Bài giảng VLXD-Chương 4 GVC-ThS. Cù Khắc Trúc – ThS. Lê văn Hải Châu

1 Chương 4: CÁC CHẤT KẾT DÍNH VÔ CƠ

Khái niệm chung: những vật liệu được gọi là chất kết dính vô cơ (CKD VC) thường ở
dạng bột mịn, sau khi đem nhào trộn với nước, sẽ sinh ra nhiều phản ứng lý hóa phức tạp:
- Lúc đầu biến thành một loại vữa dẻo dính
- Về sau đặc dần lại cứng như đá (trừ CKD Mangésium thì phải đem nhào trộn với
MgCl
2
và xi măng bền acid thì phải đem nhào trộn với thuỷ tinh lỏng).
Dựa vào môi trường rắn chắc mà người ta chia CKD VC ra làm 2 nhóm:
+ Nhóm các CKDVC rắn trong không khí: bao gồm vôi không khí CaO; thạch
cao xây dựng CaSO
4
.0,5 H
2
O; CKD Manhê MgO; xi măng anhydric CaSO
4
; thuỷ tinh
lỏng R
2
O.nSiO
2
. Trong đó (R = Na với n = 2,5÷3; R = K với n = 3÷4)
Nhóm này có đặc điểm là sau khi đem nhào trộn với nước hoặc dung môi thì nó
chỉ có thể rắn chắc và tăng cường độ trong môi trường không khí mà thôi.
+ Nhóm các CKDVC rắn trong nước: bao gồm

So sánh giữa hai nhóm CKD thì nhóm CKDVC rắn trong nước có phạm vi rộng
rãi hơn, có cường độ cao hơn so với nhóm rắn trong không khí. Nhưng không vì vậy mà
người ta không nghiên cứu và phát triển nhóm CKDVC rắn trong không khí.

A- CÁC CKDVC RẮN TRONG KHÔNG KHÍ:
I.Vôi không khí:
1- Nguyên liệu và chế tạo:
Nguyên liệu chủ yếu để chế tạo vôi không khí là đá vôi canxit CaCO
3
, mà trong đó
hàm lượng tạp chất sét không lớn hơn 6%.
Để chế tạo, người ta nung đá vôi đến một nhiệt độ thích hợp nhằm phân giải
CaCO
3
gọi là các phương trình phản ứng cấp nhiệt.
Theo lý thuyết
CaCO
3
+ 42,52 Kcal → CaO + CO
2
↑
CaCO
3

 →
C
o
900
CaO + CO
2

và cung cấp lượng nhiệt cần thiết.
Trong quá trình nung có thể xảy ra hai trường hợp:
+ Nếu nung non lửa thì sản lượng vôi thấp, vôi kém dẻo. + Nếu nung quá lửa thì sản lượng vôi thấp, vôi kém dẻo, vôi rất khó tôi.
Trong quá trình nung, sau khi CaCO
3
phân giải thì sản lượng có được thường giảm
đi vào khoảng 44% so với CaCO
3
ban đầu. Trong khi đó, thể tích V chỉ giảm vào khoảng
10%.
Từ CaO để sử dụng trong thực tế thì người ta phải tạo ra những sản phNm khác nhau.

2/ Bột vôi sống:
Nghiền vôi cục (vôi sống) ra dạng bột (độ mịn > 75% lọt qua qua sàng 4900
lỗ/cm


) CaCO
3
CaO CaO
Màng keo cứng
(do SiO
2
, Al
2
O
3
chảy ra)
Bài giảng VLXD-Chương 4 GVC-ThS. Cù Khắc Trúc – ThS. Lê văn Hải Châu

3 + Tận dụng được hạn sượng (nung non lửa và nung quá lửa)
• Nhược:
+ Phải đầu tư trang thiết bị
+ Dễ sinh ra bệnh nghề nghiệp ⇒ cần thiết kế hệ thống thông gió, bảo hộ lao động
trang bị đầy đủ, chế độ chính sách.
3/ Tôi vôi:
Người ta cho nước tác dụng với vôi cục thì sẽ phát ra lượng nhiệt (quá trình phản

O. CaCO
3
CaO + CO
2
↑ Hình IV.1: Dụng cụ OK
Bài giảng VLXD-Chương 4 GVC-ThS. Cù Khắc Trúc – ThS. Lê văn Hải Châu

4 Vôi cục-CaO (vôi sống)
Bột vôi sống (CaO) Tôi vôi (CaO+H
2
O )
- Nghiền mịn
- Đóng bao
- Xuất xưởng - Vôi tả (vôi bột) - Vôi nhuyễn Ca(OH)
2
- Vôi sữa
- Nước = 32,13% CaO - 50% Ca(OH)
2
Dựa vào nhiệt độ tôi mà người ta chia vôi làm hai loại:
+ Loại vôi phát nhiều nhiệt, t
o
≥ 70
o
C
+ Loại vôi phát ít nhiệt, t
o
< 70
o
C
*Tốc độ tôi: là thời gian kể từ khi cho vôi tôi với nước cho đến lúc đạt nhiệt độ cao nhất.
Dựa vào tốc độ tôi (v) mà người ta chia vôi làm 3 loại:
+ Vôi có tốc độ tôi nhanh: v < 5 phút
+ Vôi có tốc độ tôi vừa : v = 5-20 phút
+ Vôi có tốc độ tôi chậm v > 20phút
b) Xác định lượng vôi nhuyễn (lít) do 1kg vôi sống sinh ra.
Dùng 200g vôi sống cục, có kích thước từ 5 - 10mm, cho vào dụng cụ có dung tích
xác định (2 lít) đổ nước ngập l - 2cm. Để tăng tốc độ tôi có thể đun trên bếp hoặc đèn Không khí
Nắp đậy
Bột vôi sống
t

Vữa vôi không được tính theo công thức, vữa vôi lấy theo tỉ lệ (theo V)
+ Vôi cấp 1: V/C = 1/4
+ Vôi cấp 2: V/C = 1/3
+ Vôi cấp 3: V/C = 1/2

5/ Quá trình rắn chắc của vữa vôi:
a) Vữa dùng vôi nhuyễn: 2 giai đoạn
- Giai đoạn 1: hòa tan và hóa keo
V+ C + N ⇒ vữa vôi (dẻo, dính, đặc dần lại → mất nước → ngưng keo)
- Giai đoạn kết tinh ( carbonat hóa):
Ca(OH)
2
+ CO
2
+ nH
2
O → CaCO
3
+ (n+1)H
2
O
Quá trình rắn chắc của vữa vôi tiến triển rất chậm, có khi kéo dài hàng tuần, hàng tháng
hoặc lâu hơn nữa. Để tăng nhanh quá trình rắn chắc thì người ta có thể sử dụng các biện
pháp sau đây:
+ Dưỡng hộ vữa vôi bằng khí CO
2

+ Sử dụng phụ gia:
o đưa vào 1 lượng nhỏ xi măng
o đưa vào 1 lượng nhỏ thạch cao xây dựng

3
+ H
2
O
Vôi bị hóa đá, chất lượng vôi giảm, vôi ít dẻo, khả năng liên kết kém.

II. Thạch cao xây dựng:
1/ Nguyên liệu và chế tạo:
- Nguyên liệu chủ yếu để chế tạo thạch cao xây dựng là đá thạch cao thiên nhiên
(CaSO
4
.2H
2
O )
- Để chế tạo, người ta đem nung đá thạch cao ở nhiệt độ từ 150-160
o
C, sau đó người
ta đem nghiền ra dạng bột → đóng bao → xuất xưởng
CaSO
4
.2H
2
O
 →
÷ C
o
160150
CaSO
4
.0,5H


7 + Thời gian bắt đầu ninh kết: không sớm hơn 4 phút
+ Thời gian ninh kết xong: 6-30 phút
c) Độ mịn của bột thạch cao xây dựng được quy định như sau:
+ Đối với thạch cao loại 1 thì lượng sót trên sàng d = 0,2 mm không được lớn hơn
10%
+ Đối với thạch cao loại 2 thì lượng sót trên sàng d = 0,2 mm không được lớn hơn
20%
+ Đối với thạch cao loại 3 thì lượng sót trên sàng d = 0,2 mm không được lớn hơn
30%
d) Cường độ chịu uốn R
u
của những mẫu 4×4×16 cm, sau 1h30 (kể từ khi cho bột
thạch cao nhào trộn với nước cho đến lúc xác định R
u
)
⇒ R
u
= 17-27 bars (1 bars ≈ 1Kgf/cm
2
)
R
n
= 35-55 bars
3/ Công dụng và bảo quản
a- Công dụng:
- Trang trí

Các khoáng này có tác dụng làm cho vôi thủy rắn chắc được trong môi trường
nước.
Sau đó đem nghiền thành bột.
Bài giảng VLXD-Chương 4 GVC-ThS. Cù Khắc Trúc – ThS. Lê văn Hải Châu

8 2/ Các tính chất chủ yếu của vôi thuỷ:
a) Tính thủy lực (I)
Công thức :
)(
)(
32322
MgOCaoKhoiluong
OFeOAlSiOkhoiluong
I
+
++
=

Dựa vào I, chia làm 3 loại:
+ Vôi thủy yếu: I = 0,2-0,3
+ Vôi thủy trung bình : I = 0,3-0,4
+ Vôi thủy mạnh: I = 0,4-0,5
b) Khối lượng riêng:
γ
a
= 2,7-2,8 g/cm
3

- Vôi thủy được sử dụng để chế tạo bê tông hoặc vữa thì độ dẻo của nó kém hơn so
với vôi không khí. Nhưng quá trình rắn chắc nhanh hơn và có cường độ cao hơn.
- Vôi thủy ở dạng bột thường được bảo quản trong các container kín; hoặc là người
ta có thể bảo quản trong các bao bằng giấy nhiều lớp.
- Chỉ vận chuyển vôi thủy dạng bột thì thường dùng các loại xe có mui kín để tránh
mưa gió; và các kho chứa phải đảm bảo khô ráo.

Bài giảng VLXD-Chương 4 GVC-ThS. Cù Khắc Trúc – ThS. Lê văn Hải Châu

9 II/ Xi măng:
Khái niệm chung: xi măng là tên gọi tổng hợp cho nhóm CKD vô cơ rắn trong nước.
Trong đó có chứa các silicat canxi, các aluminat canxi và các alumino-ferit- calcii.
Ngày nay, người ta có thể chế tạo trên vài chục loại xi măng có các tính năng và công
dụng khác nhau. Mặt khác, ngày nay, ngoài những mác xi măng thông thường thì người
ta có thể chế tạo những loại xi măng mác cao 500-900#, điều này phụ thuộc vào nhiều
yếu tố: hệ nguyên liệu, công nghệ chế tạo.

XI MĂNG PORTLAND
Khái niệm chung: xi măng là tên gọi tổng hợp cho nhóm CKD vô cơ rắn trong
nước.Trong đó có chứa các silicat canxi, các aluminat canxi và các alumino-ferit-calci.
Ngày nay, người ta có thể chế tạo trên vài chục loại xi măng có các tính năng và công
dụng khác nhau. Mặt khác, ngày nay, ngoài những mác xi măng thông thường thì người
ta có thể chế tạo những loại xi măng mác cao 500-900#, điều này phụ thuộc vào nhiều
yếu tố: hệ nguyên liệu, công nghệ chế tạo.
1/ Định nghĩa:
Xi măng Portland là loại CKD vô cơ ở dạng bột mịn, khi nhào trộn với nước thì xảy ra
quá trình lý hoá phức tạp, từ trạng thái dẻo chuyển dần đến trạng thái rắn chắc và sau đó