Ảnh hưởng của điều kiện phơi nhiễm đến độ bền sunfat của bê tông hạt nhỏ sử dụng tro bay và xỉ lò cao

Tác giả: ThS. NGUYỄN TẤN KHOA; TS. HỒ VĂN QUÂN - Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật - Đại học Đà Nẵng; KS. ĐỖ NHUẬN - Văn phòng huyện Mộ Đức, tỉnh Quảng Ngãi; PGS. TS. NGUYỄN THANH SANG - Trường Đại học Giao thông vận tải

Cường độ chịu nén của các loại BTHN

Độ bền sunfat là tính chất quan trọng cần được đáp ứng của các kết cấu bê tông (KCBT) và bê tông cốt thép (BTCT) trong các môi trường xâm thực như môi trường biển, khu công nghiệp, nước ngầm... Bê tông bị ăn mòn sunfat sau một thời gian thường bị nứt vỡ, các vết nứt này tạo điều kiện thuận lợi cho các chất có hại khác thâm nhập vào bê tông tiếp tục ăn mòn bê tông và cốt thép, làm suy giảm khả năng chịu lực và tuổi thọ của KCBT, gây thiệt hại về kinh tế và rất khó xử lý [1,2]. Các ion sunfat thâm nhập vào bê tông và phản ứng với các hợp chất trong bê tông tạo thành thạch cao (CaSO4.2H2O) và ettringite (3CaO.Al2O3.3CaSO4.32H2O), thạch cao và ettringite trương nở thể tích tạo ra nội ứng suất dẫn đến nứt và phá hủy KCBT. Ăn mòn sunfat còn làm hòa tan thành phần CSH tạo ra thaumasite (CaCO3.CaSO4.CaSiO3.15H2O) làm suy giảm sự dính kết, mềm hóa và tan rã bê tông [3].

Độ bền sunfat của bê tông phụ thuộc vào nhiều yếu tố như tính thấm, loại chất kết dính, tỷ lệ nước - chất kết dính (N/CKD), môi trường và điều kiện phơi nhiễm (ĐKPN) [4]. Các KCBT ở môi trường sunfat thường bị ngập hoàn toàn, ngập một phần hoặc tiếp xúc theo chu kỳ khô ướt. Trong đó, điều kiện ngập một phần và theo chu kỳ khô ướt được cho nguy hiểm hơn so với ngập hoàn toàn [5,6].

Hiện nay, việc sử dụng các phụ gia khoáng (PGK) như xỉ lò cao nghiền mịn (XL) và tro bay (TB) được xem là giải pháp hiệu quả, thân thiện với môi trường để cải thiện độ bền sunfat của bê tông. TB có tác dụng giảm độ thấm nước, cải thiện cường độ lâu dài và độ bền sunfat của bê tông, trong khi đó XL làm tăng độ đặc chắc, giảm thấm clorua và cải thiện độ bền sunfat của bê tông [7,8].

BTHN là loại bê tông không sử dụng hoặc sử dụng rất ít đá dăm, chỉ dùng cát và các PGK để làm chất độn và thay thế xi măng [10]. Việc nghiên cứu và ứng dụng BTHN hiện đang là định hướng mới ở Việt Nam để góp phần đa dạng nguồn cung ứng bê tông cho lĩnh vực xây dựng trên cơ sở tận dụng nguồn cát mịn dồi dào ở các vùng ven biển và các phụ phẩm công nghiệp sẵn có [11,12].

Bài báo trình bày ảnh hưởng của ĐKPN sunfat, loại PGK đến ĐGN và sự thay đổi khối lượng của các loại BTHN. Cường độ nén và độ rỗng của các loại BTHN cũng được nghiên cứu để làm rõ hơn vai trò của XL và TB trong BTHN.

Mời độc giả xem nội dung đầy đủ bài khoa học tại đây