Có rất nhiều loại phụ gia trong xây dựng nhằm mục đích làm bê tông và vữa hoàn thiện theo mong muốn người xây dựng. Mỗi loại phụ gia đều có một công dụng và tính chất khác nhau mà thợ xây cần phải hiểu kĩ trước khi sử dụng chúng. Dưới đây là một công dụng và tính chất của một số loại phụ gia thường dùng trong xây dựng.
1. Phụ gia điều chỉnh sự đóng rắn của bê tông và vữa
Chúng thường là các phụ gia hoá học có thể tan trong nước và cải biến độ hoà tan của các thành phần khác nhau của xi măng và trước hết là tốc độ hoà tan của chúng.
Phụ gia có tác dụng làm tăng nhanh tốc độ đông cứng của bê tông và vữa được ký hiệu là loại C và E.
Phụ gia làm chậm đông cứng (loại B, D, G), giảm tốc độ phản ứng của xi măng với nước và do đó làm chậm sự đông kết của bê tông và vữa ít nhất là 1 giờ. Cũng có thể làm giảm cường độ 28 ngày đi một chút, làm chậm sự phát triển nhiệt thuỷ hoá trong bê tông khối lớn, do đó phù hợp cho công tác thi công các công trình bê tông khối lớn.
Cần lưu ý rằng, có một số loại phụ gia đông cứng nhanh có thể làm chậm quá trình đông cứng của bê tông và vữa nếu liều lượng dùng vượt quá quy định; vì vậy cần xác định liều lượng thích hợp và xem kỹ hướng dẫn sử dụng của nhà sản xuất để đạt được hiệu quả như mong muốn.
2. Phụ gia dẻo hoá giảm nước thường (loại A)
Phụ gia này có tác dụng tăng dẻo giảm nước. Cường độ ban đầu của bê tông khi dùng phụ gia tăng lên do sự giảm nước dùng để trộn bê tông, cường độ 28 ngày cao hơn bê tông đối chứng có cùng độ sụt. Phụ gia loại này còn có tác dụng cải thiện tính chất của bê tông khi cốt liệu có cấp phối không tốt, cốt liệu có nhiều cạnh góc và cát nhỏ. Trong trường hợp đó nếu không dùng phụ gia tăng dẻo giảm nước, thì bê tông sẽ khô, khó thio công; nếu thêm nước thì cường độ bê tông lại giảm đi. Phụ gia dẻo hoá giảm nước cũng có tác dụng làm chậm sự tổn thất độ sụt của hỗn hợp bê tông và vữa theo thời gian.
3. Phụ gia giảm nước bậc cao (siêu dẻo)
Hiện nay loại phụ gia này đang được sử dụng rộng rãi trong thi công bê tông. Dùng nó có thể giảm được đến 25 – 30% lượng nước trộn, cường độ 28 ngày của bê tông tăng lên tới 30 – 40%, cường độ ban đầu cũng cao hơn bê tông không dùng phụ gia. Nếu không giảm nước thì loại phụ gia siêu dẻo có thể làm tăng độ sụt của hỗn hợp bê tông, vữa lên trên 4 lần và làm chậm sự tổn thất độ sụt theo thời gian của hỗn hợp bê tông, vữa. Loại phụ gia siêu dẻo kéo dài thời gian đông kết (loại G) rất thích hợp với bê tông cần vận chuyển đường dài, bê tông thi công bằng bơm, bê tông khối lớn thi công vào mùa hè nắng nóng. Phụ gia siêu dẻo không kéo dài thời gian đông kết (loại F) thích hợp với loại bê tông mác cao, bê tông cốt thép ứng suất trước.
4. Phụ gia hoạt tính puzơlan thiên nhiên
Phụ gia hoạt tính puzơlan được nghiền mịn từ đất diatomit, đá phiến sét, tro núi lửa, đá bọt, đá bazan… Puzơlan chứa nhiều ôxit silíc vô định hình hoạt tính, có thể tác dụng ở nhjiệt độ và độ ẩm bình thường với Ca(OH)2 sinh ra khi xi măng thuỷ hoá để tạo thành CaO.SiO2.nH2O bền vững trong môi trường ẩm ướt và cả trong nước. Đó gọi là phản ứng puzôlanic. Puzơlan có những tác dụng tốt như:
– Giảm độ phân tầng, tách nước cho hỗn hợp vữa bê tông, giảm nhiệt thuỷ hoá của xi măng trong bê tông;
– Tăng độ đặc chắc, tính chống thấm (khi lượng dùng xi măng được giữ nguyên) , tính bền của bê tông trong đất , trong nước có tính ăn mòn.
Tuy nhiên puzơlan có thể kéo dài thời gian đông kết, làm chậm sự phát triển cường độ bê tông ở tuổi ban đầu (3 đến 7 ngày),nhưng cường độ 28 ngày vẫn đạt như bê tông bình thường không có puzơlan, hoặc cao hơn.
5. Tro bay nhiệt điện
Tro bay là một loại puzơlan nhân tạo có các ôxit silíc, ôxit nhôm, ôxitcan xi, ôxit manhê và ôxit lưu huỳnh. Ngoài ra còn có chứa một lượng than chưa cháy, yêu cầu không được quá 6% trọng lượng của tro bay. Hàm lượng than chưa cháy càng cao thì chất lượng tro bay càng kém, do đó phải tuyển lọc để loại bỏ hàm lượng này trong thành phần của tro bay. Tro bay càng mịn càng tốt, nhưng ít nhất phải mịn bằng xi măng. Tro bay có các tác dụng tốt đối với bê tông như sau:
– Giảm nhiệt thuỷ hoá của xi măng trong bê tông, thích hợp với bê tông khối lớn;
– Tăng tính dễ đổ cho hỗn hợp bê tông bởi độ mịn cao của nó;
– Tăng tính bền trong môi trường xâm thực, giảm độ thấm nước về sau.
Tuy nhiên tro bay cũng có thể làm chậm đông kết, cứng hoá của hỗn hợp bê tông và vì vậy cường độ bê tông ở các tuổi ban đầu có thể thấp hơn bê tông không dùng tro bay. Tro bay nhiệt điện được dùng để pha vào bê tông thông thường và đặc biệt được dùng trong việc chế tạo bê tông đầm lăn RCC với tỷ lệ khá lớn. tới 50% trọng lượng chất kết dính.
6. Phụ gia muội silíc (Silica fume)
Đây là sản phẩm phụ của quá trình sản xuất silic hoặc hợp kim sắt-silic. Cho đến nay nước ta chưa sản xuất được muội silic, và hiện vẫn phải nhập ngoại. Muội silic gồm các hạt rất mịn , mịn hơn 100 lần xo với xi măng, các hạt có đường kính từ 0,01 đến 10m và chứa từ 85 đến 98% SiO2 theo trọng lượng. Phụ gia muội silíc có hai tác dụng chính:
– Hiệu ứng puzơlanic rất mạnh thông qua phản ứng với Ca(OH)2 tách ra từ xi măng khi thuỷ hoá để tạo thành canxi silicat thuỷ hoá (C-S-H) bền vững làm tăng độ đặc chắc bền vững cho bê tông. Hiệu ứng này mạnh hơn rất nhiều so với các loại phụ gia khoáng hoạt tính khác bởi muôpị silíc có độ mịn cao hơn nhiều.
– Có tác dụng lấp đầy các lỗ rỗng nhỏ tới microng do các hạt xi măng khi thuỷ hoá tạo ra và ở các chỗ tiếp giáp giữa các hạt cốt liệu và xi măng, làm tăng độ đặc chắc, tăng cường độ kể cả cường độ ban đầu của bê tông. Muội silíc còn làm tăng khả năng chống mài mòn, tăng độ bền và tính chống thấm, chống ăn mòn cho bê tông. Dùng muội silíc kết hợp với phụ gia siêu dẻo có thể chế tạo được loại bê tông bền vững chất lượng cao, với mác cao tới 100 MP.
7. Phụ gia ức chế ăn mòn cốt thép
Nguyên nhân của sự ăn mòn cốt thép trong bê tông là do sự có mặt của ion Cl- trong bê tông khi tiếp xúc với nước mặn và đất mặn. Clorua cũng có thể khuyếch tán qua bê tông và tiếp cận với cốt thép. Do đó việc làm cho bê tông đặc chắc, tăng khả năng chống thấm cho bê tông cũng tăng khả năng chống lại sự khuyếch tán của clorua góp phần hạn chế sự ăn mòn cốt thép. Phụ gia ức chế ăn mòn cốt thép hiện được bán rộng rãi trên thị trường, có thể là Natri nitrit hoặc canxi nitrit (NaNO2, Ca(NO2)2).
8. Phụ gia chống thấm nước
Các loại phụ gia khoáng hoạt tính đều được nghiền mịn, sẽ làm tăng tính chống thấm của bê tông, do tác dụng lấp đầy các lỗ rỗng và một phần do phản ứng puzơlaníc tạo ra canxi silicat bền vững. Các loại phụ gia giảm nước, phụ gia siêu dẻo cũng làm giảm một phần các lỗ rỗng trong bê tông do giảm nước thừa bay hơi. Các nhũ tương pôlyme cũng có tác dụng giảm thấm do các hạt pôlyme kết hợp thành màng liên tục bịt các lỗ rỗng và các vết nứt nhỏ. Phụ gia hệ BENIT của Phòng NC Vật liệu Viện khoa học thuỷ lợi sản xuất là một loại phụ gia chống thấm chứa khoáng sét Betonit được nghiền mịn và hoạt hoá khi tiếp xúc với nước sẽ trương nở mạnh bịt kín các lỗ rỗng mao quản và ngăn ngừa sự thấm nước qua bê tông. Đối với bê tông thuỷ công thì yêu cầu chống thấm, chống ăn mòn luôn là vấn đề được đặt lên hàng đầu nhằm đảm bảo chất lượng và độ bền lâu của công trình. Tăng tính chống thấm nước đồng thời là cũng là tăng khả năng chống lại sự xâm nhập các tác nhân ăn mòn vào trong bê tông và bê tông cốt thép. Do vậy đối với các công trình bê tông nằm trong vùng nước có xâm thực ngoài việc dùng phụ gia ức chế ăn mòn cốt thép thì nhất thiết phải dùng kết hợp các loại phụ gia như siêu dẻo để giảm nước, giảm lỗ rỗng và dùng phụ gia khoáng siêu mịn để lấp đầy và tạo ra C-H – S bền vững trong các lỗ rỗng của bê tông, làm cho khối bê tông đặc chắc hơn. Đây là một quá trình chống thấm bảo vệ cho bê tông đặc chắc toàn khối, tạo ra sản phẩm bê tông có chất lượng cao chống lại sự huỷ hoại của môi trường xung quanh.
