NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA HÀM LƯỢNG PHỤ GIA ĐẾN CƯỜNG ĐỘ VÀ ĐỘ DẺO CỦA HỖN HỢP BÊ TÔNG VÀ BÊ TÔNG

Bài 4

NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG HÀM LƯNG
PHỤ GIA ĐẾN TÍNH CHẤT CƯỜNG ĐỘ VÀ
ĐỘ DẺO CỦA HỖN HP BÊ TÔNG VÀ BÊ TÔNG


Giả sử chọn loại phụ gia Sikament R4 (có thể chọn các loại phụ gia khá c) là:
Phụ gia kéo dài thời gian ninh kết và giảm nướ c cao cấp cho bê tôn g .
Thông số kỹ thuật
Đóng gói
5,20,200 lít/thùng
1 năm trong thùn g nguyê n chưa mở. Lưu trữ nơi khô ráo,
Tuổi thọ
có bóng râm
Gốc
Lignosulphonates tinh chế cải tiến
Hàm lượng chloride
Không có
Màu
Nâu đậm
Khối lượng riêng
1.14-1.16 kg/lít
Liều lượng
0.6-1.2 lít/ 100 kg ximăn g
Khả năng giảm nướ c
Đến 20%
1.Cơ sở khoa học :
1.1 Tác dụng phân tán của phụ gia siêu dẽo trong hỗn hợp bê tông ximăng.
Công thứ c hoá họ c của Lignosulphonates
Lignosulphonates là phụ gia siêu dẽo từ các chất cao phân tử tự nhiên Lignin (từ gỗ và

xenlulo). Trong Lignosulphonates có khoả ng 20% chất xơ của gỗ, khoảng 1-30% đườn g
gốc canxi hoặ c sôđa.
Những thà nh phần chủ yếu của Lignosulphonates đượ c trình bày ở bảng :
Canxi
Lignosulphonates
Loại
Sôđa Lignosulphonates (%)
(%)
Hàm lượng chất rắn
54
30
Tro
6.6
Tro có sulfat
10.9
Tro có Cao
44
0.1
Đường
5.8
0.9
Tổng hàm lượng sulfua
3.2
2.6
Phân tử Lignosulphonates là một nhóm các đơn vò phenul thay thế, nó có chứa các
nhóm axit hydroxul,carbonxul, metholxul và sulfonic. Lignosulphonates có phối lượng
phân tử trung bình thay đổi từ 20-30000, nó có công thức như sau:


HO

CH2

O

H

C

C

OH

SO3H

C

CH2OH

O

1.2 Cơ chế hoạt động của Lignosulphonates trong hỗn hợp bê tông :
Thành phầ n chính trong phụ gia giảm nướ c là các chất hoạt độ ng bề mặt. Các
tác nhân này tập trung tại mặt phân cách giữa hai pha không hoà tan vào nhau và làm
thay đổi lực liên kết hoá lý tại các mặt phân cá ch này. Cá c chất hoạt độ ng bề mặt được
hấp thụ trên các hạt ximăng làm cho các hạt ximăng này tích điện, dẫn ra lực đẩy qua
lại giữa các hạt, kết quả làm ổn đònh sự phâ n tán các hạt ximăng, ngoài ra các chất
hoạt động bề mặt còn ngăn chặn hình thà nh các bọt khí, khô ng cho chúng gắ n vào các
hạt ximăng. Thêm vào đó, các hạt ion âm còn tạo ra một lớp vỏ các phân tử nướ c bao
xung quanh mỗi hạt, vì vậy mỗi hạt ximăng sẽ tách rời nhau ra và dễ đạt độ lưu độ ng
hơn.

Ion âm phụ
gia hoá học

Hạt XM

Hạt XM
Hạt XM
H2 O

Nước tách ra

Mô Hình Cơ Chế Hoạt Động Của Phụ Gia Siêu Dẽo


Phụ gia siêu dẽo khi đưa vào hỗ n hợp bê tôn g có tác dụng làm phân tán các hạt
xi măng, tránh hiện tượng cá c hạt ximăng co cụm lại, mà phân tán đều các hạt ximăng
làm cho diệ n tích của bề mặt hệ thống nước – ximăng tăng lên và từ đó tốc độ hydrate
hoá của ximăng tăng lê n.
1.3 Cøng độ bê tông khi có phụ gia :
Đặc biệt, khi mục đích cần đạt là bê tông cườ ng độ cao ứng với độ lưu độ ng
nhất đònh, việc sử dụng phụ gia Lignosulphonates có thể giảm được 25-35% lượ ng
nước nhào trộn . Với lượn g nước nhào trộn thấp như vậy dẫn đến N/X thấp có thể chế
tạo bê tôn g có cườ ng độ rất cao.
Thông thường khi sử dụ ng phụ gia, lượng nướ c trong hỗn hợp có thể giảm 515%. Trong đa số các trườ ng hợp thì nhờ phụ gia có thể giảm một phần khí trong hỗn
hợp. Thực tế lượn g nước trong hỗn hợp còn phụ thuộc vào lượn g ximăng sử dụng, loại
cốt liệu .

Hình Bê Tông Sử Dụng Phụ Gia Siêu Dẽo

Hình Máy Nén Mẫu Bê Tông

2. Tính toán thực nghiệm :
Thông số ban đầu của vật liệu
 0d  khối lượn g thể tích của đá

:

………… (T/m )

 ad  khối lượn g riêng của đá

:

……….. (T/m3)

 ax  khối lượn g riêng của xi măng

:

……….. (T/m3)

 ac  khối lượn g riêng của cát

:

………… (T/m3)

rD  độ rỗng của đá

:
:
:

………..
2
……… (kG/cm )
………

R X  cườn g độ ximăng
M n  module độ lớn của cát

3


Rb  cườn g độ bê tô ng cầ n thiết kế

:

……….. (kG/cm2 )


X

C

Đ

N

PG

Cấp phối (kg)
1m3
12lít
Cấp phối chuẩn (CP0) :

0
0

Cấp phối chuẩn

Thành phần trăm cấp phối chuẩn

kg

N, 8.05%

1087.92

1200
1000

X, 16.49%
X

741.43

C

800

Đ

399.83

600

N

195

400

Đ, 44.88%

200

C, 30.58%

0
X

γ 0hhBT =

C

Đ

N

m khuon BT  m khuon ...........  .........
=
=…………. (kg/m3)
3
khuon
3x0.15
V

Thời gian dưỡng hộ
(ngày)
7 ngày
28 ngà y

Cường độ chòu né n
Rn(kG/cm2)

Độ sụt SN (cm)

2.2 Cấp phối chuẩn +0.5% phụ gia(so với ximăn g) (CP1) :
THÀNH PHẦN % CP1

Cấp phối I

PG, 0.08%

1087.92

1200

N, 8.04%

741.43

1000

X, 16.48%

C
Đ

800
399.83

600

N
195

400

PG
2

200
0

X

X

C

Đ

N

PG

Đ, 44.84%

C, 30.56%


Cấp phối (kg)
1m3
12lít

=

γ 0hhBT

X

C

m khuon BT  m khuon
V khuon

Thời gian dưỡng hộ

(ngà713.44
y)
7 ngày
28 ngà y
%R28 ngày

=

=

Đ

........  ..........
3x0.153

N

=…………. (kg/m3)

Cường độ chòu né n
Rn(KG/cm2)

........  .........
...........

 100

PG

Độ sụt SN (cm)

= ………..%

Cấp phối chuẩn +1% phụ gia(so với ximăng) (CP 2 ) :
Cấp phối (kg)
1m3
12lít

X

C

Đ

N

PG

CẤP PHỐI 2

THÀNH PHẦN % CP 2

Đ, 1087.92

1200

PG, 0.16%

C, 741.43

1000

N, 8.03%

800
600

C
N

N, 195

PG

PG, 4

200

Đ, 44.80%
X

X
Đ

X, 399.83

400

0

X, 16.47%

C

Đ

m khuon BT  m khuon
γ
=
V khuon
..........  .........
=……… (kg/m3)
3
3x0.15
hhBT
0

713.44

N

PG

=

C, 30.54%


Thời gian dưỡng hộ Cường
độ

(ngày)
Rn(KG/cm2)
7 ngày
28 ngà y
%R28 ngày

=

.........  ........
........

chòu

nén

 100

Độ sụt SN (cm)

= ……….%

Cấp phối chuẩn + 0.5% phụ gia (so với ximăng) thay đổi lượng nước đễ đạt SN=5
(CP3) :
Cấp phối
(kg)
1m3
12lít

X

C

Đ

CẤ P PHỐ I ĐIỀ U CHỈNH NƯỚ C CP3
kg
1000

PG

THÀ NH PHẦ N % CP3

1087.92

1200

PG, 0.08%

713.44
741.43

N, 9.05%

800
600

N

X, 16.30%

N

222

400

2

200

Đ, 44.35%

C, 30.22%

0

γ 0hhBT

C
Đ

399.83

X

X

C

=

Đ

N

m khuon BT  m khuon
V khuon

Thời gian dưỡng hộ
(ngày)
7 ngày
28 ngà y

PG

=

.........  ..........
3x0.153

Cường độ chòu né n
Rn(kG/cm2)

=……… (kg/m3)

Độ sụt SN (cm)

PG

%R28 ngaøy

=

........  .......
........

 100

= ……….%


3. Nhận xét kết quả thí nghiệm :
Biể u đồ quan hệ giữ a cườ ng độ chòu né n
và độ sụ t SN

Cườ ng độ né n Rn (kG/cm2)

450
CP2 , 418.9
400

CP3 , 400.36

CPO , 391

350

CP1 , 346.7

300
4

4.5

5

5.5

Độ sụ t SN (cm)

.

Nhận xét :

(kg/cm2) 500
400
300
200
100
0

CP0

CP1

CP2

CP3

Rn

400

346.7

418.9

400.36

Rn7

278.8

203.04

245.2

233.8

Đồ thò so sánh cường độ 7 ngày và 28 ngày

Nhận xét :


Biểu đồ quan hệ giữa cường độ chòu nén
và khối lượng thể tích
Cườ ng độ né n Rn (kG/cm2)

450

CP2 , 418.9

400

CPO , 391

CP3 , 400.36
350

CP1 , 346.7
300
2350

2400

2450

Khố i lượ n g thể tích (kg/m3 )

Nhận xét :

4. Kết luận :

2500