Đặc tính của 1 số phụ gia trợ nghiền - Ảnh hưởng của chúng đến khả năng nghiền và chất lượng xi măng (P4)

3.3 Tính chất cơ lý của xi măng thành phẩm
 

Bảng 5 trình bày kết quả nước yêu cầu, thời gian đông kết và độ chảy vữa thông thường của các mẫu được kiểm tra. Nước yêu cầu của xi măng thành phẩm thay đổi từ 27,6% - 28,1%, trong khi đó giá trị tương ứng cho xi măng póoc lăng  đối chứng là 27,1%. Nhu cầu nước tăng nhẹ được quy cho chủ yếu là độ min cao hơn của xi măng được nghiền cùng với các phụ gia trợ nghiền thí nghiệm.

Thời gian đông kết bắt đầu và kết thúc đã giảm nhẹ trong các trường hợp của GA₁, GA₂và GA₃ (triethanolamin). TEA đã được biết đến trong nhiều năm như một thành phần của phụ gia và các hỗn hợp sử dụng cho xi măng póoc lăng, thường được thêm vào ở liều lượng thấp như một chất làm tăng nhanh sự đông kết, thực tế là do tăng tốc phản ứng C₃A. Tùy thuộc vào thành phần hóa học và khoáng vật của xi măng và hàm lượng TEA, có thể làm tăng sự hydrat hóa của C₃A với aluminat hydrat lục giác và chuyển đổi thành aluminat hydrat dạng khối. Mặt khác, so sánh với hỗn hợp đối chứng, trong trường hợp GA₄, GA₅ và GA₆ sự có mặt của triisopropanolamin làm tăng thời gian đông kết ban đầu và kết thúc khoảng 15%. Kết quả cho thấy, một phần TIPA hoạt động như một chất làm chậm hydrat hóa ở giai đoạn đầu, có thể do nó khuếch tán vào lỗ mao quản và vết nứt của các hạt xi măng trong quá trình nghiền. Giảm tốc độ hydra hóa có nghĩa là giảm tốc độ tỏa nhiệt, thực tế điều này rất là quan trọng trong các công trình bê tông khối lớn.

Các thí nghiệm độ chảy đã xác nhận kết quả trên và cho thấy trong trường hợp của triisopropamolamin tính công tác của vữa đã được cải thiện, trong khi sự có mặt của triethanolamin không ảnh hưởng tiêu cực đến xi măng thành phẩm. Độ chảy của vữa có liên hệ với các hạt xi măng vì hạt xi măng luôn luôn bị kết tụ trong nước. Thực tế này có thể dẫn đến tăng độ nhớt khi tăng thể tích hạt biểu kiến. Một phần nước bị kẹt trong lỗ rỗng của các kết tụ và không góp phần vào khả năng chảy. Do đó, tính công tác tăng lên nên được quy cho là do sự có mặt của triisopropamolamin, chất này (TIPA) sẽ phá vỡ các kết tụ xi măng bằng cách điều chỉnh sự cân bằng lực giữa các hạt.
 

Các vữa xi măng trong nghiên cứu đã được thí nghiệm cường độ nén sau 2, 7 và 28 ngày dưỡng hộ. Kết quả thu được thể hiện trong Bảng 6 và Hình 3. Việc bổ sung thêm triethanolamin TEA (GA₁, GA₂ và GA₃) đxa gây ảnh hưởng nhẹ đến cường độ nén của xi măng thành phẩm ở mọi lứa tuổi hydrat hóa. Tuy nhiên, sự có mặt của triisopropamolamin trong xi măng (đặc biệt trường hợp GA₆, có thành phần chính là TIPA – khoảng 97,5%) được cải thiện đáng kể cường độ nén tại 2 ngày khoảng 18,5% và trung bình 7 ngày  là 10%. Cường độ nén  tăng lên cũng có ý nghĩa sau 28 ngày  dưỡng hộ (khoảng 15%).

Các kết quả trên cho thấy rõ ràng rằng phụ gia trợ nghiền thương mại, chứa triisopropamolamin (GA₄, GA₅ và GA₆) cải thiện tính chất cơ lý của xi măng póoc lăng đã thủy hóa, một thực tế mà có thể là do sự tăng cường hydrat hóa các pha clinker như alit và ferrrit, triisopropamolamin, còn lại trong dung dịch trong một thời gian đủ dài và xúc tác cho quá trình hydrat hóa của khoáng C₄AF sau khi tất cả thạch cao tự do đã phản ứng  để tạo thành canxi sulfoaluminat hydrat. Ngược lại, alkanolamin, chủ yếu được hấp phụ bởi xi măng trong những giờ đầu tiên của quá trình hydrat hóa. Sự hấp phụ TEA diễn ra chủ yếu trên bề mặt khoáng Portlandite trong quá trình hydrat hóa pha silicat, trong TIPA không hấp phụ. Các quan sát này có thể giải thích sự khác biệt giữa TEA và TIPA đến tính chất cơ lý của xi măng thành phẩm.

4. Kết luận

Mục đích của nghiên cứu này là đánh giá 6 phụ gia trợ nghiền thương mại được sử dụng để sản xuất ra xi măng póoc lăng. Phân tích đặc tính của chúng đã được thực hiện bằng quang phổ hồng ngoại biến đổi Fourier (FT-IR) và sắc ký khí/quang phổ khối (GC/MS) đã cho thấy rằng thành phần chính của phụ gia trợ nghiền GA₁, GA₂ và GA₃ là triethanolamin (TEA). Mặt khác, 1,1’,1” –Nitrilotri-2-propanol (TIPA) đã được xác định là thành phần nhiều nhất trong phụ gia trợ nghiền GA₄, GA₅ và GA₆.

Các phụ gia trợ nghiền sử dụng thí nghiệm đã rất hiệu quả trong quá trình nghiền clinker xi măng póoc lăng, làm tăng bề mặt riêng và hệ số nghiền. Sự có mặt của TEA (GA₁, GA₂, GA₃) đã làm tăng hệ số nghiền lên đến 14%. Giá trị tương ứng đối với phụ gia trợ nghiền TIPA (GA₄, GA₅ và GA₆) đạt tới 26%.

Thời gian bắt đầu và kết thúc đông kết đã giảm nhẹ trong các trường hợp của GA₁, GA₂và GA₃ (triethanolamin), thực tế được quy cho là do tăng tốc phản ứng C₃A. Tuy nhiên sự có mặt của triisopropanolamin (GA₄, GA₅ và GA₆) làm tăng thời gian bắt đầu và thời gian kết thúc đông kết khoảng 15%, hoạt động như một chất làm chậm hydrat hóa ở giai đoạn đầu. Hơn nữa, TIPA cải thiện được tính công tác của vữa.

Việc bổ sung thêm triethanolamin TEA (GA₁, GA₂ và GA₃) đã gây ảnh hưởng một chút đến cường độ nén của xi măng thành phẩm ở tất cả tuổi thủy hóa. Mặt khác, triisopropanolamin đã cải thiện đáng kể cường độ nén, tăng 18,5% ở tuổi 2 ngày và tăng 15% sau 28 ngày dưỡng hộ.
(Hết)