Nghiên cứu ảnh hưởng của bột đá vôi và phụ gia siêu dẻo đến đặc tính cường độ của chất kết dính thạch cao xây dựng

Më ®Çu Tèc ®é ph¸t triÓn mét c¸ch nhanh chãng cña x· héi vÒ mÆt kinh tÕ, khoa häc, v¨n ho¸...lµm cho con ng­êi ngµy mét ®­îc c¶i thiÖn h¬n. Do dã vÊn ®Ò x©y dùng c¬ b¶n ®ang lµ mét vÊn ®Ò cÊp thiÕt cña ®êi sèng hiÖn nay. §Ó ®¸p øng nhu cÇu cña x©y dùng c¬ së h¹ tÇng th× mét trong nh÷ng ngµnh mòi nhän trong c«ng cuéc x©y dùng lµ ngµnh vËt liÖu x©y dùng. Nhu cÇu vÒ th¹ch cao x©y dùng vµ trang trÝ néi thÊt ®ang lµ vÊn ®Ò bøc xóc cña c¸c tÇng líp trong nhan d©n. ChÊt kÕt dÝnh th¹ch cao x©y dùng lµ lo¹i chÊt kÕt dÝnh r¾n ch¾c vµ ph¸t triÓn c­êng ®é trong m«i tr­êng kh«ng khÝ. C­êng ®é cña chÊt kÕt dÝnh th¹ch cao x©y dùng th­êng kh«ng cao. Tuy nhiªn cã rÊt nhiÒu tr­êng hîp ®ßi hái chÊt kÕt dÝnh th¹ch cao x©y dùng cÊn ®¹t c­¬ng ®é nhÊt ®Þnh. ChÝnh v× vËy em ®· nghiªn cøu ®Ò tµi:” Nghiªn cøu ¶nh h­ëng cña bét ®¸ v«i vµ phô gia siªu dÎo ®Õn ®Æc tÝnh c­êng ®é cña chÊt kÕt dÝnh th¹ch cao x©y dùng” Do kh¶ n¨ng cßn cã h¹n, nªn cuèn ®å ¸n kh«ng tr¸nh khái nh÷ng thiÕu sãt. Em mong sù gãp ý cña c¸c thÇy c« vµ c¸c b¹n. Trong qu¸ tr×nh lµm ®å ¸n tèt nghiÖp em ®· ®­îc sù h­íng dÉn tËn t×nh cña c¸c thÇy c« trong bé m«n còng nh­ c¸c thÇy c« trong nhµ tr­êng ®· gióp ®ì, t¹o ®iÒu kiÖn vÒ mäi mÆt cho em hoµn thµnh b¶n ®å ¸n cña m×nh. Em xin ch©n thµnh c¶m ¬n thÇy gi¸o GV.TS Vò §×nh §Êu ®· h­íng dÉnvµ gióp ®ì tËn t×nh cho em trong qu¸ tr×nh thùc tËp vµ lµm ®Ò tµi. Em xin ch©n thµnh c¶m ¬n c¸c thÇy c« trong khoa vËt liÖu x©y dùng vµ c¸c thÇy c« ë phßng thÝ nghiÖm vËt liÖu x©y dùng ®· t¹o ®iÒu kiÖn thuËn lîi cho em hoµn thµnh ®å ¸n nµy. PhÇn I: tæng quan VÒ CHÊT KÕT DÝNH TH¹CH CAO I. Giíi thiÖu vÒ th¹ch cao I.1. Th¹ch cao thiªn nhiªn. Th¹ch cao thiªn nhiªn lµ lo¹i vËt liÖu kho¸ng d¹ng ®¸ cã thµnh phÇn kho¸ng chñ yÕu lµ: CaSO4.2H2O ngoµi ra cßn cã c¸c kho¸ng kh¸c víi hµm l­îng nhá. Th¹ch cao thiªn nhiªn ®­îc sö dông lµm nguyªn liÖu trong nhiÒu lÜnh vùc: Ho¸ häc, vËt liÖu x©y dùng, thùc phÈm, y tÕ, n«ng nghiÖp ..v v. Th¹ch cao thiªn nhiªn cßn ®­îc sñ dông ®Ó s¶n xuÊt s¶n phÈm cã tÝnh chÊt mü thuËt t¹o h×nh, lµm m« h×nh. HiÖn nay Th¹ch cao thiªn nhiªn th­êng ®­îc sö dông ®Ó s¶n xuÊt chÊt kÕt dÝnh trong x©y dùng c¬ b¶n vµ pha vµo khi nghiÒn xi m¨ng poãc l¨ng ®Ó c¶i thiÖn mét sè tÝnh chÊt cña xi m¨ng. I.1.1 Sö dông th¹ch cao thiªn nhiªn s¶n xuÊt chÊt kÕt dÝnh th¹ch cao. ChÊt kÕt dÝnh th¹ch cao lµ s¶n phÈm th¹ch cao cã d¹ng CaSO4.0,5H2O hay anhy®ric CaSO4 ®­îc s¶n xuÊt b»ng ph­¬ng ph¸p nung nguyªn liÖu ®¸ th¹ch cao CaSO4.2H2O vµ nghiÒn mÞn. Trong s¶n xuÊt th¹ch cao, tuú thuéc vµo nhiÖt ®é nung vµ ®iÒu kiÖn gia c«ng nhiÖt mµ ta nhËn ®­îc s¶n phÈm th¹ch cao ë c¸c d¹ng kh¸c nhau. + Khi nung ë nhiÖt ®é tõ 1000C – 1600C trong ®iÒu kiÖn m«i tr­êng l­u th«ng ¸p xuÊt, s¶n phÈm chÊt kÕt dÝnh th¹ch cao ®­îc t¹o thµnh chñ yÕu d¹ng CaSO4.0,5H2O ®«ng kÕt r¾n ch¾c nhanh gäi lµ th¹ch cao x©y dùng. + Khi gia c«ng nhiÖttrong thiÕt bÞ kÝn b·o hoµ h¬i n­íc cã nhiÖt ®é ¸p xuÊt cao hay trong dung dÞch n­íc cña mét sè muèi hoµ tan ë nhiÖt ®é 970C-1000C ta nhËn ®­îc s¶n phÈm th¹ch cao ë d¹ng CaSO4.0,5H2O gäi lµ th¹ch cao kü thuËt ®«ng kÕt r¾n ch¾c chËm h¬n th¹ch cao x©y dùng nh­ng cã c­êng ®é cao h¬n. + Khi nung ë nhiÖt ®é tõ 6000C- 9000C s¶n phÈm t¹o thµnh chñ yÕu d¹ng CaSO4 ®«ng kÕt r¾n ch¾c chËm gäi lµ chÊt kÕt dÝnh th¹ch cao nung ë nhiÖt ®é cao. Th¹ch cao x©y dùng ( d¹ng CaSO4.0,5H2O ) vµ th¹ch cao kü thuËt ( d¹ng CaSO4.0,5H2O ) cã cïng m¹ng l­íi cÊu tróc tinh thÓ nh­ng møc ®é ph©n t¸n vµ kÝch th­íc tinh thÓ kh¸c nhau dÉn ®Õn sù kh¸c nhau vÒ tèc ®é hy®r¸t ho¸, l­îng n­íc yªu cÇu vµ l­îng nhiÖt hoµ tan. D¹ng CaSO4.0,5H2O cã kÝch th­íc tinh thÓ lín nªn tèc ®é hy®rat ho¸ vµ ®«ng kÕt r¾n ch¾c chËm l­îng n­íc yªu cÇu thÊp nh­ng c­êng ®é cao. I.1.2. Sö dông th¹ch cao thiªn nhiªn lµm phô gia cho xi m¨ng. Ngoµi viÖc sö dông lµm chÊt kÕt dÝnh, Th¹ch cao thiªn nhiªn cßn ®­îc sö dông lµm phô gia ®iÒu chØnh thêi gian ninh kÕt r¾n ch¾c cho xi m¨ng poãc l¨ng cã t¸c dông c¶i thiÖn mét sè tÝnh chÊt cña xi m¨ng. Hµm l­îng th¹ch cao pha vµo chñ yÕu phô thuéc vµo hµm l­îng kho¸ng C3A trong clanke xim¨ng, th­êng th× tõ 3%.Ngoµi giíi h¹n ®ã sù cã mÆt cña th¹ch cao cã thÓ cã t¸c dông kh«ng lîi ®Õn qu¸ tr×nh ®«ng kÕt r¾n ch¾c cña xim¨ng. Khi xi m¨ng nhµo trén víi n­íc, sù ®ãng r¾n x¶y ra chñ yÕu do sù h×nh thµnh cña hy®r« silicat canxi d¹ng CSH vµ bÞ ¶nh h­ëng bëi sù cã mÆt cña th¹ch cao trong hçn hîp. Theo kÕt qu¶ nghiªn cøu gÇn ®©y cho thÊy r»ng SO42- t¹o thµnh do sù hoµ tan cña th¹ch cao cã thÓ tham gia vao cÊu tróc cña CSH trong xim¨ng ®ãng r¾n. Tuy nhiªn khi t¨ng hµm l­îng th¹ch cao t¨ng sÏ lµm t¨ng sè l­îng c¸c gel CSH h×nh thµnh nh­ng l¹i lµm gi¶m c­êng ®é cña c¸c gel CSH. I.2. Th¹ch cao phÕ th¶i. Th¹ch cao phÕ th¶i ®­îc t¹o thµnh tõ qu¸ tr×nh chÕ biÕn c¸c hîp chÊt chøa canxi ë d¹ng c¸cbon¸t, hy®r«xýt, phètph¸t,...víi axit sunphuaric. Th¹ch cao d¹ng phÕ th¶i ®­îc ®Æc tr­ng bëi thµnh phÇn chÝnh lµ sunph¸t canxi, ngoµi ra cßn lÉn c¸c thµnh phÇn kh¸c. HiÖn nay cã mét sè lo¹i th¹ch cao phÕ th¶i chÝnh nh­ th¹ch cao phètpho, th¹ch cao bor, th¹ch cao flo, th¹ch cao titan...vµ c¸c th¶i phÈm cña c«ng nghÖ s¶n xuÊt gèm sø Th¹ch cao phètpho lµ phÕ th¶i cña c«ng nghÖp s¶n xuÊt axit phètphoric, tuú thuéc vµo thµnh phÇn pha vµ thµnh phÇn ho¸ häc mµ chia thµnh th¹ch cao phètpho apatit vµ th¹ch cao phètpho phètphoric. Th¹ch cao bor lµ th¶i phÈm chñ yÕu cña c«ng nghiÖp s¶n xuÊt axit sunfuric b»ng axit boric. Lo¹i th¹ch cao phÕ th¶i nµy gåm th¹ch cao boric vµ th¹ch cao bá ®«l«mÝt. Th¹ch cao clor lµ th¹ch cao cã chøa hµm l­îng ion clo th­êng tõ 2% Trong x©y dùng, th¹ch cao phètpho còng ®· ®­îc nghiªn cøu sö dông lµm chÊt kÕt dÝnh, v÷a tr¸t t­êng, khu«n...C¸c s¶n phÈm kh«ng ®ßi hái chÊt l­îng cao nh­ tÊm l¸t ®­êng ë n«ng th«n, l¸t cho ®ª, kÌ... Tuú theo ph­¬ng ph¸p s¶n xuÊt axit ph«tphoric mµ sÏ t¹o ra b· th¶i th¹ch cao cã thµnh phÇn kh¸c nhau vµ tÝnh chÊt kh¸c nhau. C¸c ph­¬ng ph¸p s¶n xuÊt axit ph«tphoric gåm: +Ph­¬ng ph¸p Dihy®rat. +Ph­¬ng ph¸p Semih®rat. +Ph­¬ng ph¸p Semihy®rat th¹ch cao. +Ph­¬ng ph¸p th¹ch cao/Semih®rat. +Ph­¬ng ph¸p cã sö dông axit Nitric. VÒ nguyªn t¾c c¸c ph­¬ng ph¸p nµy ®Òu dùa trªn ph¶n øng gi÷a apatit víi H2SO4, sù kÕt tinh tth¹ch cao phètpho x¶y ra trong dung dÞch chøa hµm l­îng P2O5 cao t¹i nhiÖt ®é >250C. Qu¸ tr×nh ph¶n øng cña apatit víi H2SO4 x¶y ra nh­ sau: 3Ca(PO4).CaF + 5H2SO4 + 10H2O = 5(CaSO4.2H2O) + 3H3PO4 + HF. NÕu trong thµnh phÇn kho¸ng cña nguyªn liÖu ban ®Çu cã lÉn SiO2 th× cã thÓ x¶y ra ph¶n øng sau: 6HF + SiO2 = H2SiF6 + 2H2O. Trong th¹ch cao phètpho cßn chøa ®Õn 0.3% c¸c hîp chÊt h÷u c¬. Phô thuéc vµo chÕ ®é ph©n huû nh­ nhiÖt ®é vµ nång ®é cña c¸c cÊu tö mµ ng­êi ta nhËn ®­îc ba d¹ng s¶n phÈm lµ CaSO4.2H2O, CaSO4.0,5H2O, vµ CaSO4. Hµm l­îng CaSO4.2H2O trong th¹ch cao phètpho cã thÓ ®¹t tõ 77.4% phô thuéc vµo lo¹i nguyªn liÖu sö dông vµ ph­¬ng ph¸p ®iÒu chÕ. Th¹ch cao phètpho apatit cã bÒ mÆt riªng t­¬ng ®èi nhá vµ khèi l­îng riªng dao ®éng tõ 2.323). I.2.1. Sö dông th¹ch cao ph«tpho ®Ó s¶n xuÊt chÊt kÕt dÝnh. Th¹ch cao phètpho cã thÓ sö dông lµm nguyªn liÖu ®Ó s¶n xuÊt chÊt kÕt dÝnh th¹ch cao. Khi s¶n xuÊt chÊt kÕt dÝnh th¹ch cao ph¶i nung th¹ch cao phètpho ë nhiÖt ®é tõ 1300C1700C. Khi nung ë nhiÖt ®é 1360C hµm l­îng n­íc hy®r¸t trong th¹ch cao phètpho lµ 7.8%, khi nung ë nhiÖt ®é > 1600C th× hµm l­îng n­íc hy®r¸t cßn l¹i lµ 3.4%3.6% vµ ë 2000C th× l­îng n­íc hy®r¸t chØ cßn < 2%. L­îng n­íc hy®r¸t hîp lý trong chÊt kÕt dÝnh th¹ch cao lµ 6%. TÝnh chÊt cña chÊt kÕt dÝnh th¹ch cao phô thuéc vµo thêi gian nung vµ nhiÖt ®é nung. Khi nhiÖt ®é nung tõ 1500C1600C th× c­êng ®é cña chÊt kÕt dÝnh th¹ch cao lµ lín nhÊt. Khi t¨ng thêi gian nung th× l­îng n­íc tiªu chuÈn vµ c­êng ®é cña chÊt kÕt dÝnh th¹ch cao gi¶m, thêi gian nung tèt nhÊt lµ kho¶ng 60-100(phót). Tuy nhiªn thêi gian nung cßn phô thuéc vµo kÝch th­íc tinh thÓ th¹ch cao sö dông, khi tinh thÓ th¹ch cao cang nhá th× thêi gian nung cµng ng¾n. S¶n xuÊt chÊt kÕt dÝnh th¹ch cao tõ th¹ch cao phÕ th¶i cña c«ng nghiÖp gèm sø ph¶i gia c«ng nhiÖt ë nhiÖt ®é 1600C, thêi gian gia c«ng lµ 120 phót vµ thêi gian ñ lµ 30 phót. I.2.2. Sö dông th¹ch cao ph«tpho lµm phô gia cho xim¨ng. Th«ng th­êng ®Ó ®iÒu chØnh thêi gian ninh kÕt vµ c¸c tÝnh chÊt kh¸c cña xim¨ng ng­êi ta sö dông th¹ch cao thiªn nhiªn CaSO4.2H2O. Th¹ch cao ph«tpho còng ®· ®­îc nghiªn cøu sö dông lµm phô gia trong xi m¨ng poãc l¨ng vµ kÕt qu¶ nghiªn cøu chØ ra r»ng axit ph«tphoric trong th¹ch cao ph«tpho lµm t¨ng thêi gian ®«ng kÕt vµ gi¶m c­êng ®é ban ®Çu cña ®¸ xi m¨ng. KÕt qu¶ nghiªn cøu còng cho ta biÕt P2O5 cã ¶nh h­ëng kh¸c nhau ®Õn ®é ho¹t tÝnh cña c¸c kho¸ng, phô thuéc vµo hµm l­îng cña nã. Khi hµm l­îng P2O5 kho¶ng 0.25% lµm t¨ng tÝnh hy®rat cña C3S, nh­ng khi hµm l­îng t¨ng ®Õn 0.5% th× l¹i lµm gi¶m sù hy®rat ho¸ cña C3S. NÕu hµm l­îng P2O5 ®Õn 1% th× c­êng ®é nÐn ban ®Çu cña C3S bÞ gi¶m ®i nh­ng khi t¨ng ®Õn 2% P2O5 th× c­êng ®é mÉu l¹i t¨ng lªn, khi hµm l­îng P2O5 ®¹t ®Õn 4% th× c­êng ®é l¹i gi¶m ®i. §èi víi pha alum«ferit canxi th× sù hy®rat ho¸ t¨ng khi hµm l­îng P2O5tõ 0.5%. Khi hµm l­îng P2O5 trong xi m¨ng cµng lín, sù ph¸ huû líp bao bäc chËm do ®ã lµm gi¶m c­êng ®é cña hçn hîp v÷a xi m¨ng. §Ó xi m¨ng cã ho¹t tÝnh hy®rat ho¸ cao, hµm l­îng P2O5 kh«ng v­ît qu¸ 0.5%, hµm l­îng tèi ­u lµ tõ 0.15%. Khi pha th¹ch cao ph«tpho vµo xi m¨ng, l­îng n­íc tiªu chuÈn cña xi m¨ng gi¶m ®i kh«ng ®¸ng kÓ, tuy nhiªn hµm l­îng pha trén tõ 0.5%th× l­îng n­íc gi¶m lín h¬n. I.3. C¬ së khoa häc cña viÖc pha trén phô gia th¹ch cao vµo xi m¨ng vµ bª t«ng. Khi nhµo trén xi m¨ng víi n­íc, ®Çu tiÒn x¶y ra qu¸ tr×nh ®«ng kÕt hçn hîp sau ®ã lµ qu¸ tr×nh ®ãng r¾n vµ ph¸t triÓn c­êng ®é. Tèc ®é ®«ng kÕt cña xi m¨ng phô thuéc vµo thµnh phÇn kho¸ng cña clanhke xi m¨ng, ®é nghiÒn mÞn, lo¹i phô gia, l­îng phô gia ®­a vµo, ®iÒu kiÖn m«i tr­êng, l­îng n­íc nhµo trén. Pha vµo xi m¨ng c¸c lo¹i phô gia vµ hµm l­îng phô gia kh¸c nhau th× tèc ®é ®«ng kÕt cña xi m¨ng còng kh¸c nhau. Khi nhµo trén phô gia th¹ch cao víi xi m¨ng poãc l¨ng, phô gia th¹ch cao cã thÓ lµ th¹ch cao thiªn nhiªn hay th¹ch cao phÕ th¶i, trong thµnh phÇn cña chóng cã chøa CaSO4.2H2O cã kh¶ n¨ng t¸c dông víi c¸c kho¸ng C3A vµ C3S khi cã mÆt n­íc t¹o thµnh ettringite bao bäc xung quanh c¸c kho¸ng lµm chËm tèc ®é ph¶n øng thuû ho¸. Khi kh«ng pha phô gia th¹ch cao vµo xi m¨ng th× xi m¨ng ®«ng kÕt nhanh vµ t¹o ra s¶n phÈm cã c­êng ®é thÊp. V× vËy th¹ch cao pha vµo khi nghiÒn mÞn xi m¨ng lµ rÊt quan träng. Hµm l­îng th¹ch cao pha vµo phô thuéc chñ yÕu vµo hµm l­îng kho¸ng C3A trong clanhke xi m¨ng, th­êng tõ 3-6%, ngoµi giíi h¹n ®ã ®Òu cã t¸c dông xÊu cho qu¸ tr×nh ®«ng kÕt. Khi sö dông th¹ch cao d¹ng CaSO4.0,5H2O th× khi thõa Ýt th¹ch cao còng lµm t¨ng nhanh qu¸ tr×nh ®«ng kÕt cña xi m¨ng. V× vËy hµm l­îng th¹ch cao pha vµo xi m¨ng kh«ng chØ phô thuéc vµo sù ®«ng kÕt mµ cßn phô thuéc vµo c¸c tÝnh chÊt kh¸c nh­ c­êng ®é, tèc ®é ®ãng r¾n, biÕn d¹ng co gãt, tÝnh chÞu l¹nh... Sù cã mÆt cña th¹ch cao trong xi m¨ng cßn cã ¶nh h­ëng tãi qu¸ tr×nh thuû ho¸ cña c¸c kho¸ng kh¸c nhau trong xi m¨ng poãc l¨ng v× vËy nã ¶nh h­ëng tíi qu¸ tr×nh ®«ng kÕt vµ r¾n ch¾c cña xi m¨ng. I.3.1. ¶nh h­ëng cña phô gia th¹ch cao tíi tèc ®é hy®rat ho¸ cña xi m¨ng poãc l¨ng. Xi m¨ng poãc l¨ng lµ mét hÖ gåm 4 kho¸ng chÝnh v× vËy tèc ®é hy®rat ho¸ cña xi m¨ng ®­îc quyÕt ®Þnh bëi tèc ®é hy®rat ho¸ cña c¸c kho¸ng. Khi t¸c dông víi n­íc ë ®iÒu kiÖn nhiÖt ®é th­êng c¸c kho¸ng cña xi m¨ng cã tèc ®é hy®rat ho¸ theo thø tù: C3A>C4AF>C3S>C2S. Møc ®é hy®rat ho¸ cña C3S ë 250C sau 1 ngµy ®¹t ®­îc 25% - 35%, sau 28 ngµy ®¹t ®­îc 78%-80%. Kho¸ng C2S hy®rat ho¸ chËm nhÊt, sau 1 ngµy chØ ®¹t 5%-10%, sau 28 ngµy ®¹t 30%-50%. Kho¸ng C3A cã tèc ®é hy®rat ho¸ rÊt nhanh, sau 1 ngµy ®· ®¹t ®­îc 70%-80% cßn kho¸ng C4AF sau 3 ngµy còng cã møc ®é hy®rat ho¸ ®¹t 50%-70%. Khi xi m¨ng kh«ng cã phô gia th¹ch cao th× tèc ®é hy®rat ho¸ cña xi m¨ng diÔn ra theo thø tù C3A>C4AF>C3S>C2S. NÕu xi m¨ng cã pha phô gia th¹ch cao th× møc ®é hy®rat ho¸ l¹i diÔn ra theo thø tù C3S>C3A>C4AF >C2S v× th¹ch cao sÏ lµm ch¹m sù hy®rat ho¸ cña C3A. Do ®ã tuú thuéc vµo hµm l­îng c¸c kho¸ng trong xi m¨ng, hµm l­îng Sunf¸t can xi mµ tèc ®é hy®rat ho¸ cña xi m¨ng sÏ kh¸c nhau. + Qu¸ tr×nh thuû ho¸ kho¸ng C3A. Sunph¸t canxi ®ãng vai trß lµ chÊt ho¹t ®éng ho¸ häc cña xi m¨ng, trong m«i tr­êng n­íc cã chøa muèi sunf¸t canxi ë nhiÖt ®é th­êng C3A bÞ hy®r¸t ho¸ vµ t¹o thµnh hîp chÊt phøc gäi lµ hy®r« sunphua alumin¸t canxi. Trong dung dÞch b·o hoµ Ca(OH)2 vµ sunphat canxi th× sÏ t¹o thµnh víi C3A hîp chÊt ettringite theo ph¶n øng. 3CaO.Al2O3 + 3CaSO4.2H2O + 25H2O = 3CaO.Al2O3.3CaSO4.31H2O. Khi nång ®é Ca(OH)2 vµ sunph¸t canxi trong dung dÞch nhá th× t¹o thµnh d¹ng m«n« sunphua aluminat canxi. 3CaO.Al2O3 + 3CaSO4.2H2O + 6H2O = 3CaO.Al2O3.3CaSO4.12H2O. Trong dung dÞch cã nång ®é Ca(OH)2 0.027g/l ë nhiÖt ®é b»ng 700C1000C ettringite bÞ mÊt dµn n­íc ®Õn khi cßn 810 ph©n tö, sau ®ã ph©n huû thµnh d¹ng thÊp sunphat vµ th¹ch cao. V× vËy trong dung dÞch b·o hoµ Ca(OH)2 ngay tõ ®Çu ettringite sÏ t¸ch ra ë d¹ng keo ph©n t¸n mÞn ®äng l¹i trªn bÒ mÆt3Cao.Al2O3 lµm chËm sù thuû ho¸ cña nã vµ kÐo dµi thêi gian ninh kÕt cña xi m¨ng. + Qu¸ tr×nh thuû ho¸ kho¸ng C4AF. Pha alum«ferit canxi trong xi m¨ng poãc l¨ng ë d¹ng C4AF, khi t¸c dông víi n­íc x¶y ra theo ph¶n øng. 4CaO.Al2O3.Fe2O3 + 7H2O = 3CaO.Al2O3.6H2O + CaO.Fe2O3.H2O Hy®r« alumin¸t canxi Hy®r« ferit canxi Hy®r« ferit canxi sÏ n»m l¹i trong thµnh phÇn cña gen xi m¨ng, cßn hy®r« alumin¸t canxi sÏ l¹i t¸c dông víi th¹ch cao nh­ ph¶n øng trªn. C¸c hîp chÊt hy®r« ferit canxi còng t¹o thµnh c¸c hîp chÊt phøc víi CaSO4.2H2O t­¬ng tù nh­ hy®r« alumin¸t canxi. I.3.2. Anh h­ëng cña phô gia th¹ch cao ®Õn qu¸ tr×nh ®«ng kÕt r¾n ch¾c cña xi m¨ng. Khi nhµo trén phô gia th¹ch cao víi xi m¨ng poãc l¨ng, phô gia th¹ch cao cã thÓ lµ th¹ch cao thiªn nhiªn hay th¹ch cao phÕ th¶i, trong thµnh phÇn cña chóng cã chøa CaSO4.2H2O cã kh¶ n¨ng t¸c dông víi c¸c kho¸ng C3A khi cã mÆt n­íc t¹o thµnh ettringite t¹o nªn líp mµng bao bäc trªn bÒ mÆt cña C3A, do ®ã sÏ lµm h¹n chÕ qu¸ tr×nh ph¶n øng tiÕp theo cña C3A víi n­íc do ®ã sÏ h¹n chÕ tèc ®é ®«ng kÕt cña xi m¨ng poãc l¨ng. 3CaO.Al2O3 + 3CaSO4.2H2O + 25H2O = 3CaO.Al2O3.3CaSO4.31H2O. (Ettringite ) Khi hµm l­îng cña th¹ch cao ngoµi kho¶ng 3%-5% ®Òu cã ¶nh h­ëng kh«ng tèt tíi qu¸ tr×nh ®«ng kÕt r¾n ch¾c cña xi m¨ng. II. T×nh h×nh s¶n xuÊt vµ nghiªn cøu sö dông th¹ch cao trªn thÕ giíi. Th¹ch cao lµ mét lo¹i vËt liÖu cã nhiÒu trong tù nhiªn ë Liªn X« (cò), Mü, Cana®a, Anh, Ph¸p, Ba lan,... vµ còng ®­îc khai th¸c vµ sö dông tõ nh÷ng n¨m 30 cña thÕ kû XX trong nhiÒu lÜnh vùc kh¸c nhau, ®Æc biÖt ®­îc sö dông víi sè l­îng lín trong ngµnh x©y dùng ®Ó chÕ c¸c chÊt kÕt dÝnh, lµm v÷a x©y dùng, c¸c s¶n phÈm, chi tiÕt trong kÕt cÊu x©y dùng.... Trong c«ng nghiÖp xi m¨ng, th¹ch cao lµm phô gia cho clanhke ®Ó lµm chËm thêi gian ®«ng kÕt cña xi m¨ng hoÆc lµm phô gia cho xi m¨ng xØ ®Ó n©ng cao ®é bÒn cña nã. Trong n«ng nghiÖp, th¹ch cao ®Ó bãn ruéng ë d¹ng s¶n phÈm tù nhiªn ®· nghiÒn nhá vµ anhydrite. Trong c«ng nghiÖp ho¸ chÊt, th¹ch cao ®­îc sö dông ®Ó ®Ó s¶n xuÊt l­u huúnh S, sunfat am«ni (NH4)2SO4... Ngoµi nguån th¹ch cao tù nhiªn, cßn cã nguån th¹ch cao phÕ th¶i cña s¶n xuÊt axit ph«tphoric, DAP,... trong ngµnh ho¸ chÊt. Mçi n­íc tuú theo t×nh h×nh tµi nguyªn th¹ch cao cña m×nh, cã nh÷ng h­íng nghiªn cøu, øng dông vµ ph¸t triÓn riªng ®Ó s¶n xuÊt c¸c s¶n phÈm tõ th¹ch cao. Nh­ng nh×n chung chÊt kÕt dÝnh ®­îc dïng ®Æc biÖt réng r·i trong ngµnh x©y dùng do nh÷ng tÝnh chÊt tèt cña chóng vµ chñ yÕu còng lµ do hiÖu qu¶ kinh tÕ cña chóng mang l¹i. C¸c s¶n phÈm vµ kÕt cÊu x©y dùng ®­îc chÕ t¹o trªn c¬ së c¸c chÊt kÕt dÝnh th¹ch cao cã nhiÒu tÝnh chÊt cã gi¸ trÞ nh­ lµ tÝnh dÉn nhiÖt thÊp, tÝnh chÊt ©m häc tèt, chÞu löa, kh«ng bÞ môc n¸t, ®ãng ®inh ®­îc. Ngoµi ra, chóng æn ®Þnh h¬n ®èi víi t¸c ®éng cña mét sè axit vµ kiÒm. C«ng nghÖ chÕ t¹o hiÖn ®¹i c¸c chÊt kÕt dÝnh vµ s¶n phÈm th¹ch cao lµ mét trong nh÷ng c«ng nghÖ cã n¨ng suÊt cao nhÊt trong ngµnh x©y dùng, nã kh¸c th­êng ë chç cùc kú ®¬n gi¶n vµ vÒ b¶n chÊt nã ®­îc quy ®Þnh vÒ viÖc t¹o h×nh c¸c s¶n phÈm b»ng khu«n dÔ th¸o, trong nhiÒu tr­êng hîp kh«ng cÇn xö lý nhiÖt. ViÖc sö dông c¸c chÊt kÕt dÝnh th¹ch cao trong x©y dùng tiÕt kiÖm ®­îc rÊt nhiÒu kim lo¹i, xi m¨ng vµ gç mµ kh«ng lµm gi¶m tuæi thä cña nhµ. Khèi l­îng cña t­êng lµm b»ng bª t«ng th¹ch cao gi¶m 3 lÇn so víi t­êng g¹ch, ®iÒu ®ã kh«ng chØ lµm gi¶m gi¸ thµnh cña t­êng mµ cña mãng n÷a. Do khèi l­îng cña c¸c s¶n phÈm bª t«ng th¹ch cao nhá, nªn ®· gi¶m ®­îc chi phÝ vËn chuyÓn. Tuy vËy, bªn c¹nh nh÷ng ®Æc tÝnh tèt, c¸c s¶n phÈm tõ th¹ch cao cßn cã nh÷ng nh­îc ®iÓm nh­ ®é chÞu n­íc kÐm dÉn ®Õn gi¶m ®¸ng kÓ ®é bÒn (®Õn 34 – 45 % ®é bÒn ë tr¹ng th¸i kh«), ®é l·o ho¸ cao vµ kÐm chÞu n­íc biÓn. Do ®ã, trong giai ®o¹n ®Çu nghiªn cøu, chÕ t¹o nh÷ng s¶n phÈm ®i tõ th¹ch cao (tr­íc nh÷ng n¨m 50), c¸c chÊt kÕt dÝnh th¹ch cao chØ ®­îc dïng chñ yÕu ®Ó t¹o c¸c s¶n phÈm dïng lµm kÕt cÊu bªn trong nhµ víi ®é Èm t­¬ng ®èi cña kh«ng khÝ cao h¬n 60%, rÊt hiÕm khi dïng trong c¸c kÕt cÊu lé thiªn vµ kh«ng ®­îc dïng trong c¸c kÕt cÊu chÞu lùc. Trong nh÷ng n¨m 50, lÇn ®Çu tiªn trong thùc tÕ, thÕ giíi ®· cã chÊt kÕt dÝnh th¹ch cao chÞu n­íc (xi m¨ng th¹ch cao puz¬lan), nã cho phÐp më réng ®¸ng kÓ lÜnh vùc øng dông c¸c s¶n phÈm tõ chÊt kÕt dÝnh th¹ch cao ®Ó lµm c¸c kÕt cÊu bªn trong nhµ cã ®é Èm t­¬ng ®èi cña kh«ng khÝ cao h¬n 60%, còng nh­ trong c¸c kÕt cÊu lé thiªn, trong sè ®ã, cã c¶ chÊt kÕt cÊu chÞu lùc. §Õn nay, vÊn ®Ò chÞu n­íc, chÞu lùc...Tuy ®· cã nhiÒu c«ng tr×nh cho kÕt qu¶ tèt, nh­ng vÉn cßn rÊt nhiÒu vÊn ®Ò cÇn tiÕp tôc nghiªn cøu vµ ph¸t triÓn. Còng ®· cã nh÷ng nghiªn cøu dïng c¸c phô gia ho¸ häc kh¸c nhau (ChÊt ho¹t tÝnh bÒ mÆt nhÊt lµ phô gia siªu dÎo, chÊt ho¸ r¾n, chÊt tÈm, ...) ®Ó ®iÒu chØnh tÝnh chÊt cña c¸c vËt liÖu ®i tõ th¹ch cao. ViÖc sö dông c¸c chÊt kÕt dÝnh th¹ch cao trong x©y dùng ngµy cµng réng r·i ®· t¹o ®iÒu kiÖn vµ v¹ch ra nh÷ng xu h­íng chÕ t¹o chóng kh«ng chØ tõ nguyªn liÖu thiªn nhiªn mµ cßn tõ phÕ liÖu cña c¸c ngµnh c«ng nghiÖp kh¸c nh­ c«ng nghiÖp s¶n xuÊt g«m sø, c«ng nghiÖp ho¸ chÊt... C¸c chÊt kÕt dÝnh th¹ch cao nµy kh«ng chØ ®­îc sö dông ®Ó chÕ t¹o c¸c s¶n phÈm th¹ch cao dïng trong x©y dùng mµ cßn sö dông chóng nh­ mét lo¹i phô gia ®Ó ®iÒu chØnh tÝnh chÊt cña xi m¨ng. Trªn thÕ giíi, b· th¶i th¹ch cao ph«tpho trong s¶n xuÊt axit ph«tphoric, ph©n DAP... ngµy mét t¨ng g©y « nhiÔm m«i tr­êng lín. Do vËy viÖc xö lý th¹ch cao ph«tpho lµ rÊt cÇn thiÕt ®èi víi nh÷ng n­íc cã ngµnh c«ng nghiÖp s¶n xuÊt axit ph«tphoric cã quy m« lín nh­ Liªn X«(cò), Mü... Liªn X« ®· cã nhiÒu c«ng tr×nh nghiªn cøu kh¶ n¨ng sö dông th¹ch cao ph«tpho ®Ó lµm chÊt kho¸ng ho¸ trong qu¸ tr×nh nung clanhke, thu håi SO2 ®Ó s¶n xuÊt axit sunfuric, s¶n xuÊt sunfat am«n...§Æc biÖt lµ c¸c c«ng tr×nh nghiªn cøu sö dông th¹ch cao ph«tpho lµm chÊt kÕt dÝnh trong x©y dùng tõ nh÷ng n¨m 60. N¨m 1980, Ахмедов М.А., Атакузиев Т.А. ®· c«ng bè c«ng tr×nh nghiªn cøu vµ øng dông th¹ch cao ph«tpho trong s¶n xuÊt vËt liÖu x©y dùng. Иваницкий В.В. vµ céng sù ®· gnhiªn cøu thµnh c«ng chÕ t¹o ®¸ nh©n t¹o tõ th¹ch cao ph«tpho. C¸c c«ng tr×nh nghiªn cøu ®· ®­îc øng dông nh­: +ChÊt kÕt dÝnh chÞu n­íc ®­îc s¶n xuÊt thö ë nhµ m¸y ХОРОШЕВ ЖБИ. +ViÖn ВНИИСТРОМ vµ ИОНХ ®· ®­a ra c«ng nghÖ vµ d©y chuyÒn s¶n xuÊt chÊt kÕt dÝnh ®é bÒn cao cã c«ng suÊt 360.000 T/n¨m t¹i nhµ m¸y ho¸ chÊt УВАРОВ. +ViÖn nghiªn cøu Florida ®· nghiªn cøu sö dông th¹ch cao ph«tpho ®Ó: S¶n xuÊt nhùa r¶i ®­êng asphal chøa 20% th¹ch cao ph«tpho, lµ vËt liÖu lµm ®­êng xa lé, dïng lµm phô gia s¶n xuÊt kÝnh, men cho ®å gèm sø. III. ChÊt kÕt dÝnh th¹ch cao x©y dùng III.1. Nguyªn vËt liÖu s¶n xuÊt ChÊt kÕt dÝnh th¹ch cao ®­îc s¶n suÊt chñ yÕu tõ lo¹i ®¸ th¹ch cao thiªn nhiªn d¹ng CaSO4.2H2O vµ CaSO4 , th¹ch cao sÐt vµ th¶i phÈm c«ng nghiÖp nh­ th¹ch cao phèt ph¸t hay th¹ch cao boric. III.1.1 §¸ th¹ch cao thiªn nhiªn Th¹ch cao thiªn nhiªn d¹ng CaSO4.2H2O, lµ lo¹i ®¸ trÇm tÝch ë d¹ng kÕt tinh, tinh thÓ d¹ng b¶n hay d¹ng sîi mµu tr¾ng cã chØ sè khóc x¹ ¸nh s¸ng NG=1,5305, Np=1,5207. §¸ th¹ch cao cã lÉn t¹p chÊt th­êng cã mµu x¸m, mµu ®á hay n©u. Tuú thuéc vµo hµm l­îng t¹p chÊt mµ ng­êi ta ph©n nguyªn liÖu th¹ch cao lµm hai lo¹i. Th¹ch cao lo¹i tèt khi hµm l­îng t¹p chÊt tõ 2-5%, vµ lo¹i th­êng víi l­îng t¹p chÊt tõ 10-15%. §¸ th¹ch cao thiªn nhiªn cã khèi l­îng thÓ tÝch b»ng (1200-1400)kg/m3. Khèi l­îng riªng b»ng (2,2-2,4)g/cm3. §é cøng b»ng 1,5-2 (theo thang Morh). §é Èm b»ng 3-5%. Thµnh phÇn ho¸ häc cña th¹ch cao : CaO=32,56%, SO3=46,51%, H2O=20,93%. NhiÖt dung ë 22oC=0,245(Kcal/kg.®é). §é hoµ tan cña CaSO4.2H2O trong n­íc phô thuéc vµo nhiÖt ®é cña m«i tr­êng n­íc. T¹i nhiÖt ®é 0oC, ®é hoµ tan cña CaSO4.2H2O trong n­íc lµ 0,17%, ë nhiÖt ®é 18oC lµ 0,2%, ë nhiÖt ®é 40oC lµ 0,21%, ë nhiÖt ®é 100oC lµ 0,17% ( tÝnh theo CaSO4 ) M¹ng l­íi cÊu tróc tinh thÓ cña th¹ch cao bao gåm 4 hay 8 ph©n tö CaSO4.2H2O. C¸c nguyªn tö canxi vµ nhãm SO42- ®­îc s¾p xÕp thµnh tõng líp, c¸c líp ®­îc ph©n chia lµ do c¸ ph©n tö n­íc chiÕm vÞ trÝ x¸c ®Þnh trong m¹ng l­íi tinh thÓ cña th¹ch cao. Do vËy khi bÞ mÊt n­íc, m¹ng l­íi tinh thÓ th¹ch cao vÉn kh«ng bÞ ph¸ ho¹i. MÆt kh¸c do sù ph©n bè c¸c ph©n tö n­íc gi÷a c¸c líp Ca2+ vµ SO42- nªn n­íc dÔ bÞ t¸ch ra khái m¹ng l­íi tinh thÓ th¹ch cao. Theo hµm l­îng CaSO4.2H2O trong ®¸ th¹ch cao ng­êi ta chia nguyªn liÖu ®¸ th¹ch cao ra lam c¸c lo¹i sau: Lo¹i 1: khi hµm l­îng CaSO4.2H2O >90% Lo¹i 1: khi hµm l­îng CaSO4.2H2O >75% Lo¹i 1: khi hµm l­îng CaSO4.2H2O >65% III.1.2 §¸ anhy®rÝc thiªn nhiªn §¸ anhy®rÝc thiªn nhiªn (CaSO4) lµ lo¹i ®¸ trÇm tÝch th­êng ë bªn d­íi c¸c líp th¹ch cao thiªn nhiªn. Do t¸c dông thÈm thÊu cña n­íc, anhy®rÝc bÞ hydr¸t hãa chËm, l©u ngµy t¹o nªn ®¸ th¹ch cao. T¹i c¸c má th¹ch cao khi khai th¸c th­êng gÆp hçn hîp nguyªn liÖu gåm (5-10)% anhy®rÝc vµ (90-95)% lµ ®¸ th¹ch cao. §¸ anhy®rÝc th­êng cøng h¬n ®¸ th¹ch cao. Khèi l­îng riªng cña ®¸ anhy®rÝc b»ng (2,9-3,1)g/cm3, mµu tr¾ng, khi cã lÉn t¹p chÊt t¹o thµnh c¸c mµu kh¸c nhau. Thµnh phÇn ho¸ häc cña anhy®rÝc lµ: CaO=41,18%, SO3=58,82%. III.1.3 Th¹ch cao sÐt Th¹ch cao sÐt lµ lo¹i ®¸ th¹ch cao cã chøa c¸c hçn hîp sÐt pha c¸t hay sÐt lÉn v«i. Thµnh phÇn ho¸ cña lo¹i nguyªn liÖu nµy kh«ng ®ång nhÊt phô thuéc vµo tõng má vµ tïng vïng trong má khai th¸c. Th«ng th­êng hµm l­îng CaSO4.2H2O trong th¹ch cao sÐt kho¶ng (30-60)%. III.1.4 Th¶i phÈm c«ng nhiÖp Th¶i phÈm trong c«ng nhiÖp s¶n suÊt axÝt phètphorÝc hay superphètph¸t lµ lo¹i th¹ch cao phètpho. Trong c«ng nhiÖp s¶n xuÊt axÝt borÝc ta cã lo¹i th¹ch cao borÝc. C¸c lo¹i th¶i phÈm nµy chøa nhiÒu t¹p chÊt v× vËy cÇn sö dông c¸c biÖn ph¸p ®Ó lo¹i bá t¹p chÊt. III.2. Ph­¬ng ph¸p s¶n xuÊt C«ng nghÖ s¶n xuÊt CKD th¹ch cao bao gåm 3 c«ng ®o¹n chÝnh lµ: nung, ®Ëp vµ nghiÒn mÞn hiÖn nay ng­êi ta th­êng sö dông 3 ph­¬ng ph¸p c«ng nghÖ ®Ó s¶n xuÊt th¹ch cao x©y dùng lµ: + SÊy s¬ bé vµ nghiÒn nguyªn liÖu th¹ch cao thµnh bét mÞn sau ®ã thùc hiÖn qu¸ tr×nh ®Ò hy®rat ho¸ th¹ch cao. Ph­¬ng ph¸p nµy tiªu hao nhiªn liÖu kho¶ng (40-45) kg than vµ ®iÖn n¨ng (25-30) Kwh ®Ó chÕ t¹o 1 tÊn s¶n phÈm th¹ch cao. + Sö dông thiÕt bÞ sÊy nghiÒn nung ®ång thêi. Ph­¬ng ph¸p nµy tiªu hao nhiªn liÖu kho¶ng (40-50) kg than vµ ®iÖn n¨ng (30-35) Kwh ®Ó chÕ t¹o 1 tÊn s¶n phÈm th¹ch cao. + Nung nguyªn liÖu ®¸ th¹ch cao ë d¹ng côc sau ®ã nghiÒn mÞn. Ph­¬ng ph¸p nµy tiªu hao nhiªn liÖu kho¶ng (40-45) kg than vµ ®iÖn n¨ng (20-25) Kwh ®Ó chÕ t¹o 1 tÊn s¶n phÈm th¹ch cao. D©y chuyÒn c«ng nghÖ s¶n xuÊt th¹ch cao x©y dùng theo ph­¬ng ph¸p nµy dÔ dµng tù ®éng ho¸ ®­îc toµn bé qu¸ tr×nh s¶n xuÊt. III.3.§Æc tÝnh kü thuËt III.3.1.Khèi l­îng riªng vµ khèi l­îng thÓ tÝch Khèi l­îng riªng vµ khèi l­îng thÓ tÝch cña chÊt kÕt dÝnh th¹ch cao phô thuéc vao nguyªn liÖu, ®iÒu kiÖn s¶n xuÊt vµ vµo d¹ng chÊt kÕt dÝnh. Khèi l­îng riªng cña chÊt kÕt dÝnh th¹ch cao dao ®éng trong kho¶ng 2,6-2,75(g/cm3), khèi l­îng thÓ tÝch d¹ng t¬i xèp lµ 800-1100)kg/m3). III.3.2.L­îng n­íc yªu cÇu L­îng n­íc yªu cÇu ®Ó hçn hîp th¹ch cao ®¹t ®­îc ®é deo tiªu chuÈn víi th¹ch cao x©y dùng lµ 50-70%, víi th¹ch cao kü thuËt lµ 30-40% tÝnh theo khèi l­îng. L­îng n­íc yªu cÇu cña chÊt kÕt dÝnh th¹ch cao t¨ng lªn sÏ lµm gi¶m c­êng ®é cña s¶n phÈm do cã l­îng n­íc thõa nhiÒu sÏ ®Ó l¹i nhiÒu lç rçngtrong s¶n phÈm. §Ó gi¶m l­îng n­íc yªu cÇu vµ t¨ng c­êng ®é cho s¶n phÈm ng­êi ta sñ dông c¸c lo¹i phô gia t¨ng dÎo khi nhµo trén th¹ch cao víi n­íc. Khi hµm l­îng phô gia t¨ng dÎo tõ 0,1-0,3% sÏ gi¶m l­îng n­íc ®­îc 10-15% l­îng n­íc yªu cÇu vµ t¨ng c­êng ®é s¶n phÈm. III.3.3.Thêi gian ®«ng kÕt Th¹ch cao x©y dùng vµ th¹ch cao kü thuËt thuéc lo¹i chÊt kÕt dÝnh ®«ng kÕt r¾n ch¾c nhanh. Thêi gian ®«ng kÕt cña chÊt kÕt dinh th¹ch cao phô thuéc vµo nguyªn liÖu, ®iÒu kiÖn c«ng nghÖ s¶n xuÊt, thêi gian b¶o qu¶n chÊt kÕt dÝnh, vµo l­îng n­íc nhµo trén, vµo nhiÖt ®é m«i tr­êng, ®iÒu kiÖn nhµo trén vµ hµm l­îng c¸c chÊt phô gia. N©ng cao nhiÖt ®é thuû ho¸ cña v÷a th¹ch cao ®Õn 40oC-450C sÏ lµm t¨ng nhanh thêi gian ®«ng kÕt vµ lµm t¨ng c­êng ®é, ë nhiÖt ®é cao h¬n thêi gian ®«ng kÕt vµ c­êng ®é sÏ gi¶m v× khi nhiÖt ®é m«i tr­êng cao , ®ç hoµ tan cña thach cao 2 ph©n tö n­íc sÏ lín h¬n ®é hoµ tan cña th¹ch cao 0,5 ph©n tö n­íc nªn qu¸ tr×nh thuû ho¸ cña th¹ch cao 0,5 ph©n tö n­íc ko thùc hiªn ®­îc, v÷a th¹ch cao kh«ng cã qu¸ tr×nh ®«ng kÕt ®ãng r¾n.Thêi gian ®«ng kÕt cña v÷a th¹ch cao gi¶m nÕu ®­a vµo c¸c cèt liÖu nh­ c¸t, xØ, mïn c­a....§Ó ®iÒu chØnh thêi gian ®«ng kÕt cña chÊt kÕt dÝnh th¹ch cao ng­ßi ta th­êng sö dông phô gia nh­ phô gia ®iÖn ph©n m¹nh, phu gia ho¹t tÝnh bÒ mÆt,phu gia h«n hîp. III.3.4.C­êng ®é. C¸c chÊt kÕt dÝnh th¹ch cao cã c­êng ®é c¬ häc kh¸c nhau phô thuéc vµo nhiÒu yÕu tè.Thêi gian b¶o qu¶n anh h­ëng ®Õn c­êng ®é th¹ch cao, c­êng ®é t¨ng trong thêi gian tõ 2 ®Õn 4 tuÇn ®©u v× thêi gian nµy th¹ch cao hót Èm trong kh«ng khÝ vµ thuû ho¸ trªn bÒ mÆt t¹o mµng máng CaSO4.2H2O bao bäc quanh h¹t th¹ch cao nªn l­îng n­íc yªu cÇu thÊp, thêi gian ®«ng kÕt ®ãng r¾n chËm.Tuy nhiªn nÕu kÐo dµi thêi gian b¶o qu¶n l­îng th¹ch cao bÞ thuû ho¸ nhiÒu , mµng th¹ch cao 2 ph©n tñ n­íc qu¸ dµy nªn cÇn nhiÒu n­íc, thêi gian ®«ng kÕt r¾n rÊt chËm vµo kÐm dÎo do ®ã c­êng ®é th¹ch cao gi¶m ®¸ng kÓ, hiÖn t­îng nµy gäi lµ hiªn tuîng b·o hoµ cña th¹ch cao. C­êng ®é cña chÊt kÕt dÝnh th¹ch cao cßn phô thuéc vµo l­îng n­íc nhµo trén.L­îng n­íc nhµo trén t¨ng th× c­êng ®é sÏ gi¶m,khi l­îng n­íc nhµo trén gi¶m tõ 70% xuèng cßn 40% th× c­êng ®é cña mÉu th¹ch cao sÏ t¨ng lªn tõ 2,5-3 lÇn . T¨ng ®é nÌn chÆt khi tao h×nh cung cã t¸c dông t¨ng c­êng ®é s¶n phÈm ®Æc biÖt c­êng ®é c­êng ®é cña s¶n phÈm th¹ch cao ®· r¾n ch¾c phô thuéc nhiÒu vµo ®é Èm, trong m«i tr­êng kh«ng khÝ s¶n phÈm th¹ch cao hót Èm lµm suy gi¶m c­êng ®é.Trong kh«ng khÝ cã ®é Èm 60% ®Õn 100% th¹ch cao hót Èm lµm c­êng ®é suy gi¶m cßn 60%-70% c­êng ®é s¶n phÈm ë tr¹ng th¸i kh«. S¶n phÈm th¹ch cao cã tØ lÖ n­íc nhµo chén cµng Ýt th× sù suy gi¶m c­êng ®é cho ®é Èm cµng nhá. Kh¶ n¨ng chÞu n­íc cña s¶n phÈm th¹ch cao ®­îc ®¸nh gi¸ qua hÖ sè mÒm lµ tØ lÖ c­êng ®é cña mÉu b·o hoµ n­íc trªn c­êng ®é cña mÉu kh« ë tr¹ng th¸i sÊy ®Õn khèi l­îng kh«ng ®æi .HÖ sè mÒm cña th¹ch cao n»m trong kho¶ngt tõ 0,3 ®Õn 0,45 phô thuéc vµo tÝnh chÊt cña th¹ch cao vµ ®é ®Æc ch¾c cña s¶n phÈm. Víi ph­¬ng thøc t¹o h×nh cøng l­îng n­íc nhµo chén Ýt th× hÖ sè mÒm cña th¹ch cao cã thÓ ®¹t tíi 0,4 -0,5. C­êng ®é cña th¹ch cao còng bÞ gi¶m khi nhµo trén víi cèt liÖu. Víi cèt liÖu h÷u c¬ c­êng ®é gi¶m nhiÒu h¬n cèt liÖu v« c¬. III.3.5.TÝnh biÕn d¹ng Trong qu¸ tr×nh ®«ng kÕt r¾n ch¾c th¹ch cao në thÓ tÝch kho¶ng 0,5% ®Õn 1%. Khi s¶n xuÊt th¹ch cao theo ph­¬ng ph¸p ®óc rãt sù në thÓ tÝch cã t¸c dông lÊp ®Çy khu«n mÉu , ®¶m b¶o ®é chÝnh s¸c vµ h×nh d¸ng cho s¶n phÈm. §é në cña th¹ch cao x©y dùng phô thuéc vµo hµm l­îng anhy®rÝc hoµ tan cã lÉn trong s¶n phÈm th¹ch cao v× khi ®«ng kÕt r¾n ch¾c anhy®rÝc hoµ tan në thÓ tÝch 0,7% - 0,8% trong khi ®ã cña CaSO4.0,5H2O lµ 0,15%-0,5%. Th¹ch cao kÜ thuËt cã ®é në thÓ tÝch lµ 0,2% .§Ó gi¶m ®é në thÓ tÝch th× khi nghiÒn th¹ch cao ng­êi ta cho 1% CaCO3 vµo, ®«ng thêi khi gi¶m l­îng n­íc nhµo trén vµ sö dông phô gia lµm chËm thêi gian ®«ng kÕt th× ®é në cña th¹ch cao cung gi¶m. Th¹ch cao sau khi r¾n ch¾c sÏ co thÓ tÝch g©y nªn c¸c øng suÊt lµm nøt nÎ s¶n phÈm. §Ó gi¶m ®é co cña th¹ch cao ng­êi ta th­ßng trén th¹ch cao víi c¸c sîi kho¸ng, sîi thuû tinh,....S¶n phÈm th¹ch cao ®· ®ãng r¾n cã kh¶ n¨ng xuÊt hiÖn biÕn d¹ng dÎo d­íi t¶i träng, biÕn d¹ng dÎo mÊt dÇn theo thêi gian. III.3.6.§é bÒn cña CKD th¹ch cao. ChÊt kÕt dÝnh th¹ch cao bÒn trong m«i tr­êng kh«ng khÝ. Khi chÞu t¸c dông cña m«i tr­êng n­íc ®Æc biÖt ë nhiÖt ®é thÊp hoÆc h¬i n­íc b·o hoµ th× c­êng ®é cña chóng bÞ gi¶m nhanh vµ bÞ ph¸ ho¹i.TÝnh bÒn cña th¹ch cao t¨ng khi t¨ng ®é ®Æc ch¾c vµ sö dông c¸c lo¹i phô gia tæng hîp kÞ n­íc,S¶n phÈm th¹ch cao cã kh¶ n¨ng chÞu ®­îc nhiÖt ®é cao trong kho¶ng thêi gian tõ 6-8 giê. Ngoµi viÖc sö dông th¹ch cao thiªn nhiªn ®Ó s¶n xuÊt chÊt kÕt dÝnh ta cßn sù dông th¹ch cao phètpho lµm nguyªn liÖu ®Ó s¶n xuÊt chÊt kÕt dÝnh th¹ch cao.Khi s¶n xuÊt chÊt kÕt dÝnh th¹ch cao ph¶i nung th¹ch cao phèt pho ë nhiÖt ®é tõ 1300C-1700C.Khi nung ë nhiÖt ®é 1360C hµm l­îng n­íc hydr¸t trong th¹ch cao phètpho lµ 7,8%-8,4% , khi nung ë nhiÖt ®é > 1360C th× hµm l­îng n­íc hydr¸t cßn l¹i lµ 3,4%-3,6% vµ ë 2000C th× l­îng n­íc hydr¸t chØ cßn <2%.L­îng n­íc hydr¸t hîp lÝ trong chÊt kÕt dÝnh th¹ch cao lµ 6%. TÝnh chÊt cña chÊt kÕt dÝnh th¹ch cao phô thuéc vµo thêi gian nung vµ nhiÖt ®é nung. Khi nung ë nhiÖt ®é 150oC-160oC th× c­êng ®é cña chÊt kÕt dÝnh th¹ch cao lµ lín nhÊt. Khi t¨ng thêi gian nung th× c­êng ®é cña chÊt kÕt dÝnh gi¶m. Thêi gian nung hîp lý tõ 100-120 phót. Tuy nhiªn thêi gian nung cßn ohô thuéc vµo kÝch th­íc cña tinh thÓ th¹ch cao sö dông. Khi tinh thÓ th¹ch cao cµng nhá th× thêi gian nung cµn gi¶m. IV.Ph­¬ng ph¸p nghiªn cøu. Trong nghiªn cøu nµy, c¸c ph­¬ng ph¸p tiªu chuÈn vµ phi tiªu chuÈn ®· ®­îc sö dông ®Ó x¸c ®Þnh c¸c tÝnh chÊt cña nguyªn liÖu, ¶nh h­ëng cña c¸c phô gia ®Õn c¸c tÝnh chÊt c¬ lý cña th¹ch cao. IV.I. Ph­¬ng ph¸p tiªu chuÈn. Dùa trªn tiªu chuÈn ViÖt Nam vµ tiªu chuÈn cña n­íc ngoµi ®Ó x¸c ®Þnh mét sè tÝnh chÊt cña th¹ch cao x©y dông. IV.I.1.X¸c ®Þnh khèi l­îng riªng cña CKD th¹ch cao. Tiªu chuÈn ®¸nh gi¸: TCVN4030 – 1985. a. Kh¸i niÖm : Khèi l­îng riªng lµ khèi l­îng cña mét ®¬n vÞ thÓ tÝch vËt liÖu ë tr¹ng th¸i ®Æc hoµn toµn. Khèi l­îng riªng ®­îc x¸c ®Þnh b»ng c©n. ThÓ tÝch ®Æc ®­îc x¸c ®Þnh b»ng ph­¬ng ph¸p chÊt long rêi._.