JOMC 76
Tạp chí Vật liệu & Xây dựng Tập 15 Số 02 năm 2025
*Liên h tác gi: caoquockhanh@mtu.edu.vn
Nhn ngày 12/03/2025, sa xong ngày 24/03/2025, chp nhn đăng ngày 25/03/2025
Link DOI: https://doi.org/10.54772/jomc.02.2025.867
Ảnh hưởng hàm lượng ph gia gc xi măng đến kh năng kháng nước
ca vữa xi măng-cát dùng xây tô
Cao Quc Khánh1,*, Trương Hoàng Phiếu1, Nguyn Tn Thanh1
1Khoa Xây dựng, Trường Đi hc Xây dng Min Tây
TỪ KHOÁ
TÓM TẮT
Chng thm
M
ẫu lăng trụ
Ph
gia gc xi măng
Thí nghi
m
V
a xi măng-cát
Trên thế gii, nghiên cu v ph gia chng thấm đã được thc hin t khá sm, khi ngành xây dng phát
tri
n song song vi nhu cu bo v công trình khi tác động ca nước. Do đó, các nghiên cứu v ph
gia
ngày càng đư
c đy mnh và áp dng nhiu công ngh mới. Tương tự, Vit Nam, các nghiên cu v ph
gia ch
ng thấm cũng đã được trin khai, nht là trong bi cnh khí hu nhiệt đới ẩm gió mùa đặ
c trưng,
gây ra nhi
u vn đ v thm cho công trình. Vì vy, nhóm tác gi đã thực hin nghiên cứu đánh giá ả
nh
ng của hàm lượng ph gia chng thm đến kh năng chng thm ca vữa xi măng-cát. Các mu v
a
đư
c pha trn vi các hàm ng ph gia khác nhau t 0-20% được kim tra đ thm c
ng
đ
chu nén. Theo kết quả, hàm lượng ph gia tăng giúp tăng cường đ và ci thiện đáng kể kh
năng
ch
ng thm ca vữa. Tuy nhiên, khi hàm lưng vưt mc 10%, kh năng chng thm suy gi
m nhanh
th
m chí thp hơn c mu 0%. Tóm li, nghiên cu này cung cp thông tin hu ích cho vic la ch
n hàm
ng ph gia chng thm tối ưu trong chế to vữa xi măng cát trong xây dng.
KEYWORDS
ABSTRACT
Water Resistance
Prism model
Cement
-Based Additive
Experiment
Cement
-Sand Mortar
Worldwide, research on waterproofing additives has been conducted quite early, as the construction
industry developed in parallel with the need to protect structures from the effects of water. Consequently,
research on additives has been increasingly intensified and applied with many new technologies. Similarly,
in Vietnam, research on waterproofing additives has also been deployed, especially in the context of the
characteristic tropical monsoon climate, which causes many problems with water penetration in buildings.
Therefore, the authors conducted a study to evaluate the effect of waterproofing additive content on the
waterproofing ability of cement
-
sand mortar. Mortar samples were mixed with different additive contents
ranging from 0
-
20% and tested for water permeability and compressive strength. According to the results,
increasing the additive content helps to increase strength and significantly improve the waterproofing
ability of the mortar. However, when the content exceeds 10%, the waterproofing ability decreases rapidly
and is even lower than the 0% sample. Thus, this study provides useful information for selecting the
optimal waterproofing additive content in the production of cement
-sand mortar in construction.
1. Gii thiu
Ti Vit Nam, vn đ chng thấm đặc biệt được quan tâm do
điu kin khí hu nhiệt đới m gió mùa, gây ra nhiu thách thc cho
các công trình xây dng. Kết qu kho sát do Khoa K thut Xây dng,
Trường Đi hc Bách khoa TP.HCM thc hiện đã chỉ ra rng, t l
công trình b thm dt ti TP.HCM đt mc 84,35 %, cho thy mc đ
nghiêm trng ca vn đ. Đáng chú ý, hơn mt na s công trình
đưc kho sát có tui th ới 5 năm. Để so sánh, t l này Hoa K
và Singapore ln lưt là 60 % và 53 %. Các chuyên gia ca Sika Vit
Nam đã xác định hai chế chính dn đến hin tưng thm dt trong
các công trình xây dng hin nay. Th nht, các vt liu xây dng
thông thường thường cha h thng mao qun với đường kính dao
động trong khong t 20 đến 40 micromet. Khi tiếp xúc vi c,
hin ng mao dn xy ra, dn đến s xâm nhp ca nưc vào cu
trúc vt liu. Th hai, điều kin khí hu nhiệt đới ẩm gió mùa đc
trưng của Vit Nam, với lượng mưa lớn và s biến thiên nhit đ
đáng kể, gây ra hin tưng co ngót và giãn n. Quá trình này dn đến
s hình thành các vết nt và suy gim cu trúc vt liu, to điều kin
thun li cho s xâm nhp ca nưc [1]. Các nghiên cu trong c
tp trung vào việc đánh giá và phát triển các vt liu chng thm phù
hp với điều kin đa phương, bao gm vic s dng các vt liu sn
có và nghiên cu các loi ph gia nhp khu. Nhiu trưng đi hc,
vin nghiên cu và doanh nghiệp đã tham gia vào các hoạt động
nghiên cu này, vi mc tiêu nâng cao cht lưng công trình và gim
thiểu tác động ca nưc đến kết cu xây dng. Các nghiên cu này
tp trung vào việc đánh giá ảnh hưởng ca các loi ph gia, t l pha
trộn phương pháp thi công đến kh năng chng thm ca va xi
JOMC 77
Tạp chí Vật liệu & Xây dựng Tập 15 Số 02 năm 2025
đăng ngày 2
Ảnh hưởng hàm lượ ốc xi măng đế năng kháng nướ
ữa xi măng
Trương Hoàng Phiế
ựng, Trường Đ
T KHOÁ M TẮT
u ng tr
c xi măng
a xi ng
ế m đã đư hát
i tác đ a c. Do đó, các nghiên c
ngày càng đưc đ i. ơng t
m cũng đã đư t đ m gió a đc trưng,
n đ đã th u đánh giá
a m lư m đế ng ch a xi ng
đư i c hàm lư 20% và đư m tra đ m c và
đ ế , m lư gia tăng giúp tăng cưng đ n đáng k ng
a. Tuy nhiên, khi m lưng ng ch
p hơn c
i ưu trong chế a xi măng
tion
n đ ấm đặ ệt đượ
đi ệt đớ
ế
Trường Đ ện đã chỉ
i TP.HCM đ c đ
n đ. Đáng chú ý, hơn m
đư ới 5 năm. Để
n lư
Nam đã xác định hai cơ chế n đế n
thông thường thườ ới đườ
độ 20 đế ế i
n n đế a
hai, điề ệt đớ ẩm gió mùa đặ
trưng củ ới lượng mưa l ế t đ
đáng kể n tư n đế
ế o điề
a u trong
ệc đánh gphát triể
ới điề n đa phương, bao g
u trưng đ
ệp đã tham gia vào các hoạt độ
t lư
ểu tác độ a c đế ế
ệc đánh giá ảnh hưở
ộn phương pháp thi công đế năng ch
măng cát. Kết qu ca các nghiên cu này đã góp phn quan trng
vào vic nâng cao cht lưng và tui th ca các công trình xây dng.
Vữa xi măng cát từ lâu đã được biết đến là mt vt liu xây
dng truyn thống, được ng dng rng rãi trong nhiu công trình.
Tuy nhiên, kh năng chng thm ca loi va này còn hn chế, đc
biệt trong điều kin khí hu nhiệt đới ẩm gió mùa như Vit Nam.
Trong va xi măng-cát ng dùng xi măng thường ít hoc rt ít,
ng dùng ớc cũng ít, nên không đủ để nhét đy các khe k gia
các ht ct liu. Vì vy, phi dùng thêm các ph gia để tăng lượng
cht bt mn đm bo gim thiu các l rng làm tông đc cht
hơn [2]. Để khc phc nhưc đim này, các nhà nghiên cứu đã không
ngng tìm kiếm và phát trin các loi ph gia chng thấm, trong đó
có Sika Grout 214-11 [3]. Đây mt loi ph gia gốc xi măng đặc
bit, không ch có kh năng tăng cường đ đặc chc và kh năng
chng thm cho vữa xi măng cát, mà còn có thể đưc s dng đ thay
thế mt phần xi măng trong hỗn hp.
Trong bi cnh nghiên cu v vt liu xây dng tiên tiến, vic
nâng cao kh ng chng thm và cưng đ ca bê tông luôn là mt
mc tiêu quan trng. Do đó, các nghiên cu v chng thấm đã được
thc hin t nhiu năm nay, vi mc tiêu tìm ra các gii pháp hiu
qu nhất để bo v công trình khỏi tác động ca nưc. Năm 2013, tác
gi Ng Văn Ton đã thực hin mt nghiên cu chuyên sâu với đề tài
"Ảnh hưởng ca tro tru và ph gia siêu do ti tính cht ca h, va
và bê tông" [4]. Nghiên cứu này đã làm sáng tỏ vai trò ca s kết hp
gia tro tru, mt phế phm nông nghip có tính pozzolan, và ph gia
siêu do, mt cht ph gia hóa hc ci thin tính công tác ca bê tông.
Kết qu nghiên cu cho thy, s kết hp này không ch giúp tăng
ờng đáng kể ng đ chu nén ca bê tông mà còn mang li hiu
qu t tri trong vic ci thin kh năng chng thm. C th, h s
kháng c của bê tông đã tăng lên gấp 5 ln so vi mu đi chng,
đồng thi, bê tông còn th hin kh năng chng thm tuyt đi khi
không có du hiu thm nưc sau 14 ngày th nghiệm dưới áp sut
c 27,5 atm.
Tiếp ni những thành công này, vào năm 2014, tác gi Nguyn
Quang Bình đã tiến hành nghiên cu v t hp ph gia siêu dẻo đa
tính năng [5]. Nghiên cu này tp trung vào việc đánh giá hiệu qu
ca ph gia siêu do có kh năng kéo dài thời gian đông kết, đặc bit
trong ng dng với bê tông đầm lăn, mt loại bê tông được s dng
rng rãi trong xây dng đập và các công trình khi ln. Kết qu
nghiên cứu đã chứng minh rng, vic s dng t hp ph gia siêu do
đa tính năng không chỉ giúp ci thiện tính công tác và đ đặc chc ca
tông còn nâng cao đáng k kh năng chng thm. Bê tông đm
lăn kết hp vi ph gia do chậm đông kết đã đạt được cưng đ
độ chng thm cao, có kh năng chu áp sut nưc lên đến 14 atm.
Nhng nghiên cu này đã góp phn quan trng vào vic phát trin các
loi bê tông có hiu suất cao, đáp ứng yêu cu ngày càng kht khe ca
các công trình xây dng hin đi. Tiếp theo vào năm 2020, nhóm tác
gi Phan Văn Chương công s đã thực hin nghiên cu v độ ăn
mòn ca cốt thép trong bê tông có đ nhim mn và chng thm nưc
khác nhau. Nghiên cu này ch ra rằng khi độ nhim mn khó không
chế mc n đnh phù hp tiêu chun thì vic nâng cao kh năng
chng thm ca bê tông là gii pháp hu ích. Vic này cho thy vai
trò đc bit quan trng ca lp bê tông có kh năng chng thm tt
trong vic bo v ct thép môi trường nưc mn [6].
Nhn thức được tm quan trng ca vic nâng cao kh năng
chng thm. Vì vy, nhóm tác gi đã thực hin đ tài nghiên cu vi
mc tiêu là xem xét s nh hưng ca hàmng ph gia chng thm
đến kh ng kháng c ca va xi măng-cát cp bn B7.5 đồng
thi kim tra b mt, khe k gia các ht ct liu khi thay thế mt
phần xi măng bằng ph gia chng thm Sika Grout 214-11 (PGSK).
Qua đó, nghiên cứu này hưng đến vic xác định hàm lượng ph gia
tối ưu, mang lại hiu qu chng thm cao nht mà không ảnh hưởng
tiêu cc đến các tính cht cơ lý khác ca va xi măng-cát. Kết qu ca
nghiên cu này đưc k vng s cung cp nhng thông tin khoa hc
có giá tr, góp phn vào vic phát trin các loi vt liu xây dng có
kh năng chng thm vưt trội, đáp ứng yêu cu ca các công trình
xây dng hin đi.
2. Phương pháp nghiên cứu
Nhóm s tiến hành đúc các mẫu vữa xi măng-cát hình lp
phương kích thưc DàixRngxCao là 160x40x40 (mm) và mu lăn
tr Đưng kínhxChiu cao là 150x150 (mm) với các m ng
PGCT thay thế xi măng lần t là 0 %, 5 %, 10 %, 15 %, 20 %. Toàn
b các mu va xi măng-cát đưc thc hin s dng cp phi theo
Bng 1 vi mác bê tông là 100. Các mẫu dùng sau khi đúc đều được
bảo dưỡng trong môi trường c 28 ngày t lúc đúc đến ngày th
nghim mu.
2.1. Cường đ chu nén ca mu va
- ng đ chu nén đưc xác đnh theo TCVN 6355-2:2009 [7]
ca tng viên mu đưc tính theo công thc sau:
Trong đó:
Rt: ng đ chu nén ca mu va.
P: ti trng phá hoi (kN).
S: din tích chu lc nén (mm2).
- ng đ chu nén ca nhóm bê tông gm 3 viên mẫu được
tính bng ng đ chu nén trung bình (RTB) ca t mu. Với điều
kin đều bé hơn 15 %.
Công thc xác đnh :
Trong đó:
Rmax: cưng đ chu nén ln nht
Rmin: cưng đ chu nén nht
JOMC 78
Tạp chí Vật liệu & Xây dựng Tập 15 Số 02 năm 2025
2.2. Kh năng chng thm ca mu tr
Nhóm tác gi s dụng phương pháp xác định đ chng thm
c theo tiêu chun TCVN 3116:2022 ca B Khoa hc và Công
ngh [8]. Tiêu chun này quy định phương pháp xác định đ chng
thm c ca bê tông bằng phương pháp vết thm. Phương pháp
này da trên vic đo chiu sâu thm nưc vào mu bê tông sau khi
chu tác dng ca áp lc nưc trong mt khong thi gian nht đnh.
Các bước thc hin như sau:
Chun b mu th: Mẫu ng được chế to và bảo dưỡng
theo quy đnh.
Thí nghim: Mẫu được đt trong thiết b thí nghim và chu tác
dng ca áp lc nưc tăng dần theo tng cp.
Thi gian th mu: Th mu cho ti khi trên mt h ca viên
mu xut hin du hiu c thấm qua dưới dng git hoc vết m.
Khi đó khóa van và ngừng th viên mu b thm
Đánh giá kết qu: Độ chng thm ca t mẫu được xác đnh
bng cp áp lc ln nht.
Bng 1. Quy đnh v mác chng thm.
Độ chng thm ca t mu
Mác chng thm
0,2
W02
0,4
W04
0,6
W06
0,8
W08
1,0
W10
1,4
W14
1,8
W18
2,0
W20
2.3. Thành phn nguyên vt liu
tông được dùng thc hin đúc mu va xi măng-cát là bê
tông thông thường là mt hn hp gồm: cát, xi măng và nước đảm
bo theo tiêu chun TCVN 7570:2006 ca B Khoa hc và Công ngh
[9]. Hn hp này đưc trn theo cp phi được thiết kế vi mác bê
tông là M100 đưc th hin trong Hình 1 và Bng 2. Tiến hành chế
to 5 mu hàm lượng PGSK thay thế xi măng từ 0 đến 20 % ln
t là M00 (0 %), M05 (5 %), M10 (10 %), M15 (15 %), M20 (20 %).
(a) Xi măng Vicem Hà Tiên PCB40
(b) Cát (c) Sika Grout
Hình 1. Thành phn ct liu đúc mu.
Bng 2. Thành phn cp phi trong 1m3 tông.
Nguyên liu
c
Xi măng
Cát
Khi ng PGSK thay thế xi măng từ 0-20 % được th hin
trong bng bên dưi.
Bng 3. Khi lượng sika trong 1m3 tông.
Mu
M00 (0 %)
M05 (5 %)
M10 (10 %)
M15 (15 %)
M20 (20 %)
Trong quá trình thc nghim, các mu vt liệu được chế to
bng thiết b đúc chuyên dng và thành phn nguyên liệu được đnh
ng chính xác.
JOMC 79
Tạp chí Vật liệu & Xây dựng Tập 15 Số 02 năm 2025
năng ch
ụng phương pháp c định đ
n này quy định phương pháp xác định đ
m ằng phương pháp vế Phương pháp
c đo chi m
c nư t đ
Các bướ n như sau:
ẫu tông đượ ế ảo
theo quy đ
ẫu được đ ế
c nư tăng dầ
u ấm qua dướ ế
Khi đó khóa van và ngừ
Đánh giá kế Độ ẫu được xác đ
Quy đ
Đ
tông đượ n đúc m măng
tông thông thườ m: cát, xi măng nướ đả
p này đư i đượ ế ế
đư ế ế
hàm lượ ế xi măng từ đế
Xi măng
u đúc
i lư
Xi ng
ế xi măng từ % đượ
bên dư
ượ
i lư
ệu đượ ế
ế đúc chuyên dụ u được đ
(a) Xi măng (b) Cát
(c) Sika (d) c
Hình 3. Tiến hành cân ct liu.
(a) Khuôn đúc mẫu (b) Máy trn
Hình 4. Các thiết b h tr đúc mu.
3. Kết qu và tho lun
3.1. Kết qu nghiên cu
Quá trình trn bê tông ảnh hưởng trc tiếp đến các đc tính
lý và độ bn ca sn phm cui cùng. Vic đm bảo tính đồng nht
ca hn hp bê tông và trng lưng nguyên vt liu là yếu t then
cht, tạo điều kin thun li cho các công tác thi công và đảm bo
chất lượng công trình. Do PGSK đưc s dng với hàm lượng nh,
vic đnh ng chính xác là vô cùng quan trng đ đảm bo hiu qu
ca ph gia tính đng nht ca hn hp. Quy trình chế to các t
mu bê tông, bao gồm đúc mẫu, bảo dưỡng, đo ng đ chu nén
kh năng chng thm đưc thc hin theo các c đưc mô t chi
tiết trong Hình 5, 6, 7 và 8. Quét bitum được đm bo theo tiêu chun
TCVN 9065:2012 ca B Khoa hc và Công ngh [10]. Vic tuân th
nghiêm ngt các bưc này là điu kin tiên quyết để đảm bo tính
chính xác độ tin cy ca kết qu nghiên cu.
Hình 5. Quá trình đúc mẫu lăn tr.
(a) Bo dưng (b) Quét bitum
Hình 6. Quá trình bo dưng và quét bitum.
Hình 7. Thí nghim kim tra cưng độ.
Hình 8. Thí nghim kim tra thm.
JOMC 80
Tạp chí Vật liệu & Xây dựng Tập 15 Số 02 năm 2025
(a) 0 % (b) 5 % (c) 10 %
(d) 15 % (e) 20 %
Hình 9. Mt ct ngang ca mu th có hàm lưng Sika t 0-20 %.
Nhn xét: Mu th hàm ng 5-10 % có b mặt tương đối
mn hơn mu 0 % khi hàm ng PGSK tăng lên 15-20 % thì xut
hin các l rng khá rõ ràng. Mu 20 % xut hin các l rng có th
nhìn thy bng mắt thường.
Kết qu kiểm tra cường đ chu nén theo và kh năng chng
thm ca va xi măng-t đưc th hin qua Bng 4, 5 và Hình 10, 11
bên dưới:
Bng 4. ng đ chu nén ca bê tông.
TT Tên mu
ng đ
chu nén (MPa)
Giá tr
trung bình (MPa)
1
PGSK 0 %
9,94
Mu M00-1
9,56
Mu M00-2
10,00
Mu M00-3
10,25
2
PGSK 5 %
11,00
Mu M05-1
10,81
Mu M05-2
11,13
Mu M05-3
11,06
3
PGSK 10 %
14,15
Mu M10-1
13,94
Mu M10-2
15,19
Mu M10-3
13,31
4
PGSK 15 %
13,02
Mu M15-1
12,88
Mu M15-2
13,63
Mu M15-3
12,56
5
PGSK 20 %
11,52
Mu M20-1
11,75
Mu M20-2
11,63
Mu M20-3
11,19
Hình 10. Kết qu ng đ chu nén.
Nhn xét: kết qu cho thy cưng đ chu nén ca va xi
măng-cát tăng lên khi PGSK khi hàm ng ph gia vượt mc
10 % thì cường đ chu nén giảm nhưng vẫn cao hơn mu M00 15 %.
Bng 5. Thi gian thm ca mu th.
TT
Tên mu
Thi gian chng thm (h)
Trung bình (h)
1
PGSK 0 %
7,2
Mu M00-1
7,2
Mu M00-2
7,4
Mu M00-3
7,0
2
PGSK 5 %
10,2
Mu M05-1
10,1
Mu M05-2
10,4
Mu M05-3
10,3
3
PGSK 10 %
16,1
Mu M10-1
16,0
Mu M10-2
16,3
Mu M10-3
16,2
4
PGSK 15 %
8,2
Mu M15-1
8,3
Mu M15-2
8,1
Mu M15-3
8,2
5
PGSK 20 %
3,4
Mu M20-1
3,5
Mu M20-2
3,4
Mu M20-3
3,4