Bê tông cốt liệu gốc silic là gì

Đăng lúc: 18:46, Thứ Ba, 17-05-2016 - Lượt xem: 109125

Tiêu chuẩn này quy định trình tự thực hiện phương pháp thử 20 chỉ tiêu cơ lý của cốt liệu cho bê tông và vữa

Bê tông cốt liệu gốc silic là gì

Bê tông cốt liệu gốc silic là gì

Tiêu chuẩn TCVN 7572:2006 gồm có 20 phần, bao gồm:

Phần 1: Lấy mẫu

Phần 2: Xác định thành phần hạt

Phần 3: Hướng dẫn xác định thành phần thạch học

Phần 4: Xác định khối lượng riêng, khối lượng thể tích và độ hút nước

Phần 5: Xác định khối lượng riêng, khối lượng thể tích và độ hút nước của đá gốc và cốt liệu lớn

Phần 6: Xác định khối lượng thể tích xốp và độ hổng

Phần 7: Xác định độ ẩm

Phần 8: Xác định hàm lượng bùn, bụi, sét trong cốt liệu và hàm lượng sét cục trong cốt liệu nhỏ

Phần 9: Xác định tạp chất hữu cơ

Phần 10: Xác định cường độ và hệ số hoá mềm của đá gốc

Phần 11: Xác định độ nén dập và hệ số hoá mềm của cốt liệu lớn

Phần 12: Xác định độ hao mòn khi va đập của cốt liệu lớn trong máy mài mòn va đập Los Angeles

Phần 13: Xác định hàm lượng hạt thoi dẹt trong cốt liệu lớn

Phần 14: Xác định khả năng phản ứng kiềm Silic

Phần 15: Xác định hàm lượng Clorua

Phần 16: Xác định hàm lượng Sulfat và Sulfit trong cốt liệu nhỏ

Phần 17: Xác định hàm lượng hạt mềm yếu, phong hoá

Phần 18: Xác định hàm lượng hạt bị đập vỡ

Phần 19: Xác định hàm lượng Silic oxit vô định hình

Phần 20: Xác định hàm lượng mi ca trong cốt liệu nhỏ

Bổ sung năm 2018

Phần 21: Xác định chỉ số methylen xanh

Phần 22: Xác định độ ổn định của cốt liệu bằng cách sử dụng natri sunfat hoặc magnesi sunfat

Chi tiết nội dung tiêu chuẩn TCVN 7572:2006 xin mời quý vị xem tại đây: 

Bê tông cốt liệu gốc silic là gì

Chi tiết nội dung tiêu chuẩn TCVN 7572-21:2018 xin mời quý vị xem tại đây: 

Bê tông cốt liệu gốc silic là gì

Chi tiết nội dung tiêu chuẩn TCVN 7572-22:2018 xin mời quý vị xem tại đây: 

Bê tông cốt liệu gốc silic là gì

Phòng thí nghiệm LAS-XD 1043

Từ khóa: cốt liệu, vữa, bê tông, phương pháp thử, cát, đá,

Bê tông cốt liệu gốc silic là gì

Bạn đã thỏa mãn với các nội dung trình bày nêu trên chưa? Nếu chưa thấy hài lòng, bạn có thể tìm kiếm các bài viết khác trong THƯ VIỆN của VNT lên bằng cách nhập "Từ khóa" vào ô tìm kiếm sau:

Ví dụ: Khi cần tìm TCVN 4453:1995 - Kết cấu bê tông và bê tông cốt thép toàn khối - Quy phạm thi công và nghiệm thu, bạn hãy nhập "4453" hoặc từ "bê tông" ... bla... bla... vào ô tìm kiếm.


Xin trân trọng cảm ơn Quý vị đã truy cập website tìm hiểu thông tin và dịch vụ của VNT. Khi cần dịch vụ Tư vấn giám sát hoặc các dịch vụ khác của chúng tôi, vui lòng liên hệ theo thông tin dưới đây: - Trụ sở công ty: 285A Ngô Gia Tự - Quận Long Biên - Hà Nội - Điện thoại: 024.66.809.810 - Hotline: 098.999.6440

- Email: - Hoặc bấm vào đây để trao đổi trực tiếp với chúng tôi.

Trang chủ | Giới thiệu | Dịch vụ | Dự án | Thư viện | Tin tức | Liên hệ

Phản ứng kiềm-silica (ASR) có thể gây giãn nở và nứt vỡ nghiêm trọng trong bê tông, dẫn đến các vấn đề lớn về cấu trúc và đôi khi cần thiết phải phá dỡ cấu trúc bê tông.

Bê tông cốt liệu gốc silic là gì

Nguyên nhân của phản ứng kiềm-silic

ASR là dạng phổ biến nhất của phản ứng kiềm-cốt liệu (AAR) trong bê tông; dạng khác ít gặp hơn là phản ứng kiềm-cacbonat (ACR). Cả ASR và ACR là hai dạng của AAR.

ASR là do phản ứng giữa các ion hydroxyl trong kiềm dung dịch lỗ rỗng của xi măng trong bê tông và dạng hoạt tính của silica (SiO2) trong cốt liệu (chert, quartzit, opal, các tinh thể thạch anh).

Gel được tạo ra, làm tăng thể tích bằng cách hấp thụ nước và do đó gây ra áp lực giãn nở, dẫn đến phá hủy của bê tông. Trong bê tông không cốt thép, ASR gây ra ' bản đồ vết nứt ' đặc trưng.

Xác định phản ứng kiềm - silica

Gel có thể có mặt trong các vết nứt và trong các hạt cốt liệu. Kỹ thuật tốt nhất để xác định ASR là kiểm tra bê tông ở mẫu lớp cắt mỏng, sử dụng kính hiển vi thạch học. Ngoài ra, các phần đánh bóng bê tông có thể được kiểm tra bằng kính hiển vi điện tử quét (SEM); điều này có lợi là gel có thể được phân tích bằng cách sử dụng phân tích tia X để khẳng định việc xác định không bị bất kỳ nghi ngờ nào.

Các điều kiện để phản ứng ASR xảy ra là:

- Hàm lượng kiềm đủ cao trong xi măng (hoặc kiềm từ các nguồn khác)

- Cốt liệu hoạt tính, ví dụ như: chert (chert là một loại đá trầm tích vi tinh chứa các hạt silica rất mịn)

- Nước; ASR sẽ không xảy ra nếu không có nước trong bê tông vì sự hình thành gel kiềm-silica đòi hỏi nước.

Việc sử dụng các chất pozzolan trong hỗn hợp bê tông để thay thế một phần xi măng có thể làm giảm khả năng xảy ra phản ứng ASR vì chúng làm giảm độ kiềm của dung dịch lỗ rỗng.

Với một số cốt liệu, độ giãn nở do ASR tăng theo tỷ lệ với khối lượng cốt liệu hoạt tính trong bê tông. Các cốt liệu khác cho thấy những gì được gọi là hiệu ứng "tối ưu"; nếu tỷ lệ cốt liệu phản ứng trong hỗn hợp thí nghiệm thay đổi, trong khi các yếu tố khác được giữ không đổi, độ giãn nở bê tông tối đa xảy ra ở một hàm lượng cốt liệu xác định. Tỷ lệ cao hơn hoặc thấp hơn của cốt liệu hoạt tính sẽ cho độ giãn nở thấp hơn.

Quá trình ASR được cho có một số khía cạnh tương tự như phản ứng pozzolanic, chẳng hạn như xảy ra bình thường trong bê tông có chứa tro bay (PFA). Tuy nhiên, có một sự khác biệt quan trọng. Trong phản ứng pozzolanic các hạt nhỏ pozzolanic nhỏ đang phản ứng trong một môi trường giàu Canxi, trong khi ASR xảy ra trong bê tông đã đạt cường độ và liên quan đến các hạt cốt liệu lớn hơn.

Cơ chế phản ứng pozzolanic được cho là quá trình trong đó các anion silicat được tách ra khỏi cốt liệu hoạt tính bởi các ion hydroxyl trong dung dịch lỗ rỗng. Các ion natri và kali là những ion có thể dễ dàng nhất để cân bằng các anion silicat và hình thành gel kiềm-silicat. Điều này có thể hấp thụ nước (thấm nước) và dịch chuyển. Gel kiềm-silicat không ổn định khi có mặt canxi và calcium silicate hydrate (C-S-H) được hình thành.

Trong phản ứng puzolanic, khi các hạt puzolan nhỏ được sử dụng để thay thế một phần xi măng. Do có nhiều canxi trong bê tông mới thi công, gel kiềm-silicat tạo thành một lớp mỏng xung quanh hạt pozzolan hoạt tính và nhanh chóng chuyển đổi thành C-S-H. Không gây nên giãn nở.

Trong trường hợp của ASR, phản ứng thường xảy ra rất muộn sau đó, có thể là hàng năm sau khi đã thi công bê tông. Các hạt cốt liệu lớn (lớn, nghĩa là so cỡ hạt xi măng và puzolan) tạo ra một lượng gel đáng kể, sau đó hấp thụ nước và giãn nở trong bê tông đã đóng cứng.

Vì bê tông đã đạt cường độ nên lượng canxi bị hạn chế vì hầu hết canxi đang liên kết trong các pha rắn ổn định. Tỷ lệ cung cấp canxi do đó không đủ để chuyển đổi gel nhanh chóng thành C-S-H. Sự giãn nở của gel vì hấp thụ nước, có thể gây tổn hại cho bê tông xung quanh. Theo thời gian, gel từ từ sẽ hấp thu canxi; cuối cùng thành phần của gel kiềm-silica có thể trở nên rất giống với calcium silicate hydrate trong hồ xi măng. Tuy nhiên, đến lúc đó, đã gây phá hủy cho bê tông.

Bê tông cường độ cao là một thế hệ bê tông mới có thêm các phẩm chất  được cải thiện thể hiện sự tiến bộ trong công nghệ vật liệu và kết cấu xây dựng

1. Khái niệm bê tông cường độ cao.

– Xét về cường độ chịu nén thì đó là bê tông cường độ cao (High Strength concrete), xét tổng thể các tính năng thì gọi là bê tông chất lượng cao. Bê tông chất lượng cao được gọi tắt theo người Anh là HPC (High Performace concretes), theo người Pháp là BHP (BET0NS A HAUTE PERORMANCES ).

– Bê tông cường độ cao (High Strength concrete) là loại bê  tông có cường độ chịu nén tuổi 28 ngày, lớn hơn 60 MPa, với mẫu thử hình trụ có  D = 15 cm , H = 30cm. Cường độ chịu nén sau 24 giờ ≥ 35 MPa, cường độ chịu  nén ở tuổi 28 ngày ≥ 60 MPa. Mẫu thử được chế tạo, dưỡng hộ, thử, theo các tiêu  chuẩn hiện hành.

Thành phần bê tông cường độ cao có thể dùng hoặc không dùng muội silic hoặc dùng kết hợp với tro bay. Khi sử dụng muội silic chất lượng bê tông được nâng cao hơn. 

Tiêu chuẩn của Bắc Mỹ qui  định bê tông cường  độ cao là loại bê tông có cường độ chịu nén ở tuổi 28 ngày ≥  42 MPa.

Theo CEB.FIP qui định bê tông chất lượng cao có cường độ nén sau 28 ngày tối thiểu là 60 MPa và có các tính năng vật lý và cơ học cao.     

Ngày nay trình độ kiến thức về loại bê tông này đã cho phép ứng dụng bê tông chất lượng cao trong công trình lớn, chủ yếu ở ba lĩnh vực: Các ngôi nhà nhiều tầng, các công trình biển và các công trình giao thông (cầu, đường, hầm). Các đặc tính cơ học mới của bê tông cường độ cao cho phép người thiết kế sáng tạo ra loại kết cấu mới có chất lượng cao hơn.

2. Các nguyên tắc cơ bản để chế tạo bê tông cường độ cao.

* Cải thiện cường độ vùng chuyển tiếp

– Khi tỷ lệ N/CKD = 0,4 – 0,7, cường độ bê tông thấp hơn cường độ vữa xi măng cùng tỷ lệ;

– Giảm tỷ lệ N/CKD;

– Chất siêu mịn: Muội silic, tro bay, metacaolanh, tro trấu có tác dụng  làm đầy và hoạt tính puzolan SiO2+Ca(OH)2 = C-S-H (phản ứng hút vôi).

– Phụ gia giảm nước mức độ cao đến 40%, qua đó làm giảm lượng nước, độ rỗng của hỗn hợp bê tông giảm làm cho bê tông có cường độ cao hơn.

Bê tông cốt liệu gốc silic là gì

Hình 1. Quan hệ giữa lượng phụ gia siêu dẻo và phụ gia khoáng theo khối lượng chất kết dính, độ chảy từ 210 – 230mm, N/CKD = 0.18.

Bê tông cốt liệu gốc silic là gì

Hình 2. Ảnh hưởng của hàm lượng FA đến sự phát triển của cường độ nén của bê tông theo thời gian, hàm lượng SF cố định 10%, N/CKD = 0.18

* Cải thiện cường độ đá xi măng.

– Các nguyên tắc ứng xử của vật liệu dòn, chẳng hạn như gốm, có thể được sử dụng để xác định quan hệ cấu trúc, tính chất của bê tông chất lượng cao.

 Sự phụ thuộc của cường độ chịu kéo vào độ rỗng: S=So.e-bp.                          

 Sự phụ thuộc của cường độ chịu nén với độ rỗng: fc’= fo’(1-p)m.

p- hệ số rỗng.

b- hệ số phụ thuộc vào kích thước và hình dạng của lỗ rỗng.

m- hệ số phụ thuộc lực liên kết giữa các tinh thể, hình dạng và kích thước của các hạt, lỗ rỗng, vết rạn khuyết tật và hàm lượng tạp chất.

* Sử dụng cốt liệu chất lượng cao

– Cải thiện chất lượng cốt liệu trong HPC cần được quan tâm đặc biệt. Nếu không, khi vùng chuyển tiếp và đá xi măng đã được cải thiện cường độ, cốt liệu lại trở thành “mắt xích” yếu nhất trong bê tông.

– Cải thiện chất lượng cốt liệu:

+ Lựa chọn loại đá gốc có cường độ > 120MPa;

+ Giảm Dmax: Tăng sự đồng nhất, trộn dễ dàng, hỗn hợp đồng đều;

+ Tối ưu hoá thành phần hạt: Cấp phối hạt sát với đường cong cấp phối lý thuyết;

+ Giảm hàm lượng tạp chất: Hạn chế lượng hạt dẹt và các hợp chất hữu cơ có hại.

Bê tông cốt liệu gốc silic là gì

Hình 3. Thành phần hạt của vật liệu sử dụng trong nghiên cứu.

* Cải thiện công nghệ

Sản xuất: Phải định lượng tốt, kiểm soát được độ ẩm của cốt liệu, lắp các xi lô phụ gia khoáng;

Thi công: Công tác vận chuyển, đổ bê tông, đầm, hoàn thiện và bảo dưỡng bê tông phải được thực hiện theo các quy trình .

3. Cấu trúc chung của bê tông sử dụng các cốt liệu truyền thống và vữa xi măng chất lượng cao để tạo ra bê tông cường độ cao.

 Ba đặc tính của vật liệu ảnh hưởng đến cấu trúc của BT CĐC là thành phần và cấu trúc vi mô của hồ XM, bản chất của liên kết giữa hồ XM – cốt liệu và chất lượng của cốt liệu trong điều kiện công nghệ và môi trường ít biến đổi. Cấu trúc bê tông cường độ cao cũng gồm 3 cấu trúc con tương tự như bê tông xi măng. Phần được cải thiện nhiều nhất là cấu trúc hồ XM và cấu trúc vùng tiếp giáp giữa hồ XM và cốt liệu. Cấu trúc cốt liệu về cơ bản là không biến đổi. Có lẽ đây là vùng kiến trúc bảo thủ nhất.

Cấu trúc của cốt liệu lớn tạo nên khung chịu lực cho bê tông, nó phụ thuộc vào cường độ bản thân cốt liệu lớn, tính chất cấu trúc (diện tiếp xúc giữa các hạt cốt liệu) và cường độ liên kết giữa các hạt. Thông thường, cường độ bản thân giữa các hạt có cấp phối hạt hợp lý đã giải quyết được các lỗ rỗng trong bê tông và tăng diện tích tiếp xúc giữa các hạt cốt liệu (giữa các hạt với nhau và các hạt xung quanh 1 hạt). Trong bê tông cường độ cao nên sử dụng các cốt liệu truyền thống và các chỉ dẫn chặt chẽ hơn.

4. Cấu trúc cốt liệu trong BT thường và BT cường độ cao.

BT dùng các chất kết dính vô cơ là các loại vật liệu đá nhân tạo, không nung. Thành phần bao gồm chất kết dính vô cơ, dung môi (nước), cốt liệu đá hay sỏi và phụ gia, được nhào trộn theo tỉ lệ nhất định, rắn chắc mà thành.

BT CĐC có tỉ lệ nước/XM=0,25. Sử dụng phụ gia siêu mịn là tro bay hoặc hạt silic siêu mịn.

 Sử dụng các cốt liệu truyền thống và vữa XM chất lượng cao để chế tạo ra BT CĐC. Cấu trúc cũng tương tự BT xi măng.

* Cốt liệu lớn và nhỏ có dạng khoáng thiên nhiên hay nhân tạo có hình dạng kích thước đặc trưng bề mặt cường độ rất khac nhau, tùy theo kích cỡ hạt từ 0,14-150mm (khi cỡ hạt 0,14 – 5mm  là cát và 5 – 150mm là sỏi hay đá dăm)

– Chiếm không gian làm giảm lượng dùng chất kết dính, hạ giá thành BT.

– Cốt liệu lớn làm khung chịu lực được hồ xi măng gắn kết lại.

– Cốt liệu nhỏ tăng nồng độ đặc, đảm bảo khả năng co ngót cho BT.

– Cát có thành phần hạt hợp lý sẽ tiết kiệm được XM, cường độ BT sẽ cao.

+ Lượng tạp chất trong cốt liệu ngăn cản liên kết giữa đá XM và vữa với bề mặt các hạt cốt liệu, gây ăn mòn, môi trường xâm thực đá xi măng và bê tông.

+Hạt nhỏ (bùn, bụi, sét) sẽ làm tăng dung lượng đá xi măng sử dụng trong bê tông. Hạt bụi, bùn, sét biến đổi thể tích lớn khi độ ẩm thay đổi, có thể dẫn đến phá hoại cấu trúc bê tông nên phải khống chế chặt chẽ.

 Cốt liệu thô (đá) và  nhỏ (cát) hình thành cấu trúc khung xương trong  BT cường độ cao. Về cơ bản vẫn dùng cốt liệu truyền thống để tạo, không có cải tiến lớn.

Cốt liệu nhỏ (cát) có mô đun

Cốt liệu thô (đá) quyết định cường độ và độ dẻo của BT CĐC phụ thuộc vào đường kính và hàm lượng cốt liệu.

BT có cường độ nén >75 Mpa thì kích thước cốt liệu nên giữ từ 12,7-9,5 mm. Kích thước 19,5-25,4 sử dụng BT nén từ 60-75MPa mẫu lập phương.

 Cốt liệu lý tưởng là cốt liệu sạch, dạng khối, có góc cạnh, được nghiền, hạt thoi dạt nhỏ nhất so với quy định hiện hành.

Cốt liệu thô là đá dăm được sản xuất từ đá gốc là đá phún xuất biến chất. Cường độ bão hòa nước lớn hơn hoặc bằng 2 lần cường độ BT. Dùng đá trầm tích có cường độ thấp hơn yêu cầu đó.

 Kích thước hạt lớn nhất 10-20mm theo Việt nam hoặc 9,5-25 theo Mỹ.

Phòng QLDA1

Quách Duy Quyết – ST