Tìm hiểu: Những phản ứng hóa học khi trộn xi măng với nước

Click to edit Master title style Click to edit Master text styles Second level Third level Fourth level Fifth level 9/6/2012 ‹#› ĐẠI HỌC KHOA HỌCKHOA HÓA HỌC NHỮNG PHẢN ỨNG HÓA HỌC KHI TRỘN XI MĂNG VỚI NƯỚC Tìm hiểu: ---------- Giáo viên hướng dẫn: Nguyễn Đình Vinh Sinh viên thực hiện : Vũ Thị Tuyết Lớp : Hóa-K7 Những phản ứng hóa học khi trộn xi măng với nước. Quá trình đóng rắn là quá trình phản ứng xảy ra trên các bề mặt phân pha R-L-R cụ thể là trên bề mặt hạt xi măng và pha lỏng. Hình 1: Quá trình đóng rắn của xi măng portland chia làm 3 giai đoạn: (hình 2) giai đoạn hoà tan. hoá keo. kết tinh. Hình 2: Sơ đồ quá trình đóng rắn của xi măng portland. Giai đoạn hòa tan: Khi nhào trộn xi măng với nước, xảy ra phản ứng thuỷ hoá giữa C3S, C2S và nước tạo ra các sản phẩm hyđrosilicat canxi và hyđroxit canxi. 2(3CaO.SiO2) + 6H2O = 3CaO.2SiO2.3H2O + 3Ca(OH)2 2(2CaO.SiO2) + 4H2O = 3CaO.2SiO2.3H2O + Ca(OH)2 Hình 3: Hyđrosilicat canxi. Pha chứa alumo chủ yếu trong xi măng là aluminat tricanxi 3CaO.Al2O3 (đây là pha hoạt động nhất). Ngay sau khi trộn với nước, trên bề mặt các hạt xi măng đã có lớp sản phẩm xốp, không bền có tinh thể dạng tấm mỏng lục giác của 4CaO.Al2O3.9H2O và 2CaO.Al2O3.8H2O. Cấu trúc dạng tơi xốp này làm giảm độ bền nước của xi măng. Dạng ổn định của nó là hydroaluminat 6 nước có tinh thể hình lập phương được tạo thành từ phản ứng: 3CaO.Al2O3 + 6H2O = 3CaO.Al2O3.6H2O. Những sản phẩm Ca(OH)2; 3CaO.Al2O3.6H2O sẽ tan ra nhưng độ tan của nó không lớn, và lượng nước có hạn nên dung dịch trở nên quá bão hòa. Hình 4: Các hạt xi măng hoàn toàn ngậm nước. 2. Giai đoạn hóa keo: Trong dung dịch quá bão hòa , các sản phẩm Ca(OH)2; 3CaO.Al2O3.6H2O sẽ không tan nữa mà tồn tại ở trạng thái keo, còn các sản phẩm etringit, CSH vốn không tan nên tồn tại ở thể keo phân tán. Sunfat canxi sẽ đóng vai trò là chất hoạt động hóa học của xi măng, tác dụng với Aluminat tricanxi ngay từ đầu để tạo thành Sunfoaluminat canxi ngậm nước (khoáng etringit): 3CaO.Al2O3 + 3(CaSO4.2H2O) + 26H2O = 3CaO.Al2O3.3CaSO4.32H2O Hình 5: khoáng etringit 3. Giai đoạn kết tinh: Đến giai đoạn kết tinh, nước ở thể ngưng keo vẫn tiếp tục mất đi, các sản phẩm mới ngày càng nhiều. Tỷ lệ rắn/lỏng ngày một tăng, hỗn hợp mất dần tính dẻo, các sản phẩm ở thể keo liên kết với nhau thành thể ngưng keo, chúng kết tinh lại thành tinh thể rồi chuyển sang thể liên tinh làm cho cả hệ thống hóa cứng và cường độ tăng. Etringit tác dụng với lượng 3CaO.Al2O3 để tạo ra muối kép sunfat:  2(3CaO.Al2O3) + 3CaO.Al­2O3.3CaSO4.32H2O + 22H2O = (3CaO.Al2O3.CaSO4.18H2O). Feroaluminat tetracanxi tác dụng với nước tạo thành hyđroaluminat và hyđroferit canxi: 4CaO.Al­2O3.Fe2O3 + mH2O = 3CaO.Al2O3.6H2O + CaO.Fe2O3.nH2O. Hyđroferit sẽ nằm lại trong thành phần của gel xi măng, còn hyđro aluminat sẽ tác dụng với đá thạch cao. Như vậy quá trình đóng rắn của xi măng portland thực chất là quá trình phản ứng hydrate hóa của các khoáng silicate canxi. Trong phản ứng có sự tham gia của H2O. Hình 6: Hình 7: Em xin chân thành cảm ơn!