Thi công bê tông có phụ gia khoáng silica fume

Sử dụng phụ gia Silica Fume cho các sàn cầu bê tông ở Mỹ
Đổ và đầm bê tông có chứa Silica Fume cũng tiến hành giống như đối với bê tông không có phụ gia này.
Bởi vì, Silica - Fume làm giảm lượng nước tiết ra trong bê tông , nên việc hoàn thiện bê tông Silica Fume đối với các sàn cầu và các bề mặt phẳng khác thường được tiến hành mà không cần đợi khi nào lượng nước tiết ra như áp dụng đối với thực tế hoàn thiện bê tông truyền thống. Việc bảo dưỡng cần phải bắt đầu ngay sau hoàn thiện để bê tông khỏi bị khô.

Sự phối hợp là chìa khoá thành công

Sự phối hợp tốt giữa nhà thầu bê tông và nhà cung cấp bê tông là rất quan trọng. Những thay đổi tương đối trong các tính chất của bê tông tươI có thể tạo ra những khác nhau đáng kể dẫn đến phảI có những nỗ lực cần thiết để đổ và hoàn thiện bê tông đạt các yêu cầu quy phạm. Một số vấn đề cần phảI tính đến, đó là:

1. Độ sụt, vấn đề số 1. Một quy tắc tốt là “Quy tắc ngón tay cáI” là bắt đầu đo tại độ sụt vào khoảng 40 tới 50mm cao hơn so với độ sụt thường dùng đối với bê tông không có Silica Fume trong khi đổ như nhau. Sự tăng lên của độ sụt đó sẽ được bù lại bởi độ dính kết cao hơn của bê tông Silica Fume. Không lo lắng về sự phân tầng trong trường hợp này – nó sẽ tạo ra sự tăng độ sụt đáng kể để gây ra phân tầng trong bê tông Silica Fume.

2. Độ sụt, vấn đề số 2. Thường là tốt nhất cho việc đổ khi độ sụt cao nhất đó là thực tiễn đối với các điều kiện trên công trường. Bê tông thường hay được dùng để đổ các sàn cầu có độ sụt dao động trong phạm vi 100 tới 150mm. Độ sụt cao hơn, thì bê tông dễ đổ hơn, các thao tác san và xoa bề mặt bê tông dễ hơn. Một yếu tố quy định đối với đổ bê tông sàn cầu và mặt phẳng là không có bất kỳ độ dốc nào trong khi đổ. Sử dụng độ sụt cao nhất cũng sẽ kèm theo quy định độ dốc sẽ đổ bê tông.

3. Độ dính. Đầu tiên, những người hoàn thiện bê tông Silica Fume thường hay nói rằng đó là loại bê tông “dính và khó thi công”. Bê tông Silica Fume nhìn thấy và cảm thấy rõ dính hơn so với bê tông thường và do đó thường được mô tả là “dính”. Kinh nghiệm cho thấy rằng, độ dính có thể do kết quả của phản ứng giữa Silica Fume và các phụ gia hoá học( các chất giảm nước và các chất giảm nước cao được gọi là các chất siêu dẻo) có trong bê tông. Một phương pháp đơn giản là thay một phụ gia hoá học này bằng một phụ gia hoá học khác. Biện pháp khác đó là là bỏ đI gần 1/3 chất siêu dẻo và thay bằng một chất giảm nước trung bình với một liều lượng bằng như vậy. Không nên ngại thử những phương án kết hợp khác các phụ gia để thu được khả năng tốt nhất cho bê tông dùng cho công trình. Một yếu tố khác có thể góp phần thay đổi độ dính đó là việc phân cấp cốt liệu. Nó có thể giúp làm thay đổi tỷ lệ các cốt liệu nhỏ/lớn để có nhiều cốt liệu lớn hơn. Trong một vài trường hợp, sự thay đổi nguồn gốc cốt liệu nhỏ có thể giúp làm giảm độ dính.

Họp trước khi đổ bê tông

Họp trước khi đổ bê tông là quan trọng đối với bất kỳ loại công tác bê tông nào, nhưng việc họp như vậy còn cần thiết hơn đối với bê tông Silica Fume. Đó là một dịp để nhà thầu trình bày tất cả các phương án để đổ, hoàn thiện, bảo vệ và bảo dưỡng bê tông sao cho mỗi người tham gia đều hiểu được những gì sẽ diễn ra. Đó cũng là thời gian để nhà thầu giảI đáp tất cả các câu hỏi chưa có câu trả lời có liên quan tới sự mong chờ của chủ đầu tư và kỹ sư.

Một chi tiết quan trọng cần phảI bàn đó là tốc độ cung cấp bê tông.Một tình trạng phổ biến đó là việc chở quá nhiều bê tông tới công trường, khiến cho các xe bê tông phảI xếp hàng đợi. Đó là một thực tế đặc biệt đối với các lớp phủ sàn cầu hoặc đối với bê tông Silica Fume dùng để đổ phủ trên các cấu kiện đúc sẵn, nơi một khối lượng bê tông nhỏ phải phủ lên một bề mặt rộng.

Đổ thử để tránh những bất ngờ

Hầu như bắt buộc rằng việc đổ thử phảI được tiến hành trước khi bắt đầu thi công bê tông trên công trình. Điều đó tạo cho mọi người cơ hội tránh được những sai sót của hệ thống và để xem xét và xác nhận tất cả các quy trình. Đại diện của tất cả các bên cần phảI có mặt: chủ đầu tư, kỹ sư, cung cấp bê tông, cung cấp vật liệu, vận hành máy bơm .... Nhà thầu phảI cam kết có đội ngũ hoàn thiện để tiến hành đổ thử cũng giống như đội ngũ sẽ được sử dụng trên công trình.

Đây thường là dịp đầu tiên đối với những người hoàn thiện của nhà thầu được thi công với hỗn hợp bê tông và đó là dịp để họ hoàn thiện tinh bê tông. Việc đổ thử là thời cơ tốt để xác định xem phảI chỉnh sửa như thế nào đối với bê tông căn cứ vào thời tiết hoặc các điều kiện đổ đòi hỏi. Thí dụ như, nó có thể phù hợp khi sử dụng phụ gia đông kết chậm hoặc nhanh không chứa clo trong hỗn hợp bê tông Silica Fume, phụ thuộc vào các điều kiện.

Đó cũng là cơ hội để thử nghiệm các phương pháp và phương tiện khác nhau để hoàn thiện bê tông. Xác định xem các công cụ nào thi công tốt nhất để phủ kín và hoàn thiện bề mặt đạt mức độ yêu cầu. Mẻ đổ thử phảI đủ rộng để có thể cho phép các phương tiện kỹ thuật hoàn thiện có khả năng trình diễn. Trong kết luận về mẻ đổ thử, phảI đạt được một trong hai điểm sau đây:

1. Phương pháp hoàn thiện có khả năng sử dụng đã được trình diễn và được nghiệm thu, hoặc

2. Sự cần thiết phảI đổ thử bổ sung đã được lên kế hoạch. Các đại diện của chủ đầu tư phảI có trách nhiệm nghiệm thu hỗn hợp bê tông và các quy trình đã trình diễn.

Bê tông khô đi như thế nào ?

Do diện tích bề mặt rất cao của Silica Fume, mà nhu cầu nước cũng trở nên rất cao kết hợp với hàm lượng nước rất thấp của các hỗn hợp bê tông Silica Fume - nên lượng nước tiết ra, nếu có là rất ít. Khi lượng Silica Fume tăng lên hoặc khi lượng nước giảm đi, thì sự tiết nước cũng sẽ giảm đI hoặc hạn chế. Về mặt tích cực, điều đó có nghĩa là việc hoàn thiện có thể bắt đầu sớm hơn và kết thúc nhanh chóng hơn. Ngoài ra, nước tiết ra sẽ không tích tụ ở dưới các hạt cốt liệu và dưới các thanh cốt thép nằm ngang. Sẽ không tạo thành các kênh dẫn nước tiết ra khiến cho các clorua hoặc các chất xâm thực khác xâm nhập vào bê tông hoặc xâm nhập vào cốt thép.

Về mặt tiêu cực, sự không tiết nước có nghĩa là bề mặt bê tông Silica Fume phẳng, dưới những điều kiện môi trường thích hợp, sẽ bị khô từ trên xuống dưới. Điều đó khiến cho bê tông nhạy cảm hơn đối với hiện tượng đóng vảy dẻo, và thậm chí bị nứt do co ngót dẻo.

Có 4 điều kiện môi trường dẫn đến khô của bề mặt bê tông: nhiệt độ không khí, độ ẩm tương đối, nhiệt độ bề mặt bê tông và tốc độ gió. Trong tài liệu ACI 308R “Hướng dẫn bảo dưỡng bê tông” chỉ ra rằng, mối quan hệ giữa các điều kiện này để đặc trưng cho “môI trường bay hơi” và có thể được dùng để đánh giá xem liệu rằng sự khô hoặc không khô đi có nảy sinh vấn đề gì không. Bởi vì nó đã được phát triển trong nhiều năm trước đây, nên trước khi đưa bê tông Silica Fume vào sử dụng, đã có nhiều hướng dẫn về sử dụng lượng Silica Fume với giá trị 0,5 kg/m2/giờ, bằng 1,5 giá trị ban đầu.

Những khó khăn có thể xuất hiện nếu như việc đo lường không theo đúng chỉ dẫn hoặc khi các số liệu thời tiết thu được bằng cách gọi điện thoại tới văn phòng thời tiết của khu vực. Phương pháp tốt nhất là kết hợp việc sử dụng biểu đồ thời tiết với một chút nhạy cảm nói chung. Liệu rằng đổ bê tông trực tiếp dưới ánh nắng mặt trời, sự tăng tốc độ gió, độ ẩm khá cao có gây bất tiện cho công nhân thi công hay không? Thường thì công nhân cảm thấy bất tiện hơn khi nhiệt độ và độ ẩm cao, còn ít bất tiện hơn khi bê tông khô đi. Không nên quên rằng, bao giờ cũng là tốt nhất về mặt an toàn khi quyết định xem có nên tiến hành bảo vệ chống khô cho bê tông hay không.

Bảo vệ bê tông Silica Fume

Có 3 cách phổ biến để bảo vệ bê tông Silica Fume khỏi bị khô quá nhanh đó là: tạo ra sương mù, sử dụng chất trì hoàn bay hơI, và áp dụng kỹ thuật hoàn thiện một lượt.

Mục đích của việc tạo sương mù nhằm duy trì các điều kiện độ ẩm cao phía trên bề mặt bê tông trong thời gian từ lúc đổ tới khi bắt đầu bảo dưỡng. Nếu các điều kiện môI trường gây ra quá khô, thì phảI phun sương ngay sau khi bê tông mới đổ. Phụ thuộc vào kiểu đổ và hoàn thiện theo yêu cầu, mà có thể cần phảI phun sương giữa các lượt hoàn thiện. Cũng giống như bất kỳ thao tác đổ bê tông bình thường nào, không được hoàn thiện để nước tiết ra hay nước tạo sương mù xâm nhập vào trong bề mặt bê tông.

Các chất trì hoãn bay hơi có khả năng dễ bị lạm dụng nhất trong hoàn thiện bê tông. Trong nhiều năm qua, các sản phẩm này đã được phát triển và bán như “các chất trì hoãn bay hơi và hỗ trợ hoàn thiện". Sử dụng chất trì hoãn bay hơI ngay sau khi kết thúc xoa phẳng và không làm đảo trộn sản phẩm cho tới khi bắt đầu xoa phẳng. Nên nhớ rằng, nếu một kiểu công cụ hoàn thiện bất kỳ chạy ngay trên bề mặt sau khi sử dụng chất trì hoàn bay hơi, thì màng mỏng sẽ bị vỡ và sẽ không giữ ẩm được lâu. Đồng thời, khi sử dụng quá nhiều các sản phẩm này gây hỏng bề mặt bê tông.

Hoàn thiện một lượt: cũng được coi là “hoàn thiện nhanh”, là kỹ thuật có ưu điểm khi không có nước tiết ra và hạn chế được thời gian chờ đợi giữa đổ và hoàn thiện. Toàn bộ quá trình dựa trên 2 nguyên lý cơ bản – bảo vệ bê tông trong suốt thời gian và không chờ đợi khiến cho bê tông bị cứng trước khi tạo hình các hoạ tiết và bảo dưỡng nhanh.

Phương pháp này đang được ưa chuộng trên thực tế thi công nhiều công trình. Sử dụng hoàn thiện một lượt, khiến cho nhà thầu tốn ít thời gian hoàn thiện hơn, sử dụng công nhân ít hơn, dẫn đến tiết kiệm được thời gian và tiền bạc.Với phương pháp này thì không cần phảI lo lắng về sự hư hỏng của thiết bị phun sương mù hoặc quên không sử dụng các chất trì hoãn bay hơI; có thể chuyển tiếp nhanh từ đổ và hoàn thiện sang bảo vệ và bảo dưỡng.

Đổ và đầm bê tông

Bê tông Silica Fume đã được sử dụng thành công để đổ bê tông bằng mọi phương tiện với mọi phương pháp đổ, còn có xả bê tông trực tiếp từ các xe trộn, đổ bằng cần cẩu và vận chuyển bằng thùng, đổ ở dưới nước và bơm. Vấn đề chính của bê tông Silica Fume đổ bằng cách bơm phụ thuộc vào đặc điểm sử dụng nó. Nói chung, sẽ không khác nhau đáng kể khi đổ và đầm bê tông Silica Fume so với bê tông thường.

Bê tông Silica Fume rất lỏng nhưng lại dính, đặc biệt nếu có hướng dẫn thực hiện liên quan tới việc tăng độ sụt. Tuy nhiên, đừng bị nhầm lẫn khi căn cứ theo khả năng dễ đổ khuôn – loại bê tông này vẫn cần phảI đầm rung một cách thích hợp trong khi đổ. Không nên cho rằng máy san đầm rung có thể đầm bê tông trong các tiết diện sâu hơn như các dầm đổ kết hợp với các tấm sàn. Máy đầm rung bên trong phảI được sử dụng theo quy phạm của Viện Bê tông Mỹ(ACI). Để có thêm thông tin, hãy xem ACI 309R "Hướng dẫn đầm bê tông".

Hoàn thiện các sàn cầu

Hoàn thiện các sàn cầu bê tông Silica Fume cũng giống như việc hoàn thiện các sàn cầu không có phụ gia Silica Fume. Sự khác nhau lớn nhất đó là không có nước tiết ra, khiến cho giảm được thời gian chờ đợi cần thiết như đối với bê tông thường. Điều đó cho phép nhà thầu di chuyển nhanh từ bước này sang bước khác và bắt đầu bảo dưỡng ngay sau khi bê tông vừa đổ và hoàn thiện xong. Trên thực tế, nếu hoàn thiện và tác động lên bề mặt quá nhiều sẽ làm hư hỏng bề mặt bê tông Silica Fume.

Quy trình hoàn thiện sàn cầu cũng giống nhau đối với cả đổ bê tông theo toàn bộ chiều sâu cũng như đổ phủ trên mặt. Chỉ khác nhau ở chỗ cần phảI chuẩn bị bề mặt và có yêu cầu đối với lớp liên kết khi đổ các lớp phủ.

Trước ngày đổ, phảI xác định mức độ hoàn thiện theo yêu cầu (thường xác định trong các chỉ tiêu kỹ thuật của dự án), tiến hành họp trước khi đổ bê tông, và tiến hành đổ thử. Nếu đó là lớp phủ bề mặt, thì các bước tiếp theo đó là chuẩn bị bề mặt và bề mặt liên kết nếu có yêu cầu. Cuối cùng, đổ bê tông, đầm và hoàn thiện, tạo hoa văn trên bề mặt, và bảo vệ và bảo dưỡng.

Chuẩn bị bề mặt đối với lớp phủ trên

Đối với bất kỳ loại vật liệu phủ nào, việc chuẩn bị tốt bề mặt là rất quan trọng đối với việc đổ thành công lớp phủ bê tông Silica Fume. Bê tông chất lượng kém đều phảI loại bỏ và cốt thép bị gỉ cần thay thế và sửa chữa theo đúng yêu cầu quy phạm. Cần đặc biệt chú ý nhằm bảo đảm rằng không có bê tông bị rơi trên bề mặt sẽ đổ lớp bê tông phủ sao cho liên kết không bị hư hỏng. Thường thường, các lớp phủ bị hư hỏng ở ngay dưới tuyến liên kết. Nói chung, không nên sử dụng các máy cán bởi vì có nhiều khả năng gây ra nứt nhỏ (vi nứt) trên lớp nền. Phun bằng cát và các kỹ thuật phá dỡ thuỷ lực thường được dùng nhiều hơn. Hãy xem ACI 456.1R “Hướng dẫn sửa chữa các kết cấu bên trên cầu bê tông" để tìm ra được các kỹ thuật phá dỡ phù hợp để đổ bê tông lớp phủ.

Một vấn đề khác quan sát thấy trên bề mặt bê tông có hoặc không sử dụng Silica Fume, đó là bề mặt quá nhẵn của lớp bê tông phía dưới có ảnh hưởng tới liên kết cơ học. Bề mặt thô nháp có các hạt cốt liệu lớn phơi trần và biên độ bề mặt xấp xỉ bằng 5mm đã được Hiệp hội Silica Fume (SFA) khuyến nghị sử dụng. Tiêu chuẩn ASTM E 965 “Phương pháp thử theo tiêu chuẩn để xác định vi cấu trúc mặt đường ứng dụng các kỹ thuật đo thể tích" (đôi khi được gọi là “thử đắp vá bằng cát”) có thể sử dụng để đánh giá việc chuẩn bị bề mặt. Một phương pháp khác là sử dụng các mẫu nháp bề mặt được chuẩn bị bởi Viện Sửa chữa Bê tông Quốc tế (ICRI).

Đối với hầu hết các sàn cầu, việc đổ bê tông sẽ được thực hiện trực tiếp từ phương tiện vận chuyển hoặc bằng cách bơm. Nếu bơm, đặc biệt là nếu máy bơm được đặt ở phía dưới sàn cầu, thì cần tính đến việc đo và định mức độ sụt và sự thất thoát không khí qua máy bơm trước khi chính thức đổ bê tông. Hình dạng cần máy bơm có thể ảnh hưởng đáng kể giá trị độ sụt và sự thất thoát không khí.

Phần lớn việc đổ bê tông sàn cầu sử dụng các máy hoàn thiện cầu loại nặng để lắc, đầm, san và xoa phẳng bề mặt bê tông đạt mức hoàn thiện cuối cùng. Khi các máy này được lắp đặt hoàn hảo, thì không cần phảI hoàn thiện thêm bằng tay. Một điều cần thiết là không cho phép đổ bê tông trên sàn cầu quá xa phía trước máy.

Bảo vệ và bảo dưỡng bê tông Silica Fume là các bước quan trọng cho việc đổ bê tông thành công các sàn cầu. Nếu có sự chậm trễ trong quá trình đổ, hoàn thiện hay tạo hoa văn, thì cần sử dụng phun sương mù để bảo vệ bê tông, dùng các chất trì hoãn bay hơi, hoặc các tấm phủ bằng chất dẻo. Ngay sau bước hoàn thiện cuối cùng, dù là máy hoàn thiện hoặc tạo hoa văn vẫn đi qua, vẫn bắt đầu bảo dưỡng. Cục Quản lý đường bộ Liên bang (FHA) của Mỹ và SFA khuyến nghị rằng việc bảo dưỡng có thể bắt đầu trong phạm vi 10 -15 phút sau khi đổ.

Bảo dưỡng bê tông Silica Fume

SFA khuyến nghị chắc chắn rằng tất cả các sàn cầu bê tông Silica Fume phảI được bảo dưỡng ướt. Báo cáo NCHRP 410 về bảo dưỡng sàn cầu bê tông Silica Fume khuyến nghị rằng ít nhất trong 7 ngày phải bảo dưỡng ướt liên tục. Những phương pháp bảo dưỡng khác bất kỳ hoặc bảo dưỡng trong thời gian ngắn hơn đều có thể ảnh hưởng tới chất lượng bê tông. Cần chú ý một trong những biện pháp chính quan trọng để dẫn đễn thành công của các công trình bê tông Silica Fume đó là “hoàn thiện phía dưới và bảo dưỡng bên trên.”

Các chi tiết cuối cùng

Bê tông Silica Fume đạt cường độ nhanh hơn nhiều so với bê tông thường không có silica-fume. Cần tính khoảng thời gian cần thiết để cắt mối nối nhằm bảo đảm các mối nối cắt nhanh mà không bị nứt. Lại tiếp tục bảo dưỡng ướt ngay sau khi cắt xong các mối nối.

Căng các cáp dự ứng lực kéo sau khi bê tông đã đạt được cường độ quy định, không phải vào cuối của giai đoạn một cách tuỳ tiện. Bê tông Silica Fume đạt cường độ nhanh và sẽ sẵn sàng để kéo căng sớm hơn so với bê tông không có phụ gia Silica Fume.

Có một số vấn đề nảy sinh đối với các làn đường giao thông khi sử dụng bê tông Silica Fume được bảo dưỡng bằng một số thành phần bảo dưỡng. Vấn đề này hầu hết có liên quan đến thành phần chất bảo dưỡng mà ít liên quan đến Silica Fume. Khi sử dụng chất bảo dưỡng, nên kiểm tra kỹ xem chất bảo dưỡng có tương thích với sơn hay không, hoặc là cần phải khử bỏ toàn bộ chất bảo dưỡng trước khi sơn.
Được đăng bởi john ackerman tại 21:09 0 nhận xét
Bê tông và vữa tính năng cao
Bê tông và vữa tính năng cao là loại vật liệu xây dựng rất cần thiết do nhu cầu đòi hỏi về chất lượng và tiến độ xây dựng hiện nay. Gần đây Viện khoa học - công nghệ xây dựng (Bộ xây dựng) đã nghiên cứu và đưa vào ứng dụng thành công 2 loại vữa chảy và vữa bơm không co cường độ cao GM-F và GM-P trên cơ sở sử dụng Silicafume của Tây úc. Đặc biệt Viện đã nghiên cứu thành công việc sử dụng tro trấu - nguồn nguyên liệu sẵn có trong nước để thay thế cho Silicafume nhập khẩu đem lại hiệu quả lớn về nhiều mặt.

Hiện nay, do nhu cầu về xây dựng, chất lượng và tốc độ xây dựng ngày càng tăng lên, đòi hỏi phải có những loại vật liệu xây dựng mới, đặc biệt là bê tông và vữa tính năng cao. Các loại vật liệu này, thường được sử dụng cho những mục đích như chống thấm, chèn mối nối, chèn bu lông, bệ máy, tầng phòng thủy mặt cầu, đổ mối nối cánh dầm, sửa chữa hoặc thi công những kết cấu cần sử dụng bê tông với tính năng cao, như bê tông cường độ cao, chống thấm, bê tông tự chảy...

Để chế tạo bê tông và vữa tính năng cao, trong thành phần thiết kế thường không thể thiếu phụ gia hoạt tính (microsilica) và phụ gia siêu dẻo (super plasticize).

Phụ gia siêu dẻo đưa vào thành phần bê tông nhằm hạn chế lượng nước sử dụng song vẫn đảm bảo các tính chất công tác của hỗn hợp vữa hoặc bê tông. Hiện nay có nhiều loại phụ gia siêu dẻo dẫn xuất từ hai loại siêu dẻo gốc melamin và sunphonat.

Trên thế giới và ở Việt Nam hiện nay sử dụng chủ yếu loại microsilica là silicafume. Silicafume là dạng bụi ô xít silic hoạt tính, có cỡ hạt rất mịn (10-20 m m), tức là mịn hơn xi măng 50-100 lần, với bề mặt riêng nằm trong khoảng 13 000-25 000 m2/kg. Silicafume thường có dạng cầu đặc, là phụ phẩm của quá trình luyện kim ferrosilic hoặc ferromangan. Thành phần ôxit silic trong silicafume chủ yếu ở dạng hoạt tính (vô định hình), vì vậy có độ hút vôi thử theo TCVN đạt tới 300 mg/g, được xếp vào loại phụ gia thủy cực mạnh. Silicafume ở trạng thái tự nhiên có khối lượng thể tích xốp rất nhỏ (rất xốp), vì vậy người ta thường nén lại thành các hạt cầu có kích thước lớn hơn để dễ dàng vận chuyển và sử dụng. Silicafume giữ được hoạt tính và khả năng phân tán tốt khi bảo quản trong điều kiện khô, không bị ẩm, không bị vón cục. Khi trộn trong hỗn hợp bê tông, các hạt nén silicafume tự phân rã và phân tán đều trong khối bê tông nhờ quá trình trộn trong máy trộn bê tông. Riêng với vữa trộn sẵn (ready dry mixed), silicafume được trộn sẵn trong hỗn hợp vữa khô, khi đó silicafume đã phân tán đều trong hỗn hợp bột khô, khi trộn với nước sẽ tự phân rã và phân tán đều trong hỗn hợp vữa nhờ quá trình trộn trong máy trộn. Hiện nay silicafume nhập vào Việt Nam có nguồn gốc ở Thụy Điển, Tây úc và châu Phi, với bao gói thương mại 25 kg/bao, giá bán tại thị trường Việt Nam khoảng 0,6 USD/kg.

Để chế tạo bê tông chống thấm (sử dụng cho các tầng hầm, các công trình ngầm..), bê tông cường độ cao (có cường độ nén ở tuổi 28 ngày ³ 50 MPa), người ta thường thiết kế lượng silicafume trong thành phần từ 5 đến 10% so với lượng xi măng trong 1m3 bê tông, tức là thường chứa 25 - 50 kg silicafume trong 1m3 bê tông. Điều đó tương ứng với việc chi phí thêm từ 200 000 đến 400 000 đ/m3 bê tông.

Vai trò của microsilica trong thành phần bê tông và vữa tính năng cao hiện nay còn nhiều vấn đề chưa sáng tỏ, song các nhà nghiên cứu đều thống nhất ở hai điểm chung:

1. Microsilica có cỡ hạt rất nhỏ nên nó lấp đầy các khoảng trống cực nhỏ giữa các hạt xi măng, do vậy làm tăng tiết diện chịu lực của đá xi măng, tức là làm tăng cường độ đá xi măng.

2. Microsilica có hoạt tính rất mạnh với vôi sinh ra trong quá trình thủy hóa của xi măng, tạo thành các sản phẩm dạng hydrosilicat canxi có độ bazit thấp. Điều này làm tăng liên kết giữa các khoáng thủy hóa, làm tăng thành phần pha thủy hóa hydrosilicat canxi, dẫn tới làm tăng cường độ.
Ngoài ra microsilica còn có khả năng giữ nước rất tốt trong bê tông tươi (do có bề mặt hấp phụ rất lớn) nên nó làm tăng tính công tác của hỗn hợp bê tông, như: Chống tách nước, chống phân tầng, tạo ra bê tông có tính dẻo, độ linh động cao, dễ chảy. Những đặc tính này gián tiếp làm tăng các tính chất cơ lý của bê tông.

Hiện nay, trên thế giới người ta đã chế tạo được bê tông và vữa tính năng cao có thể đạt được cường độ ³ 100 MPa và có thể đạt được nhiều tính năng khác như chống thấm, chống mài mòn, chống ăn mòn... Dưới đây là một số cấp phối bê tông, vữa tính năng cao đã được thiết kế và đưa vào sử dụng ở các nước trên thế giới (bảng 1).

Trong thời gian gần đây, người ta thấy rằng để làm phụ gia hoạt tính dạng microsilica còn có một sản phẩm khác là tro trấu (sản phẩm này rất phổ biến ở các vùng trồng lúa nước như Thái Lan, Mỹ, Việt Nam, ấn Độ, Trung Quốc, Malaisia, Indonesia...) có các tính năng tương tự như silicafume và ở một số chỉ tiêu còn tốt hơn cả silicafume.

Khi đốt trấu, thu được hàm lượng tro khoảng 20% với thành phần chủ yếu là silica tồn tại ở dạng vô định hình, có hoạt tính rất cao. Theo thống kê của Tổ chức lương thực - nông nghiệp của LHQ (FAO), sản lượng lúa trên toàn cầu năm 1982 là 406,6 triệu tấn, cũng có nghĩa là thu được khoảng 16 triệu tấn tro trấu. Nhìn chung, hiện nay tro trấu mới chỉ được sử dụng với mục đích chính là làm nhiên liệu, phân bón, chế tạo gạch. Cũng đã có những cố gắng trộn tro trấu với xi măng pooclăng để tạo ra các viên gạch có cường độ theo yêu cầu. Một số tác giả nghiên cứu sử dụng tro trấu như là một thành phần chất kết dính để chế tạo chất kết dính compozit với tỷ lệ xi măng : tro = 70 : 30. Tuy nhiên các nghiên cứu trên mới chỉ dừng lại ở các dạng chất kết dính sử dụng làm vữa và bê tông thường mà chưa đề cập đến việc thay thế silicafume sản xuất vữa và bê tông tính năng cao.

Hàm lượng silica và độ hoạt tính của silic trong tro trấu phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố như địa điểm trồng lúa, thời vụ và đặc biệt là điều kiện đốt (nhiệt độ đốt, thời gian đốt và môi trường đốt). Hàm lượng silica có thể dao động trong khoảng 87-97 % và hàm lượng ô xít silic hoạt tính có thể đạt trên 70% (thử theo phương pháp xác định lượng hòa tan trong dung dịch NaOH dư đun sôi trong 3 phút - lượng hòa tan càng lớn thì hàm lượng silic vô định hình càng nhiều).
* *

Trong những năm gần đây, Viện khoa học - công nghệ xây dựng đã nghiên cứu và đưa vào ứng dụng thành công hai loại vữa chảy và vữa bơm không co cường độ cao là GM-F và GM-P trên cơ sở sử dụng silicafume của Tây úc (thành phần cấp phối và tính năng thể hiện trong bảng).

Ghi chú: Các thành phần tro, silicafume và siêu dẻo đã được trộn sẵn trong vữa và xác định theo % khối lượng so với xi măng.

Qua các số liệu trong bảng 4 cho thấy với cốt liệu là đá vôi và xi măng PC30 có thể sản xuất được bê tông chảy không co với cường độ tới 700 daN/cm2. Nếu sử dụng cốt liệu là đá granit và xi măng có mác cao hơn như PC40, PC50 có thể chế tạo được bê tông có cường độ lớn hơn 800 daN/cm2 với việc sử dụng phụ gia hoạt hóa là tro trấu. Hay nói khác đi, hoàn toàn có thể thay thế silicafume bằng tro trấu. Điều này đặc biệt có ý nghĩa về kinh tế và bảo vệ môi trường, nhất là với các nước đang phát triển như Việt Nam.

Hiện nay, nhu cầu sử dụng các sản phẩm bê tông và vữa tính năng cao trong xây dựng ngày càng tăng, vì vậy việc sử dụng tro trấu thay silicafume mang lại hiệu quả rất lớn cả về kinh tế, kỹ thuật và bảo vệ môi trường. Việc nhập phụ gia silicafume từ nước ngoài thường rất đắt (khoảng 0,6 USD/kg, tương đương với 7 800 đ) và khó chủ động trong việc cung cấp, trong khi đó nếu sản xuất tro trấu thì giá thành rẻ hơn rất nhiều vì nguồn nguyên liệu này ở ta khá lớn (ước tính khoảng 6 triệu tấn trấu/năm). Mặt khác còn có thể tận dụng nguồn nhiệt để phát triển các ngành công nghiệp địa phương như sản xuất gốm, vật liệu xây dựng, chạy máy làm nước đá.

ở Việt Nam, việc sản xuất tro trấu đặc biệt có ý nghĩa đối với vùng Đồng bằng sông Cửu Long vì đây là vùng có sản lượng lúa lớn nhất cả nước. Nếu phát triển được dự án sản xuất tro trấu tại đây sẽ góp phần thúc đẩy kinh tế địa phương, giải quyết một phần vấn đề vật liệu bằng nguyên liệu tại chỗ cho chương trình nhà ở Đồng bằng sông Cửu Long, đồng thời có thể tận dụng nguồn nhiệt chạy máy phát điện... góp phần giải quyết việc làm, tạo thêm thu nhập cho người dân.