Bài giảng Vật liệu xây dựng - Chương 10: Vận chuyển, thi công, bảo dưỡng bê-tông trình bày các nội dung: Công nghệ bê-tông thương phẩm, thi công và quy chuẩn; điều kiện bảo dưỡng và ảnh hưởng. Mời các bạn cùng tham khảo.
Trang 1Vật Liệu Xây Dựng
Bộ môn Vật liệu Silicat
Khoa Công Nghệ Vật Liệu
Đạ i học Bách Khoa Tp Hồ Chí Minh
Vai trò vị trí
không thể thiếu trong xi măng, bê-tông và công
nghệ bê-tông xi-măng.
Là những chất được đưa vào với hàm lượng ≤ 5% hàm lượng
xi măng nhằm cải thiện số tính chất của vữa xi măng, bê tông
Phân loại theo ứng dụng
• Phụ gia cuốn khí
• Phụ gia giảm nước, phụ gia dẻo
• Phụ gia siêu dẻo (siêu giảm nước)
• Phụ gia tăng và giảm thời gian đóng rắn (tăng tốc, giảm tốc)
• Phụ gia điều chỉnh quá trình hydrat hóa
• Phụ gia tăng cường bám dính
• Phụ gia chống co, nứt
• Phụ gia giảm phản ứng ASR cốt liệu
• Phụ gia tạo màu
Trang 2VLXD-Thiết kế cấp phối bê-tông 9-5
Polyvinyl clorid, polyvinyl acetat, acrylic, butadien – styren copolymer
Tăng độ liên kết xi măng với
cốt liệu
PG tăng bám
dính
-Xen-lu-lô-zơ
-Polime Acrylic
Tăng khả năng dính kết bê
tông trong môi trường nước
PG chống rửa
trôi môi trường
Muối Ba,LiNO3, Li2CO3, LiOH, hợp chất hữu cơ EVA, PVA
Giảm khả năng phản ứng
alkali cốt liệu
Giảm phản
ứng ASR
-Muối sulfonate lignin, alkyl-benzen
-Muối hydrocabon sunfonate
Cải thiện khả năng chống
băng giá, ăn mòn sulfat,
phản ứng ASR, tính công tác
PG cuốn khí
CaCl2, Ca(NO3)2, triethanol amine, sodium thio-cyanate…
Tăng thời gian đóng rắn và
tạo cường độ sớm
PG tăng tốc
đóng rắn
Tên phụ gia Công dụng
Loại PG
Sulfonate melamine formaldehyt, Sulfonat napthalen formaldehyt, Lignosulfonat
Polycacboxylate copolymer
-Tăng khả năng chảy của BT, khả năng bơm
-Giảm tỉ lệ N/X
PG dẻo, siêu dẻo
Poly alkyl, propylen glycol Làm giảm độ co của bê
tông khi khô
PG giảm co
Lignin, borax, đường gluco, muối của axit tartaric
Làm tăng thời gian ninh kết của bê tông
PG chậm đóng rắn
Bột nhôm, nước oxi già Tạo bọt cho bê tông nhẹ
PG tạo bọt
Carbon black (muội than lò), oxít kim loại sắt, crôm, cobalt
Tạo màu trang trí cho bê-tông, xi măng
PG màu
Tên phụ gia Công dụng
Loại PG
Theo ASTM, phân loại mức độ giảm nước
• Phụ gia giảm nước: giảm nước ít nhất 5%
• Phụ gia giảm nước kết hợp đóng rắn nhanh : giảm nước ít nhất
5% và làm ninh kết nhanh
• Phụ gia giảm nước kết hợp chậm đóng rắn: giảm nước ít nhất 5%
và làm chậm ninh kết
• Phụ gia giảm nước trung bình: mức độ giảm nước từ 6-12%
• Phụ gia giảm nước cao: có độ giảm nước bé nhất là 12%
• Phụ gia giảm nước cao kết hợp chậm đóng rắn: có độ giảm nước
bé nhất 12% và kéo dài thời gian đóng rắn
• Phụ gia siêu dẻo, siêu giảm nước: thường có độ giảm nước >15%
Ý nghĩ a vai trò
bơm bê-tông.
tăng cường độ.
cần sử dụng.
Trang 3VLXD-Thiết kế cấp phối bê-tông 9-9
• Phụ gia gốc Lignosulfonate (LSF).
• Phụ gia gốc Sulfonates Napthalene Formaldehyte
(SNF).
• Phụ gia gốc Sulfonates Melamine Formaldehyte
(SMF).
• Phụ gia gốc Vinylcopolymer.
• Phụ gia gốc Polycacboxylate.
• Nguồn gốc: là sản phẩm của quá trình sản xuất bột giấy từ gỗ và xơ của thực vật.
• Tác dụng:
+ Có tác dụng cuốn khí, làm tăng thời gian đóng rắn.
PG giảm nước thấp Lignosulfonate (LSF)
XM
+
Nước
=
Vón cục
các hạt XM
Các SP
thủy hóa
XM chưa thủy hóa
Các hạt XM xu hướng phân tán
PG giảm nước
Lớp PG Lớp SP
thủy hóa
Không phụ gia
0,5% Pg LSF
Trang 4VLXD-Thiết kế cấp phối bê-tông 9-13
SO 3 (
OH
SO 3 (
OH
-CH-CH
OH
OCH 3
SO 3
Ca++
Al+++
Ca++
Al+++
SO 3 HO
HO
SO 3 (
( - ) ( - )
( - ) ( - ) ( - )
( - )
( - ) ( - )
Lignosulfonate (LSF)
XM
Hydrophilic – ái nước
Hydrophobic – kị nước
XM
Cơ chếh a dẻo do
chống kết dính và
chống keo tụ nhờ
lực đẩy tĩnh điện
Gốc Sulfonate Napthalene Formaldehyte (SNF)
• Nguồn gốc: Thu được khi chưng cất than đá khô hoặc có thể tổng hợp từ các chất hữu cơ
• Tác dụng:
+ Giảm nước tối đa là 25% PG siêu dẻo
+ Kéo dài thời gian hydrate hóa, làm giảm cường độ ban đầu
Gốc Sulfonate Melamine Formaldehyte (SMF)
• Nguồn gốc : tạo thành từ gốc tổng hợp melamin và formaldehyte
• Tác dụng:
+ Giảm nước tối đa là 25% PG siêu dẻo
+ Tạo cường độ sớm + Khả năng duy trì tính công tác tốt
PG siêu dẻo Sulfonate Napthalene
Formaldehyte (SNF)
XM
+
Nước
=
Vón cục hạt
XM
Các SP
hydrat hóa
XM chưa hydrat hóa
Các hạt XM xu hướng phân tán
PG siêu dẻo
Lớp sp thủy hóa
Phụ gia
OH
SO 3 ( )
CH 2
n
OH
SO 3 ( ) SO 3 ( SO 3 ( )
SO 3
Ca++
Al+++
Ca++
Al+++
SO 3 HO
SO 3 (
( - ) ( - )
( - ) ( - ) ( - )
( - )
( - ) ( - )
Sulfonate Napthalene Formaldehyte (SNF)
Cơ chếh a dẻo do
chống kết dính và
chống keo tụ nhờ
lực đẩy tĩnh điện
Mạch dài
Trang 5VLXD-Thiết kế cấp phối bê-tông 9-17 VLXD-Thiết kế cấp phối bê-tông 9-18
Cơ chế tác dụng 1 giai đoạn
SP thủy hóa bao quanh hạt, làm giảm và triệt tiêu lực tĩnh điện PG hết tác dụng
Gốc Vinylcopolymer
• Nguồn gốc : Là sản phẩm của quá trình tổng hợp dầu thô
• Tác dụng:
+ Giảm nước tối đa là 30% PG siêu dẻo
+ Kéo dài thời gian thi công
+ Tạo ra khả năng tương thích cao với các loại XM
Gốc Polycacboxylate
• Nguồn gốc : được tổng hợp từ các polymer cao phân tử dùng
chất khởi mào là peroxy
• Tác dụng:
+ Giảm nước tối đa đến 40% PG siêu dẻo
+ Duy trì tính công tác cao
+ Tạo cường độ sớm
PG siêu dẻo Polycacboxylate Polyoxyde Ethylene
- - - - -CH-CH 2 - CH-CH 2 - CH-CH 2 - CH-CH 2 - CH-CH 2 -C=O
O
CH 2
CH 2 O
R n
C=O O
CH 2
CH 2 O
R n
C=O OH
C=O OH
C=O OH
( ) ( ) ( )
Trang 6VLXD-Thiết kế cấp phối bê-tông 9-21
CO 2
Ca++
Al+++
Ca++
Al+++
CO 2
CO 2 (
( - ) ( - )
( - ) ( - )
( - ) ( - )
( - ) ( - )
PG siêu dẻo Polycacboxylate Polyoxyde
Ethylene
Cơ chếh a dẻo do
chống kết dính và
chống keo tụ nhờ
kết hợp lực đẩy
tĩnh điện + lực đẩy
không gian
Cơ chế tác dụng 2 giai đoạn
td2
td1
Cơ chế tác dụng PG siêu dẻo thế hệ mới
Hóa dẻo do giảm sức căng bề mặt
• Phụ gia tan vào nước
• Hấp phụ vào các hạt pha rắn (XM, cốt liệu và gel ximăng)
làm giảm sức căng bề mặt phân chia pha rắn–lỏng
• Các hạt rắn trượt lên nhau dễ dàng hơn
Hóa dẻo cuốn khí
• Khi làm giảm sức căng bề mặt PGSD đồng thời có tác dụng
cuốn khí
• Các bọt khí trong bê-tông có tác dụng như tấm đệm làm cho
pha rắn trượt lên nhau dễ dàng hơn
Mô hình phân tán PG trong bê-tông
Trang 7VLXD-Thiết kế cấp phối bê-tơng 9-25
Sau 30ph, khơng dùng PG
Sau 30ph, dùng PG 4%
Đến tính lưu biến hồ vữa
• PGSD làm giảm độ nhớt của hồ xi măng – nước
• Tùy thuộc vào tỉ lệ C3A/ C4AF, C3S/ C2S mà sự ảnh hưởng của PGSD lên hồ là khác nhau
• Tùy thuộc vào gốc và hàm lượng phụ gia
Ảnh hưởng của sulfonate napthalen A: Hỗn hợp nước + xi măng
B: Nước + xi măng + siêu dẻo
Đến thế Zeta
• Thế Zeta là sự chênh lệch điện thế của tồn bộ hệ phân
tán và lớp bề mặt hệ phân tán với mơi trường phân tán
• Thế Zeta càng âm thì độ nhớt của hệ càng nhỏ
• Phụ gia gốc SNF và SMF là phụ gia cĩ thế Zeta cĩ giá trị
âm nhất
Hàm lượng phụ gia, % mV
Mối quan hệ giữa thế Zeta và hàm lượng PG gốc LS và SNF
Đến khả năng hấp phụ
• Khả năng hấp phụ của phụ gia lên bề mặt hạt
xi măng phụ thuộc vào
độmịn, tỉ lệ C3S/C2S, C3A/C4AF Tỉ lệ này càng cao thì khả năng hấp phụ càng lớn
• Khả năng hấp phụ của
PG lên C3A là tốt nhất
Ảnh hưởng của SMF đến khả năng hấp phụ
Trang 8VLXD-Thiết kế cấp phối bê-tơng 9-29
Đến quá trình hydrat hĩa
• LSF:
Làm chậm quá trình đĩng rắn
Tăng cường độ ở tuổi dài ngày
• SNF và SMF
Cả SNF và SMF đều làm chậm quá trình thủy hĩa của C3A và C3S
Khi cĩ mặt SMF, tinh thể CSH tạo thành cĩ cấu trúc sít đặc và ít lỗ
rỗng hơn khi khơng cĩ phụ gia
• Polycacboxylate:
Chưa cĩ nhiều nghiên cứu về ảnh hưởng của PC đến động học
của quá trỉnh hydrate hĩa
Thời gian, giờ
Ảnh hưởng của SMF đến nhiệt thủy hĩa của C 3 S
Thời gian, phút
Ảnh hưởng của SMF đến nhiệt thủy hĩa
của C 3 A
Ảnh hưởng của SMF lên hệ C 3 A – CaSO 4 2H 2 O
Giảm lượng nước nhào trộn mà vẫn duy trì được độ
sụt yêu cầu.
Giảm tỉ lệ N/X
Tăng tính cơng tác, khả năng bơm
Giảm sự tách nước, phân tầng.
Cĩ tác dụng làm tăng hay giảm thời gian đĩng rắn.
Trang 9VLXD-Thiết kế cấp phối bê-tông 9-33
Tăng cường độ ban đầu và cường độ cuối cùng của
bê tông.
Giảm nhiệt thủy hóa trong quá trình đóng rắn.
Tăng khả năng chống thấm cho bê tông
Hạn chế khả năng thay đổi thể tích do ASR
Giảm khả năng bị ăn mòn hóa học.
Một số chỉ tiêu của PG siêu dẻo
Độ pH, pH thay đổi theo thời gian
Tỷ trọng của phụ gia
Hàm lượng chất khô
Hàm lượng ion Clorua
Hàm lượng tro
Khả năng giảm nước của phụ gia
Thời gian đông kết của bê tông và khả năng duy trì
độ sụt
Phổ hồng ngoại IR đánh giá thành phần
Trang 10VLXD-Thiết kế cấp phối bê-tông 9-37
C ARACTERISTIQUES P HYSICO -C HIMIQUES (cps)
D ENOMINATION
C OMMERCIALE M ARQUAGE B ASE
C HMIQUE
RE
%
D OSAGE PRECONISE
% D ENSITE
(à 20 ° C) E.S % pH
N A 2
O éq
%
C L -
% 5°C 20°C PLASTIMENT 22 S LS ≥≥ 6 0,3 à 1,0 1,14 ± 0,015 32 à 35 4,5 ± 1 ≤≤ 0,3 < 0,1 35 20
PLASTIMENT BV 40 LS ≥≥ 6 0,3 à 1,0 1,185 ± 0,015 38,5 ± 1,9 4,5 ± 1 ≤≤ 2,0 < 0,1 62 32
PLASTIMENT HP LS modifié ≥≥ 6 0,25 à 0,6 1,185 ± 0,01 41,5 ± 1,5 8 ± 1 ≤≤ 2,5 < 0,1 50 22
SIKAMENT FF 86 PMS ≥≥ 7 0,4 à 2,0 1,23 ± 0,02 40 ± 1,5 7 à 11 ≤≤ 6 < 0,1 85 43
SIKAMENT 90 MF PMS modifiée ≥≥ 8 0,3 à 0,6 1,21 ± 0,03 40,5 ± 1 8 ± 1,5 ≤≤ 6 < 0,1 80 30
SIKAFLUID 200 R PMS modifiée ≥≥ 8 0,5 à 1,5 1,150 ± 0,010 29,5 ± 1,5 5,5 ± 1 ≤≤ 4 < 0,1 14 7
PLASTIMENT 97 PC modifié ≥≥ 7 0,3 à 1,0 1,15 ± 0,01 30 ± 1,5 8 ± 1 ≤≤ 6 < 0,1 21 9
SIKA VISCOCRETE
3075* PC modifié ≥ 12 ≥ 0,5 à 1,0 1,13 ± 0,01 26 ± 1 8 ± 1 ≤≤ 4 < 0,1 16 20
SIKA
PLASTOCRETE 3.2 PCP modifié ≥ 10 ≥ 0,2 à 0,8 1,15 ± 0,01 31,5 ± 1,5 8 ± 1 ≤≤ 4 < 0,1 50 25
SIKA VISCOCRETE
3045* PCP ≥ 12 ≥ 0,2 à 2,5 1,11 ± 0,02 36 ± 1 5 ± 1 ≤≤ 2,5 < 0,1 150 65
Tên thương
mại chu Tiêu ẩn Chủloạng i
%
giảm
nước
% HL sử
dụng
Một số đc tính
Tỉ trọng Tỉ N/X lệ pH Na2O % Cl- %
cps
C ARACTERISTIQUES P HYSICO -C HIMIQUES V ISCOSITE
(cps)
D ENOMINATION
C OMMERCIALE M ARQUAGE B ASE
C HMIQUE
HRE
%
D OSAGE PRECONISE
% D ENSITE
(à 20 ° C) E.S % pH
N A 2
O éq
%
C L -
% 5°C 20°C
SIKAMENT 305 modifié PNS ≥ ≥≥≥ 12 0,3 à 2,0 1,17 ±±±± 0,02 33 à 35 4,5 ±±±± 1 ≤ ≤≤≤ 0,8 < 0,1 51 22
SIKAFLUID PNS ≥ ≥≥≥ 12 0,5 à 1,5 1,20 ±±±± 0,02 40 ±±±± 1,5 7,5 ±±±± 1,5 ≤≤≤ 1 ≤ < 0,1 89 14 SIKA
VISCOCRETE 2 PC + PMS ≥ ≥≥≥ 15 0,5 à 2 1,11 ±±±± 0,01 33,5 ±±±± 1,5 8 ±±±± 1 ≤≤≤ 7 ≤ < 0,1 173 90 SIKA VISCOCRETE
3020 PCP ≥ ≥≥≥ 15 0,3 à 1,5 1,07 ±±±± 0,01 25 ±±±± 1 6,5 ±±±± 1 ≤ ≤≤≤ 2,5 < 0,1 60 35 SIKA VISCOCRETE
5.400 F PCP-PV ≥ ≥≥≥ 15 0,4 à 1,5 1,085 ±±±± 0,01 30 ±±±± 1 6 ±±±± 1 ≤ ≤≤≤ 2,3 < 0,1 105 55 SIKA VISCOCRETE
1,125 35 ±±±± 1 5,5 ±±±± 1 ≤≤≤ 5 ≤ < 0,1 75 40 SIKA VISCOCRETE
20HE PCP ≥ ≥≥≥ 15 0,4 à 1 1,085 ±±±± 0,01 40 ±±±± 1 4,5 ±±±± 1 ≤≤≤ 1 ≤ < 0,1 400 145 SIKA VISCOCRETE
2030HE* $ / PCP ≥ ≥≥≥ 15 0,5 à 1,3 1,06 ±±±± 0,01 30 ±±±± 1 4,5 ±±±± 1 ≤≤≤ 1 ≤ < 0,1 110 62
Tên thương
mại chu Tiêu ẩn Chủloạng i
%
giảm
nước
% HL sử
dụng
Một số đc tính
Tỉ trọng Tỉ N/X lệ pH Na2O % Cl- %
Độ nhớt cps
Lưu ý sử dụng phụ gia kết hợp
PG siêu dẻo + giảm tốc
N/X=0,58
N/X=0,47
PG siêu dẻo Cộng tác dụng hay ảnh hưởng
lẫn nhau theo hướng có hại