Trong bài viết này tác giả trình bày và phân tích một số phụ gia được sử dụng phổ biến hiện nay trong chế tạo bêtông cường độ cao.
Thông báo Khoa học Công nghệ* Số 2-2012 81 SỬ DỤNG PHỤ GIA SIÊU DẺO TRONG CHẾ TẠO BÊ TÔNG CƯỜNG ĐỘ CAO KS Trần Thị Huyền Lương Trưởng Phịng Khảo thí ĐBCL, trường Đại học Xây dựng Miền Trung Tóm tắt: Trong báo tác giả trình bày phân tích số phụ gia sử dụng phổ biến chết tạo bêtông cường độ cao Từ khóa: Bêtơng cường độ cao; phụ gia; nhà cao tầng Đặt vấn đề Ở Việt Nam trước năm 2000, đa số kết cấu xây dựng nhà sử dụng loại bê tông với cường độ chịu nén 20-30 MPa (200-300 daN/cm2), số cơng trình cầu có sử dụng bê tơng có cường độ 30-40 MPa Các cấu kiện bê tông bê tông lắp ghép kết cấu hạ tầng đô thị sử dụng bê tơng có cường độ chịu nén không nhỏ 20 MPa Tại nước giới bê tơng cường độ cao (cường độ lớn 50MPa) sử từ lâu xây dựng Theo tài liệu nghiên cứu PSG.TS Phạm Duy Hữu tổng kết kết nghiên cứu nước giới bê tơng cường độ cao sử dụng từ năm 1975 Mỹ cho việc xây dựng nhà cao tầng Năm 1975-1976, ngơi nhà từ 43-76 tầng dùng bê tơng có cường độ chịu nén 62 MPa, từ năm 19761990, nhà Chicago với số tầng 50-70 sử dụng bê tơng có cường độ chịu nén 80 MPa Tương tự nhà cao tầng Pháp, Đức (từ 40 tầng) sử dụng bê tông với cường độ chịu nén từ 7090 MPa Trong xây dựng cầu từ năm 1970 đến nhiều cơng trình nhiều quốc gia áp dụng bê tông cường độ cao Bê tông cường độ cao thường sử dụng cho dầm cầu bê tông dự ứng lực với mục đích tăng khả chịu lực (do sử dụng bêtông cốt thép cường độ cao) giảm tải trọng thân dầm, giảm độ võng bề rộng vết nứt, từ tăng chiều dài kết cấu nhịp Năm 1970, Nhật bê tông phổ biến 60-120 MPa Ở Pháp năm 1989 bê tông cầu (60-80) MPa Các cầu Đức, Hà Lan, Mỹ, Trung Quốc sử dụng bê tông với cường độ nén khoảng từ 60 MPa đến 100 MPa Các loại phụ gia sử dụng phổ biến Với xu hướng phát triển công nghệ xây dựng nay, yêu cầu cần xây dựng công trình nhà nhiều tầng, cơng trình cầu nhịp lớn việc sử dụng bê tơng cường độ cao tất yếu Hiện nay, để chế tạo bê tông mác cao, việc lựa chọn vật liệu đầu vào, chọn cơng nghệ phù hợp, tính tốn thử nghiệm cấp phối chuẩn xác khơng thể khơng sử dụng phụ gia phụ gia hóa học Theo TCVN 325:2004 - Phân loại phụ gia hóa học, có loại phụ gia: - Hóa dẻo giảm nước: ký hiệu A; - Chậm đơng kết: ký hiệu B; - Đóng rắn nhanh: ký hiệu C; - Hóa dẻo - chậm đơng kết: ký hiệu D; - Hóa dẻo - đóng rắn nhanh: ký hiệu E; - Siêu dẻo (giảm nước mức cao): ký hiệu F; Thông báo Khoa học Công nghệ* Số 2-2012 - Siêu dẻo - chậm đông kết: ký hiệu G; Theo thành phần hóa học phụ gia siêu dẻo có loại sau Phụ gia siêu dẻo gốc Lignosulphonate (LS) Đây loại phụ gia siêu dẻo hệ đầu, gốc loại cao phân tử tự nhiên, thành phần chủ yếu gỗ cellulose, hiệu giảm nước thấp, độ giảm nước tối đa 10% Phụ gia siêu dẻo Polyme gốc sulphonate Melamine (MFS) Phụ gia bê tông hệ thứ gốc ure formaldehyde giảm nước tối đa 25% Tính loại phụ gia cho cường độ sớm, thời gian thi công ngắn tỷ lệ N/X thấp điều kiện khí hậu nóng Phụ gia gốc Naphthalenesulphonate (BNS) Đây loại phụ gia hệ thứ 2, thu chưng cất than đá, giảm nước tới 25% Loại phụ gia cải thiện tính linh động bê tơng giảm cường độ bêtông Phụ gia siêu dẻo gốc Polycarboxylate (PC) Đây loại phụ gia bê tông cao cấp hệ 2, sản phẩm từ dầu thô Loại giảm nước tới 30% Loại phụ gia kéo dài thời gian có hiệu, nâng cao khả tương thích với loại xi măng hỗn hợp Phụ gia siêu dẻo gốc Polycarboxylate (PC) Đây phụ gia bê tông hệ thứ ba, gốc cao phân tử tổng hợp Nó giảm nước tới 40% Đặc tính loại phụ gia tạo phân tử có yêu cầu cụ thể Với tỷ lệ N/X thấp, trì tính lưu động bê tơng lâu bê tông đạt cường độ cao 82 Một loại phụ gia sử dụng phổ biến việc chế tạo bê tông cường độ cao phụ gia siêu dẻo giảm nước cao gốc Polycarboxylate (PC) Phụ gia siêu dẻo loại giảm lượng nước bê tơng nhiều, khác với loại phụ gia giảm nước bình thường khơng ảnh hướng tới thời gian đông kết bê tông Bởi tạo loại bê tơng có độ lưu động cao Phụ gia siêu dẻo dùng với mục đích: - Tăng tính linh động bê tông giữ tỷ lệ nước – xi măng (N/X) cố định - Tăng cường độ bê tông cách giảm lượng nước Thế hệ phụ gia siêu dẻo giảm nước 25%, ngày có loại giảm 30% nước có loại giảm 40% nước Lĩnh vực áp dụng điển hình phụ gia siêu dẻo cho bê tông trường hợp sau: - Sản xuất bê tông cường độ cao - Trợ giúp cho việc bơm bê tông xa cao - Cải thiện việc đổ bê tông đầm bê tông vùng cấu kiện bê tơng bố trí dày đặc cốt thép khó tiếp cận Hiện Việt nam có số dự án sử dụng phụ gia để chế tạo bê tông cường độ cao Ví dụ tịa nhà NO9B1 NO9B2 thuộc dự án khu đô thị Dịch Vọng sử dụng bêtơng có cường độ chịu nén 50 MPa, dự án Keangnam (Hà Nội) sử dụng bê tơng có cường độ chịu nén 70 MPa, dự án M&C Tower Thành phố Hồ Chí Minh sử dụng bêtơng với cường độ chịu nén 75 MPa Holcim cung cấp bê tông Sử dụng bê tông cường độ cao mang lại hiệu kinh tế cao với dự án nhà cao tầng Thông báo Khoa học Công nghệ* Số 2-2012 giảm tiết diện cột, tăng diện tích sàn sử dụng giảm khối lượng bê tơng thép, tăng độ bền cho cơng trình Chúng ta biết giảm hàm lượng nước bê tông ảnh hưởng lớn đến chất lượng bê tông Yếu tố ảnh hưởng định đến độ bền lâu bê tông độ đặc khung xương bê tơng Khi độ đặc cao độ rỗng (độ xốp) thấp dẫn đến khả chịu lực nén cao, bê tơng có tuổi thọ cao, chi phí giá thành tu thấp Như vậy, muốn đạt bê tơng có chất lượng cao cần sử dụng phụ gia siêu dẻo giảm nước cao để giảm tỷ lệ N/X Có nhiều nhóm phụ gia siêu dẻo người ta dùng rộng rãi loại phụ gia Polymer hệ thứ có khả giảm nước cao phụ gia siêu dẻo gốc Polycarboxylate (PC) Đây phụ gia bê tông gốc cao phân tử tổng hợp, giảm nước tới 40% Với tỷ lệ N/X thấp, trì tính linh động bê tông lâu bê tông đạt cường độ cao Với sử dụng phụ gia siêu dẻo hệ người ta chế tạo loại bê tơng có cường độ nén lớn 60 MPa (mẫu nén hình trụ) Khi sử dụng phụ gia siêu dẻo để chế tạo bê tông cường độ cao, dùng loại phụ gia sau: - Sika Viscorete HE-10 Sika 300020 chất siêu hoá dẻo công nghệ cao gốc polyme hệ thứ với hiệu thúc đẩy đơng cứng cho bê tơng, có khả giảm nước cao, tạo độ chảy lỏng tốt giữ độ cố kết tối ưu cho hỗn hợp Tuy nhiên loại chủ yếu thích hợp cho sản xuất bê tông nhà máy đúc sẵn 83 - Sika RMC chất siêu hóa dẻo hiệu cao có tác dụng kéo dài thời gian đơng kết để sản xuất bê tơng có độ chảy cao điều kiện khí hậu nóng đồng thời tác nhân giảm nước đáng kể làm tăng cường độ cuối cho bê tông Kết luận Như vậy, để chế tạo bê tông mác cao xây dựng cần sử dụng phụ gia siêu dẻo Nhưng vấn đề sử dụng cho hiệu cần có thử nghiệm dẫn kỹ thuật chi tiết cho trường hợp Công nghệ chế tạo bê tơng cường độ cao có sử dụng phụ gia có ứng dụng tốt hay khơng cịn tùy thuộc vào nhiều vấn đề khác vai trò người thiết kế, nhà quản lý, nhà thầu Trước hết, kỹ sư thiết kế nên mạnh dạn áp dụng loại bê tơng có cường độ cao cho cơng trình nhà cao tầng cơng trình cầu bê tơng dự ứng lực nhịp lớn Các nhà quản lý cần ủng hộ việc dùng bê tông chất lượng cao trình xét duyệt đồ án thiết kế Các nhà thầu cần đầu tư cho công tác sản xuất bê tơng cách thích đáng, xây dựng đội ngũ đốc công am hiểu bê tông để quản lý chất lượng sản xuất Hiện hầu hết nhà thầu sản xuất bê tông trạm trộn trường, đội ngũ kỹ sư quản lý dự án cần có kỹ sư chuyên ngành vật liệu bê tông trường để quản lý công tác thiết kế cấp phối kỹ thuật sản xuất bê tông công trường sản xuất bê tơng cường độ cao có sử dụng phụ gia nói chung phụ gia siêu dẻo nói riêng ... đạt cường độ cao 82 Một loại phụ gia sử dụng phổ biến việc chế tạo bê tông cường độ cao phụ gia siêu dẻo giảm nước cao gốc Polycarboxylate (PC) Phụ gia siêu dẻo loại giảm lượng nước bê tơng nhiều,... để chế tạo bê tông mác cao xây dựng cần sử dụng phụ gia siêu dẻo Nhưng vấn đề sử dụng cho hiệu cần có thử nghiệm dẫn kỹ thuật chi tiết cho trường hợp Công nghệ chế tạo bê tông cường độ cao có sử. .. cường độ nén lớn 60 MPa (mẫu nén hình trụ) Khi sử dụng phụ gia siêu dẻo để chế tạo bê tơng cường độ cao, dùng loại phụ gia sau: - Sika Viscorete HE-10 Sika 300020 chất siêu hố dẻo cơng nghệ cao