Tăng tính chống thấm bê tông bằng silicafume tro bay

Sử dụng silicafume và tro bay thay thế xi-măng trong thành phần cấp phối hợp lý sẽ nâng cao tính năng cơ lý bê tông, tính công tác, cường độ cuối, khả năng chống thấm, hạ giá thành sản phẩm. Lợi ích thiết thực nâng tính cạnh tranh công đoạn cung cấp bê tông thương phẩm, dùng ít xi-măng giải quyết được phần nào bài toán bảo vệ môi trường đang vô cùng cấp thiết đối với xã hội;

Dùng Silicafume và Tro bay nâng cao tính chống thấm của Bê tông

Đập ngăn nước rừng, tạo hồ lưu thủy ở thôn Khe Cát, xã Hải Lạng, huyện Tiên Yên, Quảng Ninh

Silicafume là vật liệu rất mịn, chứa oxít silic vô định hình, thu được từ việc khử thạch anh độ sạch cao bằng than trong lò điện hay lò cao ở nhiệt độ trên 2000^oC. Kích thước hạt của silicafume có đường kính trung bình <1μm, Silicafume có màu sắc dao động từ màu trắng đến màu xám đậm dùng để sản xuất chế tạo:

• Bê tông cường độ cao
• Bê tông tính năng cao (HPC)
• Bê tông phun.
• Vữa kết dính sửa chữa bề mặt kết cấu 
• Trám bít các giếng dầu.

Tro bay là loại thải phẩm bụi mịn thu được tại bộ phận lắng bụi khí thải của nhà máy nhiệt điện từ quá trình đốt than. Tro bay có kích thước hạt từ 1 – 10μm. Tro bay được phân ra hai loại với các đặc điểm khác nhau: Tro bazơ (loại C) có hàm lượng canxi oxit CaO ≥10%. Tro axit (loại F) có hàm lượng canxi oxit CaO < 10%. 

Nhờ độ mịn cao, độ hoạt tính lớn cộng với lượng SiO2 có rất nhiều trong silicafume và tro bay, nên khi kết hợp với ximăng puzzolan hay các loại chất kết dính khác sẽ tạo ra các sản phẩm bê tông có khả năng chống thấm cao, tăng độ bền với thời gian.
Bê tông là vật liệu dòn, tính đồng nhất kém và dị hướng, hình thành khi nhào trộn các thành phần cốt liệu thô, mịn, chất kết dính theo một tỷ lệ nhất định tạo hỗn hợp keo. Qua quá trình phản ứng cơ lý hoá trong 28 ngày tại điều kiện tiêu chuẩn sẽ đông kết tạo thành bê tông đạt cường độ tiêu chuẩn được quy uớc trong tính toán và thiết kế cấp phối. 

Các tính chất cơ lý của bê tông bao gồm tính cơ học và vật lý, phụ thuộc vào: chất lượng, đặc trưng của vật liệu, thành phần cấp phối, tỷ lệ nước/xi măng, biện pháp thi công. Tính cơ học bao gồm tính công tác độ sụt, co ngót từ biến,cường độ kéo, cường độ chịu nén, …và đặc biệt là khả năng chống thấm nước của bê tông.

Bê tông chống thấm với sikafume

Phương pháp thí nghiệm độ chống thấm của bê tông theo áp lực nước tối đa để được mác chống thấm. Mác chống thấm be tông được định nghĩa là áp lực nước tối đa để nước thấm qua mẫu thử và tạo ra vết ướt trên mặt mẫu.

Phương pháp xác định hệ số thấm nước bê tông: Hệ số thấm nước (K1) biểu thị độ thấm nước và độ thấm nước là chỉ tiêu ngược của độ chống thấm. Độ thấm nước càng nhỏ, thì độ chống thấm càng cao và ngược lại.
Phương pháp xác định độ sâu thấm nước: Độ sâu thấm nước (đơn vị mm) là độ sâu nước thấm vào mẫu dưới áp lực và trong thời gian nhất định.

Vật liệu sử dụng chế tạo cốt liệu (cát, đá), xi măng, silicafume, tro bay, nước trộn tuân theo tiêu chuẩn ngành, tcvn của các cơ quan có thẩm quyền ban hành. 

Thành phần cấp phối hỗn hợp bê tông

Thành phần tỉ lệ cấp phối bê tông được trình bày ở bảng dưới 

Toàn bộ mẫu được trộn đều bằng máy trộn bê tông tự do dung tích 350 lít. Sau đó, độ sụt hỗn hợp bê tông được tiến hành thử ngay không chậm hơn 5 phút, các viên mẫu bê tông cần đúc cũng được tiến hành đúc ngay không chậm hơn 15 phút kể từ lúc lấy xong toàn bộ mẫu.
Mẫu bê tông được đúc thành các viên theo các tổ, có 6 mẻ trộn ứng với mẫu S1, S2,S3, S4, S5, S6 trong đó:
– Thí nghiệm cường độ chịu nén: 0 tổ, mỗi tổ viên, khuôn mẫu lập phương 150x150x150;
– Thí nghiệm xác định độ thấm nước: 0 tổ, mỗi tổ 6 viên, khuôn mẫu hình trụ D150xH150.

Thành phần cốt liệu mỗi mẻ trộn thể hiện trong bảng

Các viên mẫu bê tông được đúc trong các khuôn kín, không thấm nước, không gây phản ứng với xi măng và có bôi chất chống dính trên các mặt tiếp xúc với hỗn hợp. Khuôn đúc mẫu sử dụng 02 loại làm bằng thép và nhựa.
Đổ và đầm hỗn hợp bê tông trong khuôn: đổ hỗn hợp vào khuôn thành hai lớp đối với các khuôn. Sau đó, dùng thanh thép tròn đường kính 16 mm, dài 600mm chọc đều từng lớp,mỗi lớp cứ bình quân 1 Cm² chọc một cái.
Lớp đầu chọc tới đáy; lớp sau chọc xuyên vào lớp trước. Chọc xong dùng bay gạt bê tông thừa và xoa phẳng mặt mẫu.

Tính kết quả, xác định độ cấp chống thấm bê tông

Độ chống thấm nước của bê tông được xác định bằng cấp áp lực nước tối đa mà ở đó bốn trong sáu viên mẫu thử chưa bị nước xuyên qua. Theo kết quả thì đó chính là cấp áp lực xác định khi có 4 trong 6 viên bị thấm qua trừ đi 2. Cấp độ chống thấm của bê tông ký hiệu bằng B2, B4, B6, B8, B10, B12, …

Ảnh hưởng của tro bay và silicafume đến khả năng chống thấm của bê tông.
Kết quả thí nghiệm kiểm tra khả năng chống thấm của hỗn hợp bê tông thể hiện trong hình dưới

Kết quả kiểm tra khả năng chống thấm

Hỗn hợp bê tông sử dụng 20% tro bay thay thế xi măng khả năng chống thấm tăng so với mẫu đối chứng tại thời điểm 90 ngày tuổi; Hỗn hợp bê tông sử dụng phối trộn silicafume và tro bay thay thế 20% lượng xi măng cho khả năng chống thấm tăng so với mẫu đối chứng tại thời điểm 28, 56, 90 ngày tuổi.Tuy nhiên hỗn hợp sử dụng 20% silicafume tại thời điểm 28, 56, 90 ngày tuổi có khả năng chống tốt hơn so toàn bộ các tỷ lệ thí nghiệm.

Biểu đồ so sánh khả năng chống thấm các hỗn hợp bê tông theo thời gian

Dựa vào các kết quả thu được từ các thí nghiệm trên, chúng ta có một số kết luận nhưsau:
– Khi tro bay được sử dụng để thay thế một phần xi măng với tỉ lệ tương ứng thì ta thấy tro bay góp phần làm tăng độ sụt của hỗn hợp bê tông ướt, ngược lại với silicafume làm giảm độ sụt;
– Hỗn hợp silicafume và tro bay theo tỷ lệ 10% silicafume, 10% tro bay thay thế 20% xi măng phù hợp để đảm bảo cường độ bê tông và tăng khả năng chống thấm của bê tông;
– Tro bay và silicafume ở các tỷ lệ phối trộn khi được thay thế 20% xi măng đều làm tăng khả năng chống thấm của bê tông.

Tổng kết

Hỗn hợp bê tông có sử dụng silicafume và tro bay thay thế xi măng cường độ sẽ phát triển thêm sau 28 ngày tuổi;
cải thiện được khả năng chống thấm của bê tông.
Cấp phối bê tông chống thấm sử dụng thành phần silicafume và tro bay hợp lý (10% tro bay + 10% silicafume + 80% xi măng) sẽ tăng cường độ chịu nén và nâng cao được khả năng chống thấm so với mẫu không sử dụng silicafume và tro bay;

Bê tông có sử dụng tro bay sẽ linh động hơn bê tông thông thường, khắc phục được nhược điểm của cấp phối có sử dụng cát nhân tạo làm giảm độ sụt nhanh.Trên cơ sở tận dụng ưu điểm của silicafume và tro bay để xây dựng cấp phối bê tông phun, bê tông tính năng cao để giải quyết nhiều bài toán chống thấm trong thực tế

Bài viết tóm lược theo Luận văn Thạc sỹ Kỹ thuật của tác giả ĐÀO XUÂN TRƯỜNG Chuyên ngành: Kỹ thuật Xây dựng công trình dân dụng và công nghiệp có Mã số: 60.58.02.08 

Luận văn được bảo vệ trước Hội đồng chấm Luận văn tốt nghiệp thạc sĩ chuyên ngành kỹ thuật xây dựng công trình dân dụng và công nghiệp họp tại Trường Đại học Bách khoa Đà Nẵng vào ngày 30 tháng 03 năm 2019. Mời Bạn vui lòng tải về xem Tóm tắt tại đây

https://tainguyenso.dut.udn.vn/handle/DUT/971

Mong những nội dung chúng tôi trình bày ở trên là gợi ý đáng quan tâm và có ích với Bạn trong việc chế tạo Bê tông chống thấm sikafume cho công trình thủy lợi, đê, đập cầu cảng

Tham khảo thêm hệ thống Bê tông chống thấm Sika

Bê tông biến tính đặc biệt với Phụ gia Sika, Băng cản nước và Các mối nối chuyển động

Xin mời Theo Dõi và Thích chúng tôi tại:

989

2k