Tháng 11 2014

Gia tăng 60 năm tuổi thọ bê tông trong môi trường khắc nghiệt

Trong lịch sử, các nhà thiết kế bê tông quan tâm chủ yếu tới khả năng kháng cơ học của bê tông như là cường độ. Trong những năm gần đây, độ bền cũng được coi là quan trọng không kém.

Tuy nhiên, độ bền không thể đạt được chỉ bằng việc giảm tỷ lệ nước/ xi măng, cường độ nén cao, tăng thêm xi măng, phụ gia cuốn khí hoặc các chất ức chế ăn mòn.

Để đạt được độ bền trong môi trường khắc nghiệt, bê tông đòi hỏi phải đạt được các đặc tính như độ thẩm thấu thấp, độ co ngót thấp, khả năng tự hàn gắn và kháng hóa chất cao. Penetron ADMIX kết hợp các công nghệ cung cấp các đặc tính đó và thử nghiệm gần đây cho thấy nó có thể làm tăng tuổi thọ cho các loại bê tông khác nhau, bao gồm xi măng CEM II/ B-P, CEM II/ B-S và CEM III/A trong môi trường khắc nghiệt, lên đến 60 năm hoặc nhiều hơn, trước khi bắt đầu ăn mòn.

Các kết quả này phù hợp với báo cáo ACI 212.R3-10, trong đó kết luận rằng phụ gia tinh thể là phụ gia PRAH tốt nhất (phụ gia chống thấm cho các điều kiện thủy tĩnh) và tăng độ bền của bê tông.

Chi tiết về thử nghiệm độ bền này được cung cấp dưới đây

Jozef Van Beeck
Director International Sales & Marketing

     
 

KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU ĐỘ BỀN PENETRON ADMIX

 
 

ƯỚC TÍNH TUỔI THỌ BÊ TÔNG TRONG MÔI TRƯỜNG KHẮC NGHIỆT

 
 

DỰ ÁN ĐIỂN HÌNH: SÂN THỂ THAO / SÂN VẬN ĐỘNG QUỐC GIA SINGAPORE

 
 
   
KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU ĐỘ BỀN PENETRON ADMIX

Để thiết lập ảnh hưởng của Penetron ADMIX về độ bền của bê tông, một dự án nghiên cứu hoàn chỉnh đã được thực hiện tại các phòng thí nghiệm độc lập hàng đầu trong khoảng thời gian hơn 2 năm. Các thử nghiệm bao gồm cường độ nén, sấy khô co ngót, độ thấm, kháng sulfat, kháng clorua khuếch tán, kháng chu kỳ đông - tan băng, khả năng tự hàn gắn, kiểm tra bằng kính hiển vi của sự hình thành tinh thể và quan trọng nhất – đưa ra ước lượng tuổi thọ bê tông được xử lý bằng Penetron ADMIX.

Các kết quả của chế độ kiểm tra này được tóm tắt trong bảng dưới đây

Đặc tính kiểm tra

Hiệu quả của bê tông có phụ gia PENETRON ADMIX so với bê tông không phụ gia

Lợi ích bổ sung

Co ngót khô (thay đổi độ dài 1 năm mm/m)

<24%

Giảm nứt co ngót

Thay đổi kháng sulfat (ASTM C1012-12)

Không mở rộng nội bộ

Không nứt dưới sự thâm nhập của sulfat

Hệ số khuếch tán chloride (m2/s) (ASTM C1556-04)

<45%

hệ số khuếch tán clorua thấp kéo dài tuổi thọ của kết cấu

Thay đổi chu kỳ đông - tan băng (%) (NCh 2185 của 92)

<10.53% của mẩu đối chứng

Không cần phụ gia cuốn khí

Khả năng giảm thấm (DIN 1048)

>91%

Hoạt động của tinh thể giảm thấm

Khả năng hàn gắn vết nứt

≤0.4mm

Tự hàn gắn vết nứt mới

Cường độ nén (Mpa)

>13%

Gia tăng cường độ nén

Gia tăng tuổi thọ (năm) (Định luật Fick)

Lên đến 60 năm (so với mẩu đối chứng)

Không cần chất ức chế ăn mòn

Mỗi kết quả kiểm tra sẽ được mở rộng chi tiết trong các bản cập nhật chuyển tiếp về độ bền trong vấn đề này, chúng tôi sẽ chỉ tập trung vào việc ước tính TUÔI THỌ BÊ TÔNG dựa trên khuếch tán clorua.

 

   
ƯỚC TÍNH TUỔI THỌ BÊ TÔNG TRONG MÔI TRƯỜNG KHẮC NGHIỆT

 Các cơ chế của sự suy giảm bê tông bằng khuếch tán clorua như sau.


Thử nghiệm khuếch tán clorua được thực hiện theo tiêu chuẩn ASTM C1556, có và không có sử dụng Penetron ADMIX (PA), mang lại kết quả như sau.

Bảng 2: Hệ số khuếch tán biểu kiến ​​clorua

BÊ TÔNG  

Thời gian (ngày)

Hàm lượng ban đầu Cl Ci (%)

Hàm lương ở bề mặt Cl Cs(%)

Hệ số khuếch tán biểu kiến Cl(m2/s)

C không có PA

35

0,023

1,084

7,20E-12

C1 có PA

35

0,022

1,304

4,90E-12

C2 có  PA

35

0,008

1,481

4,66E-12

C and C1: CEM II/B-P
C 2: CEM II / B-S
PA : PENETRON ADMIX

Sử dụng Định luật 2 Fick của sự khuếch tán, chúng ta có thể ước tính tuổi thọ của bê tông dựa trên hệ số khuếch tán clorua và lớp bảo vệ cốt thép, có kết quả sau đây.

 

Click here for equation variables

Đặc tính

C không có PENETRON ADMIX

C1 có PENETRON ADMIX

C2 có  PENETRON ADMIX

Lớp bảo vệ cốt thép (m)

0.06

0.06

0.06

Nồng độ clorua: bề mặt, Cs (%mass)

1.53

1.30

1.48

Hệ số khuếch tán biểu kiến, Da (m2s)

7,20E-12

4,90E-12

4,66E-12

Hệ số khuếch tán điều chỉnh cho yếu tố tuổi thọ, D(t)(m^2/s)

3,22E-13

1,40E-13

1,33E-13

Hàm sai số, erf

0.967

0.962

0.966

Giới hạn nồng độ clorua trong bê tông, C(x,t) (%)

0.05

0.05

0.05

Giới hạn nồng độ clorua trong bê tông, (% rpc)

0.32

0.32

0.32

Tuổi thọ công trình, t(năm)

38.8

94.8

95.3

Ghi chú: thử nghiệm đã được thực hiện trong điều kiện tiếp xúc phù hợp với tiêu chuẩn ASTM C1556

Thử nghiệm này cho thấy rằng, trong môi trường có nồng độ clorua cao hơn 4,7 lần so với môi trường nước biển thực, tuổi thọ của bê tông có sử dụng Penetron ADMIX so với bê tông thông thường có thể tăng thêm lên đến 60 năm hoặc hơn, trước khi bắt đầu quá trình ăn mòn.

Một thử nghiệm clorua thứ hai tuân theo Nordtest, áp dụng trên thiết kế cấp phối bê tông độ bền rất cao như CEM III/A nhưng vẫn có thể tăng tuổi thọ thêm 40 năm nữa với Penetron ADMIX.

 

   
DỰ ÁN ĐIỂN HÌNH: SÂN THỂ THAO / SÂN VẬN ĐỘNG QUỐC GIA SINGAPORE

Địa điểm: Kallang, Singapore
Năm: 2014
Thiết kế: AECOM / Arup Sport / DP Architects
Nhà thầu: Dragages Singapore Pte. Ltd.


Singapore hiện đang có cấu trúc mái vòm lớn nhất thế giới

Sân thể thao Hub Singapore, được xây dựng trong sân vận động quốc gia, đã mở cửa vào ngày 30 tháng 6 năm 2014 và là điểm đến mới của trung tâm thể thao tại Singapore.

Bắt đầu thi công vào tháng Chín năm 2010 sau khi phá hủy Sân vận động Quốc gia Singapore cũ. Cơ sở mới bao gồm một sân vận động mới có sức chứa 55'000 chổ, một trung tâm Thủy cung trong nhà với sức chứa 3'000 người cùng với những trang thiết bị giải trí, một nhà thi đấu đa năng sức chứa 3'000 chổ, 41'000 mét vuông không gian thương mại và một trung tâm thể thao dưới nước trên bờ lưu vực sông Kallang. Nó bao gồm một khu thể thao Promenade, Bảo tàng thể thao Singapore, Trung tâm Thể thao Thư viện Hub cũng như Trung tâm mua sắm Kallang Wave.


Trung tâm thể thao Hub là sân vận động quốc gia Singapore mới. Kết cấu đặc biệt duy nhất trên thế giới với kháng đài đa năng có thể tự động xếp lại cấu hình chổ ngồi trên bậc bên dưới. Trong vòng 48 giờ sân vận động có thể được bố trí để tổ chức các sự kiện, các trận đấu khác nhau như các buổi hòa nhạc, bóng đá ,bóng bầu dục, cricket và các sự kiện thể thao. Cấu trúc mái vòm có một mái nhà cơ động, làm cho sân vận động quốc gia trở nên linh hoạt trong mọi thời tiết.

Được sự chấp thuận của Hội đồng môi trường Singapore (SEC) với chứng chỉ  môi trường xanh, hệ thống Penetron đã được lựa chọn để đảm bảo độ bền bê tông cho việc phát triển công trình xanh mang tính biểu tượng này. Penetron ADMIX được sử dụng trên khoảng 55'000 mét khối tấm nền và tường chắn. Penebar SW 55 waterstops đã được ứng dụng trên hơn 18'500 mét mối nối xây dựng. Ngoài ra, 16'000 mét vuông của khu vực ẩm ướt bên trong và khu vực ngoài trời bao gồm cả mái bê tông cốt thép cũng được thi công bằng Peneseal Pro.

Dự án cũng đánh dấu cột mốc quan trọng cho thành tựu lâu dài của PENETRON trong việc bảo vệ cơ sở hạ tầng của Singapore.