CÁC TÍNH CHẤT KỸ THUẬT

5.2.4 .Phụ gia và các yêucầu kỹ thuật

5.3. CÁC TÍNH CHẤT KỸ THUẬT

5.3.1. Độ lưu động của hỗn hợp vữa

Độ lưu động của hỗn hợp bêtơng đặc trưng cho khả năng dễ hay khó nhào trộn, thi cơng, là tính chất quan trọng đảm bảo năng suất thi công và chất lượng của khối xây. Do vữa phải làm ở trạng thái dàn mỏng nên yêu cầu độ dẻo lớn.

Độ lưu động đảm bảo tính cơng nghệ và chất lượng thi công, vữa phải đạt các yêu cầu sau:

- Dễ dàn thành các lớp mỏng đồng đều;

- Có tính dính bám tốt với khối xây hoặc nền xây khi chưa rắn chắc; - Tính dẻo phải phù hợp để không phát sinh hiện tượng phân tầng.

Độ lưu động của hỗn hợp vữa được đánh giá bằng đường kính của mẫu vữa sau khi được dằn trên bàn dằn theo quy định, mm (TCVN 3121 -2003). Sử dụng

dụng cụ bàn dằn và khâu hình cơn có đường kính đáy lớn 100mm, đáy nhỏ 70mm, chiều cao 60mm. Để xác định, đặt khâu hình cơn vào giữa bàn dằn. Lấy khoảng 1 lít mẫu vữa tươi cho vào khâu thành 2 lớp, mỗi lớp đầm 10 cái sao cho vữa đầy kín và đồng nhất trong khâu. Gạt bằng mặt nhấc khâu lên theo phương thẳng đứng và cho máy dằn 15 lần trong 15 giây. Đo đường kính mẫu vữa bị bẹt ra.

Độ lưu động của vữa phụ thuộc vào các yếu tố chất kết dính (loại và lượng chất kết dính); tỷ lệ nước/chất kết dính; cát (hình dạng hạt, cấp phối...); phụ gia (loại, lượng dùng phụ gia) và điều kiện thi công.

Khi lượng dùng chất kết dính tăng và nước tăng, độ lưu động của hỗn hợp vữa tăng. Nếu lượng dùng chất kết dính tăng nhưng giữ nguyên lượng nước hoặc lượng dùng chất kết dính giảm thì độ lưu động của hỗn hợp vữa giảm.

Đối với cốt liệu cát, khi đường kính hạt cát tăng thì độ rỗng và tỷ diện tích giảm làm lớp hồ bao bọc hạt cát sẽ dày lên dẫn đến độ lưu động của hỗn hợp vữa tăng. Ngược lại, khi đường kính hạt cát giảm thì độ rỗng và tỷ diện tích tăng, làm lớp hồ bao bọc hạt cát sẽ mỏng đi dẫn đến độ lưu động của hỗn hợp vữa giảm.

Nếu sử dụng phụ gia hoạt tính, độ lưu động của hỗn hợp vữa sẽ tăng, còn sử dụng phụ gia trơ làm cho độ lưu động của hỗn hợp vữa sẽ giảm.

Độ lưu động của hỗn hợp vữa chịu ảnh hưởng lớn bởi mức độ nhào trộn. Khi trộn kỹ hoặc bằng máy, độ lưu động tăng. Cịn nhào trộn khơng kỹ, trộn bằng tay, độ lưu động giảm.

Việc lựa chọn độ lưu động của hỗn hợp vữa còn phải căn cứ vào điều kiện của khối xây và phương pháp thi công.

5.3.2. Hiện tượng phân tầng của hỗn hợp vữa

Phân tầng là sự thay đổi tỷ lệ của hỗn hợp vữa theo chiều cao của khối vữa khi vận chuyển hoặc để lâu chưa dùng tới. Độ phân tầng càng lớn thì chất lượng vữa càng kém.

Độ phân tầng được xác định bằng hai phương pháp: phương pháp lắng và phương pháp chấn động.

Phương pháp lắng: vữa trộn đổ đầy vào một cái thùng có đường kính 15cm, cao 30cm,

xác định độ lưu động S1. Sau đó để yên 30 phút rồi lấy đi 2/3 số vữa trong thùng (lấy nhẹ nhàng,

121

không làm xáo trộn khối vữa còn lại), đem trộn phần vữa cịn lại rồi cho vào thùng có đường kính 15cm, cao 15cm để xác định S2.

Độ phân tầng tính theo cơng thức PT= S1- S2. Vữa có tính giữ nước tốt khi PT càng nhỏ.

Phương pháp chấn động: vữa được cho vào một

dụng cụ 3 thớt hình trụ rỗng bằng kim loại, đậy lắp, rồi cho lên bàn rung trong 30giây. Trượt thớt 1 và 2 trên tấm trượt 4 và 5 để phân khối vữa làm 3 phần. Đổ phần 1 và 3 ra hai chảo, trộn lại trong vòng 30 giây rồi xác định S1 và S3.

5.3.3. Tính giữ nước (khả năng giữ độ lưu động) của hỗn hợp vữa hỗn hợp vữa

Hỗn hợp vữa phải có khả năng giữ nước tốt để đảm bảo đủ nước cho chất kết dính thủy hóa, rắn chắc, ít bị mất nước do bay hơi, do nền hoặc tách nước trong quá trình vận chuyển.

Khả năng giữ nước của hỗn hợp (độ giữ nước Kn ) được biểu thị qua phần trăm tỷ lệ giữa độ lưu động của hỗn hợp vữa sau khi chịu hút nước ở áp lực chân không và độ lưu động của hỗn hợp vữa ban đầu.

Khả năng giữ nước của vữa có thể xác định theo hai phương pháp:

- Xác định bằng dụng cụ hút chân khơng (hình 5.3).

Sau khi thử độ lưu động (S1), vữa được đổ vào phễu đã được lót giấy lọc ướt, dùng dao gạt phẳng vữa thừa ngang miệng phễu. Hạ áp lực chân không xuống 50 mmHg để hút chân không trong 60 giây, một phần nước của hỗn hợp vữa bị tách ra. Sau khi hút chân không, lấy vữa ra khỏi phễu, trộn đều lại và xác định độ lưu động (D2).

Độ giữ nước được biểu thị bằng tỷ lệ phần trăm giữa độ lưu động của hỗn hợp vữa sau khi chịu hút ở áp lực chân không và độ lưu động của hỗn hợp vữa ban đầu.

Kn = 2 1 S S .100%, (5.1) trong đó:

S1 - độ lưu động của hỗn hợp vữa ban đầu.

S2 - độ lưu động của hỗn hợp vữa sau khi hút chân không.

- Đánh giá thông qua hiện tượng phân tầng: vữa không phân tầng coi như giữ nước tốt

và ngược lại.

Để tăng khả năng giữ nước của hỗn hợp vữa ta phải sử dụng cát hạt nhỏ, tăng hàm lượng chất kết dính và nhào trộn thật kỹ.

Khả năng giữ nước phụ thuộc vào tỉ lệ phối hợp giữa các thành phần vật liệu, chất lượng vật liệu, phụ gia và hàm lượng vôi. Mỗi tỷ lệ phối hợp giữa các thành phần vật liệu khác nhau thì khả năng giữ nước sẽ khác nhau. Nếu vật liệu có hàm lượng chất bẩn cao, làm giảm khả năng giữ nước của hỗn hợp vữa và ngược lại. Nếu sử dụng phụ gia tăng dẻo làm khả năng giữ nước của hỗn hợp tăng. Khi cho hàm lượng vôi với một tỷ lệ hợp lý thì tăng khả năng giữ nước của hỗn hợp vữa nhưng tăng quá nhiều sẽ giảm cường độ.

Vữa xây và vữa hoàn thiện phải thoả mãn các yêu cầu quy định trong bảng 5.3.

Hình 5.3. Dụng cụ thử khả năng giữ nước

Hình 5.2. Dụng cụ đo độ phân tầng

122

Bảng 5.3. Các chỉ tiêu chất lượng của vữa tươi (TCVN 4314:2003)

Tên chỉ tiêu

Loại vữa

Xây hồn thiện

thơ mịn

1. Kích thước cốt liệu lớn nhất (Dmax), không lớn hơn 5 2,5 1,25 2. Độ lưu động (phương pháp bàn dằn), mm, - Vữa thường - Vữa nhẹ 165 - 195 145 - 175 175 - 205 155 - 185 175 - 205 155 - 185 3. Khả năng giữ độ lưu động, % khơng nhỏ hơn

- Vữa khơng có vơi và đất sét - Vữa có vơi hoặc đất sét

65 75 65 75 65 75 4. Thời gian bắt đầu đông kết, phút, không nhỏ hơn 150 150 150 5. Hàm lượng ion clo trong vữa, %, không lớn hơn 0,1 0,1 0,1

5.3.4. Cường độ và mac vữa

Cường độ là khả năng của vữa chống lại sự phá hoại của tải trọng.

Vữa có khả năng chịu nhiều loại lực khác nhau nhưng khả năng chịu nén là lớn nhất, do

đó cường độ chịu nén là chỉ tiêu quan trọng nhất đế đánh giá chất lượng các loại vữa thông thường.

Cường độ tiêu chuẩn là cường độ nén của vữa khi mẫu chuẩn được chế tạo và dưỡng hộ trong điều kiện tiêu chuẩn.

Mac vữa là đại lượng không thứ nguyên do Nhà nước quy định dựa vào cường độ nén

tiêu chuẩn.

Theo TCVN 4314-2003, có các mac vữa sau: M1,0; M2,5; M5,0; M 7,5; M 10; M 15; M 20; M 30.

trong đó:

- M là ký hiệu quy ước cho mac vữa;

- Các trị số 1,0; 2,5; ...; 30 là giá trị mac vữa tính bằng cường độ chịu nén trung bình của mẫu thử sau 28 ngày, MPa (N/mm2) theo TCVN 3121-6: 2003.

* Để xác định mac vữa tuân theo các bước sau:

+ Chế tạo mẫu: mẫu chế tạo có dạng hình dầm có kích thước 4x4x16 cm. Khi vữa sử

dụng nhiều hơn 50% chất kết dính thủy lực, mẫu được đúc trong khn thép có đáy; ngược lại, mẫu được đúc trong khn thép khơng có đáy. Sau khi đúc xong, mẫu được bảo dưỡng trong điều kiện như ở bảng 5.4.

Bảng 5.4. Thời gian và nhiệt độ bảo dưỡng (TCVN 3121: 2003)

Loại vữa

Nhiệt độ bảo dưỡng 2720C Độ ẩm tương đối, % 95 + 5 70 + 10 trong khuôn trong khn trong mơi trường - Vữa có nhiều hơn 50% chất kết dính thuỷ lực

- Vữa có khơng nhiều hơn 50% chất kết dính thuỷ lực

2 ngày 5 ngày 5 ngày 2 ngày 21 ngày 21 ngày Chú thích:

Nếu sau thời gian trên mẫu vẫn chưa tháo khn được thì tiếp tục giữ mẫu trong khuôn. Thời gian giữ mẫu trong khuôn ≤7 ngày

Sau thời gian dưỡng hộ trong khuôn, nếu vữa dùng để xây trong mơi trường khơ thì vữa được dưỡng hộ trong khơng khí và độ ẩm tự nhiên, cịn đối với vữa xây trong mơi trường ẩm thì vữa được ngâm trong khơng khí. Vữa dùng chất kết dính rắn chắc trong mơi trường khơng khí thì dưỡng hộ trong mơi trường khơng khí và độ ẩm tự nhiên.

123

Sau khi chế tạo mẫu đem xác định cường độ chịu uốn và chịu nén của mẫu.

+ Xác định cường độ chịu uốn: được xác định bằng cách uốn gãy các mẫu vữa. Dùng

máy thuỷ lực 5 tấn, đặt lực tại vị trí giữa dầm và gia tải cho đến khi mẫu bị phá hoại. Cường độ chịu kéo khi uốn của vữa tính theo cơng thức:

2 2 3 bh PI Ru  (5.2) trong đó: P- lực phá hoại mẫu (đặt tại vị trí giữa dầm), daN;

l - chiều dài mẫu, cm;

b - bề rộng tiết diện mẫu, cm; h - chiều cao tiết diện mẫu.

Kết quả lấy bằng trung bình cộng của 3 mẫu thử. Nếu kết quả của 1 mẫu lệch quá 10% so với giá trị trung bình thì loại bỏ và lấy trung bình cộng của 2 mẫu cịn lại.

+ Xác định cường độ chịu nén của mẫu xác định bằng cách nén vỡ các nửa mẫu vữa

sau khi uốn. Sau khi uốn gãy 3 mẫu vữa thì đem 6 nửa mẫu nén, kích thước tấm ép là 4 x 4 cm. Cường độ của vữa được xác định như sau:

Rv28 =

F P

, daN/cm2 (5.3) Kết quả bằng trung bình cộng của 6 mẫu. Nếu 1 kết quả lệch quá 15% so với giá trị trung bình thì loại bỏ và lấy trung bình cộng kết quả của các mẫu cịn lại.

* Các nhân tố ảnh hưởng tới cường độ của vữa

+ Cường độ của vữa sẽ tăng theo thời gian theo công thức:

Rt = Rv28 a t at  1) ( 28 (5.4) trong đó: Rv28- cường độ của vữa ngày thứ 28, daN/cm2;

Rt - cường độ của vữa ngay thứ t, daN/cm2 ; a - hệ số vữa xi măng và vữa hỗn hợp; a=1,5 ;

t - thời gian rắn chắc của vữa, tính bằng ngày < 90 ngày.

Cường độ của vữa phát triển theo thời gian do cường độ của chất kết dính phát triển theo thời gian.

+ Ảnh hưởng của nhiệt độ

Cường độ của vữa được dưỡng hộ ở những điều kiện khác nhau thì tốc độ phát triển cường độ cũng khác nhau. Khi dưỡng hộ trong điều kiện tiêu chuẩn, cường độ phát triển mạnh đặc biệt ở điều kiện ẩm có nhiệt độ cao.

+ Ảnh hưởng của phụ gia

Khi đưa các loại phụ gia như vôi nhuyễn, bùn đất sét sẽ làm tăng khả năng giữ nước và tăng độ dẻo của vữa. Tuy nhiên, cần cho một hàm lượng phụ gia nhất định để đảm bảo cho vữa có cường độ cao nhất. Khi dùng quá tỷ lệ này thì cường độ của vữa sẽ giảm. Nói chung, khi mac vữa càng cao thì tỷ lệ hợp lý của các chất phụ gia so với xi măng càng giảm.

+ Ảnh hưởng của điều kiện sử dụng hay ảnh hưởng bởi tính chất của vật liệu cùng làm việc với vữa hoặc tính chất của nền.

Cường độ của vữa trên nền đặc (không hút nước) thay đổi tuỳ theo mác xi măng, lượng xi măng, tỷ lệ xi măng, nước và chất lượng cát.

Rv = f(RckD,

CKD

N , chất lượng cát) (5.5)

Cường độ của vữa xác định theo công thức của N.A.Popov: ) 4 . 0 ( 25 . 0   N X R Rv x (5.6)

124

Cường độ vữa xi măng – vôi trên nền xốp hút nước (gạch) chỉ phụ thuộc vào lượng dùng xi măng mà không phụ thuộc vào X/N vì lượng nước sau khi bị nền hút còn lại coi như bằng nhau:

Rv K.Rx(X 0.05)+4 (5.7) trong đó:

X - lượng xi măng, T/m3 cát.

K - hệ số phụ thuộc vào loại cát, cát lớn k = 1, cát vừa, k = 0.8; cát nhỏ, k = 0.6. Mac xi măng xác định theo phương pháp cứng.

Cường độ của vữa hỗn hợp phụ thuộc vào lượng vôi (hoặc sét) sử dụng.

5.3.5. Lực dính kết của vữa với nền

Vữa bao giờ cũng làm việc chung với vật liệu xây và nền nên địi hỏi lực dính kết lớn. Nếu vữa bám dính kém sẽ ảnh hưởng đến độ bền của sản phẩm và năng suất thi cơng.

Lực dính kết của vữa phụ thuộc vào hàm lượng, chất lượng của chất kết dính. Khi trộn vữa phải xác định đủ lượng vật liệu thành phần. Chất lượng của vật liệu phải đảm bảo tốt. Vữa phải được trộn đều và kỹ. Ngồi ra, lực dính kết của vữa cịn phụ thuộc vào độ mịn, độ sạch, độ ẩm của vật liệu xây, mặt trát, láng, ốp.

Tính dính kết của vữa thể hiện ở khả năng chống cắt và chống kéo. Cường độ dính kết của vữa có thể xác định theo công thức kinh nghiệm:

Rdkcắt v v R R   14 3 (5.8) Rdkkéo v v R R   14 8 , 1 (5.9) Rv- mac vữa.

Ngồi ra, có thể xác định cường độ dính kết của vữa bằng thiết bị kéo giật (TCVN 3121- 12:2013) bằng cách khoan sâu dưới lớp nền một lỗ khoan có đường kính 50mm. Dùng keo dán đĩa kim loại vào bề mặt của lớp vữa. Dùng tời kéo cho đến kho vữa tác ra khỏi nền. Khi đó, lựa dính kết của vữa tính theo công thức sau:

F P Rdk  (5.10) trong đó: P- lực kéo đứt, daN;

F - tiết diện vữa bị kéo, cm2.

Lực dính kết của vữa với nền phụ thuộc vào lượng dùng xi măng, tỷ lệ nước / xi măng, công tác thi công và đặc điểm của mặt nền xây. Nếu lượng dùng xi măng tăng, tỷ lệ N/X giảm, lực ép khi trát hay xây trên nền lớn, bề mặt nền nhám, sạch thì cường độ dính kết vói nền tăng. Nếu bề mặt nền trơn, bẩn làm cường độ dính kết giảm.

5.3.4. Tính bền của vữa

5.3.4.1. Tính bền trong mơi trường xâm thực cơ lý

Đối với các khối xây đá làm việc trong môi trường nước, nhất là đối với dịng chảy có ngậm bùn, cát thì vữa là bộ phận yếu nhất, dễ bị xói mịn nhất. Do đó để đảm bảo khả năng chống xói mịn của vữa phải tăng cường độ của vữa, tăng khả năng dính bám với khối xây.

5.3.4.2.Tính bền trong mơi trường xâm thực hoá học

Tương tự như bêtơng, ăn mịn chủ yếu là ăn mịn trên đá ximăng. Để tăng tính ăn mịn của vữa trong mơi trường xâm thực hố học phải tăng độ đặc chắc của vữa và chọn loại ximăng tương tự với mơi trường.

125

5.3.4.3.Tính chống thấm

Vữa ở mặt ngồi của cơng trình chịu áp lực cần phải có tính chống thấm thích hợp. Để xác định mac chống thấm của vữa, dùng mẫu có chiều dày 2cm cho chịu áp lực nước ban đầu là 0.5atm, sau đo1 giờ tăng 0.5atm cho đến khi xuất hiện vết thấm.

Mác chống thấm của vữa kí hiệu là B2, B4, B6, B8,

Khả năng chống thấm của vữa phụ thuộc vào độ đặc của vữa và lớp bảo vệ bên ngoài.