7. Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN
5.3 VAI TRÒ VẬT LÝ VÀ HÓA HỌC CỦA PHỤ GIA KHOÁNG SILICA
5.3.1 Vai trò vật lý và hóa học của SF
Kết quả thí nghiệm đánh giá vai trò của PGK SF trên hệ CKD và bê tông thông qua PG trơ TiO2-SM được trình bày trong Bảng 5.18.
Bảng 5.18 Kết quả thí nghiệm đánh giá vai trò vật lý và hóa học của SF PGK Hệ Loại
PGK
Cường độ nén, MPa Mức tăng cường độ so 100XM, %
Mức tăng cường độ 1%XM, MPa 3
ngày 28
ngày 90
ngày 3
ngày 28
ngày 90 ngày 3
ngày 28 ngày
90 ngày CK
D
100XM 62,3 83,3 87,0
10TiO2-M 66,2 94,6 102,5 6,3 13,6 17,8 18,1 26,2 30,9 10SF 86,4 105,4 108 38,7 26,5 24,1 54,1 40,6 37,9
BT
BT
100XM 69,2 103,5 109,4
5SF 91,4 110,6 112,3 32,1 6,9 2,7 39,0 12,5 8,1 10SF 101,
5 118,8 121,5 46,7 14,8 11,1 63,0 27,5 23,4 15SF 93,5 108,2 114,4 35,1 4,5 4,6 59,0 23,0 23,0
5TiO2-M 70,6 106,4 110,5 2,0 2,8 1,0 7,4 8,2 6,3
10TiO2-
M 78 112,3 117,3 12,7 8,5 7,2 25,2 20,6 19,1
15TiO2-
M 75,4 105,3 110,5 9,0 1,7 1,0 28,2 19,7 18,8 5.3.1.1 Vai trò vật lý và hóa học của SF trên hệ VHSC
Kết quảđánh giá hiệu ứng vật lý và hóa học của SF trên hệ CKD và bê tông được đánh giá thông qua mức độ tăng cường độ so với mẫu 100XM trình bày ở Hình 5.19.
Hình 5.19 Mức độ tăng cường độ PGK SF và TiO2-SM đến cường độ CKD và BT tại N/CKD=0,18
38,7 46,7
26,5 13,8 24,1
11,1 6,3
12,7
13,6
8,5
17,8
7,2 32,4
34,0
13,0
5,3
6,3
3,8 0,0
40,0 80,0 120,0
CKD BT CKD BT CKD BT
Mức độ tăng cường độ so với 100XM, %
Hiệu ứng SF,%
Hiệu ứng TiO2 (%) Hiệu ứng hóa học(%)
R28 R90
R3
Trên hệ CKD: Kết quả thí nghiệm cho thấy việc sử dụng TiO2-SM góp phần cải thiện cường độ CKD so với mẫu 100XM. Ở tuổi 3 ngày về mặt cường độ SF góp phần tăng cường độ 38,7%; TiO2 tăng cường độ 6,3%. Như vậy có thể tính toán được hiệu ứng vật lý FE của SF đóng góp 6,3% (rất thấp); hiệu ứng hóa học của SF đóng góp 32,4%
(rất lớn) điều này khẳng định khả năng hoạt tính cao của PGK SF nên tăng phản ứng puzơlanic ở tuổi sớm ngày. Tuy nhiên ở tuổi 28 ngày, về mặt cường độ: SF góp trò tăng cường độ 26,5%; TiO2-SM siêu mịn tăng cường độ 13,6% so với mẫu 100XM có thể thấy vai trò vật lý (FE) của SF tăng dần, hiệu ứng hóa học của SF (PE) giảm dần so với tuổi 3 ngày. Như vậy, trên khía cạnh đá CKD, rõ ràng vai trò của (FE) lớn hơn (PE) ở tuổi dài ngày.
Trên hệ bê tông: Kết quả thí nghiệm trên hệ bê tông cho thấy quy luật đóng góp cải thiện cường độ của SF tương tự như trên hệ CKD đó là hiệu ứng hóa học lớn hơn rất nhiều so với hiệu ứng vật lý ở tuổi sớm ngày (23,5MPa so với 8,8 MPa) tương ứng (34% và 12,7%) và ở tuổi muộn 28 ngày thì hiệu ứng hóa học giảm dần và ở tuổi dài ngày hiệu ứng vật lý mạnh hơn so với hiệu ứng hóa học (8,8 MPa so với 5,5 MPa) tương ứng (8,5% và 5,3%). Tuy nhiên cường độ BT sử dụng SF cao hơn so đáng kể so với cường độ CKD sử dụng SF điển hình ở tuổi 3 ngày (101,5 MPa so với 86,4 MPa). Điều này chứng tỏ tồn tại hiệu ứng vi cốt liệu của SF góp phần cải thiện liên kết giữa đá CKD với cốt liệu góp phần tăng cường độ của BT. Rõ ràng cường độ bê tông sử dụng SF và TiO2 cao hơn hẳn so với mẫu đối chứng. Điều này phản ánh liên kết tốt hơn giữa đá xi măng và cốt liệu. Có thể đánh giá chi tiết mức độ đóng góp của SF theo hai hiệu ứng vật lý và hóa học dựa trên sự tăng cường độ trên 1% XM. Kết quả vai trò vật lý và hóa học của SF dựa trên mức độ cải thiện cường độ theo 1% xi măng được trình bày trong Hình 5.20
Kết quả thí nghiệm cho thấy trên hệ BT ở tuổi sớm 3 ngày đóng góp của hiệu ứng vật lý (25,2%) thấp hơn so với hiệu ứng hóa học (37,7%). Tuy nhiên ở tuổi 28 ngày và 90 ngày hiệu ứng vật lý lại cao hơn đáng kể so với hiệu ứng hóa học (18,4% so với 8,1%) và (19,1% so với 4,3%)
Như vậy có thể thấy dù đánh giá theo khía cạnh cải thiện tăng cường độ trực tiếp hay
đánh giá dựa trên tăng cường độ của 1% xi măng thì vai trò của SF đều tuân theo quy luật đó là hiệu quả hóa học lớn ở tuổi sớm ngày và hiệu ứng vật lý lớn ở tuổi 28 ngày và dài ngày. Điều này có ý nghĩa khoa học trong việc sử dụng các PGK siêu mịn trong bê tông đó là có thể thay thế PGK hoạt tính siêu mịn bằng PGK trơ có kích thước siêu mịn tương đương trong bê tông và các PGK trơ chỉ góp phần cải thiện cường độ bê tông ở tuổi dài ngày.
Hình 5.20 Vai trò vật lý và hóa học của SF cải thiện cường độ VHSC theo 1% xi măng ở 10%SF tại N/CKD=0,18
5.3.1.2 Vai trò của phụ gia khoáng SF ởcác hàm lượng khác nhau
Kết quả đánh giá vai trò vật lý và hóa học của SF ở các hàm lượng PGK khác nhau được đánh giá dựa trên mức độ tăng cường độ 1%XM được trình bày trong Hình 5.21
Hình 5.21 Vai trò vật lý và hóa học của SF cải thiện cường độ VHSC theo 1%XM ở hàm lượng SF khác nhau tại N/CKD=0,18
Kết quả thí nghiệm cho thấy ở tất cả các hàm lượng SF=5-15% thì ở tuổi sớm 3 ngày hiệu quả vật lý luôn nhỏ hơn so với hiệu ứng hóa học. Ở tuổi dài ngày hiệu quả cải thiện cường độ của SF giảm dần so với tuổi sớm ngày tuy nhiên hiệu ứng vật lý lại
100 100 100 100 100 100
54,1 63,0
40,6 26,5 37,9 23,4
18,1 25,2
26,2 18,4 30,9
19,1
36,0 37,7 14,4
8,1
7,0
4,3
60 100 140 180 220 260
CKD BT CKD BT CKD BT
Mức độ tăng cường độ so 1%XM, %
Thủy hóa XM Hiệu ứng tổng PGK,% Hiệu ứng vật lý (%) Hiệu ứng hóa học(%)
R28 R90
R3
100 100 100 100 100 100 100 100 100
7,4
25,2 28,2
8,2
20,6 19,7
6,3
19,1 18,8 31,6
37,7
30,8
4,3
7,0 3,3
1,7
4,3 4,2
60 100 140 180 220 260
5SF 10SF 15SF 5SF 10SF 15SF 5SF 10SF 15SF
Mức độ tăng cường độ so 1%XM, %
Thủy hóa XM Hiệu ứng tổng PGK,% Hiệu ứng vật lý (%) Hiệu ứng hóa học(%)
R28 R90
R3
lớn hơn so với hiệu ứng hóa học ở tất cả các hàm lượng SF. Khi hàm lượng SF tăng dần thì hiệu quả điền đầy vật lý tăng dần. Điều này có thể giải thích do hàm lượng SF siêu mịn điền đầy vào khoảng trông giữa các hạt XM, khi hàm lượng SF lớn thì mức độ điền đầy tăng lên.