PHỤ GIA HÓA HỌC CHO BÊ TÔNG

Chemical Admixtures for concrete

I. Mở bài

Trong sản xuất bê tông, ngoài các thành phần chính như: chất kết dính, cốt liệu, nước; nhà sản xuất còn sử dụng thêm những thành phần có tác dụng đến các chỉ tiêu kỹ thuật của hỗn hợp bê tông cũng như bê tông đã đóng rắn. Các thành phần cho thêm vào đó gọi là phụ gia cho bê tông.

Có thể phân thành 2 loại chính như sau:

Ø Phụ gia khoáng hoạt tính – Dạng bột: Các loại puzzolan có nguồn gốc thiên nhiên và nhân tạo: Silicafume (muội silic hoạt tính), tro bay, xỉ lò cao, tro trấu, đất sét nung.

Ø Phụ gia hóa học – Dạng lỏng: Là các hợp chất hữu cơ hay vô cơ có tác dụng đối với bê tông/ bê tông xi măng/ vữa xi măng.

Càng ngày phụ gia hóa học trở thành một thành phần không thể thiếu để sản xuất bê tông, nhất là bê tông thương phẩm. Tác dụng ảnh hưởng của phụ gia tùy thuộc vào loại và liều lượng chất kết dính, thành phần, độ lớn, hình dạng cốt liệu, lượng nước trộn, cấp phối bê tông, thời gian trộn và nhiệt độ môi trường khi trộn bê tông.

Đa phần tại thị trường Việt Nam phụ gia gốc Polycarboxylates (PCE) – còn gọi là phụ gia thế hệ thứ 3 – chiếm 90% sản lượng. Vì vậy bài viết dưới đây chỉ tập trung về phụ gia gốc Polycarboxylates PCE.

II. Phụ gia hóa học gốc Polycarboxylates (PCE)

• Polycarboxylate ether ( viết tắt là PCE) là một hợp chất tổng hợp từ monomer và một số chất đặc biệt khác để tạo ra dạng dung dịch polymer hữu cơ có chứa nhóm COO- đóng vai trò phân tán hiệu quả cao. Các Polymer này có mạch vòng dài có nhánh, bám vào hạt xi măng khi thủy hóa, làm cản trở sự sắp xếp ổn định và làm cho hạt xi măng phân tán.

 

Mục đích của việc sử dụng phụ gia:

o Đạt được các chỉ tiêu kỹ thuật mong muốn một cách hiệu quả

o Đảm bảo thời gian hỗn hợp bê tông trong suốt quá trình trộn, vận chuyển, đổ khuôn và dưỡng hộ.

o Giảm lượng nước nhào trộn cho bê tông, tăng cường độ ở tuổi sớm (1 ngày, 3 ngày, 7 ngày) và tuổi trễ

o Thúc đẩy quá trình đóng rắn của bê tông

o Giảm co ngót

Phụ gia giảm nước thế hệ mới (thế hệ thứ 3) là những phụ gia loại F (giảm nước) và loại G (giảm nước và chậm đông kết) theo TCVN 8826:2011/ ASTM C494/ C494M-17.

Loại phụ gia

này cũng có tác dụng giảm nước như phụ gia hóa dẻo giảm nước thông thường nhưng hiệu quả cao hơn rõ rệt. Lượng nước nhào trộn của hỗn hợp bê tông có thể giảm từ 12 – 60%. Những lợi ích của việc giảm lượng lớn nước nhào trộn khi sử dụng loại phụ gia này là có thể chế tạo bê tông cường độ cao 20 – 140MPa, tăng cường độ ở tuổi sớm, giảm sự thẩm thấu của ion clo, tăng độ chống thấm…

III. Cơ chế tương tác của phụ gia hóa học

Ø Cơ chế giảm nước

Các ion phụ gia hấp phụ, bao quanh các hạt xi măng làm triệt tiêu lực hấp dẫn giữa các hạt trong hồ xi măng, làm cản trở không cho các hạt dính vào nhau. Do đó, lực tương tác giữa các hạt giảm đi, hồ xi măng trở nên linh động hơn. Khi đó, nước đóng vai trò chất bôi trơn của hỗn hợp.

 Cơ chế chậm ninh kết

Các chất làm chậm được hấp phụ lên bề mặt hạt xi măng, ngăn cản xi măng tác dụng với nứơc và làm chậm quá trình thủy hóa. Vì vậy, thời gian ninh kết của bê tông được kéo dài.

Cơ chế phân tán của những chất siêu dẻo chủ yếu nhờ vào 2 loại của lực đẩy giữa những hạt xi măng:

Mô hình lớp điện tử kép tạo hiệu ứng (hấp thụ và đẩy) trên bề mặt hạt xi măng.

(1) Lực đẩy tĩnh điện gây ra nhờ sự hấp thụ của điện tích âm được tạo ra nhờ vào nhóm carboxylic.

 

(2) Ảnh hưởng của sự cản trở việc bố trí các nguyên tử trong không gian từ polymer mạch chính và polymer mạch nhánh.

IV. Tiêu chuẩn áp dụng Phụ gia hóa học cho bê tông tuân thủ theo quy chuẩn TCVN 8826:2011/ ASTM C494/ C494M-17 (Standard Specification For Chemical Admixtures For Concrete)

Tùy các ứng dụng mà trạm bê tông và công trình yêu cầu nhà cung cấp điều chỉnh, đưa ra các dòng sản phẩm phù hợp như:

Phụ gia duy trì từ 4-8h

Phụ gia đóng rắn nhanh 30’- 2h (rút ngắn thời gian đông kết)/ kích cường độ sớm/ tháo ván khuôn nhanh

Phụ gia cho bê tông dưới nước (phụ gia chống rửa trôi/ tan chảy)

Phụ gia chống co ngót (chống/ giảm nứt, ứng dụng cho các sàn siêu phẳng, kết cấu không nứt)

Phụ gia chống thấm

Phụ gia tạo bọt/ cuốn khí

Phụ gia trương nở bù thể tích (bù co ngót)

Phụ gia chống ăn mòn cốt thép

Phụ gia bê tông tự lèn/ tự chảy

Phụ gia chống tách nước/ phân tầng