Hỗn hợp bê tông: Hướng dẫn về phụ gia và hàm lượng nước

Liều lượng phụ gia và hàm lượng nước là những thông số quan trọng trong thiết kế hỗn hợp bê tông. Hai yếu tố này có mối quan hệ trái ngược nhau nhưng lại thống nhất. Chúng ảnh hưởng và liên hệ với nhau và chỉ khi cân bằng và phối hợp chúng mới có thể đạt được kết quả cụ thể thỏa đáng. Trong thiết kế hỗn hợp, cần chú ý đến sự phối hợp của chúng, vì cần một lượng bột nhão nhất định để đạt được khả năng làm việc mong muốn của bê tông và ít nước hơn không phải lúc nào cũng mang lại hiệu quả tốt hơn. Nếu liều lượng phụ gia không đủ, nó có thể dẫn đến hàm lượng nước tăng lên và khả năng chảy kém (chẳng hạn như chậm chạp). Ngược lại, quá nhiều phụ gia mà không đủ nước có thể dẫn đến hiện tượng dính dính hoặc thậm chí chảy máu. Việc sử dụng quá nhiều phụ gia cũng có thể làm cho hỗn hợp bê tông nhạy cảm hơn với hàm lượng nước, khiến hỗn hợp khó kiểm soát hơn.

(1) Liều lượng phụ gia
Với một lượng xi măng, phụ gia khoáng và cốt liệu nhất định sẽ có sự kết hợp tối ưu giữa hàm lượng nước và liều lượng phụ gia, giúp đạt được độ kết dính, tính lưu động và khả năng giữ nước tốt nhất trong bê tông. Khi sử dụng phụ gia, liều lượng phải cho phép điều chỉnh một cách nhất định để đảm bảo khả năng thi công an toàn của bê tông. Ví dụ: nếu liều lượng tối đa của một chất phụ gia là 2,2% thì nên sử dụng 1,8%, để lại mức trợ cấp 0,3%–0,5% để điều chỉnh.
Trong thiết kế hỗn hợp, nếu hàm lượng nước được xác định trước tiên thì liều lượng phụ gia có thể được đánh giá dựa trên tốc độ giảm nước, sau đó được xác minh thông qua các hỗn hợp thử nghiệm. Ngoài ra, sau khi xác định lượng xi măng, phụ gia khoáng và cốt liệu, hàm lượng nước cơ bản có thể được thiết lập dựa trên khả năng thi công cần thiết và liều lượng phụ gia có thể được điều chỉnh dựa trên mức giảm hàm lượng nước ước tính. Ví dụ: với kích thước cốt liệu tối đa là 31,5mm, mô đun độ mịn của cát là 2,6 và giá trị độ sụt là 180mm thì hàm lượng nước cơ bản là 227,5kg/m³. Nếu liều lượng phụ gia là 2,0% với hàm lượng nước giảm 25% thì hàm lượng nước điều chỉnh là khoảng 170kg/m³.
Hàm lượng nước và liều lượng phụ gia tối ưu có thể thay đổi tùy theo chất lượng của vật liệu được sử dụng. Kết quả tốt nhất chỉ có thể đạt được thông qua các hỗn hợp thử nghiệm, trong đó hỗn hợp đồng nhất với lượng hồ vừa đủ và khả năng thi công mong muốn, không bị phân tách hoặc chảy máu, là tiêu chuẩn.

Trong quá trình trộn thử, nếu độ sụt quá cao, dẫn đến chảy máu hoặc phân tầng thì trước tiên nên giảm hàm lượng nước và nếu cần thiết thì nên giảm liều lượng phụ gia. Nếu độ sụt quá thấp, có thể cần điều chỉnh liều lượng phụ gia khoảng 0,1%. Nếu độ sụt quá thấp, nên tăng hàm lượng nước lên, thường là 5kg/m³ để tăng độ sụt khoảng 20 mm. Tác động chính xác của những thay đổi về liều lượng phụ gia đến độ sụt phải được xác định bằng thực nghiệm, vì các loại hoặc nhãn hiệu phụ gia khác nhau có thể có những thay đổi đáng kể về hiệu suất.
Đối với một liều lượng phụ gia nhất định, có hàm lượng nước tới hạn; nếu hàm lượng nước vượt quá giá trị này thì hỗn hợp có thể bị phân tầng hoặc chảy máu. Khi hàm lượng nước gần giá trị tới hạn này, những thay đổi nhỏ về hàm lượng nước có thể ảnh hưởng mạnh đến hỗn hợp và sự biến động về độ ẩm của cốt liệu có thể dẫn đến những quan niệm sai lầm về chất lượng của phụ gia khi trên thực tế, vấn đề nằm ở hỗn hợp. thiết kế.

(2) Hàm lượng nước
Hàm lượng nước có độ đặc tiêu chuẩn của xi măng, tỷ lệ nhu cầu nước của tro bay và tỷ lệ độ chảy của phụ gia khoáng đều ảnh hưởng đến hàm lượng nước của bê tông. Tuy nhiên, ảnh hưởng trực tiếp nhất đến hàm lượng nước đến từ yêu cầu về độ sụt. Mặc dù độ sụt không còn liên quan trực tiếp đến hàm lượng nước khi sử dụng phụ gia, nhưng trong trường hợp cần độ sụt lớn với hàm lượng nước thấp hơn, thì hỗn hợp có thể không đủ và chỉ dựa vào việc tăng liều lượng phụ gia có thể không mang lại khả năng thi công đạt yêu cầu. Trong những trường hợp như vậy, liều lượng phụ gia quá mức có thể gây ra sự phân tách hoặc chảy máu. Khi tỷ lệ xi măng, phụ gia khoáng và cốt liệu được cố định, hàm lượng nước tối thiểu có thể được yêu cầu để đạt được độ sụt thỏa đáng và dưới ngưỡng này, phụ gia có thể không hoạt động hiệu quả.

Chất lượng của nguyên liệu thô có thể ảnh hưởng đến khả năng tương thích của chúng với phụ gia, có khả năng làm giảm tác dụng giảm nước của phụ gia. Trong những trường hợp như vậy, điều quan trọng là phải theo dõi sự thay đổi của vật liệu và điều chỉnh liều lượng phụ gia để kiểm soát hàm lượng nước, thay vì chỉ tăng hàm lượng nước để cải thiện khả năng thi công. Điều này đặc biệt quan trọng khi sử dụng chất siêu dẻo gốc polycarboxylate, vì chúng nhạy cảm hơn với hàm lượng đất sét và bột trong cốt liệu. Trong những trường hợp như vậy, việc tăng liều lượng phụ gia có thể là cần thiết.

(3) Xác định hàm lượng nước và liều lượng phụ gia
Phải luôn tuân thủ nguyên tắc sử dụng tỷ lệ nước và chất kết dính thấp nhất. Nguyên tắc giảm thiểu hàm lượng nước với điều kiện đáp ứng được tính công tác sẽ đảm bảo chất lượng bê tông tốt hơn. Việc tăng hàm lượng nước dẫn đến độ xốp cao hơn, khả năng hấp thụ nước cao hơn, độ thấm lớn hơn và độ kín nước giảm, tất cả đều làm tăng khả năng xuất hiện các vết nứt do co ngót. Nó cũng làm giảm cường độ liên kết giữa cốt liệu và hồ xi măng và làm suy yếu độ bám dính của cốt thép.
Tương tự, việc giảm thiểu hàm lượng hồ dán là rất quan trọng để đảm bảo độ ổn định của bê tông; dán quá nhiều có thể dẫn đến các vết nứt co ngót, trong khi dán không đủ dẫn đến khả năng chảy và độ bền kém. Vì vậy, cân bằng hàm lượng nước và bột nhão là chìa khóa để đạt được chất lượng bê tông cao nhất.