3.1.1.1. Xi măng
Sử dụng xi măng Vicem Bút Sơn PC40. Kết quả thí nghiệm xi măng được cung cấp từ phiếu xuất xưởng của Nhà máy như trong bảng 3.1.
Bảng 3.1. Các chỉ tiêu tính chất cơ lý của xi măng PC40 Vicem Bút Sơn
TT Chỉ tiêu thí nghiệm Đơn vị Kết quả
Quy định trong TCVN 2682:2009[14]
1 Khối lượng riêng ( g/cm3 ) 3.1 …
2 Độ nghiền mịn - Phần còn lại trên sàng 0.09mm - Bề mặt riêng – Phương pháp Blaine % cm2/g 0.20 3730 ≤ 10 ≥ 2800 3 Độ dẻo tiêu chuẩn % 27.7 … 4
Thời gian đông kết Bắt đầu Kết thúc phút phút 150 230 ≥45 ≤375 5 Độổn định thể tích - Lechatelier mm 1.00 ≤ 10 6 Giới hạn bền nén - Sau 3 ngày ± 45 phút - Sau 28 ngày ± 45 phút N/mm2 N/mm2 32.40 48.0 ≥21 ≥40
Nhận xét: Xi măng đạt tiêu chuẩn Xi măng Pooclăng PC-40 theo TCVN 2682 – 2009[14].
3.1.1.2. Tro bay
Tro bay là một puzolan nhân tạo lấy từ chất lắng đọng trong quá trình cháy của than nghiền. Nó được thu lượm bằng máy tách cơ khí hay máy tách tĩnh điện từ ống khói của nhà máy nhiệt điệnsử dụng than nghiền được làm nhiên liệu. Tro bay là một vật liệu rất mịn, bao gồm chủ yếu là hạt thủy tinh nhỏ hình cầu. Loại vật liệu này đã một thời bị coi là chất thải rất khó xử lý và phân hủy, nhưng bây giờ lại trở thành một vật liệu có giá trị cao khi được sử
dụng kết hợp với bê tông như là một phụ gia. Các đặc trưng và thành phần của nó biến đổi rất rộng không chỉ giữa hai nhà máy nhiệt điện ở Phả Lại mà còn biến đổi từ giờ này sang giờ khác trong cùng một nhà máy.
Tro bay thu lượm được từ máy tách khí xoáy, có kích thước hạt tương đối lớn. Trong khi đó tro bay thu được từ tấm hút tĩnh điện thì khá mịn và có tỷ diện tích bề mặt rất lớn từ: 3000 – 5000 cm2/g. Vì vậy nó thường mịn hơn xi măng. Thành phần chính thường là: ôxít silic (SiO2); ôxít nhôm (Al2O3); ôxít cacbon; ôxít canxi (CaO); ôxít magiê (MgO); ôxít lưu huỳnh. Các đặc trưng
quan trọng nhất của tro bay trong việc sản xuất bê tông là hàm lượng cacbon thấp, hàm lượng ôxít silic cao và ôxít silic và phải ở dạng hạt mịn rời rạc.
Tro bay được coi là puzolan nhân tạo phổ biến nhất. Các hạt tro bay có dạng hình cầu và kích thước tương đương hạt xi măng. Phần lớn SiO2 ở dạng
vô định hình, vì thế có khả năng tác dụng hóa học mạnh với xi măng. Nói chung, kích thước hạt tro bay thay đổi từ 1µm đến 10µm. Tính chất của tro bay tùy thuộc kích cỡ hạt, thành phần hóa lý và đặc tính bề mặt hạt.
Tro bay loại F thường chứa dưới 5% CaO, trong khi loại C chứa từ
15% - 35%. Tro bay loại F chứa hàm lượng cao các ôxít canxi và nhôm. Các khoáng kết tinh của tro bay loại C vẫn có hoạt tính, trong khi đó các khoáng
lượng than chưa cháy. Hiếm khi tro bay loại F không chứa than chưa cháy, mà thường còn từ 2% - 10% (theo lượng mất khi nung).
Tro bay sử dụng trong thành phần bê tông có thể mang lại tác dụng kỹ
thuật như sau:
- Giảm lượng nước trộn hoặc tăng tính dễđổ; - Giảm phân tầng, tiết nước;
- Có khảnăng chống được phản ứng kiềm - silic;
- Giảm độ thấm nước về sau. Tăng tính bền trong môi trường nước, môi
trường nước ăn mòn.
Tro bay sử dụng trong đề tài là tro bay Phả lại. Kết quả thí nghiệm các chỉ tiêu theo phiếu xuất xưởng của nhà máy như trong bảng 3.2.
Bảng 3.2. Tính chất vật lý của tro bay nhiệt điện Phả Lại
STT Chỉ tiêu thí nghiệm Phương pháp thử Đơn vị
Tro bay Phả Lại
1 Khối lượng riêng TCVN 4030: 2003[20] g/cm3 2,20 2 Khối lượng thể tích xốp TCVN 4030: 2003[20] kg/m3 1084 3 Chỉ số hoạt tính tuổi 7 ngày
so với mẫu đối chứng 14 TCN 108:1999[25] % 78,50 4 Chỉ số hoạt tính tuổi 28
ngàyso với mẫu đối chứng 14 TCN 108:1999[25] % 85,00 5 Hàm lượng mất khi nung TCVN 7131:2002[21] % 4,20 6 Hàm lượng SiO2 TCVN 7131:2002[21] % 85,10 7 Hàm lượng Fe2O3 TCVN 7131:2002[21] % 1,75 8 Hàm lượng Al2O3 TCVN 7131:2002[21] % 9,87 9 Hàm lượng CaO TCVN 7131:2002[21] % 1,09
Nhận xét: Phụ gia tro bay đạt tiêu chuẩn của phụ gia khoáng hoạt tính nghiền mịn dùng cho bê tông theo14 TCN 105:1999[24].
3.1.1.3. Muội silic
Muội silic (tiếng Anh là Silica Fume) là phụ phẩm của công nghiệp sản xuất silicon, nó chứa SiO2 chủ yếu ở dạng vô định hình. Muội silic gồm các hạt rất nhỏ có đường kính khoảng 0,1 µm (hạt muội silic có thể nhỏ hơn 100
lần hạt tro bay), hàm lượng Si02 chiếm từ 85 đến 98% theo trọng lượng. Sử dụng muội silic có thểđạt được các tác dụng sau:
- Hiệu ứng puzơlan rất mạnh thông qua phản ứng với vôi tách ra khi xi
măng thủy hoá để tạo thành canxi silicat thủy hoá (C-S-H) bền vững. Hiệu
ứng này mạnh hơn so với các phụ gia khoáng hoạt tính khác do muội silic có
độ mịn cao hơn nhiều.
- Có tác dụng nhét kẽ rất tốt các lỗ rỗng nhỏ tới micrông do các hạt xi
măng để lại và ở chỗ tiếp giáp với xi măng và cốt liệu, do đó tăng độ đặc chắc, tăng cường độ, kể cả cường độban đầu, độ bền mài mòn, độ lâu bền và
tăng khảnăng chống thấm của bê tông.
Đề tài sử dụng muội silic của hãng Castech, các tính chất vật lý của muội silic được trình bày trong bảng 3.3
Bảng 3.3. Tính chất vật lý của muội silic
STT Chỉ tiêu thí nghiệm Phương pháp thử Đơn vị Muội silic
1 Khối lượng riêng TCVN 4030: 2003[20] g/cm3 2,10 2 Khối lượng thể tích xốp TCVN 4030: 2003[20] kg/m3 925 3 Hàm lượng mất khi nung TCVN 7131:2002[21] % 4,20 4 Hàm lượng SiO2 TCVN 7131:2002[21] % 93,45 5 Hàm lượng Fe2O3 TCVN 7131:2002[21] % 0,52 6 Hàm lượng Al2O3 TCVN 7131:2002[21] % 0,92 7 Hàm lượng CaO TCVN 7131:2002[21] % 1,57
Tỷ lệ pha muội silic được khuyến cáo là từ 5 đến 15% của tổng khối
lượng chất kết dính trong bê tông. Khi giữ nguyên tỷ lệ N/X, cho thêm 2 – 5% muội silic sẽ tăng độ dẻo của bê tông, giảm tách nước và phân tầng. Khi
lượng phụ gia trên 8% bê tông trở nên khô, khó trộn, thường phải dùng phối hợp với phụ gia siêu dẻo.