Vật liệu xây dựng - Chương IV: Xi măng cement

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI CHƯƠNG IV- XI MĂNG CEMENT CÁC NỘI DUNG CHÍNH 4-1. XI MĂNG POOCLĂNG Lịch sử hình thành và phát triển 4.1.1 Thành phần hóa học và thành phần khoáng vật của XM Po 4.1.2 Sản xuất xi măng Po 4.1.3 Quá trình đông kết và rắn chắc của XM Po 4.1.4 Thành phần và cấu trúc của đá xi măng 4.1.5 Tính chất các khoáng vật và các hệ số chất lượng xi măng 4.1.6 Các tính chất của XM Po 4.1.7 Xâm thực XM Po và biện pháp đề phòng 4.1.8 Sử dụng và bảo quản XM Po 4-2. PHỤ GIA 4.2.1 Phụ gia khoáng vật họat tính 4.2.2 Phụ gia khoáng vật trơ 4-3. CÁC LOẠI XI MĂNG KHÁC 4-1. XI MĂNG POOCLĂNG (TCVN2682-1999) PC40 Portland Cement 40MPa=40N/mm2 =400kG/cm2=400daN/cm2 XI MĂNG POOCLĂNG MÁC 40 HOẶC 400 LỊCH SỬ HÌNH THÀNH VÀ PHÁT TRIỂN  Xi măng pooclăng chính thức đi vào lịch sử vào ngày 21/10/1824 khi Joseph Aspdin được cấp bằng sáng chế cho sản phẩm mà ông sản xuất bằng cách nung hỗn hợp gồm 3 phần đá vôi và một phần đất sét, đó là một loại vật liệu rắn chắc có màu xám giống như loại đá ở đảo Portland thuộc miền Nam nước Anh, 20 năm sau, Isaac Charles Johnson đẩy thêm một bước nữa bằng cách nâng cao nhiệt độ nung tới mức làm nóng chảy một phần nguyên liệu trước khi kết khối thành “clinker”.  Xi măng là loại vật liệu kết dính rắn trong nước, với các ưu điểm: +) Rắn chắc nhanh, cường độ cao +) Nguyên liệu sản xuất có sẵn ở nhiều nơi, trữ lượng lớn. +) Khả năng chống cháy tốt  Từ khi ra đời đến nay, với sự phát triển, xi măng đã trở thành một loại vật liệu chủ yếu trong xây dựng cơ bản trên khắp thế giới. Vào năm 2010, sản lượng xi măng của thế giới ước đạt 3,3 tỉ tấn, trong đó 3 nước sản xuất xi măng nhiều nhất là Trung Quốc với 1,8 tỉ tấn, Ấn Độ 220 triệu tấn, Hoa kỳ 63,5 triệu tấn. LỊCH SỬ HÌNH THÀNH VÀ PHÁT TRIỂN  Ngành sản xuất xi măng ở nước ta đã được hình thành từ rất sớm, bắt đầu bằng việc xây dựng nhà máy xi măng Hải Phòng vào ngày 25/12/1889.  Một thế kỷ trước đây xi măng Việt Nam mới chỉ có một thương hiệu con Rồng nhưng đã nổi tiếng ở trong nước và một số vùng Viễn Đông, Vlađivostoc (LB Nga), JAWA (Inđônêxia), Singapore, Hoa Nam (Trung Quốc) Sau ngày giải phóng miền Nam, năm 1975 lại có thêm thương hiệu xi măng Hà Tiên, đến nay ngành xi măng nước ta đã có thêm hàng loạt nhà máy xi măng mới được xây dựng.  Sản lượng xi măng của nước ta hiện nay ước đạt hơn 55 triệu tấn/năm, một số nhà máy sản xuất xi măng lớn như: Xi măng Vicem Hà Tiên (8 triệu tấn/năm), Xi măng Nghi Sơn (4,3 triệu tấn/năm), Xi măng Bỉm Sơn (3,8 triệu tấn/năm), Xi măng Cẩm Phả (2,3 triệu tấn/năm), Xi măng Tam Điệp (1,4 triệu tấn/năm) 4.1.1 Thành phần hóa học và thành phần khoáng vật của XM Po  Thành phần hóa học: Xi măng pooclăng có chất lượng tốt, yêu cầu thành phần hóa học như sau: CaO: 60-67%; SiO2: 21-27% Al2O3: 4-7%; Fe2O3: 2-5% Ngoài ra trong xi măng còn có các ôxít MgO, SO3, Na2O,K2O chiếm tỷ lệ không lớn, cần khống chế tỷ lệ MgO<5%, SO3<3% để không có hại đến chất lượng xi măng. Thành phần hóa học của xi măng thay đổi thì tính chất của xi măng cũng thay đổi. 95-97%  Tác dụng của các thành phần hóa học trong xi măng: +) CaO: là thành phần chủ yếu, khi lượng CaO vừa đủ tác dụng với SiO2,Al2O3,Fe2O3 tạo thành các khoáng, xi măng sẽ có cường độ cao. Nếu CaO quá nhiều (SiO2 ít đi tương đối) sẽ lung luyện khó, tốn nhiên liệu, giảm tuổi thọ của lò, dư CaO tự do sẽ làm xi măng dễ bị ăn mòn (CaO+H20Ca(OH)2 làm thể tích tăng dẫn đến cấu kiện bị nứt, ngược lại ít CaO thì chất lượng xi măng kém. 4.1.1 Thành phần hóa học và thành phần khoáng vật của XM Po  Tác dụng của các thành phần hóa học trong xi măng: +) SiO2 : là thành phần quan trọng, tỉ lệ SiO2 lớn thì thời gian ninh kết của xi măng kéo dài và không đủ CaO để tác dụng với chất khác nên clanhke dễ bị tã thành bột, hạ thấp sản lượng, cường độ xi măng giảm. Nếu SiO2 quá ít thì hàm lượng C3S giảm làm giảm cường độ của xi măng. +) Al2O3: có tác dụng làm cho thời gian ninh kết và rắn chắc của xi măng nhanh hơn. Nếu Al2O3 quá nhiều thì nhiệt độ nung sẽ cao, thời gian ninh kết nhanh nhưng cường độ giảm, nhiệt thủy hóa lớn dễ gây ứng suất nhiệt, dễ gây ăn mòn sunfat. +) Fe2O3: có tác dụng làm giảm nhiệt độ nung clanhke, tăng độ bền trong môi trường xâm thực. Nếu Fe2O3 quá nhiều nhiệt độ nung giảm nhưng chất lượng xi măng không cao. Nếu Fe2O3 quá ít, khó nung, tốn nhiều than, sản lượng xi măng giảm. +) MgO: là thành phần có hại cho xi măng, thường ở dạng tự do. Khi bị nung quá 1450oC thì MgO bị già lửa, thủy hóa chậm, khi thủy hóa thể tích tăng gây nứt nẻ công trình. 4.1.1 Thành phần hóa học và thành phần khoáng vật của XM Po  Thành phần khoáng vật: Clanhke gồm 4 khoáng vật chủ yếu - Silicat tricanxi : 3CaO.SiO2 (C3S) : 37-60% - Silicat bicanxi : 2CaO.SiO2 (C2S) : 15-37% - Aluminat tricanxi : 3CaO.Al2O3 (C3A) : 7-15% - Fero aluminat tricanxi : 4CaO. Al2O3.Fe2O3 (C4AF) : 10-18% Tỉ lệ các thành phần khoáng vật thay đổi ngoài các giới hạn sẽ tạo ra các loại xi măng có tên gọi khác nhau. +) C3S (alit): Đây là thành phần chủ yếu, quan trọng nhất, quyết định tính chất của xi măng. Tốc độ thủy hóa khá nhanh, nhiệt thủy hóa tương đối lớn, ít co thể tích, phát triển cường độ lớn nhất. Nếu %C3S tăng thì xi măng rắn chắc nhanh, cường độ cao, tỏa nhiều nhiệt. Khi C3S>60% và C2S<15% ta có xi măng alit. +) C2S (belit): Tốc độ thủy hóa chậm, ít tỏa nhiệt, ít co thể tích, phát triển cường độ ban đầu chậm, về sau tăng. Nếu %C2S tăng thì xi măng ổn định trong môi trường nước. Khi C2S>37% và C3S<37% ta có xi măng belit. 4.1.1 Thành phần hóa học và thành phần khoáng vật của XM Po  Thành phần khoáng vật: Clanhke gồm 4 khoáng vật chủ yếu +) C3A (aluminat): Tốc độ thủy hóa rất nhanh, nhiệt thủy hóa lớn, ngưng kết rất nhanh, nhưng phát triển cường độ kém nhất trong 4 khoáng. C3A dễ bị ăn mòn sunfat nên xi măng bền sunfat có tỉ lệ C3A15% và C4AF<10% ta có xi măng aluminat. +) C4AF (xelit): Tốc độ thủy hóa tương đối nhanh, nhiệt thủy hóa trung bình, thể tích co tương đối nhiều, khả năng phát triển cường độ trung bình nhưng tăng rõ rệt về sau. C4AF làm cho xi măng ổn định trong môi trường xâm thực. Khi C4AF>18% và C3A<7% ta có xi măng xelit. Lưu ý: Nhiệt thủy hóa của các khoáng sinh ra trong thời kỳ rắn chắc của xi măng: C3A> C3S> C4AF> C2S Ngoài ra còn có các thành phần khoáng phụ: MgO tự do <4,5%, CaO tự do <0,5%, SO3<3%, (Na2O+0,658K2O)<0,6% 4.1.2 Sản xuất xi măng pooclăng  4.1.2.1 Chuẩn bị nguyên liệu và nhiên liệu Nguyên liệu: +) Đá vôi: có tỷ lệ CaCO3 > 75%, theo kinh nghiệm để sản xuất 1 tấn xi măng cần 1,3 tấn đá vôi. +) Đất sét : yêu cầu hạt đều, mịn, không lẫn cát, sạn, ít tạp chất, hàm lượng SiO2= 50 ÷58% +) Quặng sắt: có tỷ lệ Fe2O3 > 40%, chỉ dùng khi đất sét thiếu % Fe2O3 +) Thạch cao: yêu cầu tỷ lệ CaSO4.2H2O > 80%, lượng dùng từ 3-5% so với lượng xi măng, cho vào ở giai đoạn nghiền clanhke. Ngoài ra người ta còn chuẩn bị các loại phụ gia khoáng vật hoạt tính, phụ gia trơ để cải thiện một số tính chất của xi măng để thỏa mãn các yêu cầu kỹ thuật khác nhau.. Nhiên liệu: +) Khí thiên nhiên, dầu mazut, than đá +) Chi phí nhiên liệu chiếm khoảng 25% giá thành xi măng 4.1.2 Sản xuất xi măng pooclăng  4.1.2.2 Chế tạo vật liệu sống Đá vôi được đập vụn thành cỡ 1-2cm rồi nghiền với đất sét và quặng sắt theo một tỉ lệ nhất định tạo thành hỗn hợp đồng đều gọi là vật liệu sống. Có 2 phương pháp chế tạo vật liệu sống: Phương pháp khô: Vật liệu sống được nghiền và sấy đồng thời đến độ ẩm 1-2% trong máy nghiền bi. +) Ưu điểm: chi phí nhiên liệu thấp, thiết bị đơn giản +) Nhược điểm: khó trộn đều và khó khống chế chất lượng xi măng Phương pháp ướt: Vật liệu sống được nghiền với nước trong máy nghiền bi tạo thành hỗn hợp bùn nhão với 35- 40% nước cho đến khi đạt được độ mịn yêu cầu. Sau đó hỗn hợp được bơm vào bể chứa để kiểm tra và điều chỉnh thành phần trước khi cho vào lò nung. +) Ưu điểm: không bụi, dễ nghiền và trộn được đều +) Nhược điểm: tốn nhiên liệu và chỉ dùng dùng được cho lò quay 4.1.2 Sản xuất xi măng pooclăng  4.1.2.3 Nung vật liệu sống a) Lò nung: Sau khi chế tạo xong vật liệu sống, vật liệu được cho vào lò nung, có 2 loại lò: Lò đứng: +) Ưu điểm: Xây dựng đơn giản, ít thiết bị, thích hợp cho sản xuất xi măng địa phương +) Nhược điểm: nung chậm, năng suất và phẩm chất không cao Lò quay: Là một hình trụ dài, vỏ bằng thép dày, phía trong có gạch lót chịu lửa, đường kính từ 3-7m, dài từ 85-250m, công suất từ vài trăm đến vài nghìn tấn clanhke mỗi ngày. Lò quay đặt hơi dốc so với mặt phẳng nằm ngang 1 góc = 3-4o, tốc độ quay 0,5-1,4 vòng/phút Lò quay làm việc theo nguyên tắc ngược dòng, hỗn hợp nguyên liệu được đưa vào từ đầu cao, khí nóng được phun vào từ đầu thấp. Sự thay đổi của vật liệu sống trong lò nung là một quá trình phức tạp. Nung vật liệu sống bằng lò đứng Nung vật liệu sống bằng lò quay 4.1.2 Sản xuất xi măng pooclăng  4.1.2.3 Nung vật liệu sống b) Quá trình diễn biến hóa lý trong lò nung - Vùng 1 (Vùng bay hơi) 70-200oC: Nước tự do bay hơi, chất hữu cơ bắt đầu cháy - Vùng 2 (Vùng đốt nóng) 200-700oC: Chiếm 50-60% chiều dài của lò. Các chất hữu cơ cháy hết, nước hóa học trong đất sét tách ra bốc hơi, các phản ứng phân giải bắt đầu xảy ra: Al2O3.2SiO2.2H2O  Al2O3.2SiO2 + 2H2O - Vùng 3 (Vùng canxi hóa) 700-1100oC: Chiếm 20-23% chiều dài của lò. Cao lanh khan và cacbonat canxi bị phân giải, khoáng sét khan bị phân giải nên vùng này tiêu tốn nhiều nhiệt lượng nhất. Al2O3.2SiO2  Al2O3 + 2SiO2 CaCO3  CaO + CO2 – 42,52 Kcal 2CaO + SiO2  2CaO.SiO2 (C2S) – (Một phần) CaO + Al2O3  CaO.Al2O3 (CA) CaO + Fe2O3  CaO.Fe2O3 (CF) 4.1.2 Sản xuất xi măng pooclăng  4.1.2.3 Nung vật liệu sống b) Quá trình diễn biến hóa lý trong lò nung - Vùng 4 (Vùng phóng nhiệt) 1100-1250oC: Chiếm 5-7% chiều dài lò, xảy ra các phản ứng ở pha rắn, các phản ứng đều tỏa nhiệt. 2CaO + SiO2  2CaO.SiO2 (C2S) – (Toàn bộ) 2CaO + CaO.Al2O3  3CaO.Al2O3 (C3A) 3CaO.Al2O3 + CaO.Fe2O3  4CaO.Al2O3.Fe2O3 (C4AF) - Vùng 5 (Vùng kết khối) 1300-1470-1300oC: Chiếm 10-15% chiều dài lò, ở giai đoạn đầu các khoáng C3A, C4AF chảy ra, khi nhiệt độ đạt cao nhất C2S phản ứng với CaO tự do thành C3S: CaO + 2CaO.SiO2  3CaO.SiO2 (C3S) - Ra khỏi vùng kết khối nhiệt độ giảm xuống 1300oC, từ dung dịch lỏng các khoáng C3A, C4AF, MgO kết tinh lại. - Tại vùng làm nguội 1300-100oC: cấu trúc và thành phần clanhke được hình thành hoàn toàn và dần hoàn thiện thêm. - Sản phẩm ra lò là clanhke dạng hạt màu vàng xẫm, được làm nguội đến 100oC rồi chuyển về kho chứa bằng băng chuyền. 4.1.2 Sản xuất xi măng pooclăng  4.1.2.4 Nghiền clanhke: - Clanhke ra lò cần được ủ trong kho từ 10-20 ngày để cho nguội hẳn và CaOTD trong clanhke hút ẩm trong không khí tạo thành Ca(OH)2 làm cho xi măng dễ nghiền và khi sử dụng tránh được hiện tượng mất ổn định thể tích. - Clanhke được nghiền bằng máy nghiền bi, khi nghiền người ta cho thêm từ 2-5% thạch cao sống để kéo dài thời gian ninh kết của xi măng và 10-15% phụ gia khoáng vật hoạt tính như puzolan hoặc xỉ quặng lò cao dạng hạt để tăng sản lượng và độ bền nước của xi măng. - Sau khi nghiền ở nhiệt độ 80-120oC, xi măng được chuyển về kho và lưu lại, khi nguội CaO còn sót tả hết mới đóng bao xuất xưởng. QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT XI MĂNG Baõi khai thaùc 1.KHAI THAÙC 2. VAÄN CHUYEÅN 3. ÑAÄP NGHIEÀN VAØ VAÄN CHUYEÅN ÑAÄP-NGHIEÀN-SAØNG transporteur Xe ben KHO NGUYEÂN LIEÄU Xe xuùc Baêng taûi Boät phoái lieäu Kho nguyeân lieäu Nghieàn QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT XI MĂNG4. NUNG Loø nung Laøm laïnh nhanh Nung tröôùc clinker 5. NGHIEÀN 6. LAØM NGUOÄI, ÑOÙNG BAO, XUAÁT XÖÔÛNG Kho chöùa clinker Phuï gia silos Xuaát xöôûng Ñoùng bao Maùy nghieàn bi 4.1.3 Quá trình đông kết và rắn chắc của xi măng pooclăng Khi trộn xi măng với nước, được một loại hồ dẻo, hồ đông đặc dần và rắn chắc thành đá xi măng. Ở điều kiện nhiệt độ thích hợp, đá xi măng phát triển cường độ không ngừng, lúc đầu nhanh, sau chậm dần, kéo dài hàng chục năm. Theo Baykov-Rebinder quá trình rắn chắc của xi măng được chia làm 3 giai đoạn:  4.1.3.1 Giai đoạn hòa tan Các thành phần khoáng của clanhke: C3S,C2S,C3A,C4AF sẽ tác dụng với nước theo các phản ứng thủy phân thủy hóa sau: - C3S + mH2O  C2S(m-1)H2O + Ca(OH)2 (Dễ tan) - C2S + nH2O  C2SnH2O (C2SHn) (ít tan) - C3A + 6H2O  C3A6H2O (C3AH6) (Dễ tan) - C4AF + pH2O  C3A6H2O + CF(p-6) H2O - C3AH6 + 3(CaSO4.2H2O) + 19H2O  C3A.3CaSO4.31H2O (Etrigite – Kết tủa, nở thể tích) 4.1.3 Quá trình đông kết và rắn chắc của xi măng pooclăng  4.1.3.2 Giai đoạn hóa keo: - Khi dung dịch bão hòa Ca(OH)2, 3CaO.Al2O3.6H2O không tan nữa mà ở dạng keo - Các sản phẩm etrigite như 2CaO.SiO2.mH2O vốn không tan nên vẫn tồn tại ở dạng keo phân tán. Khi nước bay hơi, nước phản ứng với xi măng làm thể keo không ngừng tăng lên, vữa xi măng mất dần tính dẻo dần đông đặc nhưng chưa có cường độ.  4.1.3.3 Giai đoạn kết tinh: - Nước tự do bay hơi dần, các sản phẩm tạo ra càng nhiều, kết tinh lại thành tinh thể, do đó cường độ xi măng dần tăng rõ rệt. - Khoáng 2CaO.SiO2.mH2O chuyển sang kết tinh làm cường độ xi măng tăng dần. - Các hiện tượng hòa tan, hóa keo, kết tinh của vữa xi măng xảy ra xen kẽ nối tiếp lẫn nhau cho đến khi toàn bộ các hạt xi măng thủy phân và thủy hóa hết. Tóm tắt quá trình rắn chắc của xi măng 4.1.4 Thành phần và cấu trúc của đá xi măng  Đá xi măng có cấu tạo rắn chắc, đặc khít, phức tạp với cấu trúc vi mô không đồng nhất. Mức thuỷ hoá cao và độ đặc chắc cao của đá xi măng làm tăng cường độ của xi măng.  Thành phần của đá xi măng gồm: +) Các sản phẩm thủy hóa của xi măng: - Thành phần cấu trúc dạng gel của C2SHn (có tính keo nhớt): Cấu trúc gel là cấu trúc bao gồm các mầm tinh thể được bọc một lớp nước hấp phụ liên kết với nhau thành từng chuỗi. Các chuỗi này liên kết với nhau thành mạng lưới không gian, mắt lưới chứa đầy nước. Các mầm tinh thể này sẽ phát triển dần lên thành các tinh thể nhưng với tốc độ rất chậm. - Thành phần cấu trúc tinh thể: Được tạo nên từ các mầm tinh thể của Ca(OH)2, C3AH6, C2SHn, C3A.3CaSO4.31H2O +) Phần xi măng chưa thủy hóa: Độ lớn trung bình của các hạt xi măng là 40m, sau 6-12 tháng thủy hóa được 10-15m, phần còn lại không tham gia vào quá trình rắn chắc và hình thành trong cấu trúc đá xi măng +) Các loại lỗ rỗng - Lỗ rỗng gel do nước hấp phụ bay hơi - Lỗ rỗng mao quản do nước tự do bay hơi để lại - lỗ rỗng do khí cuốn vào khi nhào trộn TÁC DỤNG CỦA THẠCH CAO  Nếu không pha thạch cao: Hồ xi măng pooclăng là một hệ keo gồm những hạt silicat mang điện tích âm đẩy nhau làm khó hình thành hiện tượng đông kết. Nhưng trong hồ xi măng pooclăng lại có thành phần C3AH6 dễ tan phân ly ra ion AL +3 đóng vai trò tích cực làm ion keo tụ có nhiệm vụ khử điện tích âm của các hạt keo làm cho các hạt keo hút nhau và hiện tượng keo tụ được tiến hành nhanh làm cho hồ xi măng đông kết nhanh.  Khi pha thạch cao vào: C3AH6 + 3(CaSO4.2H2O) + 19H2O  C3A.3CaSO4.31H2O (Kết tủa, thể tích tăng) Làm cho nồng độ ion AL+3 giảm xuống, làm giảm lượng keo tụ do đó kéo dài thời gian đông kết của xi măng. Ngoài ra tinh thể thạch cao còn đóng vai trò tạo bộ khung cấu trúc ban đầu để các khoáng khác kết tinh. 4.1.5 Tính chất các khoáng vật và các hệ số chất lượng xi măng  4.1.5.1 Tính chất các khoáng vật: a, Tốc độ thủy hóa: Biểu thị bằng phần trăm lượng nước liên kết hóa học, đánh giá được tốc độ đông kết của xi măng. b, Nhiệt thủy hóa: Lượng nhiệt tỏa ra khi các khoáng vật xi măng phản ứng với nước c, Khả năng phát triển cường độ: Khả năng chịu lực khi các khoáng vật đóng rắn 4.1.5 Tính chất các khoáng vật và các hệ số chất lượng xi măng  4.1.5.2 Các hệ số chất lượng của xi măng: 1. Hệ số silic (n = 1,7 - 3,5): 2. Hệ số nhôm (p = 1-3): 3. Hệ số bão hòa vôi (KH = 0,82-0,95): AF)CA%(C S)CS%(C )OFeO%(Al %SiO n 43 23 3232 2      AF%C A%C O%Fe O%Al p 4 3 32 32  gt 3 23 2 33232 H S%C S)CS%(C 2.8%SiO )0.7%SOO0.35%FeO(1.65%Al%CaO K      4.1.6 Các tính chất của xi măng pooclăng  4.1.6.1 Khối lượng riêng, khối lượng thể tích +) Khối lượng riêng a Po= 3,05 - 3,2 g/cm3 - Tỷ lệ C4AF cao thì a Po lớn (vì có nhiều Fe2O3 nặng) - Nhiệt độ nung cao thì a Po lớn (sản phẩm chảy ra và kết tảng) - Xi măng cất trữ lâu ngày a Po giảm (Vì trở thành CSH, CAH mà nước thì nhẹ hơn) - Pha phụ gia trơ hoặc PGKV hoạt tính a Po giảm (Vì PG nhẹ hơn) +) Khối lượng thể tích o Po= 1,3g/cm3 – trạng thái xốp o Po= 1,7g/cm3 – trạng thái lèn chặt - Xi măng cất trữ lâu ngày o Po tăng (Vì nó hút ẩm vào các lỗ rỗng) - Phụ thuộc vào độ mịn, xi măng càng mịn thì độ rỗng càng lớn nên o Po càng bé và ngược lại Xác định khối lượng thể tích của bột xi măng (TCVN 4030-1985): Phễu tiêu chuẩn 1.Miệng phễu; 2. Nắp đóng mở; 3.Giá đỡ ; 4.Ống đong; 5.Bệ đỡ. 4.1.6 Các tính chất của xi măng pooclăng  4.1.6.2 Độ mịn Biểu thị mức độ nghiền nhỏ của các hạt xi măng +) Có hai cách biểu thị độ mịn - Biểu thị bằng lượng sót trên sàng No008 (0,08mm - 80m) - 4900 lỗ/cm2, yêu cầu <15% - Biểu thị bằng tỷ diện tích: tổng diện tích bề mặt các hạt của một đơn vị khối lượng xi măng, yêu cầu tỷ diện tích 2500-3000 cm2/g. +) Ảnh hưởng của độ mịn đến tính chất của xi măng: - Xi măng càng mịn thì diện tích tiếp xúc giữa khoáng vật của xi măng và nước càng nhiều, tốc độ thủy hóa với nước càng nhanh, thời gian đông kết càng ngắn, tốc độ rắn chắc cũng tăng lên, tính giữ nước tốt và cường độ cao, nhiệt thủy hóa lớn. - Tuy nhiên độ mịn đến một giới hạn nào đó thì lại ảnh hưởng đến cường độ, vì lúc này lượng nước tự do trong hồ xi măng quá lớn, sau khi bay hơi để lại nhiều lỗ rỗng làm đá xi măng kém đặc chắc. 4.1.6 Các tính chất của xi măng pooclăng  4.1.6.3 Lượng nước tiêu chuẩn: Là lượng nước cần thiết (tính bằng % so với lượng xi măng) để cho hồ xi măng đạt độ dẻo tiêu chuẩn. +) Cách xác định: được xác định thử dần bằng dụng cụ kim Vica đường kính D=10mm Lượng nước tiêu chuẩn của xi măng pooclăng biến động trong khoảng 24-30%. +) Các yếu tố ảnh hưởng: - Thành phần khoáng vật: xi măng chứa nhiều C3A thì LNTC cao, nhiều C2S thì LNTC thấp - Độ mịn càng cao thì LNTC càng lớn - Phụ gia: xi măng có pha PGKV hoạt tính LNTC cao, pha PG hóa dẻo thì LNTC thấp +) Ứng dụng: - Xác định thời gian đông kết của xi măng - Cường độ của xi măng - Độ ổn định thể tích Xác định độ dẻo tiêu chuẩn (lượng nước tiêu chuẩn) của hồ xi măng và thời gian đông kết của hồ xi măng (TCVN 6017-1995) Dụng cụ Vika để xác định độ dẻo tiêu chuẩn và thời gian đông kết của ximăng a) Xác định độ dẻo tiêu chuẩn (lượng nước tiêu chuẩn) b) Xác định thời gian bắt đầu và kết thúc đông kết DỤNG CỤ GIÁ CẮM KIM VIKA DÙNG CHO TN XÁC ĐỊNH LNTC VÀ THỜI GIAN ĐÔNG KẾT CỦA XI MĂNG Gi¸ c¾m kim VIkA kim VIkA d=1cm kim VIkA d=1,13mm DỤNG CỤ GIÁ CẮM KIM VIKA DÙNG CHO TN XÁC ĐỊNH LNTC VÀ THỜI GIAN ĐÔNG KẾT CỦA XI MĂNG 4.1.6 Các tính chất của xi măng pooclăng  4.1.6.4 Thời gian đông kết của xi măng: Sau khi nhào trộn xi măng với nước, hồ xi măng mất dần tính dẻo, ngày càng đặc sệt lại, chuyển dần sang trạng thái đông đặc và rắn chắc. Quá trình này diễn ra nhanh hay chậm được biểu thị bằng thời gian đông kết. a) Thời gian bắt đầu đông kết: là khoảng thời gian kể từ khi đổ nước (LNTC) nhào trộn với xi măng cho đến khi hồ xi măng bắt đầu đông kết, lúc này hồ xi măng mất dần tính dẻo và xuất hiện trạng thái đông keo. Kim vica cắm vào hồ xi măng cách đáy 1-2mm (TCVN6017-1995) - Yêu cầu: Tbđ >45 phút để đủ thời gian cho các khâu cần thiết cho thi công các loại vật liệu có sử dụng xi măng. Thông thường Tbđ = 1h30’-2h30’ b) Thời gian kết thúc đông kết: là khoảng thời gian kể từ khi đổ nước (LNTC) nhào trộn với xi măng cho đến khi hồ xi măng kết thúc đông kết và chuyển sang kết tinh, bắt đầu có cường độ.Kim vica cắm sâu 1-2mm - Yêu cầu: Tcc <10 giờ để tăng tốc độ thi công, nâng cao hiệu suất sử dụng ván khuôn, bốc dỡ cấu kiện