|
BỘ
XÂY DỰNG
-------
|
CỘNG
HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập - Tự do - Hạnh phúc
---------------
|
|
Số:
1536/QĐ-BXD
|
Hà
Nội, ngày 26 tháng 11
năm 2018
|
QUYẾT ĐỊNH
BAN HÀNH CHỈ DẪN KỸ THUẬT “HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG SILICA FUME TRONG BÊ TÔNG”
BỘ TRƯỞNG BỘ XÂY DỰNG
Căn cứ Nghị định số 81/2017/NĐ-CP
ngày 17/7/2017 của Chính phủ quy định chức năng, nhiệm vụ, quyền hạn và cơ cấu
tổ chức của Bộ Xây dựng;
Xét đề nghị của Hội Bê tông Việt
Nam tại công văn số 37/BTVN ngày 11/7/2018 về việc ban hành Chỉ dẫn kỹ thuật
“Hướng dẫn sử dụng silica fume trong bê tông”;
Theo đề nghị của Vụ trưởng Vụ Khoa
học Công nghệ và Môi trường,
QUYẾT ĐỊNH:
Điều 1. Ban hành kèm theo Quyết định này Chỉ dẫn kỹ thuật
“Hướng dẫn sử dụng silica fume trong bê tông”.
Điều 2. Quyết định này có hiệu lực kể từ ngày ký.
Điều 3. Chánh Văn phòng Bộ, Vụ trưởng Vụ Khoa học công
nghệ và Môi trường, Chủ tịch Hội Bê tông Việt Nam và các tổ chức, cá nhân có
liên quan chịu trách nhiệm thi hành Quyết định này./.
|
Nơi nhận:
- Như Điều 3;
- Lưu: VT, Vụ KHCN&MT.
|
KT.
BỘ TRƯỞNG
THỨ TRƯỞNG
Lê Quang Hùng
|
CHỈ DẪN KỸ THUẬT
HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG SILICA FUME TRONG BÊ TÔNG
Lời nói đầu
Chỉ dẫn kỹ thuật
"Hướng dẫn sử dụng silica fume trong bê tông" do Hội Công nghiệp Bê tông Việt Nam biên soạn, Vụ Khoa học Công nghệ và
Môi trường đề nghị, Bộ Xây dựng ban hành.
HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG SILICA FUME TRONG BÊ TÔNG
Guide for the use of silica fume in concrete
1 Phạm vi áp dụng
Chỉ dẫn kỹ thuật
này hướng dẫn sử dụng silica fume trong bê tông cho các kết cấu bê tông và bê
tông cốt thép được chế tạo từ bê tông nặng đặc chắc. Các loại bê tông ưu tiên sử
dụng silica fume bao gồm: bê tông cường độ cao, bê tông trong môi trường xâm thực
sulfat và bê tông trong môi trường biển.
2 Tài liệu viện dẫn
Các tài liệu viện
dẫn sau cần thiết cho việc áp dụng tiêu chuẩn này. Đối với các tài liệu viện dẫn
ghi năm công bố thì áp dụng phiên bản được nêu. Đối với các tài liệu viện dẫn
không ghi năm công bố thì áp dụng phiên bản mới nhất, bao gồm cả các sửa đổi, bổ
sung (nếu có).
TCVN 2682:2009, Xi
măng poóc lăng - Yêu cầu kỹ thuật
TCVN 4453:1995, Kết
cấu bê tông và bê tông cốt thép toàn khối - Quy phạm thi công và nghiệm thu
TCVN 6260:2009, Xi
măng poóc lăng hỗn hợp - Yêu cầu kỹ thuật
TCVN 7570:2006, Cốt
liệu cho bê tông và vữa - Yêu cầu kỹ thuật
TCVN 7713:2007, Xi
măng - Xác định sự thay đổi chiều dài thanh vữa trong dung dịch sulfat
TCVN 8826:2011, Phụ
gia hóa học cho bê tông
TCVN 8827:2011, Phụ
gia khoáng hoạt tính cao dùng cho bê tông và vữa - Silica fume và tro trấu nghiền
mịn
TCVN 8828:2011, Bê
tông - Yêu cầu bảo dưỡng ẩm tự nhiên
TCVN 9035:2011, Hướng
dẫn lựa chọn và sử dụng xi măng trong xây dựng
TCVN 9337:2012, Bê
tông nặng - Xác định độ thấm ion clo bằng phương pháp đo điện lượng
TCVN 9346:2012, Kết
cấu bê tông và bê tông cốt thép - Yêu cầu bảo vệ chống ăn mòn trong môi trường
biển
TCVN 10302:2014, Phụ
gia hoạt tính tro bay dùng cho bê tông, vữa xây và xi măng
TCVN 10303:2014, Bê
tông - Kiểm tra và đánh giá cường độ chịu nén
TCVN 11586:2016, Xỉ
hạt lò cao nghiền mịn cho bê tông và vữa xây dựng
Chỉ dẫn kỹ thuật
chọn thành phần bê tông các loại. Ban hành kèm theo Quyết định số
778/1998/QĐ-BXD ngày 05/09/1998 của Bộ trưởng Bộ Xây dựng.
ASTM C1240-12
Standard Specification for Silica Fume Used in Cementitious Mixtures
ASTM C94-14
Standard Specification for Ready-Mixed Concrete
3 Đặc tính kỹ thuật của silica fume
3.1 Silica fume là vật liệu siêu mịn, chứa SiO2 vô định hình,
thu được trong quá trình sản xuất silic và hợp kim silic bằng hồ quang. Tỷ lệ
SiO2 trong silica fume phụ thuộc vào loại hợp kim sản xuất. Silica
fume thu được khi sản xuất hợp kim 50% ferrosilicon chứa khoảng từ 74% đến 84%
SiO2, thu được khi sản xuất hợp kim 75% ferrosilicon chứa khoảng từ
84% đến 91% SiO2, còn thu được khi sản xuất silic chứa khoảng từ 87%
đến 98% SiO2.
3.2 Silica fume là phụ gia khoáng hoạt tính cao. Trong bê tông, silica fume
có thể phân bố ở khoảng trống giữa các hạt xi măng và tham gia phản ứng với các
sản phẩm thủy hóa xi măng hình thành các khoáng mới. Nhờ đó có thể cải thiện được
cấu trúc, độ chống thấm, cường độ, độ bền lâu và khả năng bảo vệ cốt thép của
bê tông trong các môi trường xâm thực.
3.3 Để nâng cao hiệu quả kinh tế - kỹ thuật, giảm giá thành, có thể sử dụng
phối hợp silica fume với các loại phụ gia khoáng khác. Khi đó, phương án sử dụng
cụ thể cần được xác định trên cơ sở kết quả thí nghiệm với vật liệu thực tế. Phụ
gia khoáng cần phải đáp ứng yêu cầu kỹ thuật quy định trong tiêu chuẩn tương ứng
(ví dụ như tro bay cần đáp ứng TCVN 10302:2014, xỉ hạt lò cao nghiền mịn cần
đáp ứng TCVN 11586:2016, ...)
3.4 Do có diện tích bề mặt lớn, sử dụng silica fume trong bê tông làm tăng
lượng nước cần trộn để đạt cùng tính công tác. Do đó, để đảm bảo hiệu quả sử dụng,
cần phải sử dụng silica fume kết hợp với phụ gia giảm nước. Lượng dùng phụ gia
giảm nước cần được xác định thực tế theo bản chất của phụ gia và lượng dùng
silica fume trong bê tông. Phụ gia giảm nước cần đáp ứng yêu cầu quy định trong
tiêu chuẩn TCVN 8826:2011.
3.5 Silica fume được cung cấp dưới các dạng:
3.5.1 Dạng
bột rời. Silica fume dạng bột rời được thu trực tiếp từ sản xuất silic và hợp
kim silic bằng hồ quang mà không qua chế biến. Silica fume dạng bột rời có độ mịn
cao và khối lượng thể tích xốp thấp (từ 130 kg/m3 đến 430 kg/m3).
Khi sử dụng silica fume dạng bột rời cần chú ý tránh hiện tượng tắc ống vận
chuyển bằng khí nén, kết khối trong silô chứa hay hạn chế việc phát tán bụi,...
3.5.2 Dạng bột
nén. Silica fume dạng bột rời có thể được xử lý qua quá trình kết khối thành
các tổ hợp gồm các hạt silica fume liên kết yếu với nhau. Khi đó, hỗn hợp có khối
lượng thể tích xốp lớn hơn (từ 480 kg/m3 đến 640 kg/m3),
dễ vận chuyển và xử lý. Các tổ hợp hạt silica fume sẽ bị phá vỡ và phân tán đều
trong quá trình trộn bê tông. Silica fume dạng bột nén có thể được bổ sung hoặc
không bổ sung phụ gia hóa học dạng bột (giảm nước, giảm nước mức cao, kéo dài
thời gian đông kết, ...).
3.5.3 Dạng hồ. Hồ
nước silica fume có khối lượng thể tích khoảng từ 1320 kg/m3 đến
1440 kg/m3 chứa khoảng từ 42% đến 60% silica fume khô theo khối lượng.
Hồ nước 50% silica fume chứa khoảng 700 kg/m3 silica fume khô theo
khối lượng. Hồ nước silica fume có thể có thêm hoặc không thêm các loại phụ gia
hóa học khác.
3.6 Yêu cầu kỹ thuật
3.6.1
Silica fume dạng bột rời phải đáp ứng yêu cầu kỹ thuật quy định trong Bảng 1.
3.6.2
Silica fume dạng bột nén và dạng hồ phải được chế tạo từ silica fume dạng bột rời
có các tính chất thỏa mãn yêu cầu kỹ thuật trong Bảng 1.
Bảng 1. Yêu cầu kỹ thuật đối với silica fume dạng
bột rời
|
TT
|
Chỉ tiêu
|
Mức yêu cầu theo tiêu chuẩn
|
|
TCVN 8827:2011
|
ASTM C1240-12
|
|
1
|
Hàm lượng SiO2,
%, không nhỏ hơn
|
85
|
85
|
|
2
|
Độ ẩm, %, không
lớn hơn
|
3,0
|
3,0
|
|
3
|
Hàm lượng mất
khi nung, % không lớn hơn
|
6,0
|
6,0
|
|
4
|
Lượng sót sàng
45μm, % khối lượng, không lớn hơn
|
|
|
|
- lớn nhất
|
10,0
|
10,0
|
|
- sai khác so với
giá trị trung bình
|
5,0
|
5,0
|
|
5
|
Chỉ số hoạt
tính đối với xi măng so với mẫu đối chứng ở 7 ngày tuổi, %, không nhỏ hơn
|
85 *)
|
105 **)
|
|
6
|
Bề mặt riêng, m2/g,
không nhỏ hơn
|
12
|
15
|
|
Ghi chú: *)
Khi xác định chỉ số hoạt tính, lựa chọn lượng nước để đạt độ xòe 110±5%
**) Khi xác định chỉ số hoạt tính, sử dụng 242 ml nước và phụ gia siêu dẻo
(nếu cần) để đạt được độ xòe từ 100% đến 115%.
|
4 Các loại bê tông ưu tiên sử dụng silica fume
4.1 Bê tông cường độ cao
4.1.1
Silica fume thích hợp để chế tạo bê tông cường độ cao có cường độ chịu nén ở tuổi
28 ngày trên 60 MPa. Bê tông sử dụng silica fume ở tuổi sớm có thể đạt cường độ
từ 20 MPa đến 30 MPa ở tuổi 1 ngày đến 3 ngày.
4.1.2 Sử dụng
silica fume trong bê tông cường độ cao giúp cải thiện cấu trúc đá xi măng.
Silica fume có thể phản ứng với Ca(OH)2 hình thành các calcium-silicat hydrat
(CSH). Khi sử dụng silica fume để thay thế một phần xi măng có thể giảm được lượng
nhiệt phát sinh khi thủy hóa xi măng, hạn chế các ứng suất nhiệt và sự phát
sinh các khuyết tật do ứng suất nhiệt trong bê tông.
4.1.3 Để
nâng cao cường độ bê tông cần phải cải thiện chất lượng đá xi măng, tăng tỷ lệ
xi măng trên nước (chất kết dính trên nước). Khi đó, một mặt cần tăng lượng
dùng xi măng tới mức lớn nhất có thể, cải thiện chất lượng đá xi măng bằng cách
sử dụng silica fume và mặt khác, cần giảm lượng nước trộn bằng cách sử dụng phụ
gia giảm nước.
4.1.4 Sử dụng
silica fume làm tăng lượng nước trộn để đạt cùng tính công tác (nhất là với hàm
lượng cao). Khi đó, phải sử dụng hoặc điều chỉnh lượng dùng phụ gia giảm nước để
đạt được tính công tác cần thiết mà không phải tăng lượng dùng nước. Do đó, sử
dụng silica fume cho bê tông cường độ cao nhất thiết phải đi kèm với phụ gia giảm
nước (ưu tiên sử dụng các loại phụ gia giảm nước mức cao).
4.2 Bê tông trong môi trường xâm thực sulfat
4.2.1 Sử dụng
silica fume nói riêng và các loại phụ gia khoáng khác nói chung là giải pháp có
hiệu quả để cải thiện độ bền của bê tông trong môi trường xâm thực sulfat. Cơ
chế cải thiện độ bền trong môi trường xâm thực sulfat của silica fume bao gồm
việc cải thiện cấu trúc, hạn chế khả năng các tác nhân xâm thực thẩm thấu vào
bê tông và việc giảm thiểu hàm lượng Ca(OH)2 nhờ phản ứng puzơlanic.
4.2.2
Silica fume có thể được sử dụng cho bê tông trong tất cả các môi trường xâm thực
sulfat thay thế cho sử dụng xi măng bền sulfat nếu đáp ứng được các điều kiện kỹ
thuật trình bày trong 4.2.3.
CHÚ THÍCH: Sử dụng
silica fume với xi măng thông thường cho bê tông trong môi trường xâm thực
sulfat thay thế xi măng bền sulfat là giải pháp hiệu quả để chế tạo bê tông cường
độ cao, bền vững trong môi trường sulfat.
4.2.3 Sử dụng
silica fume cho bê tông trong môi trường xâm thực sulfat cần đảm bảo các điều
kiện sau:
- bê tông sử dụng
silica fume thỏa mãn yêu cầu về tỷ lệ nước trên chất kết dính và cường độ chịu
nén;
- kết quả thí
nghiệm thực tế tính chất của hỗn hợp chất kết dính bao gồm xi măng, silica fume
và các phụ gia khoáng khác (nếu có) thỏa mãn yêu cầu đối với từng môi trường xâm
thực sulfat với mức độ xâm thực cụ thể.
4.2.4 Mức độ
xâm thực của môi trường xâm thực sulfat tùy theo nồng độ SO42-
hòa tan trong đất hàm lượng SO42- trong nước, được phân
loại thành các mức thấp, vừa, khắc nghiệt và rất khắc nghiệt và được trình bày
tại Bảng 2 (theo TCVN 9035:2011).
Bảng 2. Phân loại môi trường xâm thực sulfat
(TCVN 9035:2011)
|
TT
|
Phân loại môi
trường xâm thực sulfat
|
Nồng độ SO42-
hòa tan trong đất, %
|
Nồng độ SO42-
trong nước, ppm (10-4%)
|
|
1
|
Thấp
|
0,00 - 0,10
|
0 - 150
|
|
2
|
Vừa
|
0,10 - 0,20
|
150 - 1.500
|
|
3
|
Khắc nghiệt
|
0,20 - 2,00
|
1.500 - 10.000
|
|
4
|
Rất khắc nghiệt
|
> 2,00
|
> 10.000
|
|
Ghi chú: Hàm lượng
SO42- trong
đất và trong nước được tính qua hàm lượng SO32- theo công thức: % SO42-
= 1,2 x % SO32-
.
|
4.2.5 Tùy
theo mức độ khắc nghiệt của môi trường xâm thực sulfat, bê tông có silica fume
cần đáp ứng các yêu cầu trong Bảng 3.
Bảng 3. Yêu cầu đối với bê tông có silica fume
trong môi trường sulfat
|
TT
|
Môi trường xâm thực sulfat
|
N/CKD, không lớn hơn
|
Cấp bê tông, không thấp hơn
|
|
1
|
Thấp
|
không quy định
|
không quy định
|
|
2
|
Vừa
|
0,50
|
B35
|
|
3
|
Khắc nghiệt
|
0,45
|
B45
|
|
4
|
Rất khắc nghiệt
|
0,45
|
B45
|
4.2.6 Hỗn hợp
chất kết dính gồm xi măng, silica fume và các loại phụ gia khoáng khác nếu có
(chủng loại vật liệu và tỷ lệ thành phần) sử dụng cho bê tông trong môi trường
xâm thực sulfat với các mức độ xâm thực khác nhau phải có giá trị độ nở thanh vữa
đáp ứng các yêu cầu tương ứng trong Bảng 4.
Bảng 4. Yêu cầu đối với chất kết dính cho bê
tông trong môi trường xâm thực sulfat
|
TT
|
Môi trường xâm thực sulfat
|
Độ nở thanh vữa a), % ở thời điểm, không lớn
hơn
|
|
6 tháng
|
12 tháng
|
18 tháng
|
|
1
|
Thấp
|
-
|
-
|
-
|
|
2
|
Vừa
|
0,10
|
-
|
-
|
|
3
|
Khắc nghiệt
|
0,05
|
0,10 b)
|
-
|
|
4
|
Rất khắc nghiệt
|
-
|
-
|
0,10
|
|
Ghi chú: a)
Độ nở thanh vữa trong dung dịch Na2SO4 xác định theo
TCVN 7713:2007
b) Được quy định trong trường hợp độ nở thanh vữa ở 6 tháng lớn hơn
0,05%
|
4.3 Bê tông trong môi trường biển
4.3.1
Silica fume được sử dụng cho bê tông trong môi trường biển nhằm nâng cao khả
năng chịu xâm thực sulfat vừa và khả năng bảo vệ chống ăn mòn cốt thép trong bê
tông dựa trên tác dụng cải thiện cấu trúc, hạn chế khả năng thâm nhập của
sulfat và chloride vào bê tông của silica fume.
4.3.2
Silica fume có thể được sử dụng cho bê tông trong môi trường biển ở tất cả các
vùng làm việc của kết cấu và với các niên hạn sử dụng khác nhau nếu đáp ứng được
các yêu cầu quy định trong 4.3.
4.3.3 Tùy
thuộc vào mức độ xâm thực sulfat của môi trường biển, sử dụng silica fume trong
bê tông cần thực hiện theo các khuyến cáo trong 4.2.
4.3.4 Bê
tông cho các kết cấu bê tông cốt thép sử dụng trong môi trường biển cần đáp ứng
các yêu cầu quy định trong TCVN 9346:2012. Theo đó, với niên hạn sử dụng tới 50
năm, tùy thuộc vào vùng làm việc của kết cấu, cường độ và độ chống thấm nước của
bê tông phải đáp ứng yêu cầu quy định trong Bảng 5.
CHÚ THÍCH: Khuyến
khích sử dụng silica fume cho bê tông trong môi trường biển với niên hạn sử dụng
tới 50 năm nhằm nâng cao chất lượng và độ bền lâu của kết cấu.
Bảng 5. Yêu cầu đối với bê tông có sử dụng
silica fume cho kết cấu bê tông cốt thép làm việc trong môi trường biển
|
Yêu cầu kỹ thuật
|
Vùng làm việc của kết cấu
|
|
Ngập nước
|
Nước lên xuống
|
Khí quyển
|
|
Trên mặt nước
|
Trên bờ và Gần bờ
|
|
Mác theo cường
độ chịu nén, lớn hơn
|
30
|
40
|
40
|
50
|
30
|
40
|
50
|
25
|
30
|
40
|
|
Mác chống thấm,
lớn hơn
|
8
|
10
|
10
|
12
|
8
|
10
|
12
|
6
|
8
|
10
|
|
Ghi chú: Không
bắt buộc áp dụng các yêu cầu về cường độ và độ chống thấm đối với các kết cấu
bê tông không có cốt thép làm việc trong vùng khí quyển biển.
|
4.3.5 Với
niên hạn sử dụng trên 50 năm (tới 100 năm) có thể áp dụng các biện pháp:
- tăng cường độ
bê tông thêm 10 MPa và độ chống thấm thêm một mác chống thấm hoặc tăng chiều
dày lớp bê tông bảo vệ lên thêm 20 mm.
- sử dụng phụ gia
silica fume để nâng cao độ đặc chắc, hạn chế sự xâm nhập của chloride. Mức độ
thấm chloride của bê tông khi thí nghiệm theo TCVN 9337:2012 cần phải ở mức rất
thấp (điện lượng truyền qua mẫu từ 100 đến 1 000 culông).hoặc không đáng kể (điện
lượng truyền qua mẫu không lớn hơn 100 culông).
5 Lựa chọn thành phần bê tông sử dụng silica fume
5.1 Yêu cầu chung
5.1.1 Việc
sử dụng silica fume cần được đơn vị thiết kế chỉ định hoặc nhà thầu thi công đề
xuất.
5.1.2 Khi
chỉ định, đề xuất sử dụng silica fume, cần quy định cụ thể các yêu cầu kỹ thuật
đối với silica fume và bê tông sử dụng silica fume.
5.1.3 Sử dụng
silica fume trong bê tông chỉ được chấp thuận sau khi có kết quả thí nghiệm chứng
minh sự phù hợp của silica fume với các yêu cầu đặt ra.
5.2 Vật liệu sử dụng
5.2.1 Xi
măng pooc lăng hoặc xi măng pooc lăng hỗn hợp cần thỏa mãn yêu cầu TCVN
2682:2009, TCVN 6260:2009. Ưu tiên sử dụng xi măng mác cao. Có thể sử dụng các
loại xi măng khác đáp ứng yêu cầu kỹ thuật theo hướng dẫn trong TCVN
9035:2011..
5.2.2 Cốt
liệu lớn cần thỏa mãn yêu cầu của TCVN 7570:2006.
Đối với bê tông
cường độ cao, ưu tiên sử dụng đá dăm có mác từ 100 trở lên, có hàm lượng hạt
thoi dẹt không vượt quá 15%. Nên sử dụng cốt liệu được phối trộn từ ít nhất hai
cỡ hạt. Dmax của cốt liệu không nên lớn hơn 20 mm.
5.2.3 Cốt
liệu nhỏ cần thỏa mãn yêu cầu của TCVN 7570:2006.
Đối với bê tông cường
độ cao, mô đun độ lớn của cốt liệu nhỏ nên nằm trong khoảng từ 2,5 đến 3,2.
5.2.4 Nếu cốt
liệu cho bê tông không thỏa mãn yêu cầu về hàm lượng chloride, cần xác định tổng
lượng chloride trong bê tông theo TCVN 7572-15:2006. Tổng lượng chloride trong bê
tông không được lớn hơn 0,6 kg/m3 đối với bê tông cốt thép và không
được lớn hơn 0,3 kg/m3 đối với bê tông cốt thép ứng suất trước.
5.2.5 Phụ
gia giảm nước cần thỏa mãn yêu cầu của TCVN 8826:2011. Ưu tiên sử dụng các loại
phụ gia giảm nước có giá trị lượng nước trộn tối đa so với mẫu đối chứng nhỏ
hơn 80% (ở lượng dùng khuyến cáo)
5.2.6
Silica fume và tro bay phải thỏa mãn các yêu cầu của tiêu chuẩn TCVN 8827:2011
hoặc các tiêu chuẩn nước ngoài tương ứng.
5.2.7 Phụ
gia khoáng khác phải thỏa mãn các yêu cầu của tiêu chuẩn tương ứng. Tro bay phải
thỏa mãn các yêu cầu của tiêu chuẩn TCVN 10302:2014. Xỉ hạt lò cao nghiền mịn
phải thỏa mãn các yêu cầu của tiêu chuẩn TCVN 11586:2016.
5.3 Lựa chọn thành phần bê tông định hướng
5.3.1 Thành
phần bê tông được lựa chọn theo "Chỉ dẫn kỹ thuật chọn thành phần bê tông
các loại" và các khuyến cáo trong mục này.
5.3.2 Lựa
chọn lượng dùng silica fume
5.3.2.1 Lượng
dùng silica fume hoặc silica fume và phụ gia khoáng khác được xác định qua thí
nghiệm thực tế chứng minh bê tông hoặc (và) hỗn hợp chất kết dính thỏa mãn các
yêu cầu đặt ra. Lượng dùng sơ bộ có thể lấy theo khuyến cáo của nhà cung cấp hoặc
các cơ quan chuyên môn.
5.3.2.2 Lượng
dùng silica fume trong bê tông với xi măng pooc lăng (TCVN 2682:2009) thường
không vượt quá 10% khối lượng chất kết dính, với xi măng pooc lăng hỗn hợp
(TCVN 6260:2009) thường không vượt quá 8% khối lượng chất kết dính.
5.3.2.3 Lượng
dùng silica fume kết hợp phụ gia khoáng khác thường có giá trị như sau:
- Khi dùng với xi
măng pooc lăng, lượng dùng silica fume thường không vượt quá 10% khối lượng chất
kết dính, lượng dùng phụ gia khoáng khác thường không vượt quá 25% khối lượng
chất kết dính.
- Khi dùng với xi
măng pooc lăng hỗn hợp, lượng dùng silica fume thường không vượt quá 8% khối lượng
chất kết dính, lượng dùng phụ gia khoáng khác thường không vượt quá 15% khối lượng
chất kết dính.
5.3.3 Lựa
chọn lượng dùng silica fume cho bê tông trong môi trường sunphát là yêu cầu bắt
buộc, phải được thực hiện trước khi lựa chọn thành phần bê tông. Trình tự tiến
hành bao gồm các nội dung sau.
5.3.3.1 Lựa
chọn tỷ lệ sơ bộ silica fume hoặc silica fume kết hợp với phụ gia khoáng khác
nhau để tiến hành thí nghiệm. Tỷ lệ sơ bộ được lấy theo khuyến cáo của nhà cung
cấp hoặc của các cơ quan chuyên môn. Nếu không có các khuyến cáo cụ thể, có thể
tham khảo quy định tại 5.3.2. Trong thí nghiệm, nên sử dụng ít nhất 3 tỷ lệ phối
trộn khác nhau với khoảng khác biệt 2-4 % đối với silica fume, 4-8% đối với phụ
gia khoáng khác.
5.3.3.2 Tiến
hành thí nghiệm xác định độ nở thanh vữa các hỗn hợp chất kết dính với tỷ lệ phụ
gia khác nhau theo TCVN 7713:2007.
5.3.3.3 Tỷ
lệ sử dụng phụ gia phù hợp là tỷ lệ cho kết quả độ nở thanh vữa thỏa mãn yêu cầu
quy định trong Bảng 4. Cho phép sử dụng các tỷ lệ trung gian được xác định bằng
nội suy trên cơ sở các kết quả thí nghiệm thực tế. Trong trường hợp thành phần
vật liệu sử dụng được coi là ổn định, có thể tham khảo các kết quả thí nghiệm
trước đó nếu được tiến hành trên cùng chủng loại vật liệu với điều kiện có thí
nghiệm kiểm chứng.
5.3.4 Lượng
dùng silica fume cho bê tông trong môi trường biển cần đáp ứng yêu cầu về chống
xâm thực sulfat và yêu cầu về bảo vệ thép cốt trong bê tông. Lượng dùng sơ bộ
có thể lấy theo 5.3.3.
5.3.5 Chủng
loại và lượng dùng phụ gia giảm nước cần được lựa chọn để đáp ứng được các yêu
cầu đặt ra đối với hỗn hợp bê tông và bê tông. Lượng dùng sơ bộ phụ gia giảm nước
được lấy theo khuyến cáo của nhà sản xuất và có thể được điều chỉnh trong quá
trình thí nghiệm. Trong trường hợp không đáp ứng yêu cầu, cần xem xét thay đổi
lượng dùng hoặc chủng loại phụ gia giảm nước.
5.3.6 Lượng nước
ban đầu được ước tính theo "Chỉ dẫn kỹ thuật chọn thành phần bê tông các
loại", có tính đến khả năng giảm nước của phụ gia hóa học và mức độ tăng
lượng dùng nước khi sử dụng silica fume. Với lượng dùng silica fume khoảng 5%
trở lên, lượng nước cần tăng thêm để đạt cùng tính công tác có thể lấy gần bằng
khối lượng silica fume. Lượng dùng nước cụ thể cần được hiệu chỉnh thông qua
các mẻ trộn thực tế. Trong trường hợp sử dụng silica fume dạng hồ nước, lượng
nước trong hỗn hợp hồ nước cần được tính gộp vào lượng nước trộn.
5.3.7 Khối lượng
chất kết dính được tính bằng tổng khối lượng xi măng và phụ gia khoáng (silica
fume hoặc silica fume và phụ gia khoáng khác). Khi đó, tỷ lệ CKD/N được sử dụng
thay thế cho tỷ lệ X/N trong các tính toán.
5.3.8 Ảnh hưởng của
silica fume đến cường độ bê tông có thể được tính đến thông qua hệ số k thể hiện
khả năng thay thế xi măng của silica fume. Khi đó, cường độ bê tông phụ thuộc
vào tỷ lệ chất kết dính quy đổi trên nước. Lượng chất kết dính quy đổi được
tính theo công thức (1).
trong đó:
CKDqđ là cường độ bê tông, MPa
k là hệ số thay thế xi măng của silica fume
X, SF là lượng
dùng xi măng, silica fume, kg/m3.
Hệ số k phụ thuộc
vào bản chất của phụ gia, xi măng, tuổi bê tông, ... và cần được xác định theo
thực tế. Nếu không có các số liệu thực tế, có thể sử dụng giá trị k=2,0 cho các
tính toán ban đầu khi lượng dùng silica fume không quá 11% so với khối lượng xi
măng.
5.3.9 Lượng
dùng xi măng cần đáp ứng các yêu cầu sau:
5.3.9.1 Lượng
dùng xi măng không nên vượt quá 500 kg/m3 hoặc theo chỉ định của thiết
kế;
5.3.9.2 Lượng
dùng xi măng cho bê tông của kết cấu làm việc trong vùng khí quyển và vùng ngập
nước không nhỏ hơn 350 kg/m3, trong vùng nước lên xuống là 400 kg/m3.
5.4 Trộn hỗn hợp bê tông sử dụng silica fume trong phòng thí nghiệm
5.4.1 Thiết
bị và quy trình trộn hỗn hợp bê tông với silica fume trong phòng thí nghiệm phải
đảm bảo phân tán đồng đều silica fume trong hỗn hợp bê tông.
5.4.2 Nếu
không có các chỉ dẫn khác, khi trộn bê tông có sử dụng silica fume trong điều
kiện phòng thí nghiệm, có thể áp dụng quy trình trộn sau đây:
- cho 75% nước và
cốt liệt lớn vào thùng trộn;
- cho silica fume
và thùng trộn đang quay;
- trộn 1,5 phút;
- cho xi măng và
tro bay (nếu có) vào thùng trộn đang quay;
- trộn 1,5 phút;
- cho cốt liệu nhỏ
và 25% nước còn lại vào thùng trộn (phụ gia siêu dẻo được trộn cùng lượng nước này);
- trộn 5 phút;
- nghỉ 3 phút;
- trộn 5 phút.
6 Sản xuất và thi công bê tông sử dụng silica fume
6.1 Kiểm
soát chất lượng silicafume
6.1.1
Silica fume được kiểm soát chất lượng theo lô.
CHÚ THÍCH: Bên cạnh
các quy định của nhà sản xuất, lô silica fume phải được nhập khẩu theo cùng đơn
hàng và cùng phương tiện vận chuyển.
6.1.2 Lấy mẫu
và kiểm tra chất lượng của silica fume tiến hành theo các quy định của TCVN
8827:2011.
6.1.3 Trước
khi đưa lô silica fume vào sản xuất phải tiến hành kiểm soát chất lượng theo tất
cả các chỉ tiêu quy định trong tiêu chuẩn.
6.1.4 Kiểm
soát chất lượng đột xuất được tiến hành khi có nghi ngờ về chất lượng sản phẩm.
Kiểm soát chất lượng đột xuất có thể tiến hành đánh giá một, một vài hoặc toàn
bộ các chỉ tiêu quy định trong tiêu chuẩn.
6.2 Vận
chuyển và lưu kho silica fume
6.2.1
Silica fume dạng bột khô có thể được đóng bao đảm bảo chống ẩm và không bị rách
vỡ khi vận chuyển. Kích thước bao nhỏ từ 15 kg đến 25 kg phù hợp với việc vận
chuyển thô sơ, nhu cầu sử dụng hoặc đựng trong các bao chuyên dụng với kích thước
lớn chứa từ 500 kg đến 1000 kg.
6.2.2 Bao
chuyên dụng với kích thước lớn được sản xuất với các dây đai đảm bảo thuận tiện
cho việc nâng hạ bằng cẩu. Bao dạng này cần có vòi đổ ở dưới cùng của bao để dễ
dàng xả liệu vào khay tiếp nhận của silo hay thiết bị vận chuyển.
6.2.3
Silicafume dạng bột khô đóng bao cần lưu trong kho có mái che.
6.2.4
Silicafume dạng bột nén không đóng bao lưu kho dạng rời trong silo, vận chuyển
bằng các thiết bị vận chuyển chuyên dụng (xe bồn, vít tải, bơm khí nén…).
6.2.5
Silicafume dạng bột rời nên được vận chuyển, lưu kho dạng đóng bao.
6.2.6
Silica fume dạng hồ cần được lưu trữ trong can, thùng phi hoặc bao PP dung tích
5 lít, 20 lit, 200 lít đảm bảo kín và vận chuyển bằng các thiết bị phù hợp
tránh làm biến dạng, thủng, rách bao bì.
6.2.7
Silica fume dạng hồ không được đóng thùng, đóng bao cần vận chuyển và lưu trữ
trong các thiết bị chuyên dụng có cánh khuấy hoặc bơm tuần hoàn đảm bảo độ đồng
nhất của hỗn hợp.
6.3 Trộn
hỗn hợp bê tông
6.3.1 Quy
trình và thiết bị trộn hỗn hợp bê tông cần phải đảm bảo phân bố đồng đều các hạt
silica fume trong toàn bộ mẻ trộn. Khi sử dụng silica fume dạng bột nén, quá
trình trộn phải đảm bảo phá vỡ hoàn bộ các hạt bột nén. Trộn hỗn hợp bê tông
nên thực hiện trong các máy trộn cưỡng bức.
6.3.2 Chế độ
trộn để đạt được độ đồng nhất cần thiết nên được xác định thông qua thí nghiệm
đánh giá độ đồng nhất của hỗn hợp bê tông. Để đạt được độ đồng nhất cần thiết khi
sử dụng silica fume có thể cần tăng thời gian trộn hoặc giảm thể tích mẻ trộn.
Nếu không có các số liệu cụ thể, có thể tham khảo các số liệu của nhà cung cấp.
CHÚ THÍCH: Chế độ
trộn phù hợp có thể được xác định thông qua kết quả thí nghiệm độ đồng nhất của
hỗn hợp bê tông theo tiêu chuẩn ASTM C94-14.
6.4 Tạo
hình và hoàn thiện bề mặt
6.4.1 Tạo
hình các cấu kiện và kết cấu bê tông sử dụng silica fume cần tuân thủ các yêu cầu
theo TCVN 4453:1995.
6.4.2 Sử dụng
silica fume làm tăng liên kết nội tại và giảm tách nước của hỗn hợp bê tông do
đó, việc tạo hình và hoàn thiện bề mặt có thể cần được tiến hành theo quy trình
riêng, nhất là với lượng dùng silica fume cao (10% trở lên).
6.4.3 Bề mặt
khối đổ cần được tạo phẳng. Với hỗn hợp bê tông có độ linh động cao và tạo hình
có sử dụng thiết bị đầm với chế độ rung hợp lý thì không cần thao tác cán tạo
phẳng.
6.5 Bảo
dưỡng
6.5.1 Công
tác bảo dưỡng là bắt buộc đối với bê tông. Nếu không có các chỉ dẫn riêng, công
tác bảo dưỡng được thực hiện theo TCVN 8828:2011.
CHÚ THÍCH: Do tác
động của hiện tượng co nội tại nên bê tông sử dụng silica fume với tỷ lệ N/X thấp
có thể vẫn bị nứt do co mặc dù được bảo dưỡng ẩm đầy đủ. Trong trường hợp này cần
áp dụng thêm các biện pháp kỹ thuật khác nhằm tránh nứt kết cấu.
6.5.2 Bề mặt
khối đổ cần được che phủ và tưới ẩm để tránh các ảnh hưởng bất lợi của thời tiết.
Việc tưới ẩm bề mặt bê tông có thể tiến hành bằng các thiết bị phun nước tạo
sương.
6.5.3 Trong
trường hợp cần thiết, nên xem xét bổ sung các biện pháp kỹ thuật hạn chế hiện
tượng co ngót nội tại của bê tông sử dụng silica fume khi tỷ lệ nước trên chất
két dính nhỏ hơn 0,35.
6.6 Kiểm
soát chất lượng bê tông
6.6.1 Kiểm
soát quá trình sản xuất, thi công và chất lượng bê tông được tiến hành tuân thủ
các yêu cầu quy định trong TCVN 4453:1995 và các yêu cầu bổ sung dưới đây.
6.6.2 Kiểm
soát chế độ trộn để đảm bảo độ đồng nhất của hỗn hợp bê tông cần được thực hiện
đối với các trạm trộn bê tông trước khi phê duyệt đưa vào sản xuất.
CHÚ THÍCH: Chế độ
trộn phù hợp có thể được xác định thông qua kết quả thí nghiệm độ đồng nhất của
hỗn hợp bê tông theo tiêu chuẩn ASTM C94-14.
6.6.3 Kiểm
tra và đánh giá cường độ bê tông thực hiện theo yêu cầu quy định trong tiêu chuẩn
TCVN 10303:2014.
6.6.4 Đối với
bê tông trong môi trường xâm thực sulfat, kiểm soát độ nở thanh vữa chế tạo từ
chất kết dính thực tế sử dụng. Đồng thời, kiểm soát chủng loại và tỷ lệ xi măng
cũng như silica fume và phụ gia khoáng khác trong chế tạo bê tông.
6.6.5 Đối với
bê tông trong môi trường biển, cần tuân thủ các yêu cầu quy định trong TCVN
9346:2012. Với bê tông có niên hạn sử dụng trên 50 năm cần kiểm soát thêm mức độ
thấm chloride của bê tông.
MỤC LỤC
Lời nói đầu
1 Phạm
vi áp dụng
2 Tài liệu
viện dẫn
3 Đặc
tính kỹ thuật của silica fume
4 Các loại
bê tông ưu tiên sử dụng silica fume
5 Lựa chọn
thành phần bê tông sử dụng silica fume
6 Sản xuất
và thi công bê tông sử dụng silica fume