Với sự phát triển của công nghệ xây dựng, số lượng ngày càng nhiều và quy mô của các công trình xây dựng, đòi hỏi công nghệ thi công ngày càng hiện đại và chính xác cao. Để đảm bảo chất lượng của công trình xây dựng, các phương pháp đánh giá chất lượng bê tông cần phát triển để ngoài việc kiểm tra chất lượng đầu vào, quy trình trộn tại trạm trộn… thì tại hiện trường thi công chủ yếu vẫn là đo độ sụt của vữa bê tông, lấy mẫu để kiểm tra cường độ sau này… Thực tế cho thấy việc kiểm tra đánh giá các tính chất như trên vẫn chưa đủ để đảm bảo rằng chất lượng bê tông đạt yêu cầu so với quy định để có thể thi công bơm, đổ dầm….

Hiện nay ở các nước phát triển trên thế giới, nhiều công ty cung ứng bê tông thương phẩm, nhiều nhà thầu chuyên thi công bê tông và các trung tâm nghiên cứu về vật liệu xây dựng, các trung tâm nghiên cứu phát triển... đang nghiên cứu triển khai sâu về lĩnh vực lưu biến của vật liệu xây dựng, trong đó có .bê tông. với. mục đích .tìm ra .những phương pháp, cách thức, thiết bị, thông số đặc trưng để đánh giá đúng và đủ chất lượng bê tông. Những phương pháp mới này phải đáp ứng được độ chính xác, độ tin cậy cao hơn so với phương pháp truyền thống là độ sụt. Song song với đó, các công ty sản xuất trang thiết bị thí nghiệm cũng cải tiến, chế tạo các trang thiết bị, máy móc thí nghiệm đo độ lưu biến của bê tông có độ chính xác cao hơn để phục vụ cho các nghiên cứu đánh giá này.

Thí nghiệm ép kéo (Squeeze test) được sử dụng để xác định tính lưu biến của các vật liệu gốc xi măng và đánh giá khả năng đùn của vật liệu đó. Trong thực tế các thí nghiệm ép thường được sử dụng như một kỹ thuật đơn giản để xác định các tính chất đặc trưng cho dòng chảy của vật liệu ở thể keo có độ đặc cao (highly concentrated suspensions) như polymer nóng chảy, bột gốm nhão hoặc thâm chí là gel làm tóc… Hầu hết các loại vật liệu này hoạt động như chất lỏng có độ nhớt cao hoặc chất dẻo. Việc đánh giá hành vi lưu biến của vật liệu là rất cần thiết để dự đoán trước ứng xử của vật liệu nhằm kịp thời đưa ra các giải pháp xử lý các tình huống phát sinh khi thi công.

Xanthan (còn gọi là Xanthan gum) là một polysaccharide tự nhiên dạng bột, được tạo ra thông qua quá trình lên men của đường (glucose hoặc sucrose) do vi khuẩn Xanthomonas campestris đảm nhiệm. Nó thường được sử dụng như một phụ gia trong thực phẩm, đối với mỹ phẩm nó như là chất tạo đặc và chất nhũ hóa. Trong xây dựng, Xanthan đã được nghiên cứu và ứng dụng trong vật liệu xây dựng cầu đường như chất kết dính để ổn định nền đất khi xây dựng đường ở Sri Lanka, phụ gia điều chỉnh độ nhớt trong bê tông tự đầm… và trong công nghệ vật liệu xây dựng nói chung, Xanthan được sử dụng như phụ gia điều chỉnh nhớt, chất làm đặc… trong bê tông. Tuy nhiên để nắm được các vấn đề cốt lõi cũng như làm chủ được việc ứng dụng phụ gia Xanthan trong xây dựng, việc nghiên cứu về tính lưu biến của Xanthan và đề xuất hướng ứng dụng cụ thể trong xây dựng ở Việt Nam là rất cần thiết và có tính thực tiễn cao.

Trong bài viết này, từ những kết quả thí nghiệm xác định ứng xử lưu biến và kết quả thí nghiệm cường độ chịu nén của bê tông sử dụng phụ gia Xanthan sẽ đánh giá được phần nào khả năng ứng dụng Xanthan trong xây dựng cũng như đưa ra một số khuyến nghị cần thiết nhằm nâng cao hiệu quả ứng dụng của loại phụ gia này trong xây dựng.

Từ kết quả thí nghiệm ép kéo công bố bởi cho thấy tính ổn định của Xanthan là không cao. Khi bị ép tới chiều dày cho trước, hồ Xanthan vẫn có khả năng sắp xếp vị trí các hạt phân tử bằng các dòng chảy bên trong hỗn hợp. Điều này dễ hiểu vì Xanthan là một polyme sinh học có tính nhầy, dẻo, đông đặc. Sau khi kết thúc thí nghiệm, tức là quá trình tách rời giữa hai mặt phẳng đã kết thúc, vật liệu bị chia tách thành một phần nằm ở mặt phẳng cố định phía dưới, phần còn lại dính vào mặt phẳng di động phía trên, ta thấy tất cả các mẫu thí nghiệm đều không bị phân tách. Hỗn hợp Xanthan tập trung ở tâm của mặt phẳng phía dưới và hầu như không có vật liệu dính ở mặt phẳng phía trên.

Như vậy lực dính giữa vật liệu thí nghiệm và các mặt phẳng không đủ để thắng được nội lực của hỗn hợp Xanthan. Điều đó chứng tỏ giá trị lực ghi nhận được trong quá trình ép kéo là lực dính giữa Xanthan và các mặt phẳng thí nghiệm. Đồng thời chứng tỏ Xanthan có thể sử dụng làm chất làm dày, đông đặc khi ứng dụng trong vật liệu xây dựng. Giá trị ứng suất ép và ứng suất kéo thu được cũng rất nhỏ, cho thấy khả năng cải thiện, điều chỉnh tính dính bám với ván khuôn, giúp tróc khuôn dễ dàng nếu sử dụng trong bê tông với tỉ lệ hợp lý.

Nghiên cứu đã đánh giá sơ bộ khả năng ứng dụng Xanthan trong bê tông. Thông qua kết quả thí nghiệp ép kéo để đánh giá ứng xử lưu biến của hồ Xanthan, tác giả đã triển khai thí nghiệm nén mẫu bê tông sử dụng phụ gia Xanthan (2%), đánh giá sự thay đổi cường độ của bê tông. Kết quả cho thấy Xanthan có thể sử dụng trong bê tông để cải thiện tính dính bám với khuôn và tăng khả năng tróc khuôn dễ dàng. Đồng thời khi trộn Xanthane trong bê tông với hàm lượng 2% cũng góp phần tăng cường độ chịu nén của bê tông với mức tăng 7%. Để ứng dụng Xanthan trong bê tông xây dựng đạt hiệu quả thì đây chỉ là nghiên cứu bước đầu, cần triển khai đánh giá ảnh hưởng của loại phụ gia này với phổ tỉ lệ phần trăm rộng hơn, chi tiết hơn. Ngoài ra cần đánh giá thêm nhiều tính chất cơ lý của bê tông như độ sụt, độ hút nước, tính thấm, … cũng như các tính chất từ biến của bê tông, …