Tuyển tập Báo cáo “Hội nghị Sinh viên Nghiên cứu Khoa học” lần thứ 6 Đại học Đà Nẵng - 2008

247
NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG DIATOMITE PHÚ YÊN LÀM
PHỤ GIA SẢN XUẤT XI MĂNG VÀ BÊ TÔNG NHẸ
APPLICATION PHU YEN’S DIATOMITE AS AN ADDITIVE FOR
PRODUCING CEMENT AND LIGHT WEIGHT CONCRETE

SVTH: NGUYỄN XUÂN HOÀNG,
A
NGUYỄN BẢO
VÂN,
A
TRẤN THANH TUẤN,
B
GVHD: PHẠM CẨM NAM
C

a
Lớp 03H1, Trường Đại học Bách Khoa Đà Nẵng
b
Học viên cao học khóa 2006-2008, Khoa Hóa, Đại học Khoa Học Huế
c
Giảng viên Kh

oa Hóa, Trường ĐHBK, 54 Nguyễn Lương Bằng, Liên
Chiểu Đà Nẵng


các sản phẩm vật liệu nhẹ cách âm cách nhiệt sử dụng trong xây dựng như gạch block nhẹ,
panel nhẹ, các loại vật liệu chống nóng cho tầng trên cùng các nhà cao tầng. Khả năng ứng
dụng của diatomite Phú Yên vào sản xuất vật liệu nhẹ với chất liên kết là xi măng đã được đề
ra nhưng vẫn chưa có một cách hệ thống.
Tuyển tập Báo cáo “Hội nghị Sinh viên Nghiên cứu Khoa học” lần thứ 6 Đại học Đà Nẵng - 2008 248
Hiện nay, một vấn đề khác đang được quan tâm đối với các công trình cao tầng là làm
sao giảm được đáng kể khối lượng các kết cấu, tạo điều kiện thi công dễ dàng và đặc biệt giảm
được đáng kể khối lượng của kết cấu móng, giảm giá thành của các công trình xây dựng. Từ
đó, công nghệ bê tông nhẹ là phương pháp lựa chọn tối ưu nhất cho các công trình này.[1]
Với những mục đích đề ra, chúng tôi đề xuất đề tài "Nghiên cứu sử dụng diatomite Phú
Yên làm phụ gia cho sản xuất xi măng và bê tông nhẹ"
2. Nguyên liệu và phương phương pháp nghiên cứu
2.1. Nguyên liệu
Các loại nguyên liệu được sử dụng cho quá trình nghiên cứu bao gồm: Clinker của nhà
máy xi măng Long Thọ; Xi măng PC40 của nhà máy xi măng Lusk; Thạch cao - phụ gia điều
chỉnh tốc độ ninh kết có nguồn gốc ở Lào; Diatomite Phú Yên; Cát Túy Loan; Đá phước
Tường; Xốp PS được mua ở dạng xốp hạt hay tận dụng từ xốp phế thải với kích thước 1:2 cm.
2.2. Phương pháp nghiên cứu
- Trong quá trình nghiên cứu thì chúng tôi sử dụng các tiêu chuẩn sau: TCVN 141:1998,
TCVN 4787:2001, TCVN 6016:1995, TCVN 6017:1995.TCVN 4030:2003,TCVN 6882:2001,
TCVN 3118:1993, TCVN 3115:1993.
- Phương pháp phân tích nhiệt (DTA) dùng xác định sự chuyển hóa nhiệt của phụ gia hoạt tính
diatomite
3. Kết quả nghiên cứu
3.1. Độ hoạt tính của diatomite
C, 600
0
C khá cao, mà
cao nhất là ở 600
0
C với thời gian lưu 2h. Do với thời gian lưu 2h thì quá trình mất nước xảy ra
hoàn toàn, còn lưu với khoảng thời gian 3h thì diatomite đã chuyển SiO
2
từ dạng vô định hình
Đồ Thị Biểu Diễn Độ Hoạt Tính Của Diatomite Ở Các Mức Nhiệt Độ Khác
Nhau
0.0
25.0
50.0
75.0
100.0
125.0
150.0
175.0
200.0
225.0
1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3 1
h
Độ hút vôi
mgCaO/g
500
0
C
600
0

Mass variation: -4.22 %
Peak :102.70 °C Peak :535.66 °C
Figure:
03/11/2008
Mass (mg):
43.18
Crucible:
PT 100 µl
Atmosphere:
Air
Experiment:
Quang diatomit
Procedure:
30 ----> 1200C (10 C.min-1) (Zone 2)
Labsys TG
Exo
Tuyển tập Báo cáo “Hội nghị Sinh viên Nghiên cứu Khoa học” lần thứ 6 Đại học Đà Nẵng - 2008

249
sang dạng tinh thể nên độ hoạt tính của diatomite ở 600
0
C với thời gian lưu 3h thấp hơn độ
hoạt tính của diatomite ở 600
0
C với thời gian lưu 2h.
3.2. Lượng nước tiêu chuẩn và thời gian đồng kết
Bảng 3.1: Lượng nước tiêu chuẩn và thời gian đông kết
Nhiệt độ
(
0

D-30 40.00 100 170
800
D-10 31.00 118 182
D-20 37.00 122 186
D-30 39.00 130 190
D

10: 10% diatomite; D

20: 20% diatomite. D

30: 30% diatomite. PC: xi măng gốc.
- Lượng nước tiêu chuẩn tăng theo hàm lượng của diatomite pha vào clinker
(Bảng 3.1). Nguyên nhân do diatomite là phụ gia thủy hoạt tính thành phần chủ yếu của
nó là SiO
2
hoạt tính có khả năng hút nước rất mạnh một phần tử SiO
2
hoạt tính có thể
hấp thụ hàng trăm đến hàng ngàn phân tử nước. Vì vậy, khi tăng hàm lượng phụ gia
thủy hoạt tính thì lượng nước tiêu chuẩn sẽ tăng. Do phản ứng giữa puzzolana với
Ca(OH)
2
tiến triển chậm hơn so với phản ứng hydrat hóa các khoáng của clinker xi
măng portland nên thời gian bắt đầu và kết thúc ninh kết tăng theo hàm lượng
diatomite pha vào. Do đó, xi măng chứa phụ gia thủy thường ninh kết chậm hơn so với
xi măng portland thường và khi tăng hàm lượng phụ gia thủy thì thời gian ninh kết tăng
lên.[2]
3.2.1. Cường độ nén và uốn của xi măng
Tuyển tập Báo cáo “Hội nghị Sinh viên Nghiên cứu Khoa học” lần thứ 6 Đại học Đà Nẵng - 2008

500
D-10 2.574 3.276 5.148 18.290 20.200 29 18.70
D-20 2.223 3.393 4.914 16.550 17.400 28.2 20.94
D-30 1.521 2.574 4.329 14.100 13.400 21.4 40.01

-Khi tỉ lệ phụ gia pha vào cliker xi măng tăng lên thì cường độ giảm dần. Do khi pha
phụ gia thủy hoạt tính vào xi măng thì nó sẽ tác dụng với vôi do quá trình hydrat vôi tự do và
quá trình thủy hóa các khoáng silicat canxi tạo ra các khoáng có tính kết dính, ít tan hoặc
không tan, mặc dù làm tăng tính bền nước và bền sunfat. Thực chất làm tăng cường độ nói
chung nhưng cường độ xi măng nói chung giảm trong thời gian đầu. Tuy nhiên, càng về sau
cường độ càng tăng hơn so với xi măng không pha phụ gia. Hàm lượng phụ gia pha vào nhiều
sẽ làm cho cường độ giảm và việc pha phụ gia còn phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: thành
phần khoáng, độ hoạt tính, loại phụ gia, cường độ xi măng cần sản xuất.[2][4]
3.2.2. Cường độ nén của bê tông ở các độ tuổi khác nhau
-Dựa vào số liệu thực tế có được ta thấy rằng cường độ của bê tông chế tạo từ các loại cốt
liệu diatomite và xốp có cường độ giảm rất nhiều so với bê tông đi từ cốt liệu đá dăm. Với cường
độ như vậy thì ta không thể dùng để thi công cho các kết cấu chịu lực được mà chỉ có thể dùng để
thi công cho tường trong hay tường ngăn. Khối lượng của bê tông từ cốt liệu là diatomite và đá
dăm giảm nhiều so với bê tông cốt liệu là đá dăm, nên khi đưa vào thi công thì nó góp phần làm
giảm một cách đáng kể khối lượng của các công trình.
Nhận xét:
-Dựa vào số liệu thực tế có được ta thấy rằng cường độ của bê tông chế tạo từ các loại
cốt liệu diatomite và xốp có cường độ giảm rất nhiều so với bê tông đi từ cốt liệu đá dăm. Với
cường độ như vậy thì ta không thể dùng để thi công cho các kết cấu chịu lực được mà chỉ có
thể dùng để thi công cho tường trong hay tường ngăn.
-Khối lượng của bê tông từ cốt liệu là diatomite và đá dăm giảm nhiều so với bê tông
cốt liệu là đá dăm, nên khi đưa vào thi công thì nó góp phần làm giảm một cách đáng kể khối
lượng của các công trình.
-Độ lưu động của bê tông giảm khi ta sử dụng cốt liệu là diatomite và xốp.
Tuyển tập Báo cáo “Hội nghị Sinh viên Nghiên cứu Khoa học” lần thứ 6 Đại học Đà Nẵng - 2008

[1] Nguyễn Văn Phiêu, Nguyễn Văn Chánh (2005), Công nghệ bê tông nhẹ; Nxb Xây
Dựng, Hà Nội.
[2] Nguyễn Tấn Quý, Nguyễn Thiện Ruệ (2005) Giáo trình công nghệ bê tông xi măng, Nxb
Giáo Dục.
[3] Phạm Huy Chính (2007) Thiết kế thành phần bê tông, Nxb Xây Dựng.
[4] H. F. W. Taylor (1997), Cement Chemistry, Thomas Telford.
[5] Osman Unal, Tayfun Uygunoglu, Ahmet Yildiz (2005), Investigation of properties of
low-strength lightweight concrete for thermal insulation, Building and Environment 42
(2007) 584–590