Nghiên cứu ảnh hưởng của silica fume kết nén có độ mịn khác nhau và tro trấu đến tính chất của bê tông chất lượng cao

 Tạp chí Khoa học Công nghệ Xây dựng NUCE 2019. 13 (2V): 13–20
NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA SILICA FUME KẾT NÉN CÓ ĐỘ
MỊN KHÁC NHAU VÀ TRO TRẤU ĐẾN TÍNH CHẤT CỦA BÊ TÔNG
 CHẤT LƯỢNG CAO
 Văn Viết Thiên Âna,∗, Bùi Danh Đạia
 aKhoa Vật liệu xây dựng, Trường Đại học Xây dựng,
 55 đường Giải Phóng, quận Hai Bà Trưng, Hà Nội, Việt Nam
 Nhận ngày 17/05/2019, Sửa xong 29/05/2019, Chấp nhận đăng 30/05/2019
Tóm tắt
Nghiên cứu này đánh giá ảnh hưởng của silica fume kết nén có kích thước hạt ban đầu khác nhau đến các tính
chất của bê tông chất lượng cao như lượng dùng phụ gia siêu dẻo, sự phát triển cường độ nén và độ thấm ion
clo. Các tính chất của bê tông sử dụng tro trấu cũng được so sánh với các mẫu có chứa silica fume để đánh
giá khả năng thay thế silica fume bằng tro trấu trong bê tông chất lượng cao. Kết quả nghiên cứu cho thấy khi
nghiền mịn thêm silica fume kết nén nhằm tăng khả năng phân tán trong bê tông sẽ làm tăng tính công tác,
cải thiện cường độ nén và khả năng chống thấm ion clo của bê tông. Khi tro trấu và silica fume kết nén được
nghiền đến độ mịn tương đương nhau thì cho hỗn hợp bê tông có tính công tác và cường độ nén cũng tương
đương nhau. Sử dụng phụ gia khoáng silica fume hoặc tro trấu nghiền mịn đã cải thiện rõ rệt các tính chất của
hỗn hợp bê tông so với mẫu đối chứng.
Từ khoá: bê tông chất lượng cao; silica fume kết nén; tro trấu; độ nghiền mịn.
EFFECT OF DENSIFIED SILICA FUME WITH DIFFERENT FINENESS AND RICE HUSK ASK ON
PROPERTIES OF HIGH PERFORMANCE CONCRETE
Abstract
In this study, superplasticizer dosage, compressive strength and chloride permeability of high performance con-
crete (HPC) containing different ground densified silica fume (SF) were tested to evaluate the effect of fineness
of densified silica fume on the properties of concrete. The properties of concrete containing rice husk ash
(RHA) were also compared to those of concrete containing SF to evaluate the possibility of replacement of SF
by RHA. The results showed that increasing the fineness of SF by grinding enhanced workability, strength and
chloride permeability resistance of concrete. Concrete containing RHA possesses comparable workability and
strength compared to concrete containing well-ground densified silica fume. Using SF or RHA with suitable
fineness can improve the properties of high performance concrete.
Keywords: high performance concrete; densified silica fume; rice husk ash; fineness.
 https://doi.org/10.31814/stce.nuce2019-13(2V)-02 
c 2019 Trường Đại học Xây dựng (NUCE)
1. Đặt vấn đề
 Bê tông chất lượng cao là loại bê tông có tính công tác tốt sau khi nhào trộn, có cường độ và độ
bền cao sau khi rắn chắc [1]. Loại bê tông này được chế tạo với tỷ lệ nước/xi măng (N/X) thấp hơn
nhiều so với bê tông thông dụng, và do đó khi rắn chắc nó có cấu trúc đặc chắc hơn. Trong thành phần
 ∗Tác giả chính. Địa chỉ e-mail: anvvt@nuce.edu.vn (Ân, V. V. T.)
 13
 ÂnÂn, V.Ân, V. V., V.V. T. V. T.và T.và cs và/cs Tạp /cs Tạp/ chíTạp chí Khoa chí Khoa Khoa học học Cônghọc Công Công nghệ nghệ nghệ Xây Xây dựngXây dựng dựng 
FinenessFinenessFineness. . . 
1.1. Đ1. Đặ tĐặ vtặ ấvtn ấv nấđ nềđ ềđ ề 
 BêBê Bêtông tông tông chất chất chất lượng lượng lượng cao cao cao là là loại là loại loại bê bê tôngbê tông tông có có tínhcó tính tính công công công tác tác táctốt tốt sautốt sau saukhi khi khinhào nhào nhào trộn, trộn, trộn, có có có 
cườngcườngcường độ độ vàđộ và độvà độ bềnđộ bền bền cao cao cao sau sau saukhi khi khirắn rắn rắnchắc chắc chắc[1[]1.[ ]Loại1. ]Loại. Loại bê bê tôngbê tông tông này này này được được được chế chế chếtạo tạo tạovới với vớitỷ tỷ lệ tỷ lệ lệ 
nước/xinước/xinước/xi mă mă ngmăng ng(N/X) (N/X) (N/X) thấp thấp thấp hơn hơn hơn nhiều nhiều nhiều so so vớiso với vớibê bê tôngbê tông tông thông thông thông dụng, dụng, dụng, và và dovà do đódo đó khiđó khi khirắn rắn rắn 
chắcchắcchắc nó nó nócó có cấucó cấu cấu trúc trúc trúc đặc đặc đặc chắc chắc chắc hơn. hơn. hơn. Trong Trong Trong thành thành thành phần phần phần của của của bê bê tôngbê tông tông chất chất chất lượng lượng lượng cao, cao, cao, 
ngoàingoàingoài các các các nguyên nguyên nguyên vật vật vậtliệu liệu liệu vẫn vẫn vẫn dùng dùng dùng để để chếđể chế chế tạo tạo tạobê bê tôngbê tông tông thông thông thông dụng dụng dụng như như như xi xi măngxi măng măng 
poócpoócpoóc lăng, lăng, lăng, cát, cát, cát, đá đá dămđá dăm dăm và và nước,và nước, nước, còn còn còn có có thểcó thể thểcó có thêmcó thêm thêm hai hai haithành thành thành phần phần phần khác khác khác là làphụ là phụ phụ gia gia gia 
siêusiêusiêu dẻo dẻo dẻo và và phụvà phụ phụ gia gia giakhoáng khoáng khoáng hoạt hoạt hoạt tính tính tính [1 [,1 2[,1 ]2., ]Bê2. ]Bê. Bêtông tông tông chất chất chất lượng lượng lượng cao cao caothường thường thường được được được sử sử sử 
dụngdụngdụng trong trong trong xây xây xây dựng dựng dựng nhà nhà nhà cao cao cao tầng, tầng, tầng, cầu, cầu, cầu, đường đường đường hầm, hầm, hầm, và và cácvà các cáccông công công trình trình trình ven ven ven biển biển biển và và và 
ngoàingoàingoài biển biển biển. . . 
 PhụPhụPhụ gia gia giakhoáng khoáng khoáng hoạt hoạt hoạt tính tính tính cao cao cao thường thường thường được được được sử sử dụngsử dụng dụng trong trong trong bê bê tôngbê tông tông chất chất chất lượng lượng lượng 
caocaocao là là silica là silica silica fume fume fume (muội (muội (muội ôxit ôxit ôxit silic) silic) silic)[1[,1 3[,1 ]3., ]Sản3. ]Sản. Sản phẩm phẩm phẩm silica silica silica fume fume fume có có thểcó thể thểđược được được sản sản sảnxuất xuất xuất 
dướidướidưới dạng dạng dạng không không không kết kết kếtnén, nén, nén, kết kết kếtnén nén nén và và hồvà hồ lỏnghồ lỏng lỏng (Hình (Hình (Hình 1). 1). Các1). Các Các sản sản sảnphẩm phẩm phẩm dạng dạng dạng kết kết kếtnén nén nén 
hoặchoặchoặc hồ hồ hồlỏng lỏng lỏng có có cókhối khối khối lượng lượng lượng thể thể thể tích tích tích lớn, lớn, lớn, không không không phát phát phát sinh sinh sinh b ụi b ụi bgiúpụi giúp giúp quá quá quá trình trình trình vận vận vận 
chuyểnchuyểnchuyển thuận thuận thuận lợi lợi lợi hơn hơn hơn. .Trong Trong. Trong thực thực thực tế, tế, tế, vật vật vật liệu liệu liệu silica silica silica fume fume fume bán bán bán trên trên trên thị thị thị trường trường trường 
thườngthườngthường được được được cung cung cung cấp cấp cấp ở ởdạng ởdạng dạng kết kết kếtnén. nén. nén. Dạng Dạng Dạng silica silica silica fume fume fume kết kết kếtnén nén nén sẽ sẽ khósẽ khó khó phân phân phân tán tán tán 
đồngđồngđồng đều đều đều trong trong trong quá quá Ân,quá trình V.trình trình V. T.,trộn trộn Đại, trộn bê B. bê D. tôngbê /tông Tạp tông chítừ từ Khoa đótừ đó họcđócó có Côngthểcó thể thể nghệảnh ảnh ảnh Xâyhưởng hưởng dựng hưởng đến đến đến tính tính tính chất chất chất của của của 
củabêbê tôngbê tông tôngtông[4[- chất46[-4]6.- ]6 lượngỞ. ]Ở .Việt Ở Việt cao,Việt Nam, Nam, ngoài Nam, silica cácsilica silica nguyên fume fume fume vậtlà là liệusản là sản sảnvẫnphẩm phẩm dùngphẩm nhập đểnhập nhập chế ngoại ngoại tạo ngoại bê với tôngvới vớigiá thônggiá giáthành thành dụngthành 0,5 0,5 như -0,50,8- xi0,8- 0,8 
măngUUSD/kg.USD/kg.SD/kg. poóc Trong lăng, Trong Trong cát, 1 đá1m 1m dăm3 m3bê bê3và tông,bê tông, nước, tông, lượng cònlượng lượng có silica thể silica silica có fume thêm fume fume haithường thường thành thường phầnsử sử dụngsử khácdụng dụng làkhoảng khoảng phụ khoảng gia 40 siêu 40- 5040- dẻo50 -kg,50 vàkg, kg, 
phụdodo đódo gia đó giáđó khoáng giá giáthành thành hoạtthành của tínhcủa của bê [1bê , 2tôngbê ].tông Bêtông tăng tông tăng tăng chấtlên lên lên lượngkhoảng khoảng khoảng cao 32 thường 32- 4032-40 -USD/m40 được USD/m USD/m sử dụng3. 3Do. 3Do. trong Dogiá giá giá xâythành thành dựngthành cao cao nhà cao(gấp cao(gấp (gấp 
tầng,đôiđôi đôiso cầu,so vớiso với đường vớibê bê tôngbê hầm, tông tông thường) và thường) cácthường) công nên nên trình nên ở ởViệt ven ởViệt Việt biển Nam Nam vàNam ngoàibê bê tôngbê tông biển. tông có .có . chứacó chứa chứa silica silica silica fu fume fume mechỉ chỉ chỉđược được được sử sử sử 
 Phụ gia khoáng hoạt tính cao thường được sử dụng trong bê tông chất lượng cao là silica fume
(muộidụngdụngdụng ôxitrất rất hạnrất silic) hạn hạn chế [chế1 ,chế3 trong]. trong Sản trong phẩmmột một một số silica số côngsố công fumecông trình trình có trình thểđặc đặc đượcđặc biệt. biệt. sảnbiệt. xuất dưới dạng không kết nén, kết nén
và hồ lỏngTheoTheoTheo (Hình các các 1các ).công Cáccông công sảntrình trình phẩmtrình nghiên nghiên dạngnghiên kếtcứu cứu néncứu trước trước hoặc trước đây hồ đây lỏngđây [7 [-7 có13[-713 khối]-cho13]cho] lượngcho thấy thấy thấycó thểcó thể tíchcó thể thể lớn,sử sử dụngsử không dụng dụng trấu, phát trấu, trấu, 
sinhmộtmộtmột bụithải thải giúpthải phẩm phẩm quá phẩm trìnhtrong trong trong vận sản chuyểnsản sảnxuất xuất xuất thuận nông nông nông lợi nghiệp, hơn.nghiệp, nghiệp, Trong để để thựccđể hếc hếc tế,tạohế tạo vật tạophụ liệuphụ phụ gia silica gia giakhoáng fumekhoáng khoáng bán hoạt hoạt trên hoạt tính thị tính trườngtính cao. cao. cao. 
thườngViệcViệcViệc sử đượcsử dụngsử dụng cungdụng nguồn cấpnguồn nguồn ở dạngphế phế phế kếtthải thải nén.thải dồi dồi Dạng dồidào dào dào silicanày này này để fume để sảnđể sản kết sảnxuất nénxuất xuất sẽphụ phụ khó phụ gia phângia giakhoáng khoáng tán khoáng đồng hoạt đềuhoạt hoạt tính trong tính tính cao quá cao cao 
trình trộn bê tông từ đó có thể ảnh hưởng đến tính chất của bê tông [4–6]. Ở Việt Nam, silica fume
làthaythay sảnthay thế phẩm thế thếsilica silica nhập silica fume ngoại fume fume vớitrong trong giátrong bê thành bê tôngbê tông 0,5-0,8 tông chất chất chất USD/kg. lượng lượng lượng cao Trong cao cao là là 1rất mlà rất3 thiếtrấtbê thiết tông,thiết thực thực lượngthực và và có silicavà có ýcó ýnghĩa fume ýnghĩa nghĩa thường thực thực thực 
sửtiễn.tiễn. dụngtiễn. Mặt Mặt khoảng Mặt khác, khác, khác, 40-50 nếu nếu kg,nếu sản dosản sản đóxuất xuất giáxuất tro thành tro trotrấu trấu của trấu với bêvới tôngvớiquy quy quy tăng mô mô lên môcô cô khoảngng công nghiệpng nghiệp 32-40nghiệp trong USD/trong trong mlò 3lò . có Dolò có thiết giácó thiết thànhthiết kế kế kế 
caohiệnhiệnhiện (gấp đại đại đôi đạithì thì so thìcó vớicó thểcó bêthể thể tôngtận tận tậndụng thường) dụng dụng nhiệt nênnhiệt nhiệt ởtoả Việttoả toảra Namra khira khi bêkhiđốt đốt tông đốttrấu trấu có trấu chứađể để tạođể silicatạo tạora ra fumenăngra năng năng chỉlượng lượng được lượng điện, sử điện, dụngđiện, góp rấtgóp góp 
hạnphầnphầnphần chế bảo trongbảo bảo vệ vệ một môivệ môi sốmôi trường. côngtrường. trường. trình đặc biệt.
 (a) Dạng không kết nén (b) Dạng kết nén (c) Dạng hồ lỏng
 Hình 1. Sản phẩm silica fume
 2 2 2 
 Theo các công trình nghiên cứu trước đây [7–13] cho thấy có thể sử dụng trấu, một thải phẩm
trong sản xuất nông nghiệp, để chế tạo phụ gia khoáng hoạt tính cao. Việc sử dụng nguồn phế thải dồi
dào này để sản xuất phụ gia khoáng hoạt tính cao thay thế silica fume trong bê tông chất lượng cao là
rất thiết thực và có ý nghĩa thực tiễn. Mặt khác, nếu sản xuất tro trấu với quy mô công nghiệp trong
lò có thiết kế hiện đại thì có thể tận dụng nhiệt toả ra khi đốt trấu để tạo ra năng lượng điện, góp phần
bảo vệ môi trường.
 Nghiên cứu này đánh giá ảnh hưởng của độ mịn ban đầu của silica fume kết nén đến các đặc tính
của bê tông chất lượng cao. Các kết quả của bê tông sử dụng silica fume kết nén có độ nghiền mịn
khác nhau được so sánh với các mẫu có chứa tro trấu nghiền mịn nhằm đánh giá khả năng sử dụng tro
trấu làm phụ gia khoáng hoạt tính thay thế silica fume trong chế tạo bê tông chất lượng cao.
2. Nguyên vật liệu và phương pháp nghiên cứu
2.1. Nguyên vật liệu
 Xi măng PC40 Bút Sơn, silica fume và tro trấu nghiền mịn là các vật liệu chất kết dính được sử
dụng trong nghiên cứu. Tro trấu được đốt trong lò giỏ lưới thép sau đó được nghiền trong máy nghiền
bi rung để chế tạo mẫu tro trấu - được ký hiệu TTU có độ mịn là 5,1 µm. Silica fume là dạng sản
 14
 Ân, V. V. T., Đại, B. D. / Tạp chí Khoa học Công nghệ Xây dựng
phẩm kết nén cũng được nghiền trong máy nghiền bi rung để tạo thành 03 mẫu silica fume - được
ký hiệu SFN, SFK và SFU có độ mịn tương ứng là 61 µm, 47,93 µm và 5,25 µm nhằm đánh giá ảnh
hưởng của độ mịn của silica fume kết nén đến tính chất của bê tông. Tro trấu có khối lượng riêng
2,1 g/cm3, trong khi các mẫu silica fume có khối lượng riêng 2,3 g/cm3. Cát vàng Sông Lô và đá
dăm Kiện Khê được sử dụng làm cốt liệu cho bê tông. Các đặc tính hóa lý của vật liệu sử dụng được
trình bày ở Bảng1 đến Bảng3.
 Bảng 1. Thành phần hóa của vật liệu chất kết dính, [%]
 SiO2 Fe2O3 Al2O3 CaO Na2OK2O MgO MKN
 Xi măng 20,65 3,43 5,42 62,84 0,16 0,74 2,01 1,14
 Silica fume 88,68 1,02 1,04 1,19 0,79 1,18 1,51 4,12
 Tro trấu 88,42 0,24 0,64 1,13 0,11 2,20 0,38 6,67
 Bảng 2. Tính chất cơ lý cơ bản của xi măng
 TT Tên chỉ tiêu Đơn vị Yêu cầu theo TCVN 2682:2009 Kết quả
 1 Cường độ nén, Rn
 - 3 ngày ± 45 phút MPa ≥ 21 28,5
 - 28 ngày ± 8 giờ ≥ 40 49,0
 2 Thời gian đông kết:
 - Bắt đầu Phút ≥ 45 115
 - Kết thúc Phút ≤ 375 160
 3 Kích thước hạt trung bình µm - 23,72
 4 Khối lượng riêng g/cm3 - 3,1
 5 Lượng nước tiêu chuẩn % - 29,0
 Bảng 3. Tính chất cơ lý cơ bản của cốt liệu
 STT Tên chỉ tiêu Đơn vị Cát Đá 5-10 Đá 10-20
 1 Khối lượng riêng ở trạng thái khô g/cm3 2,61 2,74 2,77
 2 Khối lượng riêng ở trạng thái bão hòa khô bề mặt g/cm3 2,63 2,75 2,78
 3 Khối lượng thể tích ở trạng thái lèn chặt kg/m3 1700 1583 1544
 4 Độ rỗng ở trạng thái lèn chặt % 35,0 42,9 42,1
 5 Mô đun độ lớn - 2,36 - -
 6 Độ hút nước bão hòa khô bề mặt % 0,75 0,84 0,84
2.2. Cấp phối bê tông
 So với bê tông thông thường, bê tông chất lượng cao có tỷ lệ nước trên chất kết dính (N/CKD)
thấp (dưới 0,4) và lượng dùng chất kết dính (xi măng + phụ gia khoáng hoạt tính) tương đối lớn [1].
Một trong các yếu tố ảnh hưởng tới tính công tác của hỗn hợp bê tông và cường độ của bê tông là tỷ lệ
giữa thể tích hồ xi măng và thể tích cốt liệu. Thông thường khi tăng lượng hồ xi măng, nghĩa là tăng
 15
 Ân, V. V. T., Đại, B. D. / Tạp chí Khoa học Công nghệ Xây dựng
chiều dày lớp hồ xi măng bao quanh cốt liệu, thì độ lưu động của hỗn hợp bê tông và cường độ của bê
tông tăng. Nhưng sự tăng cường độ do tăng chiều dày lớp đá xi măng chỉ đến một giới hạn nhất định
rồi dừng lại. Hơn nữa để tăng lượng hồ xi măng thì phải tăng lượng dùng xi măng, là một biện pháp
vừa không kinh tế vừa làm tăng lượng nhiệt thuỷ hoá, tăng sự co ngót của bê tông. Theo Mehta và
Aitcin [14], trong bê tông chất lượng cao, lượng hồ chất kết dính (chất kết dính + nước) tối ưu chiếm
khoảng 32-35% thể tích bê tông, tương ứng với lượng dùng chất kết dính khoảng 450-550 kg/m3.
 Để nghiên cứu ảnh hưởng của tro trấu và silica fume tới tính chất của bê tông chất lượng cao,
03 cấp phối đối chứng sử dụng 100% xi măng với tỷ lệ N/CKD tương ứng 0,39; 0,36 và 0,33 được
tính toán theo phương pháp thể tích tuyệt đối. Bảng tổng hợp các cấp phối đối chứng được đưa ra ở
Bảng4. Để đánh giá ảnh hưởng của tro trấu và silica fume đến các tính chất của bê tông chất lượng
cao, các mẫu phụ gia khoáng (TTU, SFN, SFK, SFU) được sử dụng lần lượt để thay thế 10% khối
lượng xi măng ở các cấp phối đối chứng có tỷ lệ N/CKD khác nhau. Phụ gia siêu dẻo (SD) tính theo
hàm lượng dung dịch so với chất kết dính được sử dụng để điều chỉnh tính công tác của hỗn hợp bê
tông đạt trong khoảng 150-220 mm.
 Bảng 4. Cấp phối bê tông đối chứng ở các tỷ lệ N/CKD khác nhau
 Đá dăm (kg)
 N/CKD XM (kg) SD (%) Cát (kg) Nước (kg) Độ sụt (mm)
 5-10 10-20
 0,33 500 0,87 739 313 749 165 195
 0,36 500 0,80 722 306 733 180 215
 0,39 450 0,80 745 316 755 175,5 190
2.3. Chế tạo mẫu thử và phương pháp nghiên cứu
 Hỗn hợp bê tông sau khi nhào trộn được xác định độ sụt và tạo hình mẫu lập phương có kích
thước 10 × 10 × 10 cm3 trên bàn rung chấn động. Hỗn hợp bê tông được đổ vào khuôn thành 2 lớp,
mỗi lớp rung 10 giây. Mẫu được dưỡng hộ trong phòng thí nghiệm và tháo khuôn sau 24 giờ sau đó
được ngâm trong nước cho đến tuổi thí nghiệm. Mẫu thí nghiệm chống thấm ion clo có đường kính
100 mm, dày 50 mm được cắt từ các mẫu hình trụ 100 × 200 mm. Nghiên cứu sử dụng các phương
pháp thí nghiệm theo hệ thống tiêu chuẩn TCVN để xác định các tính chất của hỗn hợp bê tông và bê
tông đã rắn chắc.
3. Kết quả thực nghiệm và bàn luận
3.1. Đánh giá ảnh hưởng của độ nghiền mịn của silica fume kết nén đến tính chất của bê tông
 Hàm lượng phụ gia siêu dẻo, độ sụt và cường độ nén ở các ngày tuổi của các cấp phối bê tông
có tỷ lệ N/CKD khác nhau sử dụng các loại phụ gia khoáng khác nhau được đưa ra trên Bảng5. So
sánh kết quả về độ sụt và hàm lượng sử dụng phụ gia siêu dẻo khi sử dụng các mẫu silica fume có độ
phân tán mịn khác nhau bê tông sử dụng mẫu silica fume kết nén (SFN) có kích thước hạt trung bình
đến 61 µm thì lượng phụ gia siêu dẻo yêu cầu tăng lên đến 0,5% để đạt được tính công tác tương tự
cấp phối đối chứng. Một điểm khác biệt dễ dàng quan sát thấy khi trộn hỗn hợp bê tông, thử nghiệm
độ sụt và tạo hình mẫu bê tông là hỗn hợp bê tông có chứa silica fume kết nén rất quánh và suy giảm
độ sụt nhanh hơn so với hỗn hợp đối chứng. Lượng phụ gia siêu dẻo cần sử dụng để đạt độ sụt tương
 16
 Ân, V. V. T., Đại, B. D. / Tạp chí Khoa học Công nghệ Xây dựng
đương mẫu đối chứng giảm dần từ silica fume kết nén có kích thước hạt trung bình rất lớn (SFN) đến
mẫu silica fume có kích thước hạt trung bình nhỏ hơn (SFU). Điều này cho thấy mức độ phân tán của
mẫu silica fume ảnh hưởng rõ ràng đến hiệu ứng điền đầy và hiệu ứng ổ bi của các hạt silica fume
trong hỗn hợp rắn chất kết dính từ đó ảnh hưởng đến tính công tác hoặc lượng cần nước (phụ gia siêu
dẻo) của hỗn hợp bê tông. Các cấp phối có chứa silica fume đều có lượng cần phụ gia siêu dẻo cao
hơn cấp phối đối chứng để đạt cùng độ sụt.
 Bảng 5. Tính chất của bê tông chất lượng cao sử dụng các loại phụ gia khoáng
 SD XM SFN SFK SFU TTU Độ sụt Cường độ chịu nén, MPa
 STT N/CKD
 (%) (%) (%) (%) (%) (%) (mm) 1 ngày 3 ngày 7 ngày 28 ngày
 1 0,33 0,87 100 0 0 0 0 195 26,2 47,1 63,9 74,0
 2 0,36 0,80 100 0 0 0 0 215 23,5 42,4 57,1 67,0
 3 0,39 0,80 100 0 0 0 0 190 21,6 38,8 52,7 61,0
 4 0,33 1,40 90 10 0 0 0 200 26,4 48,5 67,0 74,9
 5 0,36 1,30 90 10 0 0 0 210 23,2 44,4 62,1 68,8
 6 0,39 1,30 90 10 0 0 0 170 22,1 40,7 56,3 62,8
 7 0,33 1,20 90 0 10 0 0 190 30,1 57,2 70,1 80,1
 8 0,36 1,10 90 0 10 0 0 200 27,6 51,8 63,9 72,9
 9 0,39 1,10 90 0 10 0 0 170 25,2 47,2 59,4 67,8
 10 0,33 0,93 90 0 0 10 0 220 32,7 60,8 74,9 85,1
 11 0,36 0,82 90 0 0 10 0 175 29,8 55,6 68,2 77,3
 12 0,39 0,85 90 0 0 10 0 190 27,6 50,5 63,1 71,6
 13 0,33 0,83 90 0 0 0 10 185 32,1 60,0 74,1 84,2
 14 0,36 0,82 90 0 0 0 10 210 29,2 54,5 67,1 76,5
 15 0,39 0,82 90 0 0 0 10 180 26,6 49,1 61,5 69,9
 Kết quả cường độ nén của các cấp phối trên
Bảng5 và Hình2–4 cho thấy độ nghiền mịn ban
đầu của silica fume có ảnh hưởng rõ rệt đến cường
độ nén. Đối với cấp phối sử dụng silica fume,
không phụ thuộc vào tỷ lệ N/CKD và tuổi thí
nghiệm, cường độ bê tông có giá trị cao nhất khi sử
dụng silica fume có kích thước hạt trung bình nhỏ
nhất (SFU) và có giá trị thấp nhất khi sử dụng sil-
ica fume ở dạng kết nén (SFN). Các mẫu có chứa
silica fume đều cho cường độ nén cao hơn mẫu
đối chứng ở tất cả các ngày tuổi. Do các mẫu sil-
ica fume này có cùng thành phần khoáng hoá, chỉ
 Hình 2. Ảnh hưởng của các loại silica fume có độ
khác nhau về độ mịn nên có thể khẳng định rằng
 mịn khác nhau đến cường độ nén của bê tông có
cường độ của bê tông tỷ lệ thuận với độ mịn hay N/CKD = 0,33
mức độ phân tán của silica fume. Kết quả nghiên
cứu của Diamond và Shahu [4] đã cho thấy các
viên silica fume kết nén vẫn còn tồn tại thậm chí sau 2 giờ nghiền mịn. Những viên silica fume kết
nén có kích thước đến 50 µm vẫn còn tồn tại trong mẫu bê tông chất lượng cao. Điều này sẽ ảnh
 17
 Ân, V. V. T., Đại, B. D. / Tạp chí Khoa học Công nghệ Xây dựng
hưởng lớn đến các hiệu ứng vật lý (điền đầy và ổ bi) và khả năng puzzolanic của silica fume trong bê
tông [4].
Hình 3. Ảnh hưởng của các loại silica fume có độ mịn Hình 4. Ảnh hưởng của các loại silica fume có độ mịn
 khác nhau đến cường độ nén của bê tông có khác nhau đến cường độ nén của bê tông
 N/CKD = 0,36 có N/CKD = 0,39
3.2. So sánh hiệu quả của tro trấu và silica fume trong bê tông chất lượng cao
 So sánh các cấp phối có chứa 10% SFU và
TTU trên Bảng5 cho thấy lượng phụ gia siêu dẻo
cần thiết để duy trì tính công tác giữa các cấp phối
có tỷ lệ N/CKD thấp (N/CKD = 0,33) chứa tro trấu
thấp hơn so với lượng dùng phụ gia siêu dẻo ở cấp
phối có chứa SFU. Ở các cấp phối có tỷ lệ N/CKD
cao hơn (N/CKD = 0,36 và 0,39) thì lượng dùng
phụ gia siêu dẻo của hỗn hợp chứa SFU và TTU là
tương đương nhau và cao hơn cấp phối đối chứng
(Bảng5).
 Kết quả trên các Hình5–7 cho thấy rõ bê tông
có chứa tro trấu hoặc silica fume có sự phát triển Hình 5. Sự phát triển cường độ nén bê tông có
 chứa tro trấu và silica fume ở N/CKD = 0,33
Hình 6. Sự phát triển cường độ nén bê tông có chứa Hình 7. Sự phát triển cường độ nén bê tông có chứa
 tro trấu và silica fume ở N/CKD = 0,36 tro trấu và silica fume ở N/CKD = 0,39
 18
 Ân, V. V. T., Đại, B. D. / Tạp chí Khoa học Công nghệ Xây dựng
cường độ nhanh hơn so với mẫu đối chứng. Thậm chí sau 1 ngày dưỡng hộ, cường độ bê tông có chứa
phụ gia khoáng hoạt tính đã bắt đầu cao hơn mẫu đối chứng. Ở các ngày tuổi 3, 7 và 28 ngày thì
cường độ nén của các mẫu bê tông có chứa phụ gia khoáng đều cao hơn khoảng 10 MPa so với mẫu
đối chứng ở tất cả các tỷ lệ N/CKD. Cường độ nén ở các ngày tuổi của bê tông có chứa TTU và SFU
đều tương đương nhau. Vì vậy, về mặt cường độ hoàn toàn có thể sử dụng tro trấu để thay thế silica
fume kết nén trong sản xuất bê tông chất lượng cao.
3.3. So sánh khả năng chống thấm ion clo của bê tông có chứa tro trấu hoặc silica fume
 Kết quả thí nghiệm thấm ion clo trên Hình8
cho thấy mức độ thấm ion clo của bê tông giảm
khi giảm lượng dùng nước (N/CKD). Khi thay thế
một phần xi măng bằng các loại phụ gia khoáng
thì xu hướng trên vẫn không thay đổi. Điều này
cho thấy khi giảm lượng dùng nước thì độ đặc chắc
của bê tông tăng lên, kích thước lỗ rỗng trong bê
tông giảm làm ngăn cản khả năng dịch chuyển pha
lỏng và do đó ion clo. Rõ ràng, việc sử dụng phụ
gia khoáng silica fume hoặc tro trấu đã làm tăng
mạnh khả năng chống thấm ion clo của bê tông. Hình 8. Độ thấm ion clo của bê tông
Khả năng chống thấm ionclo của mẫu có chứa sil- chất lượng cao
ica fume tốt hơn so với mẫu có chứa tro trấu. Độ
nghiền mịn của silica fume kết nén ảnh hưởng rõ rệt tới độ chống thấm ion clo của bê tông. Silica
fume có độ mịn hơn (SFU) cho độ thấm ion clo của bê tông thấp hơn mẫu có chứa silica fume có độ
mịn kém hơn (SFN).
4. Kết luận
 Dựa vào các kết quả thực nghiệm thu được trong nghiên cứu, các kết luận sau đây được rút ra:
 - Sản phẩm silica fume kết nén trên thị trường có kích thước hạt đạt đến 61 µm, khi sử dụng trong
hỗn hợp bê tông chất lượng cao không được phân tán phù hợp sẽ ảnh hưởng lớn đến các tính chất của
hỗn hợp bê tông. Lượng phụ gia siêu dẻo tăng 0,5% so với hỗn hợp đối chứng để hỗn hợp bê tông có
chứa silica fume kết nén đạt cùng độ sụt. Khi tăng độ nghiền mịn của silica fume kết nén sẽ làm giảm
lượng dùng phụ gia siêu dẻo (giảm lượng cần nước), tăng cường độ nén và tăng khả năng chống thấm
ion clo của bê tông.
 - Khi được nghiền mịn đến độ mịn tương đương nhau (khoảng 5,1 µm), bê tông chất lượng cao
có chứa tro trấu nghiền mịn có lượng cần nước (phụ gia siêu dẻo) và cường độ nén tương đương bê
tông có chứa silica fume nghiền mịn. Khả năng chống thấm ion clo của bê tông có chứa tro trấu thấp
hơn mẫu có chứa silica fume. Phụ gia khoáng cải thiện rõ rệt các tính chất của bê tông so với mẫu đối
chứng không sử dụng phụ gia.
 - Khi sử dụng silica fume ở dạng kết nén, cần có các biện pháp phù hợp như nghiền mịn nhằm
đảm bảo độ phân tán của silica fume trong hỗn hợp bê tông từ đó phát huy tối đa vai trò của phụ gia
khoáng silica fume trong bê tông. Tro trấu với chế độ đốt hợp lý có thể thay thế silica fume kết nén để
sản xuất bê tông chất lượng cao tại Việt Nam.
 19
 Ân, V. V. T., Đại, B. D. / Tạp chí Khoa học Công nghệ Xây dựng
Tài liệu tham khảo
 [1]A ¨ıtcin, P.-C. (2004). High performance concrete. The Taylor & Francis e-Library.
 [2] Tang, M.-C. (2004). High performance concrete—past, present and future. In Proceedings of the 1st
 International Symposium on Ultra High Performance Concrete, Kassel, Germany, 3–9.
 [3] Zain, M. F. M., Safiuddin, M., Mahmud, H. (2000). Development of high performance concrete using
 silica fume at relatively high water–binder ratios. Cement and Concrete Research, 30(9):1501–1505.
 [4] Diamond, S., Sahu, S. (2006). Densified silica fume: particle sizes and dispersion in concrete. Materials
 and Structures, 39(9):849–859.
 [5] Marusin, S. L., Shotwell, L. B. (2000). Alkali-silica reaction in concrete caused by densified silica fume
 lumps: A case study. Cement, Concrete and Aggregates, 22(2):90–94.
 [6] Maas, A. J., Ideker, J. H., Juenger, M. C. G. (2007). Alkali silica reactivity of agglomerated silica fume.
 Cement and Concrete Research, 37(2):166–174.
 [7] Zhang, M.-H., Malhotra, V. M. (1996). High-performance concrete incorporating rice husk ash as a
 supplementary cementing material. ACI Materials Journal, 93:629–636.
 [8] Rizwan, S. A. (2006). High-performance mortars and concrete using secondary raw materials. PhD the-
 sis, Faculty of Maschinenbau, Verfahrens-und Energietechnik der Technischen Bergakademie Freiberg,
 Germany.
 [9] Chandrasekhar, S., Pramada, P. N., Raghavan, P., Satyanarayana, K. G., Gupta, T. N. (2002). Microsilica
 from rice husk as a possible substitute for condensed silica fume for high performance concrete. Journal
 of Materials Science Letters, 21(16):1245–1247.
[10] Isaia, G. C., Gastaldini, A. L. G., Moraes, R. (2003). Physical and pozzolanic action of mineral additions
 on the mechanical strength of high-performance concrete. Cement & Concrete Composites, 25(1):69–76.
[11] Bui, D. D. (2001). Rice husk ash a mineral admixture for high performance concrete. Delft University
 Press.
[12]R o¨ßler, C., Bui, D.-D., Ludwig, H.-M. (2013). Mesoporous structure and pozzolanic reactivity of rice
 husk ash in cementitious system. Construction and Building Materials, 43:208–216.
[13] Van, V.-T.-A., Ro¨ßler, C., Bui, D.-D., Ludwig, H.-M. (2014). Pozzolanic reactivity of mesoporous amor-
 phous rice husk ash in portlandite solution. Construction and Building Materials, 59:111–119.
[14] Mehta, P. K., A¨ıtcin, P.-C. C. (1990). Principles underlying production of high-performance concrete.
 Cement, Concrete and Aggregates, 12(2):70–78.
 20