BỘ
NÔNG NGHIỆP
VÀ PHÁT TRIỂN NÔNG THÔN
******
|
CỘNG
HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập - Tự do - Hạnh phúc
********
|
Số:
84/2001/QĐ-BNN
|
Hà
Nội, ngày 22 tháng 08 năm 2001
|
QUYẾT ĐỊNH
VỀ VIỆC BAN HÀNH TIÊU CHUẨN NGÀNH: XI MĂNG VÀ PHỤ GIA TRONG
XÂY DỰNG THUỶ LỢI - HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG
BỘ TRƯỞNG BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PHÁT TRIỂN NÔNG THÔN
Căn cứ Nghị định số 73/CP
ngày 01 tháng 11 năm 1995 của Chính phủ về chức năng nhiệm vụ, quyền hạn và tổ
chức bộ náy của Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn;
Căn cứ vào Pháp lệnh chất lượng hàng hoá ngày 24 tháng 12 năm 1999;
Căn cứ vào Quy chế lập, xét duyệt và ban hành tiêu chuẩn ngành ban hành kèm
theo quyết định số 135/1999/QĐ/BNN-KHCN ngày 01 tháng 10 năm 1999;
Theo đề nghị của Vụ trưởng Vụ Khoa học công nghệ và Chất lượng sản phẩm.
QUYẾT ĐỊNH
Điều 1: Nay
ban hành kèm theo quyết định này tiêu chuẩn ngành: “14 TCN 114-2001 - Xi măng
và phụ gia trong xây dựng thuỷ lợi - Hướng dẫn sử dụng”.
Điều 2: Tiêu
chuẩn này có hiệu lực sau 15 ngày, kể từ ngày ký ban hành.
Điều 3: Các
ông Chánh văn phòng Bộ, Vụ trưởng Vụ khoa học công nghệ và CLSP, Thủ trưởng các
đơn vị liên quan chịu trách nhiệm thi hành quyết định này.
|
KT
BỘ TRƯỞNG BỘ NÔNG NGHIỆP
VÀ PHÁT TRIỂN NÔNG THÔN
THỨ TRƯỞNG
Phạm Hồng Giang
|
TIÊU CHUẨN NGÀNH
14TCN 114 – 2001 XI MĂNG VÀ PHỤ GIA TRONG XÂY DỰNG THỦY LỢI
-HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG
(Cement
and Admixture for Hydraulic Construction - Guide for Using)
(Ban
hành theo quyết định số: /2001/QĐ-BNN-KHCN ngày tháng năm 2001 của Bộ trưởng Bộ
Nông nghiệp và Phát triển nông thôn)
1 . QUI ĐỊNH CHUNG
1.1. Tài liệu hướng dẫn sử dụng
này hướng dẫn lựa chọn và sử dụng hợp lý xi măng và phụ gia cho bê tông và vữa
của các công trình xây dựng thủy lợi trong các điều kiện và môi trường khác
nhau.
1.2. Các công trình xây dựng thủy
lợi do các tổ chức xây dựng trong, ngoài nước thiết kế và thi công trên lãnh thổ
Việt Nam đều có thể áp dụng hướng dẫn sử dụng này.
2. THUẬT NGỮ
VÀ ĐỊNH NGHĨA
(Xem phụ lục A)
3. CÁC TIÊU
CHUẨN TRÍCH DẪN CÓ LIÊN QUAN
(Xem phụ lục B)
4 . HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG XI MĂNG
TRONG XÂY DỰNG THỦY LỢI
4.1.
Phân loại xi măng
4.1.1.
Theo tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 5439 - 1991, Xi măng được phân loại dựa theo các
đặc tính sau :
(1) Loại Clanhke và thành phần của
xi măng ;
(2)
Mác;
(3) Tốc độ đóng rắn;
(4) Thời gian đông kết;
(5) Các tính chất đặc biệt.
Trong tài liệu này chỉ giới thiệu cách phân loại (1) và
(2) :
4.1.1.1.
Loại Clanhke và thành phần của xi măng
Xi măng trên cơ sở clanhke xi măng poóclăng :
·
Xi măng poóclăng (không có phụ gia khoáng);
·
Xi măng poóclăng hỗn hợp (với tỷ lệ phụ gia khoáng hoạt tính không lớn
hơn 20%);
·
Xi măng poóclăng xỉ (với tỷ lệ phụ gia xỉ hạt lớn hơn 20%);
·
Xi măng poóclăng puzơlan (với tỷ lệ pha phụ gia puzơlan lớn hơn 20%).
Xi măng trên cơ sở clanhke xi măng alumin:
·
Xi măng alumin có hàm lượng Al2O3 lớn hơn 30% và nhỏ hơn 60%;
·
Xi măng giàu alumin có hàm lượng Al2O3 từ 60% trở lên.
4.1.1.2.
Phân loại theo mác
Xi măng poóclăng được phân theo mác, ví dụ như PC40, PC50
là các loại
xi măng poóclăng có giới hạn bền nén ở tuổi 28 ngày lần lượt
không nhỏ hơn 40, 50MPa (N/mm2).
4.1.2.
Theo tiêu chuẩn của Mỹ ASTM C150 - 94, Xi măng poóclăng được phân thành 8 loại
như sau:
Loại I:
Xi măng thường khi không có yêu cầu đặc biệt;
Loại IA: Như loại I, nhưng
có khả năng cuốn khí;
Loại II: Xi măng dùng
trong trường hợp chung, nhưng có khả năng bền sunfat vừa và nhiệt thủy hoá vừa;
Loại IIA: Như loại II, nhưng có
thêm yêu cầu cuốn khí;
Loại III: Dùng trong trường
hợp yêu cầu cường độ ban đầu cao;
Loại IIIA: Như loại III, nhưng
có thêm yêu cầu cuốn khí;
Loại IV: Dùng trong
trường hợp yêu cầu nhiệt thủy hoá thấp;
Loại V: Dùng trong trường hợp
yêu cầu độ bền sunfat cao.
Ngoài ra Mỹ cũng có những loại
xi măng đặc biệt khác như xi măng hỗn hợp (theo ASTM C595 - 92a). Xi măng hỗn hợp
ở đây bao gồm cả xi măng Poóclăng xỉ lò cao và xi măng Poóclăng Puzơlan, thậm
chí trong xi măng hỗn hợp có cả xỉ và puzơlan.
Sự phân chia của tiêu chuẩn Mỹ về cơ bản cũng giống tiêu
chuẩnViệt Nam. Tuy nhiên do trình độ khoa học công nghệ của Mỹ cao hơn, nên họ
có nhiều loại xi măng hơn.
4.2.
Ảnh hưởng của điều kiện môi trường đến hoạt động của xi măng
Môi trường (nhiệt độ, không khí, nước, độ ẩm
... ) có ảnh hưởng nhiều đến hoạt động của xi măng trước và sau khi cứng rắn.
Hoạt động của xi măng trong bê tông
bị ảnh hưởng bởi điều kiện môi trường tiếp xúc với bê tông. ở tuổi ban đầu
trong thời gian bảo dưỡng, ảnh hưởng của nhiệt độ và độ ẩm tương đối của môi
trường đối với hoạt động của xi măng tuỳ thuộc vào các tính chất hoá học và vật
lý của xi măng.
Xi măng cần nước để thủy hoá. Thông thường
lượng nước trộn lớn hơn lượng nước cần thiết cho thủy hoá. Sự mất nước quá nhiều
trong giai đoạn thủy hoá ban đầu có thể sớm chấm dứt quá trình thủy hoá và có
thể gây nên sự co khô bất lợi. Tốc độ thủy hoá biến đổi theo nhiệt độ của môi
trường, tăng lên theo nhiệt độ và khi nhiệt độ dưới 4oC thì tiến triển rất chậm;
Nhiệt độ môi trường khi đổ bê tông trên 350C có thể gây bất lợi cho sự thuỷ
hoá, ở nhiệt độ thấp cường độ ban đầu phát triển chậm.
Độ mịn và thành phần hoá học của xi măng
là những đặc tính chủ yếu của xi măng có ảnh hưởng đến sự phát triển cường độ
trong môi trường nhất định. Thông thường xi măng càng mịn, tốc độ phản ứng và
cường độ ban đầu càng cao. ở nhiệt độ của môi trường nhất định xi măng poóclăng
hỗn hợp thường phát triển cường độ chậm hơn xi măng poóclăng có cùng độ mịn
trong thời gian đầu, do đó đòi hỏi bảo dưỡng lâu hơn.
Khi bê tông đã đông cứng sau thời kỳ bảo
dưỡng, phần đá xi măng trong bê tông có độ rỗng cao (đến 30% thể tích) là thành
phần hoạt động hoá học nhiều nhất trong các vật liệu, ảnh hưởng của môi trường
đến đá xi măng trong bê tông đặc trưng bởi quá trình ăn mòn bê tông.
Người ta đã phân loại các quá trình ăn mòn cơ bản dưới
tác dụng của môi trường xâm thực lỏng lên bê tông thành 3 dạng :
Dạng 1: Gồm các quá trình hoà tan bê tông mà trước hết
là Ca(OH)2 do C3S thủy hoá tạo ra tan vào nước thấm qua bê tông;
Dạng 2: Do các phản ứng trao đổi giữa các thành phần
của môi trường và đá xi măng tạo ra các sản phẩm tan trong nước, chúng có thể bị
mang đi khỏi cầu trúc, hoặc là các sản phẩm tơi xốp không có tính chất kết
dính;
Dạng 3: Do các quá trình mà các nhân tố cơ bản là sự
tích tụ muối trong các lỗ hổng, vết nứt và trong các mao quản. Trong những điều
kiện nhất định chúng trương nở thể tích gây ra ứng suất phá huỷ bê tông. Điển
hình cho kiểu ăn mòn này là ăn mòn sunfat. Các công trình ven biển thường tiếp
xúc với nước biển chứa ion sunfat SO42-, sunfat sẽ tác dụng với đá xi măng tạo
ra hydro sunfo aluminat theo phản ứng :
3CaO.Al2O3 + 3CaSO4 + 31 H2O =
3CaO.Al2O3.3CaSO4.31.H2O
Chất này trương nở thể tích tới 2,6 lần sẽ phá huỷ cấu
trúc và làm nứt nẻ bê tông.
4.3.Ảnh
hưởng của xi măng đến các tính chất của bê tông
4.3.1.
Sự nứt nẻ do nhiệt
Phản ứng thủy hoá là phản ứng phát nhiệt. Lượng nhiệt phát
ra là hàm số của thành phần khoáng và độ mịn của xi măng. Tốc độ phản ứng càng
nhanh, nhiệt phát ra càng cao. Trong phần lớn các kết cấu bê tông nhiệt phát ra
phân tán nhanh và thậm chí có lợi khi thi công bê tông trong thời tiết lạnh;
nhưng trong bê tông khối lớn nếu không có sự phòng ngừa, thì có thể xảy ra nứt
nẻ do dãn nở nhiệt. Nguyên nhân do phần bên ngoài khối bê tông nguội đi và co lại
trước phần bên trong, hoặc vì toàn bộ kết cấu nguội đi và co lại nhưng bị kìm
hãm. Nhiệt thuỷ hoá hoàn toàn của các thành phần khoáng của xi măng khác nhau
được nêu trong bảng 4.1.
Bảng 4.1:
Nhiệt thủy hóa của các thành phần khoáng xi măng
Thành phần khoáng
|
Thành phần hoá
|
Nhiệt thủy hoá
cal/g ( KJ / kg)
|
C3S
C2S
C3A
C4AF
|
(3.CaOSiO2)
(2.CaOSiO2)
(3.CaOAl2O3)
(4.CaO.Al2O3.Fe2O3)
CaO (vôi tự do)
|
120 ( 502 )
62 ( 259 )
207 ( 865 )
100 ( 418 )
279 (1166 )
|
Độ mịn của xi măng ảnh hưởng đến tốc độ phát nhiệt, đặc
biệt ở thời gian đầu. Tốc độ phát nhiệt cũng liên quan với tốc độ phát triển cường
độ xi măng. Thường thì xi măng poóclăng hỗn hợp có nhiệt thủy hoá thấp hơn xi
măng poóclăng, nhưng cũng có khi xấp xỉ, tuỳ thuộc vào thành phần của xi măng hỗn
hợp. Đối với các công trình bê tông khối lớn, nên dùng loại xi măng có nhiệt thủy
hoá thấp (nhiệt thủy hoá sau 7 ngày ( 60 Cal/g), nếu không có thể dùng xi măng
có nhiệt thủy hoá vừa (nhiệt thủy hoá sau 7 ngày ( 70 Cal/g), hoặc nếu không có
phải pha thêm phụ gia khoáng vào trong xi măng poóclăng để hạ thấp nhiệt thủy
hoá.
4.3.2. Tính
dễ đổ
Xi măng là thành phần nhỏ nhất trong bê
tông, nên lượng xi măng trong hỗn hợp bê tông có tác dụng lớn đối với độ dẻo và
tính dễ đổ của hỗn hợp bê tông. Hỗn hợp bê tông ít xi măng (bê tông gầy) kém dẻo,
khó đổ và khó hoàn thiện. Hỗn hợp bê tông nhiều xi măng (bê tông béo) sẽ có
tính dính, dẻo và dễ đổ hơn. Tuy nhiên hỗn hợp bê tông quá béo sẽ dính nhiều, lại
khó thi công.
Độ mịn của xi măng cũng ảnh hưởng đến tính
dễ đổ của bê tông, nhưng ít hơn ảnh hưởng của hàm lượng xi măng. Hàm lượng xi
măng ít cũng làm cho tính dính kết kém, tiết nước nhiều và phân tầng. Độ mịn của
xi măng tăng lên, làm cho hỗn hợp dính kết tốt hơn, giảm lượng nước yêu cầu để
đạt được độ sụt đã cho, dẫn đến giảm phân tầng và tiết nước.
Tính chất đông kết (ninh kết) của xi măng được chuyển trực
tiếp sang hỗn hợp bê tông. Sự đông kết sẽ quyết định thời gian có hiệu lực đối
với việc đổ, đầm và hoàn thiện. Hỗn hợp bê tông béo thường đông kết sớm hơn hỗn
hợp bê tông gầy. Cần phân biệt đông kết thật và đông kết giả. Khi đông kết giả,
chỉ sau 5 đến 10 phút hỗn hợp bê tông có thể mất hoàn toàn độ sụt, nhưng sau
khi trộn lại thì độ sụt sẽ hồi phục lại như ban đầu và bê tông vẫn có tính dễ đổ
tốt. Còn khi đông kết thật, sự mất sụt không hồi phục khi trộn lại.
4.3.3. Cường
độ
Thành phần khoáng của xi măng có ảnh hưởng
đến cường độ xi măng và bê tông. Thành phần C3S tăng cường độ sau 10 đến 20 giờ
đến 28 ngày. Thành phần C2S có ảnh hưởng nhiều đối với cường độ về sau trong
môi trường có độ ẩm thích hợp. Thành phần C3A đóng góp chủ yếu vào việc tăng cường
độ trong 24 giờ và sớm hơn, vì bản thân C3A thủy hoá nhanh. Thành phần C4AF ít ảnh
hưởng đến cường độ hơn.
Lượng mất khi nung sinh ra do có lượng nước
khi clanhke để ngoài trời, hoặc có cac bon hoặc có cả hai yếu tố đó trong xi
măng. Cường độ giảm đi khi tăng lượng mất khi nung.
Độ mịn cao làm tăng cường độ xi măng ở tuổi
ban đầu đến khoảng 28 ngày, mạnh nhất trong 10 đến 20 giờ đầu, về sau tăng ít
đi. ở tuổi 2 đến 3 tháng trong điều kiện ẩm ướt, độ mịn cao cũng cho cường độ gần
như cường độ của xi măng có độ mịn thông thường (độ mịn Blaine khoảng 3500
cm2/g).
Thông thường cường độ xi măng poóclăng cao hơn cường độ
của xi măng hỗn hợp ở tuổi 7 ngày hoặc sớm hơn và ngang bằng hoặc hơi thấp hơn ở
tuổi về sau khi có cùng tỷ lệ N/X và độ mịn.
4.3.4. Ổn
định thể tích
Bê tông mới trộn thay đổi thể tích do tiết nước, do nhiệt
độ biến đổi, do các phản ứng thủy hoá của xi măng và do khô đi. Độ tiết nước giảm
đi khi xi măng có độ mịn, có nhiều hạt cỡ nhỏ nhất, hàm lượng kiềm tăng và hàm
lượng C3A tăng. Xi măng có hàm lượng CaO tự do hoặc MgO quá mức bình thường có
khả năng trương nở sau, gây bất lợi khi các thành phần này thuỷ hoá. Xi măng bị
nở nhiều như vậy là xi măng không đạt yêu cầu. Sự bốc hơi nước từ mặt bê tông
trong hoặc sau quá trình hoàn thiện, nhưng trước khi kết thúc đông kết là
nguyên nhân quan trọng của sự nứt nẻ do co mềm. Tốc độ co khô của bê tông trong
quá trình khô đi phụ thuộc vào nhiều yếu tố, trong đó có thành phần xi măng. Xi
măng có ảnh hưởng nhiều đối với độ co khô ; tác dụng này nhỏ nhất, khi trong xi
măng có hàm lượng S03 tối ưu.
4.3.5. Tính
thấm nước
Xi măng hạt thô tạo ra độ rỗng cao hơn xi măng hạt mịn.
Độ thấm nước của bê tông phụ thuộc vào độ thấm của thành phần đá xi măng và cốt
liệu, cũng như tỷ lệ của chúng trong bê tông. Có hai loại lỗ rỗng trong đá xi
măng: Lỗ rỗng gen nằm giữa các phần tử gen, rất nhỏ, đường kính khoảng 0,5 đến
3,0 (m; lỗ rỗng mao quản lớn hơn và được phân bố không đều khắp trong đá xi
măng, đó là các dấu tích còn lại của các khoảng trống chứa đầy nước đã bay hơi.
Độ rỗng mao quản tùy thuộc vào tỉ lệ N/X lúc đầu và mức độ thủy hoá xi măng.
Khi mức độ thủy hoá tăng lên, độ rỗng nhỏ đi và độ thấm cũng giảm.
4.3.6. Chống
xâm thực hoá học
Yêu cầu đầu tiên đối với bê tông bền xâm
thực hoá học là dùng xi măng thích hợp, xi măng pha puzơlan, xi măng pha xỉ, xi
măng pha muội silic... Xi măng poóclăng với hàm lượng C3A cao dễ bị ăn mòn
sunfat có trong đất, nước biển, nước ngầm. Vì vậy thường yêu cầu dùng xi măng
có hàm lượng C3A thấp hơn (( 10%) cho bê tông trong môi trường sunfat, hoặc
dùng xi măng đặc biệt chống sunfat.
4.3.7. Phản
ứng Xi măng - Cốt liệu
4.3.7.1.
Phản ứng Kiềm - Silíc
Khi trong xi măng có hàm lượng kiềm nhiều quá mức qui định
và trong cốt liệu có hàm lượng SiO2 vô định hình sẽ sinh ra phản ứng kiềm -
silic. Sản phẩm của phản ứng kiềm - silic có thể là gen canxi - kiềm - silic
trương nở đến một mức độ giới hạn hoặc gen kiềm - silic ngậm nước có thể hút nước
và nở nhiều hơn, có thể gây nứt nẻ bê tông. Nếu trong cốt liệu có silic vô định
hình, phải thí nghiệm kiểm tra khả năng sử dụng và nên ưu tiên dùng các biện
pháp sau đây để phòng ngừa tác hại của phản ứng kiềm - silic:
Dùng xi măng có tổng hàm lượng kiềm được biểu thị bằng %
(Na20 + 0,658K20) không vượt quá 0,6%;
Nếu xi măng có tổng hàm lượng kiềm cao hơn 0,6% thì pha
thêm puzơlan với số lượng đủ để ngăn ngừa sự nở quá nhiều của bê tông.
4.3.7.2.
Phản ứng kiềm - đá cacbonat
Phản ứng kiềm - đá cacbonat cũng gây nở thể tích và nứt nẻ,
đôi khi dẫn tới phá hoại bê tông được chế tạo bằng dăm đá cacbonat, không phải
là canxi cacbonat tinh khiết hoặc dolomit tinh khiết. Các đá này bao gồm các
tinh thể khoáng dolomit trong thành phần mịn của đất sét và canxít. Chúng có thể
phản ứng bằng cách phân huỷ dolomit để tạo thành manhê hydroxit hoặc bởi các phản
ứng gây sự nở phồng của thành phần đất sét. Để tránh hiện tượng này, nên dùng
xi măng có hàm lượng kiềm thấp (có thể nhỏ hơn hoặc bằng 0,4%).
4.4. Lựa
chọn và sử dụng xi măng
Không nên chọn xi măng theo thói quen dùng mà
phải lựa chọn dựa trên yêu cầu kỹ thuật của công trình, chỉ tiêu kỹ thuật của
xi măng, giá thành và điều kiện vận chuyển. Căn cứ vào điều kiện bê tông trong
công trình, nguời thiết kế phải lựa chọn loại và mác xi măng phù hợp. Không nên
lựa chọn các loại xi măng có mác quá cao (40, 50) để thay thế cho loại xi măng
có mác thấp hơn trong xây dựng các công trình thủy lợi, đặc biệt là các công
trình bê tông khối lớn. Loại và mác xi măng cần được ghi vào bản thiết kế hoặc
qui trình kỹ thuật của dự án. Khi lựa chọn và xử dụng xi măng, có thể dựa vào
các bảng 4.2 và 4.3 dưới đây về phạm vi sử dụng các loại xi măng.
Bảng
4.2: Chỉ dẫn loại và mác xi măng dùng vào các loại kết cấu công
trình
STT
|
Loại, mác
xi măng
|
Công dụng chính
|
Có thể sử dụng
|
Không nên sử dụng
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
1
|
Xi măng Poóclăng,
xi măng Poóclăng
hỗn hợp (PC,PCB)
Mác 40 ( 50
Mác 30
|
- Trong các kết cấu bê tông cốt
thép có yêu cầu cường độ bê tông cao có mác từ 30 trở lên, đặc biệt trong các
kết cấu bê tông cốt thép ứng suất trước.
- Trong các kết cấu bê tông
toàn khối mỏng
- Trong các kết cấu bê tông cốt
thép toàn khối thông thường có mác từ 15 đến 30
|
- Trong công tác khôi phục sửa
chữa các công trình có yêu cầu mác bê tông cao và cường độ bê tông ban đầu lớn
- Cho các loại vữa xây mác từ
5 trở lên, vữa láng nền và sàn, vữa chống thấm
|
- Trong các kết cấu bê tông
đúc sẵn hoặc toàn khối thông thường không cần đến đặc điểm riêng của loại xi
măng này (không đông cứng nhanh, cường độ cao).
- Trong các kết cấu ở môi trường
có độ xâm thực vượt quá các qui định cho phép.
- Trong các kết cấu bê tông có
mác dưới 10
- Cho các loại vữa xây có mác
nhỏ hơn 5
- Trong các kết cấu ở môi trường
xâm thực vượt quá qui định đối với loại xi măng này
- Trong các kết cấu bê tông và
bê tông cốt thép và vữa thông thường không cần đến đặc điểm riêng của loại xi
măng này.
|
2
|
Xi măng Poóclăng bền sunfat
(PCs)
|
- Trong các kết cấu bê tông và
bê tông cốt thép của các công trình ở môi trường xâm thực sunfat hoặc tiếp
xúc với nước biển, nước lợ và nước chua phèn
|
- Trong các kết cấu bê tông và
bê tông cốt thép ở nơi nước mềm có mực nuớc thay đổi.
|
Trong các kết cấu bê tông, bê
tông cốt thép và vữa thông thường không cần đến đặc điểm riêng của loại xi
măng này.
|
Bảng 4.2
(Tiếp theo)
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
3
|
Xi măng Poóclăng ít toả nhiệt
(PCLH)
|
- Cho các kết cấu khối lớn (1)
trong xây dựng thuỷ lợi, thủy điện, đặc biệt là cho lớp bê tông bên ngoài ở
những nơi khô ướt thay đổi.
|
- Trong các kết cấu bê tông cốt
thép làm móng hoặc bệ máy lớn của các công trình công nghiệp.
- Trong các kết cấu bê tông cốt
thép chịu tác dụng của nước khoáng khi nồng độ môi trường không vượt quá các
qui định cho phép.
|
- Trong các kết cấu bê tông và
bê tông cốt thép thông thường hoặc các loại vữa xây trát không cần đến đặc điểm
riêng của loại xi măng này.
|
4
|
Xi măng Poóclăng xỉ
|
- Cho các kết cấu bê tông và
bê tông cốt thép đúc sẵn hoặc toàn khối, ở cả trên khô, dưới đất và dưới nước.
- Cho phần bên trong các kết cấu
bê tông khối lớn của các công trình thuỷ lợi, thủy điện.
- Cho việc sản xuất bê
tông móng hoặc bệ máy lớn của các công trình công nghiệp.
|
- Trong các kết cấu ở môi trường
nước mềm hoặc nước khoáng ở mức độ xâm thực không vượt quá các qui định cho
phép.
|
- Trong các kết cấu bê tông và
bê tông cốt thép, bê tông mặt ngoài các công trình ở nơi có mực nước thay đổi
thường xuyên.
- Cho việc sản xuất bê tông
trong điều kiện thời tiết nóng và thiếu bảo dưỡng ẩm
|
5
|
Xi măng Poóclăng Puzơlan
(PCpuz)
|
- Trong các kết cấu bê tông và
bê tông cốt thép ở dưới đất, dưới nước chịu tác dụng của nước mềm.
- Cho phần bên trong các kết cấu
bê tông khối lớn của các công trình thuỷ lợi, thủy điện, móng hoặc bệ máy các
công trình công nghiệp.
|
- Trong các kết cấu bê tông và
bê tông cốt thép ở đất ẩm.
- Cho các loại vữa xây ở nơi ẩm
ướt và dưới nước.
- Trong các kết cấu ở môi trường
nước khoáng với mức độ xâm thực không vượt quá các qui định cho phép.
|
- Trong các kết cấu bê tông và
bê tông cốt thép ở nơi khô ướt thay đổi thường xuyên.
- Cho việc sản xuất bê tông
trong các điều kiện thời tiết nắng nóng và thiếu dưỡng ẩm.
|
Ghi chú: (1) Trong TCVN 4453 -
1995 qui định khối lớn phải có kích thước nhỏ nhất bằng 2,5 m.
Nói chung, xi măng Poóclăng vẫn thường được dùng trong các
công trình xây dựng và công trình thủy lợi, đặc biệt khi không có các loại xi
măng đặc chủng. Trong những trường hợp đó, cần lựa chọn loại xi măng Poóclăng
có thành phần khoáng phù hợp và dùng thêm các loại phụ gia khác để hỗ trợ như
phụ gia dẻo hoá, phụ gia khoáng hoạt tính...
Bảng
4.3: Chỉ dẫn mác xi măng ứng với mác bê tông
Mác bê tông
|
Mác xi măng
|
Sử dụng chính
|
Có thể sử dụng
|
Không nên sử dụng
|
15
|
30
|
-
|
40 trở lên
|
20
|
30
|
40
|
50
|
25
|
30
|
40
|
50
|
30
|
40
|
30
|
50
|
40
|
50
|
40*
|
Dưới 40
|
50
|
50
|
40*
|
Dưới 40
|
Ghi chú : * Hiện nay nhờ có các phụ gia
siêu dẻo, phụ gia khoáng hoạt tính cao nên vẫn có thể sản xuất bê tông mác cao
từ xi măng có mác thấp hơn. Vì vậy, trong trường hợp không dùng phụ gia thì có
thể sử dụng bảng này để lựa chọn loại xi măng, nếu dùng phụ gia thì cần phải
thí nghiệm kiểm chứng để quyết định dùng loại xi măng nào để đảm bảo yêu cầu kỹ
thuật và kinh tế.
Khi loại và mác xi măng đã được ghi trong
qui định kỹ thuật của dự án, hoặc bản vẽ thiết kế, nếu thay đổi phải có ý kiến
thống nhất của cơ quan thiết kế và được sự đồng ý của cơ quan quản lý kỹ thuật
có thẩm quyền.
Khi kết cấu bê tông của công trình thuỷ lợi,
thủy điện ở trong nước hoặc trong đất có chứa các tác nhân ăn mòn hoặc tiếp xúc
với nước biển, nên dùng xi măng bền sunfat hoặc áp dụng những công nghệ đặc biệt
chống ăn mòn bê tông. Theo tài liệu Mỹ (ACI 350R -15) trong trường hợp đó
yêu cầu lượng C3A trong xi măng không vượt quá 8% trong bê tông chịu ăn mòn của
môi trường sunfat [chứa từ 150 đến 1000 ppm (miligam /lít) ion SO42-]. Xi măng
xỉ lò cao cũng như xi măng Poóclăng Puzơlan có thể được sử dụng trong trường hợp
như vậy. Xi măng Poóclăng Puzơlan có hàm lượng puzơlan không vượt quá 25% trọng
lượng xi măng. Đối với môi trường sunfat nặng [hàm lượng SO42- bằng 1000 ppm
(miligam/lít) hoặc lớn hơn], phải dùng xi măng có hàm lượng C3A trong khoảng 5
đến 8% hoặc giảm 10% tỷ lệ N/X. Bằng cách khác, có thể thay thế một phần xi
măng bằng puzơlan như tro bay để hàm lượng C3A trong xi măng không lớn hơn 5%.
Trong trường hợp này puzơlan không vượt quá 25% của trọng lượng hỗn hợp xi măng
và Puzơlan. Một số xi măng dãn nở cũng có khả năng chống sunfat. Trong công trình
tiếp xúc với nước biển nếu không có xi măng chống xâm thực, thì có thể dùng xi
măng thường có pha thêm phụ gia khoáng hoạt tính có hàm lượng Si02 càng cao và
Al203 càng thấp càng tốt.
Trong kết cấu bê tông khối lớn để tránh nứt
nẻ do lượng nhiệt thủy hoá của xi măng lớn gây nên, nếu không có xi măng ít toả
nhiệt, thì nên giảm lượng xi măng trong bê tông và pha thêm các phụ gia thích hợp
để giảm nhiệt thuỷ hoá và làm chậm sự phát nhiệt thủy hoá như dùng phụ gia
khoáng Puzơlan, xỉ và phụ gia hoá học kéo dài thời gian đông kết, nhưng vẫn phải
đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật khác của bê tông đã đề ra.
Khi có những yêu cầu đặc biệt khác đối với
bê tông hoặc vữa như cứng nhanh, dãn nở hoặc không co, nếu không có các loại xi
măng đặc chủng đáp ứng được các yêu cầu này thì có thể dùng xi măng poóclăng
thường kết hợp với các phụ gia đặc biệt và các biện pháp thích hợp để bê tông đạt
được các yêu cầu đã đề ra.
Khi cốt liệu có Si02 hoạt tính như Opal, Canxeđon,
Tridimit, Cristobalit, Thủy tinh phún xuất, Trepen, Opok, thì phải dùng loại xi
măng có hàm lượng kiềm nhỏ hơn qui định (Na20 + 0,658 K20) nhỏ hơn 0,6% để
tránh phát sinh phản ứng kiềm, gây nứt nẻ bê tông. Nếu xi măng có hàm lượng kiềm
vượt quá qui định, thì theo tài liệu hướng dẫn của nước ngoài, phải dùng các biện
pháp ngăn ngừa phản ứng Kiềm - silic bằng cách pha phụ gia khoáng hoạt tính để
phản ứng với kiềm còn lại trong giai đoạn đóng rắn ban đầu, hoặc pha phụ gia cuốn
khí, phụ gia kỵ nuớc… (xem hướng dẫn sử dụng phụ gia trong bê tông).
Việc lựa chọn phụ gia hoặc các biện pháp xử
lý phải thông qua thí nghiệm cụ thể để quyết định và phải được sự chấp nhận của
tư vấn hoặc cơ quan có thẩm quyền.
Liều lượng xi măng trong bê tông được xác định trong thiết
kế cấp phối bê tông và qua kiểm tra bằng thực nghiệm để bê tông đạt được các
yêu cầu đã đề ra, không nên quyết định một cách tuỳ tiện. Lượng xi măng đó phải
lớn hơn lượng xi măng tối thiểu được nêu trong các qui định không chỉ để đảm bảo
cường độ, mà còn đảm bảo độ đặc chắc và tính bền của bê tông. Khi pha phụ gia
khoáng vào bê tông, cần phải xem trong xi măng đã có phụ gia khoáng chưa; nếu
có thì tỉ lệ phụ gia đã pha vào là bao nhiêu. Từ đó sẽ quyết định tỉ lệ phụ gia
khoáng pha thêm, để tổng lượng phụ gia không vượt quá tỉ lệ phụ gia cho phép được
qui định trong tiêu chuẩn đối với xi măng poóclăng xỉ và xi măng poóclăng
puzơlan.
4.5.
Tiếp nhận và kiểm tra chất lượng xi măng
Khi nhập xi măng phải có giấy chứng nhận kèm theo của nhà
máy, trong đó có ghi số lô của sản phẩm và các kết quả thí nghiệm kiểm tra tính
chất xi măng ở nhà máy sản xuất, kể cả kết quả phân tích thành phần hoá và
khoáng.
Đối với các công trình quan trọng, phải thí nghiệm kiểm
tra lại các tính chất của xi măng trong từng đợt tiếp nhận. Ngoài ra trong trường
hợp có nghi ngờ, hoặc xi măng đã để quá 02 tháng, cũng phải kiểm tra lại các chỉ
tiêu tính chất của xi măng. Phải lấy mẫu xi măng theo qui định trong tiêu chuẩn
Việt Nam TCVN 4787 -89 để thí nghiệm các chỉ tiêu được qui định trong tiêu chuẩn
hoặc được nêu trong các qui định kỹ thuật của dự án. Sau khi có kết quả thí
nghiệm phải đối chiếu các kết quả với qui định trong tiêu chuẩn liên quan đến
loại xi măng này để quyết định xi măng đó có thoả mãn các qui định không. Kết
quả thí nghiệm được lưu trong hồ sơ để phục vụ cho việc nghiệm thu công trình
hoặc bộ phận công trình sau này.
4.6.
Bảo quản xi măng tại công trường
Xi măng mua về nên dùng càng sớm càng tốt. Mặt khác, nên
mua xi măng đến đâu dùng đến đấy, vừa đảm bảo chất lượng xi măng vừa đỡ kho chứa
và công sức bảo quản. Khi vận chuyển xi măng bao bằng đường bộ cũng như bằng đường
thủy, phải giữ cho xi măng được khô ráo không để bị mưa, nước làm ẩm ướt. Kho
chứa xi măng phải làm ở nơi khô ráo, thoáng khí, không gần hồ ao, không bị dột
hoặc nước mưa hắt vào. Sàn kho lát ván và kê cao hơn mặt đất. Nếu nền kho lát gạch,
vẫn phải làm sàn gỗ cao trên mặt sàn 0,3 m. Xi măng chuyển vào kho phải được xếp
thứ tự thành hàng mỗi hàng xếp hai bao một châu đầu vào nhau, hàng nọ cách hàng
kia ít nhất 0,5m để người đi lại, khuân vác dễ dàng. Xi măng phải được đặt cách
tường kho 0,5m và không được xếp cao quá 2m kể từ sàn kho. Các loại xi măng
khác nhau, hoặc cùng loại nhưng khác mác cần được xếp riêng theo khu vực để
tránh nhầm lẫn. Những bao bị rách, hở phải dùng ngay cho hết. Khi có hiện tượng
vón cục là xi măng đã bị giảm phẩm chất; cục càng to thì chất lượng càng giảm
nhiều, đặc biệt là cường độ của xi măng. Cần phải có biện pháp xử lý thích đáng
xi măng này sau khi đã thí nghiệm kiểm tra.
5.
HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG PHỤ GIA TRONG XÂY DỰNG THỦY LỢI
Định nghĩa và phân loại phụ gia đã được nêu trong tiêu chuẩn
14TCN103- 1999 và tiêu chuẩn Mỹ ASTM C 494 - 92.
5.1.
Tác dụng của phụ gia trong thi công bê tông và vữa
a)
Đối với hỗn hợp bê tông
·
Tăng tính dễ đổ (độ sụt) mà không cần tăng lượng nuớc trộn; hoặc giảm lượng
nước trộn mà vẫn giữ được tính dễ đổ của hỗn hợp bê tông và vữa;
·
Làm chậm hoặc tăng nhanh thời gian đông kết, đóng rắn của xi măng và bê
tông;
·
Làm bê tông không bị co ngót hoặc hơi nở thể tích;
·
Giảm tiết nước, phân tầng của hỗn hợp bê tông và vữa;
·
Cải thiện khả năng bơm;
·
Làm chậm sự mất độ sụt theo thời gian (hay duy trì độ sụt của bê tông
theo thời gian).
b)
Đối với bê tông đã cứng rắn
·
Làm chậm hoặc giảm sự phát nhiệt trong thời gian cứng hoá ban đầu;
·
Tăng nhanh tốc độ phát triển cường độ, hoặc tăng cường độ ban đầu và về
sau;
·
Tăng độ bền;
·
Tăng khả năng chống thấm nước (giảm tính thấm);
·
Khống chế độ nở do phản ứng kiềm của cốt liệu chứa silic vô định hình;
·
Tăng độ dính kết của bê tông với cốt thép;
·
Tăng độ dính kết giữa bê tông cũ và mới;
- ức chế ăn mòn cốt thép.
5.2.
Công dụng và các tính chất kỹ thuật của một số loại phụ gia
5.2.1.
Phụ gia điều chỉnh sự đóng rắn của bê tông và vữa
Chúng thường là các phụ gia hoá học có thể tan
trong nước và cải biến độ hoà tan của các thành phần khác nhau của xi măng và
trước hết là tốc độ hoà tan của chúng.
Ngoài các phụ gia ký hiệu C và E nêu trong 14TCN 103-109
và ASTM C494-92, các chất sau đây có tác dụng tăng nhanh đông cứng bê tông:
·
Triethanolamin và canxi fomat;
·
Canxi clorua (CaCl2) là phụ gia có tác dụng mạnh nhất trong các loại phụ
gia đông cứng nhanh. Tuy nhiên, loại phụ gia này chứa ion clo (Cl-) ăn
mòn cốt thép. Do vậy nó được yêu cầu không sử dụng trong bê tông cốt thép ứng
suất trước, trong bê tông có chứa các kim loại không cùng loại được trôn vào,
hoặc bê tông cốt thép trong môi trường ẩm ướt bởi vì môi trường này có khuynh
hướng làm tăng sự ăn mòn cốt thép. Liều lượng pha trộn của phụ gia này thường
không quá 1% trọng lượng xi măng;
·
Một số sunfat như natri và kali sunfat, manhê cacbonat nghiền mịn.
Phụ gia làm chậm đông cứng, giảm tốc độ phản
ứng của xi măng với nước và do đó làm chậm sự đông kết của bê tông ít nhất là 1
giờ. Cũng có thể làm giảm cường độ 28 ngày một chút, làm chậm sự phát triển nhiệt
thủy hoá trong bê tông khối lớn, nên sử dụng thích hợp trong bê tông khối lớn.
Ngoài các phụ gia ký hiệu B,D,G nêu trong 14TCN103-1999, các phụ gia gốc kiềm
cũng có tác dụng làm đông cứng chậm như sút, potat, amoniac, các muối natri và
kali aluminat, borat, các muối canxi nitrit, nitrat và fomiat.
Cần chú ý rằng có một số loại phụ gia đông cứng nhanh có
thể làm chậm đông cứng khi liều lượng dùng vượt quá qui định; vì vậy khi sử dụng,
cần xác định liều lượng thích hợp và xem kỹ hướng dẫn sử dụng của nhà sản xuất
để đạt được hiệu quả mong muốn.
5.2.2.
Phụ gia giảm nước thường
Phụ gia này có tác dụng tăng dẻo giảm nước. Cường độ ban
đầu của bê tông tăng lên do giảm nước sẽ bù lại sự giảm cường độ do ảnh
hưởng của phụ gia làm đông cứng chậm và cường độ 28 ngày cao hơn bê tông đối chứng
có cùng độ sụt. Phụ gia giảm nước còn cải thiện tính chất của bê tông khi cốt
liệu có cấp phối không tốt, cốt liệu có nhiều cạnh góc và cát nhỏ. Trong các
trường hợp đó, nếu không dùng phụ gia tăng dẻo giảm nước, thì bê tông sẽ khô,
khó thi công; mà nếu thêm nước, thì cường độ bê tông lại giảm. Phụ gia này cũng
làm chậm sự mất độ sụt theo thời gian. Các phụ gia tăng dẻo giảm nước thường
như lignosunfonat và cacbuaxylic hydroxyl. Chúng có thể giảm được khoảng 10% lượng
nước trộn, khi đó cường độ nén có thể tăng 15 đến 25%, độ co ngót và từ biến của
bê tông giảm đi. Nếu không giảm nước, thì độ sụt tăng 2 đến 3 lần, dễ thi công
hơn. Thời gian đông kết của bê tông có thể giảm từ 1 đến 3 giờ ở nhiệt độ 18 đến
300C, nhiệt thủy hoá của bê tông cũng giảm đi.
5.2.3.
Phụ gia giảm nước bậc cao (siêu dẻo)
Hiện nay được sử dụng rất phổ biến. Loại phụ gia này có
thể giảm được 25 đến 30% lượng nước trộn, do đó tăng cường độ 28 ngày của bê
tông khoảng 30 đến 40 %, cường độ ban đầu cũng cao hơn bê tông không pha phụ gia.
Nếu không giảm nước, độ sụt có thể tăng trên 4 lần và chậm mất độ sụt. Có loại
siêu dẻo kéo dài thời gian đông kết (loại G) rất thích hợp đối với bê tông
thương phẩm vận chuyển đường dài, bê tông bơm, bê tông cần đông cứng chậm và
nhiệt thủy hoá thấp, rất thích hợp cho thi công vào mùa hè nắng nóng và bê tông
khối lớn. Có loại không kéo dài thời gian đông kết (loại F) thích hợp với bê
tông cốt thép ứng suất trước. Cần chú ý rằng, nếu giảm nước và giữ nguyên độ sụt,
cùng cường độ 28 ngày, thì có thể giảm lượng dùng xi măng, do đó tiết kiệm được
một lượng xi măng khá lớn, qui ra tiền có thể cao hơn chi phí cho phụ gia, như
vậy đạt hiệu quả kinh tế nhất định. Có loại phụ gia giảm nước bậc cao mà không
kéo dài thời gian đông kết.
5.2.4.
Phụ gia cuốn khí (air entraining admixtures)
Phụ gia cuốn khí có tác dụng lôi cuốn một phần không khí
vào trong bê tông thông qua quá trình trộn, tạo ra các bọt khí cực nhỏ đường
kính từ 10 đến 1000 (m. Các bọt khí này được phân tán đều khắp trong bê tông,
làm tăng độ lưu động, giảm phân tầng tiết nước của hỗn hợp bê tông, đồng thời
cũng tăng tính chống thấm của bê tông lên một chút nhờ các bọt khí cực nhỏ nằm
trong các lỗ rỗng mao quản của bê tông sau khi cứng hoá, ngăn không cho nước thấm
vào. Tác dụng quan trong nhất của phụ gia cuốn khí là tăng độ bền do sự đóng
băng và tan băng của bê tông ở những nước có băng tuyết vào mùa đông. Tuy vậy
hàm lượng bọt khí trong bê tông cũng ảnh hưởng lớn đến cường độ của bê tông
(hàm lượng khí trong bê tông càng nhiều thì cường độ càng giảm). Do đó, khi sử
dụng phụ gia cuốn khí, cần phải khống chế chặt chẽ liều lượng pha trộn của phụ
gia để đạt được hiệu quả mong muốn. Nhiều tài liệu đã đưa ra hàm lượng khí
trong bê tông từ 4 đến 6% là thích hợp. Hiện tại phụ gia cuốn khí đã được sử dụng
tại một số công trình lớn của nước ta như công trình thuỷ điện Hàm Thuận - Đa
Mi, cầu đường sắt Đà Rằng.
5.2.5.
Phụ gia hoạt tính Puzơlan
Phụ gia hoạt tính Puzơlan thiên nhiên theo tiêu chuẩn Việt
Nam TCVN3735-82 ở dạng nguyên khai hoặc đã gia nhiệt để tăng hoạt tính; được
pha trước vào xi măng để được xi măng poóclăng puzơlan theo tiêu chuẩn Việt Nam
TCVN 4033 - 95, hoặc pha vào bê tông và vữa trước khi trộn. Puzơlan thiên nhiên
bao gồm đất diatomit, đá phiến sét, tuyp và tro núi lửa, đá bọt, đá bazan...
Puzơlan chứa nhiều oxit silic vô định hình có hoạt tính, tức là có tác dụng ở
nhiệt độ thường với Ca(OH)2 sinh ra khi xi măng thủy hoá để tạo thành
CaO.SiO2.nH2O bền vững ngay cả khi ẩm ướt và ở trong nước. Đó là phản ứng
puzơlan. Hoạt tính của puzơlan được xác định thông qua thí nghiệm vữa trong đó
một phần xi măng được thay thế bằng puzơlan (theo ASTM C311- 94a) hoặc thí nghiệm
độ hút vôi (theo tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 3735 - 82).
Puzơlan có những tác dụng tốt như sau :
·
Giảm độ phân tầng, tiết nước, giảm nhiệt thuỷ hoá và tác hại của cốt liệu
có phản ứng kiềm;
·
Tăng độ đặc chắc, tính chống thấm, tính bền của bê tông ở trong nước và
trong đất có tính chất ăn mòn.
Tuy nhiên puzơlan có thể kéo dài thời gian
đông kết, làm chậm sự phát triển cường độ bê tông ở tuổi ban đầu (3 đến 7
ngày), nhưng cuờng độ 28 ngày vẫn đạt như bê tông không pha puzơlan;
Đá Bazan vùng mỏ Nghệ An, Thanh Hoá là một loại puzơlan
có tiêu chuẩn riêng của ngành xây dựng TCXD -1997, khi sử dụng cần tham
khảo tiêu chuẩn này.
5.2.6.
Phụ gia xỉ lò cao
Phụ gia xỉ lò cao được qui định trong TCVN 4315-1986, là
loại xỉ thu được khi luyện gang và được làm nguội nhanh để tạo thành dạng hạt
pha thủy tinh. Yêu cầu kỹ thuật và phương pháp thử xỉ lò cao được nêu trong
tiêu chuẩn nhà nước nói trên. Xỉ bao gồm chủ yếu các canxi silicat, aluminat và
một số oxít khác như MgO, TiO2.
Xỉ hạt lò cao được nghiền chung với clanhke để sản xuất
xi măng poóclăng xỉ hạt lò cao, xi măng poóclăng hỗn hợp hoặc có thể được nghiền
riêng thành bột mịn để pha vào bê tông và vữa trước khi trộn. Xỉ hạt lò cao thường
được nghiền nhỏ hơn xi măng, tỉ diện của nó lớn hơn 3500 cm2/g, có khi tới 5000
cm2/g. Xỉ càng mịn, hoạt tính càng tăng. Khi trộn xi măng xỉ với nước, đầu tiên
xỉ tác dụng với kiềm hyđroxit, sau đó với canxi hyđroxit, đó là phản ứng mang
tính chất puzơlan. Xỉ hạt lò cao có tác dụng tốt sau đây:
·
Tăng tính dễ đổ của hỗn hợp bê tông;
·
Giảm độ tiết nước, nếu xỉ được nghiền mịn hơn xi măng và ngược lại;
·
Giảm nhiệt thủy hoá, do đó giảm nguy cơ nứt nẻ do nhiệt trong bê tông khối
lớn;
·
Tăng độ đặc chắc, nên giảm độ hút nước và thấm nước;
·
Tăng độ bền trong nước, nước có sunfat, nước biển;
·
Giảm độ nở kiềm do cốt liệu có phản ứng kiềm gây nên.
Tuy nhiên cần lưu ý:
·
Hỗn hợp bê tông pha xỉ có thể chậm đông kết hơn, nhất là khi ở nhiệt
độ thấp;
·
Cường độ ban đầu phát triển chậm, sau 7 ngày tăng nhanh hơn;
·
Tăng độ co ngót ban đầu, nên cần chú ý bảo dưỡng tốt và kéo dài hơn;
·
Tổng tỷ lệ xỉ hạt lò cao pha vào bê tông không vượt quá tỉ lệ xỉ trong
xi măng poóclăng xỉ theo TCVN 4316 - 1986.
5.2.7.
Tro bay
Đó là phế thải mịn thu được do việc đốt than ở nhà máy nhiệt
điện và được chuyển từ buồng đốt qua nồi hơi bởi ống khói. Tro bay là một loại
puzơlan nhân tạo có các silic oxít, nhôm oxít, canxi oxit, manhê oxít và lưu huỳnh
oxít. Ngoài ra, có thể chứa một lượng than chưa cháy, yêu cầu không được quá 6%
trọng lượng tro bay. Nếu trong trường hợp hàm lượng chất chưa cháy vượt quá 6%
thì phải căn cứ vào các kết quả thí nghiệm để quyết định sử dụng. Nói chung hàm
lượng than nhiều sẽ ảnh hưởng xấu đến tính chất của bê tông, do đó phải dùng biện
pháp tuyển lọc thích hợp để loại bỏ than chưa cháy. Tro bay càng mịn càng tốt.
Đường kính của phần lớn các hạt nằm trong khoảng nhỏ hơn 1(m tới 100 (m, tỷ diện
khoảng 250 đến 600 m2/kg. Phụ gia tro bay có các tác dụng tốt sau đây đối với
bê tông:
·
Giảm nhiệt thủy hoá, nên thích hợp với bê tông khối lớn;
·
Giảm lượng nước trộn hoặc tăng tính dễ đổ;
·
Giảm phân tầng, tiết nước;
·
Có khả năng chống được phản ứng kiềm - silic;
·
Giảm độ thấm nước về sau. Tăng tính bền trong môi trường nước, môi trường
nước ăn mòn.
Tuy nhiên tro bay cũng có thể làm chậm sự đông kết, cứng
hoá của bê tông, nên việc hoàn thiện bề mặt bê tông có thể làm chậm hơn. Nếu
làm sớm quá, có thể sinh tiết nước. Khi trời nắng nóng, bê tông dễ bốc hơi nước
mạnh, sinh co ngót nhiều, dễ xẩy ra nứt nẻ. Bê tông pha tro có cường độ ban đầu
thấp hơn, nhưng về sau có thể cao hơn cường độ bê tông toàn xi măng. Mô đun đàn
hồi cũng có tình trạng như vậy. Cần chú ý là do phản ứng của tro bay chậm, nên
ban đầu bê tông thấm nước nhiều hơn bê tông toàn xi măng khi có tỷ lệ N/X ngang
nhau (X ở đây hiểu rộng là chất kết dính có trong bê tông, đó là xi măng và tro
bay, nếu có); Nhưng về sau mức độ thấm lại nhỏ... Vì vậy bê tông pha tro cần được
bảo dưỡng dài ngày hơn. ảnh hưởng xấu của việc kém bảo dưỡng đối với độ hút nước
của lớp bê tông bên ngoài càng lớn khi pha tro bay càng nhiều; Tác dụng này rõ
ràng hơn tác dụng đối với cường độ của bê tông pha tro bay, vì vậy không thể
tin tưởng hoàn toàn vào cường độ mà còn phải quan tâm đến độ bền lâu của bê
tông pha tro bay, khi bê tông ở môi trường có tính chất xâm thực. Tỷ lệ pha tro
bay có thể từ 25 đến 40% tổng trọng lượng chất kết dính (xi măng + tro bay) tuỳ
thuộc loại xi măng và các yêu cầu cụ thể đối với bê tông. Tỷ lệ pha trộn thích
hợp cần thông qua thí nghiệm. Độ co khô của bê tông pha tro bay về lý thuyết
tăng lên, nhưng do giảm được lượng nước trộn, nên độ co có thể tương tự như đối
với bê tông không có tro bay. Tro bay được dùng để pha vào bê tông thông thường
và đặc biệt được đưa vào bê tông đầm cán với tỷ lệ khá lớn, tới 50% trọng lượng
chất kết dính.
5.2.8.
Muội silic (Silica fume, SF)
Đó là sản phẩm phụ của sản xuất silic hoặc hợp kim sắt -
silic. Cho đến nay ở nước ta chưa sản xuất được muội silic, chỉ có sản phẩm của
nước ngoài đưa vào (xem phụ lục ở phần cuối). Muội silic gồm các hạt rất nhỏ có
đường kính từ 0,01 đến 10 (m (hạt muội silic có thể nhỏ hơn 100 lần hạt xi
măng), hàm lượng Si02 chiếm từ 85 đến 98% theo trọng lượng.
Phụ gia muội silic có hai tác dụng chính:
·
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 độ ban đầu, độ bền mài mòn, độ lâu bền và tăng khả
năng chống thấm của bê tông. Như vậy, tăng chất lượng bê tông rõ rệt. Dùng muội
silic kết hợp với phụ gia
siêu dẻo và xi măng mác cao có thể chế tạo được bê tông
mác cao, mác rất cao tới
trên 100 MPa.
Tỷ lệ pha muội silic từ 5 đến 15% của tổng trọng
lượng chất kết dính trong bê tông.
5.2.9.
Phụ gia tro trấu
Là sản phẩm thu được khi nung trấu ở nhiệt
độ 600 đến 8000C. Cũng như muội silic, phụ gia tro trấu có hàm lượng SiO2
tới hơn 90%, trong đó có chứa nhiều oxit silic vô định hình có hiệu ứng puzơlan
rất mạnh, hơn cả muội silic. Tuy nhiên, phụ gia tro trấu có độ xốp lớn, nên lượng
nước trộn thường tăng lên khá nhiều tuỳ thuộc vào tỷ lệ pha trộn trong xi măng;
Để khắc phục được vấn đề này, người ta thường sử dụng phụ gia tro trấu cùng với
phụ gia giảm nước để không phải tăng lượng nước trộn. Tro trấu thường được dùng
để thay thế 5 đến 30% trọng lượng xi măng tuỳ thuộc vào mục đích sử dụng. Hiện
nay phụ gia tro trấu đã bắt đầu được nghiên cứu và đưa vào sử dụng ở nước ta
thay thế cho phụ gia muội silic phải nhập khẩu.
Trong tiêu chuẩn ngành về phụ gia khoáng
hoạt tính, các chỉ tiêu cơ lý cần được xác định như: lượng sót trên sàng 0,08
(4900 lỗ/cm2), độ ẩm, chỉ số hoạt tính đối với xi măng, thời gian đông kết, độ
nở thể tích, độ bề sunfat của hỗn hợp phụ gia với xi măng. Các đặc tính về
hoá như lượng mất khi nung, hàm lượng S03, các thành phần hoạt tính chính
( Si02, Al203 ) và lượng kiềm được tính theo Na20 cũng được xác định. Ngoài ra,
còn thí nghiệm độ đồng nhất như sai khác về độ mịn (%), sai khác về tỉ trọng
(%) so với thông báo của nhà sản xuất; Các thí nghiệm được tiến hành theo
14 TCN
108-1999.
Phụ gia khoáng hoạt tính có thể được nghiền
chung với clanhke và một tỉ lệ thạch cao để sản xuất xi măng Poóclăng hỗn hợp
theo TCVN 6260-1997, hoặc có thể được nghiền mịn, rồi pha vào mẻ trộn bê tông với
một tỷlệ qui định trước khi trộn bê tông. Hai cách pha trộn đó có tác dụng như
nhau, nếu được trộn đều và cùng một liều lượng phụ gia.
Ngoài phụ gia khoáng hoạt tính, còn dùng bột
đá nghiền mịn làm phụ gia cho xi măng và bê tông. Nói chung phụ gia bột đá thường
có rất ít hoặc không có hoạt tính nên đôi khi còn gọi là phụ gia trơ. Việc pha
phụ gia bột đá vào trong xi măng và bê tông có lợi đối với một số tính chất của
bê tông như tăng tính dễ đổ, giảm tính thấm nước, hút nước mao quản, tách nước
và nứt nẻ.
Do tác dụng của phụ gia trơ chủ yếu là về mặt vật lý,
nên chúng phải phù hợp về mặt vật lý với loại xi măng pha nó. Ví dụ phụ gia trơ
càng nhiều, thì độ mịn càng phải cao hơn độ mịn thông thường.
5.2.10.
Phụ gia nở
Loại phụ gia này tự dãn nở khi ngậm nước hoặc tác dụng với
thành phần nào đó của xi măng và nở ra để bù lại độ co khô hoặc vẫn còn thêm một
mức nào đó. Các phụ gia nở có thể chứa các chất sau đây :
·
Hỗn hợp của bột sắt với các hoá chất để oxít hoá sắt và tăng thể tích;
·
Canxi sunfoaluminat kết hợp với 31 phân tử nước. Chất này nở nhiều nên
phải khống chế tỉ lệ pha thích hợp.
ở nước ta đã nghiên cứu được một số loại
phụ gia thuộc các loại trên (xem phụ lục D).
5.2.11.
Phụ gia chống thấm nước
Các loại phụ gia khoáng hoạt tính nêu trên
được nghiền rất mịn, sẽ làm tăng tính chống thấm của bê tông, do tác dụng nhét
kẽ của chúng và một phần do phản ứng puzơlan tạo ra canxi silicat bền vững. Các
phụ gia giảm nước loại thường và bậc cao (siêu dẻo) cũng giảm một phần độ rỗng
do giảm nước thừa bay hơi. Các nhũ tương polyme cũng có tác dụng giảm thấm do
các hạt polyme kết hợp thành màng liên tục và bít các lỗ rỗng, mao quản và các
vết nứt nhỏ. Phụ gia BENIT do Viện khoa học Thuỷ lợi sản xuất là một loại phụ
gia chống thấm đặc chủng cho các công trình bê tông thủy công. Phụ gia BENIT có
chứa khoáng sét bentonit được nghiền rất mịn, khi tiếp xúc với nước bentonit
trương nở mạnh, sẽ bịt kín các lỗ rỗng mao quản ngăn ngừa sự thấm mao quản
của bê tông.
Đối với công trình bê tông thuỷ công, yêu cầu chống thấm
luôn là một trong những vấn đề được đặt lên hàng đầu nhằm đảm bảo chất lượng và
độ lâu bền của công trình. Do vậy, việc sử dụng phụ gia chống thấm cho bê tông
thủy công là vấn đề cần thiết để đạt được độ chống thấm yêu cầu, thay cho việc
tăng lượng dùng xi măng mà đôi khi còn gây những ảnh hưởng không tốt lên bê
tông như làm tăng nhiệt thủy hoá trong bê tông khối lớn.
5.2.12.
Phụ gia ức chế ăn mòn cốt thép
Nguyên nhân của sự ăn mòn cốt thép trong bê tông là sự
có mặt của clorua (ion Cl-) trong bê tông khi tiếp xúc với nước mặn (nước biển)
và đất mặn. Clorua có thể xâm nhập và tiếp cận với cốt thép bằng cách khuyếch
tán qua bê tông. Mặt khác cũng do độ kiềm của môi trường xung quanh bê tông giảm,
nên mất tính ức chế ăn mòn thép. Do đó việc làm tăng tính chống thấm của bê
tông cũng góp phần hạn chế sự ăn mòn cốt thép. Tuy nhiên để hạn chế ăn mòn cốt
thép có hiệu quả có thể dùng Natri benzoat với liều lượng 2% trọng lượng của nước
trộn bê tông. Nhưng phổ biến hơn cả là Natri nitrit (NaN02) hoặc canxi nitrit
(Ca(N02)2 ) với tỷ lệ pha trộn 2 đến 3% trọng lượng xi măng. Các loại muối có độ
hoà tan thấp như phôtphat hoặc flluosilicat và fluoaluminat cũng có tác dụng ;
Liều lượng pha trộn chúng tới 1% trọng lượng xi măng. Việc ức chế ăn mòn cốt
thép đặc biệt quan trọng, khi bê tông tiếp xúc với môi trường chứa clorua hoặc
khi dùng phụ gia khoáng hoạt tính có phản ứng puzơlan do tác dụng với vôi, làm
giảm độ kiềm ở môi trường bê tông xung quanh cốt thép.
5.3.
Lựa chọn và sử dụng phụ gia Khi thiết kế và thi công các công trình thủy lợi
bằng bê tông và vữa có sử dụng phụ gia nên:
·
Chọn loại phụ gia phù hợp với các yêu cầu kỹ thuật của bê tông và phù hợp
với yêu cầu kỹ thuật của từng công trình;
·
Không chọn phụ gia theo nhãn, mác (nội hay ngoại) mà việc lựa chọn nên dựa
vào đặc tính kỹ thuật, giá thành và điều kiện vận chuyển của phụ gia;
·
Lựa chọn loại phụ gia thích hợp có đủ cơ sở về pháp lý, có đăng ký chất
lượng sản phẩm. Phụ gia mua về phải có giấy chứng nhận chất lượng và thông báo
kỹ thuật của cơ sở sản xuất phụ gia để làm cơ sở cho việc sử dụng;
·
Sử dụng đúng liều lượng và cân đong chính xác là rất cần thiết để đảm bảo
hiệu quả của phụ gia trong bê tông. Tỷ lệ sử dụng không đúng có thể dẫn tới hiệu
quả thấp và đối với một số phụ gia hoá học đôi khi lại có tác dụng ngược lại.
Khi sử dụng phụ gia, cần chú ý đến hai yếu tố : liều lượng và cách pha trộn.
Các vấn đề này thường được ghi trong bản giới thiệu sản phẩm do nhà máy sản xuất
phụ gia cung cấp và phải được tuân thủ một cách nghiêm túc. Tuy nhiên tỉ lệ pha
trộn được ghi trong thông báo nói trên thường được qui định trong một phạm vi rộng;
Trong từng trường hợp cụ thể cần thí nghiệm để xác định tỷ lệ thích hợp. Nếu
không có qui định riêng, thì việc pha phụ gia vào mẻ trộn có thể được thực hiện
như sau :
·
Các phụ gia hoá học ở dạng rắn được phối liệu theo trọng lượng. Trước hết
cân lượng phụ gia cần thiết, hoà tan vào một phần nước trộn, rồi khuấy mạnh để
phụ gia tan hết. Nếu còn các cục không tan được, phải loại bỏ và thêm một lượng
phụ gia tương ứng. Có thể hoà tan phụ gia vào một lượng nước nhất định để tạo
thành dung dịch chuẩn, tiện dùng cho cả một ca kíp ; Nhưng trước khi lấy ra từng
phần, phải quấy lại cho đều;
·
Các phụ gia hoá học dạng lỏng được phối hợp theo trọng lượng hoặc thể
tích, nhưng dùng thể tích thuận tiện hơn vì dễ đong lường. Có thể dễ dàng chuyển
đổi từ trọng lượng ra thể tích, khi biết trọng lượng riêng (tỉ trọng) của phụ
gia.
Đối với phụ gia tăng dẻo, nên trộn bê tông
trước một lúc, sau đó mới đổ dung dịch phụ gia vào để phụ gia phát huy được tác
dụng hoạt tính bề mặt của chúng.
Lượng nước trộn bê tông phải bao gồm cả lượng nước trong
dung dịch phụ gia
đưa vào.
Các phụ gia khoáng hoạt tính nghiền mịn được
phối liệu theo trọng lượng và đổ trực tiếp vào máy trộn cùng với xi măng.
Phải có hệ thống cân đong phụ gia riêng đảm bảo thật
chính xác. Nên dùng thiết bị định lượng phụ gia chuyên dụng để lắp vào máy trộn.
Khi dùng phụ gia, trộn bê tông bằng máy đạt hiệu quả cao hơn trộn bằng tay và
thời gian trộn cần kéo dài hơn để phụ gia được phân tán đều trong bê tông và
phát huy được tác dụng.
Khi dùng kết hợp hai ba loại phụ gia hoá học,
nên pha riêng rẽ như trên vào máy trộn. Không pha chung trước để dùng dần, đề
phòng chúng có phản ứng trước với nhau làm giảm hiệu quả của phụ gia trong bê
tông.
Các phụ gia hoá học ở dạng lỏng thường có màu, nên sau
khi pha vào nước khuấy cho đều mầu là được. Đối với phụ gia không có mầu, cần
khuấy kỹ để đảm bảo sự đồng nhất.
5.4.
Những điều cần lưu ý khi sử dụng phụ gia
Phụ gia không thể khắc phục được toàn bộ
những nhược điểm do thiết kế thành phần bê tông và do thi công bê tông như
thành phần không hợp lý, cân đong vật liệu không chính xác và thi công bê tông
kém đặc chắc. Vì vậy trước hết phải làm tốt việc thiết kế và thi công bê tông,
sau đó dùng phụ gia để cải thiện một số tính năng cần thiết của bê tông. Mỗi loại
phụ gia thường chỉ cải thiện chủ yếu một tính chất nào đó của bê tông. Cũng có
những phụ gia tổng hợp cải thiện một vài tính chất của bê tông. Tuy nhiên có phụ
gia có thể cải thiện một tính chất, nhưng lại ảnh hưởng không tốt đến một vài
tính chất khác của bê tông mà chúng ta không mong muốn. Vì vậy phải tìm hiểu kỹ
các tính năng của phụ gia để có quyết định đúng đắn trong việc lựa chọn và sử dụng
chúng. Khi cần thiết, phải thông qua các thí nghiệm cụ thể để có thông tin
chính xác.
Hiện nay trên thị trường có bán nhiều phụ
gia sản xuất trong nước và phụ gia nước ngoài có tính năng tương tự và chất lượng
tương đương. Trong trường hợp đó nên nghiên cứu sử dụng phụ gia nội, nếu qua
thí nghiệm thấy đạt yêu cầu chất lượng vì giá thành thường rẻ hơn nhiều so với
phụ gia ngoại.
Khi muốn pha phụ gia khoáng vào bê tông, cần
phải biết (thông qua giấy chứng nhận xi măng của nhà máy) trong xi măng đã pha
phụ gia khoáng chưa và nếu có thì tỷ lệ phụ gia đã pha là bao nhiêu. Trên cơ sở
đó sẽ quyết định tỷ lệ pha thêm phụ gia khoáng vào bê tông để tổng lượng phụ
gia khoáng không vượt qúa tỉ lệ cho phép trong xi măng (xem hướng dẫn sử dụng
xi măng). Nếu pha quá nhiều phụ gia khoáng thì cường độ và độ chống thấm nước của
bê tông sẽ giảm đi.
Đối với những công trình quan trọng, trước
khi dùng phụ gia (bất kỳ là phụ gia nội hay ngoại), phải kiểm tra lại các chứng
nhận pháp lý của phụ gia, đồng thời phải thí nghiệm kiểm tra những phẩm chất và
tác dụng của nó lên xi măng và bê tông sẽ dùng, qua đó xác định tỷ lệ phụ gia
thích hợp. Ngoài ra trong thời gian bảo quản và sử dụng, nếu có nghi ngờ, cần lấy
mẫu kiểm tra thêm về sự thay đổi mầu sắc, mùi, tỷ trọng, độ lắng đọng và tác dụng
của phụ gia lên các tính chất mong muốn của bê tông. Nếu có khác biệt quá nhiều,
so với thông báo kỹ thuật của nhà sản xuất và đăng ký chất lượng sản phẩm của
phụ gia đó, phải liên hệ với nhà sản xuất để giải quyết.
Việc bảo quản và sử dụng phụ gia phải tuân
thủ theo các hướng dẫn của nhà sản xuất, tỉ lệ pha trộn cụ thể nên dựa vào thí
nghiệm và phải đảm bảo cân đong chính xác khi pha trộn, đặc biệt đối với các phụ
gia có tỷ lệ pha trộn rất nhỏ, việc sai xót nhiều về liều lượng có thể gây ra
những hậu quả bất lợi cho bê tông.
Thông thường trong bê tông dùng một phụ
gia, nhưng cũng có khi dùng nhiều hơn một phụ gia để kết hợp cải thiện nhiều
tính chất của bê tông, như dùng phụ gia giảm nước kết hợp với phụ gia khoáng hoạt
tính trong bê tông khối lớn, phụ gia giảm nước với phụ gia cuốn khí ... . Khi
đó cần thí nghiệm cẩn thận để xác định tỷ lệ pha trộn của các phụ gia và cách
pha trộn sao cho phát huy được hiệu quả tổng hợp của các loại phụ
gia dùng.
Tác dụng của phụ gia đối với bê tông cũng như với vữa,
vì vữa có thể được coi là bê tông không có cốt liệu lớn, nhưng mức độ tác dụng
cũng như tỉ lệ pha trộn có thể khác nhau, do đó phải thí nghiệm cụ thể trên vữa
trước khi dùng. Ngay cả đối với bê tông khi sử dụng các loại xi măng khác nhau
thì tỷ lệ pha trộn phụ gia cũng sẽ khác nhau.
STT
|
Thuật ngữ
|
Định nghĩa
|
1
|
2
|
3
|
1.
1.1
1.1.1
1.1.2
1.1.3
1.1.4
1.1.5
1.1.6
1.1.7
|
Ximăng
Các loại xi măng
Xi măng
poóclăng
Xi măng poóclăng
puzơlan
Xi măng poóclăng xỉ
Xi măng poóclăng trắng
Xi măng ít toả nhiệt
Xi măng bền sunfat
Xi măng poóclăng hỗn hợp
|
- Chất kết dính thủy lực được
sản xuất bằng cách nghiền clanhke poóclăng với thạch cao và có thể thêm một
phàn phụ gia khoáng, có khả năng đóng rắn và bền vững trong nước.
- Chất kết dính thủy lực được
sản xuất bằng cách nghiền hỗn hợp clanhke poóclăng với khoáng puzơlan hoạt
tính và thạch cao, hoặc trộn lẫn xi măng poóclăng với bột puzơlan nghiền mịn
theo một tỉ lệ nhất định.
- Chất kết dính thủy lực được
sản xuất bằng cách nghiền hỗn hợp clanhke poóclăng với xỉ hoạt tính và thạch
cao, hoặc trộn lẫn xi măng poóclăng với bột xỉ hoạt tính nghiền mịn theo một
tỉ lệ nhất định.
- Xi măng poóclăng khi thủy
hoá cho ta hồ màu trắng, được sản xuất từ clanhke có chứa ít sắt và được nung
luyện trong môi trường nhỏ lửa.
- Xi măng poóclăng có lượng
nhiệt toả ra trong quá trình đóng rắn ít hơn so với xi măng thông thường.
- Xi măng poóclăng với hàm lượng
C3A thấp, có khả năng hạn chế tác động của các hợp chất chứa sunfat trong môi
trường sử dụng đối với bê tông.
- Chất kết dính thủy lực được
sản xuất bằng cách nghiền hỗn hợp clanhke poóclăng với một lượng phụ gia
khoáng (bao gồm cả phụ gia khoáng và phụ gia khoáng hoạt tính).
|
1
|
2
|
3
|
2.
2.1
2.2
2.3
2.4
2.5
2.6
2.7
2.8
2.9
2.10
2.11
|
Các tính chất cơ lý hoá của
xi măng
Độ mịn
Quá trình ninh kết (đông kết)
Quá trình đóng rắn
Tính ổn định thể tích
Độ toả nhiệt khi thủy hoá
Độ co của hồ xi măng
Độ nở của hồ xi măng
Cường độ nén
Mác xi măng
Thành phần hoá
Thành phần khoáng
|
- Đại lượng đặc chưng cho mức
độ nghiền mịn của xi măng. Là tỉ số giữa khối lượng xi măng còn lại trên sàng
0,08, sau khi sàng so với khối lượng mẫu thử. Đơn vị tính là % - Hoặc là tổng
diện tích bề mặt các hạt trong 1 gram xi măng (còn gọi là tỉ diện). Đơn vị
tính là cm2/g.
- Thời kỳ hồ xi măng cho cường
độ ban đầu.
- Thời kỳ hồ xi măng phát triển
cường độ.
- Giới hạn độ nở của hồ xi
măng đóng rắn trong khuôn tiêu chuẩn Lơsatơlie sau 24 giờ trong điều kiện
tiêu chuẩn.
- Lượng nhiệt toả ra khi thủy
hoá 1g xi măng. Đơn vị tính là cal/g.
- Mức độ hồ xi măng bị giảm thể
tích trong quá trình đóng rắn.
- Mức độ hồ xi măng nở thể
tích trong quá trình đóng rắn.
- Chỉ số cường độ khi nén vỡ mẫu
tiêu chuẩn xi măng - cát ở tuổi nhất định. Đơn vị tính MPa, daN/cm2, kG/cm2
hoặc N/mm2.
- Đại lượng qui ước biểu thị
giá trị cường độ chịu nén của mẫu tiêu chuẩn xi măng - cát 4x4x16 cm ở tuổi
28 ngày đêm đóng rắn trong điều kiện tiêu chuẩn. Mác xi măng khong có thứ
nguyên. Lấy tròn số theo giá trị cường độ nén.
- Tỉ lệ phần trăm các oxit kim
loại và thành phần khác cấu thành xi măng ( như CaO; Al2O3 ; SiO2 ; MgO …).
- Tỉ lệ phần trăm các khoáng
chủ yếu cấu thành clanhke xi măng ( C3S ; C2S ; C3A ; C4AF ).
|
1
|
2
|
3
|
3.
3.1
3.2
3.3
3.4
3.5
3.6
3.7
3.8
3.9
3.10
3.11
3.12
|
Phụ gia
Phụ gia đóng rắn nhanh
Phụ gia đóng rắn chậm
Phụ gia dẻo hoá
Phụ gia dẻo hoá cao (Phụ
gia siêu dẻo)
Phụ gia dẻo hoá đóng rắn
nhanh
Phụ gia dẻo hoá đóng rắn chậm
Phụ gia siêu dẻo chậm đóng
rắn
Phụ gia nở
Phụ gia cuốn khí
Phụ gia khoáng hoạt tính
Phụ gia hỗn hợp
Phụ gia chống thấm
|
- Phụ gia có tác dụng tăng
nhanh quá trình ninh kết (đông kết) và quá trình đóng rắn ban đầu của bê
tông.
- Phụ gia làm chậm quá trình ninh
kết và đóng rắn của bê tông.
- Phụ gia có tác dụng làm tăng
độ dẻo của hỗn hợp bê tông tươi.
- Phụ gia dẻo hoá có tác dụng
làm giảm một phần khá lớn lượng nước yêu cầu trong điều kiện giữ nguyên độ sụt,
mà không kéo dài thời gian ninh kết và không kéo thêm không khi vào hỗn hợp
bê tông. (Lượng nước giảm ở đây thường không nhỏ hơn 12%).
- Phụ gia có tác dụng vừa giảm
lượng nước trộn vừa tăng quá trình ninh kết và đóng rắn của bê tông.
- Phụ gia có tác dụng vừa giảm
lượng nước trộn vừa làm chậm quá trình ninh kết của bê tông.
- Phụ gia có tác dụng vừa giảm
lượng nước trộn ( 12% vừa làm chậm quá trình ninh kết của bê tông.
- Phụ gia có tác dụng làm tăng
hoặc không giảm thể tích bê tông trong quá trình đóng rắn.
- Phụ gia có tác dụng lôi cuốn
thêm không khí vào hỗn hợp bê tông hoặc vữa trong quá trình trộn.
- Các khoáng tự nhiên hoặc
nhân tạo có hoạt tính được nghiền mịn dùng làm phụ gia để cải thiện tính chất
của bê tông hoặc dùng pha chế trong quá trình sản xuất xi măng.
- Phụ gia được chế biến từ các
phụ gia khác nhau và có khả năng điều chỉnh một số tính chất của bê tông.
- Là các phụ gia hoá học và
khoáng khi đưa vào trong bê tông sẽ làm tăng khả năng chống thấm nước của bê
tông.
|
B.1.
Tiêu chuẩn về xi măng
·
TCVN 5439 - 1991: Xi măng- Phân loại, ASTM C 150 - 1994.
·
TCVN 6069 - 1995: Xi măng pooclăng ít toả nhiệt - Yêu cầu kỹ thuật.
·
TCVN 4031 - 1985: Xi măng - Phương pháp xác định độ dẻo tiêu chuẩn,
thời gian đông kết và tính ổn định thể tích, .ASTM C 187-87 [AASHTO T 131-85
(1990)] hoặc BS 1881 khi có yêu cầu dùng tiêu chuẩn Mỹ và Anh.
·
TCVN 4032 - 1885 : Xi măng - Phương pháp xác định độ bền uốn và
nén, hoặc TCVN 6017 - 1995 [ISO 679 - 89 (E)] : Xi măng - Phương
pháp thử xác định độ bền, hoặc ASTM C 109 -88 (AASHTO T 106-90), hoặc BS 1881
khi có yêu cầu dùng tiêu chuẩn của Mỹ hoặc Anh hoặc ISO.
·
TCVN 6070 -1995 : Xi măng -Phương pháp xác định nhiệt thủy hoá.
·
TCVN 4030 - 1985 : Xi măng - Phương pháp xác định độ mịn, hoặc ASTM C
184 -83 (hoặc AASHTO T 128 -86).
·
TCVN 6068 - 1995 : Xi măng pooclăng bền sunfat - Phương pháp xác định độ
nở sunfat.
·
14 TCN 63 ( 73 - 2001 : Bê tông thủy công và các vật liệu làm bê tông thủy
công - Yêu cầu kỹ thuật và phương pháp thử
·
14TCN 89 - 2001 : Vữa thủy công - Yêu cầu kỹ thuật và phương pháp thử
·
TCVN 4453 - 1995 : Kết cấu bê tông và bê tông cốt thép toàn khối - Qui
phạm thi công và nghiệm thu
·
QPTL - D6 - 78 : Qui phạm kỹ thuật thi công và nghiệm thu các kết cấu bê
tông và bê tông cốt thép công trình thủy lợi
B.2.
Các tiêu chuẩn về phụ gia
·
14 TCN 103 ( 109 - 1999 : Phụ gia cho bê tông và vữa - Yêu cầu kỹ thuật
và phương pháp thử
·
ASTM C 494 : Phụ gia hoá học cho bê tông - Yêu cầu kỹ thuật
CÁC LOẠI XI MĂNG HIỆN ĐANG SẢN XUẤT VÀ SỬ DỤNG Ở VIỆT
NAM
C.1.
Xi măng Poóclăng ( Portland cement ) viết tắt là PC được sản xuất ở nước ta phù
hợp với tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 2682 - 1999. Theo tiêu chuẩn này, PC được sản
xuất bằng cách nghiền mịn clanhke với một lượng thạch cao thích hợp không pha
phụ gia khoáng.
C.2.
Xi măng Poóclăng hỗn hợp ( Portland cement blended ) viết tắt là PCB được sản
xuất ở nước ta phù hợp với tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 2620 - 1997. Theo tiêu chuẩn
này, PCB được sản xuất bằng cách nghiền clanhke xi măng với một lượng phụ gia
khoáng tới 40% (trong đó lượng phụ gia hoạt tính không quá 20%) trọng lượng xi măng
và một lượng thạch cao thích hợp. Xi măng PCB hiện đang được sản xuất có mác 30
được ký hiệu PCB 30.
C.3.
Xi măng Poóclăng bền sunfat (Sulfate Resisting Portland) viết tắt là PCS được sản
xuất theo tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 6067 - 1995. Theo tiêu chuẩn này PCS được
phân ra làm 2 nhóm : Bền sunfat thường và bền sunfat cao với 2 mác 30 và 40.
Hiện nay nước ta sản xuất xi măng bền sunfat
cao chứa bari (High Sulfate Resisting Cement) viết tắt là PCHS chứa khoảng 1 -
6% BaO dưới dạng B2S, BA, B6A2F v.v... Khi đóng rắn trong môi trường chứa
SO42- (nước biển, nước lợ, nước sunfat), độ bền nén và chống thấm của bê tông
tăng lên nhờ sự lèn chặt cấu trúc bởi BaSO4.
Một loại xi măng bền sunfat khác là xi măng bền sunfat
HAPI cũng đang được sản xuất. Đây là một loại xi măng Poóclăng xỉ bền sunfat.
C.4.
Xi măng Poóclăng xỉ hạt lò cao (Blast Furnace Granulated Slag Portland Cement)
phù hợp với tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 4316 : 1986. Theo tiêu chuẩn này, xi măng
poóclăng xỉ được sản xuất bằng cách nghiền mịn hỗn hợp clanhke của xi măng
poóclăng với 20 - 60% xỉ hạt hạng 1 hoặc 20 - 50% xỉ hạt hạng 2 và một lượng thạch
cao cần thiết.
C.5.
Xi măng Poóclăng Puzơlan (Portland Pozzolan Cement) viết tắt là PCpuz phù hợp với
TCVN 4033 - 1995. Theo tiêu chuẩn này, PCpuz được sản xuất bằng cách nghiền mịn
hỗn hợp clanhke xi măng poóclăng và phụ gia hoạt tính puzơlan (từ 15 đến 40% trọng
lượng xi măng PCpuz ) và một lượng thạch cao thích hợp.
C.6.
Xi măng poóclăng ít toả nhiệt (Low heat Portland cement), viết tắt là PCLH phù
hợp với tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 6069 - 1995. Theo tiêu chuẩn này, PCLH mác 30
có hàm lượng C3S không lớn hơn 35%, hàm lượng C2S không nhỏ hơn 49%, và
hàm lượng C3A không lớn hơn 7%. Hai thành phần C3S và C3A phát nhiệt nhiều. Vì
hai thành phần này giảm đi, xi măng thủy hoá sẽ toả nhiệt ít hơn.
C.7.
Xi măng Poóclăng trắng (White Portland Cement) viết tắt là PC W.
Các loại xi măng 1, 2 và 7 được sử dụng nhiều, nên được sản
xuất thường xuyên, còn các loại xi măng khác là xi măng đặc chủng được sử dụng
không nhiều, do đó không được sản xuất thường xuyên, mà có loại chỉ sản xuất
theo đơn đặt hàng. Các loại xi măng từ 1 đến 6 thường được dùng trong xây dựng
thủy lợi. Theo yêu cầu của công tác xây dựng và theo sự phát triển của công nghệ
sản xuất xi măng trong thời gian tới có thể có các loại xi măng khác ra đời
để tăng thêm chủng loại xi măng sản xuất ở nước ta. Ngoài ra một số loại xi
măng đặc biệt khác có thể được nhập từ nước ngoài, khi có nhu cầu bức bách và
có chủ trương của nhà nước về nhập khẩu xi măng đặc biệt.
MỘT SỐ LOẠI PHỤ GIA CÓ THỂ SỬ DỤNG TRONG CÁC CÔNG
TRÌNH XÂY DỰNG THUỶ LỢI
TT
|
Tên phụ gia
|
Nơi sản xuất,
nghiên cứu
|
Đặc điểm, tính năng
|
|
1
|
2
|
3
|
4
|
|
1 - Phụ gia hoá dẻo
|
|
1.1
|
LHD-82
|
Viện Khoa học công nghệ xây dựng
|
Tăng độ dẻo của hỗn hợp bê
tông, không chứa clo
|
|
1.2
|
KDT-2
|
Viện khoa học công nghệ Vật liệu
xây dựng
|
Tăng dẻo, kéo dài thời gian
đông kết
|
|
1.3
|
KANA
|
Viện khoa học công nghệ
Vật liệu xây dựng
|
Được cải biến từ KDT-2. Tăng dẻo,
giảm nước
|
|
1.4
|
Puzzolith
|
Công ty thí nghiệm Vật liệu
Giao thông I
|
Tăng dẻo, giảm nước.
|
|
1.5
|
Placc - 02A
|
Liên hiệp
Quang-Hoá- Điện tử (IMAG)
|
Tăng dẻo, kéo dài thời gian đông
kết, giảm nước, giảm ximăng.
|
|
1.6
|
Plastiment 96
|
Sika (Thuỵ Sỹ)
|
Hoá dẻo, giảm nước đến 10%,
kéo dài thời gian đông kết.
|
|
1.7
|
Plastiment R
|
Sika
|
Hoá dẻo, giảm nước đến 10%,
kéo dài thời gian đông kết.
|
|
1.8
|
Plastiment BV40
|
Sika
|
Hoá dẻo, giảm nước đến 10%, cường
độ ban đầu cao.
|
|
1.9
|
DARACEM - 50
|
GRACE (Hoa Kỳ)
|
Tăng dẻo, giảm nước trung bình
|
|
1.10
|
Puzzolith 132 HE
|
MBT (Thuỵ Sỹ)
|
Tăng dẻo, kéo dài thời gian
đông kết
|
|
1.11
|
SN - IIR
|
LICOSA (Thượng Hải, Trung quốc)
|
Tăng dẻo, giảm nước, làm chậm
đông kết
|
|
2 - Phụ gia siêu dẻo
|
|
2.1
|
PA - 95
|
Công ty thí nghiệm Vật liệu
Giao thông I
|
Dẻo cao, tăng độ sụt ( 3 lần,
kéo dài thời gian đông kết
|
|
2.2
|
PA - 99
|
Công ty thí nghiệm Vật liệu
Giao thông I
|
Siêu dẻo, không kéo dài thời
gian đông kết
|
|
2.3
|
SD - 83
|
Viện khoa học công nghệ Vật liệu
xây dựng
|
Siêu dẻo, tăng độ sụt ( 4 lần
|
|
Tiếp theo
1
|
2
|
3
|
4
|
|
2.4
|
MFS - 92A
|
Viện Hoá kỹ thuật quân sự
|
Siêu dẻo, giảm tới 30% lượng
nước trộn tuỳ theo tỉ lệ pha
|
|
2.5
|
Selfill - 4R
|
IMAG
|
Siêu dẻo, giảm 20-25% nước trộn,
kéo dài thời gian đông kết, giảm mất độ sụt.
|
|
2.6
|
Selfill -2010R
|
IMAG
|
Siêu dẻo, giảm 20-30% nước trộn,
kéo dài thời gian đông kết, mất độ sụt chậm.
|
|
2.7
|
Selfill - 2010S
|
IMAG
|
Siêu dẻo, đông kết bình thường,
giảm 30% nước trộn, tăng cường độ.
|
|
2.8
|
Selfill - 2020RS
|
IMAG
|
Siêu dẻo, giảm 35% lượng nước
trộn, đáp ứng đồng thời tiêu chuẩn đối với phụ gia chậm đóng rắn và đóng rắn
bình thường, tăng cường độ.
|
|
2.9
|
Selfill - 2060RS
|
IMAG
|
Siêu dẻo, giảm đến 40% lượng
nước trộn, đáp ứng đồng thời 2 tiêu chuẩn của phụ gia chậm đóng rắn và đóng rắn
bình thường, cho cường độ rất cao, đặc biệt ở tuổi 01 và 03 ngày.
|
|
2.10
|
RHEOBUILD 555
|
MBT
|
Siêu dẻo vừa, chậm mất độ sụt
|
|
2.11
|
RHEOBUILD 561
|
MBT
|
Siêu dẻo, chậm đông kết, giữ độ
sụt lâu.
|
|
2.12
|
RHEOBUILD 716
|
MBT
|
Siêu dẻo, chậm đông kết, giữ độ
sụt lâu.
|
|
2.13
|
RHEOBUILD 1000
|
MBT
|
Siêu dẻo, đông kết bình thường,
cường độ ban đầu cao.
|
|
2.14
|
SUPER 39
|
GRACE
|
Siêu dẻo, sản phẩm phụ là
DARAVAIR.
|
|
2.15
|
SUPER 20
|
GRACE
|
Siêu dẻo, sản phẩm phụ là
DAREX-AEA.
|
|
2.16
|
Sikament R4
|
Sika
|
Siêu dẻo, giảm nước đến 20%,
kéo dài thời gian đông kết.
|
|
2.17
|
Sikament 163 EX
|
Sika
|
Siêu dẻo, giảm nước đến 20%.
|
|
2.18
|
Sikament NN
|
Sika
|
Siêu dẻo, giảm nước đến 30%,
cường độ ban đầu và cuối cùng cao.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Tiếp
theo
1
|
2
|
3
|
4
|
|
|
|
3 - Phụ gia cuốn khí
|
|
|
|
3.1
|
ASP - 97
|
Công ty thí nghiệm Vật liệu
Giao thông I
|
Tăng hàm lượng khí theo tỷ lệ
pha trộn trong bê tông
|
|
|
|
3.2
|
PLACC - AIR
|
IMAG
|
Tăng hàm lượng khí, giảm độ
tách nước và phân tầng, nâng cao khả năng chống thấm cho bêtông, đặc biệt được
sử dụng cho bêtông ít xi măng làm tăng khả năng thi công.
|
|
|
|
3.3
|
DAREX-AEA
|
GRACE
|
Sản phẩm phụ là WDRA với hycol
|
|
|
|
3.4
|
MICRO-AIR
|
MBT
|
Tăng hàm lượng khí, giảm phân
tầng, tiết nước, giảm thấm
|
|
|
|
3.5
|
Sikanol
|
Sika
|
Cuốn khí vào bê tông và vữa,
đông kết bình thường
|
|
|
|
3.6
|
Sika aer
|
Sika
|
Phụ gia cuốn khí cho bêtông.
|
|
|
|
4 - Phụ gia đóng rắn nhanh
|
|
|
|
4.1
|
Zecagi -TN
|
Viện khoa học công nghệ GTVT
|
Phụ gia rắn nhanh có clorua ở
nồng độ thấp, có tác dụng tăng nhanh thời gian đông kết và đóng rắn của vữa
và bê tông xi măng
|
|
|
|
4.2
|
PH 1
|
Viện khoa học Thủy lợi
|
Phụ gia cứng nhanh gốc clo, tăng
nhanh thời gian đông kết và đóng rắn của bê tông và vữa.
|
|
|
|
4.3
|
RN - 1
|
Trường đại học xây dựng
Hà Nội
|
Phụ gia rắn nhanh, không chứa
thành phần clorua, có tác dụng tăng nhanh thủy hoá của xi măng, tăng cường độ
bê tông, không gây ăn mòn cốt thép
|
|
|
|
4.4
|
SAKA - I
|
Viện khoa học công nghệ Vật liệu
xây dựng
|
Thực chất là loại xi măng đặc
biệt có chứa hàm lượng lớn khoáng canxi sulfo aluminat, khi trộn với xi măng
và bê tông sẽ làm tăng cường độ sớm.
|
|
|
|
4.5
|
PLACC - 07
|
Liên hiệp Quang - Hoá - Điện tử
(IMAG)
|
Phụ gia đóng rắn nhanh, giảm
5-10% lượng nước trộn, nâng cao cường độ vữa và bêtông.
|
|
|
|
4.6
|
IMAGUN
|
IMAG
|
Dùng cho vữa phun, làm cho vữa
phun đóng rắn rất nhanh làm tăng độ bám dính, tăng khả năng chống thấm của vữa
phun.
|
|
|
|
4.7
|
HYDROSTOP-104
|
IMAG
|
Là vật liệu đóng rắn rất
nhanh, chỉ trong khoảng thời gian 05-07 phút kể từ khi trộn với nước. Sau khi
đóng rắn nó nhanh chóng trở thành vật liệu rắn và bền nước.
|
|
|
|
4.8
|
PLACC - JET
|
IMAG
|
Phụ gia đóng rắn cực nhanh cho
vữa ximăng. Vữa đóng rắn trong vòng 5 phút kể từ khi trộn nước với hỗn hợp vữa.
|
|
|
|
4.9
|
Sika 102
|
Sika
|
Vữa ximăng cản nước đông cứng
cực nhanh.
|
|
|
|
5 - Phụ gia chống thấm
|
|
|
|
5.1
|
BENIT
|
Viện khoa học Thủy lợi
|
Phụ gia chống thấm dạng bột đặc
biệt dùng trong công trình bê tông thủy công, tăng độ chống thấm của bê tông
lên nhiều lần
|
|
|
|
5.2
|
Zecagi -XB
|
Việi khoa học công nghệ GTVT
|
Phụ gia chống thấm bảo vệ bê
tông và cốt thép trong môi trường xâm thực
|
|
|
|
5.3
|
TL - 12
|
IMAG
|
Phụ gia chống thấm cho phép giảm
đến 10% lượng nước trộn, thích hợp với công trình bêtông thuỷ công, công
trình ngầm, đập.
|
|
|
|
5.4
|
TQ - 01
|
IMAG
|
Loại bỏ hoàn toàn hiện tượng
thấm mao dẫn, tăng khả năng chống chịu tác nhân hoá chất có hại cho vật liệu xây
dựng như các axit yếu, các muối ăn mòn, hơi hoá chất.
|
|
|
|
5.5
|
IM - SF
|
IMAG
|
Phụ gia chống thấm chứa oxit
silic siêu mịn, làm tăng cường độ, tăng mác chống thấm, tăng độ bền chống xâm
thực.
|
|
|
|
5.6
|
BS - 7EL
|
IMAG
|
Là nhũ tương bitum biến tính
được sử dụng để chống thấm và chống hoá chất các công trình ngầm.
|
|
|
|
5.7
|
PLACC - CR
|
IMAG
|
Phụ gia chống ăn mòn cho
bêtông và bêtông cốt thép ở vùng nước mặn, nước lợ và đất nhiễm phèn, tăng
đáng kể mác chống thấm của bêtông.
|
|
|
|
5.8
|
BM -SF
|
MBT
|
Phụ gia chống thấm có chứa
oxit silic siêu mịn làm tăng độ bền chống xâm thực, chống thấm cho bê tông
|
|
|
|
5.9
|
SUPERBARRA - 05
|
MBT
|
Phụ gia chống thấm cho các
công trình bê tông
|
|
|
|
5.10
|
Sikacrete - PP1
|
Sika
|
Phụ gia chống thấm có chứa
Silic oxit siêu mịn làm tăng độ bền xâm thực chống thấm của bê tông
|
|
|
|
5.11
|
Plastocrete - N
|
Sika
|
Hoá dẻo, giảm nước đến 10%, chống
thấm cho bêtông.
|
|
|
|
5.12
|
FORCE - 10.000
|
GRACE
|
Phụ gia chống thấm chứa silic
oxit siêu mịn.
|
|
|
|
5.13
|
FORCE -10.000D
|
GRACE
|
Làm tăng độ bền chống xâm thực
và chống thấm cho bê tông.
|
|
|
|
6. Phụ gia kết dính
|
|
|
|
6.1
|
IMATEX - C
|
IMAG
|
Tăng nhanh khả năng bám dính
giữa lớp bêtông cũ và mới trong quá trình cải tạo, nâng cấp và sửa chữa công
trình xây dựng, tăng khả năng chống thấm nước của vữa và bêtông.
|
|
|
|
6.2
|
LUNACH - 92
|
IMAG
|
Tạo cho hỗn hợp bêtông có độ kết
dính nội rất cao, chống rửa trôi trong điều kiện có dòng chảy, định hình bền
bêtông khi thi công trong nước.
|
|
|
|
6.3
|
IMATAR - PA
|
IMAG
|
Có khả năng bám dính ướt và bám
dính sau khi đóng rắn rất cao với bề mặt tiếp xúc, đặc biệt thích hợp để sửa
chữa khuyết tật trên bề mặt bê tông, kể cả bề mặt thẳng đứng mà không bị chảy
xệ.
|
|
|
|
6.4
|
Sika Latex
|
Sika
|
Phụ gia chống thấm và chất kết
nối.
|
|
|
7. Phụ gia trương nở
|
|
7.1
|
TR - 01
|
IMAG
|
Phụ gia trương nở, tạo cho vữa
và bêtông cá khả năng chống co hoặc nở, thích hợp để chèn khe, xử lý các vết
nứt, chế tạo bêtông chèn.
|
|
7.2
|
TR - 04
|
IMAG
|
Tăng nhanh tốc độ đóng rắn của
vữa và bêtông cải thiện độ chống thấm, khả năng chống ăn mòn của các kết cấu
bêtông và bêtông cốt thép.
|
|
7.3
|
IMAGROUT - 2N
|
IMAG
|
Hỗn hợp chất kết dính mác cao,
cốt liệu nhỏ và phụ gia đặc biệt, có hiệu ứng nở và cường độ cao, cho phép chế
tạo vữa lỏng để rót, bơm phun.
|
|
7.4
|
Sikagrout 214-11
|
Sika
|
Vữa trộn sẵn không co ngót.
|
|
7.5
|
Intraplast Z
|
Sika
|
Chất hỗ trợ bơm vữa và giãn nở
cho vữa.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Ghi chú: Trong phụ lục, giới thiệu một số loại phụ gia thông
dụng có thể sử dụng trong các công trình xây dựng thuỷ lợi, ngoài ra còn có những
phụ gia khác chưa được cập nhật. Khi sử dụng phụ gia, phải so sánh các chỉ tiêu
kinh tế - kỹ thuật để lựa chọn.