1. Mở đầu
Sự thay đổi về cấu trúc của bê tông sẽ
dẫn đến biến đổi c-ờng độ bê tông. Biến đổi
này thể hiện rõ ở c-ờng độ chịu nén và ch-a
rõ ở c-ờng độ chịu kéo. Bê tông có c-ờng độ
chịu nén cao, c-ờng độ chịu kéo bằng 1/8-
1/15 c-ờng độ chịu nén. Bê tông xi măng
pooclăng là một vật liệu không đồng nhất và
rỗng. Công thức thành phần và các đặc tính
cơ lý biến đổi trên một giải rộng tuỳ theo cấu
trúc của bê tông.
Ngày nay trên thế giới tồn tại ba loại bê
tông. Bê tông th-ờng có c-ờng độ chịu nén từ
15 - 50 MPa, bê tông này đ-ợc sử dụng phổ
biến ở Việt Nam. Bê tông c-ờng độ cao có
c-ờng độ chịu nén từ 60 - 80 MPa và bê tông
c-ờng độ rất cao có c-ờng độ nén từ 100 -
200 MPa. Tỷ lệ sử dụng ba loại bê tông trên là
10/3/1.
Bê tông có c-ờng độ chịu nén tốt, c-ờng
độ chịu kéo chỉ đạt 0,1 - 0,05 c-ờng độ nén.
Vì vậy trong kết cấu BTCT phải dùng thêm cốt
thép để chịu kéo.
Mục tiêu của các nghiên cứu hiện đại là
cải thiện cấu trúc của vữa xi măng để đạt đến
độ rỗng nhỏ nhất, đồng thời cải thiện cấu trúc
chung để bê tông có độ rỗng nhỏ nhất, khi đó
bê tông sẽ có c-ờng độ chịu nén là lớn nhất.
Con đ-ờng đó chỉ cho phép tăng c-ờng độ
nén, tuy nhiên c-ờng độ kéo đ-ợc tăng chậm

tông và bê tông c-ờng độ cao
pgs. Ts Phạm duy hữu

Bộ môn Vật liệu xây dựng - ĐH GTVT
Tóm tắt: Bài viết lý giải về sự biến đổi cấu trúc từ kết tinh sang vô định hình trong bê tông
và các giải pháp kỹ thuật cần thiết.
Summary:This report analysis the chance from crystallized struccture to unstructural in
High-Strength Concrete and technology solutions needed.

Generated by Foxit PDF Creator â Foxit Software
http://www.foxitsoftware.com For evaluation only.

rỗng lớn và xi măng có hạt siêu mịn đồng
nhất. Loại thứ nhất chứa pôlime, loại thứ 2
chứa muội silic.
Mối quan hệ này tạo ra những loại bê
tông c-ờng độ cao nhận đ-ợc khi làm đặc vữa
xi măng và cải thiện độ dính kết của xi măng -
cốt liệu.
2. Các h-ớng cải tiến cấu trúc của
bê tông
2.1. Vữa xi măng c-ờng độ cao
Làm nghẽn lỗ rỗng mao quản hay loại
bớt n-ớc nhờ đầm chặt hoặc giảm tỉ lệ X/N
nhờ phụ gia là các ph-ơng pháp làm đặc vữa
xi măng, làm cho nó đồng nhất hơn và có cấu
trúc đặc biệt hơn vữa xi măng thông th-ờng.

liệu tạo thành những màng, trong đó các phân
tử n-ớc vẫn chuyển động mạnh. D-ới tác
động của màng cộng với sự phân tán của các
hạt rắn tạo ra một độ l-u biến tốt hơn. C-ờng
độ nén 200 MPa nhận đ-ợc trong các loại vữa
dùng phụ gia. Độ rỗng là 5% về thể tích, vữa
đồng nhất và bề mặt vô định hình. Độ sụt bê
tông đo bằng côn Abram có thể đạt tối đa đến
20 cm, trung bình là 10 12 cm.
2.4. Vữa xi măng chịu ép lớn
và rung động
C-ờng độ nén 600 MPa đã đạt đ-ợc nhờ
lực ép lớn ở nhiệt độ cao (1020 MPa, 150
0
C).
Tổng lỗ rỗng chỉ còn 2%. Phần lớn các hyđrát
đ-ợc gọi là gen. Độ thủy hoá của xi măng là
30% và silicát C-S-H gồm cả hạt xi măng,
anhyđrit nh- một chất keo giữa các hạt cốt
liệu. Các hyđrát của xi măng và các hạt clinke
đồng thời tạo ra c-ờng độ cao cho vữa đông
cứng. Sự rung động loại bỏ các bọt khí tạo ra
khi nhào trộn.
2.5. Vữa xi măng sử dụng các hạt
siêu mịn
Hệ thống hạt này đ-ợc ng-ời Đan Mạch
đề xuất đầu tiên. Hệ thống này gồm xi măng
poóc lăng, muội silic và phụ gia tạo ra c-ờng
độ cao tới 270 MPa. Muội silic là những hạt
cầu kích th-ớc trung bình 0,5 àm, chui vào

giảm độ rỗng xi măng bằng chất pôlime thích
hợp [4].
Trong vữa xi măng độ rỗng thấp, một
pôlyme tan trong n-ớc (xenlulô hyđrô propyl-
methyl hoặc polyvinylacetat thủy phân) phân
tán và bôi trơn các hạt xi măng trong vữa xi
măng. Pôlyme tạo thành một gen cứng. Khi
ninh kết và rắn chắc, pôlyme không thủy hoá
trong khi đó, xi măng thủy hoá. Trong vật liệu
đông cứng, pôlyme vẫn liên kết tốt với các hạt
xi măng và độ rỗng cuối cùng d-ới 1% về thể
tích [5].
Hỗn hợp vữa xi măng pôlime gồm: 100
phần xi măng (về khối l-ợng), 7 phần pôlyme
và 10 phần n-ớc.
Cấu trúc vi mô gần với cấu trúc vữa xi
măng có tỉ lệ N/X thấp. Tính chất chủ yếu là
một gen đặc và vô định hình bao quanh các
hạt clinke. Các tinh thể Ca(OH)
2
ở dạng lá
mỏng phân tán trong vữa, trái với các tinh thể
lớn chất đống trong vữa xi măng poóc lăng
th-ờng. Khoảng không gian rất hẹp dành cho
sự tạo thành các tinh thể lớn tránh đ-ợc sự
hình thành các sợi dài theo mặt thớ của các
tấm Ca(OH)
2
chồng lên nhau. C-ờng độ là
150 MPa ứng với sự vắng mặt của các lỗ rỗng

các hạt silic và phát triển v-ợt qua vữa xi
măng. Trên mặt tr-ợt của cốt liệu, các hyđrat
gồm tấm Ca(OH)
2
và các sợi silicát (sợi C-S-
H). Chúng chỉ đ-ợc liên kết rất yếu vào cốt
liệu và tách ra dễ dàng. Sự kết tinh có định
h-ớng Ca(OH)
2
cũng quan sát thấy trên các
hạt cốt liệu silic.
Vùng tiếp xúc đ-ợc biết đến với một độ
rỗng lớn và đã đ-ợc cải thiện nhờ muội silic.
Biến đổi cấu trúc của bê tông c-ờng độ cao
theo ba cấp độ sau:
Vùng liên kết xi măng - cốt liệu. ở bê
tông th-ờng vùng tiếp xúc rỗng và nứt tồn tại
các vết nứt. Cấu trúc C - H - H có dạng sợi.
Vùng tiếp xúc vữa xi măng - cốt liệu ở bê
tông c-ờng độ cao có cấu trúc C-S-H vô định
Generated by Foxit PDF Creator â Foxit Software
http://www.foxitsoftware.com For evaluation only.

hình và tinh thể Ca(OH)
2
định h-ớng (P) trên
các hạt cừn.
ở vùng tiếp xúc của bê tông c-ờng độ
cao tỉ lệ N/X 0,3, do tỉ diện tích hạt muội silic
rất cao nên vùng này không chứa n-ớc, không

- Tỉ lệ phần vữa xi măng trong bê tông
giảm đi, các hạt không đ-ợc thủy hoá đ-ợc
bổ sung vào thành phần cốt liệu của bê tông
đã cứng rắn. Nh- vậy trong bê tông CĐC
không nhất thiết phải dùng l-ợng xi măng cao
(X = 380 - 450 kg/m
3
với c-ờng độ xi măng từ
400 - 500 daN/cm
2
).
- Vữa xi măng có độ rỗng tổng cộng nhỏ
- Rất ít n-ớc tự do, các lỗ rỗng nhỏ nhất
cũng bị bão hoà n-ớc.
- Các mặt tiếp giáp vữa xi măng cốt liệu
đã đ-ợc cải thiện và hóa đá, từ đó có sự mất
di của một vùng th-ờng yếu về cơ học của bê
tông. C-ờng độ bê tông tăng lên.
- Hàm l-ợng vôi tự do nhỏ.
- Trong bê tông xuất hiện trạng thái ứng
suất mới đ-ợc minh hoạ một cách vĩ mô bằng
co ngót nội tại và chắc chắn nó sinh ra một sự
siết chặt mạnh các cốt liệu, làm tăng lực dính
giữa cốt liệu và hồ xi măng, cải tiến c-ờng độ
chịu kéo và mô đun đàn hồi cho bê tông CĐC.
4. Cấu trúc của bê tông
c-ờng độ rất cao (CĐRC)
Bê tông CĐRC, c-ờng độ nén từ 100 đến
150 MPa tạo thành từ:
- 400 kg xi măng poóc lăng mác 550 +

và công nghệ bê tông thay đổi dạng và độ mở
rộng vết nứt vi mô thay đổi. Bê tông chất
l-ợng cao tạo ra các vết nứt nhỏ hơn và ít
phân phối ở vùng tiếp giáp. Đánh giá vết nứt
vi mô bằng việc quan sát d-ới kính hiển vi các
mặt bê tông nhẵn bóng tấm chất màu. Các
vết nứt vi mô đ-ợc xét nh- những mặt hoặc
những vùng không liên tục trong vữa xi măng
đông cứng và trong vùng tiếp xúc xi măng-cốt
liệu. Ph-ơng pháp cắt bất kỳ trên chiều dài
các góc chặn bởi những vùng rỗng vi mô. Các
vết nứt vi mô, cơ học trong thí nghiệm của dự
án quốc gia Pháp đ-ợc trình bày ở bảng 1.
Bê tông CĐC và CĐRC nứt vi mô ít hơn
so với bê tông truyền thống. Trong bê tông
chứa muội silic, các vết nứt vi mô tạo thành ở
giai đoạn đầu và mật độ của nó tăng chậm.
Bảng 1
Kết quả tính các vết nứt " vết nứt vi mô
trên bề mặt bê tông song song
và vuông góc với trục của mẫu hình trụ.
Nứt vi mô
cơ học
Vùng tiếp
xúc vữa
- cốt liệu
Vùng rỗng

Loại
n (cm

trong 3 bê tông vòm hầm
(400 kg xi măng CPA/m
3
, N/X = 0,36)
Nứt vi mô
cơ học
Vùng tiếp xúc
vữa - cốt liệu

Vùng rỗng
Bê
tông

n (cm
-1
)
ngoài

n (cm
-1
)
trong

n (cm
-1
)
ngoài

n (cm
-1


2,03

0,45

0,25

3 0,06

0,00

3,25

1,55

1,35

0,30

6. Lỗ rỗng
Độ rỗng bê tông dùng muội silic đ-ợc đo
bằng rỗng kế thủy ngân và so sánh với bê
tông th-ờng. Tổng thể tích thủy ngân đ-a vào
d-ới áp lực 150 MPa và giảm một nửa trong
bê tông c-ờng độ cao so với bê tông th-ờng.
Hai tác nhân dẫn đến giảm độ rỗng là :
a) Sự có mặt của muội silic, hạt mịn
puzôlan
b) Sử dụng phụ gia dẻo giảm n-ớc tỉ lệ
N/X là 0,56 đến 0,21.

bê tông DSP, mặt phá huỷ chuyển sang đá.
Nó không tồn tại vùng chuyển tiếp cũng nh-
tinh thể Ca(OH)
2
chất đống và có định h-ớng.
Độ kết tinh rất nhỏ và không định h-ớng của
phần rắn trong khối vữa đồng nhất tạo ra
c-ờng độ cao cho bê tông.
Tài liệu tham khảo

[1]
Phạm Duy Hữu. Nghiên cứu về bê tông và bê
tông cốt thép chất l-ợng cao. B28-35-52 TĐ, Hà
Nội, 1999.
[2] Phạm Duy Hữu. Vật liệu xây dựng mới. NXB
GTVT, 2002
[3] Maler-les betons a haute perpormances. Paris,
1998.
[4] Moran ville Micro strure des betons a hautes
perpomances. Pari, 1998.
[5] V. Xalômatốp. Công nghệ mạnh bê tông. Tiếng
Nga, Matxcơva,1990.
[6] Hội nghị quốc tế về muội silic trong bê tông,
Montrêal,1987.
[7] Bê tông c-ờng độ cao. Thực nghiệm Bắc Mỹ.
AITICIN and AIBIGER,1989Generated by Foxit PDF Creator â Foxit Software
http://www.foxitsoftware.com For evaluation only.