JOMC 45
Tp chí Vt liu & Xây dng Tp 15 S 03 năm 2025
[7]. N. I. o. B. Sciences, National Building Information Modeling Standard (NBIMS).
National Institute of Building Sciences, 2007.
[8]. E. ISO, "Organization and digitization of information about buildings and
civil engineering works, including building information modelling (BIM),"
BSI London, 2018.
[9]. P. M. Institute, "A guide to the project management body of knowledge
(PMBOK Guide)," 2000: Project Management Institute.
[10]. J. H. Tah and V. Carr, "Knowledge-based approach to construction project
risk management," Journal of computing in civil engineering, vol. 15, no. 3, pp.
170-177, 2001.
[11]. L. Ding, B. Zhong, S. Wu, and H. Luo, "Construction risk knowledge
management in BIM using ontology and semantic web technology," Safety
science, vol. 87, pp. 202-213, 2016.
[12]. H. Zhi, "Risk management for overseas construction projects," International
journal of project management, vol. 13, no. 4, pp. 231-237, 1995.
[13]. D. F. Cooper, S. Grey, G. Raymond, and P. Walker, Project risk management
guidelines. Wiley, 2005.
[14]. M. Eybpoosh, I. Dikmen, and M. Talat Birgonul, "Identification of risk paths
in international construction projects using structural equation modeling,"
Journal of construction engineering and management, vol. 137, no. 12, pp.
1164-1175, 2011.
[15]. J. Perry and R. Hayes, "Construction projects-know the risks," Chartered
Mechanical Engineer, vol. 32, pp. 42-5, 1985.
[16]. G. Rajkumar and K. Alagarrsamy, "Impact of Uncertainty Factors in Cost
EstimationSubstantiation through Normal Distribution Curve," International
Journal of Computer Science and Mobile Computing, vol. 2, no. 9, pp. 139-145,
2013.
[17]. M. T. Nguyen, S. H. Mai, and Q. H. Vu, "Risk assessments in construction of
water supply projects in hanoi, vietnam," American Journal of Industrial and
Business Management, vol. 11, no. 2, pp. 232-250, 2021.
[18]. T. Subramani, P. Sruthi, and M. Kavitha, "Causes of cost overrun in
construction," IOSR Journal of Engineering, vol. 4, no. 6, pp. 1-7, 2014.
[19]. A. A. A. Aziz, A. H. Memon, I. A. Rahman, and A. T. A. Karim, "Controlling
cost overrun factors in construction projects in Malaysia," Research Journal
of Applied Sciences, Engineering and Technology, vol. 5, no. 08, pp. 2621-2629,
2013.
[20]. N. Q. VINH and M. T. K. HUYỀN, "ĐÁNH GIÁ RỦI RO TRONG HOẠT ĐỘNG
CHUỖI CUNG ỨNG: TRƯỜNG HỢP CÔNG TY TNHH SYNTHOMER VIỆT
NAM," Journal of Science and Technology-IUH, vol. 41, no. 05, 2019.
[21]. S. M. El-Sayegh, "Risk assessment and allocation in the UAE construction
industry," International journal of project management, vol. 26, no. 4, pp. 431-
438, 2008.
[22]. S. H. Mai, "Nghiên cứu, đánh giá và kiểm soát rủi ro khi thực hiện xây dựng
các công trình ndân dụng sửdụng vốn ngân sách trên địa bàn tỉnh Sơn
La," Tạp chí Vật liệu & Xây dựng-Bộ Xây dựng, vol. 13, 3, pp. 104-110, 2024.
[23]. S. M. Ahmed, R. Ahmad, and D. Darshi De Saram, "Risk management trends
in the Hong Kong construction industry: a comparison of contractors and
owners perceptions," Engineering, Construction and Architectural Management,
vol. 6, no. 3, pp. 225-234, 1999.
[24]. A. M. Jarkas and T. C. Haupt, "Major construction risk factors considered by
general contractors in Qatar," Journal of Engineering, Design and Technology,
vol. 13, no. 1, pp. 165-194, 2015.
[25]. N. Hlaing, D. Singh, R. Tiong, and M. Ehrlich, "Perceptions of Singapore
construction contractors on construction risk identification," Journal of
Financial Management of Property and Construction, vol. 13, no. 2, pp. 85-95,
2008.
[26]. S. Shanmugapriya and K. Subramanian, "Investigation of significant factors
influencing time and cost overruns in Indian construction projects,"
International Journal of Emerging Technology and Advanced Engineering, vol. 3,
no. 10, pp. 734-740, 2013.
[27]. P. N. Thanh, T. N. Anh, and T. A. Trần, "Các yếu tố rủi ro ảnh hưởng chi phí
triển khai các dự án đầu xây dựng theo định hướng phát triển bền vững,"
Tạp c Vật liu và Xây dựng-Bộ Xây dựng, vol. 13, no. 03, pp. 82-Trang 88,
2023.
*Liên hệ tác giả: buiphuongtrinh@hcmut.edu.vn
Nhận ngày 20/05/2025, sửa xong ngày 03/06/2025, chấp nhận đăng ngày
Link DOI: https://doi.org/10.54772/jomc.03.2025.1024
Đặc tính k thut ca va xi măng cha tro bay đưc hot hóa bi natri silicat
Bùi Phương Trinh1,2*, Lê Th Thy1,2
1 Khoa K thut Xây dựng, Trường Đi hc Bách khoa Tp. HCM
2 Đại hc Quc gia Thành ph H Chí Minh
TỪ KHOÁ
TÓM TẮT
Độ chy xòe
ng đ chu kéo khi un
ng đ chu nén
H
s hút nước do mao dn
Ch
t kim hot hóa
Nghiên cu này tp trung đánh giá đc tính k thut ca va xi măng cha 20 % tro bay đưc hot hóa bi
natri silicat (Na
2SiO3) nhm nâng cao cht lưng ca va xây dng cha tro bay ng d
ng trong các công trình
xây d
ng. Va xi măng đưc chế to vi t l c/cht kết dính là 0,5 và t l t/cht kế
t dính là 2,5. Hàm
ng Na2SiO3 đưc thêm vào trong va cha tro bay mc 0, 2 và 4 % theo khi lưng. Sau quá trình t
o
nh
ng h 24±4 h trong khuôn, các mu va đưc tháo khuôn và dưng h trong nưc trưc khi tiế
n
hành thí nghi
m các đc tính k thut. Đc tính k thut ca va xi măng đưc kho sát bao gm đ ch
y xòe,
ng đ chu kéo khi un, cưng đ chu nén và h s hút c do mao dn. Kết qu thc nghim cho th
y
r
ng đ chy xòe ca va tươi nm trong khong 90 160 mm, cưng đ chu kéo khi un và cưng đ ch
u
nén
28 ngày tui ca các mu va nm trong khong 5,5 12,2 MPa và 38,7 50,4 MPa và h s hút nư
c
do mao d
n 28 ngày tui nm trong khong 0,032 0,074 kg/m2·phút 0,5. Vic b sung Na2SiO3 nh
ng
đáng k
đến đc tính k thut ca va xi măng cha 20 % tro bay. Mi quan h gia các đc tính k thut c
a
v
a đóng rn cũng đưc thiết lp. Kết lun rng trong ba cp phi va đưc thiết kế, va xi măng cha 20
%
tro bay đư
c hot hóa bi 2 % Na2SiO3 ti ưu có đc tính k thut đưc ci thin.
KEYWORDS
ABSTRACT
Flowability
Flexural strength
Compressive strength
Water absorption coefficient due to
capillary action
Alkali activation
This study focused on evaluating the enginnering properties of cement-based mortar with 20% fly ash activated
by sodium silicate (Na
2SiO3
) to improve the quality of construction mortar with fly ash used in construction
works. The cement
-based mortars were prepared with a water-to-binder ratio of 0.5 and a sand-to-
binder ratio
of 2.5. The Na2SiO3 contents were added to the mortars at 0, 2, and 4% by mass. After shaping and curing for
24±4 h in the molds, the mortar samples were demolded and cured in water before conducting the engineering
properties tests. The engineering properties of the cement
-based mortars investigated included flowabilit
y,
flexural strength, compressive strength, and water absorption coefficient due to capillary action. The
experimental results showed that the flowability of fresh mortars was in a range of 90
160 mm, the flexural
strength and compressive strength at 28
d of mortar samples were in ranges of 5.5 12.2 MPa and 38.7
50.4
MPa, respectively, and water absorption coefficient due to capillary action at 28 d was in a range of 0.032
0.074 kg/m2·min0.5. The addition of Na
2SiO3 significantly affected the engineering properties of cement-
based
mortars containing 20% fly ash. The relationships between the engineering properties of hardened mortars were
also established. Consequently, among the three designed mortars, the cement
-ba
sed mortar with 20% fly ash
activated by 2% Na
2SiO3 as an optimal one had improved engineering properties.
1. Gii thiu
Tốc độ đô thị hóa cùng sự phát triển kinh tế vượt bậc đã thúc
đẩy nhu cầu xây dựng các công trình và sở hạ tầng đáng kể, kéo theo
làm gia tăng nhu cầu sử dụng các loại vật liệu xây dựng. Xi măng
Portland là một trong các loại vật liệu chủ yếu sử dụng trong xây dựng.
Tuy nhiên, quá trình sản xuất xi măng Portland đang gây tác động bất
lợi đến môi trường như tiêu thụ ng lớn nguồn nguyên liệu thiên
nhiên (đá vôi và đất sét), nhiên liệu nung và thải ra khí CO2 đáng kể [1-
3]. Mặt khác, tro bay là phế phẩm được thải ra từ các nhà máy nhiệt
điện sử dụng than làm nhiên liệu, đang chiếm diện tích đất gây ra
các tác động tiêu cực đến môi trường, con người xã hội [1]. Chính
vì thế, tro bay đã được đề xuất làm vật liệu thay thế một phần xi măng
Portland trong sản xuất vật liệu xây dựng, góp phần giảm lượng dùng
xi măng, tái sử dụng phế thải tro bay, hướng đến bảo vệ tài nguyên
thiên nhiên và môi trường.
Hầu hết các nghiên cứu đã chỉ ra rằng việc thay thế xi măng
Portland bằng tro bay góp phần cải thiện tính công tác của vữa/bê tông,
nâng cao cường độ độ tuổi về sau độ bền cho vữa/bê ng ứng
dụng trong y dựng [4-9]. Tuy nhiên, cường độ ban đầu độ tuổi sớm
của hệ nền xi măng chứa tro bay lại rất thấp và nguyên nhân là do phản
ng pozzolanic ca tro bay xy ra rt chm [9-15]. Phản ứng pozzolanic
ca tro bay là phn ng gia SiO2 hoạt tính và Al2O3 hoạt tính trong tro
bay với hàm lượng kiềm OH- được tạo ra từ quá trình hydrat hóa của
JOMC 46
Tp chí Vt liu & Xây dng Tp 15 S 03 năm 2025
xi măng để tạo ra các gel CSH và CASH lấp đầy lỗ rỗng cải
thiện các đặc tính kỹ thuật của hệ nền xi măng [9,11-15]. Do đó, một
trong những giải pháp thúc đẩy phản ứng pozzolanic của tro bay trong
hệ nền xi măng sử dụng các loại chất hoạt hóa kiềm [11-15]. Các
nghiên cứu trước thường tập trung vào khảo sát ảnh hưởng của canxi
hydroxit, natri hydroxit, natri carbonat, natri sulfat hay thủy tinh lỏng
đến phản ứng pozzolanic của tro bay trong hệ nền xi măng cũng như
các đặc tính kỹ thuật của hệ nền xi măng chứa tro bay [11-15]. Trong
khi, hiệu quả sử dụng natri silicat dng bt đến phản ứng pozzolanic
của tro bay đặc tính kỹ thuật của hệ nền xi măng chứa tro bay vẫn
chưa được khám phá.
Do đó, mục tiêu của nghiên cứu này chủ yếu tập trung tp trung
đánh giá đặc tính k thut ca va xi măng cha 20 % tro bay được
hot hóa bi natri silicat (Na2SiO3) dng bt nhm góp phần làm giảm
lượng phát thải CO2 từ việc sản xuất xi măng, tăng cường khả năng tái
sử dụng phế thải tro bay từ các nhà y nhiệt điện nâng cao đặc
tính kỹ thuật của vữa xi ng chứa tro bay, hướng đến mở rộng ứng
dụng loại vữa này trong ngành công nghiệp xây dựng, đồng thời góp
phần bảo vệ tài nguyên thiên nhiên và môi trường.
2. Thc nghim
2.1. H nguyên vt liu
Xi măng đưc s dng đ chế to va xây dựng xi măng
Portland ca nhà máy Vicem Hà Tiên vi các thông s k thuật được
trình bày Bng 1, tha mãn theo TCVN 2682 : 2020 [16].
Trong khi đó, tro bay từ nhà máy nhit đin Vedan đưc s dng
để thay thế mt phần xi măng Portland với các thông s k thuật được
trình bày Bng 1, tha mãn theo TCVN 10302 : 2014 [17]. Bên cnh
cht kết dính, cht hot hóa Na2SiO3 dng bt và màu trắng được s
dng đ kho sát ảnh hưởng ca cht hot hóa đến đc tính k thut
ca vữa xi măng chứa tro bay. Bên cnh đó, nước (N) được s dng đ
chế to va là ngun c thy cc, không chứa tạp chất, không
váng dầu mỡ, không màu không mùi, tha mãn theo TCVN 4506 :
2012 [18]. Ngoài ra, cát sông thiên nhiên đưc s dng có mô đun độ
ln là 1,97; khối lượng riêng là 2,67 g/cm3 và đ t nước là 0,90 %,
tha theo TCVN 7570 : 2006 [19].
2.2. Thiết kế cp phi va
Da theo TCVN 6016 : 2011 [20] kết hp quá trình thc nghim
ti phòng thí nghim, vữa xi măng được chế to với hàm ng tro bay
thay thế xi măng Portland đưc c định là 20 % theo khối lượng cht
kết dính, t l c/cht kết dính là 0,5 và t l cát/cht kết dính
2,5. Da trên đ xut của Jin Han [21], hàm lượng Na2SiO3 đưc
đưa vào trong vữa xi măng cha tro bay mc 0, 24 % theo khi
ng cht kết dính. Bng 2 th hin ba cp phi ca vữa xi măng chứa
tro bay đưc hot hóa bi 0, 2 và 4 % Na2SiO3.
Bng 1. Thông s k thut ca cht kết dính.
Chỉ tiêu kỹ thuật
Đơn vị
Xi măng
Tro bay
Thành phần hóa
CaO
SiO2
Al2O3
Fe2O3
SO3
Na2O & K2O
Mất khi nung
Khối lượng riêng
Lượng nước tiêu chuẩn
Thời gian bắt đầu ninh kết
Thời gian kết thúc ninh kết
Cường độ chịu nén ở 28 ngày tuổi
Chỉ số hoạt tính cường độ ở 28 ngày tuổi
%
%
%
%
%
%
%
g/cm3
%
phút
phút
MPa
%
59,71
27,13
4,97
0
3
0,34
2,0
3,10
30
140
170
60,4
-
9,22
51,20
18,58
17,01
0,39
1,60
2,63
1,98
-
-
-
-
98,92
- : không thí nghim
Bng 2. Cp phi cho 1 m3 va.
Thành phần
3
Na2SiO3 (% theo khi lưng cht kết dính)
Cát
Nước
Xi măng
Tro bay
F20Na0
1391
278
445
111
0
F20Na2
1391
278
445
111
2
F20Na4
1391
278
445
111
4
FxxNay bao gm F: tro bay; xx là % tro bay thay thế xi măng; Na là Na2SiO3; y là % Na2SiO3 thêm vào trong va xi măng chứa tro bay.
JOMC 47
Tp chí Vt liu & Xây dng Tp 15 S 03 năm 2025
xi măng để tạo ra các gel CSH và CASH lấp đầy lỗ rỗng cải
thiện các đặc tính kỹ thuật của hệ nền xi măng [9,11-15]. Do đó, một
trong những giải pháp thúc đẩy phản ứng pozzolanic của tro bay trong
hệ nền xi măng sử dụng các loại chất hoạt hóa kiềm [11-15]. Các
nghiên cứu trước thường tập trung vào khảo sát ảnh hưởng của canxi
hydroxit, natri hydroxit, natri carbonat, natri sulfat hay thủy tinh lỏng
đến phản ứng pozzolanic của tro bay trong hệ nền xi măng cũng như
các đặc tính kỹ thuật của hệ nền xi măng chứa tro bay [11-15]. Trong
khi, hiệu quả sử dụng natri silicat dng bt đến phản ứng pozzolanic
của tro bay đặc tính kỹ thuật của hệ nền xi măng chứa tro bay vẫn
chưa được khám phá.
Do đó, mục tiêu của nghiên cứu này chủ yếu tập trung tp trung
đánh giá đặc tính k thut ca va xi măng cha 20 % tro bay được
hot hóa bi natri silicat (Na2SiO3) dng bt nhm góp phần làm giảm
lượng phát thải CO2 từ việc sản xuất xi măng, tăng cường khả năng tái
sử dụng phế thải tro bay từ các nhà y nhiệt điện nâng cao đặc
tính kỹ thuật của vữa xi ng chứa tro bay, hướng đến mở rộng ứng
dụng loại vữa này trong ngành công nghiệp xây dựng, đồng thời góp
phần bảo vệ tài nguyên thiên nhiên và môi trường.
2. Thc nghim
2.1. H nguyên vt liu
Xi măng đưc s dng đ chế to va xây dựng xi măng
Portland ca nhà máy Vicem Hà Tiên vi các thông s k thuật được
trình bày Bng 1, tha mãn theo TCVN 2682 : 2020 [16].
Trong khi đó, tro bay từ nhà máy nhit đin Vedan đưc s dng
để thay thế mt phần xi măng Portland với các thông s k thuật được
trình bày Bng 1, tha mãn theo TCVN 10302 : 2014 [17]. Bên cnh
cht kết dính, cht hot hóa Na2SiO3 dng bt và màu trắng được s
dng đ kho sát ảnh hưởng ca cht hot hóa đến đc tính k thut
ca vữa xi măng chứa tro bay. Bên cnh đó, nước (N) được s dng đ
chế to va là ngun c thy cc, không chứa tạp chất, không
váng dầu mỡ, không màu không mùi, tha mãn theo TCVN 4506 :
2012 [18]. Ngoài ra, cát sông thiên nhiên đưc s dng có mô đun đ
ln là 1,97; khối lưng riêng là 2,67 g/cm3 đ hút nước là 0,90 %,
tha theo TCVN 7570 : 2006 [19].
2.2. Thiết kế cp phi va
Da theo TCVN 6016 : 2011 [20] kết hp quá trình thc nghim
ti phòng thí nghim, vữa xi măng được chế to với hàm ng tro bay
thay thế xi măng Portland đưc c định là 20 % theo khối lượng cht
kết dính, t l c/cht kết dính là 0,5 và t l cát/cht kết dính là
2,5. Da trên đ xut của Jin Han [21], hàm lượng Na2SiO3 đưc
đưa vào trong vữa xi măng cha tro bay mc 0, 24 % theo khi
ng cht kết dính. Bng 2 th hin ba cp phi ca vữa xi măng chứa
tro bay đưc hot hóa bi 0, 2 và 4 % Na2SiO3.
Bng 1. Thông s k thut ca cht kết dính.
Chỉ tiêu k thut
Đơn vị
Xi ng
Tro bay
Thành phần a
CaO
SiO2
Al2O3
Fe2O3
SO3
Na2O & K2O
Mất khi nung
Khối lưng rng
Lưng nưc tu chun
Thời gian bt đầu ninh kết
Thời gian kết thúc ninh kết
Cường độ chịu nén 28 ny tui
Chỉ số hot nh cưng độ 28 ny tui
%
%
%
%
%
%
%
g/cm3
%
pt
pt
MPa
%
59,71
27,13
4,97
0
3
0,34
2,0
3,10
30
140
170
60,4
-
9,22
51,20
18,58
17,01
0,39
1,60
2,63
1,98
-
-
-
-
98,92
- : không thí nghim
Bng 2. Cp phi cho 1 m3 va.
Thành phần
Đơn vị: kg/m3
Na2SiO3 (% theo khi lưng cht kết dính)
Cát
Nước
Xi ng
Tro bay
F20Na0
1391
278
445
111
0
F20Na2
1391
278
445
111
2
F20Na4
1391
278
445
111
4
FxxNay bao gm F: tro bay; xx là % tro bay thay thế xi măng; Na là Na2SiO3; y là % Na2SiO3 thêm vào trong va xi măng chứa tro bay.
2.3. Quy trình chế to mu va
Quy trình nhào trn vữa tươi được thc hin theo TCVN 6016 :
2011 [20] vi các bưc sau: (1) cân khi lưng h nguyên vt liu ca
tng cp phi va theo Bng 2; (2) đổ ln lượt cát, xi măng, tro bay và
Na2SiO3 (nếu có) vào trong máy trn (Hình 1 (a)); (3) khởi động máy
và trn đều trong 30 s để hn hp khô đng nht; (4) dng máy trn
và vét hn hp khô dính trên thành và cánh máy; (5) đổ c đã đưc
định ng theo Bng 2 ca tng cp phi va vào máy trn và tiếp
trc trn trong 30 s; (6) dng máy trn và vét hn hp dính trên thành
và cánh máy; (7) tiếp tc trộn trong 60 s để thu được vữa tươi đồng
nht. Sau đó, vữa tươi được đem đi thí nghiệm để xác định độ lưu động
và phần còn lại của vữa tươi được đổ vào các khuôn hình lăng trụ với
kích thước 40×40×160 mm. Sau khi dưỡng hộ 24±4 h trong khuôn,
các mẫu vữa được tháo khuôn và được thí nghiệm 1 ngày tui; trong
khi, các mẫu vữa còn lại tiếp tục được dưỡng hộ trong nước ở nhiệt độ
27±2 oC (Hình 1 (b)) đến các ngày tuổi thí nghiệm.
(a) Trộn hỗn hợp khô
(b) ng h mu trong nưc
Hình 1. Thao tác nhào trn và dưng h mu va.
2.4. Quy trình thí nghim
Các đc tính k thut ca vữa xi măng chứa tro bay và 0, 2
4 % Na2SiO3 đưc kho sát bao gm độ chảy xòe, cường đ chu kéo
khi un,ng đ chu nén và h s t nước do mao dn. Đ chy xòe
đặc trưng cho đ lưu đng ca va tươi vi quy trình thí nghim đưc
thc hin theo TCVN 3121-3 : 2022 [22], bao gm các bưc sau: (1)
sau quá trình nhào trộn được trình bày mục 2.3, vữa tươi được đổ
vào khâu hình côn đặt giữa tâm bàn dằn theo hai lớp với mỗi lớp đầm
10 cái sao cho vữa lấp đầy khâu; (2) làm phẳng mặt và từ từ nhấc khâu
lên theo phương thẳng đứng; (3) cho bàn dằn thực hiện dằn 15 cái
trong 15 s; (4) đo đường kính đáy của khối vữa tươi chảy theo hai chiều
vuông góc (Hình 2 (a)). Kết quả độ chảy xòe là giá trị trung bình cộng
của hai lần thí nghiệm.
ng đ chu kéo khi un ca va đóng rn đưc xác đnh
1, 3, 7 và 28 ngày tui theo TCVN 3121-11 : 2022 [23] vi quy trình
thí nghim bao gmc bưc sau: (1) đt mu vào b un; (2) tiến
hành uốn mẫu với tốc độ tăng tải từ 10 50 N/s cho đến khi mẫu bị
phá hủy (Hình 2 (b)); (3) ghi lại tải trọng lớn nhất gây phá hủy mẫu
vữa. ng đ chu kéo khi un ca mu va đóng rắn đưc tính
toán theo công thc (1).
𝑅𝑅𝑢𝑢= 1,5 × 𝑃𝑃𝑢𝑢×𝑙𝑙
𝑏𝑏×ℎ2 (1)
Trong đó: 𝑅𝑅𝑢𝑢 là cưng đ chu kéo khi un ca mu va (N/mm2
hay MPa); 𝑃𝑃
𝑢𝑢 tải trọng uốn lớn nhất gây phá hủy mẫu vữa (N); 𝑙𝑙
khong cách gia hai gi un (mm); 𝑏𝑏 là chiu rng ca mu va (mm);
là chiu cao ca mu va (mm).
Tiếp theo quy trình uốn, 6 nửa viên mẫu vữa gãy sau khi uốn 3
mẫu được đặt vào tấm nén giữa thớt nén dưới của máy (Hình 2 (c)) để
tiến hành thí nghiệm cường độ chịu nén 1, 3, 7 và 28 ngày tui của
vữa đóng rắn với tốc độ gia tải theo TCVN 3121-11 : 2022 [23]. Cường
độ chu nén ca mu va đóng rắn đưc tính toán theo công thc (2).
𝑅𝑅𝑛𝑛=𝑃𝑃𝑛𝑛
𝐴𝐴 (2)
Trong đó: 𝑅𝑅𝑛𝑛 ng đ chu nén ca mu va (N/mm2 hay
MPa); 𝑃𝑃
𝑛𝑛 ti trng nén ln nht gây phá hy mu va (N); 𝐴𝐴 là din
tích tiết din nén ca mu va (mm2).
Kết quả ng đ chu kéo khi un ca tng cp phi va tng
độ tui giá trị trung bình cộng của ba mẫu vữa thí nghiệm tương
ứng. Trong khi đó, kết quả ng đ chu kéo nén ca tng cp phi
va tng đ tui giá trị trung bình cộng của sáu mẫu vữa thí
nghiệm tương ứng. n cạnh đó, hệ s hút nước do mao dn ca mu
va đóng rn 28 ngày tuổi được xác đnh theo TCVN 3121-18 : 2022
[24] là giá trị trung bình cộng của ba mẫu vữa thí nghiệm tương ứng
tng cp phi va. Quy trình thí nghiệm h s hút nước do mao dn
của vữa đóng rắn bao gồm các bước sau: (1) nửa các viên mẫu vữa
28 ngày tuổi sau khi uốn được đem đi sấy khô nhiệt độ 60 ± 5 oC;
(2) sau khi được làm nguội nhiệt độ phòng, mẫu được nhúng vào
nước độ sâu bằng 5 mm (Hình 2 (d)); (3) sau 10 phút nhúng, mẫu
được lấy ra khỏi nước và được lau khô bề mặt; (4) mẫu được cân khối
lượng để ghi nhận giá trị (𝑚𝑚1); (5) mẫu được nhúng ngay lập tức vào
nước độ sâu bằng 5 mm lặp lại theo quy trình cho đến 90 phút,
mẫu được lấy ra khỏi nước và lau khô bề mặt; (6) mẫu được cân khối
lượng để ghi nhận giá trị (𝑚𝑚2). H s hút nước do mao dn của vữa
đóng rắn được tính toán theo công thc (3).
𝐶𝐶 = 0,1 × (𝑚𝑚2 𝑚𝑚1) (3)
Trong đó: 𝐶𝐶 h s t nước do mao dn của vữa đóng rắn
(kg/m2·phút0,5); 𝑚𝑚1 là khing của viên mẫu sau 10 phút ngâm nước
(g); 𝑚𝑚2 là khi lưng của viên mẫu sau 90 phút ngâm nước (g).
(a) Thí nghiệm độ chảy xòe (b) Thí nghim un mu va
JOMC 48
Tp chí Vt liu & Xây dng Tp 15 S 03 năm 2025
(c) Thí nghiệm nén mẫu vữa (d) Thí nghim h s hút nước
do mao dn ca mu va
Hình 2. Quy trình thí nghim các đc tính k thut ca va.
3. Kết qu và tho lun
3.1. Độ chy xòe ca vữa tươi
Kết qu độ chy xòe ca vữa tươi chứa 20 % tro bay và 0, 2 và
4 % Na2SiO3 đưc th hin Hình 3. Giá tr độ chy xòe ca vữa tươi
F20Na0, F20Na2 và Fa20Na4 ln ợt đạt 160, 108 và 90 mm. Khi so
vi vữa tươi F20Na0, vữa tươi F20Na2 Fa20Na4 độ chy xòe
thấp hơn ln t 32,5 % và 43,8 %; chng t rng vic s dng cht
hot hóa Na2SiO3 đã làm gim độ chy xòe, tc làm gim độ lưu đng
ca vữa tươi. Việc gim đ u đng càng đáng kể khi tăng hàm lượng
cht hot hóa Na2SiO3. Nguyên nhân có th là do cht hot hóa Na2SiO3
đã làm gia tăng nồng đ kim trong vữa tươi, dn đến thúc đy vic kết
t ca các ht trong h nền xi măng tạo ra hiu ng liên kết trong
h nn; kết qu là đ chy xòe ca vữa tươi gim [25].
Hình 3. Độ chy xòe ca vữa tươi chứa 20 % tro bay
và 0, 2 và 4 % Na2SiO3.
3.2. ng đ chu kéo khi un ca va đóng rn
Kết qu ng đ chu kéo khi un ca vữa đóng rắn cha 20 %
tro bay và 0, 2 và 4 % Na2SiO3 đưc th hin Hình 4. 1 ngày tui,
các mẫu F20Na0, Fa20Na2 F20Na4 ng đ chu kéo khi un
ln lượt đạt 5,0; 5,7 và 2,3 MPa. Khi so vi mu F20Na0, mu va
F20Na2 cường đ chu kéo khi un 1 ngày tuổi cao n 14,0 %.
Trong khi đó, mẫu vữa Fa20Na4 có cường đ chu kéo khi un 1 ngày
tui đạt giá tr thp nht, c th: thp hơn 54,0 % khi so vi mu va
F20Na0 và thpn 59,6 % khi so vi mu va F20Na2. 3 ngày tui,
các mẫu F20Na0, Fa20Na2 F20Na4 ng đ chu kéo khi un
ln ợt đạt 10,2; 10,5 và 3,8 MPa. Khi so vi mu F20Na0, mu va
F20Na2 có cường đ chu kéo khi un 3 ngày tui ch caon 2,9 %.
Trong khi đó, mẫu va Fa20Na4 có cường đ chu kéo khi un 3 ngày
tui vn đt giá tr thp nht, c th: thấp hơn 62,7 % khi so vi mu
va F20Na0 và thpn 63,8 % khi so vi mu va F20Na2. 7 ngày
tui, các mẫu F20Na0, Fa20Na2 F20Na4 có ng đ chu kéo khi
un ln ợt đạt 10,8; 11,0 và 4,7 MPa. Khi so vi mu F20Na0, mu
vữa F20Na2 ng đ chu kéo khi un 7 ngày tui ch cao hơn
1,9 %. Trong khi đó, mẫu vữa Fa20Na4 có cường đ chu kéo khi un
7 ngày tui vn đt giá tr thp nht, c th: thp hơn 56,5 % khi so
vi mu va F20Na0 và thấp hơn 57,3 % khi so vi mu va F20Na2.
28 ngày tui, các mẫu F20Na0, Fa20Na2 F20Na4 cường đ
chu kéo khi un ln ợt đạt 11,6; 12,2 và 5,5 MPa. Khi so vi mu
F20Na0, mu vữa F20Na2 có cường đ chu kéo khi un 28 ngày tui
ch cao hơn 5,2 %. Trong khi đó, mu vữa Fa20Na4 cường đ chu
kéo khi un 28 ngày tui tiếp tc đt giá tr thp nht, c th: thp
hơn 52,6 % khi so vi mu va F20Na0 và thấp hơn 54,9 % khi so vi
mu vữa F20Na2. Điều này, chng t rng vic s dng 2 % cht hot
hóa Na2SiO3 đã góp phần ci thiện đáng k ng đ chu kéo khi un
độ tui sm (tc 1 ngày tui) ca mu vữa xi măng chứa 20 % tro
bay; dn đến t hiu qu ca Na2SiO3 đã thúc đẩy phn ng pozzolanic
ca tro bay độ tui sm, góp phn to ra các sn phm CSH và C
ASH lp đy l rng tăng đ đặc chc cho h nn vữa xi măng
[11,21]. Tuy nhiên, vic ci thin lại không đáng kể độ tui v sau
trong nghiên cu này và xu hưng này cũng đưc quan sát trong nghiên
cu trưc ca Jin và Han khi s dng natri sulfat làm cht hot hóa
cho va xi ng cha 50 % tro bay [21]. Trong khi đó, việc s dng
4 % Na2SiO3 li làm gimng đ chu kéo khi un đáng k tt c
các ngày tui ca mu vữa xi măng chứa 20 % tro bay. Xu hưng này
cũng được quan sát trong nghiên cu ca Jin và Han khi s dng 6 %
natri sulfat làm cht hot hóa cho vữa xi măng chứa 50 % tro bay [21].
Nguyên nhân có th là do cht hot hóa Na2SiO3 quá nhiều đã làm gia
tăng nồng đ kim trong h nn, dn đến làm trì hoãn quá trình hydrat
hóa của xi măng [12,26] và các ion sulfat có kh năng kết hp vi sn
phm trong h nn đ to ra ettringite n th tích và gây nt vi mô
[21]. Phân tích cu trúc ca vữa xi măng chứa tro bay đưc hot hóa
bi Na2SiO3 cn đưc thc hin đ xác nhn tác đng này.
Hình 5 th hin s phát trinng đ chu kéo khi un ca va
đóng rắn cha 20 % tro bay và 0, 2 và 4 % Na2SiO3 1, 3 và 7 ngày
tui so vi 28 ngày tui. Nhìn chung, tt c các mu va đu có cưng
độ chu kéo khi un phát trin theo thi gian, chng t rng các quá
trình phn ng (bao gm quá trình hydrat hóa ca xi măng phn
ng pozzolanic ca tro bay) vn xy ra theo thi gian, to ra các sn
phm CSH và CASH lp đy l rỗng tăng độ đặc chc cho h
nn vữa xi măng. Hình 5 cho thy rng cường đ chu kéo khi un ca
các mu vữa đóng rắn cha 20 % tro bay 1, 3 và 7 ngày tuổi đạt t
41,8 46,7 %; 69,1 87,9 % và 85,5 93,1 % so vi 28 ngày tui. T
Hình 5, rõ ràng quan sát rng tc đ phát trin ng đ chu kéo khi
JOMC 49
Tp chí Vt liu & Xây dng Tp 15 S 03 năm 2025
(c) Thí nghiệm nén mẫu vữa (d) Thí nghim h s hút nước
do mao dn ca mu va
Hình 2. Quy trình thí nghim các đc tính k thut ca va.
3. Kết qu và tho lun
3.1. Độ chy xòe ca vữa tươi
Kết qu độ chy xòe ca vữa tươi chứa 20 % tro bay và 0, 2 và
4 % Na2SiO3 đưc th hin Hình 3. Giá tr độ chy xòe ca vữa tươi
F20Na0, F20Na2 và Fa20Na4 ln ợt đạt 160, 108 và 90 mm. Khi so
vi vữa tươi F20Na0, vữa tươi F20Na2 Fa20Na4 độ chy xòe
thấp hơn ln t 32,5 % và 43,8 %; chng t rng vic s dng cht
hot hóa Na2SiO3 đã làm giảm độ chy xòe, tc làm gim độ lưu đng
ca vữa tươi. Việc gim đ u đng càng đáng kể khi tăng m lượng
cht hot hóa Na2SiO3. Nguyên nhân có th là do cht hot hóa Na2SiO3
đã làm gia tăng nồng đ kim trong vữa tươi, dn đến thúc đy vic kết
t ca các ht trong h nền xi măng tạo ra hiu ng liên kết trong
h nn; kết qu là đ chy xòe ca vữa tươi gim [25].
Hình 3. Độ chy xòe ca vữa tươi chứa 20 % tro bay
và 0, 2 và 4 % Na2SiO3.
3.2. ng đ chu kéo khi un ca va đóng rn
Kết qu ng đ chu kéo khi un ca vữa đóng rắn cha 20 %
tro bay và 0, 2 và 4 % Na2SiO3 đưc th hin nh 4. 1 ngày tui,
các mẫu F20Na0, Fa20Na2 F20Na4 ng đ chu kéo khi un
ln lượt đạt 5,0; 5,7 và 2,3 MPa. Khi so vi mu F20Na0, mu va
F20Na2 cường đ chu kéo khi un 1 ngày tuổi cao n 14,0 %.
Trong khi đó, mẫu vữa Fa20Na4 có cường đ chu kéo khi un 1 ngày
tui đạt giá tr thp nht, c th: thp hơn 54,0 % khi so vi mu va
F20Na0 và thpn 59,6 % khi so vi mu va F20Na2. 3 ngày tui,
các mẫu F20Na0, Fa20Na2 F20Na4 ng đ chu kéo khi un
ln ợt đạt 10,2; 10,5 và 3,8 MPa. Khi so vi mu F20Na0, mu va
F20Na2 có cường đ chu kéo khi un 3 ngày tui ch caon 2,9 %.
Trong khi đó, mẫu va Fa20Na4 cường đ chu kéo khi un 3 ngày
tui vn đt giá tr thp nht, c th: thấp hơn 62,7 % khi so vi mu
va F20Na0 và thpn 63,8 % khi so vi mu va F20Na2. 7 ngày
tui, các mẫu F20Na0, Fa20Na2 F20Na4 có cường đ chu kéo khi
un ln ợt đạt 10,8; 11,0 và 4,7 MPa. Khi so vi mu F20Na0, mu
vữa F20Na2 ng đ chu kéo khi un 7 ngày tui ch cao hơn
1,9 %. Trong khi đó, mẫu vữa Fa20Na4 có cường đ chu kéo khi un
7 ngày tui vn đt giá tr thp nht, c th: thp hơn 56,5 % khi so
vi mu va F20Na0 và thấp hơn 57,3 % khi so vi mu va F20Na2.
28 ngày tui, các mẫu F20Na0, Fa20Na2 F20Na4 cường đ
chu kéo khi un ln ợt đạt 11,6; 12,2 và 5,5 MPa. Khi so vi mu
F20Na0, mu vữa F20Na2 có cường đ chu kéo khi un 28 ngày tui
ch cao hơn 5,2 %. Trong khi đó, mẫu vữa Fa20Na4 cường đ chu
kéo khi un 28 ngày tui tiếp tc đt giá tr thp nht, c th: thp
hơn 52,6 % khi so vi mu va F20Na0 và thấp hơn 54,9 % khi so vi
mu vữa F20Na2. Điều này, chng t rng vic s dng 2 % cht hot
hóa Na2SiO3 đã góp phần ci thiện đáng kể ng đ chu kéo khi un
độ tui sm (tc 1 ngày tui) ca mu vữa xi măng chứa 20 % tro
bay; dn đến t hiu qu ca Na2SiO3 đã thúc đẩy phn ng pozzolanic
ca tro bay độ tui sm, góp phn to ra các sn phm CSH và C
ASH lp đy l rng tăng đ đặc chc cho h nn vữa xi ng
[11,21]. Tuy nhiên, vic ci thin lại không đáng k độ tui v sau
trong nghiên cu này và xu hưng này cũng đưc quan sát trong nghiên
cu trưc ca Jin và Han khi s dng natri sulfat làm cht hot hóa
cho va xi ng cha 50 % tro bay [21]. Trong khi đó, việc s dng
4 % Na2SiO3 li làm gim ng đ chu kéo khi un đáng k tt c
các ngày tui ca mu vữa xi măng chứa 20 % tro bay. Xu ng này
cũng được quan sát trong nghiên cu ca Jin và Han khi s dng 6 %
natri sulfat làm cht hot hóa cho vữa xi măng chứa 50 % tro bay [21].
Nguyên nhân có th là do cht hot hóa Na2SiO3 quá nhiều đã làm gia
tăng nồng đ kim trong h nn, dn đến làm trì hoãn quá trình hydrat
hóa của xi măng [12,26] và các ion sulfat có kh năng kết hp vi sn
phm trong h nn đ to ra ettringite n th tích và gây nt vi mô
[21]. Phân tích cu trúc ca vữa xi măng chứa tro bay đưc hot hóa
bi Na2SiO3 cn đưc thc hin đ xác nhn tác đng này.
Hình 5 th hin s phát trinng đ chu kéo khi un ca va
đóng rắn cha 20 % tro bay và 0, 2 và 4 % Na2SiO3 1, 3 và 7 ngày
tui so vi 28 ngày tui. Nhìn chung, tt c các mu va đu có cưng
độ chu kéo khi un phát trin theo thi gian, chng t rng các quá
trình phn ng (bao gm quá trình hydrat hóa ca xi măng phn
ng pozzolanic ca tro bay) vn xy ra theo thi gian, to ra các sn
phm CSH và CASH lp đy l rỗng tăng độ đặc chc cho h
nn vữa xi măng. Hình 5 cho thy rng cường đ chu kéo khi un ca
các mu vữa đóng rắn cha 20 % tro bay 1, 3 và 7 ngày tuổi đạt t
41,8 46,7 %; 69,1 87,9 % và 85,5 93,1 % so vi 28 ngày tui. T
Hình 5, rõ ràng quan sát rng tc đ phát trin ng đ chu kéo khi
un 1 ngày tui so vi 28 ngày tui ca mu va F20Na2 cao hơn khi
so vi các mu còn li; trong khi, tc đ phát trin ng đ chu kéo khi
un 1, 3 và 7 ngày tui so vi 28 ngày tui ca mu va F20Na4 thp
hơn khi so vi các mu còn li (F20Na0 và Fa20Na2). Nguyên nhân có
th là do cht hot hóa Na2SiO3 mc 4 % đã tác đng bt li đến
ng đ chu kéo khi un ca va xi măng cha tro bay.
Hình 4. ng đ chu kéo khi un ca va đóng rn
cha 20 % tro bay và 0, 2 và 4 % Na2SiO3 1, 3, 7 và 28 ngày tui.
Hình 5. S phát trin cưng đ chu kéo khi un ca va đóng rn
cha 20 % tro bay và 0, 2 và 4 % Na2SiO3 1, 3
7 ngày tui so vi 28 ngày tui.
3.3. ng đ chu nén ca va đóng rn
Kết qu ng đ chu nén ca va đóng rn cha 20 % tro bay
và 0, 2 và 4 % Na2SiO3 đưc th hin Hình 6. 1 ngày tui, các mu
F20Na0, Fa20Na2 F20Na4 cường đ chu nén ln lượt đạt 25,9;
21,2 và 12,1 MPa. Khi so vi mu F20Na0, mu va F20Na2 và
Fa20Na4 có cường đ chu nén 1 ngày tui thp hơn ln lưt 18,1 %
và 53,3 %. 3 ngày tui, các mu F20Na0, Fa20Na2 và F20Na4 có
ng đ chu nén ln lưt đt 37,6; 38,5 và 20,2 MPa. Khi so vi mu
F20Na0, mu vữa F20Na2 cường đ chu nén 3 ngày tui có xu
ng cao khong 2,4 %. Trong khi đó, mẫu vữa Fa20Na4 có cường đ
chu nén 3 ngày tui đạt giá tr thp nht, c th: thp hơn 46,3 %
khi so vi mu va F20Na0 và thấp hơn 47,5 % khi so vi mu va
F20Na2. 7 ngày tui, các mẫu F20Na0, Fa20Na2 F20Na4 ng
độ chu nén ln ợt đạt 41,6; 44,1 28,6 MPa. Khi so vi mu
F20Na0, mu vữa F20Na2 cường đ chu nén 7 ngày tuổi cao hơn
6,0 %. Trong khi đó, mu vữa Fa20Na4 có cường đ chu nén 7 ngày
tui vn đạt giá tr thp nht, c th: thấp hơn 31,3 % khi so vi mu
va F20Na0 và thấp n 35,1 % khi so vi mu va F20Na2. 28
ngày tui, các mẫu F20Na0, Fa20Na2 và F20Na4 có cường đ chu nén
ln lưt đt 47,1; 50,4 38,7 MPa. Khi so vi mu F20Na0, mu va
F20Na2 có cường đ chu nén 28 ngày tuổi cao hơn 7,0 %. Trong khi
đó, mu vữa Fa20Na4 cường đ chu nén 28 ngày tui vn tiếp
tc đạt giá tr thp nht, c th: thấp hơn 17,8 % khi so vi mu va
F20Na0 và thấp hơn 23,2 % khi so vi mu vữa F20Na2. Điều này,
chng t rng vic s dng 2 % cht hot hóa Na2SiO3 đã góp phn ci
thin nh ng đ chu nén sau 3 ngày tui ca mu vữa xi măng chứa
20 % tro bay; tuy nhiên, vic ci thin này độ tui sm 1 ngày li
không được quan sát như kết qu ng đ chu kéo khi un (Hình 4).
Vic ci thin do b sung 2 % Na2SiO3 đã thúc đẩy phn ng pozzolanic
ca tro bay độ tui sm, góp phn to ra các sn phm CSH và C
ASH lp đy l rng tăng đ đặc chc cho h nn va xi măng
[11,21]. Trong khi đó, việc s dng 4 % Na2SiO3 li làm gim ng đ
chịu nén đáng kể tt c các ngày tui ca mu vữa xi ng chứa 20 %
tro bay. Xu hưng này đưc quan sát tương tự như kết qu ng đ
chu kéo khi un trong nghiên cu này (Hình 4). Nguyên nhân có th
là do quá trình hydrat hóa ca xi măng đã bị trì hoãn bi cht hot hóa
[12,26] và s hình thành ettringite độ tui v sau y nt vi mô [21].
Nhìn chung, tt c các mu va đu ng đ chu nén phát
trin theo thi gian, tương tự như s phát trin cưng đ chu kéo khi
un theo thi gian (Hình 5). Hình 7 cho thy rng ng đ chu nén
ca các mu vữa đóng rắn cha 20 % tro bay 1, 3 và 7 ngày tui đt
t 31,3 55,0 %; 52,2 79,8 % và 73,9 88,3 % so vi 28 ngày tui.
T Hình 7, rõ ràng quan sát rng tc đ phát trin ng đ chu nén
1, 3 và 7 ngày tui so vi 28 ngày tui ca mu va F20Na2 và
F20Na4 thp hơn khi so vi mu va F20Na0, chng t rng vic s
dng cht hoạt hóa đã không góp phần ci thin tc đ phát trin cưng
độ chu nén ca vữa đóng rắn cha 20 % tro bay.
Hình 6. ng đ chu nén ca va đóng rn cha 20 % tro bay và 0,
2 và 4 % Na2SiO3 1, 3, 7 và 28 ngày tui.
Hình 7 th hin s phát trin ng đ chu nén ca va đóng
rn cha 20 % tro bay và 0, 2 và 4 % Na2SiO3 1, 3 và 7 ngày tui so
vi 28 ngày tui.