- Trong đá xi măng có một số thành phần hòa tan mà chủ yếu là Ca(OH)2 bị tan vào nước làm cho kết cấu bê tông bị rỗng, do đó cường độ giảm thấp.
- Có một số thành phần trong đá xi măng tác dụng hóa học với một số hóa chất trong nước sinh ra các hợp chất hòa tan hoặc nở thể tích làm cho bê tông bị rạn nứt.
Xâm thực xi măng pooclăng
2. Các dạng xâm thực xi măng
a/ Xâm thực hòa tan: Thành phần Ca(OH)2 do C3S của xi măng thủy phân sẽ hòa tan trong môi trường nước (với nồng độ bão hòa là 1,3 g CaO trong 1 lít nước ở nhiệt độ15°C).
b/ Xâm thực của nước có CO2:
- Với nồng độ CO2 thấp thì rất có lợi, vì CO2 sẽ tác dụng với Ca(OH)2 trong đỏ xi măng tạo thành CaCO3 phủ lên bề mặt công trình theo phản ứng:
CO2 + Ca(OH)2 + H2O → CaCO3 + 2H2O
- Nhưng khi nồng độ CO2 tăng lên quá 15 ÷ 20mg/lít, thì chính bản thân CO2 lại hòa tan CaCO3 theo phản ứng:
CO2 + CaCO3 + H2O → Ca(HCO3)2
Xâm thực xi măng pooclăng
c/ Xâm thực của nước có muối sunfat:
Trong nước biển, nước ngầm, nước ao hồ v.v… thường chứa một số muối sunfat như CaSO4, Na2SO4, MgSO4 v.v… Các muối này phân ly trong nước sinh ra ion và các ion kim loại, khi gặp môi trường có Ca(OH)2 thì sẽ tạo thành sunfat canxi theo phản ứng:
CaSO4 hút nước tạo thành thạch cao CaSO4.2H2O và thể tích nở ra làm nứt nẻ công trình, người ta thường gọi là xâm thực thạch cao.
Mặt khác CaSO4 tác dụng với C3A.6H2O trong đó xi măng tạo thành 3CaO.Al2O3.3CaSO4.31H2O nở thể tích 2,5 lần rất nguy hiểm.
d/ Xâm thực của nước có axit:
Các loại nước ao hồ, nước cống rãnh, nhất là nước thải công nghiệp thường chứa một số axit như HCl, H2SO4, v.v… khi gặp Ca(OH)2 trong đá xi măng sẽ xảy ra phản ứng trung hòa:
2HCl + Ca(OH)2 → CaCl2 + 2H2O H2SO4 + Ca(OH)2 → CaSO4 + 2H2O
Trong các sản phẩm tạo thành thì CaCl2 có độ hòa tan rất lớn, còn CaSO4 có thể hút nước sinh ra thạch cao hoặc tác dụng với C3A.6H2O tạo thành 3CaO.Al2O3.3CaSO4.31H2O, tác hại như trường hợp xâm thực của muối sunfat.
2 2
4 4
SO− + Ca+ → CaSO
Xâm thực xi măng pooclăng
e/ Xâm thực của nước có muối manhê
Ngoài NaCl, CaSO4 thì trong nước biển còn chứa một hàm lượng khá lớn MgSO4 và MgCl2, khi gặp môi trường có Ca(OH)2 sẽ xảy ra các phản ứng sau đây:
MgSO4 + Ca(OH)2 + 2H2O → CaSO4.2H2O + Mg(OH)2 MgCl2 + Ca(OH)2 → CaCl2 + Mg(OH)2.
MgSO4 còn tác dụng với C3A.6H2O trong đá xi măng:
3MgSO4 + 3CaO. Al2O3.6H2O → 3CaSO4 + 2Al(OH)3.3Mg(OH)2
Các sản phẩm tạo thành có CaCl2 hòa tan mạnh: CaSO4.2H2O nở thể tích gây nứt nẻ: Al(OH)3 và Mg(OH)2 là những chất ở dạng vô định hình, không có cường độ và không có khả năng dính kết.
Xâm thực xi măng pooclăng
3. Biện pháp ngăn ngừa xâm thực xi măng pooclăng a/ Chọn loại xi măng thích hợp
b/ Các biện pháp trong khi tiến hành xây dựng công trình.
+ Tăng độ đặc của bê tông
+ Pha phụ gia khoáng vật hoạt tính như bột puzơlan, bột xỉ lò cao dạng hạt vào xi măng trước khi sử dụng
+ Gia cố mặt ngoài công trình + Xử lý môi trường nước
Phụ gia khoáng vật
1. Xỉ lò cao dạng hạt ⇒ xi măng pooclăng-xỉ quặng (30-60% xỉ quặng) - Thành phần của xỉ lò cao: CaO, MgO, Al2O3, SiO2, FeO… và CaS,
MnS, FeS…
2. Puzơlan ⇒ xi măng pooclăng-puzơlan (20-40% puzơlan) Thành phần và phân loại:
- Loại thiên nhiên:
+ Loại có nguồn gốc từ đá trầm tích phong hóa như đất, đá điatômit, trêpen, apôka…Thành phần chủ yếu là SiO2 và SiO2.nH2O vô định hình.
+ Loại có nguồn gốc từ sản phẩm núi lửa, như tro núi lửa, túp núi lửa, trat núi
lửa v.v… Thành phần chủ yếu là SiO2 vô định hình. Ngoài ra còn có một lượng nhất định Al2O3.
- Loại nhân tạo: gồm có đất sét nung non, bã than, tro lò v.v…Thành phần gồm có SiO2 vô định hình và Al2O3.
Xi măng pooclăng đặc biệt
• Xi măng pooclăng rắn nhanh
• Xi măng pooclăng chống sunfat
• Xi măng pooclăng ít tỏa nhiệt, PCLH
• Xi măng pooclăng kỵ nước và xi măng pooclăng dẻo
• Xi măng aluminat
Hướng dẫn sử dụng phụ gia trong xây dựng thủy lợi