Bê tông geopolymer tro bay co ngót thế nào dùng cốt liệu xỉ thép?

 Bài báo trình bày kết quả nghiên cứu về co ngót của bê tông geopolymer tro bay sử dụng hoàn toàn cốt liệu xỉ thép (GPCS) có cường độ chịu nén đặc trưng f’c = 25 MPa (GPCS25), 30 MPa (GPCS30), 35 MPa (GPCS35). Đồng thời, kết quả được so sánh với co ngót của bê tông geopolymer tro bay sử dụng cốt liệu tự nhiên (đá dăm, cát sông) (GPC30) và bê tông xi măng truyền thống có f’c = 30 MPa (OPC30). Kết quả cho thấy xu hướng chung là co ngót phát triển mạnh trong khoảng 21 ngày đầu và thời gian sau giảm dần. Trong đó, GPCS35 có mức độ co ngót khô thấp nhất. Phương trình hồi quy co ngót theo thời gian cũng được thiết lập. Co ngót của GPCS30 ít hơn so với GPC30 và OPC30. Do sự có mặt của cốt liệu xỉ thép trong hỗn hợp đã góp phần tạo nên những nét đặc trưng về co ngót cho GPCS. Đây là một chỉ tiêu rất quan trọng trong việc tính toán kích thước của cấu kiện, đặc biệt đối với khẩu độ tấm của mặt đường cứng.

Thí nghiệm đo co ngót

ĐẶT VẤN ĐỀ

Co ngót là sự thay đổi thể tích của bê tông theo thời gian. Không giống như từ biến, co ngót không phụ thuộc vào ngoại lực tác dụng lên bê tông. Có nhiều tác giả đã phân loại các dạng co ngót. Theo Neville A. M [8] đã chỉ ra có ba loại co ngót gồm: co ngót dẻo, co ngót do cacbonat hóa và co ngót khô. Co ngót dẻo xảy ra khi bê tông bị mất nước hay bốc hơi nước do bị hút bởi lớp đất hay bê tông phía dưới. Co ngót do cacbonat hóa xảy ra khi cacbon đioxit phản ứng thủy hóa với xi măng. Co ngót khô xảy ra khi mất nước trong các lỗ rỗng của gel xi măng trong suốt quá trình khô. Co ngót khô đóng vai trò quan trọng trong co ngót tổng cộng của bê tông. Gilbert [5] lại chia co ngót thành bốn loại co ngót gồm: co ngót dẻo, co ngót hóa học, co ngót nhiệt và co ngót khô. Co ngót dẻo cũng được định nghĩa như Neville, xảy ra trong bê tông ướt hoặc khi bê tông vẫn ở trạng thái dẻo do mất nước do bay hơi hoặc do sự hút nước của lớp bên dưới. Co ngót hóa học được gây ra bởi các phản ứng hóa học khác nhau trong xi măng, bao gồm cả co ngót do hydrat hóa. Trong khi co ngót nhiệt có liên quan trực tiếp đến việc giải phóng nhiệt của phản ứng thủy hóa khi xi măng. Co ngót khô là sự giảm thể tích chủ yếu do mất nước trong quá trình khô. Co ngót khô thường chiếm tỷ lệ lớn nhất trong tổng độ co ngót dài hạn. Hiện nay, ngoại trừ cách xác định co ngót tổng cộng và co ngót khô tính theo sự thay đổi chiều dài mẫu thì cơ chế và cách xác định từng loại co ngót còn lại của bê tông xi măng vẫn chưa được làm rõ.

Bê tông geopolymer có cơ chế co ngót cũng hoàn toàn tương tự như các loại vật liệu sử dụng các chất kết dính vô cơ. Co ngót của bê tông geopolymer bao gồm: co ngót khô và co ngót nội sinh (co ngót liên kết). Tuy nhiên, chi tiết về các cơ chế này đến nay vẫn chưa thực sự được làm rõ.

Co ngót khô là sự giảm thể tích của bê tông do mất nước vì nước bị thoát ra ngoài bề mặt do rỉ hoặc có thể bị hấp thụ do môi trường xung quanh. Mức độ co ngót khô phụ thuộc vào độ rỗng bên trong của hỗn hợp. Mối liên kết giữa độ rỗng và nước bên trong bị ảnh hưởng bởi sự dịch chuyển của độ ẩm như sự rò rỉ nước gây nên co ngót khô. Độ lớn co ngót khô phụ thuộc nhiều vào lượng nước mất và tỷ lệ bay hơi. Trong điều kiện thực tế, sự mất nước không bao giờ kết thúc, đầu tiên vì độ ẩm tương đối thường khá cao, sau đó là do độ lớn của các hạt và sự mất nước xảy ra rất chậm.

Co ngót nội sinh (co ngót liên kết) là sự co ngót do sự thay đổi bên trong khi không có sự mất mát độ ẩm với môi trường xung quanh. Yếu tố chính ảnh hưởng đến co ngót nội sinh là co ngót hóa học do phản ứng geopolymer hóa. Khi thay đổi vật liệu thành phần chế tạo bê tông thường sẽ dẫn đến sự thay đổi tương tác hóa lý và tạo nên cơ chế, kết quả co ngót mới.

Căn cứ trên cơ sở đó, bài báo trình bày nội dung về co ngót khô của bê tông gepolymer tro bay sử dụng hoàn cốt liệu xỉ thép thông qua đo co ngót tổng cộng và co ngót liên kết theo Tiêu chuẩn UNI11307:2008 [11]. Kết quả được so sánh với co ngót của bê tông geopolymer tro bay sử dụng cốt liệu tự nhiên và bê tông xi măng truyền thống có cùng cấp cường độ chịu nén. Tác giả: PGS. TS. ĐÀO VĂN ĐÔNG; ThS. NCS. TRỊNH HOÀNG SƠN - Trường Đại học Công nghệ Giao thông vận tải

Nội dung bài khoa học tại đây.