Các đặc tính kỹ thuật của bê tông bị xâm thực bởi muối sunphat

2. Kết quả và thảo luận 
2.2.1. Độ sụt và khối lượng bê tông tươi 
Độ sụt và khối lượng đơn vị thể tích của các hỗn hợp bê tông tươi được trình bày 
trong bảng 4. Độ sụt và khối lượng đơn vị thể tích của bê tông thay đổi lần lượt từ 5,2÷6,0 
cm và 2408÷2372kg/m3 khi tỷ lệ N/CKD thay đổi từ 0,35 đến 0,45. Kết quả cho thấy độ 
sụt tăng và khối lượng đơn vị thể tích của bê tông giảm khi tăng tỷ lệ N/CKD. Với hàm 
lượng nước gần như nhau, khi tỷ lệ N/CKD tăng thì hàm lượng xi măng giảm, dẫn đến 
khối lượng đơn vị thể tích mẫu giảm, bởi vì khối lượng riêng của xi măng lớn nhất trong 
các thành phần cấu tạo nên bê tông. Mặt khác, cường độ chịu nén của bê tông phụ thuộc 
chủ yếu vào tỷ lệ N/CKD [9], khi tỷ lệ N/CKD giảm thì cường độ bê tông tăng.  
Edited with the trial version of 
Foxit Advanced PDF Editor
To remove this notice, visit:
www.foxitsoftware.com/shopping
TẠP CHÍ KHOA HỌC TRƯỜNG ĐẠI HỌC HỒNG ĐỨC - SỐ 39.2018 
68 
Bảng 4. Độ sụt và khối lượng đơn vị thể tích của các mẫu 
Hỗn hợp  
bê tông 
N/CKD 
Phụ gia  
hóa dẻo 
(kg/m3) 
Độ sụt 
(cm) 
Khối lượng đơn vị 
 thể tích 
(kg/m3) 
M35  0,35  5,2  4,2  2408 
M40  0,40  4,6  5,1  2388 
M45  0,45  4,1  6,0  2372 
2.2.2. Cường độ chịu nén 
Cường độ chịu nén của các mẫu bê tông thường được bảo dưỡng trong nước và các 
mẫu bị xâm thực sunphat (ngâm trong dung dịch Na2SO4 nồng độ 5%) được thể hiện lần 
lượt như hình 1a và 1b. Cường độ chịu nén của tất cả các mẫu vẫn tiếp tục tăng theo thời 
gian, bởi vì các phản ứng thủy hóa của xi măng (1) và puzơlan hóa của tro bay (2) vẫn tiếp 
tục phát triển theo thời gian. Ở cùng ngày tuổi, các mẫu với tỷ lệ N/CKD nhỏ có cường độ 
chịu nén cao hơn các mẫu với tỷ lệ N/CKD cao. Điều này được giải thích bởi Shetty [9], 
cường độ chịu nén của bê tông tỷ lệ nghịch với tỷ lệ N/CKD. 
Phản ứng thủy hóa:  
3 2 2 2
C S, C S  + H O C-S-H + Ca OH® (1) 
Phản ứng Puzơlan hóa: 
22
Ca OH + SiO C-S-H® (2) 
Cường độ chịu nén tại các ngày tuổi ban đầu không có sự khác biệt nhiều giữa các 
mẫu ngâm trong nước và dung dịch muối sunphat. Tuy nhiên ở các ngày tuổi càng dài, cường 
độ chịu nén của các mẫu bê tông được ngâm trong dung dịch muối sunphat thấp hơn các 
mẫu bê tông tương ứng được ngâm trong nước. Tại 91 ngày tuổi, cường độ chịu nén của các 
mẫu bị ăn mòn sunphat chỉ bằng khoảng 86÷88% so với các mẫu thường, và sự giảm cường 
độ này có xu hướng tiếp diễn theo thời gian. Đây là kết quả của các phản ứng giữa muối 
sunphatvà  các  sản  phẩm  thủy  hóa  và  puzơlan  hóa  để  tạo  thành  thạch  cao  (gypsum: 
4 2CaSO .2H O) và ettringite ( 3 4 2C A.3CaSO .32H O) như phương trình (3)÷(6). Tại các ngày 
tuổi ban đầu, các phản ứng thủy hóa và puzơlan hóa chiếm ưu thế nên cường độ của các mẫu 
tiếp tục phát triển. Tuy nhiên, càng về sau, các phản ứng tạo ra gypsum và ettringite ngày càng 
nhiều, đây là các hợp chất gây giãn nở, làm nứt nẻ và giảm khả năng chịu lực của bê tông. 
2 4 2 4 22
Na SO .2H O + Ca OH CaSO .2H O + 2NaOH® (3) 
2 4 2 4 2Na SO .2H O + C-S-H CaSO .2H O + N-S-H® (4)
4 13 4 2 2 3 4 2 2
C AH + 3CaSO .2H O + 14H O C A.3CaSO .32H O + Ca OH® (5)
3 4 2 4 2 2 3 4 2C A.CaSO .12H O + 2CaSO .2H O + 16H O C A.3CaSO .32H O® (6)
Edited with the trial version of 
Foxit Advanced PDF Editor
To remove this notice, visit:
www.foxitsoftware.com/shopping
 TẠP CHÍ KHOA HỌC TRƯỜNG ĐẠI HỌC HỒNG ĐỨC - SỐ 39.2018 
69 
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
Ngµy tuæi (ngµy)
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
M35
M40
M45
(a)  (b) 
Hình 1. Cường độ chịu nén (a) mẫu ngâm nước; (b) mẫu ngâm trong dung dịch Na2SO4 
2.2.3. Vận tốc truyền xung siêu âm 
Vận tốc truyền xung siêu âm là một thí nghiệm không phá hủy mẫu, được dùng để 
đánh giá độ bền của bê tông liên quan đến tính đặc chắc, tính đồng nhất và các khuyết tật 
bên trong bê tông như vết nứt, lỗ rỗng. Vận tốc truyền xung siêu âm trong bê tông càng cao, 
độ đặc chắc của kết cấu càng tốt, chất lượng bê tông càng cao. Theo Carcano và Moreno [5], 
bê tông có vận tốc truyền xung siêu âm lớn hơn 4100m/s được xếp vào loại bê tông có chất 
lượng cao. Hình 2a và 2b lần lượt thể hiện vận tốc truyền xung siêu âm của các mẫu thường 
và mẫu bị ăn mòn sunphat. Kết quả thí nghiệm chỉ ra rằng, vận tốc truyền xung siêu âm có 
liên quan mật thiết đến khả năng chịu nén của bê tông. Các mẫu bê tông có cường độ chịu 
nén cao thì tương ứng có vận tốc truyền xung siêu âm cao. Tương tự như kết quả chịu nén, 
các mẫu bê tông bị ăn mòn sunphat có vận tốc truyền xung siêu âm nhỏ hơn các mẫu bê tông 
tương ứng ở điều kiện thường. Kết quả này cũng được giải thích tương tự như kết quả thí 
nghiệm xác định cường độ chịu nén, do sự hình thành gypsum và ettringite làm giảm chất 
lượng bê tông. Tuy nhiên, tất cả các mẫu bê tông trong nghiên cứu này đều có vận tốc truyền 
xung siêu âm lớn hơn 4100m/s, được phân loại là bê tông có chất lượng tốt như đã đề cập ở 
trên [5]. Kết quả này một phần là do sự có mặt của tro bay đã làm tăng khả năng chống ăn 
mòn sunphat, tương tự như kết quả từ các nghiên cứu trước [4,6-7,10-12].  
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
Ngµy tuæi (ngµy)
4000
4200
4400
4600
4800
5000
5200
M35
M40
M45
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
Ngµy tuæi (ngµy)
4000
4200
4400
4600
4800
5000
5200
M35
M40
M45
(a)  (b) 
Hình 2. Vận tốc truyền xung siêu âm 
(a) mẫu ngâm nước; (b) mẫu ngâm trong dung dịch Na2SO4 
Edited with the trial version of 
Foxit Advanced PDF Editor
To remove this notice, visit:
www.foxitsoftware.com/shopping
TẠP CHÍ KHOA HỌC TRƯỜNG ĐẠI HỌC HỒNG ĐỨC - SỐ 39.2018 
70 
3. KẾT LUẬN 
Bài báo này trình bày kết quả thí nghiệm về các đặc tính kỹ thuật của bê tông bị xâm 
thực bởi dung dịch Na2SO4 nồng độ 5%. Các mẫu bê tông thường được bảo dưỡng trong 
nước cũng được thí nghiệm để làm mẫu so sánh. Các kết quả chính được rút ra từ thí nghiệm 
cho thấy :  
Sau 91 ngày tuổi, cường độ chịu nén của các mẫu bê tông bị xâm thực sunphat giảm 
còn 86÷88% so với các mẫu bê tông thường. 
Vận tốc truyền xung siêu âm của các mẫu bê tông bị xâm thực thấp hơn các mẫu bê 
tông thường. 
Sự giảm chất lượng của bê tông trong môi trường bị xâm thực sunphat là do sự hình 
thành gypsum và ettringite gây giãn nở, nứt và giảm khả năng chịu lực của bê tông. 
Các mẫu bê tông trong nghiên cứu này có chất  lượng  tương đối  tốt khi có vận tốc 
truyền xung siêu âm lớn hơn 4100m/s, một phần do sự có mặt của tro bay trong thành phần 
cấp phối mẫu.  
TÀI LIỆU THAM KHẢO 
[1] Ngô Sĩ Huy, Lê Thị Thanh Tâm, Huỳnh Trọng Phước (2017), Effect of fly ash 
content on the compressive strength development of concrete”, Tạp chí Khoa học 
Công nghệ Xây dựng, Số 2, trang 31-36. 
[2] ACI  Committee  211  (1991),  Standard practice for selecting proportions for 
normal, heavyweight, and mass concrete.
[3] ASTM C618 (2005), Standard specification for coal fly ash and raw or calcined 
natural pozzolan for use in concrete.
[4] Chindaprasirt  P.,  Kanchanda  P.,  Sathonsaowaphak  A.,  and  Cao  H.  T.  (2007), 
Sulfate resistance of blended cements containing fly ash and rice husk ash, 
Construction and Building Materials, 21, pp. 1356-1361. 
[5] Carcano R. S., and Moreno E. I. (2008), Evaluation of concrete made with crushed 
limestone aggregate based on ultrasonic pulse velocity, Construction and Building 
Materials, 22, pp. 1125-1131. 
[6] Irassar E. F., Maio A. D., and Batic O. R. (1996), Sulfate attack on concrete with 
mineral admixtures, Cement and Concrete Research, 26(1), pp. 113-123. 
[7] Li G., and Zhao X. (2003), Properties of concrete incorporating fly ash and ground 
granulated blast-furnace slag, Cement and Concrete Composite, 25, 293-299. 
[8] Sahmaran  M.,  Kasap  O.,  Duru  K.,  and  Yaman  I.  O.  (2007),  Effects of mix 
composition and water-cement ratio on the sulfate resistance of blended cements, 
Cement and Concrete Composite, 29, pp. 159-167. 
[9] Shetty M. S. (2005), Concrete technology theory and practice, Ram Nagar, New 
Delhi, India. 
Edited with the trial version of 
Foxit Advanced PDF Editor
To remove this notice, visit:
www.foxitsoftware.com/shopping
 TẠP CHÍ KHOA HỌC TRƯỜNG ĐẠI HỌC HỒNG ĐỨC - SỐ 39.2018 
71 
[10] Sumer  M.  (2012),  Compressive strength and sulfate resistance properties of 
concretes containing Class F and Class C fly ashes, Construction and Building 
Materials, 34, pp. 531-536. 
[11] Torii K., Taniguchi K., and Kawamura M. (1995), Sulfate resistance of high fly 
ash content concrete, Cement and Concrete Research, 25(4), pp. 759-768. 
[12] Thomas M. D. A., Shehata M. H., Shashiprakash S. G., Hopkins D. S., and Cail 
K. (1999), Use of ternary cementitious systems containing silica fume and fly ash 
in concrete, Cement and Concrete Research, 29, pp. 1207-1214. 
THE ENGINEERING PROPERTIES OF CONCRETE 
UNDER SULFATE ATTACK 
Mai Thi Ngoc Hang, Luu Dinh Thi, Ha Van Son 
ABSTRACT 
This paper investigates the properties of concrete under sulfate attack. Concrete 
mixtures were designed with water to binder ratios of 0.35, 0.40, and 0.45. The raw fly ash 
of Nghi Son power plant was used to substitute 10% of cement in concrete mixtures. 
Concrete samples were immersed in 5% Na2SO4 solution and fresh water for comparison. 
The compressive strength and ultrasonic pulse velocity tests were conducted at 3, 7, 14, 28, 
56 and 91 days. Testing results indicate that the compressive strength and ultrasonic pulse 
velocity of concrete samples immersed in sulfate solution were lower than those of 
corresponding samples immersed in fresh water. The chemical reactions between sulfate ion 
with the hydration and puzzolanic products to form gypsum and ettringite are causes of 
expansion, cracks, and reduction in strength of concrete.
 Keywords: Concrete, sulfate attack, compressive strength, ultrasonic pulse velocity, 
gypsum, ettringite. 
Edited with the trial version of 
Foxit Advanced PDF Editor
To remove this notice, visit:
www.foxitsoftware.com/shopping