TIỂU LUẬN VẬT LIỆU XÂY DỰNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC TP.HCM KHOA XÂY DỰNG -----o0o----BÀI TIỂU LUẬN VẬT LIỆU XÂY DỰNG (LỚP HỌC PHẦN 350032-HỌC KỲ II- NĂM HỌC 2019-2020)

Chủ đề 4 : Bê tông xi măng 1) Nêu các biện pháp để nâng cao độ chống thấm bê tông xi măng ?

2) Tìm hiểu thêm 3 loại bê tông đặc biệt khác , giới thiệu tổng quan về chúng và cho biết chúng có gì khác với bê tôg xi măng thông thường ?

3) Tìm hiểu một số sản phẩm bê tông được dùng làm vật lệu trang trí trong công trình hiện nay ?

GVHD : Nguyễn Thanh Bảo Nghi SVTH : Nguyễn Thị Huyền Trân MSSV : 165102001111 LỚP : KT16/A2

1)Các biện pháp để nâng cao độ chống thấm bê tông xi măng Việc bê tông bị thấm nước là do nước hoặc các chất lỏng khác xâm nhập vào các lỗ rỗng mao quản bên trong bê tông, mà lỗ rỗng này do rất nhiều ngueyen nhân gây ra : có thể là do nước tự do bay hơi đi để lại rỗng, do thi công lèn chặt không tốt, do cấp phối tính toán không hợp lý, do co ngót cho nên khi bê tông để trong điều kiện bình thường sx bị thấm.Vậy làm sao để chống thấm cho bê tông ? Sau đây là các biện pháp chống thấm cho bê tông. a)Nâng cao độ đặc chắc của bê tông. Để nâng cao độ đặc chắc của bê tông cụ thể ta cần tính toàn cấp phối hợp lý , thi công lèn chặt tốt, phủ kín lỗ rỗng.

Tính toán cấp phối thế nào là hợp lý để dảm bảo chống thấm?

Cụ thể ví dụ để thiết kế cấp phối cho bê tông (Mác 200 và 300 trong nhà ở dân dụng), đối với xi măng Hà Tiên PC40, đá 1x2 (Dmax= 20mm; 40- 70% cỡ 0,5 x 1 cm và 60 - 30% cỡ 1 x 2 cm) cần tra theo bảng thành phần cấp phối sau:

Thành phần vật liệu

Đơn vị

200

250

Khối lượng/1 bao xi măng 50kg 200 250

Mác bê tông

Khối lượng tính theo thùng đổ 18 lít 200 250

Xi măng

Kg

281

327

50.00

50.00

1 bao

1 bao

Cát vàng

M3

0.493

0.475

0.09

0.07

5

4

Đá dăm

M3

0.891

0.881

0.16

0.13

9

7

Nước

Lít

185

185

32.92

28.29

Phụ gia b) Dùng phụ gia.

Phụ gia chống thâm cho bê tông là loại vật liệu thêm vào quá trình đổ bê tông để ngăn ngừa và làm giảm mức độ truyền dẫn hơi nước ẩm từ bên trong bê tông hay đi qua bê tông.

Việc đổ bê tông có khả năng chống thấm tốt hay không phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố như nguyên liệu đổ có tốt hay không.. Ngoài ra thì các sản phẩm phụ gia hỗ trợ rất tốt cho quá trình chống thấm của bê tông, chúng không gây hại cho người sử dụng và có hiệu quả rất tốt trong việc ngăn nước ngăn ẩm.Phụ gia bê tông đã thể hiện rõ được ưu thế của mình trong việc bảo vệ bê tông và các công trình có bề mặt bê tông.

2

Các loại phụ gia hóa dẻo để giảm bớt nước, giúp duy tì độ sụt của bê tông lâu dài , không gây phản tác dụng lên cường độ cuối cùng. Còn đặc biệt thích hợp với khí hậu nóng ( cụ thể phụ gia Sikament R4) , không làm gia tăng sự cuốn khí, giảm hiện tượng co ngót.

Các loại phụ gia tăng cường độ giúp vữa thông thường có thể đạt được những tính chất cao về cường độ và độ chảy, chống co ngót.

Phụ gia chống thấm cho bê tông có thể chia ra thành hai dạng : Phụ gia chống thấm trộn và phụ gia chống thấm thi công ngoài bề mặt bê tông.

Phụ gia chống thấm trộn trong bê tông : Phụ gia chống thấm Barafob , phụ gia giảm nước Sika Hình 1 : Một số sản phẩm phụ gia Viscocrete 3000 20M, phụ gia giảm nước Sikament chống thấm cho bê tông NN, phụ gia giảm nước và kéo dài thời gian ninh kết Sikament 2000AT, phụ gia chống thấm AM Flextile 1, phụ gia hóa dẻo và bù co ngót Sika Intraplast Z HV,…

Các sản phẩm phụ gia chống thấm phun, quét ngoài bề mặt bê tông có rất nhều, đa phần các sản phẩm chống thấm hiện hành đều có thể thi công trên bề mặt bê tông hoặc được thi công giống như một lớp phủ bảo vệ bê tông. Các sản phẩm tiêu biểu như : Chất bảo dưỡng bê tông Sika Antiso S, Chất tạo bóng và bảo vệ bê tông Peneguard, chống thấm tinh thể thẩm thấu Penetron Admix,.. c)Chọn phương pháp thi công tốt nhất. Đầm chặt bằng những thiết bị phù hợp cho từng loại cấu kiện, thi công cơ giới phải để ý biện pháp hỗ trợ.

Hiện nay công tác thực hiện đầm bê tông được chia thành 2 phương thức chủ yếu đó là đầm ngoài và đầm trong. Đầm ngoài lại được chia nhỏ thành 2 phương thức cụ thể hơn là phương thức đầm mặt và đầm cạnh.

-Phương pháp đầm trong lòng kết cấu bê tông.

Phương pháp này hoạt động dựa trên việc tìm cách đưa dây chấn động vào sâu phía bên trong khối bê tông vừa đổ để làm đặc và chắc nó.

Hình 2.Phương pháp đầm bê tông trong lòng Phương thức đầm bê tông trong lòng này thường áp dụng cho các khối bê tông có độ dày cao , chiều sâu lớn ví dụ như: cột, tường, đài móng,… Trong phương thức này người ta thường sử dụng một loại máy đầm đó là máy đầm dùi mang lại hiệu quả cao hơn.

3

-Phương pháp đầm ngoài kết cấu bê tông.

Phương pháp đầm này chủ yếu thường được áp dụng cho các khối bê tông có mặt thoáng lớn trong xây dựng nhà cửa cũng như công trình công nghiệp.

Ngược lại với phương pháp đầu tiên, phương thức đầm này sử dụng cho các khối bê tông có chiều dày nhỏ ví dụ như: nền đường bê tông, nền sàn, nền sân bay,…. Khi sử dụng phương pháp đầm bằng máy đối với những kết cấu mỏng này thì, máy đầm bàn được sử dụng phổ biến nhiều hơn.

Hình 3.Phương pháp đầm cạnh bê tông

-Phương pháp đầm cạnh bê tông.

Phương pháp đầm bê tông sử dụng các chấn động của hệ thống khuôn đúc bê tông, từ đó chuyền tác động này sang vữa bê tông, làm cho bê tông được đặc, chắc. d)Tạo lớp bảo vệ bề mặt.

-Quét phủ sơn chống thấm: Các loại sơn chống thâm như sơn chống thấm gốc xi măng, sơn chống thấm gốc Bitum Polymer, sơn chống thấm dạng thẩm thấu, sơn chống thấm gốc PUPolyurethane.

- Quét bitum: Bitum là một chất được dùng rất phổ biến trong công nghệ chống thấm. Bitum là hợp chất dạng lỏng nhớt hoặc rắn, được thu từ quá trình lọc dầu và được tìm thấy trong thiên nhiên ở dạng kết hợp các khoáng chất. Bitum chứa các hydro cacbon và dẫn xuất của chúng, có tính ổn định, hầu như không bay hơi và mềm ra khi bị nung nóng.

-Quét một lớp phủ chống thấm : ví dụ như lớp phủ Polyurea Lớp phủ Polyurea có hiệu suất cao,đa chức năng được thiết kế chuyên dùng với các loại thiết bị phun áp lực cao.Sau khi phun xong vật liệu sẽ tạo thành một lớp màn bền dẻo và linh hoạt, có khả năng chịu va chạm mạnh, không rách xé, có tính kháng nước cao và độ bền hóa chất tuyệt đối.

-Ốp lát, phủ che bằng một loại vật liệu chông thấm : Sử dụng các loại miếng dán định hình trước như Bituthene CP (lớp màng này dày 1.5mm và được đóng gói dưới dạng cuộn, thường ứng dụng dán bảo vệ bê tông các khu vực sàn mái , sân thượng, bãi đỗ xa,..); hay sử dụng miếng dán nguội Bituthene 5000

4

Hình 4.Miếng dán nguội 2)Tìm hiểu thêm 3 loại bê tông đặc biệt khác , giới thiệu tổng quan về chúng và cho biết chúng có gì khác với bê tông xi măng thông thường ?

Ngoài bê tông xi măng thông thường còn có các loại bê tông dặt biệt khác như bê tông nhẹ, bê tông cốt sợi, bê tông polyme, bê tông rất nặng.

Giới thiệu tổng quan về bê tông nhẹ, bê tông cốt sợi và bê tông polyme và sự khác nhau với bê tông thông thường. a)Bê tông nhẹ Thành phần chính: gồm có bọt khí , bọt và xi măng trộn cùng với nước . Đặc tính: Có cấu trúc được tạo nên với nhiều lỗ khí li ti dạng tổ ong kín. Các lỗ được kết nối bằng bê tông nên có thể nổi hay người ta còn gọi chúng là một khối bê tông rỗng. Vì nó rỗng nên trọng lượng của nó rất nhẹ. Một khối bê tông nhẹ có tỷ trong 350kg/m3 trong khi với các loại thông thường nặng khoảng 2800 kg/m3.

Hình 6.Bê tông nhẹ Ưu điểm : Vì là bê tông nhẹ nên được đúc dễ dàng mà không cần dùng đầm để đổ vào khuôn, có khả năng chịu nước, chịu lạnh cao, độ co ngót thấp, khả năng dẫn nhiệt thấp, khoogn có hiện tượng phân tầng 5

Nhược điểm : Cường độ nén thấp do các bọt khí chiếm đa số trong khối bê tông nên bê tông nhẹ có cường độ thấp hơn bê tông xi măng thông thường.

Sử dụng vữa chuyên dùng có gốc Polymer : bê tông nhẹ có phụ gia gốc polymer, do đó khi sử dụng không được dùng vữa xi măng PC thông thường để liên kết mà phải dùng vữa xi măng có chất phụ gia polymer liên kết. b)Bê tông cốt sợi Thành phần: Là loại bê tông tươi đặc biệt được chế tạo từ hỗn hợp xi măng, cốt liệu, nước, phụ gia và sợi gia cường riêng rẽ. Sợi chịu lực trong đó có các loại sợi như sợi thép, sợi thủy tinh, sợi amiang, sợi carbon.

Mỗi một loại sợi khác nhau thì lại có những tính chất khác nhau. Đặc tính : Cường độ chịu nén của bê tông cốt sợi thép cao hơn với loại bê tông thường.

Cường độ chịu nén của bê tông tăng lên khi sợi thép tăng từ 60 lên 120kg/m3.

Cường độ chịu kéo của bê tông Hình 7.Hình ảnh bê tông cốt sợi cường độ cao không sử dụng sợi bazan là 87daN/cm2, cường độ chịu kéo tăng lên 90 và 91 daN/Cm2 khi sử dụng 1% và 2% sợ bazan, nhưng cường độ chịu kéo giảm xuống còn 89 và 86 daN/cm2 khi sử dụng 3 và 4% sợi bazan.

Khi hàm lượng sợi thép tăng 60,80,100 và 120kg/m3 thì cường độ chịu uốn lần lượt tăng 43,4; 44,2; và 52daN/cm2 so với thông thường có cường độ chịu uốn là 25daN/cm2. Bê tông cốt sợi có tính dẹo dai tốt hơn so với loại thường.

Khả năng chống va đập của betong cốt sợi thông qua số lần bị rơi làm xuất hiện vết nứt và làm mẫu bị phá hoại hoàn toàn tăng lên khi hàm lượng sợi tăng lên. Đặc biệt khi dùng 4% sợi bazan thì khả năng chống va đập tăng lên đáng kể so với bê tông thương phẩm cường độ cao không sử dụng cốt sợi 60%. Ưu điểm: Bê tông cốt sợi đảm bảo các yêu cầu về kỹ thuật như cường độ cao, kích thước thì ổn định, tính bám dính tốt, không rạn nứt, chịu uốn và chịu cắt. bê tông cốt sợi được đánh giá cao nói có các tính năng hữu dụng, giảm giá thành xây dựng nhờ có thể rút ngắn thời gian thi công, nâng cao khả năng chịu lực đồng thời cũng nâng cao tuổi thọ cho công trình.

Có tính dẻo hơn, bền hơn so với bê tông thường. Khi bê tông được trộn với lượng khác nhau thì nó sẽ có những tính năng cũng khác nhau.

6

Bê tông sợi còn có một ưu điểm là giúp kéo dài tuổi thọ cho các công trình xây dựng nó hạn chế các khe nứt , nâng cao độ an toàn và chất lượng được đảm bảo sau khi đổ.

Khả năng chịu tải của bê tông cốt sợi được tăng lên gấp nhiều lần so với bê tông truyền thống. Bê tông cốt sợi còn có một ưu điểm rất nổi bật là có thể có khả năng chống mài mòn, với bê tông xi măng thì do tác động của thời tiết như mưa gió… thì tấm bê tông sẽ bị ăn mòn dần và có thể bị thủng. còn đối với bê tông sợi thì có thể ít bị mài mòn hơn. Điều này giúp hạn chế hơn việc thủng lỗ bề mặt sàn bê tông.

Nhược điểm: Khi bạn đổ bê tông sợi thì việc phân bố và phân tán của các sợi không đồng điều làm cho chất lượng của bê tông không nhất quán. Để khắc phục cho vấn đề này thì khi sử dụng bê tông cốt sợi phải đòi hỏi có một cấu hình chính xác hơn bê tông thường.

Bê tông cốt sợi thường có trọng tải nặng hơn rất nhiều lần so với bê tông thường, nên việc vận chuyển để thi công công trường cũng là một vấn đề đáng lo ngại.

Khả năng cách âm của bê tông cốt sợi cũng bị kém. Khả năng cách nhiệt cũng kém. c)Bê tông Polyme(GPC) Thành phần chính: Bê tông polime là một dạng đặc biệt, chúng được chế tạo từ nhựa tổng hợp cùng chất độn, cốt liệu bền hóa và không có sự tham gia của chất kết dính khoáng và nước. Chúng chứa tới ba thành phần hạt của chất độn và cốt liệu.

Ngoài ra loại bê tông polyme tổng hợp này còn có thể sử dụng chất kết dính tận dụng từ “tro bay” (phế thải mịn thu được từ việc đốt cháy than cám ở các nhà máy nhiệt điện, thành phần chủ yếu là các oxit của silic, nhôm, sắt, can xi, magie và lưu huỳnh. Ngoài ra còn có một lượng than chưa cháy, không vượt quá 6% khối lượng tro bay) – một phụ phẩm công nghiệp vô cùng dồi dào – làm một chất thay thế cho xi măng Portland. Đặc tính: Có khả năng chịu lực cao, về tính bền thì bê tông polymer có khả năng chịu nhiệt trong môi trường khắc nghiệt, có khả năng chịu ăn mòn hóa học cực tốt. Ưu điểm: Bê tông polyme có rất nhiều ưu điểm so với bê tông thông thường. Trước hết, về căn bản nó có khả năng “hạn chế” lượng khí thải CO2 đồng thời có thể tạo ra một cơ sở hạ tầng có khả năng sử dụng qua hàng trăm năm... Và bằng cách tận dụng “tro bay” (fly ash), nó có thể giải 7

phóng được một diện tích lớn đất hiện đang sử dụng làm kho chứa những sản phẩm than đá dễ gây cháy và bảo vệ nguồn nước của chúng ta khỏi bị ô nhiễm bởi tro bay.

So sánh với xi măng Portland thông thường (OPC), bê tông polyme (GPC) có nhiều tính năng tốt hơn (khả năng chống ăn mòn, chịu nhiệt (tới 2400oF), chịu nén và có độ bền kéo,sự co ngót..)

Các nhà nghiên cứu cho rằng rằng, ưu điểm lớn nhất của bê tông polyme là khả năng làm giảm lượng khí nhà kính, khoảng 90% khi so sánh với OPC. Nhược điểm: Giá thành cao và đòi hỏi cơ sở vật chất phức tạp.

3)Tìm hiểu một số sản phẩm bê tông được dùng làm vật lệu trang trí trong công trình hiện nay ?

Bê tông là loại nguyên liệu được sử dụng nhiều nhất trong các công trình xây dựng, với công nghệ tiên tiến ngày nay, bê tông đơn thuần đã được cải tiến để trở thành loại nguyên liệu trang trí hiệu quả, mới lạ, độc đáo, có nhiều mẫu mã sáng tạo, thân thiện với môi trường.

Sự chuyển đổi từ bê tông thông thường thành bê tông trang trí được thực hiện bằng việc sử dụng nhiều loại vật liệu có thể áp dụng vào cả trước và sau quá trình đổ bê tông, và quá trình trưởng thành của bê tông. Các phương thức này bao gồm: Bê tông áp khuôn (stamped concrete), nhuộm màu Acid (Acid Stain, Acid etching), bê tông đánh bóng (polished concrete), lớp phủ vữa trang trí (overlay), bê tông đúc khuôn tạo mặt bếp, mặt bàn (concrete countertop).

Bê tông áp khuôn (Stamped Concrete) Bê tông áp khuôn là quá trình tô điểm thêm vân và màu sắc cụ thể để làm bề mặt trông giống như đá, gạch, đá phiến, đá sỏi và nhiều sản phẩm khác được tìm thấy trong tự nhiên bao gồm cả gỗ, hóa thạch, vỏ sò, v.v. Bằng khả năng sáng tạo vô hạn, kết hợp với độ bền tuyệt vời và chi phí thấp hơn so với các sản phẩm tự nhiên làm cho bê tông áp khuôn trở thành sự lựa chọn dễ dàng cho các công trình xây dựng mới hoặc tái tạo. Bê tông áp khuôn thường được sử dụng trên lối đi, hàng hiên, vỉa hè công công, bãi đậu xe và thậm chí cả sàn nội thất.

Bê tông nhuộm màu (Acid Stain) Cách làm bê tông nhuộm Acid Stain không phải là nhuộm màu bằng các loại màu mà là để tạo ra một phản ứng hóa học. Đó là một hỗn hợp của nước, muối khoáng và một lượng nhỏ muratic axit được nhuộm lên bề mặt bê tông. Tương tác hóa học của acid, 8

khoáng với các khoáng chất hiện có (chủ yếu vôi) trong bê tông xảy ra trong khoảng thời gian 14 giờ, tạo nên màu sắc mới trên bề mặt bê tông.

Vì tính không đồng nhất của khối sàn bê tông, acid stain sẽ tạo ra những vế đốm, vế loang hoặc vân. Vì vậy, mỗi sàn là độc nhất vô nhị.

Hóa chất thường được sử dụng trong nhuộm axit bao gồm axit hydrochloric, sắt clorua và natri bicarbonate.

Bê tông nhuộm màu thông thường (Concrete Dyes) Bê tông “nhuộm màu” là loại bê tông trang trí có rất nhiều hình thức và thành phần khác nhau. Bê tông nhuộm màu có thể được sử dụng trên cả hai ứng dụng bê tông thương mại và dân dụng, bao gồm cả tường chắn, cầu, bàn, sàn nhà…

Cách làm bê tông nhuộm màu ban đầu là in mực thông thường pha với chất lưu dẫn là cồn nồng độ trung bình, thấm vào bề mặt bê tông để có thêm màu sắc thay vì chỉ màu xám của bê tông. Khi thuốc nhuộm có chất cồn tiếp xúc với ánh sáng mặt trời, màu sắc bị ánh sáng làm phai mờ dần theo thời gian.Do đó, thuốc nhuộm cồn được sử dụng hổ biến hơn trong các ứng dụng nội thất, nơi mà ánh sáng mặt trời trực tiếp hoặc các hình thức khác của tia cực tím (UV) ánh sáng không có mặt.

Bê tông nhuộm màu nước Bê tông “nhuộm màu” là loại bê tông trang trí có rất nhiều hình thức và thành phần khác nhau. Bê tông nhuộm màu có thể được sử dụng trên cả hai ứng dụng bê tông thương mại và dân dụng, bao gồm cả tường chắn, cầu, bàn, sàn nhà…

Cách làm bê tông nhuộm màu ban đầu là in mực thông thường pha với chất lưu dẫn là cồn nồng độ trung bình, thấm vào bề mặt bê tông để có thêm màu sắc thay vì chỉ màu xám của bê tông. Khi thuốc nhuộm có chất cồn tiếp xúc với ánh sáng mặt trời, màu sắc bị ánh sáng làm phai mờ dần theo thời gian.

9

Bê tông phủ Overlay Cách làm bê tông phủ Overlay bao gồm một công thức pha trộn của xi măng Portland, cốt và các loại nhựa polymer, đã được giới thiệu cách đây 20 năm. Mục đích của việc thêm một loại nhựa polymer vào xi măng là để làm tăng đáng kể đặc tính hiệu suất và tính linh hoạt của xi măng thông thường, vữa và vật liệu bê tông.

Bê tông đánh bóng (Polished concrete) Bê tông có thể được đánh bóng với máy mài cơ khí và đĩa đánh bóng nạm kim cương với nhiều kích cỡ (grit). Kích thước phổ biến bắt đầu với 6 grit và có thể lên đến 8500 grit mặc dù bê tông chỉ có thể duy trì độ bóng ở khoảng 800 grit, nó có thể được phủ thêm một chất làm cứng bê tông, cho phép đánh bóng ở grit 1500 trở lên. Công việc được thực hiện với nhiều giai đoạn bằng cách tăng dần grit của đĩa mài. Bề mặt hoàn thiện có thể bóng loáng như thủy tinh. Nhuộm màu bê tông có thể được sử dụng trong quá trình đánh bóng.

Chạm khắc (Engraving) Bê tông thể được tu sửa hoặc trang trí bằng cách cắt các đường rãnh vào bề mặt. Mô hình hình học, đường thẳng hoặc cong tùy theo thiết kế được cắt trực tiếp vào nền bê tông tạo ra hoa văn, hoặc giao diện của gạch lát sàn, lát đá, đá sỏi và nhiều mô hình bề mặt thông thường khác.

-HẾTTÀI LIỆU THAM KHẢO https://happynest.vn/chuyen-nha/2661/be-tong-trang-tri-vat-lieu-lat-san-doc-dao-trong-kientruc-xay-dung https://ximang.vn/khoa-hoc-cong-nghe/cong-nghe-moi/be-tong-polyme-giai-phap-be-tongxanh-cho-trai-dat-4050.htm https://sikavietmy.com/phu-gia-be-tong-co-tac-dung-nhu-the-nao.html http://betongtuoi.net.vn/cac-loai-be-tong-dac-biet/

10