nghiên cứu chế tạo màng chống thấm trên cơ sở hỗn hợp chất kết dính bột polymer tái phân tán và xi măng pcb

DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1 Các chỉ tiêu kỹ thuật của màng chống thấm cần đạt được Bảng 2.1 Kết quả phân tích thành phần hóa học của xi măng PCB40 Nghi Sơn Bảng 2.2 Tính chất cơ lý của xi

Hà Nội – 2014

-

NGUYỄN TIẾN DŨNG

NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO MÀNG CHỐNG THẤM TRÊN CƠ SỞ

HỖN HỢP CHẤT KẾT DÍNH BỘT POLYMER TÁI PHÂN TÁN

1 PGS.TS Bạch Trọng Phúc

2 TS Trịnh Minh Đạt

Hà Nội - 2014

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi dưới sự chỉ đạo của người hướng dẫn khoa học, các số liệu, kết quả thí nghiệm nêu trong luận văn này là trung thực và chưa từng công bố trên bất kỳ công trình nào khác

Tác giả luận văn

Nguyễn Tiến Dũng

LỜI CẢM ƠN

Em xin chân thành cảm ơn PGS.TS Bạch Trọng Phúc và TS Trịnh Minh Đạt đã tận tình hướng dẫn, chỉ bảo cũng như tạo mọi điều kiện thuận lợi giúp đỡ em trong suốt quá trình làm luận văn tốt nghiệp

Em cảm ơn các thầy, cô Trung tâm Nghiên cứu vật liệu polyme - Viện Kỹ thuật Hóa học - Trường Đại học Bách khoa Hà Nội và Trung tâm Vật liệu hữu cơ và hóa phẩm xây dựng - Viện Vật liệu xây dựng đã giúp đỡ và tạo điều kiện cho em hoàn thành luận văn này

Cảm ơn các đồng nghiệp, bạn bè và gia đình đã ủng hộ, động viên tôi hoàn thành khóa học cao học 2013B

Hà Nội, ngày 22 tháng 12 năm 2014

Học viên

NGUYỄN TIẾN DŨNG

MỤC LỤC

Trang

LỜI CAM ĐOAN i

LỜI CẢM ƠN ii

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIÊT TẮT vi

DANH MỤC CÁC BẢNG vii

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ ix

MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN 2

1.1 Giới thiệu về hệ vật liệu chống thấm gốc xi măng-polyme 2

1.1.1 Tình hình nghiên cứu và ứng dụng ở nước ngoài 3

1.1.2 Tình hình nghiên cứu và ứng dụng tại Việt Nam 10

1.2 Bột polyme tái phân tán 12

1.2.1 Giới thiệu về bột polyme tái phân tán 12

1.2.2 Quá trình hình thành màng polyme 14

1.2.3 Quá trình hình thành màng polyme trong dung dịch hồ xi măng qua phân tích ảnh ESEM 16

1.2.4 Cơ chế tác dụng của polyme trong hỗn hợp với xi măng 18

1.2.5 Vai trò của bột polyme tái phân tán trong màng chống thấm 23

1.2.6 Cơ chế tương tác của các loại phụ gia trong hỗn hợp xi măng-polyme 25

CHƯƠNG 2 NGUYÊN VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 33

2.1 Nguyên vật liệu 33

2.1.1 Xi măng 33

2.1.2 Silicafum 34

2.1.3 Cát trắng 35

2.1.4 Bột polyme tái phân tán 36

2.1.5 Phụ gia 38

2.2 Các phương pháp nghiên cứu 40

2.3 Thiết bị và dụng cụ thử nghiệm 42

CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 43

3.1 Nghiên cứu lựa chọn loại và hàm lượng bột polyme tái phân tán 43

3.1.1 Ảnh hưởng của bột polyme tái phân tán Vinapas 7055N 44

3.1.2 Ảnh hưởng của bột polyme tái phân tán Vinapas 8034H 46

3.1.3 Ảnh hưởng của bột polyme tái phân tán DOW™ DLP 2141 48

3.1.4 Ảnh hưởng của bột polyme tái phân tán Elotex MP 2080 50

3.2 Nghiên cứu lựa chọn hàm lượng silicafum Elkem Microsilica Grade 940U trong màng chống thấm 52

3.3 Nghiên cứu ảnh hưởng của phụ gia siêu dẻo gốc PC đến một số tính chất của màng chống thấm 55

3.3.1 Phụ gia siêu dẻo Melflux 2641F 56

3.3.2 Phụ gia siêu dẻo OS-P 57

3.3.3 Phụ gia siêu dẻo Mighty 21PSD 59

3.4 Nghiên cứu ảnh hưởng của loại và hàm lượng phụ gia phá bọt đến các tính chất của màng chống thấm 62

3.4.1 Phụ gia phá bọt Vinapor DF 9010F 63

3.4.2 Phụ gia phá bọt Agitan P804 64

3.5 Nghiên cứu điều chỉnh hàm lượng sử dụng bột polyme tái phân tán Vinapas 7055N 67

3.6 Khảo sát ảnh hưởng của các nguồn xi măng PCB40 khác nhau đến các tính chất của màng chống thấm 69

3.7 Nghiên cứu ảnh hưởng của bột polyme tái phân tán đến liên kết trong cấu trúc

của màng chống thấm bằng phân tích phổ hồng ngoại IR 71

3.8 Phân tích cấu trúc vật liệu bằng kính hiển vi điện tử quét (SEM) 72

3.9 Bảng thành phần phối liệu để chế tạo màng chống thấm gốc xi măng - polyme trên cơ sở chất kết dính bột polyme tái phân tán và xi măng PCB 75

3.10 Quy trình công nghệ sản xuất màng chống thấm ở quy mô pilot 2.000 tấn/năm 76

3.10.1 Sơ đồ dây truyền 76

3.10.2 Thuyết minh dây chuyền công nghệ công suất 2.000 tấn/năm 77

KẾT LUẬN 78

KIẾN NGHỊ 79

TÀI LIỆU THAM KHẢO 80

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIÊT TẮT

Ký hiệu và chữ viết tắt Thuật ngữ

CKD Chất kết dính CĐBD Cường độ bám dính

EVA Etylen Vinyl Axetat

KL Khối lượng ĐKTC Điều kiện tiêu chuẩn

MFFT Minimum Film Forming Temperature

(Nhiệt độ hình thành màng tối thiểu)

PAE Polyacrylic este

PC Polycarboxylat PEO Polyoxyethylen PKL Phần khối lượng

SF Silicafum T.X Tiếp xúc

Tg Nhiệt độ thủy tinh hóa Va-VeoVa Vinyl axetat-vinyl este của axit versatic

VeoVa Vinyl este của axit versatic

XM Xi măng PCB Xi măng poóc lăng hỗn hợp

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 1.1 Các chỉ tiêu kỹ thuật của màng chống thấm cần đạt được

Bảng 2.1 Kết quả phân tích thành phần hóa học của xi măng PCB40 Nghi Sơn

Bảng 2.2 Tính chất cơ lý của xi măng PCB40 Nghi Sơn

Bảng 2.3 Một số thông số kỹ thuật của silicafum Grade 940U

Bảng 2.4 Các chỉ tiêu kỹ thuật của cát trắng Quảng Bình với kích thước hạt

nhỏ hơn 0,315 mm Bảng 2.5 Phân bố cỡ hạt của cát trắng Quảng Bình

Bảng 2.6 Một số thông số kỹ thuật của Vinnapas 7055N và Vinapas 8034H

Bảng 2.7 Các thông số kỹ thuật của Elotex DLP 2141 và Dow MP 2080

Bảng 2.8 Thông số kỹ thuật của một số loại phụ gia siêu dẻo gốc PC

Bảng 2.9 Thông số kỹ thuật của hai loại phụ gia phá bọt

Bảng 3.1 Thành phần phối liệu cơ bản sử dụng trong nghiên cứu lựa chọn loại và

hàm lượng bột polyme tái phân tán Bảng 3.2 Ảnh hưởng của bột Vinapas 7055N đến một số tính chất của màng

chống thấm Bảng 3.3 Ảnh hưởng của hàm lượng bột polyme tái phân tán Vinapas 8034H

đến một số tính chất màng chống thấm Bảng 3.4 Ảnh hưởng của hàm lượng bột polyme tái phân tán DLP 2141

đến một số tính chất của màng chống thấm Bảng 3.5 Ảnh hưởng của hàm lượng bột polyme tái phân tán Elotex MP 2080

đến một số tính chất của màng chống thấm Bảng 3.6 Hàm lượng sử dụng bột polyme tái phân tán thích hợp nhất để chế tạo

màng chống thấm của các hãng cung cấp khác nhau Bảng 3.7 Thành phần phối liệu cơ bản sử dụng trong nghiên cứu ảnh hưởng

SF Grade 940U đến một số tính chất của màng chống thấm Bảng 3.8 Ảnh hưởng của SF Grade 940U đến một số tính chất

của màng chống thấm

Bảng 3.9 Thành phần phối liệu cơ bản sử dụng trong nghiên cứu ảnh hưởng của

phụ gia siêu dẻo gốc PC đến một số tính chất của màng chống thấm Bảng 3.10 Ảnh hưởng của phụ gia Melflux 2641F đến các tính chất của màng

chống thấm Bảng 3.11 Ảnh hưởng của phụ gia siêu dẻo OS-P đến một số tính chất

của màng chống thấm Bảng 3.12 Ảnh hưởng của phụ gia Mighty 21PSD đến các tính chất

của màng chống thấm Bảng 3.13 Bảng tổng hợp kết quả thử nghiệm của 3 loại phụ gia siêu dẻo

Bảng 3.14 Thành phần phối liệu cơ bản khảo sát ảnh hưởng của phụ gia phá bọt

đến các tính chất của màng chống thấm Bảng 3.15 Ảnh hưởng của phụ gia phá bọt Vinapor DF 9010F đến các tính chất

của màng chống thấm Bảng 3.16 Ảnh hưởng của phụ gia phá bọt Agitan P804 đến các tính chất

của màng chống thấm Bảng 3.17 Các kết quả nghiên cứu được của luận văn so với mục tiêu đặt ra

Bảng 3.18 Thành phần phối liệu nghiên cứu điều chỉnh hàm lượng sử dụng bột

polyme tái phân tán Vinapas 7055N Bảng 3.19 Kết quả nghiên cứu điều chỉnh hàm lượng sử dụng bột polyme

tái phân tán Vinapas 7055N Bảng 3.20 Thành phần phối liệu cơ bản để khảo sát ảnh hưởng của các nguồn

PCB40 khác nhau đến tính chất của màng chống thấm Bảng 3.21 Ảnh hưởng nguồn xi măng PCB40 tại một số nhà máy khác nhau đến

các tính chất của màng chống thấm Bảng 3.22 Thành phần phối liệu chế tạo màng chống thấm gốc xi măng - polyme

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ

Hình 1.1 Các dạng polyme dùng để biến tính vật liệu gốc xi măng

Hình 1.2 Ước tính sản lượng vữa khô trộn sẵn sản xuất toàn cầu năm 2006

Hình 1.3 Ước tính sản lượng vữa khô trộn sẵn sản xuất toàn cầu năm 2011

Hình 1.4 Nhu cầu thị trường vữa khô trộn sẵn toàn cầu theo các năm

Hình 1.5 Phân bổ thị trường màng chống thấm tại Đông Nam Á năm 2010

Hình 1.6 Mức độ sử dụng màng chống thấm gốc xi măng-polyme tại Đông

Hình 1.10 Quá trình thoát hơi hình thành màng

Hình 1.11 Ảnh ESEM của mẫu polyme phân tán trong nước (a) và mẫu polyme

phân tán trong dung dịch hồ xi măng sau 30 phút, ở 40 oC và độ ẩm

tương đối 25 % (b)

Hình 1.12 Ảnh ESEM của mẫu polyme phân tán trong dung dịch hồ xi măng

sau 3 giờ, ở 40 oC, độ ẩm tương đối 25 % (a) và mẫu polyme phân tán

trong nước sau 60 phút, ở 40 o

C, độ ẩm tương đối 25 % (b) Hình 1.13 Ảnh ESEM mẫu polyme phân tán trong dung dịch hồ xi măng

sau 24 giờ (a) và sau 3 ngày lưu giữ ở 40 oC, độ ẩm tương đối 25 %

sau khi rửa lại với nước (b)

Hình 1.14 Mô hình sự tạo thành pha nền hỗn hợp xi măng – polyme

Hình 1.15 Sơ đồ minh họa quá trình tạo liên kết giữa polyme với nhóm

cacboxylat, xi măng poóc- lăng và cốt liệu

Hình 1.16 Ảnh hưởng của SF và tỷ lệ PAE/xi măng đến hệ số khuếch tán ion Cl

-Hình 1.17 Quá trình hấp phụ và phân tán của phụ gia trong hồ xi măng

Hình 1.18 Mô hình quá trình phá bọt

Hình 1.19 Phá hủy cấu trúc hai lớp bởi các hạt kỵ nước

Hình 2.1 Kích thước mẫu thử khả năng tạo cầu vết nứt

Hình 3.1 Ảnh hưởng của hàm lượng Vinapas 7055N đến CĐBD và khả năng

tạo cầu vết nứt của màng chống thấm ở ĐKTC

Hình 3.2 Ảnh hưởng của hàm lượng bột Vinapas 8034H đến CĐBD và khả

năng tạo cầu vết nứt của màng chống thấm ở ĐKTC

Hình 3.3 Ảnh hưởng của hàm lượng DLP 2141 đến CĐBD và khả năng tạo cầu

vết nứt của màng chống thấm ở ĐKTC

Hình 3.4 Ảnh hưởng của hàm lượng Elotex MP 2080 đến CĐBD và khả năng

tạo cầu vết nứt của màng chống thấm ở ĐKTC

Hình 3.5 Ảnh hưởng của hàm lượng SF Grade 940U đến một số tính chất

của màng chống thấm

Hình 3.6 Biểu đồ so sánh ảnh hưởng của 3 loại phụ gia siêu dẻo đến một số tính

chất của màng chống thấm ở cùng tỷ lệ 0,15 %KL so với xi măng Hình 3.7 Biểu đồ so sánh ảnh hưởng của các loại phụ gia phá bọt đến tính chất

của màng chống thấm

Hình 3.8 Phổ IR của vữa xi măng thông thường

Hình 3.9 Phổ IR của màng chống thấm gốc xi măng - polyme

Hình 3.10 Ảnh SEM mẫu vữa xi măng thông thường

Hình 3.11 Ảnh SEM mẫu màng chống thấm

Hình 3.12 Ảnh SEM của mẫu màng chống thấm ngâm trong môi trường nước vôi Hình 3.13 Ảnh SEM mẫu màng chống thấm ngâm trong môi trường nước clo Hình 3.14 Sơ đồ dây truyền công nghệ công suất màng chống thấm

MỞ ĐẦU

Hiện nay, cùng với tốc độ đô thị hóa thì nhu cầu về nhà ở, trung tâm thương mại, khu vui chơi giải trí, khu nghỉ dưỡng cũng như văn phòng làm việc ngày càng cao Do đó, rất nhiều tòa nhà cao tầng đã và đang được xây dựng lên mỗi ngày Để đảm bảo kết cấu, tăng tuổi thọ sử dụng cho công trình thì việc chống thấm sàn và vách tầng hầm, nhà vệ sinh, mái, ban công, bể bơi… là một trong những hạng mục rất quan trọng, không thể thiếu trong khi thiết kế Các loại vật liệu chống thấm truyền thống gốc bitum như sơn và tấm trải chống thấm ngày càng cho thấy sự bất cập như: gây ô nhiễm môi trường và ảnh hưởng đến sức khỏe con người do trong quá trình thi công phải gia nhiệt làm phát thải ra các khí độc hại; không dùng chống thấm được cho các bể chứa nước sinh hoạt hoặc bể bơi; chi phí trên một đơn vị diện tích chống thấm cao; quá trình thi công phức tạp, bề mặt tấm trải có thể bị thủng nếu khò quá nhiệt, tiêu tốn nhiều thời gian, nhân công, có thể ảnh hưởng đến tiến độ công trình và đôi khi gây ra cháy nổ; bề mặt nền để thi công đòi hỏi phải được làm phẳng và khô hoàn toàn Trong khi đó, vật liệu chống thấm gốc xi măng - polyme

có rất nhiều ưu điểm nổi trội như: khả năng chống thấm nước và khả năng kháng lại thời tiết rất tốt, ngay cả khi tiếp xúc trong thời gian dài, khả năng chống xước tốt, Vật liệu chống thấm gốc xi măng-polyme rất dễ sử dụng, không độc hại, không gây cháy nổ, có thể dễ dàng thi công được trên các loại bề mặt với hình dạng phức tạp Hơn nữa, vật liệu chống thấm gốc xi măng - polyme có thể được thi công ngay cả trên bề mặt nền ẩm ướt, do đó rút ngắn được thời gian thi công, giảm chi phí xây dựng Tính chất vật lý của nó ít phụ thuộc nhiệt độ so với vật liệu chống thấm gốc bitum và có giá thành thấp hơn

Trước nhu cầu sử dụng và yêu cầu ngày càng cao của thị trường đối với hệ

thống vật liệu chống thấm thì việc nghiên cứu và chế tạo thành công “Màng chống

thấm trên cơ sở hỗn hợp chất kết dính bột polymer tái phân tán và xi măng PCB” thân thiện với môi trường, rút ngắn được thời gian thi công và có giá thành

phù hợp đồng thời làm chủ được công nghệ là rất cần thiết

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN 1.1 Giới thiệu về hệ vật liệu chống thấm gốc xi măng-polyme

Trong nghiên cứu khả năng chống thấm nước của các vật liệu hoàn thiện trong các công trình thì chất lượng chống thấm kém trong điều kiện hiện hữu khi nguồn

rò rỉ có nguyên nhân 38 % đến từ xây dựng, 37 % do thiết kế và 25 % đến từ các vật liệu Đến 80 % sự phá hủy hệ thống chống thấm có liên quan đến chất lượng vật liệu Đặc biệt, nước tồn tại ở dạng lỏng hoặc hơi là các yếu tố thời tiết gây ra

sự hư hại đối với các công trình xây dựng như bê tông, vữa và các cấu trúc đá tự nhiên Công nghệ chống thấm và chống ẩm ướt phải bảo vệ tính toàn vẹn, chức năng và tính hữu dụng của cấu trúc trong suốt thời gian sử dụng của công trình

Để ngăn chặn tất cả các nguyên nhân có thể xâm nhập của nước, bên ngoài của công trình xây dựng phải được bảo vệ từ trên xuống dưới cùng với những vật liệu chống thấm Tất cả các biện pháp chống thấm phải phù hợp cho từng hạng mục, là một phần của toàn bộ hệ thống và cho hiệu quả tốt, ngăn chặn sự xâm nhập nước Khi một hạng mục nào đó của công trình không được chống thấm thì sự rò rỉ sẽ xảy ra Nếu kiểm soát tốt nước ngầm, nước mưa, nước trên bề mặt cũng như việc

di chuyển độ ẩm ở dạng hơi nước sẽ tránh được những sửa chữa không cần thiết, thậm chí là sự phá hủy của cả công trình xây dựng Ngoài vật liệu chống thấm bảo

vệ bên ngoài của tòa nhà công trình xây dựng còn có rất nhiều vật liệu chống thấm

sử dụng cho nội thất như phòng tắm, nhà vệ sinh, bể bơi, bể chứa nước sinh hoạt [25]

Màng chống thấm gốc xi măng đã được sử dụng thành công trong hơn 40 năm ở châu Âu để bảo vệ một loạt các tổ hợp cấu trúc xây dựng do quá trình tiếp xúc ướt định kỳ hoặc dài hạn (nước mặt, nước rò rỉ), áp suất thủy tĩnh thấp (ẩm ướt sinh ra

từ lòng đất) hoặc có khả năng thích ứng được với áp lực thủy tĩnh thậm chí là cao Màng chống thấm gốc xi măng được sử dụng để chống thấm phòng tắm và bể chứa nước, do khả năng kháng thời tiết tuyệt vời nên có thể bảo vệ bề mặt bên ngoài tốt Ứng dụng điển hình là việc chống thấm tường và sàn tầng hầm, bể chứa nước sinh hoạt, bể bơi, tường và sàn nhà trong phòng khách, nhà vệ sinh và phòng tắm, ban

công, sân thượng (như một lớp chống thấm bên dưới lớp gạch lát) Ngoài ra, màng chống thấm gốc xi măng thường được sử dụng như một hệ thống bề mặt lớp phủ bảo vệ cho kết cấu bê tông (ví dụ như bảo vệ các kết cấu bê tông cốt thép cho các cấu trúc mới cũng như cho các cấu trúc bê tông sau khi sửa chữa, bảo vệ chống lại

sự xâm nhập của nước, clorua và khí cacbon đioxit để tránh ăn mòn cốt thép) hoặc như một lớp bảo vệ cho việc xây dựng các công trình chống lại các hóa chất xâm thực (sunphát, axit, ví dụ như trong nước thải cống rãnh)

Để cải thiện độ bám dính và khả năng chống thấm nước kém, cũng như độ biến dạng hoặc độ đàn hồi rất thấp của vữa xi măng thông thường, các polyme được thêm vào ở dạng nhũ tương tại công trường hoặc ở dạng bột tái phân tán đã được trộn sẵn trong hỗn hợp vữa khô, loại vữa xi măng này được gọi là vữa xi măng biến tính bằng polyme Các phụ gia đặc biệt trong hỗn hợp vữa khô như tác nhân giữ nước, chất làm đặc và các phụ gia trong quá trình lưu biến được kết hợp với các chất kết dính polyme như bột polyme tái phân tán Hỗn hợp vữa xi măng, polyme

và các loại phụ gia đặc biệt trên được coi như là hệ vật liệu chống thấm gốc xi măng-polyme

1.1.1 Tình hình nghiên cứu và ứng dụng ở nước ngoài

a Tình hình nghiên cứu ở nước ngoài

Từ xa xưa, việc sử dụng các polyme tự nhiên để chống thấm nước đã được biết đến Đầu tiên, bitum gốc dầu được sử dụng để chống thấm cho các tàu thuyền Đến những năm 1820, bitum được trộn hợp cùng với nhiều loại chất độn khác nhau (như cát) để chống thấm mái nhà

Giai đoạn 1910 - 1920 vật liệu chống thấm gốc bitum đi vào sản xuất trong các nhà máy Công nghệ cao su lần đầu tiên được sử dụng để sản xuất sơn trong những năm 1940 và với việc bổ sung, gia cường bằng sợi thì màng chống thấm đã được phát triển mạnh mẽ

Đến giai đoạn 1945 - 1955 công nghệ sản xuất nhựa được phát triển bởi nhiều nhà sản xuất khác nhau để cải thiện đặc tính của vật liệu chống thấm mái

Trong những năm 1960 và 1970, nhũ tương acrylic, butadien styren đã được phát triển và mang tính đột phá trong việc cải thiện chất lượng và độ bền của màng phủ chống thấm

Năm 1975, màng phủ đàn hồi trên cơ sở gốc nước đầu tiên đã xuất hiện trên thị trường Anh và đến năm 1978 màng phủ chống thấm hai thành phần trên cơ sở nhũ tương acrylic được sử dụng [26]

Sự phát triển của ngành polyme đã tổng hợp được các polyme như: styren butadien, polycloropren và polyme acrylic đã làm thay đổi thói quen sử dụng các polyme tự nhiên để biến tính vữa và thay vào đó là việc sử dụng những loại polyme mới trong biến tính vữa xi măng Ứng dụng chính của những polyme mới để biến tính xi măng vào thời điểm đó là để cải tạo, sửa chữa bê tông Việc sử dụng polyme trong chế tạo cầu và lớp phủ mặt tại các bãi đỗ ô tô đã phát triển ở Mỹ, Canada từ đầu những năm 1970 Chức năng chính của polyme là làm giảm sự thấm cho bê tông và làm tăng độ bền chống thấm ion clo, tăng độ bền phá hủy và độ bám dính Các polyme được sản xuất dưới dạng bột, có khả năng tái phân tán trong nước (được gọi là bột polyme tái phân tán) trên cơ sở etyl-vinyl axetat (EVA), vinyl axetat-vinyl este của axit versatic (Va/VeoVa) và những loại khác được giới thiệu

từ đầu những năm 80

Tùy thuộc vào loại polyme và lượng dùng của chúng có thể kiểm soát được các tính chất của vật liệu vữa xi măng-polyme Ngoài ra, những yếu tố khác ảnh hưởng đến các tính chất cuối cùng của vữa xi măng-polyme như: xi măng, dạng chất hoạt động bề mặt, điều kiện dưỡng hộ,… Có nhiều loại polyme được dùng để biến tính

xi măng, những dạng polyme này có thể được phân loại cụ thể hơn theo bản chất hóa học của chúng (hình 1.1)

Hình 1.1: Các dạng polyme dùng để biến tính vật liệu gốc xi măng

Trong số các dạng polyme trên, nhũ tương polyme và bột polyme tái phân tán thường được sử dụng trong vữa biến tính polyme Bột polyme tái phân tán cho phép chế tạo hệ sản phẩm chống thấm một thành phần Ban đầu các loại bột polyme tái phân tán chưa có triển vọng sử dụng so với nhũ tương polyme nhưng trong vài năm gần đây polyme dạng bột khô được đánh giá là có hiệu quả hơn so với nhũ tương polyme Hiện nay, các loại bột polyme tái phân tán được sử dụng phổ biến là copolyme của vinyl axetat và các monome là etylen, styren, vinyl este của axit versatic hoặc vinyl laurat EVA là một copolyme dạng bột có khả phân tán tốt trong nước được sử dụng chủ yếu trong vữa xi măng-polyme với mục đích tăng cường độ bám dính và chống thấm EVA có thể được sản xuất mà không cần có dung môi Do

đó, việc sử dụng các polyme có khả năng tái phân tán trong nước, thân thiện môi trường đã và đang là xu hướng phát triển tất yếu trên thế giới

Một loạt các copolyme cũng được sản xuất bằng cách đưa vào các monome thứ cấp (như etylen, vinyl este của axit versatic (VeoVa) và acrylic) Những nghiên cứu

đã chỉ ra rằng việc tăng hàm lượng sử dụng etylen nâng cao khả năng chịu uốn của

Polyme, monome

biến tính xi măng

Polyme nhũ tương

Elastome Nhựa nhiệt dẻo Nhựa nhiệt rắn Blend

Bột polyme tái phân tán

Polyme tan trong nước Nhựa lỏng

Monome

vật liệu, trong khi việc đưa vinyl versatat vào làm tăng tính kị nước của polyme Khi polyme này được dùng để biến tính vật liệu gốc xi măng thì sản phẩm sau khi đóng rắn sẽ cho độ bền nước cao trong vi cấu trúc vật liệu gốc xi măng Những monome thứ cấp khác thường được dùng kết hợp cùng với EVA là VeoVa và vinyl laurat Nhiệt độ thủy tinh hóa Tg của các copolyme này thường cao hơn EVA Nhiệt

độ hình thành màng tối thiểu (MFFT) của Va/VeoVa thấp hơn EVA từ (4-6) o

C Độ mềm dẻo và độ bền lâu của những copolyme dạng này cũng tốt hơn so với EVA [5] Trong khoảng 30 năm trở lại đây, một số công trình nghiên cứu đã cho thấy lợi ích tuyệt vời khi bổ sung polyme vào hỗn hợp vữa xi măng, các tính chất như: cường độ chịu uốn, khả năng biến dạng, độ bám dính, khả năng chống thấm nước

và độ bền của hỗn hợp vữa sau khi đóng rắn đều được cải thiện rõ rệt [4, 17]

Năm 2002 D.A Silva, H.R Roman và P.J.P Gleize đã chứng minh rằng có phản ứng hóa học xảy ra giữa EVA và xi măng poóc lăng trong quá trình hyđrat hóa Các

kỹ thuật phân tích nhiệt (TG, DTA), phổ hồng ngoại (FT-IR) và kính hiển vi điện tử quét (SEM) đã sử dụng để đánh giá những ảnh hưởng của EVA đến quá trình thủy hóa của xi măng Một số chứng cứ rõ rệt về liên kết hóa học giữa các pha xi măng

và polyme được xác nhận Các kết quả phân tích chỉ ra rằng, các nhóm axetat của EVA đã thủy phân trong môi trường kiềm và liên kết với ion Ca2+ trong hồ xi măng tạo thành muối hữu cơ canxi axetat Hàm lượng Ca(OH)2 đã giảm đi, các tinh thể ettringit xuất hiện ở dạng hình sợi hoặc hình kim Cũng nhận thấy có các pha cấu trúc lục diện rỗng giàu canxi, có thể là do axit axetic tấn công vào tinh thể canxi hydroxit Việc bổ sung EVA vào vữa xi măng đã cải thiện một số tính chất như độ bền lâu uốn gãy, khả năng chống thấm và cường độ bám dính với nền [5]

Năm 2011, Zhao Feng-qing và các cộng sự [23] đã nghiên cứu chế tạo vữa chống thấm biến tính polyme thân thiện với môi trường (PMWM) từ bột polyme tái phân tán etylen vinyl axetat (EVA)/vinyl axetat vinyl este của axit versatic (Va-VeoVa) Bằng phương pháp quy hoạch thực nghiệm ông đã tìm ra tỷ lệ các thành phần tối ưu trong vữa PMWM như sau: bột polyme tái phân tán: 11 % khối lượng;

xi măng/cát thạch anh = 1:3,5; tỷ lệ EVA/Va–VeoVa = 1:1; phụ gia siêu dẻo: 1,5 %

(tính theo khối lượng xi măng) Sử dụng kỹ thuật phân tích kính hiển vi điện tử quét (SEM), Feng-qing Zhao đã chỉ ra sự khác biệt rõ rệt trong cấu trúc của vữa xi măng thông thường và vữa biến tính polyme Hình thái học của vữa xi măng thông thường

là tổ hợp nhiều pha, các lỗ rỗng và tinh thể hình kim tồn tại độc lập nhau Do đó, làm giảm tính chất cơ học của vữa (cường độ chịu uốn, độ bám dính, khả năng chống thấm nước) Còn hình thái học của vữa biến tính polyme, các tinh thể hình kim liên kết với nhau bằng nhiều chất màng và hình thành cấu trúc mạng lưới dày đặc Do đó, các tính chất cơ học của vữa được cải thiện rõ rệt, đặc biệt là độ chống thấm nước

Năm 2012, Ru Wang và các cộng sự [18, 19, 29] đã nghiên cứu ảnh hưởng của bột polyme tái phân tán đến độ bền uốn của vữa xi măng và nhận thấy, khi tăng hàm lượng bột polyme có thể cải thiện độ bền uốn của vữa xi măng đến một mức độ nhất định Copolyme vinyl axetat và versatat (VA/VeoVa) là loại đặc biệt, các nhóm versatat liên kết với ba phân tử mạch nhánh dài α-alkyl tạo thành copolyme có nhiều tính chất rất ưu việt Sự suy giảm tính chất của VA/VeoVa trong môi trường kiềm được biết là thấp hơn so với các copolyme khác có chứa nhóm vinyl axetat Cùng với các chất khử bọt, bột VA/VeoVa làm tăng cường độ của vữa xi măng Nghiên cứu cho thấy rằng bột VA/VeoVa có ảnh hưởng tốt đến tính chất cơ học và

lý học của vữa xi măng, làm giảm sự co ngót và cải thiện tính kỵ nước, cũng như độ chống thấm nước của vữa xi măng Ba phân tử mạch nhánh dài α-alkyl của VA/VeoVa có xu hướng mang lại độ bền uốn cao Vì vậy, VA/VeoVa là một chất làm thay đổi độ bền uốn của vữa xi măng

b Tình hình ứng dụng ở nước ngoài [11]

Những phát minh về bột polyme tái phân tán vào những năm 1960 đã đem lại cho công nghệ vữa khô trộn sẵn nói chung và vật liệu chống thấm nói riêng những bước phát triển đột phá Thập kỷ 70, 80 của thế kỷ XX đánh dấu sự phát triển mạnh

mẽ của việc ứng dụng bột polyme tái phân tán trong vữa khô trộn sẵn để làm vữa xây và vữa trát Đồng thời trong thời gian đó, một số loại vữa khô trộn sẵn khác đã đạt được sự phát triển bền vững ở một số khu vực như keo dán gạch ở Ý, vữa phủ

sàn ở Bắc Âu, vữa trát ở Pháp, Vào những năm 1980, công nghệ vữa khô trộn sẵn

đã có mặt tại tất cả các châu lục Năm 2000 đánh dấu sự bùng nổ nhu cầu sử dụng vữa khô trộn sẵn tại các nước Châu Á, đặc biệt là Trung Đông và Trung Quốc Theo thống kê tổng sản lượng vữa khô trộn sẵn ước tính sản xuất của toàn thế giới năm

2006 là 85 triệu tấn, năm 2007 là 100 triệu tấn, năm 2008 là 95 triệu tấn, năm 2009

là 102 triệu tấn và năm 2011 đạt 185,1 triệu tấn

Tổng sản lượng vữa khô trộn sẵn sản xuất theo khu vực ước tính năm 2006,

2011 và nhu cầu thị trường trên toàn cầu được trình bày ở hình 1.2; hình 1.3; hình 1.4

Hình 1.2: Ước tính sản lượng vữa khô trộn sẵn sản xuất toàn cầu năm 2006

Hình 1.3: Ước tính sản lượng vữa khô trộn sẵn sản xuất toàn cầu năm 2011

Hình 1.4: Nhu cầu thị trường vữa khô trộn sẵn toàn cầu theo các năm

Theo thống kê, hiện nay trên thế giới có trên 600 nhà máy sản xuất vữa khô trộn sẵn, chủ yếu đặt tại các nước phát triển như: Tây Âu, Mỹ, Nhật Bản Xu hướng phát triển dạng sản phẩm này rất mạnh, đặc biệt ở các nền kinh tế có tốc độ tăng trưởng nhanh như: Trung Quốc, Ấn Độ, các nước Đông Nam Á

Thị phần ứng dụng màng chống thấm gốc xi măng-polyme trên thế giới và tại châu Âu cùng chiếm khoảng 35 % toàn bộ lĩnh vực chống thấm Tiềm năng phát triển thị trường của màng chống thấm gốc xi măng-polyme trên thế giới và châu Âu trong vài năm tới được đánh giá rất cao Còn tại khu vực Đông Nam Á, thị trường màng chống thấm gốc xi măng-polyme theo báo cáo của hãng Waker Polymer phân

bổ theo nước năm 2010 được trình bày qua hình 1.5

Hình 1.5: Phân bổ thị trường màng chống thấm tại Đông Nam Á năm 2010

Thị trường màng chống thấm bao gồm 4 loại chính là: Latex, paste, màng chống thấm 2 thành phần, màng chống thấm 1 thành phần Mức độ tiêu thụ các loại

sản phẩm này được trình bày ở hình 1.6 dưới đây

Hình 1.6: Mức độ sử dụng màng chống thấm gốc xi măng-polyme

tại Đông Nam Á năm 2010

1.1.2 Tình hình nghiên cứu và ứng dụng tại Việt Nam

Chống thấm từ lâu là vấn đề nan giải trong xây dựng mà hầu hết các công trình đều gặp phải Chính vì vậy mà mỗi công trình nên chú trọng đến việc chống thấm ngay từ khi bắt đầu thi công Như chúng ta đã biết, một trong những nguyên nhân làm cho kết cấu của công trình bị phá hủy là nước Nước này có thể là nước mưa, hơi nước trong không khí và nước dưới đất Thông thường thì mọi vật liệu xây dựng đều có mao quản với đường kính từ (20 – 40) µm và nước sẽ thẩm thấu qua các mao quản này

Hơi nước luôn luôn tồn tại trong không khí với tỉ lệ khác nhau tùy theo từng vùng, lãnh thổ, thời tiết và tỷ lệ này rất cao ở những vùng nhiệt đới Khi bề mặt vật liệu này tiếp xúc với nước, nước sẽ xâm nhập qua các khe hở ở bề mặt, thẩm thấu theo các mao quản vào bên trong gây ra hiện tượng thấm Việt Nam là đất nước ở vùng nhiệt đới, nóng ẩm mưa nhiều, nhiệt độ chênh lệch lớn, có những vùng khí hậu tương đối khắc nghiệt Tất cả các điều kiện khí hậu và thời tiết không thuận lợi gây nên những hiện tượng co ngót, giãn nở, làm nứt và phá huỷ bề mặt cũng như

cấu trúc vật liệu, tạo điều kiện cho nước xâm nhập Với sự tác động thường xuyên của hơi ẩm lên các kết cấu (dầm, cột, tường… và các kết cấu chịu lực khác) dần dần

sẽ xuất hiện các mảng nấm mốc, chúng phát triển rất nhanh và xâm nhập vào bất kỳ loại vật liệu xây dựng nào một cách dễ dàng và chỉ sau một thời gian ngắn đã có thể phá hoại được các kết cấu đó

Đã có rất nhiều phương pháp truyền thống chống ẩm, nhưng thực tế không mang lại hiệu quả một cách hoàn hảo, tức là khí ẩm vẫn thấm vào tường và các bộ phận khác của công trình Do hiện tượng mao dẫn nước dưới đất sẽ theo các mao mạch của đất đá để thẩm thấu vào nền, sàn bê tông, sau một thời gian sàn giảm độ chịu lực khi có tải trọng tác dụng thường xuyên gây bong tróc, bề mặt sàn bị phá hủy Ngành công nghệ chế tạo vật liệu phủ và chống thấm dùng cho xây dựng đã hình thành và phát triển khá lâu trên thế giới Hiện nay ở Việt Nam, tuy chưa có đơn

vị nào nghiên cứu chế tạo màng chống thấm được biến tính bằng bột polyme tái phân tán nhưng các loại vật liệu chống thấm khác đã được quan tâm nghiên cứu và ứng dụng từ nhiều năm trước

Có hai dạng cấu trúc công trình có thể sẽ bị thấm là cấu trúc ngầm và cấu trúc nổi Cấu trúc ngầm như tầng hầm và cấu trúc nổi như tường ngoài, nhà vệ sinh, phòng tắm, ban công, bồn hoa, sê nô, hồ nước, hồ bơi, hệ thống mái Nhìn chung, những nơi tiếp xúc trực tiếp môi trường tự nhiên, thường phải đối mặt với nắng mưa thì dễ gây thấm, nhất là xứ nhiệt đới

Thị trường nước ta hiện nay có hàng trăm thương hiệu sản phẩm chống thấm gốc xi măng-polyme khác nhau đều do các công ty nhập khẩu về sử dụng hoặc đóng gói tại Việt Nam như Sikatop Seal 107 (Thụy Sỹ), Masterseal 540 (Đức), và các nước trong khu vực như am Flexproofing 501 (Singapore), Contite WS2 (Thái Lan) song đều là màng chống thấm được biến tính bằng nhũ tương polyme (loại hai thành phần) và không thuận tiện khi sử dụng Còn loại màng chống thấm biến tính bằng bột polyme tái phân tán (loại một thành phần) chưa được nghiên cứu

Ở Việt Nam mới chỉ có một vài đơn vị nghiên cứu chế tạo vữa biến tính polyme với hàm lượng bột polyme tái phân tán khoảng (6 PKL - 10 PKL so với xi măng) để

chế tạo keo dán gạch và đá ốp lát gốc và khoảng (2 PKL - 5 PKL so với xi măng) trong chế tạo vữa phủ sàn tự san phẳng [27]

Theo đánh giá của nhiều chuyên gia trong nước và quốc tế, trong tương lai gần, việc sản xuất và ứng dụng màng chống thấm sử dụng bột polyme tái phân tán là rất phát triển nhờ tính thân thiện với môi trường và hiệu quả kinh tế - kỹ thuật mà loại vật liệu này mang lại

1.2 Bột polyme tái phân tán

1.2.1 Giới thiệu về bột polyme tái phân tán

Nhìn chung, bột polyme tái phân tán về bản chất hóa học không có gì khác so với polyme ở dạng nhũ tương Nó được sản xuất qua hai giai đoạn, giai đoạn một là trùng hợp nhũ tương để tạo ra polyme ở dạng nhũ tương, giai đoạn hai là quá trình sấy phun để tạo ra bột polyme [7]

Ví dụ quá trình sản xuất một loại bột polyme tái phân tán là EVA được mô tả ở hình 1.7 dưới đây:

Hình 1.7: Quá trình hình thành bột polyme tái phân tán và sự phân tán trong nước

EVA là một copolyme được sản xuất theo công nghệ sấy phun để tạo ra bột polyme có khả năng tái phân tán Những hệ polyme như vậy ngày càng được sử dụng phổ biến như là một thành phần trong hệ xi măng biến tính polyme ứng dụng trong thực tế Quá trình phun khô là để duy trì thành phần và kích thước sản phẩm

hạt polyme ban đầu trước khi được tái phân tán trong nước Trong quá trình sản xuất thường đưa vào polyvinyl alcol để ngăn cản sự kết tụ các hạt và duy trì bột có khả năng chảy khô chống bết Một chất chống đông tụ như là clay thường được đưa vào với hàm lượng (5 - 13) % khối lượng để ngăn cản các polyme kết tụ khi tiếp xúc với ẩm Ngoài ra, có thể bổ sung một số chất khác trong bột polyme tái phân tán như chất chống tạo bọt, chống ôxy hóa Thành phần cuối cùng của bột polyme tái phân tán sẽ phụ thuộc vào ứng dụng cuối cùng mà nó dự kiến sử dụng để kết hợp với vật liệu gốc xi măng Phân bố kích thước hạt của các hạt polyme tái phân tán nằm trong khoảng từ (0,5 - 5,0) µm Kích thước hạt của bột polyme tái phân tán được kiểm soát trong quá trình gia công để duy trì các đặc tính giống với nhũ tương polyme gốc Kích thước và phân bố kích thước hạt của bột polyme tái phân tán ảnh hưởng đến khả năng tạo màng hiệu quả và lực liên kết của polyme với mạng lưới xi măng [8]

Hình 1.8: Kích thước hạt polyme tái phân tán (a) và Phân bố kích thước hạt (b)

Hình 1.8(b) mô tả ảnh hưởng của kích thước hạt và phân bố kích thước của bột polyme tái phân tán đến khả năng tái phân tán của nó Các loại bột polyme tái phân tán có đường kính hạt nhỏ hơn sẽ giúp sự tái phân tán được đồng đều hơn và ít bị vón cục so với các loại bột polyme tái phân tán có đường kính hạt lớn hơn Việc bao phủ của polyme trong mạng lưới xi măng cũng hạn chế mức độ di chuyển hơi ẩm bên trong cấu trúc vữa đã đông cứng Điều này đã hạn chế sự xâm nhập của nước từ

môi trường xung quanh vào trong vật liệu gốc xi măng và do đó làm tăng khả năng kháng lại các hư hại do sương giá và cacbonat Tuy nhiên, khi có mặt polyme trong

vi cấu trúc xi măng thường có khả năng tạo ra vi mao quản có kích thước khoảng 0,05 µm Do đó, việc đưa polyme vào các sản phẩm gốc xi măng phải ở mức độ thích hợp và thường phải kết hợp với tác nhân giảm nước và chất khử bọt để làm giảm độ xốp và làm giảm các khoảng trống nơi mà nước đã sẵn có trong mạng lưới

1.2.2 Quá trình hình thành màng polyme

Phần lớn các quá trình phân tán bột polyme được thực hiện bằng cách trộn khô trước với xi măng và cốt liệu, sau đó hỗn hợp được trộn với nước Trong suốt quá trình trộn, bột polyme được tái phân tán trong hỗn hợp vữa Quá trình diễn ra tương

tự như khi nhũ tương polyme tương tác với xi măng

Sự hình thành màng polyme là một quá trình gồm nhiều bước, bắt đầu từ một quá trình phân tán polyme vào nước và cuối cùng hình thành một màng polyme đồng nhất Sơ đồ của quá trình hình thành màng polyme trong dung môi nước được thể hiện trong hình 1.9 Thông thường quá trình hình thành màng có thể được xem như một chuỗi gồm 4 giai đoạn như sau:

Hình 1.9: Quá trình hình thành màng polyme

Giai đoạn I: Các hạt polyme được phân tán ngẫu nhiên trong dung môi nước

Giai đoạn II: Khi nước mất đi, các hạt polyme sẽ sắp xếp và tiến lại gần nhau Do

các hạt này tiếp xúc với nhau, nhờ đó các khoảng không gian giữa các nút mạng được điền đầy cùng với dung môi (nước)

Giai đoạn III: Cùng với quá trình bay hơi nước một chuỗi có trật tự các hạt polyme

hình lục giác được hình thành do sự tiếp xúc trực tiếp của các hạt polyme

Giai đoạn trung gian III*: Các hạt polyme biến dạng hình thành các phân tử đa

diện được ngăn cách nhau bởi các lớp ưa nước Một số nhà khoa học cho rằng, giữa giai đoạn III và giai đoạn IV tồn tại một giai đoạn trung gian (giai đoạn III*) đặc trưng bởi một chuỗi sắp xếp ngẫu nhiên của các hạt bị biến dạng

Giai đoạn IV: Một màng polyme đồng nhất được hình thành do sự hợp nhất các hạt

polyme từ sự xen kẽ các hạt polyme và sự phân tách của các lớp ưa nước Quá trình này đòi hỏi nhiệt độ môi trường phải cao hơn nhiệt độ hình thành màng tối thiểu (MFFT) MFFT phụ thuộc vào thành phần monome của các hạt polyme và bị ảnh hưởng bởi các chất phụ gia khác được sử dụng trong quá trình trùng hợp nhũ tương Liên quan chặt chẽ đến MFFT là nhiệt độ thủy tinh hóa (Tg) của sự phân tán polyme Tg là nhiệt độ mà tại đó một màng polyme ban đầu mềm dẻo và linh hoạt trở nên giòn và cứng [12]

Hình 1.10: Quá trình thoát hơi hình thành màng

Hình 1.10 mô tả quá trình khô bề mặt của một loại polyme phân tán Quá trình khô bắt đầu ở phần rìa của chất lỏng Nước bốc hơi từ khu vực giới hạn nhanh hơn

nước trên bề mặt phân tán ẩm, do đó tạo ra một dòng dịch chuyển của nước và các hạt phân tán từ phần ẩm đến rìa Khi quá trình bốc hơi diễn ra, rìa khô phát triển trong dung dịch keo và khu vực phân tán ẩm co lại Quá trình bốc hơi bề mặt lan truyền theo hướng ngược với hướng của dòng dịch chuyển Quá trình này diễn ra liên tục và theo thời gian không tồn tại rìa khô tại phần ranh giới giữa màng khô và phần ẩm tạo thành màng liên tục Thời gian khô hoàn toàn của màng có thể là vài giờ hoặc vài ngày

1.2.3 Quá trình hình thành màng polyme trong dung dịch hồ xi măng qua phân tích ảnh ESEM

Trong quá trình thủy hóa xi măng, một số ion như K+, SO42-, Ca2+, Na+ và OHđược giải phóng vào dung dịch hồ xi măng có pH > 12 Do đó, tính chất bề mặt của polyme có thể bị ảnh hưởng mạnh bởi độ pH, loại và nồng độ của các chất điện phân có mặt ở đó Trong giai đoạn I của sự hình thành màng, các kết quả thu được trong dung dịch hồ xi măng đã được so sánh với những mô tả về sự hình thành màng trong dung môi nước Các hạt polyme riêng lẻ được phân bố ngẫu nhiên, không có mặt các hạt không biến dạng Trong giai đoạn này, sự bốc hơi nước vẫn chưa xảy ra, các muối vẫn được hòa tan và không kết tinh được

-Hình 1.11: Ảnh ESEM của mẫu polyme phân tán trong nước (a) và polyme phân

Quá trình mất nước của các mẫu polyme sẽ hình thành một chuỗi các hạt polyme sắp xếp theo thứ tự Sau khoảng 30 phút nước bay hơi, đạt được giai đoạn II So với

mẫu polyme phân tán trong nước (hình 1.11a), thì có một số lượng đáng kể hạt

polyme sắp xếp lộn xộn và lượng muối dư được tìm thấy trong hệ mang điện tích

(hình 1.11b)

Trong dung dịch hồ xi măng, giai đoạn tiếp theo của sự hình thành màng bao

gồm sự hợp nhất hạt polyme hướng tới một màng polyme liên tục phát triển chậm

đáng kể Sau khoảng 3 giờ chỉ hạt rất nhỏ bị biến dạng (giai đoạn II) Các hạt vẫn

cho thấy dạng hình cầu của nó, trong khi sự kết tinh muối là rõ ràng (hình 1.12a),

trong các hệ nước không mang điện, sự hình thành màng chỉ xảy ra sau khoảng 60

phút như ở hình 1.12b

Hình 1.12: Ảnh ESEM của mẫu polyme phân tán trong dung dịch hồ xi măng

Sau 24 giờ lưu giữ, sự biến dạng các hạt polyme dần dần bắt đầu và hình thành

màng polyme Tuy nhiên, vẫn còn một số lượng lớn các hạt polyme vẫn duy trì

dạng hạt hình cầu và không kết hợp lại thành một màng polyme Để xác định mức

độ hình thành màng, các mẫu được lấy từ thiết bị đo ESEM và được rửa sạch bằng

nước tinh khiết để hòa tan các lớp muối Ngay cả khi áp suất hơi nước thấp được sử

dụng để tạo ảnh và tăng cường tỷ lệ bốc hơi nước đã được dự kiến thì các hạt vẫn

cho thấy một quầng sáng như trên hình 1.13a và hình 1.13b dưới đây:

Hình 1.13: Ảnh ESEM mẫu polyme phân tán trong dung dịch hồ xi măng sau 24 giờ

Hình 1.13a cho thấy rằng, các lớp nước được hấp thụ đặc biệt mạnh bởi liên kết với đầu ưa nước của các hạt polyme và giới hạn sự kết tụ xảy ra Rõ ràng, quá trình hình thành màng polyme trong dung dịch hồ xi măng là chậm hơn so với sự hình thành màng polyme phân tán trong nước Trong dung dịch hồ xi măng, sự hình thành màng kết thúc sau 3 ngày như ở hình 1.13b Trái ngược với các hệ polyme phân tán trong nước, màng polyme trong dung dịch hồ xi măng là một phần xen kẽ với các vùng sáng dư do màng chứa muối hấp thụ và chất nhũ hóa Những phần dư này được xen kẽ với các lỗ rỗng hình cầu có thể là do sự có mặt của các hạt polyme hình cầu khi muối kết tủa trong quá trình làm khô và bay hơi [14]

1.2.4 Cơ chế tác dụng của polyme trong hỗn hợp với xi măng

Có hai giả thuyết về cơ chế hoạt động của polyme trong hỗn hợp vữa xi măng Theo giả thuyết thứ nhất thì không có tương tác nào xảy ra giữa polyme và hồ xi măng Trong quá trình hyđrat hóa, phần ưa nước của polyme hướng tới pha nước, trong khi phần kỵ nước hướng tới pha khí (lỗ rỗng và các mao mạch không hút nước) Trong quá trình khô của hỗn hợp, nước được lấy đi, các hạt kỵ nước kết hợp lại với nhau và hình thành một mạng lưới vững chắc Còn theo giả thuyết thứ hai thì một số phản ứng hóa học có thể xảy ra giữa các bề mặt hạt polyme hoạt động, như polyacrylic este (PAE) với các ion canxi Ca2+, Ca(OH)2, bề mặt rắn hoặc bề mặt

silicat trên cốt liệu Chính điều này đã tạo ra vật liệu gia cố trong hỗn hợp vữa và hình thành màng bán thấm [1]

Và cho đến nay, các nhà khoa học đã thống nhất và đưa ra cơ chế tác dụng chung của polyme trong hỗn hợp vữa theo giả thuyết thứ hai

Chất lượng của vữa biến tính bằng polyme được quyết định bởi cả hai quá trình: thủy hóa của xi măng và sự tạo màng của polyme trong pha nền chất kết dính Quá trình thủy hóa xi măng thường xảy ra trước quá trình tạo màng polyme Theo trình

tự đó một pha nền hỗn hợp được hình thành do sự thủy hóa của xi măng và sự tạo màng của polyme Quá trình hình thành này trải qua 3 giai đoạn như mô tả ở hình 1.14 [22]

Hình 1.14: Mô hình sự tạo thành pha nền hỗn hợp xi măng – polyme

(a): Hỗn hợp vữa ngay sau khi trộn với nước, hạt polyme phân tán trong hồ vữa

(b): Hạt xi măng tạo gel, các hạt polyme dần dần tích tụ trên bề mặt của gel xi măng và các hạt xi măng chưa thủy hóa

(c): Hỗn hợp của gel xi măng và các hạt xi măng chưa thủy hóa được bao bọc bởi một lớp xếp khít các hạt polyme

(d): Xi măng thủy hóa được đan xen bởi các màng polyme

Bước 1:

Vữa khô trộn sẵn có chứa polyme khi được trộn với nước, các hạt polyme sẽ tái phân tán đồng đều trong pha hồ xi măng ở dạng nhũ tương Trong hồ polyme - xi măng, gel xi măng dần dần được tạo thành nhờ vào quá trình thuỷ hoá xi măng Cùng quá trình này, nước trong hồ được bão hoà Ca(OH)2 sinh ra do quá trình thủy hóa của xi măng, trong khi đó một phần các hạt polyme lắng lại trên bề mặt của hỗn hợp các hạt xi măng chưa thuỷ hoá và gel xi măng Người ta cho rằng Ca(OH)2

trong nước phản ứng với SiO2 hoạt tính trên bề mặt cốt liệu tạo thành một lớp silicat canxi Người ta đã khẳng định sự tạo thành Ca(OH)2 và khoáng entringite trong vùng tiếp xúc giữa xi măng thủy hóa và cốt liệu tạo nên liên kết giữa chúng

Su, Bijen và Larbi qua các nghiên cứu về tương tác giữa hồ biến tính bằng polyme và cốt liệu đã phát hiện ra tinh thể Ca(OH)2 tạo thành tại vùng tiếp xúc hay còn gọi là vùng phân chia pha giữa xi măng thủy hóa và đá vôi hay granit khi có mặt của polyme và được định hướng vuông góc với bề mặt phân chia pha Afridi và cộng sự đã chỉ ra rằng các thuộc tính và hình thái học của tinh thể hydroxit canxi được tạo thành trong vữa biến tính bằng polyme ảnh hưởng tới tính chất của vữa

Bước 2:

Nước mất đi do sự phát triển của cấu trúc gel xi măng, các hạt polyme dần dần bao phủ lỗ rỗng mao quản Khi quá trình hydrat tiếp tục xảy ra và lượng nước mao quản giảm xuống, các hạt polyme kết tụ tạo thành các lớp bao bọc xếp khít trên bề mặt của hỗn hợp xi măng chưa thủy hóa và gel xi măng, đồng thời dính kết chặt chẽ hỗn hợp với lớp silicat trên bề mặt cốt liệu Trong trường hợp này, các lỗ rỗng lớn hơn trong hỗn hợp được lấp đầy bởi các hạt polyme kết dính và tự kết dính Điều này có thể được giải thích khi nghiên cứu thấy rằng: kích cỡ lỗ rỗng trong hồ

xi măng nằm trong khoảng vài trăm picomet đến vài trăm nanomet, trong khi đó kích thước của các hạt polyme tái phân tán ở dạng nhũ tương là từ (50 - 500) nm

Một số phản ứng hoá học có thể xảy ra giữa bề mặt các hạt polyme hoạt tính như polyacrylic este (PAE), poly styren-acrylic este (SAE),…với các ion Ca2+, bề mặt tinh thể Ca(OH)2 hoặc các bề mặt silicat của cốt liệu

Trên cơ sở một số công trình đã công bố, Ohama đã đưa ra cơ chế của các

phản ứng này như trình bày ở hình 1.15

Hình 1.15: Sơ đồ minh họa quá trình tạo liên kết giữa polyme với nhóm cacboxylat,

xi măng poóc- lăng và cốt liệu

Những phản ứng như vậy được coi là nguyên nhân cải thiện pha nền hỗn hợp polyme - xi măng và sự bám dính giữa xi măng hydrat - cốt liệu Do đó, cải thiện tính chất của vữa biến tính bằng polyme Tuy nhiên, ảnh hưởng của liên kết hóa học đến tính chất của vữa biến tính polyme còn tùy thuộc vào mật độ liên kết và liên kết hóa học không hẳn đã đóng vai trò hiệu quả trong việc cải thiện tính chất Chẳng hạn, nó có thể làm tăng khả năng cuốn khí …

Bước 3:

Cuối cùng, cùng với việc nước bị tiêu hao gần như hoàn toàn bởi quá trình thuỷ hoá của xi măng, các hạt polyme xếp khít trên bề mặt xi măng hyđrat liên kết lại với nhau và hình thành cấu trúc màng, màng dính kết với xi măng hyđrat tạo thành mạng lưới vững chắc, trong đó pha polyme đan xen với pha xi măng hyđrat Mạng lưới này đóng vai trò là pha nền của vữa biến tính polyme, cốt liệu được dính kết bởi pha nền tạo ra vữa đông cứng

Một số chứng cứ rõ rệt về liên kết hóa học giữa các pha xi măng và polyme đã được xác nhận Các kết quả chỉ ra rằng, các nhóm axetat của EVA đã thủy hóa trong môi trường kiềm và liên kết với ion Ca2+

trong hồ xi măng tạo thành muối hữu cơ canxi axetat Hàm lượng Ca(OH)2 đã giảm đi, các tinh thể ettringit xuất hiện

ở dạng hình sợi hoặc hình kim và quan sát được các hạt Hadley’s Cũng nhận thấy

có các pha cấu trúc lục diện rỗng giàu canxi, có thể là do axit axetic tấn công vào tinh thể hydroxit canxi Dạng liên kết phát triển giữa pha xi măng và polyme trong dung dịch lỏng là không rõ ràng, và vẫn còn một số tranh cãi giữa các nhà nghiên cứu Một số nhà nghiên cứu xác nhận rằng, chỉ có liên kết lý học xảy ra trong hệ và một số khác lại cho rằng màng polyme được hình thành trong composite, lúc đó màng này tác động chính đến sự cải thiện một số tính chất ở trạng thái đông cứng của vữa xi măng Một số tác giả khác lại khẳng định đã xảy ra liên kết hóa học và lý học giữa polyme và xi măng poóc lăng Theo Janotka và các cộng sự, phản ứng hóa học có thể nhận được khi tạo thành cấu trúc phức hợp và khi thay đổi hình thái học, thành phần và khối lượng các pha xi măng đã thủy hóa, đặc biệt là canxi hydroxit EVA chứa nhóm vinyl axetat trải qua quá trình thủy phân trong môi trường kiềm, tạo thành polyvinyl alcohol Phản ứng này được gọi là phản ứng xà phòng hóa Khi phân tán trong dung dịch bão hòa Ca(OH)2, trong trường hợp nước nằm trong hồ xi măng, anion axetat (CH3COO-) giải phóng trong thủy hóa kiềm kết hợp với ion Ca2+thoát ra trong thủy hóa hạt xi măng Sản phẩm của phản ứng này là canxi axetat - Ca(CH3COO)2xH2O Phân tích phổ hồng ngoại chỉ ra sự có mặt của ion cacboxylat (-COO-) trong vữa biến tính EVA khẳng định rằng thủy hóa kiềm các nhóm axetat

đã xảy ra Tuy nhiên vẫn nhận thấy còn liên kết CO, do đó quá trình thủy hóa không hoàn toàn, một số nhóm axetat vẫn giữ liên kết với mạch chính trong EVA [2] Khi sử dụng polyacrylic este (PAE) trong nền xi măng đã nhận được liên kết giữa màng polyme và các bề mặt cốt liệu khác nhau có trong nền Liên kết này cũng xảy ra với tinh thể khoáng canxi hydroxit và pha hydrat như C-S-H hình thành trong

vi cấu trúc trong suốt quá trình thủy hóa và đóng rắn Màng polyme hình thành trong vi cấu trúc xi măng cùng lúc với sự hình thành vi cấu trúc Sự phát triển của các màng polyme làm tăng sự bám dính của các pha hydrat riêng biệt như C-S-H và làm giảm xu hướng vi cấu trúc thành các vi nứt, đặc biệt trong giai đoạn thủy hóa sớm Thực tế cho thấy có sự cải thiện bám dính rõ nét của vật liệu gốc xi măng biến tính polyme khi phủ lên nền bê tông cũ so với vật liệu gốc xi măng không biến tính polyme Độ vi nứt trong cấu trúc giảm xuống khi hàm lượng polyme đưa vào trong nền vật liệu gốc xi măng tăng lên Độ bền hóa và độ bền lâu tăng lên cũng quan sát thấy trong vật liệu gốc xi măng biến tính polyme tùy thuộc vào bản chất của loại polyme đưa vào [15]

1.2.5 Vai trò của bột polyme tái phân tán trong màng chống thấm

Như đã giải thích bằng mô hình trình bày cơ chế tạo thành mạng lưới liên kết giữa hỗn hợp polyme - xi măng giới thiệu ở hình 1.15, tính chất của vữa xi măng được cải thiện rõ rệt khi biến tính bằng bột polyme tái phân tán Nói chung, người ta thừa nhận rằng đá xi măng đóng rắn chủ yếu có cấu trúc kết tụ (tích tụ) của khoáng silicat canxi và hydroxyt canxi liên kết với nhau bằng lực Van der waals (yếu), do

đó các vi nứt xuất hiện dễ dàng trong đá xi măng khi có tác động của tải trọng Điều này dẫn tới cường độ chịu kéo và độ dai phá hủy của vữa xi măng thấp Ngược lại, trong vữa biến tính bằng polyme tái phân tán, các vi nứt được liên kết với nhau bằng màng polyme và vì vậy ngăn cản vết nứt phát triển Điều này được khẳng định

rõ ràng khi quan sát ảnh chụp kính hiển vi điện tử (SEM) bề mặt phá hủy vật liệu Ảnh hưởng này tăng lên khi hàm lượng polyme (tỷ lệ P/XM) tăng và dẫn tới tăng cường độ chịu kéo và cường độ chịu uốn Thêm vào đó, hiệu quả điền đầy của màng cũng dẫn tới sự tăng đáng kể khả năng chống thấm của vật liệu Tuy nhiên,

khi tỷ lệ P/XM quá cao sẽ gây ra sự không liên tục của cấu trúc mạng đồng nhất dẫn tới một số tính chất của vữa có xu hướng giảm

Trong quá trình thuỷ hoá xi măng, gel xi măng được tạo thành là sản phẩm có bề mặt riêng lớn bao gồm cả lỗ rỗng bên trong cấu trúc của nó Nói chung diện tích bề mặt riêng có thể lớn gấp 1.000 lần so với các hạt xi măng chưa thuỷ hoá Sự phát triển của diện tích bề mặt có thể được sử dụng như là phương tiện xác định mức độ thuỷ hoá Wagner [24] đã nghiên cứu ảnh hưởng của việc biến tính polyme đến tốc

độ thuỷ hoá của xi măng, ông nhận thấy rằng tuỳ thuộc vào bản chất hoá học của polyme, tốc độ thuỷ hoá có thể tăng hoặc giảm Tuy nhiên, diện tích bề mặt riêng của tất cả các mẫu ở tuổi 28 ngày đều tương đương Điều đó cho thấy rằng việc biến tính bằng polyme không ảnh hưởng đến quá trình thuỷ hoá của xi măng ở tuổi dài ngày Cấu trúc rỗng của vữa biến tính bằng polyme chịu ảnh hưởng của loại polyme

và tỷ lệ P/XM Độ rỗng thông thường có khuynh hướng giảm khi tăng tỷ lệ P/XM Điều đó dẫn tới cải thiện tính chống thấm, độ bền cacbonat hoá và độ bền băng giá

Các yêu cầu chung đối với polyme sử dụng để biến tính xi măng [8]:

- Ổn định hoá học đối với các ion hoạt động mạnh như Ca2+, Al3+ tạo thành

trong quá trình thuỷ hoá xi măng

- Ổn định cơ học dưới tác dụng của ngoại lực, đặc biệt trong khi khuấy trộn

- Khả năng lôi cuốn khí thấp do sử dụng tác nhân chống tạo bọt thích hợp

- Không ảnh hưởng xấu tới quá trình thuỷ hoá của xi măng

- Nhiệt độ hình thành màng phải thấp để đảm bảo luôn tạo màng polyme liên tục trong vữa ở nhiệt độ thi công Màng polyme phải bám dính tốt với đá xi măng

và với cốt liệu

- Độ bền nước tốt, bền kiềm và bền thời tiết

Nhóm phụ gia này bao gồm các loại bột tái phân tán có nguồn gốc dựa trên các polyme như: copolyme vinyl axetat - etylen, terpolyme vinyl clorit - vinyl laurat - etylen, terpolyme của vinyl axetat - vinyl este - etylen, … Khi sử dụng dưới dạng thương phẩm, nhà sản xuất đã bổ sung thêm một số tác nhân có chức năng bảo quản sản phẩm

Viêc lựa chọn phụ gia được căn cứ vào một số yếu tố sau:

- Terpolyme của vinyl axetat - vinyl este - etylen và copolyme vinyl axetat - etylen là một trong những polyme biến tính hiệu quả nhất đối với sản phẩm vữa trộn

sẵn, hầu hết các hãng sản xuất vữa trộn sẵn đều dùng loại phụ gia này;

- Các phụ gia lựa chọn đã được thương mại hóa từ lâu, là các sản phẩm khá phổ

biến trên thị trường Việt Nam;

- Giá cả hợp lý so với các phụ gia có tính năng tương đương khác

1.2.6 Cơ chế tương tác của các loại phụ gia trong hỗn hợp xi măng-polyme

a Phụ gia silicafum [11]

* Phản ứng của silicafum trong hồ xi măng

Các hạt silicafum có dạng hình cầu, bề mặt trơn phẳng, kích thước trung bình của hạt silicafum vào khoảng (0,1 - 0,2) µm, tức là vào khoảng (1:50) đến (1:100) kích thước hạt xi măng hoặc tro bay, diện tích bề mặt riêng hạt silicafum vào khoảng từ (13.000 - 25.000) m2/kg Silicafum có khối lượng thể tích đổ đống rất nhỏ, chỉ vào khoảng (0,15 - 0,2) tấn/m3 Silicafum có hàm lượng ôxit silíc hoạt tính cao vào khoảng (85 – 98) %

Trong quá trình thuỷ hoá xi măng sinh ra một lượng Ca(OH)2 khá lớn (6 - 9 %)

và Ca(OH)2 sẽ kết tinh Đây là hợp chất có độ tan lớn và không có tính kết dính nên

dễ bị rửa trôi để lại các lỗ trống Một mặt quá trình này làm giảm cường độ của mẫu vữa, mặt khác làm tăng khả năng khuếch tán các ion vào trong lòng bê tông làm gia tăng quá trình phá huỷ cấu trúc của chúng Nhiều nghiên cứu đã cho thấy rằng phụ gia khoáng hoạt tính silicafum có thể cải thiện được những nhược điểm của vấn đề trên Vì thành phần chủ yếu của silicafum là hàm lượng SiO2 vô định hình hay còn gọi là SiO2 hoạt tính Khi được nhào trộn với xi măng, SiO2 hoạt tính sẽ phản ứng với Ca(OH)2 theo phản ứng:

Sản phẩm tạo thành là các pha khoáng canxi silicat hiđrat có cấu trúc giống cấu trúc C - S - H làm đặc chắc thêm cho cấu trúc của vữa xi măng, kết quả là cường độ vữa được gia tăng, độ thấm nước giảm

SiO2 + Ca(OH)2 + H2O C - S - H

* Khả năng chống thấm của silicafum trong vữa xi măng-polyme

Các nghiên cứu trong những năm gần đây về vữa biến tính polyme cùng với silicafum đã cho thấy rằng, việc giảm độ xốp và tăng độ đặc chắc của vữa có thể đạt được bởi hiệu ứng puzzolanic của silicafum, sự giảm nước và điền đầy hiệu quả của polyme Dưới tác động kết hợp giữa polyme (ví dụ như: nhũ tương PAE) và SF, cường độ uốn và độ cứng điểm tiếp giáp giữa cốt liệu và xi măng cao hơn, đặc biệt

là hệ số khuếch tán của ion clo trong hỗn hợp giảm

Sự khuếch tán của ion clo trong vữa xi măng thông thường và vữa xi măng biến tính PAE có sử dụng SF theo thời gian được thể hiện trong hình 1.16

Hình 1.16: Ảnh hưởng của SF và tỷ lệ PAE/xi măng đến hệ số khuếch tán ion Cl

-Hình 1.16 cho thấy rõ ràng rằng, các ion clo xâm nhập tăng tuyến tính theo thời gian trong vữa xi măng thông thường nhưng độ dốc tuyến tính giảm trong vữa xi măng biến tính cùng với việc tăng hàm lượng PAE và SF

b Phụ gia siêu dẻo

Trong suốt ba thập kỷ trước, thành phần chính của phụ gia siêu dẻo là những polyme tổng hợp tan trong nước như sulfonat melamin formaldehyt (SMF), sulfonat naphthalen formaldehyt (SNF), và ligno sulfonat (MLS) Những ưu điểm của phụ gia siêu dẻo tổng hợp hòa tan trong nước là làm giảm sự mất độ sụt và giảm lượng nước sử dụng Gần đây, nhiều loại phụ gia siêu dẻo mới trên cơ sở gốc polycarboxylat (PC) đã được nghiên cứu và sử dụng trong thực tiễn Bên cạnh việc duy trì độ sụt, phụ gia siêu dẻo gốc PC thể hiện tính năng tốt hơn so với các loại

polyme gốc sulfonat truyền thống là lượng nước giảm rất cao nên cho đặc tính thi

công tốt hơn và duy trì độ sụt lâu dài hơn

Phụ gia siêu dẻo làm tăng khả năng phân tán của các hạt xi măng Do hiệu quả

của sự phân tán, có sự tăng tính chảy của hỗn hợp xi măng Trước đây, hiệu quả của

sự phân tán chỉ được cho là do tăng lực đẩy tĩnh điện giữa các hạt xi măng Các lực

hấp dẫn tĩnh điện, tồn tại giữa các hạt xi măng và gây ra sự kết tụ, sẽ được trung hòa

bởi sự hấp phụ của các điện tích âm polyme anion như SNF hoặc SMF, do sự có

mặt của các nhóm SO3

trên bề mặt các hạt xi măng Sự phân tán các hạt xi măng

sẽ liên quan đến lực đẩy điện tử tạo ra bởi các nhóm mang điện tích âm (SO3

2-) trên các mạch khác nhau của mạch polyme chính Lực đẩy tĩnh điện của các hạt xi măng

được xác định thông qua đo thế zeta Phụ gia siêu dẻo gốc PC tạo ra sự thay đổi thế

zeta là không đáng kể (0,3 - 5) mV trong dung dịch hồ xi măng, trong khi phụ gia

siêu dẻo gốc sulfonat là (23 - 28) mV Kết quả này khẳng định sự phân tán của các

hạt xi măng, liên quan đến độ chảy lỏng tăng lên là do phụ gia siêu dẻo Cơ chế

phân tán thực hiện bởi phụ gia siêu dẻo gốc PC có thể liên quan nhiều hơn đến hiệu

ứng án ngữ không gian (tạo ra bởi sự có mặt của các mạch nhánh dài trung tính)

hơn là sự có mặt của các nhóm mang điện tích âm (COO

-), những nhóm chịu trách nhiệm đối với sự hấp phụ của polyme lên bề mặt hạt xi măng Mặt khác, các phân

tử polyme trên mạch nhánh trên bề mặt hạt xi măng sẽ cản trở chúng kết tụ thành

những tập hợp lớn hơn (hình 1.17) Phụ gia siêu dẻo không tham gia phản ứng hóa

học với xi măng Bằng chứng là khi phân tích mẫu nhiễu xạ Rơnghen mẫu của xi

măng có phụ gia, không phát hiện ra khoáng mới so với mẫu đối chứng

Hình 1.17: Quá trình hấp phụ và phân tán của phụ gia trong hồ xi măng

Ví dụ như phụ gia siêu dẻo thế hệ mới gốc PC chứa mạch nhánh polyoxyethylen (PEO), cũng như các nhóm sulfonic và carboxylic Dưới đây là cấu trúc hóa học của một loại phụ gia siêu dẻo gốc PC

Mạch chính là một polyme của axit methacrylic, một phần được este hóa với nhánh PEO Axit methallyl sulfonic cũng được đồng trùng hợp vào mạch chính Sự hấp phụ của loại polyme này vào xi măng xảy ra thông qua các nhóm axit cacboxylic Hiệu quả của sự phân tán các hạt xi măng được cho là do mạch nhánh PEO Các kết quả nghiên cứu cũng cho thấy các phụ gia siêu dẻo PC có mạch nhánh PEO dài hơn sẽ cho thời gian ninh kết của hồ xi măng ngắn hơn đáng kể nhưng các phụ gia siêu dẻo PC có độ trùng hợp cao hơn làm giảm không đáng kể thời gian ninh kết của hồ xi măng [10, 13]

c Phụ gia phá bọt

Các loại bột polyme tái phân tán và phụ gia siêu dẻo đều là những chất hoạt động bề mặt Vì vậy, khi sử dụng chúng thì trong quá trình trộn vữa thường xảy ra hiện tượng lôi cuốn khí mạnh, do đó lượng bọt khí trong hỗn hợp vữa rất cao Khi thi công vữa, các bọt khí này có khuynh hướng nổi lên trên bề mặt, vì thế bề mặt vữa sau khi đóng rắn không phẳng, nhẵn Việc xuất hiện các lỗ rỗng xốp trên bề mặt

sẽ làm giảm đáng kể tính chất cơ lý của màng chống thấm, đặc biệt là độ chống thấm nước Để khắc phục hiện tượng trên, người ta đưa thêm phụ gia phá bọt vào hỗn hợp Các loại phụ gia này thực chất là các chất hoạt động bề mặt Phụ gia phá bọt có tác dụng phá huỷ các bọt khí hình thành trong hỗn hợp vữa, do đó làm tăng

độ đặc chắc của cấu trúc và độ phẳng, nhẵn bề mặt vữa sau khi đóng rắn Đặc biệt là

độ chống thấm nước và khả năng tạo cầu vết nứt của vữa được cải thiện rõ rệt