ đảm bảo cho nhiệt độ ngâm mẫu thử được đồng nhất; nếu có một hệ thống như vậy, lưu thông trong bể ngâm mẫu, thì sử dụng ở tốc độ chảy nhỏ nhất có thể và không gây ra sự chuyển động hỗn loạn có thể quan sát bằng mắt. Lấy mẫu thử cần thử ở bất kỳ tuổi nào (ngoại trừ ở tuổi 24 h hoặc 48 h khi tháo khuôn muộn) ra khỏi nước không được trước quá 15 phút trước khi tiến hành thử. Loại bỏ các chất lắng đọng trên các bề mặt mẫu thử. Dùng vải ẩm phủ lên mẫu thử cho tới lúc thử. GVHD: Th.S Nguyễn Quang Thái 35 SVTH: Trương Minh Thông
50. Đồ án tốt nghiệp Niên khóa 2013-2017 Hình 2.12 Bể bảo dưỡng mẫu d.Tuổi mẫu thử để thử cường độ Tính tuổi mẫu thử kể từ thời điểm không. Tiến hành thử cường độ ở các tuổi sai số như sau: 24 h ±15 phút; 48 h ±30 phút; 72 h ±45 phút; 7 d ±2 h; ≥28 d ± 8 h. 2.1.8.5. Cường độ nén Thử mỗi nửa lăng trụ gãy, bằng cách đặt tải lên các mặt bên tiếp xúc với thành khuôn sử dụng thiết bị đã quy định. Đặt mặt bên các nửa lăng trụ vào chính giữa tấm ép của máy với sai lệnh không quá ± 0,5 mm và đặt nằm dọc sao cho mặt cuối lăng trụ nhô ra ngoài tấm ép hoặc má ép phụ khoảng 10 mm. Tăng tải trọng từ từ với tốc độ (2400± 200) N/s trong suốt quá trình thử cho đến khi mẫu thử bị phá huỷ. Nếu tăng tải trọng bằng tay, thì cần điều chỉnh để chống lại khuynh hướng giảm tốc độ tăng tải khi gần tới tải trọng phá huỷ. Cường độ nén, Rc, tính bằng Mega Pascal (MPa), theo Công thức (2): Fc Rc = 1600 Trong đó: F c là tải trọng tối đa lúc mẫu thử bị phá huỷ, tính bằng Niutơn (N). 1600 là diện tích tấm ép hoặc má ép phụ (40 mm x 40 mm), tính bằng milimét vuông (mm2). GVHD: Th.S Nguyễn Quang Thái 36 SVTH: Trương Minh Thông
51. Đồ án tốt nghiệp Niên khóa 2013-2017 Hình 2.13 Máy nén cường độ xi măng Bảng 2.6 Kết quả xác định cường độ nén Đơn phối liệu Cường độ Tên mẫu Đá Clanhke Diatomite Thạch 1 3 7 28 puzzolan (%) (%) cao (%) ngày ngày ngày ngày (%) Mẫu PC 96 0 4 0 16.4 36.4 50 57.5 A-10 86 10 4 0 13.9 29.5 38.8 58.9 A-15 81 15 4 0 12.9 27.7 37.8 54.1 A-20 76 20 4 0 11.9 26.2 36.6 53.0 A-25 71 25 4 0 10.9 21.4 3.,2 49.5 A-30 66 30 4 0 9.8 17.4 26.8 45.6 P-20 76 0 4 20 13.5 29.2 38.8 46.1 GVHD: Th.S Nguyễn Quang Thái 37 SVTH: Trương Minh Thông
52. Đồ án tốt nghiệp Niên khóa 2013-2017 2.1.9. Xác định độ mịn (TCVN 4030:2003) 2.1.9.1. Phương pháp sàng Trộn điều mẫu thử bằng cách, lắc xi măng trong 2 phút trong bình kính để làm tan các cục xi măng bi vón hòn. Giữ nguyên trong 2 phút. Dùng đũa thủy tinh sạch và khô để dàng đều xin măng Lắp khay khít vào dưới sàng. Cân khoản 10g xi măng chính xác đến 0,01g và cho xi măng vào sàng. Chú ý thao tác nhẹ nhàng tránh làm hao hụt xi măng. Đậy nắp sàn. Tiến hành sàng với chuyển động xoay tròn cho đến khi không còn xi măng lọt qua sàng Cân lượng xi măng còn sót lại trên sàng. Độ mịn R là tỉ lệ phần trăm của vật liệu còn lại trên sàn so với phần vật liệu ban đầu cho vào sàn. Chính xác đến 0,1% Lặp lại toàn bộ quy trình trên với 1 lượng 10 g xi măng nữa nhận được R2 sau đó từ giá trị trung bình R1,R2 tính lượng xi măng còn lại trên sàn R, bằng phần trăm, lấy chính xác đến 0,1% Nếu kết quả chênh lệch lớn hơn 0,1% so với giá trị tuyệt đối tiến hành sàn lại lần 3 và tính giá trị trung bình của 3 lần xác định Hình 2.14 Sàng 0.9 mm GVHD: Th.S Nguyễn Quang Thái 38 SVTH: Trương Minh Thông
53. Đồ án tốt nghiệp Niên khóa 2013-2017 2.1.9.2. Phương pháp Blaine Nguyên tắc Độ mịn của xi măng được tính theo bề mặt riêng bằng cách xác định thời gian cần thiết để lượng không khí nhất định thấm qua một lớp mẫu xi măng có kich thước và độ xốp xác định Trong điều kiện tiêu chuẩn, bề mặt riêng của xi măng tỉ lệ thuận với √푡 trong đó t là thời gian cần thiết để lượng không khí thấm qua lớp mẫu xi măng. Số lượng và kích thước lổ rổng xi măng phụ thuộc vào sự phân bố kích thước hạt xi măng và quyết định thời gian lớp không khí thấm qua lớp mẫu xi măng Phương pháp này có tính so sánh, vì vậy cần có 1 mẫu chuẩn đã biết trước bề mặt riêng để hiệu chỉnh thiết bị Cách tiến hành Đưa mặt hình côn của ống chứa mẫu vào trong lỗ phía trên của áp kế và nếu cần, có thể dùng 1 chút mở nhẹ để đảm bảo mối nối được kín kích. Chú ý tránh độn vào lớp xi măng thử Đậy kính ống chứa mẫu và mở van va nhẹ nhàng đưa mực chất lỏng trong áp kế đến vặt cao nhất. Đóng van lại và quan sát mực chất lỏng trong áp kế không đổi. nếu mực chất lỏng hạ xuống phải kiểm tra lại mối nối ống dẫn chứa mẫu, áp kế và độ kính của van. Lặp lại việc kiểm tra độ kính, đến khi mực chất lỏng không đổi. mở van và từ từ điều chỉnh, nâng mức chất lỏng đến vạch cao nhất. Đóng van lại mở nắp ống chứa mẫu. Mực chất lỏng từ từ hạ xuống. Bấm đồng hồ giây khi chất lỏng chạm tới vạch thứ 2, khi chất lỏng chạm tới vạch thứ 3 thì dừng lại. Ghi lai thời gian t chính xác đến 0,2 s. Lặp lại qui trình trên với cùng mẫu thử và ghi lại các giá trị có thêm về thời gian và nhiệt độ. Chuẩn bị mẫu thử mới với cùng loại xi măng. Tiến hành thử Blaine 2 lần với mẫu thứ 2, ghi lại các thời gian và nhiệt độ như 2 lần trước. GVHD: Th.S Nguyễn Quang Thái 39 SVTH: Trương Minh Thông
54. Đồ án tốt nghiệp Niên khóa 2013-2017 Hình 2.15 Cấu tạo của Blaine GVHD: Th.S Nguyễn Quang Thái 40 SVTH: Trương Minh Thông
55. Đồ án tốt nghiệp Niên khóa 2013-2017 Hình 2.16 Blaine Bảng 2.7 Kết quả độ mịn Đơn phối liệu Độ mịn Tên mẫu Đá Clanhke Diatomite Thạch Tỉ diện Sót sàng puzzolan (%) (%) cao (%) (cm2/g) 0,09 mm (%) Mẫu PC 96 0 4 0 3190 1.8 A-10 86 10 4 0 3720 1.9 A-15 81 15 4 0 3880 1.9 A-20 76 20 4 0 4160 2.1 A-25 71 25 4 0 4210 2.6 A-30 66 30 4 0 4250 2.9 P-20 76 0 4 20 3310 1.9 2.1.10. Xác định tỷ trọng Cân kỹ thuật độ chính xác 0,01g. Bình Lechatelier (Hình 2.17). GVHD: Th.S Nguyễn Quang Thái 41 SVTH: Trương Minh Thông
56. Đồ án tốt nghiệp Niên khóa 2013-2017 Phễu và đũa thủy tinh. Vật liệu phụ: dầu hỏa. Hình 2.17 Cấu tạo bình Lechatelier Hình 2.18 Bình Lechatelier Cách tiến hành Cân m = 65g ximăng đã sấy khô, sàng qua sàng 0,63mm. Cho dầu vào bình đến vạch số 0. GVHD: Th.S Nguyễn Quang Thái 42 SVTH: Trương Minh Thông
57. Đồ án tốt nghiệp Niên khóa 2013-2017 Cho ximăng từ từ vào bình, sau đó xoay nhẹ bình cho bọt khí thoát hết ra ngoài. 3 Vạch dầu dâng lên chính là thể tích của ximăng Va (cm ). 3 Khối lượng riêng của ximăng là: = (g/cm ). Bảng 2.8 Kết quả thử nghiệm khối lượng riêng Đơn phối liệu Khối lượng Tên mẫu Diatomite Thạch Đá puzzolan riêng (g/cm3) Clanhke (%) (%) cao (%) (%) Mẫu PC 96 0 4 0 3.17 A-10 86 10 4 0 2.98 A-15 81 15 4 0 2.94 A-20 76 20 4 0 2.90 A-25 71 25 4 0 2.85 A-30 66 30 4 0 2.79 P-20 76 0 4 20 3.05 2.2. Bê tông nhẹ 2.2.1. Bê tông nhẹ sử dụng xốp hạt 2.2.1.1. Mục đích Nghiên cứu ảnh hưởng của việc sử dụng xi măng dùng phu gia diatomite và hạt xốp làm cốt liệu cho bê tông. Để từ đó có thể đưa ra một bài cấp phối hợp lý cho việc sản xuất bê tông nhẹ từ xốp hạt. Đồng thời giảm đáng kể khối lượng các kết cấu, tạo điều kiện thi công dễ dàng và đặc biệt giảm đáng kể khối lượng của kết cấu móng, giảm giá thành của các công trình xây dựng. 2.2.1.2. Vật liệu và thiết bị Xi măng được sử dụng là xi măng có phụ gia diatomite 10% (A-10) tối ưu nhất ở bài phối liệu trên để tạo bê tông nhẹ. GVHD: Th.S Nguyễn Quang Thái 43 SVTH: Trương Minh Thông
58. Đồ án tốt nghiệp Niên khóa 2013-2017 Cát được lấy từ nhà máy xi măng tây đô. Đá được lấy từ nhà máy xi măng tây đô. Hạt xốp: cở hạt là 1-2 ly. Keo ATM giúp hạt xốp không nổi lên khi trộn bê tông, hạt xốp được ngâm trong hỗn hợp keo ATM. Thiết bị: Cân, máy trộn bê tông. Hình 2.19 Máy trộn bê tông Hinh 2.21 Đá Hình 2.20 Cát GVHD: Th.S Nguyễn Quang Thái 44 SVTH: Trương Minh Thông
59. Đồ án tốt nghiệp Niên khóa 2013-2017 Bảng 2.9 Cấp phối để đỗ mẫu bê tông và độ sụt Nước Tên mẫu Xi măng Cát (kg) Đá (kg) Xốp hạt Độ sụt (A-10) (kg) (lít) B-0 9.2 19.2 27.25 5.7 0% 10 B-25 9.2 19.2 20.44 5.3 25% 8.5 B-50 9.2 19.2 13.63 4.8 50% 9 B-75 9.2 19.2 6.83 4.4 75% 8.5 B-100 9.2 19.2 0 4.6 100% 0 Bảng 2.10 Cấp phối cho 1m3 bê tông Xi măng Cát Đá Nước Xốp hạt Tên mẫu (kg) (kg) (kg) (lít) (lít) B-0 365 765 1090 228 0 B-25 365 765 817.6 212 180 lít B-50 365 765 545 192 360 lít B-75 365 765 273 180 540 lít B-100 365 765 0 184 720 lít 2.2.1.3. Quy trình tạo mẫu Xi măng Cát Xốp hạt + Keo ATM Nước ĐÁ Cân Cân Định lượng Định lượng Đưa vào máy trộn khô Trộn vữa + Đá + Xốp hạt Thử độ sụt Đúc mẫu Tháo khuôn và ngâm nước Thử tính chất kỹ thuật GVHD: Th.S Nguyễn Quang Thái 45 SVTH: Trương Minh Thông
60. Đồ án tốt nghiệp Niên khóa 2013-2017 Thuyết minh: Tiến hành cân xi măng, cát rồi trộn đều trong máy trộn bê tông. Định lưọng xốp hạt + keo ATM, đá. Tiến hành nhào trộn xi măng, cát, nước, xốp hạt, đá trộn khoảng 2- 3 phút rồi giữ ổn định 30 giây, sau đó tiến hành thử độ sụt và khi độ sụt đạt thì đổ khuôn và định tĩnh. Quá trình phát triển cường độ xi măng diễn ra và sau 24h chúng ta tháo khuôn và dưỡng hộ trong nước hay trong môi trường ẩm. Sau 7 hoặc 28 ngày đem xác định các tính chất kỹ thuật của bê tông. 2.2.1.4. Phương pháp lấy mẫu , chế tạo mẫu và bảo dưỡng mẫu (Theo TCVN 3105 : 1993 ) a. Đúc mẫu Số lượng viên mẫu: Qui định cho một tổ mẫu là 3 viên Số lượng tổ mẫu cần đúc: Cho cấu kiện bê tông ứng lực trước: 3 tổ thử cường độ nén ở các thời điểm, 2 tổ mẫu cho cấu kiện bê tông thường ( khi tháo khuông 28 ngày đêm ). Ngoài ra nếu theo dõi các chỉ tiêu khác ở các tuổi phi tiêu chuẩn thì đúc thêm. Khuôn đúc mẫu: Khuôn phải vững chắc, kín, không thấm nước, không phản ứng với xi măng, sạch, mặt trong phải phẳng, nhẵn, độ cong vênh các đường sinh của khuôn trụ không quá 0,05mm trên 100mm dài, độ lệch góc vuông của hai mặt kề nhau không vượt quá 0,50, đã được bôi một lớp mỏng chất chống dính. Đổ và đầm hỗn hợp bê tông trong khuôn: + Khi hỗn hợp có ộđ cứng trên 20s hoặc có dộ sụt dưới 4 cm: Đổ hỗn hợp vào khuôn thành một lớp khi khuôn có chiều cao từ 150 mm trở xuống, thành hai lớp với khuôn có chiều cao lớn hơn. Đổ xong lớp đầu thì kẹp chặt khuôn vào bàn rung và rung cho tới khi thoát hết bọt khí lớn với tần số 2800-3000 V/ph, biên độ 0,3–0,5 mm, sau đó đổ và đầm như vậy lớp thứ hai rồi gạt phần thừa và xoa phẳng mặt mẫu. + Khi hỗn hợp có ộđ cứng 10-20 s hoặc có ộđ sụt 5-9 cm thì cũng làm như trên và đầm hỗn hợp trong khuôn bằng bàn rung hoặc bằng đầm dùi, loại có tần số 7200 v/ph. + Khi hỗn hợp bê tông có độ sụt từ 10 cm trở lên: Đổ hỗn hợp bê tông vào khuôn làm 1 lần đối với khuôn có thành cao 100mm trở xuống , làm 2 lớp đối với GVHD: Th.S Nguyễn Quang Thái 46 SVTH: Trương Minh Thông
61. Đồ án tốt nghiệp Niên khóa 2013-2017 khuôn cao 150-200 mm và làm 3 lớp với khuôn cao 300 mm. Sau đó dùng que chọc bằng thanh thép tròn Ф16 mm, dài 600 mm hai đầu múp tròn chọc từng lớp, mỗi lớp cứ 10 cm2 chọc 1 cái. Lớp đầu chọc sâu tới đáy, lớp sau chọc xuyên vào lớp trứơc. Chọc xong, dùng bay gạt bê tông thừa và xoa phẳng mẫu. Hình 2.22 Khuôn đúc mẫu bê tông 150 x 150 mm b. Bảo dưỡng mẫu bê tông Mẫu sau khi đúc được phủ ẩm cho tới khi tháo khuôn ở nhiệt độ phòng, bảo dưỡng tiếp trong phòng dưỡng hộ tiêu chuẩn ( to = 25 – 29 oC , W = 95-100% ) cho tới ngày thử. Thời gian giữ mẫu trong khuôn là 16-24 h đối với bê tông cường độ 100 trở lên , 2-3 ngày đêm cho bê tông có phụ gia chậm đóng rắn hoặc cường độ 75 trở xuống. Hình 2.23 Bể bảo dưỡng mẫu bê tông GVHD: Th.S Nguyễn Quang Thái 47 SVTH: Trương Minh Thông
62. Đồ án tốt nghiệp Niên khóa 2013-2017 2.2.1.6. Xác định độ sụt a. Khái niệm "Độ sụt" đơn giản là một thuật ngữ để mô tả độ cứng hỗn hợp bê tông như thế nào, hơn là sử dụng sự mô tả chung chung như "tính ẩm ướt" hay "tính lỏng". Chiều cao của hỗn hợp bê tông sau khi được đổ trong nón, sụt giảm khác nhau từ một trong những mẫu khác. Mẫu với chiều cao thấp hơn chủ yếu được sử dụng trong xây dựng, với các mẫu có độ sụt cao thường được sử dụng để xây dựng đường vỉa hè. b. Mục đích Mục đích của thử nghiệm là để đo lường sự đồng nhất của bê tông. Nhiều yếu tố được tính đến khi thỏa mãn các yêu cầu cụ thể của cường độ bê tông, và để đảm bảo rằng, một hỗn hợp đồng nhất xi măng đang được sử dụng trong quá trình xây dựng. Các thử nghiệm cũng xác định thêm khả năng "dễ thi công" của bê tông, mà cung cấp một quy mô về cách dễ dàng vận chuyển, đầm chặt, và bảo dưỡng bê tông. Các kỹ sư sử dụng kết quả để sau đó làm thay đổi cấp phối bê tông bằng cách, điều chỉnh tỷ lệ xi măng - nước hoặc thêm phụ gia hóa dẻo để tăng độ sụt của hỗn hợp bê tông. c. Cách tiến hành Đặt chảo trộn trên sàn nhà và làm ẩm nó với một số nước. Hãy chắc chắn rằng đó làẩ m ướt nhưng không có nước tự do đọng lại. Giữ vững hình nón sụt giảm tại chỗ bằng cách sử dụng 2 chân giữ. Chèn hỗn hợp bê tông vào một phần ba hình nón. Sau đó, đầm chặt mỗi lớp 25 lần bằng cách sử dụng các thanh thép trong một chuyển động tròn, và đảm bảo không để khuấy. Thêm hỗn hợp cụ thể hơn để đánh dấu hai phần ba. Lặp lại 25 lần nén cho một lần nữa. Đầm chặt vừa vào lớp trước bê tông. Chèn hỗn hợp bê tông sao cho đầy, nón sụt có thể đầy hơn, sau đó lặp lại quá trình đầm 25 lần.(Nếu hỗn hợp bê tông không đủ để đầm nén, dừng lại, thêm tiếp hỗn hợp và tiếp đầm chặt như trước). GVHD: Th.S Nguyễn Quang Thái 48 SVTH: Trương Minh Thông
63. Đồ án tốt nghiệp Niên khóa 2013-2017 Gạt bỏ hỗn hợp bê tông thừa, ở phần trên mở của hình nón sụt bằng cách sử dụng que đầm thép trong một chuyển động quanh cho đến khi bề mặt phẳng. Từ từ tháo bỏ nón sụt bằng cách nâng nó theo chiều dọc trong thời gian (5 giây + / - 2 giây), và đảm bảo rằng mẫu bê tông không di chuyển. Đợi cho hỗn hợp bê tông sụt. Sau khi bê tông ổn định, đo sự sụt giảm theo chiều cao bằng cách chuyển hình nón ngược sụt xuống đặt bên cạnh các mẫu, đặt que thép nén trên nón sụt giảm và đo khoảng cách từ thanh đến tâm di dời ban đầu. Hình 2.24 Dụng cụ đo độ sụt 2.2.1.7. Xác định cượng độ bê tông hạt xốp (TCVN 3118:1993) a. Thiết bị thử Máy nén Thước lá kim loại Đệm truyền tải, được làm bằng thép dày 20 ± 2 mm có sẻ rãnh cắt đầu mẫu 30 ± 2 mm. Phần truyền tải vào mẫu có kích thước 100x100, 150x150 , 200x200 (mm) b. Chuẩn bi mẫu thử Mỗi nhóm là 3 viên Mẫu chuẩn là 150x150x150 mm, các viên mẫu lập phương khác kích thước trên, mẫu hình trụ khi tính phải qui đổi kết quả về viên mẫu chuẩn. GVHD: Th.S Nguyễn Quang Thái 49 SVTH: Trương Minh Thông
64. Đồ án tốt nghiệp Niên khóa 2013-2017 Trước khi thử phải kiểm tra hai mặt chịu nén: Khe hở lớn nhất giữa chúng với thành thước kẻ vuông góc, khi đặt thành kia áp sát các mặt kề bên của mẫu lập phương. Các viên mẫu lập phương và viên mẫu nửa dầm khuôn lấy mặt đáy và mặt trên làm mặt chịu nén. Nếu các mặt chịu nén của mẫu không đạt có thể mài phẳng hoặc làm phẳng bằng lớp hồ xi măng. c. Tiến hành thử Xác định diên tích chịu lực của mẫu: Đo chính xác đến 1mm các cặp cạnh song song của hai mặt chịu nén, xác định diện tích từng mặt và lấy giá trị trung bình số học của hai mặt làm diện tích chịu nén của mẫu. Xác định tải trọng phá hoại mẫu: Chọn thang lực thích hợp để khi phá hoại mẫu tải trọng phá hoại chỉ bằng 20-28% tải trọng cực đại của thang chia lực đã chọn. Đặc mặt chịu nén của mẫu đúng tâm thớt dưới của máy, tăng tải liên tục với vận tốc không đổi 6 ± 4 daN/cm2 trong 1 s cho tới ki mẫu bị phá hoại. Lực tối đa đạt được là giá trị phá hoại mẫu. Hình 2.25 Máy nén cường độ bê tông d. Tính kết quả GVHD: Th.S Nguyễn Quang Thái 50 SVTH: Trương Minh Thông
65. Đồ án tốt nghiệp Niên khóa 2013-2017 Cường độ nén của từng viên mẫu bê tông được tính theo công thức: 푃 R = α × 퐹 Trong đó: P : Tải trọng phá hoại, daN F : Diện tích chịu nén của viên mẫu, cm2 α : Hệ số tính đổi cường dộ nén, mẫu chuẩn ( 150x150x150 mm ) thì α = 1. Bảng 2.11 Kết quả cường độ nén bê tông hạt xốp thử nghiêm Cường độ (daN/cm2) Tên mẫu 3 ngày 7 ngày 28 ngày B-0 143 211 280 B-25 84 126 145 B-50 58 74 115 B-75 41 56 76 B-100 31 41 60 2.2.1.8. Xác định khối lượng thể tích của bê tông (TCVN 3115:1993) a. Thiết bị thử Cân kỹ thuật và các cân thủy tỉnh có độ chính xác tới 50g. Thước lá kim loại. Bếp điện và thùng nấu paraphin. Tủ sấy 2000C. b. Chuẩn bị mẫu thử Khối lượng thể tích của bê tông có thể thử ở các trạng thái : Sấy khô tới khối lượng không đổi, khô tự nhiên trong không khí, bảo dưỡng trong điều kiện tiêu chuẩn và bảo hòa nước. Kich thước và hình dạng của mẫu là mẫu chuẩn. c. Tiến hành thử Trước hết xác định khối lượng mẫu, cân từng viên chính xác tới 0.2% Xác định kích thước của mẫu: Đo chính xác kích thước từng viên. 1 a (a1 a2 a3 a4 ),cm 4 GVHD: Th.S Nguyễn Quang Thái 51 SVTH: Trương Minh Thông
66. Đồ án tốt nghiệp Niên khóa 2013-2017 1 b (b1 b2 b3 b4 ),cm 4 1 c (c1 c2 c3 c4 ),cm 4 3 V a.b.c,cm 1 d (d1 d 2 d3 d 4 ),cm 4 1 h (h1 h2 h3 h4 ),cm 4 d 2 V h,cm 3 4 Đối với mẫu không có lổ trống lớn thông nhau: Ngâm ngập mẫu một ngày trong nước, cân ngoài không khí để có m1, cho mẫu vào thủy bình và cân thủy tỉnh 3 để có m2. Thể tích V, cm được xác định theo công thức. m m V 1 2 n 3 Trong đó: ρn - Khối lượng riêng của nước, lấy bằng 1g/cm . Đối với các viên mẫu có lổ rỗng lớn thông nhau: Ta sấy nóng lên 600C, cân mẫu ta có m1, phủ mẫu bằng paraphin rồi cân, ta có m2, tiếp cân mẫu bằng cân thủy tỉnh để được m3. Thể tích của viên mẫu được xác định theo: m m m m V 2 3 2 1 n p 3 Trong đó: ρp - Khối lượng thể tích của paraphin, lấy bằng 0.93g/cm . d. Tính kết quả Khối lượng thể tích của từng viên mẫu ( γ, kg/m3 ) chinh xác tới 10 kg/m3 là trung bình số học của 3 kết quả thử, tính theo công thức: m  1000 V Trong đó: m - Khối lượng của viên mẫu ở trạng thái cân thử, g. GVHD: Th.S Nguyễn Quang Thái 52 SVTH: Trương Minh Thông
67. Đồ án tốt nghiệp Niên khóa 2013-2017 V - Thể tích của viên mẫu, cm3. Bảng 2.12 Kết quả xác định khối lượng thể tích bê tông hạt xốp Khối lượng Thể tích của Khối lượng Tên mẫu mẫu (m) viên mẫu (V) thể tích bê tông (γ) B-0 3600 3375 1070 B-25 4200 3375 1240 B-50 5600 3375 1660 B-75 6500 3375 1930 B-100 8100 3375 2400 2.2.2. Bê tông nhẹ sử dụng chất tạo bọt 2.2.2.1. Mục đích Sử dụng các loại xi măng, cát, tỉ lệ cát/xi măng, lượng chất tạo bọt, lượng nước khác nhau để tạo ra bê tông bọt có khối lượng thể tích khác nhau. Từ đó xác định các điều kiện tối ưu để sản xuất bê tông bọt có chất lượng. 2.2.2.2. Hóa chất, vật liệu, thiết bị. Xi măng được sử dụng là xi măng có phụ gia diatomite 10% ở bài phối liệu trên Cát lấy từ nhà máy xi măng tây đô Hóa chất tạo bọt: đã được giới thiệu ở chương 1 Chất ổn định bọt: giúp ổn định bọt trong bê tông Sợi PET để gia cường, tăng độ uốn cho bê tông Thiết bị: máy tạo bọt tự chế, ống đong, thùng nhựa, bay, khuôn 150 mm x 150 mm x 150 mm. Hình 2.26 Sợi PET GVHD: Th.S Nguyễn Quang Thái 53 SVTH: Trương Minh Thông
68. Đồ án tốt nghiệp Niên khóa 2013-2017 Hình 2.27 Thiết bị nén tạo bọt tự chế Hình 2.28 Vòi tạo bọt 2.2.2.3. Quy trình thực hiện Sơ dồ thí nghiệm: Xi măng Cát Sợi PET, Nước Chất tạo bọt Chất ổn định bọt Cân Cân Định lượng Định lượng Trộn khô Định lượng Trộn vữa + Sợi PET + Chất ổn định bọt Máy tạo bọt Trộn vữa + bọt + Sơi PET + Chất ổn định bọt Đúc mẫu Tháo khuôn và ngâm nước Thử tính chất kỹ thuật GVHD: Th.S Nguyễn Quang Thái 54 SVTH: Trương Minh Thông
69. Đồ án tốt nghiệp Niên khóa 2013-2017 Thuyết minh: Định lượng nước và chất tạo bọt rồi cho vào máy tạo bọt. Tiến hành cân xi măng, cát rồi trộn đều trong chão. Định lượng nước, sợi PET và chất ổn định bọt theo bài phối liệu. Sau khi bọt tạo ra đạt thể tích theo tính toán thì tiến hành nhào trộn xi măng, cát, nước, sợi PET, chất ổn định bọt tạo thành vữa. Cho tiếp bọt vào vữa và tiến hành nhào trộn trong khoảng 2- 3 phút rồi giữ ổn định 30 giây, sau đó tiến hành đổ khuôn và định tĩnh. Quá trình phát triển cường độ xi măng diễn ra và sau 24h chúng ta tháo khuôn và dưỡng hộ trong nước hay trong môi trường ẩm. Sau 7 hoặc 28 ngày đem xác định các tính chất kỹ thuật của bê tông. Sau đây là hình ảnh thực tế. Hình 2.29 Bọt được tạo ra Hình 2.30 Bê tông bọt đã được trộn - Hình 2.31 Bê tông bọt đã đổ vào khuôn GVHD: Th.S Nguyễn Quang Thái 55 SVTH: Trương Minh Thông
70. Đồ án tốt nghiệp Niên khóa 2013-2017 Bảng 2.13 Cấp phối tạo mẫu bê tông bọt Chất ổn Sợi PET Tên Xi măng Nước Chất tạo Cát (kg) định bọt FIBER mẫu (kg) bọt (ml) (l) (ml) (g) E-800 9.2 9.2 4.7 28 115 14 E-900 7 14 4.5 25.8 115 14 E-1000 7.88 15.75 4.7 22.4 115 14 Bảng 2.14 Cấp phối cho 1m3 bê tông bọt Chất ổn Sợi PET Xi măng Nước Chất tạo Tên mẫu Cát (kg) định bọt FIBER (kg) bọt (l) (l) (ml) (g) E-800 365 365 188 1.2l 4.6 560 E-900 280 560 178 1.03l 4.6 560 E-1000 315 630 188 0.96l 4.6 560 2.2.2.4. Xác định cường độ nén bê tông bọt (tương tự điều 2.2.1.7) Bảng 2.15 Kết quả cường độ nén và khối lượng thể tích bê tông bọt Cường độ nén (daN/cm2) Tên mẫu 3 ngày 7 ngày 28 ngày 2850 840 E-800 3375 3150 940 E-900 3375 3300 980 E-1000 3375 2.2.2.5. Xác định khối lượng thể tích bê tông bọt (tương tự 2.2.1.8) Bảng 2.16 Kết quả khối lượng thể tích bê tông bọt Thể tích của Khối lượng Khối lượng Tên mẫu viên mẫu thể tích bê mẫu (g) (V) tông (γ) 2850 840 E-800 3375 3150 940 E-900 3375 3300 980 E-1000 3375 GVHD: Th.S Nguyễn Quang Thái 56 SVTH: Trương Minh Thông
71. Đồ án tốt nghiệp Niên khóa 2013-2017 CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ 3.1. Xi Măng sử dụng phụ gia diatomite 3.1.1. Kết quả phân tích hàm lượng mất khi nung (MKN) Bảng 3.1 Kết quả thử nghiệm hàm lượng mất khi nung Đơn phối liệu Hàm lượng Tên mẫu Đá mất khi Clanhke Diatomite Thạch puzzolan nung (%) (%) cao (%) (%) Mẫu PC 96 0 4 0 1.05 A-10 86 10 4 0 2.86 A-15 81 15 4 0 3.68 A-20 76 20 4 0 4.33 A-25 71 25 4 0 5.35 A-30 66 30 4 0 6.37 P-20 76 0 4 20 2 Biểu đồ hàm lượng mất khi nung 8 6 4 2 0 Mẫu A-10 A-15 A-20 A-25 A-30 P-20 PC Hình 3.1 Biểu đồ hàm lượng mất khi nung Kết quả cho thấy hàm lượng mất khi nung sẽ tăng nếu hàm lượng diatomite tăng, so với mẫu Pozzolan P-20 thì MKN của mẫu diatomite A-20 cao hơn cho thấy các mẫu diatomite có hàm lượng MKN cao. GVHD: Th.S Nguyễn Quang Thái 57 SVTH: Trương Minh Thông
72. Đồ án tốt nghiệp Niên khóa 2013-2017 Diatomite tăng thì lương MKN cũng tăng, MKN của diatomite cao hơn clanhke. Kết luận: Như vậy mẫu A-10 có hàm lượng MKN thấp sẽ tốt hơn mẫu dùng diatomite còn lại, A-10 MKN vẫn cao hơn P-20 nhưng không đáng kế. 3.1.2. Kết quả xác định hàm lượng cặn không tan (CKT) Bảng 3.3 Kết quả thử nghiệm hàm lượng cặn không tan Đơn phối liệu Hàm lượng Đá Tên mẫu Clanhke Diatomite Thạch cặn không puzzolan (%) (%) cao (%) tan (%) Mẫu PC 96 0 4 0 0.71 A-10 86 10 4 0 7.59 A-15 81 15 4 0 9.72 A-20 76 20 4 0 13.13 A-25 71 25 4 0 16.05 A-30 66 30 4 0 19.25 P-20 76 0 4 20 11.5 Biểu đồ hàm lượng cặn không tan 30 20 10 0 Mẫu PC A-10 A-15 A-20 A-25 A-30 P-20 Hình 3.2 Biểu đồ hàm lượng cặn không tan GVHD: Th.S Nguyễn Quang Thái 58 SVTH: Trương Minh Thông
73. Đồ án tốt nghiệp Niên khóa 2013-2017 Kết quả thử nghiệm hàm lượng cặn không tan tăng theo thành phần % của diatomite và mẫu A-20 cao hơn P-20, phụ gia diatomite có CKT cao hơn phụ gia Pozzolan. Khi đưa phu gia vào càng nhiều thì lượng CKT càng tăng. Mẫu PC CKT rất thấp khi thay thế diatomite thì CTK tăng. Kết luận: Mẫu A-10 có hàm lượng CKT thấp nhất so với mẫu PC như vậy thì A-10 là tối ưu nhất. 3.1.3. Kết quả xác định hàm lượng anhydric sunfuric (SO3) Bảng 3.3 Kết quả hàm lượng SO3 Đơn phối liệu Hàm lượng Tên mẫu Đá Clanhke Diatomite Thạch SO3 puzzolan (%) (%) cao (%) (%) Mẫu PC 96 0 4 0 1.96 A-10 86 10 4 0 1.75 A-15 81 15 4 0 1.80 A-20 76 20 4 0 1.97 A-25 71 25 4 0 1.79 A-30 66 30 4 0 1.75 P-20 76 0 4 20 1.82 Nhận xét: Do hàm lượng SO3 phụ thuộc vào hàm lượng thạch cao có trong xi măng, ở kết quả trên đều cho kết quả tương đương nhau vì hàm lượng thạch cao được sử dụng là 4%. Hàm lượng SO3 ảnh hưởng tới thời gian ninh kết nếu sử dụng nhiều thạch cao thì làm chậm ninh kết và ngược lại. GVHD: Th.S Nguyễn Quang Thái 59 SVTH: Trương Minh Thông
74. Đồ án tốt nghiệp Niên khóa 2013-2017 Các mẫu thử nghiệm đều đạt TCVN 6260:2009 3.1.4. Kết quả xác định lượng nước tiêu chuẩn Bảng 3.4 Kết quả lượng nước tiêu chuẩn Đơn phối liệu Lượng nước Tên mẫu Đá tiêu Clanhke Diatomite Thạch puzzolan chuẩn (%) (%) cao (%) (%) (%) Mẫu PC 96 0 4 0 28 A-10 86 10 4 0 30.4 A-15 81 15 4 0 30.6 A-20 76 20 4 0 32 A-25 71 25 4 0 33 A-30 66 30 4 0 33.8 P-20 76 0 4 20 29 Biểu đồ lượng nước tiêu chuẩn 40 35 30 25 20 15 10 5 0 Mẫu PC A-10 A-15 A-20 A-25 A-30 P-20 Hình 3.4 Biểu đồ lượng nước tiêu chuẩn Nhận xét: GVHD: Th.S Nguyễn Quang Thái 60 SVTH: Trương Minh Thông
75. Đồ án tốt nghiệp Niên khóa 2013-2017 Lượng nước tiêu chuẩn tăng khi hàm lượng diatomite tăng và mẫu A-20 cao hơn P-20 khá nhiều. Lượng nước tiêu chuẩn tăng làm cho vữa được trộn khô và khó đỗ mẫu, do vậy ta thấy tính xốp cũng như tính hút nước của diatomite khá cao. Các mẫu thử đều đạt TCVN 6260:2009 Kết luận: Lượng nước tiêu chuẩn của mẫu A-10 so với các mẫu diatomit còn lại là tối ưu nhất. 3.1.5. Kết quả xác định thời gian bắt đầu và kết thúc đông kết Bảng 3.5 Kết quả lượng nước tiêu chuẩn và thời gian ninh kết Đơn phối liệu Thời Thời gian gian bất kết Tên mẫu Đá đầu thúc Clanhke Diatomite Thạch puzzolan ninh ninh (%) (%) cao (%) (%) kết kết (phút) (phút) Mẫu PC 96 0 4 0 135 190 A-10 86 10 4 0 160 215 A-15 81 15 4 0 170 240 A-20 76 20 4 0 175 245 A-25 71 25 4 0 180 260 A-30 66 30 4 0 185 285 P-20 76 0 4 20 170 220 GVHD: Th.S Nguyễn Quang Thái 61 SVTH: Trương Minh Thông
76. Đồ án tốt nghiệp Niên khóa 2013-2017 Biểu đồ thời gian bắt đầu và kết thúc ninh kết 300 200 100 0 Mẫu A-10 A-15 A-20 A-25 A-30 P-20 PC Thời gian bắt đầu (phút) Thời gian kết thúc Hình 3.5 Biểu đồ thời bắt đầu và kết thúc ninh kết Nhận xét: Thời gian bắt đầu và kết thúc ninh kết tăng khi tăng hàm lượng diatomite và mẫu A-20 cao không đáng kể với P-20 vậy diatomite không làm thay đổi nhiều. So với TCVN 6260:2009 thì các mẫu đều đạt về thời gian ninh kết. Phụ gia diatomite tằng và clanhke giàm thì sẽ làm tăng thời gian bất đầu và kết thúc ninh kết. Kết luận: Về thời gian bất đầu và kết thúc ninh kết thì lấy mẫu PC làm chuẩn thì mẫu A-10 tốt nhất. 3.1.6. Kết quả xác định cường độ nén GVHD: Th.S Nguyễn Quang Thái 62 SVTH: Trương Minh Thông
77. Đồ án tốt nghiệp Niên khóa 2013-2017 Bảng 3.6 Kết quả xác định cường độ nén Đơn phối liệu Cường độ Tên mẫu Đá Clanhke Diatomite Thạch 1 3 7 28 puzzolan (%) (%) cao (%) ngày ngày ngày ngày (%) Mẫu PC 96 0 4 0 16.4 36.4 50.0 57.5 A-10 86 10 4 0 13.9 29.5 38.8 58.9 A-15 81 15 4 0 12.9 27.7 37.8 54.1 A-20 76 20 4 0 11.9 26.2 36.6 53.0 A-25 71 25 4 0 10.9 21.4 31.2 49.5 A-30 66 30 4 0 9.8 17.4 26.8 45.6 P-20 76 0 4 20 13.5 29.2 38.8 46.1 70 58.9 60 57.5 54.1 53 50 49.5 50 45.6 46.1 38.8 38.8 40 36.4 37.8 36.6 29.5 31.2 29.2 30 27.7 26.2 26.8 21.4 20 16.4 17.4 13.9 12.9 13.5 11.9 10.9 9.8 10 0 Mẫu PC A-10 A-15 A-20 A-25 A-30 P-20 Biểu đồ cường độ nén 1 ngày 3 ngày 7 ngày 28 ngày Hình 3.6 Biểu đồ cường độ nén GVHD: Th.S Nguyễn Quang Thái 63 SVTH: Trương Minh Thông
78. Đồ án tốt nghiệp Niên khóa 2013-2017 Nhận xét: Cường độ 1 ngày, 3 ngày, 7 ngày đều giảm dần khi hàm lương diatomite tăng, khi so A-20 với P-20 thì vẫn thấp hơn. Nhưng đến cường độ 28 ngày thì mẫu diatomite A-10 lại tăng vượt trội cao hơn mẫu PC và mẫu A-20 cao hơn P-20 cho thấy khi dùng diatomite thì cường độ về sau sẽ càng cao. Các mẫu thử nghiệm đều đạt TCVN 6260:2009. Các mẫu khi giảm hàm lượng clanhke thì cường độ giam với mẫu A-10 cao hơn là do tỉ diện của A-10 cao hơn mẫu PC, các mẫu còn lại ti diện cao hơn nhưng cường đô thấp hơn là do hàm lượng diatomite nhiều. Kết luận: Cường độ nén của mẫu A-10 đạt tốt nhất cao hơn mẫu PC. 3.1.7. Kết quả xác định độ mịn Bảng 3.7 Kết quả độ mịn Đơn phối liệu Độ mịn Tên mẫu Đá Clanhke Diatomite Thạch Tỉ diện Sót sàng puzzolan (%) (%) cao (%) (cm2/g) 0,09 mm (%) Mẫu PC 96 0 4 0 3190 1.8 A-10 86 10 4 0 3720 1.9 A-15 81 15 4 0 3880 1.9 A-20 76 20 4 0 4160 2.1 A-25 71 25 4 0 4210 2.6 A-30 66 30 4 0 4250 2.9 P-20 76 0 4 20 3310 1.9 GVHD: Th.S Nguyễn Quang Thái 64 SVTH: Trương Minh Thông
79. Đồ án tốt nghiệp Niên khóa 2013-2017 Biểu đồ tỉ diện 6000 4000 2000 0 Mẫu A-10 A-15 A-20 A-25 A-30 P-20 PC Hình 3.7 Biểu đồ tỉ diện Biểu đồ sót sàng 2.9 2.6 2.1 1.8 1.9 1.9 1.9 Mẫu PC A-10 A-15 A-20 A-25 A-30 P-20 Hình 3.8 Biểu đồ lượng sót sàng Nhận xét: Lượng sót sàng và tỉ diện tăng khi hàm lượng diatomite tăng và mẫu A-20 so với P-20 thì cao hơn nhiều như vậy thì diatomite đễ nghiền hơn đá puzzolan và clanhke. Các mẫu thử nghiệm đều đạt TCVN 6260:2009. Các mẫu diatomite so với mẫu PC thì lượng sót sàng và tỉ diện cao hơn Kết luận: Lấy mẫu PC làm chuẩn thì mẫu A-10 tối ưu nhất. GVHD: Th.S Nguyễn Quang Thái 65 SVTH: Trương Minh Thông
80. Đồ án tốt nghiệp Niên khóa 2013-2017 3.1.8. Kết quả xác định tỷ trọng Bảng 3.8 Kết quả thử nghiệm khối lượng riêng Đơn phối liệu Khối lượng Tên mẫu Đá riêng Clanhke Diatomite Thạch puzzolan (g/cm3) (%) (%) cao (%) (%) Mẫu PC 96 0 4 0 3.17 A-10 86 10 4 0 2.98 A-15 81 15 4 0 2.94 A-20 76 20 4 0 2.90 A-25 71 25 4 0 2.85 A-30 66 30 4 0 2.79 P-20 76 0 4 20 3.05 Biểu đồ khối lượng riêng 3.2 3.1 3 2.9 2.8 2.7 2.6 Mẫu A-10 A-15 A-20 A-25 A-30 P-20 PC Hình 3.10 Biểu đồ khối lượng riêng GVHD: Th.S Nguyễn Quang Thái 66 SVTH: Trương Minh Thông
81. Đồ án tốt nghiệp Niên khóa 2013-2017 Kết quả ta thấy khối lượng riêng của xi măng giảm khi tặng hàm lượng diatomite và mẫu A-20 khối lượng riêng thấp hơn mẫu P-20, do diatomite xốp hơn đá puzzolan. Các mẫu thử nghiệm đều đạt TCVN 6260:2009. 3.1.9. Tổng hợp kết quả và so sánh với TCVN 6260:2009 Bảng 3.9 So sánh các mẫu xi măng thử nghiệm với TCVN 6260:2009 Kết quả phân tích mẫu xi măng thử Đơn TCVN STT Chỉ tiêu nghiệm vị 6260:2009 A-10 A-15 A-20 A-25 A-30 P-20 Độ mịn - Lượng sót sàng % ≤ 10 1.9 1.9 2.1 2.6 2.9 1.9 1 0,09 mm - Bề mặt riêng (Tỉ cm2/g ≥ 2800 3720 3880 4160 4210 4250 3310 diện) Thời gian ninh kết 2 Bất đầu Phút ≥ 45 160 170 175 180 185 170 Kết thúc Phút ≤ 420 215 240 245 260 285 220 Cường độ nén 3 - 3 ngày±45 phút Mpa ≥ 22 29.5 27.7 26.2 21.4 17.4 29.2 - 28 ngày± 2 giờ Mpa ≥ 40 58.9 54.1 53 49.5 45.6 46.1 4 Hàm lượng SO3 % ≤ 3.5 1.75 1.80 1.97 1.79 1.75 1.82 3.1.10. Kết luận và nhận xét Kết luân: Từ bảng 3.9 ta thấy các yêu cầu kỹ thuật của xi măng thì xi măng sử dụng phụ gia đều đạt. Nhận xét: Ta có thể sử dụng khoáng diatomite để làm phụ gia sản xuất xi măng. GVHD: Th.S Nguyễn Quang Thái 67 SVTH: Trương Minh Thông
82. Đồ án tốt nghiệp Niên khóa 2013-2017 Ưu điểm: Dễ nghiền do cấu trúc lỗ xốp của khoáng diatomite làm tăng năng xuất máy nghiền. Nhược điểm: Lượng nước tiêu chuẩn cao do đó xi măng sử dụng phụ gia diatomite háo nước hơn các loại xi măng khác. Mẫu xi măng A-10 là tối ưu nhất và sẽ được dùng để chế tạo bê tông nhẹ. 3.2. Bê tông nhẹ 3.2.1. Bê tông nhẹ sự dụng xốp hạt 3.2.1.1. Kết quả xác định độ sụt Bảng 3.10 Kết quả đo độ sụt Xi măng Tên mẫu Cát Đá Nước Xốp hạt Độ sụt (A-10) B-0 9.2 19.2 27.25 5.7 lít 0% 10 B-25 9.2 19.2 20.44 5.3 lít 25% 8.5 B-50 9.2 19.2 13.63 4.8 lít 50% 9 B-75 9.2 19.2 6.83 4.4 lít 75% 8.5 B-100 9.2 19.2 0 4.6 lít 100% 0 Nhận xét: Khi sử dụng 100% xốp hạt để thay cho đá thì hình như không có độ sụt như vậy thì sẽ khó thi công hoặc đỗ mẫu nếu tăng lượng nước thì vữa sẽ nhão làm cho hạt xốp nỗi lên trên. GVHD: Th.S Nguyễn Quang Thái 68 SVTH: Trương Minh Thông
83. Đồ án tốt nghiệp Niên khóa 2013-2017 3.2.1.2. Kết quả xác định cường độ Bảng 3.11 Kết quả cường độ nén bê tông hạt xốp thử nghiệm Cường độ (daN/cm2) Tên mẫu 3 ngày 7 ngày 28 ngày B-0 143 211 280 B-25 84 126 145 B-50 58 74 115 B-75 41 56 76 B-100 31 41 60 Biểu đồ cường độ 300 200 100 0 B-0 B-25 B-50 B-75 B-100 3 ngày 7 ngày 28 ngày Hình 3.11 Biểu đồ cường độ bê tông Cường độ bê tông giảm đáng kể do hạt xốp không đạt độ cứng để giúp bê tông đạt cường độ tốt. Đá giúp tăng cường độ bê tông, nhưng đồng thời cũng làm tăng khối lượng thể tích, để giảm khối lượng thể tích thì phải giảm đá. Càng nhẹ thì bê tông càng giàm cường độ, tiết diện xốp hạt lớn không giúp bê tông tăng cường độ, dùng hạt xốp không giúp cường độ tốt hơn. GVHD: Th.S Nguyễn Quang Thái 69 SVTH: Trương Minh Thông
84. Đồ án tốt nghiệp Niên khóa 2013-2017 3.2.1.3. Kết quả xác định khối lượng thể tích của bê tông Bảng 3.12 Kết quả xác định khối lượng thể tích bê tông hạt xốp Thể tích của Khối lượng Khối lượng Tên mẫu viên mẫu thể tích bê mẫu (m) (V) tông (γ) B-0 8100 3375 2400 B-25 6500 3375 1930 B-50 5600 3375 1660 B-75 4200 3375 1240 B-100 3600 3375 1070 Biểu đồ khối lương mẫu 10000 8000 6000 4000 2000 0 B-0 B-25 B-50 B-75 B-100 Hình 3.12 Biểu đồ khối lượng mẫu Biểu đồ khối lượng bê tông xốp hạt 3000 2000 1000 0 B-0 B-25 B-50 B-75 B-100 Hình 3.13 Biểu đồ khối lượng thể tích bê tông GVHD: Th.S Nguyễn Quang Thái 70 SVTH: Trương Minh Thông
85. Đồ án tốt nghiệp Niên khóa 2013-2017 Nhận xét: Kết quả trên ta thấy cường độ giảm khi tăng lượng xốp, đồng thời thì khối lượng giảm đáng kể. Từ kết quả thì mẫu B-75, B-100 đạt chuận về khối lượng bê tông nhẹ. Khối lượng mẫu B-75 trong nhóm D1100 và mẫu B-100 trong nhóm D1200 ở TCVN 9029:2011 nhưng so về cường độ nén thì không đạt chuẩn. Kết luận: Các mẫu sử dụng xốp hạt làm bê tông nhẹ đều không đạt nên ta chuyển sang dùng bọt để chế tạo bê tông nhẹ. 3.2.2. Bê tông nhẹ sử dụng chất tạo bọt Bảng 3.13 Cấp phối tạo mẫu bê tông bọt Xi măng Chất ổn Sợi PET Tên Nước Chất tạo (A-10) Cát (kg) định bọt FIBER mẫu (l) bọt (ml) (kg) (ml) (g) E-800 9.2 9.2 4.7 28 115 14 E-900 7 14 4.5 25.8 115 14 E-1000 7.88 15.75 4.7 22.4 115 14 Kết quả xác định cường độ nén và khối lượng thể tích của bê tông bọt Bảng 3.14 Kết quả cường độ nén và khối lượng thể tích bê tông bọt Cường độ (daN/cm2) Khối lượng Khối lượng Tên mẫu thể tích bê 3 ngày 7 ngày 28 ngày mẫu tông bọt E-800 11 19 26 2.85 840 E-900 7 7 12 3.15 940 E-1000 11 11 22 3.3 980 GVHD: Th.S Nguyễn Quang Thái 71 SVTH: Trương Minh Thông
86. Đồ án tốt nghiệp Niên khóa 2013-2017 Biểu đồ cường độ bê tông bọt 30 20 10 0 3 ngày 7 ngày 28 ngày E-800 E-900 E-1000 Hình 3.14 Biểu đồ cường độ bê tồng bọt Biểu đồ khôi lượng mẫu 3.4 3.2 3 2.8 2.6 E-800 E-900 E-1000 Hình 3.15 Biểu đồ khối lượng mẫu bê tông bọt Biểu đồ khối lượng thể tích bê tông bọt 1000 950 900 850 800 750 E-800 E-900 E-1000 Hình 3.16 Biểu đồ khối lượng thể tích bê tông bọt GVHD: Th.S Nguyễn Quang Thái 72 SVTH: Trương Minh Thông
87. Đồ án tốt nghiệp Niên khóa 2013-2017 Khối lượng bê tông tăng nhưng cường độ bê tông giảm. Khối lượng bê tông tăng do hàm lượng xi măng, chất tạo bọt giảm và tăng lượng cát do lượng xi măng giảm nên cường độ giảm. Ở kết quả trên thì mẫu E-800 cho thấy cường độ đạt TCVN 9029:2011. Kết luận: Với khối lượng thể tích nhẹ thì mẫu E-800 tốt nhất. 3.2.3. So sánh kết quả bê tông nhẹ thử nghiệm với TCVN 9029:2011 Bảng 3.15 Bảng so sánh kết quả với TCVN TCVN 9029:2011 Kết quả thử Khối lượng Thuộc về cường độ nén Tên cường độ thể tích khô nhóm (phụ của bê tông nhẹ, Kết luận mẫu nén của bê kg/m3 lục A) Mpa và không nhỏ tông hơn B-75 1240 D1200 10 7.6 Không đạt B-100 1070 D1100 6.5 6.0 Không đạt E-800 840 D800 2.0 2.6 Đạt E-900 930 D900 3.0 1.2 Không đạt E-1000 970 D1000 4.5 2.2 Không đạt Nhận xét: Với cái mẫu đã thử nghiệm thì mẫu E-800 với khối lượng thể tích khô là 800 kg/m3 thì cường độ đạt TCVN 9029:2011. Kết luận: Với mẫu E-800 đạt cường tốt, đạt TCVN 9029:2011 Với mẫu E-800 đạt đã được chụp ảnh SEM để so sánh giữa bê tông bọt thử nghiệm và bê tông được sản xuất từ nhà máy xi măng Tây Đô. Thiết bị chụp SEM: model LS 15, hãng Zeiss. GVHD: Th.S Nguyễn Quang Thái 73 SVTH: Trương Minh Thông