Phân loại Phụ gia bê tông

Các loại phụ gia thông thường[9] bao gồm:

  • Chất tăng nhanh (Accelerators): Làm nhanh quá trình cứng hóa của bê tông. Sử dụng chloride calci, calci nitratvà nitrat natri. Chú ý không sử dụng chloride để tránh gây ăn mòn thép cốt và bị cấm ở một số nước.[10] Hữu ích khi điều chỉnh tính chất của bê tông trong thời tiết lạnh.
  • Chất gia nhập không khí (Air entraining agents): Thêm bọt khí vào bê tông, giảm hư hỏng do đóng băng-tan đóng băng trong thời tiết và tăng độ bền chịu lạnh. 1% khí giảm 5% sức chịu ép của bê tông.
  • Chất gắn kết (Bonding agents): Kết dính bê tông cũ và mới, thường là polymer, chịu nhiệt và chống ăn mòn.
  • Chất ức chế ăn mòn (Corrosion inhibitors): Giảm ăn mòn thép và thanh thép trong bê tông.
  • Phụ gia tinh thể (Crystalline admixtures): Giảm độ thấm bằng cách tạo tinh thể kim loại không tan trong bê tông, ngăn nước và chất ô
  • Màu nhuộm (Pigments): Thay đổi màu sắc bê tông, tạo tính thẩm mỹ.
  • Chất làm mềm (Plasticizers): Tăng tính dễ làm việc của bê tông, giúp đặt bê tông dễ dàng mà không cần nén chặt. Chất làm mềm thường là lignosulfonate, giảm nước trong bê tông nhưng vẫn duy trì tính dễ làm việc, cải thiện sức mạnh và độ bền.
  • Chất siêu làm mềm (Superplasticizers): Tăng tính dễ làm việc hơn chất làm mềm truyền thống, giảm nước trong bê tông từ 15-30%, tăng sức ép nén.
  • Chất trợ bơm (Pumping aids): Cải thiện khả năng bơm, làm đặc chất bột, giảm tách lớp và chảy nước.
  • Chất chậm khô (Retarders): Làm chậm quá trình cứng hóa của bê tông, thường sử dụng trong công trình lớn hoặc khó khăn. Chất chậm khô thường là polyol, bao gồm đường, sucrose, gluconat natri, glucose, axit citric và axit tartaric.

Phụ gia khoáng và xi măng pha trộn

Các vật liệu không hữu cơ có tính pozzolanic hoặc tính thủy khẩn tiềm ẩn, đó là những vật liệu có hạt rất nhỏ, được thêm vào hỗn hợp bê tông để cải thiện các đặc tính của bê tông (phụ gia khoáng),[6] hoặc thay thế xi măng Portland (xi măng pha trộn).[11] Hiện nay, đang được thử nghiệm và sử dụng các sản phẩm kết hợp đá vôi, tro bay, tro luyện cao lò và các vật liệu hữu ích khác có tính chất pozzolanic. Những phát triển này ngày càng quan trọng để giảm tác động của việc sử dụng xi măng, một trong những nguồn khí thải nhà kính lớn nhất trên toàn cầu (chiếm khoảng 5-10%).[12] Sử dụng các vật liệu thay thế cũng giúp giảm chi phí, cải thiện các đặc tính của bê tông và tái chế chất thải, đặc biệt quan trọng trong việc xây dựng một nền kinh tế vòng tròn, trong đó ngành công nghiệp xây dựng đang ngày càng tăng cần sử dụng nguồn tài nguyên, tạo ra chất thải và xử lý rác thải.

  • Fly ash: Là sản phẩm phụ của các nhà máy phát điện chạy bằng than, nó được sử dụng để thay thế một phần xi măng Portland (lên đến 60% theo khối lượng). Các đặc tính của tro bay phụ thuộc vào loại than đốt. Nói chung, tro bay có chứa silica có tính pozzolanic, trong khi tro bay chứa vôi có tính thủy khẩn tiềm ẩn.[13]
  • Ground granulated blast furnace slag (GGBFS or GGBS): Là sản phẩm phụ của quá trình sản xuất thép, được sử dụng để thay thế một phần xi măng Portland (lên đến 80% theo khối lượng). Nó có tính thủy khẩn tiềm ẩn.[14]
  • Silica fume: Là sản phẩm phụ của quá trình sản xuất silic và hợp kim ferrosilic. Silica fume tương tự như tro bay, nhưng có kích thước hạt nhỏ hơn 100 lần. Điều này dẫn đến tỷ lệ bề mặt/để tích cao hơn và phản ứng pozzolanic nhanh hơn. Silica fume được sử dụng để tăng cường sức mạnh và độ bền của bê tông, nhưng thông thường yêu cầu sử dụng chất làm mềm siêu nhựa để dễ thi công.[15]
  • Metakaolin có tính tương ứng cao (HRM): Metakaolin tạo ra bê tông có sức mạnh và độ bền tương tự như bê tông được làm bằng silica fume. Trong khi silica fume thường có màu xám đen hoặc đen, metakaolin có màu trắng sáng, là sự lựa chọn ưu tiên cho bê tông kiến trúc khi mà màu sắc quan trọng.
  • Carbon nanofiber có thể được thêm vào bê tông để cải thiện sức nén và đạt được độ co dãn cao hơn, và cũng để cải thiện các tính chất điện cần thiết cho việc giám sát biến dạng, đánh giá tổn thương và tự giám sát sức khỏe của bê tông. Carbon fiber có nhiều ưu điểm về cơ học và điện (ví dụ: độ bền cao) và có khả năng tự giám sát do độ bền kéo cao và dẫn điện cao.[16]
  • Các sản phẩm carbon đã được thêm vào để làm cho bê tông có khả năng dẫn điện, cho mục đích tẩy nhiệt.[17]
  • Nghiên cứu mới từ Đại học Kitakyushu, Nhật Bản cho thấy một hỗn hợp từ những cái tã đã qua sử dụng được giặt và làm khô có thể là một giải pháp môi trường để giảm lượng rác thải và sử dụng ít cát hơn trong sản xuất bê tông. Một ngôi nhà mẫu đã được xây dựng tại Indonesia để kiểm tra sức mạnh và độ bền của sự kết hợp bê-tông từ tã mới này.

Phân loại theo tiêu chuẩn

Theo tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 3252004

Phụ gia hoá chất[18][19] là các chất được thêm vào trong quá trình trộn bê tông với một lượng nhỏ, không vượt quá 5% khối lượng xi măng, nhằm thay đổi các đặc tính của hỗn hợp bê tông và bê tông sau khi cứng. Có 7 loại phụ gia hoá chất dùng cho bê tông, và chúng phải tuân thủ các yêu cầu kỹ thuật sau:

  • Phụ gia hoá dẻo giảm nước (ký hiệu loại A) được sử dụng để tăng độ sụt của bê tông hoặc giảm lượng nước trộn mà vẫn giữ nguyên được độ sụt, từ đó cải thiện cường độ cơ học của bê tông.
  • Phụ gia chậm đông kết (ký hiệu loại B) làm giảm tốc độ phản ứng ban đầu giữa xi măng và nước, kéo dài thời gian đông kết của bê tông.
  • Phụ gia đóng rắn nhanh (ký hiệu loại C) tăng tốc độ phản ứng ban đầu giữa xi măng và nước, rút ngắn thời gian đông kết và tăng cường độ của bê tông ở tuổi ngắn ngày.
  • Phụ gia hoá dẻo – chậm đông kết (ký hiệu loại D) kết hợp chức năng của phụ gia hoá dẻo và phụ gia chậm đông kết.
  • Phụ gia hoá dẻo – đóng rắn nhanh (ký hiệu loại E) kết hợp chức năng của phụ gia hoá dẻo và phụ gia đóng rắn nhanh.
  • Phụ gia siêu dẻo giảm nước mức cao (ký hiệu loại F) cho phép giảm lượng nước trộn một cách đáng kể mà vẫn giữ nguyên được độ sụt, tạo ra bê tông có cường độ cao hơn.
  • Phụ gia siêu dẻo – chậm đông kết (ký hiệu loại G) kết hợp chức năng của phụ gia siêu dẻo và phụ gia chậm đông kết.
Theo ASTM C.494-86

Tiêu chuẩn Mỹ ASTM C.494-86[20] quy định 7 loại phụ gia hoá chất và 4 loại phụ gia khoáng cho bê tông[21][22].

  • Loại A: Phụ gia giảm nước.
  • Loại B: Phụ gia chậm đông kết.
  • Loại C: Phụ gia tăng tốc độ đông đặc.
  • Loại D: Phụ gia giảm nước và chậm đông kết.
  • Loại E: Phụ gia giảm nước và tăng tốc độ đông đặc.
  • Loại F: Phụ gia giảm nước và tăng tốc độ đông đặc mạnh.
  • Loại G: Phụ gia giảm nước và chậm đông kết mạnh.

Trên thực tế, các nhà sản xuất thường cung cấp phụ gia bê tông kết hợp giữa nhiều loại phụ gia khác nhau.

Tài liệu tham khảo

WikiPedia: Phụ gia bê tông https://www.google.com.vn/books/edition/H%E1%BB%99... https://www.google.com.vn/books/edition/Tuy%E1%BA%... https://moc.gov.vn/tl/tin-tuc/69503/tong-quan-ve-p... https://doi.org/10.1680%2Fpc.36116.185 https://web.archive.org/web/20070127132641/http://... http://www.fhwa.dot.gov/infrastructure/materialsgr... https://hanoimoi.vn/nghien-cuu-thanh-cong-be-tong-... https://baodautu.vn/phu-gia-be-tong-giup-tang-chat... https://web.archive.org/web/20110903081932/http://... http://www.admixtures.org.uk/types.asp