Đề tài Nghiên cứu một số tính chất của xi măng nhiều cấu tử, có khối lượng riêng lớn để chế tạo bê tông siêu nặng

Phần mở đầu Đặt vấn đề Cùng với sự phát triển của xã hội, nhu cầu về xây dựng và nâng cao chất lượng xây dựng không ngừng tăng lên. Thực tế này đòi hỏi ngành sản xuất vật liệu xây dựng không những phải cung cấp đầy đủ các chủng loại vật liệu xây dựng thông dụng, mà còn cần phải cung cấp đủ các chủng loại vật liệu xây dựng mới, có tính năng đặc biệt, cho phép nâng cao chất lượng công trình, đồng thời hạ giá thành xây dựng. Trong đó, bê tông siêu nặng, một trong những chủng loại vật liệu xây dựng mới, được sử dụng trong các công trình yêu cầu khả năng chống mài mòn và xúi lở, các công trình yêu cầu khả năng chống phóng xạ .cũng xuất hiện nhu cầu sử dụng to lớn. Bê tông siêu nặng là loại bê tông có khối lượng thể tích lớn hơn 2500 kg/m3. Như các loại bê tông thông dụng khác, bê tông siêu nặng là loại vật liệu hỗn hợp được tạo thành từ các thành phần chính là: cốt liệu, chất kết dính và nước. Vì thế, khi muốn tăng khối lượng thể tích của bê tông, ta có thể tăng khối lượng thể tích của các thành phần cấu tạo nên nó hay tối ưu hoá cấu trúc của nó. Cụ thể, ta có thể tăng khối lượng thể tích của bê tông bằng cách: - Sử dụng cốt liệu có khối lượng riêng lớn. - Sử dụng chất kết dính có khối lượng riêng lớn. - Tăng độ đặc chắc của bê tông. Trong bê tông, cốt liệu là thành phần chính, nó chiếm tỷ trọng lớn nhất, nên sử dụng cốt liệu có khối lượng riêng lớn trong bê tông là hướng mang lại hiệu quả làm tăng khối lượng thể tích của bê tông cao nhất. Còn xi măng chiếm tỷ trọng ít hơn nên hướng sử dụng chất kết dính có khối lượng riêng lớn để chế tạo bê tông siêu nặng mang lại hiệu quả thấp hơn khi dùng với các loại cốt liệu thông thường. Nhưng khi kết hợp hướng sử dụng xi măng có khối lượng riêng lớn với hướng sử dụng cốt liệu có khối lượng riêng lớn để chế tạo bê tông siêu nặng thì hiệu quả tăng khối lượng thể tích cho bê tông cao hơn. Cho nên, để tận dụng hết khả năng tăng khối lượng thể tích của bê tông ta cần sử dụng kết hợp hai phương pháp trên. Vì vậy, nghiên cứu sản xuất chất kết dính có khối lượng riêng lớn trên cơ sở các loại vật liệu có sẵn ở nước ta để chế tạo bê tông siêu nặng là cần thiết. Nên, chúng em dưới sự hướng dẫn của GVC.T.S._và Th.S._ đã mạnh dạn tham gia nghiên cứu theo hướng này, với đề tài: “Nghiên cứu một số tính chất của xi măng nhiều cấu tử, có khối lượng riêng lớn để chế tạo bê tông siêu nặng”. Mục lục Lời cảm ơn 1 Mục lục 2 Phần i: những cơ sở lý thuyết 6 Chương I: Giới thiệu bê tông siêu nặng 7 1.1 Khái niệm cơ bản về bê tông siêu nặng 7 1.2 Thành phần của bê tông siêu nặng 7 1.2.1 Cốt liệu sử dụng trong bê tông siêu nặng 8 1.2.2 Chất kết dính sử dụng trong bê tông siêu nặng 10 1.2.3 Phụ gia sử dụng trong bê tông siêu nặng 10 1.2.4 Nước 12 1.3 Các hướng chế tạo bê tông siêu nặng 13 1.3.1 Sử dụng cốt liệu có khối lượng riêng lớn thay thế cho cốt liệu thường 13 1.3.2 Sử dụng chất kết dính có khối lượng riêng lớn thay thế cho xi măng thường 14 1.3.3 Tăng độ đặc chắc cho bê tông 15 1.4 Lĩnh vực sử dụng của bê tông siêu nặng 16 1.5 Kết luận 17 Chương II: Xi măng nhiều cấu tử có lượng cần nước thấp 18 2.1 Giới thiệu xi măng nhiều cấu tử có lượng cần nước thấp 18 2.2 Quá trình thuỷ hoá của xi măng Poóclăng 19 2.3 Vai trò của phụ gia khoáng trong quá trình thuỷ hoá xi măng 20 2.4 Vai trò của phụ gia siêu dẻo trong quá trình thuỷ hoá xi măng 21 2.5 Tính chất của xi măng nhiều cấu tử có lượng cần nước thấp 23 2.6 Kết luận 23 Phần Ii: Thực nghiệm 24 Chương III: Xác định tính chất của nguyên vật liệu sử dụng và phương pháp nghiên cứu 25 3.1 Xác định tính chất của nguyên vật liệu sử dụng 25 3.1.1 Xi măng PC40 -Bút Sơn 25 3.1.2 Phụ gia trơ (làm tăng khối lượng riêng của xi măng) 25 3.1.3 Phụ gia siêu dẻo 26 3.1.4 Cốt liệu 27 3.1.5 Nước 29 3.2 Chế tạo chất kết dính 29 3.3 Phương pháp nghiên cứu 30 3.3.1 Phương pháp xác định các chỉ tiêu cơ lý của xi măng 30 3.3.2 Phương pháp xác định các chỉ tiêu cơ lý của cốt liệu 31 3.3.3 Phương pháp xác định các tính chất của hỗn hợp bê tông và bê tông 31 3.3.4 Phương pháp phân tích nhiệt 32 3.3.5 Phương pháp quy hoạch thực nghiệm bậc hai tâm xoay 32 Chương IV: Kết quả nghiên cứu 40 4.1 Nghiên cứu ảnh hưởng của phụ gia siêu dẻo sử dụng dưới dạng phụ gia trợ nghiền và phụ gia trơ từ các loại quặng có khối lượng riêng lớn đến tính chất của xi măng 40 4.1.1 ảnh hưởng của phụ gia siêu dẻo sử dụng dưới dạng phụ gia trợ nghiền đến độ mịn của xi măng 40 4.1.2 ảnh hưởng của phụ gia trơ đến một số tính chất của xi măng 41 4.1.3 ảnh hưởng của phụ gia siêu dẻo và phụ gia trơ đến một số tính chất của xi măng 48 4.2 Nghiên cứu xác định lượng phụ gia trơ và phụ gia siêu dẻo hợp lý trong xi măng nhiều cấu tử__ 66 4.2.1 Lựa chọn cấp phối của xi măng nhiều cấu tử có khối lượng riêng lớn 66 4.2.2 Khảo sát một số tính chất của xi măng nhiều cấu tử có khối lượng riêng lớn 79 4.3 Khảo sát một số tính chất của vữa và bê tông siêu nặng sử dụng xi măng nhiều cấu tử có khối lượng riêng lớn 82 4.3.1 Bê tông siêu nặng 82 4.3.2 Vữa trát 87 Phần iii Kết luận và kiến nghị 87 A. Kết luận 89 B. Kiến nghị 90 TàI liệu tham khảo 91

doc90 trang | Chia sẻ: lvcdongnoi | Ngày: 19/06/2013 | Lượt xem: 1664 | Lượt tải: 1download
Bạn đang xem nội dung tài liệu Đề tài Nghiên cứu một số tính chất của xi măng nhiều cấu tử, có khối lượng riêng lớn để chế tạo bê tông siêu nặng, để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
n¨ng l­îng tù do vµ x¶y ra qu¸ tr×nh tÝch tô, dÝnh kÕt c¸c h¹t nhá lªn c¸c h¹t lín, lªn bÒ mÆt bi ®¹n, thµnh v¸ch m¸y nghiÒn, dÉn ®Õn qu¸ tr×nh nghiÒn mÞn cµng khã. Khi cã mÆt phô gia siªu dÎo lµ chÊt ho¹t ®éng bÒ mÆt, chóng hÊp phô lªn bÒ mÆt c¸c h¹t r¾n, t¹o thµnh mµng hÊp phô ®¬n ph©n tö lµm gi¶m n¨ng l­îng tù do bÒ mÆt, c¸c h¹t cã ®iÖn tÝch bÒ mÆt cïng dÊu ®Èy nhau, Ýt dÝnh kÕt víi nhau, dÔ tr­ît lªn nhau, hÖ linh ®éng h¬n, viÖc nghiÒn tiÕp theo dÔ dµng h¬n. Trong qu¸ tr×nh nghiÒn c¸c h¹t r¾n lu«n tån t¹i c¸c vÕt nøt kh«ng liªn tôc, h¹t chØ vì khi lùc va ®Ëp ®ñ lín. C¸c chÊt ho¹t ®éng bÒ mÆt x©m nhËp s©u vµo c¸c vÕt vi nøt, hÊp phô lªn thµnh v¸ch vÕt nøt lµm gi¶m lùc t­¬ng t¸c gi÷a hai thµnh v¸ch, ®ång thêi hai thµnh v¸ch vÕt nøt tÝch ®iÖn cïng dÊu ®Èy nhau, t¹o nªn lùc chÎ lµm gi¶m ®é cøng cña h¹t, do ®ã h¹t dÔ vì h¬n, hiÖu qu¶ nghiÒn cao h¬n. ¶nh h­ëng cña phô gia tr¬ ®Õn mét sè tÝnh chÊt cña xi m¨ng Khèi l­îng riªng Phô gia tr¬ tõ c¸c lo¹i quÆng cã khèi l­îng riªng lín ®­îc ®­a vµo trong thµnh phÇn cña xi m¨ng víi t¸c dông chÝnh lµ lµm t¨ng khèi l­îng riªng cña xi m¨ng. Chóng em kh¶o s¸t ¶nh h­ëng cña phô gia tr¬ ®Õn khèi l­îng riªng cña xi m¨ng th«ng qua mét sè mÉu xi m¨ng nghiÒn cïng phô gia tr¬ trong thêi gian 30 phót. KÕt qu¶ cho trong b¶ng 8. B¶ng 8: Khèi l­îng riªng cña xi m¨ng Méu Ký hiÖu ga (g/cm3) MÉu Ký hiÖu ga (g/cm3) 1 XE –20–0–30 3,15 6 XB –20–0–30 3,12 2 XE –30–0–30 3,26 7 XB –30–0–30 3,21 3 XE –40–0–30 3,39 8 XB –40–0–30 3,32 4 XE –50–0–30 3,52 9 XB –50–0–30 3,42 5 XE –60–0–30 3,66 10 XB–60–0–30 3,54 NhËn xÐt: KÕt qu¶ trªn cho thÊy khèi l­îng riªng cña c¸c lo¹i xi m¨ng cã sö dông phô gia tr¬ lín h¬n so víi xi m¨ng th­êng, vµ khi hµm l­îng phô gia tr¬ cµng lín th× khèi l­îng riªng cña xi m¨ng cµng t¨ng. Khèi l­îng riªng cña c¸c lo¹i xi m¨ng sö dông phô gia tr¬ lµ Inmenit lín h¬n khèi l­îng riªng cña c¸c lo¹i xi m¨ng sö dông phô gia tr¬ lµ Barit víi cïng hµm l­îng. Hay hiÖu qu¶ lµm t¨ng khèi l­îng riªng cho xi m¨ng cña Inmenit lµ cao h¬n so víi Barit. §iÒu ®ã lµ do khèi l­îng riªng cña Inmenit (4,37g/cm3), lín h¬n khèi l­îng riªng cña Barit (4,24 g/cm3). VËy, khèi l­îng riªng cña xi m¨ng t¨ng theo hµm l­îng phô gia tr¬ tõ c¸c lo¹i quÆng cã khèi l­îng riªng lín vµ phô thuéc vµo tõng lo¹i phô gia tr¬. L­îng n­íc tiªu chuÈn vµ thêi gian ®«ng kÕt L­îng n­íc tiªu chuÈn vµ thêi gian ®«ng kÕt lµ mét chØ tiªu quan träng ®¸nh gi¸ chÊt l­îng vµ kh¶ n¨ng sö dông cña xi m¨ng. KÕt qu¶ kh¶o s¸t trªn c¸c mÉu xi m¨ng nghiÒn cïng phô gia tr¬ ®­îc tr×nh bµy trong b¶ng 9. B¶ng 9: L­îng n­íc tiªu chuÈn, thêi gian ®«ng kÕt cña xi m¨ng nghiÒn cïng phô gia tr¬ trong 30 phót TT KÝ hiÖu lo¹i xi m¨ng L­îng n­íc tiªu chuÈn (%) Thêi gian ®«ng kÕt (phót) B¾t ®Çu KÕt thóc 1 X– 0 – 0 – 30 29,60 95 165 2 XE –20–0–30 23,60 65 120 3 XE –30–0–30 23,00 61 125 4 XE –40–0–30 22,20 55 130 5 XE –50–0–30 20,50 53 140 6 XE –60–0–30 19,60 45 165 7 XB –20–0–30 26,00 75 115 8 XB –30–0–30 25,70 70 120 9 XB –40–0–30 24,40 60 150 10 XB –50–0–30 23,00 52 170 11 XB –60–0–30 22,10 50 180 NhËn xÐt: * L­îng n­íc tiªu chuÈn C¸c kÕt qu¶ trªn cho thÊy, l­îng n­íc tiªu chuÈn cña xi m¨ng chÞu ¶nh h­ëng cña hµm l­îng phô gia tr¬. Khi hµm l­îng phô gia tr¬ trong xi m¨ng t¨ng, l­îng n­íc tiªu chuÈn cña xi m¨ng gi¶m. Tû lÖ gi¶m n­íc cña mÉu chøa 60% phô gia tr¬ so víi mÉu chøa 20% phô gia tr¬ lµ 16,95% víi Inmenit vµ 15,0% víi Barit. §ång thêi, kh¶ n¨ng gi¶m n­íc trong c¸c mÉu sö dông phô gia tr¬ lµ Inmenit lín h¬n c¸c mÉu sö dông phô gia tr¬ lµ Barit ë cïng tû lÖ. Tû lÖ gi¶m n­íc so víi mÉu ®èi chøng (X–0–0–30): Khi sö dông 20 ¸ 60% Inmenit lµ: 20,27–33,78%. Khi sö dông 20 ¸ 60% Barit lµ: 12,16–25,34%. HiÖn t­îng trªn cã nguyªn nh©n chñ yÕu lµ ¸i lùc víi n­íc cña c¸c h¹t phô gia tr¬ vµ c¸c h¹t clanhke kh¸c nhau, ®ång thêi ¸i lùc víi n­íc cña c¸c h¹t phô gia tr¬ kh¸c nhau lµ kh¸c nhau nªn bÒ dµy mµng n­íc hÊp phô trªn bÒ mÆt c¸c h¹t còng kh¸c nhau. MÆt kh¸c, phô gia tr¬ cã trong thµnh phÇn xi m¨ng ®ãng vai trß nh­ vi cèt liÖu vµ nã kh«ng cã ph¶n øng víi n­íc. N­íc trong hå xi m¨ng chØ bao bäc, t¹o mµng n­íc hÊp phô quanh h¹t vi cèt liÖu ®ã vµ cã vai trß lµ chÊt b«i tr¬n. Cßn h¹t clanhke xi m¨ng, ngoµi l­îng n­íc hÊp phô lªn bÒ mÆt cßn cÇn mét l­îng n­íc ®Ó thuû ho¸ c¸c khãang. Do ®ã, c¸c lo¹i xi m¨ng cã hµm l­îng vµ lo¹i phô gia tr¬ kh¸c nhau cã l­îng n­íc tiªu chuÈn kh¸c nhau. * Thêi gian ®«ng kÕt Khi sö dông phô gia tr¬, thêi gian b¾t ®Çu vµ kÕt thóc ®«ng kÕt cña hÇu hÕt c¸c mÉu ®Òu gi¶m so víi mÉu ®èi chøng. Trong ®ã, c¸c mÉu sö dông phô gia Inmenit b¾t ®Çu ®«ng kÕt sím h¬n c¸c mÉu sö dông phô gia Barit cã cïng hµm l­îng. Theo chiÒu khi t¨ng phô gia tr¬, thêi gian b¾t ®Çu ®«ng kÕt gi¶m, nh­ng chªnh lÖch gi÷a c¸c mÉu kh«ng lín, thêi gian kÕt thóc ®«ng kÕt t¨ng dÇn. §iÒu nµy cã thÓ gi¶i thÝch nh­ sau: Thêi ®iÓm b¾t ®Çu ®«ng kÕt cña xi m¨ng lµ thêi ®iÓm hå xi m¨ng b¾t ®Çu mÊt tÝnh dÎo. Theo c¸c kÕt qu¶ vÒ l­îng n­íc tiªu chuÈn, khi hµm l­îng phô gia tr¬ t¨ng th× tû lÖ N/X gi¶m. ChÝnh v× vËy, hå xi m¨ng cña c¸c mÉu cã chøa phô gia tr¬ nhanh chãng b¾t ®Çu mÊt tÝnh dÎo h¬n so víi mÉu ®èi chøng. Thêi ®iÓm kÕt thóc ®«ng kÕt cña xi m¨ng lµ thêi ®iÓm hå xi m¨ng hoµn toµn mÊt tÝnh dÎo. Mµ nguyªn nh©n lµm mÊt tÝnh dÎo cña hå xi m¨ng lµ do c¸c h¹t clanhke xi m¨ng ph¶n øng víi n­íc t¹o ra c¸c s¶n phÈm thuû ho¸ lµm gi¶m l­îng n­íc cã trong hå xi m¨ng. Bªn c¹nh ®ã cßn cã mét l­îng n­íc mÊt ®i do c¸c nguyªn nh©n kh¸c nh­ bay h¬i,... Hµm l­îng phô gia tr¬ t¨ng th× hµm l­îng xi m¨ng (PC40–Bót S¬n) gi¶m ®ång nghÜa víi hµm l­îng c¸c kho¸ng cã kh¶ n¨ng thuû ho¸ còng gi¶m. V× vËy, khi hµm l­îng phô gia tr¬ t¨ng, mÆc dï l­îng n­íc tiªu chuÈn gi¶m nh­ng thùc tÕ tû lÖ n­íc trªn c¸c kho¸ng cã kh¶ n¨ng thuû ho¸ l¹i t¨ng. Do ®ã, l­îng n­íc trong hå xi m¨ng cßn d­ nhiÒu lµm kÐo dµi thêi gian kÕt thóc ®«ng kÕt. C­êng ®é nÐn KÕt qu¶ thÝ nghiÖm c­êng ®é nÐn cña c¸c mÉu v÷a cã cïng tÝnh c«ng t¸c (v÷a cã ®é bÑt lµ 11,5 cm) ®­îc tr×nh bµy trong b¶ng 10. B¶ng 10: C­êng ®é nÐn cña c¸c mÉu v÷a cña xi m¨ng nghiÒn cïng phô gia tr¬ trong 30 phót KÝ hiÖu lo¹i xi m¨ng N/X (%) C­êng ®é chÞu nÐn ë c¸c tuæi (N/mm2) 1 ngµy 3 ngµy 7 ngµy 28 ngµy X– 0 – 0 – 30 39,09 21,47 30,70 44,80 49,07 XE –20–0–30 37,70 26,00 34,00 42,60 47,60 XE –30–0–30 36,70 25,00 30,20 38,10 41,20 XE –40–0–30 34,81 20,00 27,50 34,40 37,50 XE –50–0–30 34,81 12,00 22,80 29,30 32,80 XE –60–0–30 32,80 8,60 14,40 18,40 22,50 XB –20–0–30 40,45 19,10 33,60 44,80 49,20 XB –30–0–30 39,80 19,30 28,00 36,00 42,00 XB –40–0–30 38,00 18,30 26,20 31,50 37,00 XB –50–0–30 37,30 13,33 22,80 26,53 30,67 XB –60–0–30 36,50 8,20 14,90 19,80 26,00 H×nh 2: Sù ph¸t triÓn c­êng ®é cña v÷a xi m¨ng XE–a–0–30. H×nh 3: Sù ph¸t triÓn c­êng ®é cña v÷a xi m¨ng XB–a–0–30. NhËn xÐt: Hµm l­îng phô gia tr¬ cµng lín th× c­êng ®é cµng gi¶m. Víi hµm l­îng phô gia tr¬ lµ 20–30%, c­êng ®é tuæi 1 ngµy cao h¬n mÉu ®èi chøng (X–0–0–30). C­êng ®é tuæi 28 ngµy cña mÉu chøa 20% phô gia tr¬ xÊp xØ mÉu ®èi chøng. Nguyªn nh©n cã thÓ lµ do xi m¨ng nghiÒn cïng phô gia tr¬ cã ®é mÞn lín h¬n so víi mÉu ®èi chøng. §Æc biÖt lµ hµm l­îng c¸c h¹t cã kÝch th­íc nhá h¬n 10 mm lín h¬n so víi xi m¨ng ®èi chøng. Mµ c¸c h¹t xi m¨ng cã kÝch th­íc nhá h¬n 10 mm lµ thµnh phÇn quyÕt ®Þnh ®Õn c­êng ®é cña xi m¨ng ë tuæi ng¾n ngµy. Víi hµm l­îng phô gia tr¬ lµ 50–60%, c­êng ®é tuæi 28 ngµy gi¶m m¹nh so víi mÉu ®èi chøng do hµm l­îng clanhke xi m¨ng qu¸ nhá. Trong ®ã, mÉu sö dông phô gia tr¬ lµ Inmenit gi¶m m¹nh h¬n mÉu sö dông Barit. ¶nh h­ëng cña phô gia siªu dÎo vµ phô gia tr¬ ®Õn mét sè tÝnh chÊt cña xi m¨ng Khi nghiÒn chung xi m¨ng cïng phô gia siªu dÎo vµ phô gia tr¬, ngoµi nh÷ng t¸c ®éng ¶nh h­ëng ®Õn tû diÖn tÝch bÒ mÆt cßn cã c¸c t¸c ®éng ®Õn qu¸ tr×nh thuû ho¸ vµ h×nh thµnh cÊu tróc cña hå vµ ®¸ xi m¨ng. §Ó kh¶o s¸t c¸c t¸c ®éng nµy, chóng em tiÕn hµnh c¸c thÝ nghiÖm thö l­îng n­íc tiªu chuÈn, thêi gian ®«ng kÕt vµ c­êng ®é nÐn cña c¸c mÉu nghiÒn trong thêi gian 30 phót. MÉu ®èi chøng lµ xi m¨ng PC40 Bót S¬n nghiÒn 30 phót (X–0–0–30) víi c¸c tÝnh chÊt c¬ lý ®­îc nªu trong b¶ng 11. B¶ng 11: TÝnh chÊt c¬ lý cña xi m¨ng PC40 Bót S¬n nghiÒn 30 phót (X–0–0–30) TT ChØ tiªu KÕt qu¶ Ph­¬ng ph¸p thÝ nghiÖm 1 Thêi gian ®«ng kÕt ( phót ) – B¾t ®Çu – KÕt thóc 95 165 TCVN 6017 – 1995 2 Khèi l­îng riªng ( g/cm3) 3,1 TCVN 4050 – 1985 3 L­îng n­íc tiªu chuÈn ( % ) 29,6 TCVN 6017 – 1995 4 C­êng ®é nÐn ( N/mm2) – Sau 1 ngµy – Sau 3 ngµy – Sau 7 ngµy – Sau 28 ngµy 21,47 30,70 44,80 49,07 TCVN 6016 – 1995 5 §é æn ®Þnh thÓ tÝch (%) 8,5 TCVN 4031– 1985 Xi m¨ng nghiÒn cïng PGT(20%) vµ PGSD trong 30 phót Qu¸ tr×nh kh¶o s¸t ®­îc ®¸nh gi¸ qua c¸c chØ tiªu: a) L­îng n­íc tiªu chuÈn, thêi gian ®«ng kÕt KÕt qu¶ thÝ nghiÖm ®­îc ghi trong b¶ng 12. B¶ng 12:. L­îng n­íc tiªu chuÈn, thêi gian ®«ng kÕt cña xi m¨ng nghiÒn cïng PGT(20%) vµ PGSD trong 30 phót KÝ hiÖu lo¹i xi m¨ng L­îng n­íc tiªu chuÈn (%) Thêi gian ®«ng kÕt (phót) B¾t ®Çu KÕt thóc X– 0 – 0 – 30 29,60 95 165 XE –20–0–30 23,63 65 120 XE–20–1 –30 17,88 65 115 XE–20–1,5 –30 17,25 63 130 XE–20–2 – 30 16,88 62 135 XE–20–2,5 –30 16,38 60 145 XB –20–0–30 26,00 75 115 XB–20–1 –30 18,50 70 120 XB–20–1,5 –30 17,20 67 135 XB–20–2 – 30 16,50 55 142 XB–20–2,5 –30 15,00 47 155 NhËn xÐt: Khi cã mÆt phô gia siªu dÎo, l­îng n­íc tiªu chuÈn tiÕp tôc gi¶m. Kh¶ n¨ng gi¶m n­íc cña mÉu chøa 1% phô gia siªu dÎo so víi mÉu kh«ng chøa phô gia siªu dÎo cã 20% phô gia tr¬ lµ: 24,33% víi mÉu chøa Inmenit vµ 28,85% víi mÉu chøa Barit. L­îng n­íc tiªu chuÈn tiÕp tôc gi¶m khi hµm l­îng phô gia siªu dÎo t¨ng lªn. So víi c¸c mÉu kh«ng chøa phô gia siªu dÎo, thêi gian b¾t ®Çu ®«ng kÕt gi¶m, thêi gian kÕt thóc ®«ng kÕt t¨ng nh­ng kh«ng lín h¬n mÉu ®èi chøng (x–0–0–30). Nh×n chung, c¸c mÉu chøa phô gia Inmenit cã thêi gian b¾t ®Çu ®«ng kÕt dµi h¬n nh­ng l¹i kÕt thóc ®«ng kÕt sím h¬n c¸c mÉu chøa phô gia Barit cã cïng hµm l­îng phô gia siªu dÎo. b) C­êng ®é nÐn KÕt qu¶ thÝ nghiÖm c­êng ®é cña c¸c mÉu v÷a cã cïng tÝnh c«ng t¸c ®­îc tr×nh bµy trong b¶ng 13. B¶ng 13: C­êng ®é nÐn cña v÷a xi m¨ng nghiÒn cïng PGT(20%) vµ PGSD trong 30 phót KÝ hiÖu lo¹i xi m¨ng N/X (%) C­êng ®é chÞu nÐn ë c¸c tuæi (N/mm2) 1 ngµy 3 ngµy 7 ngµy 28 ngµy X– 0 – 0 – 30 39,09 21,47 30,7 44,80 49,07 XE –20–0–30 39,09 26,00 34,00 42,60 47,60 XE –20–1 –30 31,06 27,47 40,40 48,53 53,20 XE –20–1,5–30 27,45 32,00 46,53 54,20 58,93 XE –20–2 –30 27,87 31,20 38,13 44,13 48,53 XE –20–2,5–30 26,17 29,73 36,80 40,70 43,47 XB –20–0 –30 40,45 19,10 33,60 44,80 49,20 XB –20–1 –30 30,43 33,60 44,67 48,00 50,93 XB –20–1,5–30 27,66 35,60 45,47 50,80 54,00 XB –20–2 –30 27,78 33,47 42,27 43,87 47,47 XB –20–2,5–30 26,67 28,80 37,73 40,70 44,90 H×nh 4: Sù ph¸t triÓn c­êng ®é cña v÷a xi m¨ng XE–20–b–30. H×nh 5; Sù ph¸t triÓn c­êng ®é cña v÷a xi m¨ng XB–20–b–30. NhËn xÐt: Khi nghiÒn cïng phô gia siªu dÎo, c­êng ®é tuæi 1 ngµy vµ 3 ngµy cña tÊt c¶ c¸c mÉu ®Òu lín h¬n mÉu ®èi chøng (X–0–0–30). §iÒu ®ã mét lÇn n÷a chøng tá: c¸c mÉu nghiÒn cïng phô gia siªu dÎo cã ®é mÞn cao h¬n nªn kh¶ n¨ng thuû ho¸ cña c¸c h¹t clanhke xi m¨ng ë tuæi sím ngµy triÖt ®Ó h¬n. ë tuæi 7 vµ 28 ngµy, c­êng ®é c¸c mÉu chøa 1% vµ 1,5% siªu dÎo cã c­êng ®é cao h¬n mÉu ®èi chøng cho dï trong c¸c mÉu nµy 20% xi m¨ng ®· ®­îc thay thÕ bëi phô gia tr¬ (Inmenit hoÆc Barit). §ã lµ do t¸c dông gi¶m n­íc cña phô gia siªu dÎo lµm gi¶m l­îng lç rçng trong ®¸ xi m¨ng, mÆt kh¸c l­îng phô gia tr¬ cã t¸c dông ®iÒn ®Çy khiÕn cho cÊu tróc ®¸ xi m¨ng ®Æc ch¾c h¬n. Xi m¨ng nghiÒn cïng PGT(30%) vµ PGSD trong 30 phót Qu¸ tr×nh kh¶o s¸t ®­îc ®¸nh gi¸ qua c¸c chØ tiªu: a) L­îng n­íc tiªu chuÈn, thêi gian ®«ng kÕt KÕt qu¶ thÝ nghiÖm ®­îc ghi trong b¶ng 14. B¶ng 14: L­îng n­íc tiªu chuÈn, thêi gian ®«ng kÕt cña xi m¨ng nghiÒn cïng PGT(30%) vµ PGSD trong 30 phót KÝ hiÖu lo¹i xi m¨ng L­îng n­íc tiªu chuÈn (%) Thêi gian ®«ng kÕt (phót) B¾t ®Çu KÕt thóc X– 0 – 0 – 30 29,60 95 165 XE –30–0–30 23,00 61 125 XE–30–1 –30 17,63 60 120 XE–30–1,5 –30 16,88 58 140 XE–30–2 – 30 15,88 60 180 XE–30–2,5 –30 15,75 57 200 XB –30–0–30 25,70 70 120 XB–30–1 –30 17,80 67 130 XB–30–1,5 –30 17,00 65 145 XB–30–2 – 30 16,13 60 150 XB–30–2,5 –30 14,88 58 179 NhËn xÐt: Khi t¨ng hµm l­îng phô gia tr¬ lªn 30%, l­îng n­íc tiªu chuÈn cña c¸c mÉu ®Òu gi¶m so víi mÉu ®èi chøng, thêi gian b¾t ®Çu ®«ng kÕt cña c¸c mÉu ®Òu gi¶m so víi mÉu ®èi chøng, thêi gian kÕt thóc ®«ng kÕt cu¶ hÇu hÕt c¸c mÉu lµ gi¶m so víi mÉu ®èi chøng, trõ c¸c mÉu: X-E chøa 2; 2,5 % siªu dÎo vµ X-B 2,5% siªu dÎo. b) C­êng ®é nÐn. KÕt qu¶ thÝ nghiÖm c­êng ®é cña c¸c mÉu v÷a cã cïng tÝnh c«ng t¸c ®­îc tr×nh bµy trong b¶ng 15. B¶ng 15: C­êng ®é nÐn cña v÷a xi m¨ng nghiÒn cïng PGT(30%) vµ PGSD trong 30 phót KÝ hiÖu lo¹i xi m¨ng N/X (%) C­êng ®é chÞu nÐn ë c¸c tuæi (N/mm2) 1 ngµy 3 ngµy 7 ngµy 28 ngµy X– 0 – 0 – 30 39,09 21,47 30,7 44,80 49,07 XE –30–0–30 37,70 25,00 30,20 38,10 41,20 XE –30–1 –30 29,60 27,17 40,30 46,00 48,67 XE –30–1,5–30 26,40 30,00 43,73 47,60 51,47 XE –30–2 –30 27,66 25,87 34,00 41,07 46,53 XE –30–2,5–30 26,17 26,80 32,30 39,50 42,53 XB –30–0 –30 39,80 19,30 28,00 36,00 42,00 XB –30–1 –30 30,43 29,73 40,93 45,47 47,73 XB –30–1,5–30 27,66 28,40 42,00 47,50 49,60 XB –30–2 –30 26,17 30,00 39,87 44,13 46,70 XB –30–2,5–30 25,53 28,53 36,53 40,40 44,80 H×nh 6: Sù ph¸t triÓn c­êng ®é cña v÷a xi m¨ng XE–30–b–30. H×nh 7: Sù ph¸t triÓn c­êng ®é cña v÷a xi m¨ng XB–30–b–30. NhËn xÐt: Víi c¶ hai lo¹i phô gia tr¬: C­êng ®é cña tÊt c¶ c¸c mÉu nghiÒn cïng phô gia siªu dÎo cao h¬n mÉu kh«ng chøa phô gia siªu dÎo. C­êng ®é tuæi 1 ngµy vµ 3 ngµy cña tÊt c¶ c¸c mÉu cã phô gia siªu dÎo vÉn cao h¬n mÉu ®èi chøng. ë tuæi 28 ngµy, chØ cßn mÉu nghiÒn cïng 1,5% phô gia siªu dÎo cã c­êng ®é cao h¬n mÉu ®èi chøng. C­êng ®é tuæi 28 ngµy cña mÉu XE–30–1,5–30 cao h¬n mÉu XE–30–1,5–30 lµ 3,63%. Xi m¨ng nghiÒn cïng PGT(40%) vµ PGSD trong 30 phót Qu¸ tr×nh kh¶o s¸t ®­îc ®¸nh gi¸ qua c¸c chØ tiªu: a) L­îng n­íc tiªu chuÈn, thêi gian ®«ng kÕt KÕt qu¶ thÝ nghiÖm ®­îc ghi trong b¶ng 16. B¶ng 16: L­îng n­íc tiªu chuÈn, thêi gian ®«ng kÕt cña xi m¨ng nghiÒn cïng PGT(40%) vµ PGSD trong 30 phót KÝ hiÖu lo¹i xi m¨ng L­îng n­íc tiªu chuÈn (%) Thêi gian ®«ng kÕt (phót) B¾t ®Çu KÕt thóc X– 0 – 0 – 30 29,60 95 165 XE –40–0–30 22,20 55 130 XE–40–1 –30 17,00 55 160 XE–40–1,5 –30 16,25 53 176 XE–40–2 – 30 15,25 58 210 XE–40–2,5 –30 15,38 55 235 XB –40–0–30 24,40 60 150 XB–40–1 –30 16,13 57 145 XB–40–1,5 –30 15,70 60 180 XB–40–2 – 30 15,25 75 227 XB–40–2,5 –30 14,63 70 250 NhËn xÐt: L­îng n­íc tiªu chuÈn gi¶m kh«ng lín. Thêi gian kÕt thóc ®«ng kÕt t¨ng. Thêi gian b¾t ®Çu ®«ng kÕt cña c¸c mÉu cã hµm l­îng phô gia siªu dÎo lín (2%, 2,5%)cã xu h­íng t¨ng lªn thËm chÝ b¾t ®Çu ®«ng kÕt sau mÉu kh«ng chøa phô gia siªu dÎo (XE –40–0–30, XB –40–0–30). b) C­êng ®é nÐn. KÕt qu¶ thÝ nghiÖm c­êng ®é cña c¸c mÉu v÷a cã cïng tÝnh c«ng t¸c ®­îc tr×nh bµy trong b¶ng 17. B¶ng 17: C­êng ®é nÐn cña v÷a xi m¨ng nghiÒn cïng PGT(40%) vµ PGSD trong 30 phót KÝ hiÖu lo¹i xi m¨ng N/X (%) C­êng ®é chÞu nÐn ë c¸c tuæi (N/mm2) 1 ngµy 3 ngµy 7 ngµy 28 ngµy X– 0 – 0 – 30 39,09 21,47 30,7 44,80 49,07 XE –40–0–30 36,70 20,00 27,50 34,40 37,50 XE –40–1 –30 28,27 23,20 36,13 42,80 45,30 XE –40–1,5–30 26,40 23,73 41,60 45,07 47,73 XE –40–2 –30 26,40 22,13 34,13 40,00 43,50 XE –40–2,5–30 25,00 24,27 30,80 35,80 39,87 XB –40–0 –30 38,80 18,30 26,20 31,50 37,00 XB –40–1 –30 29,00 26,53 37,20 42,80 45,30 XB –40–1,5–30 26,40 28,40 39,33 46,67 47,80 XB –40–2 –30 26,17 26,13 36,00 40,27 43,30 XB –40–2,5–30 25,32 22,67 32,93 39,20 41,33 H×nh 8: Sù ph¸t triÓn c­êng ®é cña v÷a xi m¨ng XE–40–b–30. H×nh 9: Sù ph¸t triÓn c­êng ®é cña v÷a xi m¨ng XB–40–b–30. NhËn xÐt: Khi thay thÕ 40% xi m¨ng b»ng phô gia tr¬, c­êng ®é cña c¸c mÉu gi¶m. Víi c¶ hai lo¹i phô gia tr¬, c­êng ®é tuæi 28 ngµy cña c¸c m©u ®Òu thÊp h¬n mÉu ®èi chøng. Nh­ng c­êng ®é tuæi 1 ngµy vµ 3 ngµy cña c¸c mÉu cã phô gia siªu dÎo vÉn cao h¬n mÉu ®èi chøng. C­êng ®é cña c¸c mÉu nghiÒn cïng phô gia siªu dÎo cao h¬n mÉu kh«ng chøa phô gia siªu dÎo. Xi m¨ng nghiÒn cïng PGT(50%) vµ PGSD trong 30 phót Qu¸ tr×nh kh¶o s¸t ®­îc ®¸nh gi¸ qua c¸c chØ tiªu: a) L­îng n­íc tiªu chuÈn, thêi gian ®«ng kÕt KÕt qu¶ thÝ nghiÖm ®­îc ghi trong b¶ng 18. B¶ng 18:.L­îng n­íc tiªu chuÈn, thêi gian ®«ng kÕt cña xi m¨ng nghiÒn cïng PGT(40%) vµ PGSD trong 30 phót KÝ hiÖu lo¹i xi m¨ng L­îng n­íc tiªu chuÈn (%) Thêi gian ®«ng kÕt (phót) B¾t ®Çu KÕt thóc X– 0 – 0 – 30 29,60 95 165 XE –50–0–30 20,50 53 140 XE–50–1 –30 16,25 55 200 XE–50–1,5 –30 15,63 50 220 XE–50–2 – 30 14,75 65 250 XE–50–2,5 –30 14,50 90 300 XB –50–0–30 23,00 52 170 XB–50–1 –30 15,50 55 162 XB–50–1,5 –30 14,63 60 215 XB–50–2 – 30 14,88 80 273 XB–50–2,5 –30 13,63 75 302 NhËn xÐt: L­îng n­íc tiªu chuÈn tiÕp tôc gi¶m. Thêi gian kÕt thóc ®«ng kÕt t¨ng m¹nh, ®Æc biÖt ë c¸c mÉu cã hµm l­îng phô gia siªu dÎo cao. Thêi gian b¾t ®Çu ®«ng kÕt t¨ng khi hµm l­îng siªu dÎo t¨ng nh­ng vÉn ng¾n h¬n so víi mÉu ®èi chøng. b) C­êng ®é nÐn KÕt qu¶ thÝ nghiÖm c­êng ®é cña c¸c mÉu v÷a cã cïng tÝnh c«ng t¸c ®­îc tr×nh bµy trong b¶ng 19. B¶ng 19: C­êng ®é nÐn cña v÷a xi m¨ng nghiÒn cïng PGT(50%) vµ PGSD trong 30 phót KÝ hiÖu lo¹i xi m¨ng N/X (%) C­êng ®é chÞu nÐn ë c¸c tuæi (N/mm2) 1 ngµy 3 ngµy 7 ngµy 28 ngµy X– 0 – 0 – 30 39,09 21,47 30,7 44,80 49,07 XE –50–0–30 34,81 12,00 22,80 29,30 32,80 XE –50–1 –30 28,27 19,20 33,00 37,40 40,70 XE –50–1,5–30 25,19 19,90 35,00 40,13 42,67 XE –50–2 –30 25,19 17,33 30,50 33,87 38,50 XE –50–2,5–30 24,04 18,67 27,73 32,00 35,20 XB –50–0 –30 37,30 13,33 22,80 26,53 30,67 XB –50–1 –30 29,00 21,20 30,93 37,10 38,67 XB –50–1,5–30 26,40 23,00 34,00 38,90 41,47 XB –50–2 –30 25,00 22,27 29,70 34,70 37,40 XB –50–2,5–30 24,20 19,87 28,00 32,00 34,93 H×nh 10: Sù ph¸t triÓn c­êng ®é cña v÷a xi m¨ng XE–50–b–30. H×nh 11: Sù ph¸t triÓn c­êng ®é cña v÷a xi m¨ng XB–50–b–30. NhËn xÐt: Khi t¨ng thªm 10% phô gia tr¬, c­êng ®é cña c¸c mÉu gi¶m m¹nh. Víi c¶ hai lo¹i phô gia tr¬, c­êng ®é tuæi 28 ngµy cña c¸c m©u ®Òu thÊp h¬n mÉu ®èi chøng. Cßn c­êng ®é tuæi 1 ngµy vµ 3 ngµy cña c¸c mÉu cã phô gia siªu dÎo chØ xÊp xØ mÉu ®èi chøng. C­êng ®é cña c¸c mÉu nghiÒn cïng phô gia siªu dÎo cao h¬n mÉu kh«ng chøa phô gia siªu dÎo. Xi m¨ng nghiÒn cïng PGT(60%) vµ PGSD trong 30 phót Qu¸ tr×nh kh¶o s¸t ®­îc ®¸nh gi¸ qua c¸c chØ tiªu: a) L­îng n­íc tiªu chuÈn, thêi gian ®«ng kÕt KÕt qu¶ thÝ nghiÖm ®­îc ghi trong b¶ng 20. B¶ng 20: L­îng n­íc tiªu chuÈn, thêi gian ®«ng kÕt cña xi m¨ng nghiÒn cïng PGT(40%) vµ PGSD trong 30 phót KÝ hiÖu lo¹i xi m¨ng L­îng n­íc tiªu chuÈn (%) Thêi gian ®«ng kÕt (phót) B¾t ®Çu KÕt thóc X– 0 – 0 – 30 29,60 95 165 XE –60–0–30 19,60 45 165 XE–60–1 –30 16,25 50 230 XE–60–1,5 –30 16,00 60 262 XE–60–2 – 30 14,50 100 468 XE–60–2,5 –30 14,00 145 540 XB –60–0–30 22,10 50 180 XB–60–1 –30 15,75 52 225 XB–60–1,5 –30 15,00 60 281 XB–60–2 – 30 14,88 82 305 XB–60–2,5 –30 13,25 84 390 NhËn xÐt: Khi hµm l­îng phô gia tr¬ t¨ng lªn 60%, l­îng n­íc tiªu chuÈn gi¶m kh«ng ®¸ng kÓ. Kh¶ n¨ng gi¶m n­íc cña mÉu chøa 1% phô gia siªu dÎo so víi mÉu kh«ng chøa phô gia siªu dÎo cã 60% phô gia tr¬ lµ: 17,09% víi mÉu chøa Inmenit vµ 28,73% víi mÉu chøa Barit. Thêi gian b¾t ®Çu vµ kÕt thóc ®«ng kÕt t¨ng m¹nh ë c¸c mÉu cã 2% hoÆc 2,5% siªu dÎo nh­ng vÉn n»m trong tiªu chuÈn. b) C­êng ®é nÐn KÕt qu¶ thÝ nghiÖm c­êng ®é cña c¸c mÉu v÷a cã cïng tÝnh c«ng t¸c ®­îc tr×nh bµy trong b¶ng 21. B¶ng 21: C­êng ®é nÐn cña v÷a xi m¨ng nghiÒn cïng PGT(60%) vµ PGSD trong 30 phót KÝ hiÖu lo¹i xi m¨ng N/X (%) C­êng ®é chÞu nÐn ë c¸c tuæi (N/mm2) 1 ngµy 3 ngµy 7 ngµy 28 ngµy X– 0 – 0 – 30 39,09 21,47 30,7 44,80 49,07 XE –60–0–30 32,80 8,60 14,40 18,40 22,50 XE –60–1 –30 27,22 12,67 24,00 30,00 35,20 XE –60–1,5–30 25,00 13,87 29,20 36,00 40,00 XE –60–2 –30 24,26 10,27 24,40 28,13 31,30 XE –60–2,5–30 23,15 6,30 16,50 22,20 28,00 XB –60–0 –30 36,50 8,20 14,90 19,80 26,00 XB –60–1 –30 27,88 15,47 25,33 30,80 33,80 XB –60–1,5–30 25,58 18,80 28,93 35,47 37,47 XB –60–2 –30 25,00 14,80 23,70 27,30 30,60 XB –60–2,5–30 24,20 9,20 21,10 25,30 27,60 H×nh 12: Sù ph¸t triÓn c­êng ®é cña v÷a xi m¨ng XE–60–b–30. H×nh 13: Sù ph¸t triÓn c­êng ®é cña v÷a xi m¨ng XB–60–b–30. NhËn xÐt: Khi thay thÕ 60% xi m¨ng b»ng phô gia tr¬, c­êng ®é cña c¸c mÉu gi¶m m¹nh. Víi c¶ hai lo¹i phô gia tr¬, c­êng ®é ë tÊt c¶ c¸c tuæi cña c¸c mÉu ®Òu thÊp h¬n mÉu ®èi chøng nh­ng vÉn cao h¬n mÉu kh«ng chøa phô gia siªu dÎo. C­êng ®é tuæi sím ngµy cña c¸c mÉu cã chøa siªu dÎo ph¸t triÓn nhanh so víi mÉu kh«ng chøa siªu dÎo (ë tuæi 7 ngµy c­êng ®é ®· ®¹t 90¸95% c­êng ®é tuæi 28 ngµy). MÉu chøa 1,5% phô gia siªu dÎo vÉn cã c­êng ®é cao nhÊt. So víi c­êng ®é tuæi 28 ngµy cña mÉu ®èi chøng, mÉu XE–60–1,5–30 ®¹t 81,52%, XB–60–1,5–30 ®¹t 76,36%. KÕt luËn C¸c kÕt qu¶ nghiªn cøu trªn cho thÊy, phô gia tr¬ tõ c¸c lo¹i quÆng cã khèi l­îng riªng lín khi nghiÒn cïng xi m¨ng vµ phô gia siªu dÎo ngoµi kh¶ n¨ng lµm t¨ng khèi l­îng riªng cña xi m¨ng cßn cã c¸c t¸c ®éng lín ®Õn tÝnh chÊt cña xi m¨ng nh­: lµm gi¶m l­îng n­íc tiªu chuÈn, rót ng¾n thêi gian b¾t ®Çu ®«ng kÕt, lµm t¨ng c­êng ®é. Nh­ vËy, b»ng ph­¬ng ph¸p nghiÒn chung xi m¨ng th­êng víi phô gia siªu dÎo vµ phô gia tr¬ tõ c¸c lo¹i quÆng cã khèi l­îng riªng lín cã thÓ thay thÕ mét phÇn lín xi m¨ng b»ng phô gia tr¬ (®Õn 60%) mµ c­êng ®é vÉn cao. Ta cã thÓ ¸p dông lo¹i xi m¨ng cã khèi l­îng riªng lín nµy ®Ó chÕ t¹o bª t«ng siªu nÆng mµ ®¶m b¶o h¹n chÕ ®­îc c¸c nh­îc ®iÓm ®· ®Ò cËp khi sö dông ph­¬ng ph¸p chÕ t¹o bª t«ng siªu nÆng cã sö dông bét cèt liÖu nÆng nghiÒn mÞn trén chung trong qu¸ tr×nh trén hçn hîp bª t«ng. Nghi£n cøu x¸c ®Þnh l­îng phô gia tr¬ vµ phô gia siªu dÎo hîp lý trong xi m¨ng nhiÒu cÊu tö Lùa chän cÊp phèi cña xi m¨ng nhiÒu cÊu tö cã khèi l­îng riªng lín M« h×nh to¸n m« t¶ hÖ: Nghiªn cøu ¶nh h­ëng cña c¸c yÕu tè c«ng nghÖ ®Çu vµo tíi tÝnh chÊt cña hÖ xi m¨ng nhiÒu cÊu tö cã khèi l­îng riªng lín ®­îc thùc hiÖn dùa trªn kÕt qu¶ kh¶o s¸t m« h×nh cña hÖ. Tõ kÕt qu¶ nghiªn cøu nªu trªn cña c¸c mÉu kh¶o s¸t, chóng em quyÕt ®Þnh lËp quy ho¹ch thùc nghiÖm bËc hai t©m xoay víi d¹ng ph­¬ng tr×nh ®­êng cong bËc hai ®Ó m« t¶ hÖ xi m¨ng nhiÒu cÊu tö cã khèi l­îng riªng lín. Víi môc tiªu lµ t×m cÊp phèi tèi ­u cña hÖ xi m¨ng nhiÒu cÊu tö cã khèi l­îng riªng lín, chóng em x©y dùng m« h×nh to¸n cho hÖ dùa trªn c¬ së lý thuyÕt cña ph­¬ng ph¸p quy ho¹ch th­c nghiÖm. KÕt qu¶ kh¶o s¸t cho thÊy tÝnh chÊt cña hÖ xi m¨ng nhiÒu cÊu tö cã khèi l­îng riªng lín bÞ chi phèi bëi: hµm l­îng vµ b¶n chÊt cña phô gia kho¸ng, phô gia siªu dÎo vµ thêi gian nghiÒn cña hÖ. Trong ®Ò tµi nµy, nh÷ng yÕu tè ®Çu vµo cña hÖ ®­îc nghiªn cøu lµ: TØ lÖ phô gia kho¸ng trong hÖ. TØ lÖ phô gia siªu dÎo so víi xi m¨ng. Thêi gian nghiÒn cïng cña hÖ. Kho¶ng biÕn thiªn cña c¸c biÕn ®Çu vµo nµy ®­îc x¸c ®Þnh th«ng qua c¸c nghiªn cøu th¨m dß s¬ bé. Ngoµi ra, ®Ó ®¬n gi¶n ho¸ viÖc tÝnh to¸n c¸c hÖ sè cña hµm môc tiªu m« t¶ tÝnh chÊt cña hÖ, ta tiÕn hµnh m· ho¸ c¸c biÕn ®Çu vµo. C¸c biÕn ®Çu vµo ®­îc m· ho¸ cã kho¶ng thay ®æi tõ: – a ®Õn: + a. Ngoµi ra cßn mét sè nh©n tè ®Çu vµo kh¸c cña hÖ ph¶i ®­îc gi÷ kh«ng ®æi trong suèt qu¸ tr×nh thÝ nghiÖm, nh­: Lo¹i vËt liÖu dïng trong thÝ nghiÖm. ThiÕt bÞ gia c«ng nguyªn vËt liÖu. §iÒu kiÖn, tr×nh tù thÝ nghiÖm. C¸c hµm môc tiªu cña hÖ gåm: C­êng ®é chÞu nÐn cña xi m¨ng nhiÒu cÊu tö cã khèi l­îng riªng lín. Khèi l­îng riªng cña xi m¨ng nhiÒu cÊu tö cã khèi l­îng riªng lín. Nh­ vËy ®Ó t×m ®­îc ph­¬ng tr×nh m« t¶ hÖ ta ph¶i thùc hiÖn quy ho¹ch thùc nghiÖm bËc hai t©m xoay, víi: Sè nh©n tè kh¶o s¸t: n= 3. Sè thÝ nghiÖm trong quy ho¹ch: N= 2n + 2*n + No Víi: 2n : lµ sè thÝ nghiÖm toµn phÇn bËc 1. 2*n : lµ sè thÝ nghiÖm t¹i ®iÓm sao. No : lµ sè thÝ nghiÖm lÆp tai t©m. VËy sè thÝ nghiªm trong quy ho¹ch lµ: N = 20. C¸c nh©n tè kh¶o s¸t trong quy ho¹ch: + Hµm l­îng phô gia tr¬ trong hÖ: X1. + Hµm l­îng phô gia siªu dÎo so víi xi m¨ng theo khèi l­îng: X2. + Thêi gian nghiÒn cña hÖ: X3. T­¬ng quan gi÷a c¸c gi¸ trÞ m· ho¸ víi gi¸ trÞ thùc sö dông trong quy ho¹ch ®­îc cô thÓ trong b¶ng 22. B¶ng 22: Mèi quan hÖ gi÷a biÕn thùc vµ biÕn m·. BiÕn sè ®Çu vµo BiÕn sè m· ho¸ Gi¸ trÞ thùc cña biÕn sè t­¬ng øng víi gia trÞ m· ho¸ –a –1 0 +1 +a TØ lÖ phô gia tr¬,% so víi tæng khèi l­îng hÖ X1 20 28 40 52 60 TØ lÖ phô gia siªu dÎo,% so víi xi m¨ng X2 1,159 1,5 2 2,5 2,841 Thêi gian nghiÒn,phót X3 20 30 45 60 70 M« h×nh to¸n cña hÖ cã d¹ng: q = b0 + C¸c hÖ sè cña ph­¬ng tr×nh ®­îc tÝnh to¸n theo c¸c hÖ sè thùc nghiÖm ®­îc cho trong b¶ng tra, ®©y lµ c¸c hÖ sè gÇn ®óng vµ ®­îc tÝnh riªng cho tõng d¹ng m« h×nh quy ho¹ch thùc nghiÖm. C¸c hÖ sè ®­îc ghi trong b¶ng 23 (tra theo tµi liÖu [10]). B¶ng 23: C¸c hÖ sè thùc nghiÖm. Sè nh©n tè: n Gi¸ trÞ ®iÓm sao: a C¸c hÖ sè A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7 3 1,682 0,1663 0,5688 0,8732 0,125 0,0625 0,0069 0,0568 C¸c hÖ sè cña ph­¬ng tr×nh håi quy m« t¶ hÖ ®­îc tÝnh to¸n theo c«ng thøc sau: bo = bi = bij = Víi: u i; u,i =1 3. bii = §Ó t×m ®­îc ph­¬ng tr×nh hµm to¸n m« t¶ hÖ, chóng em lËp ma trËn thùc nghiÖm nh­ trong b¶ng 24. B¶ng 24 – Ma trËn kÕ ho¹ch thùc nghiÖm TT BiÕn thùc BiÕn m· y X1 X2 X3 x1 x2 x3 x1x2 x1x3 x2x3 x21 x22 x23 1 28 1,5 60 –1 –1 +1 +1 –1 –1 +1 +1 +1 y1 2 28 2,5 60 –1 +1 +1 –1 –1 +1 +1 +1 +1 y2 3 52 1,5 60 +1 –1 +1 –1 +1 –1 +1 +1 +1 y3 4 52 2,5 60 +1 +1 +1 +1 +1 +1 +1 +1 +1 y4 5 28 1,5 30 –1 –1 –1 +1 +1 +1 +1 +1 +1 y5 6 28 2,5 30 –1 +1 –1 –1 +1 –1 +1 +1 +1 y6 7 52 1,5 30 +1 –1 –1 –1 –1 +1 +1 +1 +1 y7 8 52 2,5 30 +1 +1 –1 +1 –1 –1 +1 +1 +1 y8 9 20 2 45 –1,682 0 0 0 0 0 2,829 0 0 y9 10 60 2 45 1,682 0 0 0 0 0 2,829 0 0 y10 11 40 1,159 45 0 –1,682 0 0 0 0 0 2,829 0 y11 12 40 2,841 45 0 1,682 0 0 0 0 0 2,829 0 y12 13 40 2 20 0 0 1,682 0 0 0 0 0 2,829 y13 14 40 2 70 0 0 1,682 0 0 0 0 0 2,829 y14 15 40 2 45 0 0 0 0 0 0 0 0 0 y15 16 40 2 45 0 0 0 0 0 0 0 0 0 y16 17 40 2 45 0 0 0 0 0 0 0 0 0 y17 18 40 2 45 0 0 0 0 0 0 0 0 0 y18 19 40 2 45 0 0 0 0 0 0 0 0 0 y19 20 40 2 45 0 0 0 0 0 0 0 0 0 y20 Sau khi tÝnh to¸n vµ ®­a ra hµm to¸n m« t¶ hÖ, chóng em tiÕn hµnh kiÓm tra møc ¶nh h­ëng cña c¸c nh©n tè, tiÕn tíi lo¹i bá nh÷ng sè h¹ng kh«ng cã nghÜa theo chuÈn sè Student vµ kiÓm tra tÝnh t­¬ng hîp cña m« h×nh theo chuÈn sè Fisher. Sau khi kiÓm tra tÝnh t­¬ng hîp cña m« h×nh chóng em sö dông phÇn mÒm to¸n Maple 9 ®Ó xö lý sè liÖu, tõ ®ã ®­a ra cÊp phèi tèi ­u cho tõng lo¹i xi m¨ng nhiÒu cÊu tö cã khèi l­îng riªng lín. Trong ®Ò tµi nµy, chóng em thùc hiÖn kh¶o s¸t sù ¶nh h­ëng cña hai lo¹i phô gia tr¬ lµ: Barit vµ Inmenit ®Õn tÝnh chÊt cña xi m¨ng nªn cã hai hÖ, t­¬ng øng cã hai m« h×nh vµ cã hai ph­¬ng tr×nh hµm to¸n ®Ó m« t¶ hÖ. Sau ®©y, chóng em xin tr×nh bµy cô thÓ cho tõng hÖ. a) Ph­¬ng tr×nh hµm to¸n m« t¶ hÖ xi m¨ng nhiÒu cÊu tö sö dông phô gia tr¬ lµ: Barit. Gi¸ trÞ c­êng ®é nÐn cña c¸c mÉu thùc nghiÖm sö dông phô gia tr¬ lµ Barit ®­îc cho trong b¶ng 25. B¶ng 25: C­êng ®é cña c¸c mÉu thùc nghiÖm sö dông phô gia tr¬ lµ Barit TT Gi¸ trÞ biÕn m· C­êng ®é (N/mm2) X1 X2 X3 1 28 1,5 60 57,6 2 28 2,5 60 52,13 3 52 1,5 60 41,33 4 52 2,5 60 40,53 5 28 1,5 30 54,13 6 28 2,5 30 48,13 7 52 1,5 30 43,6 8 52 2,5 30 44,53 9 20 2 45 45,33 10 60 2 45 34,67 11 40 1,159 45 54,27 12 40 2,841 45 48,13 13 40 2 20 52,67 14 40 2 70 44,67 15 40 2 45 42,13 16 40 2 45 45,6 17 40 2 45 48,27 18 40 2 45 45,33 19 40 2 45 46,13 20 40 2 45 48 TÝnh to¸n c¸c hÖ sè cña ph­¬ng tr×nh håi quy: Gi¸ trÞ c¸c hÖ sè ®­îc tÝnh to¸n vµ ghi trong b¶ng 26. B¶ng 26: HÖ sè ph­¬ng tr×nh håi quy HÖ sè PTHQ Gi¸ trÞ cña hÖ sè HÖ sè PTHQ Gi¸ trÞ cña hÖ sè b0 46,29 b22 2,005 b1 4,388 b33 0,868 b2 -1,586 b12 1,45 b3 1,241 b13 1,717 b11 -1,954 b23 0,15 KiÓm tra kÕt qu¶ tÝnh to¸n theo phÇn mÒm Maple 9.01, ta ®­îc ph­¬ng tr×nh hµm to¸n m« t¶ hÖ nh­ sau: R28 = 46,28995716 – 4,387833637x1 – 1,954109854x12 –1,586402590x2 +2,004712728x22 + 1,241765415x3 + 0,8683185538x32 + 1,45x1x2 – 1,7175 x1x3 – 0,15 x2x3 – 0,2825 x1x2 x3. KÕt luËn: KÕt qu¶ xö lý b»ng phÇn mÒm Maple 9 cho thÊy: KÕt qu¶ tÝnh to¸n theo c«ng thøc lµ chÝnh x¸c. KiÓm tra tÝnh cã nghÜa cña c¸c hÖ sè theo chuÈn sè Student. §iÒu kiÖn: Ttt > Ttra.Víi Ttra ®­îc tra theo c¸c chØ sè: Møc cã nghÜa: p = 0,05. BËc tù do cña hÖ: fo = No – 1 = 6 – 1 = 5. Ta cã: Ttra = 2,57. KÕt qu¶ tÝnh to¸n c¸c hÖ sè ph­¬ng sai cña tõng sè h¹ng ®­îc ghi trong b¶ng 27. B¶ng 27: HÖ sè ph­¬ng sai cña c¸c sè h¹ng HÖ sè PTHQ Gi¸ trÞ Ttt cña hÖ sè HÖ sè PTHQ Gi¸ trÞ Ttt cña hÖ sè b0 76,92 b22 3,29 b1 11,00 b33 0,29 b2 3,97 b12 4,99 b3 3,11 b13 5,21 b11 2,78 b23 2,28 KÕt luËn: Sau khi kiÓm tra tÝnh cã nghÜa cña c¸c hÖ sè ta thÊy: cã hai hÖ sè kh«ng tho¶ m·n ®iÒu kiÖn cña chuÈn sè Student lµ: b23 vµ b33. Qua ®ã thÊy r»ng: T¸c ®éng t­¬ng hç cña phô gia siªu dÎo vµ thêi gian nghiÒn, thêi gian nghiÒn qu¸ lín kh«ng cã t¸c ®éng tíi hÖ lµ kh«ng ®¸ng kÓ. Nã kh«ng lµm thay ®æi tÝnh chÊt cña hÖ nhiÒu. KiÓm tra tÝnh t­¬ng hîp cña m« h×nh theo chuÈn sè: Fisher. §iÒu kiÖn: Ft < Ftra. Víi Ftra ®­îc tra theo c¸c chØ sè: Møc cã nghÜa: q = 9,05. BËc tù do cña hÖ: fo = 5. BËc tù do cßn l¹i: fad = foct – fo. Víi: -foct bËc d­ cña hÖ. -Foct = N– l. Trong ®ã: N : Sè thÝ nghiÖm, N = 20. L : Sè hÖ sè lo¹i bá trong kiÓm tra Student. Ftra = 4,7. Ft = 1,85. KÕt luËn: M« h×nh to¸n cña hÖ t­¬ng hîp so víi thùc tÕ. Sau ®©y lµ kÕt qu¶ xö lý b»ng phÇn mÒm Maple ®èi víi ph­¬ng tr×nh hµm to¸n m« t¶ hÖ xi m¨ng nhiÒu cÊu tö cã khèi l­îng riªng lín sö dông phô gia tr¬ lµ quÆng: Barit. T×m cùc ®¹i c­êng ®é: Hµm ®¹t cùc ®¹i t¹i: X1 = –1,682. X2 = –1,682. X3 = 1,682. Víi gi¸ trÞ cùc ®¹i cña hµm to¸n lµ: 69,068 N/mm2. H×nh 14: M« h×nh kh«ng gian t¹i X1 = 1,682 (phô gia tr¬ lµ quÆng Barit=60%) Víi môc tiªu chÕ t¹o ra lo¹i xi m¨ng nhiÒu cÊu tö cã khèi l­îng riªng lín, chóng em kh¶o s¸t hÖ khi l­îng phô gia tr¬ cho vµo lµ lín nhÊt, cô thÓ t¹i gi¸ trÞ X1 = 1,682, ®­îc gi¸ trÞ c­êng ®é lín nhÊt cña hÖ: 47,48 N/mm2. T¹i: X2 = 1,682 X3 = –1,682. NhËn thÊy, c­êng ®é xi m¨ng ®¹t m¸c 400, mµ khèi l­îng thÓ tÝch cña nã lµ lín nhÊt, nªn chän cÊp phèi cña xi m¨ng nhiÒu cÊu tö cã khèi l­îng riªng lín sö dông phô gia tr¬ lµ Barit lµ: X1 =1,682, X2 = 1,682, X3 =–1,682 CÊp phèi thùc cña mÉu lµ: XB-60-2,841-20 (60% Barit, 40% xi m¨ng, 2,841% siªu dÎo, thêi gian nghiÒn 20 phót). Trong c¸c phÇn sau ký hiÖu mÉu xi m¨ng cã cÊp phèi nµy lµ: X-B. b) Ph­¬ng tr×nh hµm to¸n m« t¶ hÖ xi m¨ng nhiÒu cÊu tö sö dông phô gia tr¬ lµ: Inmenit. Gi¸ trÞ c­êng ®é nÐn cña c¸c mÉu thùc nghiÖm sö dông phô gia tr¬ lµ Inmenit ®­îc cho trong b¶ng 28. B¶ng 28: C­êng ®é cña c¸c mÉu thùc nghiÖm sö dông phô gia tr¬ lµ Inmenit TT Gi¸ trÞ biÕn m· C­êng ®é (N/mm2) X1 X2 X3 1 28 1,5 60 50,4 2 28 2,5 60 39,33 3 52 1,5 60 28,13 4 52 2,5 60 13,87 5 28 1,5 30 51,2 6 28 2,5 30 43,73 7 52 1,5 30 44,89 8 52 2,5 30 38,2 9 20 2 45 48,6 10 60 2 45 38 11 40 1,159 45 51,96 12 40 2,841 45 45,72 13 40 2 20 41,07 14 40 2 70 46,67 15 40 2 45 50,67 16 40 2 45 47,2 17 40 2 45 49,87 18 40 2 45 48,27 19 40 2 45 51,33 20 40 2 45 51,47 TÝnh to¸n c¸c hÖ sè cña ph­¬ng tr×nh håi quy: Gi¸ trÞ c¸c hÖ sè ®­îc tÝnh to¸n vµ ghi trong b¶ng 29. B¶ng29: HÖ sè ph­¬ng tr×nh håi quy. HÖ sè PTHQ Gi¸ trÞ cña hÖ sè HÖ sè PTHQ Gi¸ trÞ cña hÖ sè b0 49,95 b22 -1,679 b1 -5,67 b33 -3,436 b2 -3,66 b12 -0,3 b3 -2,7 b13 -4,486 b11 -3,637 b23 -1,396 KiÓm tra kÕt qu¶ tÝnh to¸n b»ng tay theo phÇn mÒm Maple 9.01 ta ®­îc ph­¬ng tr×nh hµm to¸n m« t¶ hÖ nh­ sau: R28= 50,00582389-5,66684875x1-3,637213960x12 – 3,659743182x2 – 1,679010639x22 – 2,699526323x3 – 3,435738159x32 – 0,301250x1x2 – 4,48625x1x3 – 1,39625x2x3 – 0,49625x1 x2 x3 KÕt luËn: KÕt qu¶ xö lý b»ng phÇn mÒm Maple 9 cho thÊy: KÕt qu¶ tÝnh to¸n theo c«ng thøc chÝnh x¸c. KiÓm tra tÝnh cã nghÜa cña c¸c hÖ sè theo chuÈn sè Student. §iÒu kiÖn: Ttt > Ttra. Víi: Ttra theo c¸c chØ sè: Møc cã nghÜa: p = 9,05. BËc tù do cña hÖ: fo = No – 1 = 6 – 1 = 5. Ttra = 2.57 KÕt qu¶ tÝnh to¸n c¸c hÖ sè ph­¬ng sai cña tõng sè h¹ng ®­îc ghi trong b¶ng30. B¶ng 30: HÖ sè ph­¬ng sai cña c¸c sè h¹ng. HÖ sè PTHQ Gi¸ trÞ Ttt cña hÖ sè HÖ sè PTHQ Gi¸ trÞ Ttt cña hÖ sè b0 70,73 b22 7,33 b1 12,09 b33 2,28 b2 7,81 b12 7,94 b3 5,76 b13 3,65 b11 0,49 b23 7,5 KÕt luËn: Trong ph­¬ng tr×nh hµm to¸n m« t¶ hÖ cã hai hÖ sè kh«ng tho¶ m·n ®iÒu kiÖn cña chuÈn sè. §ã lµ: b11 vµ b33. Qua ®ã thÊy r»ng t¸c dông cña viÖc t¨ng thêi gian nghiÒn qu¸ l©u còng nh­ viÖc t¨ng hµm l­îng phô gia tr¬ qu¸ lín ®Òu kh«ng ¶nh h­ëng nhiÒu ®Õn tÝnh chÊt cña hÖ. KiÓm tra tÝnh t­¬ng hîp cña m« h×nh theo chuÈn sè: Fisher. §iÒu kiÖn: Ft < Ftra. Víi Ftra ®­îc tra theo c¸c chØ sè: Møc cã nghÜa: q = 0,05 BËc tù do cña hÖ: fo = 5 BËc tù do cßn l¹i: fad = foct – fo Víi: foct bËc d­ cña hÖ. Foct = N– l Trong ®ã: N: Sè thÝ nghiÖm, N = 20. l: Sè hÖ sè lo¹i bá trong kiÓm tra Student. Ftra = 4,7 Ft = 2,1 KÕt luËn: M« h×nh t­¬ng hîp víi thùc tÕ. Sau ®©y lµ kÕt qu¶ xö lý b»ng phÇn mÒm Maple ®èi víi ph­¬ng tr×nh hµm to¸n m« t¶ hÖ xi m¨ng nhiÒu cÊu tö cã khèi l­îng riªng lín sö dông phô gia tr¬ lµ quÆng: Inmenit. T×m cùc trÞ: Hµm to¸n m« t¶ hÖ cã gi¸ trÞ cùc ®¹i lµ: 54,27, t¹i: X1=–9,93, X2=–1,108, X3= 9,366 M« h×nh kh«ng gian cña hÖ t¹i gi¸ trÞ X1=1 ®­îc m« t¶ trªn h×nh 15. H×nh 15: M« h×nh kh«ng gian cña hÖ t¹i gi¸ trÞ X1 =1. Theo kÕt qu¶ trªn cïng víi môc tiªu lµ chÕ t¹o ra lo¹i xi m¨ng nhiÒu cÊu tö cã khèi l­îng riªng lín, chóng em tiÕn hµnh kh¶o s¸t hÖ b»ng phÇn mÒm Maple t¹i ®iÓm: X1 = 1. Chóng em thu ®­îc gi¸ trÞ c­êng ®é lín nhÊt cña hÖ lµ: 45,15 N/mm2 t¹i X2 = –0,69 ,X3= –0,85. Chóng em lùa chän cÊp phèi cña xi m¨ng nhiÒu cÊu tö cã khèi l­îng riªng lín sö dông phô gia tr¬ lµ Inmenit lµ: X1= 1, X2= 0, X3= 0 MÉu cã cÊp phèi thùc lµ: XE-52-2-45 (52% Inmenit, 48% xi m¨ng, 2% siªu dÎo, thêi gian nghiÒn 45 phót). Trong c¸c phÇn sau ký hiÖu mÉu xi m¨ng cã cÊp phèi nµy lµ: X-E. Kh¶o s¸t mét sè tÝnh chÊt cña xi m¨ng nhiÒu cÊu tö cã khèi l­îng riªng lín Tõ c¸c kÕt qu¶ cã ®­îc tõ phÇn 4.2.1, chóng em chän dïng hai lo¹i xi m¨ng: XB–60–2,841–20 (Ký hiÖu lµ X–B) vµ XE– 52–2–45 (Ký hiÖu lµ X–E). C¸c tÝnh chÊt c¬ lý cña hai lo¹i xi m¨ng trªn ®­îc tr×nh bµy trong b¶ng31. B¶ng 31: TÝnh chÊt c¬ lý cña xi m¨ng nhiÒu cÊu tö cã khèi l­îng riªng lín TT ChØ tiªu Lo¹i xi m¨ng X–E X–B 1 Thêi gian ®«ng kÕt ( phót ) – B¾t ®Çu – KÕt thóc 60 225 60 255 2 Khèi l­îng riªng ( g/cm3) 3,63 3,57 3 L­îng n­íc tiªu chuÈn ( % ) 15,13 14,13 4 C­êng ®é nÐn ( N/mm2) – Sau 1 ngµy – Sau 3 ngµy – Sau 7 ngµy – Sau 28 ngµy 20 28,6 34 45,5 18,7 27,4 33,8 44,6 5 §é æn ®Þnh thÓ tÝch (%) 4,3 5,1 NhËn xÐt: C¶ hai lo¹i xi m¨ng trªn ®Òu tho¶ m·n c¸c yªu cÇu kü thuËt vÒ thêi gian b¾t ®Çu kÕt thóc ®«ng kÕt vµ ®é æn ®Þnh thÓ tÝch, l­îng N/X thÊp, c­êng ®é cao (so víi tÝnh to¸n ®¹t 100,1% víi mÉu X–E vµ ®¹t 94,73% víi mÉu X–B). §Ó lµm râ b¶n chÊt ho¸ lý cña hai lo¹i xi m¨ng trªn, chóng em sö dông ph­¬ng ph¸p ph©n tÝch nhiÖt TGA–DTA. BiÓu ®å ph©n tÝch nhiÖt TGA–DTA cña c¸c mÉu X–E , X–B vµ mÉu ®èi chøng PC40–Bót S¬n ®­îc ®­a ra d­íi ®©y. H×nh 16. BiÓu ®å TGA–DTA cña mÉu PC40–Bót S¬n. H×nh 17. BiÓu ®å TGA–DTA cña mÉu X–E. H×nh 18. BiÓu ®å TGA–DTA cña mÉu X–B. Trong thêi gian ®Çu khi t¨ng nhiÖt ®é tõ 70oC÷250oC, ®­êng TGA thÓ hiÖn sù gi¶m khèi l­îng nhanh chãng, ®­êng DTA thÓ hiÖn ph¶n øng thu nhiÖt do sù mÊt n­íc liªn kÕt ho¸ lý cña c¸c hydr«silic¸t canxi. Tû lÖ gi¶m khèi l­îng ë mÉu ®èi chøng lµ 10,26%, lín h¬n so víi mÉu X–E (7,089%) vµ mÉu X–B (5,266%). Nguyªn nh©n lµ do mét hµm l­îng lín xi m¨ng ®· ®­îc thay thÕ bëi phô gia tr¬ nªn hµm l­îng hydr«silic¸t canxi trong c¸c mÉu X–E, X–B gi¶m xuèng so víi mÉu ®èi chøng. Trong kho¶ng nhiÖt ®é tõ 400oC÷500oC cã sù gi¶m khèi l­îng ®ét ngét cña c¸c mÉu do Ca(OH)2 bÞ ph©n huû. Tû lÖ gi¶m khèi l­îng ë mÉu ®èi chøng lµ 4,228%, lín h¬n so víi mÉu X–E (2,737%) vµ mÉu X–B (2,474%). KÕt qu¶ nµy cã ®­îc còng do trong thµnh phÇn xi m¨ng cã mét hµm l­îng lín phô gia tr¬. ë nhiÖt ®é tõ 500oC ®Õn 1000oC, qu¸ tr×nh gi¶m khèi l­îng nhá h¬n. Sù gi¶m khèi l­îng nµy lµ do qu¸ tr×nh ph©n huû c¸cbon¸t, sù mÊt n­íc liªn kÕt ho¸ häc trong c¸c m¹ng l­íi tinh thÓ cña s¶n phÈm CSH ë nhiÖt ®é cao. KÕt luËn C¸c kÕt qu¶ nghiªn cøu mét sè tÝnh chÊt cña c¸c mÉu xi m¨ng X–E (XE–52–2–45) vµ X–B (XB–60–1,159–20) cho thÊy, hai lo¹i xi m¨ng trªn ®Òu cã thÓ øng dông ®Ó chÕ t¹o bª t«ng siªu nÆng. Kh¶o s¸t mét sè tÝnh chÊt cña V÷A Vµ bª t«ng siªu nÆng sö dông xi m¨ng nhiÒu cÊu tö cã khèi l­îng riªng lín Bª t«ng siªu nÆng Bª t«ng siªu nÆng ®­îc chÕ t¹o trong ®Ò tµi sö dông cèt liÖu lín vµ cèt liÖu nhá lµ quÆng Barit Tuyªn Quang cã c¸c tÝnh chÊt nh­ ®· tr×nh bµy trong phÇn 3.1.4, vµ dïng xi m¨ng nhiÒu cÊu tö cã khèi l­îng riªng lín (X–B, X–E) võa ®­îc chÕ t¹o. Ký hiÖu mÉu bª t«ng sö dông xi m¨ng X–B lµ: BTX–B. Ký hiÖu mÉu bª t«ng sö dông xi m¨ng X–E lµ: BTX–E. Bª t«ng dïng trong ®Ò tµi cã cÊp phèi tÝnh cho mét M3 bª t«ng nh­ sau: B¶ng 32: CÊp phèi bª t«ng. Ký hiÖu mÉu Xi m¨ng cã KLR lín (kg) C¸t (kg) N­íc (kg) §¸ Barit (kg) §é sôt (mm) KLTT hçn hîp (t/m3) 5 – 10 10 – 20 BTX–B 625 825 221 537 1130 150 3,51 BTX–E 521 872 190 623 1308 160 3,67 Sau ®©y lµ mét vµi chØ tiªu c¬ b¶n cña bª t«ng Khèi l­îng thÓ tÝch cña bª t«ng C¸c mÉu bª t«ng b¶o d­ìng trong ®iÒu kiÖn m«i tr­êng Èm sau 28 ngµy ®­îc ®em c©n khèi l­îng, ®o kÝch th­íc vµ tÝnh to¸n khèi l­îng thÓ tÝch. KÕt qu¶ ®­îc ghi trong b¶ng 33. B¶ng 33: Khèi l­îng thÓ tÝch cña bª t«ng KÝ hiÖu mÉu KÝch th­íc mÉu Khèi l­îng mÉu (g) KLTT (g/cm3) a (mm) b (mm) c (mm) V (cm3) BTX–B 100,2 100,3 100,4 1009 3583,3 3,55 BTX–E 102 100,2 100,2 1024 3716,7 3,63 C­êng ®é nÐn C¸c mÉu bª t«ng ®­îc chÕ t¹o, b¶o d­ìng vµ kiÓm tra c­êng ®é ë c¸c tuæi 3,7,28 ngµy. KÕt qu¶ ®­îc ghi trong b¶ng 34. B¶ng 34: C­êng ®é cña bª t«ng Ký hiÖu mÉu R3(N/mm2) R7(N/mm2) R28(N/mm2) BTX–B 27,3 25,7 40 BTX–E 29,1 38 45,8 H×nh 19: Tèc ®é ph¸t triÓn c­êng ®é cña bª t«ng dïng xi m¨ng cã phô gia tr¬ lµ Barit vµ Inmenit NhËn xÐt: ë tuæi tõ 3 ®Õn 7 ngµy, tèc ®é ph¸t triÓn c­êng ®é cña hai lo¹i bª t«ng lµ nh­ nhau. ë tuæi tõ 7 ®Õn 28 ngµy, tèc ®é ph¸t triÓn c­êng ®é cã sù kh¸c biÖt râ rÖt. C­êng ®é bª t«ng tuæi 7 ngµy ®¹t ®­îc 66,99% khi sö dông phô gia tr¬ lµ Barit vµ ®¹t 56,16% khi sö dông phô gia tr¬ lµ Inmenit. Tèc ®é ph¸t triÓn c­êng ®é cña hai lo¹i bª t«ng sau tuæi 7 ngµy cã xu h­íng gi¶m nh­ng ®èi víi bª t«ng X–E tèc ®é ph¸t triÓn vÉn cßn cao. V× thÕ cÇn kh¶o s¸t sù ph¸t triÓn c­êng ®é cña mÉu X–E ë tuæi dµi ngµy h¬n. MÉu Ðp thö c­êng ®é vì theo c¸c ®­êng däc theo th©n mÉu vµ c¸c vÕt vì cã xu h­íng ¨n s©u vµo th©n m©u ë gi÷a nh­ h×nh 20. MÉu bª t«ng Barit MÉu bª t«ng Inmenit H×nh 20: MÉu sau khi thö c­êng ®é. NhËn thÊy, c¸c mÉu Inmenit vµ Barit ®Òu cã cïng mét kiÓu ph¸ ho¹i. C¸c vÕt nøt vì ®i trùc tiÕp qua cèt liÖu lín. Qua ®ã thÊy ®­îc c­êng ®é cña ®¸ bª t«ng lµ kh¸ lín vµ vïng chuyÓn tiÕp gi÷a cèt liÖu vµ ®¸ xi m¨ng cã liªn kÕt v÷ng ch¾c. §èi víi c¸c mÉu Inmenit c¸c vÕt nøt vì nµy xuÊt hiÖn ngay khi Ðp c¸c mÉu ë tuæi 3 ngµy, cßn c¸c mÉu Barit th× chØ xuÊt hiÖn ë tuæi 7 ngµy. Qua ®ã thÊy râ ®­îc c­êng ®é cña ®¸ xi m¨ng dïng phô gia tr¬ lµ Inmenit cao h¬n so víi ®¸ xi m¨ng dïng phô gia tr¬ lµ Barit. C¸c t¸c gi¶ [12,13] ®­a bét Barit nghiÒn mÞn vµo hçn hîp bª t«ng trong qu¸ tr×nh nhµo trén víi hµm l­îng 30%. TÝnh chÊt cña bª t«ng ®­îc nªu trong b¶ng 35. B¶ng 35: C­êng ®é cña bª t«ng MÉu ChÊt kÕt dÝnh (kg) Cèt liÖu (kg) N­íc (l/m3) Phô gia siªu dÎo (kg/m3) N­íc (l/m3) C­êng ®é nÐn (N/mm2) Khèi l­îng thÓ tÝch (g/cm3) §é sôt (cm) 1 515 2372 243 - 243 333 2,93 4,5 2 550 2905 164 5,5 164 360 3,55 7 So s¸nh víi kÕt qu¶ cña c¸c t¸c gi¶ trªn nhËn thÊy, mÆc dï cã hµm l­¬ng cèt liÖu n¨ng nghiÒn mÞn lín h¬n (52% hoÆc 60%) vµ tÝnh c«ng t¸c tèt h¬n (§é sôt S=15 cm), khèi l­îng thÓ tÝch cao h¬n nh­ng c­êng ®é cña c¸c mÉu bª t«ng BTX–B, BTX–E ®Òu lín h¬n so víi mÉu bª t«ng cã hµm l­îng Barit nghiÒn mÞn lµ 30% [11, 12]. §iÒu ®ã cho thÊy râ ­u thÕ cña lo¹i xi m¨ng nhiÒu cÊu tö cã khèi l­îng riªng lín nµy. Kh¶ n¨ng chèng thÊm n­íc cña bª t«ng Kh¶ n¨ng chèng thÊm cña bª t«ng lµ mét tÝnh chÊt quan träng cña bª t«ng. Nã thÓ hiÖn ®é bÒn l©u cña bª t«ng, kh¶ n¨ng chèng thÊm cµng cao th× ®é bÒn cña bª t«ng cµng cao. Kh¶ n¨ng chèng thÊm cña bª t«ng phô thuéc vµo cÊu tróc cña nã. Khi cÊu tróc cña bª t«ng cµng ®Æc ch¾c th× kh¶ n¨ng chèng thÊm cµng cao. Thùc chÊt, n­íc chØ thÊm ®­îc qua bª t«ng th«ng qua c¸c lç rçng trong bª t«ng, cô thÓ lµ c¸c lç rçng mao qu¶n th«ng nhau trong bª t«ng. C¸c lç rçng nµy lµ c¸c lç rçng trong ®¸ xi m¨ng, c¸c lç rçng vµ c¸c vÕt nøt tÕ vi trong vïng chuyÓn tiÕp cña ®¸ xi m¨ng vµ cèt liÖu. Kh¶ n¨ng chèng thÊm cña bª t«ng ®­îc ®¸nh gi¸ th«ng qua ®é thÊm cña nã, vµ nã cã thÓ ®­îc biÓu diÔn b»ng: hÖ sè thÊm K – hÖ sè thÊm D’Arcy. HÖ sè thÊm nµy ®­îc tÝnh to¸n theo biÓu thøc: Víi: Q: L­u l­îng thÊm qua mÉu (M3/s). K: HÖ sè thÊmD’Arcy (m/s). S: DiÖn tÝch bÒ mÆt mÉu chÞu ¸p lùc (m2). P: §é chªnh lÖch ¸p suÊt gi÷a hai bÒ mÆt mÉu, tinh b»ng cét n­íc (m). h: ChiÒu cao cña mÉu (m). HÖ sè thÊm cña bª t«ng ®­îc ghi trong b¶ng 36. B¶ng 36: HÖ sè thÊm cña bª t«ng siªu nÆng trong ®Ò tµi Lo¹i mÉu DiÖn tÝch thÊm (m2) ChiÒu cao thÊm (m) L­u l­îng thÊm (g) ¸p lùc thÊm (atm) Thêi gian thÊm (s) HÖ sè thÊm (m/s) BTX–B 0,01 0,1 4,33 20 21600 10,02x10-12 BTX–E 0,01 0,1 2 27,5 10800 6,73x10-12 Theo b¶ng trªn, ta thÊy bª t«ng ®óc b»ng xi m¨ng X–E cã kh¶ n¨ng chèng thÊm cao h¬n. So s¸nh víi bª t«ng sö dông phô gia kho¸ng ho¹t tÝnh cã c­êng ®é t­¬ng ®­¬ng (xem B¶ng 36 lÊy tõ tµi liÖu [16]) thÊy bª t«ng sö dông phô gia kho¸ng ho¹t tÝnh cã hÖ sè thÊm n­íc thÊp h¬n. Song, so víi bª t«ng kh«ng sö dông phô gia kho¸ng th× bª t«ng siªu nÆng cã hÖ sè thÊm n­íc b»ng hoÆc thÊp h¬n, mÆc dï dïng Ýt xi m¨ng h¬n. B¶ng 36. HÖ sè thÊm n­íc vµ c­êng ®é cña bª t«ng nÆng sö dông tro trÊu [16] Ký hiÖu mÉu XM (kg) Tro trÊu (kg) N­íc (kg) C¸t vµng (kg) §¸ bazalt (kg) §é sôt (mm) R28 (daN/cm2) HÖ sè thÊm (m/s) 5 – 10 10 – 20 CT2 350 0 207 838 340 711 50 340 10,5x10-12 CT3 297,5 52,5 207 823 334 698 40 430 2,4x10-12 V÷a tr¸t V÷a tr¸t ®­îc kh¶o s¸t trong ®Ò tµi sö dông c¸t Barit ®­îc chuÈn bÞ vµ cã tÝnh chÊt c¬ lý nh­ trong phÇn 3.1.4 vµ xi m¨ng nhiÒu cÊu tö cã khèi l­îng riªng lín võa ®­îc chÕ t¹o. MÉu v÷a tr¸t dïng xi m¨ng nhiÒu cÊu tö cã khèi l­îng riªng lín dïng phô gia tr¬ lµ Barit vµ Inmenit ®­îc kÝ hiÖu lÇn l­ît lµ: VTX–B vµ VTX–E. CÊp phèi v÷a cã cïng tÝnh c«ng t¸c ®­îc tr×nh bµy trong b¶ng 37. B¶ng 37: CÊp phèi v÷a tÝnh cho 1 m3 Lo¹i v÷a C¸t (kg) Xi m¨ng (kg) N­íc (kg) §é lón cña chuú (cm) VTX–B 3111,1 813,3 390 8 VTX–E 3111,1 793,3 350 8 MÉu v÷a ®­îc chÕ t¹o vµ b¶o d­ìng theo tiªu chuÈn TCVN 3121–1979 vµ ®­îc dïng ®Ó kh¶o s¸t c¸c tÝnh chÊt c¬ lý. C­êng ®é nÐn cña v÷a tr¸t C¸c mÉu sau khi ®­îc chÕ t¹o ®­îc ®em ®i b¶o d­ìng trong ®iÒu kiÖn Èm vµ ®­îc x¸c ®Þnh c­êng ®é nÐn theo tiªu chuÈn ë c¸c tuæi: 1,3,7,28 ngµy. C­êng ®é cña v÷a ®­îc ghi trong b¶ng 38. B¶ng 38: Sù ph¸t triÓn c­êng ®é cña v÷a Lo¹i v÷a R1 (N/mm2) R3 (N/mm2) R7 (N/mm2) R28 (N/mm2) VTX–B 2,24 10,92 17,2 19,64 VTX–E 2,64 13,48 19,8 21,88 NhËn xÐt: Tèc ®é ph¸t triÓn c­êng ®é cña c¸c mÉu v÷a ë tuæi ng¾n ngµy rÊt nhanh, sau ®ã gi¶m dÇn. §Õn tuæi 7 ngµy, c­êng ®é cña chóng ®· ®¹t trªn 85% c­êng ®é tuæi 28 ngµy. Nh­ng mÉu VTX–E cã c­êng ®é cao h¬n so víi mÉu VTX–B, vµ tèc ®é ph¸t triÓn c­êng ®é cña c¸c mÉu ë tuæi ng¾n ngµy cña VTX–E còng cao h¬n. H×nh 21: Tèc ®é ph¸t triÓn c­êng ®é cña v÷a tr¸t. Khèi l­îng thÓ tÝch cña v÷a tr¸t C¸c mÉu v÷a sau khi ®­îc chÕ t¹o vµ ®­îc b¶o d­ìng trong m«i tr­êng Èm ®Õn tuæi 28 ngµy ®­îc ®em x¸c ®Þnh khèi l­îng thÓ tÝch. KÕt qu¶ ®­îc ghi trong b¶ng 39. B¶ng 39: Khèi l­îng thÓ tÝch cña v÷a tr¸t. Lo¹i v÷a KÝch th­íc mÉu (cm) ThÓ tÝch (cm3) Khèi l­îng mÉu (g) KLTT (g/cm3) a b h VTX–B 5,1 5 5 127,5 344 2,69 VTX–E 5,06 5,06 5 128,18 348,5 2,72 NhËn xÐt: Khèi l­îng thÓ tÝch cña v÷a tr¸t chÕ t¹o tõ hai lo¹i xi m¨ng cã khèi l­îng riªng lín võa chÕ t¹o còng lín h¬n so víi v÷a cã cïng thµnh phÇn nh­ng sö dông ph­¬ng ph¸p trén chung (KLTT= 2,624 g/cm3 [11]). PhÇn iii KÕt luËn vµ kiÕn nghÞ A. KÕt luËn B»ng ph­¬ng ph¸p ho¹t ho¸ c¬–ho¸, ta cã thÓ chÕ t¹o ®­îc xi m¨ng nhiÒu cÊu tö cã khèi l­îng riªng lín trªn c¬ së xi m¨ng s½n cã t¹i c¸c nhµ m¸y vµ nguån nguyªn liÖu quÆng cã khèi l­îng riªng lín cã trong n­íc. Lo¹i xi m¨ng nµy cã c­êng ®é t­¬ng ®­¬ng xi m¨ng ban ®Çu, víi l­îng n­íc tiªu chuÈn gi¶m kho¶ng 40 ÷ 50% vµ khèi l­îng riªng t¨ng kho¶ng 15÷17% so víi xi m¨ng poãc l¨ng. Tõ lo¹i xi nhiÒu cÊu tö cã khèi l­îng riªng lín vµ c¸t nÆng ®­îc chÕ t¹o tõ quÆng Barit cã thÓ chÕ t¹o ®­îc v÷a tr¸t cã tÝnh c«ng t¸c tèt, cã c­êng ®é chÞu nÐn ®¹t ®Õn 21,88 daN/cm2 vµ khèi l­îng thÓ tÝch 2,69÷2,72 g/cm3. Tõ lo¹i xi nhiÒu cÊu tö cã khèi l­îng riªng lín nµy vµ cèt liÖu nÆng tõ quÆng Barit, cã thÓ chÕ t¹o ®­îc c¸c lo¹i bª t«ng siªu nÆng cã khèi l­îng thÓ tÝch 3600÷3800 kg/m3, c­êng ®é 400 daN/cm2. Hçn hîp bª t«ng cã tÝnh c«ng t¸c tèt (®é sôt =15 cm) mµ kh«ng bÞ ph©n tÇng, t¸ch n­íc. HÖ sè thÊm n­íc tõ 6,73.10-12÷10,02. 10-12. Nh­ vËy, xi m¨ng nhiÒu cÊu tö cã khèi l­îng riªng lín ®· thÓ hiÖn ­u ®iÓm v­ît tréi cña nã so víi ph­¬ng ph¸p sö dông bét cèt liÖu nÆng nghiÒn mÞn ®­a vµo trong qu¸ tr×nh trén bª t«ng. B. KiÕn nghÞ Më réng kÕt qu¶ nghiªn cøu víi c¸c lo¹i phô gia siªu dÎo, phô gia tr¬ tõ c¸c lo¹i quÆng cã khèi l­îng riªng lín kh¸c ®Ó t×m ®­îc c¸c c¸ch phèi hîp tèi ­u cho tõng lo¹i cô thÓ. Më réng nghiªn cøu xi m¨ng nhiÒu cÊu tö cã khèi l­îng riªng lín cã sö dông phô gia kho¸ng ho¹t tÝnh. Sö dông c¸c ph­¬ng ph¸p ph©n tÝch hiÖn ®¹i ®Ó hiÓu râ c¸c t¸c dông phô trong qu¸ tr×nh nghiÒn t¸c ®éng ®Õn c¸c tÝnh chÊt cña hÖ CKD nµy. §©y còng lµ mét h­íng ®Ó chÕ t¹o c¸c lo¹i xi m¨ng m¸c cao vµ cã khèi l­îng riªng lín trªn nguån nguyªn liÖu s½n cã trong n­íc. TµI liÖu tham kh¶o 1. Gi¸o tr×nh chÊt kÕt dÝnh–Bé m«n c«ng nghÖ vËt liÖu x©y dùng. 2. NguyÔn TÊn Quý – NguyÔn ThiÖn RuÖ –Gi¸o tr×nh c«ng nghÖ bª t«ng xi m¨ng I–Nhµ xuÊt b¶n gi¸o dôc. 3. Phïng V¨n Lù, Ph¹m Duy H÷u, Phan Kh¾c TrÝ - Gi¸o tr×nh vËt liÖu x©y dùng – Nhµ xuÊt b¶n gi¸o dôc 1997 4. TrÇn Quèc To¸n– D­¬ng §¨ng TuÊn - Nghiªn cøu mét sè tÝnh chÊt cña xi m¨ng siªu dÎo ho¸– §å ¸n tèt nghiÖp– §¹i häc X©y dùng– 6/2004. 5. NguyÔn Hång S¬n - Nghiªn cøu chÕ t¹o chÊt kÕt dÝnh cã l­îng dïng n­íc thÊp sö dông cho bª t«ng c­êng ®é cao–LuËn v¨n th¹c sü– §¹i häc X©y dùng 2003. 6. NguyÔn Xu©n L©m - Nghiªn cøu chÕ t¹o v÷a vµ bª t«ng c¶n x¹ tõ vËt liÖu Barit vµ Limanhit ViÖt Nam cho c¸c c«ng trißnh phßng chiÕu chôp X–quang. –LuËn v¨n th¹c sü– §¹i häc X©y dùng 2003. 7. TS. TrÇn Ngäc TÝnh - Nghiªn cøu thiÕt kÕ cÊp phèi bª t«ng rÊt nÆng sö dông cèt liÖu quÆng Barit Tuyªn Quang, xi m¨ng Bót S¬n PC40 dïng trong c¸c c«ng tr×nh c¶n x¹ ë ViÖt Nam - §Ò tµi nghiªn cøu- 2004. 8. TrÇn Lª Th¾ng - Nghiªn cøu chÕ t¹o bª t«ng ®Æc biÖt nÆng c¶n phãng x¹ sö dông trong x©y dùng Nhµ m¸y ®iÖn h¹t nh©n ë ViÖt Nam–LuËn v¨n tèt nghiÖp– §¹i häc X©y dùng 2004. 9. Ngä V¨n To¶n, TrÇn §øc Trung - Nghiªn cøu ¶nh h­ëng cña phô gia tro trÊu vµ phô gia siªu dÎo ®Õn tÝnh chÊt cña hå, v÷a vµ bª t«ng - LuËn v¨n tèt nghiÖp– §¹i häc X©y dùng 2003. 10. Akhnazarova, S. L, Kapharove - Tèi ­u ho¸ thùc nghiÖm trong ho¸ häc vµ c«ng nghiÖp ho¸ häc - Moskva, 1978. 11. NguyÔn Minh TuyÓn – Ph¹m V¨n Thiªm - Kü thuËt hÖ thèng c«ng nghÖ ho¸ häc – Nhµ xuÊt b¶n Khoa häc vµ Kü thuËt Hµ Néi, 1997, TËp 1. 12. Kho¸ng s¶n ViÖt Nam – ViÖn Khãang s¶n. 13 Kho¸ng vËt vµ th¹ch häc – NguyÔn Minh Gi¸m – Nhµ xuÊt b¶n X©y Dùng – 1991. 14 ChØ dÉn chän thµnh phÇn bª t«ng c¸c lo¹i – Bé X©y dùng, Nhµ xuÊt b¶n X©y dùng, Hµ Néi, 2000. 15 TrÇn Quèc B¶o – ChÊt trî nghiÒn vµ hiÖu qu¶ trong nghµnh c«ng nghiÖp xi m¨ng – th«ng tin khoa häc kü thuËt xi m¨ng – 1997. 16 Durability of hight unit weight and hight strength iron ore aggregate mortar and concrete – China institute of water resources and hydropower research. 17 Properties of heavyweight concrete produced with Barite – Osmangazi University. 18 Hight strength concrete – ASCE. 19 R.A. Boulton - Innovation and creating with magnetite high density aggregate. 20 Power T.C., Brownyardt.L. - Hight strength concrete from low water demand cement. 21 Taylor – H.F.W – The chemistry of cements – academic Press – London – 1964. 22 Cheng-Yi Huang and R.F. Feldman, “Influence of Silica Fume on the Microstructural Development in Cement Mortars”, Cement and Concrete Research, Vol.15, 1985, pp.285-291. 23 J.A. Larbi, “Microstructural of the Intefacial Zone Around Aggregate Particles in Concrete”, Heron, Delft, 1993. 24 C128-97 Standard Test Method for Specific Gravity and Absorption of Fine Aggregate. 25 C127-88 Standard Test Method for Specific Gravity and Absorption of Coarse Aggregate.

Các file đính kèm theo tài liệu này:

  • docNghiên cứu một số tính chất của xi măng nhiều cấu tử, có khối lượng riêng lớn để chế tạo bê tông siêu nặng.DOC