Vật liệu xây dựng - Chương 04: Chất kết dính vô cơ

CHƯƠNG 1: TÍNH CHẤT CƠ LÝ CỦA VẬT LIỆU XÂY DỰNGCHƯƠNG 2: VẬT LIỆU ĐÁ THIÊN NHIÊNCHƯƠNG 3: VẬT LIỆU GỐM XÂY DỰNGCHƯƠNG 4: CHẤT KẾT DÍNH VƠ CƠCHƯƠNG 5: BÊ TƠNG DÙNG CHẤT KẾT DÍNH VƠ CƠCHƯƠNG 6: VỮA XÂY DỰNGCHƯƠNG 7: CHẤT KẾT DÍNH HỮU CƠCHƯƠNG 8: VẬT LIỆU GỖNỘI DUNG MƠN HỌCCHƯƠNG 4: CHẤT KẾT DÍNH VƠ CƠI. KHÁI NIỆM – PHÂN LOẠIII. CKDVC RẮN CHẮC TRONG MÔI TRƯỜNG KHÔNG KHÍIII. CKDVC RẮN CHẮC TRONG MÔI TTRƯỜNG NƯỚC – XIMĂNGI. KHÁI NIỆM, PHÂN LOẠIKim tự tháp Cheops – vữa vơiQuét vơiTấm thạch caoHoover Dam – BT ximăngI. KHÁI NIỆM, PHÂN LOẠI Chất kết dính vô cơ: loại vật liệu ở dạng bột hay dạng lỏng, nhào trộn với nuớc tạo thành vữa dẻo Sau quá trình lý hoá  thể rắn  trạng thái đáSử dụng gắn các loại vật liệu rời rạc (cát, đá, sỏi) thành một khối đồng nhất trong công nghệ chế tạo bê tông, vữa xây dựng, gạch silicat,...1. Khái niệmI. KHÁI NIỆM, PHÂN LOẠI2. Phân loại CKDVC rắn trong không khí CKDVC rắn trong nước CKDVC rắn trong ÔtôlaCKDVC rắn trong không khí: CKD chỉ có thể rắn chắc và giữ được cường độ lâu dài trong không khí Vôi không khí Thạch cao Thủy tinh lỏngVôi rắn trong không khí (thành phần chủ yếu là Cao)Chất kết dính Magiê (thành phần chủ yếu là MgO)Chất kết dính thạnh cao (thành phần chủ yếu là CaSO4)Thủy tinh lỏng - Silicat Natri hoặc Kali (Na2O.nSiO2 hoặc K2O.mSiO2) I. KHÁI NIỆM, PHÂN LOẠICKDVC rắn trong nước: CKD rắn chắc và giữ được cường độ lâu dài trong không khí và nướcXi măngI. KHÁI NIỆM, PHÂN LOẠICKDVC rắn trong Ôtôcla: CKD rắn chắc trong môi trường hơi nước bão hoà có nhiệt độ 175÷200oC và áp suất 8÷12 atm để hình thành ra “đá xi măng”2 thành phần chủ yếu: CaO và SiO2. Điều kiện thường: CaO đóng vai trò kết dính Trong điều kiện ôtôcla: CaO tác dụng với SiO2 tạo thành các khoáng mới có độ bền nước và khả năng chịu lực cao CKD vôi silic; vôi tro; vôi xỉI. KHÁI NIỆM, PHÂN LOẠI1. THẠCH CAO XD (CaSO4.0.5H2O) Sản xuất: nung và nghiền đá thạch cao - Thạch cao nung ở nhiệt độ thấp: 150-170oC CaSO4.2H2O  CaSO4.0.5H2O + 1.5H2O - Thạch cao nung ở nhiệt độ cao: 600-1000oC CaSO4.2H2O  CaSO4 + 2H2O II. CKDVC RẮN CHẮC TRONG MT K.KHÍThạch cao XDRnén(kG/cm2)Ruốn (kG/cm2)Yêu cầu lọt qua sàng kích thước lỗ là 0,63mmLoại 1  55 27 85%Loại 2 45 22 80%Loại 3 35 17 70%1. THẠCH CAO XD (CaSO4.0.5H2O) d. Các sản phẩm của thạch caoThạch cao nung ở nhiệt độ thấp- Thạch cao xây dựng- Thạch cao đúc: yêu cầu lọt qua sàng 4900 lỗ/cm2 ( kích thước lỗ sàng là 0,083mm)  90% dùng để tạc tượngThạch cao nung ở nhiệt độ cao- Xi măng anhydrique (CaSO4 ) = thạch cao khan nước: có cường độ tương đối cao, bền nước, tương tự như xi măng- Thạch cao phèn: nung 2 lần + Lần 1: nung ở 150-1600C  nhúng vào dung dịch phèn Al2(SO4)3 12% ở 350C trong 2-3 ngày  để ráo nước và sấy khô + Lần 2: nung ở 14000 C Loại này không trương nở, không co ngót, có cường độ nén caoII. CKDVC RẮN CHẮC TRONG MT K.KHÍ1. THẠCH CAO XD (CASO4.0.5H2O) e. Quá trình nung đá thạch cao - Ở 150-160oC có hai dạng thù hình + α CaSO4.0.5H2O: ninh kết rất nhanh, cường độ thấp, trương nở thể tích (1%) + β CaSO4.0.5H2O: ninh kết chậm, ít sử dụng - Ở 250-400oC : anhydrique + α CaSO4: ninh kết rất nhanh  không sử dụng + β CaSO4: không ninh kết  không rắn chắc  không có cường độ  không sử dụng - Ở 900-1000oC : XM anhydrique CaSO4 - Ở 1350oC : thạch cao bị chảyII. CKDVC RẮN CHẮC TRONG MT K.KHÍ1. THẠCH CAO XD (CASO4.0.5H2O) f. Quá trình ninh kết và rắn chắc của thạch cao - Về lý học: hồ thạch cao mất dần tính dẻo, thạch cao bắt đầu kết tinh tạo đá thạch cao và phát triển cường độ 0: thời điểm bắt dầu cho nước vào thạch cao T1: thời điểm hồ thạch cao mất hoàn toàn tính dẻo [0,T1]: thời gian bắt đầu ninh kết > 6 phút T2: thời điểm hồ thạch cao bắt đầy kết tinh và phát triển cường độ [0,T2]: thời gian kết thúc ninh kết 45 kG/cm2 + Loại 2: > 35 kG/cm2- Trong điều kiện sấy khô + Loại 1: > 100 kG/cm2 + Loại 2: > 75 kG/cm2II. CKDVC RẮN CHẮC TRONG MT K.KHÍ1. THẠCH CAO XD (CASO4.0.5H2O) j. Khối lượng thể tích và khối lượng riêng k. Công dụng - Y tế: bó bột - Nghệ thuật: tạc tượng - XD: tấm trần, BT TC (TC + cốt liệu lớn + nước), không dùng cốt thép do TC ăn mòn thép, làm phụ gia cho các loại CKD thủy lựcII. CKDVC RẮN CHẮC TRONG MT K.KHÍII. CKDVC RẮN CHẮC TRONG MT K.KHÍTấm thạch caoƯu điểm:- NhẹThi công nhanh gọn Tính thẩm mỹ cao Không độc hại Không cháy, cách âm, cách nhiệt tốtII. CKDVC RẮN CHẮC TRONG MT K.KHÍTấm thạch caoNhược điểm:- Kỵ nước Co ngót cao gây nứt2. VÔI KHÔNG KHÍ a. Khái niệm - Chế tạo: cách nung (900-1000oC) đá vôi đập nhỏ ( 150 mm) CaCO3 ↔ CaO + CO2 - Đặc tính: dễ hút ẩm  vôi bột; ăn tay - Sản xuất đơn giản, dễ dùng, giá rẻ b. Nguyên liệu chế tạo - Đá vôi, đá phấn, đá vôi dolomite, - Các loại đá vôi này thường lẫn nhiều tạp chất - Y/c: tạp chất sét (Al2O3, SiO2, Fe2O3,) 70oC) e. Các sản phẩm của vôi không khí - Vôi tôi: sản phẩm nhận được của quá trình tôi = Ca(OH)2 - Vôi bột chín = 100% Ca(OH)2 - Vôi nhuyễn = 50% Ca(OH)2 + 50% H2O  hồ vôi, vữa vôi rất dẻo - Vôi sữa = (20-30)% Ca(OH)2 + (70-80)% H2O: dùng để quét vôi, có tác dụïng vệ sinh và bảo vệ công trình - Vôi bột sống: độ mịn như ximăng  cường độ caoII. CKDVC RẮN CHẮC TRONG MT K.KHÍ2. VÔI KHÔNG KHÍ Vôi bột sốngVôi cục nghiền nhỏ (lượng lọt qua sàng 0,08mm ≥ 90%)  đóng bao bảo quản và sử dụng như xi măngƯu điểm: Rắn chắc nhanh, cường độ cao hơn vôi chín Tận dụng được lượng nhiệt tỏa ra để tạo ra phản ứng silicatKhông bị ảnh hưởng của hạt sạn, không tốn thời gian tôi Nhược điểm: Khó bảo quản vì dễ hút ẩm  giảm chất lượngTốn thiết bị nghiềnKhi sản xuất, sử dụng: bụi vôi ảnh hưởng đến sức khỏeII. CKDVC RẮN CHẮC TRONG MT K.KHÍ2. VÔI KHÔNG KHÍ f. Các chỉ tiêu đánh giá chất lượng vôi: Nhiệt độ tôi và tốc độ tôiNhiệt độ tôi: tomax (70oC) đạt được trong quá trình tôi vôiTốc độ tôi (thời gian tôi): thời gian bắt đầu tôi vôi cho đến khi quá trình tôi đạt được tmax Căn cứ vào nhiệt độ tôi và tốc độ tôi: + Vôi tôi nhanh : tmax > 70oC, thời gian tôi 20 phút + Vôi tôi trung bình : tmax = 70oC, thời gian tôi = (5-20) phútII. CKDVC RẮN CHẮC TRONG MT K.KHÍ2. VÔI KHÔNG KHÍ f. Các chỉ tiêu đánh giá chất lượng vôi Sản lượng vôi = vôi tôi = Ca(OH)2Lượng Ca(OH)2 càng nhiều, sản lượng vôi càng lớn, chất lượng vôi càng tốt Hàm lượng hạt sượngHạt sượng bao gồm: hạt vôi già lửa, hạt vôi non lửaHạt sượng làm cho vữa vôi, hồ vôi kém dẻo nên khó tạo hình, khó thi công, làm cho vôi có chất lượng kém Độ hoạt tính của vôi = (CaO + MgO)%Hàm lượng này càng nhiều, vôi có độ hoạt tính càng cao, chất lượng vôi càng tốtII. CKDVC RẮN CHẮC TRONG MT K.KHÍ2. VÔI KHÔNG KHÍ f. Các chỉ tiêu đánh giá chất lượng vôi Độ mịnĐộ mịn (M) của vôi sống: lượng hạt còn trên sàng 0,63 và 0,08Y/c: bột vôi sống có > 98% lọt qua sàng 0,63mm và > 80% lọt qua sàng 0,08mm Bột vôi sống càng mịn càng tốt  thủy hóa với nước càng nhanh và càng triệt đểBảng 4.2 - Chỉ tiêu quy định chất lượng vôiII. CKDVC RẮN CHẮC TRONG MT K.KHÍ2. VÔI KHÔNG KHÍ g. Quá trình rắn chắc của vôi Quá trình rắn chắc của vôi tôi: CaO + H2O + cát  vữa vôi CaO + H2O  hồ vôi 2 giai đoạn rắn chắc: - Giai đoạn hồ vôi, vữa vôi mất nước dần do nền hút nước, hoặc bốc hơi do diện tích tiếp xúc với môi trường không khí rộng lớn - Giai đoạn carbonate hóa: Ca(OH)2 + CO2  CaCO3 + H2O Quá trình rắn chắc của vôi bột sống: Có thêm giai đoạn: hòa tan – hóa keo – ngưng keo – kết tinh – rắn chắc xảy ra xen kẽII. CKDVC RẮN CHẮC TRONG MT K.KHÍ2. VÔI KHÔNG KHÍ h. Công dụng và bảo quản vôi không khí Công dụng - Dùng để chế tạo vữa vôi, hồ vôi - Dùng để chế tạo sản phẩm silicate (gạch silicate, ximăng) xCa(OH)2 + ySiO2 + (z-x)H2O  xCaO.ySiO2.zH2O Bảo quản: - Nơi khô ráo, kín gió, tránh ẩm, môi trường nước - Không dự trữ vôi bột sống quá 1 tháng - Vôi nhuyễn bảo quản trong hố, trên bề mặt có nước để tránh tiếp xúc khí CO2II. CKDVC RẮN CHẮC TRONG MT K.KHÍII. CKDVC RẮN CHẮC TRONG MT K.KHÍCông trình sử dụng vữa vôi