2.3.3

Tínli chất của bê tông và vữa
đã rắn
chắc khi có mặt polymer tan trong
MỤC
LỤC

nước..........................................................................................................................22
LỜI NÓI
ĐẦU.................................................................................................................................4
VữaVÀ
và bê
tông
măngTẮT
sử dụng
phụ Đổ
gia ÁN
giảm
nước tầm cao................................24
KÝ2.4
HIỆU
CÁC
TỪxiVIẾT
TRONG
.................................................................
6
2.4.1 I:Cơ
sở chung...................................................................................................24
CHƯƠNG
TỔNG

thay đổi cấu
trúc rỗng...........................................11
2.5.2
trìnhcóphản
ứng giữa
với thành
phần của bê tông.....................28
1.5.2 Polymer cải thiện khả năng hám dính giữa đá xỉ mãng và cốt liệu...............12
2.5.3 Sự tương tác giữa sản phẩm thuỷ lioá và polymer........................................28
1.5.3 III:
Ánh
hưởng PHÁP
của polymer
đến
cường
độ của
vữasửvàDỤNG
bê tông.....................12
CHƯƠNG
PHƯƠNG
NGHIÊN
CÚƯ
VÀ VẬT
LIỆU
...........................31
3.1ỉ .5.4
Phương
pháptăng
nghiên
31

3.3.2 Pliụ gia Poỉy Methyl Metha Aciylate.............................................................36
2.2 Vữa và bê tông xi măng biến tính bằng polymer latex (nhựa mủ).......................16
3.4 Thiết kế sơ bộ thành phần vữa............................................................................. 36
2.2.1 Cơ sở chung..................................................................................................16
3.5 Xây dựng mô hình quy hoạch thực nghiệm......................................................... 39
2.2.2 Tính chất của vữa và hồn hợp bê tông chưa rắn chắc khi có mặt nhựa mủ
CHƯƠNG IV: KẾT QUẢ NGHIÊN cứu VÀ ĐÁNH GIÁ.....................................................41
19
4.12.2.3
Ảnh Tính
hưởng
củacủa
PMMA
đếnvàthời
đông
kết khi
củacó
xi mặt
măng
PC-40.....................41
chất
bê tông
vữagian
đã rắn
chắc
nliựa
mủ....................20
4.2
của PMMA
siêu

polymer
4.42.3.2
ÁnhTính
hưởng
củacủa
PMMA
và bêphụ
đến
cường
của vữa..........46
tan trong nước...........................................................................................................22
4.4.1 Cường độ nén của vữa ở tuổi 3 ngày.............................................................46
4.4.2

Cường độ nén của vữa ở tuổi 7 ngày.............................................................48

4.4.3

Cường độ nén của vữa ở tuổi 28 ngày...........................................................50


4.5 Ánh hưởng của PMMA và phụ gia siêu dẻo đến cường độ uốn của vữa.............52
4.5.1 Cường độ uốn của vữa ở tuổi 3 ngày............................................................52
4.5.2

Cường độ uốn của vữa ở tuổi 7 ngày............................................................54

4.5.3

Cường độ uốn của vữa ở tuổi 28 ngày..........................................................56

tông như: tăng độ bền đóng và tan băng, độ bền chống cácbonát hoá, giảm sự xâm
nhập của ion Clo và giảm khả năng xảy ra phản ứng kiềm silic. Tuy nhiên, các
polymer khác nhau được sử dụng theo cách khác nhau. Mặc dù các polymer thuộc
nhóm Acrylic bền hơn so với các polymer khác song hầu hết polymer kém bền
suníat và axit sunphuric.
Việc cải thiện vi cấu trúc của vữa và bê tông khi sử dụng polymer có thể được
kết hợp với các biện pháp khác như sử dụng phụ gia giảm nước tầm cao để tạo ra
vữa và bê tông có cùng tính công tác song có độ đặc chắc cao hơn nhờ giảm đáng
kể lượng nước tự do.
Vữa dùng trong sửa chữa các công trình bê tông cốt thép theo quan điểm của
chúng tôi cần đáp ứng một số yêu cầu chính sau (Mục tiêu của đề tài):
1. Có tính công tác tương đương vữa và bê tông đối chứng.
2. Có cường độ xấp xỉ hoặc cao hơn cường độ của vữa và bê tông cũ.
3. Có khả năng bám dính tốt với vữa và bê tông cũ.
4. Có độ co nhỏ và thấp hơn nhiều so với độ co của vữa và bê tông thường.


Ký kiệu

Ý nghĩa

X

Lượng dùng xi măng

c

Lượng dùng cát

N

dụng
sửmức
dụngngậm
0,3%cát
Sdnhư
1% một
Po phương tiện điều chỉnh độ dẻo của vữa giữ
nguyên
tỷ lệ
Mẫu sử dụng
0,2%
SdN/X
và 1trong
% Poxác định tính dễ thi công của vữa

M-3

S Sử
dụng
giá độ dẻo của vữa khi giá trị ứng suất cắt lớn
Mẫu
sử bàn
dụngnhảy
0,2%vữa
Sdđê
vàđánh
5% Po

M-4


M-l 1

Mẫu sử dụng 0,25% Sd và 3% Po

M-12

Mẫu sử dụng 0,25% Sd và 3% Po

Thưc hiên đề tài


Chương I: Tổng quan về bê tông xi măng polymer
CHƯƠNG I:
TỔNG QUAN VỂ BÊ TÔNG XIMÃNG POLYMER
1.1 Giới thiệu chung
Bê tông và vữa ximăng là vật liệu composite nhân tạo. Loại vật liệu này tương
đối rẻ và được sử dụng rất rộng rãi. Vật liệu xi măng được sử dụng trong thời kỳ cổ
xưa là xi măng vôi-pozzolan. Sự ra đời của ximăng poóclăng đã thay thế loại
ximăng pozzolan cổ xưa này. Kết quả khảo sát cho thấy các công trình bê tông xây
dựng từ xi măng vôi-pozzolan dù có tuổi thọ rất lâu nhưng vẫn bền vững. Có một
vài công trình xây dựng thuộc dạng này vẫn tồn tại trong điều kiện tốt cho tới ngày
nay. Bí quyết tạo ra loại vật liệu phẩm chất cao này là sự lựa chọn loại vật liệu phù
hợp, tỷ lệ pha trộn chính xác và tính công tác tốt. Bê tông được làm từ xi măng, cốt
liệu lớn, cốt liệu nhỏ và nước được pha trộn với một tỷ lệ thích họp và được chế tạo,
bảo dưỡng theo chế độ thích hợp. Chất lượng của bê tông được thể hiện ở cường độ
cũng như độ bền. Ngoài thành phần khoáng được sử dụng để chế tạo bê tông, các
loại vật liệu hữu cơ khác cũng được sử dụng trong bê tông cổ xưa dưới dạng phụ
gia. Những tài liệu ghi chép có giá trị còn lại hiện nằm rải rác và một số lớn bị thất
lạc khó có khả năng hệ thống lại. Tuy nhiên việc sử dụng asphalt cho bồn tắm của
Mohen-ịo-claro (năm 2300 trước công nguyên) như một thành phần của vữa xây

Đặc tính của polymer liên quan tới cấu trúc của chúng và những biến đổi khi bị
đốt nóng. Polymer được phân thành polymer nhiệt dẻo, polymer nhiệt rắn và
polymer đàn hồi [16].
a) Polymer nhiệt dẻo: thường là những polymer dạng mạch thẳng, những
polymer tan tuy ở các trạng thái khác nhau độ hoà tan cũng khác nhau phụ thuộc
vào độ dài của mạch. Hầu hết các polymer nhiệt dẻo nóng chảy ở nhiệt độ tương
đối thấp trong khoảng từ 200-250°C. Chúng có khả năng mềm hoá khi bị đốt nóng
và rắn chắc khi để nguội.
b) Polymer nhiệt rắn: là những polymer mạch không gian gồm những chuỗi
dài được kết nối lại thành mạng không gian ba chiều. Những mối liên kết ngang
được hình thành một lần không dễ tan bởi những phân đoạn này của mạng lưới đại
phân tử không có khả năng di chuyển tự do tương đối so với các phân đoạn khác.
Tính không hoà tan, tính chịu lực và tính co giãn thấp của polymer nhiệt rắn là
thuộc tính của hầu hết các polymer có mối liên kết ngang.

8


Chương I: Tổng quan về bê tông xi măng polymer
c) Polymer đàn hồi: là những polymer có mối liên kết không chặt chẽ của
những polymer mạch thẳng với sự dịch chuyển hạn chế của các chuỗi tạo nên tính
đàn hồi cao su. Các mối liên kết cao su tự nhiên hay cao su lưu hoá là vật liệu thuộc
nhóm này.
Polymer dẻo nhiệt nhìn chung có khả năng chịu tác dụng lực lớn hơn so với
polymer đàn hồi khi được kết hợp với xi măng trong vữa. Kết quả nghiên cứu cho
thấy vinyldine chloride là một polymer nhiệt dẻo có cường độ nén cao hơn rất
nhiều với polymer đàn hồi styrene butadiene.
Hầu hết các polymer có khả năng tăng dẻo cho vữa và bê tông tương tự các chất
dẻo hoá thông thường trong bê tông nhờ tính chất bề mặt của các tác nhân hoá dẻo
có mặt trong polymer đó. Do đó khi sử dụng polymer có thê giảm tỷ lệ N/X khi giữ

đô ne kết nhiệt — Epoxy (EP)
— Nhựa bi tum

— Nhựa hỗn hợp

— Nhựa đường
— Nhựa đườnu cao
su hoá
— Paraíin

Hình 1.1 - Nhựa mủ polymer sử dụng làm phụ gia hay thay thế một phần Xi

9


Chương I: Tổng quan về bê tông xi măng polymer

1.3 Phân loại hỗn hợp vữa và bê tông có polymer
Hỗn hợp bê tông polymer là một loại hỗn hợp bê tông được chế tạo trên cơ sở
sử dụng polymer làm phụ gia hay thay thế một phần hoặc toàn bộ chất kết dính xi
măng bằng vữa polymer. Căn cứ vào số lượng polymer sử dụng và cách chế tạo
chúng về căn bản có thể phân loại thành các nhóm sau:
- Bê tông và vữa polymer biến tính, PMC (Polymer Modiíĩed Mortar and
Concrete)
- Bê tôns và vữa xi măng polymer, PCC (Polymer Cement Mortar and Concrete)
- Bê tông và vữa polymer, PC (Polymer Mortar and Concrete)
- Bê tông và vữa tẩm polymer, PIC (Polymer Impregnated Mortar and Concrete)
Trong trường hợp thứ nhất, lượng dùng polymer tới hạn là 5% khối lượng xi
măng, polymer không đủ để tạo pha liên tục trone bê tông đã rắn chắc mà chỉ tác
dụng như một chất biến tính. Trong khi đó, khi lượng dùng lớn hơn 5% có thể tạo

tạo ra màng polymer do đó làm thay đổi cấu trúc rỗng của bê tông. Trong bê tông
thế tích phần rỗng chủ yếu được tạo bởi các lỗ rỗng có bán kính trung bình trong
phạm vi từ 430 tới 4300 A chủ yếu tập trung trong khoảng 750 tới 1400 A . Độ
rỗng này ở vào khoảng 0,lcm3/g bê tông. Sự có mặt của polymer có tác dụng giảm
thể tích rỗng của các mao quản có bán kính lớn hơn 0,2 pm hay lớn hơn và làm
giảm đáng kể lỗ rỗng bán kính 75nm và nhỏ hơn. Thể tích rỗng giảm khi tăng tỷ lệ
polymer so với xi măng. Trong một vài trường hợp lượng polymer có thể không đủ
để lấp đầy hoàn toàn các lỗ rỗng. Lúc đó polymer bao bọc bề mặt lỗ rỗng hoặc
chèn đầy một bộ phận các lỗ rỗng làm cho các ống mao quản dường như được tẩm
bởi một màng polymer. Đây là một đặc trưng quan trọng nâng cao độ bền nhất là
khi bê tông tiếp xúc với chất khí và dung dịch lưu thông trong các mao quản. Mặc
dù không thế ngăn chặn sự phá hoại bê tông một cách triệt để, nhưng sự có mặt của

11


Tỷ lê polymer với Hệ số khuếch tán của ion Ch
XM (%)
(cm2/s)
Mẫu đối chứng
0
6,4x108
Chương I: Tổng quan
Vữa biến tính bằng SBR
10 về bê tông xi măng polymer
6 4xl0'8
20
3,9x10'*
Loại vữa


8 vữa
Sự
có 1.1
mặt- Hệ
của
cải
thiện
sự polymer
liên kết biến
giữa tícác
Bảng
khuếch có
tántác
củadụng
ion Cl'
trong
nhịphần
16] tử trong
20sôpolymer
4,4x1ữ

vữa vàTỷbêlêtông
so với
bê tôngtán
thường.
polymer
với vữa
XM xi măng
Hệ và
số khuếch

5,8x10*
xuyên qua bề mặt
1:3 sự phá hoại lại xảy ra xuyên qua chất
nền đá xi măng. Số liệu về tính bám dính phụ thuộc vào những phương pháp thử
Bảng
1.2kiện
- Hệbảo
sô dưỡng
khuếchvàtán
trong
bê tông polymer biến tínỉĩị 16]
khác,
điều
độ của
rỗngion
củactchất
nền.
1.5.3 Ảnh hưởng của polymer đến cường độ của vữa và bê tông
Bê tông và vữa có chứa polymer cường độ nén, uốn và kéo đều được cải thiện.
Trong đó cường độ được cải thiện rõ rệt nhất. Nguyên nhân là do polymer có cường
độ kéo cao và mặt khác sự có mặt của polymer góp phần cải thiện mối liên kết giữa
các phần tử trong vữa và bê tông. Điều kiện bảo dưỡng cũng có ảnh hưởng lớn tới
cường độ. Cường độ tối đa phần lớn đạt được do quá trình thuỷ hoá xi măng diễn ra
một cách hợp lý trong điều kiện bảo dưỡng ẩm và tiếp theo là bảo dưỡng khô.
Trong suốt thời gian bảo dưỡng, các phần tử polymer tái hợp lại để tạo màng. Vì
vậy, nước được giữ lại trong bê tông và quá trình thuỷ hoá xi măng tiếp tục diễn ra.
1.5.4 Polymer tăng tính bền chống sự thâm nhập của ion Clo
Tính bền chống sự thâm nhập của ion cr được thử bằng cách ngâm mẫu trong
nước biển (với hàm lượng NaCl 2,4%) Kết quả cho thấy có sự cải thiện đáng kể khi
có mặt polymer, trừ trường hợp mủ cao su Styrene butadiene (SBR). Mặc dù khi

thử nhỏ
bằngpolymer
cách ngâm
trong
thờikhígian
28 bê
ngày
trong
sau: Độ
Khibền
sử sunphát
dụng một
lượng
(1%)mẫu
không
cuốn
trong
tông
độ
dụngđóng-tan
dịch Nabăng
và (NH
đặc
không
kếtvới
quảbê cải
đáng
bền
bê tông
thiện

hơn làsonhờ
vớisựtrong
dịchtrúc
Na 2rỗng
S04. do
Kếtpolymer
quả cũng
thấytương
độ bền
bền
đóng-tan
phândung
tán cấu
tạo cho
ra khi
tác
sunphát
không
được
thiện
thậm
chí khi
tăng tỷ6] lệ polymer so với ximăng.
hoá
học, do
lấp đầy
các cải
lỗ rỗng
và do
tạo màng

1 - 10

Chất khơi mào phản ứng

0,1 - 2
Loại 1: Loại latex có thể nhũ tương hoá lại. Loại này chỉ nên dùng trong các
Nước
80- 150
ứng dụng không làm việc trong môi
trường ngâm
CHƯƠNG
II: trong nước hoặc có độ ẩm cao.
Các thành phần khác
0- 10

Cơ

Loại 2: loại không nhũ tương hoá lại. Loại này có thể dùng trong môi trường
SỞ LÝ THUYẾT
NGHIÊN cứu CHÊ TẠƠ BÊ TÔNG XI MÃNG
ngâm trong nước hoặc có độ ẩm cao.

Các hạt latex có kích thước vô cùng nhỏ bé, phải cỡ 0,05 - 3 prn. Chúng có cấu
POLYMER
trúc mixel dạng cầu hoặc elip khối, và được cấu tạo bởi 2 lớp: lớp trong cùng là
cacbohydro,
bọc
là xilớp
hấpbằng
phụ polymer

chấtkỷbéo
và Năm
xà phòng
các axit
Trongđưapolymer
từ
những
- 30 của
này.
1924, của
Leỷbure
lần béo.
đầu tiên
ra kết
latex
còn
có
các
chất
phân
tán,
chất
ổn
định,
chất
nhũ
tương
hoá
và
chất

tông.(trừ
Từnhựa
năm Epoxy)
1967 đến
nămsản
1981
có khoảng
cuộc hợp
hội
cáctính
loạibêlatex
được
xuấtđãnhờ
quá trình10trùng
nghị,
hội thảo
quốcvì tếthếở mà
Mỹ,latex
Anh,đôi
Nhật,
về polymer
tông.Quá
Các trình
hợp
nhũ tương.
Chính
khi Pháp...
còn được
gọi là cáctrong
nhũ bê

hợp các
liênthái
kết rắn.
tự doNói
lại

xi măng,
khơi
mào
một
cách
tạo thành

Bảng
2.1 - Thành
củapha
latex[
18] trong tổ hợp xi măng khác, quá trình thuỷ hoá
xi măng
và hìnhphần
thành
polymer
polymer xảy ra cùng lúc và có sự tương tác giữa pha hydrat và pha polymer. Sự
tương tác của polymer với sản phẩm hydrat làm thay đổi cấu trúc xi măng polymer tạo làm thay đổi các tính chất của vật liệu đã được biến tính so với bê tông
và vữa thường. Trong số các hợp chất polymer và monomer dùng biến tính vữa và
bê tông thì nhóm polymer Latex và polymer tan trong nước được sử dụng phổ biến
hơn cả.
2.2 ưu
Vữa
và bê


Sự thoát nước giữa các hạt

Hình 2.1 - Mô hình đơn giản hoá việc tạo thành màng polymer trong quá trình
thuỷ hoá ximăng
Đầu tiên, các tiểu phân tử polymer phân tán trong nước hấp phụ lên bề mặt của
hạt xi mãng. Qúa trình thuỷ hoá xi măng làm eiảm lượng nước các hạt polymer do
đó keo tụ lại. Xi măng tiếp tục lấy nước để hydrat hoá, pha polymer đã keo tụ
18


Chương II: Cơ sở lý thuyết...
phân bố trong xi măng có tác dụng ngăn cản sự hình thành vết nứt vi mô (giảm ứng
suất nội), đồng thời tăng cường liên kết bám dính giữa các thành phần của tổ hợp
vật liệu. Vì vậy bê tông và vữa biến tính bằng polymer latex ưu việt hơn so với bê
tông và vữa thường.
Rất nhiều tài liệu đưa ra kết quả nghiên cún tính chất quan trọng của bê tông và
vữa có mặt polymer latex. Theo đó sự thay đổi tính chất của hỗn hợp bê tông và vữa
chưa rắn chắc và các tính chất của vật liệu đã rắn chắc được biến đổi bằng polymer
latex so với bê tông và vữa thường phụ thuộc chủ yếu vào bản chất, thành phần
polymer, tỷ lệ polymer so với xi măng và công nghệ tạo ra chúng.
2.2.2 Tính chất của vữa và hỗn hợp bê tông chưa rắn chắc khi có mặt nhựa
mủ
Hỗn hợp bê tông và vữa chưa rắn chắc khi có mặt polymer latex có độ dẻo cao
(khả năng thi công dễ hơn so với bê tông và vữa thường). Nguyên nhân tăng độ dẻo
là do tác dụng của thành phần polymer và các chất ổn định trong latex cũng như tác
dụng cuốn khí. Độ dẻo của hỗn hợp bê tông biến đổi bằng polymer latex có tỷ lệ
N/X cố định tăna đáng kể khi tăng tỉ lệ Polymer/Xi măne (P/X) trong giới hạn cho
phép. Do vậy khi giữ nguyên độ dẻo cho phép giảm lượng nước sử dụng giúp nâng
cao cường độ và giảm vết nứt trong vật liệu biến tính.

khô. H. Wagner đã nghiên cứu chế độ rắn chắc tối ưu để đạt cường độ cao cho vật
liệu biến đổi. Đầu tiên mẫu được giữ trong môi trường ẩm để thuỷ hoá xi măng, sau
đó chuyển sang môi trường khô để phát triển cường độ của pha polymer.
Bê tông và vữa biến tính bằng polymer latex có giá trị modul đàn hồi nhỏ
(modul đàn hồi cỡ 0,001 - 10xl0 3 MPa) so với đá xi măng (modul đàn hồi 10 30xl03 MPa) và nhờ sự tổ hợp hai pha xi măng - polymer tạo cho vật liệu có khả
năng biến dạng lớn hơn so với bê tông và vữa thường. Vật liệu biến tính còn có độ
co ngót nhỏ, cường độ chống nứt chống mài mòn cao hơn bê tông và vữa thường.
Một đặc trưng quan trọng khác của bê tông và vữa biến tính là đạt độ bền chống
thấm nước và khí cao với khả năng bám dính tốt với các bề mặt vật liệu cũ và mới.
Tính năng này làm tăng độ bền lâu của bản thân vật liệu dưới tác động của môi
trường (tác động của khí quyển, cácbonát hoá, môi trường ăn mòn...) và khả năng

20


Chương II: Cơ sở lý thuyết...
Nhược điểm chính của bê tông và vữa biến tính bằng polymer latex là độ bền
trong môi trường ẩm và nước kém. Sự suy giảm này có quan hệ trực tiếp tới độ bền
trong môi trường ẩm kém của pha polymer. Điển hình là bê tông và vữa có
polyvinyl Acetate có độ bền nén và khả năng bám dính giảm rất nhanh trong môi
trường ẩm.

2.3 Vữa và bê tông xi măng biến tính bằng polymer tan trong nước
2.3.1 Cơ sở chung

- - - -Tinh bột
- - - -Keo dán tự nhiên
- - - -Đạm thực vật
- - - -Tinh bột từ động vật



— Vinyl —
Polymer
nhân tao

- Poly vinyl alcohol nhân tạo biến tính
— Etylen

Hình

Poly vinyl alcohol —I— Xà phòng hoá trung gian
— Xà phòng hoá từng phần

2.2

-

-------Oxyt polyethylene

Phản

loại

polymer

tan

trong

nước

năng phân tán, tương hợp cao và hiệu ứng cuốn khí của nhóm polymer này. Sự tăng
độ dẻo của hỗn hợp bê tông cho phép giảm lượng nước nhào trộn ở mức tối đa, từ
đó nâng cao cường độ, tạo tính chống thấm tốt và độ co ngót nhỏ. Hỗn hợp bê tông
và vữa có polymer tan trong nước chậm mất nước hơn nhiều so với bê tông và vữa
thường và khả năng chậm mất nước càng tăng khi tăng tỷ lệ p/x.
2.3.3 Tính chất của bê tông và vữa đã rắn chắc khi có mặt polymer tan trong
nước
Bê tông và vữa biến tĩnh với lượng nhỏ polymer tan trong nước làm tăng cả
cường độ kéo, uốn và nén (khác với hệ biến tính bằng polymer latex cường độ nén
không tăng), khả năng bám dính khả năng chống thấm tốt hơn so với bê tông và
22


Chương II: Cơ sở lý thuyết...
vữa thường. Satalkin đã đưa ra kết quả nghiên cứu các tính chất quan trọng của bê
tông hạt mịn có các polymer tan trong nước C-89 trên cơ sở ure-formandehyde và
trên cơ sở polyvinyl styrene CKC-65.
Do tăng cường độ kéo và uốn nên vật liệu biến tính bằng polymer tan trong
nước làm tăng biến dạng tương đối so với trong bê tông thường. Kết quả nghiên
cứu cho thấy sự phụ thuộc của biến dạng tương đối vào thời gian ở độ ẩm 90% và
nhiệt độ 20 - 25°C. Kết quả tốt nhất được quan sát bê tông biến tính nhựa C-89 có
cường độ bền tăng gần 3 lần so với bê tông không có polymer. Từ những kết quả
trên cho thấy bê tông biến tính bằng các polymer tan trong nước có các tính chất
quan trọng như cường độ kéo, uốn và nén lớn hon nhiều so với bê tông thường và
lớn hơn cả bê tông biến tính bằng polymer phân tán trong nước.
Tác giả Y.Ohama nhận thấy cường độ nén và kéo khi uốn có xu hướng giảm ở
bê tông biến tính bằng Methylcelluloze và Polyacrylamid. Một đặc trưng quan
trọng khác của bê tông và vữa có các polymer tan trong nước là đạt độ bền chống
thấm rất cao. Giá trị độ bền chống thấm của chúng gấp nhiều lần bê tông thường và
lớn hơn cả bê tông biến tính với nhóm polymer phân tán trong nước. Giữa độ bền

Methylmethacrylat,

Styren,

Acrylonitril... để biến tính bê tông và vữa. Các nhựa lỏng hoặc các monomer được
trộn đều trong hỗn hợp bê tông hoặc vữa sau đó phải được đóng rắn chuyển sang
trạng thái rắn chắc trong hoặc sau khi xi măng thuỷ hoá.
2.4 Vữa và bê tông xi măng sử dụng phụ gia giảm nước tầm cao
2.4.1 Cơ sở chung
Các phụ gia siêu dẻo (PGSD) hay các chất có tác dụng giảm nước lớn thông
dụng hiện nay đã được biết đến từ đầu những năm 1906. Ớ nước ta, vấn đề nghiên
cứu phụ gia cho bê tông được tiến hành từ năm 1960 nhằm mục đích tăng độ dẻo,
nâng cao độ bền và khả năng chống thấm, rút ngắn thời gian bảo dưỡng đồng thời
hỗ trợ cho công nghệ thi công. Việc sử dụng bê tông chất lượng cao trên cơ sở phụ
gia cho phép giảm nhẹ trọng lượng công trình, giảm các chi phí cẩu lắp và xử lý
nền móng công trình, tuổi thọ công trình cao, tạo ra dáng vẻ kiến trúc đẹp, nhẹ
nhàng, thanh mảnh.
Một số loại phụ gia siêu dẻo chính đang được sử dụng trong thực tiễn như
Naphtalene

Formandehyde

Suníonated

(NFS),

Melamine

Formandehyde


2.4.22 đó:
Thuyết DLVO
S
VRđịnh
- năng
bằnggóc
Entropi
củađẩy
cấutĩnh
tạo và
Để giải thích tính ổn
củalượng
trạngđẩy
tháichống
phânvón
tán tụdưới
độ lực
điện,

hình dạng của
chất hấp
phụ lênvàbềOverbeck
mặt các phần
tử. Theo đó tính ổn
thuyết DLVO do Derjaguin,
Landau,
Verwey
đề xuất.
định của trạng thái này cũng được quyết định bởi độ cong của đường thế năng V T
Tính ổn định phân tán được duy trì bởi lực đẩy chống vón tụ này.

tôngtán
vàcũng
vữa.tăng
Việc
vai
trò tăng cường của chúng khi kết
tăng lên
thì độ
lênnghiên
và tỷ lệcứu
với V
max
hợp với xi măng và sự hình thành cấu trúc xi măng - polymer đã được quan tâm từ
những
năm Thuyết
30-40 của
kỷchống
này và
24.2.3
hiệuthế
ứng
vónđến
tụ nay đã có nhiều kết quả nghiên cứu được
côngTính
bố với
các vật
do có
cơ thể
chếđược
quá trình

có tổng
đượcnay
xác chưa
định như
sau: kết đầy đủ về cơ chế này. Hình 2.4 chỉ ra tương tác giữa xi
măng và latex polymer.
V,. = V + V s

25


Xi măng poóclăng
Thành phần hoá học
CaO

Clinke
Tỷ lệ (%)

Chương65
II:±2
Cơ sở lý thuyết...
3Ca0.Si02

Si02
A1203

Pha Clinke

20 ±2


Cốt
liệu

Fe203

3±2
4.

4Ca0.Al203.Fe903

Bước thứ ba (cấu trúc đã
đóng rắn)

C4AF

3.

Bước thứ hai

1 H-16

o ° Các hạt polymer

• • Khoảng không hở là nước

Sự pha trộn của phán xi mãng
khòng thuỷ hoá và gel xi măng
(polymer lắng một phần)

Sự pha trộn của gcl xi măng

vàotáckhoáng
xi măngtrong
để điều
Quan điểm thứ nhất cho rằng giữa polymer và bê tông không có sự tương tác tương
thời gian đóng rắn), phản ứng thuỷ hoá C3A và tạo ra etringite.
hỗ. Trong quá trình thuỷ hoá xi măng, phần ưa nước của phân tử polymer định
+ 3CSH
+ 26HhướngC3về
A.3CaS0
3A phần
4.32H
hướng vào pha nước, C
còn
kỵ2 nước
pha khí
(lỗ20rỗng vi mô của đá xi
măng không chứa nước). Khi chuyển sang trạng thái khô các phần kỵ nước hên kết
Nhưng lại có thể kết hợp với etringite tạo ra monosuníat:
lại với nhau và tạo ra màng mỏng vi mô. Lý thuyết này thường sử dụng để giải
3A + C3A.3 CaS04.32H + 4H 3(C3A.CaS04.12H)
thích tác dụng của các hệ 2C
biến
tính xi măng polymer không có nhóm chức. Ngược
lại, Các
lý thuyết
thứ thuỷ
hai khẳng
định
sự tương
tác kết

giữa
có chứađược
các nhóm
chứccác
có khả
phản ứng
chúng
lấp đầy
phânnăng
tử nước
còn như:
các -COO',
vi xốp -OH,
chứa -S0
đầy3\...
các sản phẩm thuỷ
hoá. Sau giai đoạn này, nhờ giữ được nước, cấu trúc đá xi măng tiếp tục phát triển

27
26


Chương II: Cơ sở lý thuyết...

2.5.2

Quá trình phản ứng giữa polymer vói thành phần của bê tông
0^C"ỒR 0^CvỒR

-C—OR