Nghiên cứu chế tạo bê tông tự đầm cường độ cao sử dụng hỗn hợp phụ gia khoáng zeolite - xỉ lò cao

Trong bài báo "Nghiên cứu chế tạo bê tông tự đầm cường độ cao sử dụng hỗn hợp phụ gia khoáng zeolite - xỉ lò cao", xi măng Portland (PC) được thay thế bởi hỗn hợp phụ gia khoáng zeolite (ZL) - xỉ lò cao (XLC) với hàm lượng là 50%, 60% theo thể tích. Kết quả cho thấy mẫu của hỗn hợp bê tông tự đầm sử dụng tỉ lệ ZL/XLC = 3/57 (% theo thể tích) thay thế 60% hàm lượng PC cho kết quả cường độ nén lên đến 81,24 MPa mà vẫn đảm bảo tốt các tính công tác của hỗn hợp bê tông tự đầm. Mời các bạn cùng tham khảo!
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Nghiên cứu chế tạo bê tông tự đầm cường độ cao sử dụng hỗn hợp phụ gia khoáng zeolite - xỉ lò cao . 251 NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO BÊ TÔNG TỰ ĐẦM CƢỜNG ĐỘ CAO SỬ DỤNG HỖN HỢP PHỤ GIA KHOÁNG ZEOLITE - XỈ LÒ CAO Thái Quang Minh1,*, Bùi Danh Đại2, Lê Văn Trí3, Hoàng Đức Anh Vũ1, Nguyễn Hải Đăng1 1 Đại học Huế - Phân hiệu tại Quảng Trị 2 Trường Đại học Xây dựng Hà Nội 3 Trường Đại học Xây dựng Miền Trung Tóm tắt Hiện nay, bê tông tự đầm cường độ cao đang được nghiên cứu và ứng dụng ngày càng rộng rãi với nhiều tính năng vượt trội như độ chảy cao, cường độ cao, độ thấm nước thấp,… Tuy nhiên, trong bê tông tự đầm hàm lượng xi măng được sử dụng rất lớn, điều này ảnh hưởng đến tính chất và tính kinh tế của bê tông. Do vậy, việc nghiên cứu sử dụng phụ gia khoáng thay thế xi măng có ý nghĩa lớn về mặt kỹ thuật, kinh tế và môi trường. Trong bài báo này, xi măng Portland (PC) được thay thế bởi hỗn hợp phụ gia khoáng zeolite (ZL) - xỉ lò cao (XLC) với hàm lượng là 50%, 60% theo thể tích. Kết quả cho thấy mẫu của hỗn hợp bê tông tự đầm sử dụng tỉ lệ ZL/XLC = 3/57 (% theo thể tích) thay thế 60% hàm lượng PC cho kết quả cường độ nén lên đến 81,24 MPa mà vẫn đảm bảo tốt các tính công tác của hỗn hợp bê tông tự đầm. Từ khóa: Bê tông tự đầm, zeolite, xỉ lò cao. 1. Đặt vấn đề Bê tông tự đầm (Self Compacting Concrete - SCC) là loại bê tông có độ chảy dẻo cao khi chưa đóng rắn có khả năng chảy dưới tác dụng của trọng lực bản thân và có khả năng tự điền đầy ván khuôn và cả những nơi có mật độ cốt thép dày đặc mà không cần năng lượng đầm nhưng vẫn đảm bảo tính đồng nhất (Uyên & Vương, 2012). Để đảm bảo hỗn hợp bê tông có độ chảy cao, hàm lượng chất kết dính trong bê tông tự đầm sẽ lớn nên để giảm lượng dùng xi măng cần phải sử dụng phụ gia khoáng với hàm lượng lớn. Việc sử dụng các loại phụ gia khoáng nhằm thay thế một phần xi măng đang là xu thế chung trong công nghệ sản xuất bê tông hiện nay. Xỉ lò cao hoạt tính là thải phẩm của quá trình luyện gang, có sản lượng lớn và giá thành rẻ. Xỉ lò cao hoạt tính có thể được nghiền chung với clanhke và thạch cao để tạo ra loại xi măng poóc lăng xỉ (Hwang & Lin, 1986), hoặc được nghiền riêng để làm phụ gia khoáng cho bê tông (Minh, 2017). Zeolite là vật liệu puzollan thiên nhiên có hoạt tính puzollanic. Zeolite làm giảm sự phân tầng, tách nước nhờ các cải thiện bên trong liên kết của hỗn hợp bê tông tự đầm, ngoài ra zeolite có hoạt tính puzollan nên hút vôi thông qua phản ứng puzollanic tạo thành hợp chất hydro silicat (C-S-H) canxi có cường độ và tính bền vững cao (Ahmadi & Shekarchi, 2010). Ở Việt Nam hiện có nhiều nghiên cứu về chế tạo bê tông tự đầm cường độ cao. Tuy nhiên, việc sử dụng hỗn hợp khoáng zeolite - xỉ lò cao thay thế hàm lượng lớn xi măng PC chế tạo bê * Ngày nhận bài: 11/3/2022; Ngày phản biện: 01/4/2022; Ngày chấp nhận đăng: 10/4/2022 * Tác giả liên hệ: Email: clapmidou@gmail.com 252 tông tự đầm đang còn rất mới mẻ. Nghiên cứu này trình bày kết quả nghiên cứu ban đầu của việc sử dụng hỗn hợp phụ gia khoáng xỉ lò cao - zeolite, phụ gia siêu dẻo để chế tạo bê tông tự đầm cường độ cao. Đánh giá mức độ ảnh hưởng của chúng đến tính công tác và cường độ nén ở 3, 7 và 28 ngày tuổi của bê tông tự đầm, có cường độ nén tối thiểu ở tuổi 28 ngày lớn hơn 60 Mpa. 2. Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu 2.1. Cơ sở lý thuyết Việc phối hợp sử dụng phụ gia khoáng xỉ lò cao - zeolite cho phép làm tăng hàm lượng phụ gia khoáng sử dụng trong chất kết dính so với khi sử dụng từng loại phụ gia riêng lẻ mà vẫn đảm bảo chất lượng của chất kết dính. Điều này cho phép tăng lượng dùng chất kết dính trong 1m3 bê tông mà vẫn đảm bảo lượng dùng xi măng ở mức thấp. Sự phối hợp phụ gia khoáng xỉ lò cao - zeolite, cùng với phụ gia siêu dẻo có khả năng làm cho hỗn hợp bê tông có độ chảy cao mà không bị tách nước, phân tầng (Minh, 2017). - Zeolite làm giảm sự tách nước, làm tăng độ nhớt của hồ xi măng và độ liên kết của hỗn hợp bê tông, tăng cường độ bê tông, tăng độ chống thấm cho bê tông. - Xỉ lò cao hạt hóa được sử dụng để thay thế một lượng lớn xi măng, có tác dụng giảm nhiệt thủy hóa, nâng cao cường độ dài ngày và tăng khả năng chống thấm của bê tông. - Phụ gia siêu dẻo cho phép chế tạo hỗn hợp bê tông có độ chảy cao với tỉ lệ nước trên bột (N/B) thấp. - Việc phối hợp cốt liệu nhỏ với một lượng hồ lớn tạo thành từ hỗn hợp xi măng, xỉ lò cao, zeolite, nước và phụ gia siêu dẻo làm tăng thể tích thành phần vữa dẫn đến giảm nội ma sát trong hỗn hợp bê tông. 2.2. Nguyên vật liệu sử dụng Trong nghiên cứu này, tác giả sử dụng nguyên vật liệu sẵn có trên thị trường Việt Nam: - Xi măng (XM) Poóc lăng PC40 Bút Sơn. Tính chất cơ lý của xi măng được trình bày trong bảng 1. - Cát vàng (C) có nguồn gốc từ Sông Hiếu. Đá dăm (D) có nguồn gốc từ mỏ đá Cam Lộ. Các tính chất của cốt liệu sử dụng trong nghiên cứu được trình bày trong bảng 2 và bảng 3. Thỏa mãn TCVN 7570-2006. - Xỉ lò cao (XLC) sử dụng trong nghiên cứu có nguồn gốc từ nhà máy gang thép Hòa Phát, đây là loại xỉ hạt hóa, màu trắng bạc với kích thước hạt . 253 Bảng 1. Tính chất cơ lý của xi măng PC40 Bút Sơn Phương pháp Tiêu chuẩn quy STT Tính chất Đơn vị Kết quả thử định Độ mịn: TCVN 1 Lượng sót sàng No 009 ...