Nghiên cứu sự thay đổi cấu trúc rỗng trong bê tông nhẹ sử dụng chất tạo bọt và chất tạo khí

Trong bối cảnh Cách mạng công nghiệp 4.0 và nhu cầu điện năng ngày càng tăng, đặc biệt từ điều hòa không khí, bê tông nhẹ có khả năng cách âm, cách nhiệt tốt được xem là giải pháp tiềm năng. Tuy nhiên, các loại bê tông nhẹ truyền thống thường có cấu trúc rỗng đồng đều, cường độ thấp và khả năng cách nhiệt, chống thấm chưa cao. Nghiên cứu này giới thiệu một loại bê tông nhẹ mới với cấu trúc rỗng tổ ong, được tạo ra bằng cách sử dụng chất tạo bọt, chất tạo khí và chất hoạt động bề mặt. Sản phẩm này có khối lượng thể tích giảm nhưng cường độ nén, khả năng cách âm và cách nhiệt cao hơn so với bê tông bọt và bê tông khí cùng tỷ trọng. Bài viết trình bày kết quả nghiên cứu thực nghiệm về ảnh hưởng của cấu trúc tổ ong thay đổi đến khối lượng thể tích và cường độ nén của bê tông nhẹ sử dụng các vật liệu cụ thể.

Các nhà nghiên cứu, kỹ sư xây dựng, kiến trúc sư, và sinh viên trong lĩnh vực vật liệu xây dựng và công trình, đặc biệt là những người quan tâm đến bê tông nhẹ và vật liệu cách nhiệt, cách âm.

Nghiên cứu này đã khảo sát ảnh hưởng của sự thay đổi cấu trúc rỗng tổ ong đến các tính chất cơ lý của bê tông nhẹ. Kết quả thực nghiệm cho thấy cấu trúc rỗng tổ ong thay đổi đáng kể từ khu vực biên ngoài vào trung tâm của mẫu, dẫn đến sự biến đổi rõ rệt về khối lượng thể tích và cường độ nén. Cụ thể, ở các khu vực ngoại vi, do pha lỏng và pha khí thoát ra ngoài qua các lỗ trên thành khuôn, cấu trúc rỗng giảm, độ đặc chắc tăng lên. Điều này được thể hiện qua khối lượng thể tích tự nhiên ở tuổi 28 ngày của các mẫu biên trái và biên phải đạt 1025 kg/m³ và 1029 kg/m³. Ngược lại, tại khu vực trung tâm, do các thành phần pha khí và pha lỏng khó di chuyển, hệ thống rỗng tổ ong tăng dần, đạt giá trị lớn nhất, với khối lượng thể tích chỉ còn 509 kg/m³. Các mẫu gần mép biên có khối lượng thể tích trung gian là 860 kg/m³ và 855 kg/m³. Tương tự, cường độ nén ở tuổi 28 ngày cũng giảm mạnh từ biên vào trung tâm. Cường độ nén tại các vị trí ngoại vi đạt 17,8 MPa (biên trái) và 17,1 MPa (biên phải). Các mẫu gần mép biên có cường độ nén là 9,4 MPa và 9,9 MPa. Trong khi đó, mẫu tại vị trí trung tâm chỉ đạt 5,9 MPa. Những kết quả này chứng minh rằng sản phẩm bê tông nhẹ với cấu trúc rỗng thay đổi có nhiều tính năng ưu việt hơn bê tông nhẹ thông thường, và có tiềm năng ứng dụng rộng rãi trong các cấu kiện xây dựng như tấm tường rỗng, panel sàn rỗng chịu lực. Nghiên cứu cũng đề xuất cần tiếp tục nghiên cứu sâu hơn về cơ chế tạo bọt và điều chỉnh bọt khí để tối ưu hóa ứng dụng.