Nghiên cứu đánh giá ảnh hưởng của bột cao su tới cường độ, độ hút nước và độ bão hòa nước của bê tông cấp độ bền b15 dùng cho nhà ở dân dụng

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
PHAN MẠNH LINH - ĐÁNH GIÁ ẢNH HƢỞNG CỦA BỘT CAO SU TỚI TÍNH CHẤT BÊ TƠNG B15 VỮA – KHĨA 25

TRƢỜNG ĐẠI HỌC VINH
______________________________________

PHAN MẠNH LINH

NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ ẢNH HƢỞNG CỦA BỘT CAO
SU TỚI CƢỜNG ĐỘ, ĐỘ HÚT NƢỚC VÀ ĐỘ BÃO HÒA
NƢỚC CỦA BÊ TÔNG CẤP ĐỘ BỀN B15 DÙNG CHO
NHÀ Ở DÂN DỤNG

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT XÂY DỰNG

NGHỆ AN - 2019
1


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƢỜNG ĐẠI HỌC VINH
______________________________________

PHAN MẠNH LINH

NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ ẢNH HƢỞNG CỦA BỘT CAO
SU TỚI CƢỜNG ĐỘ, ĐỘ HÚT NƢỚC VÀ ĐỘ BÃO HÒA
NƢỚC CỦA BÊ TÔNG CẤP ĐỘ BỀN B15 DÙNG CHO
NHÀ Ở DÂN DỤNG

Chuyên ngành: Kỹ thuật xây dựng

M s : 8.58.02.01

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT XÂY DỰNG
NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC:
TS. PHAN VĂN TIẾN

NGHỆ AN - 2019
1


LỜI CAM ĐOAN
Bản luận văn thạc sỹ: “Nghiên cứu đánh giá ảnh hưởng của bột cao su
tới cường độ, độ hút nước và độ bão hịa nước của bê tơng cấp độ bền B15
dùng cho nhà ở dân dụng” đƣợc thực hiện dƣới sự hƣớng dẫn của TS. Phan
Văn Tiến, là đề tài nghiên cứu riêng của tôi. Các s liệu, kết quả nêu trong luận
văn đƣợc sử dụng trung thực, các tài liệu tham khảo có nguồn g c trích dẫn rõ
ràng và chƣa từng cơng b trong các cơng trình nghiên cứu khác. Tơi đ đọc và
hiểu về các hành vi vi phạm sự trung thực trong học thuật.
Tơi xin hồn tồn chịu trách nhiệm về nội dung của luận văn này.

Nghệ An, ngày

tháng 6 năm 2019

Tác giả luận văn

Phan Mạnh Linh

1

LỜI CẢM ƠN
Sau khi thực hiện xong bản luận văn thạc sĩ này, tôi xin gửi lời cảm ơn tới
TS. Phan Văn Tiến, ngƣời đ hƣớng dẫn, giúp đỡ, động viên và tạo mọi điều
kiện thuận lợi cho tôi trong su t quá trình học tập cũng nhƣ thực hiện luận văn
này.
Tôi xin trân trọng cảm ơn các thầy, cô giáo của Khoa Xây dựng trƣờng
Đại học Vinh đ truyền dạy cho tôi những kiến thức khoa học để giúp tơi có thể
hồn thành luận văn này. Tơi cũng xin gửi lời cảm ơn đến các thầy cơ của Phịng
đào tạo sau Đại học - Trƣờng Đại học Vinh đ hƣớng dẫn và hỗ trợ tôi trong
thời gian học tập tại trƣờng.
Cu i cùng, tôi xin gửi lời cảm ơn đến gia đình, bạn bè và ngƣời thân đ
ln giúp đỡ và động viên tôi trong su t thời gian qua.
Xin trân trọng cảm ơn!

Nghệ An, ngày

tháng 6 năm 2019

Tác giả luận văn

Phan Mạnh Linh

2


MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN............................................................................................... I
LỜI CẢM ƠN .................................................................................................. II
MỤC LỤC ....................................................................................................... III

DANH MỤC BẢNG, HÌNH VẼ .................................................................... IV
MỞ ĐẦU ........................................................................................................... 1
1. Lý do chọn đề tài ........................................................................................... 1
2. Tổng quan tình hình nghiên cứu ................................................................... 4
2.1. Ngồi nƣớc: ................................................................................................ 4
2.2. Trong nƣớc: ................................................................................................ 4
3. Mục tiêu nghiên cứu ...................................................................................... 5
4. Đ i tƣợng và phạm vi nghiên cứu ................................................................. 5
5. Phƣơng pháp nghiên cứu ............................................................................... 5
6. Ý nghĩa lý luận và thực tiễn của đề tài .......................................................... 5
7. Kết cấu của đề tài .......................................................................................... 7
CHƢƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ ỨNG DỤNG PHỤ GIA POLYME TRONG BÊ
TÔNG ................................................................................................................ 8
1.1. Giới thiệu lịch sử nghiên cứu và sử dụng phụ gia cho bê tông ở trong nƣớc
và trên thế giới ................................................................................................... 8
1.2. Ƣu điểm của việc sử dụng phụ gia trong bê tông .................................... 12
1.3. Phân loại các phụ gia thƣờng dùng cho bê tông ...................................... 13
1.3.1. Phân loại chung ..................................................................................... 13
1.3.2. Phụ gia khống dùng trong bê tơng ...................................................... 15
1.3.3. Phụ gia hóa học dùng trong bê tơng ...................................................... 20
1.4. Tình hình sử dụng phụ gia trong vật liệu xây dựng ở Việt Nam ............. 23
1.4.1. Phụ gia cu n khí .................................................................................... 24
1.4.2. Phụ gia giảm thấm nƣớc ........................................................................ 24
3


1.4.3. Phụ gia đông cứng nhanh ...................................................................... 24
1.4.4. Phụ gia làm chậm đông cứng ................................................................ 24
1.4.5. Phụ gia trợ bơm ................................................................................... 246
1.4.6. Phụ gia bê tông nở ................................................................................. 24

1.4.7. Phụ gia tự bảo dƣỡng bê tông ............................................................. 247
1.4.8. Phụ gia hóa dẻo để giảm nƣớc trong bê tơng ........................................ 24
1.4.9. Phụ gia siêu dẻo giảm nƣớc cao ............................................................ 24
1.5. Các yêu cầu kỹ thuật chung của phụ gia dùng cho bê tông ..................... 29
Kết luận chƣơng 1 ........................................................................................... 32
CHƢƠNG 2 VẬT LIỆU, THIẾT BỊ VÀ TRÌNH TỰ THÍ NGHIỆM ........... 34
2.1. Vật liệu thí nghiệm ................................................................................... 34
2.1.1. Các thành phần cấp ph i của hỗn hợp bê tơng...................................... 34
2.1.2. Thí nghiệm xác định kh i lƣợng riêng của cát ..................................... 37
2.1.3. Thí nghiệm xác định kh i lƣợng thể tích của cát .................................. 38
2.1.4. Thí nghiệm xác định độ ẩm của cát ...................................................... 39
2.1.5. Thí nghiệm xác định mơ đun độ lớn của cát ......................................... 40
2.1.6. Thiết kế thành phần ph i liệu của 1 mẻ trộn bê tông ............................ 41
2.2. Các tính chất của bê tơng dùng để nghiên cứu, đánh giá ảnh hƣởng của bột
cao su ............................................................................................................... 43
2.2.1. Cƣờng độ chịu nén ................................................................................ 44
2.2.2. Độ hút nƣớc ........................................................................................... 46
2.2.3. Độ b o hòa nƣớc ................................................................................... 47
2.3. Các thiết bị và dụng cụ thí nghiệm .......................................................... 48
2.3.1. Máy trộn: ............................................................................................... 48
2.3.2. Máy nén bê tông: ................................................................................... 49
2.3.3. Các dụng cụ thí nghiệm......................................................................... 51
2.4. Trình tự thí nghiệm .................................................................................. 53
2.4.1. Thí nghiệm xác định cƣờng độ chịu nén của bê tông: .......................... 53
4


2.4.2. Thí nghiệm xác định độ hút nƣớc của bê tơng: ..................................... 54
2.4.3. Thí nghiệm xác định độ b o hịa nƣớc của bê tơng: ............................. 55
Kết luận chƣơng 2 ........................................................................................... 55

CHƢƠNG 3 NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM XÁC ĐỊNH CÁC TÍNH CHẤT
CỦA BÊ TƠNG .............................................................................................. 56
3.1. Ảnh hƣởng của phụ gia tới cƣờng độ chịu nén của bêtông ..................... 58
3.2. Ảnh hƣởng của phụ gia tới sự phát triển cƣờng độ chịu nén của bêtông 60
3.3. Ảnh hƣởng của phụ gia tới độ hút nƣớc của bêtông ................................ 63
3.4. Ảnh hƣởng của phụ gia tới độ b o hòa nƣớc của bêtông......................... 64
Kết luận chƣơng 3 ........................................................................................... 65
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ......................................................................... 67
1. Kết luận ....................................................................................................... 67
2. Kiến nghị ..................................................................................................... 69
DANH MỤC THAM KHẢO .......................................................................... 70

5


DANH MỤC BẢNG, HÌNH VẼ

BẢNG
Bảng 1.1. Đặc điểm kỹ thuật của bột cao su ..................................................... 3
Bảng 1.2. Các yêu cầu vật lý của phụ gia khống hoạt tính nghiền mịn ........ 30
Bảng 1.3. Các yêu cầu hóa học của phụ gia khống hoạt tính nghiền mịn .... 31
Bảng 1.4. Các yêu cầu kỹ thuật đ i với phụ gia ch ng thấm.......................... 32
Bảng 2.1. Cấp ph i liệu cho 1m3 bê tông cấp độ bền B15.............................. 34
Bảng 2.2. Thành phần hạt của cát ................................................................... 34
Bảng 2.3. Thông s kỹ thuật của bột cao su ................................................... 38
Bảng 2.4. Kết quả thí nghiệm xác định kh i lƣợng riêng của cát ................... 38
Bảng 2.5. Kết quả thí nghiệm xác định kh i lƣợng thể tích của cát ............... 39
Bảng 2.6. Kết quả thí nghiệm xác định độ ẩm tự nhiên của cát ..................... 40
Bảng 2.7. Kết quả thí nghiệm xác định mơ đun độ lớn của cát ...................... 41
Bảng 2.8. Tổng hợp các chỉ tiêu vật lý của các thành phần trộn .................... 41

Bảng 2.9. Hệ s tính đổi kết quả nén các viên mẫu bê tông khác chuẩn ........ 45
Bảng 2.10. Thông s kỹ thuật của máy trộn bê tông ...................................... 48
Bảng 3.1. Kích thƣớc cơn đo độ sụt ................................................................ 56
Bảng 3.2: Kết quả thí nghiệm nén bê tơng ở 28 ngày tuổi ............................. 59
Bảng 3.3: Kết quả thí nghiệm nén bê tơng ở các ngày tuổi ............................ 61

HÌNH VẼ
Hình 1.1. Bê tơng sử dụng phụ gia cu n khí................................................... 24
Hình 1.2. Phụ gia trợ bơm đƣợc sử dụng trong bơm bê tơng ......................... 26
Hình 2.1. Biểu đồ đƣờng cong cấp ph i của cát dùng cho thí nghiệm ........... 35
Hình 2.2. Biểu đồ đƣờng cong cấp ph i của đá dùng cho thí nghiệm ............ 36
Hình 2.3. Thí nghiệm xác định kh i lƣợng riêng của cát ............................... 38
Hình 2.4. Thí nghiệm xác định kh i lƣợng thể tích của cát ............................ 39
6


Hình 2.5. Thí nghiệm xác định độ ẩm tự nhiên của cát .................................. 40
Hình 2.6. Máy trộn bê tơng ............................................................................. 49
Hình 2.7. Các mẫu thí nghiệm sau khi tháo khn ......................................... 49
Hình 2.8. Thí nghiệm cƣờng độ chịu nén của bê tơng .................................... 50
Hình 2.9. Một thí nghiệm nén mẫu bê tơng đang tiến hành............................ 51
Hình 2.10. Khn mẫu 150 x 150 x 150 mm. ................................................. 52
Hình 2.11. Cân điện tử. ................................................................................... 52
Hình 2.12. Tủ sấy. ........................................................................................... 53
Hình 2.13. Khn mẫu thí nghiệm 15x15x15 cm và máy nén bêtơng ........... 53
Hình 3.1. Cân xác định kh i lƣợng c t liệu theo đúng thiết kế ...................... 56
Hình 3.2. Nén mẫu thí nghiệm ở các ngày tuổi khác nhau ............................. 57
Hình 3.3. Mẫu bị phá hoại sau khi kết thúc thí nghiệm nén ........................... 58
Hình 3.4. Đồ thị biểu diễn m i quan hệ giữa cƣờng độ chịu nén của bêtông và
hàm lƣợng phụ gia ........................................................................................... 60

Hình 3.5. Đồ thị biểu diễn sự phát triển của lực nén tới hạn của bêtông theo thời
gian và sử dụng các hàm lƣợng phụ gia khác nhau ........................................ 62
Hình 3.6. Đồ thị biểu diễn m i quan hệ giữa độ hút nƣớc của bêtông và hàm
lƣợng phụ gia trong bê tơng ............................................................................ 63
Hình 3.7. Đồ thị biểu diễn m i quan hệ giữa độ b o hịa nƣớc của bêtơng và hàm
lƣợng phụ gia................................................................................................... 65

7


MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài
Hiện nay, với sự phát triển mạnh mẽ của công nghệ và kỹ thuật xây dựng
cơng trình trong nƣớc và trên thế giới, việc tìm kiếm các vật liệu mới, thân thiện
với mơi trƣờng, có khả năng ứng dụng linh hoạt phù hợp với các điều kiện cụ
thể khác nhau đạt hiệu quả cao, an toàn và kinh tế là rất quan trọng. Do vậy xu
thế phát triển hiện nay của ngành xây dựng nói chung và ngành vật liệu xây
dựng nói riêng ở Việt Nam và trên thế giới đang hƣớng vào việc tìm kiếm các
vật liệu tiên tiến. Trong s các hƣớng phát triển đó, viêc sử dụng các loại phụ
gia polyme trong vật liệu xây dựng, bao gồm bê tông, là một xu thế mạnh mẽ.
Ở Việt Nam, phụ gia cho bê tông đ bắt đầu đƣợc nghiên cứu từ những
năm 1965-1967 và ngày càng phát triển với chủng loại tƣơng tự nhƣ các nƣớc
khác. Các chủng loại phụ gia ở Việt Nam chủ yếu là phụ gia tăng dẻo, siêu dẻo
giảm nƣớc, phụ gia ch ng thấm, phụ gia nở và khơng co, phụ gia khống, phụ
gia sửa chữa kết cấu. Nhìn chung các sản phẩm phụ gia ở Việt Nam đ bƣớc đầu
đƣợc chế tạo ở quy mô công nghiệp và có chất lƣợng t t. Các sản phẩm đƣợc
đánh giá phù hợp với tiêu chuẩn qu c tế.
Trong tiến trình phát triển, lĩnh vực cơng nghệ vật liệu bê tông của Việt
nam đ và đang tiếp cận đƣợc những công nghệ, vật liệu mới và tiên tiến. Cùng
với việc phát triển của khoa học và công nghệ, hiện nay trên thị trƣờng các sản

phẩm phụ gia cho vật liệu bê tông đ trở nên hết sức đa dạng và chất lƣợng ngày
càng cao, vấn đề lớn nhất là làm thế nào ứng dụng hiệu quả chúng vào trong
thực trạng xây dựng nƣớc nhà. Nghiên cứu đƣợc triển khai trong đề tài này dự
kiến đƣa ra một nghiên cứu thực nghiệm về ảnh hƣởng của một loại phụ gia g c
cao su dạng bột đến cƣờng độ chịu nén, độ hút nƣớc và độ b o hòa nƣớc của bê
tông ở trạng thái cứng. Kết quả nghiên cứu sẽ giúp các nhà nghiên cứu, thiết kế

1


có thêm tƣ liệu trong việc nghiên cứu ứng dụng hiệu quả loại phụ gia này trong
thực tế xây dựng ở Việt Nam.
Bột cao su là chất kết dính polyme đƣợc sản xuất bởi quy trình sấy phun
các nhũ tƣơng polyme, chủ yếu trên cơ sở vinyl axetat/etylen. Nó hoạt động nhƣ
một chất kết dính hữu cơ, gắn kết các hạt c t liệu, gia cƣờng cấu trúc vữa và cải
thiện tính bám dính tại bề mặt tiếp xúc giữa vữa và lớp nền. Nói chung việc sử
dụng bột cao su trong thành phần của vữa và bê-tơng xi-măng góp phần tăng
cƣờng độ chịu kéo, giảm co ngót, tăng độ bền và cải thiện độ dính bám . Ảnh
hƣởng của bột cao su tới tính chất của bê tơng đ đƣợc nghiên cứu và công b
bởi một s tác giả: ở trạng thái ninh kết và ở trạng thái đóng rắn (sau 28 ngày) .
Tuy nhiên, tác dụng của bột cao su tới tính chất của bêtơng, trong đó có sự phát
triển cƣờng độ chịu nén, độ hút nƣớc và độ b o hịa nƣớc của bê tơng chƣa đƣợc
nghiên cứu.
Hiện nay ở Việt Nam, qua tìm hiểu các cơng b kết quả nghiên cứu của
các nhà nghiên cứu trên các tạp chí khoa học, s lƣợng các nghiên cứu công b
về ảnh hƣởng của các loại phụ gia trong bê tơng để cải thiện các tính chất cơ lý
trong các điều kiện ứng dụng cụ thể tại Việt Nam là chƣa nhiều, do đó để phù
hợp với xu thế phát triển và hội nhập, việc phát triển từng bƣớc các nghiên cứu
theo hƣớng vật liệu mới, ứng dụng các loại phụ gia tiên tiến, áp dụng trong các
tình hu ng, điều kiện đặc thù của Việt Nam là rất cần thiết và phù hợp với xu

hƣớng của ngành vật liệu xây dựng hiện nay, đó là sử dụng các loại phụ gia hoạt
tính cao trong vật liệu xây dựng, bao gồm bê tơng.
Mặc dù có thể các hƣớng nghiên cứu về phụ gia trong bê tơng xây dựng
có thể đ và đang đƣợc phát triển bởi nhiều cơ sở nghiên cứu trong và ngoài
nƣớc, việc phát triển một nghiên cứu bài bản, song song với các nghiên cứu
ở các cơ sở nghiên cứu khác trong và ngoài nƣớc là rất t t và có tính thực
tiễn cao. Đ i với bê tông xi măng cấp độ bền B15 dùng cho nhà ở dân dụng
tại Việt Nam, nghiên cứu về ảnh hƣởng của bột cao su tới cƣờng độ, độ hút
2


nƣớc, độ b o hịa nƣớc của bê tơng sẽ góp phần xây dựng cơ sở khoa học, tri
thức thực nghiệm về hƣớng nghiên cứu, kinh nghiệm, tiềm năng phát triển
về nghiên cứu ảnh hƣởng, đề xuất giải pháp ứng dụng hiệu quả các loại phụ
gia khác nhau cho bê tơng xi măng. Ngồi ra, việc phát triển hƣớng nghiên
cứu mới sẽ góp phần giúp trƣờng Đại học Vinh trở thành một trong những
cơ sở đào tạo đầu tiên trong nƣớc có nhóm nghiên cứu về vấn đề này tại
Việt Nam. Trong quá trình nghiên cứu cũng nhƣ tầm nhìn phát triển, việc
kết hợp giữa cơ sở đào tạo, nghiên cứu khoa học với các nhà máy sản xuất
vật liệu xây dựng, sử dụng các kết quả nghiên cứu khoa học của Việt Nam,
sẽ có tính khả thi cao thay vì nhập khẩu các sản phẩm thƣơng mại từ nƣớc
ngồi nhƣ hiện nay.
Bột cao su sử dụng trong nghiên cứu là một loại bột latex có khả năng
phân tán trong nƣớc dựa trên g c vinyl axetat và copolyme vinyl. Một s đặc
điểm của bột cao su sử dụng trong nghiên cứu đƣợc đƣa ra trong Bảng 1.1.
Bảng 1.1. Đặc điểm kỹ thuật của bột cao su
HẠNG MỤC

Đặc điểm kỹ thuật

Bề ngồi

Bột màu trắng, tự chảy

Kích thƣớc hạt

100 (98%) mắt nhìn rõ

Hàm lƣợng chất rắn (%)

98 ± 2%

Tỉ trọng đóng gói (g/1)

420-600

Tro (1000oC: đ t thành bột %)

10 ± 2%

PH

6,0-8,0

Hình thành lớp màng phim t i thiểu oC

0oC

Nhiệt độ chuyển hóa thủy tinh oC

15 ± 5

Để đánh giá đƣợc ảnh hƣởng của bột cao su tới tính chất của bê tông,
trong phạm vi nghiên cứu của đề tài này, một s tính chất cơ bản của vật liệu,
bao gồm cƣờng độ, độ hút nƣớc và độ b o hòa nƣớc, sẽ đƣợc nghiên cứu với sự
3


điều chỉnh hàm lƣợng phụ gia bột cao su. Từ đó đề tài "Nghiên cứu đánh giá ảnh
hƣởng của bột cao su tới cƣờng độ, độ hút nƣớc và độ b o hịa nƣớc của bê tơng
cấp độ bền B15 dùng cho nhà ở dân dụng" đƣợc lựa chọn phù hợp và có tính
thực tiễn.
2. Tổng quan tình hình nghiên cứu
2.1. Ngoài nƣớc:
Trên thế giới, việc ứng dụng các loại phụ gia khác nhau để cải thiện các
tính chất của vật liệu đƣợc nghiên cứu từ rất lâu và đ đƣợc công b bởi rất
nhiều tác giả [8]. Tuy nhiên với sự phát triển của công nghệ xây dựng, sự phát
minh của các loại vật liệu mới và các loại phụ gia mới, sự yêu cầu ngày càng cao
của công nghệ xây dựng, đòi hỏi các nhà nghiên cứu phải tìm hiểu kĩ ảnh hƣởng
và phạm vi ứng dụng của các loại phụ gia này trong các điều kiện cụ thể khác
nhau.
Bột phụ gia cao su là chất kết dính polyme đƣợc sản xuất bởi quy trình
sấy phun các nhũ tƣơng polyme, chủ yếu trên cơ sở vinyl axetat/etylen. Nó hoạt
động nhƣ một chất kết dính hữu cơ, gắn kết các hạt c t liệu, gia cƣờng cấu trúc
của vật liệu và cải thiện tính chất của vật liệu. Ảnh hƣởng của bột cao su tới
tính chất của vữa ximăng đ đƣợc nghiên cứu và công b bởi nhiều tác giả, ở
trạng thái trẻ [14] và trạng thái cứng [8,15]. Tuy nhiên hầu nhƣ chƣa có cơng b
về ảnh hƣởng của phụ gia này tới tính chất cơ lý, bao gồm cƣờng độ, độ hút
nƣớc và độ b o hòa nƣớc của bêtông theo TCVN.
2.2. Trong nƣớc:

Việc nghiên cứu về ảnh hƣởng của các loại phụ gia polyme tới tính chất
của vật liệu ximăng ở trong nƣớc là rất ít và khơng có nhiều cơng b về vấn đề
này. Trong vịng 5 năm trở lại đây, đ có một s nghiên cứu về hồ [2,3], vữa [1]
và bêtông [2,4,5] sử dụng phụ gia, bao gồm chất kết dính vơ cơ [1], phụ gia siêu
dẻo [2], phụ gia tái phân tán [3], phụ gia khoáng và tro bay [4,5]. Ảnh hƣởng
của bột cao su tới tính chất của bê tơng cịn ít đƣợc nghiên cứu và chƣa có nhiều
4


công b về ảnh hƣởng của loại phụ gia này trong bê tông B15 dùng cho nhà ở
dân dụng.
Những phân tích trên đây cho thấy việc nghiên cứu về ảnh hƣởng của bột cao su
tới tính chất của bêtơng ximăng, bao gồm cƣờng độ, độ hút nƣớc, độ bão hòa
nƣớc... là rất cần thiết.
3. Mục tiêu nghiên cứu
- Nghiên cứu đánh giá ảnh hƣởng của bột cao su tới tính chất cơ lý của
bêtông cấp độ bền B15 dùng cho nhà ở dân dụng, bao gồm cƣờng độ, sự phát
triển cƣờng độ, độ hút nƣớc, độ b o hòa nƣớc.
- Đánh giá hiệu quả tác động tới tính ch ng thấm của bê tông cấp độ bền
B15 của bột cao su.
4. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu
- Nghiên cứu ảnh hƣởng của phụ gia bột cao su tới các tính chất cơ lý của
bê tơng ximăng bao gồm cƣờng độ, độ hút nƣớc, độ b o hòa nƣớc.
5. Phƣơng pháp nghiên cứu
- Nghiên cứu lý thuyết kết hợp với nghiên cứu thực nghiệm.
- Cƣờng độ mẫu thí nghiệm xác định sử dụng máy nén bêtơng trong
phịng thí nghiệm. Mẫu bêtơng có kích thƣớc 15x15x15 cm đƣợc đúc bằng
khn ở phịng thí nghiệm, sau khi đúc mẫu đƣợc để trong điều kiện dƣỡng ẩm,
nhiệt độ phòng và đƣợc kiểm tra cƣờng độ chịu nén ở các ngày tuổi khác nhau
để tìm hiểu ảnh hƣởng của bêtơng ximăng điều chỉnh phụ gia tới cƣờng độ chịu

nén và sự phát triển cƣờng độ chịu nén của vật liệu bêtơng.
- Các tính chất khác đƣợc xác định sử dụng các thiết bị sẵn có trong
phịng thí nghiệm, bao gồm máy trộn, thùng ngâm mẫu, cân điện tử,…
6. Ý nghĩa lý luận và thực tiễn của đề tài
Hiện nay ở Việt Nam, qua tìm hiểu các công b kết quả nghiên cứu của
các nhà nghiên cứu trên các tạp chí khoa học, s lƣợng các nghiên cứu công b
về ảnh hƣởng của các loại phụ gia trong bê tơng để cải thiện các tính chất cơ lý
5


trong các điều kiện ứng dụng cụ thể tại Việt Nam là chƣa nhiều, do đó để phù
hợp với xu thế phát triển và hội nhập, việc phát triển từng bƣớc các nghiên cứu
theo hƣớng vật liệu mới, ứng dụng các loại phụ gia tiên tiến, áp dụng trong các
tình hu ng, điều kiện đặc thù của Việt Nam là rất cần thiết và phù hợp với xu
hƣớng của ngành vật liệu xây dựng hiện nay, đó là sử dụng các loại phụ gia hoạt
tính cao trong vật liệu xây dựng, bao gồm bê tơng.
Mặc dù có thể các hƣớng nghiên cứu về phụ gia trong bê tơng xây dựng
có thể đ và đang đƣợc phát triển bởi nhiều cơ sở nghiên cứu trong và ngoài
nƣớc, việc phát triển một nghiên cứu bài bản, song song với các nghiên cứu ở
các cơ sở nghiên cứu khác trong và ngoài nƣớc là rất t t và có tính thực tiễn cao.
Đ i với bê tông xi măng cấp độ bền B15 dùng cho nhà ở dân dụng tại Việt Nam,
nghiên cứu về ảnh hƣởng của bột cao su tới cƣờng độ, độ hút nƣớc, độ bão hịa
nƣớc của bê tơng sẽ góp phần xây dựng cơ sở khoa học, tri thức thực nghiệm về
hƣớng nghiên cứu, kinh nghiệm, tiềm năng phát triển về nghiên cứu ảnh hƣởng,
đề xuất giải pháp ứng dụng hiệu quả các loại phụ gia khác nhau cho bê tơng xi
măng. Ngồi ra, việc phát triển hƣớng nghiên cứu mới sẽ góp phần giúp trƣờng
Đại học Vinh trở thành một trong những cơ sở đào tạo đầu tiên trong nƣớc có
nhóm nghiên cứu về vấn đề này tại Việt Nam. Trong quá trình nghiên cứu cũng
nhƣ tầm nhìn phát triển, việc kết hợp giữa cơ sở đào tạo, nghiên cứu khoa học
với các nhà máy sản xuất vật liệu xây dựng, sử dụng các kết quả nghiên cứu

khoa học của Việt Nam, sẽ có tính khả thi cao thay vì nhập khẩu các sản phẩm
thƣơng mại từ nƣớc ngồi nhƣ hiện nay.
Việc nghiên cứu về bêtơng sử dụng polyme cũng chỉ mới bắt đầu đƣợc
nghiên cứu tại Việt nam. Việc phát triển một nghiên cứu song song, bắt đầu từ
tính chất cơ lý của bêtơng dựa trên sự thay đổi hàm lƣợng của polyme, sẽ giúp
xây dựng cơ sở khoa học về ảnh hƣởng của các loại polyme tới tính chất của bê
tơng.

6


7. Kết cấu của đề tài
Ngoài phần mở đầu, kết luận, danh mục tài liệu tham khảo và phụ lục,
luận văn gồm 3 chƣơng nhƣ sau:
Chƣơng 1: Tổng quan về ứng dụng phụ gia polyme trong bê tông
Chƣơng 2: Vật liệu, thiết bị và trình tự thí nghiệm
Chƣơng 3: Nghiên cứu thực nghiệm xác định các tính chất của bê tông
Kết luận và kiến nghị
Tài liệu tham khảo

7


CHƢƠNG 1
TỔNG QUAN VỀ ỨNG DỤNG PHỤ GIA POLYME TRONG BÊ TÔNG
1.1. Giới thiệu lịch sử nghiên cứu và sử dụng phụ gia cho bê tông ở trong
nƣớc và trên thế giới
Trong thời kỳ đầu của việc sản xuất xi măng Poóc lăng, các sản phẩm
khác nhau (phụ gia) đ đƣợc nghiên cứu thêm vào thành phần của bê tông nhằm
cải thiện các đặc tính kỹ thuật của chúng, đầu tiên là thạch cao, can xi clorua,

các loại bột mịn. Trong thời kỳ này, các đặc tính kỹ thuật của bê tông đƣợc xem
xét tác động điều chỉnh cho phù hợp là thời gian ninh kết, cƣờng độ, tính ch ng
thấm nƣớc của bê tông.
Cnadlt đ nghiên cứu tác dụng của các loại phụ gia làm chậm đông kết
nhanh và làm chậm sự đông kết của bê tông từ những năm 1891. Chất đƣờng đ
đƣợc biết đến với tác dụng làm chậm đông kết của bê tông từ 1909. Từ những
nghiên cứu nền móng đó, các sản phẩm phụ gia cho bê tơng đ đƣợc thƣơng mại
hóa vào năm 1910 khi một s loại phụ gia cải thiện một vài tính chất của bê tơng
đƣợc bán trên thị trƣờng xây dựng.
Các sản phẩm sản xuất vào những năm 1920 - 1930 là các chất kỵ nƣớc
có g c là các sản phẩm mịn, nhƣ các mu i stearat, keo xƣơng, san hơ biển, các
chất cứng nhanh có g c là Clorua canxi, các chất kỵ nƣớc cứng nhanh. Năm
1932 lần đầu tiên Mỹ công b việc sử dụng nƣớc thải sunphít của các nhà máy
giấy làm phụ gia hóa dẻo cho bê tơng. Các chất cu n khí chỉ đựơc thực tế sử
dụng từ những năm 1948.
Quá trình phát triển của các loại phụ gia cho bê tông đ chứng kiến một
bƣớc nhảy vọt với sự ra đời phụ gia siêu dẻo, là phụ gia hóa dẻo thế hệ hai. Cho
đến nay có hai loại phụ gia siêu dẻo đƣợc sử dụng rộng rãi trên cơ sở Naphtalen
sunphonat foocmandehit (NSF) do Nhật bản tổng hợp đầu tiên năm 1964 và
Melamin foocmanđehit sunfonat (MSF) do Cộng hòa liên bang Đức chế tạo năm
8


1972, hơn hai mƣơi năm nay do sử dụng phụ gia siêu dẻo kết hợp với xi măng
mac cao và c t liệu chọn lọc chế tạo bê tông chất lƣợng cao (High perfommance
concrete - HPC) có cƣờng độ và độ bền đặc chắc cao (độ thấm nhỏ).
Trong những năm gần đây, một loại phụ gia siêu dẻo thế hệ mới đang
đƣợc nghiên cứu phát triển có tên gọi chung là nhóm polycacboxylat. Phụ gia
này có tác dụng giảm nƣớc nhiều hơn, đóng vai trị rất quan trọng với tƣơng lai
của bê tông chất lƣợng cao và công nghệ bê tông tự đầm cũng nhƣ phát triển các

loại phụ gia polyme để biến tính xi măng, nâng cao chất lƣợng vữa làm vật liệu
ch ng thấm bảo vệ và hoàn thiện cơng trình xây dựng. Từ đó nâng cao chất
lƣợng và hiệu quả xây dựng.
Ở các nƣớc phát triển nhƣ Mỹ, Pháp, Đức, Nhật, Canada, ... rất chú trọng
đầu tƣ nghiên cứu, chế tạo và sử dụng phụ gia hóa học trong bê tông. Theo một
th ng kê đáng tin cậy, ở Mỹ có kh i lƣợng sử dụng phụ gia hóa dẻo để sản xuất
bê tơng vào năm 1967 - 46 triệu m3; năm 1978 - 68 triệu m3; năm 1982 - 85 triệu
m3. Ở Canada, việc ứng dụng phụ gia siêu dẻo trong bê tông bắt đầu từ năm
1987 và đến nay gần nhƣ 100% sản lƣợng bê tơng nƣớc này có sử dụng phụ gia
hóa học. Một trong những cơng trình lớn của Canada và thế giới là tịa nhà chọc
trời ở Toronto có sử dụng phụ gia siêu dẻo để chế tạo bê tông cƣờng độ 80 MPa.
Ở Pháp triển khai dự án nhà nƣớc về bê tơng chất lƣợng cao (1986-1990) và đ
hình thành một mạng lƣới gồm 15 trung tâm chế tạo bê tông chất lƣợng cao trộn
sẵn có sử dụng phụ gia siêu sẻo DURCIPLAST trên cơ sở MSF đạt cƣờng độ
60-100Mpa. Tại Nhật bản 100% bê tơng có sử dụng phụ gia hóa học, lƣợng
dùng phụ gia các loại ƣớc tính đến 1 triệu tấn/năm. Tại Trung Qu c từ 1980 đ
chế tạo bê tông cƣờng độ 50-70MPa đi từ xi măng Pooclăng thơng dụng, phụ gia
hóa dẻo và Silicafume để thi công các kết cấu chịu lực (cột, dầm) nhà cao tầng
từ 60-216m ở Bắc Kinh, Thẩm Quyến, Thƣợng Hải.
Ở Việt Nam, việc nghiên cứu, chế tạo và sử dụng phụ gia hóa học cho bê
tơng trong xây dựng cơng trình mới đƣợc thực hiện từ năm 1950 với sự giúp đỡ
9


của Liên Xơ cũ. Cơng trình khi đó đƣợc áp dụng phụ gia hóa học là cơng trình
thủy điện Thác Bà.
Năm 1971, tại Hội nghị bê tơng tồn miền Bắc đ có báo cáo kết quả nghiên
cứu sản xuất phụ gia hóa học cho bê tơng từ ngun liệu trong nƣớc. Từ kết quả
nghiên cứu đó, nhiều cơ sở khoa học trong nƣớc đ tiếp tục phát triển các nghiên cứu
khác tuy nhiên chƣa có kết quả thực tiễn vào thời điểm đó.

Năm 1977 Viện Khoa học kỹ thuật xây dựng nghiên cứu chế tạo phụ gia
hóa dẻo từ dịch kiềm đen của nhà máy giấy, sản phẩm ở dạng bột, dẻo, lỏng với
tên thƣơng phẩm là LHD (K,D,L). Tiếp đó nghiên cứu phụ gia hóa dẻo LK-1
trên cơ sở biến tính dịch kiềm đen và phụ gia siêu dẻo COSU nhằm nâng cao
cƣờng độ và khả năng ch ng thấm của bê tông. Các loại phụ gia trên đƣợc sử
dụng rộng rãi vào các cơng trình xây dựng.
Tiếp đó nhiều đơn vị thuộc nhiều ngành khác nhau đ tiến hành nghiên
cứu và cho ra đời nhiều sản phẩm phụ gia hóa học sử dụng rộng rãi cho các cơng
trình xây dựng:
- Sản phẩm phụ gia lignhin kiềm PBG-K01 và lignhin nitro hóa PBGK02, phụ gia BENIT trên cơ sở bentonit của Viện khoa học thủy lợi có tác dụng
giảm nƣớc nâng cao mac bê tông, ch ng thấm.
- Sản phẩm phụ gia ZECAGI của Viện KHKT Giao thơng có tác dụng dẻo
hóa cao, đơng cứng nhanh ch ng thấm và ch ng ăn mòn c t thép.
- Sản phẩm hóa dẻo PA và phụ gia Puzzolith từ Puzzolan và rỉ mật cuả
Cơng ty thí nghiệm Vật liệu giao thơng I.
- Sản phẩm KĐT-2 của Viện vật liệu xây dựng nghiên cứu chuyển giao
cho nhà máy giấy Hịa Bình năm 1984, xây dựng dây chuyền sản xuất với quy
mô 300 tấn/năm góp phần phục vụ hơn 1 triệu m3 để xây dựng cơng trình thủy
điện Hịa Bình. Từ phụ gia KĐT-2 Viện cịn tiếp tục nghiên cứu biến tính chế
tạo phụ gia đa chức năng (ch ng thấm và phát triển cƣờng độ nhanh), cũng nhƣ
cho ra đời sản phẩm phụ gia siêu dẻo SD-83 bằng cách sunfonat hóa naphthalen,
10


sau đó thực hiện phản ứng đa ngƣng tụ với foocmalin. Sản phẩm này phụ gia
cho bê tơng có độ sụt cao, sử dụng cho các cấu kiện bê tông có mật độ c t thép
dầy đặc, khi thi cơng phải bơm phun áp lực cao và làm giảm tổn thất độ sụt của
bê tông tƣơi.
Tháng 4/1996 Công ty trách nhiệm hữu hạn MBT Việt Nam (Master
Builder Technologies) xin đƣợc phép đầu tƣ xây dựng nhà máy sản xuất phụ gia

bê tơng và hóa chất xây dựng tại khu Cơng nghiệp Thuận An, tỉnh Bình Dƣơng
với 100% v n nƣớc ngồi (Thụy Sĩ).
Tháng 6/1996 Cơng ty TNHH Sika Việt Nam đƣợc phép đầu tƣ nhà máy
sản xuất phụ gia bê tơng và hóa chất xây dựng tại khu Cơng nghiệp Nhơn Trạch,
Đồng Nai với 100% v n nƣớc ngoài là 4,7 triệu USD có cơng suất 15.400
tấn/năm.
Tiếp đó nhiều cơng ty khác nhƣ GRAGE (Mĩ), Fosroc (Anh), SKW (Đức)
và Mapei (Ý) … đ ào ạt đƣa vào thị trƣờng trong nứơc hàng loạt sản phẩm phụ
gia bê tông dƣới nhiều tên thƣơng phẩm khác nhau, tạo nên bộ mặt thị trƣờng
hố phẩm sơi động.
Nhiều cơ sở trong nƣớc đ mạnh dạn đầu tƣ nghiên cứu và đƣa ra thị
trƣờng nhiều sản phẩm phụ gia bê tông khác nhau nhƣ: PLACC- 02A, Selfill
(liên hiệp quang hoá điện tử) ; BENIT- 1, BENIT- 2, BENIT- 3 (Viện KHKT
thuỷ lợi) từ khoáng sét tự nhiên; PUZÔLIT, PA (CIENCO 1); LK1, ICT Super
(viện KHCNXD) từ dịch kiềm đen ... các sản phẩm này đ góp phần làm phong
phú thị trƣờng phụ gia bê tơng, giải quyết vấn đề ô nhiễn môi trƣờng, đồng thời
khẳng định khả năng nghiên cứu sản xuất và đáp ứng thị trƣờng về mặt hàng này
của các cơ sở trong nƣớc.
Năm 2004 công ty cổ phần BIFI đ xây dựng hàng loạt nhà máy sản xuất
phụ gia cho bê tông chất lƣợng cao trên cở sở nguồn nguyên liệu sẵn có trong
nƣớc với cơng xuất thiết kế giai đoạn 1 (2006 - 2008) là: 10.000 tấn/năm; giai

11


đoạn hai là: 30.000 tấn/năm có khả năng đáp ứng nhu cầu sử dụng phụ gia cho
bê tông ngày càng tăng ở Việt Nam.
1.2. Ƣu điểm của việc sử dụng phụ gia trong bê tơng
Bê tơng xi măng đóng vai trị rất quan trọng và khơng thể thiếu trong việc
xây dựng các cơng trình. Mặc dù đƣợc sử dụng phổ biến nhƣng bê tơng vẫn có

những hạn chế nhất định và nếu khơng có sự can thiệp bằng các loại hóa phẩm
phụ thêm thì rất khó để khắc phục, nhất là trong dài hạn.Các hạn chế có thể kể
đến bao gồm dễ thấm gây ăn mịn c t thép, khó thi cơng, dễ bị nứt rỗ, ... nếu q
trình thi cơng hoặc bảo dƣỡng khơng đúng quy trình.
Để khắc phục các hạn chế đó, bê tơng trƣớc khi trộn đƣợc bổ sung thêm
các thành phần khác, gọi là phụ gia, để thay đổi, điều chỉnh các đặc tính kỹ thuật
của bê tông để phù hợp với nhu cầu sử dụng. Các loại chất bổ sung vào thành
phần bê tơng đó đƣợc gọi chung là phụ gia cho bê tông.
Nhƣ vậy có thể định nghĩa phụ gia cho bê tơng chính là những hợp chất
hay hỗn hợp các hợp chất vô cơ, hữu cơ có nguồn g c tự nhiên hay tổng hợp mà
khi cho một lƣợng nhỏ vào trong bê tơng sẽ làm thay đổi đặc tính kỹ thuật của
bê tơng theo ý mu n. Những điều chỉnh có thể với bê tơng chƣa đóng rắn nhƣ
tăng tính lƣu động của hỗn hợp bê tông, giảm lƣợng dùng nƣớc và xi măng, điều
chỉnh thời gian ninh kết và rắn chắc, hoặc có thể điều chỉnh các đặc tính của bê
tơng đ đóng rắn hồn tồn nhƣ nâng cao cƣờng độ và tính ch ng thấm của bê
tơng, ...
Việc sử dụng phụ gia trong bê tông đ mang lại nhiều lợi ích nhƣ:
- Cải thiện tính chất của bê tông theo ý mu n của nhà sản xuất: Ví dụ bê
tơng tự đầm đƣợc nghiên cứu chế tạo xuất phát từ thực tiễn xây dựng cơng trình,
cần đổ bê tơng ở những vị trí kết cấu có lƣợng c t thép lớn, dày đặc mà không
thể dùng các biện pháp đầm lèn đƣợc,kể cả đầm dùi. Khi đó cần phải nghiên cứu
chế tạo loại bê tơng có độ linh động cao, có khả năng tự lấp đầy các lỗ rỗng
trong kết cấu dƣới tác dụng của tải trọng bản thân mà khơng cần đầm. Từ đó các
12


nhà nghiên cứu đ phát triển thành công bê tông tự đầm bằng cách thêm vào các
loại phụ gia khác nhau để tăng độ linh động mà vẫn đảm bảo cƣờng độ của bê
tơng sau khi đóng rắn cũng nhƣ các tính chất khác.
- Tiết kiệm chi phí sản xuất: Với việc nghiên cứu cải thiện các tính chất

của bê tơng theo nhu cầu thực tiễn của cơng trình và cơng nghệ xây dựng đ góp
phần tăng chất lƣợng, hiệu quả của bê tông trong xây dựng. Nhƣ vậy rõ ràng sẽ
góp phần lớn làm giảm chi phí sản xuất. Ví dụ việc chế tạo và nghiên cứu áp
dụng phụ gia đơng cứng nhanh trong bê tơng đ góp phần tăng tiến độ xây dựng
cơng trình, hay phụ gia làm chậm đơng cứng góp phần nâng cao chất lƣợng,
hiệu quả cơng trình ở những nơi có nhiệt độ mơi trƣờng cao. Từ đó tiết kiệm các
loại chi phí xây dựng phát sinh.
- Giảm tiếng ồn, giảm ô nhiễm môi trƣờng và giảm tai nạn lao động.
1.3. Phân loại các phụ gia thƣờng dùng cho bê tông
1.3.1. Phân loại chung
Hiện nay trên thị trƣờng có rất nhiều loại phụ gia khác nhau, nhiều thƣơng
hiệu khác nhau. Sự đa dạng về chủng loại, phạm vi ứng dụng của chúng cho
thấy sự phát triển mạnh mẽ của ngành chế tạo, sản xuất phụ gia polyme cho vật
liệu xây dựng hiện nay cũng nhƣ sự cần thiết phải nghiên cứu đầy đủ để đƣa ra
các khuyến nghị cho các nhà sản xuất và các đơn vị xây dựng có sự ứng dụng
phù hợp, hiệu quả và an toàn các loại phụ gia này trong xây dựng.
Theo sự phân loại của Viện Bê tông Mỹ (ACI), có khoảng 14 loại phụ gia
cho bê tơng khác nhau. Tuy vậy, có thể phân các loại phụ gia bê tơng thành 2
nhóm chính đó là: Phụ gia khống và phụ gia hố học. Trong đó phụ gia hố học
lại phân thành:
- Phụ gia cu n khí.
- Phụ gia giảm nƣớc.
- Phụ gia điều chỉnh đông kết.

13


Ở Việt Nam đ có một s cơ quan soạn thảo các TCVN về phụ gia nhƣng
do việc sử dụng phụ gia ở Việt Nam còn tƣơng đ i mới mẻ và việc chế tạo sản
xuất phụ gia bê tông còn hết sức manh mún, chƣa thật sự trở thành ngành hố

phẩm xây dựng. Do đó ở quy mơ qu c gia chƣa có các bộ tiêu chuẩn liên quan.
Thị trƣờng hoá phẩm xây dựng hiện nay chủ yếu do các h ng nƣớc ngoài nắm
nên việc áp dụng các bộ tiêu chuẩn của nƣớc ngoài nhất là ASTM trở nên khá
phổ biến, các tiêu chuẩn đó là:
- Tiêu chuẩn ASTM C 618 "Tiêu chuẩn về tro bay, puzơlan thiên nhiên
nung và khơng nung làm phụ gia khống cho bê tông xi măng pooclăng".
Tiêu chuẩn ASTM C 494 "Tiêu chuẩn về phụ gia hố học cho bê tơng".
Theo tiêu chuẩn này, phụ gia hoá học chia thành 7 loại :
1- Loại A: phụ gia giảm nƣớc.
2- Loại B: phụ gia chậm rắn.
3- Loại C: phụ gia rắn nhanh.
4- Loại D: phụ gia giảm nƣớc - chậm rắn.
5- Loại E: phụ gia giảm nƣớc - rắn nhanh.
6- Loại F: phụ gia giảm nƣớc tầm cao.
7- Loại G: phụ gia giảm nƣớc tầm cao - chậm rắn.
- Tiêu chuẩn Anh (UK) có:
BS-3892: Part 1:1982

BS-5075: Part 1:1982

"Tiêu chuẩn tro nhiên liệu dùng cho thành
phẩm chất kết dính trong bê tơng cơng trình"
"Tiêu chuẩn PG rắn nhanh, PG chậm rắn và
PG giảm nƣớc"

BS-5075: Part 2:1982

"Tiêu chuẩn phụ gia cu n khí"

BS-5075: Part 3:1982

"Tiêu chuẩn phụ gia siêu dẻo".

14


1.3.2. Phụ gia khống dùng trong bê tơng
Phụ gia khống dùng trong bê tơng có thể có các loại sau:
- Phụ gia lấp đầy: tác dụng chủ yếu của loại phụ gia này là cải thiện thành
phần hạt của bê tông, tiết kiệm xi măng, tăng độ đặc vi cấu trúc... (phụ gia trơ).
- Phụ gia hoạt tính puzơlan: thay thế xi măng, tăng dẻo, tăng độ đặc vi cấu
trúc, tăng độ bền lâu của bê tông trong các môi trƣờng có tác nhân xâm thực...
(phụ gia khống hoạt tính). Puzơlan là các vật liệu nguồn g c thiên nhiên hay
nhân tạo có hay khơng có đặc tính xi măng hóa, nhƣng ở dạng nghiền mịn và
trong mơi trƣờng ẩm nó có thể phản ứng hóa học với Ca(OH)2 ở nhiệt độ thƣờng
tạo nên các thành phần xi măng hoá. Thực tế tên gọi Puzơlan đầu tiên dùng cho
các vật liệu Pyroclastic tạo nên do các hoạt động của núi lửa nhƣng đến nay nó
đƣợc sử dụng nhƣ thuật ngữ chung để miêu tả các vật liệu có khả năng xi măng
hố hoặc phản ứng với việc khi có mặt của nƣớc hình thành các thành phần rắn
và tạo nên cƣờng độ.
Thuật ngữ “Phụ gia khoáng” thƣờng đƣợc sử dụng cho tất cả các vật liệu
xi măng hố và Puzơlaníc không phân biệt nguồn g c của chúng. Khả năng hoạt
tính của các phụ gia khống có thể đánh giá bởi chỉ s hoạt tính với vơi hoặc xi
măng Pooclăng hay thông qua độ hút vôi.
Một trong các sản phẩm hình thành trong q trình hyđrat hố của xi
măng Pclăng là Ca(OH)2 và hàm lƣợng của nó phụ thuộc vào thành phần của
xi măng và thời gian đóng rắn. Trong vữa và bê tông, Ca(OH)2 biểu hiện liên kết
yếu nhất trong vùng liên kết giữa hồ và c t liệu, vì vậy nó ảnh hƣởng xấu tới
cƣờng độ của vữa và bê tơng. Hơn nữa, sự có mặt của Ca(OH)2 có thể làm giảm
độ bền của vữa và bê tơng trong mơi trƣờng ăn mịn. Do đó độ bền bê tông

không thể đảm bảo khi sử dụng xi măng Pooclăng. Vì thế, các phụ gia khống
pha vào xi măng Pooclăng khơng chỉ làm giảm hàm lƣợng Ca(OH)2 mà cịn làm
tăng cấu trúc của vữa và bê tơng, do đó góp phần cải thiện một s tính chất của
vữa và bê tông.
15


Phụ gia khống có thể phân ra làm 2 loại dựa vào nguồn g c của chúng là:
phụ gia khoáng thiên nhiên và phụ gia khoáng nhân tạo. Các phụ gia khống
nhân tạo có thể là các thải phẩm của công nghiệp nhƣ: tro, xỉ hay các dạng đất
sét nung, Silicafum, mêtacaolanh, tro trấu. Các phụ gia này thƣờng có hiệu quả
cao nhƣng giá thành lớn, đặc biệt là Silicafum, mêtacaolanh. Thực tế sử dụng
chỉ ra rằng phụ gia khoáng thiên nhiên có hiệu quả thấp hơn, nhƣng do giá thành
thấp và sẵn có nên thƣờng đƣợc sử dụng rộng rãi ở các nƣớc đang phát triển.
Tùy theo mục đích và yêu cầu kỹ thuật cụ thể mà lựa chọn loại phụ gia cho hợp
lý. Nhƣng thực tế cho thấy, khi chế tạo các loại sản phẩm yêu cầu tính năng kỹ
thuật cao nhƣ bê tông chất lƣợng cao, bê tơng bền sunfat thì nên sử dụng các
loại phụ gia nhân tạo có hoạt tính cao.
1.3.2.1. Phụ gia khống thiên nhiên
Là loại phụ gia đ đƣợc sử dụng từ lâu trong cơng nghiệp xi măng và bê
tơng. Phụ gia khống thiên nhiên bao gồm đá bazan, tro núi lửa, trass, điatomít,
đá silic. Thành phần chủ yếu của các phụ gia khống thiên nhiên là SiO2, ngồi
ra cịn có Al2O3 và Fe2O3. Độ hoạt tính của phụ gia phụ thuộc chủ yếu vào thành
phần của chúng, điều này có nghĩa là phụ thuộc vào nguồn g c và điều kiện hình
thành của phụ gia.Điển hình là đá núi lửa và zêơlít Đá núi lửa theo nghiên cứu
là loại đá có khả năng hoạt tính puzzơlanic. Mặc dù hoạt tính thấp ,nhƣng do giá
thành rẻ nên đƣợc sử dụng rộng rãi làm phụ gia cho xi măng và bê tông. Kết quả
nghiên cứu đ chỉ ra một s loại đá có khả năng hoạt tính puzơlaníc. ở nhiều
nƣớc ngƣời ta đ sử dụng trass, đá bọt,... thay thế đến 20% trọng lƣợng xi măng
trong vữa và bê tơng. Zeolít cũng đƣợc sử dụng tại nhiều nƣớc trên thế giới, đặc

biệt là Trung Qu c. ảnh hƣởng của nó trong đặc tính của xi măng và bê tông phụ
thuộc và mức độ trộn lẫn. Bê tông sử dụng xi măng trộn lẫn 30% zeolít có lƣợng
nƣớc u cầu tƣơng tự nhƣ xi măng Pooclăng với cùng độ sụt., nhƣng sự phân
tầng giảm đi. Yêu cầu nƣớc tăng lên khi mức độ thay thế vƣợt q 30%, sự thêm
zeolít vào bê tơng dẫn đến sự tăng cƣờng độ nén và giảm hàm lƣợng lỗ rỗng
16