Ảnh hưởng thành phần hóa khoáng trong xi măng đến co ngót hóa học của bê tông tính năng siêu cao

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:5

Thêm vào BST

Báo xấu

14
lượt xem 2
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài viết Ảnh hưởng thành phần hóa khoáng trong xi măng đến co ngót hóa học của bê tông tính năng siêu cao tập trung đánh giá và phân tích các đặc trưng co ngót hóa học của các mẫu bê tông bột hoạt tính (RPC) được làm từ các loại xi măng khác nhau, nhằm nghiên cứu sự ảnh hưởng thành phần hóa khoáng trong xi măng đến co ngót hóa học của bê tông.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Ảnh hưởng thành phần hóa khoáng trong xi măng đến co ngót hóa học của bê tông tính năng siêu cao

ISSN 1859-1531 - TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG, SỐ 11(120).2017, QUYỂN 3 61 ẢNH HƯỞNG THÀNH PHẦN HÓA KHOÁNG TRONG XI MĂNG ĐẾN CO NGÓT HÓA HỌC CỦA BÊ TÔNG TÍNH NĂNG SIÊU CAO INFLUENCE OF MINERAL COMPOSITION IN CEMENT ON CHEMICAL SHRINKAGE OF ULTRA HIGH PERFORMANCE CONCRETE Bạch Quốc Sĩ, Phan Nhật Long Trường Cao đẳng Công nghệ - Đại học Đà Nẵng; bachquocsi@gmail.com, phannhatlong499@gmail.com Tóm tắt - Bê tông bột hoạt tính (RPC) là một loại bê tông tính năng Abstract - The Reactive Powder Concrete (RPC) is Ultra-High siêu cao (UHPC). Đặc trưng của RPC là có tỷ lệ khối lượng nước/xi Performance Concrete (UHPC). RPC is characterized via a very low măng rất thấp, điều này làm cho bê tông có độ rỗng nhỏ và thể tích water ratio to cement ratio (W/C) which is the source of the small volume thành phần rắn rất cao. Những đặc điểm này làm cho RPC có tính of total pore and high volume of solid components. These characteristics năng siêu cao bao gồm cả cường độ nén và độ bền. Trong bài báo make RPC have ultra-high performance including compressive strength này, các đặc tính phát triển của sự co ngót hóa học từ 2 ngày đến and durability. In this paper, the characteristics of the development of 7 ngày trong RPCs được phân tích. Các mẫu bê tông RPC được chemical shrinkage from 2 days to 7 days in RPCs are analyzed. These làm từ 3 loại xi măng khác nhau có các thành phần khoáng chất RPCs are made from three different types of cement with different khác nhau. Phân tích tập trung vào những đặc trưng của sự hình content of mineral components in them. The analysis focuses on the thành lỗ rỗng thủy hóa (cũng như sự co ngót hóa học) trong bê characteristics of the hydration pore (as well as the chemical shrinkage) tông theo thời gian khi hàm lượng chất khoáng trong xi măng thay formation in concrete by time when the content of mineral composition đổi. Mô hình lỗ rỗng thủy hóa được tính toán dựa trên chương trình in the cement changes. The hydration pore model is calculated based mô phỏng để phát triển vi cấu trúc của hồ kết dính xi măng-SF on the simulation program for microstructure development of cement- trong quá trình thủy hóa xi măng. SF paste in the process of cement hydration. Từ khóa - mô hình; hồ xi măng; co ngót hóa học; thủy hóa; bê tông Key words - model; cement paste; chemical shrinkage; hydration; concrete 1. Đặt vấn đề 2. Vật liệu và mẫu bê tông Sự co ngót hóa học trong bê tông được định nghĩa là Để sản xuất các mẫu UHPC, vật liệu được sử dụng giảm thể tích tuyệt đối của bê tông trong quá trình thủy hóa trong nghiên cứu này bao gồm: xi măng Portland (OPC); chất kết dính. Sự thay đổi thể tích bê tông được xem như là muội silic (SF); bột đá (QB) với cỡ hạt lớn nhất là 0,41 nguyên nhân chính dẫn đến sự nứt trong bê tông (không kể mm; cát mịn (SB) và phụ gia dẻo (SP). Ba loại OPC (phân đến do tác động ngoại lực), qua đó làm giảm hiệu suất của loại theo ASTM) được lựa chọn trong nghiên cứu này bê tông. gồm: loại I (OPC1), loại II/V (OPC2) và loại IV (OPC3). Sự thủy hóa chất kết dính trong bê tông là chuỗi phản Thành phần hóa học, thành phần khoáng theo Bogue, đặc ứng hóa học của các thành phần chất khoáng trong xi măng tính vật lý của chúng được trình bày trong Bảng 1. Các với nước. Vì vậy, đặc điểm thành phần khoáng trong xi đặc trưng của hỗn hợp bê tông nghiên cứu được ghi ở măng ảnh hưởng trực tiếp đến đặc trưng co ngót hóa học Bảng 2 và Bảng 3. Trong các bảng này, các mẫu bê tông trong bê tông. có nhãn B1, B2, B3 được làm từ các loại xi măng tương ứng OPC1, OPC2, OPC3. Trong nghiên cứu này, chúng tôi tập trung đánh giá và Bảng 1. Thành phần hóa học và tính chất vật lý của phân tích các đặc trưng co ngót hóa học của các mẫu bê tông vật liệu xi măng và muội silic bột hoạt tính (RPC) được làm từ các loại xi măng khác nhau, nhằm nghiên cứu sự ảnh hưởng thành phần hóa khoáng trong Tỷ lệ thành phần hóa học theo Tỷ lệ thành phần khoáng theo xi măng đến co ngót hóa học của bê tông. Những đánh giá trọng lượng (%) trọng lượng (%) và phân tích dựa trên các kết quả thực nghiệm và mô hình về T_phần OPC1 OPC2 OPC3 T_phần OPC1 OPC2 OPC3 sự co ngót hóa học của các mẫu RPCs này. SiO2 21,86 21,00 25,13 C3S 62,50 60,08 44,23 RPC là một loại bê tông có thành phần cốt liệu với kích Al2O3 5,31 4,10 2,51 C2S 15,52 14,87 38,67 thước nhỏ, thông thường người ta sử dụng các loại cát mịn Fe2O3 3,43 3,70 3,48 C3A 8,26 4,60 0,76 (mô-đun độ lớn của cát nhỏ). Những chất kết dính như xi măng cùng phụ gia siêu mịn hoạt tính như muội silic, tro CaO 66,34 63,50 63,03 C4AF 10,43 11,25 10,59 bay, xỉ lò cao … được đưa vào trong sản xuất RPC làm cho MgO 0,96 2,3 1,66 CŠH2 1,3 1,3 1,3 bê tông có độ chặt cao (độ rỗng khí rất nhỏ). Đặc điểm này Cl 0,02 - 0,01 Tính chất vật lý làm cho khả năng chịu nén của bê tông tăng cao cùng tính SO3 0,30 2,10 2,05 T_phần OPC1 OPC2 OPC3 bền với tác động của môi trường bên ngoài. K2O 0,28 0,67 0,64 Dung trọng Những cấp phối tốt của loại RPC thường có cường độ 3,18 3,20 3,15 Na2O 0,10 0,09 0,04 (g/cm3) chịu nén vượt 150 Mpa. Do vậy, theo cách phân loại bê tông theo đặc trưng chịu nén thì RPC thuộc loại bê tông có P2O5 0,30 0,25 0,21 Diện tích bề 372 382 347 tính năng siêu cao (UHPC) [1]. Bên cạnh đó, RPC thường LOI 0,09 2,01 1,25 mặt (m /kg) 2 có độ bền cao hơn hẳn các loại UHPC khác.
62 Bạch Quốc Sĩ, Phan Nhật Long Bảng 2. Tỷ lệ trộn bê tông có chứa hàm lượng muội silic khác nhau 3.2. Đo lỗ rỗng do thủy hóa xi măng để xác định co ngót Vật liệu thành phần hóa học Nhãn Xi Muội Phụ gia Trong nghiên cứu này, các thí nghiệm đo lỗ rỗng do bê tông Đơn vị Cát Bột đá Nước măng silic dẻo thủy hóa xi măng được thực hiện bằng phương pháp đo B1 */C 1 1,1 0,10 0,05 0,018 0,16 trọng lượng. Phương pháp này được dựa trên nguyên tắc B2 */C 1 1,1 0,10 0,05 0,018 0,16 lực đẩy nổi Archimedes. Các mẫu bê tông khoảng 5÷10 B3 */C 1 1,1 0,10 0,05 0,018 0,16 gram được nhúng trong một chậu nước ở chế độ đẳng nhiệt, các mẫu này được đựng trong một lọ nhỏ và treo vào một Ghi chú: *: Xi măng; cát; muội silic; bột đá; phụ gia dẻo; nước. cái cân tiểu ly. Sơ đồ đo lỗ rỗng do sự thủy hóa xi măng C: Xi măng; */C: Tỷ lệ khối lượng. được thể hiện trong Hình 2 và lỗ rỗng do sự thủy hóa xi Bảng 3. Khối lượng vật liệu trong 1m3 bê tông, kg/m3 măng được tính toán theo phương trình sau: Nhãn Vật liệu thành phần M  t0  paste  M  t  paste Bê Muội Phụ gia V  t Hy _ pore  (2) tông Xi măng Cát silic Bột đá dẻo Nước ρWater B1 1030,68 1133,75 192,40 51,53 18,55 164,91 trong đó M  t0  paste và M  t  paste lần lượt là trọng lượng B2 1032,77 1136,05 103,27 51,63 18,59 165,24 B3 1027,51 1130,26 102,75 51,37 18,49 164,40 ban đầu và trọng lượng ở thời gian t của mẫu. ρWater là trọng lượng riêng của nước. Từ công thức (2), giá trị thể 3. Công việc thực nghiệm tích lỗ rỗng thủy hóa xi măng trên một đơn vị khối lượng Các thực nghiệm được tiến hành trên tất cả các mẫu bê của chất kết dính được tính như sau: tông có nhãn B1, B2, B3 ở nhiệt độ 20°C, bao gồm: đo V  t  H y _ pore nhiệt phát triển trong bê tông, đo co ngót hóa học. Việc thí S  t  H y _ pore  nghiệm nhiệt phát triển trong bê tông nhằm mục đích xác  M  t0 C  M  t0  FS    (3) thực các mô phỏng về sự thủy hóa xi măng, cũng như sự phát triển vi cấu trúc của hồ kết dính trong quá trình thủy trong đó M  t0  , M  t0  C FS lần lượt là khối lượng ban đầu hóa; thí nghiệm đo độ co ngót hóa học nhằm xác thực thể của xi măng và muội silic trong mẫu. tích lỗ rỗng trong bê tông do quá trình thủy hóa chất kết dính tạo ra, cũng như làm cơ sở phân tích đặc trưng của nó. Chaäu nöôùc ñöôïc oån ñònh nhieät ñoä 3.1. Đo sự phát triển nhiệt và tốc độ phát triển nhiệt Maãu beâ toâng Sự phát triển nhiệt và tốc độ phát triển nhiệt được đo Caân tieåu ly bằng một nhiệt lượng kế ở chế độ đẳng nhiệt (TAM-Air) Maùy tính cho các mẫu có khối lượng 5-10 gram. Các mẫu được đựng trong một lọ nhỏ bằng nhựa và được đặt vào nhiệt lượng kế. Các thực nghiệm được thực hiện trên 2 mẫu song song và kéo dài trong 7 ngày (168 giờ), tính từ lúc chế tạo mẫu. Sơ đồ đo nhiệt phát triển và tốc độ nhiệt phát triển được trình bày ở Hình 1. Nhiệt lượng phát ra từ sự thủy hóa xi măng tại thời điểm t, Q  t  , được tính như sau: test Hình 2. Sơ đồ đo lỗ rỗng do sự thủy hóa xi măng theo t phương pháp trọng lượng Q t    q t  test test .dt (1) 0 4. Mô hình động học thủy hóa cho xi măng Portland q t  test 4.1. Cơ chế của sự thủy hóa của xi măng trong đó là tốc độ nhiệt phát ra từ mẫu. Saûn xuaát beâ toâng Quá trình thủy hóa xi măng là quá trình bao gồm các Chi tieát maùy ño nhieät phản ứng hóa học phức tạp. Quá trình này được Taylor H.F.W. (1997) mô tả qua các phương trình hóa học cho mỗi hợp chất khoáng trong xi măng theo các phương trình từ Maùy tính [A] đến [F]. Đối với hỗn hợp chất kết dính có bổ sung thêm Loï thuûy tinh muội silic, phản ứng puzzolan được mô tả theo phương trình [G]. Cơ chế diễn ra phản ứng hóa học trong hỗn hợp chất kết dính xi măng – muội silic được thể hiện ở Hình 3. C3 S  5,3 H  C1,7 S H 4  1,3 CH [A] C2 S  4,3 H  C1,7 S H 4  0,3CH [B] C3 A  3CSH 2  26H  C6 AS3 H 32 [C] Maãu beâ toâng Maùy ño nhieät Nhieät löôïng keá C3 A + 0.5C6 AS3 H 32 + 2H  1.5C4 A SH12 [D] Hình 1. Sơ đồ đo nhiệt phát triển và tốc độ nhiệt phát triển
ISSN 1859-1531 - TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG, SỐ 11(120).2017, QUYỂN 3 63 C3 A + CH + 12H  C4 AH13 C2S, C3A, C4AF) theo khối lượng trong xi măng, r  t0 S/FS mass [E] C4 AF  2CH  10 H  C3 AH 6  C3 FH 6 [F] là tỷ lệ ôxit silic trong muội silic theo khối lượng. Giá trị r  t0 i/C , r  t0 S/FS được lấy trong Bảng 1. Qicom là nhiệt mass mass S  1,7 CH  2,3H  C1,7 SH4 [G] lượng tỏa ra tối đa khi một đơn vị khối lượng pha i thủy Ghi chuù: H [ A ] ... [ G ] : CH S hóa hoàn toàn. Một cách tương tự, QScom là nhiệt lượng tỏa Phöông trình phaûn [G] 3 ra tối đa khi một đơn vị khối lượng ôxit silic phản ứng hoàn öùng hoùa hoïc. CSH H toàn. ξ  t i , ξ  t  S lần lượt là bậc thủy hóa pha i và ôxit C3S 1 ; 2 ; 3 : [A] 1 silic. ξ  t i , ξ  t  S được mô phỏng cho mỗi hỗn hợp bê Traät töï öu tieân cuûa caùc phaûn öùng hoùa hoïc. tông trong Bảng 2 và Bảng 3. Chi tiết mô hình tính toán (*) H [B] C2S cho ξ  t i , ξ  t  S có thể tham khảo ở [2]. CH 1 C3S : 4.2. Mô hình sự phát triển thể tích các pha Thaønh phaàn khoaùng Sau khi xác định được ξ  t i và ξ  t  S , mô hình tính H CSH2 trong xi maêng. C6AS3H32 [C] 1 toán sự phát triển thể tích các sản phẩm do thủy hóa xi C6AS3H32 : H C6AS3H32 măng được tính theo công thức (6) và thể tích lỗ rỗng thủy Saûn phaåm thuûy hoùa C4ASH12 C3A hóa được tính toán theo công thức (7). chaát keát dính. [D] 2  e  : H V  t   Pro_hy_j  Höôùng xaûy ra caùc CH C4AH13 phaûn öùng hoùa hoïc. [E]   3  e  ri,  molaire S /j_Stoechiométrie . M i, S / M molaire j . (6) (*) : C3AH6 Ñieàu naøy coù nghóa laø caùc phaûn öùng hoùa hoïc H [F] CH 1 C4AF  i, S  /  j .V  t0 i, S .  t i luoân xaûy ra trong moät V  t Pore_hy  C3FH6 traät töï nhaát ñònh coù söï öu tieân: ban ñaàu laø möùc öu tieân 1, sau ñoù deán V  t0  Binder  V  t Unhy  Water (7) möùc öu tieân 2, vaø cuoái Hydrated cuøng laø möùc öu tieân 3. Cement anhydrate V  t Pr o _ hy  V  t P ore _cap  VPore_gel Möùc öu tieân trong traät töï phaûn öùng ñöôïc hieåu Water  e  laø neáu taïi moät thôøi ñieåm trong đó: V  t   là thể tích sản phẩm thứ j nhaát ñònh coù theå xaûy ra Pro_hy_j ter nhieàu höôùng phaûn öùng Products of Wa e hydration hoùa hoïc xaûy ra trong (j = C1,7 S H 4 , CH , C6 AS3 H 32 , C4 ASH12 , C4 AH13 , ps ted Gy ter quaù trình thuûy hoùa chaát dra C3 AH 6 , C3 FH 6 ) do thủy hóa xi măng tại thời điểm t qua Wa Water keát dính (xi maêng vaø Hy muoäi silic). phương trình phản ứng hóa học e (e = [A], [B], [C], [D], Silica fume anhydre  e  [E], [F], [G]); ri,  S /j_Stoechiométrie là tỷ lệ hóa trị giữa pha j và Hình thaùi hoà keát Hydrated dính trong beâ toâng. Water pha i (hoặc muội silic) trong phương trình phản ứng e; Hình 3. Cơ chế phản ứng hóa học trong M i,molaire j, S là phân tử lượng của các pha i, j, và muội silic; hỗn hợp xi măng – muội silic  i, j ,S là trọng lượng riêng của các pha i, j, và muội silic; Khi biết được bậc phản ứng của mỗi thành phần khoáng xi măng và muội silic, mô hình tính toán nhiệt phát triển ở V  t0 i, S lần lượt là thể tích ban đầu trong hỗn hợp vữa của thời điểm t trong quá trình thủy hóa hỗn hợp OPC-SF được tính như sau: xi măng và muội silic; V  t Pore_hy là thể tích lỗ rỗng trong Q  t  L  Q  t C  Q  t  S (4) bê tông do thủy hóa chất kết dính tạo ra; V  t0 Binder là thể trong đó: Q  t  L , Q  t C , Q  t  S là nhiệt lượng tỏa ra tại tích ban đầu của vữa chất kết dính; V  t Unhy và V  t Pr o _ hy thời điểm t tương ứng của hỗn hợp OPC-SF, OPC và SF. Và lần lượt là thể tích tại thời điểm t của lượng xi măng chưa tốc độ phát triển nhiệt được xác định theo công thức sau: thủy hóa và muội silic chưa thủy hóa; V  t P ore _cap và dQ  t  L d ξ  t i   r  t0 i/C .Qicom . VPore_gel lần lượt là thể tích tại thời điểm t của lỗ rỗng mao mass (5) dt dt i quản và lỗ rỗng trong gel C-S-H của bê tông. trong đó: r  t0 i/C mass là tỷ lệ thành phần khoáng thứ i (C3S,
64 Bạch Quốc Sĩ, Phan Nhật Long Vsable 100 10 Q(t) , [J/ gr chất kết dính] Tốc độ nhiệt phát triển: dQ(t)/dt, C3S : 62.50 Nhiệt phát triển: [J/ (gr chất kết dính).(hrs)] 90 C2S : 15.52 9 80 C3A : 8.26 Vbulle d'air C4AF : 10.43 8 70 7 CSH2 : 1.3 60 6 E/C = 0,16 Vvide d'hydratation 50 SF/C = 0,10 Q(t) - Experim ent 5 Vpore capillaire 40 4 Q(t) - Model 30 3 dQ(t)/dt - Experim ent Veau capillaire Vpore pâte 20 2 VEau libre dQ(t)/dt - Model 10 1 0 0 VEau adsorbé physiquement 0 24 48 72 96 120 144 168 Thời gian: t, [giờ] Hình 5. Nhiệt phát triển và tốc độ nhiệt phát triển, so sánh giữa Vpore gel Veeu gel VEau adsorbée dans CSH thực nghiệm và mô hình – trường hợp B1 15 S(t): Thực nghiệm S(t) , [mm3 / gr chất kết dính] 14 VCSH-solide Vbéton = Vtotale Vhydratées S(t): Mô hình Co ngót hóa học: Vpâte liant 12 Vsolide gel VCH 11 9 VCAH 8 C3S : 62.50 C2S : 15.52 6 VCAFH C3A : 8.26 Vsolide pâte 5 C4AF : 10.43 VC3S 3 CSH2 : 1.3 Vciment anhydrate 2 E/C = 0.16 SF/C = 0.10 VC2S 0 Vliant anhydratées 0 24 48 72 96 120 144 168 Thời gian, [giờ] VC3A Hình 6. Co ngót hóa học của bê tông, so sánh giữa VC4AF thực nghiệm và mô hình – trường hợp B1 VFumées anhydrate Kết quả thực nghiệm đo co ngót hóa học trên tất cả các UHPCs (B1, B2, B3) làm từ các loại xi măng khác nhau Hình 4. Các thành phần trong bê tông bột hoạt tính được trình bày trong Hình 8, trong khoảng thời gian 168 Những đại lượng thể tích mô tả các thành phần trong giờ (7 ngày). Trong hình này, chúng ta có thể nhận thấy RPC tại một thời điểm t trong suốt quá trình thủy hóa được rằng, giá trị co ngót hóa học của B3 (được làm từ loại xi trình bày ở Hình 4. Hình 4 được tham khảo ở tài liệu [2] măng IV) thấp hơn giá trị co ngót hóa học của B2 (được (ngôn ngữ Pháp), nội dung và thuật ngữ hoàn toàn tương làm từ loại xi măng II/V). Một cách tương tự, giá trị co ngót hóa học của B2 thấp hơn giá trị co ngót hóa học của B1 đồng với bài báo này. Giá trị của các đại lương M i,molaire , j, S (được làm từ loại xi măng I) tại mọi thời điểm.  i, j ,S được tham khảo tại các tài liệu [4], [5], [9], [11]. Hình 9 thể hiện mối quan hệ giữa hàm lượng (C3A+ C4AF) và kết quả thực nghiệm co ngót hóa học của tất cả 5. Kết quả và thảo luận các UHPCs. Trên hình này, chúng ta dễ dàng nhận ra rằng, sự gia tăng co ngót hóa học của bê tông đi cùng với sự gia Tiến hành so sánh kết quả mô hình sự phát triển nhiệt tăng hàm lượng thành phần khoáng (C3A+ C4AF) trong xi và tốc độ phát triển nhiệt được xác định theo phương trình măng. Hay nói cách khác, co ngót hóa học của bê tông sẽ (4) và phương trình (5), với kết quả thực nghiệm được mô giảm khi hàm lượng thành phần khoáng (C3S + C2S) trong tả ở phương trình (1) trên tất cả các mẫu bê tông nghiên xi măng ít lại. Những nhận xét này sẽ sáng tỏ hơn khi chúng cứu, kết quả điển hình trên mẫu B1 được thể hiện ở Hình ta để ý phương trình (6) và phương trình (7), cũng như các 5. Chúng ta nhận thấy rằng, các kết quả mô hình và kết quả phương trình phản ứng hóa học từ [A] đến [G]. Trong các thực nghiệm rất tương thích với nhau. Điều này cho phép phương trình này đã mô tả sự giảm thể tích tuyệt đối của các tin cậy vào mô hình động học thủy hóa xi măng Portland sản phẩm thủy hóa chất kết dính so với thể tích tuyệt đối ban như đã mô tả ở mục 4. đầu của các thành phần tham gia phản ứng ban đầu (bao gồm Một cách tương tự đối với co ngót hóa học của bê tông, bốn thành phần khoáng chính trong xi măng, muội silic và kết quả thực nghiệm và mô hình ở các phương trình (2), (3), nước). Điều này dễ nhận ra hơn khi quan sát Hình 4. (7) được so sánh. Hình 6 là một điển hình so sánh giữa thực Cũng ở Hình 8 và Hình 9, chúng ta nhận thấy co ngót hóa nghiệm và mô hình dự kiến về co ngót hóa học cho bê tông học của bê tông tăng nhanh ở thời điểm từ 36 giờ đến 48 giờ. có nhãn B1, qua đó chúng ta nhận thấy rằng, mô hình co ngót Trong khoảng thời gian này, tốc độ thủy hóa xi măng xảy ra hóa học của bê tông có độ chính xác rất cao. Bên cạnh đó, rất nhanh, và chúng ta có thể nhìn thấy điều này ở Hình 4. kết quả mô hình sự phát triển thể tích các pha trong hồ kết Taylor H.F.W. (1997) giải thích rằng, tốc độ thủy hóa xi măng dính được mô tả ở mục 4.2 có thể nhìn thấy ở Hình 7. Hình tăng nhanh là do cộng hưởng về năng lượng (nhiệt lượng) từ 7 là kết quả tính toán cho mẫu bê tông có nhãn B1. sự tỏa nhiệt khi thủy hóa các thành phần khoáng của xi măng.
ISSN 1859-1531 - TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG, SỐ 11(120).2017, QUYỂN 3 65 0.00 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25 0.30 6. Kết luận 1.0 Volume fraction of phases in binder paste, [ - ] Pore hydrat Trong nghiên cứu này, co ngót hóa học của bê tông 0.9 Eau_cap được làm từ các loại xi măng khác nhau được phân tích trên Eau_ gel cơ sở thực nghiệm và lý thuyết. Những kết luận chính được 0.8 C4AH13 rút ra như sau: CṨH2 i) Một mô hình động học cho sự thủy hóa hỗn hợp “xi C4AṦH12 0.7 măng - muội silic” được thiết lập và xác minh lại thông qua C6AṦ3H32 đo nhiệt tỏa ra của bê tông trong quá trình thủy hóa chất C3A 0.6 kết dính ở chế độ đẳng nhiệt; S 0.5 CH ii) Các lỗ rỗng do thủy hóa xi măng được xác định bởi CSH thực nghiệm và tính toán bởi mô hình phát triển thể tích 0.4 C3FH6 các pha trong nghiên cứu này. Mô hình vi cấu trúc phát C4AF triển đã chú ý đến sự thủy hóa từng thành phần khoáng 0.3 C3AH6 trong xi măng; C3S : 62.50 C2S iii) Mô hình co ngót hóa học của UHPC được tính toán 0.2 C2S : 15.52 C3A : 8.26 C3S dựa trên mô hình lỗ rỗng thủy hóa xi măng. Kết quả mô C4AF : 10.43 Inerte_S hình co ngót hóa học của các UHPCs rất phù hợp với kết 0.1 CSH2 : 1.3 E/C = 0,16 0.227 Inerte_C quả thực nghiệm; iv) Sự gia tăng co ngót hóa học của UHPC đi cùng với SF/C = 0,10 ξultim e 0.0 0.00 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25 0.30 sự gia tăng hàm lượng thành phần khoáng (C3A+ C4AF) Degree of hydration of Portland cement : ξcement , [ - ] trong xi măng; Hình 7. Sự phát triển thể tích các pha trong hồ kết dính (v) Đối với những UHPCs như bê tông bột hoạt tính 16 trong nghiên cứu này, co ngót hóa học sẽ phát triển nhanh Thực nghiệm co ngót hóa học: B1 (Type I) trong khoảng thời gian từ 36 giờ đến 48 giờ. S(t) , [ mm 3/ gr xi măng ] 14 B2 (Type II/V) 12 B3 (Type IV) TÀI LIỆU THAM KHẢO 10 [1] Aïtcin, P.C., High-Performance Concrete, 1st Ed, E & FN SPON, 8 London, UK, 1998. 6 [2] Bach, Quoc Si., Développement, caractérisation et modélisation des Bétons de Poudres Réactives à impact environnemental réduit, 4 Thèse de Doctorat, Université de Nantes, France, 2014. 2 [3] Bach, Quoc Si., et Khelidj, Abdelhafid., Effet de la concentration la fumée de silice sur le retrait chimique des BUHP, 32èmes 0 Rencontres Universitaires de L'AUGC, 2014, pp. 21-33. 0 12 24 36 48 60 72 84 96 108 120 132 144 156 168 [4] Breugel, K.V., Simulation of hydration and formation of structure in Thời gian: t, [giờ] hardening cement-based materials, PhD thesis, Delft University of Technology, Netherlands, 1991. Hình 8. Kết quả thực nghiệm co ngót hóa học của tất cả các UHPCs làm từ các loại xi măng khác nhau [5] Brouwers, H.J.H., Chemical Reactions in hydrated Ordinary Portland Cement based on the work by Powers and Brownyard, 16 Proceedings 15th Ibausil, International Conference on Building Thực nghiệm co ngót hóa học: y = 0.4979x + 3.141 Materials, Weimar, 2003, pp. 553-566. R2 = 0.9623 S(t) , [ mm 3/ gr xi măng ] 14 [6] Jennings H. M., “A Model for the Microstructure of Calcium Silicate 12 Hydrate in Cement Paste”, Cement and Concrete Research, 30, 2000, pp. 101-116. 10 168 hours 96 giờ [7] Kishi., T., Maekawa, K., Multi-component model for hydration 8 heating of blended cement with blast furnace slag and fly ash, Proceeding of JSCE, 30, 1997, pp. 125-139. 6 48 giờ 72 giờ [8] Mazloom, M., Ramezanianpour, A. A., Brooks, J. J., “Effect of silica 4 fume on mechanical properties of high-strength concrete”, Cement 36 giờ and Concrete Composites, 26, 2004, pp. 347-357. 2 12 giờ [9] Maekawa, K., Ishida, T., Kishi, T., Multi-scale Modeling of 0 Structural Concrete, 1st Ed, Taylor & Francis, London, UK, 2008. 10 12 14 16 18 20 [10] NF EN 12390., Essais pour béton durci, Norme Européenne, 2012. Hàm lượng C3A + C4AF, [%] [11] Taylor, H.F.W., Cement Chemistry, 2nd Ed, Thomas Telford Publishing, London, UK, 1997. Hình 9. Quan hệ giữa hàm lượng (C3A+ C4AF) và kết quả thực nghiệm co ngót hóa học của tất cả các UHPCs (BBT nhận bài: 28/08/2017, hoàn tất thủ tục phản biện: 18/10/2017)