» TCVN 13947:2024 được biên soạn trên cơ sở tham khảo tiêu chuẩn BS EN 15743:2010 + A1:2015 Supersulfated cement - Composition, specifications and conformity criteria (Xi măng xỉ lò cao hoạt hóa sulfat - Thành phần, yêu cầu kỹ thuật và tiêu chí phù hợp).
TCVN 13947:2024 do Viện Vật liệu Xây dựng biên soạn, Bộ Xây dựng đề nghị, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng thẩm định, Bộ Khoa học và Cõng nghệ công bố.
1. Phạm vi áp dụng
Tiêu chuẩn này quy định các yêu cầu kỹ thuật của xi măng xỉ lò cao hoạt hóa sulfate và các thành phần của loại xi măng này. Tiêu chuẩn này cũng nêu rõ các tiêu chí phù hợp tiêu chuẩn và các quy định có liên quan.
2. Tài liệu viện dẫn
Các tài liệu chính bao gồm: EN 196 (các phần) về phương pháp thử xi măng như xác định cường độ, phân tích hóa học, thời gian đông kết, độ ổn định thể tích, lấy mẫu và nhiệt thủy hóa; EN 197 về thành phần và đánh giá sự phù hợp của xi măng; EN 459-1 về vôi xây dựng; và EN 934 về phụ gia cho bê tông, vữa và vữa trát.
3. Thuật ngữ và định nghĩa
Trong tiêu chuẩn này sử dụng các thuật ngữ và định nghĩa sau:
- Nhiệt thủy hóa là lượng nhiệt sinh ra trong quá trình thủy hóa xi măng trong một khoảng thời gian nhất định.
- Cấu tử chính là xỉ hạt lò cao và calci sulfate, chiếm lớn hơn 90% theo khối lượng của tổng các cấu tử.
- Cấu tử bổ sung là clanhke xi măng poóc lăng và các vật liệu vô cơ khác được sử dụng với tỷ lệ không lớn hơn 10% theo khối lượng.
- Chu kỳ kiểm soát là khoảng thời gian sản xuất và xuất xưởng được xác định để đánh giá kết quả thử nghiệm.
- Giá trị đặc trưng là giá trị của một tính chất mà các giá trị nằm ngoài chỉ chiếm một tỷ lệ phần trăm xác định.
- Giá trị đặc trưng yêu cầu là giá trị cần đạt đối với các tính chất cơ học, vật lý hoặc hóa học theo quy định.
- Giá trị giới hạn đối với kết quả đơn lẻ là giá trị mà từng kết quả thử nghiệm riêng biệt phải đáp ứng.
Ngoài ra còn có các khái niệm như xác suất chấp nhận, kế hoạch lấy mẫu, mẫu điểm và công tác tự thử nghiệm phục vụ cho việc kiểm soát chất lượng.
4. Xi măng xỉ lò cao hoạt hóa sulfate
Xi măng xỉ lò cao hoạt hóa sulfate là chất kết dính thủy lực, tức là vật liệu vô cơ mịn khi trộn với nước sẽ tạo thành hồ có khả năng đông kết và đóng rắn do phản ứng thủy hóa, đồng thời sau khi đóng rắn vẫn duy trì cường độ và độ ổn định trong môi trường nước.
Loại xi măng này bao gồm chủ yếu xỉ hạt lò cao và calci sulfate, được gia công và sản xuất theo quy trình đảm bảo tính đồng nhất. Trong đó, xỉ hạt lò cao nghiền mịn đóng vai trò chính và được hoạt hóa bằng calci sulfate, khác với cơ chế của xi măng poóc lăng thông thường.
Một lượng nhỏ cấu tử bổ sung có thể được sử dụng nhằm thúc đẩy quá trình hoạt hóa và phát triển cường độ ở tuổi sớm.
5. Nguyên vật liệu chế tạo
Nguyên vật liệu chế tạo xi măng bao gồm các cấu tử chính, cấu tử bổ sung và phụ gia.
- Xỉ hạt lò cao được tạo thành từ quá trình làm nguội nhanh xỉ nóng chảy trong lò cao, có thành phần pha thủy tinh chiếm ít nhất hai phần ba khối lượng. Thành phần hóa học phải đảm bảo tổng CaO, MgO và SiO₂ không nhỏ hơn hai phần ba, và tỷ lệ (CaO + MgO)/SiO₂ lớn hơn 1,0.
- Calci sulfate có thể là thạch cao, hemihydrate hoặc anhydrite, có nguồn gốc tự nhiên hoặc từ quá trình sản xuất công nghiệp.
- Clanhke xi măng poóc lăng là vật liệu thủy lực, trong đó các khoáng silicat canxi chiếm ít nhất hai phần ba khối lượng, tỷ lệ CaO/SiO₂ không nhỏ hơn 2,0 và hàm lượng MgO không vượt quá 5,0%.
- Các cấu tử bổ sung khác là vật liệu khoáng vô cơ được lựa chọn phù hợp, không làm suy giảm độ bền lâu hoặc khả năng bảo vệ cốt thép của bê tông.
- Phụ gia được phép sử dụng với hàm lượng không lớn hơn 1,0% khối lượng xi măng và không được gây ảnh hưởng bất lợi đến tính chất của xi măng hoặc bê tông.
6. Ký hiệu và thành phần
Xi măng xỉ lò cao hoạt hóa sulfate được ký hiệu là SSC (Supersulfated cement).
Thành phần xi măng phải phù hợp với quy định trong Bảng 1.
Bảng 1 - Thành phần xi măng xỉ lò cao hoạt hóa sulfate
| Loại xi măng | Ký hiệu | Thành phần (% khối lượng) | |||
| Xỉ hạt lò cao (S) | Calci sulfate (Cs) | Clanhke (K) | Cấu tử bổ sung (A) | ||
| Xi măng xỉ lò cao hoạt hóa sulfate | SSC | ≥ 75% | 5 - 20% | 0 < K ≤ 5% | 0 ≤ A ≤ 5% |
| (Các giá trị tính theo tổng khối lượng cấu tử chính và cấu tử bổ sung). | |||||
7. Yêu cầu kỹ thuật
7.1 Yêu cầu về tính chất cơ học
Cường độ chuẩn của xi măng xỉ lò cao hoạt hóa sulfate là cường độ nén được xác định theo EN 196-1 ở tuổi 28 ngày và phải phù hợp với các yêu cầu trong Bảng 2. Ba mác cường độ chuẩn được quy định, bao gồm: mác 32,5; mác 42,5 và mác 52,5 (xem Bảng 2).
Cường độ sớm của xi măng xỉ lò cao hoạt hóa sulfate là cường độ nén được xác định theo theo EN 196- 1 ở tuổi 2 hoặc 7 ngày và phải phù hợp với các yêu cầu trong Bảng 2. Hai mác cường độ sớm được quy định cho mỗi mác cường độ chuẩn, bao gồm: mác cường độ sớm thấp, được ký hiệu bằng L và mác có cường độ sớm thông thường, được ký hiệu bằng N. (Xem Bảng 2).
Bảng 2 - Các yêu cầu cơ học và vật lý được đưa dưới dạng các giá trị đặc trưng
| Mác cường độ | Cường độ nén, MPa | Thời gian bắt đầu đông kết, min | Độ ổn định thể tích (độ nở), mm | |||
| Cường độ tuổi sớm | Cường độ tiêu chuẩn | |||||
| 2 ngày | 7 ngày | 28 ngày | ||||
| 32,5 L | - | ≥ 12,0 | ≥ 32,5 | ≤ 52,5 | ≥ 75 | ≤ 10 |
| 32,5 N | - | ≥ 16,0 | ||||
| 42,5 L | - | ≥ 16,0 | ≥ 42,5 | ≤ 62,5 | ≥ 60 | |
| 42,5 N | ≥ 10,0 | - | ||||
| 52,5 L | ≥ 10,0 | - | ≥ 52,5 | - | ≥ 45 | |
| 52,5 N | ≥ 20,0 | - | ||||
Các giá trị 32,5; 42,5; 52,5 biểu thị các mác cường độ tiêu chuẩn.
Ví dụ: Một loại xi măng xỉ lò cao hoạt hóa sulfate có cường độ tiêu chuẩn là 42,5 và cường độ tuổi sớm thông thường thì sẽ được ký hiệu như sau: xi măng xỉ lò cao hoạt hóa sulfate TCVN 13947:2024:SSC 42,5 N.
7.2 Yêu cầu về tính chất vật lý
Thời gian bắt đầu đông kết phải phù hợp với các yêu cầu ở Bảng 2, được xác định theo EN 196-3.
Độ ổn định thể tích phải phù hợp với các yêu cầu ở Bảng 2, được xác định theo EN 196-3.
Nhiệt thủy hóa không được lớn hơn giá trị đặc trưng là 220 J/g, được xác định theo EN 196-8 ở tuổi 7 ngày hoặc theo TCVN 11970:2018 (EN 196-9) ở tuổi 41 h. Do đó, SSC cũng được phân là loại xi măng nhiệt thủy hóa rất thấp.
Các tính chất của xi măng xỉ lò cao hoạt hóa sulfate phải phù hợp với yêu cầu được liệt kê trong cột thứ ba trong Bảng 3 khi thử nghiệm theo các phương thử được liệt kê tương ứng ở cột 2 trong bảng này.
Bảng 3 - Yêu cầu về thành phần hóa được quy định dưới dạng các giá trị đặc trưng
| Tính chất | Tiêu chuẩn thử nghiệm | Yêu cầu kỹ thuật a |
| Mất khi nung | EN 196-2 | ≤ 5,0 % |
| Cặn không tan | EN 196-2 b | ≤ 5,0 % |
| Hàm lượng sulfat (quy về SO3) | EN 196-2 | ≥ 5,0 % ≤ 12,0 % |
| Hàm lượng Chloride | EN 196-2 | ≤ 0,10 % c |
a Các yêu cầu kỹ thuật được quy định theo phần trăm khối lượng xi măng thành phẩm.
b Xác định cận không tan trong axit clohydric và natri cacbonat.
c Xi măng xỉ lò cao hoạt hóa sulfate có thể chứa chloride lớn hơn 0,1% nhưng hàm lượng chloride lớn nhất phải được ghi trên bao bì và/hoặc phiếu giao hàng.
7.4 Yêu cầu về độ bền lâu
Trong nhiều ứng dụng, đặc biệt trong các điều kiện môi trường khắc nghiệt, việc lựa chọn xi măng sẽ ảnh hưởng tới độ bền của bê tông, vữa xây và vữa trát, ví dụ: độ bền băng giá, bền hóa chất và khả năng bảo vệ cốt thép.
Việc lựa chọn loại và mác cường độ xi măng, liên quan tới các ứng dụng khác nhau và mức độ tiếp xúc với môi trường phải tuân theo các tiêu chuẩn và/hoặc quy định thích hợp về bê tông, vữa trát và vữa xây đang còn hiệu lực tại nơi sử dụng.
Xi măng xỉ lò cao hoạt hóa sulfate phù hợp với các yêu cầu kỹ thuật của tiêu chuẩn này được xem là có tính chất bền sulfat.
8. Tiêu chí phù hợp
8.1 Quy định chung
Sự phù hợp của xi măng xỉ lò cao hoạt hóa sulfate phải được đánh giá liên tục dựa trên kết quả thử nghiệm của các mẫu được lấy tại điểm xuất sản phẩm. Việc đánh giá được thực hiện theo chu kỳ kiểm soát, đảm bảo phản ánh đúng quá trình sản xuất và chất lượng thực tế của xi măng.
Các phép thử sử dụng để đánh giá sự phù hợp bao gồm các chỉ tiêu cơ học, vật lý và hóa học đã được quy định trong tiêu chuẩn này.
8.2 Tiêu chí thống kê
Phân vị Pk, được chỉ ra trong Bảng 5, dựa trên phân vị này, giá trị đặc trưng quy định được xác định; Xác suất cho phép chấp nhận CR, quy định trong Bảng 5.
Bảng 5 - Giá trị phân vị và xác suất chấp nhận
| Giá trị yêu cầu | Yêu cầu đối với tính chất cơ học | Yêu cầu đối với tính chất vật lý và hóa học | |
| Cường độ sớm và cường độ chuẩn (giới hạn dưới) | Cường độ chuẩn (giới hạn trên) | ||
| Phân vị Pk, dựa trên đó, giá trị đặc trưng quy định được xác định | 5% | 10% | |
| Xác suất chấp nhận CR | 5% | ||
8.2.1 Phương pháp theo biến số
Phương pháp này dựa trên giá trị trung bình (x̄) và độ lệch chuẩn (s) của các kết quả thử nghiệm trong chu kỳ kiểm soát.
Điều kiện chấp nhận được xác định theo công thức:
x̄ − kA × s ≥ L
và
x̄ + kA × s ≤ U
Trong đó:
- x̄ là giá trị trung bình cộng của tất cả các kết quả thử nghiệm trong chu kỳ kiểm soát;
- s là độ lệch tiêu chuẩn của tổng các kết quả tự thử nghiệm trong chu kỳ kiểm soát;
- kA là hằng số chấp nhận;
- L là giới hạn dưới theo quy định được đưa ra trong Bảng 2;
- U là giới hạn trên theo quy định được đưa ra trong Bảng 3.
Hằng số chấp nhận kA phụ thuộc vào phân vị Pk mà nó là cơ sở để xác định giá trị đặc trưng, vào xác suất cho phép theo chấp nhận CR và vào số lượng các kết quả thử nghiệm n. Giá trị của kA được liệt kê trong Bảng 6
Bảng 6 - Hệ số chấp nhận kA
| Số lượng các kết quả thử nghiệm, n | kA (Pk = 5%) Cường độ sớm và chuẩn (giới hạn dưới) |
kA (Pk = 10%) Các tính chất khác |
|
20 đến 21 22 đến 23 24 đến 25 26 đến 27 28 đến 29 30 đến 34 35 đến 39 40 đến 44 45 đến 49 50 đến 59 60 đến 69 70 đến 79 80 đến 89 90 đến 99 100 đến 149 150 đến 199 200 đến 299 300 đến 399 >400 |
2,40 2,35 2,31 2,27 2,24 2,22 2,17 2,13 2,09 2,07 2,02 1,99 1,97 1,94 1,93 1,87 1,84 1,80 1,78 |
1,93 1,89 1,85 1,82 1,80 1,78 1,73 1,70 1,67 1,65 1,61 1,58 1,56 1,54 1,53 1,48 1,45 1,42 1,40 |
| Các giá trị đưa trong bảng này áp dụng đối với CR = 5% | ||
8.2.2 Phương pháp theo thuộc tính
Số lượng của các kết quả thử nghiệm nằm ngoài giá trị đặc trưng cD phải được đếm và so sánh với giá trị có thể chấp nhận được CA, trong đó cA được tính toán từ số lượng các kết quả tự thử nghiệm và phân vị Pk, và được quy định trong Bảng 7.
Sự phù hợp được xác nhận khi công thức (3) được thỏa mãn: cD ≤ cA (3)
Giá trị của cA phụ thuộc vào phân vị Pk - cơ sở để xác định giá trị đặc trưng, vào xác suất cho phép theo chấp nhận CR và vào số lượng các kết quả thử nghiệm n. Giá trị của cA được được liệt kê trong Bảng 7.
Bảng 7 - Số lượng mẫu không đạt cho phép
| Số lượng các phép thử, n a | Giá trị của CA, tương ứng với giá trị Pk = 10% |
|
20 đến 39 40 đến 54 55 đến 69 70 đến 84 85 đến 99 100 đến 109 110 đến 123 124 đến 136 |
0 1 2 3 4 5 6 7 |
| Các giá trị được ghi trong bảng áp dụng đối với CR = 5% | |
a Nếu các giá trị của kết quả thử nghiệm là n < 20 (cho Pk =10%) thì không thể cố tiêu chí phù hợp theo thống kê. Mặc dù vậy, đối với các trường hợp n < 20, thi tiêu chí cA = 0 phải được sử dụng. Nếu số lượng các kết quả thử nghiệm là n > 136, thì cA có thể được tính như sau: cA = 0,075 (n - 30).
8.3 Tiêu chí đối với kết quả thử nghiệm đơn lẻ
Ngoài các tiêu chí thống kê, từng kết quả thử nghiệm riêng lẻ cũng phải đáp ứng các giới hạn quy định.
Bảng 8 - Giá trị giới hạn đối với kết quả đơn lẻ
| Tính chất |
Mác cường độ | ||||||
| 32,5 N | 32,5 L | 42,5 N | 42,5 L | 52,5 N | 52,5 L | ||
| Cường độ sớm (MPa), giá trị giới hạn dưới | 2 ngày | - | - | 8,0 | - | 18,0 | 8,0 |
| 7 ngày | 14,0 | 10,0 | - | 14,0 | - | - | |
| Cường độ chuẩn (MPa), giá trị giới hạn dưới | 28 ngày | 30,0 | 30,0 | 40,0 | 40,0 | 50,0 | 50,0 |
| Thời gian bắt đầu đông kết (min), giá trị giới hạn dưới |
60 | 50 | 40 | ||||
| Độ ổn định thể tích (độ nở, mm), giá trị giới hạn trên | 10 | ||||||
| Hàm lượng sulfat (quy về % SO3) | Giá trị giới hạn dưới | 4,0 | |||||
| Giá trị giới hạn trên | 13,0 | ||||||
| Hàm lượng chloride (%), giá trị giới hạn trên | 0,10 | ||||||
| Nhiệt thủy hóa (J/g), giá trị giới hạn trên | 250 | ||||||
9. Tiêu chí phù hợp về thành phần và cấu tử
Thành phần xi măng phải được kiểm tra định kỳ, tối thiểu mỗi tháng một lần. Giá trị trung bình của các mẫu trong chu kỳ kiểm soát phải đáp ứng yêu cầu quy định.
Các cấu tử sử dụng trong xi măng phải đáp ứng các yêu cầu kỹ thuật và được kiểm soát trong quá trình sản xuất, đồng thời cần có hồ sơ xác nhận phù hợp.
10. Phụ lục A - Lưu ý khi sử dụng
Xi măng xỉ lò cao hoạt hóa sulfate không nên trộn với các chất kết dính khác khi sử dụng trong sản xuất bê tông.
Hệ thống vận chuyển, silo chứa cần được làm sạch trước khi sử dụng để tránh nhiễm chéo.
Cần xem xét ảnh hưởng của phụ gia đến tính chất cơ học và độ bền của bê tông. Đồng thời, cần chú ý đến điều kiện thời tiết, thời gian thi công, bảo dưỡng và xử lý nhiệt để đảm bảo quá trình thủy hóa diễn ra hiệu quả.
Cem.Mart
