Nghiên cứu ảnh hưởng của thành phần cấp phối đến tính chất của bê tông geopolymer tự lèn

Nghiên cứu ảnh hưởng của thành phần cấp phối đến tính chất của bê tông geopolymer tự lèn Nghiên cứu ảnh hưởng của thành phần cấp phối đến tính chất của bê tông geopolymer tự lèn Nghiên cứu ảnh hưởng của thành phần cấp phối đến tính chất của bê tông geopolymer tự lèn Nghiên cứu ảnh hưởng của thành phần cấp phối đến tính chất của bê tông geopolymer tự lèn

CƠ SỞ LÝ THUYẾT

CÔNG NGHỆ GEOPOLYMER

2.1.1 Tổng quan về vật liệu Geopolymer

Khái niệm "Geopolymer" được giới thiệu lần đầu bởi giáo sư Joseph Davidovits vào năm 1979, dựa trên phản ứng của các vật liệu alumino silicat Nguyên liệu chính để chế tạo geopolymer bao gồm hai thành phần quan trọng.

+ Nguyên liệu alumino silicat co Si và Al: nguồn gốc tự nhiên như meta cao lanh hoặc sản phẩm phế thải của công nghiệp như tro bay, xỉ

+ Chất kiểm như NaOH, KOH, Ca(OH)2

Khi hai thành phần chính tương tác ở nhiệt độ phòng, vật liệu alumino silicat nhanh chóng hòa tan trong dung dịch kiềm, tạo thành tứ diện SiO4 và AlO4 Trong quá trình này, nước được tách ra, dẫn đến việc hình thành các cụm tứ diện SiO4 và AlO4 liên kết với nhau qua nguyên tử oxi, tạo ra các monomer Si-Si và Si-Al trong pha lỏng Các monomer này sau đó trùng ngưng, hình thành khung mạng alumino silicat ba chiều Cuối cùng, quá trình liên kết các hạt rắn vào mạng geopolymer, làm rắn hóa toàn bộ hệ thống trong cấu trúc polymer rắn cuối cùng.

Davidovits (1978) đã giới thiệu thuật ngữ Geopolymer để chỉ một loại polymer mới được tổng hợp từ các khoáng vật thuộc nhóm Aluminoilicate Geopolymer chủ yếu bao gồm các nguyên tố Si 2+, Al 3+ và O 2, có nguồn gốc từ khoáng sản tự nhiên như đất sét, cao lanh, đá fenpat, hoặc từ sản phẩm phụ trong sản xuất như tro bay và xỉ lò cao Đặc biệt, vật liệu Geopolymer khác biệt với polymer thông thường nhờ vào cấu trúc mạng không gian vô định hình của nó.

Cấu trúc vô định hình của Geopolymer chủ yếu hình thành từ lưới Alumino-Silico, hay còn gọi là Poly-sialate Sialate, viết tắt của Silic-Oxy-Nhôm, tạo nên các cầu nối –Si-O-Al-, hình thành bộ khung không gian vững chắc bên trong cấu trúc Khung Sialate bao gồm các tứ diện SiO và AlO4 được kết nối xen kẽ với nhau.

Các ion dương như Na+, K+, Li+, Ca2+, Ba2+, NH4+ và H3O- cần có mặt trong các hốc của khung để cân bằng điện tích với Al3+ Sự hiện diện của các ion này giúp hình thành monomer mới theo phương trình đã đề cập.

Hình 2.1: Cấu trúc vô định hình của Geopolymer [33]

Quá trình tổng hợp vật liệu Geopolymer diễn ra thông qua việc Geopolymer hóa các nguyên vật liệu aluminosilicate ban đầu bằng dung dịch hoạt hóa kiềm Quá trình này rất phức tạp và chưa được mô tả rõ ràng, với các bước phản ứng không diễn ra tuần tự mà thường xảy ra đồng thời và chồng lắp lên nhau, gây khó khăn trong việc phân biệt và khảo sát từng bước phản ứng riêng biệt (Palomo et al 1999) [34].

Phản ứng hóa học của quá trình Geopolymer có thể diễn ra theo 1 trong 2 phương trình (2.2) hoặc (2.3) sau [34, 35]

Hình 2.2: Phản ứng hóa học của quá trình Geopolymer [35]

Theo D.Hardjito (2005), quá trình phản ứng hóa học tạo thành Geopolymer có thể được phân ra thành các bước chính sau :

+ Hòa tan các phân tử Si và Al trong nguyên liệu nhờ vào các ion hydroxide trong dung dịch

+ Định hướng lại các ion trong dung dịch tạo thành các monomer

+ Đóng rắn các monomer thông qua các phản ứng trùng ngưng polymer để tạo thành các cấu trúc polymer vô cơ

Glukhovshy đã đề xuất một cơ chế tổng quát cho sự hoạt hóa kiềm đối với vật liệu chứa oxit silic và oxit nhôm hoạt tính Gần đây, nhiều tác giả đã mở rộng lý thuyết này, áp dụng vào lĩnh vực tổng hợp zeolite và giải thích quá trình Geopolymer hóa Cơ chế phản ứng mô tả quá trình chuyển hóa từ vật liệu alumosilicat rắn sang vật liệu kiềm alumosilicat tổng hợp, với các quá trình có thể diễn ra tuần tự hoặc đồng thời.

Hình 2.3 Sơ đồ mô phỏng sự hoạt hóa vật liệu alumosilicate [36]

Alumosilicat rắn hòa tan trong dung dịch kiềm tạo ra các hợp chất silicat và hợp chất nhôm Quá trình hòa tan các phân tử rắn trên bề mặt đã giải phóng các thành phần quan trọng.

Hợp chất silicat và hợp chất nhôm tham gia vào dung dịch là cơ chế chuyển hóa của các phân tử rắn trong quá trình Geopolymer hóa.

Các hợp chất được giải phóng từ bề mặt hạt rắn qua quá trình hòa tan trong dung dịch sẽ kết hợp lại trong pha lỏng, tạo thành hỗn hợp silicate, aluminate và aluminosilicate Những hợp chất aluminosilicate vô định hình hòa tan nhanh chóng trong môi trường pH cao, dẫn đến sự hình thành dung dịch aluminosilicate quá bão hòa Khi dung dịch trở nên đặc hơn, các gel oligomer bắt đầu hình thành và tạo thành mạng lưới lớn Quá trình hòa tan này cũng giải phóng nước, đóng vai trò là chất trung gian phản ứng, nhưng nước được giải phóng lại tồn tại bên trong gel Gel này có cấu trúc gồm hai pha: chất rắn aluminosilicate và nước.

Thời gian cần thiết để dung dịch aluminosilicate đạt trạng thái bão hòa và hình thành gel phụ thuộc vào loại vật liệu ban đầu, quá trình phản ứng, thành phần dung dịch và các điều kiện tổng hợp khác nhau Tuy nhiên, cũng có những hệ thống không bao giờ hình thành gel.

Sau khi gel hình thành, hệ thống tiếp tục tổ chức lại, tạo ra mạng lưới aluminosilicate ba chiều ngày càng gia tăng Hình 2.3 mô tả sự hiện diện của nhiều giai đoạn gel Quá trình hòa tan, hình thành nhân của vật liệu aluminosilicate và sự tạo thành các dạng polymer phụ thuộc vào các thông số nhiệt động và động học trong hai bước đầu của quá trình theo Glukhovsky.

2.1.3 Cơ sở hóa học của công nghệ Geopolymer sử dụng tro bay

Trong công nghệ geopolymer sử dụng tro bay, tốc độ phản ứng và vi cấu trúc của sản phẩm phụ thuộc vào nhiều yếu tố, bao gồm kích thước hạt, thành phần khoáng của tro bay, dung dịch kích hoạt và thời gian hằng nhiệt.

Hình 2.4 Hình ảnh SEM các trạng thái vi hạt của tro bay [39]

(a) Tro bay ban đầu (b) Tro bay được kích hoạt với NaOH (c) Tro bay được kích hoạt với Na2SiO3

Hình ảnh vi cấu trúc của tro bay được phân tích qua phương pháp SEM cho thấy hình thái đặc trưng ban đầu là những tinh thể hình cầu với kích thước khác nhau, thường rỗng và chứa các hạt nhỏ hơn Dưới tác động của dung dịch kiềm và thời gian hằng nhiệt, vi cấu trúc của tro bay thay đổi, hình thành gel Natri-Silicat mới qua quá trình đóng rắn Tuy nhiên, phản ứng này diễn ra không hoàn toàn nhanh chóng, vẫn còn một số thành phần tro bay phản ứng chậm.

Hình 2.5 Mô hình miêu tả kích hoạt kiềm tro bay (Fernandez Jimanez et al.2005) [36]

Mô hình hạt tro bay khi bị kích hoạt kiềm bắt đầu bằng việc kiềm hóa một điểm nhỏ trên bề mặt, sau đó lan rộng và tạo thành lỗ lớn, tiếp tục phản ứng với các hạt nhỏ hơn bên trong Phản ứng diễn ra nhanh chóng theo hai chiều từ ngoài vào trong và ngược lại, cho đến khi hạt tro bay được kiềm hóa hoàn toàn Cơ chế phản ứng ở giai đoạn này là hòa tan, kết nối các hạt nhỏ bên trong với hạt lớn hơn, tạo thành ma trận dày đặc Quá trình này không đồng nhất giữa các gel tạo thành, phụ thuộc vào sự phân bố kích thước hạt và nồng độ dung dịch tại từng vị trí.

ĐẶC TÍNH BÊ TÔNG GEOPOLYMER

Bê tông geopolymer là loại bê tông sử dụng chất kết dính kiềm hoạt hóa, trong đó nước chỉ đóng vai trò tạo tính công tác và không tham gia vào cấu trúc Geopolymer Điều này khác biệt so với bê tông xi măng, nơi nước cần thiết cho quá trình thủy hóa Nhiều nghiên cứu cho thấy rằng việc bảo dưỡng nhiệt cho bê tông geopolymer sử dụng tro bay có thể cải thiện tính chất của vật liệu này.

Hàm lượng vôi thấp mang lại cường độ cao, giảm co ngót và biến dạng, đồng thời có khả năng chịu ăn mòn sunphat và axit tốt Điều này giúp vật liệu này trở thành lựa chọn lý tưởng cho nhiều ứng dụng trong cơ sở hạ tầng.

Về khả năng chịu lực, Bê tông Geopolymer sử dụng tro bay có thể cho cường độ cao sau vài giờ phản ứng kiềm (60-70 Mpa sau 24h) [37]

Bê tông Geopolymer nổi bật với tính bền vượt trội, có khả năng chịu hóa chất và nhiệt độ tốt trong cả môi trường bình thường lẫn khắc nghiệt Nghiên cứu tại Trường đại học Curtin đã chỉ ra rằng bê tông geopolymer có độ bền cao khi đối mặt với tác động ăn mòn mạnh mẽ từ môi trường ẩm khô và các muối sunphat Kết quả cho thấy bê tông geopolymer không chỉ có khả năng chịu ăn mòn hóa học tốt mà còn đặc biệt xuất sắc trong việc chống lại axit.

Khả năng gắn kết của bê tông geopolymer với cốt thép đã được nghiên cứu và cho thấy tương đương hoặc cao hơn so với bê tông xi măng sunphat Tuy nhiên, bê tông geopolymer chế tạo từ Mê ta cao lanh thường cần nhiều nước, dẫn đến tăng lỗ rỗng và độ mềm không phù hợp cho nhiều ứng dụng xây dựng thực tế Hiện tại, có rất ít nghiên cứu về việc sử dụng bê tông geopolymer kết hợp với cốt sợi.

ĐẶC ĐIỂM VÀ VẬT LIỆU CHẾ TẠO BÊ TÔNG TỰ LÈN

Bê tông tự lèn là loại bê tông có khả năng chảy dưới trọng lực của chính nó, giúp làm đầy hoàn toàn cốp pha, kể cả những khu vực có cốt thép dày đặc mà không cần bất kỳ tác động cơ học nào Điều này đảm bảo tính đồng nhất của bê tông, cho phép nó tự lèn chặt và lấp đầy mọi góc cạnh của cốp pha chỉ bằng trọng lượng bản thân, mà không cần phải đầm trong quá trình đổ.

2.3.1 Ðặc điểm của bê tông tự lèn

Bê tông tự lèn, tương tự như bê tông thông thường, được sản xuất từ các thành phần như chất kết dính xi măng, cốt liệu, nước và phụ gia Điểm khác biệt chính trong công nghệ thi công bê tông tự lèn là quy trình không sử dụng chấn động để lèn chặt bê tông.

Bê tông tự lèn cần đạt khả năng chảy cao và không bị phân tầng để làm đầy cốp pha bằng trọng lượng bản thân Đặc trưng cơ bản của loại bê tông này là sự cân bằng giữa độ chảy và tính ổn định của hỗn hợp Để đạt được điều này, bê tông tự lèn phải đáp ứng các yêu cầu cụ thể.

Sử dụng phụ gia siêu dẻo giúp tăng khả năng chảy dẻo cho hỗn hợp bê tông, trong khi việc thêm hàm lượng lớn phụ gia mịn sẽ cải thiện độ linh động của vữa xi măng Đặc biệt, hàm lượng cốt liệu lớn trong bê tông này thường thấp hơn so với bê tông thông thường.

Ngoài các đặc tính cơ bản nói trên, đặc tính chế tạo và thi công của bê tông tự lèn cũng khác so với bê tông thường như sau:

+ Sự bắt đầu và kết thúc ninh kết của bê tông tự lèn có khuynh hướng chậm hơn so với bê tông thường

+ Khả năng bơm của bê tông tự lèn cao hơn so với bê tông thường

Bê tông tự lèn yêu cầu kiểm tra chất lượng, kiểm tra sản xuất và kiểm tra thi công nghiêm ngặt hơn so với bê tông thông thường, do sự nhạy cảm lớn dẫn đến dao động chất lượng và sự cố trong quá trình trộn vật liệu.

+ Do không thực hiện việc rung động làm chặt, yêu cầu quan tâm đến thời gian duy trì chất lượng cũng như độ chảy lớn hơn bê tông thường

2.3.2 Vật liệu chế tạo bê tông tự lèn

Nguyên vật liệu chính để chế tạo bê tông tự lèn bao gồm xi măng, phụ gia mịn, cốt liệu nhỏ, cốt liệu lớn và phụ gia siêu dẻo Chất lượng bê tông tự lèn phụ thuộc vào chất lượng của các nguyên vật liệu này Hiện nay, nguồn nguyên liệu chế tạo bê tông ở Việt Nam rất phong phú, tuy nhiên, trước khi sử dụng, cần lựa chọn và kiểm tra chất lượng vật liệu một cách hiệu quả Đặc biệt, trong chế tạo bê tông tự lèn, một số chỉ tiêu về vật liệu cần được yêu cầu ở mức cao hơn so với bê tông thông thường.

2.3.3 Yêu cầu kỹ thuật bê tông tự lèn a Tính năng chảy dẻo cao:

Hỗn hợp bê tông có khả năng làm đầy với tính chảy dẻo cao và không bị phân tầng b Tính năng tự lèn:

Có khả năng chảy qua các thanh cốt thép có kích thước tương tự như thực tế hoặc theo 3 mức tự lèn như sau:

Mức 1 của hỗn hợp bê tông thể hiện khả năng tự lèn trong các khu vực có mật độ cốt thép cao, với khoảng cách thông thuỷ giữa các thanh cốt thép từ 35 đến 60 mm.

Mức 2 đề cập đến khả năng tự lèn của hỗn hợp bê tông trong các khu vực có mật độ cốt thép trung bình, với khoảng cách thông thuỷ giữa các thanh cốt thép từ 60 đến 200 mm.

Mức 3 đề cập đến khả năng tự lèn của hỗn hợp bê tông trong các khu vực có mật độ cốt thép thấp, với khoảng cách thông thuỷ giữa các thanh cốt thép lớn hơn 200 mm.

VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM

NGUYÊN VẬT LIỆU

Tro bay được thu thập từ nhà máy nhiệt điện Duyên Hải Trà Vinh, loại F theo tiêu chuẩn ASTM C618, có khối lượng riêng 2,5 g/cm³ và độ mịn đạt 66% với kích thước lỗ sàng 0,05 mm Thành phần hóa học của tro bay được trình bày chi tiết trong Bảng 3.1.

Bảng 3.1 Thành phần hóa học của tro bay loại F [37]

Thành phần hóa học SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO SO3 MKN

Kết quả thí nghiệm cho thấy tổng phần trăm hóa học của (SiO2 + Al2O3 + Fe2O3) lớn hơn 70% và phần trăm CaO nhỏ hơn 10% Điều này đáp ứng tiêu chuẩn tro bay theo ASTM C618-94a, chứng tỏ rằng tro bay từ nguồn cung cấp này có hoạt tính cao và phù hợp cho nghiên cứu.

Hình 3.1 Tro bay nhà máy nhiệt điện Duyên Hải Trà Vinh

Cát sông được sử dụng từ nguồn cát sông Đồng Tháp được thí nghiệm thỏa mãn các yêu cầu của TCVN 7572:2006 “Cát xây dựng – Yêu cầu kỹ thuật”

Hình 3.2 Biểu đồ thành phần hạt cát Bảng 3.2 Kết quả thí nghiệm cát sông

STT Tên chỉ tiêu thí nghiệm Đơn vị PP thử nghiệm Kết quả

1 Khối lượng riêng g/cm 3 TCVN7572-4:2006 2,621

2 Khối lượng thể tích xốp kg/m 3 TCVN7572-4:2006 1,358

3 Hàm lượng hạt < 0.14mm % TCVN7572-2:2006 9,47

5 Tạp chất hữu cơ - TCVN7572-9:2006 Ngang màu chuẩn

6 Kiềm Slic - TCVN7572-14:2006 Vùng cốt liệu vô hại

7 Hàm lượng bụi bùn, sét, bẩn % TCVN7572-8:2006 1,4

Cát nghiền được sản xuất từ mỏ đá Tân Cang đã được kiểm tra và đáp ứng đầy đủ các tiêu chuẩn của TCVN 7572:2006 về yêu cầu kỹ thuật cho cát xây dựng.

Hình 3.4 Thành phần hạt cát nghiền

Bảng 3.3 Kết quả thí nghiệm cát nghiền

STT Tên chỉ tiêu thí nghiệm Đơn vị PP thử nghiệm Kết quả

1 Khối lượng riêng g/cm 3 TCVN7572-4:2006 2,711

2 Khối lượng thể tích xốp kg/m 3 TCVN7572-4:2006 1,342

3 Hàm lượng hạt < 0.14mm % TCVN7572-2:2006 9,93

5 Tạp chất hữu cơ - TCVN7572-9:2006 Ngang màu chuẩn

6 Kiềm Slic - TCVN7572-14:2006 Vùng cốt liệu vô hại

7 Hàm lượng bụi bùn, sét, bẩn % TCVN7572-8:2006 1,01

Thí nghiệm được thực hiện với cốt liệu lớn có kích thước tối đa Dmax = 20 mm, tuân thủ tiêu chuẩn TCVN 7570:2006 về cốt liệu cho bê tông và vữa Đá sử dụng trong thí nghiệm là đá sạch, đã được sấy khô và có kích thước hạt thô Các tính chất cơ lý như khối lượng riêng, khối lượng thể tích và thành phần hạt cũng được kiểm tra theo tiêu chuẩn TCVN.

Bảng 3.4 Kết quả thí nghiệm đá

STT Kích thước lỗ sàng

Khối lượng hạt tích lũy trên sàng (g)

Phần trăm khối lượng hạt tích lũy trên sàng

Hình 3.6 Biểu đồ thành phần hạt đá

Hỗn hợp dung dịch kiềm kích hoạt, bao gồm Natri Hydroxyt (NaOH) và thủy tinh lỏng (Na2SiO3), đóng vai trò quan trọng trong việc thúc đẩy quá trình geopolymer hóa.

Dung dịch NaOH được tạo ra bằng cách hòa tan NaOH dạng vảy khô vào nước để đạt nồng độ mol mong muốn Sau khi cho NaOH vào nước, cần dùng đũa thủy tinh khuấy đều cho đến khi NaOH hoàn toàn tan, từ đó hình thành dung dịch NaOH.

Dung dịch sodium hydroxide (NaOH) được tạo ra bằng cách hòa tan NaOH dạng vảy rắn vào nước với nồng độ 12 Mole Sản phẩm thu được có độ tinh khiết trên 90% và khối lượng riêng đạt 2130 kg/m³.

Nước sạch được sử dụng để tạo dung dịch và pha loãng, giúp tăng độ ẩm và tính dẻo cho quá trình Geopolymer hiệu quả hơn Dung dịch pha trộn có màu trắng đục và không có mùi.

Hình 3.8 Dung dịch Sodium Hydroxit NaOH ở dạng vảy khô và dung dịch sau khi pha với nước

3.1.4.2 Dung dịch thủy tinh lỏng ( Na 2 SiO 3 )

Dung dịch thủy tinh lỏng (Na2SiO3) là một chất lỏng màu trắng đục, có tính sệt và dễ hòa tan trong nước Loại dung dịch này nổi bật với khả năng tác dụng trong nhiều ứng dụng khác nhau.

Dung dịch thủy tinh lỏng trong môi trường kiềm có khả năng kích hoạt, giúp tăng tốc quá trình phân hủy các hạt tro bay Điều này cho phép việc xử lý các chất ở dạng rắn, lỏng và khí diễn ra hiệu quả hơn.

Dung dịch thủy tinh lỏng có tỉ lệ SO2/Na2O= 2,5 (modun silic), %Na2O

,8; %SiO2 = 29,5 và nước 58,7% theo khối lượng

Hình 3.9 Dung dịch thủy tinh lỏng ( Na2SiO3)

Phụ gia Roadcon – SR 5000F (5000F) do Công ty Cổ phần SILAKROAD cung cấp đã được kiểm tra chất lượng nghiêm ngặt Phụ gia này có khả năng giảm nước, kéo dài thời gian ninh kết và tăng cường độ bền cho bê tông, giúp cải thiện hiệu suất xây dựng.

Hình 3.10 Kết quả thí nghiệm

Hình 3.11 Phụ gia Roadcon – SR 5000F

Phụ gia MasterPozzolith R132 (R132), được cung cấp bởi Công ty trách nhiệm hữu hạn BASF Việt Nam và có chứng nhận phiếu kết quả sản phẩm, giúp tăng cường khả năng chống thấm, cải thiện độ bền và ngăn ngừa hiện tượng phân tầng trong bê tông, ngay cả khi tính công tác cao.

Hình 3.12 Kết quả thí nghiệm Phụ gia MasterPozzolith R132

THIẾT KẾ THÀNH PHẦN CẤP PHỐI VÀ PHƯƠNG PHÁP TẠO MẪU

Quá trình thiết kế cấp phối bê tông Geopolymer phụ thuộc vào yêu cầu về cường độ và độ bền Để đạt được các yêu cầu này, cần xác định tỷ lệ cốt liệu, hàm lượng tro bay, dung dịch Alkaline, phụ gia và điều kiện dưỡng hộ Dựa trên nghiên cứu trước đây của tác giả Nguyễn Minh Tuân, đã đề xuất thành phần cấp phối tối ưu nhằm đạt cường độ bê tông Geopolymer là 20MPa và 30MPa.

- Thành phần cấp phối được tính toán theo các nội dung sau:

+ Tỉ lệ phụ gia Roadcon – SR 5000F /tro bay lần lượt là: 0,5% ; 1%; 1,5%, 2%, 2,5%

+ Tỉ lệ phụ gia MasterPozzolith R132 /tro bay lần lượt là: 0,1% ; 0,15%; 0,2%, 0,25%, 0,3%

+ Nồng độ dung dịch NaOH: 12 Mole

Mẫu được dưỡng hộ ở nhiệt độ 100°C trong 10 giờ, sau đó được lưu trữ tại phòng thí nghiệm trong điều kiện thường từ 1-2 ngày trước khi tiến hành nén.

Bảng 3.5 Thành phần cấp phối của bê tông geopolymer tự lèn trên 1 m 3

Tên cấp phối Đá Tro bay

Cát nghiền NaOH Na 2 SiO 3 Phụ gia

Kg Kg Kg Kg Kg Kg TL % Lít TL % Lít

Ghi chú: Tên mẫu được đạt theo quy tắc như sau: CPx.Fyy.Rzz Trong đó:

+ x : Số cấp phối sử dụng để đổ mẩu + yy : Hàm lượng phụ gia 5000F thay đổi từ 0.5% đến 2.5%

+ zz : Hàm lượng tỷ lệ % phụ gia R132 thay đổi từ 0.1% đến 0.3%

Sau khi xác định được cấp phối mẫu thí nghiệm, tiến hành đúc mẫu bê tông hình trụ tròn với kích thước D x H = 100×200 mm Đối với mỗi cấp phối, thực hiện đúc các mẫu thử nhằm xác định các chỉ tiêu kỹ thuật và tính chất cơ học Số lượng mẫu thí nghiệm được trình bày trong Bảng 3.3.

Bảng 3.6 Số lượng mẫu thí nghiệm cho đề tài

STT Giai đoạn thí nghiệm Nội dung thí nghiệm Số lượng mẫu

Xác định độ chảy xòe 20

2 Xác định thời gian chảy qua phễu V 20 Chữ V

3 Xác định khả năng chảy qua hộp L 20 Chữ L

Xác định cường độ chịu nén

2 Xác định cường độ chíu kéo gián tiếp

3.3.2.1 Thí nghiệm kiểm tra yêu cầu kỹ thuật của bê tông Geopolymer tự lèn

+ Bước 1: Chuẩn bị nguyên vật liệu và dụng cụ thí nghiệm để tiến hành thí nghiệm kiểm tra yêu cầu kỹ thuật của bê tông tự lèn theo TCVN 12209:2018

Nguyên vật liệu cho quá trình đúc mẫu đã được chuẩn bị sẵn, bao gồm cát và đá mi Cát và đá mi cần được rửa sạch và phơi khô trước khi tiến hành nhào trộn để đổ mẫu.

Hình 3.14 Mẫu để thí nghiệm kiểm tra bê tông tự lèn

+ Bước 2: Tiến hành tạo mẫu đổ vào dụng cụ thí nghiệm

Hình 3.15 Quá trình tạo mẫu để thí nghiệm

Bước 3: Tiến hành đo và kiểm tra số liệu

Hình 3.16 Quá trình kiểm tra và đo kết quả thí nghiệm

3.3.3.2 Quá trình đúc mẫu bê tông

Bước 1: Chuẩn bị nguyên vật liệu, khuôn mẫu

Nguyên vật liệu cho quá trình đúc mẫu tại mục 3.1 đã được chuẩn bị sẵn Cát và đá mi cần được rửa sạch và phơi khô trước khi tiến hành nhào trộn để đổ mẫu.

Các vật liệu cho từng tổ mẫu (3 mẫu cho mỗi tổ mẫu thử) được tính toán và cân đo theo từng chuẩn loại Khuôn mẫu được vệ sinh và gia công cẩn thận để đảm bảo độ kín chặt trong quá trình đổ mẫu.

Hình 3.17 Mẫu trụ 100 x200 Bước 2: Nhào trộn vào đúc mẫu

Trộn khô cốt liệu bao gồm đá mi, cát, tro bay và phụ gia, sau đó đổ dung dịch Ankaline và tiếp tục trộn cho đến khi bê tông đạt yêu cầu Sau khi đổ khuôn, cần làm phẳng bề mặt mẫu và lưu giữ tại phòng thí nghiệm từ 2-3 ngày Cuối cùng, tháo khuôn và tiến hành dưỡng hộ nhiệt để đảm bảo chất lượng bê tông.

Hình 3.18 Quá trình trộn và đúc mẫu Bước 3: Dưỡng hộ nhiệt

Mẫu được giữ ở nhiệt độ 100 o C trong 10 giờ và sau đó được bảo quản tại phòng thí nghiệm trong điều kiện thường từ 1-2 ngày trước khi tiến hành nén.

Hình 3.19 Mẫu bê tông đặt trong tủ dưỡng hộ nhiệt

PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM

3.4.1 Các thí nghiệm bê tông tự lèn

Thí nghiệm kiểm tra bê tông Geopolymer tự lèn được thực hiện theo Tiêu chuẩn TCVN 12209:2018, nhằm đánh giá yêu cầu kỹ thuật và phương pháp thử Một trong những chỉ tiêu quan trọng trong thí nghiệm là xác định độ lưu động, cụ thể là độ chảy xoè của bê tông.

Độ chảy xòe là tiêu chí quan trọng để đánh giá khả năng dòng chảy tự do của bê tông tự lèn theo phương nằm ngang mà không gặp vật cản Phương pháp thử này được sử dụng phổ biến và cung cấp đánh giá chính xác nhất về khả năng làm đầy của bê tông Nó không chỉ cho thấy khả năng của bê tông vượt qua các thanh cốt thép mà còn cung cấp thông tin về khả năng chống phân tầng của hỗn hợp.

- Thiết bị thí nghiệm bao gồm: Khuôn hình nón cục, tấm đế là thép không gỉ, thước đo, đồng hồ bấm giây…

- Kết quả thí nghiệm: Giá trị yêu cầu cho bê tông tự lèn ít nhất là 600mm ÷ 800mm

Hình 3.21 Thiết bị thí nghiệm độ chảy xòe

37 b Xác định khả năng chảy qua hộp chữ L

Thiết bị bao gồm hai hộp hình chữ nhật dạng L, một nằm ngang và một thẳng đứng, được ngăn cách bởi một cửa chắn di chuyển Phía trước cửa chứa có các thanh thép.

Hộp chữ nhật thẳng đứng được đổ đầy bê tông, sau đó cửa chắn được nâng lên để bê tông chảy theo chiều ngang Khi dòng chảy dừng lại, chiều cao bê tông ở cuối hộp ngang phản ánh tỷ lệ với lượng bê tông còn lại trong hộp thẳng đứng Tỷ lệ này cho biết khả năng vượt qua hoặc mức độ vượt qua các thanh cốt thép dày đặc của bê tông.

- Thiết bị thí nghiệm bao gồm: Hộp chữ L

Hình 3.22 Thiết bị thí nghiệm chảy qua hộp chữ L c Xác định thời gian chảy qua phễu V

Phương pháp thí nghiệm này được sử dụng để xác định khả năng chảy của bê tông Việc thu nhỏ miệng phễu giúp phản ánh rõ ràng khả năng bê tông bị tắc nghẽn trong kết quả đo.

- Các thiết bị thí nghiệm: Phễu V, đồng hồ bấm giờ, thùng chứa khoảng 12 lít,…

Hình 3.23 Thiết bị thí nghiệm thời gian chảy qua phểu V

Xác định cường độ chịu nén của mẫu theo TCVN 3118:1993 “Bê tông nặng – Phương pháp xác định cường độ nén”

Thiết bị, dụng cụ thí nghiệm:

Máy nén cần có thang lực phù hợp, đảm bảo tải trọng phá hủy mẫu nằm trong khoảng 20-80% giá trị lớn nhất của thang Độ sai số của thang lực không được vượt quá ± 20%.

Bước 1: Chuẩn bị mẫu thử đã được sấy khô

Bước 2: Xác định diện tích chịu lực của mẫu Đo kích thước từng viên mẫu chính xác tới 1mm

Để thực hiện bước 3, hãy đặt từng mẫu lên thớt nén sao cho mặt chịu nén đã chọn nằm chính giữa thớt dưới của máy Tùy thuộc vào mức độ cường độ nén dự kiến, cần chọn tốc độ gia tải phù hợp.

Cường độ chịu nén R của mẫu được tính bằng N/mm 2 , chính xác đến 0,1N/mm2, theo công thức sau:

+ F: Tải trọng lớn nhất ghi được khi mẫu bị phá hủy (N);

+ A: Diện tích bề mặt chịu nén của mẫu (mm2);

Cường độ chịu nén của bê tông được xác định dựa trên các giá trị cường độ nén của các viên mẫu trong tổ mẫu Để tính toán, so sánh cường độ nén lớn nhất và nhỏ nhất với cường độ nén trung bình Nếu cả hai giá trị không chênh lệch quá 15% so với giá trị trung bình, cường độ nén của bê tông sẽ là trung bình số học của ba kết quả thử nghiệm Ngược lại, nếu một trong hai giá trị lệch quá 15%, cả hai kết quả lớn nhất và nhỏ nhất sẽ bị loại bỏ, và cường độ nén của bê tông sẽ được xác định từ viên mẫu còn lại.

Khi tổ mẫu bê tông chỉ gồm hai viên, cường độ nén của bê tông sẽ được xác định bằng cách tính trung bình số học của kết quả thử nghiệm từ hai viên mẫu đó.

Hình 3.24 Thí nghiệm nén Hình 3.25 Mẫu bị phá hoại sau khi nén

3.4.1 Cường độ chịu kéo gián tiếp

Cường độ chịu kéo gián tiếp của mẫu được xác định theo TCVN 8862:2011, quy định về quy trình thí nghiệm xác định cường độ kéo chẻ của vật liệu hạt liên kết bằng các chất kết dính.

+ H - chiều cao của mẫu hình trụ (chiều dài đường sinh), mm

+ D - đường kính đáy mẫu hình trụ, mm

Cường độ chịu kéo gián tiếp của mẫu được xác định là giá trị trung bình của ba viên trong tổ mẫu, với điều kiện rằng giá trị lớn nhất và nhỏ nhất không được lệch quá 15% so với giá trị trung bình Nếu một trong hai giá trị này lệch hơn 15% so với viên trung bình, cả hai giá trị lớn nhất và nhỏ nhất sẽ bị loại bỏ Trong trường hợp này, cường độ chịu kéo gián tiếp sẽ được tính dựa trên giá trị của viên còn lại.

Hình 3.26 Thí nghiệm xác định cường độ kéo gián tiếp

THỰC NGHIỆM VÀ ĐÁNH GIÁ

TỔNG HỢP KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM

Bảng 4.1 Bảng tổng hợp kết quả thí nghiệm bê tông Geopolymer tự lèn

Các thí nghiệm bê tông tự lèn Độ chảy xòe

Bảng 4.2 Bảng tổng hợp kết quả thí nghiệm cường độ chịu nén và cường độ chịu kéo gián tiếp

STT Tên cấp phối Mẫu

Cường độ chịu nén Cường độ chịu kéo gián tiếp

Cường độ chịu nén (MPa)

Cường độ chịu kéo gián tiếp (MPa)

Cường độ chịu kéo gián tiếp

STT Tên cấp phối Mẫu

Cường độ chịu nén Cường độ chịu kéo gián tiếp

Cường độ chịu nén (MPa)

Cường độ chịu kéo gián tiếp (MPa)

Cường độ chịu kéo gián tiếp

STT Tên cấp phối Mẫu

Cường độ chịu nén Cường độ chịu kéo gián tiếp

Cường độ chịu nén (MPa)

Cường độ chịu kéo gián tiếp (MPa)

Cường độ chịu kéo gián tiếp

KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM KIỂM TRA BÊ TÔNG GEOPOLYMER TỰ LÈN

4.2.1 Thí nghiệm xác định độ chảy xòe

Hình 4.1 Biểu đồ ảnh hưởng tỷ lệ phụ gia 5000F đến độ chảy xòe của bê tông

Kết quả thí nghiệm trên biểu đồ (hình 4.1) cho thấy tất cả các cấp phối thí nghiệm đều đạt tiêu chuẩn về độ chảy xòe của bê tông tự lèn, với giới hạn từ 55 cm đến 85 cm Độ chảy xòe tốt nhất đạt được ở tỷ lệ phụ gia 1% Khi thêm 0.5% phụ gia 5000F, độ chảy xòe của cấp phối CP1.R015 và CP2.R015 tăng tương ứng 16.07%, 14.29%, 10.71%, 19.64% và 15.25%, 8.47%, 1.69%, 18.64% so với mẫu 0.5% Tuy nhiên, khi tỷ lệ phụ gia tăng lên 2.5%, độ chảy xòe có xu hướng giảm do việc sử dụng quá nhiều phụ gia làm cho vữa bê tông bị lắng đá và tách vữa, dẫn đến giảm tính linh động của bê tông.

Hình 4.2 Biểu đồ ảnh hưởng tỷ lệ phụ gia R132 đến độ chảy xòe của bê tông

Kết quả thí nghiệm cho thấy tỷ lệ phụ gia R132 0.15% mang lại độ chảy xòe tốt nhất, trong khi khi tăng hàm lượng phụ gia R132 vượt quá 0.15% thì độ chảy xòe có xu hướng giảm Cụ thể, với hàm lượng 0.15% phụ gia R132 trong cấp phối CP2.F10, độ chảy xòe đạt cao hơn 4.5% so với cấp phối CP1.F10.

Các cấp phối thí nghiệm đều đạt độ chảy xỏa bê tông tự lèn trong khoảng từ 55 cm đến 85 cm Tỷ lệ phụ gia R132 0.15% mang lại độ chảy xòe tối ưu, trong khi khi tăng lên 0.2%, các cấp phối CP1.F0.5 và CP2.F0.5 đều giảm 3.08% và 16.67% so với tỷ lệ 0.15% Khi tỷ lệ phụ gia đạt 0.5%, các cấp phối bắt đầu tăng dần do R132 là phụ gia cuốn khí, tạo nhiều bọt khí nhỏ, giúp tăng khả năng chịu đóng băng và tính linh động của bê tông.

Phân tích số liệu từ hai biểu đồ cho thấy khi sử dụng phụ gia 5000F (chứa 0.15% phụ gia R132), độ chảy xòe đạt hiệu quả tối ưu ở tỷ lệ 1% Ngược lại, với phụ gia R132 (chứa 1% phụ gia 5000F), độ chảy xòe tốt nhất được ghi nhận ở tỷ lệ 0.15%.

4.2.2 Thí nghiệm xác định thời gian chảy qua phễu V

Kết quả thí nghiệm cho thấy, khi sử dụng 0.5% phụ gia 5000F, cả CP1 và CP2 (có 0.15% phụ gia R132) đều không đáp ứng yêu cầu kỹ thuật về thời gian chảy qua phễu V, với các giá trị thực tế lần lượt là 40.8s và 30.8s Điều này chỉ ra rằng, hàm lượng 0.5% phụ gia 5000F không đủ để tạo ra độ nhớt cần thiết, dẫn đến việc không tăng được tính linh động cho vữa bê tông, điều này không đáp ứng được các tiêu chuẩn kỹ thuật cho bê tông tự lèn.

Giá trị tối ưu của V đạt được khi hàm lượng phụ gia 5000F khoảng 1.5% Tuy nhiên, khi hàm lượng phụ gia vượt quá 2%, thời gian chảy qua phểu V có xu hướng tăng và gần đạt giới hạn trên của tiêu chuẩn kỹ thuật.

Thí nghi ệm chả y qua phễu V ( s)

T hí nghi ệm chảy qua phễu V ( s)

Kết quả thí nghiệm cho thấy hầu hết các cấp phối bê tông Geopolymer tự lèn sử dụng phụ gia R132 (với 1% phụ gia 5000F) đều nằm trong giới hạn cho phép về thời gian chảy qua phễu V, từ 8s đến 25s Tuy nhiên, hàm lượng phụ gia R132 0.1% không đạt yêu cầu, với thời gian chảy thực tế là 36s và 32s, do không đủ để tạo độ nhớt cần thiết cho tính linh động của bê tông Thời gian chảy qua phễu V tối ưu đạt được với hàm lượng phụ gia R132 khoảng 0.25%, và có xu hướng tăng khi hàm lượng tăng lên 0.3%.

T hí ngh iệm chảy qu a ph ễu V ( s)

Thí ngh iệm chả y qua ph ễu V ( s)

4.2.3 Thí nghiệm xác định khả năng chảy qua hộp chữ L

Biểu đồ trong hình 4.5 cho thấy ảnh hưởng của tỷ lệ phụ gia 5000F đến khả năng chảy của bê tông Geopolymer tự lèn qua hộp chữ L Kết quả thí nghiệm chỉ ra rằng, với 0.15% phụ gia R132, hàm lượng 0.5% phụ gia 5000F không đạt yêu cầu chảy qua hộp chữ L, với giá trị lần lượt là 0.433 và 0.340, do phụ gia không đủ khả năng chảy qua các thanh thép Tuy nhiên, các cấp phối còn lại đều nằm trong giới hạn cho phép, từ 0.8 đến 1 Hàm lượng phụ gia 1.5% mang lại kết quả chảy tốt nhất, đạt 0.842 cho CP1.R0.15 và 0.880 cho CP2.R0.15.

T hí ngh iệm chảy qu a hộp chữ L

T hí ngh iệm chảy qu a hộp chữ L

50 lượng phụ gia lớn hơn 2.5% thi khả năng chảy qua hộp chữ L có xu hướng tiến đến giá trị tiệm cận trên

Kết quả thí nghiệm cho thấy hầu hết các cấp phối bê tông Geopolymer tự lèn sử dụng phụ gia R132 (với 1% phụ gia 5000F) đều đạt tiêu chuẩn về khả năng chảy qua hộp chữ L, nằm trong giới hạn từ 0.8 đến 1 Tuy nhiên, hàm lượng 0.1% phụ gia R132 không đạt yêu cầu, với kết quả thực tế là 0.591 và 0.750, do không đủ lượng phụ gia cần thiết để hỗn hợp bê tông chảy qua các khe cốt thép Khả năng chảy tốt nhất được ghi nhận với hàm lượng phụ gia R132 khoảng 0.2%, và có xu hướng tăng khi hàm lượng tăng lên 0.3%.

T hí ngh iệm chảy qu a hộp chữ L

T hí ngh iệm chảy hộp chữ L

ẢNH HƯỞNG HÀM LƯỢNG PHỤ GIA ROADCON-SR 5000F ĐẾN CƯỜNG ĐỘ CHỊU NÉN

Hình 4.7 Biểu đồ ảnh hưởng tỷ lệ phụ gia 5000F (CP1.R015) đến cường độ chịu nén

Kết quả thí nghiệm từ biểu đồ (hình 4.7) cho thấy cường độ chịu nén của mẫu thay đổi theo hàm lượng phụ gia 5000F Khi tăng tỷ lệ phụ gia lên 1% và 1,5%, cường độ chịu nén tăng lần lượt 19,06% và 21,44% so với tỷ lệ 0,5% Tỷ lệ phụ gia 2% mang lại cường độ chịu nén tốt nhất với giá trị 22,36 MPa Tuy nhiên, khi tỷ lệ phụ gia tăng lên 2,5%, cường độ chịu nén giảm 7,77% so với tỷ lệ 2%.

Hình 4.8 Biểu đồ ảnh hưởng tỷ lệ phụ gia 5000F (CP2.R015) đến cường độ chịu nén

C ườ ng độ chị u nén (MPa)

Kết quả thí nghiệm cho thấy, khi hàm lượng phụ gia 5000F (với 0.15% phụ gia R132) được điều chỉnh từ 0.5% đến 2%, cường độ chịu nén tăng lần lượt 6,55% và 7,39% so với tỷ lệ 0,5% Tuy nhiên, khi hàm lượng phụ gia vượt quá 2%, cường độ chịu nén có xu hướng giảm Cường độ chịu nén cao nhất đạt 30,27 MPa với tỷ lệ phụ gia 2%.

Phân tích từ hai biểu đồ (hình 4.7) và (hình 4.8) cho thấy việc sử dụng phụ gia 5000F ảnh hưởng đến cường độ chịu nén của mẫu bê tông Khi bổ sung phụ gia, nó sẽ hấp thụ trên bề mặt hạt tro bay và cốt liệu, tạo ra lớp vỏ mỏng với diện tích âm đáng kể, từ đó tăng hiệu quả phân tán và độ lưu động của hỗn hợp bê tông Nghiên cứu [38] chỉ ra rằng trong bê tông có hàm lượng cao tro bay sử dụng Nano-silica, phân tích vi cấu trúc bằng kính hiển vi điện tử SEM và điện tán xạ ngược BSE cho thấy sự xuất hiện của nhiều phân tử hình cầu không phản ứng với tro bay và các lỗ rỗng nhỏ Tuy nhiên, khi thêm Nano-silica, các lỗ rỗng và khoảng trống trong mẫu được lấp đầy, cải thiện đáng kể tính chất của bê tông (Hình 4.3).

Hình 4.9 trình bày hình ảnh SEM của mẫu bê tông chứa 40% tro bay và mẫu chứa 38% tro bay cùng với 2% Nano-silica Sự hiện diện của Nano-silica được cho là thúc đẩy quá trình hình thành gel C-S-H nhanh hơn thông qua phản ứng pozzolanic với Canxi hydroxit (Ca(OH)2), góp phần cải thiện cấu trúc bê tông.

Nano-silica có kích thước hạt cực nhỏ và diện tích bề mặt lớn hơn so với tro bay, tham gia vào phản ứng Pozzolanic để tạo ra C-S-H với độ rắn cao hơn, từ đó làm tăng cường độ bê tông Nhờ kích thước nhỏ, nano-silica có khả năng lấp đầy các lỗ rỗng trong bê tông Geopolymer, giúp bê tông này trở nên chặt chẽ hơn và cải thiện cường độ.

Nghiên cứu của Trương Đình Tường chỉ ra rằng tro bay có xu hướng kết tụ trong quá trình trộn, dẫn đến việc giảm diện tích bề mặt hạt tiếp xúc Hiện tượng này không chỉ ngăn cản sự đồng nhất của hỗn hợp mà còn hình thành lỗ rỗng, gây giảm cường độ chịu nén của mẫu.

Sử dụng 2% phụ gia 5000F giúp cấp phối CP2.R015 có khả năng chịu nén tốt hơn CP1.R015 tới 35.38%, tuy nhiên, độ linh động của vữa CP2.R015 lại kém hơn 3.33% so với CP1.R015.

Kết luận: Sử dụng 2% phụ gia 5000F trong hai cấp phối CP1.R015 và CP2.R15 mang lại cường độ chịu nén tối ưu lần lượt là 22,36 MPa và 30,27 MPa Tuy nhiên, khi tăng hàm lượng phụ gia vượt quá 2%, cường độ chịu nén của bê tông có xu hướng giảm dần.

ẢNH HƯỢNG HÀM LƯỢNG PHỤ GIA MASTERPOZZOLITH R132 ĐẾN CƯỜNG ĐỘ CHỊU NÉN

Hình 4.10 Biểu đồ ảnh hưởng tỷ lệ phụ gia R132 (CP1.F10) đến cường độ chịu nén

Kết quả thí nghiệm cho thấy cường độ chịu nén của các mẫu tăng khi thêm hàm lượng phụ gia R132 (có 1% phụ gia 5000F), với mức tăng lần lượt là 1,93% và 2,25% so với tỷ lệ 0,1% Cường độ chịu nén cao nhất đạt 21,889 MPa với hàm lượng phụ gia 0,25%, nhưng có xu hướng giảm dần khi hàm lượng phụ gia R132 vượt quá 0,25%.

Hình 4.11 Biểu đồ ảnh hưởng tỷ lệ phụ gia R132 (CP2.F10) đến cường độ chịu nén

Kết quả thí nghiệm cho thấy hàm lượng 0,25% phụ gia R132 đạt cường độ chịu nén tốt nhất với giá trị 29,386 MPa Khi giảm hàm lượng phụ gia xuống 0,15% và 0,2%, cường độ chịu nén của mẫu tăng lần lượt 2,31% và 4,02% so với tỷ lệ 0,10% Ngược lại, khi tăng hàm lượng phụ gia lên 0,3%, cường độ chịu nén giảm 22,83% so với tỷ lệ 0,25%.

Sử dụng 0.25% phụ gia R132, cấp phối CP2.F10 cho khả năng chịu nén tốt hơn 33.22% so với CP1.F10, tuy nhiên độ linh động của vữa lại kém hơn 4.76% so với CP1.F10.

Biểu đồ 4.10 và 4.11 cho thấy xu hướng phát triển cường độ của mẫu bê tông Geopolymer tự lèn khi sử dụng phụ gia R132 với 1% phụ gia 5000F Kết quả cho thấy cường độ chịu nén tốt nhất đạt được tại hàm lượng phụ gia 0.25% Điều này là nhờ vào tính năng cuốn khí của phụ gia R132, giúp giảm thiểu sự phân tầng và tiết kiệm nước trong bê tông.

Việc thêm 55 vào hỗn hợp vữa không chỉ tăng tính linh động mà còn cải thiện cường độ của bê tông Tuy nhiên, nếu sử dụng quá nhiều phụ gia, cường độ chịu nén của bê tông có thể giảm sút.

ẢNH HƯỞNG HÀM LƯỢNG PHỤ GIA ROADCON-SR 5000F ĐẾN CƯỜNG ĐỘ CHỊU KÉO GIÁN TIẾP

Hình 4.12 Biểu đồ ảnh hưởng tỷ lệ phụ gia 5000F (CP1.R015) đến cường độ chịu kéo gián tiếp

Kết quả thí nghiệm từ biểu đồ (hình 4.12) cho thấy, khi thay đổi tỷ lệ phụ gia 5000F (chứa 0.15% phụ gia R132), cường độ chịu kéo gián tiếp của mẫu thay đổi theo từng tỷ lệ Cụ thể, khi tỷ lệ phụ gia là 1% và 1.5%, cường độ chịu kéo gián tiếp tăng lần lượt 6,84% và 6,99% so với tỷ lệ 0.5% Tỷ lệ phụ gia 2% mang lại cường độ chịu kéo gián tiếp cao nhất, đạt 2,64 (Mpa) Tuy nhiên, khi hàm lượng phụ gia tăng lên 2.5%, cường độ chịu kéo gián tiếp giảm 7,68% so với tỷ lệ 2%.

C ườ ng độ chị u kéo gi án ti ếp (MPa)

Biểu đồ trong hình 4.13 cho thấy cường độ chịu kéo gián tiếp tăng khi hàm lượng phụ gia 5000F (có 0.15% phụ gia R132) tăng từ 0.5% đến 2%, với mức tối ưu đạt 3,16 MPa tại 2% Cường độ này tăng lần lượt 1,43% và 5,13% khi tỷ lệ phụ gia được điều chỉnh lên 1% và 1,5% so với 0.5% Tuy nhiên, khi hàm lượng phụ gia tăng lên 2.5%, cường độ chịu kéo gián tiếp giảm 8,59% so với tỷ lệ 2%.

Sử dụng 2% phụ gia 5000F giúp cấp phối CP2.R015 có khả năng chịu kéo gián tiếp tốt hơn CP1.R015 tới 19.78%, tuy nhiên độ linh động của vữa CP2.R015 lại kém hơn 7.18% so với CP1.R015.

Biểu đồ (hình 4.12) và (hình 4.13) cho thấy xu hướng phát triển cường độ của bê tông Geopolymer tự lèn khi sử dụng phụ gia 5000F Cường độ chịu kéo gián tiếp đạt kết quả tốt nhất ở hàm lượng phụ gia 2%, trong khi cường độ giảm khi tỷ lệ phụ gia tăng lên 2,5% Phụ gia 5000F có khả năng giảm nước cao, giúp bê tông Geopolymer tự lèn đạt độ chảy tốt, từ đó nâng cao cường độ và duy trì tính linh động trong quá trình đổ mẫu thí nghiệm.

C ườ ng độ chị u kéo gi án ti ếp (MPa)

ẢNH HƯỢNG HÀM LƯỢNG PHỤ GIA MASTERPOZZOLITH R132 ĐẾN CƯỜNG ĐỘ CHỊU KÉO GIÁN TIẾP

Biểu đồ trong hình 4.14 cho thấy ảnh hưởng của tỷ lệ phụ gia R132 (CP1.F10) đến cường độ chịu kéo gián tiếp của mẫu Khi thay đổi hàm lượng phụ gia, cường độ chịu kéo gián tiếp sẽ thay đổi theo từng tỷ lệ Cụ thể, với tỷ lệ 0,15% và 0,2%, cường độ chịu kéo gián tiếp tăng lần lượt 2,54% và 4,11% so với tỷ lệ 0,1% Tỷ lệ phụ gia 0,25% đạt cường độ chịu kéo gián tiếp tốt nhất với giá trị 2,66 (Mpa) Tuy nhiên, khi tăng tỷ lệ phụ gia lên 0,3%, cường độ chịu kéo gián tiếp giảm 15,62% so với tỷ lệ 0,25%.

C ườn g độ chị u kéo gi án ti ếp (MP a)

Hình 4.15 Biểu đồ ảnh hưởng tỷ lệ phụ gia R132 (CP2.F10) đến cường độ chịu kéo gián tiếp

Theo biểu đồ (hình 4.15), cường độ chịu kéo gián tiếp cao nhất đạt được với hàm lượng phụ gia R132 là 0.25% (kèm 1% phụ gia 5000F), đạt 3,19 MPa Cường độ này có xu hướng tăng từ 0.1% đến 0.25% với các giá trị tương ứng là 3,15% và 0,26% so với tỷ lệ 0.1% Tuy nhiên, khi hàm lượng phụ gia vượt quá 0.25%, cường độ chịu kéo gián tiếp giảm 13,66% so với hàm lượng 0.25%.

Sử dụng 0.25% phụ gia R132 giúp cấp phối CP2.F10 có khả năng chịu nén tốt hơn CP1.F10 tới 19.01%, tuy nhiên, độ linh động của vữa CP2.F10 lại kém hơn 4.89% so với CP1.F10.

Kết quả từ việc phân tích hai biểu đồ (hình 4.14) và (hình 4.15) cho thấy cường độ chịu kéo gián tiếp đạt mức tốt nhất ở tỷ lệ phụ gia 0.25%, trong khi cường độ này giảm khi hàm lượng phụ gia tăng lên 0.3%.

C ư ờn g đ ộ chịu kéo gián ti ếp (MP a)