Phụ gia và hóa chất dùng cho bêtông

Tệp  Phụ gia và hóa chất dùng cho bêtông  cung cấp một cái nhìn tổng quan về phụ gia và hóa chất trong ngành xây dựng, đặc biệt tập trung vào bê tông.

Dưới đây là tóm tắt nội dung chính:

• Khái niệm và Phân loại Phụ gia:
  • Phụ gia bê tông là vật liệu được thêm vào hỗn hợp bê tông (ngoài xi măng, nước và cốt liệu) để cải thiện các tính chất của bê tông khi chưa hóa cứng và khi đã hóa cứng.
  • Phân loại phụ gia được thực hiện theo nhiều cách:
    • Cơ chế phản ứng hóa học (theo V.B.Ratinốp): Chia thành 4 loại chính: chất điện phân (làm thay đổi độ hòa tan khoáng chất trong xi măng), phụ gia tham gia phản ứng với thành phần hóa học của chất kết dính, phụ gia tạo mầm kết tinh và chất phụ gia hoạt tính bề mặt (ưa nước và kỵ nước).
    • Tiêu chuẩn Pháp (NF. P18-103): Phân loại dựa trên mục đích sử dụng như tăng ninh kết, tăng nhanh đóng rắn, siêu dẻo, giảm hấp thụ mao quản, v.v.
    • Tiêu chuẩn Mỹ (ASTM): Phân loại phụ gia hóa học thành các loại A (giảm nước), B (chậm ninh kết), C (nhanh ninh kết), D (giảm nước và chậm ninh kết), E (giảm nước và nhanh ninh kết), F (giảm nước và nhanh ninh kết cao cấp), G (giảm nước và chậm ninh kết cao cấp). Ngoài ra còn có phụ gia khoáng và phụ gia tạo bọt.
    • Tiêu chuẩn Mỹ ACI (Viện bê tông Mỹ): Sắp xếp thành 14 loại dựa trên công dụng cụ thể.
    • Phụ gia khoáng: Chia thành 4 nhóm (X: xỉ lò cao; P: puzơlan thiên nhiên; T: tro bay; S: microsilica, meta caolanh, silicafum, tro trấu).
• Phân loại Xi măng: Xi măng được phân loại theo TCVN 5439 – 1991 dựa trên loại clinker, thành phần, mác, tốc độ đóng rắn, thời gian đông kết và các tính chất đặc biệt. Các loại xi măng phổ biến ở Việt Nam được liệt kê như xi măng pooclăng (PC), xi măng pooclăng hỗn hợp (PCB), xi măng pooclăng bền sunphat (PCs), xi măng pooclăng xỉ hạt lò cao, xi măng puzolan (PCpuz), xi măng pooclăng ít tỏa nhiệt (PCIh) và xi măng pooclăng trắng (PCw).
• Công dụng và Tính chất Kỹ thuật của một số loại Phụ gia:
  • Phụ gia điều chỉnh sự đóng rắn: Canxi clorua (tăng nhanh đông cứng nhưng ăn mòn cốt thép), triethanolamin, canxi fomat, một số sunphat. Phụ gia làm chậm đông cứng như canxi sunphat, tinh bột, đường, axit hữu cơ.
  • Phụ gia giảm nước: Tăng dẻo, giảm nước, tăng cường độ nén cuối cùng. Lignosunfonat và cacbuaxylic hydroxyl là các loại thông thường.
  • Phụ gia giảm nước bậc cao (siêu dẻo): Giảm lượng nước trộn 25-30%, tăng cường độ bê tông, kéo dài độ sụt, phù hợp cho bê tông vận chuyển xa, bơm.
  • Phụ gia cuốn khí: Tạo bọt khí siêu nhỏ, tăng độ lưu động, giảm phân tầng, tăng tính chống thấm và độ bền chống băng giá (ít ý nghĩa ở Việt Nam).
  • Phụ gia hoạt tính puzơlan (thiên nhiên, tro bay, xỉ lò cao, muội silic, tro trấu): Giảm phân tầng, tiết nước, giảm nhiệt thủy hóa, tăng độ đặc chắc, chống thấm, chống ăn mòn, nhưng có thể kéo dài thời gian đông kết và chậm phát triển cường độ ban đầu. Muội silic và tro trấu có hiệu ứng puzơlan rất mạnh.
  • Phụ gia nở: Tự giãn nở để bù lại độ co khô hoặc tạo nở.
  • Phụ gia chống thấm nước: Tăng tính chống thấm nhờ tác dụng nhét kẽ, giảm lỗ rỗng, và các nhũ tương polyme.
  • Phụ gia ức chế ăn mòn cốt thép: Hạn chế ăn mòn do ion clorua, dùng natri benzoat, natri nitrit, canxi nitrit, photphat, fluosilicat, fluoaluminat.
• Lựa chọn và Sử dụng Phụ gia: Cần lựa chọn phụ gia phù hợp với yêu cầu kỹ thuật, có giấy chứng nhận chất lượng, và tuân thủ liều lượng, phương pháp pha trộn (hòa tan, khuấy đều, thời điểm cho phụ gia vào hỗn hợp bê tông).
• Những Điều Cần Lưu ý khi Sử dụng Phụ gia: Phụ gia không thể khắc phục hoàn toàn nhược điểm do thiết kế hay thi công kém. Cần tìm hiểu kỹ tính năng, thí nghiệm kiểm tra, và chú ý đến tổng lượng phụ gia khoáng trong bê tông.
• Các Thế hệ Hóa chất dùng để Sản xuất Phụ gia: Bảng so sánh sự phát triển của các thế hệ hóa chất sản xuất phụ gia trên thế giới và ở Việt Nam (từ 1930 đến 2000), ví dụ như Ligno/Gluco, Ligno naphtalen biến tính, Melamin, Vinylcopolyme, Polycacbonxylat biến tính.
• Ảnh hưởng của Phụ gia đến Tính chất Hỗn hợp Bê tông và Bê tông đã Hóa cứng:
  • Phụ gia giảm nước: Tác dụng giảm nước, tăng độ sụt, điều chỉnh thời gian ninh kết, tác dụng đến độ tách nước và độ cuốn khí.
  • Phụ gia làm chậm ninh kết: Kéo dài thời gian ninh kết, ảnh hưởng đến độ sụt, độ tách nước và độ cuốn khí.
  • Ảnh hưởng đến cường độ: Phụ gia giảm nước thường giúp đạt cường độ ngang bằng hoặc cao hơn. Phụ gia làm chậm có thể làm cường độ sớm thấp hơn nhưng sau đó đạt ngang bằng hoặc cao hơn.
  • Ảnh hưởng đến độ co ngót và từ biến: Có nhiều thông tin trái ngược, cần thí nghiệm cụ thể.
  • Ảnh hưởng đến độ chống thấm và chống xâm thực: N/X thấp nhờ phụ gia giảm nước giúp tăng độ bền vững.