>>
Ảnh hưởng tro bay, Silica Fume và phụ gia siêu dẻo trong NM xi măng đến tính chất bê tông (P1)
>>
Ảnh hưởng tro bay, Silica Fume và phụ gia siêu dẻo trong NM xi măng đến tính chất bê tông (P2)
>>
Ảnh hưởng tro bay, Silica Fume và phụ gia siêu dẻo trong NM xi măng đến tính chất bê tông (P3)
4.5. Ảnh hưởng của FA, SF, hỗn hợp FA+SF đến độ bền kéo của bê tông
Tác động đến cường độ kéo của bê tông từ FA và SF cũng có xu hướng tương tự như với cường độ kháng nén. Khi tăng tỷ lệ w/b, hiệu quả làm tăng cường độ kéo của FA giảm, kể cả trong chất kết dính 2 thành phần (xi măng OPC + FA) và chất kết dính 3 thành phần (xi măng OPC + FA + SF). Khi có mặt SF, cường độ kéo của bê tông được cải thiện rõ rệt.
Biểu đồ cường độ kéo của các mẫu bê tông ở độ tuổi 7 ngày và 28 ngày được thể hiện trong các
Hình 11, 12, 13 dưới đây, ứng với các tỷ lệ w/b = 0,3; w/b = 0,4 và w/b = 0,45.
So sánh tỷ lệ độ bền kéo/độ bền nén, f
t/f
c, với độ bền nén f
c, của các mẫu bê tông dùng chất kết dính khác nhau: 100% xi măng OPC; xi măng OPC + FA; xi măng OPC + FA + SF, và chỉ so sánh các mẫu có f
c = 20 ÷ 70 MPa, kết quả như
Hình 14.
Từ
Hình 14 cho thấy: với cùng một mức cường độ nén f
c, giá trị f
t/f
c của bê tông có chất kết dính 2 thành phần và 3 thành phần luôn cao hơn bê tông có chất kết dính 100% xi măng OPC. Điều này được giải thích là do tác dụng của các hạt mịn FA và phản ứng pozzolanic của SF làm khối bê tông sít đặc hơn, các khung C-S-H vững chắc hơn giúp làm gia tăng cường độ kéo cho bê tông.
Một số công trình thực nghiệm cũng tìm ra công thức tương đối thể hiện quan hệ giữa độ bền kéo f
t và cường độ nén f
c. Trong đó thường được dùng nhất là công thức Neville:
ft = k*(fc)n (7)
Trong đó:
- f
t và f
c : độ bền kéo và nén (MPa) tương ứng, đo bằng viên mẫu tiêu chuẩn có kích thước Φ150mm × 300mm, ở 28 ngày tuổi;
- k và n là các hằng số của phân tích hồi quy. Giá trị của n nằm trong khoảng 0,5 - 0,75.
Trong nghiên cứu này, các mẫu bê tông đúc theo tiêu chuẩn ASTM, là hình lập phương, kích thước 100mm. Đây cũng là mẫu đúc phổ biến trên thực tế khi muốn kiểm tra cường độ bê tông. Do đó, có thể quy đổi cường độ các mẫu lập phương 100mm về cường độ các mẫu hình trụ Φ150mm × 300mm bằng cách nhân với hệ số 0,83. Sau đó, dùng phương pháp hồi quy để tìm ra hàm số quan hệ giữa ft và fc của tất cả các mẫu bê tông nghiên cứu. Kết quả, giá trị phù hợp nhất của n là n = 0,75, tin cậy với hơn 90% mẫu.
Như vậy, hàm số quan hệ giữa f
t và f
c tìm được, ở các độ tuổi mẫu 7 ngày và 28 ngày, cụ thể như sau:
ft,7 = 0,19*fc0,75 (8)
ft,28 = 0,23*fc0,75 (9)
Trong một số nghiên cứu khác, giá trị tối ưu nhất của n tìm được có sự khác biệt, vượt ra khỏi khoảng giá trị 0,5 ÷ 0,75. Nghiên cứu năm 2005 của các tác giả Bhanja and Sengupta đưa ra giá trị n tối ưu là n = 0,717. Năm 2008, tác giả Also Selim lại đưa ra n = 0,948. Do đó, giá trị = 0,75 trong công trình này chỉ có tính chất tham khảo, chỉ đúng với đa số các mẫu đã thực hiện của công trình.
5. Kết luận
Từ các kết quả và thảo luận đã nêu, có thể tổng hợp thành các kết luận như sau:
- Sử dụng chất kết dính 3 thành phần gồm xi măng OPC + FA + SF cho kết quả tối ưu nhất về cường độ, cao hơn so với sử dụng chất kết dính 100% xi măng OPC và cao hơn so với sử dụng chất kết dính 2 thành phần (xi măng OPC + FA hoặc xi măng OPC + SF). Việc SF và FA thay thế một phần xi măng OPC cũng đem lại những hiệu quả về kinh tế và môi trường hơn là sử dụng 100% xi măng OPC. Tỷ lệ sử dụng phụ gia siêu dẻo cũng thấp hơn.
- Có thể dùng ít xi măng OPC hơn, với tỷ lệ w/b thấp hơn mà vẫn cho cường độ bê tông tương đương với mẫu có tỷ lệ xi măng OPC cao hơn, ở tỷ lệ w/b cao hơn;
- Khi thay thế 20% xi măng OPC bằng 10%FA và 10%SF, bê tông vẫn cho cường độ ban đầu (7 ngày) tương đương với mẫu dùng 100% xi măng OPC. Cường độ dài ngày (28 ngày, 56 ngày) cũng cao hơn bê tông dùng 100% xi măng OPC, ở tất cả các tỷ lệ w/b (0,3 hoặc 0,4 hoặc 0,45);
- Nếu chấp nhận cường độ ban đầu của bê tông thấp hơn, nhưng cường độ 28 ngày vẫn tương đương, thì có thể thay thế nhiều hơn 20% xi măng OPC bằng hỗn hợp FA + SF (có thể thay thế đến 50% xi măng OPC), với tỷ lệ w/b thấp hơn;
- Khi được sử dụng đồng thời với nhau trong chất kết dính 3 thành phần, nhờ hiệu ứng tương tác Synergic, FA và SF cho hiệu quả làm tăngcường độ bê tông cao hơn khi sử dụng riêng lẻ. Nói cách khác, xi măng chứa đồng thời cả FA và SF cho bê tông có cường độ cao hơn xi măng chỉ chứa 1 trong 2 cấu tử đó;
- Xi măng 3 thành phần không những làm tăng cường độ nén của bê tông mà còn giúp cải thiện cường độ kéo, nhờ phản ứng pozzolanic.
(Hết)
Quỳnh Trang (Theo TTKHKT Xi măng)