Bê tông cường độ cao được chế tạo dựa trên một số điều chỉnh sau[1]: + Giảm tỉ lệ nước trên xi măng (N/X): đối với bê tông cường độ thông thường, tỷ lệ N/X dao động trong khoảng 0.4 đến 0.5 do yêu cầu độ sụt cao của công tác thi công, với lượng nước nhiều nên nước dư sau phản ứng sẽ để lại các lỗ rỗng, làm giảm cường độ của bê tơng. Việc có mặt của các sản phẩm phụ gia cho bê tông, đặc biệt là phụ gia giảm nước cao thế hệ mới, tỷ lệ N/X có thể giảm nhiều mà vẫn đảm bảo độ sụt yêu cầu.
+ Bổ sung một số loại sản phẩm có độ mịn cao, kích cỡ hạt nhỏ hơn hạt xi măng, có khả năng lèn chặt vào các khe rỗng giữa cấu trúc đá xi măng; một số loại có hoạt tính cao, có khả năng tạo phản ứng với các thành phần của bê tông giúp đá bê tơng có thêm một số tính năng cao. Trên thế giới, có 3 loại sản phẩm thường được sử dụng là tro bay, muội silic và metakaolin hoạt tính; đối với khu vực Đông Nam Bộ, tro bay và muội silic là 2 loại sản phẩm có nguồn cung cấp ổn định.
Tro bay (fly ash): là một loại khống hoạt tính Pozolan nhân tạo dùng làm phụ gia cho
chế tạo bê tơng cường độ cao. Tro bay là bụi khí thải dưới dạng hạt mịn thu được từ quá trình đốt cháy nhiên liệu than đá trong các nhà máy nhiệt điện chạy than, là phế thải thoát ra từ buồng đốt qua ống khói nhà máy. Tro bay được tận thu từ ống khói qua hệ thống nồi hơi tinh luyện loại bỏ bớt các thành phần than (cacbon) chưa cháy hết. Thành phần của tro bay thường chưa các ơxít silic, ơxít nhơm, ơxít canxi, ơxít sắt, ơxít manhe và ơxít lưu huỳnh, ngồi ra có thể chứa một lượng than chưa cháy. Cũng giống như các phụ gia khống hoạt tính cho bê tơng khác như muội silic,
25
tro bay là một loại puzzolan nhân tạo với thành phần chính tạo hiệu ứng puzolan là các ôxit silic, ôxit nhôm chứa trong tro bay.
Trên thế giới hiện nay, thường phân loại tro bay theo tiêu chuẩn ASTM C618 [13]. Theo cách phân loại này thì phụ thuộc vào thành phần các hợp chất mà tro bay được phân làm hai loại là loại C và loại F:
- Tro bay là loại F nếu tổng hàm lượng (SiO2 + Al2O3 + Fe2O3) > 70% - Tro bay là loại C nếu tổng hàm lượng (SiO2 + Al2O3 + Fe2O3) < 70%. Tro bay loại F là sản phẩm từ bụi thải của quá trình đốt than đá (than cốc). Tro bay loại C là sản phẩm từ bụi thải của quá trình đốt than bùn non.
Muội silic (silica fume) :Muội silic hay khói silic cịn được gọi là microsilica, là
một dạng cấu trúc vơ định hình của silic điơxít (ôxit silic, hay silica). Muội silic là sản phẩm phụ của cơng nghiệp sản xuất chế phẩm chứa silic, thốt ra dưới dạng khói bay cực mịn. Muội silic được dùng chủ yếu làm nguyên liệu tạo thêm tính chất puzơlan cho bê tông cường độ cao chế tạo từ xi măng Portland.
Muội silic là sản phẩm siêu mịn, đường kính cỡ hạt trung bình khoảng 1,5μm, bằng khoảng 1/100 cỡ hạt của xi măng. Do đó, khi được thêm vào thành phần của hỗn hợp vữa bê tông, muội silic sẽ bao quanh các hạt xi măng, lấp đầy các lỗ rỗng siêu nhỏ mà các hạt xi măng không lọt tới được. Làm cho khối đổ bê tơng được đặc chắc hơn, hình thành một mơi trường đá xi măng có tính liên tục và đồng nhất cao sau khi bê tông ninh kết, và làm tăng khả năng chịu lực của kết cấu bê tông, tạo nên các kết cấu bê tông cường độ cao và siêu cao. [8]