Sự Phát Triển Của Công Nghệ Tinh Thể PENETRON - Thu hẹp khoảng cách giữa độ thấm và độ bền

Giới thiệu
Ngành xây dựng có hơn 40 năm kinh nghiệm với công nghệ chống thấm tinh thể. Chỉ cần thêm Penetron Admix, một phụ gia chống thấm tinh thể, vào bê tông, ngành xây dựng có thể xây dựng các công trình tiết kiệm và bền bỉ trong thời gian ngắn hơn, kéo dài tới 60 năm.

Khi bê tông được xử lý bằng Penetron Admix, bản thân bê tông có khả năng tự phục hồi và bịt kín mọi vết nứt nhỏ, lỗ rỗng và mao mạch trong cấu trúc của bê tông khi tiếp xúc với nước. Điều này tạo ra cấu trúc bê tông với khả năng chống thấm, cùng với có khả năng chịu được áp suất thủy tĩnh cao và sự tấn công của hóa chất với phạm vi pH từ 3 đến 11.

Thách thức đặt ra là phương pháp được sử dụng để chống thấm và bảo vệ bê tông cần phải được nhìn thấy để một cá nhân tin rằng nó hiện diện.

Thí nghiệm & Kết quả
Mục tiêu chính của báo cáo này là cung cấp bằng chứng trực quan về sự phát triển của tinh thể bên trong cấu trúc của bê tông, dẫn đến giảm độ thấm của bê tông và tăng độ bền của công trình.

Kiểm chứng thực tế
Các mẫu bê tông có Penetron Admix được bảo dưỡng trong nước trong sáu tháng. Vết nứt được thúc đẩy hình thành và được kiểm tra dưới kính hiển vi để xác minh sự phát triển của tinh thể. Các hình ảnh bên dưới được chụp từ cùng một mẫu và khu vực bị nứt, nhưng ở các độ phóng đại khác nhau (x100, x500 và x1000). Rất rõ ràng rằng các tinh thể giống như kim đã hình thành bên trong vết nứt, bắc cầu và tự chữa lành vết nứt. Các tinh thể không chỉ phát triển trong khu vực bị nứt, sự phát triển của tinh thể cũng hiện diện trong toàn bộ cấu trúc bê tông.

Kiểm tra độ thấm
Thông qua nhiều phương pháp kiểm tra khác nhau, hiệu quả của Penetron Admix, một phụ gia giảm độ thấm, đã được xác nhận. Kiểm tra độ thấm nước DIN 1048:5 đánh giá độ thấm của các mẫu bê tông bằng cách cho các mẫu tiếp xúc với áp suất truyền động là 72,5 psi (0,5 N/mm2) trong thời gian 72 giờ. Khi hoàn tất, các mẫu được lấy ra khỏi thiết bị kiểm tra độ thấm và chia nhỏ ở giữa, sau đó đo và đánh dấu độ sâu thấm nước. Kết quả được tóm tắt trong bảng dưới đây.

Thử nghiệm độ thấm thứ hai được thực hiện theo Tiêu chuẩn ASTM D5084. Thử nghiệm bao gồm phép đo độ dẫn thủy của vật liệu xốp bão hòa bằng máy đo độ thấm, sử dụng cả Phương pháp A (phương pháp thử áp suất không đổi) và Phương pháp D (phương pháp thử tốc độ dòng chảy không đổi).

Mẫu chưa xử lý/kiểm soát cho thấy độ dẫn thủy lực là 2,1x10-9 cm/giây, so với mẫu đã xử lý Penetron Admix có độ dẫn thủy lực là 3,1x10-11 cm/giây, được đo ở độ tuổi tương tự từ 40 đến 45 ngày. Điều này cho thấy mẫu đã xử lý Penetron Admix có độ dẫn thủy lực đo được thấp hơn 68 lần so với mẫu chưa xử lý.

Thử nghiệm độ thấm thứ ba được thực hiện theo phương pháp thử nghiệm CRD-C 48-92 của Quân đoàn Kỹ sư Lục quân Hoa Kỳ về Phương pháp thử nghiệm tiêu chuẩn về độ thấm nước của bê tông. Các mẫu đối chứng và mẫu đã xử lý Penetron Admix được thử nghiệm bằng cách áp dụng áp suất nước là 200 psi cho đến khi dòng chảy về cơ bản trở nên không đổi. Lưu lượng trung bình trong năm ngày thử nghiệm cuối cùng được sử dụng để tính độ thấm nước trung bình. Kết quả được tóm tắt trong bảng dưới đây.

Kết luận
Mục đích của báo cáo này là kiểm tra sự phát triển của tinh thể bên trong ma trận bê tông do Penetron Admix, xác minh cách Penetron Admix làm giảm độ thấm của bê tông và xác định xem độ bền của bê tông có bị ảnh hưởng hay không.

Các kết luận chính của báo cáo như sau:

• Khi bê tông có chứa Penetron Admix tiếp xúc với nước, phản ứng hóa học được kích hoạt, dẫn đến sự hình thành các tinh thể không hòa tan trong tất cả các vết nứt nhỏ, lỗ rỗng và mao dẫn trên toàn bộ cấu trúc bê tông.
• Sự phát triển của tinh thể giống như kim có thể nhìn thấy rõ trong quá trình kiểm tra bằng kính hiển vi, cho thấy vết nứt được bắc cầu và bịt kín như thế nào.
• Sự phát triển của tinh thể bên trong cấu trúc bê tông dẫn đến giảm độ thấm của bê tông, khiến bản thân bê tông không thấm nước hoàn toàn.
• Thử nghiệm thấm nước DIN 1048:5 cho thấy không có sự thấm nước khi tiếp xúc mẫu đã xử lý Penetron Admix với áp suất truyền động là 72,5 psi (0,5 N/mm2) trong thời gian 72 giờ, so với mẫu đối chứng cho thấy độ sâu thấm nước trung bình là 0,695” (18 mm).
• Thử nghiệm thấm nước theo tiêu chuẩn ASTM D5084 cho thấy mẫu đã xử lý Penetron Admix có độ dẫn thủy lực đo được thấp hơn 68 lần so với mẫu đối chứng.
• Phương pháp thử nghiệm tiêu chuẩn CRD-C 48-92 về độ thấm nước của bê tông cho thấy mẫu đã xử lý Penetron Admix có độ thấm thấp hơn 6 lần so với mẫu đối chứng.

Theo ACI 201.2R-01, “Độ bền của bê tông xi măng thủy lực được định nghĩa là khả năng chống lại tác động của thời tiết, sự tấn công của hóa chất, sự mài mòn hoặc bất kỳ quá trình hư hỏng nào khác. Bê tông bền sẽ giữ nguyên hình dạng, chất lượng và khả năng sử dụng ban đầu khi tiếp xúc với môi trường”.

Vì nước đóng vai trò quan trọng trong hầu hết các quá trình hóa học và vật lý diễn ra trong bê tông, bao gồm cả những quá trình cần thiết và gây hại, nên việc giảm độ thấm của bê tông sẽ dẫn đến giảm sự xuống cấp và tăng độ bền của bê tông.

Penetron hiểu mối quan hệ giữa sự phát triển của tinh thể, giảm độ thấm và độ bền của bê tông.

References
Report of Results for ASTM C39 and DIN 1048:5 (EN 12390-8): Water Permeability, Professional Service Industries Inc.

Report of Results for ASTM Standard D5084: Permeability Tests on Treated and Untreated Concrete, Ardaman & Associated Inc, 12 February 2015.

Report of Results for CRD-C 48-92: Water Permeability, Penetron Permeability Testing, TEC Services, 26 September 2016.

ACI 201.2R-01