7. Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN
5.3 VAI TRÒ VẬT LÝ VÀ HÓA HỌC CỦA PHỤ GIA KHOÁNG SILICA
5.4.4 Tính chất độ bền lâu của VHSC
VHSC phải đáp ứng được các yêu cầu vềđộ bền khi làm việc trong các môi trường khắc nghiệt, trong đó có môi trường xâm thực, hiện tượng ăn mòn cốt thép và bê tông dẫn đến làm nứt vỡ và phá huỷ kết cấu bê tông và BTCT, làm bê tông bị hư hỏng sớm, không đảm bảo tuổi thọ công trình. Độ bền của VHSC trong nghiên cứu này được đánh giá ở hai chỉ tiêu là khả năng chống thấm ion clo và mức độ ăn mòn cốt thép. Trong đó có so sánh khả năng chống ăn mòn của VHSC so với bê tông chất lượng cao M80 và bê tông thường M30. Cấp phối bê tông thí nghiệm khả năng độ bền của bê tông được trình bày trong Bảng 5.23:
Bảng 5.23 Cấp phối sử dụng nghiên cứu độ bền lâu của VHSC Ký hiệu CP Thành phần CKD Thành phần cấp phối bê tông , Kg/m3
SF,
% FA,
% SD,
% XM SF FA C Đ N SD
100XM 0 0 1,20 723 0 0 782 871 130 8,7
10SF 10 0 1,10 643 71 0 774 862 129 7,9
20FA 0 20 1,05 569 0 142 770 858 128 7,5
-60 -50 -40 -30 -20 -10 0 10 20
10 20 30 5 10 15
Hiệu quả tương hỗ CKD (%) R3 R28 R90
10SF+FA,% 10SF+FA, %
-30 -20 -10 0 10 20 30
10 20 30 5 10 15
Hiệu quả tương hỗ 1%XM(%) R3 R28 R90
10SF+FA,% 10SF+FA, %
10SF20FA 10 20 1,00 492 70 141 761 848 127 7,0 M80 10 20 1,00 472 67 135 730 813 162 6,7
M30 0,40 437 0 0 735 1015 192 1,7
5.4.4.1 Khảnăng chống thấm ion clo
Kết quả thí nghiệm về khả năng chống thấm ion clo của VHSC được trình bày trong Bảng 5.24.
Bảng 5.24 Kết quả nghiên cứu độ bền lâu của VHSC
STT Cấp phối Mức độ thấm clo Đánh giá theo ASTM 1202 Culông Đánh giá
1 100XM 387 Mức 4
2 10SF 350 Mức 4 Mức 1:>4000 Mức 1: Cao
3 20FA 338 Mức 4 Mức 2: 2000-4000 Mức2: Trung bình 4 10SF20FA 316 Mức 4 Mức 3: 1000-2000 Mức 3: Thấp 5 M80 564 Mức 4 Mức 4:100-1000 Mức 4: Rất thấp
6 M30 2128 Mức 2
Kết quả thí nghiệm cho thấy các mẫu VHSC đều có khả năng chống thấm ion clo tốt.
Mẫu sử dụng 100XM; 10SF; 20FA, 10SF20FA đều cho kết quả thấm ion clo ở mức rất thấp. Mẫu sử dụng 10SF20FA có khả năng chống thấm ion clo và ăn mòn thấp nhất, chứng tỏ tồn tại sự tương hỗ của hai PGK này trong việc cải thiện độ bền của VHSC. Khi so sánh khả năng chống thấm ion clo của VHSC so với bê tông CLC M80 và bê tông thường M30, kết quả thí nghiệm cho thấy mẫu VHSC sử dụng 10SF20FA khả năng thấm ion clo tốt hơn nhiều so với bê tông thường M30. Điều này có ý nghĩa thực tiễn lớn trong việc sử dụng bê tông VHSC trong các công trình đặc biệt chống ăn mòn.
5.4.4.2 Khảnăng chống ăn mòn cốt thép
Kết quả thí nghiệm về mức độ ăn mòn cốt thép trong bê tông được xác định bằng phương pháp gia tốc dòng điện ngoài. Thời gian ăn mòn cốt thép trong mẫu càng lâu, bê tông có độ đặc chắc càng lớn, đồng thời khả năng ngăn cản sự xâm nhập của ion clo qua bê tông càng cao. Các kết quả về mức độ ăn mòn cốt thép trong VHSC sử dụng 100XM, 10SF 20FA và 10SF20FA trong đó so sánh với mẫu bê tông cường độ cao M80 và mẫu bê tông thường với M30 được thể hiện ở Bảng 5.25.
Bảng 5.25 Kết quả của quá trình ăn mòn clo đo theo phương pháp gia tốc
Cấp phối Thời gian thử, ngày
7 14 15 100 102 110 125 140 150
100XM + + + + BĐG GV GN GN -
10SF + + + + + BĐG GV GV GN
20FA + + + + + + BĐG GV GN
10SF20FA + + + + + + + BĐG GV
M80 + + + BĐG GV GV GN GN GN
M30 BĐG GV GN - - - -
Ghi chú: + : Mẫu chưa bị gỉ ; BĐG : Bắt đầu gỉ
GV : Cốt thép bị gỉ vàng; GN :Cốt thép bị gỉ nâu
Kết quả thí nghiệm cho thấy, với mẫu BT đối chứng M30 mẫu bắt đầu gỉ trong 6 ngày thí nghiệm, sau 15 ngày thí nghiệm cốt thép bị gỉ nâu và mẫu bê tông bị nứt.
Đối với mẫu VHSC của luận án thời gian bắt đầu xuất hiện gỉ nhẹ cốt thép trong bê tông lớn hơn rất nhiều so với mẫu bê tông M30 cụ thể: Kết quả thí nghiệm cho thấy, Với mẫu sử dụng 100% XM thì thời gian xuất hiện gỉ ở 102 ngày và mẫu bị phá hủy sau 125 ngày. Trong khi đó, cấp phối sử dụng 10SF thì thời gian xuất hiện gỉ tương ứng đến 110 ngày và gây nứt ở 150 ngày. Tương tự với mẫu VHSC sử dụng 20FA thời gian bắt đầu gỉ tương ứng sau 125 ngày và tiếp tục quan sát đến 140 ngày mẫu xuất hiện gỉ nâu và có hiện tượng nứt trên bề mặt mẫu. Với mẫu BT sử dụng 10SF20FA thời gian bắt đầu xuất hiện gỉ muộn hơn, thời gian bắt đầu xuất hiện gỉ sau khoảng 140 ngày và sau khoảng 150 ngày quan sát mẫu vẫn chưa xuất hiện hiện tượng nứt trên bề mặt mẫu. Như vậy có thể thấy khả năng chống thấm và chống sự xâm nhập của ion clo vào trong VHSC là rất tốt đặc biệt là khi sử dụng kết hợp PGK SF và FA. Điều này được giải thích do các hạt PGK SF và FA siêu mịn làm tăng độ đặc chắc cấu trúc của đá xi măng và làm giảm kích thước rỗng. Khi kết hợp SF và FA với hàm lượng hợp lý sẽ tạo thành hệ CKD với dải thành phần hạt hợp lý gồm XM-SF-FA sẽ góp phần tăng cấu trúc đặc chắc của đá CKD. Mặt khác lượng sản phẩm C-S-H sinh ra từ phản ứng puzơlanic giữa PGK và CH là nhiều hơn, làm mịn cấu trúc rỗng và giảm thể tích các lỗ rỗng lớn của đá XM, đặc biệt khi sử dụng PGK SF thì bề rộng vùng chuyển tiếp ITZ giảm, độ đồng nhất và đặc chắc tăng [90].