Xi măng – Tìm hiểu về Xi măng

Xi măng (từ tiếng Pháp: ciment) là chất kết dính sử dụng tính chất thủy hóa của xi măng làm chất kết dính liên kết tất cả các thành phần cấu thành khác. Sau một thời gian bảo dưỡng trong một điều kiện nhất định vật liệu nhận được ở dạng rắn có các tính chất cơ học (cường độ chịu nén, cường độ chịu kéo,..) hay tính chất vật lý (tính thấm, tính khuyếch tán,..) tùy thuộc vào mong muốn của người sử dụng....
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Xi măng – Tìm hiểu về Xi măngXi măng – Tìm hiểu về Xi măngXi măng (từ tiếng Pháp: ciment) là chất kết dính sử dụng tính chất thủy hóacủa xi măng làm chất kết dính liên kết tất cả các thành phần cấu thành khác.Sau một thời gian bảo dưỡng trong một điều kiện nhất định vật liệu nhậnđược ở dạng rắn có các tính chất cơ học (cường độ chịu nén, cường độ chịukéo,..) hay tính chất vật lý (tính thấm, tính khuyếch tán,..) tùy thuộc vàomong muốn của người sử dụng.Xi măng được tạo thành bằng cách nghiền mịn clinker, thạch cao thiên nhiênvà phụ gia. Khi tiếp xúc với nước thì xảy ra các phản ứng thủy hóa và tạothành một dạng hồ gọi là hồ xi măng. Tiếp đó, do sự hình thành của các sảnphẩm thủy hóa, hồ xi măng bắt đầu quá trình ninh kết sau đó là quá trình hóacứng để cuối cùng nhận được một dạng vật liệu có cường độ và độ ổn địnhnhất định.Vì tính chất kết dính khi tác dụng với nước, xi măng được xếp vào loại chấtkết dính thủy lực.Ứng dụngVật liệu xi măng được ứng dụng rất rộng rãi do ưu điểm thi công đơn giản,nguyên liệu ban đầu sẵn có, có tính chất cơ học tốt và tuổi thọ cao. Tronglĩnh vực xây dựng dân dụng (lĩnh vực áp dụng chủ yếu), đây là vật liệuchính để xây cầu, nhà, kênh, cống,v.v. Trong xử lý rác thải hạt nhân, việc ximăng hóa cho phép cố định các chất phóng xạ một cách sâu sắc trong vi cấutrúc của vật liệu xi măng.Sản xuất xi măng là ngành công nghiệp lớn, có ý nghĩa quan trọng đối với sựphát triển của nền kinh tế Việt Nam. Theo dự báo của quy hoạch, nhu cầu ximăng của nước ta còn tiếp tục tăng và sẽ đạt khoảng 46 triệu tấn vào năm2010, khoảng 70 triệu tấn vào năm 2020.Các loại xi măngTừ chỗ trên thị trường chỉ có một loại xi măng poóc lăng thông dụng, nay đãsong song tồn tại 2 loại là PCB và PC. Một số chủng loại xi măng đặc chủngbao gồm: xi măng bền sun phát, xi măng giếng khoan dầu khí, xi măng dãnnở, xi măng ít toả nhiệt, xi măng tro bay…Để đáp ứng nhu cầu xi măng sử dụng cho vùng biển và các công trình ngầmcó tác nhân xâm thực sun phát, ở nước ta, xi măng bền sun phát đã đượcnghiên cứu và tiêu chuẩn hoá từ năm 1995. Tuy nhiên, theo tiêu chuẩn này(TCVN 6067:1995) thì xi măng bền sun phát chỉ có mác tới 40 và cường độở tuổi sớm của xi măng bền sun phát mác PCHS40 khá thấp, sau 3 ngày chỉcần đạt 14 Mpa.Các vật liệu xi măng thường dùngHồ xi măng: Hỗn hợp của xi măng và nước. Hồ xi măng ít có ứng dụng thựctiễn, chủ yếu được sử dụng trong nghiên cứu vật liệu xi măng do chiếm tỷ lệphần trăm lớn và chi phối nhiều tính chất cơ lý của loại vật liệu này.Vữa xi măng: Hỗn hợp của xi măng, cát và nước. Nói một cách khác, vữa làvật liệu nhận được khi cho thêm cát vào công thức của hồ xi măng.Bê tông : Hỗn hợp của xi măng, cát, sỏi và nước hoặc tùy trường hợp cụ thểcó thể có thêm chất phụ gia hoặc các chất thêm khác.Chú thích: Từ hạt cốt liệu đại diện cho cát và/hoặc sỏi được cho thêm vàotrong công thức của hồ xi măng. Cát còn được gọi là hạt cốt liệu mịn, và sỏilà hạt cốt liệu thô.Vi cấu trúcGiống như các loại đất, đá, vật liệu gốm v.v., vật liệu xi măng cũng là mộtmôi trường rỗng với cấu trúc rỗng rất phức tạp, kích thước của lỗ rỗng phânbố rất rộng từ khoảng nanomet (kích thước rỗng của các hydrat của hồ ximăng), chạy qua khoảng micromet (lỗ rỗng mao dẫn) cho tới khoảngmilimet (bọt khí, vết nứt). Cấu trúc rỗng đóng một vai trò quan trọng ảnhhưởng trực tiếp hoặc gián tiếp đến các tính chất cơ học và vật lý đồng thờiquyết định độ bền (tuổi thọ) của vật liệu. Chẳng hạn, cường độ và tính đànhồi (module đàn hồi E) chủ yếu phụ thuộc vào tổng thể tích lỗ rỗng, tínhthấm và tính khuyếch tán bị chi phối bởi thể tích rỗng tổng cộng, kích thước,hình dạng và sự liên thông của các lỗ rỗng, còn vấn đề co ngót của vật liệuxi măng (do phụ thuộc trực tiếp vào năng lượng bề mặt tại thành lỗ rỗng) thìlại bị chi phối bởi diện tích bề mặt riêng của mạng lưới lỗ rỗng, độ bền chịucác chu kì đóng băng-tan băng (cửa nước lỗ rỗng) thì phụ thuộc vào thể tíchvà khoảng cách các bọt khí trong mạng lưới rỗng. Do đó việc nghiên cứu vậtliệu xi măng đòi hỏi phải hiểu biết một cách sâu sắc ở mức độ vi cấu trúcbằng cách xác định (ở một mức độ nhất định) thông số : độ rỗng tổng cộng,độ rỗng hiệu quả, kích thước lỗ rỗng, thông số về hình dạng, diện tích bềmặt riêng (m²/g) và nhất là sự phân bố theo kích thước của các lỗ rỗng v.v.