Ảnh hưởng của triethanolamine (TEA) lên độ bền nén của bê tông đã là chủ đề của nhiều nghiên cứu trong những năm gần đây. Bài viết này khám phá chi tiết tác động của các nồng độ khác nhau của Triethanolamine lên các hỗn hợp bê tông, đặc biệt tập trung vào thay đổi phần trăm độ bền nén (Δ(fc′)) và các cơ chế cơ bản gây ra những thay đổi này.
Kết quả Thực nghiệm
Hai loại triethanolamine, được gọi là M-Triethanolamine-1 và M-Triethanolamine-2, đã được nghiên cứu ở các nồng độ khác nhau. Sự thay đổi phần trăm độ bền nén cho các hỗn hợp này như sau:
- M-Triethanolamine-1:
- Ở nồng độ 0,05%, Δ(fc′) đạt 25,7%.
- Ở nồng độ 0,075%, Δ(fc′) là 14,1%.
- M-Triethanolamine-2:
- Ở nồng độ 0,05%, Δ(fc′) là 17,1%.
- Ở nồng độ 0,075%, Δ(fc′) đạt 30,6%.
Những kết quả này cho thấy loại và nồng độ của triethanolamine ảnh hưởng đáng kể đến độ bền nén của các hỗn hợp bê tông. Đáng chú ý, M-Triethanolamine-1 cho thấy sự tăng độ bền nén cao hơn ở nồng độ thấp hơn, trong khi M-Triethanolamine-2 biểu hiện sự tăng cao hơn ở nồng độ cao hơn.
Các Cơ chế Đằng sau Sự Tăng cường Độ bền
Những thay đổi quan sát được về độ bền nén có thể được giải thích bằng nhiều hiện tượng liên quan, đặc biệt là sự phân bố và tỷ lệ hạt xi măng trong hỗn hợp. Tỷ lệ hạt xi măng trong khoảng từ 3 đến 32 µm đóng vai trò quan trọng trong sự tăng cường này.
Theo Bentz et al. và Tsakalakis và Stamboltzis, các hạt xi măng trong khoảng kích thước này cải thiện đáng kể các phản ứng thủy hóa, dẫn đến sự phát triển độ bền nén tốt hơn. Các cơ chế sau đây đặc biệt đáng chú ý:
- Tăng Diện tích Bề mặt cho Thủy hóa:
- Các hạt xi măng trong khoảng từ 3 đến 32 µm cung cấp diện tích bề mặt lớn hơn cho các phản ứng thủy hóa. Diện tích bề mặt tăng này làm tăng tốc độ thủy hóa, dẫn đến sự hình thành nhiều gel canxi-silicat-hydrat (C-S-H), là yếu tố chịu trách nhiệm cho độ bền của bê tông.
- Cải thiện Độ đóng gói Hạt:
- Các hạt xi măng nhỏ hơn có thể lấp đầy các lỗ rỗng giữa các hạt lớn hơn, dẫn đến một ma trận dày đặc và đồng nhất hơn. Độ đóng gói hạt cải thiện này giảm độ rỗng và tăng cường độ bền và độ bền tổng thể của bê tông.
- Tăng cường Các vị trí Tạo nhân:
- Các hạt xi măng mịn hoạt động như các vị trí tạo nhân cho sự kết tủa các sản phẩm thủy hóa. Điều này dẫn đến một cấu trúc vi mô đồng đều và liên kết tốt hơn, góp phần vào độ bền cơ học của bê tông.
- Các Hiệu ứng Hóa học của Triethanolamine:
- Triethanolamine hoạt động như một chất trợ nghiền và phụ gia hóa học điều chỉnh động học thủy hóa. Nó có thể phức hợp với các ion canxi, ảnh hưởng đến tốc độ hòa tan của các pha xi măng và sự phát triển của các sản phẩm thủy hóa.
Kết luận
Nghiên cứu này nhấn mạnh ảnh hưởng đáng kể của triethanolamine lên độ bền nén của bê tông. Loại và nồng độ của Triethanolamine sử dụng trong các hỗn hợp đóng vai trò quan trọng trong việc xác định mức độ tăng cường độ bền. Kết quả này nhấn mạnh tầm quan trọng của việc tối ưu hóa phân bố kích thước hạt và hiểu rõ các tương tác hóa học giữa các phụ gia và vật liệu xi măng để đạt được các đặc tính hiệu suất mong muốn.
Các nghiên cứu tiếp theo được khuyến nghị để khám phá độ bền lâu dài và các đặc tính cơ học khác của các hỗn hợp bê tông có chứa các loại và nồng độ triethanolamine khác nhau. Hiểu biết về các khía cạnh này sẽ rất quan trọng cho sự phát triển của bê tông hiệu suất cao với các tính chất được điều chỉnh cho các ứng dụng cụ thể.
Bài viết chi tiết này cung cấp một cái nhìn toàn diện về ảnh hưởng của triethanolamine lên độ bền nén của bê tông, được hỗ trợ bởi dữ liệu thực nghiệm và các hiểu biết lý thuyết về các cơ chế cơ bản.