Cường độ chịu uốn của các mẫu vữa vi khuẩn và mẫu đối chứng không có vi khuẩn được đo và ghi nhận lại để so sánh. Chúng tôi thực hiện với hai trường hợp vữa vi khuẩn. Đó là sử dụng vi khuẩn tự do, trộn trực tiếp trong quá trình tạo hình mẫu và sử dụng vi khuẩn được cố định trong các viên diatomite.
Quá trình phát triển cường độ được tiến hành đến thời điểm 2 năm nhằm có cái nhìn toàn diện về ảnh hưởng của vi khuẩn lên các mẫu vữa. Các kết quả đo cường độ chịu uốn được trình bày trong bảng 3.1.
Thực hiện: Nguyễn Ngọc Trí Huỳnh
Bảng 3.1 Cường độ chịu uốn của các mẫu vữa Ngày
tuổi
Cường độ chịu uốn (MPa) Mẫu vi khuẩn
tự do
Sai số Mẫu vi khuẩn
cố định Sai số Mẫu đối
chứng Sai số
1 4,826 0,026 4,055 0,440 4,247 0,042
3 5,200 0,056 6,926 0,093 5,000 0,092
7 6,467 0,164 9,001 0,070 5,499 0,127
14 6,983 0,032 10,172 0,073 6,155 0,053
28 7,300 0,137 10,570 0,054 6,541 0,078
60 8,780 0,105 11,742 0,070 7,717 0,159
90 8,989 0,073 12,316 0,088 8,092 0,080
365 11,070 0,115 - - 9,357 0,086
730 11,134 0,091 - - 9,399 0,102
Biểu đồ hình 3.20 thể hiện xu hướng phát triển cường độ của các mẫu vữa theo thời gian. Từ kết quả này, ta thấy các mẫu vữa vi khuẩn cho cường độ chịu uốn cao hơn so với mẫu đối chứng không có vi khuẩn, đặc biệt là các mẫu vi khuẩn cố định.
Với đặc tính vi khuẩn được bảo vệ trong viên diatomite, sau thời gian dài, lượng vi khuẩn còn sống và còn khả năng tạo calcite cao hơn so với vi khuẩn tự do trong môi trường vữa xi-măng không được bảo vệ.
Hình 3.20 Sự phát triển cường độ chịu uốn của các mẫu vữa theo thời gian
Thực hiện: Nguyễn Ngọc Trí Huỳnh
Với các kết quả phân tích thành phần khoáng và vi cấu trúc ở phần trên, ta thấy rằng bên trong mẫu vữa vi khuẩn có sự hình thành các tinh thể khoáng calcite dạng hình que. Chính các tinh thể này có thể đóng vai trò như một loại cốt liệu làm tăng khả năng chịu uốn cho mẫu vữa.
Ngoài ra cũng phải kể đến các tinh thể khoáng calcite trong các lỗ xốp của pha nền xi-măng thủy hóa. Các tinh thể này do phần vi khuẩn không nằm trong viên diatomite tạo thành. Việc các lỗ xốp được lấp bởi các tinh thể calcite cũng góp phần làm tăng độ bền cơ của mẫu vữa.
3.4.2. Cường độ chịu nén
Các mẫu vữa vi khuẩn và mẫu đối chứng không có vi khuẩn cũng được tiến hành đo cường độ chịu nén ở các mốc thời gian khác nhau và ghi nhận lại kết quả để so sánh. Nhằm có cái nhìn rõ ràng hơn về ảnh hưởng của vi khuẩn lên các mẫu vữa, cường độ chịu nén được đo ở mốc thời gian kéo dài lên đến 2 năm. Bảng 3.2 trình bày kết quả đo cường độ chịu nén của các mẫu vữa.
Bảng 3.2 Cường độ chịu nén của các mẫu vữa Ngày
tuổi
Cường độ chịu nén (MPa) Mẫu vi khuẩn
tự do
Sai số Mẫu vi khuẩn
cố định Sai số Mẫu đối
chứng Sai số
1 30,426 0,187 29,995 0,007 27,374 0,182
3 38,250 0,070 34,801 0,063 33,900 0,038
7 49,198 0,075 38,885 0,093 38,519 0,053
14 50,877 0,066 42,199 0,097 41,577 0,136
28 52,050 0,054 49,764 0,082 48,508 0,070
60 56,287 0,086 53,081 0,028 52,200 0,151
90 57,412 0,112 57,015 0,157 55,066 0,066
365 60,373 0,121 - - 56,180 0,209
730 61,075 0,037 - - 56,915 0,092
Thực hiện: Nguyễn Ngọc Trí Huỳnh
Hình 3.21 Sự phát triển cường độ chịu nén của các mẫu vữa theo thời gian Trên biểu đồ hình 3.21, ta có thể nhận thấy cường độ chịu nén của mẫu vữa chứa vi khuẩn cao hơn so với mẫu chuẩn đối chứng. Sự chênh lệch cường độ giữa hai nhóm mẫu không thật sự lớn. Nguyên nhân là do trong thời gian ban đầu, các viên diatomite mềm, tạo thành những yếu điểm trong cấu trúc mẫu vữa. Tuy nhiên, bù lại với hiện tượng này, phần vi khuẩn trong mẫu vữa tạo calcite trong các vị trí lỗ xốp của xi-măng thủy hóa, làm tăng cường độ bền nén lên. Đồng thời, theo thời gian, bên trong các viên diatomite, một phần vi khuẩn cũng hoạt động và tạo ra calcite làm vững chắc cấu trúc khung của các viên này, làm chúng đóng vai trò cốt liệu bền vững.
Khi so sánh cường độ chịu nén của mẫu vữa vi khuẩn được cố định trong diatomite và mẫu vữa vi khuẩn không cố định, có thể thấy khi vi khuẩn hoạt động tự do ngay từ đầu, các tinh thể calcite hình thành sớm trong cấu trúc xi-măng thủy hóa, cường độ chịu nén tăng nhanh và cao hơn rõ rệt so với khi vi khuẩn bị bị cố định lại (thể hiện ở độ dốc đồ thị giai đoạn đầu lớn).
Tuy nhiên, theo thời gian ngày càng dài, hiệu quả tạo calcite của vi khuẩn tự do mất dần đi, do vi khuẩn phải chống chịu môi trường khắc nghiệt của xi-măng thủy hóa. Ngược lại, với mẫu vi khuẩn cố định trong diatomite, với sự bảo vệ của diatomite, vi khuẩn vẫn đảm bảo sự tồn tại, và dần dần tạo khoáng. Có thể thấy độ dốc trên đồ thị hình 3.21 ở giai đoạn sau có sự khác biệt rõ về độ dốc.
Thực hiện: Nguyễn Ngọc Trí Huỳnh