>> Phụ gia trợ nghiền có chứa PCE (P1)
4. Kết quả thử nghiệm đạt được tại các nhà máy xi măng
4.1. Tăng hiệu suất nghiền
Tiếp theo các thí nghiệm trong phòng thí nghiệm được là các thử nghiệm nghiền trong điều kiện thực tế tại một số máy nghiền xi măng. Đối với mục đích này, các loại xi măng khác nhau đã được nghiền trong máy nghiền bi hai ngăn kết hợp máy phân ly động thế hệ thứ ba.
Các chất phụ gia được thêm vào băng tải clanhke ngay trước đầu vào máy nghiền, mức bổ sung cần thiết được lựa chọn bằng một máy bơm màng có thể điều chỉnh tốc độ cấp. Các mẫu xi măng được lấy từ băng tải thành phẩm để thử nghiệm thêm. Không giống như các thử nghiệm nghiền trong phòng thí nghiệm, hiệu quả của các phụ gia trợ nghiền được đánh giá trên cơ sở năng suất ở độ mịn nhất định. Nguyên liệu cho các phụ gia được sử dụng đáp ứng chất lượng kỹ thuật. Các dữ liệu sản xuất là trung bình của bốn giờ sản xuất ổn định với các thông số không đổi (chẳng hạn như thông số cài đặt máy phân ly).
Ví dụ đầu tiên cho thấy các kết quả của nghiền của xi măng CEM I 42,5R (Bảng 3). Xi măng ban đầu được nghiền không có phụ gia, trong khi dung dịch triethanolamin 40% được bổ sung làm phụ gia trợ nghiền trong các thử nghiệm thứ hai. Trong giai đoạn tiếp theo, một công thức phụ gia bao gồm hai phần TEA và một phần PCE-1 đã được sử dụng như chất phụ gia nghiền. Tổng hàm lượng hoạt tính, thành phần của công thức phụ gia là 40% trong mỗi trường hợp.
Các dung dịch TEA đã làm tăng năng suất 18%. Số liệunày đã tăng lên 22% so với các thử nghiệm đối chứng khi hỗn hợp bao gồm cả PCE-1/ TEA được bổ sung vào. Việc tăng thêm năng suất như vậy do sử dụng các hỗn hợp PCE-1/TEA, mà đã không dự đoán được trên cơ sở các thử nghiệm trong phòng thí nghiệm (Hình 6: Clanhke 1), có thể được giải thích bởi các hoạt động phân tán của PCE trong máy phân ly. Hiệu quả tăng cường của hỗn hợp PCE- 1/TEA về hiệu suất nghiền cũng được xác nhận bởi các kết quả thu được tại các nhà máy xi măng khác.
Các dữ liệu sản xuất cho xi măng CEM II/AS 52,5R được trình bày trong Bảng 4. Thử nghiệm này tại nhà máy đã so sánh dung dịch của diethylene glycol (DEG) với dung dịch của PCE-1 và DEG (tỷ lệ trộn là 1:2). Các hàm lượng thành phần hoạt tính của dung dịch trong mỗi trường hợp là 50%. Rõ ràng là PCE-1 cũng làm tăng thêm năng suất khi được sử dụng trong hỗn hợp có chứa DEG.
4.2. Tăng cường độ
Cường độ cơ học mà xi măng có khả năng phát triển trong bê tông hoặc vữa chịu ảnh hưởng của một số yếu tố. Đối với cường độ xác định theo EN 196, những yếu tố này, về cơ bản, là thành phần clanhke, thành phần xi măng và độ mịn của xi măng.
Tăng 100 cm²/g trong diện tích bề mặt riêng của xi măng CEM I làm tăng cường độ khoảng1,0 MPa (2 ngày) và khoảng 1,5 MPa (28 ngày). Những dữ liệu này nên được coi là trung bình và có thể thay đổi theo loại xi măng. Trong trường hợp nghiền trong các máy nghiền xi măng thương mại, tăng giá trị độ mịn xi măng sẽ làm sụt giảm năng suất. Sự tổn thất này có thể được bù đắp bằng việc sử dụng các chất trợ nghiền hiệu quả gốc PCE.
Độ hoạt tính của xi măng có thể bị thay đổi khi bổ sung thêm các chất hóa học. Các PCE không liên quan đến độ hoạt hóa của xi măng trong trường hợp này. Như đã được chứng minh ở nghiên cứu khác (Bảng 5), tuy nhiên, các công thức sản phẩm có chứa các chất khác cũng như PCE thể cho phép điều chỉnh cường độ ban đầu và cuối cùng.
4.3. Cải thiện tính công tác
Các tiêu chí cần thiết cho tính công tác của bê tông tươi là độ chảy tỏa và duy trì độ chảy (duy trì độ đồng nhất). Do các giá trị cường độ cụ thể, xi măng với mức hàm lượng clanhke thay thế cao phải có độ mịn cao tương ứng. Tuy nhiên, nước yêu cầu và yêu cầu phụ gia hóa dẻo cũng tăng lên khi độ mịn tăng lên. Các sản phẩm thay thế clanhke khác nhau cho thấy sự khác biệt rất lớn trong lĩnh vực này. Nguyên liệu thay thế clanhke nguồn gốc tự nhiên và nhân tạo có thể chứa cả các chất khoáng và các tạp chất hữu cơ mà làm giảm tính công tác của hỗn hợp chất kết dính.
Xi măng có chứa hàm lượng lớn các pozzolan hoặc đá vôi nghiền là các chất thay thế clanhke cho thấy độ chảy tỏa đặc biệt thấp trong bê tông và có tác dụng đóng rắn mạnh hơn. Phụ gia PCE cho phép độ chảy tỏa cao và thời gian duy trì độ chảy kéo dài, do đó, đặc biệt thích hợp để sử dụng như phụ gia siêu dẻo trong sản xuất bê tông từ các loại xi măng này. Số lượng các phụ gia siêu dẻo thêm vào bê tông nằm trong khoảng 0,5% và 1,5% so với khối lượng xi măng.
Nếu được duy trì ổn định đặc biệt, các PCE sẽ được thêm vào xi măng trong suốt quá trình nghiền, thậm chí liều lượng thấp có thể đạt được tăng đáng kể độ chảy tỏa và duy trì độ chảy. Điều này được minh họa bằng những ví dụ sau đây về nghiền xi măng CEM II/B-M (V-LL) 42,5 N. PCE-2 tinh khiết (thành phần hoạt tính là 100%) chỉ cải thiện tính công tác mà không ảnh hưởng sự phát triển cường độ đã được sử dụng ở hai liều lượng khác nhau.
Bảng 6 cho thấy năng suất xi măng đã tăng nhẹ khi sử dụngphụ gia PCE-2, trong khi vẫn duy trì được độ mịn xi măng và phát triển cường độ. Nước yêu cầu và hàm lượng bọt khí cũng không bị ảnh hưởng bởi các chất phụ gia.
Các kết quả quan trọng của các thí nghiệm này bao gồm việc cải thiện độ chảy tỏa và tăng cường duy trì độ chảy khi PCE-2 được sử dụng (Hình 7). Rõ ràng là những tác động có lợi tăng lên khi liều lượng tăng lên.
5. Kết luận
Thử nghiệm trong phòng thí nghiệm và trong nhà máy đã xác minh rằng phụ gia có chứa PCE đáp ứng đầy đủ yêu cầu đặt ra đối với các phụ gia xi măng hiện đại. PCE góp phần làm tăng hiệu suất nghiền; rõ ràng là những lợi ích của chúng khi dùng làm phụ gia trợ nghiền được công bố chi tiết trong công thức sản phẩm có chứa phụ gia trợ nghiền thông thường, ví dụ như triethanolamin hoặc diethylen glycol. Hiệu ứng này đặc biệt đáng chú ý trong sản xuất xi măng bằng hệ thống máy nghiền-phân ly. Điều này đã được thấy rõ ở đây là hỗn hợp sản phẩm gồm PCE và các phụ gia trợ nghiền “truyền thống” làm tăng sản lượng nhiều hơn đáng kể hơn so với các chất phụ gia không chứa PCE.
Các phụ gia xi măng có chứa PCE cũng có thể làm tăng cường độ. Điều chỉnh các thông số cài đặt máy phân ly cho phép sản xuất xi măng mịn hơn. Sự sụt giảm về năng suất có thể được điều chỉnh bằng cách sử dụng các phụ gia trợ nghiền hiệu quả. Ngoài ra, các sản phẩm gồm PCE và các chất hoạt tính hóa học có ảnh hưởng trực tiếp đến quá trình thuỷ hoá xi măng cũng có thể được trình bày rõ ràng.
Tính công tác của xi măng có thể được cải thiện một cách hệ thống bằng việc bổ sung thêm các phụ gia PCE ở công đoạn nghiền. Mức trợ nghiền bổ sung theo thông thường từ 250 g/t - 500 g/t thường không hoặc chỉ gây ảnh hưởng một chút đến tính công tác. Rõ ràng là độ chảy tỏa và việc duy trì độ chảy có thể được kiểm soát bằng cách tăng liều lượng phụ gia sử dụng. Các nghiên cứu sau này tập trung vào ảnh hưởng cấu trúc phân tử khác nhau của các phụ gia trợ nghiền xi măng đến tính công tác sẽ được báo cáo sau.
Quỳnh Trang (Theo TTKHKT Xi măng)