1.Mở đầu
Vữa tự chảy cường độ cao là loại vật liệu được sử dụng rộng rãi trong thi công xây dựng nhờ các tính năng ưu việt của vữa và hỗn hợp vữa có tính linh động cao, không phân tầng, không tách nước, dễ dàng điền đầy các khe hở nhỏ có hình dáng phức tạp đồng thời có cường độ cao, có độ dẻo dai cao, chống va đập... Loại vật liệu này vì lý do giá thành nên thường chỉ được sử dụng cho những công việc như chèn bu lông bệ máy, nén móng máy, bê tông khoá đầu cọc, sửa chữa khuyết tật bê tông, đổ vá mặt đường băng, mặt cầu, gối cầu, sân bay, những vị trí chịu va đập, chấn động...
Trong bài này, tác giả trình bày kết quả nghiên cứu chế tạo vữa tự chảy cường độ cao tại khu vực phía Nam. Để tăng tính thích nghi khí hậu cho sản phẩm khi sử dụng, trong thành phần chế tạo vữa có đưa vào sợi phân tán siêu mảnh polypropylene với mục đích tăng tính kháng nứt cho hỗn hợp vữa trong giai đoạn đầu đóng rắn, cải thiện thêm một số tính chất cơ lý khác của hỗn hợp vữa và vữa, đặc biệt là tăng tính dẻo dai của vữa đã đóng rắn.
2. Nguyên vật liệu sử dụng
-Xi măng Chinfon Hải Phòng PC40 có tại TP. Hồ Chí Minh.
-Cát: sử dụng cát trắng sạch Long Thành - Đồng Nai.
+ Cát thô: Cát trắng sạch D = 1,25 – 5mm.
+ Cát mịn: Cát trắng mịn D = 0,14 – 1,2mm, sử dụng với hàm lượng 10% so với cát thô.
-Silica fume SF dạng nén của Tây Úc do hãng MBT TP. Hồ Chí Minh cung cấp, liều lượng tính theo % khối lượng xi măng và được điều chỉnh cho từng cấp phối khi nghiên cứu.
-Sợi polypropylene siêu mảnh: do hãng Grace TP. Hồ Chí Minh cung cấp có các tính chất kỹ thuật như sau: 100 triệu sợi/kg; chiều dài sợi 5 - 6mm; đường kính sợi
d = 10 - 50mm.
-Phụ gia siêu dẻo: sử dụng phụ gia siêu dẻo thế hệ mới Glenium SP 51 của hãng MBT.
3. Kết quả nghiên cứu
3.1. Lựa chọn cấp phối
Yêu cầu kỹ thuật đối với vữa tự chảy cường độ cao:
·Mác vữa đạt 600 – 800 daN/cm2.
·Tính công tác tốt: độ chảy xoè 22 – 26cm.
·Không phân tầng, tách nước.
Trên cơ sở các nghiên cứu đã thực hiện ở miền Bắc, trong nghiên cứu này chỉ thực hiện việc kiểm tra các tính năng của vữa được sản xuất ở phía Nam với một số nguyên vật liệu sẵn có ở khu vực này. Từ đó cấp phối vữa được lựa chọn theo định hướng như sau tính cho 1000kg sản phẩm vữa khô:
·Xi măng: 450 kg.
·Cát thô: 450 kg.
·Cát mịn: 45 kg.
·Sợi: 0,05 – 0,15% so với CKD XM + SF.
·Silica fume: 5 – 13% XM.
·Phụ gia siêu dẻo: 0,7 – 1,5% CKD.
·Nước: 17 – 18% so với tổng lượng vật chất khô.
3.2. Xác định cấp phối hợp lý
Cấp phối hợp lý được xác định theo hai chỉ tiêu là đảm bảo độ xoè 22 – 26cm và đảm bảo cường độ yêu cầu
3.2.1.Ảnh hưởng của lượng dùng phụ gia siêu dẻo và SF tới tính công tác của vữa
Ảnh hưởng của lượng dùng các loại phụ gia được khảo sát với điều kiện giữ nguyên lượng dùng XM và cốt liệu, thay đổi lượng dùng nước, phụ gia siêu dẻo và phụ gia SF. Kết quả thí nghiệm được cho trong bảng 1 dưới đây: Bảng - xem tại tệp đính kèm
Qua các kết quả ở bảng 1 cho thấy độ xoè của hỗn hợp vữa đồng biến với lượng dùng phụ gia siêu dẻo. Đó là do tác dụng của phụ gia, tuy nhiên khi phụ gia tăng lên ta thấy độ xoè tăng không nhiều và bắt đầu có hiện tượng phân tầng, tách nước.. Nhìn chung các kết quả cho thấy hàm lượng phụ gia siêu dẻo hợp lý nằm trong khoảng 0,7 – 0,8% XM. Khi tăng lượng dùng phụ gia SF, độ xoè của hỗn hợp vữa giảm, nguyên nhân là do SF có độ mịn cao, làm tăng diện tích bề mặt hút nước của hỗn hợp. Để đảm bảo độ xoè theo yêu cầu cần phải tăng lượng dùng nước và phụ gia siêu dẻo. Các cấp phối có lượng dùng SF 13% cho thấy phụ gia siêu dẻo phải tăng lên tới 1,6%.
3.2.2.Ảnh hưởng của lượng dùng phụ gia siêu dẻo và SF tới cường độ nén của vữa
Từ bảng 1 chọn ra được 4 cấp phối hợp lý về lượng dùng phụ gia mà vẫn đảm bảo yêu cầu về độ xoè để tiếp tục khảo sát ảnh hưởng của lượng dùng phụ gia SF, cụ thể như bảng 2.
Trên cơ sở các cấp phối trong bảng 2, xác định cường độ nén ở các tuổi 1 ngày và 3 ngày, kết quả trình bày trong bảng 3 Bảng 2,3 - xem tại tệp đính kèm
Từ các kết quả trong bảng 3 cho thấy khi tăng hàm lượng SF, cường độ nén tăng lên và đạt giá trị lớn nhất ở khoảng 7% sau đó giảm dần, đó là do khi lượng dùng SF vượt qua giới hạn tối ưu làm tăng lượng dùng nước, dẫn tới tăng tỷ lệ N/XM làm giảm cường độ. Như vậy, có thể thấy rằng các cấp phối hợp lý nằm trong khoảng 7-10%SF. Trên cơ sở đó ta chọn các cấp phối CP-2, CP-6 và CP-10 để tiếp tục khảo sát nhằm tìm ra cấp phối tối ưu về cường độ.
3.2.3. Sự phát triển cường độ vữa theo thời gian
Sự phát triển cường độ vữa theo thời gian của các cấp phối hợp lý được trình bày trong bảng 4 Bảng - xem tại tệp đính kèm
Các kết quả trong bảng 3, 4 cho thấy cường độ của các tổ mẫu tăng rất nhanh trong những ngày đầu do có tỷ lệ N/XM thấp và vữa có độ đặc chắc cao nhờ việc bổ sung hàm lượng hạt mịn của SF.
Qua các kết quả thí nghiệm chọn được cấp phối CP-6 là cấp phối tối ưu về cường độ với lượng dùng phụ gia siêu dẻo hợp lý. Trên cơ sở đó tiếp tục khảo sát các tính chất của vữa.
3.3. Nghiên cứu vữa tự chảy, cường độ cao cốt sợi polypropylene siêu mảnh phân tán
3.3.1. Tính công tác
Trên cơ sở cấp phối tối ưu, bổ sung sợi polypropylene với các tỷ lệ 0,05 – 0,15% để khảo sát ảnh hưởng của sợi tới tính công tác của hỗn hợp vữa, kết quả thí nghiệm được trình bày trong bảng 5 Bảng - xem tại tệp đính kèm
Các kết quả thí nghiệm cho thấy các hỗn hợp vữa đều đảm bảo độ chảy xoè phù hợp, không phân tầng, không tách nước. Tuy nhiên, việc sử dụng sợi làm giảm độ chảy của hỗn hợp vữa, nguyên nhân chính là do sợi polypropylene có dạng mảnh, dài nên cản trở một phần sự chuyển dịch của các cấu tử trong hỗn hợp. Để đảm bảo được độ chảy xoè hợp lý mà vẫn đảm bảo được các yêu cầu về tính chất cơ lý, cần tăng lượng dùng phụ gia siêu dẻo cho phù hợp. Trên thực tế, lượng phụ gia siêu dẻo tăng từ 0,08% - 0,13% tương ứng với hàm lượng sợi.
3.3.2. Cường độ chịu nén của vữa cốt sợi
Cường độ nén của các mẫu vữa có sử dụng sợi được trình bày trong bảng 6 Bảng - xem tại tệp đính kèm
Qua các kết quả thí nghiệm cho thấy việc bổ sung sợi không ảnh hưởng nhiều đến cường độ của vữa cũng như tốc độ phát triển của vữa.
3.3.3.Cường độ uốn của vữa cốt sợi
Kết quả xác định cường độ uốn trong bảng 7 Bảng - xem tại tệp đính kèm
Các kết quả trong bảng 7 cho thấy khi sử dụng sợi, cường độ uốn của vữa có thay đổi rõ rệt. So với các kết quả khác có thể thấy tác dụng của sợi thể hiện rõ hơn trong vữa so với trong bê tông. Khi hàm lượng sợi còn thấp 0,05% XM tác dụng cải thiện cường độ uốn không nhiều, tăng 6,5% so với vữa không có sợi. Cường độ uốn đạt giá trị tối ưu tại lượng dùng sợi khoảng 0,1% với giá trị tăng tới 40%; tiếp tục tăng lượng dùng sợi thì thấy cường độ uốn giảm xuống.
3.3.4. Đường cong ứng suất - biến dạng
Một trong những ưu điểm của sợi khi sử dụng cho vữa đó là làm thay đổi cơ chế làm việc của vữa, biến vữa từ một loại vật liệu dòn trở thành một loại vật liệu có tính dẻo. Để thấy rõ ảnh hưởng của sợi tới tính dẻo của vữa, đã tiến hành xác định biểu đồ quan hệ giữa ứng suất - biến dạng nén của mẫu 6-2 ở tuổi 3 ngày...
4. Kết luận
Qua các kết quả trình bày ở trên cho thấy:
·Bổ sung sợi polypropylene siêu mảnh vào vữa làm giảm tính công tác, ít làm ảnh hưởng tới cường độ chịu nén, song làm tăng đáng kể cường độ uốn; tăng độ dẻo dai của vữa.
·Hoàn toàn có thể chế tạo được vữa tự chảy cường độ cao, có độ dẻo dai cao, trên cơ sở một số nguyên liệu sẵn có trên thị trường ở khu vực phía Nam đạt mác 800.
Nguồn tin: Theo Tạp chí KHCN Xây dựng, số 2/2005
| Tài liệu đính kèm bài viết | |
|---|
| Che_tao_vua_tu_chay.doc | Tải về |