Việc lựa chọn phụ gia bê tông có ảnh hưởng như thế nào đến hiệu suất của bê tông?

Sự phát triển không ngừng của nền kinh tế quốc gia Trung Quốc

Sự phát triển không ngừng của nền kinh tế quốc dân Trung Quốc đã dẫn đến nhu cầu ngày càng tăng về bê tông, xi măng và các sản phẩm liên quan trong lĩnh vực xây dựng và xây dựng công nghiệp nền tảng. Do đó, nhu cầu này đã thúc đẩy sự phát triển của ngành công nghiệp sản phẩm xi măng và lĩnh vực bê tông. Tuy nhiên, khi công nghệ xây dựng tiếp tục phát triển, con người ngày càng đặt ra yêu cầu cao hơn về xi măng và bê tông. Những nhu cầu này được phản ánh ở chỗ bê tông cần phải thể hiện cường độ sớm, thời gian đông kết có thể điều chỉnh, khả năng chảy cao, độ bền cao và đặc tính nhẹ. Ngoài ra, còn có yêu cầu về tính dễ tạo hình, chi phí chuẩn bị thấp và phương pháp bảo dưỡng đơn giản. Để đáp ứng những nhu cầu này, phụ gia bê tông đã được ra đời.

Phụ gia bê tông thường được phân loại thành chất tăng cường sớm, chất khử nước, chất cuốn khí và chất làm chậm. Những phụ gia này được đặc trưng bởi liều lượng thấp và chủng loại đa dạng, cho phép chúng tăng cường hoặc cải thiện các tính chất của bê tông đã cứng. Nghiên cứu ảnh hưởng của phụ gia bê tông đến hiệu suất của bê tông, cũng như khả năng tương thích giữa phụ gia và xi măng, là điều cần thiết để sử dụng hiệu quả phụ gia bê tông và tối đa hóa vai trò của bê tông trong kỹ thuật xây dựng.

1. Phân tích tính năng của phụ gia bê tông

1.1 Tác động của phụ gia và khả năng tương thích của xi măng đến bê tông

(1) Mỗi ​​loại phụ gia bê tông đều có chức năng riêng. Việc thêm các phụ gia như vậy có thể cải thiện một số khía cạnh nhất định về hiệu suất của bê tông. Ví dụ, thêm chất giảm nước có thể làm tăng tính lưu động của bê tông trong khi vẫn duy trì hàm lượng nước như cũ hoặc giảm hàm lượng nước đơn vị trong khi vẫn duy trì cùng tính lưu động, từ đó tăng cường độ bê tông và cải thiện độ bền của nó. Khái niệm tương thích hoặc không tương thích giữa phụ gia bê tông và xi măng có thể được hiểu như sau: Theo thông số kỹ thuật ứng dụng phụ gia bê tông, nếu thêm một loại phụ gia đã được kiểm nghiệm và đạt tiêu chuẩn vào xi măng đáp ứng các yêu cầu tương ứng thì đạt được hiệu quả mong muốn. thì xi măng và phụ gia được coi là tương thích. Ngược lại, nếu không đạt được hiệu quả mong muốn thì xi măng và phụ gia được coi là không tương thích.

Ví dụ, sử dụng một số loại xi măng Portland thông thường và thêm một chất giảm nước hiệu suất cao cụ thể (đáp ứng các tiêu chuẩn chất lượng) trong các điều kiện chuẩn bị giống nhau, nếu một loại xi măng không đạt được tốc độ giảm nước mong muốn, điều đó cho thấy sự không tương thích. giữa xi măng đó và chất khử nước, trong khi những chất khác lại tương thích. Tương tự, nếu các chất đông kết nhanh không tạo ra hiệu quả đông kết nhanh như mong đợi hoặc các chất làm chậm dẫn đến đông cứng sai khi trộn với một số loại xi măng nhất định, điều đó cho thấy sự không tương thích giữa phụ gia và xi măng. Hầu hết tất cả các loại phụ gia đều có vấn đề về khả năng tương thích với xi măng ở các mức độ khác nhau. Các chất khử nước, được sử dụng phổ biến nhất, thường biểu hiện các vấn đề không tương thích, có thể biểu hiện rõ ràng và nhanh chóng (ví dụ: tính lưu động kém, tốc độ giảm nước thấp, hỗn hợp đông cứng khi sinh nhiệt hoặc mất tính lưu động quá nhanh).

(2) Trong một dự án, một loại xi măng lò trục nhất định và chất giảm nước hỗn hợp hiệu suất cao từ một nhà máy cụ thể đã được sử dụng. Ban đầu, kết quả rất khả quan. Tuy nhiên, một mẻ xi măng được trộn với cùng một loại phụ gia đã khiến bê tông đông kết nhanh chóng, dẫn đến kết cấu bê tông lỏng lẻo và cần phải phá hủy 800m³ bê tông đã hoàn thiện. Cuộc điều tra cho thấy rằng mặc dù cả xi măng và chất khử nước đều đáp ứng các tiêu chuẩn tương ứng nhưng sự kết hợp này đã gây ra các vấn đề nghiêm trọng về chất lượng. Thử nghiệm thực nghiệm đã xác nhận quá trình đông cứng nhanh, vấn đề này đã được giải quyết bằng cách thêm 0,5%-1.0% thạch cao dihydrat vào xi măng, mang lại bê tông hoạt động tốt. Điều này cho thấy sự không tương thích là do hàm lượng thạch cao trong xi măng không đủ mặc dù đáp ứng tiêu chuẩn xi măng.

(3) Tóm lại, vấn đề tương thích giữa phụ gia và xi măng rất phức tạp và không thể tránh khỏi trong kỹ thuật. Những vấn đề này có thể ảnh hưởng đến hiệu suất ứng dụng và đôi khi dẫn đến những tai nạn kỹ thuật nghiêm trọng và thiệt hại kinh tế đáng kể. Khả năng tương thích giữa xi măng và phụ gia vừa là vấn đề khoa học vừa là vấn đề thực tiễn nảy sinh từ các sự cố kỹ thuật trong thế giới thực. Nó đòi hỏi sự quan tâm đáng kể từ các đơn vị sản xuất và bộ phận ứng dụng kỹ thuật.

1.2 Chức năng của Phụ gia bê tông

Tác dụng của phụ gia bê tông khác nhau tùy theo loại của chúng. Nói chung, phụ gia có thể cải thiện tính lưu động của bê tông trong điều kiện hàm lượng nước và xi măng không đổi hoặc giảm hàm lượng nước trong điều kiện xi măng và độ sụt không đổi, do đó làm tăng cường độ và độ bền của bê tông. Chúng cũng có thể giảm lượng xi măng sử dụng và giảm chi phí trong điều kiện cường độ và độ sụt được thiết kế không đổi. Chất tăng cường sớm tăng cường cường độ bê tông ở giai đoạn đầu và chủ yếu được sử dụng trong sửa chữa khẩn cấp và xây dựng vào mùa đông. Các chất giảm nước cải thiện cường độ và giảm lượng nước sử dụng trong khi vẫn duy trì độ đặc của bê tông. Các chất cuốn khí làm giảm sự chảy máu và phân tầng do trộn, cải thiện khả năng làm việc của bê tông. Chất làm chậm làm chậm thời gian đông kết và thường được sử dụng trong bê tông khối, đổ bê tông trong thời tiết nóng hoặc vận chuyển bê tông đường dài.

1.3 Tác động của chất khử nước đến tính năng của bê tông

Các chất khử nước, chủ yếu bao gồm các chất hoạt động bề mặt, thường là chất hoạt động bề mặt anion. Các tác nhân này không phản ứng hóa học với xi măng nhưng hoạt động chủ yếu thông qua quá trình hóa dẻo, bao gồm làm ướt, phân tán hấp phụ và bôi trơn. Những đặc tính này làm giảm nhu cầu nước để trộn bê tông, tăng cường khả năng làm việc và cải thiện hiệu quả làm dẻo của bê tông mới trộn.

1.4 Tác động của chất tạo khí đến hiệu suất của bê tông

Các tác nhân cuốn khí tạo ra nhiều bong bóng nhỏ, độc lập vào bê tông, cải thiện đáng kể khả năng thi công của nó. Xét về hiệu quả giảm nước, chất cuốn khí có thể làm tăng cường độ bê tông. Tuy nhiên, xét từ góc độ cuốn theo không khí, cường độ bê tông thường giảm. Do đó, bê tông chứa chất tạo khí hoặc chất khử nước tạo khí có mô đun đàn hồi thấp hơn so với bê tông không cuốn khí, với việc giảm mô đun đàn hồi vượt quá mức giảm cường độ. Điều này là do vô số bọt khí siêu nhỏ trong hồ xi măng làm giảm mô đun đàn hồi của nó.