Chương 3 KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM VÀ BIỆN LUẬN
3.2. Ảnh hưởng của lượng keo đến cường độ của vật liệu
Các mẫu sau khi được tạo hình và sấy ở nhiệt độ 2000C để nguội tự nhiên được đưa lên máy ép thử cường độ để lựa chọn lượng keo hợp lý
Kết quả khảo sát như sau:
Bảng 3-1 Kết quả cường độ của vật liệu không nung khi lượng keo thay đổi với 95% samốt và 5% đất sét
Mẫu M1 M2 M3 M4 M5 M6 M7
Lượng keo (ml) 5.5 6.5 7.5 8.5 9.5 10.5 11.5 Lực ép (kg/cm2) 136.5 146.5 152.8 156 154 154 152
125 130 135 140 145 150 155 160
5.5 6.5 7.5 8.5 9.5 10.5 11.5 kg/cm2
ml
Hình 3-1 Kết quả cường độ của vật liệu không nung khi lượng keo thay đổivới
samốt và đất sét
Trong bảng này cường độ lớn nhất tại thể tích keo là 8,5 ml và thấp nhất ở 5,5ml điều này có thể lý giải. khi lượng keo ít không đủ để bao phủ toàn bộ bề mặt của các hạt vật liệu, khi tạo hình trong vật liệu sẽ có các hạt tiếp súc với nhau mà không có keo liên kết do vậy cường độ của vật liệu thấp. Lượng keo đủ bao phủ bề mặt các hạt liệu thì liên kết keo với các bề mặt bền chắc và có cường độ cao. Khi lượng keo tăng nhiều thì cường độ lại giảm xuống là lớp màng keo dầy làm cường độ giảm chút ít.
Bảng 3-2 Kết quả cường độ của vật liệu không nung khi lượng keo thay đổi với 95% samốt và 5% cao lanh
Mẫu M1 M2 M3 M4 M5 M6 M7
Lượng keo (ml) 5.5 6.5 7.5 8.5 9.5 10.5 11.5 Lực ép (kg/cm2) 130 136.5 142.8 149.5 148 147 147
Trong bảng này cường độ lớn nhất tại thể tích keo là 8,5 ml và thấp nhất ở 5,5ml điều này có thể lý giải như trên . Cường độ nhỏ hơn so với đất sét và samốt có thể do cao lanh tính dẻo thấp hơn đất sét, khả năng liên kết của các hạt cao lanh
120 125 130 135 140 145 150 155
5,5 6,5 7,5 8,5 9,5 10,5 11,5
kg/cm2
ml
Hình 3-2 Kết quả cường độ của vật liệu không nung khi lượng keo thay đổivới
samốt và cao lanh
Bảng 3-3 Kết quả cường độ của vật liệu không nung khi lượng keo thay đổi với 90% samốt và 10% đất sét
Trong bảng này cường độ lớn nhất tại thể tích keo là 8,5 ml và thấp nhất ở 5,5ml, điều này có thể lý giải. khi lượng keo ít không đủ để bao phủ toàn bộ bề mặt của các hạt vật liệu, khi tạo hình trong vật liệu sẽ có các hạt tiếp súc với nhau mà không có keo liên kết do vậy cường độ của vật liệu thấp. Lượng keo đủ bao phủ bề mặt các hạt liệu thì liên kết keo với các bề mặt bền chắc và có cường độ cao. Do lượng đât sét tăng lên nên cường độ ở 8,5ml keo cao hơn bảng 3-1. Khi lượng đât sét tăng, khoảng trống giữa các hạt giảm xuống làm vật liệu sít đặc hơn nên cường độ cao hơn, trong cùng điều kiện làm thực nghiệm
Mẫu M1 M2 M3 M4 M5 M6 M7
Lượng keo (ml) 5.5 6.5 7.5 8.5 9.5 10.5 11.5 Lực ép (kg/cm2) 140 149 163.5 175.5 174 173 173
0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200
5,5 6,5 7,5 8,5 9,5 10,5 11,5 kg/cm2
ml
Hình 3-3 Kết quả cường độ của vật liệu không nung khi lượng keo thay đổi với samốt và đất sét
Bảng 3- 4 Kết quả cường độ của vật liệu không nung khi lượng keo thay đổi với 90% samốt và 10% cao lanh
Mẫu M1 M2 M3 M4 M5 M6 M7
Lượng keo (ml) 5.5 6.5 7.5 8.5 9.5 10.5 11.5 Lực ép (kg/cm2) 133.2 172.8 156.5 167.5 165.2 165 165
Hình 3- 4 Kết quả cường độ của vật liệu không nung khi lượng keo thay đổi với samốt và cao lanh
0 20 40 60 80 100 120 140 160 180
kg/cm2
Trong bảng 3-4 cường độ lớn nhất tại thể tích keo là 8,5 ml và thấp nhất ở 5,5ml, với kết quả này ta thấy lượng keo đưa vào để tạo thành lớp màng bao bọc các hạt vật liệu cho cường độ cao nhất khi lượng keo bằng ở 8,5ml. Cường độ cao nhất trong bảng 3-4 cao hơn cường độ lớn nhất trong bảng 3-2, là khi lượng cao lanh tăng, khoảng trống giữa các hạt nhỏ xuống làm vật liệu sít đặc hơn nên cường độ cao hơn.
Bảng 3-5 Kết quả cường độ của vật liệu không nung khi lượng keo thay đổi với 85% samốt và 5% đất sét
0 50 100 150 200 250
5.5 6.5 7.5 8.5 9.5 10.5 11.5
kg/cm2
ml
Hình 3-5 Kết quả cường độ của vật liệu không nung khi lượng keo thay đổi với samốt và đất sét
Trong bảng 3-5 này cường độ lớn nhất tại thể tích keo là 8,5 ml và thấp nhất ở 5,5ml, do lượng đât sét tăng lên nên cường độ ở 8,5ml keo cao hơn bảng 3-3. Khi lượng đât sét tăng, khoảng trống giữa các hạt giảm xuống làm vật liệu sít đặc hơn nên cường độ cao hơn
Trên hình 3-5 tại điểm giá trị keo sử dụng là 8,5ml cường độ của vật liệu đạt được là 201,5kg/cm2, với cường độ như thế này hoàn toàn có thể tiến hành thi công xây
Mẫu M1 M2 M3 M4 M5 M6 M7
Lượng keo (ml) 5.5 6.5 7.5 8.5 9.5 10.5 11.5 Lực ép (kg/cm2) 141.4 167.8 182.5 201.5 199.8 199 199.
lò đảm bảo các tiêu chuẩn kỹ thuật với yêu cầu vật liệu không nung phải đạt cường độ lớn hơn 150kg/cm2
Bảng 3- 6 Kết quả cường độ của vật liệu không nung khi lượng keo thay đổi với 85% samốt và 15% cao lanh
Mẫu M1 M2 M3 M4 M5 M6 M7
Lượng keo (ml) 5.5 6.5 7.5 8.5 9.5 10.5 11.5 Lực ép (kg/cm2) 134.8 149.8 165.5 191.7 190 188 188
0 50 100 150 200 250
5.5 6.5 7.5 8.5 9.5 10.5 11.5 kg/cm2
ml
Hình 3- 6 Kết quả cường độ của vật liệu không nung khi lượng keo thay đổi với samốt và cao lanh
Trong bảng 3-6 khi ta tiếp tục tăng lượng cao lanh và giảm lượng samốt, thực tế cường độ lớn nhất tại thể tích keo là 8,5 ml và thấp nhất ở 5,5ml. Các giá trị khác nhiều hơn và ít hơn thì cường độ không cao bằng. Nhìn trên hình 3-6 tại giá trị lượng keo là 8,5ml luôn có cường độ cao nhất còn khi lượng keo lớn hơn và nhỏ thì cường độ nhỏ hơn, do vậy với lượng keo này thì liên kết trong vật bền vũng nhất.
Tuy nhiên với phối liệu gồm có samốt và cao lanh thì cường độ cao nhất nhỏ cường độ cao nhất của phối liệu gồm samốt và đất sét
Bảng 3-7 Kết quả cường độ của vật liệu không nung khi lượng keo thay đổi với 80% samốt và 20% đất sét
Mẫu M1 M2 M3 M4 M5 M6 M7
Lượng keo (ml) 5.5 6.5 7.5 8.5 9.5 10.5 11.5 Lực ép (kg/cm2) 139.8 151.8 167.5 193.4 192 191 191
0 50 100 150 200 250
5.5 6.5 7.5 8.5 9.5 10.5 11.5
kg/cm2
ml
Hình 3-7 Kết quả cường độ của vật liệu không nung khi lượng keo thay đổi với samốt và đất sét
Trên bảng 3-7 khi lượng đất sét tiếp tục được đưa thêm vào thì cường độ cao nhất nhỏ hơn so với cường độ cao nhất của bảng 3-5. Tuy nhiên lựơng keo cho vào các mẫu có tỷ lệ thành phần nguyên liệu như nhau thì lượng keo cho vào ở mức 8,5ml luôn đạt được cường độ cao nhất còn lượng keo cho vào ít thì khả năng liên kết của vật liệu không cao là do có những vị trí trong vật liệu không có được hình thành theo nguyên tắc các hạt vật liệu tiếp xúc với nhau qua lớp màng keo liên kết.
Bảng 3- 8 Kết quả cường độ của vật liệu không nung khi lượng keo thay đổi với 80% samốt và 20% cao lanh
Mẫu M1 M2 M3 M4 M5 M6 M7
Lượng keo (ml) 5.5 6.5 7.5 8.5 9.5 10.5 11.5 Lực ép (kg/cm2) 133.5 149.8 165.6 188.5 187 186 186
0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200
5.5 6.5 7.5 8.5 9.5 10.5 11.5 kg/cm2
ml
Hình 3-8 Kết quả cường độ của vật liệu không nung khi lượng keo thay đổi với samốt và cao lanh
Qua các kết quả thực nghiệm đo được cường độ của vật liệu không nung, chịu ảnh hưởng của lượng chất liên kết đưa vào mẫu nghiên cứu rất lớn. Điều này có thể giải thích dựa trên sự đóng rắn của pôlyme phốt phát nhôm và sự sắp xếp các hạt nguyên liệu rắn trong cấu trúc vật liệu. Các hạt rắn khi liên kết lại với nhau sẽ thông qua một lớp màng mỏng keo liên kết, do vậy tất cả các hạt rắn sẽ được bao phủ bằng một lớp màng keo mỏng lên toàn bộ bề mặt. Trong trường hợp lượng keo quá ít không đủ để bao phủ toàn bộ bề mặt của các hạt vật liệu, khi tạo hình trong vật liệu sẽ có các hạt tiếp súc với nhau mà không có keo liên kết do vậy cường độ của vật liệu tạo ra thấp. Trong trường hợp lượng keo quá nhiều khi ép tạo hình, các hạt vật liệu ép sát vào nhau lượng keo dư thừa sẽ bị đẩy ra ngoài hoặc lớp chất liên kết quá dầy sẽ làm cho cường độ của vật liệu không nung giảm xuống. Lượng keo tối ưu để đạt được cường độ trong vật liệu không nung lớn nhất là điều kiện đầu tiên để chế tạo ra vật liệu không nung. Ngoài ra lượng keo dư thừa không cần thiết sẽ làm thiệt hại đáng kể về mặt kinh tế. Với kết quả như trên thì lượng keo hợp lý là 8,5ml trộn với 100g nguyên liệu rắn, kết quả này có bước thay đổi trong lượng keo từ 7,5ml ÷ 9,5ml. Cần thực hiện khi thay đổi lượng keo với khoảng cách nhỏ hơn
hành làm mẫu như sau nguyên liệu gồm 85% samot và 15% đất sét Chí Linh (Hải Dương), mẫu M1= 7,5ml, M2 = 8,0ml, M3 = 8,5ml, M4 = 9,0ml, M5 = 9,5ml ( thực nghiệm 3-9 )
Bảng 3-9 Kết quả cường độ của vật liệu không nung khi lượng keo thay đổi với 85% samốt và 15% đất sét
Mẫu M1 M2 M3 M4 M5
Lượng keo (ml) 7.5 8.0 8.5 9.0 9.5 Lực ép (kg/cm2) 187 195 201.5 199.8 199.8
Với kết quả trong bảng 3-9 thì lượng keo tối ưu xác định được là 8,5ml, lượng keo này được dùng làm chất liên kết với 100g nguyên liệu rắn để làm mẫu nghiên cứu chế tạo vật liệu không nung .
175 180 185 190 195 200 205
7.5 8 8.5 9 9.5
kg/cm2
ml
Hình 3-9 Kết quả cường độ của vật liệu không nung khi lượng keo thay đổi với samốt và đất sét