B GIO DC V O TO
TRNG I HC BCH KHOA H NI
---- ---- o0o ---- ---MAI TH THOA

N
Nghiên cứu chế tạo bê tông chịu lửa cách
nhiệt nhẹ trên cơ sở chất kết dính là xi
măng Pooclăng với cốt liệu độn từ xỉ lò hộp
và tro bay nhà máy nhiệt điện
LUN VN THC S KHOA HC

Ngi hng dn khoa hc :
PGS.TS. O XUN PHI

H NI - 2010


Lời Cảm ơn

Em xin cảm ơn thầy giáo - PGS.TS. Đào Xuân Phái đã tận tình hớng dẫn
cho em hoàn thành Luận văn này.
Em cũng xin cảm ơn toàn thể các thầy cô trong Bộ môn Công nghệ vật
liệu Silicát Trờng Đại Học Bách Khoa Hà Nội đã tạo điều kiện giúp đỡ em
trong quá trình học tập và nghiên cứu của em trong hai năm qua.
Tôi xin cảm ơn các lãnh đạo và toàn thể cán bộ Trờng Cao đẳng Công
nghiệp Hoá chất đã tạo điều kiện cho tôi hoàn thành Luận văn này.

Hà Nội, ngày 25 tháng 10 năm 2010.
Học viên

Mai Thị Thoa

I.3.3 Quá trình hyđrat hoá xi măng khi có mặt phụ gia khoáng ............ 14
i.4- cơ sở khoa học việc sử dụng phụ gia khoáng nghiền mịn trong
xi măng và bê tông chịu lửa. .............................................................................. 15
i.5- vai trò của phụ gia khoáng nghiền mịn trong đá xi măng......... 17
I.5.1- Liên kết CaO tự do với các phụ gia nghiền mịn. .................................. 18
I.5.2 - ảnh hởng của các phụ gia khoáng nghiền mịn đến độ co của
đá XM ................................................................................................................................ 30
I.5.3. ảnh hởng của phụ gia khoáng nghiền mịn đến độ chịu lửa của
đá XM................................................................................................................................. 31
i.6 vai trò của cốt liệu trong bê tông chịu lửa, cấp phối bê tông
chịu lửa trên cơ sở chất kết dính là xi măng pooclăng. ................... 32

I.6.1 Cốt liệu sử dụng cho bê tông chịu lửa trên cơ sở chất kết dính là xi măng
poóc lăng.34
I.6.2 Tính toán thành phần cấp phối bê tông chịu lửa. ........................... 34

69


Chơng II: Thực nghiệm ........................................................................... 38
I- các phơng pháp dùng trong thực nghiệm ............................................. 38
I.1- Các phơng pháp tiêu chuẩn......................................................................... 38
I.2- Các phơng pháp phi tiêu chuẩn ................................................................. 38
II- lựa chọn nguyên liệu ........................................................................................ 38
II.1- Cốt liệu chịu lửa................................................................................................ 38
II.2- Xi măng Pooc Lăng ............................................................................................ 40
II.3- Phụ gia sa mốt mịn:............................................................................................ 41
II.4.1- Dựa trên cơ sở khoa học: ........................................................................... 42
II.4.2- Căn cứ vào thực tế......................................................................................... 43
II.5- Tính toán và lựa chọn cấp phối: ................................................................ 45

nhiệt độ sử dụng từ 6000C đến 9000C, mà độ bền cơ học sau nung ở nhiệt độ làm
việc 15Mpa, có độ bền nhiệt tốt, cách nhiệt cao.
Giải pháp cho vấn đề trên với chi phí thấp là nguyên liệu chế tạo bê tông
nhẹ chịu nhiệt trên nền chất kết dính là xi măng pooclăng và cốt liệu nhẹ từ xỉ
thải công nghiệp nh xỉ lò hộp lò hơi. Tuy nhiên khi sử dụng xi măng pooclăng
làm chất kết dính sẽ phải giải quyết vấn đề suy giảm cờng độ của bê tông khi
nung nóng ở nhiệt độ cao, đặc biệt là ở nhiệt độ 6000C - 9000C. Do vậy, đợc sự
hớng dẫn của PGS.TS Đào Xuân Phái, em đã thực hiện đề tài: Nghiên cứu chế
tạo bê tông chịu lửa cách nhiệt nhẹ trên cơ sở chất kết dính là xi măng Pooclăng
với cốt liệu độn từ xỉ lò hộp và tro bay nhà máy nhiệt điện. Đề tài tập trung
nghiên cứu các giải pháp để chống lại sự suy giảm cờng độ của bê tông khi
nung ở nhiệt độ 6000C - 9000C.
Mục tiêu đề ra của đề tài là: chế tạo đợc bê tông chịu lửa cách nhiệt nhẹ
có các chỉ tiêu kỹ thuật nh sau:
- Cờng độ bê tông sau nung 9000C lu 3 giờ

: 15Mpa

- Độ co sau nung 9000C lu 3 giờ

: < 1%

- Khối lợng thể tích sau nung 9000C lu 24 giờ : 1,5 (g/cm3)
(nhẹ)
- Độ bền nhiệt thử theo TCVN 6530-7-2000

2

: > 30 lần



3


Nhecrasov đã nghiên cứu tính tăng tính chất chịu nhiệt của XMPL cũng bằng
cách sử dụng các phụ gia khoáng nghiền mịn.
Tuỳ thuộc vào loại phụ gia, có thể nhận đợc chất kết dính chịu nhiệt với
các tính chất khác nhau.
YU.M.But đã nghiên cứu sử dụng cát quắc và diatômit nghiền mịn để liên
kết ôxyt canxi sau thuỷ hoá của đá xi măng khi giữ mẫu trong điều kiện tiêu
chuẩn và sau khi chng áp. Trong quá trình chng áp, cát quắc và điatômit
nghiền mịn liên kết với hyđroxyt can xi. Theo Y. E. Gurvytr và M.C.Agaphonop
phản ứng giữa oxyt silic vô định hình và oxyt canxi ở trạng thái rắn xảy ra mạnh
ở 5000C - 6000C, còn đối với quắc tinh thể nó chỉ bắt đầu ở 6000C. Theo
P.P.Budnhicop, V.Ph.Zuravlev thì phản ứng pha rắn giữa oxit silic và oxit canxi
(khi tỉ lệ 1: 1) xảy ra qua hợp chất trung gian không bền 2CaO. SiO2 và
3CaO2SiO2 đến hợp chất cuối cùng là CaOSiO2. Tuy nhiên khi nung nóng, SiO2
tinh thể có sự biến đổi thù hình, không ổn định thể tích, nên không thể sử dụng
nó làm phụ gia cho XMPL có tính chất chịu lửa.
V.V. Contunnov và Z.M. Larionov nghiên cứu tác động của các khoáng xi
măng với phụ gia sa mốt mịn, hàm lợng từ 150 - 300% so với xi măng cho thấy:
Lợng phụ gia đa vào càng lớn thì khả năng liên kết với CaO tự do xảy ra càng
hoàn toàn, dẫn tới tăng độ bền của đá xi măng sau khi nung ở nhiệt độ 12000C.
Điều đó nói lên rằng không còn CaO trong đá xi măng sinh ra khi nung đá xi
măng, chúng liên kết hoàn toàn với SiO2 và Al2O3 của sa mốt mịn, hình thành
dạng khoáng mới là silicat và aluminat khan. Tuy nhiên khi tăng lợng phụ gia
sẽ ảnh hởng đến các tính chất khác của đá xi măng (cũng nh của BTCL dùng
XMPL) nh tỷ lệ nớc, cờng độ... Tuy vậy tỷ lệ XM/PG còn cha đợc nghiên
cứu cụ thể.
Khi sử dụng xỉ lò cao làmphụ gia cho bê tông ngời ta thấy rằng: Khi ở

Sông Đà tại Hải Phòng, luyện thép Thanh Hà tại Thanh Hoá theo thiết kế, tại các
vị trí móng lò, kênh khói, sàn chứa phôi thép nóng đỏ đều yêu cầu phải sử dụng
bê tông chịu lửa có mác > 300Mpa, nhiệt độ sử dụng từ 6000C - 10000C. Do đó
để vừa đáp ứng đợc yêu cầu là giá rẻ và yêu cầu cho thi công bê tông khối lớn
tại các dự án nh thế này thì việc sử dụng bê tông chịu lửa dùng xi măng
pooclăng cho mục đích này là yêu cầu cần thiết.

5


Do vậy việc cần có nghiên cứu một cách bài bản và tạo ra loại sản phẩm
bê tông chịu lửa trên cơ sở sử dụng chất kết dính là xi măng pooclăng có chất
lợng cao là hết sức cần thiết tại thời điểm hiện tại.

6


I.3- Quá trình hyđrat hoá và đóng rắn của xi măng

Các đặc trng chung của sự hyđrat hoá xi măng
Cũng nh bất kỳ các phản ứng hoá học khác, hyđrat hoá xi măng là các
phản ứng hyđrat hoá. Dới đây sẽ đa ra tóm tắt của 3 đặc trng của sự hyđrat
hoá xi măng nh sau:
- Các phản ứng của hyđrat hoá:
Đặc điểm tự nhiên của các sản phẩm hyđrat hoá là điều kiện quyết định
cho các tính chất cơ của bê tông đóng rắn. Trong xi măng pooclăng, sự hyđrat
hoá chính là phần lớn các phản ứng của canxi silicat với nớc, tạo ra dạng keo
hydrat can xi silicat và canxi hydroxite.
(C2S + C3S) + H2O CSH (gel) + Ca(OH)2
Trong xi măng hỗn hợp, các phản ứng thờng phức tạp hơn. Tuy nhiên,

Nói chung, sự hyđrat hoá là quá trình tơng tác của chất kết dính với nớc
tạo thành các hợp chất hyđrat. Trong đó số các trờng hợp, sự hyđrat hoá xảy ra
ở nhiệt độ thờng, một số các trờng hợp đặc biệt, ví dụ khi chng hấp bê tông
quá trình hyđrat hoá xảy ra ở nhiệt độ và áp suất cao. Khi hyđrat hoá các khoáng
clanhke tạo thành các tinh thể khác nhau về thành phần và cấu trúc của các hợp
chất hydro can xi silicat, aluminat và alumoferit, các dung dịch rắn của chúng và
các hợp chấp phức hợp, khi đó một phần từ chúng đợc tách ra ở trạng thái ẩn
tinh (dạng gel). Sự đa dạng của các tinh thể hyđrat trong đá xi măng làm cho
việc nghiên cứu nó trở nên rất phức tạp.
Theo lý thuyết hiện đại về sự đóng rắn của các chất kết dính khoáng, dựa
trên các công trình của viện sĩ P.A.Rebinder và các học trò của ông, V.B.Ratinov
A.F.Polak và A.E.Seikin, quá trình đóng rắn hyđrat hoá gây nên bởi sự hoà tan
của các pha ban đầu giả bền và sau đó là sự tách khỏi dung dịch quá bão hoà của
các hợp chất bền nhiệt động trong điều kiện này theo cơ chế kết tinh. Sự xuất
hiện các chất mới tạo thành xảy ra trong pha lỏng.
Về cơ chế tạo thành các hợp chất hyđrat có hai quan điểm: Một quan điểm
cho rằng các hợp chất hyđrat đợc tạo thành trong dung dịch do độ hoà tan nhỏ
của chúng so với các hợp chất khan nớc. Các nhà nghiên cứu khác lại tuân theo
cơ chế hoá học topo, có nghĩa là do sự tơng tác trực tiếp của khoáng với nớc
trong pha rắn.
Theo Loher, Richrt Sprung, trong điều kiện thông thờng, sự hình thành các
sản phẩm khi xi măng pooclăng đông kết rắn chắc có thể biểu diễn nh hình sau:

8


Nh vây, sản phẩm đợc tạo thành do các phản ứng của C3A, CaSO4.2H2O
và nớc có sự thay đổi thành phần từ dạng canxium-aluminats-trisunphat-hydrat
(Et) sang dạng cunxium-aluminats-sunphat-hydrat (M) là do hàm lợng thạch
cao CaSO4. 2H2O không đủ để liên kết tất cả các sản phẩm thuỷ hoá của

với nớc và phản ứng rất mạnh. Thành phần cuối cùng của các sản phẩm phản
ứng theo số liệu của nhà nghiên cứu khác nhau nh sau:
2(2CaO.SiO2) + 6H2O = 3 CaO. 2SiO2 . 3H2O + 3Ca(OH)2 + H
3 CaO . SiO2 3H2O = CaO. SiO2.2 . H2O + Ca(OH)2 + H
Sản phẩm ban đầu của quá trình hyđrat hoá C3S là pha hydro silicat canxi
có dạng C3SHx. Sau khoảng 2 - 6h thì C2SHx chuyển thành hydro silicat canxi thứ
sinh có độ bazơ nhỏ, hình thể sợi dài, mảnh C2SH2. Sau đó nếu nồng độ vôi giảm
thì hydro silicat canxi thứ sinh lại tiếp tục phân huỷ thành hydro silicat canxi có
độ bazơ nhỏ hơn là CSH (B):
3CaO . SiO2 + xH2O 3CaO . SiO2 . xH2O
3CaO . SiO2 . xH2O C2SH2 + Ca (OH)2
C2SH2 + H2O

CSH(B) + Ca(OH)2

Thông thờng, các hydro silicat canxi ổn định tạo thành có tỷ lệ C/S = 1.5 - 3.0
- Sự hyđrat hoá C2S
Phản ứng hyđrat hoá C2S và các dung dịch rắn của nó tạo thành các hydro
silicat canxi thành phần khác nhau và số lợng Ca(OH)2 nào đó:
2CaO . SiO2 + 3H2O = CaO . SiO2 . H2O + Ca(OH)2 + H
Thành phần hoá học của các hydro silicat canxi đợc tạo thành khi hyđrat
hoá C2S thay đổi theo thời gian hyđrat hoá. Khi d nớc hydro silicat canxi ban
đầu có thành phần gần với CaO . SiO2 . H2O. Theo mức độ tăng hyđrat hoá C2S
10


từ 0 - 25% thành phần của hydro canxi thay đổi từ CSH đến C1.65SHx có nghĩa là
độ bazơ của nó tăng lên. Tốc độ hyđrat hoá của C2S chậm hơn so với C3S và cũng
là nhỏ nhất so với các khoáng chính có trong clanhke.
Thông thờng có sơ đồ sau:

thành các hydro canxi sunfo aluminat dạng Tri - và Mono-sunfo, chứa Fe2O3 ở
dạng dung dịch rắn.
ắ Sự hyđrat hoá các pha còn lại của clanhke
Cao và MgO tự do bị phân huỷ tạo thành Ca(OH)2 (Portladite) và Mg(OH)2
(bruxit). Sự tơng tác của chúng với nớc xảy ra chậm kèm theo sự tăng thể tích
có thể là nguyên nhân không ổn định thể tích của đá xi măng trong thời gian
đóng rắn về sau (khoảng 10 năm sau).
Pha thuỷ tinh của clanhke xi măng Pooclăng bị hyđrat hoá rất nhanh tạo thành
các dung dịch rắn của các canxi alumoferrit thành phần 3CaO . Al2O3 . Fe2O3 . 6H2O
và các hydrogranat có công thức chung 3CaO.(Al,Fe)2O3.xSiO2.(6 - x) H2O. Cả hai
dạng hợp chất này đều tạo thành ở điều kiện thờng nhng sự kết tinh rõ ràng
của chúng chỉ xảy ra ở nhiệt độ và áp suất cao.
I.3.2 Quá trình hyđrat hoá và đóng rắn của đá xi măng
ắ Quá trình hoá học khi hyđrat hoá xi măng Pooclăng
Do trong xi măng có chứa hàng loạt các hợp chất phức tạp nên quá trình
hyđrat hoá các khoáng trong xi măng Pooclăng nhìn chung là khác so với quá
trình hyđrat hoá của các đơn khoáng.
Có thể chia quá trình hyđrat hoá xi măng thành 3 giai đoạn:
- Giai đoạn đầu:
Khi các hạt xi măng tiếp xúc với nớc, trên bề mặt tiếp xúc ngay lập tức
xảy ra phản ứng hoà tan các tinh thể khoáng khan nớc và kết quả làm nớc trở
nên bão hoà bởi các ion Ca2+, SO42-, OH-, K+ Khi đó lại xảy ra quá trình kết
tinh Ettringit, Ca(OH)2 làm cho hàm lợng các ion này trong dung dịch nớc
giảm đi và các khoáng xi măng lại tiếp tục hoà tan ra.
- Giai đoạn hai:
ở giai đoạn này quá trình tác các tinh thể số lợng lớn hơn, đây chính là
giai đoạn kìm hãm quá trình hyđrat hoá, sau đó 1 - 3h thậm chí còn lâu hơn thì
các tinh thể Ettringit, Ca(OH)2 lớn lên làm phá huỷ lớp vỏ hyđrat hoá, do đó quá
trình hyđrat hoá lại tăng nhanh. Tuỳ theo mức độ tích luỹ sản phẩm mới mà lớp
vỏ liên tục đợc hàn rồi lại phá vỡ, quá trình hyđrat hoá liên tục bị kìm hãm rồi

kết nhng cha có cờng độ.
Các hạt xi măng riêng lẻ nối với nhau qua lớp nớc trung gian thành lới
không gian xốp nhờ lực Vander Wall của các phân tử liên kết tạo thành cấu trúc
keo tụ của hồ xi măng.
- Giai đoạn đóng rắn:
13


Là thời kỳ các hạt gel mất dần nớc và xít chặt lại với nhau để cho cờng
độ các gel mất nớc này chuyển thành các mầm kết tinh, theo thời gian các mầm
kết tinh lớn lên thành các tinh thể kèm theo sự phát triển cờng độ. Khung cấu
trúc tinh thể đợc tạo thành chống lại sự suy giảm thể tích của đá xi măng cứng,
mặc dù các phản ứng hoá học vẫn xảy ra và thể tích của các tinh thể sản phẩm
không ngừng tăng lên làm điền đầy các lỗ xốp trong cấu trúc và làm tăng độ chặt
của đá xi măng.
Khi khối vật liệu kết tinh thành hoàn toàn là kết thúc quá trình đóng rắn và
cho cờng độ vĩnh cửu.
I.3.3 Quá trình hyđrat hoá xi măng khi có mặt phụ gia khoáng
Nhìn chung, khi thêm phụ gia khoáng cho xi măng, thờng có ba tác động
của phụ gia khoáng đến quá trình hyđrat hoá xi măng và cấu trúc đá xi măng, đó
là: hiệu ứng pha loãng, hiệu ứng thay đổi phân bố cỡ hạt - đây là hai ảnh
hởng trực tiếp khi thay thế xi măng bằng bột phụ gia, ảnh hởng thứ ba là tạo
mầm kết tinh, đây là hiệu ứng quan trọng của phụ gia khoáng siêu mịn.
ắ Hiệu ứng pha loãng: tơng đơng với việc tăng tỉ lệ nớc: xi măng (ký
hiệu P) tăng P đồng nghĩa với việc giảm lợng xi măng. Tuy nhiên, khi giảm lợng
xi măng sẽ làm giảm lợng xi măng hyđrat.
ắ Hiệu ứng phân bố cỡ hạt: phụ thuộc vào độ mịn và hàm lợng phụ gia
khoáng, có ảnh hởng đến sự thay đổi các lỗ xốp bên trong của đá xi măng.
ắ ảnh hởng tạo mầm kết tinh dị thể: đây là một quá trình vật lý, theo hớng
ảnh hởng đến các quá trình hoá học của sự hyđrat hoá xi măng. Nó liên quan đến

Quá trình khuyếch tán khi phản ứng ở trạng thái pha rắn là quá trình tự
dịch chuyển vật chất, dẫn tới thiết lập sự phân bố cân bằng nồng độ do chuyển
động nhiệt. Tốc độ của quá trình khyuếch tán qua lớp phẳng có thể đo đợc bằng
hệ số khuyếch tán D theo định luật Fyk.
dC/dt = D. d2C/dX2 = d/dx. [D.dc/dx]
Trong đó:

C: Nồng độ của cấu tử khuyếch tán
t: Thời gian khuyếch tán
x: Hớng dọc theo gradien nồng độ dC/dx
D: Hệ số khuyếch tác D = /C.o
: Hệ số dịch chuyển chất
C: Dung tích của vật thể
o: Mật độ của hệ thống vật thể

Quá trình khuyếch tán xảy ra trong vật rắn khác nhau rất nhiều, ngời ta
phân chia ra: tự khuyếch tán và dị khuyếch tán. Theo hớng chuyển dịch của các
15


nguyên tử chia ra: khuyếch tán thể tích (ở sâu trong mạng lới), khuyếch tán
theo giới hạn hay là khuyết tận của tinh thể (bên trong bề mặt của vật thể) và
khuyếch tán bề mặt (bên ngoài bề mặt vật thể).
Trên cơ sở các nghiên cứu của YA.Y.Frenkel, YA.E.Geguzyn và một số
ngời khác đã trình bày cơ chế dịch chuyển các nguyên tử trong mạng lới tinh
thể nh sau:
a. Cơ thể thay đổi đơn giản: Thay đổi trực tiếp vị trí của hai nguyên tử. 1 hay là
cơ thể vòng tròn khi đồng thời dịch chuyển một số nguyên tử phân bố ở dạng
vòng tròn kín - 2 (hình I.4.1)
b. Cơ chế lỗ trống: Dịch chuyển các nguyên tử từ các nút của mạng lới vào vị

2. Gia đoạn hoạt hoá thứ nhất: Khi nhiệt độ tăng, tính linh động của các ion chất
phản ứng khuyếch tán dịch chuyển tăng và sản phẩm phản ứng có thể hình
thành. Sản phẩm này có nhiều khuyết tật, trong giai đoạn này chất điểm có hoạt
tính lớn.
3. Giai đoạn mất hoạt hoá thứ nhất: Do hiện tợng hình thành sản phẩm trên bề
mặt các chất nên khả năng khuyếch tán chất này đến chất kia giảm, làm khả
năng hoạt tính giảm.
4. Giai đoạn hoá thứ hai: Nhiệt độ lớn hơn thời kỳ 1, chất tham gia phản ứng có năng
lợng lớn, các ion có khả năng dịch chuyển lớn, chất phản ứng này dịch chuyển và
khuyếch tán sâu vào nội bộ chất kia, sản phẩm phản ứng tiếp tục hình thành.
5. Giai đoạn mất hoạt tính lần hai: Phản ứng xảy ra trong nội bộ vật chất, các
mầm tinh thể lớn dần lên, mạng lới tinh thể còn nhiều khuyết tật, giai đoạn này
hoạt tính giảm dần.
6. Giai đoạn hoàn chỉnh: Các mầm tinh thể đã lớn hẳn, cách khuyết tật của mạng
đợc khắc phục, quá trình phản ứng kết thúc.
i.5- vai trò của phụ gia khoáng nghiền mịn trong đá xi măng

Sự phá huỷ đá XMPL đóng rắn sau nung xảy ra chủ yếu do tái thủy hoá
Ca(OH)2.G.M.Gushk đã tiến hành các nghiên cứu với các mẫu XMPL (XMOPC)
và các mẫu XMPL có pha thêm các phụ gia (XMHH) nh: đá bọt, sét, xỉ, đất
hoàng thổ.
G.M. Gushuk xác định rằng các quá trình tái thuỷ hoá XMOPC (không
phụ gia) và XMHH xảy ra khác nhau.
- Với XMOPC thì sự toả nhiệt tăng theo mức độ tăng nhiệt độ nung.
17


- Với XMHH thì toả nhiệt tối đa quan sát khi nung ở 3000C sau đó thì
giảm dần; đặc biệt toả nhiệt giảm rõ ở 800 - 10000C.
Với các XM hỗn hợp có phụ gia khoáng mịn không có sự toả nhiệt nhiều

Lợng Ca(OH)2, % trong XM
Lu trong điều kiện thờng

18

Chng


6 tháng

áp 800C

5,47

5,94

0,26

13,31

14,31

14,77

0,98

12,01

14,04


Từ các số liệu trên cho thấy khi lu mẫu trong điều kiện thờng thì thạch anh
tinh thể thực tế không tham gia vào phản ứng với Ca(OH)2. Trong quá trình chng
áp, cát thạch anh nghiền mịn liên kết với Ca(OH)2 cũng tốt nh đối với ditomit.
Theo các số liệu của I.E.Gurvich và M.C.Agaphônô, phản ứng tơng tác
giữa SiO2 vô định hình và CaO ở trạng thái rắn xảy ra mãnh liệt tại 500 - 6000C,
còn với thạch anh tinh thể chỉ xảy ra ở 6000 C. P. P. Budnikov cho rằng trong pha
rắn, phản ứng giữa SiO2 và CaO (tỷ lệ 1/1) xảy ra thông qua liên kết trung gian
không bền 2CaO.SiO2 và 3CaO.2SiO2 sau đó đến cuối cùng CaO. SiO2
V.F.Jurablev nghiên cứu tốc độ phản ứng xảy ra khá chậm, nhng khi nâng tiếp
nhiệt độ thì tốc độ phản ứng tăng nhanh.
Để nghiên cứu các quá trình xảy ra trong đá xi măng dới ảnh hởng của
nhiệt độ cao với phụ gia cát thạch anh nghiền mịn, ngời ta tiến hành xác định
hàm lợng CaO tự do trong XM OPC đóng rắn và trong XMHH có cát thạch anh
nghiền mịn.
Khi dùng 25% cát thạch anh nghiền vào XMOPC lợng CaO tự do khi
nung đến 600 - 10000C giảm hai lần so với mẫu đối chứng XMOPC. Trong các
mẫu nung ở các nhiệt độ cao khác nhau và lu trong điều kiện không khí khô
trong 1 tháng, không thấy có CaO tự do, có thể giải thích sự liên kết của CaO với
cát thạch anh và một phần bị cacbonat hoá. Trong XMOPC nhận thấy có sự tăng
một lợng nhỏ của CaO tự do sau nung ở nhiệt độ 600 - 10000C, điều này đợc
giải là do sự phân rã của silicat hai canxi (C2S) và CaO. Số liệu về sự liên kết của
19


CaO với thạch anh nghiền mịn có trong nghiên cứu của K.Đ.Nekraxov và
E.G.Oiamaa nêu trong bảng I.5.1.2

Bảng I.5.1.2 Hàm lợng CaO tự do trong đá XM phụ gia thạch anh nghiền
mịn và nhiệt độ nung
Hàm lợng CaO tự do, % tại các khoảng nhiệt độ


13,0

11,5

11,3

9,5

5,5

2,0

60:40

12,0

11,9

11,8

10,5

9,5

5,0

1,5

50:50


30:70

7,0

6,8

6,0

6,2

5,0

2,2

0,7

Từ bảng trên cho thấy sự tăng hàm lợng cát thạch anh nghiền trong đá
XM làm giảm hàm lợng CaO tự do. Cùng với việc tăng nhiệt độ cũng nh tăng
hàm lợng cát thạch anh nghiền, sự liên kết của CaO tự do với cát nghiền càng
diễn ra mạnh mẽ.
Nghiên cứu vi cấu trúc đá XM chứa thạch anh nghiền mịn với kích thớc
hạt < 60 àm cho thấy tại các vùng tiếp xúc của các hạt thạch anh và nền XM
không thấy các biên phản ứng mà chỉ nhận thấy sự phát triển đều tinh thể
Ca(OH)2 có dạng viền mỏng xung quanh các hạt XM.

20


Nung đá XM đã đóng rắn có phụ gia cát thạch anh nghiền lên 10000C xảy

21