Bê tông cường độ cao là gì? Có những vật liệu nào dùng để thực hiện chế tạo bê tông cường độ cao?

Nội dung chính

• Bê tông cường độ cao là gì?
• Yêu cầu đối với việc lựa chọn vật liệu chế tạo bê tông cường độ cao là gì?
• Có những vật liệu nào dùng để thực hiện chế tạo bê tông cường độ cao?

Bê tông cường độ cao là gì?

Theo tiểu mục 3.1 Mục 3 Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 10306:2014 thì bê tông cường độ cao là bê tông có cường độ chịu nén đặc trưng 55 MPa hoặc lớn hơn ở tuổi 28 ngày theo tiêu chuẩn ASTM C39 và thí nghiệm mẫu hình trụ có đường kính D=150 mm và chiều cao H=300 mm;

Yêu cầu đối với việc lựa chọn vật liệu chế tạo bê tông cường độ cao là gì?

Căn cứ tiểu mục 5.1 Mục 5 Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 10306:2014 thì việc lựa chọn vật liệu chế tạo bê tông cường độ cao phải đảm bảo:

- Để chế tạo bê tông cường độ cao cần lựa chọn vật liệu phù hợp với các yêu cầu kỹ thuật.

- Để đạt được cường độ cao hơn, cần lựa chọn tối ưu các thành phần, xem xét đến các đặc tính của xi măng, muội silic và tro bay, chất lượng cốt liệu, sự tương tác giữa hồ và cốt liệu, loại phụ gia, hàm lượng phụ gia và cách trộn.

- Đánh giá xi măng, muội silic, tro bay, phụ gia hóa học và cốt liệu từ các nguồn khác nhau, để kết hợp các loại vật liệu một cách tối ưu.

- Nhà phân phối bê tông cường độ cao phải đảm bảo tính đồng nhất và tuân thủ các phép thử được chấp thuận với tất cả các vật liệu trong sản xuất bê tông cường độ cao.

Bê tông cường độ cao (Hình từ Internet)

Có những vật liệu nào dùng để thực hiện chế tạo bê tông cường độ cao?

Những vật liệu dùng để thực hiện chế tạo bê tông cường độ cao được quy định từ tiểu mục 5.2 đến tiểu mục 5.6 Mục 5 Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 10306:2014 như sau:

Vật liệu chế tạo bê tông cường độ cao

...

5.2. Xi măng

Chất lượng của xi măng ảnh hưởng lớn đến các tính chất của bê tông cường độ cao. Thông thường lượng xi măng dùng cho bê tông cường độ cao từ 400 kg/m3 ÷ 593 kg/m3. Sự biến đổi về thành phần khoáng vật và các đặc tính vật lý của xi măng có ảnh hưởng lớn đến cường độ chịu nén của bê tông.

Dùng xi măng Poóc lăng từ PC40 trở lên phù hợp với TCVN 2682:2009. Thành phần hóa học và độ mịn của xi măng phải phù hợp với tiêu chuẩn TCVN 2682:2009. Xi măng pooc lăng PC40 có thể sử dụng cho bê tông có cấp đến 70 MPa. Với các bê tông ở cấp 80 MPa ÷ 100 MPa nên chọn xi măng PC50. Cần xem xét việc sử dụng lượng xi măng không quá cao để hạn chế sự mất độ sụt sớm, co ngót dẻo lớn và nhiệt độ tối đa của hỗn hợp bê tông để không quá mức gây nứt.

Cần yêu cầu nhà máy xi măng cung cấp chứng chỉ kiểm tra xi măng trong xilô trong vòng 6 ÷ 12 tháng trước khi sử dụng bao gồm chỉ số về các đặc tính cường độ và chỉ số về độ mịn của xi măng. Trước khi sử dụng xi măng cần kiểm tra chất lượng của xi măng theo tiêu chuẩn Việt Nam phù hợp. Việc kiểm tra cần được tiến hành trên các mẻ trộn thử nghiệm.

Cần thử nghiệm cả tính tỏa nhiệt và có những chỉ dẫn cần thiết về độ tỏa nhiệt của xi măng, cần kiểm tra tối ưu hỗn hợp xi măng với các phụ gia khoáng, cần lựa chọn tương thích phụ gia giảm nước với loại xi măng.

5.3. Các chất kết dính phụ thêm

Các chất kết dính phụ thêm được sử dụng thông dụng trong sản xuất bê tông cường độ cao là tro bay hoặc muội silic. Ngoài ra có thể sử dụng xỉ lò cao nghiền mịn, tro trấu hoặc metakaolanh để giảm bớt lượng xi măng sử dụng, kiểm soát sự gia tăng nhiệt độ của bê tông trong giai đoạn đầu và có thể giảm nhu cầu về nước với tính công tác nhất định.

Tro bay dùng cho bê tông có các chỉ tiêu chất lượng của tro bay đạt TCVN 10302:2014

Muội silic là vật liệu pozzulan rất mịn, thành phần chính của muội chủ yếu là SiO2 vô định hình có tỷ diện tích bề mặt rất cao (20-23m²/g), nên muội có độ hoạt tính cao, đường kính trung bình khoảng 0,1 µm nhỏ hơn kích thước của hạt xi măng khoảng 100 lần.

Khối lượng riêng của muội silic khoảng 2,2 g/cm3. Chỉ tiêu kỹ thuật của muội silic được quy định theo ASTM C1240.

5.4. Các phụ gia hóa học

Trong sản xuất bê tông khi giảm tỷ lệ N/CKD bằng cách giảm lượng nước yêu cầu sẽ tạo ra cường độ nén cao hơn. Vì vậy cần sử dụng phụ gia hóa học.

Bê tông cường độ cao có thể sử dụng nhiều loại phụ gia: phụ gia giảm nước, phụ gia giảm nước mức cao, phụ gia chậm ninh kết, phụ gia đông cứng nhanh, phụ gia cuốn khí, phụ gia hạn chế ăn mòn cốt thép. Phụ gia hóa học phải phù hợp với quy định của ASTM C494/C494 M. Lượng phụ gia hóa học được tính theo phần trăm của khối lượng chất kết dính, hoặc tính bằng l% khối lượng xi măng.

Phụ gia kéo dài ninh kết hỗ trợ cho việc kiểm soát quá trình hydrát hóa ban đầu và có thể kiểm soát tốc độ đông rắn xi măng làm cho bê tông có thể thi công dễ dàng hơn.

...

5.5. Cốt liệu

Cốt liệu thô và cốt liệu mịn được sử dụng trong bê tông cường độ cao cần đáp ứng những yêu cầu kỹ thuật theo TCVN 7570:2006. Các yêu cầu về độ bền cốt liệu có thể sử dụng TCVN 7570:2006.

5.5.1. Cốt liệu nhỏ (Cát)

Cấp phối hạt và hình dạng của các hạt cốt liệu nhỏ là yếu tố quan trọng trong quá trình sản xuất của bê tông cường độ cao. Hình dạng hạt và đặc điểm bề mặt ảnh hưởng lớn đến lượng nước yêu cầu nhào trộn và cường độ chịu nén của bê tông như đối với cốt liệu thô. Cốt liệu nhỏ trong cùng một cấp phối cốt liệu khi chênh lệch 1% độ rỗng sẽ làm lượng nước yêu cầu giảm 4,72 lít/m3.

...

5.5.2. Cốt liệu thô (đá)

Trong thành phần của bê tông cường độ cao, các loại cốt liệu thô được yêu cầu phải xem xét một cách đặc biệt vì chúng là thành phần chiếm thể tích lớn nhất trong bê tông, ảnh hưởng lớn đến cường độ và tính chất khác của bê tông. Thông thường, bê tông cường độ cao được chế tạo từ cốt liệu đá có cường độ cao với cường độ nén của đá gốc từ 100 MPa trở lên.

...

5.6. Nước

Nước trộn và bảo dưỡng bê tông phải phù hợp với TCVN 4506:2012.

Như vậy, những vật liệu dùng để thực hiện chế tạo bê tông cường độ cao gồm:

- Xi măng.

- Các chất kết dính phụ thêm.

- Các phụ gia hóa học.

- Cốt liệu.

+ Cốt liệu nhỏ (Cát).

+ Cốt liệu thô (đá).

- Nước.