Phụ gia hóa học cho bê-tơng xi-măng Vật Liệu Xây Dựng (Construction Materials) Bộ môn Vật liệu Silicat Khoa Công Nghệ Vật Liệu Đại học Bách Khoa Tp Hồ Chí Minh VLXD-Thiết kế cấp phối bê-tơng Vai trị vị trí 9-2 ĐỊNH NGHĨA VÀ PHÂN LOẠI Là chất đưa vào với hàm lượng ≤ 5% hàm lượng xi măng nhằm cải thiện số tính chất vữa xi măng, bê tông Ngày quan trọng trở thành thành phần Phân loại theo ứng dụng thiếu xi măng, bê-tơng cơng • • • • • • • • • nghệ bê-tông xi-măng Giúp cải thiện tích chất chung Giúp hạn chế đặc điểm có hại co, nứt… TUY NHIÊN: nhìn chung đắt tiền VLXD-Thiết kế cấp phối bê-tông CuuDuongThanCong.com 9-3 Phụ gia khí Phụ gia giảm nước, phụ gia dẻo Phụ gia siêu dẻo (siêu giảm nước) Phụ gia tăng giảm thời gian đóng rắn (tăng tốc, giảm tốc) Phụ gia điều chỉnh q 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 VLXD-Thiết kế cấp phối bê-tông https://fb.com/tailieudientucntt 9-4 ĐỊNH NGHĨA VÀ PHÂN LOẠI ĐỊNH NGHĨA VÀ PHÂN LOẠI Loại PG Cơng dụng Tên phụ gia PG tăng tốc đóng rắn Tăng thời gian đóng rắn tạo cường độ sớm CaCl2, Ca(NO3)2, triethanol amine, sodium thio-cyanate… PG khí -Muối sulfonate lignin, alkylCải thiện khả chống benzen băng giá, ăn mịn sulfat, phản ứng ASR, tính cơng tác -Muối hydrocabon sunfonate Giảm phản ứng ASR Giảm khả phản ứng alkali cốt liệu Muối Ba,LiNO3, Li2CO3, LiOH, hợp chất hữu EVA, PVA PG chống rửa Tăng khả dính kết bê trơi mơi trường tơng mơi trường nước -Xen-lu-lơ-zơ PG tăng bám dính Polyvinyl clorid, polyvinyl acetat, acrylic, butadien – styren copolymer Tăng độ liên kết xi măng với cốt liệu -Polime 9-5 Tạo màu trang trí cho bê-tơng, xi măng Carbon black (muội than lị), oxít kim loại sắt, crơm, cobalt PG tạo bọt Tạo bọt cho bê tông nhẹ Bột nhôm, nước oxi già PG chậm đóng rắn Làm tăng thời gian ninh kết bê tông PG giảm co Làm giảm độ co bê tông khô Lignin, borax, đường gluco, muối axit tartaric Poly alkyl, propylen glycol -Tăng khả chảy Sulfonate melamine formaldehyt, BT, khả bơm Sulfonat napthalen formaldehyt, Lignosulfonat -Giảm tỉ lệ N/X VLXD-Thiết kế cấp phối bê-tông 9-6 Tăng khả chảy, bơm bê-tông Phụ gia giảm nước: giảm nước 5% Phụ gia giảm nước kết hợp đóng rắn nhanh : giảm nước 5% làm ninh kết nhanh Giảm tối ưu tỉ lệ N/X Phụ gia giảm nước kết hợp chậm đóng rắn: giảm nước 5% làm chậm ninh kết • • • PG màu Ý nghĩa vai trò Theo ASTM, phân loại mức độ giảm nước • Tên phụ gia Polycacboxylate copolymer Phụ gia giảm nước • • Công dụng PG dẻo, siêu dẻo Acrylic VLXD-Thiết kế cấp phối bê-tông Loại PG tăng cường độ Phụ gia giảm nước trung bình: mức độ giảm nước từ 6-12% Giảm lượng xi-măng Phụ gia giảm nước cao: có độ giảm nước bé 12% cần sử dụng Phụ gia giảm nước cao kết hợp chậm đóng rắn: có độ giảm nước bé 12% kéo dài thời gian đóng rắn • Phụ gia siêu dẻo, siêu giảm nước: thường có độ giảm nước >15% VLXD-Thiết kế cấp phối bê-tông CuuDuongThanCong.com 9-7 VLXD-Thiết kế cấp phối bê-tông https://fb.com/tailieudientucntt 9-8 Phụ gia dẻo, siêu dẻo Phụ gia dẻo, siêu dẻo Phân loại theo gốc hóa học Gốc Lignosulfonate (LSF) • Phụ gia gốc Lignosulfonate (LSF) • Phụ gia gốc Sulfonates Napthalene Formaldehyte • Nguồn gốc: sản phẩm trình sản xuất bột giấy từ gỗ xơ thực vật (SNF) • Tác dụng: • Phụ gia gốc Sulfonates Melamine Formaldehyte + Giảm nước thấp: mức độ giảm nước tối đa 10% (SMF) + Có tác dụng khí, làm tăng thời gian đóng rắn • Phụ gia gốc Vinylcopolymer • Phụ gia gốc Polycacboxylate VLXD-Thiết kế cấp phối bê-tông VLXD-Thiết kế cấp phối bê-tông 9-9 9-10 PG giảm nước thấp Lignosulfonate (LSF) XM Nước Các hạt XM xu hướng phân tán + = Khơng phụ phụ gia PG giảm nước Vón cục hạt XM Các SP thủy hóa XM chưa thủy hóa Lớp SP thủy hóa Lớp PG VLXD-Thiết kế cấp phối bê-tông CuuDuongThanCong.com 0,5% Pg LSF 9-11 VLXD-Thiết kế cấp phối bê-tông https://fb.com/tailieudientucntt 9-12 Phụ gia dẻo, siêu dẻo Lignosulfonate (LSF) OH -CHCH-CH SO3(-) n OCH3 SO3(-) HO SO3(-) OH SO3 SO3(-) OH HO Gốc Sulfonate Napthalene Formaldehyte (SNF) Ca++ Al+++ SO3 Al+++ Ca++ Ca++ Al+++ Hydrophilic – c nướ nước Hydrophobic – kị nước ước • Nguồn gốc: Thu chưng cất than đá khô tổng hợp từ chất hữu • Tác dụng: + Giảm nước tối đa 25% + Kéo dài thời gian hydrate hóa, làm giảm cường độ ban đầu Gốc Sulfonate Melamine Formaldehyte (SMF) Cơ chế chế hóa dẻ dẻo chố chống kế kết dí dính và chố chống keo tụ tụ nhờ nhờ lực đẩ đẩy tĩ tĩnh điệ điện (-) XM (-) (-) (-) (-) (-) (-) (-) • • Nguồn gốc : tạo thành từ gốc tổng hợp melamin formaldehyte Tác dụng: XM VLXD-Thiết kế cấp phối bê-tông + Giảm nước tối đa 25% XM + Tạo cường độ sớm VLXD-Thiết kế cấp phối bê-tông 9-13 = (SNF) n SO3(-) SO3(-) HO SO3(-) SO3(-) SO3 OH SO3(-) Mạch Mạch dà dài PG siêu dẻo SO3 Vón cục hạt XM Các SP hydrat hóa Cơ chế chế hóa dẻ dẻo chố chống kế kết dí dính và chố chống keo tụ tụ nhờ nhờ lực đẩ đẩy tĩ tĩnh điệ điện XM chưa hydrat hóa Phụ gia 9-14 OH Sulfonate Napthalene Formaldehyte CH2 Các hạt XM xu hướng phân tán + PG siêu dẻo + Khả trì tính cơng tác tốt PG siêu dẻo Sulfonate Napthalene Formaldehyte (SNF) Nước PG siêu dẻo Lớp sp thủy hóa VLXD-Thiết kế cấp phối bê-tông CuuDuongThanCong.com 9-15 (-) XM (-) (-) (-) VLXD-Thiết kế cấp phối bê-tông https://fb.com/tailieudientucntt Ca++ Al+++ Al+++ Ca++ Ca++ Al+++ (-) (-) (-) (-) XM 9-16 Cơ chế tác dụng giai đoạn SP thủ m thủy hó hóa bao quanh hạ hạt, làm làm giả giảm triệ PG hế triệt tiêu lự lực tĩ tĩnh điệ điện hết tá tác dụ dụng VLXD-Thiết kế cấp phối bê-tông Gốc Vinylcopolymer - - - - -CH-CH2- CH-CH2- CH-CH2- CH-CH2- CH-CH2- - - - - Nguồn gốc : Là sản phẩm trình tổng hợp dầu thô Tác dụng: + Giảm nước tối đa 30% PG siêu dẻo + Kéo dài thời gian thi cơng + Tạo khả tương thích cao với loại XM Gốc Polycacboxylate • • 9-18 PG siêu dẻo Polycacboxylate Polyoxyde Ethylene Phụ gia dẻo, siêu dẻo • • VLXD-Thiết kế cấp phối bê-tông 9-17 Nguồn gốc : tổng hợp từ polymer cao phân tử dùng chất khởi mào peroxy Tác dụng: + Giảm nước tối đa đến 40% PG siêu dẻo + Duy trì tính cơng tác cao + Tạo cường độ sớm VLXD-Thiết kế cấp phối bê-tông CuuDuongThanCong.com 9-19 C=O C=O C=O C=O C=O O OH O OH OH CH2 CH2 CH2 CH2 O R O n R n (-) (-) VLXD-Thiết kế cấp phối bê-tông https://fb.com/tailieudientucntt (-) 9-20 PG siêu dẻo Polycacboxylate Polyoxyde Ethylene CO2 Cơ chế chế hóa dẻ dẻo chố chống kế kết dí dính và chố chống keo tụ tụ nhờ nhờ kết hợ hợp lự lực đẩ đẩy tĩnh tĩnh điệ điện + lự lực đẩ đẩy không gian CO2(-) CO2 Cơ chế tác dụng giai đoạn Ca++ Al+++ td1 Al+++ Ca++ Ca++ Al+++ td2 (-) XM (-) (-) (-) (-) (-) (-) (-) XM VLXD-Thiết kế cấp phối bê-tông 9-21 Cơ chế tác dụng PG siêu dẻo hệ VLXD-Thiết kế cấp phối bê-tơng 9-22 Mơ hình phân tán PG bê-tơng Hóa dẻo giảm sức căng bề mặt • • Phụ gia tan vào nước • Các hạt rắn trượt lên dễ dàng Hấp phụ vào hạt pha rắn (XM, cốt liệu gel ximăng) làm giảm sức căng bề mặt phân chia pha rắn–lỏng Hóa dẻo khí • Khi làm giảm sức căng bề mặt PGSD đồng thời có tác dụng khí • Các bọt khí bê-tơng có tác dụng đệm làm cho pha rắn trượt lên dễ dàng VLXD-Thiết kế cấp phối bê-tông CuuDuongThanCong.com 9-23 VLXD-Thiết kế cấp phối bê-tông https://fb.com/tailieudientucntt 9-24 Ảnh hưởng PG siêu dẻo Màng polymer PG sp đóng rắn Đến tính lưu biến hồ vữa • • Sau 30ph, 30ph, dùng dùng PG 4% • PGSD làm giảm độ nhớt hồ xi măng – nước Tùy thuộc vào tỉ lệ C3A/ C4AF, C3S/ C2S mà ảnh hưởng PGSD lên hồ khác Tùy thuộc vào gốc hàm lượng phụ gia Sau 30ph, 30ph, không dù dùng PG A: Hỗn hợp nước + xi măng B: Nước + xi măng + siêu dẻo VLXD-Thiết kế cấp phối bê-tơng Ảnh hưởng PG siêu dẻo • • 9-26 Ảnh hưởng PG siêu dẻo Đến Zeta • Ảnh hưởng sulfonate napthalen formaldehyde đến độ nhớt hồ VLXD-Thiết kế cấp phối bê-tông 9-25 Đến khả hấp phụ Thế Zeta chênh lệch điện toàn hệ phân tán lớp bề mặt hệ phân tán với môi trường phân tán Thế Zeta âm độ nhớt hệ nhỏ Phụ gia gốc SNF SMF phụ gia Zeta có giá trị mV âm • Khả hấp phụ phụ gia lên bề mặt hạt xi măng phụ thuộc vào độ mịn, tỉ lệ C3S/C2S, C3A/C4AF Tỉ lệ cao khả hấp phụ lớn • Mối quan hệ Zeta hàm lượng PG gốc LS SNF CuuDuongThanCong.com Ảnh hưởng SMF đến khả hấp phụ PG lên C3A tốt Hàm lượng phụ gia, % VLXD-Thiết kế cấp phối bê-tông Khả hấp phụ 9-27 VLXD-Thiết kế cấp phối bê-tông https://fb.com/tailieudientucntt 9-28 Ảnh hưởng PG siêu dẻo Ảnh hưởng PG siêu dẻo • Cal/g/phút Cal/g/phút Đến q trình hydrat hóa LSF: Làm chậm q trình đóng rắn Tăng cường độ tuổi dài ngày • SNF SMF Thời gian, Cả SNF SMF làm chậm q trình thủy hóa C3A C3S Ảnh hưởng SMF đến nhiệt thủy hóa C3S Thời gian, phút Ảnh hưởng SMF đến nhiệt thủy hóa C3A Khi có mặt SMF, tinh thể CSH tạo thành có cấu trúc sít đặc lỗ rỗng khơng có phụ gia • Polycacboxylate: Chưa có nhiều nghiên cứu ảnh hưởng PC đến động học trỉnh hydrate hóa VLXD-Thiết kế cấp phối bê-tông Ảnh hưởng SMF lên hệ C3A – CaSO4 2H2O 9-29 VLXD-Thiết kế cấp phối bê-tông 9-30 9-31 VLXD-Thiết kế cấp phối bê-tông 9-32 Ảnh hưởng PG siêu dẻo Giảm lượng nước nhào trộn mà trì độ sụt yêu cầu Giảm tỉ lệ N/X Tăng tính cơng tác, khả bơm Giảm tách nước, phân tầng Có tác dụng làm tăng hay giảm thời gian đóng rắn VLXD-Thiết kế cấp phối bê-tông CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Ảnh hưởng PG siêu dẻo Ảnh hưởng PG siêu dẻo Tăng cường độ ban đầu cường độ cuối bê tông Giảm nhiệt thủy hóa q trình đóng rắn Tăng khả chống thấm cho bê tông Hạn chế khả thay đổi thể tích ASR Giảm khả bị ăn mịn hóa học VLXD-Thiết kế cấp phối bê-tơng VLXD-Thiết kế cấp phối bê-tông 9-33 9-34 Một số tiêu PG siêu dẻo Độ pH, pH thay đổi theo thời gian Tỷ trọng phụ gia Hàm lượng chất khô Hàm lượng ion Clorua Hàm lượng tro Khả giảm nước phụ gia Thời gian đông kết bê tơng khả trì độ sụt Phổ hồng ngoại IR đánh giá thành phần VLXD-Thiết kế cấp phối bê-tông CuuDuongThanCong.com 9-35 VLXD-Thiết kế cấp phối bê-tông https://fb.com/tailieudientucntt 9-36 DENOMINATION Tên thương COMMERCIALE mại mại Tiêu chuẩ chuẩn Tiêu MARQUAGE % OSAGE %DHL L sử H sử RE giảm m PRECONISE giả % dụng ng dụ% nước ước BASE Chủng ng Chủ CHMIQUE loại loại CARACTERISTIQUES PHYSICO Một số ặc tí số đ tính-CHIMIQUES Độ nhớ V nhớt ISCOSITE (cps) cps DENSITE Tỉ trọng trọng (à 20 ° C) E.S % Tỉ lệ N/X pH pH NA2 % O éq Na2O % C %L%ClCl 5°C 20°C 32 35 4,5 ± ≤ 0,3 < 0,1 35 20 4,5 ± ≤ 2,0 < 0,1 62 32 8±1 ≤ 2,5 < 0,1 50 22 PLASTIMENT 22 S LS ≥6 0,3 1,0 1,14 ± 0,015 PLASTIMENT BV 40 LS ≥6 0,3 1,0 1,185 ± 0,015 38,5 ± 1,9 LS modifié ≥6 0,25 0,6 1,185 ± 0,01 thương DTên ENOMINATION COMMERCIALE mại mại Tiêu chuẩ chuẩn MARQUAGE SIKAMENT 305 SIKAFLUID PLASTIMENT HP SIKAMENT FF 86 PMS ≥7 0,4 2,0 SIKAMENT 90 MF PMS modifiée ≥8 0,3 0,6 SIKAFLUID 200 R PMS modifiée ≥8 0,5 1,5 PLASTIMENT 97 SIKA VISCOCRETE 3075* SIKA PLASTOCRETE 3.2 SIKA VISCOCRETE 3045* 1,23 ± 0,02 1,21 ± 0,03 41,5 ± 1,5 40 ± 1,5 40,5 ± 1,150 ± 0,010 29,5 ± 1,5 11 ≤6 < 0,1 85 43 ± 1,5 ≤6 < 0,1 80 30 5,5 ± ≤4 < 0,1 14 PC modifié ≥7 0,3 1,0 1,15 ± 0,01 30 ± 1,5 8±1 ≤6 < 0,1 21 PC modifié ≥ 12 0,5 1,0 1,13 ± 0,01 26 ± 8±1 ≤4 < 0,1 16 20 PCP modifié ≥ 10 0,2 0,8 1,15 ± 0,01 31,5 ± 1,5 8±1 ≤4 < 0,1 50 25 PCP ≥ 12 0,2 2,5 1,11 ± 0,02 36 ± 5±1 ≤ 2,5 < 0,1 150 65 VLXD-Thiết kế cấp phối bê-tông 9-37 SIKA VISCOCRETE SIKA VISCOCRETE 3020 SIKA VISCOCRETE 5.400 F SIKA VISCOCRETE 3030 SIKA VISCOCRETE 20HE SIKA VISCOCRETE 2030HE*$ / BASE Chủng ng Chủ CHMIQUE loại loại % OSAGE %DHL HL sử sử HRE giảm m PRECONISE giả dụng dụng % nước % ước Một số ặc tí số đ tính-CHIMIQUES CARACTERISTIQUES PHYSICO DENSITE Tỉ lệ N/X NA2 C% % L O éq % ClClNa2O % Tỉ trọng trọ°ng (à 20 C) E.S % pH pH 33 35 4,5 ± ≤ 0,8 < 0,1 VISCOSITE Độ nhớ nhớt (cps) cps 5°C 20°C 51 22 PNS modifié ≥ 12 0,3 2,0 1,17 ± 0,02 PNS ≥ 12 0,5 1,5 1,20 ± 0,02 40 ± 1,5 7,5 ± 1,5 ≤1 < 0,1 89 14 PC + PMS ≥ 15 0,5 1,11 ± 0,01 33,5 ± 1,5 8±1 ≤7 < 0,1 173 90 PCP ≥ 15 0,3 1,5 1,07 ± 0,01 25 ± 6,5 ± ≤ 2,5 < 0,1 60 35 PCP-PV ≥ 15 0,4 1,5 1,085 ± 0,01 30 ± 6±1 ≤ 2,3 < 0,1 105 55 PCP ≥ 15 0,5 1,5 1,105 1,125 35 ± 5,5 ± ≤5 < 0,1 75 40 PCP ≥ 15 0,4 1,085 ± 0,01 40 ± 4,5 ± ≤1 < 0,1 400 145 PCP ≥ 15 0,5 1,3 1,06 ± 0,01 30 ± 4,5 ± ≤1 < 0,1 110 62 VLXD-Thiết kế cấp phối bê-tông 9-38 Lưu ý sử dụng phụ gia kết hợp N/X=0,58 PG siêu dẻ dẻo + giảm m tố ố c giả t N/X=0,47 PG siêu dẻ dẻo Cộng tá ng tác dụ dụng hay ảnh hưở hưởng lẫn theo hướ ng có hướng có hại hại VLXD-Thiết kế cấp phối bê-tông CuuDuongThanCong.com 9-39 https://fb.com/tailieudientucntt 10 ... lự lực tĩ tĩnh điệ điện hết tá tác dụ dụng VLXD-Thiết kế cấp phối bê-tông Gốc Vinylcopolymer - - - - -CH-CH 2- CH-CH 2- CH-CH 2- CH-CH 2- CH-CH 2- - - - - Nguồn gốc : Là sản phẩm trình tổng hợp dầu... VLXD-Thiết kế cấp phối bê-tông CuuDuongThanCong.com 9-1 5 (-) XM (-) (-) (-) VLXD-Thiết kế cấp phối bê-tông https://fb.com/tailieudientucntt Ca++ Al+++ Al+++ Ca++ Ca++ Al+++ (-) (-) (-) (-) XM 9-1 6... CO2 (-) CO2 Cơ chế tác dụng giai đoạn Ca++ Al+++ td1 Al+++ Ca++ Ca++ Al+++ td2 (-) XM (-) (-) (-) (-) (-) (-) (-) XM VLXD-Thiết kế cấp phối bê-tông 9-2 1 Cơ chế tác dụng PG siêu dẻo hệ VLXD-Thiết