BOUNXEDONH SONG KHONE - ĐÁNH GIÁ ẢNH HƢỞNG CỦA BỘT CAO SU TỚI CƢỜNG ĐỘ VÀ ĐỘ SỤT CỦA VỮA – KHÓA 25

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƢỜNG ĐẠI HỌC VINH
______________________________________

BOUNXEDONH SONG KHONE

NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ ẢNH HƢỞNG CỦA BỘT
CAO SU TỚI CƢỜNG ĐỘ VÀ ĐỘ SỤT CỦA VỮA
XI MĂNG M100 DÙNG CHO NHÀ Ở DÂN DỤNG

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT XÂY DỰNG

NGHỆ AN - 2019


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƢỜNG ĐẠI HỌC VINH
______________________________________

BOUNXEDONH SONG KHONE

NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ ẢNH HƢỞNG CỦA BỘT
CAO SU TỚI CƢỜNG ĐỘ VÀ ĐỘ SỤT CỦA VỮA
XI MĂNG M100 DÙNG CHO NHÀ Ở DÂN DỤNG
Chuyên ngành: Kỹ thuật xây dựng
M s : 8.58.02.01

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT XÂY DỰNG
NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC:

TS. PHAN VĂN TIẾN

NGHỆ AN - 2019


2

LỜI CAM ĐOAN
Bản luận văn thạc sỹ: “Nghiên cứu đánh giá ảnh hưởng của bột cao su
tới cường độ và độ sụt của vữa xi măng M100 dùng cho nhà ở dân dụng”
đƣợc thực hiện dƣới sự hƣớng dẫn của TS. Phan Văn Tiến, là đề tài nghiên cứu
riêng của tôi. Các s liệu, kết quả nêu trong luận văn đƣợc sử dụng trung thực,
các tài liệu tham khảo có nguồn g c trích dẫn rõ ràng và chƣa từng cơng b
trong các cơng trình nghiên cứu khác. Tơi đ đọc và hiểu về các hành vi vi phạm
sự trung thực trong học thuật.
Tơi xin hồn tồn chịu trách nhiệm về nội dung của luận văn này.

Nghệ An, ngày

tháng 6 năm 2019

Tác giả luận văn

Bounxedonh Song Khone


3

LỜI CẢM ƠN
Sau khi thực hiện xong bản luận văn thạc sĩ này, tôi xin gửi lời cảm ơn tới

TS. Phan Văn Tiến, ngƣời đ hƣớng dẫn, giúp đỡ, động viên và tạo mọi điều
kiện thuận lợi cho tôi trong su t quá trình học tập cũng nhƣ thực hiện luận văn
này.
Tôi xin trân trọng cảm ơn các thầy, cô giáo của Khoa Xây dựng trƣờng
Đại học Vinh đ truyền dạy cho tôi những kiến thức khoa học để giúp tơi có thể
hồn thành luận văn này. Tơi cũng xin gửi lời cảm ơn đến các thầy cơ của Phịng
đào tạo sau Đại học - Trƣờng Đại học Vinh đ hƣớng dẫn và hỗ trợ tôi trong
thời gian học tập tại trƣờng.
Cu i cùng, tôi xin gửi lời cảm ơn đến gia đình, bạn bè và ngƣời thân đ
ln giúp đỡ và động viên tôi trong su t thời gian qua.
Xin trân trọng cảm ơn!

Nghệ An, ngày

tháng 6 năm 2019

Tác giả luận văn

Bounxedonh Song Khone


4

MỤC LỤC
Trang
TRANG BÌA PHỤ
LỜI CAM ĐOAN .............................................................................................. I
LỜI CẢM ƠN ................................................................................................. II
MỤC LỤC ...................................................................................................... III
DANH MỤC BẢNG, HÌNH VẼ ..................................................................... 6

MỞ ĐẦU .......................................................................................................... 4
CHƢƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ VỮA XI MĂNG ĐIỀU CHỈNH PHỤ GIA 8
1.1. Giới thiệu ................................................................................................... 8
1.2. Thay thế vữa trộn tại công trƣờng bằng vữa khô đóng gói sẵn ................ 9
1.3. Vữa điều chỉnh phụ gia polyme - khắc phục hạn chế của xi măng ........ 11
1.4. Phân loại các phụ gia thƣờng dùng cho vữa xi măng Error! Bookmark not
defined.
1.5. Các yêu cầu kỹ thuật chung của phụ gia dùng cho vữa xi măng ............ 18
1.5.1. Đ i với phụ gia hóa học ....................................................................... 18
1.5.2.Đ i với phụ gia khống hoạt tính nghiền mịn ....................................... 18
1.5.3.Đ i với phụ gia ch ng thấm ................................................................... 20
Kết luận chƣơng 1 .......................................................................................... 21
CHƢƠNG 2 PHƢƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH CÁC TÍNH CHẤT CỦA VỮA XI
MĂNG ............................................................................................................ 22
2.1. Vật liệu thí nghiệm .................................................................................. 22
2.2. Các tính chất của vữa xi măng dùng để nghiên cứu ảnh hƣởng của bột cao
su .................................................................................................................... 23
2.2.1. Độ sụt (độ lƣu động) ............................................................................ 23
2.2.2. Cƣờng độ .............................................................................................. 26
2.3. Các thiết bị thí nghiệm ............................................................................ 29
2.3.1. Máy trộn ............................................................................................... 29


5

2.3.2. Máy nén u n 3 điểm ............................................................................. 30
2.3.3. Máy nén vữa ......................................................................................... 31
2.3.4. Thiết bị đo độ sụt của vữa .................................................................... 32
2.3.5. Máy dằn tạo mẫu vữa xi măng ............................................................. 32
2.4. Trình tự thí nghiệm ................................................................................. 33

2.4.1. Thí nghiệm đo độ sụt của vữa .............................................................. 33
2.4.2. Thí nghiệm xác định cƣờng độ chịu u n của vữa ................................. 34
2.4.3. Thí nghiệm xác định cƣờng độ chịu nén của vữa ................................ 35
Kết luận chƣơng 2 .......................................................................................... 37
CHƢƠNG 3 NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM XÁC ĐỊNH CÁC ĐẶC TRƢNG
CƠ LÝ CỦA VỮA ......................................................................................... 38
3.1. Ảnh hƣởng của bột cao su tới độ sụt của vữa xi măng ........................... 38
3.2. Ảnh hƣởng của bột cao su tới cƣờng độ chịu nén của vữa xi măng ....... 40
3.3. Ảnh hƣởng của bột cao su tới cƣờng độ chịu u n của vữa xi măng ....... 45
Kết luận chƣơng 3 .......................................................................................... 48
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ........................................................................ 50
DANH MỤC THAM KHẢO ......................................................................... 52


6

DANH MỤC BẢNG, HÌNH VẼ
Trang
BẢNG
Bảng 1.1. Đặc điểm kỹ thuật của bột cao su .................................................... 2
Bảng 1.2. Các yêu cầu vật lý của phụ gia khống hoạt tính nghiền mịn ........ 18
Bảng 1.3. Các yêu cầu hóa học đ i với phụ gia khống hoạt tính ................. 19
Bảng 1.4. Các yêu cầu kỹ thuật đ i với phụ gia ch ng thấm.......................... 20
Bảng 2.1. Cơng thức vữa thí nghiệm .............................................................. 23
Bảng 2.2. Thông s kỹ thuật của bột cao su ................................................... 19
Bảng 2.3. Các chỉ tiêu chất lƣợng của vữa tƣơi .............................................. 24
Bảng 2.4. Thời gian và chế độ bảo dƣỡng mẫu .............................................. 28
Bảng 2.5. Mác vữa và cƣờng độ chịu nén ...................................................... 29
HÌNH VẼ
Hình 1.1. Hiện tƣợng bong tróc trần nhà do hạn chế của xi măng ................. 12

Hình 1.2. Hiện tƣợng thấm dột do hạn chế của xi măng thơng thƣờng .......... 13
Hình 1.3. Nhóm phụ gia hóa học ................................................................... 15
Hình 1.4. Nhóm phụ gia khống hoạt tính ...................................................... 17
Hình 2.1. Chi tiết cấu tạo của bàn dằn vữa ..................................................... 25
Hình 2.2. Khn đúc mẫu hình lăng trụ .......................................................... 27
Hình 2.3. Sơ đồ nguyên lý cƣờng độ u n ....................................................... 28
Hình 2.4. Máy trộn vữa ................................................................................... 29
Hình 2.5. Thí nghiệm cƣờng độ chịu u n của vữa đ đóng rắn ...................... 31
Hình 2.6. Thí nghiệm cƣờng độ chịu nén của vữa đ đóng rắn ...................... 31
Hình 2.7. Thí nghiệm đo độ sụt (độ lƣu động) của vữa tƣơi .......................... 32
Hình 2.8. Máy dằn tạo mẫu vữa xi măng ........................................................ 33
Hình 2.9. Bàn dằn xác định độ lƣu động của vữa ........................................... 34
Hình 2.10. Phƣơng pháp nén u n 3 điểm ........................................................ 34
Hình 2.11. Đúc mẫu 4x4x16cm bằng bàn dằn ................................................ 35


7

Hình 2.12. Đúc mẫu thí nghiệm nén, kích thƣớc 4x4x4, 5x5x5, 7x7x7 cm ... 36
Hình 2.13. Thí nghiệm nén xác định cƣờng độ chịu nén của mẫu ................. 36
Hình 3.1. Độ lƣu động của vữa tƣơi ở các hàm lƣợng phụ gia 0-3% ............. 38
Hình 3.2. Độ lƣu động của vữa tƣơi khi thay đổi hàm lƣợng phụ gia ............ 39
Hình 3.3. Quan hệ cƣờng độ chịu nén - tuổi của mẫu vữa 4x4x4cm ............. 42
Hình 3.4. Quan hệ cƣờng độ chịu nén - tuổi của mẫu vữa 5x5x5cm ............. 43
Hình 3.5. Quan hệ cƣờng độ chịu nén - tuổi của mẫu vữa 7x7x7cm ............. 43
Hình 3.6. Quan hệ cƣờng độ chịu nén - hàm lƣợng phụ gia ........................... 44
Hình 3.7. Quan hệ lực nén tới hạn - hàm lƣợng phụ gia của vữa ................... 46
Hình 3.8. Quan hệ lực nén tới hạn - tuổi của mẫu thí nghiệm ........................ 47



1

MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài
Xu thế phát triển ngành kỹ thuật xây dựng hiện nay ở Việt Nam và trên
thế giới đang hƣớng vào việc tìm kiếm các vật liệu mới, thân thiện với môi
trƣờng, khả năng ứng dụng linh hoạt, hiệu quả cao, an toàn và kinh tế. Trong s
các hƣớng phát triển đó, vữa xi măng điều chỉnh các loại phụ gia polyme là một
xu thế mạnh mẽ. Ở Việt Nam hiện nay ngày càng xuất hiện trên thị trƣờng vật
liệu xây dựng nhiều sản phẩm vữa khô trộn sẵn khác nhau.
Các loại vữa khô trộn sẵn này đƣợc bổ sung nhiều loại phụ gia khác nhau,
đa dạng về chủng loại và có khả năng điều chỉnh các tính chất của vật liệu phù
hợp, hiệu quả đ i với phạm vi ứng dụng của chúng. Mặc dù đ có khuyến cáo về
phƣơng pháp, phạm vi, hiệu quả áp dụng của từng loại vữa khô trộn sẵn từ nhà
sản xuất, nhƣng việc nghiên cứu về các loại phụ gia này là rất hạn chế.
Hiện nay ở Việt Nam, qua tìm hiểu các cơng b kết quả nghiên cứu của
các nhà nghiên cứu trên các tạp chí khoa học, s lƣợng các nghiên cứu công b
về vữa xi măng có điều chỉnh phụ gia để cải thiện các tính chất cơ lý của chúng
là rất ít, do đó để phù hợp với xu thế phát triển và hội nhập, việc phát triển từng
bƣớc các nghiên cứu theo hƣớng vật liệu mới, ứng dụng các loại phụ gia tiên
tiến, áp dụng trong các tình hu ng, điều kiện đặc thù của Việt Nam là rất cần
thiết và phù hợp với xu hƣớng của ngành vật liệu xây dựng hiện nay, đó là vữa
khơ trộn sẵn có điều chỉnh phụ gia polyme.
Mặc dù có thể các hƣớng nghiên cứu về vữa khơ sử dụng phụ gia polyme
có thể đ và đang đƣợc phát triển bởi nhiều cơ sở nghiên cứu trong và ngoài
nƣớc, việc phát triển một nghiên cứu bài bản, song song với các nghiên cứu ở
các cơ sở nghiên cứu khác trong và ngoài nƣớc là rất t t và có tính thực tiễn cao.
Đ i với vữa xi măng mác thấp dùng cho nhà ở dân dụng tại Việt Nam,
nghiên cứu về ảnh hƣởng của bột cao su tới cƣờng độ, độ sụt (độ lƣu động) của
vữa xi măng sẽ góp phần xây dựng cơ sở khoa học, tri thức thực nghiệm về



2

hƣớng nghiên cứu, kinh nghiệm, tiềm năng phát triển về nghiên cứu ảnh hƣởng,
đề xuất giải pháp ứng dụng hiệu quả các loại phụ gia khác nhau cho vữa và bê
tơng xi măng. Ngồi ra, việc phát triển hƣớng nghiên cứu mới, vữa khô trộn sẵn
điều chỉnh phụ gia polyme, sẽ góp phần giúp trƣờng Đại học Vinh trở thành một
trong những cơ sở đào tạo đầu tiên trong nƣớc có nhóm nghiên cứu về vấn đề
này tại Việt Nam.
Trong quá trình nghiên cứu cũng nhƣ tầm nhìn phát triển, việc kết hợp
giữa cơ sở đào tạo, nghiên cứu khoa học với các nhà máy sản xuất vật liệu xây
dựng, sử dụng các kết quả nghiên cứu khoa học của Việt Nam, sẽ có tính khả thi
cao thay vì nhập khẩu các sản phẩm thƣơng mại từ nƣớc ngoài nhƣ hiện nay.
Bột cao su sử dụng trong nghiên cứu là một loại bột latex có khả năng
phân tán trong nƣớc dựa trên g c vinyl axetat và copolyme vinyl. Một s đặc
điểm của bột cao su sử dụng trong nghiên cứu đƣợc đƣa ra trong bảng 1.1.
Bảng 1.1. Đặc điểm kỹ thuật của bột cao su
HẠNG MỤC

Đặc điểm kỹ thuật

Bề ngồi

Bột màu trắng, tự chảy

Kích thƣớc hạt

100 (98%) mắt nhìn rõ


Hàm lƣợng chất rắn (%)

98 ± 2%

Tỉ trọng đóng gói (g/1)

420-600

Tro (1000oC: đ t thành bột %)

10 ± 2%

PH

6,0-8,0

Hình thành lớp màng phim t i thiểu oC

0oC

Nhiệt độ chuyển hóa thủy tinh oC

15 ± 5

Sản phẩm bột cao su thuộc loại bột latex mềm, có thể cải thiện độ bám
dính giữa vữa và cột ch ng chung, cải thiện cơ tính của vữa và khả năng thi
cơng của vữa. Theo nhà sản xuất, bột cao su có thể ứng dụng làm vữa cách điện


3


của tƣờng ngoài; bột bả trát phủ của tƣờng ngoài; vữa láng nền tự san phẳng, vật
liệu sàn và vữa tô phủ lớp dung dịch; vữa trát và ch ng thấm; ...
Do vậy có thể thấy việc ứng dụng bột cao su trong vữa xây nhà ở dân
dụng là rất phù hợp. Tuy nhiên để có thể đánh giá một cách đúng đắn và hiệu
quả về tác dụng của bột cao su tới vữa xi măng M100 dùng cho nhà ở dân dụng
ở Việt Nam, việc phát triển nghiên cứu về tính chất của vữa xây điều chỉnh phụ
gia bột cao su là rất cần thiết.
Để đánh giá đƣợc ảnh hƣởng của bột cao su tới tính chất của vữa xi măng,
trong phạm vi nghiên cứu của đề tài này, hai tính chất cơ bản của vật liệu, bao
gồm cƣờng độ và độ sụt, sẽ đƣợc nghiên cứu với sự điều chỉnh hàm lƣợng phụ
gia bột cao su. Từ đó đề tài "Nghiên cứu đánh giá ảnh hƣởng của bột cao su tới
cƣờng độ và độ sụt của vữa xi măng M100 dùng cho nhà ở dân dụng" đƣợc lựa
chọn phù hợp và có tính thực tiễn.
2. Tổng quan tình hình nghiên cứu
2.1. Ngồi nƣớc:
Ở các nƣớc phát triển nhƣ Mỹ, Pháp, Đức, ... việc phát triển các nhóm
nghiên cứu mạnh về vật liệu xây dựng đ đƣợc triển khai từ rất lâu. Hiện nay
đây là các nƣớc hàng đầu trong việc nghiên cứu, đề xuất, thƣơng mại hóa các
sản phẩm vật liệu xây dựng tiên tiến, bao gồm vữa khô trộn sẵn điều chỉnh
polyme. Song hành cùng với các Doanh nghiệp vật liệu xây dựng là các nhà
khoa học làm việc ở các trung tâm nghiên cứu, các cơ sở đào tạo, ... Đây là
những ngƣời đặt nền móng đầu tiên, nghiên cứu tính chất, phạm vi, khả năng
ứng dụng của các loại polyme vào vật liệu xây dựng trƣớc khi hoàn thiện và trở
thành sản phẩm thƣơng mại. Các nhà khoa học đ công b rất nhiều các cơng
trình nghiên cứu về các loại phụ gia khác nhau.
Tuy vậy, với xu thế phát triển ngày càng đòi hỏi cao của công nghệ vật
liệu xây dựng, các loại phụ gia ngày càng đƣợc phát triển có khả năng điều



4

chỉnh mạnh mẽ các tính chất của vật liệu xây dựng, địi hỏi q trình nghiên cứu
song hành cũng phải phát triển tƣơng ứng. Việc đánh giá kĩ càng ảnh hƣởng của
các loại phụ gia này trong từng điều kiện cụ thể về địa lý, môi trƣờng, phạm vi
áp dụng cụ thể của từng loại vật liệu, ... từ đó đề xuất giải pháp, đƣa ra các
khuyến nghị phù hợp để nâng cao hiệu quả ứng dụng của các loại phụ gia trong
vật liệu xây dựng, bao gồm vữa.
Bột cao su là chất kết dính polyme đƣợc sản xuất bởi quy trình sấy phun
các nhũ tƣơng polyme, chủ yếu trên cơ sở vinyl axetat/etylen. Nó hoạt động nhƣ
một chất kết dính hữu cơ, gắn kết các hạt c t liệu, gia cƣờng cấu trúc của vữa và
cải thiện tính bám dính tại bề mặt tiếp xúc giữa vữa và lớp nền. Loại phụ gia này
đ đƣợc nghiên cứu bởi một s tác giả ở các trạng thái khác nhau của vữa, bao
gồm trạng thái trẻ và trạng thái cứng. Tuy vậy hiện có rất ít cơng b về ảnh
hƣởng của bột cao su tới các đặc trƣng cơ lý của vữa ở trạng thái tƣơi và dùng
cho nhà ở dân dụng, bao gồm cƣờng độ và độ sụt (độ lƣu động).
2.2. Trong nƣớc:
Trong xu thế phát triển, hội nhập qu c tế mạnh mẽ và sâu rộng hiện nay,
kết hợp với nền công nghệ s 4.0, lĩnh vực khoa học công nghệ về vật liệu xây
dựng, gồm vữa xi măng và bê tông xi măng của Việt Nam cũng đƣợc hƣởng lợi
từ việc tiếp cận những công nghệ hiện đại cùng với vật liệu xây dựng mới và
tiên tiến. Mặc dù mức độ tiếp cận với công nghệ vật liệu xây dựng còn hạn chế
do sự bảo vệ bản quyền của các Doanh nghiệp, quyền sở hữu trí tuệ, do vậy các
sản phẩm vật liệu xây dựng mới hiện nay ở Việt Nam mới dừng ở các sản phẩm
thƣơng mại.
Với sự đa dạng và đặc tính kỹ thuật ngày càng cao hiện nay, vấn đề là ứng
dụng hiệu quả các loại vật liệu đó vào cơng nghệ xây dựng của Việt Nam. Để
làm đƣợc điều đó, bắt buộc phải phát triển các nghiên cứu bài bản, đầy đủ, từng
bƣớc về ảnh hƣởng của các loại phụ gia tới tính chất của vật liệu xây dựng có



5

xem xét đến những yếu t đặc thù về môi trƣờng, khí hậu, cơng nghệ chế tạo, ...
của Việt Nam.
Trong đề tài nghiên cứu này, tác giả đ triển khai một nghiên cứu lý
thuyết kết hợp với thực nghiệm để đánh giá ảnh hƣởng của phụ gia cao su dạng
bột tới tính chất của vữa xi măng mác M100 dùng cho nhà ở dân dụng tại Việt
Nam, bao gồm cƣờng độ và độ sụt (độ lƣu động). Cƣờng độ đƣợc đánh giá trên
2 mặt, đó là cƣờng độ chịu nén và cƣờng độ chịu u n. Đồng thời quá trình hình
thành, phát triển cƣờng độ của vữa xi măng cũng đƣợc xem xét nghiên cứu.
Kết quả thu đƣợc sẽ góp phần bổ sung tƣ liệu nghiên cứu về vữa xi măng
sử dụng phụ gia bột cao su nói riêng và vữa khơ trộn sẵn điều chỉnh polyme nói
chung. Ngồi ra các nhà nghiên cứu, thiết kế cấp ph i vật liệu xây dựng có thể
tham khảo để ứng dụng hiệu quả hơn các loại phụ gia này trong xây dựng cơng
trình.
Trong thời gian gần đây, ở Việt Nam bắt đầu có một s nghiên cứu về hồ,
vữa và bê tơng sử dụng phụ gia, gồm chất kết dính vơ cơ, phụ gia siêu dẻo, phụ
gia tái phân tán, phụ gia khoáng và tro bay, ...Các nghiên cứu này chủ yếu tập
trung vào bê tông xi măng và hầu nhƣ chƣa nghiên cứu đầy đủ về ảnh hƣởng của
chúng tới tính chất của vữa xi măng nhằm mục đích ứng dụng trong xây dựng
nhà ở dân dụng.
Từ các phân tích trên có thấy việc nghiên cứu về ảnh hƣởng của bột cao
su tới tính chất của vữa xi măng mác M100 dùng cho nhà ở dân dụng, bao gồm
cƣờng độ và độ sụt (độ lƣu động) là cần thiết và có tính ứng dụng, tính thực tiễn
cao.
3. Mục tiêu nghiên cứu
- Đánh giá ảnh hƣởng của bột cao su tới độ sụt (độ lƣu động) của vữa xi
măng sau khi trộn 30 phút và cƣờng độ chịu nén, cƣờng độ chịu u n của vữa xi
măng đ đóng rắn hồn tồn (sau 28 ngày tuổi).



6

- Đƣa ra khuyến nghị, đề xuất giải pháp ứng dụng bột cao su cho vữa xây
M100 dùng cho nhà ở dân dụng.
4. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu
- Nghiên cứu ảnh hƣởng của phụ gia polyme tới các tính chất cơ lý của
vữa ximăng bao gồm cƣờng độ, độ sụt (độ lƣu động).
5. Phƣơng pháp nghiên cứu
- Cƣờng độ chịu u n của mẫu thí nghiệm đƣợc xác định bằng phƣơng
pháp nén u n 3 điểm, sử dụng máy nén bêtơng trong phịng thí nghiệm.
Mẫu vữa có kích thƣớc 4x4x16 cm đƣợc đúc bằng khuôn và bàn dằn ở
phịng thí nghiệm, sau khi đúc mẫu đƣợc để trong điều kiện dƣỡng ẩm và đƣợc
kiểm tra cƣờng độ chịu u n ở các ngày tuổi khác nhau, bao gồm 3, 5, 7, 14 và 28
ngày để tìm hiểu ảnh hƣởng của vữa ximăng điều chỉnh phụ gia tới cƣờng độ
chịu u n và sự phát triển cƣờng độ chịu u n của vật liệu.
- Cƣờng độ chịu nén của mẫu thí nghiệm đƣợc xác định bằng phƣơng
pháp nén phá hoại mẫu, sử dụng máy nén bêtơng trong phịng thí nghiệm.
Mẫu vữa có kích thƣớc 4x4x4 cm, 5x5x5 cm và 7,07x7,07x7,07 cm đƣợc
đúc bằng khn ở phịng thí nghiệm, sau khi đúc mẫu đƣợc để trong điều kiện
dƣỡng ẩm và đƣợc kiểm tra cƣờng độ chịu u n ở các ngày tuổi khác nhau, bao
gồm 3, 5, 7, 14 và 28 ngày để tìm hiểu ảnh hƣởng của vữa ximăng điều chỉnh
phụ gia tới cƣờng độ chịu nén và sự phát triển cƣờng độ chịu nén của vật liệu.
- Độ sụt đƣợc đo bằng côn đo độ sụt của vữa.
6. Ý nghĩa lý luận và thực tiễn của đề tài
Đề tài đ bƣớc đầu phát triển nghiên cứu về ảnh hƣởng của phụ gia cao su
dạng bột có khả năng phân tán trong nƣớc tới tính chất của vữa xây mác thấp
dùng cho nhà ở dân dụng, bao gồm cƣờng độ và độ sụt.
Các kết quả nghiên cứu thu đƣợc góp phần xây dựng, bổ sung, hồn thiện

các kiến thức về vật liệu xi măng điều chỉnh phụ gia trộn sẵn, hiện đang ngày
càng đƣợc phát triển và ứng dụng rộng rãi trên thế giới và trong nƣớc.


7

Trƣớc hết, kết quả nghiên cứu về ảnh hƣởng của phụ gia cao su dạng bột
tới cƣờng độ và độ sụt của vữa xây đ cho thấy khả năng ứng dụng loại phụ gia
này vào việc tăng cƣờng độ, tăng khả năng công tác của vữa xây, giảm lƣợng
nƣớc dùng, ... Các kết quả đó góp phần nâng cao hiệu quả ứng dụng vữa xây
trộn sẵn phụ gia bột cao su trong vữa xi măng M100 và bƣớc đầu đặt nền móng
để phát triển các nghiên cứu tiếp theo.
7. Kết cấu của đề tài
Ngoài phần mở đầu, kết luận, danh mục tài liệu tham khảo và phụ lục,
luận văn gồm 3 chƣơng nhƣ sau:
Chƣơng 1: Tổng quan về vữa xi măng điều chỉnh phụ gia polyme
Chƣơng 2: Phƣơng pháp xác định các tính chất của vữa xi măng
Chƣơng 3: Nghiên cứu thực nghiệm xác định các đặc trƣng cơ lý của vữa
Kết luận và kiến nghị


8

CHƢƠNG 1
TỔNG QUAN VỀ VỮA XI MĂNG ĐIỀU CHỈNH PHỤ GIA
1.1. Giới thiệu
Trong q trình phát triển của lồi ngƣời với q trình kiến trúc, xây dựng
cơng trình lên đến hàng ngàn năm, việc sử dụng các loại vữa khoáng chất có liên
quan rất mật thiết với q trình xây dựng của con ngƣời. Ví dụ thạch cao vơi
đƣợc biết đến từ hơn 8000 năm trƣớc và lần đầu đƣợc ứng dụng trong xây dựng

với sản phẩm vữa thạch cao từ khoảng 6000 năm về trƣớc bởi ngƣời Babylon.
Vữa xây sử dụng tro núi lửa, ứng dụng trong xây dựng các cơng trình thủy điện,
có thể đ đƣợc biết tới trên 3 thiên niên kỷ và đƣợc sử dụng rộng rãi, phạm vi
lớn bởi ngƣời Phonexy, Roma cổ và ngƣời Hy Lạp. Ở thời cổ đại và trung cổ,
các chất phụ gia đƣợc trộn tại công trƣờng xây dựng cùng với chất gắn kết
khoáng chất và các ph i liệu để tăng cƣờng hiệu quả, nâng cao các đặc tính kỹ
thuật của vữa xây dựng nhƣ phụ gia xà phòng, phụ gia g c nhựa cây, protein,
tro, ...
Đến những năm 1950, vật liệu xây dựng vữa sử dụng phổ biến khi thi
công tại công trƣờng là loại vữa trộn tại chỗ, bao gồm xi măng là chủ yếu đóng
vai trịn chất gắn kết khoáng chất, ph i liệu cát là chủ yếu. Các loại ph i liệu
đƣợc vận chuyển riêng lẻ tới công trƣờng xây dựng và trộn tại chỗ bằng tay với
tỷ lệ phù hợp và sử dụng lƣợng nƣớc có độ chính xác tƣơng đ i để đạt đƣợc vữa
có độ linh động đảm bảo sẵn sàng cho thi công.
Những năm 1950 và 1960 ở các nƣớc phát triển nhƣ Mỹ, Đức và các nƣớc
khác ở phƣơng Tây, việc bùng nổ, tăng nhanh nhu cầu xây dựng công trình kết
hợp với việc thiếu nhân cơng lành nghề, u cầu thời gian thi công ngắn cùng
với các yêu cầu khác về chi phí xây dựng, bao gồm chi phí nhân công, dẫn tới
nhu cầu tăng về vật liệu và cơng nghệ xây dựng mới. u cầu đó dẫn đến sự
phát triển đa dạng hóa các loại vật liệu xây dựng phù hợp với nhu cầu ứng dụng


9

cụ thể với các công nghệ hiện đại đáp ứng đƣợc nhu cầu ngày càng cao về chất
lƣợng xây dựng cơng trình và tiến độ xây dựng.
Quy mơ xây dựng cũng ngày càng tăng với kh i lƣợng vật liệu xây dựng
ngày càng lớn. Trƣớc tình hình đó, cơng nghệ vữa trộn tại công trƣờng đ bộc lộ
những hạn chế không thể khắc phục, không thể đáp ứng thỏa đáng các nhu cầu
đó. Từ đó đ có hai xu hƣớng phát triển từ những năm 1960 trở về sau:

- Thay thế vữa trộn tại công trƣờng bằng vữa khô đ đƣợc trộn sẵn và
đóng gói sẵn ngày càng đƣợc thi công nhiều bằng máy.
- Điều chỉnh vữa với chất gắn kết polyme để tăng cƣờng chất lƣợng sản
phẩm đáp ứng những yêu cầu của công nghiệp xây dựng hiện đại. Nhƣ là hệ
quả của hệ th ng 2 trong 1 (vữa và sự phân tán chất lỏng) đ đƣợc thay thế bằng
vữa trộn đ đƣợc đóng gói sẵn và đ đƣợc trộn trƣớc với một lƣợng polyme khô
đ đƣợc điều chỉnh.
Một xu hƣớng phụ khác có thể thấy đƣợc trong việc thay thế các sản
phẩm dạng lỏng và bột nhão bằng các loại vữa khơ có polyme đ đƣợc điều
chỉnh.
1.2. Thay thế vữa trộn tại công trƣờng bằng vữa trộn khơ đóng gói sẵn
Hiện nay xi măng đƣợc sử dụng là chất kết dính khống chất chủ yếu ở
các loại vữa trộn tại công trƣờng, trong khi cát hay đá vôi đƣợc sử dụng nhƣ là
ph i liệu (chất độn). Các vật liệu này đƣợc cung cấp, tập kết riêng lẻ tới công
trƣờng xây dựng. Xi măng và ph i liệu sau đó đƣợc trộn theo tỷ lệ phù hợp đƣợc
quy định với từng ứng dụng cụ thể, sau khi trộn đều thì cho nƣớc vào để đƣợc sử
dụng nhƣ là vữa tƣơi.
Với quy trình nhƣ trên thì chất lƣợng vữa xây dựng phụ thuộc bởi nhiều
yếu t khác nhau, bao gồm chất lƣợng của từng loại vật liệu, sự pha trộn đúng tỷ
lệ theo quy định các loại vật liệu, độ đồng đều của mẻ trộn, tính ổn định của vữa
tƣơi và trong một s trƣờng hợp đặc biệt, có thể thêm vào các phụ gia. Tỷ lệ phụ
gia cho thêm, sự hợp lý của việc bổ sung các chất phụ gia này cũng ảnh hƣởng


10

khơng nhỏ đến chất lƣợng của vữa thành phẩm. Có thể thấy với mẻ trộn chịu
ảnh hƣởng bởi quá nhiều yếu t khách quan lẫn chủ quan nhƣ trên, chất lƣợng
của vữa tƣơi trộn tại công trƣờng xây dựng thƣờng không đƣợc đảm bảo.
Khắc phục đƣợc các nhƣợc điểm trên của vữa đƣợc trộn tại chỗ, các loại

vữa khô trộn sẵn có điều chỉnh polyme đƣợc sản xuất ở nhà máy. Do vậy việc
ph i trộn tất cả các ph i liệu cần thiết với nhau nhƣ là chất gắn kết (xi măng),
ph i liệu (cát), các loại phụ gia cho những sản phẩm đặc biệt đảm bảo độ chính
xác cao về tỷ lệ cũng nhƣ chất lƣợng của từng loại vật liệu đƣa vào mẻ trộn
đƣợc kiểm soát t t. Một yếu t nữa là tính đồng đều của các mẻ trộn khác nhau
đƣợc đảm bảo nên hầu nhƣ khơng có sự khác biệt giữa các mẻ trộn khác nhau.
Qua phân tích ở trên có thể thấy hai phƣơng pháp sản xuất vữa xây dựng,
bao gồm loại đƣợc trộn tại chỗ (a) và loại vữa trộn khơ đóng gói sẵn (b) có
những ảnh hƣởng rất lớn liên quan đến chất lƣợng thi công và năng suất.
a/ Vữa trộn tại cơng trường - phương pháp hồn tồn thủ cơng:
- Vận chuyển riêng lẻ từng loại chất kết dính (xi măng) và ph i liệu (cát)
đến địa điểm thi công.
- Trộn tay tại chỗ các chất kết dính và ph i liệu.
- Định lƣợng nƣớc trộn bằng tay tại nơi thi công.
- Thi công bằng tay vữa trộn tại địa điểm thi công.
Năng suất (đ i với ứng dụng vữa trát): 30 m2/ca nhân công.
b/ Sử dụng vữa trộn khô trộn và đóng gói sẵn tại nhà máy bằng cách trộn và thi
cơng tay:
- Vữa đƣợc trộn và đóng gói sẵn bởi nhà máy.
- Vận chuyển bao vữa trộn khô tới nơi thi công.
- Điều chỉnh bằng tay mức nƣớc với vữa trộn khô tại địa điểm thi công.
- Thi công bằng tay vữa tƣơi.
Năng suất (đ i với ứng dụng vữa trát): 60m2/ca nhân công.


11

Qua so sánh ở trên, có thể thấy ƣu điểm của việc ứng dụng vữa khơ trộn
sẵn, đóng gói ở nhà máy, tới việc tăng năng suất một cách đáng kể. Đồng thời
hiệu quả công việc ở công trƣờng xây dựng cũng tăng lên. Ngồi ra mức độ thi

cơng an toàn và đáng tin cậy cao. Việc ứng dụng vữa khơ trộn sẵn sẽ tránh đƣợc
những sai sót khi trộn tại chỗ.
Vữa khô trộn sẵn đƣợc sản xuất ở nhà máy nên đảm bảo đƣợc độ ổn định
của mẻ trộn, đảm bảo các chất kết dính, ph i liệu và phụ gia polyme đƣợc trộn
đều và tỷ lệ chính xác theo thiết kế. Hơn thế nữa, vữa khô trộn sẵn cho phép
điều chỉnh linh hoạt, chính xác theo một s loại cơng trình và đặc điểm kỹ thuật
của vật liệu.
1.3. Vữa điều chỉnh phụ gia polyme - khắc phục hạn chế của xi măng
Với sự phát triển của công nghệ kỹ thuật xây dựng ngày càng hiện đại ở
Việt Nam và thế giới, việc thi công bằng phƣơng pháp truyền th ng đ bộc lộ
nhiều hạn chế. Các cơng trình xây dựng ngày càng có yêu cầu cao và khó hơn về
các đặc tính của vật liệu xây dựng, bao gồm vữa. Do đó vật liệu truyền th ng
nhƣ cát và xi măng cần phải điều chỉnh mạnh mẽ để đáp ứng các yêu cầu đó.
Vật liệu xây dựng có điều chỉnh bổ sung các chất phụ gia polyme ra đời
đ khắc phục những hạn chế trên.


12

Hình 1.1: Hiện tượng bong tróc trần nhà do hạn chế của xi măng
Những hạn chế của xi măng Portland
Có thể chỉ ra một s nhƣợc điểm của phƣơng thức xây dựng truyền th ng
sử dụng vữa trộn bằng cát và xi măng nhƣ hiện nay:
- Cƣờng độ vật liệu phụ thuộc hoàn toàn vào việc bảo dƣỡng ẩm: Trong
giai đoạn đầu của quá trình bảo dƣỡng (5-7 ngày đầu), phải có đủ nƣớc để duy
trì q trình thủy hóa giữa hạt xi măng và nƣớc, nếu không đủ nƣớc thì các tinh
thể khơng phát triển và xi măng sẽ khơng rắn chắc hồn tồn.
- Tính thi cơng kém, tính bám dính kém với một s bề mặt nhƣ gỗ,
polystyrene cứng và polyurethan bọt, thủy tinh và các kim loại… nhất là, đ i với
các lớp vữa trát mỏng, các bề mặt chịu rung và chịu tải trọng nặng.

- Tính co ngót của xi măng cao: Đây là nhƣợc điểm lớn, gây ra khá nhiều
phiền toái cho những ngƣời sử dụng sản phẩm. Nếu xử lý khơng thỏa đáng thì
khả năng gây nứt vi mô và gây ra hiện tƣợng thấm dột. Ngồi ra, xi măng cịn có
tính dịn, khơng đàn hồi, khả năng chịu u n và chịu va đập kém. Khả năng chịu
nƣớc và độ bền hóa học của xi măng cũng không cao.


13

Những hạn chế trên cho thấy việc sử dụng vữa theo phƣơng pháp truyền
th ng khơng cịn là sự lựa chọn t t nhất cho việc xây dựng, đặc biệt là các cơng
trình xây dựng quy mơ lớn, hiện đại ở các đơ thị hàng đầu nhƣ Hà Nội,
TP.HCM.

Hình 1.2: Hiện tượng thấm dột do hạn chế của xi măng thơng thường
Vữa có chất polyme – giải pháp cho mọi thách thức
Các loại phụ gia polyme đƣợc nghiên cứu chế tạo nhằm khắc phục các
hạn chế nêu trên của xi măng, có thể giải thích về mặt kỹ thuật nhƣ sau:
- Polyme làm giảm t c độ bay hơi nƣớc, do đó cho phép cấu trúc tinh thể
duy trì phát triển và tạo ra cƣờng độ t t nhất trong thời gian bảo dƣỡng ban đầu
(5-7 ngày đầu). Điều này đặc biệt quan trọng đ i với các lớp vữa mỏng (vữa
xây, vữa trát), ở đó diện tích bề mặt lớn so với thể tích của vữa.
- Polyme làm tăng khả năng công tác của hỗn hợp vữa xây dựng, khiến
cho độ lƣu động của vữa tăng lên, tính cơng tác (dễ dàng thi công) tăng lên. Một


14

lƣợng polymer nhất định tồn tại su t quá trình thủy hóa, có thể kéo dài thời gian
thi cơng, đó là đặc tính quan trọng khi thời thiết nóng nhƣ ở Việt Nam. Điều đó

có nghĩa là các nhà thầu có thể sử dụng ít nƣớc hơn để có tính công tác của hỗn
hợp vữa theo ý mu n. Polyme có tác dụng nhƣ một chất giảm nƣớc, khiến cho
vữa có cƣờng độ cao hơn, ít lỗ rỗng và ít khuyết tật hơn.
- Polyme biến tính có tác dụng làm tăng độ bám dính của các bề mặt khác
nhau. Tính dính bám là một đặc tính quan trọng đ i với vữa, đặc biệt đ i với các
lớp vữa mỏng nhƣ vữa phun, vữa stucco trát bít và các lớp vữa lót, các bề mặt
chịu rung và chịu các phƣơng tiện giao thơng nặng.
Ngồi ra, các vữa polyme biến tính nói chung cịn tăng cƣờng độ chịu kéo
và u n, tăng độ bền ch ng va đập và ch ng mài mịn, tăng khả năng chịu nƣớc,
tăng độ bền hóa học hơn so với các loại vữa khơng biến tính. Đồng thời, trong
vữa hạn chế dƣợc sự phát sinh nứt nẻ vi mô, khiến cho cải thiện đƣợc độ cứng
của vữa nói chung.
Hiện nay, vữa polyme đ xuất hiện trên thị trƣờng Việt Nam dƣới nhiều
thƣơng hiệu khác nhau. Các loại vữa khô polyme bao gồm cát đ qua sàng lọc,
sạch tạp hại, xi măng polyme, c t liệu sấy khô và các phụ gia đa chức năng đem
trộn đều, đóng bao bằng trên dây chuyền hiện đại, khép kín, cơng suất lớn. Vữa
khơ polyme có thể khắc phục đƣợc tất cả các hạn chế của vữa trộn tay truyền
tr ng.
1.4. Phân loại các phụ gia thƣờng dùng cho vữa xi măng
Phụ gia là những sản phẩm khi trộn một lƣợng nhỏ với hỗn hợp bê
tơng hoặc vữa có thể tạo ra sự biến đổi tính chất bê tơng hoặc vữa theo hƣớng
mong mu n. Theo tiêu chuẩn ngành 14 TCN 103-1999 về phụ gia cho bê tông
và vữa, các loại phụ gia đƣợc phân loại nhƣ sau đây.
Nhóm 1 là các loại phụ gia hoá học bao gồm:


15

Hình 1.3: Nhóm phụ gia hóa học
- Loại A: Phụ gia giảm nƣớc dẻo hoá, đây là loại phụ gia làm tăng độ chảy

của hồ xi măng mà khơng có ảnh hƣởng đáng kể đến hàm lƣợng khí và làm tăng
độ lƣu động của hỗn hợp bê tông khi vẫn giữ nguyên tỷ lệ N/X, hoặc cho phép
giảm lƣợng nƣớc trộn trong bê tông khi vẫn giữ nguyên độ lƣu động của hỗn
hợp bê tơng và do đó làm tăng cƣờng độ của bê tơng khi đ đóng rắn.
- Loại B: Phụ gia làm chậm ninh kết, là loại phụ gia làm giảm t c độ phản
ứng ban đầu giữa xi măng và nƣớc và do đó kéo dài thời gian ninh kết của bê
tông.
- Loại C: Phụ gia tăng nhanh đóng rắn, là loại phụ gia làm tăng nhanh t c
độ phản ứng ban đầu giữa xi măng với nƣớc và do đó làm tăng t c độ ninh kết,
tăng nhanh sự phát triển cƣờng độ sớm cho bê tông.
- Loại D: Phụ gia giảm nƣớc và chậm ninh kết, là loại phụ gia kết hợp các
chức năng vừa dẻo hoá giảm nƣớc vừa làm chậm ninh kết cho hỗn hợp bê tông.
- Loại E: Phụ gia giảm nƣớc và đóng rắn nhanh, là loại phụ gia kết hợp
đƣợc các chức năng dẻo hoá giảm nƣớc và tăng nhanh đóng rắn cho hỗn hợp bê
tơng.


16

- Loại F: Phụ gia siêu dẻo giảm nƣớc bậc cao, là loại phụ gia cho thêm
vào hỗn hợp bê tông sẽ cho độ lƣu động rất cao khi vẫn giữ nguyên tỷ lệ N/X,
hoặc giảm đƣợc đáng kể lƣợng nƣớc dùng mà vẫn giữ đƣợc độ lƣu động yêu
cầu và từ đó làm tăng cƣờng độ của bê tơng khi đóng rắn.
- Loại G: Phụ gia siêu dẻo kéo dài thời gian ninh kết, là loại phụ gia kết
hợp đƣợc khả năng giảm nƣớc bậc cao và làm chậm ninh kết cho hỗn hợp bê
tơng.
Nhóm 2 là các loại phụ gia khống hoạt tính bao gồm:
- Xỉ lị cao nghiền mịn;
- Puzôlan tự nhiên nghiền mịn;
- Tro bay nhiệt điện;

- Muội silíc.
Nhóm 3 là các loại phụ gia khác có cơng dụng đặc thù riêng, bao gồm:
- Phụ gia ch ng thấm: Là loại phụ gia để giảm mức độ truyền dẫn hơi
nƣớc ẩm tiết ra trong dạng lỏng hay hơi nƣớc từ trong bê tông hay đi qua bê
tông. Các loại phụ gia này thƣờng bắt nguồn từ các loại vật liệu hạt nhỏ có tính
pozzolanic nghĩa là nó có thể phản ứng với hydroxide canxi đƣợc giải phóng từ
sự thuỷ hố xi măng để tạo ra một thành phần có tính xi măng chèn vào các lỗ
tr ng.


17

Hình 1.4: Nhóm phụ gia khống hoạt tính
- Phụ gia trợ bơm: Là loại phụ gia để cho bê tông trơn hơn, dễ dàng bơm
bê tông cho cự ly xa tránh phân tầng bê tông. Tác dụng của loại phụ gia này là
ép nƣớc ở trong hồ xi măng, làm cho hồ xi măng trở nên dẻo hơn và chui vào
các khe hở của c t liệu làm cho bê tông trơn.
Loại phụ gia này chỉ dùng cho bê tông đƣợc thiết kế với cấp ph i giành
cho bê tông bơm, không dùng cho bê tông đƣợc thiết kế với cấp ph i bình
thƣờng.
- Phụ gia ức chế ăn mịn c t thép;
- Phụ gia cu n khí: Là loại phụ gia có tác dụng tạo ra rất nhiều các bọt khí
nhỏ trong bê tơng để nâng cao khả năng chịu đóng băng và tan của bê tơng, tăng
tính linh động của bê tông khi đổ bê tông trong vùng nhiệt độ thấp. Tác dụng
của loại phụ gia này sẽ giảm khi tăng nhiệt độ trong bê tông và hàm lƣợng xi
măng cao, có trộn chất độn tro bay.
- ...