Bài học nhỏ về chống thấm | Phổ biến kiến ​​thức: Thủ phạm đằng sau hiện tượng thấm bê tông là gì? Tìm Hiểu Về Lỗ Chân Lông Mao Dẫn Và Lỗ Chân Lông Gel

Bê tông là vật liệu cơ bản chính cho tất cả các loại công trình. Nó được tạo ra bằng cách trộn xi măng, cát, đá, nước, và khi cần thiết, các phụ gia và phụ gia khoáng theo tỷ lệ thích hợp, sau đó trộn, tạo khuôn, bảo dưỡng và làm cứng. Do đó, nó có một mức độ mật độ nhất định. Các sản phẩm hydrat hóa xi măng (chẳng hạn như gel CSH) lấp đầy khoảng trống giữa các cốt liệu, về mặt lý thuyết dường như có tác dụng ngăn chặn sự xâm nhập của nước.

Tuy nhiên, trong quá trình làm khô và đông cứng của bê tông thông thường, do sự bay hơi nước và sự thay đổi thể tích do quá trình hydrat hóa xi măng gây ra, các lỗ mao mạch nhỏ và lỗ gel chắc chắn sẽ hình thành. Những lỗ chân lông này tạo thành con đường cho sự xâm nhập của nước và các chất có hại khác.

Đường kính lỗ rỗng trong bê tông (phân loại sơ bộ):

• Trong số đó, mao mạch nhỏ hơn 0,1 μm đóng vai trò quan trọng về độ bền và tính thấm.

• Các mao mạch lớn hơn 1 μm là kênh chính cho sự di chuyển của nước và các ion.

• Lỗ gel : < 0,002 μm, chủ yếu tồn tại bên trong các sản phẩm thủy hóa xi măng. Các phân tử nước có thể xâm nhập nhưng tốc độ thẩm thấu cực kỳ chậm.

• Lỗ mao mạch : 0,01 μm đến 10 μm . Đây là những lỗ rỗng quan trọng ảnh hưởng đến độ thấm và cường độ của bê tông.

• Các khuyết tật vĩ mô như vết nứt và bọt khí : > 10 μm, đến mức milimet.

Các vết nứt và lỗ chân lông nhỏ ở quy mô 5µm

Vô số mao mạch và lỗ chân lông nhỏ vốn có trong bê tông, cùng với độ nén không đều trong quá trình thi công dẫn đến hình thành tổ ong và lỗ rỗng, cho phép hơi ẩm thấm vào cấu trúc một cách tự nhiên và được vận chuyển vào bên trong.

Lỗ mao mạch : kênh chính để độ ẩm xâm nhập

Thí nghiệm cho thấy các lỗ rỗng có đường kính nhỏ hơn 25 nm và các lỗ rỗng đóng kín ít ảnh hưởng đến khả năng chống thấm của bê tông. Vì vậy, trong lĩnh vực nghiên cứu chống thấm và chống thấm, chúng tôi thường tập trung nhiều hơn vào các lỗ mao mạch.

Nói một cách đơn giản: mao dẫn là 'vấn đề chính', đóng vai trò là kênh chính để nước và các ion có hại (chẳng hạn như ion clorua và sunfat) xâm nhập vào bên trong bê tông.

Dưới áp suất hoặc tác động mao dẫn, nước ở dạng lỏng có thể di chuyển tương đối tự do trong các mao mạch liên kết với nhau. Ngay cả khi kích thước (đường kính lỗ rỗng) của các mao quản nhỏ và khả năng kết nối của chúng (độ phức tạp xoắn) phức tạp, sự di chuyển ion vẫn có thể xảy ra trong bê tông trong điều kiện xây dựng thực tế . Các ion clorua, gây ăn mòn thép và các ion sunfat, gây xói mòn bê tông, có thể hòa tan trong nước và được vận chuyển sâu vào bê tông thông qua các kênh này. Đồng thời, bê tông chắc chắn phải đối mặt với thiệt hại do đóng băng và tan băng - nước thấm vào các mao mạch sẽ tăng thể tích khi nó đóng băng, tạo ra ứng suất bên trong và các chu kỳ lặp đi lặp lại dẫn đến nứt vỡ bê tông. Hơn nữa, còn có phản ứng kiềm-cốt liệu - nước có thể hoạt động như một phương tiện, vận chuyển kiềm đến cốt liệu phản ứng qua các kênh, khiến bê tông giãn nở và nứt, cuối cùng dẫn đến nứt và hư hỏng kéo dài từ trong ra ngoài.

Vì vậy, các chiến lược cốt lõi về chống thấm và chống thấm, các vật liệu được lựa chọn và các giải pháp hệ thống có liên quan chặt chẽ đến các lỗ mao mạch c của bê tông.

1. Vật liệu chống thấm tinh thể xuyên thấu

Ý tưởng là các hoạt chất trong vật liệu sẽ thấm vào các mao mạch bằng nước, phản ứng với các sản phẩm hydrat hóa xi măng để tạo thành các tinh thể hình kim không tan trong nước, liên tục lấp đầy và chặn các mao mạch và các vết nứt nhỏ.

2. Vật liệu bịt kín bề mặt và kỵ nước

Phương pháp này liên quan đến việc sử dụng chất chống thấm nước silicon, lớp phủ chống thấm polymer và vữa chống thấm để tạo thành lớp màng không thấm nước hoặc chống thấm nước trên bề mặt bê tông, ngăn chặn sự xâm nhập của nước vào hệ thống mao dẫn. Là một chiến lược 'đóng cửa', đây đóng vai trò là tuyến phòng thủ đầu tiên chống nước xâm nhập vào bê tông, nhưng nó không giải quyết được các khiếm khuyết bên trong hiện có.

Lỗ chân lông dạng gel: lỗ chân lông giống như bọt biển hấp thụ các phân tử nước

Trong khả năng chống thấm và bịt kín chỗ rò rỉ, các lỗ gel có thể được coi là 'vấn đề phụ'. Do kích thước nhỏ nên nước rất khó chảy qua chúng, khiến chúng hầu như không thấm nước. Hiệu suất ngăn chặn rò rỉ của chúng chỉ có thể bị ảnh hưởng gián tiếp bằng cách ảnh hưởng đến mật độ và xu hướng co lại và nứt của cấu trúc vi mô tổng thể.

Tuy nhiên, các lỗ của gel có diện tích bề mặt bên trong lớn nên hấp thụ mạnh các phân tử nước . Nước này không tham gia vào dòng chảy và sự thẩm thấu nhưng lại ảnh hưởng đến trạng thái độ ẩm của bê tông. Thông thường, đường kính của phân tử hơi nước (H₂O) là khoảng 0,0004 μm (0,4 nanomet, hoặc 4 × 10⁻¹⁰ mét). Do đó, khi xử lý các môi trường ẩm ướt như tầng hầm, chỉ sử dụng chất chống thấm vô cơ (có tác dụng xử lý nước lỏng) là không đủ.

Hơn nữa, khi môi trường khô, nước bị hấp phụ thoát ra khỏi lỗ gel, làm cho lớp gel CSH co lại, từ đó gây ra hiện tượng co ngót tổng thể khi sấy khô bê tông. Nếu độ co ngót này bị hạn chế, các vết nứt nhỏ sẽ hình thành. Khi những vết nứt nhỏ này mở rộng vào mạng lưới mao mạch hoặc kết nối với nhau, chúng sẽ tạo ra các kênh thấm mới và nghiêm trọng hơn. Đây là tác động tiêu cực gián tiếp đáng kể nhất của lỗ chân lông gel trong việc ngăn ngừa rò rỉ.

Ma trận bê tông có thể được cải thiện ở cấp độ vi mô bằng cách điều chỉnh công thức trong quá trình thiết kế và sản xuất. Việc sử dụng các phụ gia khoáng như khói silica có thể tạo ra gel CSH mịn hơn bằng cách tận dụng 'hiệu ứng tro núi lửa' hoặc 'hiệu ứng tổng hợp vi mô', tinh chế và phân chia các lỗ mao mạch, đồng thời tối ưu hóa ma trận nơi đặt các lỗ gel; hoặc có thể giảm tỷ lệ nước-xi măng để giảm lượng nước tiêu thụ ban đầu ở giai đoạn cuối sản xuất, từ đó giảm tổng lượng nước bốc hơi và thất thoát trong tương lai.

Từ quan điểm của người dùng, việc ngăn chặn nước thấm do lỗ gel gây ra đòi hỏi phải chú ý nhiều hơn đến chiến lược chống ẩm hơn là chỉ chống thấm.

Đối với các dự án quy mô lớn như kỹ thuật ngầm và đường hầm, chúng tôi có thể lắp đặt các màng chống thấm và tấm cách nhiệt đáng tin cậy ở bên ngoài kết cấu. Lớp cách nhiệt có thể làm giảm sự thay đổi nhiệt độ, do đó gián tiếp làm giảm sự thay đổi độ ẩm, trong khi lớp chống thấm với màng polymer làm vật liệu cơ bản có thể cách ly hoàn toàn nước lỏng bên ngoài.

Trong môi trường gia đình, chúng ta cần thực hiện một cách tiếp cận có hệ thống hơn. Một hệ thống chống thấm, chống ẩm hoàn chỉnh nên bao gồm:

1, Lớp chống thấm (như kết tinh xuyên thấu) : giải quyết vấn đề xâm nhập của nước lỏng (bao gồm cả nước mao mạch) và bảo vệ cấu trúc.

2, Rào cản hơi/rào cản độ ẩm (tường bên trong) : Một màng chắn ẩm liên tục hoặc lớp phủ chống ẩm được lắp đặt trên bề mặt nền khô để chủ động ngăn hơi nước khuếch tán vào phòng.

3, Kiểm soát môi trường (máy hút ẩm) : Tích cực giảm độ ẩm không khí trong nhà (áp suất riêng phần hơi nước), đây là cách tối ưu để ngăn chặn sự ngưng tụ và nấm mốc.

Tóm lại, không cần phải lo lắng quá nhiều về các vấn đề do lỗ chân lông mao mạch hay lỗ chân lông gel gây ra. Chỉ cần 'chất lượng' bê tông kém, Canlon có thể cung cấp cho bạn giải pháp chuyên nghiệp .