TP.HCM, Tháng 01 Năm 2010
GVHD: NGUYỄN DUY HƯNG
Môn học: Vật liệu xây dựng
Môn học: Vật liệu xây dựng
CHƯƠNG 4.
CHẤT KẾT DÍNH VƠ CƠ
PHẦN 1. KHÁI NIỆM CHUNG
2
1. KHÁI NIỆM CHUNG

Chất kết dính vô cơ (CKDVC) là loại vật liệu thường ở dạng bột mịn, khi nhào trộn với nước hoặc dung
môi khác (dung dịch MgCl
2
, thuỷ tinh lỏng,…) sẽ tạo thành hồ dẻo, qua quá trình biến đổi hoá lý sẽ rắn
chắc như đá.

CKDVC thường được sử dụng để liên kết các hạt rời rạc như cát, đá dăm, sỏi để tạo thành một khối đồng
nhất, vững chắc.

Ứng dụng:

Bê tông,

Vữa xây dựng,

Gạch silicate,

Gạch đá nhân tạo không nung,…
3
1. KHÁI NIỆM CHUNG


5
2.1 THẠCH CAO XÂY DỰNG
2.1.1 Phương pháp chế tạo

3 phương pháp:

Đá thạch cao → nung → nghiền mịn → thạch cao XD

Đá thạch cao → nghiền mịn → nung → thạch cao XD

Đá thạch cao → (nghiền + nung) → thạch cao XD
CaSO
4
.2H
2
O
→
CaSO
4
.0,5H
2
O + 1,5H
2
O

Trước khi chế tạo, đá thạch cao được đập nhỏ:

100 – 200mm đối với sản xuất thạch cao khan trong lò
tunnel;


2.1 THẠCH CAO XÂY DỰNG
2.1.2 Phân loại
A. Phân loại theo công dụng
1. Thạch cao xây trát (CaSO
4
.0,5H
2
O):

Được chế tạo bằng cách nung đá thạch cao thành thạch cao.

Sử dụng để làm vữa xây trát, làm khuôn trong công nghiệp gốm sứ,
2. Thạch cao đúc tượng (CaSO
4
.0,5H
2
O):

Được chế tạo từ đá thạch cao tinh khiết
8
2.1 THẠCH CAO XÂY DỰNG
2.1.2 Phân loại
A. Phân loại theo công dụng
3. Thạch cao estrich (CaSO
4
và CaO tự do):

Đá thạch cao nung ở nhiệt độ cao (khoảng 1200oC) đến khi tách nước hoàn toàn.

Cường độ cao hơn CaSO

O

Dạng
α
-CaSO
4
.0,5H
2
O:

Nung thạch cao trong không khí bão hoà hơi nước (0,2
– 0,3MPa) từ 160 – 180
o
C,

Tinh thể lớn, lượng nước tiêu chuẩn thấp (40 – 45%),
cường độ cao sau 7 ngày (15 – 40MPa).

Dạng
β
-CaSO
4
.0,5H
2
O:

Nung thạch cao trong không khí khô,

Tinh thể hạt mịn, lượng nước tiêu chuẩn cao (60 –
65%), độ rỗng sản phẩm đóng rắn 40%, cường độ thấp.

Anhydrite I:

Chỉ ổn định ở nhiệt độ > 1180
o
C.
11
2.1 THẠCH CAO XÂY DỰNG
2.1.3 Quá trình rắn chắc

Ban đầu, khi nhào trộn với nước, CaSO
4
.0,5H
2
O trở thành một loại vữa dẻo có tính linh động cao
(tính dẻo)

Quá trình ninh kết: các biến đổi hoá lý phức tạp làm hỗn hợp mất dần tính dẻo

Quá trình rắn chắc: hỗn hợp dần dần đặc lại, kết tinh, rắn chắc, cường độ phát triển dần

Phản ứng thuỷ hoá của thạch cao:
CaSO
4
.0,5H
2
O + 1,5H
2
O
→
CaSO

O mới sinh không thể tan thêm mà tồn tại ở thể
keo hạt rất nhỏ, ngưng lắng dần

Vữa thạch cao mất tính dẻo nhưng chưa có cường độ.

Thời kỳ rắn chắc:

Tinh thể xuất hiện, phát triển dần lên, liên kết chặt chẽ với
nhau làm cho cường độ phát triển.

Quá trình rắn chắc, thạch cao nở 1% thể tích.
13
2.1 THẠCH CAO XÂY DỰNG
2.1.4 Tính chất của thạch cao xây dựng
1. Thời gian ninh kết

Được xác định bằng thiết bị Vicat.

Thời gian bắt đầu ninh kết: ≥ 6 phút

Thời gian ninh kết xong ≤ 30 phút

Có thể sử dụng phụ gia để điều chỉnh thời gian ninh kết:

Làm giảm thời gian ninh kết: Na
2
SO
4
, NaCl,…


Thạch cao loại 2: R > 3,5 Mpa

Trong điều kiện đã được sấy khô:

Thạch cao loại 1: R > 10 Mpa

Thạch cao loại 2: R > 7,5 Mpa
16
2.1 THẠCH CAO XÂY DỰNG
2.1.4 Tính chất của thạch cao xây dựng
3. Độ mịn và lượng nước nhào trộn

Độ mịn càng cao thì cường độ càng cao

Lượng nước nhào trộn lớn, cường độ giảm

Ở môi trường nhiệt độ và độ ẩm lớn, cường độ không phát triển.

Môi trường ngập nước, thạch cao bị phá hoại.
4. Khối lượng riêng:
γ
a
= 2,6 – 2,7 g/cm
3
5. Khối lượng thể tích:
γ
0
= 0,8 – 1,0 g/cm
3
17

– Q (Q = 42,5 kcal/phân tử gam)

Phản ứng có tính thuận nghịch

Chiều phản ứng phụ thuộc vào áp lực phân giải khí CO
2

trong môi trường xung quanh

Tăng chiều thuận: cần thông gió tốt
18
900 – 1100
o
C
2.2 VÔI KHÔNG KHÍ VÀ VÔI TÔI
2.2.1 Nguyên liệu và chế tạo

Quá trình nung có thể xảy ra các trường hợp sau:

Nung non lửa:

Lớp bên ngoài của viên đá đã “chín” thành vôi trong
khi lõi bên trong còn sống.

Loại vôi này hàm lượng CaO thấp, khi đem tôi bị
sượng, kém dẻo, chất lượng kém.

Nung già lửa:

Nhiệt độ nung quá cao, các tạp chất sét nóng chảy

2.2 VÔI KHÔNG KHÍ VÀ VÔI TÔI
2.2.2 Quá trình tôi vôi

Cho CaO tác dụng với nước, xảy ra phản ứng toả nhiệt:
CaO + H
2
O
↔
Ca(OH)
2

+ 15,5 kCal/phân tử gam (65,5 kJ)

≈
+277 kCal/kg CaO (1160 kJ/kg CaO)

Tôi vôi toả nhiệt mạnh, t0C đến 400oC
→
để thúc đẩy phản ứng theo chiều thuận cần giảm nhiệt độ của
vôi.

Sau khi tôi, thể tích tăng 1,5 – 3,5 lần so với thể tích vôi ban đầu.
21
2.2 VÔI KHÔNG KHÍ VÀ VÔI TÔI
2.2.2 Quá trình tôi vôi

Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình tôi vôi:

Kích thước cục vôi


3
,

Khối lượng thể tích: γ
0
= 0,4 – 0,5 g/cm
3
23
2.2 VÔI KHÔNG KHÍ VÀ VÔI TÔI
2.2.2 Quá trình tôi vôi
Các sản phẩm thu được của quá trình tôi vôi: 3 loại

Vôi nhuyễn:

Hỗn hợp gồm 50% Ca(OH)
2
và 50% H
2
O, dạng bột dẻo.

Sử dụng trong xây dựng dưới dạng vữa xây hay vữa trát.

Khối lượng thể tích: γ
0
= 1,2 – 1,4 g/cm
3

Vôi sữa:

Lượng nước lớn hơn vôi sữa nữa, ở dạng dung dịch.