Tại hội nghị thế giới lần thứ 43 về Bê tông & Kết cấu vào hai ngày 30-31 tháng 8 năm 2018 ở Singapore, các nhà khoa học đến từ Nhật bản: Yoko Ando*, Yuji Mitani†, Takuya Ohno‡, Joseph S.H. Lim§ and Logendran Doraipandian đã công bố một nghiên cứu rất hay và đầy đủ về việc tác dụng của Tro bay và Xỉ lò cao lên hiện tượng chậm hình thành khoáng Ettringites trong bê tông.
TÓM TẮT
Mục tiêu của nghiên cứu này là đánh giá nguy cơ xảy ra phản ứng giãn nở muộn (DEF) trong bê tông sử dụng xi măng pha tro bay. Quan sát vi mô bằng kính quang học và kính hiển vi điện tử đã được thực hiện.
Các mẫu bê tông được chuẩn bị với giả định rằng chúng sẽ được sử dụng trong bê tông khối lớn ở các khu vực Đông Nam Á có khí hậu ấm áp, bao gồm Singapore. Các mẫu bê tông được trộn ở nhiệt độ phòng 27°C, sau đó chịu tác động nhiệt độ tối đa 85°C, mô phỏng điều kiện bên trong bê tông khối lớn.
Thử nghiệm tăng tốc DEF được thực hiện dựa trên thử nghiệm Duggan. Sau ba chu kỳ gia nhiệt và làm lạnh, các mẫu được ngâm trong nước ở 20°C. Độ giãn nở của mẫu được đo và quan sát chi tiết bằng phương pháp thạch học.
Bê tông chứa 30% tro bay (FA30) hoặc 65% xỉ lò cao (BS65) không xảy ra giãn nở trong thử nghiệm Duggan sau 630 ngày. Trong các lát cắt mỏng đã được đánh bóng, không xuất hiện các vết nứt xung quanh cốt liệu cũng như các vết nứt ngẫu nhiên trong hồ xi măng. Quan sát bằng kính hiển vi điện tử cho thấy các vết nứt vi mô do co ngót tự sinh trong FA30 ít phát triển hơn so với BS65. Kết quả xác nhận rằng FA30 tạo sự liên kết tốt hơn xung quanh cốt liệu.
Ngoài ra, trong một thử nghiệm bổ sung, xi măng Portland thông thường được trộn với hai mức K₂SO₄ để tăng hàm lượng SO₃ tương đương, sau đó được thay thế bằng 30% tro bay. Các mẫu bê tông có hàm lượng SO₃ khác nhau nhưng không chứa tro bay cho thấy sự giãn nở cực lớn với các vết nứt rõ rệt, bao gồm các vết nứt xung quanh cốt liệu, vết nứt ngẫu nhiên và sự hình thành ettringite trong các vết nứt này. Ngược lại, bê tông FA30 không xảy ra giãn nở bất thường. Kết quả cho thấy tro bay có khả năng ức chế sự xuất hiện của DEF.
