Bê tông cốt sợi hỗn hợp, Bê tông tính năng cao phù hợp với khí hậu VN
Thứ bẩy, 01/10/2005 00:00
Viện khoa học công nghệ xây dựng KHCNXD Bộ xây dựng vừa nghiên cứu chế tạo thành công loại bê tông cốt sợi hỗn hợp với nhiều ưu điểm vượt trội so với bê tông thông thường như: cường độ cao, tự chảy, kháng nứt tốt, bền với khí hậu, dẻo dai cao, tăng cường tỷ lệ độ uốn, cường độ nén... Loại bê tông này có thể ứng dụng cho nhiều công trình xây dựng lớn, dùng thi công lớp phủ mặt cầu - đường, đường băng, bãi đỗ... vừa chống thấm, bền với khí hậu thời tiết của Việt Nam.
Theo Tiến sĩ Trần Bá Việt thuộc Viện KHCNXD, bê tông cốt sợi hỗn hợp BTCSHH đã được nghiên cứu và đưa vào ứng dụng rộng rãi trên thế giới. Các nghiên cứu cho thấy: mỗi loại sợi khi đưa vào thành phần của bê tông sẽ tạo ra những loại bê tông hỗn hợp khác nhau. Khi sử dụng sợi thép, bê tông được cải thiện đáng kể về cường độ uốn, kéo dọc trục, môđun đàn hồi, chống nứt do co cứng. Khi sử dụng sợi PP, bê tông sẽ được cải thiện đáng kể hạn chế biến dạng mềm, giúp cho khả năng kháng va đập rất cao. Do vậy, sử dụng kết hợp 2 loại sợi này cho phép tạo ra bê tông có những ưu điểm vượt trội so với việc sử dụng riêng biệt từng loại sợi, đặc biệt là làm tăng tính dẻo dai, chống nứt do co mềm và co cứng cho bê tông.
Trên cơ sở các kết quả nghiên cứu thăm dò của các tác giả nghiên cứu trước, Viện KHCNXD đã chọn một số cấp phối sơ bộ để thăm dò, và đã dùng xi măng Chinfon PC40, cốt liệu lớn là đá granite khai thác tại mỏ thuộc quận 9, Tp. HCM, cốt liệu nhỏ là cát trắng Long Thành, Đồng Nai, dùng phụ gia chèn đầy là bột đá vôi nghiền, kết hợp với phụ gia siêu dẻo glenium SP51 của hàng MBT + phụ gia khoáng hoạt tính siêu mịn Micros-T của Viện KHCNXD, cốt sợi thép dùng sợi thép phân tán Radmix Hàn Quốc, cốt sợi Polypropylene PP để nghiên cứu và sản xuất thử ra bê tông cốt sợi hỗn hợp.Dựa trên kết quả của thí nghiệm xác định các thành phần cấp phối sơ bộ cho 1 m3 bê tông, nhằm chọn ra các cấp phối đạt yêu cầu về độ chảy xoè và không phân tầng, tách nước để xác định cường độ chịu nén, sau 3 ngày, cấp phối 8 cường độ chịu nén đã đạt tới 785. Qua các kết quả thăm dò, đã chọn được cấp phối 8 có độ xoè lớn nhất, đồng thời có cường độ cao làm mẫu đối chứng. Sợi thép được bổ sung vào trong thành phần hỗn hợp với tỷ lệ 50 kg/m3, sợi PP được bổ sung với các tỷ lệ từ 0,5%X đến 0,15%X. Tất cả các cấp phối này đều không có hiện tượng phân tầng, tách nước.
Kết quả cho thấy, việc sử dụng sợi thép ít ảnh hưởng tới độ linh động của hỗn hợp. Tuy nhiên, việc sử dụng sợi PP có ảnh hưởng đáng kể tới sự linh động của hỗn hợp do sợi PP có đường kính rất nhỏ, mảnh, dài và dễ bị rối hoặc bị uốn cong nên cản trở một phần sự chuyển dịch của các cấu tử bên trong hỗn hợp. TS Việt cho biết, để khắc phục những nhược điểm này, cần điều chỉnh hàm lượng phụ gia siêu dẻo và điều chỉnh quy trình trộn cũng như thiết bị trộn cho phù hợp.
Cường độ chịu nén của tất các các cấp phối của bê tông cốt sợi hỗn hợp phát triển rất nhanh ở tuổi sớm ngày - đặc trưng của bê tông cường độ cao. Sau 7 ngày, tốc độ phát triển cường độ giảm dần và tăng khá đều tới tuổi 28 ngày và vẫn tiếp tục tăng ở các ngày tuổi tiếp theo. Như vậy, có thể thấy việc sử dụng sợi hỗn hợp không ảnh hưởng đến tốc độ phát triển cường độ chịu nén mà chỉ ảnh hưởng tới giá trị cường độ nén. Tuy nhiên, sự ảnh hưởng này không lớn. Cường độ nén của các cấp phối ở tuổi 28 ngày khá cao, nguyên nhân chính là do có lượng dùng xi măng cao, nhờ tác dụng của phụ gia khoang hoạt tính mịn. Cũng như cường độ chịu nén, cường độ chịu uốn phát triển rất nhanh ở tuổi sớm ngày và chậm dần ở các tuổi tiếp theo. Tuy nhiên, theo TS Việt, việc sử dụng sợi đã làm tăng đáng kể cường độ uốn của bê tông, việc tăng cường độ uốn chủ yếu là nhờ bổ sung sợi thép trong bê tông. Khả năng kháng nứt của BTCSHH được Viện KHCNXD xác định thông qua việc đếm số lượng và đo chiều rộng vết nứt bằng kính lúp với độ phóng đại 25 lần, thang chia nhỏ nhất 1/100 mm trên mẫu bê tông sau 28 ngày tuổi. Kết quả cho thấy, khi sử dụng sợi thép mẫu không có những vết nứt nhưng xuất hiện nhiều vết rạn nhỏ, phân bố đều trên mặt mẫu, chứng tỏ sợi thép không có tác dụng nhiều trong việc hạn chế biến dạng mềm do môđun độ cứng của sợi thép rất lớn. Các mẫu sử dụng sợi hỗn hợp không xuất hiện vết nứt cũng như vết rạn, chứng tỏ sợi PP đã phát huy tác dụng chống co gây nứt trong giai đoạn biến dạng mềm, còn sợi thép có tác dụng chống co gây nứt khi bê tông đã đóng rắn.
Cũng theo TS Việt, Viện KHCNXD còn nghiên cứu chế tạo bê tông tự chảy cường độ cao cốt sợi thép phân tán nhằm ứng dụng vào thực tế xây dựng, đảm bảo thi công tốt, có thể dùng cho các lớp phủ có bề mặt có cường độ cao như: đường băng, sân bay, đường cao tốc, đập tràn, chống thấm, sửa chữa và gia cường kết cấu dầm, cầu, tunel, các kết cấu phải chịu trọng tải cao hoặc chịu tải trọng hỗn hợp.
Nguồn tin: Thời báo Kinh tế Việt Nam