(Luận văn thạc sĩ) Sử dụng vật liệu thẩm thấu kết tinh gốc xi măng để nâng cao chất lượng bê tông cống vùng triều

(Luận văn thạc sĩ) Sử dụng vật liệu thẩm thấu kết tinh gốc xi măng để nâng cao chất lượng bê tông cống vùng triều(Luận văn thạc sĩ) Sử dụng vật liệu thẩm thấu kết tinh gốc xi măng để nâng cao chất lượng bê tông cống vùng triều(Luận văn thạc sĩ) Sử dụng vật liệu thẩm thấu kết tinh gốc xi măng để nâng cao chất lượng bê tông cống vùng triều(Luận văn thạc sĩ) Sử dụng vật liệu thẩm thấu kết tinh gốc xi măng để nâng cao chất lượng bê tông cống vùng triều(Luận văn thạc sĩ) Sử dụng vật liệu thẩm thấu kết tinh gốc xi măng để nâng cao chất lượng bê tông cống vùng triều(Luận văn thạc sĩ) Sử dụng vật liệu thẩm thấu kết tinh gốc xi măng để nâng cao chất lượng bê tông cống vùng triều(Luận văn thạc sĩ) Sử dụng vật liệu thẩm thấu kết tinh gốc xi măng để nâng cao chất lượng bê tông cống vùng triều(Luận văn thạc sĩ) Sử dụng vật liệu thẩm thấu kết tinh gốc xi măng để nâng cao chất lượng bê tông cống vùng triều(Luận văn thạc sĩ) Sử dụng vật liệu thẩm thấu kết tinh gốc xi măng để nâng cao chất lượng bê tông cống vùng triều(Luận văn thạc sĩ) Sử dụng vật liệu thẩm thấu kết tinh gốc xi măng để nâng cao chất lượng bê tông cống vùng triều(Luận văn thạc sĩ) Sử dụng vật liệu thẩm thấu kết tinh gốc xi măng để nâng cao chất lượng bê tông cống vùng triều(Luận văn thạc sĩ) Sử dụng vật liệu thẩm thấu kết tinh gốc xi măng để nâng cao chất lượng bê tông cống vùng triều(Luận văn thạc sĩ) Sử dụng vật liệu thẩm thấu kết tinh gốc xi măng để nâng cao chất lượng bê tông cống vùng triều(Luận văn thạc sĩ) Sử dụng vật liệu thẩm thấu kết tinh gốc xi măng để nâng cao chất lượng bê tông cống vùng triều(Luận văn thạc sĩ) Sử dụng vật liệu thẩm thấu kết tinh gốc xi măng để nâng cao chất lượng bê tông cống vùng triều(Luận văn thạc sĩ) Sử dụng vật liệu thẩm thấu kết tinh gốc xi măng để nâng cao chất lượng bê tông cống vùng triều(Luận văn thạc sĩ) Sử dụng vật liệu thẩm thấu kết tinh gốc xi măng để nâng cao chất lượng bê tông cống vùng triều(Luận văn thạc sĩ) Sử dụng vật liệu thẩm thấu kết tinh gốc xi măng để nâng cao chất lượng bê tông cống vùng triều(Luận văn thạc sĩ) Sử dụng vật liệu thẩm thấu kết tinh gốc xi măng để nâng cao chất lượng bê tông cống vùng triều(Luận văn thạc sĩ) Sử dụng vật liệu thẩm thấu kết tinh gốc xi măng để nâng cao chất lượng bê tông cống vùng triều(Luận văn thạc sĩ) Sử dụng vật liệu thẩm thấu kết tinh gốc xi măng để nâng cao chất lượng bê tông cống vùng triều(Luận văn thạc sĩ) Sử dụng vật liệu thẩm thấu kết tinh gốc xi măng để nâng cao chất lượng bê tông cống vùng triều(Luận văn thạc sĩ) Sử dụng vật liệu thẩm thấu kết tinh gốc xi măng để nâng cao chất lượng bê tông cống vùng triều(Luận văn thạc sĩ) Sử dụng vật liệu thẩm thấu kết tinh gốc xi măng để nâng cao chất lượng bê tông cống vùng triều(Luận văn thạc sĩ) Sử dụng vật liệu thẩm thấu kết tinh gốc xi măng để nâng cao chất lượng bê tông cống vùng triều(Luận văn thạc sĩ) Sử dụng vật liệu thẩm thấu kết tinh gốc xi măng để nâng cao chất lượng bê tông cống vùng triều(Luận văn thạc sĩ) Sử dụng vật liệu thẩm thấu kết tinh gốc xi măng để nâng cao chất lượng bê tông cống vùng triều

L I CAM OAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên c u c a riêng tôi Các s li u trích d n,

k t qu nghiên c u trong lu n v n là trung th c, ch a t ng đ c công b trong b t

k công trình nào khác

Hà n i, ngày 14 tháng 11 n m 2016

Tác gi lu n v n

ng Quang c

L I C M N

Lu n v n th c s k thu t chuyên nghành v t li u xây d ng v i tài “S d ng

v t li u th m th u k t tinh g c xi m ng đ nâng cao ch t l ng bê tông c ng vùng tri u” đ c hoàn thành d i s h ng d n c a PGS.TS Hoàng Phó Uyên -

Vi n Th y Công

Tác gi xin bày t lòng bi t n chân thành t i Ban giám hi u tr ng i h c Th y

L i, các th y cô giáo Khoa Công trình, b môn V t li u xây d ng nhà tr ng, tác

gi các bài báo, t p chí chuyên nghành, …và đ c bi t là t p th th y giáo h ng d n

đã t n tình giúp đ , t o đi u ki n thu n l i cho tôi hoàn thành lu n v n này

Tác gi chân thành c m n Công ty Trách nhi m h u h n m t thành viên Khai thác công trình th y l i a , H i Phòng- n i tôi công tác, đã t o đi u ki n t t nh t cho tôi trong quá trình h c t p và làm thí nghi m hoàn thành lu n v n

Tác gi c ng bày t lòng bi t n đ i v i s đ ng viên to l n c a gia đình, b n bè và các đ ng nghi p ó là ngu n đ ng l c m nh m giúp tôi hoàn thành lu n v n này

M C L C

L I CAM OAN i

L I C M N ii

M C L C iii

DANH M C HÌNH NH vi

DANH M C B NG BI U viii

DANH M C CH VI T T T x

PH N M U 1

1 Tính c p thi t 1

2 M c đích nghiên c u 3

3 i t ng và ph m vi nghiên c u 3

4 Cách ti p c n và ph ng pháp nghiên c u 3

CH NG 1: T NG QUAN V BÊ TÔNG CÔNG TRÌNH BI N, CÁC D NG XÂM TH C BÊ TÔNG CÔNG TRÌNH BI N VÀ V T LI U TH M TH U K T TINH G C XI M NG 4

1.1 T ng quan v bê tông và bê tông công trình bi n 4

1.2 Th c tr ng các công trình ven bi n s d ng bê tông 5

1.3 Phân lo i môi tr ng xâm th c BT và BTCT 7

1.4 Các vùng làm vi c và m c đ xâm th c k t c u bê tông công trình bi n 8

1.5 Các d ng h h ng k t c u bê tông và bê tông c t thép do quá trình xâm th c 10

1.5.1 H h ng t i các vùng hoàn toàn ng p n c 13

1.5.2 H h ng t i các vùng n c lên xu ng và sóng đánh 14

1.5.3 H h ng t i các vùng khí quy n trên bi n và ven bi n 15

1.6 Các nguyên nhân gây xâm th c và phá h y các công trình BT và BTCT trong môi tr ng bi n Vi t Nam 16

1.7 M t s gi i pháp nâng cao tu i th cho bê tông và bê tông c t thép trong môi tr ng n c m n và chua phèn 17

1.7.1 Các gi i pháp c b n 17

1.7.2 Phân tích v u nh c đi m và tính kh thi c a các gi i pháp 18

1.7.3 Gi i pháp đ xu t 19

1.8 T ng quan v công ngh v t li u th m th u k t tinh g c xi m ng 19

1.8.1 Khái ni m v t li u th m th u k t tinh g c xi m ng 20

1.8.2 M t s k t qu nghiên c u và s d ng v t li u th m th u k t tinh g c xi m ng trên th gi i và t i Vi t Nam 20

K t lu n ch ng 1 23

CH NG 2: C S KHOA H C, V T LI U S D NG VÀ PH NG PHÁP NGHIÊN C U 25

2.1 C s khoa h c c a vi c s d ng v t li u th m th u k t tinh g c xi m ng đ nâng cao m t s tính ch t c a bê tông 25

2.1.1 C u trúc l r ng và hi n t ng th m n c c a bê tông 25

2.1.2 Gi i pháp ch ng th m theo c ch th m th u k t tinh 27

2.2 V t li u s d ng 30

2.2.1 Xi m ng 30

2.2.2 C t li u nh 31

2.2.3 C t li u l n 32

2.2.4 V t li u TKX HyCI-CT09 32

2.2.5 V t li u TKX Aquafin IC 38

2.3 Tiêu chu n áp d ng 40

2.3.1 Tiêu chu n áp d ng trong nghiên c u 40

2.3.2 Ph ng pháp th c nghi m 42

- tài ti n hành thí nghi m ki m tra các tính ch t c lý c a các v t li u s d ng trong nghiên c u 42

2.4 M t s quy trình áp d ng trong nghiên c u 42

2.4.1 Quy trình tr n bê tông trong phòng thí nghi m 42

2.4.2 Ph ng pháp ch t o m u bê tông 43

2.4.3 Ph ng pháp thi công v t li u TKX lên b m t bê tông 46

2.4.4 Thí nghi m đ mài mòn bê tông 49

2.4.5 C ng đ bám dính v i b m t bê tông 55

K t lu n ch ng 2 56

CH NG 3: NGHIÊN C U M T S TÍNH CH T C A BÊ TÔNG S D NG V T LI U TH M TH U K T TINH G C XI M NG 57

3.1 Thi t k thành ph n c p ph i bê tông M200 57

3.1.1 B c 1 - Ch n đ s t 57

3.1.2 B c 2 - Ch n l ng n c tr n bê tông 57

3.1.3 B c 3 - Tính t l xi m ng/n c (X/N) 58

3.1.4 B c 4 - Tính l ng dùng xi m ng (X) 60

3.1.5 B c 5 - Tính ho c tra b ng c t li u l n (đá d m, s i) 60

3.1.6 B c 6 - L ng c t li u nh cho 1 m3 bê tông (C) 62

3.2 M t s tính ch t c a bê tông M200 và bê tông M250 63

3.3 Nghiên c u s nh h ng c a v t li u th m th u k t tinh g c xi m ng đ n m t s tính ch t c a bê tông s d ng trong công trình bi n 65

3.3.1 i u ki n th nghi m s nh h ng c a v t li u th m th u k t tinh g c xi m ng đ n m t s tính ch t c a bê tông 65

3.3.2 Nghiên c u s nh h ng c a v t li u th m th u k t tinh g c xi m ng đ n tính ch ng th m c a bê tông s d ng trong công trình bi n 68

3.3.3 Nghiên c u s nh h ng c a v t li u th m th u k t tinh g c xi m ng đ n tính ch ng mài mòn c a bê tông s d ng trong công trình bi n 76

3.3.4 Nghiên c u c ng đ bám dính c a v t li u TKX v i bê tông 80

K t lu n ch ng 3 81

K T LU N VÀ KI N NGH 83

1 K t lu n 83

2 Ki n ngh 84

TÀI LI U THAM KH O 85

PH L C 1 QUY TRÌNH THI CÔNG V T LI U TKX 86

1 Chu n b b m t thi công 86

2 Chu n b h n h p CT-09 86

3 Quy trình thi công 87

4 Nghi m thu 88

PH L C 2 M T S HÌNH NH THÍ NGHI M 89

PH L C 3 M T S K T QU THÍ NGHI Ms 93

DANH M C HÌNH NH

Hình 1.1 L p bê tông b o v c t thép thi công không đ m b o 7

Hình 1.2 Thân c ng n m trong vùng m c n c dao đ ng b mài mòn tr c t li u l n 7

Hình 1.3 Các vùng làm vi c c a k t c u bê tông công trình bi n 9

Hình 1.4 Ph n thân c ng b mài mòn 11

Hình 1.5 Tr ng n c t thép 11

Hình 1.6 Xâm th c do m c n c dao đ ng ( n mòn khí quy n) 12

Hình 1.7 Dàn công tác b n mòn tr c t thép 12

Hình 1.8 Bê tông thân c ng b nh h ng do quá trình n mòn 12

Hình 1.9 Tr ng n c t thép làm bong l p bê tông b o v 12

Hình 2.1 B m t bê tông d i kính hi n vi có r t nhi u k n t 28

Hình 2.2 M t k n t đ c phóng đ i lên 2.000 l n 28

Hình 2.3 Phun v t l u TKX lên b m t bê tông 29

Hình 2.4 Sau khi phun v t li u TKX lên b m t bê tông 29

Hình 2.5 Sau khi v t li u TKX c ng r n trong l r ng bê tông 30

Hình 2.6 nh ch p vi c u trúc 30

Hình 2.7 Chu n b v t li u tr n BT 43

Hình 2.8 Tr n bê tông đúc m u 43

Hình 2.9 Chu n b khuôn đúc m u và quét d u ch ng dính khuôn 44

Hình 2.10 m và đúc m u bê tông 45

Hình 2.11 M u bê tông sau khi đúc 45

Hình 2.12 B o qu n m u trong đi u ki n phòng thí nghi m 45

Hình 2.13 V sinh b m t m u đ m b o yêu c u 47

Hình 2.14 Quá trình tr n v t li u HYCI - CT09B 48

Hình 2.15 Quét v t li u TKX lên b m t bê tông 49

Hình 2.16 Thi t b thí nghi m mài mòn theo tiêu chu n ASTM C1138 53

Hình 2.17 M u tr c khi thí nghi m mài mòn 54

Hình 2.18 M u sau khi thí nghi m mài mòn 54

Hình 2.19 u kéo và thi t b đo c ng đ bám dính 55

Hình 3.1 B n đ h th ng th y l i a 67

Hình 3.2 C ng C Ti u III nhìn t phía h l u 67

Hình 3.3 K t qu thí nghi m đ ch ng th m 75

Hình PL1.1 Máy ph t n c cao áp dùng đ v sinh b m t bê tông x lý th m 86

Hình PL1.2 Tr n h n h p b ng máy khoan tay có cánh khu y 87

Hình PL1.3 Máy phun h n h p CT-09 88

Hình PL1.4 Thi công phun h n h p lên b m t x lý th m 88

Hình PL2.1 Chu n b c t li u tr n bê tông 89

Hình PL2.2 Tr n bê tông 90

Hình PL2.3 Th tính công tác h n h p bê tông 91

Hình PL2.4 úc m u bê tông 91

Hình PL2.5 M u bê tông sau khi đúc 91

Hình PL2.6 Ngâm m u thí nghi m t i c ng C Ti u III – H i Phòng 92

Hình PL2.7 V t m u thí nghi m sau khi ngâm t i c ng C Ti u III – H i Phòng 93

Hình PL2.8 Thí nghi m đ ch ng th m c a m u bê tông 93

Hình PL2.9 Thí nghi m đ mài mòn c a m u bê tông 93

DANH M C B NG BI U

B ng 1.1 M c đ xâm th c t i các vùng 9

B ng 1.2 Thành ph n n c bi n c a Vi t Nam và trên th gi i 13

B ng 1.3 m n n c bi n t ng m t trong vùng bi n Vi t Nam, o /oo 14

B ng 1.4 K t qu đo đ c đi n th n mòn c t thép và kh n ng n mòn t i các công trình 15

B ng 1.5 M t s công trình bê tông l n trên th gi i áp d ng công ngh ch ng th m TKX 20

B ng 1.6 M t s công trình s d ng v t li u TKX t i Vi t Nam 22

B ng 2.1 Các tính ch t c lí c a xi m ng PCB40 Chinfon 30

B ng 2.2 Các tính ch t c lí c a c t li u nh 31

B ng 2.3 K t qu thành ph n h t c a cát 31

B ng 2.4.Tính ch t c lí c a c t li u l n 32

B ng 2.5 Thành ph n hóa h c c a v t li u TKX 34

B ng 2.6 Thành ph n khoáng c a v t li u TKX 35

B ng 2.7 Thành ph n h t c a cát th ch anh 36

B ng 2.8 Các ch tiêu và m c ch t l ng 37

B ng 2.9 Thành ph n hóa h c c a ch ng th m IC 39

B ng 2.10 Thành ph n khoáng c a ch ng th m IC 40

B ng 2.11 Các tiêu chu n thí nghi m v t li u 40

B ng 2.12 Các tiêu chu n thí nghi m bê tông 41

B ng 2.13 Ch tiêu c n xác đ nh và hình dáng, kích th c viên m u 43

B ng 3.1 s t bê tông cho các d ng k t c u 57

B ng 3.2 L ng dùng n c cho 1 m3 bê tông (v t li u khô hoàn toàn) 58

B ng 3.3 H s tra A và A' 60

B ng 3.4 B ng tra h s d v a Kd 62

B ng 3.5 Thành ph n c p ph i tính toán c a bê tông M200 63

B ng 3.6 Thành ph n c p ph i tính toán c a bê tông M250 63

B ng 3.7 Thành ph n c p ph i bê tông s d ng trong nghiên c u 63

B ng 3.8 K t qu thí nghi m c ng đ nén 63

B ng 3.9 K t qu thí nghi m đ ch ng th m 64

B ng 3.10 K t qu thí nghi m đ ch ng th m bê tông M200 68

B ng 3.11 K t qu thí nghi m đ ch ng th m bê tông M250 71

B ng 3.12 B ng t ng h p k t qu thí nghi m đ ch ng th m 74

B ng 3.13 K t qu thí nghi m đ mài mòn bê tông M200 76

B ng 3.14 K t qu thí nghi m đ mài mòn bê tông M250 78

B ng 3.15 C ng đ bám dính c a v t li u TKX lên bê tông 81

PH N M U

1 Tính c p thi t

Vi t Nam có đ ng b bi n dài h n 3200 km t 8037’ đ n 21032’ v đ B c Sau

n m 1960 s l ng các công trình làm vi c trong môi tr ng bi n t ng đáng k Theo k t qu kh o sát c a các c quan nghiên c u trong n c nh Vi n Khoa h c công ngh Xây d ng, Vi n Khoa h c V t li u, Vi n Khoa h c thu l i, Vi n Khoa

h c công ngh Giao thông v n t i, Tr ng i h c Bách khoa à N ng, v.v… thì tình tr ng suy gi m tu i th công trình bê tông (BT) và bê tông c t thép (BTCT) làm vi c trong môi tr ng bi n đáng đ quan tâm

Theo đánh giá v đ b n (tu i th ) c a các công trình BTCT c a các qu c gia trên

th gi i qua h n m t th k s d ng cho th y trong môi tr ng không có tính xâm

th c, k t c u BT có th làm vi c b n v ng trên 100 n m; trong môi tr ng xâm

- Quá trình th m ion SO42-vào bê tông, t ng tác v i các s n ph m thu hoá c a xi

m ng t o ra khoáng ettringit tr ng n th tích gây phá hu k t c u ( n mòn sunfat)

- Quá trình khu ch tán ôxy, ion Cl- và h i m vào bê tông trong đi u ki n nhi t đ không khí cao

- Quá trình n mòn vi sinh v t, n mòn c h c do sóng, n mòn r a trôi

Ngoài ra, v i đ c thù khí h u nóng, m, m a bão nhi u thì t c đ và m c đ nh

h ng c a quá trình xâm th c t i công trình BT và BTCT s nhanh h n, tu i th công trình s gi m đi đáng k

Có nhi u bi n pháp đ nâng cao tu i th cho bê tông, trong đó vi c s d ng v t li u

th m th u k t tinh g c xi m ng đ c xem là m t gi i pháp hi u qu và th c hi n thu n l i trong đi u ki n Vi t Nam

Trong Báo cáo d án s n xu t th nghi m c p B “Hoàn thi n công ngh s n xu t

cho k t c u bê tông công trình th y công” do Vi n Khoa h c Thu l i Vi t Nam

ch trì c ng đã nghiên c u nâng cao kh n ng ch ng th m, ch ng mài mòn bê tông

c a v t li u th m th u k t g c xi m ng Tuy nhiên, k t qu nghiên c u m i ch d ng

l i vi c nghiên c u đ b n ch ng th m, ch ng mài mòn c a bê tông M200, M250

s d ng trong môi tr ng n c bình th ng (công trình h ch a n c N c Trong,

t nh Quãng Ngãi) và nghiên c u đ b n ch ng th m, ch ng mài mòn c a bê tông M300, M350 s d ng trong môi tr ng n c m n và chua phèn (n c m n l y t i

H i Phòng, n c chua phèn l y t i Cà Mau) Còn trên th c t n c ta, các công trình ven bi n đã xây d ng t lâu v i mác bê tông ch t 200 ÷ 250 kG/cm2 và ch a quan tâm đ n y u t xâm th c i u đó cho th y c n ph i ti p t c nghiên c u, đánh giá nh h ng c a quá trình xâm th c đ n k t c u bê tông và bê tông c t thép

Xu t phát t đó, đ tài đã ti n hành nghiên c u: “S d ng v t li u th m th u k t tinh g c xi m ng đ nâng cao ch t l ng bê tông c ng vùng tri u”

2 M c đích nghiên c u

Nghiên c u nh h ng c a v t li u th m th u k t tinh g c xi m ng đ n bê tông M200, M250 đã và đang đ c s d ng ph bi n trong xây d ng các công trình ven

bi n nói chung và c ng vùng tri u nói riêng T đó, ch ra các hi u qu đ đ xu t

s d ng t i các công trình c ng vùng tri u và các công trình t ng t nh m nâng cao ch t l ng và tu i th công trình

3 i t ng và ph m vi nghiên c u

Nghiên c u bê tông M200, M250 khi có s d ng và không s d ng v t li u th m

th u k t tinh g c xi m ng đi u ki n bình th ng và đi u ki n môi tr ng vùng tri u v i các tính ch t sau:

- Nghiên c u phân tích lý thuy t: Thu th p, tìm hi u, t ng h p kinh nghi m và k t

qu nghiên c u m t s tài li u trong n c c ng nh trên Th gi i v hi n tr ng xâm

th c bê tông công trình bi n, t đó đ a ra m c đích nghiên c u c a Lu n v n

- Nghiên c u th c nghi m: Ti n hành thí nghi m m t s tính ch t (tính công tác,

c ng đ nén, đ ch ng th m, đ mài mòn, c ng đ bám dính c a v t li u TKX

v i bê tông) c a BT trong phòng thí nghi m

- L y ý ki n chuyên gia: Thông qua trao đ i chuyên môn v i các nhà khoa h c và chuyên gia, tác gi đã đúc rút kinh nghi m t đó hoàn thi n đ c Lu n v n

CH NG 1: T NG QUAN V BÊ TÔNG CÔNG TRÌNH BI N, CÁC D NG XÂM TH C BÊ TÔNG CÔNG TRÌNH BI N VÀ V T LI U TH M TH U

K T TINH G C XI M NG

1.1 T ng quan v bê tông và bê tông công trình bi n

Bê tông (g c t béton trong ti ng Pháp) là m t lo i đá nhân t o, đ c hình thành

b i vi c tr n các thành ph n: C t li u thô, c t li u m n, ch t k t dính, v.v theo m t

t l nh t đ nh (đ c g i là c p ph i bê tông) sau quá trình thu hoá và đóng r n

K thu t ch t o và s d ng bê tông xu t hi n t th i La Mã c đ i và đ c s d ng

r ng rãi trong su t giai đo n t n t i c a qu c La Mã Sau khi đ qu c La Mã s p

đ , k thu t s d ng bê tông c ng b mai m t cho đ n khi đ c tái khám phá vào

gi a th k XVIII, xong ph i đ n cu i th k XIX đ u th k XX bê tông m i đ c

ng d ng trong xây d ng các công trình bi n và ven bi n

Hi n nay m t s qu c gia phát tri n trên th gi i đã xây d ng nhi u c ng ng n tri u

v i quy mô l n v i ki n trúc k di u trong l nh v c công trình th y i đ u trong

l nh v c này ph i k đ n các n c nh Anh, Ph n Lan, Hà Lan… M t s công trình

đi n hình nh công trình ng n sông Thames (c a Anh); công trình ch n sóng bão,

n c bi n dâng h l u đông Schede (c a Hà Lan); t h p công trình ng n tri u Saint Petersburg (c a Nga); công trình ch n sóng Maeslandt (c a Hà Lan) Các công trình này ngoài tác d ng ng n tri u, ch ng xâm nh p m n, ch ng ng p l t còn

có tác d ng ng n m i đe d a c a sóng bi n khi có bão M t s công trình c ng ng n tri u thi công tr c ti p trên lòng sông l n v i các gi i pháp công ngh xây d ng

ch ng n mòn, phá h y bê tông đ c các n c tiên ti n xây d ng phát huy hi u qu cao; đ m b o tính b n v ng, an toàn và th m m , thu hút s chiêm ng ng c a các

du khách trên th gi i

Hi n t i và trong t ng lai bê tông là lo i v t li u đ c s d ng r ng rãi nh t trong xây d ng công trình dân d ng, công nghi p, giao thông, thu l i, thu đi n, th m chí trong xây d ng các nhà máy đi n nguyên t (bê tông c n x ), v.v Theo đánh giá c a Hi p h i bê tông th gi i, th k XXI là th k c a v t li u bê tông

Bê tông là lo i v t li u có c u trúc ph c t p đ c t o nên t các thành ph n: c t li u

B n thân bê tông có c u trúc r ng mao qu n (k c bê tông đ c ch c), nên cho phép

n c di chuy n và lan to vào trong bê tông, s th m th u c a các ch t l ng và khí

t bên ngoài Các tác đ ng này d n đ n s r a trôi các ch t không có c ng đ ho c

nh ng thay đ i lí hoá khác nhau làm gi m ch t l ng và đ b n c a bê tông Hi n

t ng này x y ra nhi u v i bê tông mác th p và xi m ng có hàm l ng vôi th a cao

i v i bê tông các công trình thu l i c ng đ nén th ng th p, nên kh n ng

ch ng th m không cao, trong khi đó yêu c u v kh n ng gi n c là hàng đ u nên

bê tông c n có đ ch ng th m cao Vì v y vi c t ng kh n ng ch ng th m cho các công trình bê tông là c p thi t, có th nói là t t c các công trình th y l i đ u nên

t th y tri u Do v y, các k t c u bê tông ti p xúc v i n c bi n luôn ch u tác đ ng

c a chu k t- khô, l nh- nóng hàng ngày Ngoài kh n ng ch u l c thì vi c ch ng

th m, ch ng n mòn và mài mòn c h c cho k t c u bê tông là m t tính ch t quan

tr ng, liên quan đ n an toàn và n đ nh c a công trình

1.2 Th c tr ng các công trình ven bi n s d ng bê tông

Theo đánh giá v đ b n (tu i th ), th c t c a các công trình BT và BTCT c a các

qu c gia trên th gi i qua h n m t th k s d ng cho th y trong môi tr ng không

có tính xâm th c, k t c u BT và BTCT có th làm vi c b n v ng trên 100 n m; trong môi tr ng xâm th c vùng bi n, hi n t ng n mòn c t thép và BT d n đ n làm n t v và phá h y k t c u BT, BTCT có th xu t hi n sau 10 ÷ 30 n m s

d ng b n th c t c a các k t c u BTCT ph thu c vào m c đ xâm th c c a môi tr ng và ch t l ng v t li u s d ng (c ng đ BT, mác ch ng th m, kh

n ng ch ng n mòn, ch ng lo i xi m ng, ph gia, lo i c t thép, ch t l ng thi t k , thi công và bi n pháp qu n lý, s d ng công trình …)

Vi t Nam, BTCT đã đ c ng i Pháp đ a vào s d ng t nh ng n m cu i th k

19 Tuy nhiên ph i sau n m 1960 kh i l ng công trình BTCT xây d ng trong môi

tr ng bi n m i t ng đáng k Song trên th c t bên c nh các công trình b n v ng sau 40 ÷ 50 n m thì hàng lo t các công trình BTCT Vi t Nam có niên h n s

d ng 10 ÷ 15 n m đã b xâm th c và phá h y tr m tr ng, đòi h i ph i chi phí 40 ÷ 70% giá thành xây m i cho vi c s a ch a và b o v chúng i n hình là công trình

c ng C Ti u III thu c h th ng công trình thu l i a (h th ng công trình thu l i l n nh t H i Phòng)

C ng C Ti u III đ c đ a vào s d ng t n m 2001 Qua 15 n m v n hành, ph n

bê tông c ng đã xu t hi n nh ng d u hi u xâm th c do th m, n mòn khí quy n và mài mòn c h c b i nh h ng c a các ion chính : pH, SO42- và Cl- Ngoài ra, ch t

l ng bê tông c ng th i k xây d ng th c hi n theo tiêu chu n c ch a tính toán nhi u đ n nh h ng c a quá trình xâm th c, thi công bê tông áp d ng: QPTL-D6-

78, TCVN 445 Bên c nh đó còn k đ n đ n v thi công ph n bê tông không đ m

b o đ dày l p bê tông b o v c t thép M t s hình nh k t c u bê tông c ng C

Ti u III b xâm th c nh hình 1.1 và 1.2:

K t h p v i đi u ki n khí h u nóng, m, m a bão nhi u thì t c đ và m c đ nh

h ng c a quá trình xâm th c t i công trình BT và BTCT s nhanh h n, tu i th công trình s gi m đi đáng k

1.3 Phân lo i môi tr ng xâm th c BT và BTCT

C n c TCVN 9139:2012 “Công trình th y l i - k t c u bê tông, bê tông c t thép vùng ven bi n - yêu c u k thu t” thì môi tr ng làm vi c c a các công trình th y

l i vùng ven bi n, các k t c u bê tông và bê tông c t thép đ c chia làm 2 lo i là môi tr ng xâm th c n c m n và môi tr ng xâm th c n c chua phèn

* Các k t c u làm vi c vùng n c m n:

- Các k t c u làm vi c vùng n c ng p m n: các k t c u bê tông và bê tông c t

thép n m ng p hoàn toàn trong n c bi n

- Các k t c u làm vi c trong vùng n c m n thay đ i: các k t c u bê tông và bê

tông c t thép n m gi a m c n c lên xu ng c a th y tri u, k c vùng sóng leo

- Các k t c u làm vi c trong vùng khí quy n bi n: các k t c u bê tông và bê tông c t thép

n m trong không khí (bao g m các vùng khí quy n trên m t bi n, g n b và xa b )

* Các k t c u làm vi c trong vùng chua phèn:

- Các k t c u n m trong vùng ng p n c chua phèn: các k t c u bê tông và bê tông

c t thép n m ng p hoàn toàn trong n c chua phèn

- Các k t c u n m trong vùng m c n c chua phèn thay đ i: các k t c u bê tông và

bê tông c t thép n m gi a m c n c chua phèn lên xu ng

- Các k t c u n m trong không khí vùng n c chua phèn: các k t c u bê tông và bê

tông c t thép n m trong không khí t i vùng n c có chua phèn

1.4 Các vùng làm vi c và m c đ xâm th c k t c u bê tông công trình bi n

C n c theo tính ch t xâm th c và m c đ tác đ ng c a môi tr ng bi n lên k t c u

- Vùng khí quy n trên bi n và ven bi n, g m các ti u vùng: bao g m các b ph n k t

c u làm vi c trong vùng không khí trên bi n và ven bi n tính sâu vào đ t li n t i 20km; sát mép n c t 0 ÷ 0,25km; ven b t 0,25 ÷ 1km; g n b 20km

Hình 1.3 Các vùng làm vi c c a k t c u bê tông công trình bi n

1.5 Các d ng h h ng k t c u bê tông và bê tông c t thép do quá trình xâm

Hình 1.4 Ph n thân c ng b mài mòn Hình 1.5.T r ng n c t thép

* M t s hình nh v s nh h ng c a xâm th c bê tông và bê tông c t thép t i

c ng H ng (xây d ng t n m 1960) trên đê bi n II, S n, H i Phòng

Hình 1.6 Xâm th c bê tông trong

1.5.1 H h ng t i các vùng hoàn toàn ng p n c

N c bi n c a các đ i d ng trên th gi i th ng ch a kho ng 3,5% các mu i hòa tan: 2,73% NaCl; 0,32% MgCl2; 0,22% MgSO4; 0,13% CaSO4; 0,02% KHCO3 và

m t l ng nh CO2, O2 hòa tan; đ pH ≥8,0 Do v y, n c bi n c a các đ i d ng mang tính xâm th c m nh t i bê tông và bê tông c t thép [1]

N c bi n Vi t Nam có thành ph n hoá h c, đ m n và tính xâm th c t ng đ ng

v i các vùng bi n khác trên th gi i Riêng vùng g n b , do nh h ng c a các sông ch y ra bi n nên khác chút ít (vùng nh h ng c a th y tri u) [2] K t qu phân tích nh trong b ng 1.2

ph m t o ra có th tích g p 2,86 l n gây ng su t phá v bê tông

m n c a n c bi n t ng m t trong vùng bi n Vi t Nam đ c ghi l i nh b ng 1.3

B ng 1.3 m n n c bi n t ng m t trong vùng bi n Vi t Nam, o / oo

Tr m

Tháng

Trung bình

n m

Mùa đông Mùa hè

và đ t nhi u Ki m tra đi n th n mòn b ng máy đo đi n th CANIN cho th y:

đi n th đ t -900 mV, ch ng t c t thép b n mòn r t m nh Khi s d ng ph ng pháp đi n c c so sánh Ag/AgCl, k t qu đo đ c đ c đánh giá d a vào tiêu chu n ASTM C876 và gi n đ E-pH c a h Fe-H2O nh B ng 1.4

Khi ki m tra thành ph n hoá h c c a bê tông theo chi u t ngoài vào trong cho th y:

t i v trí xu t hi n v t n t, cách mép v t n t t 15 ÷ 20 cm, mi n bê tông c n c t thép,

đ pH th ng có giá tr nh h n 11,6; hàm l ng ion Cl-

r t cao, th ng n m trong kho ng (1,5÷13,5) kg/m3 bê tông, hàm l ng SO42- nh h n 4% kh i l ng xi m ng

C ng Liên Chi u -320 đ n -460 ≥ 90% ASTM C876

C ng Nguy n V n Tr i -306 đ n -325 ≥ 90% Gi n đ E-pH h

v t n t có b r ng trung bình t (5÷25) mm ch y d c theo các thanh thép ch u l c

V i k t c u d ng b n, sàn th ng b bong tách thành t ng m ng l n, l p bê tông

b o v c t thép l ra ngoài và b g r t n ng

Phía bên trong k t c u, khi đ c m r ng các v t n t thì th y c t thép b g n ng, thi t di n gi m t (20÷60)%, nhi u thanh b đ t r i h n, nh t là thép đai Khi ki m

tra kh n ng ch u t i theo tiêu chu n Vi t Nam có tính đ n đ suy gi m thi t di n bê tông c t thép do n mòn thì th y nhi u k t c u không còn đ kh n ng ch u l c 1.6 Các nguyên nhân gây xâm th c và phá h y các công trình BT và BTCT trong môi tr ng bi n Vi t Nam

Theo tài li u [1,4] cho th y: Môi tr ng bi n là môi tr ng r t kh c nghi t và ti m

n nhi u y u t phá ho i k t c u bê tông và bê tông c t thép xây d ng trong khu

v c ch u nh h ng c a nó Các nguyên nhân chính phá ho i k t c u bê tông c t thép trong môi tr ng bi n có th phân lo i theo các c ch v t lý, hóa h c, n mòn

đi n hóa c t thép và c do các sinh v t bi n Các nguyên nhân phá ho i th ng x y

ra cùng lúc và đan xen nhau làm cho k t c u bê tông b phá h y nhanh h n Bên

c nh các nguyên nhân trên còn ph i k đ n các nguyên nhân liên quan đ n thi t k , thi công và qu n lý s d ng ch a đ c th c hi n t t c ng làm cho các k t c u bê tông và bê tông c t thép b gi m tu i th đáng k

K t qu kh o sát đ b n th c t trên các công trình bê tông và bê tông c t thép đã xây d ng vùng bi n n c ta cho phép kh ng đ nh r ng môi tr ng bi n Vi t Nam

- Quá trình th m ion Cl- vào BT gây ra n mòn và phá h y c t thép;

- Quá trình th m ion SO42-vào BT, t ng tác v i các s n ph m th y hóa c a đá xi

m ng t o ra khoáng ettringit tr ng n th tích gây phá h y k t c u ( n mòn sunfat);

- Quá trình cacbonat hóa làm gi m đ pH bê tông theo th i gian làm phá v màng

th đ ng b o v c t thép góp ph n đ y nhanh quá trình n mòn c t thép gây phá

h y k t c u;

- Quá trình khu ch tán oxy, h i m và clo vào trong bê tông trong đi u ki n môi

tr ng nhi t đ không khí cao là các đi u ki n làm cho quá trình n mòn c t thép

x y ra r t m nh;

- Các hi n t ng xâm th c khác, nh : n mòn r a trôi, n mòn vi sinh do các lo i

hà, sò bi n gây ra, n mòn c h c do sóng bi n

Nh v y các k t c u BT và BTCT công trình ven bi n n m trong vùng ch u tác

đ ng c a các y u t gây xâm đã b xu ng c p, h h ng nhanh chóng d n đ n làm

- Trong quá trình thi công m i và s a ch a công trình đang ho t đ ng không làm

đ c k t c u BTCT ho c chi u dày l p b o v c t thép (theo TCVN 9139:2012, chi u dày l p BT b o v c t thép≥ 50mm), có th áp d ng các bi n pháp ch ng

th m b sung nh sau:

+ Trát v a ch ng th m: V a xi m ng có pha nh t ng polime M250, M300

+ S n ch ng n mòn c t thép: S n xi m ng – polime, s n hóa ch t cao phân t , các

lo i s n này ph i đ m b o kh n ng dính k t gi a c t thép đ c s n v i bê tông + S d ng ch t c ch n mòn canxi nitrit

+ S d ng v t li u composit thay th cho BT thông th ng

1.7.2 Phân tích v u nh c đi m và tính kh thi c a các gi i pháp

Tài li u [5], phân tích u nh c đi m c a các gi i pháp nh sau:

- Thay đ i thành ph n khoáng v t xi m ng: Vi c thay đ i thành ph n khoáng v t xi

m ng đ t ng đ b n ch ng n mòn cho BT s d n đ n gi m c ng đ c a BT Ngoài ra đ thay đ i thành ph n khoáng v t đòi h i m t công ngh s n xu t đ c bi t

t vi c tuy n nguyên li u, tính toán t l ph i li u và ki m soát quá trình nung

Nh ng h n ch đó làm cho gi i pháp này th c t ít đ c khuy n cáo dùng

- Bi n đ i s n ph m th y hóa c a xi m ng: B ng cách dùng nh ng ch t pha tr n s n

có, t n d ng đ c t ph th i công nghi p đ gi m thi u hàm l ng tác nhân n mòn trong xi m ng Nh c đi m gi i pháp này là s d ng v t li u ph th i, c n ph i

có nh ng quy trình ki m tra ch t ch trong ch t o bê tông và các y u t liên quan

đ n môi tr ng xung quanh công trình

Qua các phân tích trên, tác gi đ xu t gi i pháp Ng n cách BT v i môi tr ng gây

n mòn ây là gi i pháp đáp ng đ c c v i công trình xây m i và các công trình

đang làm vi c Hi n nay Vi t Nam đã nghiên c u s n xu t và ng d ng th nghi m thành công v t li u th m th u k t tinh g c xi m ng HyCI - CT09A s d ng cho các k t c u bê tông trong môi tr ng n c ng t và HyCI - CT09B s d ng cho

bê tông trong môi tr ng n c m n và chua phèn ( tài do Vi n Th y công th c

hi n và đã ng d ng th nghi m thành công) đ t ch t l ng t ng đ ng so v i v t

li u t ng t c a các n c trên th gi i, đ m b o đ c yêu c u k thu t đ t ra mà giá thành ch b ng 75% các s n ph m cùng lo i trên th tr ng Ngoài ra s n ph m này còn có các u đi m khác, nh :

- S n ph m có g c vô c , khi làm vi c có đ b n cao;

- Không làm thay đ i kích th c hình h c c a k t c u

Nh v y, vi c l a ch n s d ng v t li u HYCI - CT09B s n ph lên b m t bê tông,

bê tông c t thép trong môi tr ng n c m n và chua phèn nh m làm t ng kh n ng

ch ng th m, ch ng mài mòn và ch ng n mòn đ nâng cao tu i th cho các công trình BT vùng tri u là m t gi i pháp h u hi u trong giai đo n hi n nay

1.8 T ng quan v công ngh v t li u th m th u k t tinh g c xi m ng

V t li u th m th u k t tinh g c xi m ng là công ngh tiên ti n đã đ c s d ng t

nh ng n m 1960 trên th gi i T i Vi t Nam hi n c ng đã s n xu t và th nghi m thành công lo i v t li u này v i giá thành h và ch t l ng t ng đ ng v i các s n

ph m cùng lo i Các s n ph m hi n có trên th tr ng đ u có c ch làm vi c gi ng

nhau, đáp ng t t vi c nâng cao tu i th cho các công trình bê tông và bê tông c t thép hi n nay [6]

1.8.1 Khái ni m v t li u th m th u k t tinh g c xi m ng

V t li u th m th u k t tinh g c xi m ng là m t h n h p khô, bao g m các thành

ph n: Xi m ng, cát th ch anh, ph gia khoáng ho t tính siêu m n, ph gia hóa h c,

ph gia polime và các xúc tác d ng tinh th giúp th m th u vào b m t bê tông ho c

v a Sau khi th m th u vào các mao d n, chúng tác d ng v i mu i trong xi m ng

t o thành các khoáng không tan l p đ y các mao d n và l r ng t o kh n ng ch ng

gi i

B ng 1.5 M t s công trình bê tông l n trên th gi i áp d ng công ngh ch ng

th m TKX

TT Tên công trình a đ m Qu c gia

4 Badaling Donglaoyu Express Highway

Trung

Qu c

9 Wash ngton D.C Mero System Washington D.C M

10 Guang Xitian-Shen-Qiao

Trung

Qu c

T i Vi t Nam

L nh v c ch ng th m b ng v t li u th m th u k t tinh cho bê tông công trình th y

l i hi n nay t i Vi t Nam còn h n ch M i có ít đ tài nghiên c u v l nh v c này Thông tin nghiên c u ch y u do các hãng n c ngoài cung c p thông qua m t s

h i th o Theo đó, có r t nhi u lo i s n ph m đ c các hãng hóa ch t xây d ng bán

và ng d ng cho các công trình BT nh : SimonR Pene-Seal c a hãng Vinkems; XypexR c a hãng Xypex, IndosealR c a Trung tâm x lý k thu t công trình ông

D ng- IndoChina Centepro

Các s n ph m c a các hãng đã đ c ng d ng t i nhi u công trình Vi t Nam, đ c

bi t s n ph m XypexRđ c ng d ng t i r t nhi u công trình dân d ng công nghi p

và th y l i (kho ng 100 công trình), nh : nhà máy Kao Vi t Nam – Biên Hòa, Nhà máy Sanyo Vi t Nam – Biên Hòa, Nhà máy đi n Phú M - Bà R a V ng Tàu, p

D u Ti ng – Tây Ninh … T i Vi t Nam, tuy v t li u TKX đ c bi t đ n mu n

nh ng c ng đã s d ng các v t li u này c a n c ngoài đ ch ng th m cho các công trình bê tông l n

B ng 1.6 M t s công trình s d ng v t li u TKX t i Vi t Nam

trình

2 Nhà máy Sanyo Vi t nam Biên Hoà Công nghi p

3 Nhà Máy i n Phú M Bà R a - V ng Tàu Công nghi p

6 B n ch a h Nhà máy

American Standard D An- Sông Bé Công nghi p

7 Nhà máy n c Long Thành Nh n Tr ch- ng

8 Nhà máy s n xu t xe Yamaha Hà N i Công nghi p

9 Nhà máy Uni-President M Tho- Ti n Giang Công nghi p

th m i n hình nh t là các c ng b ng bê tông đ c xây d ng các vùng c a sông,

c a bi n có đi u ki n làm vi c kh c nghi t V i kh i l ng bê tông c n ch ng th m

l n nh v y, nhu c u v th tr ng s d ng công ngh ch ng th m tiên ti n b ng v t

li u TKX là r t l n [8]

Vi c ch n v t li u TKX s n xu t trong n c (HyCI - CT09) đ th nghi m là m t

l a ch n mang tính hi u qu kinh t Trên th tr ng hi n nay HyCI - CT09 có giá thành th p h n so v i các s n ph m nh p ngo i, b i vì: Nguyên li u đ u vào r do

ch y u s d ng v t li u trong n c, giá nhân công và n ng l ng r h n so v i

n c ngoài, ngoài ra chi phí v n chuy n th p h n nhi u so v i nh p kh u D ki n giá s n ph m v t li u TKX có giá thành ch b ng kho ng 75% so v i s n ph m

nh p ngo i, ch t l ng thì t ng đ ng và phù h p v i đi u ki n s d ng đ c thù

c a khí h u n c ta Ngoài ra đ tài còn s d ng m t lo i TKX nh p ngo i đ nghiên c u so sánh v i lo i trong n c, đó là Aquafin IC

K t lu n ch ng 1

1 Tác h i c a môi tr ng bi n và n c bi n là gây xâm th c đ n bê tông và bê tông

c t thép trong xây d ng công trình bi n làm suy gi m ch t l ng và tu i th công trình, vì v y c n có gi i pháp ch ng l i xâm th c c a môi tr ng b ng cách t ng đ

3 Các gi i pháp ch ng xâm th c đ nâng cao tu i th cho bê tông và bê tông c t thép trong môi tr ng xâm th c là: Thay đ i thành ph n khoáng v t xi m ng; Bi n

đ i s n ph m th y hóa c a xi m ng; T ng đ đ c ch c c a BT; T ng đ c ng cho BT; Trát v a ch ng th m; S n ch ng n mòn c t thép; S n ph m t ngoài k t c u;

S d ng ch t c ch n mòn canxi nitrit; S d ng v t li u composit thay th cho BT

thông th ng Trong đó gi i pháp l a ch n là Ng n cách BT v i môi tr ng gây n mòn

4 Gi i pháp s d ng v t li u th m th u k t tinh g c xi m ng đ ng n cách BT v i môi tr ng gây n mòn làm t ng kh n ng ch ng th m, ch ng mài mòn nh m nâng cao tu i th cho các công trình BT vùng tri u là m t gi i pháp h u hi u trong giai

đo n hi n nay và đây c ng là h ng nghiên c u Lu n v n

CH NG 2: C S KHOA H C, V T LI U S D NG VÀ PH NG PHÁP NGHIÊN C U

2.1 C s khoa h c c a vi c s d ng v t li u th m th u k t tinh g c xi m ng đ nâng cao m t s tính ch t c a bê tông

2.1.1 C u trúc l r ng và hi n t ng th m n c c a bê tông

* C u trúc c a bê tông

á xi m ng, v a và bê tông là các v t li u có c u trúc l r ng Phân lo i kích th c

l r ng c a các v t li u thành: l r ng gel (gel pores) có bán kính 15-30A0 và l

r ng mao qu n (Capillary pores) có bán kính t 30-10.000A0 (1µm) Trong l r ng mao qu n l i chia ra vi x p (Micropores) có bán kính 50A0, l r ng mao qu n chuy n ti p có bán kính t 50-100A0 và l r ng mao qu n l n có bán kính t 1000- 10.000A0 Lo i l r ng thô không ph i d ng mao qu n có đ ng kính l n h n 10.000A0 th m n c c a l r ng gel r t th p c 7.10-6(m/s) và th c t l r ng mao qu n có bán kính đ n 500A0 c ng khó th m n c qua Do v y đ th m n c

c a bê tông ph thu c vào l r ng có bán kính mao qu n l n h n 500A0 và ki u

c u t o mao qu n không liên t c hay gián đo n

* Tính hút n c và bão hòa n c

Do bê tông có k t c u mao qu n và r ng nên có th b hóa m do hút m t l ng h i

n c nh t đ nh t môi tr ng không khí xung quanh ho c có th hút n c đ n bão hoà khi ti p xúc tr c ti p v i n c

Khi đ m t ng đ i c a môi tr ng không khí v t quá tr s m c a bê tông, hay khi nhi t đ bão hoà h i n c môi tr ng xung quanh l n h n nhi t đ bê tông, s

đ a đ n s hút m m cân b ng c a bê tông ph thu c vào đ r ng và tính ch t

ph n r ng c a bê tông V i bê tông nh c t li u r ng, có c u t o toàn kh i liên t c

đ hút m có th đ t t i 20 ÷ 25%

S hút n c và bão hoà n c c a bê tông khi ti p xúc tr c ti p v i n c x y ra do

s hút m mao d n trong bê tông ho c qua các l r ng h khi m t ngoài c a s n

ph m hay công trình b th m t S hút m mao d n hay s d ch chuy n h i n c trong mao qu n nh trong đá xi m ng t ng đ i đ c ch c x y ra khi có građien

nhi t đ và đ m Nh ng mao qu n có ti t di n bé h n 1µm không cho n c l t qua k c d i áp l c đáng k ho c khi trên vách mao qu n có chi u dày c a màng

n c h p ph b ng 0,5µm thì s d n n c mao qu n này hoàn toàn b m t đi

hút n c l n nh t c a bê tông xi m ng, c t li u đ c ch c th ng xuyên tr ng thái bão hoà n c có th đ t đ n 4 ÷ 8% theo kh i l ng (10 ÷ 20% theo th tích)

V i bê tông nh c t li u r ng, đ hút n c l n đáng k và dao đ ng trong gi i h n

l n ph thu c vào đ r ng và tính ch t r ng c a c t li u c ng nh c u t o c a bê tông

Khi bão hoà n c, c ng đ bê tông s gi m T s c ng đ bê tông tr ng thái bão hoà n c và tr ng thái khô g i là h s m m V i bê tông xi m ng n ng, h s

m m dao đ ng trong ph m vi 0,85 ÷ 0,9; bê tông th ch cao có h s m m 0,35 ÷ 0,45 S hút n c và bão hoà liên ti p s d n đ n s bi n đ i th tích bê tông và

bi n d ng dài s n ph m nh ng không l n Nh ng c bão hoà n c r i s y khô liên

ti p nhi u l n, s bi n d ng l p đi l p l i liên t c d n đ n phá ho i m i liên k t và thay đ i k t c u bê tông

* Tính th m n c c a bê tông

Bê tông có k t c u r ng mao qu n (k c bê tông đ c ch c) nên có tính th m n c

và các ch t l ng khác d i tác d ng c a áp l c th y t nh S th m l c d i áp l c thu t nh c a bê tông có đ đ c ch c trung bình không ph i qua đá xi m ng (v i N/X > 0,5 ÷ 0,55) mà ch y u theo mao qu n thô có ti t di n < 1µm thông nhau và

nh ng h c r ng bé gi a mi n ti p xúc gi a đá xi m ng và c t li u Nh ng h c r ng này đ c t o thành do s tách n c bên trong khi các h t xi m ng l ng, ho c do s

xu t hi n k n t co ngót trong bê tông

V i m t s k t c u ho c công trình bê tông c n s d ng bê tông ch ng th m v i s

li u khác nhau b n ch ng th m c a bê tông là tr s áp l c th y t nh mà v i áp

l c này n c không th m qua m u bê tông có kích th c tiêu chu n

* Nh n xét

- Bê tông là lo i v t li u t ng đ i đ c ch c, nh ng c u trúc v n là x p r ng v i h

th ng mao qu n và l r ng thông ho c không thông nhau Ngoài ra còn kèm theo

hi n t ng vi n t trong bê tông c ng tham gia vào h th ng này

- Bê tông có hi n t ng hút n c, ch t l ng thông qua h th ng mao d n b i l c hút mao qu n, s khu ch tán n ng đ dung d ch, s chênh l ch nhi t đ gi a môi

tr ng bên ngoài và b n thân bê tông ây là c s cho s th m th u c a dung d ch

s n ch a các thành ph n khoáng siêu m n vào trong bê tông thông qua m ng l i mao qu n

- Bê tông là v t li u b th m n c qua h th ng mao qu n và l r ng thông nhau, vì

v y c n ph i b t kín các l r ng và mao qu n đ ng n ch n n c th m qua bê tông

2.1.2 Gi i pháp ch ng th m theo c ch th m th u k t tinh

Các ch t ho t tính trong h n h p ch t ch ng th m d ng này khi quét ho c phun lên

b m t bê tông m s th m th u vào trong và t o nên m t ph n ng xúc tác gi a phân t n c và các mu i vô c , oxit kim lo i và các s n ph m hydrat hoá có trong

bê tông t o thành các s n ph m tinh th không hoà tan bên trong các l mao qu n, chèn kín và b t ch t h th ng mao qu n thông nhau trong c u trúc bê tông ng

th i liên k t các khe n t nh do co ngót c a bê tông trong quá trình đóng r n

Trên b m t bê tông là m t m ng l i các l r ng gel, l r ng mao qu n (vi x p và

x p mao qu n l n), x p thô Khi các ch t l ng ti p xúc v i b m t bê tông s ch u

m t l c hút do các l r ng thông nhau t o ra g i là l c hút mao qu n L c hút này

l n hay nh ph thu c vào h th ng l r ng (lo i bê tông), b n ch t c a ch t l ng Ngoài ra dung d ch s n có n ng đ ch t tan cao đ c khuy ch tán th m th u vào trong n c mao qu n c a bê tông

Trong th c t thì các l r ng có bán kính nh h n 500A0 h u nh không cho n c

th m qua, nh v y đ nâng cao kh n ng ch ng th m thì ch c n quan tâm đ n các

l r ng thông nhau có đ ng kính l n h n 500A0 Th c ch t c ch ho t đ ng c a các ch t th m th u là thâm nh p vào bê tông qua đ ng mao qu n, các l gel, ph n

ng hoá h c v i Ca(OH)2 hình thành s n ph m silicat có c ng đ , liên k t v i

nhau thành h th ng gel bít kín các l r ng bê tông, làm c ng hoá bê tông và t ng

Xypex-Lo i th 2 là h p ch t có silic d ng l ng đi n hình là Certi-Vexpenseal 244 40%

c a hãng Vexcon, radcon # 7 do Australia cung c p, v.v

M t s hình nh mô ph ng v quá trình tác d ng c a v t li u TKX lên k t c u

trong BT và t o ph n ng v i caxihydroxit t o thành các gel bít kín các l mao qu n không cho n c th m qua

V i c ch th m th u k t tinh, các ch t ho t tính trong h n h p ch t ch ng th m khi quét ho c phun lên b m t bê tông m s th m th u vào trong và t o nên m t ph n

ng xúc tác gi a phân t n c và các mu i vô c , oxit kim lo i và các s n ph m hydrat hoá có trong bê tông t o thành các s n ph m tinh th không hoà tan bên trong các l mao qu n, chèn kín và b t ch t h th ng mao qu n thông nhau trong

c u trúc bê tông ng th i liên k t các khe n t nh do co ngót c a bê tông trong quá trình đóng r n

u đi m c a bi n pháp này là không ph thu c vào đi u ki n thi công mà còn th m

th u đi sâu vào trong b n thân bê tông và tr thành m t ph n không th tách r i c a

bê tông, giúp ng n ch n tri t đ hi n t ng th m t m i h ng

Hình 2.3 Phun v t li u TKX lên b m t

bê tông

Hình 2.4 Sau khi phun v t li u TKX

lên b m t bê tông

Hình 2.5 Sau khi v t li u TKX c ng r n trong l r ng bê tông