Phụ gia bê tông - Khái niệm và phân loại

Bê tông rất quan trọng và được sử dụng thường xuyên trong xây dựng. Tuy nhiên bê tông vẫn có những nhược điểm nhất định như dễ thấm gây ăn mòn cốt thép, khó thi công, dễ bị nứt rỗ… nếu không thi công và bảo dưỡng đúng cách. Để khắc phục tình trạng trên người ta đã trộn thêm vào bê tông các loại phụ gia để thay đổi đặc tính của bê tông tuỳ theo nhu cầu sử dụng. Những phụ gia đó gọi là phụ gia bê tông.

Phụ gia bê tông là gì?

Phụ gia bê tông là những hợp chất hay hỗn hợp các hợp chất chất vô cơ, hữu cơ có nguồn gốc tự nhiên hay tổng hợp mà khi cho một lượng nhỏ vào hỗn hợp bê tông sẽ làm thay đổi tính chất công nghệ của bê tông hay tính chất sử dụng của bê tông đã hóa rắn theo ý muốn, tăng tính lưu động của hỗn hợn bê tông, giảm lượng dùng nước và xi măng, điều chỉnh thời gian ninh kết và rắn chắc, nâng cao cường độ và tính chống thấm của bê tông.

Sử dụng phụ gia trong sản xuất bê tông đã mang lại rất nhiều lợi ích như:

Cải thiện các tính chất của bê tông cũng như hỗn hợp bê tông, cụ thể như tăng tính lưu động của hỗn hợp bê tông, giảm lượng dùng nước và xi măng, điều chỉnh thời gian ninh kết và rắn chắc, nâng cao cường độ và tính chống thấm, độ dẻo của bê tông…

Tiết kiệm chi phí sản xuất.

Giảm tiếng ồn, giảm ô nhiễm môi trường và giảm tai nạn lao động.

Lợi ích của phụ gia bê tông

Sử dụng phụ gia trong sản xuất bê tông đã mang lại rất nhiều lợi ích như:

• Cải thiện các tính chất của bê tông cũng như hỗn hợp bê tông, cụ thể như tăng tính lưu động của hỗn hợp bê tông, giảm lượng dùng nước và xi măng, điều chỉnh thời gian ninh kết và rắn chắc, nâng cao cường độ và tính chống thấm, độ dẻo của bê tông…
• Tiết kiệm chi phí sản xuất.
• Giảm tiếng ồn, giảm ô nhiễm môi trường và giảm tai nạn lao động.

Phân loại phụ gia bê tông

Khi sử dụng phụ gia cho bê tông sẽ cải thiện các tính chất của bê tông cũng như hỗn hợp bê tông, cụ thể như tăng tính lưu động của hỗn hợp bê tông, giảm lượng dùng nước và xi măng, điều chỉnh thời gian ninh kết và rắn chắc, nâng cao cường độ và tính chống thấm của bê tông …

Phụ gia được phân loại theo thành phần, theo công năng và theo các yêu cầu đặc biệt. Theo phân loại của Hiệp hội quốc gia về phụ gia (SYNAD) của Pháp thì các loại phụ gia bê tông được phân loại như sau:

Phụ gia cải biến tính lưu biến và hàm lượng khí

• Chất tăng dẻo – giảm nước
• Chất tăng dẻo – giữ nước
• Chất cuốn khí.

Phụ gia cải biến sự ninh kết và cứng rắn.

• Tăng nhanh hoặc làm chậm ninh kết.

Phụ gia cải biến độ bền đối với các tác dụng vật lý hoá học.

• Chống đóng băng và chống nứt nẻ do đóng băng.
• Kỵ nước bên trong
• Sản phẩm bảo dưỡng.

Tiêu chuẩn ASTM C494-86 

7 loại phụ gia hoá học và 4 loại phụ gia khoáng cho bê tông.

• Loại A: Giảm nước
• Loại B: Chậm đông kết
• Loại C: Đóng rắn nhanh
• Loại D: Hoá dẻo chậm đông kết
• Loại E: Hoá dẻo đóng rắn nhanh
• Loại F: Siêu dẻo
• Loại G: Siêu dẻo chậm đông kết

Công dụng của một số loại phụ gia bê tông thường dùng

Phụ gia giảm nước:

Phụ gia giảm nước là loại phụ gia được sử dụng ở Việt Nam từ những năm 60 cho phép giảm nước trong khi trộn để có cùng tính dễ đổ hoặc tăng tính dễ đổ cùng với hàm lượng nước.
Loại phụ gia này cải thiện tỉ lệ biến dạng của vữa và bê tông tươi dưới tác dụng của đầm bê tông, làm giảm sức căng trên bề mặt hoặc giữa các mặt của chất lỏng. Đồng thời, bôi trơn các hạt xi măng khiến chúng tách rời nhau, tạo điều kiện cho việc làm ướt và thủy hóa.

Phụ gia kéo dài thời gian ninh kết:

Giống như tên của nó, phụ gia kéo dài thời gian ninh kết có tác dụng kéo dài thời gian ninh kết của hỗn hợp bê tông. Tác dụng của phụ gia biểu hiện ở các mức độ khác nhau, phụ thuộc vào tính chất của xi măng, liều lượng sử dụng. Cần lưu ý khi sử dụng quá liều lượng sẽ làm chậm đáng kể thời gian ninh kết.
Phụ gia kéo dài thời gian ninh kết được sử dụng trong các trường hợp sau:

• Thi công trong thời tiết nóng;
• Vận chuyển bê tông đường dài;
• Bê tông trộn sẵn;
• Bê tông bơm;
• Bê tông phun;
• Các tấm bê tông mỏng tránh lộ cốt liệu sau khi đổ;
• Thi công phụt.

Phụ gia đông cứng nhanh:

Là loại phụ gia mà khi cho vào hỗn hợp bê tông có tác dụng rút ngắn thời gian ninh kết của bê tông; dùng để hỗ trợ giúp đổ bê tông trong thời tiết lạnh, cho phép kết thúc việc đổ bê tông và có thể tháo dỡ ván khuôn sớm, loại phụ gia nay có thể dùng trong điều kiện để trám chỗ rò rỉ do chịu áp lực nước, kết thúc việc sửa chữa kết cấu sớm hơn.

• Tác dụng của loại phụ gia này làm tăng quá trình ninh kết, tăng cường độ bê tông trong thời gian ban đầu nhưng có thể làm giảm cường độ lâu dài của bê tông.
• Nếu dùng quá liều lượng sẽ làm cho bê tông làm giảm cường độ chịu lực.

Phụ gia siêu hóa dẻo:

Là loại phụ gia có thể làm giảm lượng nước trong khi trộn hỗn hợp bê tông rất nhiều, nhưng nó khác với loại phụ gia giảm nước bình thường là nó không ảnh hưởng đến thời gian ninh kết của bê tông, bởi vậy nó có thể tạo ra các loại bê tông có độ linh động cao. Ở giai đoạn đầu tiên khi mới phát triển phụ gia siêu hóa dẻo, tác dụng của phụ gia chỉ kéo dài trong thời gian 30 phút, cho nên cần phải kiểm tra chặt chẽ thời điểm mà chất phụ gia được trộn vào trong bê tông.

Phụ gia siêu hóa dẻo thường được dùng với mục đích:

• Tăng tính linh động của hỗn hợp bê tông mà giữ tỷ lệ N/X cố định;
• Tăng cường độ của bê tông bằng cách giảm lượng nước

Trong phạm vi tăng độ linh động của bê tông có thể làm cho bê tông có độ sút 200mm. Loại bê tông này có thể tự làm bằng mặt nhưng chưa tự đầm được, lĩnh vực áp dụng điển hình của phụ gia siêu hóa dẻo cho bê tông trong những trường hợp sau:

• Cải thiện việc đổ bê tông và đầm bê tông ở những vùng cấu kiện của bê tông được bố trí dày đặc cốt thép và khó tiếp cận;
• Sản xuất bê tông cường độ cao;
• Trợ giúp cho việc bơm bê tông đi xa hơn và cao hơn.

Khi dùng phụ gia siêu hóa dẻo cần chú ý những điểm sau:

• Chọn loại thích hợp cho loại xi măng nhất định theo chỉ dẫn của nhà sản xuất và với liều lượng theo điều kiện cụ thể;
• Mặc dù bê tông có phụ gia siêu hóa dẻo có thể tự san bằng nhưng vẫn phải đầm thật chặt;
• Phải chú ý cho làm ván khuôn cho chặt khít tốt để bê tông không bị rỉ chảy ra ngoài do độ linh động cao. Trong trường hợp dùng phụ gia siêu hóa dẻo có tác dụng kéo dài thời gian ninh kết từ 2 đến 3 tiếng so với không sử dụng phụ gia thì mới được phép trộn thêm phụ gia ở trạm trộn.

Phụ gia chống thấm:

Phụ gia kỵ nước là loại phụ gia cải thiện tính chống thấm nước dưới áp lực của bê tông và chống ẩm bằng cách ngăn sự hấp phụ mao quản trong bê tông. Các chất kỵ nước có trong phụ gia sẽ bịt các lỗ rỗng và các ống dẫn nhỏ hơn vào các hạt rất nhỏ mà chúng chứa. Nhưng các chất kỵ nước chỉ có tác dụng đối với các lỗ rỗng tương đối nhỏ, chúng không thể làm kín được đối với các loại bê tông xấu, có những chỗ không đồng nhất.

Phụ gia chống thấm được sử dụng cho:

• Mọi ứng dụng đòi hỏi tính chống thấm cho bê tông như tường bao và sàn, bồn chứa, ống nước, đường ngầm;
• Bê tông khối và gạch;
• Panel và vữa trát nghèo xi măng;