Bài viết Phát triển chất kết dính Puzơlan cho bê tông khối lớn trình bày kết quả nghiên cứu phát triển chất kết dính puzơlan từ những vật liệu có sẵn trên thị trường vừa đáp ứng được cường độ như xi măng poóc lăng, vừa tỏa nhiệt thấp hơn xi măng poóc lăng và vừa thân thiện với môi trường hơn so với xi măng poóc lăng.
Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2018 ISBN: 978-604-82-2548-3 PHÁT TRIỂN CHẤT KẾT DÍNH PUZƠLAN CHO BÊ TÔNG KHỐI LỚN Đinh Thế Mạnh Trường Đại học Thủy lợi, email: dinhthemanh@tlu.edu.vn GIỚI THIỆU CHUNG Bê tông khối lớn sử dụng rộng rãi cơng trình thủy lợi, thủy điện Một đặc điểm bật bê tông khối lớn hiệu ứng nhiệt thủy hóa xi măng gây ứng suất kéo vượt khả chịu kéo bê tông làm nứt bê tông [1] Cho đến nay, nhiều cơng trình khoa học nghiên cứu thành cơng giải pháp phòng ngừa tượng nứt bê tông khối lớn Các giải pháp liên quan đến chất kết dính áp dụng hiệu để phịng ngừa nứt bê tơng khối lớn sử dụng xi măng tỏa nhiệt thấp; giảm lượng xi măng thành phần cấp phối bê tông thay phần xi măng phụ gia khoáng puzơlan [3] Mặt khác, xu hướng phát triển bền vững xây dựng nước phát triển nghiên cứu áp dụng thực tiễn xây dựng cơng trình Nhiều vật liệu thân thiện với mơi trường sản xuất áp dụng xây dựng xi măng phát thải CO2 thấp trình sản xuất [6]; vôi thủy tự nhiên [7] flash metakaolin [2] Vì vậy, báo trình bày kết nghiên cứu phát triển chất kết dính puzơlan từ vật liệu có sẵn thị trường vừa đáp ứng cường độ xi măng poóc lăng, vừa tỏa nhiệt thấp xi măng poóc lăng vừa thân thiện với môi trường so với xi măng pc lăng Vơi tơi sử dụng nghiên cứu sản phẩm thương mại có thành phần khoáng chủ yếu Ca(OH)2 – 92% Flash metakaolin (FM) loại vật liệu puzơlan thân thiện với môi trường – sản phẩm thương mại Công ty Agrico Cộng hịa Pháp Thành phần khống chủ yếu dạng vơ định hình silicon-aluminates nên FM dễ dàng phản ứng với vôi điều kiện thường tạo thành keo C-S-H sản phẩm như: C4 AH13 , C3 AH6 , C2 ASH8 [5] CHẾ TẠO MẪU THÍ NGHIỆM Hồ chất kết dính puzơlan thiết kế hỗn hợp 30% vôi 70% FM (chất kết dính đối chứng - VM); chất kết dính VM-K hỗn hợp VM K2 SO4 , phụ gia hóa dẻo Lượng nước chất phụ gia dùng theo tỷ lệ so với chất kết dính (CKD): N/CKD = 0,4; SIKA/CKD = 1,6%; K2 SO4 /CKD = 3% Vữa tiêu chuẩn chế tạo theo tiêu chuẩn Châu Âu NF-EN 196-1 (450g chất kết dính, 1350g cát 225g nước Hồ chất kết dính vữa tiêu chuẩn trộn máy trộn tự động theo Tiêu chuẩn NF-EN 196-1 Sau trộn, mẫu hồ chất kết dính vữa tiêu chuẩn chế tạo khn thép có kích thước 40 40 160mm Việc bảo quản mẫu q trình thí VẬT LIỆU nghiệm theo Tiêu chuẩn NF-EN 196-1: bảo quản phịng ẩm có nhiệt Trong nghiên cứu này, vơi tơi (V) flash mẫu o metakaolin hai loại vật liệu với độ 20 C độ ẩm 100% RH 02 ngày phụ gia hóa học (Sika Viscocrete 20 HEVP) sau đúc mẫu Khi tháo khn (sau chất kích hoạt hóa học (K2SO4 ) sử dụng ngày), mẫu hồ chất kết dính tiếp tục 45 Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2018 ISBN: 978-604-82-2548-3 bảo dưỡng phịng ẩm đến ngày thứ 7, sau chuyển sang phịng có độ ẩm 65% RH nhiệt độ 20o C ngày thí nghiệm Cịn mẫu vữa, sau tháo khuôn, ngâm bể nước đặt phịng có nhiệt độ 20o C ngày thí nghiệm ứng Puzơlan vơi FM xảy sớm sinh ettringite ngày đầu phản ứng [6] Cường độ nén VM-K sau ngày tương đương với cường độ nén xi măng Poóc lăng PC30 Kết chứng tỏ đóng góp cuả sản phẩm thủy hóa phản ứng Puzơlan KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU vôi FM C4 AH13 , C3 AH6 , C2 ASH8 [5] Đối với vữa tiêu chuẩn, cường độ nén Cường độ nén chất kết dính đo máy nén tự động với tốc độ gia tải đo sau 2, 7, 28 49 ngày tuổi 3mm/phút cho mẫu ứng với 04 mức ngày máy nén 3R Cường độ nén đo tuổi (2, 7, 28 49 ngày) Với ngày tuổi, cho tổ hợp gồm 04 mẫu tương ứng với tổ hợp 04 mẫu đo cường độ nén; kết ngày tuổi Kết cường độ nén vữa thí nghiệm cường độ nén thể tiêu chuẩn sử dụng chất kết dính VM-K biểu đồ hình hình 40 40 30 25.61 25 20 35 34.54 Cư ờng độ nén (MPa) Cường độ nén (MPa) 35 VM VM-K 22.55 19.11 13.50 15 13.61 10 1.50 30 23.35 25 20 14.80 15 10 - - 2 32.19 4.93 30.40 Ngày 28 Ngày 28 49 49 Hình Cường độ nén vữa tiêu chuẩn Hình Cường độ nén chất kết dính Hình thể phát triển cường độ nén chất kết dính Puzơlan đối chứng VM chất kết dích VM-K theo thời gian (từ đến 49 ngày tuổi) Kết hình cho thấy cường độ nén VM-K lớn hớn so với cường độ nén VM tương đương với cường độ nén xi măng Pc lăng Hồng Thạch PC30 [4] Sự phát triển cường độ nén VM-K khẳng định vai trò quan trọng K2 SO4 đến phát triển cường độ nén chất kết dính Puzơlan nghiên cứu trước [5] Hình cho thấy cường độ nén VM-K phát triển nhanh ngày đầu (cường độ nén 19,11 MPa ngày tuổi) Kết đạt Ion sulphat đủ để kích thích phản 46 Biểu đồ cường độ nén hình cho thấy cường độ nén vữa tiêu chuẩn sử dụng VM-K tương đương với cường độ nén vữa tiêu chuẩn sử dụng xi măng Pc lăng Hồng Thạch PC30, đặc biệt cường độ nén sau ngày VM-K cao so với cường độ nén vữa tiêu chuẩn sử dụng xi măng Poóc lăng Hoàng Thạch PC30 [4] phù hợp với TCVN 2682:2009 KẾT LUẬN Kết nghiên cứu cường độ nén chất kết dính puzơlan vơi FM với phụ gia hóa dẻo K2 SO4 cho thấy cường độ chất kết dính puzơlan VM-K tương đương với cường độ nén xi măng Poóc lăng PC30 Mặt khác, chất kết dính puzơlan Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2018 ISBN: 978-604-82-2548-3 tỏa nhiệt so với xi măng Pc lăng ngày đầu phản ứng thủy hóa Hơn nữa, FM đánh giá vật liệu thân thiện với mơi trường q trình sản xuất Vì vậy, chất kết dính VM-K sử dụng để thiết kế cấp phối bê tơng khối lớn vừa giảm nhiệt thủy hóa thời gian đầu phản ứng, vừa đảm bảo cường độ nén tương đương xi măng Pc lăng vừa thân thiện với mơi trường Trong nghiên cứu tiếp theo, VM-K cần nghiên cứu thêm nhiệt thủy hóa, thành phần khống sau thủy hóa số tính chất khác bê tơng để khẳng định việc sử dụng chất kết dính puzơlan VMK thành phần bê tông khối lớn 47 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] ACI Committee 116 2000 Cement and Concrete Terminology (ACI 116R-00) American Concrete Institute [2] Argeco 2010 Fiche Technique argicem [3] Bộ môn Thi cơng 2004 Giáo trình Thi cơng cơng trình Thủy lợi Tập II Nhà xuất Xây dựng [4] Đinh Thế Mạnh 2016 Using flash metakaolin for replacement of part of Hoang Thach cement Hội nghị Khoa học thường niên Trường Đại học Thủy lợi năm 2016 [5] R M Frías & J Cabrera 2002 Influence of MK on the reaction kinetics in MK/lime and MK-blended cement systems at 20oC Cement Concrete Research Vol 31, pp 519-527 [6] M C Martín-Sedo, A.J.M Cuberos , A.G De la Torre, G Álvarez-Pinazo, L.M Ordónez, M Gateshk, M.A.G Aranda 2010 Aluminum-rich belite sulfoaluminate cements Clinkering and early age hydration Cement and Concrete Research Vol 40 Pp 359-369 [7] Saint Astier Data 2006 Mineralogy of binders - CO2 emission of various binders ... Cường độ nén chất kết dính Hình thể phát triển cường độ nén chất kết dính Puzơlan đối chứng VM chất kết dích VM-K theo thời gian (từ đến 49 ngày tuổi) Kết hình cho thấy cường độ nén VM-K lớn hớn so... PC30 [4] Sự phát triển cường độ nén VM-K khẳng định vai trò quan trọng K2 SO4 đến phát triển cường độ nén chất kết dính Puzơlan nghiên cứu trước [5] Hình cho thấy cường độ nén VM-K phát triển nhanh... PC30 [4] phù hợp với TCVN 2682:2009 KẾT LUẬN Kết nghiên cứu cường độ nén chất kết dính puzơlan vơi FM với phụ gia hóa dẻo K2 SO4 cho thấy cường độ chất kết dính puzơlan VM-K tương đương với cường