Nghiên cứu ảnh hưởng của phụ gia diatomite đến tính chất cơ lý của vữa xi măng trong môi trường nước chua phèn
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (4.06 MB, 87 trang )
TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI
CƠ SỞ 2
BÁO CÁO TỔNG KẾT
ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC SINH VIÊN
NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA PHỤ GIA
DIATOMITE ĐẾN TÍNH CHẤT CƠ LÝ CỦA VỮA XI
MĂNG TRONG MÔI TRƯỜNG NƯỚC CHUA PHÈN
Thuộc nhóm ngành khoa học: Khoa học Vật liệu
Sinh viên thực hiện: Đào Chí Thành
Nguyễn Thị Thu Trang
Lớp: S14-53C-TL1
Lớp: S14-53C-TL1
Người hướng dẫn: Th.S Đặng Văn Thương
TS. Khương Văn Huân
TPHCM, Tháng 12 năm 2014
Đề tài: Nghiên cứu ảnh hưởng của phụ gia diatomite đến tính chất cơ lý của vữa xi
măng trong môi trường nước chua phèn
LỜI CẢM ƠN
Chúng em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới thầy giáo hướng dẫn là ThS. Đặng
Văn Thương, giảng viên môn Vật liệu xây dựng, Cơ sở 2 - Đại học Thủy Lợi và TS.
Khương Văn Huân- Trưởng phòng nghiên cứu vật liệu xây dựng và kết cấu công trình
– Viện Khoa học Thủy Lợi Miền Nam đã hướng dẫn tận tình, chu đáo trong suốt thời
gian qua.
Chúng em xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ, hỗ trợ địa điểm, tài liệu nghiên
cứu và thiết bị thí nghiệm cùng sự chỉ dẫn tận tình của ThS. Đoàn Văn Cừ cùng các
cán bộ nghiên cứu thuộc Phòng nghiên cứu vật liệu xây dựng và kết cấu công trình Viện Khoa học Thủy Lợi Miền Nam. Sự quan tâm của Ban Khoa học công nghệ, Đoàn
Thanh niên, Cơ sở 2 – Đại học Thủy Lợi trong việc quản lý, theo dõi, động viên để
chúng em hoàn thành nghiên cứu.
Trong thời gian thực hiện nghiên cứu, bản thân chúng em đã cố gắng hết sức,
nỗ lực để đạt được kết quả tốt nhất. Tuy nhiên, vẫn còn nhiều sai sót. Kính mong sự
đóng góp ý kiến từ quý thầy cô và các bạn.
Trân trọng cảm ơn!
SVTH: Đào Chí Thành
Nguyễn Thị Thu Trang
GVHD: ThS Đặng Văn Thương
TS Khương Văn Huân
Đề tài: Nghiên cứu ảnh hưởng của phụ gia diatomite đến tính chất cơ lý của vữa xi
măng trong môi trường nước chua phèn
MỤC LỤC
.................................................................................................................. 1
1.
............................................................................................. 1
2.
....................................................................................... 4
3.
.................................................... 4
a
.................................................................................................... 4
b
................................................................................. 4
HƯƠNG 1:
NG
N .................................................................................... 5
1.1
.......................................................................... 5
1.2
Bê tông và ph gia cho bê tông ...................................................................... 8
1.2.1
........................................................................... 8
1.2.2 C
ệt Nam và trên th gi i .................................... 10
1.3
sử d ng trong sản xu t bê tông ........................................................ 12
1.4
................. 18
HƯƠNG 2: DIATOMITE .................................................................................... 22
2.1
N
ả
.................................................................................... 22
2.2
........................................................................... 24
2.3
gi
2.4
ệt Nam .......... 25
........................... 27
2.4.1
......................................................... 27
2.4.2
.......................................................... 29
HƯƠNG 3: NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM TRÊN MẪU THÍ NGHIỆM VÀ
Ề XUẤ HƯỚNG NÂNG
O Ộ BỀN CHO BÊ TÔNG
ÔI RƯỜNG
NƯỚC CHUA PHÈN............................................................................................... 31
3.1
V t liệu sử d ng ch t o mẫu........................................................................ 31
3.1.1 X
......................................................................................................... 31
3.1.2 Cát .................................................................................................................. 32
SVTH: Đào Chí Thành
Nguyễn Thị Thu Trang
GVHD: ThS Đặng Văn Thương
TS Khương Văn Huân
Đề tài: Nghiên cứu ảnh hưởng của phụ gia diatomite đến tính chất cơ lý của vữa xi
măng trong môi trường nước chua phèn
3.1.3 Ph gia ............................................................................................................ 33
3.1.4 N
c trộn....................................................................................................... 33
3.2
t k c p ph i bê tông ........................................................ 33
3.3
Tính toán lựa ch n c p ph i bê tông ............................................................. 34
3.4
Tính toán thi t k thành phần c p ph i vữa ................................................ 36
3.4.1 Tính toán theo lý thuy t ................................................................................ 37
3.4.2 Ki m tra l i thành phần bằng thực nghiệm ................................................. 38
3.4.3 K t quả tính toán c p ph i vữa .................................................................... 39
ú
3.4.4
ẫu, bả
3.5
ng .................................................................................................... 42
ộ pH lựa ch
3.5.1
3.5.2 Cách t
3.6
ỡng mẫu vữa ...................................................................... 40
ng thí nghiệm ................................................ 42
ng ..................................................................................... 43
Phân tích k t quả thí nghiệ
nh
ộ ch u nén ......................... 44
ộ nén .................................................................44
3.6.1 K t quả thí nghiệm c
3.6.2 Nh n xét ......................................................................................................... 48
3.7
Phân tích k t quả thí nghiệ
ộ ch u u n ......................... 49
3.7.1 K t quả thí nghiệm ....................................................................................... 49
3.7.2 Nh n xét ........................................................................................................ 53
3.8
Tính th
m t ........................................................................ 53
3.8.1 Tính th m ....................................................................................................... 53
3.8.2 Ă
3.9
m t ............................................................................................... 54
K t lu n chung ............................................................................................... 56
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ................................................................................. 58
1. K t lu n ................................................................................................................ 58
2. Những khó k
3. Ki n ngh
n t i trong quá trình làm nghiên c u.................................58
ng nghiên c u ti p theo ........................................................... 58
PHỤ LỤC ................................................................................................................. 59
TÀI LIỆU THAM KH O ....................................................................................... 76
SVTH: Đào Chí Thành
Nguyễn Thị Thu Trang
GVHD: ThS Đặng Văn Thương
TS Khương Văn Huân
Đề tài: Nghiên cứu ảnh hưởng của phụ gia diatomite đến tính chất cơ lý của vữa xi
măng trong môi trường nước chua phèn
DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 1.1 Phân loại đất phèn theo độ PH
5
Bảng 1.2 Tỷ lệ diện tích môi trường khu vực ĐBSCL gây ăn mòn BTCT các
mức khác nhau theo pH
6
Bảng 2.1 Thống kê trữ lượng diatomite ở một số nước trên thế giới
24
(2008-2009)
Bảng 3.1 Tiêu chuẩn kỹ thuật của xi măng Nghi Sơn PCB40 Dân Dụng
32
Bảng 3.2 Trị số K theo loại xi măng và mô đun độ lớn của cát
37
Bảng 3.3 Độ lưu động của hỗn hợp vữa tươi
38
Bảng 3.4 Kết quả thiết kế thành phần vữa xi măng
39
Bảng 3.5 Kết quả cường độ nén mẫu vữa mác M10 tuổi 28 ngày
45
Bảng 3.6 Kết quả cường độ nén mẫu vữa mác M10 tuổi 90 ngày
45
Bảng 3.7 Kết quả cường độ nén mẫu vữa mác M10 tuổi 180 ngày
45
Bảng 3.8 So sánh cường độ nén các mẫu vữa có phụ gia Diatomite trong hai môi
trường nước ngọt và nước chua
48
Bảng 3.9 So sánh cường độ nén các mẫu vữa ở môi trường nước chua trong trường
hợp có phụ gia Diatomite và không có phụ gia
48
Bảng 3.10 Kết quả cường độ uốn mẫu vữa mác M10 tuổi 28 ngày
50
Bảng 3.11 Kết quả cường độ uốn mẫu vữa mác M10 tuổi 90 ngày
50
Bảng 3.12 Kết quả cường độ uốn mẫu vữa mác M10 tuổi 180 ngày
50
Bảng 1- Phụ lục Tính chất xi măng PC40 + phụ gia Diatomite
59
Bảng 2- Phụ lục Độ bền của xi măng + Phụ gia Diatomite trong môi trường
ăn mòn
SVTH: Đào Chí Thành
Nguyễn Thị Thu Trang
60
GVHD: ThS Đặng Văn Thương
TS Khương Văn Huân
Đề tài: Nghiên cứu ảnh hưởng của phụ gia diatomite đến tính chất cơ lý của vữa xi
măng trong môi trường nước chua phèn
Bảng 3- Phụ lục Thành phần hạt của cát sử dụng thí nghiệm
61
Bảng 4- Phụ lục Chỉ tiêu kĩ thuật của cát sử dụng thí nghiệm theo TCVN
7572:2006
62
Bảng 5- Phụ lục Kết quả cường độ nén mẫu vữa mác M15 tuổi 28 ngày
62
Bảng 6- Phụ lục Kết quả cường độ nén mẫu vữa mác M20 tuổi 28 ngày
63
Bảng 7- Phụ lục Kết quả cường độ nén mẫu vữa mác M15 tuổi 90 ngày
63
Bảng 8- Phụ lục Kết quả cường độ nén mẫu vữa mác M20 tuổi 90 ngày
63
Bảng 9- Phụ lục Kết quả cường độ nén mẫu vữa mác M15 tuổi 180 ngày
64
Bảng 10- Phụ lục Kết quả cường độ nén mẫu vữa mác M20 tuổi 180 ngày
64
Bảng 11- Phụ lục Kết quả cường độ uốn mẫu vữa mác M15 tuổi 28 ngày
64
Bảng 12- Phụ lục Kết quả cường độ uốn mẫu vữa mác M20 tuổi 28 ngày
65
Bảng 13- Phụ lục Kết quả cường độ uốn mẫu vữa mác M15 tuổi 90 ngày
65
Bảng 14- Phụ lục Kết quả cường độ uốn mẫu vữa mác M20 tuổi 90 ngày
65
Bảng 15- Phụ lục Kết quả cường độ uốn mẫu vữa mác M15 tuổi 180 ngày
66
Bảng 16- Phụ lục Kết quả cường độ uốn mẫu vữa mác M20 tuổi 180 ngày
66
SVTH: Đào Chí Thành
Nguyễn Thị Thu Trang
GVHD: ThS Đặng Văn Thương
TS Khương Văn Huân
Đề tài: Nghiên cứu ảnh hưởng của phụ gia diatomite đến tính chất cơ lý của vữa xi
măng trong môi trường nước chua phèn
DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình A Bản đồ phân bố vùng đất chua mặn ở ĐBSCL
2
Hình B Biểu đồ tỷ lệ đất chua mặn ở vùng ĐBSCL
2
Hình 1.1. Biểu đồ diện tích môi trường nước ở ĐBSCL gây ăn mòn BTCT ở
các mức khác nhau theo pH
6
Hình 1.2 Phèn sắt (phèn nóng)
8
Hình 1.3 Bề mặt đất bị nhiễm phèn
8
Hình 1.4 Xử lý đất, nước phèn bằng rắc vôi bột
8
Hình 1.5 Nước nhiễm phèn trước và sau khi xử lý
8
Hình 1.6 Thi công Bê tông tươi
12
Hình 1.7 Bề mặt bê tông lõi khoan vùng chua phèn
20
Hình 1.8 Bề mặt bê tông trong môi trường chua phèn
20
Hình 1.9 Bề mặt bê tông ngâm ở môi trường chua phèn – Lớp vữa dễ dàng bị
tách khỏi bề mặt bê tông
21
Hình 1.10 Bề mặt bê tông ngâm ở môi trường nước chua phèn sau khi vữa xi
măng bị tan rã
21
Hình 1.11 Lát cắt bề mặt bê tông chưa bị ăn mòn phóng đại 200 lần
21
Hình 1.12 Lỗ rỗng có tác động sau quá trình ăn mòn phóng đại 200 lần
21
Hình 1.13 Lỗ rỗng bê tông vùng chua phèn từ lõi khoan cống Rạch Chanh
21
Hình 1.14 Lỗ rỗng bê tông vùng chua phèn theo chiều sâu cống Chợ Giữa
21
Hình 2.1 Cấu trúc vi mô của diatomite
22
Hình 2.2 Mỏ diatomite Phú Yên
23
Hình 2.3 Phơi khô quặng diatomite
23
Hình 2.4 Diatomite dạng quặng
23
Hình 2.5 Diatomite dạng bột
23
Hình 2.6 Bê tông siêu nhẹ, cách nhiệt
27
SVTH: Đào Chí Thành
Nguyễn Thị Thu Trang
GVHD: ThS Đặng Văn Thương
TS. Khương Văn Huân
Đề tài: Nghiên cứu ảnh hưởng của phụ gia diatomite đến tính chất cơ lý của vữa xi
măng trong môi trường nước chua phèn
Hình 2.7 Gạch siêu cách nhiệt
27
Hình 2.8 Biểu đồ mối quan hệ giữa độ bền của xi măng và độ bền của xi măng
có pha trộn phụ gia Diatomite với tỷ lệ khác nhau
28
Hình 2.9 Biểu đồ cường độ chịu nén của bê tông tuổi 7 và 28 ngày sử dụng Phụ
gia Diatomite 10%
29
Hình 2.10 Biểu đồ thể hiện sự ảnh hưởng của phụ gia Diatomite tới cường độ
chịu kéo của bê tông ở tuổi 7 và 28 ngày
30
Hình 3.1 Xi măng Nghi Sơn PCB40 Dân Dụng
31
Hình 3.2 Cát Sông Đồng Nai được sàng và sấy khô trước khi sử dụng
33
Hình 3.3 Các thành phần vật liệu được sử dụng dựa theo cấp phối đã chọn và
đưa vào máy trộn
41
Hình 3.4 Vữa sau khi được trộn đưa vào khuôn đúc
42
Hình 3.5 Môi trường giả lập với pH = 3 được chứa trong bình thủy tinh
43
Hình 3.6 Môi trường nước ngọt ngâm mẫu đối chứng
43
Hình 3.7 Mẫu thí nghiệm đạt ngày tuổi thí nghiệm
44
Hình 3.8 Kết quả thí nghiệm được ghi lại trên màn hình máy tính
44
Hình 3.9 Thí nghiệm nén mẫu vữa xi măng pha trộn 7% Diatomite
44
Hình 3.10 Thí nghiệm nén mẫu vữa xi măng không phụ gia
44
Hình 3.11 Biểu đồ cường độ nén mẫu vữa mác M10 tuổi 28 ngày
46
Hình 3.12 Biểu đồ cường độ nén mẫu vữa mác M10 tuổi 90 ngày
46
Hình 3.13 Biểu đồ cường độ nén mẫu vữa mác M10 tuổi 180 ngày
47
Hình 3.14 Biểu đồ thể hiện sự phát triển cường độ nén mẫu vữa mác M10
47
Hình 3.15 Thí nghiệm uốn mẫu vữa xi măng pha trộn 7% Diatomite
49
Hình 3.16 Biểu đồ cường độ uốn mẫu vữa mác M10 tuổi 28 ngày
51
Hình 3.17 Biểu đồ cường độ uốn mẫu vữa mác M10 tuổi 90 ngày
51
SVTH: Đào Chí Thành
Nguyễn Thị Thu Trang
GVHD: ThS Đặng Văn Thương
TS. Khương Văn Huân
Đề tài: Nghiên cứu ảnh hưởng của phụ gia diatomite đến tính chất cơ lý của vữa xi
măng trong môi trường nước chua phèn
Hình 3.18 Biểu đồ cường độ uốn mẫu vữa mác M10 tuổi 180 ngày
52
Hình 3.19 Biểu đồ thể hiện sự phát triển cường độ uốn mẫu vữa mác M10
52
Hình 3.20 Sơ đồ thí nghiệm
53
Hình 3.21 Bề mặt vữa không phụ gia và có phụ gia diatomite bị ăn mòn trong
môi trường nước chua
55
Hình 3.22 Bề mặt mẫu vữa có phụ gia diatomite và không phụ gia bị ăn mòn
trong môi trường nước ngọt
56
Biểu đồ 1- Phụ lục Biểu đồ cường độ nén mẫu vữa mác M15 tuổi 28 ngày
67
Biểu đồ 2- Phụ lục Biểu đồ cường độ nén mẫu vữa mác M20 tuổi 28 ngày
67
Biểu đồ 3- Phụ lục Biểu đồ cường độ nén mẫu vữa mác M15 tuổi 90 ngày
68
Biểu đồ 4- Phụ lục Biểu đồ cường độ nén mẫu vữa mác M20 tuổi 90 ngày
68
Biểu đồ 5- Phụ lục Biểu đồ cường độ nén mẫu vữa mác M15 tuổi 180 ngày
69
Biểu đồ 6- Phụ lục Biểu đồ cường độ nén mẫu vữa mác M20 tuổi 180 ngày
69
Biểu đồ 7- Phụ lục Biểu đồ thể hiện sự phát triển cường độ nén mẫu vữa mác
M15
70
Biểu đồ 8- Phụ lục Biểu đồ thể hiện sự phát triển cường độ nén mẫu vữa mác
M20
70
Biểu đồ 9- Phụ lục Biểu đồ cường độ uốn mẫu vữa mác M15 tuổi 28 ngày
71
Biểu đồ 10- Phụ lục Biểu đồ cường độ uốn mẫu vữa mác M20 tuổi 28 ngày
71
Biểu đồ 11- Phụ lục Biểu đồ cường độ uốn mẫu vữa mác M15 tuổi 90 ngày
72
Biểu đồ 12- Phụ lục Biểu đồ cường độ uốn mẫu vữa mác M20 tuổi 90 ngày
72
Biểu đồ 13- Phụ lục Biểu đồ cường độ uốn mẫu vữa mác M15 tuổi 180 ngày
73
Biểu đồ 14- Phụ lục Biểu đồ cường độ uốn mẫu vữa mác M20 tuổi 180 ngày
73
SVTH: Đào Chí Thành
Nguyễn Thị Thu Trang
GVHD: ThS Đặng Văn Thương
TS. Khương Văn Huân
Đề tài: Nghiên cứu ảnh hưởng của phụ gia diatomite đến tính chất cơ lý của vữa xi
măng trong môi trường nước chua phèn
Biểu đồ 15- Phụ lục Biểu đồ thể hiện sự phát triển cường độ uốn mẫu vữa mác
M15
74
Biểu đồ 16- Phụ lục Biểu đồ thể hiện sự phát triển cường độ uốn mẫu vữa mác
M20
74
Biểu đồ 17- Phụ lục Biểu đồ thành phần hạt của cát
75
SVTH: Đào Chí Thành
Nguyễn Thị Thu Trang
GVHD: ThS Đặng Văn Thương
TS. Khương Văn Huân
Đề tài: Nghiên cứu ảnh hưởng của phụ gia diatomite đến tính chất cơ lý của vữa xi
măng trong môi trường nước chua phèn
MỞ ĐẦU
1 Lý do chọn đề tài
Việt Nam là quốc gia có chiều dài đường bờ biển đứng thứ 27 trong tổng số 157
các quốc gia ven biển, các quốc đảo và các lãnh thổ trên Thế Giới với chiều dài lên tới
hơn 3260 km kéo dài từ Bắc xuống Nam, có mạng lưới sông ngòi dày đặc cùng với
nhiều vũng vịnh ăn sâu vào trong đất liền như vịnh Cam Ranh (Khánh Hòa), vịnh Hạ
Long (Quảng Ninh), vịnh Lăng Cô (Huế)… Cùng với vị trí địa lý thuận lợi (nằm giữa
khu vực Đông Nam Á), mỗi năm ngành kinh tế Việt Nam thu lợi hàng nghìn tỷ đồng
từ các hoạt động như đánh bắt, nuôi trồng, chế biến thủy hải sản, phát triển ngành công
nghiệp đóng tàu, giao thông vận tại biển và du lịch. Tuy nhiên, bên cạnh những lợi ích
to lớn mà nó đem lại cũng tồn tại rất nhiều hạn chế, ảnh hưởng xấu tới các lĩnh vực
của xã hội mà đặc biệt gây ảnh hưởng trực tiếp tới ngành công nghiệp xây dựng của
nước ta hiện nay. Chất lượng của các công trình thủy lợi đang có dấu hiệu bị xuống
cấp trầm trọng mà chủ yếu do các nguyên nhân như chênh lệch mực nước do thủy
triều lên xuống, do chênh lệch nhiệt độ (điều này được thể hiện rõ ở các tỉnh miền Bắc
khi mà nhiệt độ chênh lệch giữa các mùa là rất lớn: mùa hạ có nhiệt độ lên tới hơn
40°C và mùa đông có thể xuống dưới 10°C), do thay đổi hướng gió và đặc biệt là do
nước bị nhiễm mặn, nhiễm phèn ăn mòn bê tông dẫn đến nứt vỡ, phá hủy kết cấu bê
tông và bê tông cốt thép, gây giảm tuổi thọ các công trình. Theo kết quả khảo sát của
các cơ quan nghiên cứu như viện Khoa học Thủy lợi, viện Khoa học Vật liệu, viện
Khoa học Công nghệ Xây dựng, viện Khoa học Công nghệ Giao thông Vận tải…thì có
hơn 50% bộ phận kết cấu bê tông và bê tông cốt thép của các công trình làm việc trong
môi trường biển bị ăn mòn, hư hỏng nặng hoặc bị phá hủy chỉ từ 10-30 năm sử dụng.
Độ bền thực tế của kết cấu bê tông cốt thép phụ thuộc vào mức độ xâm thực của môi
trường và chất lượng vật liệu sử dụng (cường độ bê tông, mác chống thấm, khả năng
chống ăn mòn, chủng loại xi măng, phụ gia, loại cốt thép, chất lượng thiết kế, thi công
và biện pháp quản lý, sử dụng công trình…). Các khu vực bị nhiễm phèn nhiều ở nước
ta hiện nay như là các tỉnh như Hải Phòng, Nghệ An, Hà Tĩnh…
SVTH: Đào Chí Thành
Nguyễn Thị Thu Trang
1
GVHD: ThS Đặng Văn Thương
TS Khương Văn Huân
Đề tài: Nghiên cứu ảnh hưởng của phụ gia diatomite đến tính chất cơ lý của vữa xi
măng trong môi trường nước chua phèn
Điển hình nhất là các tỉnh tại khu vực ĐBSCL, theo số liệu thống kê năm 2009
diện tích vùng chua phèn gây ăn mòn cho bê tông và bê tông cốt thép chiếm khoảng
60% khu vực với độ pH giao động từ 3 đến 6,5 và tác nhân gây ăn mòn chính là axít
sulfuric, còn diện tích vùng nhiễm
mặn chiếm khoảng 27% với tác nhân
gây ăn mòn chính là muối sulfat và
muối clo, hàm lượng sulfat trung bình
khoảng 400 mg/lit, lượng muối NaCl
từ 4 – 30 g/lit. Các công trình bê tông
cốt thép được xây dựng ở khu vực
ĐBSCL sau vài chục năm khai thác đã
có nhiều dấu hiệu bị ăn mòn, lớp bê
tông bảo vệ bị bong tróc, bề mặt bê
tông bị trơ đá dăm, cốt thép bị gỉ. Đây
cũng là tình trạng chung của các công
trình bê tông cốt thép làm việc trong
môi trường nước nói chung và
môi trường nước chua nói riêng.
Hình A: Bản đồ phân bố vùng đất chua mặn ở ĐBSCL
Hình B: Biểu đồ tỷ lệ đất chua mặn ở vùng ĐBSCL
SVTH: Đào Chí Thành
Nguyễn Thị Thu Trang
2
GVHD: ThS Đặng Văn Thương
TS Khương Văn Huân
Đề tài: Nghiên cứu ảnh hưởng của phụ gia diatomite đến tính chất cơ lý của vữa xi
măng trong môi trường nước chua phèn
Để hạn chế vấn đề này, đã có một số công trình nghiên cứu đưa vào áp dụng thực
tế: sử dung các lớp đệm, lót chống thấm, vữa chống thấm, sơn phủ bề mặt, sử dụng
chất ức chế ăn mòn canxi nitrit, một số phụ gia cũng được đưa vào trong xây dựng như
Idrocrete DM được dùng để sản xuất bê tông có độ thấm hút nước thấp và ngăn chặn
sự biến đổi màu trên bề mặt bê tông, phụ gia ức chế ăn mòn cốt thép cho bê tông
BestProtect CN313, phụ gia hệ BENIT của Phòng nghiên cứu Vật liệu viện Khoa học
Thuỷ lợi có tác dụng ngăn ngừa sự thấm nước qua bê tông, các loại phụ gia trương nở
như TR-01, TR-02A, TR-04.v.v... Các công trình nghiên cứu này đã thu một số thành
tựu nhất định tuy nhiên vẫn chưa đạt hiệu quả tối ưu nhất và còn tồn tại một số hạn chế
như giá thành cao, gây giảm thiểu cường độ, mất độ sụt nhanh chóng của bê tông,
thậm trí một số chất phụ gia có thể gây kích ứng, ảnh hưởng tới sức khỏe của con
người trong quá trình tiếp xúc, sử dụng.
Diatomite còn có tên gọi là Kieselguhr là một loại đá trầm tích với thành phần gồm
các khung xương tảo diatome, là một nguyên vật liệu phổ biến, có giá thành rẻ ở nước
ta hiện nay. Diatomite có tính xốp cao, cách nhiệt, không cháy, không hòa tan trong
nước, và bền trong không khí nên được ứng dụng rộng dãi làm chất trợ lọc, dùng làm
chất độn, chất hấp thụ, làm vật liệu mài bóng bạc, đánh bóng vỏ ôtô, làm phụ gia trong
sản xuất xi măng poóc- lăng, sản xuất tấm lợp, các chất bọc cách, sản xuất silic oxyt
hoạt tính,... Ở Việt Nam dù đã có nhiều nghiên cứu về diatomite, tuy nhiên chưa có
nhiều công trình nghiên cứu và ứng dụng về việc sử dụng diatomite trong các công
trình làm việc trong môi trường nước nói chung và nước chua phèn nói riêng.
Đề tài “Nghiên cứu ảnh hưởng của phụ gia diatomite đến tính chất cơ lý của vữa xi
măng trong môi trường nước chua phèn” sẽ phần nào làm rõ được tác dụng của phụ
gia diatomite trong việc nâng cao cường độ, độ bền, tăng khả năng chống thấm, chống
xâm thực cho bê tông sử dụng trong môi trường nước chua phèn.
SVTH: Đào Chí Thành
Nguyễn Thị Thu Trang
3
GVHD: ThS Đặng Văn Thương
TS Khương Văn Huân
Đề tài: Nghiên cứu ảnh hưởng của phụ gia diatomite đến tính chất cơ lý của vữa xi
măng trong môi trường nước chua phèn
2 Mục đích nghiên cứu
Đề tài được thực hiện nhằm hướng đến những mục đích sau:
-
Nghiên cứu sự thay đổi tính chất cơ lý của vữa xi măng có sử dụng phụ gia
diatomite trong môi trường chua phèn có ngày tuổi khác nhau.
-
Đánh giá khả năng ứng dụng của phụ gia diatomie đối với một vài tính chất cơ
lý cơ bản như sự phát triển về cường độ, khả năng chống thấm, chống xâm thực của
vữa xi măng và mở rộng hơn là của bê tông.
-
Nghiên cứu ảnh hưởng của phụ gia diatomite với các mác bê tông khác nhau.
Từ đây xem xét khả năng ứng dụng loại phụ gia này vào sản xuất bê tông với tỷ lệ
thích hợp.
3 Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu
a. Cách tiếp cận
Việc thực hiện đề tài dựa trên sự xem xét các đặc trưng và ảnh hưởng của môi
trường nước chua phèn đối với tính chất cơ lý của bê tông thông qua quá trình tiến
hành nghiên cứu thực nghiệm đồng thời kế thừa các cơ sở dữ liệu, kết quả nghiên cứu
đã có liên quan đến đề tài. Bên cạnh đó, kết hợp yêu cầu thực tiễn về việc giải quyết
các vấn đề phát sinh trong quá trình xây dựng sao cho các công trình được sử dụng và
vận hành hiệu quả, bền vững.
b. Phương pháp nghiên cứu
-
Thu thập tài liệu thực tế liên quan đến tình hình sử dụng bê tông trong môi
trường nước chua phèn.
-
Nghiên cứu lý thuyết kết hợp thực nghiệm, chế tạo mẫu vữa xi măng và đánh
giá kết quả nghiên cứu, từ đó mở rộng phạm vi đánh giá cho bê tông.
-
Tổng hợp số liệu, kế thừa các nghiên cứu đã có để ứng dụng hiệu quả vào đề tài
nghiên cứu.
SVTH: Đào Chí Thành
Nguyễn Thị Thu Trang
4
GVHD: ThS Đặng Văn Thương
TS Khương Văn Huân
Đề tài: Nghiên cứu ảnh hưởng của phụ gia diatomite đến tính chất cơ lý của vữa xi
măng trong môi trường nước chua phèn
CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN
1.1 Môi trường nước chua phèn
Hiện tượng đất, nước bị nhiễm phèn đang là vấn đề được quan tâm nhiều hiện nay.
Diện tích đất phèn trên thế giới tương đối lớn chiếm khoảng 12 triệu ha (Dent, 1986),
phần lớn những diện tích này nằm trong vùng nhiệt đới. Ở nước ta diện tích đất phèn
chiếm tới 1,8 triệu ha, trong đó tập trung chủ yếu ở Đồng bằng sông Cửu Long (1,6
triệu ha) phần còn lại là đất phèn ven thành phố Hồ Chí Minh, miền Đông Nam Bộ và
Hải Phòng (Báo cáo chương trình cấp nhà nước 70B, 1985-1986).
Nước chua vùng đồng bằng sinh ra từ vùng đất phèn mà nguyên nhân chính là do
các trận mưa sinh dòng chảy trên bề mặt lưu vực. Theo đó, nước mưa hòa tan đất phèn
và cuốn trôi xuống các sông kênh, sau đó nguồn nước chua này lan truyền trong cả hệ
thống và xâm nhập vào các vùng khác. Như vậy để làm rõ lý do môi trường nước có
thể bị nhiễm chua phèn cần xuất phát từ tác nhân chủ yếu tạo nên cơ chế quy trình gây
chua phèn cho nước, đó là đất phèn.
Đất phèn được tạo ra trong điều kiện trầm tích. Thành phần hóa học chủ yếu chứa
nhiều lưu huỳnh, chúng tồn tại dưới dạng các sulfur cơ bản là pyrite với công thức
chung là FeS2. Đất phèn được phân thành các loại chính là đất phèn tiềm tàng, đất
phèn hoạt động và đất phèn nhiễm mặn. Đất phèn tiềm tàng được duy trì khi nước luôn
ngập trên tầng đất chứa FeS2. Đất phèn ở trạng thái hoạt động khi FeS2 chuyển hóa
thành FeSO4, H2SO4. Để đánh giá đất phèn người ta dựa vào độ pH là chủ yếu, ngoài
ra còn đánh giá thêm SO42-, Cl-, theo đó:
Bảng 1.1 Phân loại đất phèn theo độ PH
Mức độ
Phèn nhiều
Phèn ít
Phèn mặn
SVTH: Đào Chí Thành
Nguyễn Thị Thu Trang
Độ pH
<4 (SO42- > 0,15%, Cl- < 0,005%)
4-5,5 (SO42- = 0,1-0,15%, Cl- < 0,05%)
>5,5 (SO42- > 0,1%)
5
GVHD: ThS Đặng Văn Thương
TS Khương Văn Huân
Đề tài: Nghiên cứu ảnh hưởng của phụ gia diatomite đến tính chất cơ lý của vữa xi
măng trong môi trường nước chua phèn
Điển hình như ở ĐBSCL:
Bảng 1.2 Tỷ lệ diện tích môi trường khu vực ĐBSCL gây ăn mòn BTCT
các mức khác nhau theo pH
Giới hạn pH
>6,5
6,5÷5
4,9÷4
<3,9
Mức ăn mòn
Không
Yếu
Trung Bình
Mạnh
Tỷ lệ diện tích
mặt nước (%)
40,58
34,61
14,43
10,37
40,58
59,42
Hình 1.1. Biểu đồ diện tích môi trường nước ở ĐBSCL gây ăn mòn
BTCT ở các mức khác nhau theo pH
Đất phèn có một cơ chế quá trình biến đổi như sau:
Trong quá trình nước luôn chuyển, FeS2 kết hợp với oxy tạo nên hợp chất sulfat:
2FeS2 + 7O2 + 2H2O = 2FeSO4 + 2H2SO4
Tiếp diễn quá trình oxy hóa như sau:
6FeSO4 + 1/2O2 + 3H2O = 2Fe2(SO4)3 + 2Fe(OH)2
Như vậy trong đất phèn có các muối sulfat. Các hợp chất trên ngoài H2SO4 thì phần
còn lại khi thủy phân cũng cho H2SO4, chính vì vậy nên đất và nước rất chua:
FeSO4 + 2H2O <-> Fe(OH)2 + H2SO4
Fe2(SO4)3 + 6H2O <-> 2Fe(OH)3 + 3H2SO4
SVTH: Đào Chí Thành
Nguyễn Thị Thu Trang
6
GVHD: ThS Đặng Văn Thương
TS Khương Văn Huân
Đề tài: Nghiên cứu ảnh hưởng của phụ gia diatomite đến tính chất cơ lý của vữa xi
măng trong môi trường nước chua phèn
Từ đặc điểm quá trình hình thành đất phèn cho thấy trong đất có hàm lượng sulfat
cao. Theo khảo sát cấu tạo địa chất của khu vực Nam Bộ cho thấy đất phèn thường có
các tầng:
+ Tầng canh tác sâu khoảng 20-30 cm. Ở đây một phần chất chua đã bị rửa trôi
trong quá trình sử dụng.
+ Tầng sinh phèn, thường cách mặt đất khoảng 20-70 cm. Axit sulfuric được
hình thành ở tầng này nên đất rất chua.
+ Tầng pyrite, chứa các thành phần FeS, FeS2 là chủ yếu.
Khi đất phèn bị oxy hóa, axit trong đất được hình thành và tan vào môi trường
nước, do sự di chuyển của dòng chảy làm lan rộng diện tích môi trường nước mặt có
tính axit và hình thành môi trường nước chua phèn.
Có hai loại phèn chính là phèn sắt và phèn nhôm:
+ Phèn sắt (còn gọi là phèn nóng, Đồng bằng sông Cửu Long chủ yếu là loại
phèn này) tập trung ở những ruộng thấp trũng, úng chứa nhiều nguyên tố sắt, làm cho
đất có màu đỏ của rỉ sắt, trên mặt nước đôi khi cũng xuất hiện một lớp váng màu nâu
đỏ.
+ Phèn nhôm (còn gọi là phèn lạnh) chủ yếu do sunfat nhôm tạo nên Al2(SO4)3,
loại này độc hại hơn phèn nóng, thường xuất hiện ở những ruộng gò (cao) hay bị mất
nước hoặc ở những chỗ gò trong ruộng không có nước, làm cho lớp đất mặt bị thiếu
nước, khô và phèn ở lớp đất dưới bị xì lên (gọi là xì phèn). Bề mặt của đất bị khô, nứt
nẻ có một lớp màu trắng giống như muối đó là sun phát nhôm. Nước trên ruộng hay
kênh mương ở những vùng đất nhiễm phèn này thường trong suốt.
Nước phèn gây ảnh hưởng trực tiếp đến bề mặt các công trình bê tông làm việc
trong nó. Gây xâm thực, ăn mòn và phá hủy một phần hoặc toàn bộ kết cấu.
SVTH: Đào Chí Thành
Nguyễn Thị Thu Trang
7
GVHD: ThS Đặng Văn Thương
TS Khương Văn Huân
Đề tài: Nghiên cứu ảnh hưởng của phụ gia diatomite đến tính chất cơ lý của vữa xi
măng trong môi trường nước chua phèn
Một số hình ảnh về hiện tượng nhiễm phèn trong đất và nước
Hình 1.2 Phèn sắt (phèn nóng)
Hình 1.3 Bề mặt đất bị nhiễm phèn
Hình 1.4 Xử lý đất, nước phèn bằng
Hình 1.5 Nước nhiễm phèn trước và sau
cách rắc vôi bột
khi xử lý
1.2 Bê tông và phụ gia cho bê tông.
1.2.1 Định nghĩa, cấu tạo bê tông
Bê tông là vật liệu đá nhân tạo do hỗn hợp của các chất kết dính vô cơ hoặc hữa cơ
với nước, cốt liệu nhỏ hoặc cốt liệu lớn, được nhào trộn kỹ theo một tỷ lệ thích hợp lèn
chặt và rắn chắc lại tạo thành. Trước khi đóng rắn hỗn hợp này gọi là hỗn hợp bê tông.
SVTH: Đào Chí Thành
Nguyễn Thị Thu Trang
8
GVHD: ThS Đặng Văn Thương
TS Khương Văn Huân
Đề tài: Nghiên cứu ảnh hưởng của phụ gia diatomite đến tính chất cơ lý của vữa xi
măng trong môi trường nước chua phèn
Bê tông là loại vật liệu có cấu trúc vĩ mô phức tạp. Trong một đơn vị thể tích hỗn
hợp bê tông đã lèn chặt bao gồm thể tích của cốt liệu Vcl, thể tích hồ xi măng Vh và thể
tích lỗ rỗng khí Vk: Vcl + Vh + Vk = 1.
Khi thi công nếu đầm nén tốt thể tích lỗ rỗng khí sẽ giảm đi, điều đó cho phép tăng
cường độ chịu lực, tăng khả năng chống thấm và cải thiện nhiều tính chất kỹ thuật
khác. Cần lưu ý đến tỷ lệ N/X, lượng nước, lượng xi măng phải thích hợp để đảm bảo
cấu trúc của bê tông được đặc chắc.
Cấu trúc vi mô của bê tông được đặc trưng bằng cấu trúc của vật rắn, độ rỗng và
đặc trưng của lỗ rỗng trong từng cấu trúc tạo nên bê tông (cốt liệu, đá xi măng) cũng
như cấu tạo của lớp tiếp xúc giữa chúng.
Lượng nước nhào trộn một phần dùng để bôi trơn hạt cốt liệu, một phần dùng để
tạo thành hồ của đá ximăng, còn một phần bị cốt liệu rỗng hút vào. Vì vậy hỗn hợp bê
tông dẻo sau khi đổ khuôn còn có xảy ra sự tách nước ở bên trong, nước sẽ đọng lại
trên bề mặt hạt cốt liệu lớn và làm yếu mối liên kết giữa chúng với phần vữa.
Độ bền của mối liên kết giữa cốt liệu và đá xi măng phụ thuộc vào bản chất của cốt
liệu, vào độ rỗng, độ nhám của bề mặt, độ sạch của cốt liệu, cũng như vào loại xi
măng và độ hoạt tính của nó; vào tỷ lệ N/X và điều kiện rắn chắc của bê tông. Độ rỗng
trong bê tông bao gồm những lỗ rỗng nhỏ li ti và lỗ rỗng mao quản. Độ rỗng của nó có
thể lên tới 10 -15% và bao gồm:
+ Lỗ rỗng trong đá xi măng (lỗ rỗng gen, lỗ rỗng mao quản, lỗ rỗng do khí cuốn
vào).
+ Lỗ rỗng trong cốt liệu.
+ Lỗ rỗng giữa các hạt cốt liệu (khoảng không gian giữa các hạt cốt liệu không
được chèn hồ xi măng).
Để nâng cao độ đặc của bê tông trong quá trình thi công cần lưu ý các biện pháp kỹ
thuật để hạn chế tối đa lỗ rỗng giữa các hạt cốt liệu, nhờ đó có thể cải thiện cấu trúc
của bê tông theo hướng có lợi.
SVTH: Đào Chí Thành
Nguyễn Thị Thu Trang
9
GVHD: ThS Đặng Văn Thương
TS Khương Văn Huân
Đề tài: Nghiên cứu ảnh hưởng của phụ gia diatomite đến tính chất cơ lý của vữa xi
măng trong môi trường nước chua phèn
1.2.2 Các nghiên cứu bê tông ở Việt Nam và trên Thế Giới
Bê tông là một trong số những vật liệu có từ lâu đời nhất. Nó đã được chế tạo và
đưa vào sử dụng trong rất nhiều các công trình nổi tiếng và cổ đại như: hành lang uốn
khúc ở Hy Lạp (3600 năm trước công nguyên), vạn lý trường thành ở Trung Quốc (thế
kỷ thứ ba trước công nguyên), các công trình trên đất Ấn Độ, Roma Cổ và nhiều địa
danh khác.
Tuy nhiên, bê tông chỉ được đưa vào ứng dụng và sản xuất hàng loạt từ cuối thế kỷ
XIX, ở thời kỳ này chủ yếu là hỗn hợp bê tông cứng và ít lưu động, lèn chặt bằng đầm
nện. Qua nhiều năm nghiên cứu và chế tạo, ngày nay, bê tông đã trở thành vật liệu
quan trọng không thể thiếu trong ngành xây dựng. Trên thế giới đã có rất nhiều các
công trình nghiên cứu về bê tông như: Giáo sư A.R. Suliachenko vào những năm tám
mươi của thế kỷ XIX đã nghiên cứu phác thảo lý thuyết chế tạo và đóng rắn của chất
kết dính thủy và xi măng, đã chứng minh được rằng trên cơ sở loại vật liệu này có thể
nhận được các kết cấu bê tông bền lâu. Dưới sự chỉ đạo của giáo sư, người ta đã sản
xuất bê tông có chất lượng cao. Giáo sư N.A Belieliubski vào năm 1891 đã tiến hành
nhiều thí nghiệm mà kết quả của chúng đã thúc đẩy nhanh việc ứng dụng của các kết
cấu bê tông cốt thép trong xây dựng. Ở Liên Xô cũ công nghệ bê tông có sự phát triển
rộng rãi từ thời kỳ xây dựng các công trình thủy lợi lớn nhất đầu tiên- Công trình
Volkhow (1924) và các công trình xây dựng trên sông Danhepr (1930). Các giáo sư
N.M. Beliaev và I.P. Alecxaudrin đứng đầu cơ sở nghiên cứu ở Leningrad về bê tông
đã ứng dụng các phương pháp khoa học đầu tiên chọn cấp phối bê tông vào thực tế xây
dựng làm tăng đáng kể chất lượng của bê tông.
Công nghệ bê tông luôn là một vấn đề được quan tâm rất nhiều ở các nước phát
triển như Liên Xô, Nga, Mỹ…Các công trình nghiên cứu bê tông nặng đã được các
nhà khoa học thực hiện như B.G.Skaramtaev, I.N.Akhaverdo, Iu.Bazenov,
I.M.Grusko, O.P.Mchelov-petrosan, A.V.Xatankin, A.E.Xeikin và các nhà bác học
khác. Các công trình nghiên cứu bê tông nhẹ vật liệu rỗng thuộc về N.A.Popov,
M.Z.Simionov, I.A.Ivanov và các nhà khoa học khác. Các công trình nghiên cứu về bê
tông silicat và bê tông tổ ong thuộc về B.N.Bozenov, A.V.Vonrenski, K.E.Gonainov
SVTH: Đào Chí Thành
Nguyễn Thị Thu Trang
10
GVHD: ThS Đặng Văn Thương
TS Khương Văn Huân
Đề tài: Nghiên cứu ảnh hưởng của phụ gia diatomite đến tính chất cơ lý của vữa xi
măng trong môi trường nước chua phèn
và các nhà khoa học khác. Và rất nhiều các công trình nghiên cứu khác về tính lưu
biến của hỗn hợp bê tông và tạo hình các cấu kiện, nghiên cứu về bê tông mùa đông và
bê tông trong môi trường khí hậu khô nóng, nghiên cứu về thúc đẩy quá trình đóng rắn
của bê tông, nghiên cứu về nâng cao độ bền lâu và chống ăn mòn của bê tông..v..v..
của rất nhiều các nhà khoa học khác.
Ở Việt Nam công nghiệp bê tông chỉ mới hình thành từ sau thắng lợi của cuộc
kháng chiến chống Pháp với hai nhà máy sản xuất bê tông đầu tiên là nhà máy Bê tông
đúc sẵn chèm Hà Nội và Bê tông đúc sẵn Hải Phòng. Thời kỳ này, các sản phẩm bê
tông đúc sẵn chủ yếu là cột điện, ống nước, panen. Những năm 70-80 hàng loạt hệ
thống các hệ thống nhà máy bê tông đúc sẵn dựa trên các công nghệ của nước ngoài
được hình thành: Thịnh Liệt (công nghệ Ba Lan), Vĩnh Tuy (công nghệ Pháp), Xuân
Mai (công nghệ Liên Xô cũ), Đào Tú (công nghệ Đức), Việt Trì (công nghệ Bungari),
Vinh (công nghệ Đức)... Thời kỳ này, công nghệ trộn bê tông sẵn chưa được phát
triển, tuy nhiên đã có một số trạm trộn bê tông đã được lắp đặt để phục vụ cho các
công trình lớn như thủy điện Thác Bà, sông Đà, cầu Thăng Long…
Từ những năm 90, sản phẩm bê tông tươi đi vào đời sống xây dựng trong cả nước,
đáp ứng nhu cầu bê tông chất lượng cao. Trong thời gian này, công nghệ sản xuất bê
tông đúc sẵn cũng đã có nhiều tiến bộ vượt bậc, với việc nghiên cứu và sử dụng cá
công nghệ mới như các sản phẩm dầm ứng lực nhỏ làm nhà ở trong các vùng ngập lụt
của Đồng bằng sông Cửu Long của nhà máy bê tông Xuân Mai, sản xuất cọc dự ứng
lực, cột điện dự ứng lực đã được sản xuất ở bê tông 620 Châu Thới, công ty Phan Vũ,
Tiền Phong, Chèm, Thịnh Liệt (1998) đã tạo ra nhữn sản phẩm chất lượng cao, giá
thành hạ, là một bước đột phá mới về công nghệ. Trong lĩnh vực xây dựng cầu đã áp
dụng kết cấu bê tông cốt thép dự ứng lực nhịp theo công nghệ đổ bê tông tại chỗ theo
phương pháp thúc đẩy, công nghệ thi công theo phương pháp đúc hoặc lắp hẫng cân
bằng, công nghệ đổ bê tông tại chỗ treo trên đà giáo di động. Thời kỳ sau 1995, bê
tông mác 600, 700 đã bắt đầu được sử dụng ở Việt Nam, nhiều loại phụ gia bê tông đã
được đưa vào sử dụng.
SVTH: Đào Chí Thành
Nguyễn Thị Thu Trang
11
GVHD: ThS Đặng Văn Thương
TS Khương Văn Huân
Đề tài: Nghiên cứu ảnh hưởng của phụ gia diatomite đến tính chất cơ lý của vữa xi
măng trong môi trường nước chua phèn
Trong lĩnh vực khai thác và vận chuyển dầu khí Bộ Công nghệ VLXD Trường Đại
học Xây Dựng với sự chủ trì của các tác giả đã nghiên cứu thành công và đưa vào áp
dụng công nghệ bọc ống thép 12m với các đường kính ngoài đến 530mm bằng bê tông
nặng và rất nặng từ nguồn nguyên liệu trong nước dùng cho các ống tuyến dẫn dầu và
khí từ các mỏ đầu về các trạm rót dầu không bến ngoài khơi các vùng biển Bà Rịa
Vũng Tàu và về đất liền vùng Bà Rịa tới các nhà máy điện Phú Mỹ.
Các loại bê tông tự đầm, bê tông đầm lăn cũng được đầu tư nghiên cứu và ứng
dụng thử do các Viện nghiên cứu, các trường Đại học trong nước thực hiện.
Hiện nay, một số công trình bê tông có mác 600-700 KG/cm2 được đưa vào ứng
dụng thử nghiệm mặc dầu trong các phòng thí nghiệm từ lâu đã chế tạo thành công bê
tông chất lượng cao có sử dụng tro trấu và metacaolanh có cường độ đạt 800, 900
KG/cm2 sử dụng xi măng PC40, PC50 do Việt Nam sản xuất. Công nghệ bê tông ở
Việt Nam đã có những bước phát triển mạnh mẽ, tuy nhiên còn chưa theo kịp với đà
phát triển chung của thế giới.
Hình 1.6 Thi công Bê tông tươi
1.3 Phụ gia sử dụng trong sản xuất bê tông
Phụ gia bê tông được định nghĩa là một loại vật liệu được sử dụng như một nguyên
liệu của bê tông mà ngoài xi măng, nước và cốt liệu ra nó còn được cho vào mẻ trộn
hỗn hợp bê tông ngay từ khi trộn hoặc trong suốt quá trình trộn. Phụ gia đã được đưa
vào sử dụng từ năm 1930 cho tới nay. Để đáp ứng nhu cầu sử dụng của con người với
SVTH: Đào Chí Thành
Nguyễn Thị Thu Trang
12
GVHD: ThS Đặng Văn Thương
TS Khương Văn Huân
Đề tài: Nghiên cứu ảnh hưởng của phụ gia diatomite đến tính chất cơ lý của vữa xi
măng trong môi trường nước chua phèn
nhiều mục đích khác nhau trong khi bê tông thông thường lại không đáp ứng được đầy
đủ các yêu cầu đặc biệt về công nghệ, về chất lượng và độ bền thì phụ gia là một lựa
chọn hoàn hảo, chúng tạo ra nhiều đặc tính mong muốn cho bê tông và mang lại hiệu
quả kinh tế trong lĩnh vực xây dựng bê tông. Tuy nhiên, cần phải nhớ rằng phụ gia
không phải là thứ thay thế được cho các phương pháp thi công bê tông thông thường.
Dựa vào đặc điểm và mục đích mà người ta có thể chia phụ gia thành nhiều nhóm để
sử dụng.
Phụ gia giảm nước và phụ gia làm chậm
Phụ gia giảm nước là các hợp chất hữu cơ tan trong nước, làm giảm lượng nước
trộn của hỗn hợp bê tông mà vẫn giữ nguyên độ sụt của hỗn hợp. Nó còn có tên gọi là
phụ gia hóa dẻo vì khi giữ nguyên lượng nước, phụ gia này làm tăng rõ rệt độ sụt của
hỗn hợp bê tông.
Phụ gia làm chậm ninh kết là một loại phụ gia trong nhóm các phụ gia có tác dụng
làm chậm lại các quá trình phản ứng hóa học xảy ra trong lòng bê tông hoặc khi đang
hóa cứng, hoặc khi đã hóa cứng. Các loại phụ gia này làm chậm lại các quá trình hóa
học của sự hydrat hóa mà làm cho bê tông vẫn giữ được tính dẻo và dễ thi công lâu
hơn so với bê tông không có phụ gia làm chậm quá trình.
Phụ gia giảm nước - chậm ninh kết là một chất đa chức năng, vừa đáp ứng yêu cầu
giảm nước và tăng cường độ R28 như một phụ gia giảm nước, vừa kéo dài thời gian
ninh kết như một phụ gia làm chậm.
Một số loại phụ gia giảm nước - chậm qúa trình ninh kết như: Plastiment R,
Plastiment 96, Puzzolith, Pozzolith-300 R, Pozzolith-132 R,LK-1, LK-RD, PA-95,
Sikament R4, Rheobuild 716..v..v.
Phụ gia cuốn khí
Chất cuốn khí là loại phụ gia có tác dụng chính là cải thiện khả năng chống băng
giá cho bê tông, làm giảm sự tách nước sự phân tầng của hỗn hợp bê tông, tăng độ
chống thấm cho bê tông, làm thay đổi đặc tính của hỗn hợp bê tông tươi, tăng tính dễ
thi công, cải thiện sản phẩm bê tông được chế tạo với cấp phối có kích cỡ xấu. Ngoài
ra, nó cũng ảnh hưởng tơi cường độ, tính lưu động, co ngót và từ biến cua hỗn hợp bê
SVTH: Đào Chí Thành
Nguyễn Thị Thu Trang
13
GVHD: ThS Đặng Văn Thương
TS Khương Văn Huân
Đề tài: Nghiên cứu ảnh hưởng của phụ gia diatomite đến tính chất cơ lý của vữa xi
măng trong môi trường nước chua phèn
tông. Có thể sử dụng riêng phụ gia cuốn khí hoặc sử dụng kết hợp cùng với phụ gia
khác.
Một số loại vật liệu được sử dụng phổ biến nhất để làm phụ gia cuốn khí như: muối
kali của nhựa gỗ (natri abietat), Ankyl aryl snphat, Ankyl sunphat, các muối của axit
béo lấy từ động vật và chất béo của rau và dầu..v..v..
Phụ gia cho bê tông phun
Các loại phụ gia sử dụng cho bê tông phun thường có tác dụng làm tăng tốc sự ninh
kết và tăng cường độ cho bê tông. Tác nhân hoạt động chính của hầu hết các chất tăng
tốc cho bê tông phun là ankali metal silicat, aluminat, hydroxyt, sunfat hoặc clorua,
mặc dù có một vài hóa chất hữu cơ bao gồm các amines và các thành phần
hydroxylated chọn lựa cũng được sử dụng. Các phụ gia cho bê tông phun chỉ được sử
dụng với hàm lượng phần trăm nhỏ. Tuy nhiên, chúng là thành phần rất cần thiết cho
các hỗn hợp đối với một số các ứng dụng đặc biệt trong công việc hầm mỏ và bảo vệ
bờ dốc
Phụ gia chống thấm cho bê tông
Chất chống thấm là một vật liệu (bột hay chất lỏng) mà khi trộn với bê tông tươi nó
gây ra các hiện tượng như: giảm tính thấm thủy tĩnh của khối bê tông bảo dưỡng, đẩy
nước hay tính chất hydrophobic làm cho bê tông đông cứng. Phụ gia chống thấm có
thể tạo ra dưới dạng bột, hồ hay dạng lỏng và có thể chứa vật liệu lấp kín lỗ rỗng hay
vật liệu kỵ nước. Các loại vật liệu chính trong cấp hạng vật liệu lấp kín các lỗ rỗng là:
silicat của soda, nhôm sunphat hay kẽm sunphat, nhôm clorua và kẽm clorua. Đây là
những chất lấp kín linh hoạt về mặt hóa học. Hơn nữa chúng cũng làm tăng tốc độ
ninh kết của bê tông và vì vậy tạo cho bê tông tính chống thấm tốt hơn ngay ở giai
đoạn đầu.
Các loại phụ gia chống thấm phổ biến như: Sika W, Plastocrete N, Sika Latex,
Super Barra 05, Laxtex StrongBond AC-28, Stonti CL-1, Stonti CL-3..v..v..
Phụ gia siêu hóa dẻo cho bê tông
Các phụ gia siêu hóa dẻo có khả năng làm giảm hàm lượng nước cần dùng trong
hỗn hợp bê tông đến 25%-30% mà vẫn giữ nguyên được độ sụt cần thiết thuận tiện cho
SVTH: Đào Chí Thành
Nguyễn Thị Thu Trang
14
GVHD: ThS Đặng Văn Thương
TS Khương Văn Huân
Đề tài: Nghiên cứu ảnh hưởng của phụ gia diatomite đến tính chất cơ lý của vữa xi
măng trong môi trường nước chua phèn
thi công. Nhờ đó cường độ bê tông có thể tăng lên tương ứng, dễ dàng tạo ra bê tông
mác cao như 400 – 500 kg/cm2 (sử dụng phổ biến cho các kết cấu cầu BTCT dự ứng
lực ở Việt Nam hiện nay). Phụ gia siêu dẻo cũng có thể dùng để kết hợp đạt cả 2 mục
tiêu: vừa tăng ở mức độ hợp lý về độ sụt, vừa giảm ở mức độ hợp lý về lượng nước
trộn. Hàm lượng trộn khoảng 0,7-1,3% so với trọng lượng xi măng. Trị số cụ thể sẽ
được trọn trong quá trình thí nghiệm thực tế. Một số loại phụ gia siêu hóa dẻo như:
Sikament 163 EX, Sikament NN, Sikament R4, Sikament 520, Cosu, Selfill-2010 S,
PA-99, Rheobuild 555, Super- 1S..v..v..
Phụ gia tăng tốc
Phụ gia tăng tốc được cho vào bê tông để tăng tốc độ phát triển cường độ sớm
trong bê tông nhằm:
-
Cho phép dỡ ván khuôn sớm.
-
Giảm được thời gian bảo dưỡng theo yêu cầu.
-
Rút ngắn thời gian mà kết cấu có thể được đưa vào khai thác.
-
Bù một phần cho tác dụng làm chậm của nhiệt độ thấp trong quá trình đổ bê
tông trong thời tiết lạnh.
-
Sửa chữa công trình khẩn cấp.
Các chất tăng tốc cho xi măng có thể chia làm 2 loại khác biệt là chất tăng tốc ninh
kết, làm tăng nhanh quá trình đông cứng và chất tăng cường độ, nó giúp cho sự tăng
cường độ sớm của xi măng. Lưu ý, không sử dụng cả hai loại phụ gia cùng một lúc vì
nó có thể làm ảnh hưởng ngược lại. Một số loại phụ gia tăng tốc thường được sử dụng
như: canxi clorua, Imagun, Meyco SA Series, Sigunit L, Sigunit D…
Phụ gia hóa dẻo cho vữa
Trong các khối ghạch xây, đá xây, nề… vữa được xem là lớp đệm để chịu tải trọng
nén và là tác nhân liên kết tham gia vào sự dính kết giữa các thành phần. Vữa cần phải
chịu được sự chuyển vị trong tường như sự thay đổi kích thước do nhiệt độ, do sự
trương nở cả gạch sét hay sự co ngót của khối bê tông, gạch silicat canxi trong giai
đoạn đầu của các vật liệu. Vữa dùng cho khối gạch xây, đá xây cần phải có cường độ
không quá lớn, nhưng do yêu cầu trong các điều kiện xây dựng nó cần phải phát triển
SVTH: Đào Chí Thành
Nguyễn Thị Thu Trang
15
GVHD: ThS Đặng Văn Thương
TS Khương Văn Huân
