- Yêu cầu cao hơn; giám sát chặt chẽ hơn
2.3. Cơ chế phân tầng vμ các biện pháp giảm phân tầng cho HHBT
Sự phân tầng do hiện t−ợng nổi lên của cốt liệu trong BTCLR, đặc biệt đối với BTCLR có độ chảy cao hay có tính năng tự lèn, là yếu tố quan trọng ảnh h−ởng quyết định đến chất l−ợng của sản phẩm. Khả năng phân tầng của BTCLR đ−ợc đánh giá theo hai phép đo: độ tách n−ớc và tách vữa (tách CLR). Do CLR có khả năng hút n−ớc, lại có xu h−ớng nổi lên bề mặt trong thi công BT, nên độ tách n−ớc của BTCLR khá nhỏ.
Giả thiết rằng các hạt rắn trong hỗn hợp BTK có dạng hình cầụ Khi đó chuyển động t−ơng đối của các cấu tử có khối l−ợng thể tích hạt khác nhau trong hỗn hợp tuân theo ph−ơng trình Stocke [52]:
9. .g. 2.r2 v (2.5)
Trong đó: v - vận tốc chuyển dịch của hạt cốt liệu, (m/s); r - bán kính của hạt cốt liệu, (m);
= m - h : chênh lệch khối l−ợng thể tích của pha nền và hạt, (kg/m3); m- khối l−ợng thể tích của hồ hoặc vữa xi măng, (kg/m3);
h - khối l−ợng thể tích hạt cốt liệu, (kg/m3); g - gia tốc trọng tr−ờng, (m/s2);
- độ nhớt động lực của hồ hoặc vữa xi măng (Ns/m2).
Sự chuyển động của các cấu tử trong HHBT có thể ng−ợc chiều nhau tuỳ theo dấu của . Nếu quy −ớc chiều của trọng lực là d−ơng thì các hạt nhẹ (có h nhỏ hơn m) sẽcó vận tốc chuyển dịch mang dấu âm, nghĩa là chúng nổi dần lên trên theo chiều cao của khối đổ.
Nh− vậy, để giảm sự phân tầng của bê tông khi tạo hình, có thể sử dụng các biện pháp nh−: sử dụng cốt liệu nhẹ cỡ nhỏ (giảm r); dùng phụ gia cuốn khí hay tác nhân tạo bọt hoặc tạo khí để giảm m; dùng phụ gia tăng độ nhớt cho hồ xi măng; giảm bớt sự chấn động khi tạo hình, kết hợp áp dụng công nghệ tái đầm chặt.
Để thực hiện điều đó, có thể sử dụng các biện pháp công nghệ riêng biệt hoặc thực hiện đồng thời một số ph−ơng pháp khác nhau, nhằm mang lại hiệu quả lớn hơn cho chất l−ợng sản phẩm cuối cùng.
a) Giảm kích th−ớc cỡ hạt của CLR
Việc sử dụng CLR cỡ hạt nhỏ sẽ giảm đáng kể vận tốc nổi lên của hạt bởi sự phụ thuộc bậc hai của vận tốc v vào bán kính hạt r (theo công thức 2.5). Mặt khác, với cùng nguồn cốt liệu, khi kích th−ớc hạt giảm thì khối l−ợng thể tích hạt sẽ tăng nên giảm, do đó vận tốc dịch chuyển v của CLR sẽ giảm. Hơn nữa, khi kích th−ớc hạt giảm thì c−ờng độ hạt tăng, do đó c−ờng độ của BTCLR đ−ợc cải thiện. Tuy nhiên khi đó khối l−ợng thể tích của bê tông sẽ tăng nếu mật độ CLR trong bê tông không đổị
Trong BTK chịu lực có độ chảy cao hay tự lèn, do l−ợng dùng xi măng lớn, mật độ CLR giảm nên những nh−ợc điểm hình thành do việc sử dụng CLR cỡ nhỏ có thể trở thành thứ yếu so với những −u điểm kỹ thuật đạt đ−ợc.
b) Giảm chênh lệch về khối l−ợng thể tích của pha nền vμ hạt
Để giảm thì việc giảm khối l−ợng thể tích của hồ CKD trong BTK chịu lực có độ chảy cao là điều cần quan tâm bởi tỷ lệ pha nền trong loại sản phẩm này khá lớn. Về nguyên tắc, có thể thực hiện các giải pháp sau để giảm :
- Sử dụng phụ gia khoáng mịn có khối l−ợng riêng thấp thay thế một phần xi măng. Trong nhiều tr−ờng hợp việc sử dụng PGK phù hợp còn mang lại nhiều
−u điểm về tính chất cơ lý và độ bền cho BTK.
- Sử dụng phụ gia cuốn khí hoặc chất tạo bọt để tạo cấu trúc rỗng cần thiết cho pha nền. Theo khuyến cáo của ACI 213R - 87 và ACI 211.2 - 98, hàm l−ợng khí cuốn vào trong BTCLR chịu lực có thể đạt đến 6 8% mà không ảnh h−ởng đáng kể đến c−ờng độ của sản phẩm. Xuất phát từ điều kiện này nên trong thực tế, việc sử dụng phụ gia cuốn khí, hoặc loại phụ gia tổng hợp vừa giảm n−ớc vừa cuốn khí, mang tính khả thi và thuận lợi hơn nhiều so với việc sử dụng phụ gia tạo bọt. Chú ý rằng, bọt khí với hàm l−ợng phù hợp và kích th−ớc nhỏ không
những giảm phân tầng, giảm khối l−ợng thể tích và hệ số truyền nhiệt cho BT mà còn làm tăng độ l−u động và đặc tr−ng nhớt dẻo của hồ xi măng, tăng khả năng chảy và tự lèn cho HHBT.
- Tăng khối l−ợng thể tích hạt của CLR. Những −u và nh−ợc điểm của việc giảm cỡ hạt CLR đã đ−ợc phân tích ở mục a. Có thể làm tăng h của CLR bằng ph−ơng pháp cho nó hút n−ớc tr−ớc khi trộn vữa bê tông. Do quá trình trao đổi n−ớc giữa CLR và nền xi măng nên giải pháp kỹ thuật này còn mang lại hiệu quả kỹ thuật xa hơn trong vấn đề giảm co ngót và bảo d−ỡng, cải thiện vi cấu trúc do đó nâng cao chất l−ợng cho bê tông.