bờ tụng DƯL khụng cú dưỡng hộ nhiệt
ThS. Phạm Đức Hiếu
ThS. Nguyễn Tuấn Hiển và nhúm kỹ sư VLXD
Viện Chuyờn ngành Vật Liệu xõy dựng và Bảo vệ cụng trỡnh
Túm tắt: Trong cụng nghệ chế tạo tà vẹt bờ tụng dựứng lực theo thiết kế của hóng Voshlo (Đức) yờu cầu cường độ bờ tụng đạt 49 MPa mới cho phộp cắt thộp dựứng lực (DƯL), thỏo khuụn. Vỡ vậy một số dõy truyền sản xuất cú sử dụng hệ thụng bảo dưỡng nhiệt, cho phộp thỏo khuụn trong 1 ngày. Tuy nhiờn cú thể sử dụng phụ gia rắn nhanh tổng hợp để chế tạo bờ tụng đạt yờu cầu với thời gian tương đương mà khụng cần đến hệ thụng dưỡng hộ nhiệt. Trong phạm vi bài bỏo, tỏc giả
sử dụng phụ gia siờu dẻo rắn nhanh tổng hợp chế tạo bờ tụng xi măng cú cường độ R1ngày đạt 50 MPa. Thực nghiệm tiến hành với việc sử dụng phụ gia siờu dẻo thụng thường, phụ gia siờu dẻo rắn nhanh tổng hợp và mẫu đối chứng. Kết quả thực nghiệm cho thấy khi sử dụng phụ gia rắn nhanh tổng hợp cú thể chế tạo được bờ tụng đạt 55 MPa trong 1 ngày, đồng thời cường độ 28 ngày đạt giỏ trị cao (đến 80 MPa).
Abstract: In manufacturing technology of pre-stressed concrete sleepers according to design of Voshlo (Germany), it is required that only when concrete reaches the strength of 45 MPa, it is allowed to cut prestress bar and remove the mold. Thus, in some manufacturing line, a thermal maintaining systems are used for allowing removing mold within a day. However, some synthesis fast harderning admixture for concrete production while keeping requirement with equal time without needing the thermal manufacturing system. Within this paper, the author presents the application of synthesis supper plastic admixture for production of fast harderning concrete with strength R1day of 50 MPa and introduces the test with reference sample. Experimental results shows that synthetic fast harderning admixture can be used for producing the concrete that can reach 55 Mpa in one day, and high strength after 28 days (up to 80 MPa).
1. Giới thiệu
Trong cụng nghệ bờ tụng đỳc sẵn, đặc biệt đối với sản phẩm cú sử dụng cỏp, thộp dựứng lực, thời gian để bờ tụng đạt cường độ tối thiểu để cú thể ỏp dụng cỏc biện phỏp cụng nghệ là đường găng trong sản xuất. Việc giảm thời gian này càng nhiều thỡ hệ số sản lượng càng lớn, khả năng quay vũng vỏn khuụn càng nhanh. Cú nhiều phương phỏp để nõng cao cường độ ban đầu của bờ tụng. Phương phỏp phổ biến nhất là bảo dưỡng nhiệt hoặc bảo dưỡng trong autoclave (trong điều kiện ỏp suất và nhiệt độ
cao). Phương phỏp này cho phộp bờ tụng đạt cường độ yờu cầu trong thời gian nhanh nhất. Tuy nhiờn chi phớ cho quỏ trỡnh bảo dưỡng nhiệt thường lớn và chỉ phự hợp với cỏc nhà maý bờ tụng đỳc sẵn cụng suất lớn. Ngoài ra một số cấu kiện bờ tụng khụng thể sử dụng phương phỏp này do cú gắn cỏc phụ kiện dạng polyme, nhựa hoặc cỏc chất cú khả năng phõn hủy hoặc giảm tuối thọở nhiệt độ cao (>700C).
Một phương phỏp khỏc là sử dụng cỏc phụ gia rắn nhanh kết hợp với phụ gia siờu dẻo thế hệ 3 (gốc polycarboxylate) làm tăng cường độ bờ tụng ở tuổi sớm ngày, giảm thời gian đạt mỏc yờu cầu của kết cấu. Sự xuất hiện của phụ gia siờu dẻo thế hệ mới cho phộp giảm lượng nước tự do khi trộn đến mức thấp nhất, làm cho bờ tụng phỏp triển cường độ sớm. Kết hợp phụ gia siờu dẻo này với cỏc loại phụ gia rắn nhanh cho phộp chế tạo bờ tụng đạt cường cường độ cao trong thời gian rất ngắn. Thời gian luõn chuyển vỏn khuụn của phương phỏp này cú thể kộo dài hơn so với phương phỏp bảo dưỡng nhiệt. Tuy nhiờn nú cho phộp nhà sản xuất cú thể linh hoạt trong quỏ trỡnh chế tạo sản phẩm, đỏp ứng nhanh khi cần số lượng sản phẩm lớn hoặc kộo dài chu trỡnh sản xuất và giảm chi phớ sản xuất khi cần.
Hiện cú rất nhiều loại húa phẩm được sử dụng làm phụ gia rắn nhanh cho bờ tụng như: Phụ gia rắn nhanh gốc vụ cơ (Canxi clorua, Canxi nitrat, Canxi nitrit, Natri Thiocynate, Canxi Thiocynate...),
phụ gia rắn nhanh nguồn gốc hữu cơ như (Alkanolamines: Triethenolamine, Diethanolamine,
Monoethanolamine), Nitroalcohols, Canxi Formate... Từ cỏc loại phụ gia rắn nhanh này cú thể kết hợp cựng với phụ gia siờu dẻo để chế tạo bờ tụng cú cường độ cao sớm phự hợp với mục đớch sử dụng. Ngoài ra cú thể kết hợp thờm một số loại hợp chất khỏc như : hydroxylalkylamine (N,N,N’-tri (hydroxyethyl)ethylenediamin,N,N,N’-tri(hydroxyethyl)diethylenediamin,N,N,N’-
di(hydroxyethyl)ethylenediamin[1]…,để tăng cường độ dài ngày của bờ tụng,
aminoalcohol, polysilosane, block EO/PO đúng vai trũ khử bọt nhằm giảm lượng bọt khớ trong
bờ tụng. Hiệu quả tăng cường độ cho bờ tụng của cỏc loại phụ gia phụ thuộc nhiều vào hàm lượng phụ
gia sử dụng, loại xi măng sử dụng. Canxi clorua là phụ gia rắn nhanh được biết đến nhiều và được sử
dụng sớm nhất (1885) [2]. Chỳng cú hiệu quả cao đối với cỏc loại xi măng khỏc nhau, giỏ thành rẻ. Cường độ bờ tụng phỏt triển nhanh ở những ngày đầu. Sau 7 ngày cường độ bờ tụng phỏp triển chậm lại. Hiện nay nhiều nước đó khụng sử dụng húa phẩm này làm phụ gia cho bờ tụng, đặc biệt bờ tụng dự ứng lực do chỳng cú thể làm tăng quỏ trỡnh ăn mũn cốt thộp trong bờ tụng và giảm khả năng ăn mũn sulphat của bờ tụng[1]
Trong quỏ trỡnh tỡm kiếm phụ gia rắn nhanh khụng gõy ăn mũn cốt thộp thay thế canxi clorua, năm 1962, Dodson [3.4] đó nghiờn cứu sử dụng canxi formate làm phụ gia rắn nhanh. Năm 1969, Angtadt và Hurley [4] đó sử dụng canxi nitrat làm phụ gia rắn nhanh. Sau đú cú rất nhiều nghiờn cứu về cỏc loại phụ gia rắn nhanh này. Theo nghiờn cứu của Jusnes[5], canxi nitrat cú hiệu quả cao với xi măng cú hàm lượng aluminate cao và nhiệt độ thủy húa của bờ tụng thấp. Khi mụi trường nhiệt độ
thấp (5-200C) chỳng cú hiệu quả thỳc đẩy đụng kết cao. Tuy nhiờn khi nhiệt độ mụi trường cao (>250C) thỡ hiệu quả này khụng thật sự rừ ràng.
Sử dụng Natri thiocynate, alkanolamine làm phụ gia rắn nhanh cú hiệu quả cao ngay cả khi hàm lượng sử dụng nhỏ. Tuy nhiờn hiệu quả của chỳng cũn phụ thuộc nhiều vào thành phần húa học của xi măng. Vớ dụ khi dựng Triethanolamine trong bờ tụng, với hàm lượng < 0.02% chỳng là phụ gia rắn nhanh, khi hàm lượng sử dụng > 0.05% chỳng lại đúng vai trũ kộo dài ninh kết cho bờ tụng. Thụng thường Triethanolamine thường được sử dụng kết hợp với cỏc loại phụ gia rắn nhanh khỏc.
Nhiều nghiờn cứu đó sử dụng kết hợp nhiều loại phụ gia rắn nhanh khỏc nhau để tăng khả năng phỏt triển cường độ ban đầu của bờ tụng. Theo [6] khi sử dụng kết hợp NaSCN và TEA cú thể tăng cường độ lờn đến 1.8 lần (bờ tụng mỏc 30 MPa). Một số nghiờn cứu khỏc lại kết hợp giữa Canxi Nitrat và Hydroxylcarbonate để làm phụ gia tăng cường độ.
Chế tạo bờ tụng mỏc cao (>60 MPa) luụn cần phụ gia siờu dẻo thế hệ 3 gốc Polycarboxylate. Do vậy tỏc giả tiến hành thực nghiệm kết hợp phụ gia siờu dẻo và phụ gia rắn nhanh tổng hợp đểđạt mục
đớch. Tỏc giả tiến hành pha chế, theo dừi và thử nghiệm phụ gia trờn bờ tụng đểđỏnh giỏ khả năng phự hợp của chỳng, sựổn định chất lượng phụ gia trong thời gian 6 thỏng.