Bài báo giới thiệu kết quả thí nghiệm sử dụng hóa chất kết tinh INDOSEAL để nâng cao khả năng chống thấm cho bê tông đầm lăn.
1- ĐẶT VẤN ĐỀ:
Hóa chất kết tinh xử lý bề mặt được dùng để tăng thêm độ chống thấm BTĐL sau khi đổ [2]. Cơ chế hoạt động của các chất này là thâm nhập vào bê tông qua đường mao quản, các lỗ gel, phản ứng hoá học với Ca(OH)2 hình thành sản phẩm silicat có cường độ, liên kết với nhau thành hệ thống tinh thể và gel bít kín các lỗ rỗng bê tông, làm cứng hoá bê tông và tăng độ chống thấm nước cho bê tông.
Hiện nay trên thị trường Việt Nam đã có nhiều loại chất nâng cao khả năng chống thấm cho bê tông dạng thẩm thấu của một sô hãng như: XYPEC của Úc, PENETRON của Mỹ, INDOSEAL của Thuỵ Sĩ&hellipTuy nhiên, các tài liệu của nhà sản xuất không cho biết khả năng thấm sâu của các vật liệu này như thế nào, mức độ tăng khả năng chống thấm cho bê tông là bao nhiêu. Đề tài sử dụng loại vật liệu INDOSEAL dạng dung dịch trong suốt, một sản phẩm mới có mặt tại thị trường Việt Nam để thí nghiệm một số tính chất của bê tông đầm lăn khi sử dụng loại hóa chất kết tinh này.
Theo tài liệu của nhà xản xuất, INDOSEAL là dung dịch chống thấm Natri Silicat biến tính sinh hoá, có tác dụng chống thấm và nâng cao tuổi thọ của bê tông. Thành phần của vật liệu bao gồm Natri Silicat, các chất sinh hóa (Na, Si, Fe, Cu, Ni, Zn), nước và các chất hoạt tính bề mặt đặc biệt. Đây là chất lỏng không mầu, không mùi, cảm giác trơn nhầy như nước xà phòng. Sản phẩm khi thi công sẽ không tạo màng trên bề mặt bê tông mà ngấm vào bê tông một độ sâu nhất định, đồng thời tham gia phản ứng hóa học với Ca(OH)2 có trong bê tông.
2- BỐ TRÍ THÍ NGHIỆM
Thí nghiệm được tiến hành trên 4 cấp phối BTĐL (bảng 1). Vật liệu dùng cho bê tông đầm lăn gồm: Xi măng PC40 - Chinfon đá dăm badan Hòa Thạch- Hà Tây, cỡ hạt 5-40mm cát vàng Sông Lô phụ gia khoáng tro bay Phả Lại phụ gia khoáng puzolan Gia Quy - Vũng Tàu phụ gia hóa dẻo Plastiment 96 của hãng SIKA Việt Nam .
Bảng 1- Các cấp phối BTĐL dùng trong nghiên cứu [1]
|
Ký hiệu mẫu |
Xi măng, kg |
Phụ gia khoáng, kg |
Nước, lít |
Cát, kg |
Đá, kg |
Plastiment 96, lít |
Phun INDOSEAL |
|
IDS-0-T |
85 |
147
(tro bay) |
122 |
735 |
1455 |
1,23 |
không |
|
IDS-1-T |
85 |
147
(tro bay) |
122 |
735 |
1455 |
1,23 |
Có |
|
IDS-0-P |
90 |
156 (puzơlan) |
130 |
726 |
1437 |
1,4 |
không |
|
IDS-1-P |
90 |
156
(puzơlan) |
130 |
726 |
1437 |
1,4 |
Có |
Từ mỗi loại cấp phối bê tông trên đúc 6 viên mẫu 15x15x15 cm để thử cường độ, 12 viên mẫu trụ đường kính 15cm để thử độ chống thấm. Khi bê tông đủ tuổi 28 ngày, ½ số mẫu được chống thấm bề mặt bằng chất INDOSSEAL, ½ còn lại dùng làm mẫu đối chứng.
Bề mặt các mẫu bê tông được vệ sinh sạch bụi bẩn và tạp chất. Để khô mẫu trước khi phun INDOSEAL.
Phun dung dịch INDOSEAL vào bề mặt mẫu bằng thiết bị phun tay, liều lượng sử dụng là 5m2/1 lít.
Khoảng 03 giờ, sau khi phun INDOSEAL, bề mặt mẫu đã khô (kiểm tra bằng tay trần, sờ trên bề mặt mẫu), phun nước dạng sương nhẹ làm ướt đều bề mặt mẫu (để bảo dưỡng và giúp hoạt hoá cho INDOSEAL tạo gel trong bê tông). Việc phun nước bảo dưỡng trên bề mặt mẫu được thực hiện 2&ndash3 lần/ngày, thời gian bảo dưỡng là 03 ngày.
Thí nghiệm được thực hiện trong điều kiện tiêu chuẩn của phòng thí nghiệm.
Ảnh hưởng của INDOSEAL đến các tính chất của bê tông được kiểm tra thông qua các chỉ tiêu:
- Cường độ và độ cứng bề mặt bê tông
- Tính chống thấm của bê tông
- Độ thẩm thấu của INDOSEAL vào bê tông, ảnh hưởng của của phụ gia lên cấu trúc của bê tông.
3- KẾT QUẢ THỬ NGHIỆM
3.1- Ảnh hưởng của INDOSEALđến độ cứng bề mặt bê tông
Thí nghiệm cường độ bề mặt bê tông sau xử lý phụ gia INDOSEAL bằng phương pháp sử dụng súng bật nảy. Sử dụng loại súng Tecnotest của Italia, phạm vi đo từ 10-70 N/mm2. Áp dụng tiêu chuẩn TCXD 239:2005. Tiến hành đo trị số bật nảy của bê tông trước và sau khi phun INDOSEAL để so sánh đánh giá hiệu quả. Kết quả thí nghiệm được trình bày trong bảng 2
Bảng 2- Cường độ bê tông xác định bằng súng bật nảy [1]
|
TT |
Ký hiệu mẫu |
Loại mẫu |
Cường độ quy đổi, MPa |
|
1 |
IDS-0-T |
Mẫu dùng tro bay, không phun |
26,0 |
|
2 |
IDS-1-T |
Mẫu dùng tro bay, có phun |
30,0 |
|
3 |
IDS-0-P |
Mẫu dùng puzơlan, không phun |
25,0 |
|
4 |
IDS-1-P |
Mẫu dùng puzơlan, có phun |
27,0 |
Nhận xét: Kết quả tại bảng 2 cho thấy mẫu bê tông được phun chất INDOSEAL có cường độ tăng từ 8 đến 15% so với mẫu đối chứng.
3.2 Ảnh hưởng của INDOSEAL đến độ chống thấm BTĐL
Độ chống thấm được xác định theo TCVN 3116-1993. Kết quả thí nghiệm được nêu trong bảng 3
Từ kết quả thí nghiệm thấm, cho thấy:
- Khả năng chống thấm nước của các mẫu được phun bề mặt bằng INDOSEAL tốt hơn so với các mẫu bê tông đối chứng. Ở từng cấp áp lực, thời gian viên mẫu có phun INDOSEAL bị thấm chậm hơn so với không phun.
- Mác chống thấm của tổ mẫu được phun INDOSEAL cao hơn mẫu đối chứng khoảng 2atm.
Bảng 3- Kết quả thí nghiệm khả năng chống thấm của bê tông [1]
|
TT |
Ký hiệu mẫu |
Loại mẫu |
Mác chống thấm |
|
1 |
IDS-0-T |
Mẫu dùng tro bay, không phun |
CT4 |
|
2 |
IDS-1-T |
Mẫu dùng tro bay, có phun |
CT6 |
|
3 |
IDS-0-P |
Mẫu dùng puzơlan, không phun |
CT4 |
|
4 |
IDS-1-P |
Mẫu dùng puzơlan, có phun |
CT6 |
3.3. Ảnh hưởng của phụ gia INDOSEAL đến cấu trúc bê tông
Cấu trúc của bê tông được quan sát trên kính hiển vi điện tử và chụp ảnh. Độ thâm nhập của INDOSEAL vào trong bê tông được xác định trên mặt cắt mẫu bằng kính hiển vi.
Hình 1 Ảnh chụp vi cấu trúc của mẫu BTĐL dùng tro bay và quét INDOSEAL
Trên ảnh chụp vi cấu trúc các mẫu bê tông có sử dụng phụ gia INDOSEAL thấy xuất hiện một số khoáng mới, lấp vào khe hở của các hạt phụ gia khoáng (Hình 1)
Sau khi xử lý INDOSEAL, một vài mẫu bê tông được cắt chẻ ra để quan sát độ thâm nhập của INDOSEAL vào trong bê tông bằng kính hiển vi. Chiều sâu thâm nhập của INDOSEAL vào trong bê tông được đo nằm trong khoảng 3 đến 8mm. So với tài liệu do Trung tâm phát triển INDOSEALViệt Nam (VIPROCEN) cung cấp thì số liệu thí nghiệm của đề tài thấp hơn, tuy nhiên, điều này là hợp quy luật bởi vì mẫu thí nghiệm của Trung tâm VIPROCEN là bê tông thường, mác 20 MPa, tỷ lệ N/X = 0,68 (cao hơn của đề tài, N/X=0,52), do đó có độ rỗng và độ thẩm thấu cao hơn.
4- KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
Khi xử lý bề mặt bê tông bằng INDOSEAL, cường độ mẫu BTĐL so với đối chứng tăng khá rõ (8-15%), độ chống thấm của mẫu tăng lên 1 cấp (2atm).
Khả năng thẩm thấu của INDOSEALvào bê tông mác 200 khoảng từ 3 - 8mm. Giá trị này thay đổi tùy thuộc độ xốp của bề mặt bê tông.
Độ chống thấm của BTĐL tăng là do INDOSEAL thẩm thấu và tác dụng với Ca(OH)
2 tạo thành các tinh thể silicat can xi lấp bịt vào mao quản của bê tông.
Nên áp dụng thử chất INDOSEAL nói trên vào bộ phận công trình thực tế để đánh giá tính năng thi công và hiệu quả kinh tế kỹ thuật. Đồng thời mở rộng nghiên cứu sang các sản phẩm thẩm thấu kết tinh khác dạng bột.
Kết quả nghiên cứu của đề tài bước đầu đã chỉ ra triển vọng to lớn về khả năng ứng dụng vật liệu hóa chất kết tinh nhằm nâng cao khả năng chống thấm cho BTĐL, một vấn đề hết sức được quan tâm hiện nay. Tuy nhiên, đê tài mới chỉ thực hiện một số lượng hạn chế các thí nghiệm trên mẫu BTĐL trong phòng thí nghiệm. Để có những nhận định đúng đắn hơn về hiệu quả của INDOSEAL trong việc nâng cao khả năng chống thấm và các tính chất khác của BTĐL cần phải tiếp tục thực hiện nhiều thí nghiệm hơn nữa trong cả phòng thí nghiệm và ở ngoài hiện trường.