nghiên cứu chế tạo sơn chống thấm thẩm thấu kết tinh gốc xi măng để chống thấm cho các công trình thủy lợi

MỤC LỤC
MỞ ĐẦU 1
1. Tính cấp thiết của đề tài 1
2. Mục đích của đề tài 1
3. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu 2
4. Cách tiếp cận và phƣơng pháp nghiên cứu 2
CHƢƠNG I: TỔNG QUAN 3
1.1.Tình hình sử dụng sơn chống thấm thẩm thấu kết tinh trên thế giới và tại Việt
Nam 3
1.1.1.Trên thế giới 3
1.1.2.Tại Việt nam 7
1.2. Cấu trúc xốp và hiện tƣợng hút, thấm nƣớc của của vật liệu bê tông 11
1.2.1. Cấu trúc xốp của bê tông 11
1.2.2. Tính hút nước và bão hòa nước 11
1.2.3. Tính thấm nước của bê tông 12
1.3. Các giải pháp chống thấm công trình bê tông 13
1.3.1. Nâng cao khả năng chống thấm cho bản thân bê tông 13
1.3.2. Tăng chiều dày cấu kiện 13
1.3.3.Tạo lớp màng bọc bê tông cấu kiện 13
1.3.4. Giải pháp chống thấm theo cơ chế thẩm thấu kết tinh 14
1.4. Kết luận chƣơng 1 18
CHƢƠNG II : NGUYÊN VẬT LIỆU HÓA CHẤT VÀ DỤNG CỤ THIẾT BỊ THÍ
NGHIỆM 20
2.1. Nguyên vật liệu, hóa chất 20
2.1.1. Xi măng Pooc lăng 20
2.1.2. Cát thạch anh. 21
2.1.3. Khoáng hoạt tính siêu mịn 21
2.1.4. Phụ gia hoá học 23
2.2. Các dụng cụ, thiết bị 23
2.3. Kết luận chƣơng 2 24
CHƢƠNG III: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 25

3.1. Phân tích tìm hiểu sơn chống thấm thẩm thấu kết tinh gốc xi măng 25
3.1.1. Đặc trưng chung của sơn và cách sử dụng 25
3.1.2. Kết quả phân tích thành phần hạt sơn Pene-seal 26
3.1.3. Kết quả phân tích thành phần hóa học và thành phần khoáng của sơn
pene-seal 26
3.1.4. Tìm hiểu thành phần phụ gia hóa học của sơn pene-seal 28
3.1.5. Một số kết luận về thành phần sơn để định hướng nghiên cứu 29
3.2. Một số kết quả nghiên cứu sơn chống thấm gốc xi măng 32
3.2.1. Nghiên cứu chế tạo sơn chống thấm gốc xi măng 32
3.2.2. Nghiên cứu một số tính năng của sơn chống thấm thẩm thấu kết tinh chế
tạo ra và sơn nƣớc ngoài. 35
3.3. Kết luận chƣơng 3 45
CHƢƠNG IV : ỨNG DỤNG SƠN CHỐNG THẤM THẨM THẤU KẾT TINH
GỐC XI MĂNG VÀO CHỐNG THẤM CHO CÔNG TRÌNH THỦY LỢI NƢỚC
TRONG. 46
4.1. Giới thiệu về công trình Nƣớc Trong 46
4.1.1. Địa điểm xây dựng 46
4.1.2. Nhiệm vụ của dự án 46
4.1.3 Quy mô công trình. 47
4.1.4. Vật liệu chế tạo bê tông đập trọng lực của công trình Nước Trong 49
4.1.5. Chỉ tiêu cơ lý của các vật liệu dùng để xây dựng đập Nước Trong 49
4.2. Hiện tƣợng thấm nƣớc của bê tông 51
4.2.1.Tính thấm nước của bê tông 51
4.2.2. Khái niệm về mác chống thấm W của bê tông: 51
4.3. Phƣơng pháp nghiên cứu mác chống thấm W của bê tông trên thế giới và
Việt Nam 52
4.3.1. Phương pháp nghiên cứu mác chống thấm W của bê tông trên thế giới 52
4.3.2. Phương pháp nghiên cứu mác chống thấm W của bê tông ở Việt Nam . 55
4.4. Áp dụng sơn chống thấm thẩm thấu kết tinh cho công trình đập Nƣớc Trong57
4.5. Kết luận chƣơng 4 63

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 64
1. Kết quả đạt đƣợc của luận văn 64
2. Những vấn đề còn tồn tại 64
3. Kiến nghị 64
TÀI LIỆU THAM KHẢO 66






DANH MỤC BẢNG
Bảng 1. 1. Một số công trình bê tông lớn trên thế giới áp dụng công nghệ chống
thấm thẩm thấu kết tinh gốc xi măng 3
Bảng 1. 2. Một số công trình bê tông tại Việt Nam áp dụng công nghệ chống thấm
thẩm thấu kết tinh gốc xi măng 8
Bảng 2. 1. Tính chất cơ lý của xi măng PC40 – Kim Đỉnh 20
Bảng 2. 2. Tính chất cơ lý của khoáng siêu mịn nano 22
Bảng 2. 3. Tính chất cơ lý của khoáng mịn 22
Bảng 3. 1. Thành phần hóa học của sơn pene – seal 27
Bảng 3. 2. Thành phần khoáng của sơn pene-seal. 28
Bảng 3. 3. Thành phần sơn một thành phần theo trọng lượng dự kiến. 33
Bảng 3. 4. Thành phần sơn 2 thành phần theo trọng lượng dự kiến. 34
Bảng 3. 5. Các đặc trưng ngoại quan của sơn 35
Bảng 3. 6. Kết quả thí nghiệm các tính chất cơ lý của sơn thẩm thấu 38
Bảng 3. 7. Mật độ của sơn (chế tạo) trên bề mặt cấu kiện bê tông M200 39
Bảng 3. 8. Hệ số thấm trên mẫu bê tông với mật độ sơn (chế tạo) khác nhau 39
Bảng 3. 9. Kết quả thí nghiệm mài mòn bê tông không quét sơn và bê tông có quét
sơn 40
Bảng 3. 10. Kết quả thí nghiệm thấm các tổ mẫu bê tông 41

Bảng 3. 11. Kết quả đo độ xốp của mẫu vữa và mẫu vữa đã quét sơn thẩm thấu kết
tinh pene-seal và mẫu sơn chế tạo (độ sâu 5mm) 44
Bảng 4. 1. Kết quả thí nghiệm độ chống thấm của mẫu bê tông sử dụng sơn chống
thấm thẩm thấu kết tinh gốc xi măng 63

DANH MỤC HÌNH VẼ
Hình 1. 1. Hình ảnh công trình Sydney Harbour tunnel (Australia) 5
Hình 1. 2. Hình ảnh công trình Olympic 2000 stadium (Australia) 6
Hình 1. 3. Hình ảnh công trình Washington D.C Metro System (USA) 7
Hình 1. 4. Hình ảnh nhà máy Sanyo 9
Hình 1. 5. Hình ảnh nhà máy Điện Phú Mỹ 9
Hình 1. 6. Hình ảnh Đập Dầu Tiếng 10
Hình 1. 7. Hình ảnh nhà máy sản xuất xe Yamaha 10
Hình 1. 8. Hình ảnh nhà máy Uni - President 11
Hình 1. 9. Cấu trúc xốp của vật liệu bê tông 15
Hình 1. 10. Hình ảnh kẽ nứt được phóng đại 15
Hình 1. 11. Hình ảnh mao mạch gây thấm 16
Hình 1. 12. Quét sơn chống thấm lên khu vực cần chống thấm 16
Hình 1. 13. Qúa trình phản ứng của vật liệu bên trong cấu trúc xốp của bê tông 17
Hình 1. 14. Qúa trình hình thành lên tinh thể kháng nước trong các mao quản 17
Hình 1. 15. Sự điền đầy các lỗ mao quản 18
Hình 3. 1. Hình ảnh sơn chế tạo trong phòng thí nghiệm 36
Hình 3. 2. Hình ảnh sơn Pene - seal 36
Hình 3. 3. Hình ảnh thiết bị thí nghiệm mài mòn 40
Hình 3. 4. Hình ảnh mẫu thí nghiệm mài mòn có quét sơn chống thấm 41
Hình 3. 5. Cấu trúc mẫu vữa không quét sơn 43
Hình 3. 6. Cấu trúc mẫu vữa quét sơn Pene-seal 43
Hình 3. 7. Cấu trúc mẫu vữa quét mẫu sơn chế tạo 44
Hình 4. 1. Hình ảnh công trình Nước Trong 58
Hình 4. 2. Hình ảnh trộn sơn chuẩn bị thi công 59

Hình 4. 3. Hình ảnh thi công sơn chống thấm 59
Hình 4. 4. Khoan lấy mẫu thí nghiệm 60
Hình 4. 5. Hình ảnh mẫu thí nghiệm 61
Hình 4. 6. Hình ảnh thiết bị thử chống thấm 62
DANH MỤC VIẾT TẮT
N/X: Nƣớc/ Xi
N/SK: Nƣớc/Sơn khô
VLXD: Vật liệu xây dựng
N/(X+CM): Nƣớc/(Xi + Cát mịn)
TP
1
: Thành phần 1
TP
2
: Thành phần 2
TP
3
: Thành phần 3
TP
4
: Thành phần 4
KLTT: Khối lƣợng thể tích






1

MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Hiện tại và trong tƣơng lai bê tông là loại vật liệu đƣợc sử dụng rộng rãi nhất
trong xây dựng công trình dân dụng, công nghiệp, giao thông, thuỷ lợi, thuỷ điện,
nhƣng bên cạnh đó bê tông các công trình thuỷ lợi cƣờng độ nén thƣờng thấp, nên
khả năng chống thấm không cao, trong khi đó yêu cầu về khả năng giữ nƣớc là hàng
đầu nên bê tông cần có độ chống thấm cao. Vì vậy việc tăng khả năng chống thấm
cho các công trình bê tông là cấp thiết, có thể nói là tất cả các công trình thủy lợi
đều nên tăng khả năng chống thấm. Đồng thời độ bền lâu của công trình bê tông
đƣợc đƣợc xem xét ở mức độ thấm nƣớc và khí của vật liệu này. Do vậy việc
nghiên cứu áp dụng các biện pháp và vật liệu sử dụng chống thấm cho bê tông, nhất
là bê tông cốt thép luôn đƣợc quan tâm từ hàng thế kỷ nay. Có rất nhiều biện pháp
để nâng cao độ chống thấm cho kết cấu bê tông: Nâng cao khả năng chống thấm
cho bản thân bê tông (nâng cao độ đặc chắc bê tông), tăng độ dày cấu kiện, nén
trƣớc bê tông trong quá trình sản xuất cấu kiện để triệt tiêu ứng suất kéo sẽ xuất
hiện dƣới tác dụng của áp lực thủy tĩnh, tạo lớp màng chống thấm bề mặt kết cấu bê
tông bằng lớp màng (sơn phủ, bọc bề mặt bê tông), sử dụng công nghệ chống thấm
bằng kết tinh, sử dụng phụ gia tạo bọt….
Mỗi cách chống thấm có những ƣu nhƣợc điểm nhất định, trong đó công
nghệ chống thấm bê tông bằng sơn chống thấm thẩm thấu kết tinh gốc xi măng mới
xuất hiện tại Việt Nam nhƣng tỏ ra có ƣu điểm cả về kỹ thuật và kinh tế so với các
phƣơng pháp và công nghệ chống thấm khác.
Đề tài „„Nghiên cứu chế tạo sơn chống thấm thẩm thấu kết tinh gốc xi măng
để chống thấm cho các công trình Thủy Lợi ‟‟ phần nào đã giải quyết đƣợc vấn đề
chống thấm mới cho các công trình Thủy Lợi hiện nay
2. Mục đích của đề tài
Tìm hiểu sơn chống thấm thẩm thấu kết tinh của nƣớc ngoài đang có tại Việt Nam.
2

Nghiên cứu chế tạo sơn chống thấm thẩm thấu kết tinh gốc xi măng ở phòng

thí nghiệm và so sánh với sơn của nƣớc ngoài.
3. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu
Tìm hiểu các sơn chống thấm thẩm thấu kết tinh của nƣớc ngoài đang có ở
Việt Nam
Trên cơ sở đó nghiên cứu chế tạo sơn chống thấm kết tinh gốc xi măng ở
phòng thí nghiệm đƣợc so sánh với sơn của nƣớc ngoài.
4. Cách tiếp cận và phƣơng pháp nghiên cứu
Tổng hợp và nghiên cứu về sơn chống thấm thẩm thấu kết tinh gốc xi măng
của nƣớc ngoài có mặt tại Việt Nam.
Chế tạo và thí nghiệm mẫu sơn chống thấm thẩm thấu kết tinh gốc xi măng
trong phòng thí nghiệm.












3

CHƢƠNG I: TỔNG QUAN
1.1.Tình hình sử dụng sơn chống thấm thẩm thấu kết tinh trên thế giới và tại
Việt Nam
1.1.1.Trên thế giới
Chất chống thấm kết cấu bê tông bằng thẩm thấu kết tinh đƣợc ra đời trên

thế giới từ những năm 60 của thế kỷ trƣớc, có nhiều loại chất chống thấm bê tông
dạng thẩm thấu của nhiều hãng vật liệu khác nhau nhƣ: Thụy Sĩ, Úc, Mỹ, Canada có
sản phẩm Penetron, Indoseal, v.v
Các sản phẩm này đƣợc sử dụng rộng rãi tại một số nƣớc trên thế giới nhƣ
Mỹ, Nhật, Úc và Canada, v.v… cho các công trình dân dụng, công nghiệp cũng nhƣ
giao thông thủy lợi.
Một số công trình trên thế giới thiết kế sử dụng vật liệu chống thấm thẩm
thấu gốc xi măng nhƣ trong bảng 1.1
Bảng 1. 1. Một số công trình bê tông lớn trên thế giới áp dụng công nghệ
chống thấm thẩm thấu kết tinh gốc xi măng
TT
Tên công trình
Địa đểm
Nƣớc
1
Sydney Harbour tunnel
Sydney
Australia
2
Olympic 2000 stadium
Sydney
Australia
3
Vancourver seabus
Floating Docks
BC
Canada
4
Badaling Donglaoyu Express
Highway Bridge Deck

Bejing
China
5
Iida Dam
Kasama, Ibaraki
Japan
6
Okachimachi Tunnen
Tokyo
Japan
4

TT
Tên công trình
Địa đểm
Nƣớc
7
Grimsel area Dap system
Grimsel
Switzerlan
8
Fany Sha Dam
Hshitien
Taiwan, R.O.C
9
Washington D.C Metro System
Washington D.C
USA
10
Guang xi tian-shen-Qiao Hydro-

Electric Station
Quang xi
China
Một số hình ảnh về những công trình đã sử dụng sơn chống thấm thẩm thấu
kết tinh gốc xi măng để chống thấm cho công trình trên thế giới.



5


Hình 1. 1. Hình ảnh công trình Sydney Harbour tunnel (Australia)

6


Hình 1. 2. Hình ảnh công trình Olympic 2000 stadium (Australia)

7


Hình 1. 3. Hình ảnh công trình Washington D.C Metro System (USA)
1.1.2.Tại Việt nam
Hiện nay tại Việt Nam chƣa có công trình hay đề tài nghiên cứu về lĩnh vực
chống thấm bằng kết tinh.
Các hãng sản xuất vật liệu có tổ chức các buổi hội thảo giới thiệu về vật liệu
kết tinh, trong đó có giới thiệu về tính năng sản phẩm, các công trình đã áp dụng
công nghệ chống thấm bằng thẩm thấu kết tinh trên thế giới và tại Việt Nam, v.v
Có rất nhiều loại sản phẩm đƣợc các Hãng hoá chất xây dựng bán và ứng
dụng cho các công trình bê tông nhƣ: SimonR Pene-Seal của Hãng Vinkems;

XypexR của Hãng Xypex, IndoSealR của Trung Tâm xử lý Kỹ thuật Công trình
Đông Dƣơng-Indochina Centepro.
Các sản phẩm của các hãng đã đƣợc ứng dụng tại nhiều công trình tại Việt
Nam, một số công trình tiêu biểu nhƣ trong bảng 1.2.
8

Bảng 1. 2. Một số công trình bê tông tại Việt Nam áp dụng công nghệ chống thấm
thẩm thấu kết tinh gốc xi măng
TT
Tên công trình
Địa đểm
Nƣớc
1
Nhà máy Kao Việt Nam
Biên Hoà
Việt nam
2
Nhà máy Sanyo Việt nam
Bien Hoa
Việt nam
3
Nhà Máy Điện Phú Mỹ
Bà Rịa Vũng Tàu
Việt nam
4
Đập Dầu Tiếng
Tây Ninh
Việt nam
5
KCN Nomura

Hải Phòng
Việt nam
6
Nhà máy Canon Việt nam
Hà nội
Việt nam
7
Bồn chứa hồ – Nhà máy American
Standard
Dĩ An - Sông bé
Việt nam
8
Nhà máy nƣớc Long Thành
Nhơn trạch –Đồng Nai
Việt nam
9
Nhà máy sản xuất xe Yamaha
Hà nội
Việt nam
10
Nhà máy Uni-President
Mỹ Tho-Tiền Giang
Việt nam
Một số hình ảnh về những công trình đã sử dụng sơn chống thấm thẩm thấu
kết tinh gốc xi măng để chống thấm cho công trình tại Việt Nam.
9


Hình 1. 4. Hình ảnh nhà máy Sanyo

Hình 1. 5. Hình ảnh nhà máy Điện Phú Mỹ
10


Hình 1. 6. Hình ảnh Đập Dầu Tiếng

Hình 1. 7. Hình ảnh nhà máy sản xuất xe Yamaha
11


Hình 1. 8. Hình ảnh nhà máy Uni - President
1.2. Cấu trúc xốp và hiện tƣợng hút, thấm nƣớc của của vật liệu bê tông
1.2.1. Cấu trúc xốp của bê tông
Đá xi măng, vữa và bê tông là các vật liệu có cấu trúc xốp. Phân loại kích
thƣớc lỗ xốp của các vật liệu thành: Xốp gel có bán kính 15 30 A
0
và xốp mao
quản có bán kính từ 30  10.000 A
0
(1m). Trong xốp mao quản lại chia ra vi sốp
có bán kính 50 A
0
, xốp mao quản chuyển tiếp có bán kính từ 50 đến 100A
0
và xốp
mao quản lớn có bán kính từ 1000 đến 10.000 A
0
. Loại xốp thô không phải dạng
mao quản có đƣờng kính lớn hơn 10000 A
0

. Độ thấm nƣớc của xốp gel rất thấp cỡ
7.10
-6
m/s và thực tế xốp mao quản có bán kính đến 500 A
0
cũng khó thấm nƣớc
qua. Do vậy độ thấm nƣớc của bê tông phụ thuộc vào độ xốp có bán kính mao quản
lớn hơn 500 A
0
và kiểu cấu tạo mao quản không liên tục hay gián đoạn.
1.2.2. Tính hút nước và bão hòa nước
Do bê tông có kết cấu mao quản và rỗng nên có thể bị hóa ẩm do hút một
lƣợng hơi nƣớc nhất định từ môi trƣờng không khí xung quanh hoặc có thể hút nƣớc
đến bão hoà khi tiếp xúc trực tiếp với nƣớc.
12

Khi độ ẩm tƣơng đối của môi trƣờng không khí vƣợt quá trị số ẩm của bê
tông, hay khi nhiệt độ bão hoà hơi nƣớc môi trƣờng xung quanh lớn hơn nhiệt độ bê
tông, sẽ đƣa đến sự hút ẩm. Độ ẩm cân bằng của bê tông phụ thuộc vào độ rỗng và
tính chất phần rỗng của bê tông. Với bê tông nhẹ cốt liệu rỗng, có cấu tạo toàn khối
liên tục độ hút ẩm có thể đạt tới 20  25%.
Sự hút nƣớc và bão hoà nƣớc của bê tông khi tiếp xúc trực tiếp với nƣớc xảy
ra do sự hút ẩm mao dẫn trong bê tông hoặc qua các lỗ rỗng hở khi mặt ngoài của
sản phẩm hay công trình bị thấm ƣớt. Sự hút ẩm mao dẫn hay sự dịch chuyển hơi
nƣớc trong mao quản nhỏ trong đá xi măng tƣơng đối đặc chắc xảy ra khi có
građien nhiệt độ và độ ẩm. Những mao quản có tiết diện bé hơn 1m không cho
nƣớc lọt qua kể cả dƣới áp lực đáng kể hoặc khi trên vách mao quản có chiều dày
của màng nƣớc hấp phụ bằng 0,5m thì sự dẫn nƣớc mao quản này hoàn toàn bị
mất đi.
Độ hút nƣớc lớn nhất của bê tông xi măng, cốt liệu đặc chắc thƣờng xuyên ở

trạng thái bão hoà nƣớc có thể đạt đến 4  8% theo khối lƣợng (10  20% theo thể
tích). Với bê tông nhẹ cốt liệu rỗng, độ hút nƣớc lớn đáng kể và dao động trong giới
hạn lớn phụ thuộc vào độ rỗng và tính chất rỗng của cốt liệu cũng nhƣ cấu tạo của
bê tông.
Khi bão hoà nƣớc, cƣờng độ bê tông sẽ giảm. Tỉ số cƣờng độ bê tông ở trạng
thái bão hoà nƣớc và ở trạng thái khô gọi là hệ số mềm. Với bê tông xi măng nặng
hệ số mềm dao động trong phạm vi 0,85  0,9, bê tông thạch cao có hệ số mềm 0,35
 0,45. Sự hút nƣớc và bão hoà liên tiếp sẽ dẫn đến sự biến đổi thể tích bê tông và
biến dạng dài sản phẩm nhƣng không lớn. Nhƣng cứ bão hoà nƣớc rồi sấy khô liên
tiếp nhiều lần, sự biến dạng lắp đi lắp lại liên tục dẫn đến phá hoại mối liên kết và
làm lay chuyển kết cấu bê tông.
1.2.3. Tính thấm nước của bê tông
Bê tông có kết cấu rỗng mao quản (kể cả bê tông đặc chắc) nên có tính thấm
13

nƣớc và các chất lỏng khác dƣới tác dụng của áp lực thủy tĩnh. Sự thấm lọc dƣới áp
lực thuỷ tĩnh của bê tông có độ đặc chắc trung bình không phải qua đá xi măng mà
chủ yếu theo mao quản thô có tiết diện < 1m thông nhau và những hốc rỗng bé
giữa miền tiếp xúc giữa đá xi măng và cốt liệu. Những hốc rỗng này đƣợc tạo thành
do sự tách nƣớc bên trong khi các hạt xi măng lắng, hoặc do sự xuất hiện kẽ nứt co
ngót trong bê tông.
Với một số kết cấu hoặc công trình bê tông cần sử dụng bê tông chống thấm
với số liệu khác nhau. Độ bền chống thấm của bê tông là trị số áp lực thủy tĩnh mà
với áp lực này nƣớc không thấm qua mẫu bê tông có kích thƣớc tiêu chuẩn.
1.3. Các giải pháp chống thấm công trình bê tông
1.3.1. Nâng cao khả năng chống thấm cho bản thân bê tông
Nâng cao độ đặc chắc bê tông cần xác định lƣợng dùng xi măng và thành
phần cốt liệu tốt nhất, giảm nhỏ tỉ lệ N/X bằng sử dụng phụ gia hoạt tính bề mặt,
tăng năng lƣợng đầm. Biện pháp này tốn kém do phải lựa chọn sử dụng vật liệu có
phẩm chất tốt, sử dụng phụ gia hoạt tính bề mặt và tăng năng lƣợng đầm.

1.3.2. Tăng chiều dày cấu kiện
Biện pháp này liên quan đến kích thƣớc công trình và tốn kém về kinh tế.
1.3.3.Tạo lớp màng bọc bê tông cấu kiện
Sử dụng các loại sơn polime hay epoxy, tấm dán sau biện pháp này có nhƣợc
điểm là phụ thuộc nhiều vào điều kiện thi công và không phù hợp với các kết cấu
chịu tải trọng động hay tiếp xúc trực tiếp với nƣớc động (nhất là các công trình
Thuỷ lợi), vì khi đã bị hƣ hỏng (thủng tại một vị trí), thì nƣớc có thể xâm nhập toàn
bộ vào bề mặt bê tông kết cấu.
Ngoài ra hiện nay công nghệ chống thấm bằng thẩm thấu kết tinh là công nghệ
tiến tiến và đƣợc áp dụng rộng rãi trên thế giới và đang đƣợc áp dụng tại Việt Nam
14

1.3.4. Giải pháp chống thấm theo cơ chế thẩm thấu kết tinh
Các chất hoạt tính trong hỗn hợp chất chống thấm dạng này khi quét hoặc
phun lên bề mặt bê tông ẩm sẽ thẩm thấu vào trong và tạo nên một phản ứng xúc tác
giữa phân tử nƣớc và các muối vô cơ, oxyt kim loại và các sản phẩm hydrat hoá có
trong bê tông tạo thành các sản phẩm tinh thể không hoà tan bên trong các lỗ mao
quản, chèn kín và bịt chặt hệ thống mao quản thông nhau trong cấu trúc bê tông.
Đồng thời liên kết các khe nứt nhỏ do co ngót của bê tông trong quá trình đóng rắn.
Ƣu điểm của biện pháp công nghệ này là không phụ thuộc vào điều kiện thi công
mà còn thẩm thấu đi sâu vào trong bản thân bê tông và trở thành một phần không
thể tách rời của bê tông, giúp ngăn chặn triệt để hiện tƣợng thấm từ mọi hƣớng.
Trên bề mặt bê tông là một mạng lƣới các lỗ Xốp gel, xốp mao quản (vi xốp
và xốp mao quản lớn), xốp thô.
Khi các chất lỏng tiếp xúc với bề mặt bê tông sẽ chịu một lực hút do các lỗ
rỗng thông nhau tạo ra gọi là lực hút mao quản. Lực hút này lớn hay nhỏ phụ thuộc
vào hệ thống lỗ rỗng (loại bê tông), bản chất của chất lỏng.
Ngoài ra dung dịch sơn có nồng độ chất tan cao đƣợc khuyếch tán thẩm thấu
vào trong nƣớc mao quản của bê tông.
Trong thực tế thì các lỗ rỗng có bán kính nhỏ hơn 500 A

0
hầu nhƣ không cho
nƣớc thấm qua, nhƣ vậy để nâng cao khả năng chống thấm thì chỉ cần quan tâm đến
các lỗ rỗng thông nhau có đƣờng kính lớn hơn 500 A
0
.
Thực chất cơ chế hoạt động của các chất thẩm thấu là thâm nhập vào bê tông
qua đƣờng mao quản, các lỗ gel, phản ứng hoá học với Ca(OH)
2
hình thành sản
phẩm silicat có cƣờng độ, liên kết với nhau thành hệ thống gel bít kín các lỗ rỗng bê
tông, làm cứng hoá bê tông và tăng độ chống thấm nƣớc.
Hình ảnh quá trình thẩm thấu của sơn chống thấm thẩm thấu kết tinh gốc
ximăng đƣợc thể hiện ở hình ở hình 1.9 đến 1.15
15


Hình 1. 9. Cấu trúc xốp của vật liệu bê tông

Hình 1. 10. Hình ảnh kẽ nứt được phóng đại
16


Hình 1. 11. Hình ảnh mao mạch gây thấm

Hình 1. 12. Quét sơn chống thấm lên khu vực cần chống thấm
17


Hình 1. 13. Qúa trình phản ứng của vật liệu bên trong cấu trúc xốp của bê tông

Hình 1. 14. Qúa trình hình thành lên tinh thể kháng nước trong các mao quản
18


Hình 1. 15. Sự điền đầy các lỗ mao quản
Có hai loại chống thấm thẩm thấu cho bê tông :
Loại thứ nhất là sơn gốc xi măng, trong thành phần của sơn có ximăng kết
hợp với bột cát thạch anh mịn, chất hoạt tính siêu mịn và phụ gia hoá học có tác
dụng: tăng độ dẻo (độ chảy lỏng ) ximăng, độ bền chống thấm và độ liên kết bám
dính của sơn với bề mặt nền bê tông, vữa. Thuộc loại sơn này: Simon pene – seal
của Đức, sơn của hãng Xypex-Canada, sơn của công ty hoá phẩm xây dựng Trung
Quốc, v.v…
Loại thứ 2 là hợp chất có silic ở dạng lỏng điển hình là Certi-Vexpenseal 244
40% của hãng Vexcon, radcon # 7 do Australia cung cấp, v.v
1.4. Kết luận chƣơng 1
Sơn chống thấm thẩm thấu kết tinh ra đời từ những năm 60 của thế kỷ trƣớc
và đã đƣợc sử dụng rộng rãi tại một số nƣớc trên thế giới nhƣ Mỹ, Úc, Canada,
Nhật… Tại Việt Nam thì sơn chống thấm thẩm thấu kết tinh gốc xi măng đã đƣợc
sử dụng để chống thấm cho các công trình tuy nhiên phần lớn là sử dụng sơn nhập
19

từ nƣớc ngoài nên giá thành cao. Việc nghiên cứu chế tạo ra sơn chống thấm thẩm
thấu kết tinh sử dụng vật liệu trong nƣớc vẫn đảm bảo chất lƣợng tƣơng đƣơng sơn
của nƣớc ngoài và giảm chi phí là rất cần thiết.