7. Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN
5.3 VAI TRÒ VẬT LÝ VÀ HÓA HỌC CỦA PHỤ GIA KHOÁNG SILICA
5.3.2 Vai trò của phụ gia khoáng tro bay
Kết quả thí nghiệm đánh giá vai trò của PGK FA trên hệ CKD và bê tông thông qua PG trơ TiO2-T được trình bày trong Bảng 5.19
Bảng 5.19 Kết quả thí nghiệm đánh giá vai trò vật lý và hóa học của FA
Hệ Loại
PGK PGK
100XM
CKD 20TiO2
20FA 100XM
10FA 20FA
BT 30FA
10TiO2
20TiO2
30TiO2
5.3.2.1 Vai trò phụ gia khoáng FA trên hệ VHSC
Kết quả thí nghiệm đánh giá hiệu ứng vật lý và hóa học của FA trên hệ CKD và bê tông được đánh giá thông qua mức độ tăng cường độ so với mẫu 100XM được trình bày ở Hình 5.22.
Mức độ tăng cường độ so với
20,0
100XM, %
-20,0
-60,0
-22,0
Hình 5.22 Mức độ cải thiện cường độ của FA trên hệ CKD và BT
Trên hệ CKD: Kết quả thí nghiệm đánh giá vai trò của PGK FA trên hệ CKD thông qua PG trơ TiO2-T được trình bày trong Hình 5.22: Kết quả thí nghiệm cho thấy ở tất cả các 3 ngày, 28 ngày và 90 ngày TiO2-T đều gây ra hiện tượng giảm cường độ khi so sánh với mẫu 100XM tương ứng (-13,2%, -13,1%, -13,4 %) điều này cho thấy về khía cạnh vật lý rõ ràng FA và TiO2-T không đóng góp cải thiện cường độ.
Sự giảm cường độ là do 20%XM bị thay thế bởi lượng dùng PGK tương đương. Kết quả này khẳng định hiệu ứng vật lý chỉ có ý nghĩa đối với hạt kích thước siêu mịn do PGK chỉ cú ý nghĩa vật lý với cỏc hạt cú kớch thước <5àm [104]. Ở tuổi 28 ngày và 90 ngày FA làm tăng cường độ so với mẫu 100XM cụ thể tương ứng 3,1% và 6,4% ở tuổi 28 ngày và 90 ngày. Trong khi đó TiO2-T vẫn làm giảm cường độ so với mẫu đối chứng. Điều này khẳng định vai trò cải thiện cường độ CKD của FA ở tuổi dài ngày do phản ứng puzơlanic của FA với sản phẩm thủy hóa của xi măng.
Trên hệ bê tông: Kết quả thí nghiệm cho thấy sự đóng góp cường độ của FA và TiO2-T cũng tương tự như trên hệ hồ CKD đó là TiO2-T gây ra sự giảm cường độ ở tất cả các tuổi. FA gây ra sự giảm cường độ ở tuổi sớm ngày và tăng cường độ ở tuổi dài ngày tương tự như trên hệ CKD. Cụ thể TiO2- T làm giảm cường độ tương ứng 10,3 %, 12,8% và 15,8% ở 3, 28 và 90 ngày. FA làm giảm cường độ 3,8% ở tuổi 3 ngày nhưng làm tăng cường độ 6,6% và 5,7% ở tuổi 28 và 90 ngày. Cường độ BT cao hơn so với cường độ CKD do cường độ của cốt liệu và vai trò của bộ khung cốt liệu trong việc cải thiện cường độ của bê tông. Tuy nhiên, khi xem xét đóng góp của FA trên 1%XM nhận thấy (FE) vẫn còn tồn tại hiệu ứng cải thiện cường độ cho cả FA và TiO2-T. Điều này có thể giải thích do FA và TiO2-T vẫn tồn tại các hàm lượng hạt có kích thước siêu mịn <
5àm nờn vẫn cú vai trũ điền đầy nhưng rất ớt. cú thể thấy rừ hơn mức độ đúng gúp của hai hiệu ứng trên 1%XM theo Hình 5.23.
Kết quả cho thấy ở tuổi sớm 3 ngày trên 1%XM vai trò vật lý của FA lớn hơn so với vai trò hóa học ở trên cả CKD và BT. Kết quả này phản ánh đúng ở tuổi sớm ngày FA chỉ đóng vai trò điền đầy nên (FE) lớn hơn so với (PE). Ở tuổi muộn ngày khi đã xảy ra phản ứng puzơlanic vai trò đóng góp cường độ của FA theo khía cạnh hóa học tăng lên khi đó hiệu ứng FE giảm mạnh ∆P=(PE-FE) tương ứng trên hệ CKD, BT là
(11,6% và 15,1%) ở 28 ngày và (16,7% và 21,6%) ở 90 ngày. Điều này khẳng định lại đóng góp của FA trên hệ BT đều gây ra sự giảm cường độ ở tuổi sớm ngày và tăng cường độ ở tuổi dài ngày.
Thủy hóa
độ so độtăngcường1%XM,%
Mức
XM
R3
5,4
8,5
14,0 100
CKD
Hình 5.23 Vai trò vật lý và hóa học của FA theo 1% xi măng.
5.3.2.2 Vai trò của FA ở các hàm lượng PGK khác nhau.
Kết quả đánh giá vai trò vật lý và hóa học của FA ở các hàm lượng PGK khác nhau được đánh giá dựa trên mức độ tăng cường độ 1%XM được trình bày trong Hình 5.24
Thủy hóa XM
sođộđộtăngcườngMức
R3
11,7 8,6
100
20FA
tuổi sớm 3 ngày chủ yếu do vai trò vật lý của FA, hàm lượng FA càng lớn thì vai trò điền đầy càng lớn. Ở tuổi muộn 28, 90 ngày tương tự như ở 20FA các hàm lượng 10FA và 30FA đều cho hiệu ứng về mặt hóa học lớn hơn hiệu ứng vật lý. Điều này khẳng định rõ vai trò của FA trong việc cải thiện cường độ bê tông ở tuổi dài ngày.
Dựa trên các kết quả nghiên cứu đánh giá vai trò vật lý và hóa học của SF và FA thông qua phụ gia trơ là bột TiO2 có thể rút ra nhận xét sau:
Đối với VHSC sử dụng PGK silica fume, ở tu ổi sớm ngày SF góp phần cải thiện
cường độ chủ yếu là hiệu ứng về mặt hóa học do SF phản ứng với CH ở tuổi sớm ngày. Ở tuổi muộn SF góp phần cải thiện cường độ của VHSC chủ yếu về mặt vật lý. Các hạt SF đóng vai trò điền đầy vào lỗ rỗng giữa các hạt xi măng tạo nên cấu trúc đặc chắc, giảm kích thước lỗ rỗng và thể tích rỗng trong đá xi măng.
Đối với VHSC sử dụng PGK FA: Ở tuổi sớm ngày FA đóng góp cường độ chủ yếu do vai trò điền đầy, một phần các hạt FA với kích thước siêu mịn cũng góp vai trò cải thiện cấu trúc của đá xi măng. Sự đóng góp cường độ của FA trên hệ VHSC chủ yếu là hiệu ứng về mặt hóa học ở tuổi muộn ≥28 ngày thông qua phản ứng puzơlanic của FA với sản phẩm thủy hóa của xi măng góp phần tăng cường độ BT.
5.4 HIỆU QUẢ TƯƠNG HỖ CỦA PHỤ GIA KHOÁNG SILICA FUME VÀ TRO BAY TRÊN HỆ BÊ TÔNG
Nội dung 5.3 của luận án đã khẳng định vai trò của SF và FA trên hệ VHSC đó là SF đóng vai trò cải thiện cường độ ở tuổi sớm ngày, trong đó FA làm giảm cường độ ở tuổi sớm ngày và tăng cường độ ở tuổi dài ngày. Như vậy khi sử dụng SF và FA kết hợp có thể bù trừ được nhược điểm của FA và góp phần tăng cường độ của VHSC gọi là hiệu ứng tương hỗ của SF và FA. Trên cơ sở cấp phối hợp lý của VHSC, nội dung này của luận án sẽ trình bày kết quả nghiên cứu một số tính chất của HHBT và VHSC khi sử dụng SF và FA, trong đó đánh giá hiệu ứng tương hỗ của PGK trên hệ bê tông. Để nghiên cứu các tính chất của VHSC, luận án tiến hành so sánh các tính chất của HHBT và bê tông có cấp phối hợp lý đã tìm được trong mục 5.1.4 các cấp phối bê tông đối chứng với các tỷ lệ N/CKD=0,18;
CKD/CL=0,437; C/CL=0,473. Lượng dùng PGSD để đánh giá tính công tác HHBT các cấp phối lấy bằng 1%CKD. Lượng dùng PGSD để đánh giá cường độ bê tông được hiệu chỉnh sao cho độ chảy HHBT trong khoảng 650-750 mm. Ký hiệu cấp phối và tỷ lệ thành phần vật liệu được trình bày trong Bảng 5.20
Bảng 5.20 Tỷ lệ thành phần vật liệu đánh giá hiệu quả tương hỗ của SF-FA Ký hiệu CP
100XM 10SF
20FA 10SF20FA
5.4.1 Ảnh hưởng của hiệu ứng tương hỗ đến tính công tác của hỗn hợp bê tông Nội dung này của luận án đánh giá hiệu quả cải thiện tính công tác của HHBT. Hiệu quả của tương hỗ của SF-FA so với đơn PGK SF, FA và mẫu sử dụng 100XM trong việc cải thiện tính công tác được đánh giá thông qua các tính chất như: Độ chảy, thời gian chảy qua đường kính 500 mm và khả năng chống phân tầng. Kết quả được trình bày trong Bảng 5.21
Bảng 5.21 Ảnh hưởng của đơn và tổ hợp PGK đến tính công tác HHBT
STT CP
1 2 3 4
Kết quả thí nghiệm cho thấy, về mặt kỹ thuật rõ ràng sự kết hợp SF+FA góp phần cải thiện tính công tác trong bê tông độ chảy cao. Điều này được thể hiện rất rõ thông qua độ chảy đạt lớn nhất, thời gian chảy ngắn nhất và khả năng chống phân tầng đạt yêu cầu theo TCVN 12209-2018. Như vậy sự kết hợp SF và FA có ý nghĩa rất lớn trong việc cải thiện tính công tác của HHBT tốt hơn.