Nghiên cứu ảnh hưởng của một số yếu tố đến tính công tác và độ phân tầng của hỗn hợp bê tông polystyrene kết cấu

VẬT LIỆU XÂY DỰNG - MÔI TRƯỜNG 
22 Tạp chí KHCN Xây dựng - số 1,2/2018 
NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA MỘT SỐ YẾU TỐ ĐẾN 
TÍNH CÔNG TÁC VÀ ĐỘ PHÂN TẦNG CỦA HỖN HỢP BÊ TÔNG 
POLYSTYRENE KẾT CẤU 
TS. HOÀNG MINH ĐỨC, ThS. LÊ PHƯỢNG LY 
Viện KHCN Xây dựng 
Tóm tắt: Bê tông polystyrene kết cấu với khối 
lượng thể tích từ 1.400 kg/m³ đến 2.000 kg/m³ có 
thể được chế tạo bằng cách thêm cốt liệu nhẹ 
polystyrene phồng nở vào hỗn hợp bê tông nặng 
(bê tông nền). Khi đó, tính chất của bê tông nhẹ thu 
được sẽ phụ thuộc vào tính chất và lượng cốt liệu 
nhẹ thêm vào cũng như đặc tính của bê tông nền. 
Kết quả nghiên cứu trình bày trong bài báo này cho 
thấy độ phân tầng và tính công tác của hỗn hợp bê 
tông polystyrene phụ thuộc vào khối lượng thể tích 
của bê tông nhẹ và tính công tác của bê tông nền. 
Để hạn chế phân tầng có thể giảm tính công tác của 
hỗn hợp bê tông hoặc điều chỉnh độ nhớt của hồ xi 
măng bằng cách sử dụng phụ gia. Giảm kích thước 
hạt cốt liệu của bê tông nền cũng là một biện pháp 
hữu hiệu để hạn chế độ phân tầng của bê tông 
polystyrene kết cấu. 
Từ khóa: bê tông nhẹ, cốt liệu polystyrene, BPK, 
hạt polystyrene phồng nở. 
Abstract: Lightweight structural polystyrene 
concrete with unit weight from 1,400 kg/m³ to 2,000 
kg/m³ can be made by adding lightweight 
polystyrene aggregate to concrete mixtures (matrix). 
The properties of lightweight concetes depend on 
properties and volume of added lightweight 
aggregate and properties of matrix. The research 
results presented in this article show that the 
segregation and workability of the polystyrene 
concrete mixtures depend on the unit weight of the 
concrete and the workability of the matrix. The 
segregation can be reduced by decreasing the 
workability of the matrix or modifying viscosity of the 
matrix by using admixtures. It also shows that 
decreasing the aggregate's size of the matrix is the 
effective way to reduce the segregation of the 
lightweight polystyrenre concrete mixtures. 
Keywords: lightweight concrete, polystyrene 
aggregate, structural polystyrene concrete, BPK. 
1. Mở đầu 
Bê tông nhẹ sử dụng hạt polystyrene phồng nở 
(EPS) đã được nghiên cứu ứng dụng tại nhiều 
nước trên thế giới từ giữa thập niên 70 của thế kỷ 
XX, bao gồm bê tông polystyrene cách nhiệt - kết 
cấu và bê tông polystyrene kết cấu (BPK). Bê tông 
polystyrene cách nhiệt - kết cấu có khối lượng thể 
tích từ khoảng 500 kg/m³ đến 900 kg/m³ dùng cho 
các sản phẩm như viên xây, panel nhẹ không chịu 
lực. Bê tông polystyrene kết cấu có khối lượng thể 
tích từ 1.400 kg/m³ đến 2.000 kg/m³ thường ứng 
dụng để chế tạo các cấu kiện chịu lực. Tại Việt 
Nam, bê tông polystyrene mới được nghiên cứu sử 
dụng từ những năm đầu thế kỷ XXI. Các sản phẩm 
chủ yếu là viên xây nhẹ, tấm tường nhẹ không chịu 
lực, lớp cách nhiệt đổ tại chỗ với khối lượng thể tích 
từ 600 kg/m³ đến 800 kg/m³ [1, 2]. Gần đây, bê tông 
polystyrene còn được sử dụng làm lớp lõi trong sản 
xuất tấm tường nhẹ nhiều lớp với lớp ngoài là tấm 
xi măng cốt sợi. Kết quả ứng dụng thực tế đã cho 
thấy bê tông polystyrene được đánh giá là vật liệu 
có nhiều triển vọng phát triển tại nước ta do có ưu 
thế so với bê tông tổ ong ở khả năng chống thấm, 
có ưu thế so với bê tông keramzit ở khả năng chủ 
động nguồn nguyên liệu. Mở rộng ứng dụng bê tông 
polystyrene trong xây dựng ở Việt Nam trong giai 
đoạn tới có thể đạt được nhờ phát triển hệ sản 
phẩm BPK với khối lượng thể tích đến 2.000 kg/m³, 
cường độ chịu nén trên 20 MPa, đáp ứng yêu cầu 
sử dụng trong các cấu kiện, kết cấu bê tông cốt 
thép chịu lực. Đây là hướng nghiên cứu được nhóm 
tác giả kế thừa và tập trung phát triển. 
Cốt liệu EPS là sản phẩm thu được khi gia công 
nhiệt hạt polystyrene nguyên liệu. Hạt EPS có dạng 
hình cầu chuẩn có cấu trúc xốp bên trong và bề mặt 
hạt trơn nhẵn, không hút nước. Do đó, khác với các 
loại cốt liệu nhẹ khác như keramzit hay peclit, vốn là 
loại cốt liệu nhẹ có đặc điểm hút nước mạnh, sự có 
mặt của EPS trong bê tông không làm thay đổi 
lượng nước tự do, cũng như tỷ lệ nước trên xi 
măng của bê tông nền. Hạt EPS không tương tác 
về mặt hoá học với bê tông nền mà chỉ làm giảm 
VẬT LIỆU XÂY DỰNG - MÔI TRƯỜNG 
Tạp chí KHCN Xây dựng - số 1,2/2018 23 
khối lượng thể tích của hỗn hợp bê tông. Tuy nhiên, 
sự có mặt của EPS với modun đàn hồi thấp cũng có 
ảnh hưởng nhất định đến các tính chất vật lý, cơ lý, 
biến dạng,... của bê tông nền. Có thể coi bê tông 
polystyrene là hệ vật liệu composit mà ở đó hạt EPS 
được phân bố đều trong vật liệu nền là bê tông 
nặng thông thường. Trong đó, hạt EPS được đưa 
vào nhằm biến tính vật liệu nền theo hướng làm 
giảm khối lượng thể tích và qua đó cũng làm thay 
đổi các tính chất khác của hỗn hợp bê tông và bê 
tông. Tính chất của bê tông polystyrene có thể được 
nghiên cứu trong mối quan hệ ảnh hưởng của tính 
chất hạt EPS, tính chất bê tông nền và tỷ lệ giữa hai 
thành phần trên. 
Hỗn hợp bê tông là một hệ đa phân tán, theo 
các tính chất của mình, chiếm vị trí trung gian giữa 
chất lỏng dẻo và chất rắn. Tỷ lệ và tương tác giữa 
các pha (rắn, lỏng, khí) và các thành phần (xi măng, 
nước, cốt liệu, phụ gia) sẽ quyết định tính chất của 
hỗn hợp bê tông. Các tính chất của hỗn hợp bê 
tông như một thể thống nhất từ các vật liệu rời 
được hình thành nhờ tương tác giữa nước và các 
hạt mịn tạo nên sự dính kết giữa các thành phần. 
Trong đó, hồ xi măng đóng vai trò quan trọng nhất. 
Hồ xi măng, bao gồm thể tích hồ và tính chất 
của hồ, có những ảnh hưởng lớn đến tính chất của 
hỗn hợp bê tông. Nghiên cứu [2] đã cho thấy hệ số 
điền đầy giảm làm giảm độ sụt hoặc tăng độ cứng 
của hỗn hợp bê tông. Vữa xi măng trong các hỗn 
hợp bê tông này chỉ đủ để hình thành một lớp vỏ 
mỏng bao quanh các hạt cốt liệu chứ không đủ để 
điền đầy lỗ rỗng giữa các hạt. Đó là do thể tích hồ 
trong bê tông polystyrene cách nhiệt nhỏ hơn thể 
tích hạt EPS, nên khi giảm thể tích hồ để giảm khối 
lượng thể tích bê tông polystyrene thì cấu trúc bê 
tông chuyển từ liên tục sang không liên tục. Chính 
việc hình thành cấu trúc không liên tục này trong bê 
tông nhẹ cách nhiệt đã làm giảm mạnh tính công 
tác. Do đó, nghiên cứu này đã sử dụng silicafume, 
tro bay làm phụ gia khoáng bổ sung vào thành phần 
bê tông polystyrene có khối lượng thể tích thấp làm 
tăng hệ số điền đầy của bê tông. Tuy nhiên, BPK 
với khối lượng thể tích từ 1.400 kg/m³ đến 2.000 
kg/m³ đã có cấu trúc liên tục, nên yếu tố cơ bản ảnh 
hưởng đến các tính chất của BPK chính là tính chất 
của hồ xi măng. 
Tính chất của hồ chịu ảnh hưởng lớn bởi tỷ lệ 
chất kết dính trên nước. Việc sử dụng thêm phụ gia 
khoáng với độ mịn cao làm tăng lượng dùng nước 
của hỗn hợp bê tông khiến cho cường độ của bê 
tông polystyrene giảm. Chính vì vậy, phụ gia siêu 
dẻo cần được sử dụng trong thành phần bê tông 
nền để cải thiện tính công tác của bê tông 
polystyrene mà giữ nguyên lượng dùng nước. Điều 
này cũng làm thay đổi tính lưu biến của hỗn hợp bê 
tông, tăng khả năng phân tầng khi có chấn động. 
Chính vì vậy, nghiên cứu [2] không sử dụng đầm 
rung khi thí nghiệm độ phân tầng của hỗn hợp bê 
tông polystyrene. 
Mặt khác, vì thực tế hỗn hợp bê tông không 
đồng nhất và kích thước của cốt liệu trong bê tông 
nền không cố định nên cần tính đến ảnh hưởng của 
độ phân tầng tới tính chất của bê tông. Khác với bê 
tông nặng thông thường, khi bị phân tầng, hạt EPS 
có xu hướng dịch chuyển lên trên, còn bê tông nền 
dịch chuyển xuống dưới. Điều này có thể thấy rõ khi 
xem xét chuyển động tương đối của các cấu tử 
trong hỗn hợp BPK theo phương trình Stocke: v = 2. rଶ. (ρ୬ề୬ − ρ୉୔ୗ). g9. 	(1) 
Trong đó: 
v - vận tốc chuyển dịch của hạt cốt liệu (m/s); 
r - bán kính của hạt cốt liệu (m); 
ρ୬ề୬ 	- khối lượng thể tích bê tông nền (kg/m³); 
ρ୉୔ୗ - khối lượng thể tích hạt EPS (kg/m³); 
g - gia tốc trọng trường (m/s²); 
 - độ nhớt động lực của hồ hoặc vữa xi măng 
(Ns/m²). 
Trên cơ sở phân tích phương trình (1) có thể 
thấy rằng ba yếu tố cơ bản ảnh hưởng đến vận tốc 
dịch chuyển của hạt EPS trong hỗn hợp bê tông 
nền đó là kích thước hạt EPS, khối lượng thể tích 
hạt EPS và độ nhớt hỗn hợp bê tông nền. Hỗn hợp 
bê tông polystyrene với sự chênh lệch lớn về khối 
lượng thể tích giữa các vật liệu thành phần bao gồm 
pha nền (với khối lượng thể tích khoảng từ 2.000 
kg/m³ đến 2.400 kg/m³) và hạt EPS (với khối lượng 
thể tích từ 15 kg/m³ đến 30 kg/m³) nên khả năng 
phân tầng của hỗn hợp bê tông polystyrene cao 
hơn nhiều so với bê tông thường. Với một loại hạt 
EPS cụ thể, tức là đường kính hạt EPS và khối 
lượng thể tích hạt EPS không đổi, thì độ phân tầng 
VẬT LIỆU XÂY DỰNG - MÔI TRƯỜNG 
24 Tạp chí KHCN Xây dựng - số 1,2/2018 
giảm khi tăng độ nhớt của hỗn hợp bê tông nền. 
Một trong các biện pháp tăng độ nhớt của hồ trong 
bê tông là sử dụng các phụ gia điều chỉnh độ nhớt. 
Phụ gia điều chỉnh độ nhớt là các hợp chất hữu 
cơ có khả năng làm giảm lượng nước tự do trong 
dung dịch và vì vậy làm tăng độ nhớt của bê tông. 
Trong hỗn hợp hồ xi măng, các chuỗi phân tử này 
đan xen vào nhau đảm bảo sự ổn định của hỗn 
hợp. Khi vận tốc biến dạng trượt tăng lên, các chuỗi 
phân tử có khả năng duỗi ra theo hướng chảy, làm 
giảm độ nhớt của hồ xi măng [3]. Hiện tượng này 
đảm bảo sự ổn định của hỗn hợp bê tông ở trạng 
thái tĩnh và đảm bảo độ linh động cần thiết của hỗn 
hợp bê tông khi thi công. Các nghiên cứu đã cho 
thấy ảnh hưởng trực tiếp của độ nhớt đến tính công 
tác của hỗn hợp bê tông và cũng chỉ ra ảnh hưởng 
nhất định của thành phần bê tông đến mối quan hệ 
trên. 
Nghiên cứu tại Viện Chuyên ngành Bê tông - 
Viện KHCN Xây dựng, trình bày trong khuôn khổ bài 
báo này, đã làm rõ ảnh hưởng của một số yếu tố 
như hàm lượng phụ gia siêu dẻo, phụ gia điều chỉnh 
độ nhớt, kích thước hạt lớn nhất của cốt liệu đến 
tính công tác và độ phân tầng của hỗn hợp bê tông. 
Kết quả nghiên cứu cho phép lựa chọn thành phần 
hỗn hợp bê tông đáp ứng các yêu cầu kỹ thuật định 
trước. 
2. Vật liệu và phương pháp thí nghiệm 
2.1 Vật liệu 
Nghiên cứu đã sử dụng cốt liệu EPS thương 
phẩm có sẵn trên thị trường. Các tính chất của EPS 
được trình bày tại bảng 1. 
Bảng 1. Các tính chất của hạt EPS 
STT Chỉ tiêu Đơn vị Giá trị 
1 Kích thước hạt lớn nhất mm 2,5 
2 Kích thước hạt nhỏ nhất mm 1,5 
3 Khối lượng thể tích của hạt kg/m³ 19,7 
4 Khối lượng thể tích xốp kg/m³ 11,1 
Xi măng sử dụng là PCB40 Bút Sơn, có cường 
độ tuổi 28 ngày là 44,3 MPa, khối lượng riêng là 
3,05 g/cmᶟ, độ mịn là 3.410 cm²/g. Silicafume D920 
có khối lượng riêng là 2,2 g/cmᶟ chỉ số hoạt tính 
theo cường độ là 1,0. Để tăng tính công tác, đã sử 
dụng phụ gia siêu dẻo gốc polycarboxylate SP có 
khả năng giảm nước 25-30%, tỷ trọng 1,05 ± 0,02 
g/ml. Để điều chỉnh độ nhớt của hỗn hợp bê tông đã 
sử dụng phụ gia dạng bột trên cơ sở hydroxy propyl 
metyl xenlulo, ký hiệu MC, có độ pH 4-8, độ nhớt 
35.000 - 47.000 mPa.s (dung dịch 2% ở 20°C). 
Cốt liệu lớn sử dụng trong nghiên cứu là đá 
dăm gốc cacbonate, gồm hai loại D1 và D2, có kích 
thước hạt lớn nhất tương ứng là 10 mm và 20 mm. 
Cốt liệu nhỏ gồm có 3 loại ký hiệu là C1, C2, C3 có 
kích thước hạt lớn nhất tương ứng là 0,63 mm, 1,25 
mm, 5 mm. Các tính chất của cốt liệu được trình 
bày trong bảng 2. 
Bảng 2. Tính chất của cốt liệu 
STT Chỉ tiêu kỹ thuật Đơn vị C1 C2 C3 D1 D2 
1 Khối lượng riêng g/cm³ 2,66 2,65 2,65 2,85 2,85 
2 Khối lượng thể tích bão hoà nước g/cm³ 2,64 2,64 2,64 2,84 2,84 
3 Khối lượng thể tích khô g/cm³ 2,62 2,63 2,63 2,8 2,8 
4 Độ hút nước % 0,4 0,2 0,2 0,5 0,5 
5 Khối lượng thể tích xốp kg/m³ 1.449 1.445 1.445 1394 1408 
6 Độ hổng % 0,45 0,45 0,45 0,50 0,50 
7 Hàm lượng bùn, bụi, sét % 0,7 0,5 0,5 - - 
VẬT LIỆU XÂY DỰNG - MÔI TRƯỜNG 
Tạp chí KHCN Xây dựng - số 1,2/2018 25 
STT Chỉ tiêu kỹ thuật Đơn vị C1 C2 C3 D1 D2 
8 
Thành phần hạt (sót riêng) 
 20 mm 
 10 mm 
 5 mm 
 2,5 mm 
 1,25 mm 
 0,63 mm 
 0,315 mm 
 0,14 mm 
 đáy sàng (<0,14) 
% 
- 
- 
0 
0 
0 
0 
45,7 
48,9 
5,4 
- 
- 
0 
0 
0 
47,1 
28,6 
19,9 
4,4 
- 
- 
0 
8,5 
16,8 
21,8 
27,7 
20,8 
4,4 
- 
0 
100 
0 
- 
- 
- 
- 
- 
0 
100 
0 
- 
- 
- 
- 
- 
- 
2.2 Phương pháp thí nghiệm 
Tính chất của vật liệu sử dụng và hỗn hợp bê 
tông được xác định theo các phương pháp tiêu 
chuẩn quy định trong tiêu chuẩn quốc gia. 
Riêng với hạt EPS, do có khối lượng thể tích 
nhỏ hơn nhiều so với khối lượng thể tích của cốt 
liệu thông thường, nên nghiên cứu này đã xác định 
khối lượng thể tích hạt EPS bằng tính toán, thông 
qua việc xác định khối lượng thể tích xốp và độ rỗng 
của cốt liệu, theo phương pháp đã áp dụng trong 
nghiên cứu [2]. Độ hổng giữa các hạt được xác định 
bằng tỷ lệ thể tích nước thêm vào ống đong với các 
hạt EPS được đổ sẵn và giữ ở mức cố định. 
Độ phân tầng của hỗn hợp BPK được xác định 
bằng tỷ lệ phần trăm chênh lệch khối lượng thể tích 
hỗn hợp BPK của phần trên và phần dưới so với 
khối lượng thể tích của cả khối hỗn hợp bê tông của 
bình đong hình trụ thể tích 5 lit, không sử dụng đầm 
rung [2]. 
3. Kết quả nghiên cứu và bàn luận 
3.1 Tính công tác của BPK 
 Để nghiên cứu ảnh hưởng của bê tông nền và 
EPS đến tính chất của BPK đã sử dụng các cấp 
phối bê tông nền với tính chất và vật liệu khác nhau. 
BPK được chế tạo bằng cách thêm một lượng cốt 
liệu EPS nhất định vào bê tông nền. Lượng dùng 
vật liệu BPK được tính toán trên cơ sở khối lượng 
thể tích hỗn hợp bê tông và tính chất vật liệu đầu 
vào. Các cấp phối bê tông nền và tính chất của 
chúng được trình bày tại bảng 3. 
Bảng 3. Cấp phối bê tông nền sử dụng trong nghiên cứu 
Ký hiệu 
Loại cốt liệu Lượng dùng vật liệu 
KLTT, 
kg/m³ 
Độ 
sụt, 
mm 
Cốt liệu 
nhỏ 
Cốt liệu 
lớn 
X, 
kg/m³ 
N, 
lit/m³ 
Cát, 
kg/m³ 
Đá, 
kg/m³ 
SF, 
kg/m³ 
SP, 
% X 
MC, % 
X 
N1 C1 - 793 309 970 - 79,3 1,00 0,15 2.160 220 
N2 C2 - 768 299 938 - 76,8 1,00 0,15 2.090 210 
N3 C2 - 754 293 921 - 75,4 0,74 0,15 2.050 180 
N4 C3 D1 595 231 727 660 59,5 1,00 0,15 2.280 205 
N5 C3 D1 587 228 718 652 58,7 0,76 0,15 2.250 180 
N6 C3 D1 574 223 702 638 57,4 0,61 0,15 2.200 140 
N7 C3 D1 587 228 717 652 58,7 1,00 0,20 2.250 180 
N8 C3 D1 587 228 717 652 58,7 1,00 0,10 2.250 205 
N9 C3 D2 597 232 730 663 59,7 1,00 0,15 2.290 205 
N10 C3 D2 593 231 724 658 59,3 0,61 0,15 2.270 180 
N11 C3 D2 587 228 718 652 58,8 0,55 0,15 2.250 140 
N12 C1 - 779 303 953 - 77,9 0,74 0,15 2.120 180 
N13 C1 - 776 302 949 - 77,6 0,60 0,15 2.110 140 
Ghi chú: N đã bao gồm lượng nước có trong phụ gia siêu dẻo 
 Trước tiên, để nghiên cứu ảnh hưởng của khối 
lượng thể tích đến tính công tác của hỗn hợp BPK, 
đã sử dụng các cấp phối bê tông nền N1, N2, N4, 
N9. Các cấp phối nền này sử dụng 4 loại cốt liệu có 
kích thước hạt khác nhau, có cùng lượng dùng phụ 
gia MC là 0,15% và có cùng tính công tác. BPK 
được chế tạo bằng cách thêm EPS để hỗn hợp 
BPK đạt giá trị khối lượng thể tích trong khoảng 
VẬT LIỆU XÂY DỰNG - MÔI TRƯỜNG 
26 Tạp chí KHCN Xây dựng - số 1,2/2018 
định trước là 2.000 kg/m³, 1.800 kg/m³, 1.600 kg/m³, 
1.400 kg/m³. Các kết quả xác định tính công tác của 
hỗn hợp BPK được trình bày trên hình 1 trong mối 
tương quan với khối lượng thể tích của hỗn hợp 
BPK. 
Hình 1. Ảnh hưởng của khối lượng thể tích đến tính 
 công tác của hỗn hợp BPK 
Kết quả thí nghiệm (hình 1) cho thấy tính công 
tác và khối lượng thể tích của bê tông polystyrene 
phụ thuộc chủ yếu vào lượng dùng hạt EPS. Khi 
tăng lượng dùng hạt EPS, khối lượng thể tích bê 
tông polystyrene giảm, đồng thời, tính công tác 
giảm. Mức giảm tính công tác của hỗn hợp BPK 
tăng khi tăng kích thước hạt lớn nhất của bê tông 
nền. Với cùng mức khối lượng thể tích là 1.400 
kg/m³, tính công tác của hỗn hợp bê tông có cấp 
phối nền N1 vẫn ở mức 120 mm trong khi các hỗn 
hợp bê tông sử dụng cấp phối nền N4 và N9 chỉ đạt 
từ 20 đến 60 mm. Như vậy, với cùng khối lượng thể 
tích của BPK và cùng tính công tác của hỗn hợp bê 
tông nền thì tăng kích thước hạt lớn nhất của bê 
tông nền, làm giảm tính công tác của hỗn hợp BPK. 
Để làm rõ ảnh hưởng của tính công tác và kích 
thước hạt lớn nhất của bê tông nền đến tính công 
tác của hỗn hợp BPK, thí nghiệm đã được thực hiện 
với các hỗn hợp BPK có khối lượng thể tích 1.600 
kg/m³ dựa trên cấp phối bê tông nền N1, N2, N4, N9 
tại bảng 3. Tính công tác của bê tông nền được 
điều chỉnh thông qua việc thay đổi tỷ lệ sử dụng phụ 
gia siêu dẻo trên xi măng. 
Kết quả thể hiện trên hình 2 cho thấy, với cấp 
phối nền sử dụng cốt liệu lớn D1 và D2, tính công 
tác của hỗn hợp bê tông giảm nhanh chóng khi khối 
lượng thể tích bê tông giảm. Cụ thể, với cấp phối 
nền sử dụng cốt liệu D2 có tính công tác là 180 mm 
thì tính công tác của hỗn hợp BPK là 10 mm tại 
D1600, trong khi đó, giá trị tương ứng khi cấp phối 
nền sử dụng cốt liệu D1 là 50 mm, cốt liệu C1 là 
140 mm. Như vậy, kích thước hạt trong bê tông nền 
càng nhỏ thì mức độ giảm tính công tác càng ít. 
Hình 2. Ảnh hưởng của tính công tác bê tông nền đến 
tính công tác của BPK 
Đó là do, khi bổ sung thêm hạt EPS và hỗn hợp 
bê tông nền đã làm giảm lượng hồ trong hỗn hợp 
BPK. Hồ chất kết dính bao bọc xung quanh hạt cốt 
liệu, lấp đầy các lỗ rỗng giữa các hạt cốt liệu, đồng 
thời có vai trò làm lớp đệm tạo độ dẻo cho hỗn hợp 
bê tông. Khi sử dụng cốt liệu EPS để làm giảm khối 
lượng thể tích của bê tông thì thể tích hồ xi măng 
trong BPK nhỏ hơn trong bê tông nền. Càng giảm 
khối lượng thể tích BPK, thể tích hồ xi măng càng 
giảm, làm giảm tính công tác của hỗn hợp. 
Để xem xét ảnh hưởng của tính công tác bê 
tông nền đến tính công tác của BPK, nghiên cứu đã 
dùng các cấp phối nền N9, N10, N11 (bảng 3) sử 
dụng cốt liệu C3 và D2 kích thước hạt lớn nhất là 
20mm, cấp phối nền N1, N12, N13 (bảng 3) sử 
dụng cốt liệu C1 có kích thước hạt lớn nhất là 0,63 
mm. Hỗn hợp BPK, sau khi bổ sung lượng hạt EPS 
định trước, được xác định tính công tác và khối 
lượng thể tích. Dựa trên các số liệu này, nghiên cứu 
đã xác định phương trình hồi quy thể hiện tương 
quan giữa tính công tác của hỗn hợp BPK và tính 
công tác của bê tông nền. Đồ thị hình 3, hình 4 
được xây dựng với khối lượng thể tích BPK ở các 
mức 2.000 kg/m³ (D2000), 1.800 kg/m³ (D1800), 
1.600 kg/m³	(D1600), 1.400 kg/m³ (D1400). 
. 
VẬT LIỆU XÂY DỰNG - MÔI TRƯỜNG 
Tạp chí KHCN Xây dựng - số 1,2/2018 27 
Hình 3. Ảnh hưởng của tính công tác hỗn hợp bê tông 
nền sử dụng cốt liệu D2 
Hình 4. Ảnh hưởng của tính công tác hỗn hợp bê tông nền 
sử dụng cốt liệu C1 
Hình 3, hình 4 cho thấy quan hệ tuyến tính giữa 
tính công tác của hỗn hợp BPK và tính công tác của 
hỗn hợp bê tông nền. Khi tính công tác bê tông nền 
giảm 40 mm thì tính công tác của hỗn hợp BPK 
cũng giảm khoảng 40 mm. Điều này thể hiện tính 
công tác của hỗn hợp BPK không chỉ phụ thuộc 
lượng dùng cốt liệu nhẹ mà còn phụ thuộc tính chất 
ban đầu của bê tông nền. Các cấp phối đã sử dụng 
trong phần nghiên cứu này có lượng dùng nước, 
bao gồm lượng nước có trong phụ gia siêu dẻo, 
không đổi. Do đó, với cùng mức khối lượng thể tích 
thì có thể coi thành phần cốt liệu của BPK là như 
nhau, lớp đệm tạo bởi hồ chất kết dính như nhau. 
Tính công tác khác nhau giữa các cấp phối BPK có 
cùng khối lượng thể tích hoàn toàn chịu ảnh hưởng 
bởi độ linh động của hồ chất kết dính trong pha nền. 
Kết quả cũng cho thấy sự khác biệt lớn về mức 
độ suy giảm tính công tác của hỗn hợp bê tông BPK 
khi sử dụng bê tông nền có kích thước hạt lớn nhất 
khác nhau. Với hỗn hợp bê tông sử dụng cốt liệu 
C1 có kích thước hạt lớn nhất là 0,63 mm, tính công 
tác của hỗn hợp BPK giảm khoảng 20 đến 30 mm 
khi khối lượng thể tích BPK giảm 200 kg/m³. Trong 
khi đó, hỗn hợp bê tông sử dụng cốt liệu D2 có xu 
hướng giảm tính công tác nhanh hơn, tính công tác 
của hỗn hợp BPK giảm khoảng 40 mm khi khối 
lượng thể tích giảm 200 kg/m³ (hình 1). Như vậy, 
với cùng tính công tác của hỗn hợp bê tông nền, với 
cùng khối lượng thể tích của BPK, khi tăng kích 
thước hạt cốt liệu trong bê tông nền thì tính công 
tác của BPK giảm và mức độ giảm tính công tác 
tăng. 
3.2 Độ phân tầng của BPK 
Trong thực tế, hỗn hợp bê tông là một hệ không 
đồng nhất bao gồm các thành phần có khối lượng 
thể tích khác nhau. Hiện tượng phân tầng khiến cho 
cốt liệu có khối lượng thể tích lớn có xu hướng dịch 
chuyển xuống dưới và hồ chất kết dính có xu 
hướng dịch chuyển lên trên. Vì vậy, hiện tượng 
phân tầng trong bê tông cần được hạn chế để đảm 
bảo đồng nhất các tính chất của hỗn hợp bê tông và 
bê tông. 
Hiện nay, tiêu chuẩn quốc gia chưa có quy định 
về độ phân tầng đối với bê tông nhẹ kết cấu. Đối với 
bê tông trộn sẵn, TCVN 9340:2012 quy định mức độ 
phân tầng của hỗn hợp bê tông được đánh giá 
thông qua độ tách nước và độ tách vữa. Theo đó, 
độ tách vữa không vượt quá 3% với hỗn hợp bê 
tông có tính công tác ở cấp D1, D2; không vượt quá 
4% với hỗn hợp bê tông có tính công tác ở cấp D3, 
D4. Tiêu chuẩn GOST Р 51263-2012 quy định đối 
với hỗn hợp BPK cách nhiệt thì độ phân tầng không 
quá 25 %. 
Nghiên cứu độ phân tầng của hỗn hợp BPK có 
khối lượng thể tích ở các mức 1.400 kg/m³, 1.600 
kg/m³, 2.000 kg/m³ được thực hiện trên các cấp 
phối nền N9 sử dụng cốt liệu lớn D2 trình bày tại 
bảng 3, không sử dụng phụ gia điều chỉnh độ nhớt. 
Kết quả cho thấy, với tính công tác của cấp phối 
nền là 220 mm, độ phân tầng của hỗn hợp BPK 
khối lượng thể tích D2000 là 17%, tại D1600 là 27 
%, tại D1400 là 34 %. Như vậy, với cấp phối nền 
không sử dụng phụ gia điều chỉnh độ nhớt thì độ 
phân tầng khá cao và có xu hướng tăng khi khối 
lượng thể tích BPK giảm. Độ phân tầng của hỗn 
hợp BPK vượt mức 25% khi khối lượng thể tích hỗn 
hợp BPK nhỏ hơn 1.600 kg/m³. Phân tầng làm hỗn 
hợp không đồng nhất nên cần có các biện pháp để 
đảm bảo giảm độ phân tầng của hỗn hợp BPK. 
VẬT LIỆU XÂY DỰNG - MÔI TRƯỜNG 
28 Tạp chí KHCN Xây dựng - số 1,2/2018 
Hình 5. Ảnh hưởng của lượng dùng MC đến độ phân 
tầng của hỗn hợp BPK 
Để xem xét ảnh hưởng của việc sử dụng phụ 
gia điều chỉnh độ nhớt đến độ phân tầng của hỗn 
hợp BPK, nghiên cứu đã sử dụng cấp phối nền N9 
(bảng 3) với lượng dùng phụ gia MC ở các mức 
0,05%, 0,1%, 0,15%, 0,2%. Hình 5 cho thấy việc sử 
dụng phụ gia MC có ảnh hưởng lớn đến độ phân 
tầng của hỗn hợp BPK và ảnh hưởng này càng thể 
hiện rõ với các hỗn hợp có khối lượng thể tích thấp. 
Khi tăng lượng dùng phụ gia MC thì chênh lệch độ 
phân tầng của BPK ở các khối lượng thể tích khác 
nhau giảm xuống. Với lượng dùng phụ gia MC là 
0,15%, khối lượng thể tích của BPK đảm bảo không 
vượt quá 25%. 
Nguyên nhân là do phụ gia MC là một hợp chất 
hữu cơ có khả năng làm giảm lượng nước tự do 
trong hỗn hợp khiến độ nhớt của hồ chất kết dính 
tăng. Khi tăng lượng sử dụng MC thì độ nhớt của 
hồ chất kết dính tăng, hạn chế sự dịch chuyển của 
các thành phần trong hỗn hợp BPK. 
Hình 6. Ảnh hưởng của tính công tác hỗn hợp bê tông 
nền đến độ phân tầng của hỗn hợp BPK 
Để nghiên cứu ảnh hưởng của tính công tác bê 
tông nền đến tính công tác của hỗn hợp BPK, 
nghiên cứu đã sử dụng các cấp phối nền N1 và N9 
(bảng 3). Lượng dùng phụ gia MC cố định là 0,15%, 
lượng dùng phụ gia siêu dẻo được điều chỉnh sao 
cho cấp phối nền đạt được tính công tác 80 mm, 
140 mm, 180 mm, 220 mm. Kết quả thể hiện trên 
hình 6 cho thấy độ phân tầng của hỗn hợp BPK 
tăng khi tăng tính công tác của hỗn hợp bê tông 
nền. 
Điều này là do phụ gia siêu dẻo SP có gốc 
polycacboxylate, có kích thước phân tử lớn, khi hoà 
tan trong nước đã thúc đẩy sự phân tán của xi 
măng trong hồ chất kết dính, giải phóng lượng nước 
tự do, làm tăng độ linh động của hồ. Khi tăng lượng 
sử dụng phụ gia siêu dẻo (với tổng lượng dùng 
nước và phụ gia không đổi), mặc dù tỷ lệ giữa các 
pha trong BPK là không đổi nhưng tính chất của hồ 
chất kết dính đã thay đổi theo hướng giảm độ nhớt 
của hồ. 
Kết quả trên cũng cho thấy độ phân tầng của 
hỗn hợp bê tông phụ thuộc kích thước cốt liệu trong 
bê tông nền. Hỗn hợp bê tông nền có đường kính 
cốt liệu càng nhỏ thì khả năng phân tầng của hỗn 
hợp càng cao. Kết quả này cũng tương đồng với kết 
quả nghiên cứu về ảnh hưởng tính công tác của 
hỗn hợp bê tông nền đến tính công tác của hỗn hợp 
BPK. 
Như vậy, để giảm độ phân tầng của hỗn hợp 
BPK thì cần giảm tính công tác của cấp phối nền 
hoặc sử dụng phụ gia điều chỉnh độ nhớt. 
4. Kết luận 
Các kết quả nghiên cứu trình bày ở trên cho 
phép rút ra một số kết luận sau: 
Với bê tông polystyrene kết cấu, được chế tạo 
bằng cách bổ sung lượng hạt polystyrene vào bê 
tông nền, khối lượng thể tích của bê tông 
polystyrene có ảnh hưởng lớn đến tính công tác và 
độ phân tầng. Theo đó, tính công tác giảm và độ 
phân tầng tăng khi giảm khối lượng thể tích bê tông 
polystyrene. Tính công tác của hỗn hợp bê tông nền 
giảm 40 mm thì khối lượng thể tích của hỗn hợp bê 
tông polystyrene tương ứng cũng giảm khoảng 40 
mm. 
VẬT LIỆU XÂY DỰNG - MÔI TRƯỜNG 
Tạp chí KHCN Xây dựng - số 1,2/2018 29 
Mức thay đổi tính công tác của hỗn hợp bê tông 
polystyrene phụ thuộc kích thước hạt lớn nhất trong 
bê tông nền. Theo đó, kích thước hạt lớn nhất của 
bê tông nền càng nhỏ thì mức giảm tính công tác 
càng thấp khi giảm khối lượng thể tích bê tông 
polystyrene. 
Ở cùng khối lượng thể tích, độ phân tầng tăng 
khi tính công tác của hỗn hợp bê tông nền tăng. 
Việc sử dụng phụ gia điều chỉnh độ nhớt là cần thiết 
nhằm giảm độ phân tầng của hỗn hợp bê tông 
polystyrene có khối lượng thể tích thấp. Các kết quả 
nghiên cứu cho thấy mức sử dụng hợp lý của phụ 
gia điều chỉnh độ nhớt là 0,15% so với lượng dùng 
xi măng. 
TÀI LIỆU THAM KHẢO 
1. Nguyễn Văn Đoàn, Lê Văn Quang, “Nghiên cứu các 
giải pháp vật liệu, chế tạo và thi công tường panel 
thay thế xây gạch trong công trình”, Báo cáo tổng kết 
đề tài NCKH Mã số RD 115 – 13, Viện Vật liệu Xây 
dựng, Hà Nội. 
2. Hoàng Minh Đức (2017), Nghiên cứu chế tạo bê tông 
nhẹ cách nhiệt kết cấu sử dụng hạt polystyrol phồng 
nở, Tạp chí KHCN Xây dựng số 4. 
3. K.H. Khayat (1998), Viscosity-enhancing admixtures 
for cement-based materials - An overview, Cement 
and Concrete Composites, 20, 171 – 188. 
4. Ganesh Babu K, Saradhi Babu D, Behaviour of 
lightweight expanded polystyrene concrete containing 
silica fume. Cement and Concrete Research; Volume 
33, Issue 5,, Pages 755-762. 
5. Chen B, Liu J, Mechanical properties of polymer-
modified concretes containing expanded polystyrene 
beads, Construction and Building Materials; Volume 
21, Issue 1, Pages 7-11. 
Ngày nhận bài:04/5/2018. 
Ngày nhận bài sửa lần cuối:22/6/2018.