Cơ chế của bê tông hiệu suất cao
Bê tông hiệu suất cao có thể được sản xuất thông qua việc sử dụng tỷ lệ w / c thấp, vật liệu pozzolanic, cốt liệu đóng gói dày đặc, và cải thiện cường độ vùng chuyển tiếp.
Chất siêu dẻo làm giảm hàm lượng nước bằng cách phân tán các hạt xi măng và duy trì khả năng làm việc cần thiết. Liên quan đến vật liệu pozzolanic, nó cải thiện cường độ bê tông và giảm tính thấm của nó
Độ thấm thấp làm giảm sự xâm nhập của các chất gây hại và do đó cải thiện độ bền bê tông. Các yêu cầu kép của cường độ cao và độ thấm thấp liên kết với nhau thông qua nhu cầu giảm thể tích lỗ chân lông mao mạch tương đối lớn hơn.
Việc thu nhỏ lỗ chân lông có thể đạt được bằng tỷ lệ xi măng nước thấp cũng như sự đóng gói dày đặc của các hạt mịn.
Cơ chế của bê tông hiệu suất cao
1. Phụ gia siêu dẻo
Chức năng của phụ gia siêu dẻo là tiếp cận với các hạt xi măng và truyền điện tích âm lên chúng. Kết quả là các hạt xi măng bị xì hơi và phân tán. Sự phân tán của các hạt xi măng cải thiện khả năng làm việc bê tông.
Ngoài ra, làm cho bê tông dễ chảy hơn cho cùng tỷ lệ nước với xi măng, hoặc giảm hàm lượng nước cho cùng một khả năng làm việc. Điều thứ hai dẫn đến tăng sức mạnh và suy giảm tính thấm. Chất siêu dẻo là một hợp chất hữu cơ phân tử chuỗi dài.
2. Vật liệu Pozzolanic
Vai trò của vật liệu pozzolanic như silica là nhiều nếp gấp do diện tích bề mặt lớn và hàm lượng silica thủy tinh tương đối cao, rất dễ phản ứng.
Ảnh hưởng của silica fume đến cường độ của bê tông là tối quan trọng. Chẳng hạn, một lượng nhỏ silica, 20Kg, có thể thay thế khoảng 60Kg xi măng để tạo ra cường độ nén tương tự.
Silica fume sẽ làm tăng cường độ sớm của bê tông và giảm nhiệt độ hydrat hóa. Đặc tính này làm cho việc sử dụng silica fume có lợi thế đáng kể trong bê tông khối.
Tuy nhiên, silica fume làm tăng nhu cầu nước trong hỗn hợp bê tông, đó là lý do tại sao nên sử dụng phụ gia siêu dẻo vào hỗn hợp.
3. Đóng gói dày đặc các thành phần bê tông
Đóng gói dày đặc là một cơ sở khác để đạt được bê tông hiệu suất cao. Các chất siêu dẻo phân tán các hạt xi măng. Và các hạt mịn của vật liệu pozzolanic như silica fume lấp đầy khoảng trống giữa các hạt xi măng phân tán và cốt liệu mịn và thô thường được đóng gói.
Kết quả tổng thể là một cấu trúc vi mô dày đặc hơn. Bê tông biểu hiện độ xốp ít hơn mà không có bằng chứng về lỗ chân lông mao quản và chỉ có lỗ chân lông gel nhỏ hơn 0,5mm rất hẹp có thể nhìn thấy dưới độ phóng đại cao trong kính hiển vi điện tử.
Các hạt gel CSH trong bê tông chứa khói silica xuất hiện không phải là các hạt riêng lẻ, mà là một cấu trúc lớn, dày đặc. Hình 2 cho thấy việc đóng gói xi măng có chứa chất siêu dẻo và silica fume.
4. Cải thiện vùng chuyển tiếp
Tăng cường sức mạnh của vùng chuyển tiếp trong bê tông là một cơ chế quan trọng khác trong sản xuất bê tông hiệu suất cao. Với sự hiện diện của silica fume, CSH dày đặc chiếm toàn bộ không gian xung quanh cốt liệu, và một liên kết trực tiếp với cốt liệu được thiết lập.
Kết quả của vùng chuyển tiếp được tăng cường là sự giảm nứt vi mô tại giao diện giữa dán xi măng và cốt liệu.
Trong bê tông cường độ bình thường chỉ có xi măng, vùng chuyển tiếp xung quanh cốt liệu có chiều rộng từ 20 đến 100mm và giàu canxi hydroxit và ettringite hơn, so với pha CSH trong ma trận khối. Độ xốp cũng cao hơn. Do đó, vùng chuyển tiếp hình thành một liên kết yếu.