Cải thiện vi cấu trúc của vữa và bê tông khi sử dụng xi măng - Polymer

so víi bª t«ng th­êng. §iÒu nµy ®­îc gi¶i thÝch do polymer tham gia vµo thµnh phÇn kÕt dÝnh cã c­êng ®é kÐo cao vµ t¨ng kh¶ n¨ng liªn kÕt b¸m dÝnh cña xi m¨ng víi c¸c thµnh phÇn kh¸c cña vËt liÖu. C­êng ®é cña bª t«ng vµ v÷a biÕn ®æi phô thuéc vµo yÕu tè cã t¸c dông t­¬ng hç nh­ b¶n chÊt cña vËt liÖu sö dông (xi m¨ng, chÊt kÕt dÝnh vµ cèt liÖu), c«ng nghÖ chÕ t¹o vµ ®iÒu kiÖn r¾n ch¾c. §èi víi polymer tæng hîp dïng ®Ó biÕn tÝnh bª t«ng vµ v÷a, c­êng ®é cña vËt liÖu kh«ng chØ phô thuéc vµo b¶n chÊt ho¸ häc cña chóng mµ cßn phô thuéc vµo l­îng monomer trong polymer, phô thuéc vµo l­îng vµ kiÓu chÊt æn ®Þnh, kÝch th­íc cña c¸c m¹ch polymer ph©n t¸n. §iÒu kiÖn r¾n ch¾c bª t«ng vµ v÷a biÕn tÝnh b»ng polymer latex kh¸c víi bª t«ng vµ v÷a th­êng do chÊt kÕt dÝnh xi m¨ng vµ chÊt kÕt dÝnh gåm hai pha (polymer vµ xi m¨ng) cã b¶n chÊt kh¸c nhau. §é bÒn tèi ­u cña pha xi m¨ng ph¸t triÓn trong m«i tr­êng Èm trong khi pha polymer l¹i ph¸t triÓn trong m«i tr­êng kh«. H. Wagner ®· nghiªn cøu chÕ ®é r¾n ch¾c tèi ­u ®Ó ®¹t c­êng ®é cao cho vËt liÖu biÕn ®æi. §Çu tiªn mÉu ®­îc gi÷ trong m«i tr­êng Èm ®Ó thuû ho¸ xi m¨ng, sau ®ã chuyÓn sang m«i tr­êng kh« ®Ó ph¸t triÓn c­êng ®é cña pha polymer. Bª t«ng vµ v÷a biÕn tÝnh b»ng polymer latex cã gi¸ trÞ modul ®µn håi nhá (modul ®µn håi cì 0,001 - 10´103 MPa) so víi ®¸ xi m¨ng (modul ®µn håi 10 - 30´103 MPa) vµ nhê sù tæ hîp hai pha xi m¨ng - polymer t¹o cho vËt liÖu cã kh¶ n¨ng biÕn d¹ng lín h¬n so víi bª t«ng vµ v÷a th­êng. VËt liÖu biÕn tÝnh cßn cã ®é co ngãt nhá, c­êng ®é chèng nøt chèng mµi mßn cao h¬n bª t«ng vµ v÷a th­êng. Mét ®Æc tr­ng quan träng kh¸c cña bª t«ng vµ v÷a biÕn tÝnh lµ ®¹t ®é bÒn chèng thÊm n­íc vµ khÝ cao víi kh¶ n¨ng b¸m dÝnh tèt víi c¸c bÒ mÆt vËt liÖu cò vµ míi. TÝnh n¨ng nµy lµm t¨ng ®é bÒn l©u cña b¶n th©n vËt liÖu d­íi t¸c ®éng cña m«i tr­êng (t¸c ®éng cña khÝ quyÓn, c¸cbon¸t ho¸, m«i tr­êng ¨n mßn...) vµ kh¶ n¨ng sö dông chóng lµm vËt liÖu b¶o vÖ ¨n mßn cèt thÐp (trong bª t«ng cèt thÐp) trong m«i tr­êng x©m thùc. Nh­îc ®iÓm chÝnh cña bª t«ng vµ v÷a biÕn tÝnh b»ng polymer latex lµ ®é bÒn trong m«i tr­êng Èm vµ n­íc kÐm. Sù suy gi¶m nµy cã quan hÖ trùc tiÕp tíi ®é bÒn trong m«i tr­êng Èm kÐm cña pha polymer. §iÓn h×nh lµ bª t«ng vµ v÷a cã polyvinyl Acetate cã ®é bÒn nÐn vµ kh¶ n¨ng b¸m dÝnh gi¶m rÊt nhanh trong m«i tr­êng Èm. 2.3 V÷a vµ bª t«ng xi m¨ng biÕn tÝnh b»ng polymer tan trong n­íc 2.3.1 C¬ së chung Ph©n lo¹i polymer tan trong n­íc ®­îc m« t¶ trong H×nh 2.2 H×nh 2.2 - Ph©n lo¹i polymer tan trong n­íc C¸c polymer hoÆc oligome tan trong n­íc lµ c¸c hîp chÊt cao ph©n tö tæng hîp. Chóng ®­îc nghiªn cøu sö dông ®Ó biÕn tÝnh bª t«ng vµ v÷a muén h¬n nhãm latex polymer. Tuy vËy, ngµy nay nhãm polymer tan trong n­íc ®­îc sö dông nhiÒu ®Ó biÕn ®æi bª t«ng vµ v÷a, ®Æc biÖt lµ c¸c oligome trªn c¬ së Ure Melamine Formaldehyde vµ Ure Melamine trïng ng­ng víi Fomaldehyde. C¸c hîp chÊt cao ph©n tö vµ copolyme chøa nhãm Hydroxyl (OH-) cã kh¶ n¨ng ph¶n øng ho¸ häc theo nhãm chøc (OH-) vµ kh¶ n¨ng t¹o ra liªn kÕt hydro víi c¸c chÊt cho hay nhËn proton. ChÝnh nhê nh÷ng ®Æc tr­ng nµy vµ sù ph©n t¸n cña chóng trong n­íc ®¹t møc ®é ph©n tö nªn nhãm nhùa tan trong n­íc cã ®é æn ®Þnh vµ t­¬ng hîp cao víi xi m¨ng. C¬ chÕ t¸c dông t­¬ng hç cña c¸c polymer tan trong n­íc trong bª t«ng kh¸c vÒ mÆt nguyªn t¾c so víi nhãm polymer latex. C¸c ph©n tö polymer nµy khi ®­a vµo bª t«ng ®­îc ®ãng r¾n trong m«i tr­êng kiÒm do qu¸ tr×nh thuû ho¸ xi m¨ng sinh ra ®Ó t¹o thµnh c¸c m¹ch polymer bÒn v÷ng hÊp phô lªn bÒ mÆt c¸c s¶n phÈm míi h×nh thµnh cña ®¸ xi m¨ng vµ xuyªn vµo vïng tiÕp xóc gi÷a c¸c tinh thÓ. MÆt kh¸c, hÖ kÕt dÝnh xi m¨ng - polymer cßn cã ®é liªn kÕt b¸m dÝnh cao bëi c¸c cÊu tö h×nh thµnh vËt liÖu. V× vËy, l­îng polymer tan trong n­íc ®­a vµo trong bª t«ng vµ v÷a th­êng nhá h¬n so víi l­îng polymer latex (kh«ng qu¸ 3% hµm l­îng polymer kh« so víi v÷a xi m¨ng). Trong tr­êng hîp nµy, tæ hîp vËt liÖu ®¹t ®é bÒn c¬ lý cao, ®Æc biÖt lµ kh¶ n¨ng chèng thÊm vµ b¸m dÝnh liÒn khèi tèt h¬n nhiÒu so víi bª t«ng vµ v÷a th­êng. 2.3.2 TÝnh chÊt cña hçn hîp bª t«ng vµ v÷a ch­a r¾n ch¾c khi cã mÆt polymer tan trong n­íc Hçn hîp bª t«ng biÕn tÝnh b»ng nhãm polymer tan trong n­íc th­êng dïng tû lÖ P/X kh¸ nhá ®· ®¹t ®é dÎo cao. T¸c dông ho¸ dÎo cao cã thÓ liªn quan tíi kh¶ n¨ng ph©n t¸n, t­¬ng hîp cao vµ hiÖu øng cuèn khÝ cña nhãm polymer nµy. Sù t¨ng ®é dÎo cña hçn hîp bª t«ng cho phÐp gi¶m l­îng n­íc nhµo trén ë møc tèi ®a, tõ ®ã n©ng cao c­êng ®é, t¹o tÝnh chèng thÊm tèt vµ ®é co ngãt nhá. Hçn hîp bª t«ng vµ v÷a cã polymer tan trong n­íc chËm mÊt n­íc h¬n nhiÒu so víi bª t«ng vµ v÷a th­êng vµ kh¶ n¨ng chËm mÊt n­íc cµng t¨ng khi t¨ng tû lÖ P/X. 2.3.3 TÝnh chÊt cña bª t«ng vµ v÷a ®· r¾n ch¾c khi cã mÆt polymer tan trong n­íc Bª t«ng vµ v÷a biÕn tÝnh víi l­îng nhá polymer tan trong n­íc lµm t¨ng c¶ c­êng ®é kÐo, uèn vµ nÐn (kh¸c víi hÖ biÕn tÝnh b»ng polymer latex c­êng ®é nÐn kh«ng t¨ng), kh¶ n¨ng b¸m dÝnh kh¶ n¨ng chèng thÊm tèt h¬n so víi bª t«ng vµ v÷a th­êng. Satalkin ®· ®­a ra kÕt qu¶ nghiªn cøu c¸c tÝnh chÊt quan träng cña bª t«ng h¹t mÞn cã c¸c polymer tan trong n­íc C-89 trªn c¬ së ure-formandehyde vµ trªn c¬ së polyvinyl styrene CKC-65. Do t¨ng c­êng ®é kÐo vµ uèn nªn vËt liÖu biÕn tÝnh b»ng polymer tan trong n­íc lµm t¨ng biÕn d¹ng t­¬ng ®èi so víi trong bª t«ng th­êng. KÕt qu¶ nghiªn cøu cho thÊy sù phô thuéc cña biÕn d¹ng t­¬ng ®èi vµo thêi gian ë ®é Èm 90% vµ nhiÖt ®é 20 - 25°C. KÕt qu¶ tèt nhÊt ®­îc quan s¸t bª t«ng biÕn tÝnh nhùa C-89 cã c­êng ®é bÒn t¨ng gÇn 3 lÇn so víi bª t«ng kh«ng cã polymer. Tõ nh÷ng kÕt qu¶ trªn cho thÊy bª t«ng biÕn tÝnh b»ng c¸c polymer tan trong n­íc cã c¸c tÝnh chÊt quan träng nh­ c­êng ®é kÐo, uèn vµ nÐn lín h¬n nhiÒu so víi bª t«ng th­êng vµ lín h¬n c¶ bª t«ng biÕn tÝnh b»ng polymer ph©n t¸n trong n­íc. T¸c gi¶ Y.Ohama nhËn thÊy c­êng ®é nÐn vµ kÐo khi uèn cã xu h­íng gi¶m ë bª t«ng biÕn tÝnh b»ng Methylcelluloze vµ Polyacrylamid. Mét ®Æc tr­ng quan träng kh¸c cña bª t«ng vµ v÷a cã c¸c polymer tan trong n­íc lµ ®¹t ®é bÒn chèng thÊm rÊt cao. Gi¸ trÞ ®é bÒn chèng thÊm cña chóng gÊp nhiÒu lÇn bª t«ng th­êng vµ lín h¬n c¶ bª t«ng biÕn tÝnh víi nhãm polymer ph©n t¸n trong n­íc. Gi÷a ®é bÒn chèng thÊm vµ hÖ sè thÊm khÝ cña bª t«ng cã mèi liªn quan tû lÖ thuËn. §Æc tr­ng ®é bÒn thÊm chÊt láng vµ khÝ lµ tiªu chuÈn quan träng ®¸nh gi¸ ®é bÒn l©u vµ kh¶ n¨ng b¶o vÖ cèt thÐp cña bª t«ng trong m«i tr­êng x©m thùc. Còng nh­ hÖ biÕn tÝnh víi nhãm latex polymer, tæ hîp bª t«ng vµ v÷a víi c¸c polymer tan trong n­íc cã c­êng ®é b¸m dÝnh víi bÒ mÆt cña vËt liÖu nÒn nh­ bª t«ng cò vµ míi, g¹ch, ®¸, sø... vµ c­êng ®é b¸m dÝnh t¨ng khi tû lÖ P/X t¨ng trong giíi h¹n nhÊt ®Þnh. §é co ngãt cña bª t«ng biÕn tÝnh còng nhá h¬n bª t«ng th­êng. Mét ­u ®iÓm n÷a cña bª t«ng vµ v÷a biÕn tÝnh b»ng polymer tan trong n­íc so víi bª t«ng biÕn tÝnh b»ng c¸c latex polymer lµ ®iÒu kiÖn r¾n ch¾c vµ ®é bÒn trong ®iÒu kiÖn Èm cña vËt liÖu sau khi ®· r¾n ch¾c. Nhê kh¶ n¨ng t­¬ng hîp tèt víi xi m¨ng, l­îng sö dông nhá vµ gi¸ thµnh h¹ (so víi nhãm polymer latex) kÕt hîp víi c¸c ®Æc tr­ng ®é bÒn cao, ®iÒu kiÖn c«ng nghÖ thuËn lîi nªn nhãm polymer tan trong n­íc ®­îc sö dông nhiÒu trong bª t«ng. Ngoµi hai nhãm polymer latex vµ polymer tan trong n­íc ®­îc nghiªn cøu sö dông phæ biÕn ®Ó biÕn tÝnh bª t«ng vµ v÷a, trong nh÷ng n¨m gÇn ®©y c¸c nhµ khoa häc cßn nghiªn cøu sö dông c¸c polymer nhùa láng nh­ Epoxy, Polyeste kh«ng no, Polyurethane vµ c¸c monomer Furfurilalcol, Methylmethacrylat, Styren, Acrylonitril... ®Ó biÕn tÝnh bª t«ng vµ v÷a. C¸c nhùa láng hoÆc c¸c monomer ®­îc trén ®Òu trong hçn hîp bª t«ng hoÆc v÷a sau ®ã ph¶i ®­îc ®ãng r¾n chuyÓn sang tr¹ng th¸i r¾n ch¾c trong hoÆc sau khi xi m¨ng thuû ho¸. 2.4 V÷a vµ bª t«ng xi m¨ng sö dông phô gia gi¶m n­íc tÇm cao 2.4.1 C¬ së chung C¸c phô gia siªu dÎo (PGSD) hay c¸c chÊt cã t¸c dông gi¶m n­íc lín th«ng dông hiÖn nay ®· ®­îc biÕt ®Õn tõ ®Çu nh÷ng n¨m 1906. ë n­íc ta, vÊn ®Ò nghiªn cøu phô gia cho bª t«ng ®­îc tiÕn hµnh tõ n¨m 1960 nh»m môc ®Ých t¨ng ®é dÎo, n©ng cao ®é bÒn vµ kh¶ n¨ng chèng thÊm, rót ng¾n thêi gian b¶o d­ìng ®ång thêi hç trî cho c«ng nghÖ thi c«ng. ViÖc sö dông bª t«ng chÊt l­îng cao trªn c¬ së phô gia cho phÐp gi¶m nhÑ träng l­îng c«ng tr×nh, gi¶m c¸c chi phÝ cÈu l¾p vµ xö lý nÒn mãng c«ng tr×nh, tuæi thä c«ng tr×nh cao, t¹o ra d¸ng vÎ kiÕn tróc ®Ñp, nhÑ nhµng, thanh m¶nh. Mét sè lo¹i phô gia siªu dÎo chÝnh ®ang ®­îc sö dông trong thùc tiÔn nh­ Naphtalene Formandehyde Sunfonated (NFS), Melamine Formandehyde Sunfonated (MFS), Polycarboxylate (Acrylate 1), PolyCarboxylate Ether (Acrylate 2), Cross-linked polymer (Acrylate 3) - polymer liªn kÕt chÐo, Amino-sunfonate polymer...§©y lµ c¸c phô gia gi¶m n­íc tÇm cao thÕ hÖ 2. 2.4.2 C¬ chÕ ho¸ dÎo cña c¸c phô gia gi¶m n­íc tÇm cao thÕ hÖ 2 2.4.2.1 ThuyÕt ph©n t¸n §Ó t¨ng kh¶ n¨ng gi¶m n­íc cña hçn hîp bª t«ng cÇn t¨ng c­êng kh¶ n¨ng ph©n t¸n cña c¸c h¹t xi m¨ng. Kh¶ n¨ng nµy cÇn ®­îc duy tr× theo thêi gian vµ kh¶ n¨ng nµy cã ®­îc nhê lùc ®Èy tÜnh ®iÖn vµ kh¶ n¨ng chèng vãn tô cña c¸c chÊt hÊp phô lªn bÒ mÆt h¹t xi m¨ng. 2.4.2.2 ThuyÕt DLVO §Ó gi¶i thÝch tÝnh æn ®Þnh cña tr¹ng th¸i ph©n t¸n d­íi gãc ®é lùc ®Èy tÜnh ®iÖn, thuyÕt DLVO do Derjaguin, Landau, Verwey vµ Overbeck ®Ò xuÊt. Theo ®ã tÝnh æn ®Þnh cña tr¹ng th¸i nµy còng ®­îc quyÕt ®Þnh bëi ®é cong cña ®­êng thÕ n¨ng VT t¹o thµnh tõ lùc ®Èy tÜnh ®iÖn, VR thu ®­îc khi cã hai phÇn tö tiÕn l¹i gÇn nhau vµ lùc hÊp dÉn Van der Waal, VA. Khi kho¶ng c¸ch gi÷a hai phÇn tö øng víi ®iÓm trªn ®­êng cong t¹i ®ã VT ®¹t maximum, Vmax th× 2 phÇn tö nµy sÏ ®Èy nhau. Khi Vmax t¨ng lªn th× ®é ph©n t¸n còng t¨ng lªn vµ tû lÖ víi Vmax 2.4.2.3 ThuyÕt hiÖu øng chèng vãn tô TÝnh æn ®Þnh ph©n t¸n nhê hiÖu øng chèng vãn tô cã thÓ ®­îc gi¶i thÝch b»ng thuyÕt hiÖu øng Entropi do Mackor ®Ò xuÊt. Tæng thÕ n¨ng VT gi÷a hai phÇn tö ®­îc x¸c ®Þnh nh­ sau: VT = VA + VRS Trong ®ã: VA - lùc hÊp dÉn Van der Waal. VRS - n¨ng l­îng ®Èy chèng vãn tô b»ng Entropi cña cÊu t¹o vµ h×nh d¹ng cña chÊt hÊp phô lªn bÒ mÆt c¸c phÇn tö. TÝnh æn ®Þnh ph©n t¸n ®­îc duy tr× bëi lùc ®Èy chèng vãn tô nµy. 2.5. Qu¸ tr×nh t­¬ng t¸c gi÷a polymer vµ xi m¨ng thuû ho¸ Ngµy nay, nhiÒu hîp chÊt polymer vµ chÊt h÷u c¬ ph©n tö l­îng thÊp ®­îc sö dông trong bª t«ng vµ v÷a. ViÖc nghiªn cøu vai trß t¨ng c­êng cña chóng khi kÕt hîp víi xi m¨ng vµ sù h×nh thµnh cÊu tróc xi m¨ng - polymer ®· ®­îc quan t©m tõ nh÷ng n¨m 30-40 cña thÕ kû nµy vµ ®Õn nay ®· cã nhiÒu kÕt qu¶ nghiªn cøu ®­îc c«ng bè víi c¸c vËt liÖu biÕn tÝnh kh¸c nhau. Song do c¬ chÕ qu¸ tr×nh t­¬ng t¸c gi÷a hîp chÊt h÷u c¬ vµ xi m¨ng trong vµ sau qu¸ tr×nh thuû ho¸ rÊt phøc t¹p v× thÕ ®Õn nay ch­a cã tæng kÕt ®Çy ®ñ vÒ c¬ chÕ nµy. H×nh 2.4 chØ ra t­¬ng t¸c gi÷a xi m¨ng vµ latex polymer. H×nh 2.3 - T­¬ng t¸c gi÷a xi m¨ng vµ polymer latex Cã hai quan ®iÓm lý thuyÕt vÒ c¬ chÕ t­¬ng t¸c cña polymer trong bª t«ng. Quan ®iÓm thø nhÊt cho r»ng gi÷a polymer vµ bª t«ng kh«ng cã sù t­¬ng t¸c t­¬ng hç. Trong qu¸ tr×nh thuû ho¸ xi m¨ng, phÇn ­a n­íc cña ph©n tö polymer ®Þnh h­íng vµo pha n­íc, cßn phÇn kþ n­íc h­íng vÒ pha khÝ (lç rçng vi m« cña ®¸ xi m¨ng kh«ng chøa n­íc). Khi chuyÓn sang tr¹ng th¸i kh« c¸c phÇn kþ n­íc liªn kÕt l¹i víi nhau vµ t¹o ra mµng máng vi m«. Lý thuyÕt nµy th­êng sö dông ®Ó gi¶i thÝch t¸c dông cña c¸c hÖ biÕn tÝnh xi m¨ng polymer kh«ng cã nhãm chøc. Ng­îc l¹i, lý thuyÕt thø hai kh¼ng ®Þnh cã sù t­¬ng t¸c gi÷a polymer víi c¸c s¶n phÈm thuû ho¸ cña xim¨ng. §©y lµ tr­êng hîp c¸c hÖ biÕn tÝnh xi m¨ng tõ c¸c polymer cã chøa c¸c nhãm chøc cã kh¶ n¨ng ph¶n øng nh­: -COO-, -OH-, -SO3-,... 2.5.1 Qu¸ tr×nh thuû ho¸ cña xi m¨ng poocl¨ng B¶ng 2.2 - Thµnh phÇn chÝnh cña xi m¨ng poãcl¨ng vµ clinke[4] Xi m¨ng poãcl¨ng Clinke Thµnh phÇn ho¸ häc Tû lÖ (%) Pha Clinke Ký hiÖu Tû lÖ (%) CaO 65 ± 2 3CaO.SiO2 C3S 60 ± 2 SiO2 20 ±2 2CaO.SiO2 C2S 16 ± 10 Al2O3 6 ± 2 3CaO.Al2O3 C3A 1 ¸13 Fe2O3 3 ± 2 4CaO.Al2O3.Fe2O3 C4AF 1 ¸16 Qu¸ tr×nh thuû ho¸ xi m¨ng cã thÓ chia ra mét sè giai ®o¹n nèi tiÕp nhau. §Çu tiªn lµ sù thuû ho¸ pha C3S, C2S t¹o ra Ca(OH)2 vµ canxi silicat ®­îc hydrat ho¸ ë møc ®é kh¸c nhau (C-S-H). ë giai ®o¹n nµy, c¸c s¶n phÈm thuû ho¸ ch­a t¹o ra cÊu tróc. Giai ®o¹n tiÕp theo t¹o ra c¸c mÇm tinh thÓ vµ ph¸t triÓn thµnh sîi cña C-S-H vµ Ca(OH)2 h×nh thµnh nhiÒu, b¾t ®Çu kÕt tinh. Trong giai ®o¹n trªn, pha C3A vµ C4AF còng tham gia ph¶n øng thuû ho¸ gÇn gièng nhau. Sù thuû ho¸ cña C3A khi kh«ng cã ion sunfat: C3A + 21 H ® C4AH13 + C2AH18 ® 2C3AH6 + 9 H (kh«ng bÒn) (bÒn) Khi cã mÆt cña ion sunfat (cã th¹ch cao ®­a vµo kho¸ng xi m¨ng ®Ó ®iÒu chØnh thêi gian ®ãng r¾n), ph¶n øng thuû ho¸ C3A vµ t¹o ra etringite. C3A + 3CSH2 + 26H ® C3A.3CaSO4.32H2O Nh­ng l¹i cã thÓ kÕt hîp víi etringite t¹o ra monosunfat: 2C3A + C3A.3 CaSO4.32H + 4H ® 3(C3A.CaSO4.12H) C¸c giai ®o¹n thuû ho¸ c¸c pha clinke xi m¨ng kÕt thóc sau 24 giê. CÊu tróc ®¸ xi m¨ng chñ yÕu lµ c¸c sîi canxi silicat ®­îc hydrat ho¸ (C-S-H) vµ cÇu nèi gi÷a chóng ®­îc lÊp ®Çy c¸c ph©n tö n­íc cßn c¸c vi xèp chøa ®Çy c¸c s¶n phÈm thuû ho¸. Sau giai ®o¹n nµy, nhê gi÷ ®­îc n­íc, cÊu tróc ®¸ xi m¨ng tiÕp tôc ph¸t triÓn toµn diÖn. 2.5.2 Qu¸ tr×nh ph¶n øng gi÷a polymer víi thµnh phÇn cña bª t«ng H×nh 2.4 Minh ho¹ ph¶n øng gi÷a poyimer chøa nhãm Cacboxynat (chuçi este) víi c¸c thµnh phÇn cña bª t«ng 2.5.3 Sù t­¬ng t¸c gi÷a s¶n phÈm thuû ho¸ vµ polymer S¶n phÈm chÝnh cña qu¸ tr×nh thuû ho¸ xi m¨ng poãcl¨ng lµ Ca(OH)2 vµ hydro canxi silicat, v× vËy viÖc nghiªn cøu t­¬ng t¸c cña polymer trong vµ sau qu¸ tr×nh thuû ho¸ ®­îc tËp trung nghiªn cøu vµo sù t­¬ng t¸c cña polymer víi c¸c s¶n phÈm nµy. - Sù t­¬ng t¸c gi÷a Ca(OH)2 vµ polymer: Ca(OH)2 ®­îc t¹o ra ngay sau khi cho n­íc vµo xi m¨ng poãcl¨ng. V× vËy nghiªn cøu kh¶ n¨ng t­¬ng t¸c cña Ca(OH)2 víi polymer cã ý nghÜa quan träng. S.Chandra ®· nghiªn cøu sù t­¬ng t¸c cña Ca(OH)2 víi polymer ethyl methacrylate ph©n t¸n trong n­íc nhËn thÊy Ca+2 t­¬ng t¸c víi (-COO-) t¹o ra liªn kÕt ion. Víi Ca(OH)2 ë tr¹ng th¸i r¾n c¸c nhãm (-COO-) cña ph©n tö polymer còng nh­ ph¶n øng víi ho¸ trÞ tù do cña nguyªn tö Canxi trªn bÒ mÆt. Sù t­¬ng t¸c nµy ë H×nh 2-4. Sù t­¬ng t¸c ho¸ häc nµy lµm øc chÕ kh¶ n¨ng t¹o mµng cña polymer. COO- Ca2+ - OOC COO- Ca2+ -OOC Ca2+ COO- Ca(OH)2 ®Æc COO- -OOC -OOC 2+Ca Ca2+ COO- H×nh 2.5 – Sù t¹o liªn kÕt ion cña polymer víi ion Ca2+ vµ Ca(OH)2 C¸c polymer chøa nhãm sunfonate (-SO32-) nh­ melamine Formaldehyde Sunfonated (MFS), Naphtalene Fomaldehyde Sulfonated (NFS) vµ Lignosulfonate...lµ nh÷ng phô gia siªu dÎo cho bª t«ng ®­îc dïng rÊt phæ biÕn còng t­¬ng t¸c víi ion Canxi. - Sù t­¬ng t¸c cña Canxi silicat (C-S) vµ polymer biÕn tÝnh: T.Sugama vµ L.F.Kukacka ®· nghiªn cøu sù t­¬ng t¸c cña Dicanxi silicate (C2S) vµ Tricanxi silicat (C3S) víi mét sè polymer ®· nhËn thÊy r»ng Ca2+ cña C-S t¹o liªn kÕt víi nhãm cacboxylat TriMethylPropanTriMethylAcrylate vµ t­¬ng t¸c víi nhãm (-CH2-) cña polymer ethyl methacrylate vµ polystyren. B»ng ph­¬ng ph¸p nhiÔu x¹ R¬nghen, quang phæ IR, DTA, ng­êi ta ®· kh¼ng ®Þnh sù t­¬ng t¸c cña Ca2+ víi c¸c polymer ph©n t¸n cã nhãm chøc. §èi víi polymer tan trong n­íc cßn cã kh¶ n¨ng ho¹t ho¸ h¬n tham gia vµo cÊu tróc ®¸ xi m¨ng. SO32- Ca2+ SO32- Latex SO32- SO32- Ca2+ H×nh 2.6 - S¬ ®å t­¬ng t¸c cña Ca2+ víi polymer tan trong n­íc cã nhãm -SO32- Ngµy nay, nhiÒu tæ hîp chÊt cao ph©n tö vµ monomer ®· ®­îc sö dông biÕn tÝnh bª t«ng vµ v÷a. C¸c tæ hîp vËt liÖu trªn c¬ së hÖ kÕt dÝnh xi m¨ng - polymer cã ®é bÒn c¬ lý ho¸ cao, ®Æc biÖt kh¶ n¨ng bÒn thÊm vµ b¸m dÝnh liÒn khèi h¬n nhiÒu so víi bª t«ng vµ v÷a th­êng. C¸c lo¹i vËt liÖu x©y dùng míi nµy ®· ®­îc sö dông réng r·i trong thùc tÕ víi c¸c môc ®Ých kh¸c nhau, ®¸ng chó ý lµ vËt liÖu chèng ¨n mßn vµ b¶o vÖ cèt thÐp trong m«i tr­êng x©m thùc. C¸c ®Æc tr­ng cña tæ hîp vËt liÖu xi m¨ng - polymer ®­îc quyÕt ®Þnh bëi b¶n chÊt vµ kh¶ n¨ng t­¬ng t¸c, t­¬ng hç gi÷a pha polymer vµ chÊt kÕt dÝnh v« c¬. Ch­¬ng III: ph­¬ng ph¸p nghiªn cøu vµ vËt liÖu sö dông 3.1 Ph­¬ng ph¸p nghiªn cøu Bao gåm c¸c ph­¬ng ph¸p tiªu chuÈn vµ phi tiªu chuÈn: a. Ph­¬ng ph¸p tiªu chuÈn: - X¸c ®Þnh c¸c chØ tiªu c¬ lÝ cña vËt liÖu sö dông: (khèi l­îng riªng, khèi l­îng thÓ tÝch, l­îng n­íc tiªu chuÈn). - X¸c ®Þnh c­êng ®é nÐn, c­êng ®é uèn cña v÷a trªn thanh v÷a kÝch th­íc 40x40x160 mm. - X¸c ®Þnh ®é hót n­íc b·o hßa cña c¸t (ASTM C128) - X¸c ®Þnh sù thay ®æi ®é co në cña thanh v÷a (ASTM C-1005) - X¸c ®Þnh ®é gi÷ n­íc cña hçn hîp v÷a b. Ph­¬ng ph¸p phi tiªu chuÈn: - X¸c ®Þnh ®é l­u ®éng th«ng qua ®é bÑt cña hçn hîp v÷a trªn bµn nh¶y dïng cho v÷a cã ®é dÎo cho phÐp thi c«ng tèt. - X¸c ®Þnh kh¶ n¨ng b¸m dÝnh gi÷a v÷a cò vµ v÷a míi. c. C¸c b­íc tÝÕn hµnh nghiªn cøu Nghiªn cøu tÝnh chÊt vËt liÖu sö dông Chän tû lÖ phô gia siªu dÎo vµ polymer hîp lý ThiÕt kÕ s¬ bé thµnh phÇn v÷a tÝnh n¨ng cao Nghiªn cøu ¶nh h­ëng cña phô gia ®Õn tÝnh chÊt ®«ng kÕt cña xim¨ng Nghiªn cøu ¶nh h­ëng cña phô gia ®Õn ®é dÎo cña v÷a Nghiªn cøu ¶nh h­ëng cña phô gia ®Õn sù ph¸t triÓn c­êng ®é cña v÷a Nghiªn cøu ¶nh h­ëng cña phô gia ®Õn ®é rçng mao qu¶n cña v÷a Nghiªn cøu ¶nh h­ëng cña phô gia ®Õn kh¶ n¨ng b¸m dÝnh cña v÷a Nghiªn cøu ¶nh h­ëng cña phô gia ®Õn ®é d·n dµi cña thanh v÷a Nghiªn cøu ¶nh h­ëng cña phô gia ®Õn kh¶ n¨ng chèng thÊm cña v÷a C«ng nghÖ chÕ t¹o v÷a kh« ®ãng bao KÕt thóc H×nh 3.1- S¬ ®å c¸c b­íc tÝÕn hµnh nghiªn cøu 3.2 VËt liÖu sö dông 3.2.1 Xi m¨ng B¶ng 3.1 - Mét sè tÝnh chÊt cña xim¨ng PC-40 ChinFon STT C¸c tÝnh chÊt Ph­¬ng ph¸p x¸c ®Þnh §¬n vÞ KÕt qu¶ 1 Khèi l­îng thÓ tÝch TCVN 4030 - 1985 g/cm3 1,12 2 Khèi l­îng riªng TCVN 4030 - 1985 g/cm3 3,15 3 N­íc tiªu chuÈn TCVN 6017 - 1995 % 31 4 §é mÞn (% sãt sµng No008) TCVN 4030 - 85 % 9,8 5 Thêi gian ®«ng kÕt B¾t ®Çu: KÕt thóc: TCVN 6017-1995 Phót 113 190 6 C­êng ®é nÐn TCVN 6016 - 1995 daN/cm2 420 7 C­êng ®é uèn TCVN 6016 - 1995 daN/cm2 80 3.2.2 C¸t vµng - Khèi l­îng riªng: ga = 2,65 g/cm3 (TCVN 339-1986 ) - Khèi l­îng thÓ tÝch xèp: g0 = 1,44 g/cm3 ( TCVN 340-1986 ) - §é Èm b·o hoµ kh« bÒ mÆt : Wa = 0,4% ( ASTM C127 ) B¶ng 3.2 - Thµnh phÇn h¹t cña c¸t (TCVN 1772-1987) KÝch th­íc m¾t sµng (mm) L­îng sãt riªng a(%) L­îng sãt tÝch luü A(%) 5 0 0 2,5 10,4 10,4 1,25 12,2 22,6 0,63 20,5 43,1 0,315 29,3 72,4 0,14 24,7 97,1 < 0,14 2,9 100 Tæng 100 / Modun ®é lín cña c¸t (TCVN 342 - 1986): H×nh 3.2 - §­êng biÓu diÔn thµnh phÇn h¹t cña c¸t NhËn xÐt: C¸t vµng cã cì h¹t trung b×nh, ®­êng biÓu diÔn thµnh phÇn h¹t cña c¸t n»m trong vïng quy ®Þnh ®èi víi thµnh phÇn h¹t cña c¸t cho phÐp chÕ t¹o v÷a vµ bª t«ng. 3.2.3 Phô gia siªu dÎo Phô gia siªu dÎo Mighty ®­îc sö dông trong ®Ò tµi ë d¹ng bét mÞn, kh«. Phô gia nµy cã mµu n©u sÉm, mïi nång h¾c. Thµnh phÇn chñ yÕu cña Mighty lµ Naphtalene Formandehyde Sunfonated - NFS. §©y lµ lo¹i phô gia gi¶m n­íc tÇm cao thÕ hÖ míi. H×nh 3.3 - CÊu tróc cña Naphtalene Formandehyde Sunfonated - NFS 3.3.3 Poly Methyl Metha Acrylate Poly Methyl Metha Acrylate (PMMA) lµ mét lo¹i nhùa trong, ®­îc dïng chÕ t¹o vËt liÖu thay thÕ cho kÝnh. Do kÝnh nµy kh«ng vì nªn sö dông lµm kÝnh ch¾n phÝa kh¸n gi¶ trong c¸c s©n thi ®Êu khóc qu©n cÇu. C«ng ty ho¸ Rohm vµ Haas chÕ t¹o c¸c cöa sæ gäi lµ Plexiglas. C«ng ty Ineos Acrylic còng chÕ t¹o lo¹i vËt liÖu nµy vµ ®Æt tªn lµ Lucite. Lucite ®­îc dïng lµm bÒ mÆt bån t¾m, vßi hoa sen... PMMA còng cã mÆt trong s¬n vµ nhùa. Th«ng th­êng, dÇu vµ c¸c chÊt láng thuû lùc kh¸c cã xu h­íng sÖt l¹i vµ chuyÓn sang d¹ng keo khi bÞ l¹nh, khiÕn cho viÖc khëi ®éng m¸y trë nªn khã kh¨n khi thêi tiÕt l¹nh. NÕu sö dông mét l­îng nhá PMMA tan trong dÇu hoÆc chÊt láng thuû lùc sÏ gióp cho chóng kh«ng bÞ sÖt l¹i trong ®iÒu kiÖn thêi tiÕt l¹nh, vµ ®éng c¬ cã thÓ khëi ®éng ë nhiÖt ®é xuèng tíi -100 °C. PMMA ®­îc t¹o ra b»ng c¸ch trïng hîp Methyl Metha Acylate theo s¬ ®å sau PMMA thuéc hä polymer cã tªn gäi lµ acrylate, nh­ng th­êng gäi lµ Acrylic. PMMA lµ chÊt r¾n trong suèt, b¾t­ ®Çu mÒn ë nhiÖt ®é 125°C. PMMA bÒn h¬n polystyrene nh­ng kÐm bÒn so víi ABS (acrylobutylstyrene), Ýt hÊp thô ¸nh s¸ng vµ cã kho¶ng 4% ¸nh s¸ng ph¶n x¹ trªn mÆt ph©n chia pha gi÷a polymer - kh«ng khÝ. PMMA lµ vËt liÖu ph©n cùc vµ cã h»ng sè ®iÖn ly lín. PMMA c¸ch ®iÖn tèt ë tÇn sè thÊp vµ c¸ch ®iÖn kÐm ë tÇn sè cao, chèng thÊm n­íc tèt. PMMA ®­îc t¹o ra b»ng c¸ch polymer ho¸ gèc tù do vµ lµ d¹ng v« ®Þnh h×nh, do ®ã nã cã thÓ hoµ tan trong c¸c dung m«i nh­ benzen, toluene, chloroform, ethyl acetate... Ngoµi ra PMMA cßn cã mét sè tÝnh chÊt kh¸c nh­ bÒn víi n­íc muèi, axit lo·ng, dÇu thùc vËt, cã kh¶ n¨ng chèng l¹i qu¸ tr×nh thuû ph©n tèt h¬n PMA (cã thÓ lµ do kh¶ n¨ng che ch¾n cña nhãm Metyl). Trong ®Ò tµi nµy chóng t«i sö dông PMMA d¹ng bét mÞn, kh«, mµu tr¾ng, kh«ng mïi dÔ hµo tan trong n­íc trén v÷a vµ bª t«ng 3.3 Lùa chän tû lÖ phô gia hîp lý 3.3.1 Phô gia siªu dÎo Nh»m môc ®Ých gi¶m ®é rçng mao qu¶n, t¨ng ®é ®Æc ch¾c cña v÷a ®Ò tµi nghiªn cøu sö dông phô gia gi¶m n­íc tÇm cao vµ phô gia PMMA. Theo c¸c tµi liÖu vµ sù khuyÕn c¸o cña c¸c nhµ khoa häc vÒ viÖc sö dông phô gia siªu dÎo trong v÷a vµ bª t«ng, ta sö dông phô gia gi¶m nuíc tÇm cao lµ Mighty d¹ng bét mÞn l­îng dïng dao ®éng trong ph¹m vi 0,2 - 0,3% so víi khèi l­îng xi m¨ng. Víi l­îng dïng phô gia nµy nh»m kh«ng lµm t¨ng ®¸ng kÓ gi¸ thµnh cña s¶n phÈm v× phô gia siªu dÎo kh¸ ®¾t. H¬n n÷a nÕu t¨ng l­îng dïng cã thÓ sÏ g©y ph©n tÇng t¸ch n­íc lµm gi¶m kh¶ n¨ng b¸m dÝnh cña v÷a víi v÷a vµ bª t«ng cò vµ cèt thÐp. 3.3.2 Phô gia Poly Methyl Metha Acrylate Phô gia PMMA ®­îc chän nh»m môc ®Ých c¶i thiÖn tÝnh chÊt cña mao qu¶n trong v÷a gióp gi¶m tÝnh thÊm vµ phÇn nµo lµm t¨ng kh¶ n¨ng b¸m dÝnh cña v÷a víi v÷a vµ bª t«ng cò. L­îng dïng phô gia trong kho¶ng 1 - 5% so víi l­îng dïng xi m¨ng. Víi l­îng dïng nµy b¶o ®¶m kh«ng lµm thay ®æi tÝnh chÊt ®«ng kÕt cña xim¨ng poãcl¨ng ®ång thêi kh«ng lµm t¨ng ®¸ng kÓ gi¸ thµnh cña s¶n phÈm. 3.4 ThiÕt kÕ s¬ bé thµnh phÇn v÷a V÷a dïng ®Ó söa ch÷a c«ng tr×nh bª t«ng vµ bª t«ng cèt thÐp cÇn cã c­êng ®é cao (c­êng ®é t­¬ng ®­¬ng c­êng ®é cña v÷a trong bª t«ng cò). Trong tr­êng hîp nµy c­êng ®é nÐn v÷a ®­îc chän kh«ng thÊp h¬n 300 daN/cm2. T­¬ng øng víi c­êng ®é ®ã tû lÖ N/X t­¬ng ®èi thÊp vµ ®é rçng mao qu¶n sÏ nhá. CÊu tróc ®Æc ch¾c cña v÷a sÏ lµ tiÒn ®Ò cho viÖc t¨ng kh¶ n¨ng chèng thÊm tøc lµm gi¶m kh¶ n¨ng th©m nhËp cña c¸c t¸c nh©n x©m thùc lªn bÒ mÆt cèt thÐp. HÖ sè thÊm - x10-14 m/s Tû lÖ N/X H×nh 3.4 - Sù phô thuéc cña hÖ sè thÊm vµo tû lÖ N/X [12] §Ó thiÕt kÕ s¬ bé thµnh phÇn v÷a cã thÓ sö dông nhiÒu ph­¬ng ph¸p kh¸c nhau. Trong nghiªn cøu nµy ®Ó phï hîp víi quan ®iÓm cho r»ng c­êng ®é v÷a ph¶i phï hîp víi c­êng ®é cña bª t«ng vµ v÷a cò do vËy chóng t«i chän sö dông liªn hÖ B«l«m©y-Skramtaev[3] ®Ó tÝnh chän tû lÖ X/N (tøc N/X): RV = ARX(X/N - 0,5) daN/cm2 Trong ®ã: A = 0,55 hÖ sè tû lÖ phô thuéc vµo phÈm chÊt cña vËt liÖu RX= 420 daN/cm2 ho¹t tÝnh cña xim¨ng PC 40. Tõ c«ng thøc trªn cã thÓ x¸c ®Þnh ®­îc tû lÖ X/N = 1,82 hay tû lÖ N/X = 0,55. Sau ®ã tiÕn hµnh x¸c ®Þnh tÝnh c«ng t¸c cña v÷a dùa trªn nguyªn t¾c v÷a sö dông cho phÐp thi c«ng tr¸t thñ c«ng trªn bÒ mÆt th¼ng ®øng víi ®é dµy thay ®æi tõ 0,5 - 2,0cm. Theo kÕt qu¶ nghiªn cøu cña chóng t«i, ®é dÎo cña v÷a xi m¨ng-c¸t cã tû lÖ N/X cè ®Þnh chØ phô thuéc vµo l­îng dïng c¸t. Tøc lµ khi thay ®æi tû lÖ C/X cho phÐp ®iÒu chØnh tÝnh c«ng t¸c cña v÷a phï hîp víi ph­¬ng ph¸p thi c«ng. Theo thö nghÖm cña chóng t«i, víi tû lÖ N/X = 0,55, c¸t vµng cã modul ®é lín Mdl=2,54 th× tû lÖ C/X = 2,25 sÏ cho ta mét hçn hîp v÷a cã ®é dÎo vµ tÝnh c«ng t¸c hîp lý. Do vËy v÷a ®èi chøng cã thµnh phÇn nh­ sau: 1: C/X: N/X = 1: 2,25: 0,55 Khi sö dông hai lo¹i phô gia trªn trong v÷a cho thÊy tÝnh c«ng t¸c cña v÷a thay ®æi. V÷a trë nªn qu¸ dÎo khã thi c«ng b»ng ph­¬ng ph¸p thñ c«ng. §Ó gi¶m ®é dÎo cña v÷a cã thÓ gi¶m tû lÖ N/X vÉn gi÷ nguyªn tû lÖ C/X. KÕt qu¶ lµ sù cã mÆt cña hai lo¹i phô gia víi hµm l­îng trong kho¶ng lùa chän tû lÖ N/X gi¶m xuèng cßn 0,50. Do vËy v÷a nghiªn cøu cã thµnh phÇn nh­ sau: 1: C/X: N/X = 1: 2,25: 0,50 Theo khuyÕn c¸o cña ACI 301-89 ®èi víi bª t«ng hoµn toµn kh«ng thÊm n­íc th× tû lÖ N/X £ 0,48 ®èi víi n­íc th­êng vµ tû lÖ N/X £ 0,44 ®èi víi n­íc biÓn víi ®iÒu kiÖn bª t«ng cã thµnh phÇn h¹t cèt liÖu hîp lý vµ ®­îc ®Çm chÆt tèt. Theo Neville A.M [12] khi tû lÖ N/X cña hå nhá h¬n 0,55 hÖ sè thÊm cña ®¸ xi m¨ng gi¶m ®ét ngét ®¹t thÊp h¬n 10x10-14 m/s. Dùa trªn c¬ së ®ã cã thÓ s¬ bé kÕt luËn thµnh phÇn v÷a ®­îc lùa chän sÏ cã cÊu tróc ®Æc ch¾c, hÖ thèng mao qu¶n ®­îc c¶i tiÕn vµ sÏ cã kh¶ n¨ng chèng thÊm tèt. §Ó n©ng cao kh¶ n¨ng chèng thÊm cña v÷a vµ bª t«ng cã thÓ sö dông nhiÒu lo¹i phô gia kh¸c nh­ Canxi clorua 2%, sunph¸t nh«m 2% kÕt hîp víi 0,015% bét nh«m vµ 0,15% phô gia dÎo ho¸ tõ axÝt sunfunic hoÆc 3% natri aluminat. Tuy nhiªn khuyÕn c¸o nµy khã cã thÓ sö dông ®Ó chÕ t¹o v÷a kh« ®ãng bao vµ cã thÓ kh«ng thÝch hîp cho bª t«ng cã cèt thÐp. 3.5 X©y dùng m« h×nh quy ho¹ch thùc nghiÖm Trong ®Ò tµi nµy ®· sö dông ph­¬ng ph¸p quy ho¹ch thùc nghiÖm trùc giao t©m xoay hai møc hai nh©n tè nh»m môc ®Ých x©y dùng m« h×nh to¸n thèng kª trªn c¬ së ®ã ®¸nh gi¸ møc ®é ¶nh h­ëng cña c¸c nh©n tè ®Õn tÝnh chÊt cña v÷a nh­ ®é dÎo, c­êng ®é nÐn, c­êng ®é uèn, ®é hót n­íc b·o hoµ, kh¶ n¨ng b¸m dÝnh cña v÷a nghiªn cøu vµ bª t«ng cò nh»m rót ra c¸c kÕt luËn vÒ tû lÖ phô gia PMMA, phô gia siªu dÎo hîp lý. Trong x©y dùng m« h×nh quy ho¹ch thùc nghiÖm hai møc bËc 2 hai biÕn, l­îng dïng phô gia siªu dÎo (% so víi xi m¨ng) ®­îc ký hiÖu lµ x1 vµ l­îng dïng PMMA (% so víi xi m¨ng) lµ x2. §Ó lËp kÕ ho¹ch thùc nghiÖm c¸c biÕn thùc x1 vµ x2 ®­îc m· hãa thµnh c¸c biÕn m· X1 vµ X2. Gi¸ trÞ cña biÕn m· ®­îc chän ë møc thÊp (-1) vµ møc cao (+1), t¹i t©m quy ho¹ch thùc nghiÖm (0) vµ gi¸ trÞ trªn c¸c trôc X1 vµ X2 (+µ,-µ) ®Ó ®¶m b¶o tÝnh quay ®­îc cña quy ho¹ch trùc giao t©m xoay. 7 8 9 6 1 2 3 4 5 10 11 12 -1,414 -1,414 +1,414 +1,414 +1 -1 -1 +1 X 2 X 1 1 2 0,2 0,25 0,3 1 3 5 H×nh 3.5 - S¬ ®å kÕ ho¹ch thùc nghiÖm trùc giao t©m xoay hai møc lo¹i hai B¶ng 3.3 - KÕ ho¹ch thùc nghiÖm Ký hiÖu mÉu BiÕn m· BiÕn thùc L­îng vËt liÖu tÝnh cho 1m3 v÷a (Kg) Phô gia cho 1m3 v÷a (Kg) X1 X2 x1(%) x2(%) X C N Sd Po M-1 +1 -1 0,3 1 600 1350 300 1,8 6 M-2 -1 -1 0,2 1 600 1350 300 1,2 6 M-3 -1 +1 0,2 5 600 1350 300 1,2 30 M-4 +1 +1 0,3 5 600 1350 300 1,8 30 M-5 0 0 0,25 3 600 1350 300 1,5 18 M-6 +1,414 0 0,32 3 600 1350 300 1,92 18 M-7 0 -1,414 0,25 0,17 600 1350 300 1,5 1,02 M-8 -1,414 0 0,18 3 600 1350 300 1,08 18 M-9 0 +1,414 0,25 5,83 600 1350 300 1,5 34,98 M-10 0 0 0,25 3 600 1350 300 1,5 18 M-11 0 0 0,25 3 600 1350 300 1,5 18 M-12 0 0 0,25 3 600 1350 300 1,5 18 L­îng vËt liÖu tÝnh cho 1m3 v÷a cña mÉu ®èi chøng M-0: X = 585 (Kg); C = 1316 (Kg); N = 322 (Kg) Ch­¬ng IV:KÕt qu¶ nghiªn cøu vµ ®¸nh gi¸ 4.1 ¶nh h­ëng cña PMMA ®Õn thêi gian ®«ng kÕt cña xi m¨ng PC-40 B¶ng 4.1 - ¶nh h­ëng cña phô gia PMMA ®Õn thêi gian ®«ng kÕt cña hå xim¨ng % PMMA (so víi xi m¨ng) 0 1 3 5 Thêi gian b¾t ®Çu ®«ng kÕt (phót ) 113 118 125 115 Thêi gian kÕt thóc ®«ng kÕt (phót) 190 198 195 196 H×nh 4.1 - ¶nh h­ëng cña PMMA ®Õn thêi gian ®«ng kÕt cña xi m¨ng PC- 40 KÕt luËn: Sù cã mÆt cña phô gia PMMA trong kho¶ng tû lÖ nghiªn cøu cã lµm thay ®æi thêi gian b¾t ®Çu vµ kÕt thóc ®«ng kÕt cña mÉu hå xi m¨ng, nh­ng sù thay ®æi nµy lµ kh«ng ®¸ng kÓ. Do ®ã ta cã thÓ kÕt luËn sù cã mÆt cña phô gia PMMA trong kho¶ng nghiªn cøu kh«ng cã ¶nh h­ëng ®¸ng kÓ ®Õn tÝnh chÊt ®«ng kÕt cña hå xi m¨ng poãcl¨ng. 4.2 ¶nh h­ëng cña PMMA vµ phô gia siªu dÎo ®Õn ®é bÑt cña v÷a §é bÑt cña v÷a ®­îc x¸c ®Þnh b»ng ph­¬ng ph¸p phi tiªu chuÈn sö dông bµn nh¶y v÷a. V÷a nghiªn cøu ®­îc cho vµo kh©u tiªu chuÈn cao 60 mm ®­êng kÝnh trªn 70 mm ®­êng kÝnh d­íi 100 mm theo hai líp, dïng chµy ®Çm chÆt theo hai líp mçi líp ®Çm 25 lÇn. Sau khi dì kh©u tiªu chuÈn tiÕn hµnh dËp 30 lÇn trong vßng 30 gi©y. Sau khi kÕt thóc dËp dïng th­íc l¸ kim lo¹i ®o ®é bÑt cña khèi v÷a theo hai ®­êng kÝnh vu«ng gãc. §é bÑt cña v÷a D2 lµ gi¸ trÞ trung b×nh cña hai lÇn ®o. Trong thÝ nghiÖm nµy mÉu ®èi chøng lµ v÷a th­êng kh«ng cã phô gia siªu dÎo vµ PMMA. Tû lÖ N/X = 0,55; C/X = 2,25. Trong khi ®ã c¸c mÉu thÝ nghiÖm cã tû lÖ N/X = 0,50 vµ tû lÖ C/X gi÷ nguyªn kh«ng ®æi lµ C/X = 2,25. B¶ng 4.2 - ¶nh h­ëng cña l­îng dïng phô gia siªu dÎo vµ PMMA ®Õn ®é bÑt D2 cña hçn hîp v÷a Ký hiÖu mÉu D2 (mm) % M-0 190 100 M-1 163 86 M-2 152 80 M-3 156 82 M-4 148 78 M-5 161 85 M-6 156 82 M-7 165 87 M-8 145 76 M-9 156 82 M-10 164 86 M-11 158 83 M-12 152 80 H×nh 4.2 - BiÓu ®å so s¸nh ®é dÎo D2 cña hçn hîp v÷a Ph­¬ng tr×nh håi quy biÓu diÔn ¶nh h­ëng cña phô gia siªu dÎo vµ phô gia PMMA ®Õn ®é dÎo cña v÷a xim¨ng c¸t: D2 = 158,75 + 2,32x1 - 2,97x2 - 4,31x12 + 0,69 x22 - 4,75x1x2 H×nh 4.3 - BÒ mÆt biÓu hiÖn ®é dÎo D2 cña hçn hîp v÷a H×nh 4.4 - §­êng ®ång møc biÓu diÔn ®é dÎo D2 cña hçn hîp v÷a KÕt luËn: Sù cã mÆt cña phô gia PMMA vµ phô gia siªu dÎo víi hµm l­îng trong ph¹m vi nghiªn cøu cho thÊy mÆc dï l­îng n­íc nhµo trén gi¶m xuèng cßn 0,50 tÝnh c«ng t¸c cña hçn hîp v÷a vÉn b¶o ®¶m tÝnh dÔ thi c«ng, tuy nhiªn kÕt qu¶ ®o ®é bÑt cña v÷a trªn bµn nh¶y cho thÊy ®é bÑt cã gi¶m nh­ng kh«ng ®¸ng kÓ. Cô thÓ ®é bÑt gi¶m tèi ®a kho¶ng 24% so víi mÉu ®èi chøng. §iÒu nµy mét lÇn n÷a chøng minh chøng sù cã mÆt cña phô gia siªu dÎo lµm t¨ng ®é nhít cña hÖ nhÊt lµ khi vËn tèc c¾t t¨ng. MÆt kh¸c kÕt qu¶ nghiªn cøu cho thÊy khi hµm l­îng PMMA nhá h¬n 1% nÕu t¨ng l­îng dïng phô gia siªu dÎo th× ®é bÑt cña v÷a t¨ng tû lÖ thuËn. 4.3 ¶nh h­ëng cña PMMA vµ phô gia siªu dÎo ®Õn c­êng ®é cña v÷a V÷a ®­îc chÕ t¹o b»ng c¸ch sau khi trén trong m¸y trén v÷a theo cÊp phèi ®· chän v÷a ®­îc cho vµo khu«n 40 x 40 x 160 mm theo hai líp. Dïng thanh ®Çm lÌn chÆt theo hai líp, dËp nhÑ trªn nÒn cøng, kh«ng sö dông rung, lµ ph¼ng bÒ mÆt b»ng bay tam gi¸c. Sau 24 giê ®em ®i th¸o khu«n vµ b¶o d­ìng trong ®iÒu kiÖn ®é Èm xÊp xØ 80%, nhiÖt ®é 25 ± 2oC. Sau 3, 7 vµ 28 ngµy mÉu ®­îc ®em uèn vµ nÐn. KÕt qu¶ thö c­êng ®é uèn, c­êng ®é nÐn ®­îc nªu trong B¶ng 4.3, 4.4, 4.5, 4.6, 4.7, 4.8 4.4 ¶nh h­ëng cña PMMA vµ phô gia siªu dÎo ®Õn c­êng ®é nÐn cña v÷a 4.4.1 C­êng ®é nÐn cña v÷a ë tuæi 3 ngµy B¶ng 4.3 - C­êng ®é nÐn Rn3 cña v÷a Ký hiÖu mÉu Rn3 (daN/cm2) % M-0 301,3 100 M-1 293,3 97 M-2 320,0 106 M-3 334,3 111 M-4 318,7 106 M-5 328,0 109 M-6 334,7 111 M-7 308,0 102 M-8 337,3 112 M-9 320,0 106 M-10 316,0 105 M-11 330,7 110 M-12 328,7 109 H×nh 4.5 - BiÓu ®å so s¸nh c­êng ®é nÐn Rn3 cña v÷a Ph­¬ng tr×nh håi quy biÓu diÔn ¶nh h­ëng cña phô gia siªu dÎo vµ phô gia PMMA ®Õn c­êng ®é Rn3 cña v÷a xi m¨ng c¸t: Rn3 = 325,35 - 5,75x1 + 7,07x2 + 2,97x12 - 8,03x22 + 2,77x1x2 H×nh 4.6 - BÒ mÆt biÓu hiÖn c­êng ®é nÐn Rn3 cña v÷a H×nh 4.7 - §­êng ®ång møc biÓu diÔn c­êng ®é nÐn Rn3 cña v÷a 4.4.2 C­êng ®é nÐn cña v÷a ë tuæi 7 ngµy B¶ng 4.4 - C­êng ®é nÐn Rn7 cña v÷a Ký hiÖu mÉu Rn7 (daN/cm2) % M-0 350,7 100 M-1 353,1 101 M-2 373,2 106 M-3 368,4 105 M-4 384,0 110 M-5 364,0 104 M-6 409,2 117 M-7 418,0 119 M-8 382,4 109 M-9 406,3 116 M-10 356,7 102 M-11 382,0 109 M-12 318,7 91 H×nh 4.8 - BiÓu ®å so s¸nh c­êng ®é nÐn Rn7 cña v÷a Ph­¬ng tr×nh håi quy biÓu diÔn ¶nh h­ëng cña phô gia siªu dÎo vµ phô gia PMMA ®Õn c­êng ®é Ru7 cña v÷a xi m¨ng c¸t: Rn7 = 355,34 + 4,17x1 + 1,19x2 + 11,66x12 + 19,82x22 + 8,93x1x2 H×nh 4.9 - BÒ mÆt biÓu hiÖn c­êng ®é nÐn Rn7 cña v÷a H×nh 4.10 - §­êng ®ång møc biÓu diÔn c­êng ®é nÐn Rn7 cña v÷a 4.4.3 C­êng ®é nÐn cña v÷a ë tuæi 28 ngµy B¶ng 4.5 - C­êng ®é nÐn Rn28 cña v÷a Ký hiÖu mÉu Rn28 (daN/cm2) % M-0 437,1 100 M-1 403,1 92 M-2 438,0 100 M-3 442,7 101 M-4 476,7 109 M-5 478,7 110 M-6 454,7 104 M-7 438,7 100 M-8 478,7 110 M-9 439,7 101 M-10 428,0 98 M-11 454,1 104 M-12 396,7 91 H×nh 4.11 - BiÓu ®å so s¸nh c­êng ®é nÐn Rn28 cña v÷a Ph­¬ng tr×nh håi quy biÓu diÔn ¶nh h­ëng cña phô gia siªu dÎo vµ phô gia PMMA ®Õn c­êng ®é Ru28 cña v÷a xi m¨ng c¸t: Rn28 = 439,37 - 4,36x1 + 9,97x2 + 10,44x12 - 3,29x22 + 17,23x1x2 H×nh 4.12 - BÒ mÆt biÓu hiÖn c­êng ®é nÐn Rn28 cña v÷a H×nh 4.13 - §­êng ®ång møc biÓu diÔn c­êng ®é nÐn Rn28 cña v÷a KÕt luËn: Sù cã mÆt cña phô gia PMMA vµ phô gia siªu dÎo cã ¶nh h­ëng ®Õn sù ph¸t triÓn c­êng ®é nÐn cña v÷a, nh­ng do tû lÖ N/X trong c¸c mÉu nghiªn cøu lµ 0,5 cßn trong mÉu ®èi chøng lµ 0,55 nªn sau 28 ngµy r¾n ch¾c c­êng ®é cña v÷a nghiªn cøu kh«ng thay ®æi ®¸ng kÓ so víi mÉu ®èi chøng. §iÒu nµy lµ chÊp nhËn ®­îc v× ®· ®¶m b¶o ®­îc môc tiªu lµ c­êng ®é cña mÉu nghiªn cøu kh«ng nhá h¬n c­êng ®é cña mÉu ®èi chøng. Víi tû lÖ N/X = 0,50 c­êng ®é nÐn lu«n ®¹t trªn 400 daN/cm2. 4.5 ¶nh h­ëng cña PMMA vµ phô gia siªu dÎo ®Õn c­êng ®é uèn cña v÷a 4.5.1 C­êng ®é uèn cña v÷a ë tuæi 3 ngµy B¶ng 4.6 - C­êng ®é uèn Ru3 cña v÷a Ký hiÖu mÉu Ru3 (daN/cm2) % M-0 67,2 100 M-1 75,0 112 M-2 85,2 127 M-3 86,0 128 M-4 65,2 97 M-5 68,9 103 M-6 84,1 125 M-7 73,1 109 M-8 73,1 109 M-9 64,7 96 M-10 77,8 116 M-11 87,3 130 M-12 76,9 114 H×nh 4.14 - BiÓu ®å so s¸nh c­êng ®é uèn Ru3 cña v÷a Ph­¬ng tr×nh håi quy biÓu diÔn ¶nh h­ëng cña phô gia siªu dÎo vµ phô gia PMMA ®Õn c­êng ®é Ru3 cña v÷a xi m¨ng c¸t: Ru3 = 77,72 - 1,95x1 - 2,61x2 + 1,46x12 - 3,89x22 - 2,67x1x2 H×nh 4.15 - BÒ mÆt biÓu hiÖn c­êng ®é uèn Ru3 cña v÷a H×nh 4.16 - §­êng ®ång møc biÓu diÔn c­êng ®é uèn Ru3 cña v÷a 4.5.2 C­êng ®é uèn cña v÷a ë tuæi 7 ngµy B¶ng 4.7 - C­êng ®é uèn Ru7 cña v÷a Ký hiÖu mÉu Ru7 (daN/cm2) % M-0 79,8 100 M-1 88,4 111 M-2 86,7 109 M-3 82,4 103 M-4 88,8 111 M-5 81,7 102 M-6 94,4 118 M-7 80,5 101 M-8 101,2 127 M-9 95,8 120 M-10 87,9 110 M-11 83,6 105 M-12 81,3 102 H×nh 4.17 - BiÓu ®å so s¸nh c­êng ®é uèn Ru7 cña v÷a Ph­¬ng tr×nh håi quy biÓu diÔn ¶nh h­ëng cña phô gia siªu dÎo vµ phô gia PMMA ®Õn c­êng ®é Ru7 cña v÷a xi m¨ng c¸t: Ru7 = 83,61 - 0,16x1 + 2,22x2 + 5,47x12 + 0,67x22 + 1,17x1x2 H×nh 4.18 - BÒ mÆt biÓu hiÖn c­êng ®é uèn Ru7 cña v÷a H×nh 4.19 - §­êng ®ång møc biÓu diÔn c­êng ®é uèn Ru7 cña v÷a 4.5.3 C­êng ®é uèn cña v÷a ë tuæi 28 ngµy B¶ng 4.8 - C­êng ®é uèn Ru28 cña v÷a Ký hiÖu mÉu Ru28 (daN/cm2) % M-0 101,2 100 M-1 101,4 100 M-2 111,4 110 M-3 117,7 116 M-4 112,7 111 M-5 107,5 106 M-6 115,6 114 M-7 101,2 100 M-8 115,3 114 M-9 114,0 113 M-10 109,1 108 M-11 110,6 109 M-12 104,2 103 H×nh 4.20 - BiÓu ®å so s¸nh c­êng ®é uèn Ru28 cña v÷a Ph­¬ng tr×nh håi quy biÓu diÔn ¶nh h­ëng cña phô gia siªu dÎo vµ phô gia PMMA ®Õn c­êng ®é Ru28 cña v÷a xi m¨ng c¸t: Ru28 = 107,88 - 1,82x1 + 4,46x2 + 3,61x12 + 0,32x22 + 1,25x1x2 H×nh 4.21 - BÒ mÆt biÓu hiÖn c­êng ®é uèn Ru28 cña v÷a H×nh 4.22 - §­êng ®ång møc biÓu diÔn c­êng ®é uèn Ru28 cña v÷a KÕt luËn: Sù cã mÆt cña phô gia PMMA vµ phô gia siªu dÎo cã ¶nh h­ëng ®Õn sù ph¸t triÓn c­êng ®é uèn cña v÷a, sau 28 ngµy r¾n ch¾c c­êng ®é uèn cña v÷a cã phô gia t¨ng so víi mÉu ®èi chøng. KÕt qu¶ nghiªn cøu cho thÊy sù cã mÆt cña phô gia PMMA cã ¶nh h­ëng nhÊt ®Þnh ®Õn cÊu tróc cña ®¸ xi m¨ng. Sù t¸i tæ hîp cña PMMA t¹o thµnh mµng polymer trong hÖ ®¸ xi m¨ng ®· cã t¸c dông lµm t¨ng c­êng ®é uèn cña v÷a. 4.6 §é hót n­íc b·o hoµ vµ ®é rçng mao qu¶n cña v÷a ®· ®ãng r¾n víi sù cã mÆt cña PMMA vµ phô gia siªu dÎo §Ó x¸c ®Þnh ®­îc ®é hót n­íc b·o hoµ cña v÷a ta tiÕn hµnh ®óc mÉu 40x40x160 mm t¹i c¸c ®iªm thÝ nghiÖm. 24 giê sau khi ®óc, mÉu ®­îc th¸o khu©n vµ b¶o d­ìng ë ®é Èm xÊp xØ 80%, nhiÖt ®é 25 6 2oC. Khi mÉu ®¹t 28 ngµy tuæi th× ®­îc ng©m ngËp trong n­íc trong vßng 48 giê ®Ó cho mÉu b·o hoµ n­íc, sau ®ã vít mÉu ra dïng kh¨n v¶i thÊm kh« bÒ mÆt mÉu vµ tiÕn hµnh c©n ta ®­îc khèi l­îng mÉu khi ®· hót n­íc b·o hoµ. Sau khi c©n xong mÉu ®­îc sÊy trong tñ sÊy ë nhiÖt ®é 50 6 2oC (®¶m b¶o cho cÊu tróc mµng PMMA trong ®¸ bª t«ng kh«ng bÞ biÕn ®æi) trong 48 giê lóc nµy ®é Èm cña mÉu b»ng 0%. Ta tiÕn hµnh c©n mÉu ë tr¹ng th¸i kh«, tõ ®ã tÝnh ®­îc ®é hót n­íc b·o hoµ cña v÷a ®· ®ãng r¾n vµ suy ra ®é rçng mao qu¶n. B¶ng 4.9 §é hót n­íc b·o hoµ vµ ®é rçng mao qu¶n cña v÷a ®· ®ãng r¾n Ký hiÖu mÉu Mk (g) Mbh (g) §é hót n­íc b·o hoµ Hbh (%) §é rçng mao qu¶n r (%) M-0 570,2 591 3,65 8,2 M-1 567 582,7 2,77 6,2 M-2 563,2 577,7 2,57 5,8 M-3 577,3 589,5 2,11 4,8 M-4 553,7 568,5 2,67 6 M-5 566,8 583 2,86 6,4 M-6 571,7 583,5 2,06 4,6 M-7 575,2 588,8 2,36 5,3 M-8 546,2 561 2,71 6,1 M-9 553,7 566,8 2,37 5,3 M-10 552,7 564,3 2,10 4,7 M-11 554,8 570,2 2,78 6,3 M-12 564,7 577,3 2,23 5 H×nh 4.23 - BiÓu ®å so s¸nh ®é hót n­íc b·o hoµ Hbh cña v÷a ®· ®ãng r¾n Ph­¬ng tr×nh håi quy biÓu diÔn ¶nh h­ëng cña phô gia siªu dÎo vµ phô gia PMMA ®Õn ®é hót n­íc b·o hoµ Hbh cña v÷a xi m¨ng c¸t ®· ®ãng r¾n: Hbh = 2,49 - 0,02x1 - 0,07x2 - 0,02x12 - 0,03x22 + 0,09x1x2 H×nh 4.24 - BÒ mÆt biÓu hiÖn ®é hót n­íc b·o hoµ Hbh cña v÷a ®· ®ãng r¾n H×nh 4.25 - §­êng ®ång møc biÓu diÔn ®é hót n­íc b·o hoµ Hbh cña v÷a ®· ®ãng r¾n KÕt luËn: Sù cã mÆt cña phô gia PMMA vµ phô gia siªu dÎo trong v÷a lµm gi¶m ®¸ng kÓ ®é hót n­íc b·o hoµ hay nãi c¸ch kh¸c lµm gi¶m ®¸ng kÓ ®é rçng mao qu¶n cña v÷a. ViÖc gi¶m ®é hót n­íc b·o hµo trong mÉu cã phô gia PMMA lµ do t¸i tæ hîp t¹o thµnh mµng PMMA trong v÷a ®· ®ãng r¾n mét phÇn ®· lÊp ®Çy c¸c lç rçng mao qu¶n, vµ lµm cho cÊu tróc cña c¸c mao qu¶n trong v÷a ®· ®ãng r¾n bÞ thay ®æi so víi mÉu ®èi chøng, dÉn ®Õn lµm thay ®æi tÝnh chÊt hót n­íc cña mÉu cã phô gia PMMA. KÕt qu¶ cho thÊy ®é rçng mao qu¶n gi¶m tõ 20 - 40% so víi mÉu ®èi chøng. Tõ kÕt qu¶ nghiªn cøu trªn cho phÐp kÕt luËn sù cã mÆt cña hai lo¹i phô gia kÓ trªn cã kh¶ n¨ng t¨ng mét c¸ch m¹nh mÏ kh¶ n¨ng chèng thÊm cña v÷a c­êng ®é cao. 4.7 ¶nh h­ëng cña PMMA vµ phô gia siªu dÎo ®Õn c­êng ®é b¸m dÝnh cña v÷a míi vµ bª t«ng cò ViÖc x¸c ®Þnh c­êng ®é b¸m dÝnh gi÷a bª t«ng cò vµ v÷a míi ®­îc tiÕn hµnh ®óc mÉu mµ cã mét nöa mÉu lµ bª t«ng cò cã tuæi lín h¬n 28 ngµy vµ mét n÷a mÉu lµ v÷a nghiªn cøu. Tr­íc khi tiÕn hµnh ®óc mÉu, nöa mÉu bª t«ng cò ®­îc lµm s¹ch vµ lµm Èm nh»m t¹o ®iÒu kiÖn thuËn lîi cho sù h×nh thµnh liªn kÕt gi÷u bª t«ng cò vµ bª t«ng míi. MÉu ®­îc t¹o b»ng c¸ch cho v÷a míi vµo nöa khu©n cßn l¹i (®· cã mét nöa mÉu bª t«ng cò ë trong khu©n) theo hai líp, mçi líp cã ®Çm nhÑ sau ®ã mÉu ®­îc lµm ph¼ng b»ng bay tam gi¸c. 24 giê sau khi t¹o mÉu, ta tiÕn hµnh th¸o khu©n vµ b¶o d­ìng mÉu trong m«i tr­êng cã ®é Èm xÊp xØ 80%, nhiÖt ®é 25 ± 2oC, khi mÉu ®ñ 28 ngµy tuæi th× tiÕn hµnh thö uèn trªn m¸y uèn. B¶ng 4.10 - C­êng ®é b¸m dÝnh Rbd cña v÷a Ký hiÖu mÉu  Rbd (daN/cm2)  % M-0 43,4 100 M-1 47,5 109 M-2 52,2 120 M-3 57,4 132 M-4 66,0 152 M-5 63,9 147 M-6 43,0 99 M-7 51,0 118 M-8 61,5 142 M-9 48,6 112 M-10 68,0 157 M-11 48,1 111 M-12 57,4 132 H×nh 4.26 - BiÓu ®å so s¸nh c­êng ®é b¸m dÝnh Rbd cña v÷a Ph­¬ng tr×nh håi quy biÓu diÔn ¶nh h­ëng cña phô gia siªu dÎo vµ phô gia PMMA ®Õn c­êng ®é b¸m dÝnh Rbd cña v÷a xi m¨ng c¸t: Rbd = 59,33 – 2,79x1 + 2,74x2 – 2,29x12 – 3,76x22 - 3,32x1x2 H×nh 4.27 - BÒ mÆt biÓu hiÖn c­êng ®é b¸m dÝnh Rbd cña v÷a H×nh 4.28 - §­êng ®ång biÓu diÔn møc c­êng ®é b¸m dÝnh Rbd cña v÷a KÕt luËn: Sù cã mÆt cña phô gia PMMA vµ phô gia siªu dÎo lµm t¨ng ®¸ng kÓ c­êng ®é b¸m dÝnh gi÷a v÷a cò vµ v÷a míi (t¨ng tõ 10 - 57%). §iÒu nµy lµ do mét phÇn PMMA trong v÷a nghiªn cøu ®· x©m nhËp vµo khèi bª t«ng cò t¹o thµnh nh÷ng sîi PMMA n»m ë bÒ mÆt tiÖp gi¸p gi÷a khèi bª t«ng cò vµ khèi bª t«ng míi. Do ®ã lùc b¸m dÝnh gi÷a khèi bª t«ng míi vµ khèi bª t«ng cò ngoµi lùc b¸m dÝnh cña b¶n th©n bª t«ng míi vµ bª t«ng cò cßn cã thªm mét thµnh phÇn n÷a lµ lùc liªn kÕt cña c¸c sîi PMMA. KÕt qu¶ trªn biÓu ®å ®­êng ®ång møc H×nh 4.28 cho thÊy khi hµm l­îng phô gia PMMA trong kho¶ng 2% vµ phô gia siªu dÎo trong kho¶ng 0,25% cho kÕt qu¶ c­êng ®é b¸m dÝnh cao nhÊt. 4.8 ¶nh h­ëng cña PMMA vµ phô gia siªu dÎo ®Õn ®é co në cña vòa nghiªn cøu MÉu v÷a ®­îc tiÕn hµnh t¹o h×nh trong khu©n cã kÝch th­íc 2x2x28,5 cm, trong qu¸ tr×nh t¹o h×nh mÉu, v÷a ®­îc lÌn chÆt sau ®ã khu©n ®­îc r»n nhÑ trªn mÆt ®Êt (kh«ng cã rung). Sau 24 giê th× tiÕn hµnh th¸o khu©n vµ ®o ngay trªn m¸y ®o ®é co në cña thanh v÷a vµ cø 1 tiÕng sau th× ®o mét lÇn, ngµy thø hai cø 3 tiÕng ®o 1 lÇn, ngµy thø 3 cø 6 tiÕng ®o 1 lÇn, sau ®ã mÉu ®­îc ®o 1 lÇn vµo c¸c ngµy thø 3, 7, 14, 21, 28. MÉu v÷a ®­îc b¶o d­ìng Èm víi ®é Èm xÊp xØ 80%, nhiÖt ®é 25 ± 2oC ( Theo ASTM C-1005) MÉu M-0 cã ®é dµi ban ®Çu: l0=292,182 mm MÉu M-4 cã ®é dµi ban ®Çu: l0=293,545 mm B¶ng 4.11 - KÕt qu¶ ®o ®é co në cña v÷a Ngµy tuæi LÇn ®o M-0 M-4 ChiÒu dµi thanh v÷al (mm) §é co në (4%) ChiÒu dµi thanh v÷al (mm) §é co në (%) 1 1 292,182 0 293,545 0 2 291,259 - 0,315 293,527 - 0,0061 3 291,284 - 0,307 293,53 - 0,0051 4 291,257 - 0,316 293,522 - 0,0078 5 291,255 - 0,317 293,53 - 0,0051 6 291,267 - 0,312 293,532 - 0,0044 2 1 291,165 - 0,347 293,525 - 0,0068 2 291,149 - 0,353 293,525 - 0,0068 3 291,119 - 0,363 293,518 - 0,0092 4 291,118 - 0,363 293,526 - 0,0064 3 1 291,125 - 0,361 293,518 - 0,0092 2 291,155 - 0,351 293,509 - 0,0122 7 1 291,157 - 0,350 293,511 - 0,0116 14 1 291,115 - 0,364 293,511 - 0,0116 21 1 291,12 - 0,363 293,524 - 0,0071 28 1 291,12 - 0,363 293,524 - 0,0071 H×nh 4.29 - BiÓu ®å biÓu diÔn ®é co në cña v÷a KÕt luËn: Sù cã mÆt cña phô gia siªu dÎo vµ PMMA trong v÷a ®· cã ¶nh h­ëng gi¶m ®é co ngãt cña v÷a xi m¨ng c¸t. Tõ b¶ng sè liÖu ë B¶ng 4.11 vµ biÓu ®å biÓu diÔn ®é co ngãt cña v÷a (H×nh 4.29) cho ta thÊy ®é co cña mÉu v÷a cã chøa 0,3% siªu dÎo vµ 5% PMMA gi¶m 51 lÇn so víi ®é co cña mÉu ®èi chøng ë tuæi 28 ngµy. §iÒu nµy chøng tá v÷a nghiªn cøu h¹n chÕ ®­îc nhiÒu nh÷ng vÕt nøt sinh ra do sù co ngãt cña xi m¨ng. 4.9 ¶nh h­ëng cña phô gia siªu dÎo vµ PMMA ®Õn ®é gi÷ n­íc cña hçn hîp v÷a B¶ng 4.12 - §é gi÷ n­íc N2 cña hçn hîp v÷a Ký hiÖu mÉu L­îng n­íc gi÷ l¹i trong hçn hîp v÷a N2 (%) M-0 84,6 M-1 86,2 M-2 84,6 M-3 87,7 M-4 87,7 M-5 87,7 M-6 84,6 M-7 89,2 M-8 86,2 M-9 86,2 M-10 86,2 M-11 86,2 M-12 86,2 H×nh 4.30 - BiÓu ®å so s¸nh ®é gi÷ n­íc N2 cña hçn hîp v÷a Ph­¬ng tr×nh håi quy biÓu diÔn ¶nh h­ëng cña phô gia siªu dÎo vµ phô gia PMMA ®Õn ®é gi÷ n­íc N2 cña hçn hîp v÷a xi m¨ng c¸t: N2 = 86,78 - 0,15x1 + 0,12x2 + 0,64x12 + 0,51x22 - 0,4x1x2 H×nh 4.31 - BÒ mÆt biÓu hiÖn ®é gi÷ n­íc N2 cña hçn hîp v÷a H×nh 4.33 - §­êng ®ång møc biÓu diÔn ®é gi÷ n­íc N2 cña hçn hîp v÷a KÕt luËn: Tõ biÓu ®å trªn cho thÊy ®é gi÷ n­íc cña hçn hîp v÷a t¨ng tû lÖ thuËn víi hµm l­îng phô gia PMMA trong v÷a. §iÒu nµy chøng tá r»ng PMMA trong v÷a ®· h¹n chÕ sù th«ng nhau cña c¸c mao qu¶n, hay nãi c¸ch kh¸c PMMA trong v÷a ®· lµm ®øt ®o¹n mét phÇn c¸c mao qu¶n t¹o thµnh c¸c ®o¹n mao qu¶n ®éc lËp, vµ n­íc ë trong c¸c ®o¹n mao qu¶n ®éc lËp nµy kh«ng tho¸t ra ngoµi ®­îc. Do ®ã l­îng n­íc ®­îc gi÷ l¹i trong v÷a nhiÒu h¬n sÏ t¹o ®iÒu kiÖn thuËn lîi h¬n cho qu¸ tr×nh thuû ho¸ xi m¨ng, ®ång thêi ®é ®Æc ch¾c vµ kh¶ n¨ng chèng thÊm cña v÷a sau khi ®ãng r¾n còng ®­îc t¨ng lªn. Ch­¬ng V:§Ò xuÊt ph­¬ng ¸n s¶n xuÊt D©y chuyÒn c«ng nghÖ s¶n xuÊt, biÖn ph¸p thi c«ng vµ mét sè kÕt luËn 5.1 D©y chuyÒn c«ng nghÖ s¶n xuÊt C¸t vµng Xim¨ng PC-40 Bét Poly Methyl Metha Acrylic Phô gia siªu dÎo d¹ng bét Mighty Bunke chøa Bunke chøa Bunke chøa Bunke chøa sµng lo¹i bá t¹p chÊt vµ cì h¹t >5mm §Þnh l­îng §Þnh l­îng (3 - 5% Xim¨ng) §Þnh l­îng (0,25-0,3% Xim¨ng) SÊy Lµm nguéi Bunke chøa §Þnh l­îng Trén kh« §ãng bao Kho thµnh phÈm 5.2 BiÖn ph¸p thi c«ng Bét v÷a kh« N­íc §Þnh l­îng §Þnh l­îng Trén Tr¸t söa ch÷a B¶o d­ìng Trong qu¸ tr×nh thi c«ng, do c¸c thµnh phÇn cña v÷a ®· ®­îc trén s½n hîp lý nªn chØ viÖc thªm n­íc vµ tiÕn hµnh trén. §Ó ®¶m b¶o cho v÷a gi÷ ®­îc ®é dÎo hîp lý trong qu¸ tr×nh thi c«ng, l­îng n­íc nhµo trén ®­îc khuyÕn c¸o sao cho tû lÖ n­íc chiÕm trong kho¶ng l©n cËn 15% so víi l­îng bét tèt nhÊt lµ ®óng 15% (t­¬ng øng víi c­êng ®é cña v÷a ®¹t 300 kG/cm2) vµ nªn tiÕn hµnh thi c«ng trong kho¶ng 30 phót. Tr­íc khi tiÕn hµnh söa ch÷a, ph¶i ®ôc bá phÇn bª t«ng bÞ ¨n mßn vµ lµm ®Çy c¸c vÞ trÝ bÞ ¨n mßn b»ng bª t«ng míi, c¸c vÞ trÝ khuyÕt tËt cÇn ®­îc lµm s¹ch, më réng (nÕu cÇn thiÕt), trong tr­êng hîp cèt thÐp bÞ lé th× ph¶i tiÕn hµnh tÈy gØ cèt thÐp b»ng bµn ch¶i s¾t hoÆc phun c¸t, cã thÓ s¬n chèng gØ cèt thÐp nÕu cÇn thiÕt, ®ôc nh¸m vµ lµm Èm bÒ mÆt bª t«ng cò nh»m lµm t¨ng kh¶ n¨ng dÝnh b¸m gi÷a líp bª t«ng cò ®· ®ãng r¾n vµ líp v÷a söa ch÷a míi. §Ó t¨ng c­êng kh¶ n¨ng b¸m dÝnh gi÷a v÷a söa ch÷a vµ bª t«ng cò ta cã thÓ quÐt mét líp chÊt kÕt dÝnh lªn bÒ mÆt bª t«ng cò ®¸p øng yªu cÇu ASTM C1509 - 90 sau ®ã tr¸t v÷a söa ch÷a lªn bÒ mÆt bª t«ng cò cÇn ®­îc thøc hiÖn ngay khi mÆt chÊt kÊt dÝnh ch­a bÞ kh«. ChÕ ®é b¶o d­ìng: Sau khi söa ch÷a xong n¬i ®­îc söa ch÷a cÇn ®­îc che ®Ëy vµ gi÷ Èm ®Ó duy tr× l­îng n­íc cÇn thiÕt qu¸ tr×nh thuû ho¸ xi m¨ng ®­îc diÔn ra hoµn toµn, vµ t¹o ®iÒu kiÖn thuËn lîi cho sù h×nh thµnh cÊu tróc mµng PMMA (®Æc biÖt lµ trong 3 ngµy ®Çu sau khi söa ch÷a). Mét sè kÕt luËn vµ kiÕn nghÞ A. KÕt luËn 1. Phô gia PMMA kh«ng cã ¶nh h­ëng ®¸ng kÓ tíi thêi gian ®«ng kÕt cña hå xi m¨ng. 2. Do t¸c dông ho¸ dÎo cña PMMA vµ phô gia siªu dÎo nªn mÆc dï tû lÖ N/X gi¶m xuèng so víi mÉu ®èi chøng (tû lÖ N/X trong mÉu nghiªn cøu lµ 0,5 cßn trong mÉu ®èi chøng lµ 0,55) v÷a nghiªn cøu vÉn ®¶m b¶o ®­îc ®é dÎo hîp lý, thuËn lîi cho qu¸ tr×nh thi c«ng. 3. Phô gia PMMA vµ phô gia siªu dÎo Ýt ¶nh h­ëng ®Õn sù ph¸t triÓn c­êng ®é nÐn cña v÷a. 4. Sù cã mÆt cña phô gia PMMA vµ phô gia siªu dÎo lµm t¨ng c­êng ®é uèn cña v÷a. 5. Phô gia PMMA vµ phô gia siªu dÎo trong v÷a lµm gi¶m ®¸ng kÓ ®é hót n­íc b·o hoµ tøc lµ lµm gi¶m ®¸ng kÓ ®é rçng mao qu¶n cña v÷a t¹o ®iÒu kiÖn t¨ng kh¶ n¨ng chèng thÊm cña v÷a nghiªn cøu. 6. Sù cã mÆt cña phô gia PMMA vµ phô gia siªu dÎo cã t¸c dông c¶i thiÖn kh¶ n¨ng b¸m dÝnh cña v÷a míi víi bÒ mÆt v÷a vµ bª t«ng cò. TÊt c¶ c¸c mÉu cã chøa phô gia PMMA vµ phô gia siªu dÎo ®Òu cho c­êng ®é b¸m dÝnh cao h¬n mÉu ®èi chøng. 7. Sù cã mÆt cña phô gia siªu dÎo vµ PMMA trong v÷a lµm gi¶m ®é co ngãt cña v÷a xi m¨ng c¸t. §é co cña mÉu v÷a cã phô gia PMMA vµ phô gia siªu dÎo gi¶m 51 lÇn so víi ®é co cña mÉu ®èi chøng ë tuæi 28 ngµy. 8. Sù cã mÆt cña PMMA vµ phô gia siªu dÎo lµm t¨ng kh¶ n¨ng gi÷ n­íc cña v÷a nghiªn cøu. B. KiÕn nghÞ Trong ®Ò tµi chóng t«i míi chØ x¸c ®Þnh ®­îc mét sè tÝnh chÊt c¬ lý cña v÷a víi sù cã PMMA ch­a ®ñ ®Ó gi¶i thÝch mét c¸ch trän vÑn t¸c dông cña PMMA trong bª t«ng vµ v÷a. Do ®ã cÇn tiÕp tôc nghiªn cøu vµ tiÕn hµnh thùc nghiÖm nh­: x¸c ®Þnh nhiÖt thuû ho¸, x¸c ®Þnh hÖ sè thÊm, chôp ¶nh vi cÊu tróc cña ®¸ xi m¨ng ®· r¾n ch¾c.v.v... nh»m lµm s¸ng tá h¬n n÷a vai trß cña PMMA trong bª t«ng vµ v÷a ®· r¾n ch¾c. Phô lôc Sö dông phÇn mÒn Maple 7 ®Ó xö lý kÕt qu¶ thÝ nghiÖm: - Cµi ®Æt phÇn mÒn Maple 7 vµo m¸y tÝnh vµ b¾t ®Çu ch¹y ch­¬ng tr×nh. - Tr­íc tiªn ta cho thi hµnh c¸c lÖnh khëi t¹o ®å thÞ: > with(stats);[Enter] > with(plots);[Enter] Warning, the name changecoords has been redefined > with(plottools);[Enter] Warning, the names arrow and transform have been redefined - NhËp gi¸ trÞ cña c¸c biÕn m·: > xm1:=[1,-1,-1,1,0,2^0.5,0,-2^0.5,0,0,0,0];[Enter] > xm2:=[-1,-1,1,1,0,0,-2^0.5,0,2^0.5,0,0,0];[Enter] - NhËp c¸c gi¸ trÞ c­êng ®é thu ®­îc tõ thÝ nghiÖm: >cd:=[47.46,52.15,57.42,66.02,63.87,42.97,50,61.53,48.64,67.97,48.05,57.42];[Enter] - Thùc hiÖn lÖnh t×m ph­¬ng tr×nh xÊp xØ biÓu diÔn quy luËt biÕn ®æi cña c­êng ®é: >fit[leastsquare[[x1,x2,Rbd],Rbd=a+b*x1+c*x2+d*x1^2+e*x2^2+f*x1*x2,{a,b,c,d,e,f}]]([xm1,xm2,cd]);[Enter] > evalf(%);[Enter] - Thùc hiÖn lÖnh vÏ ®å thÞ kh«ng gian 3 chiÒu biÓu diÔn c­êng ®é: > plot3d(59.32750004-2.792225462*x1+2.738333694*x2-2.294375031*x1^2-3.759375027*x2^2+3.322500000*x1*x2,x1=-1.414..1.414,x2=-1.414..1.414,grid=[20,20]);[Enter] - Thùc hiÖn lÖnh vÏ ®­êng ®ång møc biÓu diÔn gi¸ trÞ c­êng: > contourplot(59.32750004-2.792225462*x1+2.738333694*x2-2.294375031*x1^2-3.759375027*x2^2+3.322500000*x1*x2,x1=-1.414..1.414,x2=-1.414..1.414,grid=[20,20],contours=10); [Enter] tµi liÖu tham kh¶o 1. TrÇn Nh­ Thä B¸o c¸o ®Ò tµi cÊp nhµ n­íc “TriÓn khai chÕ t¹o vËt liÖu Composite trªn nÒn chÊt kÕt dÝnh xi m¨ng - polymer”, 1995 2. NguyÔn Minh TuyÓn, Ph¹m V¨n Thiªm “Kü thuËt hÖ thèng c«ng nghÖ ho¸ häc”, NXB KH & KT -1997 3. NguyÔn TÊn Quý - NguyÔn ThiÖn RuÖ “C«ng nghÖ Bª t«ng Xi m¨ng”, TËp 1, NXB Gi¸o Dôc, 2000 4. Bïi V¨n Béi - Hoµng Phñ Lan - Vò §×nh §Êu “C«ng nghÖ chÊt kÕt dÝnh v« c¬”, Tr­êng §HXD. 5. Phïng V¨n Lù - Ph¹m Duy H÷u - Phan Kh¾c TrÝ “VËt liÖu x©y dùng”, , NXB Gi¸o Dôc, 2000 6. NguyÔn ThÞ Lan “ Ho¸ häc Polymer”, Tr­êng §HXD 7. TrÇn ChiÕn Th¾ng - Qu¸ch Ngäc Linh §å ¸n tèt nghiÖp “Nghiªn cøu chÕ t¹o xi m¨ng - polymer”, Líp 42VL1, Tr­êng §HXD. 8. Bé tiªu chuÈn x©y dùng ViÖt Nam, tËp VIII, tËp X, Bé x©y dùng, NXB X©y Dùng Hµ Néi, 2000 9. ACI 503.4-92 Standard Specification for Reparing Concrete with Epoxy Mortars 10. ACI, 1989 Polymer in concrete: Advandces and Aplication 11. ACI 548 3R-91 Polymer modified concrete. American Concrete Institute - 1995 12. Neville, A.M. ”Properties of Concrete,” ELBS edition of third edition 1981, reprinted 1993. 13. Bojenow, Y. M. “Concrete Technology,” Association of Civil Engineering Colleges Publisher, Moscow 2002. 14. Czarnecki, L. and Lukowski, P. "Optimization of Polymer-Cement Concretes," Optimization of Polymer-Cement Concretes, pp. 231-250. 15. Sakai, E. and Sugita, J. "Composite Mechanism of polymer Modified Cement," Cement and Cocrete research, Vol.25, No.1, pp. 127-135, 1995 16. Chandra, S. "Polymer Cement Composite - a Critical Review," Advanced in Cement and Concrete, pp. 15-36. 17. Polymer in Concrete: Advances and Applications gathers andevaluates the latest information on the effects of polymers in conrete. 18. D. Gerry Walters Concrete International/December 1987, “What are Latexes?”