Tải bản đầy đủ

Phụ gia bê tông Hiểu biết cơ bản

Phụ gia bê tông.
Định nghĩa: ( phụ gia bê tông là gì )
Phụ gia bê tông
Là những hợp chất hay hỗn hợp các hợp chất chất vô cơ, hữu cơ có nguồn gốc tự
nhiên hay tổng hợp mà khi cho một lượng nhỏ vào hỗn hợp bê tông sẽ làm thay đổi
tính chất công nghệ của bê tông hay tính chất sử dụng của bê tông đã hóa rắn theo ý
muốn.
Ngày nay, sự ra đời của xi măng và bê tông xi măng cùng với sự phát triển của công
nghiệp hoá học đã làm thay đổi tính chất công nghệ trong sản xuất và sử dụng bê tông.
Hàng loạt chất đã được nghiên cứu sử dụng làm phụ gia cho bê tông. Tại các nước
phát triển hơn 80% tổng sản lượng bê tông có sử dụng phụ gia. Việc sử dụng các loại
phụ gia đã thực sự trở thành một cuộc cách mạng trong lĩnh vực sản xuất và sử dụng
bê tông được nhiều người, nhiều ngành quan tâm nghiên cứu nhằm tìm kiếm và phát
huy những khả năng mới của phụ gia. Bằng việc sử dụng các phụ gia khác nhau người
ta có thể chế tạo ra bê tông có cường độ đặc biệt cao, có độ đặc chặt, khả năng chống
thấm và độ dẻo cao.
Tác dụng ( tại sao phải sử dụng phụ gia bê tông )
Khi sử dụng phụ gia cho bê tông sẽ cải thiện các tính chất của bê tông cũng như hỗn
hợp bê tông, cụ thể như tăng tính lưu động của hỗn hợp bê tông, giảm lượng dùng
nước và xi măng, điều chỉnh thời gian ninh kết và rắn chắc, nâng cao cường độ và tính
chống thấm của bê tông ...

Bằng việc sử dụng các phụ gia khác nhau người ta có thể chế tạo bê tông có cường độ
đặc biệt cao, có độ đặc chặt, khả năng chống thấm và độ dẻo cao.
Theo thống kê của chuyên gia kinh tế Liên xô Babaev, hiệu quả kinh tế đạt được khi
sử dụng phụ gia hoá dẻo để sản xuất các sản phẩm bê tông cốt thép giảm được 18%
chi phí.
Theo Batracov chi phí cho sản xuất bê tông khi sử dụng phụ gia siêu dẻo để sản xuất
bê tông mac 60MPa, tổng chi phí giảm tới 42%, còn nếu sử dụng phụ gia complex thì
tổng chi phí giảm tới 58%.
Theo thống kê của các chuyên gia Nhật Bản khi sử dụng phụ gia để sản xuất bê tông tự
đầm (SCC) thì hiệu quả kinh tế xã hội đạt được như sau:
- Tổng chi phí cho xây dựng giảm 15 ¸30%.
- Giảm tiếng ồn, giảm sự ô nhiễm môi trường, giảm tai nạn lao động. Vì các lý do trên,
việc nghiên cứu và sử dụng phụ gia là cần thiết. Nó thực sự là một cuộc cách mạng
trong công nghệ sản xuất bê tông.
Tính riêng từ năm 1977 tới nay, hàng năm có khoảng 70 - 125 loại phụ gia mới ra đời.


Lịch sử nghiên cứu và sử dụng phụ gia bê tông trên thế giới.
Việc đưa vào bê tông các sản phẩm khác nhau (phụ gia) nhằm cải thiện một vài tính
chất cuả chúng, được thực hiện ngay từ thời kỳ đầu của việc sản xuất bê tông bằng
ximăng pooclăng. Các sản phẩm đưa vào đầu tiên chắc chắn là thạch cao, canxi clorua,
các loại bột mịn.
Trước hết, người ta tìm cách tác động lên thời gian ninh kết, cường độ cơ học, tính
chống thấm nước của bê tông.
Cnadlt đã nghiên cứu từ năm 1891 tác dụng của các chất làm chậm đông kết nhanh và
làm chậm sự đông kết. Việc sử dụng chất đường làm một chất làm chậm đông kết đã
được biết tới vào năm 1909.
Những nhà sản xuất đầu tiên bán các sản phẩm thích hợp đối với bê tông để cải thiện
một vài tính chất của chúng xuất hiện vào năm 1910.
Các sản phẩm sản xuất vào những năm 1920 - 1930 là các chất kỵ nước có gốc là các
sản phẩm mịn, như các muối stearat, keo xương, san hô biển, các chất cứng nhanh có
gốc là Clorua canxi, các chất kỵ nước cứng nhanh.
Năm 1932 lần đầu tiên Mỹ công bố việc sử dụng nước thải sunphít của các nhà máy
giấy làm phụ gia hóa dẻo cho bê tông.
Các chất cuốn khí chỉ đựơc thực tế sử dụng từ những năm 1948.
Một bước tiến quan trong nghiên cứu và sử dụng phụ gia hóa học cho bê tông là sự ra
đời của phụ gia siêu dẻo - là phụ gia hóa dẻo thế hệ hai, đến nay có hai loại phụ gia
siêu dẻo (theo ASTM C494 type F & G) được sử dụng phổ biến trên cơ sở Naphtalen
sunphonat foocmandehit (NSF) do Nhật bản tổng hợp đầu tiên năm 1964 và Melamin
foocmanđehit sunfonat (MSF) do Cộng hòa liên bang Đức chế tạo năm 1972, hơn hai


mươi năm nay do sử dụng phụ gia siêu dẻo kết hợp với xi măng mac cao và cốt liệu
chọn lọc chế tạo bê tông chất lượng cao (High perfommance concrete - HPC) có
cường độ và độ bền đặc chắc cao (độ thấm nhỏ).
Trong những năm gần đây thế giới đang tập trung nghiên cứu chế tạo, sử dụng phụ gia
siêu dẻo thế hệ mới có tên gọi chung là nhóm POLYCACBOXYLAT có khả năng
giảm nước nhiều hơn, đóng vai trò rất quan trọng đối với tương lai bê tông chất lượng
cao và công nghệ bê tông tự đầm cũng như phát triển các loại phụ gia polyme để biến
tính xi măng, nâng cao chất lượng vữa làm vật liệu chống thấm bảo vệ và hoàn thiện
công trình đạt chất lượng và hiệu quả cao trong xây dựng.
Các nước phát triển đi đầu trong việc nghiên cứu, chế tạo và sử dụng phụ gia hoá học
(PGHH). Ở Mỹ sử dụng phụ gia hóa dẻo để sản xuất bê tông: 1967 - 46 triệu m3; 1978
- 68 triệu m3; 1982 - 85 triệu m3.
Ở Canađa từ năm 1987-1988 dùng phụ gia siêu dẻo chế tạo bê tông đạt cường độ 80
MPa để xây dựng tòa nhà chọc trời ở Toronto, đến nay 100% sản lượng bê tông của
nước này có sử dụng PGHH.


Ở Anh, Pháp hợp tác xây dựng đường hầm xuyên biển Măng-sơ dùng phụ gia siêu dẻo
DURCIPLAST và HR401 của Sika chế tạo hàng triệu m3 mac lớn hơn 60MPa.
Ở Pháp triển khai dự án nhà nước về bê tông chất lượng cao (1986-1990) và đã hình
thành một mạng lưới gồm 15 trung tâm chế tạo bê tông chất lượng cao trộn sẵn có sử
dụng phụ gia siêu sẻo DURCIPLAST trên cơ sở MSF đạt cường độ 60-100MPa.
Tại Nhật bản 100% bê tông có sử dụng PGHH, lượng dùng ước tính đến 1triệu
tấn/năm phụ gia các loại. Tại Trung Quốc từ 1980 đã chế tạo bê tông cường độ 5070MPa đi từ xi măng Pooclăng thông dụng, phụ gia hóa dẻo và Silicafume để thi công
các kết cấu chịu lực (cột, dầm) nhà cao tầng từ 60-216m ở Bắc Kinh, Thẩm Quyến,
Thượng Hải.
Lịch sử nghiên cứu và sử dụng phụ gia cho bê tông ở Việt Nam
Ở nước ta việc nghiên cứu và sử dụng phụ gia hóa học cho bê tông xây dựng mới
được thực hiện từ những năm 60 của thế kỷ này, đánh dấu bằng việc nghiên cứu sử
dụng phụ gia CCB cho công trình thủy điện Thác Bà với sự giúp đỡ của Liên Xô cũ.
Năm 1971, tại hội nghị bê tông toàn miền Bắc đã có báo cáo kết quả nghiên cứu sản
xuất PGHH cho bê tông từ nguyên liệu trong nước, tiếp đó nhiều cơ quan khoa học đã
tiến hành nghiên cứu xong kết quả dừng lại trong phạm vi PTN.
Năm 1977, Viện KHKT Xây dựng nghiên cứu chế tạo phụ gia hóa dẻo từ dịch kiềm
đen của nhà máy giấy, sản phẩm ở dạng bột, dẻo, lỏng với tên thương phẩm là LHD
(K,D,L). Tiếp đó nghiên cứu phụ gia hóa dẻo LK-1 trên cơ sở biến tính dịch kiềm đen
và phụ gia siêu dẻo COSU nhằm nâng cao cường độ và khả năng chống thấm của bê
tông. Các loại phụ gia trên được sử dụng rộng rãi vào các công trình xây dựng.
Tiếp đó nhiều đơn vị thuộc nhiều ngành khác nhau đã tiến hành nghiên cứu và cho ra
đời nhiều sản phẩm PGHH sử dụng rộng rãi cho các công trình xây dựng:
- Sản phẩm phụ gia lignhin kiềm PBG-K01 và lignhin nitro hóa PBG-K02, phụ gia
BENIT trên cơ sở bentonit của Viện khoa học thủy lợi có tác dụng giảm nước nâng cao
mac bê tông, chống thấm.
- Sản phẩm phụ gia ZECAGI của Viện KHKT Giao thông có tác dụng dẻo hóa cao,
đông cứng nhanh chống thấm và chống ăn mòn cốt thép.
- Sản phẩm hóa dẻo PA và phụ gia Puzzolith từ Puzzolan và rỉ mật cuả Công ty thí
nghiệm Vật liệu giao thông I.
- Sản phẩm KĐT-2 của Viện Vật liệu xây dựng nghiên cứu chuyển giao cho nhà máy
giấy Hòa Bình năm 1984, xây dựng dây chuyền sản xuất với quy mô 300tấn/năm góp
phần phục vụ hơn 1 triệu m3 để xây dựng công trình thủy điện Hòa Bình. Từ phụ gia
KĐT-2 Viện còn tiếp tục nghiên cứu biến tính chế tạo phụ gia đa chức năng (chống
thấm và phát triển cường độ nhanh), cũng như cho ra đời sản phẩm phụ gia siêu dẻo
SD-83 bằng cách sunfonat hóa naphthalen, sau đó thực hiện phản ứng đa ngưng tụ với
foocmalin. Sản phẩm này phụ gia cho bê tông có độ sụt cao OK ³20cm, sử dụng cho


các cấu kiện bê tông có mật độ cốt thép dầy đặc, khi thi công phải bơm phun áp lực
cao và làm giảm tổn thất độ sụt của bê tông tươi.
Tháng 4/1996 Công ty trách nhiệm hữu hạn MBT Việt Nam (Master Builder
Technologies) xin được phép đầu tư xây dựng nhà máy sản xuất phụ gia bê tông và
hóa chất xây dựng tại khu Công nghiệp Thuận An, tỉnh Bình Dương với 100% vốn
nước ngoài (Thụy Sĩ).
Tháng 6/1996 Công ty TNHH Sika Việt Nam được phép đầu tư nhà máy sản xuất phụ
gia bê tông và hóa chất xây dựng tại khu Công nghiệp Nhơn Trạch, Đồng Nai với
100% vốn nước ngoài là 4,7 triệu USD có công suất 15.400tấn/năm.
Tiếp đó nhiều công ty khác như GRAGE (Mĩ), Fosroc (Anh), SKW (Đức) và Mapei
(Ý) … đã ào ạt đưa vào thị trường trong nứơc hàng loạt sản phẩm phụ gia bê tông dưới
nhiều tên thương phẩm khác nhau, tạo nên bộ mặt thị trường hoá phẩm sôi động.
Nhiều cơ sở trong nước đã mạnh dạn đầu tư nghiên cứu và đưa ra thị trường nhiều sản
phẩm phụ gia bê tông khác nhau như: PLACC- 02A, Selfill (liên hiệp quang hoá điện
tử) ; BENIT- 1, BENIT- 2, BENIT- 3 (Viện KHKT thuỷ lợi) từ khoáng sét tự nhiên;
PUZÔLIT, PA (CIENCO 1); LK1, ICT Super (viện KHCNXD) từ dịch kiềm đen v.v…
các sản phẩm này đã góp phần làm phong phú thị trường phụ gia bê tông, giải quyết
vấn đề ô nhiễn môi trường, đồng thời khẳng định khả năng nghiên cứu sản xuất và đáp
ứng thị trường về mặt hàng này của các cơ sở trong nước.
Tháng... năm 2004 công ty cổ phần BIFI được thành lập theo giấy phép kinh doanh
số... của UBND thành phố Hà Nội, Đăng ký nhãn hiệu hàng hoá số... và được cấp
bằng độc quyền sáng chế số 5888 theo quyết định số: 9514/QĐ-SHTT ngày
19.09.2006 của Cục sở hữu trí tuệ – Bộ KH&CN. BIFI đã xây dựng hàng loạt nhà máy
sản xuất phụ gia cho bê tông chất lượng cao trên cở sở nguồn nguyên liệu sẵn có trong
nước với công xuất thiết kế giai đoạn 1 (2006 - 2008) là: 10.000 tấn/năm; giai đoạn hai
là: 30.000 tấn/năm có khả năng đáp ứng nhu cầu sử dụng phụ gia cho bê tông ngày
càng tăng ở Việt Nam.
Phân loại phụ gia
Phụ gia được phân loại theo thành phần, theo công năng và theo các yêu cầu đặc biệt.
Theo phân loại của Hiệp hội quốc gia về phụ gia (SYNAD) của pháp thì các loại phụ
gia bê tông được phân loại như sau:
- Phụ gia cải biến tính lưu biến và hàm lượng khí
+) Chất tăng dẻo - giảm nước
+) Chất tăng dẻo - giữ nước
+) Chất cuốn khí.
- Phụ gia cải biến sự ninh kết và cứng rắn.


+) Tăng nhanh hoặc làm chậm ninh kết.
- Phụ gia cải biến độ bền đối với các tác dụng vật lý hoá học.
+) Chống đóng băng và chống nứt nẻ do đóng băng.
+) Kỵ nước bên trong
+) Sản phẩm bảo dưỡng.
Theo tiêu chuẩn Liên Xô (Nga) thì chia làm 3 loại phụ gia: phụ gia khoáng, phụ
gia tạo bọt, phụ gia hoá học. Phụ gia hoá học được chia làm 9 nhóm.
Tiêu chuẩn ASTM C494-86 quy định 7 loại phụ gia hoá học và 4 loại phụ gia
khoáng cho bê tông.
+ Loại A: Giảm nước
+ Loại B: Chậm đông kết
+ Loại C: Đóng rắn nhanh
+ Loại D: Hoá dẻo chậm đông kết
+ Loại E: Hoá dẻo đóng rắn nhanh
+ Loại F: Siêu dẻo
+ Loại G: Siêu dẻo chậm đông kết
+ Loại A: Giảm nước
+ Loại B: Chậm đông kết
+ Loại C: Đóng rắn nhanh
+ Loại D: Hoá dẻo chậm đông kết
+ Loại E: Hoá dẻo đóng rắn nhanh
+ Loại F: Siêu dẻo
+ Loại G: Siêu dẻo chậm đông kết
Tiêu chuẩn Mỹ ACI 212 quy định về 14 loại phụ gia.
Phụ gia bê tông được nghiên cứu ở Việt Nam
Từ năm 1965 - 1967 và ngày càng phát triển với chủng loại tương tự như những nước
khác. Các chủng loại phụ gia ở Việt Nam chủ yếu là: Phụ gia tăng dẻo, siêu dẻo giảm


nước, phụ gia chống thấm, phụ gia nở và không co, phụ gia khoáng, phụ gia sửa chữa
kết cấu. Nói chung các sản phẩm phụ gia ở Việt Nam đã bước đầu được chế tạo ở quy
mô công nghiệp và có chất lượng tốt. Các sản phẩm đều được công bố theo tiêu chuẩn
cơ sở, ngành và phù hợp với tiêu chuẩn quốc tế.
Phụ gia giảm nước
Đó là các phụ gia truyền thống được dùng ở Việt Nam từ những năm 60 cho phép
giảm nước trong khi trộn để có cùng tính dễ đổ, hoặc tăng tính dễ đổ với cùng hàm
lượng
nước.
Các phụ gia này cải thiện khả năng biến dạng của vữa và bê tông tươi dưới tác dụng
của phương diện đầm. Phụ gia giảm nước luôn luôn là các sản phẩm hữu cơ có khả
năng giảm sức căng trên bề mặt, hoặc ở giữu các mặt của chất lỏng của nước nói riêng.
Chúng bôi trơn các hạt xi măng, các hạt xi măng sẽ tách rời nhau. Sự phân tán đó tạo
điều kiện cho việc làm ướt và thuỷ hoá.
Các chất giảm nước thông thường là:
- Lignosulfonat là các sản phẩm phụ của sản xuất giấy (nước bã giấy) bằng phương
pháp hoá học, nó bao gồm việc làm tan lignin của gỗ bằng bisulfit tẩy rửa. Chúng thể
hiện dưới dạng một chất lỏng, hoặc dạng bột mịn, mịn hơn xi măng và có thể tan rễ
ràng trong nước. Lignosulfonat cũng tham gia vào thành phần của các phụ gia khác
như là phụ gia cuốn khí, chất làm chậm đông cứng hoặc các chất kỵ nước.
-

Xà phòng nhựa hoặc abietat kiềm, natri hoặc kali.
ALkylary sulfonat (LAS), chất tẩy rửa tổng hợp mà các mắt xích chứa 12 - 20
cacbon. Lignosulfonat trước hết là chất giảm nước, abietat kiềm và Alkylary
sulfonat (LAS) trước hết là chất cuốn khí.

Cơ chế tác dụng của phụ gia giảm nước
+) Tác dụng giảm nước do giảm sức căng bề mặt
Khi cho phụ gia giảm nước vào hỗn hợp bê tông các phân tử trong phụ gia tan vào
dung dịch, hấp phụ lên bề mặt các pha rắn (các hạt xi măng, cát, đá và các sản phẩm
thuỷ hoá của xi măng) và làm giảm sức căng bề mặt phân chia giữa pha rắn và lỏng,
làm chiều dày màng nước bao quanh pha rắn giảm đi. Hay nói cách khác, các pha rắn
trượt lên nhau dễ dàng như cũ với màng nước phân cách có chiều dày nhỏ hơn. Tức là
đối với hỗn hợp bê tông, khi dùng phụ gia giảm nước để có độ linh động không đổi thì
sẽ cần một lượng nước trộn ít hơn. Nếu giữ nguyên lượng nước trộn thì lượng nước
dôi ra do dùng phụ gia giảm nước sẽ làm cho hỗn hợp bê tông có độ linh động cao
hơn.
+) Giảm nước do cuốn khí
Khi làm giảm sức căng bề mặt của nước, các phần tử hoạt động bề mặt trong phụ gia
thường làm tăng mức cuốn khí vào hỗn hợp bê tông trong quá trình trộn. Lượng khí
cuốn vào trong hỗn hợp bê tông cũng có tác dụng tăng độ sụt. Bọt khí cuốn vào trong
hỗn hợp bê tông được phân bố đều, có kích thước nhỏ và có tác dụng như các đệm trên


đó các pha rắn trượt lên nhau rễ dàng hơn. Thông thường cứ tăng 1% lượng khí cuốn
vào có thể giảm tương ứng 1% lượng nước trộn.
Phụ gia kéo dài thời gian ninh kết
Phụ gia kéo dài thời gian ninh kết là phụ gia mà khi cho vào hỗn hợp bê tông có tác
dụng kéo dài thời gian ninh kết của hỗn hợp bê tông.
Các nguyên liệu thường có trong thành phần của phụ gia làm chậm đông cứng bán
ngoài thị trường là các chất hữu cơ thuộc các loại sau đây:
-

Các Lignosulfonat canxi, natri và amonium, chúng chứa ít nhiều đường;
Các axit và các muối của axit hyđroxy cacboxilic;

-

Các hydrat cacbon: gluco, sacaro, tinh bột, xenlulô.

Tác dụng của chúng có thể biểu hiện ở mức độ khác nhau phụ thuộc tính chất của
ximăng và các liều lượng sử dụng. Nói chung, các chất làm chậm đông cứng giảm
nhiều cường độ ở tất cả các ngày tuổi ban đầu và giảm nhiệt thuỷ hoá một cách tương
ứng.
Lưu ý khi sử dụng phụ gia quá liều lượng, nó có nguy cơ làm chậm đáng kể thời gian
ninh kết và điều đó có thể không tỷ lệ thuận với lượng phụ gia pha vào.
Các chất kéo dài thời gian ninh kết được kiến nghị trong các trường hợp sau đây.
-

Thi công trong thời tiết nóng;
Vận chuyển đường dài;

-

Bê tông trộn sẵn;

-

Bê tông bơm;

-

Vữa trát phun;

-

Các tấm bê tông mỏng tránh lộ cốt liệu sau khi đổ;

-

Thi công phụt.

Cơ chế tác dụng của phụ gia chậm ninh kết
Theo thuyết của Hansen, các chất làm lắng đọng trên bề mặt các hạt ximăng chưa thuỷ
hoá nhờ sự hấp phụ ion, các liên kết hiđro hoặc lưỡng cực sẽ tạo ra màng chắn ngăn
cản tác dụng của nước, nhờ đó quá trình thuỷ hoá của xi măng bị chậm lại. Tuy nhiên,
thuyết này có nhiều điểm không phù hợp với thực tế. Khi sử dụng các dung môi không
phải là nước người ta thấy rằng bề mặt khoáng C3A và C3S chưa thuỷ hoá không hấp
phụ phụ gia làm chậm lignosunfonat, trong khi sản phẩm thuỷ hoá của khoáng đó hấp
phụ một lượng đáng kể.
Thuyết nhiễm độc của Young cho rằng phụ gia bị hấp phụ trên bề mặt các mầm tinh
thể Ca(OH)2 làm nhiễm độc các tinh thể đó và ngăn cản sự phát triển của chúng. Sự


cản trở này diễn ra cho đến khi đạt được mức bão hoà nhất định. Thuyết của Young
chú ý đến sự hấp phụ phụ gia trên bề mặt Ca(OH)2 nhiều hơn so với các sản phẩm
thuỷ hoá khác. Nhiều tác giả cho đây là một chỗ yếu của thuyết này. Thực nghiệm cho
thấy chỉ nhiễm độc thôi cũng chưa đủ để làm chậm quá trình thuỷ hoá. Có những chất
có thể ngăn cản sự phát triển tinh thể Ca(OH)2nhưng lại không gây tác dụng làm chậm
thuỷ hoá của ximăng. Thực nghiệm chứng minh rằng khoáng C3S thuỷ hoá hấp phụ
mạnh lignosunfonat canxi. Hợp chất lignosunfonat trên bề mặt C3S thuỷ hoá ngăn cản
tác động của nước và làm chậm quá trình thuỷ hoá. Hầu hết các chất làm chậm mạnh
có chứa nguyên tử ôxy, có khả năng phân cực mạnh ví dụ như đường, muối phốt
phát... Các nguyên tử ôxy này có thể nằm trong thành phần của nhóm OH-, COOH
hoặc CO...
Phụ gia siêu dẻo
Phụ gia siêu dẻo là loại phụ gia có thể làm giảm lượng nước trong khi trộn hỗn hợp bê
tông rất nhiều, nhưng nó khác với loại phụ gia giảm nước bình thường là nó không ảnh
hưởng tới thời gian ninh kết của bê tông. Bởi vậy nó có thể tạo ra các loại bê tông có
độ linh động cao. Ở giai đoạn đầu tiên khi mới phát triển phụ gia siêu dẻo, tác dụng
của phụ gia chỉ kéo dài trong thời gian 30 phút cho nên phải kiểm tra rất chặt chẽ thời
điểm mà chất phụ gia được trộn vào bê tông. Ngày nay đã sản xuất các loại phụ gia mà
thời gian tác dụng của nó vượt quá giới hạn này rất nhiều, có thể kéo dài 180 phút.
Thành phần hoá học của phụ gia này thường là các loại:
+ Melamine formaldehyde
+ Naphthalene formaldehyde hoặc các loại khác.
Phụ gia siêu dẻo thường dùng với mục đích:
- Tăng tính linh động của hỗn hợp bê tông mà vẫn giữ tỷ lệ N/X cố định.
- Tăng cường độ của bê tông bằng cách giảm lượng nước. Thế hệ phụ gia siêu dẻo đầu
tiên có thể giảm nước được 25%, ngày nay có loại giảm được 30% nước và có loại
giảm được 40% nước.
Trong phạm vi tăng độ linh động của bê tông có thể làm cho bê tông đạt tới độ sụt
200mm. Loại bê tông này có thể tự làm bằng mặt nhưng chưa tự đầm được. Lĩnh vực
áp dụng điển hình của phụ gia siêu dẻo cho bê tông trong những trường hợp sau:
- Cải thiện việc đổ bê tông và đầm bê tông ở những vùng của cấu kiện bê tông bố trí
dày đặc cốt thép và khó tiếp cận.
- Sản xuất bê tông cường độ cao.
- Trợ giúp cho việc bơm bê tông đi xa hơn và cao hơn.
- Khi dùng phụ gia siêu dẻo cần phải chú ý những điểm sau đây:
- Chọn loại thích hợp cho loại xi măng nhất định theo chỉ dẫn của nhà sản xuất và
với liều lượng theo điều kiện cụ thể.
- Mặc dầu bê tông có phụ gia siêu dẻo có thể tự làm bằng mặt nhưng vẫn phải được
đầm chặt.
- Phải chú ý làm ván khuôn cho chặt khít tốt để bê tông không bị rỉ chảy ra ngoài do
độ linh động cao. - Trong trường hợp dùng phụ gia siêu dẻo có tác dụng kéo dài
thời gian ninh kết từ 2 đến 3 giờ so với không sử dụng phụ gia thì mới được phép
trộn thêm phụ gia ở trạm trộn.
Các loại phụ gia siêu dẻo


Căn cứ vào thành phần hóa học của nguyên liệu chính thì có thể phân các loại sau
đây:
1.
Phụ
gia
siêu
dẻo
gốc
Lignosulphonate
(LS)
Là loại phụ gia siêu dẻo thế hệ đầu, gốc của chúng là loại cao phân tử tự nhiên, thành
phần chủ yếu của gỗ và cellulose, hiệu quả giảm nước thấp, độ giảm nước tối đa 10%.
2. Phụ gia siêu dẻo Polyme gốc sulphonate Melamine (MFS)
Phụ gia thế hệ thứ 2 gốc ure và formaldehyde nó có thể giảm nước tối đa được 25%.
Tính năng của loại phụ gia này cho cường độ sớm, thời gian thi công ngắn khi tỷ lệ
N/X
thấp

trong
điều
kiện
khí
hậu
nóng.
3.
Phụ
gia
gốc
Naphthalenesulphonate
(BNS)
Đây là loại phụ gia thế hệ thứ 2, thu được khi chưng cất than đá, giảm nước tới 25%.
Loại phụ gia này cải thiện được tính linh động của bê tông nhưng giảm cường độ ban
đầu.
4.
Phụ
gia
siêu
dẻo
gốc
Polycarboxylate
(PC)
Loại cao cấp thế hệ 2, sản phẩm từ dầu thô. Loại này có thể giảm nước tới 30%. Loại
phụ gia này có thể điều chỉnh có hiệu quả thời gian ninh kết, nâng cao khả năng tương
thích
với
các
loại
xi
măng
hỗn
hợp.
5.
Phụ
gia
siêu
dẻo
gốc
Polycarboxylate
(PC)
Phụ gia thế hệ thứ ba, gốc cao phân tử tổng hợp. Nó có thể giảm nước tới 40%. Đặc
tính của loại phụ gia này có thể đáp ứng những yêu cầu đặc biệt. Với tỷ lệ N/X thấp,
duy trì được tính linh động của bê tông lâu và bê tông đạt được cường độ cao. Ngày
nay người ta đã dùng rộng rãi loại phụ gia Polymer thế hệ mới có khả năng giảm nước
cao và duy trì độ linh động tốt để có thể sản xuất bê tông có chất lượng cao.

chế
tác
dụng
của
phụ
gia
siêu
dẻo
.
Các chất siêu dẻo gồm các phần tử rất lớn (kính thước keo) khi hoà tan trong nước để
tạo ra các ion mang điện cực âm rất cao (anion). Mặc dù ta không biết hình dạng của
các anion ( Trừ trường hợp của Lignosunfonat) song chúng ta có thể miêu tả nhóm
sunfornat của chúng có xu hướng tách ra khỏi nước. Các anion này bám vào bề mặt
của các hạt ximăng với liều lượng phụ gia vừa, chúng bị hấp phụ với số lượng vừa đủ
để
tạo
tác
dụng
hoàng
chỉnh
xung
quanh
chúng.
Sự tổng hợp của lực đẩy tĩnh điện và kích thước ion lớn (mà nó chia thành hình cầu)
gây ra sự phân tán rất nhanh của các hạt xi măng riêng rẽ. Như vậy, nước ở trong các
khối kết tụ ban đầu được giải thoát làm cho hồ ximăng linh động hơn và như vậy làm
tăng khả năng làm việc của bê tông. Các chất siêu dẻo không tạo ra sự giảm đáng kể
ứng xuất bề mặt của nước, do vậy ít có xu hướng cuốn khí ngay cả khi với liều lượng
cao. Sự hấp phụ các anion trên bề mặt hạt ximăng cũng kém bền hơn trong trường hợp
dùng chất làm chậm (ví dụ muối axít hydroxycacboxylic) và quá trình diễn ra phản
ứng thuỷ hoá không bị cản trở với mức độ liều lượng bình thường. Do vậy, đối với
chất siêu dẻo thông thường sẽ không có có sự làm chậm đáng kể tới quá trình ninh kết
và đông cứng.
Phụ gia cuốn khí
Là loại phụ gia có tác dụng tạo ra rất nhiều các bọt khí nhỏ trong bê tông để nâng cao
khả năng chịu đóng băng và tan của bê tông, tăng tính linh động của bê tông khi đổ bê
tông trong vùng nhiệt độ thấp. Tác dụng của loại phụ gia này sẽ giảm khi tăng nhiệt độ
trong bê tông và hàm lượng xi măng cao, có trộn chất độn tro bay.
Các nguyên liệu gốc thường được sử dụng để sản xuất phụ gia cuốn khí là các loại sau


đây:
- Lignosulfonat và abietate natri, muối của Etanoamin, sunfonat rượu béo,
alkylarylsulfonat, xà phòng kiềm của axit béo...
Vai trò và tác dụng của phụ gia cuốn khí
Trong bê tông tươi các bọt khí đóng hai vai trò: Đầu tiên là vai trò của một chất lỏng
thay thế một phần nước, sau đó là vai trò của một chất trơ, thay thế cho một phần cát
mịn
(nhỏ
hơn
1
hoặc
2
mm).
Khi bê tông đã cứng rắn, các bọt khí làm thay đổi cấu trúc của vật liệu và cắt mạng
ống dẫn trong bê tông. Khi đóng băng, nó đóng vai tro như những cái bình dãn nở đối
với
nước
đẩy
bởi
băng.
Các chất cuốn khí cho phép giảm sự phân tầng và tiết nước của bê tông.
Các chất cuốn khí luôn cải thiện bề mặt của bê tông khi tháo khuôn. Nhưng phần lớn
chúng có thể làm giảm cường độ cơ học. Không khí nằm trong bê tông luôn luôn cải
thiện rất tốt độ bền băng giá của bê tông đã cứng rắn, tính bền của bê tông tăng lên.
Các chất cuốn khí được sử dụng để chế tạo bê tông thường có cốt thép và không có
cốt thép, đối với một số loại bê tông đặc biệt để hạn chế sự phân tầng.
Phụ gia đông cứng nhanh
Phụ gia đông cứng nhanh là phụ gia mà khi cho vào hỗn hợp bê tông có tác dụng rút
ngắn
thời
gian
ninh
kết
của
hỗn
hợp

tông
Dùng để trợ giúp đổ bê tông trong thời tiết lạnh, cho phép kết thúc việc đổ bê tông và
có thể tháo dỡ ván khuôn sớm. Loại phụ gia này có thể dùng trong điều kiện để trám
chỗ rò rỉ do áp lực nước, kết thúc việc sữa chữa kết cấu sớm hơn.
Tác dụng của loại phụ gia này làm tăng nhanh quá trình ninh kết, tăng nhanh cường
độ bê tông trong thời gian ban đầu nhưng nó có thể làm giảm cường độ lâu dài của bê
tông.
Nên chú ý rằng nếu dùng quá liều lượng sẽ làm cho bê tông giảm cường độ chịu lực.
Trong phụ gia đông cứng nhanh thường có ion clo nên nó có khuynh hướng gia tăng gỉ
cho các kết cấu bê tông cốt thép. Vì thế hiện nay trong sản xuất được khuyến cáo
không
nên
sử
dụng
phụ
gia

chứa
gốc
Clo.
Cácnguyên liệu để chế tạo phụ gia đông cứng nhanh là:
- Clorua: canxi, natri, nhôm. - Các chất gốc kiềm: sút, potat, amoniắc, cũng như các
muối của chúng: cacbua, aluminat, borat natri và borat kali, nitrat, nitrit, focmiat canxi.
Phụ gia kỵ nước
Phụ gia kỵ nước là các phụ gia cải thiện tính chống thấm nước dưới áp lực của bê
tông và chống ẩm bằng cách ngăn sự hấp phụ mao quản trong bê tông.
Các chất kỵ nước, bao gồm các hỗn hợp của các nguyên liệu sau:
- Các chất bột mịn (kieselguliv, bentonit, vôi béo, nhũ tương của chất dẻo).
Các
muối
axit
béo
(sterat
oleat...)
Các
chất
làm
dẻo
(polime,
lignosulfonat)
- Các sản phẩm khác (sulfat nhôm, chất keo nở phồng có gốc tảo biển)
- Các chất tăng nhanh đông cứng: clorua, xút,.. trong trường hợp một trong các sản
phẩm là một chất cuốn khí hoặc một chất làm chậm đông cứng.
Các chất kỵ nước tác động trước hết về mặt vật lý là bịt các lỗ rỗng và các ống dẫn


nhỏ hơn vào các hạt rất nhỏ mà chúng chứa, hoặc là vào các sản phẩm kết tủa hoặc nở
phồng. Nhưng các chất kỵ nước chỉ có thể bịt được các lỗ rỗng, nếu chúng tương đối
nhỏ. Chúng không thể làm kín được cho một loại bê tông xấu, phối hợp không tốt, có
những
lỗ
rỗng
lớn
hoặc
những
chỗ
không
đồng
nhất.
Các
ứng
dụng
chính
của
phụ
gia
kỵ
nước
như
sau:
- Sản xuất bê tông của các công trình thuỷ lợi: bể chứa, bể nước, kênh dẫn, bể bơi,
tường
móng,
chỗ
chữ
nước,
silô;
- Sản xuất vữa chống thấm: lớp phủ (ban công, hầm, gara, cầu, sàn nhà công
nghiệp,...);
- Sản xuất vũa trát mặt ngoài, mối nối của khối xây, lớp phủ của ống dẫn cống, tuy
nen.
Phụ gia chống thấm
Là loại phụ gia để giảm mức độ truyền dẫn hơi nước ẩm tiết ra trong dạng lỏng hay
hơi nước từ trong bê tông hay đi qua bê tông. Các loại phụ gia này thường bắt nguồn
từ các loại vật liệu hạt nhỏ có tính pozzolanic nghĩa là nó có thể phản ứng với
hydroxide canxi được giải phóng từ sự thuỷ hoá xi măng để tạo ra một thành phần có
tính
xi
măng
chèn
vào
các
lỗ
trống.
Phụ gia chống thấm có thể tạo dưới dạng bột, hồ hay dạng lỏng và có thể chứa vật liệu
lấp kín lỗ rỗng hay vật liệu kỵ nước. Các loại vật liệu chính trong cấp hạng vật liệu lấp
kín các lỗ rỗng là: silicát của sôđa, nhôm sunfat hay kẽm sunfat, nhôm clorua và kẽm
clorua. Đây là những chất lấp kín lỗ rỗng rất linh hoạt về mặt hoá học. Hơn nữa, chúng
cũng làm tăng tốc độ linh kết của bê tông và vì vậy tạo cho bê tông tính chống thấm tốt
hơn ngay ở giai đoạn đầu. Những vật liệu lấp kín không linh hoạt về mặt hoá học như
đá phấn, v.v... thường được nghiền rất mịn. Tác dụng chính của chúng là cải thiện tính
dễ thi công và giảm lượng nước khi tính dễ thi công đã định. Nó làm cho bê tông đặc
chắc và cơ bản là chống thấm. Một số loại phụ gia khác có thể chứa Butyl strearat cao
cấp hơn xà phòng nhưng lại không có tác dụng tạo bọt. Butyl strearat cao cấp hơn xà
phòng và làm việc như một chất kỵ nước trong bê tông
Các loại dầu khoáng không có chất béo hoặc là dầu thực vật cũng đã được chứng minh
là rất có hiệu quả trong việc chế tạo bê tông chống thấm.
Việc sản xuất bê tông có độ thấm thấp hay cao phụ thuộc rất lớn vào việc đổ bê tông
một cách đồng đều có thành công hay không. Một chất nào đó mà làm tăng tính dẻo
của hỗn hợp đã cho mà không gây tác dụng có hại hoặc hạn chế hiện tượng rỉ nước và
vì thế giảm được số lỗ rỗng trong bê tông, thì cũng được coi là phụ gia giảm tính thấm,
các chất cuốn khí cũng được coi là thuộc loại này vì chúng làm tăng tính rễ thi công,
tính dẻo của bê tông, góp phần làm giảm lượng nước và hiện tượng rỉ nước trong bê
tông.
Phụ gia chống thấm được sử dụng cho:
- Mọi ứng dụng đòi hỏi chống thấm cho bê tông như tường bao và sàn, bồn chứa, ống
nước, đường ngầm, si-lo và hồ chứa
- Bê tông khối và gạch


- Panel và vữa trát nghèo xi măng
- Tường bao và nền các bồn chứa - Các cấu kết bê tông đòi hỏi lớp trát mặt, gạch lót
hoặc sơn lót
Phụ gia trợ bơm
Là loại phụ gia để cho bê tông trơn hơn, dễ dàng bơm bê tông cho cự ly xa tránh phân
tầng bê tông. Tác dụng của loại phụ gia này là ép nước ở trong hồ xi măng, làm cho hồ
xi măng trở nên dẻo hơn và chui vào các khe hở của cốt liệu làm cho bê tông trơn.
Loại phụ gia này chỉ dùng cho bê tông được thiết kế với cấp phối giành cho bê tông
bơm, không dùng cho bê tông được thiết kế với cấp phối bình thường.
Phụ gia trương nở
Phụ gia này làm tăng thể tích của vữa hoặc của bê tông để sản xuất vữa bơm cho bu
lông neo, chèn chân cột, sản xuất bê tông tự ứng suất.
Loại phụ gia này hoạt động trong lúc thuỷ hóa xi măng hoặc tự nở hoặc phản ứng với
các thành phần khác của bê tông tạo ra sự trương nở. Vật liệu của loại phụ gia có thể
có ba loại. Loại có chứa sắt và chất gia tăng oxit, loại phụ gia tạo khí chứa bột nhôm,
loại

chứa
oxit
canxi
tự
do.
Do đó khi dùng phải xem xét kỹ việc dùng với các phụ gia khác cho tương thích, nếu
không bê tông sẽ bị phá hoại. Việc dùng quá liều lượng phụ gia sẽ làm cho bê tông bị
phá vỡ do lực giãn nở trong bê tông.
Tổng kết:
Phụ gia phổ biến nhất:

Liên hệ để biết thêm chi tiết 09.6789.3888

Phụ gia bê tông đông kết nhanh
Phụ gia bê tông R7
Phụ gia bê tông chống thấm
Phụ gia chậm ninh kết



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Tải bản đầy đủ ngay

×