Nghiên cứu phản ứng kiềm Silic của một số loại cốt liệu theo các phương pháp nhanh

Từ khóa:

phản ứng kiềm - silic
cốt liệu
bê tông
độ nở thanh vữa
phương pháp thử tiêu chuẩn

https://doi.org/10.59382/j-ibst.2025.vi.vol4-5

Tóm tắt:

Phản ứng kiềm silic là một trong những nguyên nhân gây xuống cấp, hư hại kết cấu bê tông, do đó cần phải kiểm soát ngay từ khi lựa chọn vật liệu sử dụng. Nghiên cứu đánh giá khả năng phản ứng kiềm silic của một số loại cốt liệu tại Việt Nam theo phương pháp nhanh trình bày trong bài báo này cho thấy phương pháp hóa học theo TCVN 7572-14:2006 không phát hiện được khả năng phản ứng kiềm silic của cốt liệu là đá phiến biến chất từ đá ryolit và bazan, trong khi ASTM C1260 cho kết quả ở mức phản ứng mạnh. Kết quả phân tích thạch học đá phiến phát hiện sự có mặt của quartz vi tinh - thành phần có khả năng phản ứng. Kiểm tra trên mẫu bê tông lấy từ kết cấu hiện hữu xác nhận đã sảy ra phản ứng kiềm silic với cốt liệu này. Kết quả nghiên cứu cũng cho thấy sử dụng xi măng poóc lăng hỗn hợp giúp hạn chế phản ứng kiềm silic tốt hơn so với xi măng poóc lăng. Tuy nhiên, với đá phiến trong nghiên cứu, biện pháp này chưa đủ để loại bỏ nguy cơ phản ứng kiềm silic, cần tiếp tục nghiên cứu các biện pháp công nghệ bổ sung. Qua đây, kiến nghị hủy bỏ tiêu chuẩn TCVN 7572-14:2006 và biên soạn các tiêu chuẩn thay thế dựa trên ASTM C1260 và ASTM C1293.

Nội dung:

Tài liệu tham khảo:

 [1]  Stanton T.E. (1940). Expansion of Concrete Through Reaction Between Cement and Aggregate. American Society of Civil Engineers. 

[2]   Taylor H.F.W. (1997). Cement Chemistry. Thomas Telford. 

[3]   Hadley D.W. (1961). Alkali-Aggregate Reaction in Concrete. Journal PCA. 

[4]   Fournier B., Bérubé M.A. (2000). Alkali-aggregate reaction in concrete: A review of basic concepts and engineering implications. Canadian Journal of Civil Engineering, 27(2), 167–191. 

[5]   Ichikawa T., Miura M. (2007). Modified model of alkali-silica reaction. Cement and Concrete Research, 37(9), 1291–1297. 

[6]   ASTM C295-08. Standard Guide for Petrographic Examination of Aggregates for Concrete.

[7]   ASTM C1260-22. Standard Test Method for Potential Alkali Reactivity of Aggregates (Mortar-Bar Method). ASTM International. 

[8]   ASTM C1293-20. Standard Test Method for Determination of Length Change of Concrete Due to Alkali-Silica Reaction. ASTM International. 

[9]   RILEM AAR. Detection of potential alkali-reactivity (all part).

[10] TCXD 238:1999. Cốt liệu bê tông - Phương pháp hóa học xác định khả năng phản ứng kiềm – silic.

[11] TCXD 246:2000. Cốt liệu bê tông - Phương pháp thanh vữa xác định khả năng phản ứng kiềm – silic.

[12] ASTM C289. Standard Test Method for Potential Reactivity of Aggregates (Chemical Method). ASTM International. 

[13] ASTM C227. Standard Test Method for Potential Alkali Reactivity of Cement-Aggregate Combinations (Mortar-Bar Method).

[14] TCVN 7572-14:2006.  Cốt liệu cho bê tông và vữa - Phương pháp thử - Phần 14: Xác định khả năng phản ứng kiềm – silic.

[15] ASTM C 1567-08. Standard Test Method for Determining the Potential Alkali-Silica Reactivity of Combinations of Cementitious Materials and Aggregate (Accelerated Mortar-Bar Method).

[16]         TCVN 6260:2020. Xi măng poóc lăng hỗn hợp.

[17] TCVN 8734:2012. Đá xây dựng công trình thủy lợi - Phương pháp phân tích thạch học bằng soi kính lát mỏng để xác định tên đá.

[18] ASTM C295-08. Standard Guide for Petrographic Examination of Aggregates for Concrete.

[19] ASTM C1778-2023. Standard Guide for Reducing the Risk of Deleterious Alkali-Aggregate Reaction in Concrete.

[20] Mielenz R. C., Greene K.T. (1947). Chemical Test for the Reactivity of Aggregates with Cement Alkalies. Chemical Processes in Cement Aggregate Reaction - Proceedings, American Concrete Institute, 44, p.193. 

[21] Mielenz R. C., Benton E. J. (1947). Evaluation of the quick chemical test for alkali reactivity of coarse aggregate. Journal Proceedings American Concrete Institute, 44(11), 193–222. 

[22] Hobbs D.W. (1978). Expansion Due to Alkali-Silica Reaction and the Influence of Reactive Aggregate. Magazine of Concrete Research, 30(104), 63–74.

[23] Fournier B., Bérubé M.A. (1997). Canadian Experience with Testing for Alkali-Aggregate Reactivity in Concrete. Cement and Concrete Composites, 19(1), 45–63.

[24] Hooton R.D. (2003). Evaluation of Chemical and Accelerated Test Methods for Alkali-Silica Reactivity. ACI Materials Journal, 100(2), 99–106.

[25] Oberholster R. E., Davies, G. (1986). An Accelerated Method for Testing the Potential Alkali Reactivity of Siliceous Aggregates. Cement and Concrete Research, Vol 16, 181–189.

[26] Davies G., Oberholster R. E. (1987) Use of the NBRI Accelerated Test to Evaluate the Effectiveness of Mineral Admixtures in Preventing the Alkali-Silica Reaction. Cement and Concrete Research, 17, 97–107.

[27] Antolik A., Dąbrowski M., Jóźwiak-Niedźwiedzka D. (2023). Petrographic Evaluation of Aggregate from Igneous Rocks: Alkali–Silica Reaction Potential. Minerals 13(8), 1004.

[28] Zahedi A., Trottier C., Sanchez L.F.M, Noël M. (2021). Microscopic assessment of ASR-affected concrete under confinement conditions. Cement and Concrete Research, 145, 106456.

[29] Kazemi P., Nikudel M.R, Khamehchiyan M., Giri P., Taheri S., and Simon Martin Clark S.M. (2022). Assessment of Alkali–Silica Reaction Potential in Aggregates from Iran and Australia Using Thin-Section Petrography and Expansion Testing. Materials, 15(12), 4289.