Nghiên cứu ảnh hưởng của tách chiết kiềm đến tấn công nội sulfate do hình thành ettringite gián đoạn

KHOA HỌC KỸ THUẬT THỦY LỢI VÀ MÔI TRƯỜNG - SỐ 61 (6/2018) 69 
BÀI BÁO KHOA HỌC 
NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA TÁCH CHIẾT KIỀM ĐẾN TẤN CÔNG 
NỘI SULFATE DO HÌNH THÀNH ETTRINGITE GIÁN ĐOẠN 
Nguyễn Văn Hướng1 
Tóm tắt: Sự hình thành ettringite thông thường trong giai đoạn đầu của quá trình hyđrat được xem 
có hiệu quả tích cực bởi nó cho phép điều chỉnh quá trình ninh kết của xi măng, xong nó lại đóng 
vai trò tiêu cực khi ettringite hình thành khi vật liệu của xi măng đông cứng (gọi là sự hình thành 
ettringite gián đoạn). Sự hình thành ettringite gián đoạn là một dạng của tấn công nội sulfate do 
sớm bị xử lý nhiệt ở nhiệt độ cao hơn khoảng 70oC. Nhiệt độ cao trong quá trình hyđrat sẽ ngăn 
chặn sự hình thành và/ hoặc phân hủy ettringite thông thường (nguyên sinh) trong quá trình hyđrat 
của xi măng, sau đó vật liệu của xi măng khô cứng và trong điều kiện môi trường ẩm, ettringite sẽ 
lại hình thành gây ra giãn nở hoặc nứt nẻ. Các cấu kiện bê tông thường chịu ảnh hưởng bởi sự thay 
đổi của thời tiết tự nhiên trong suốt quá trình tồn tại, tính chất của dung dịch lỗ rỗng chắc chắn sẽ 
bị thay đổi do môi trường. Nghiên cứu này đã thí nghiệm xác định biến dạng dài của mẫu vữa và 
nồng độ Na+ và K+ của dung dịch ngâm mẫu dưỡng hộ trong hai điều kiện (nước ngâm không 
không thay đổi trong suốt quá trình thí nghiệm và thay đối định kỳ) trong thời đoạn khoảng 700 
ngày. Kết quả thực nghiệm của bài báo này chỉ ra rằng sự tách chiết của các iôn kiềm (Na+ và K+) 
vào trong dung dịch dưỡng hộ đóng một vai trò quan trọng trong cơ chế giãn nở bởi sự hình thành 
ettringite gián đoạn. 
Từ khóa: Bê tông, vữa, giãn nở, chiết tách, kiềm, hình thành ettringite gián đoạn (DEF). 
1. ĐẶT VẤN ĐỀ 1 
Tấn công nội sulfate do hình thành ettringite 
gián đoạn là do vật liệu của xi măng (bê tông, vữa 
hoặc hồ xi măng) non tuổi bị xử lý nhiệt ở nhiệt 
độ cao hơn khoảng 70oC (nhiệt độ này do xử lý 
nhiệt để kích thích phát triển cường độ đối với bê 
tông đúc sẵn, bê tông thi công trong điều kiện thời 
tiết nóng hoặc bê tông khối lớn). Nhiệt độ cao 
trong quá trình hyđrat sẽ ngăn chặn sự hình thành 
và/ hoặc phân hủy ettringite thông thường (normal 
ettringite) trong quá trình hyđrat, sau đó bê tông 
đông cứng và về nhiệt độ môi trường trong điều 
kiện ẩm, ettringite gián đoạn sẽ hình thành gây 
giãn nở hay nứt thậm chí kết cấu bị phá hoại 
(Taylor et al, 2001), (Escadeillas et al, 2007), 
(Collepardi, 2003), (Hướng & Lộc, 2011). Tấn 
công nội sun phát bởi DEF được phát hiện từ giữa 
những năm 1980 trên các cấu kiện tà vẹt của 
1 Khoa Xây dựng Thủy lợi – thủy điện, Trường Đại học 
Bách Khoa – Đại học Đà Nẵng, 
đường ray tàu hỏa bằng bê tông đúc sẵn 
(Mielenz et al, 1995), nó được xem là một bệnh 
mới đối với bê tông so với tấn công ngoại 
sulfate (nguồn sulfate tấn công đến từ môi 
trường công trình tồn tại). Hậu quả của tấn công 
nội sulfate do DEF gây ra giãn nở, nứt dẫn đến 
làm giảm các đặc trưng cơ học như cường độ, 
mô đun đàn hồi và độ bền của công trình bê 
tông (Zhang et al, 2002a), (Brunetaud et al, 
2008), (Hornain, 2007). 
Nghiên cứu về ảnh hưởng của các nhân tố 
đến sự hình thành ettringte gián đoạn, Nguyen 
đã tổng hợp các nhân tố ảnh hưởng đến DEF 
thành bốn nhóm nhân tố (Nguyen, 2013): 
- Điều kiện nhiệt độ ở thời điểm non tuổi 
(ngưỡng nhiệt độ, thời gian xử lý nhiệt, thời 
điểm xử lý nhiệt,...); 
- Tính chất của vật liệu (xi măng, cốt liệu, 
phụ gia,...); 
- Cấu trúc của bê tông, vữa hay hồ xi măng 
(độ rỗng, vi cấu trúc); 
 KHOA HỌC KỸ THUẬT THỦY LỢI VÀ MÔI TRƯỜNG - SỐ 61 (6/2018) 70 
- Điều kiện môi trường mà vật liệu của xi 
măng tồn tại sau khi xử lý nhiệt. 
Cho đến nay, đã có một số nghiên cứu về ảnh 
hưởng của điều kiện môi trường sau khi bị xử lý 
nhiệt đến tấn công nội sulfate bởi DEF. Heinz 
và cộng sự (Heinz et al, 1999) đã thí nghiệm 
trên các mẫu tồn tại ở các độ ẩm khác nhau 
trong 780 ngày đã kết luận rằng độ ẩm tương 
đối cần thiết cho tấn công nội sulfate bởi DEF là 
không nhỏ hơn 95%. Trong khi đó các nghiên 
cứu khác của Shimada (Shimada & Young, 
2004) và Graf (Graf, 2007) cho rằng ngưỡng độ 
ẩm này là 92%; Famy và cộng sự (Famy et al, 
2001) đã thí nghiệm trên các mẫu vữa trong các 
điều kiện dưỡng hộ mẫu khác nhau (độ ẩm 
tương đối 90÷100% và ngâm trong nước, dung 
dịch LiOH và KOH) trong thời gian 900 ngày 
sau khi mẫu bị xử lý nhiệt ở 90oC trong 12 giờ, 
kết quả cho thấy: tốc độ và biên độ giãn nở của 
mẫu ngâm trong nước lớn hơn so với mẫu trong 
môi trường ẩm, các mẫu ngâm trong môi trường 
KOH có giãn nở nhỏ hơn so với mẫu ngâm 
trong môi trường nước, thậm chí khi mẫu ngâm 
trong dung dịch có nồng độ KOH là 920 mmol/l 
không thể hiện bất cứ sự giãn nở nào sau hơn 
500 ngày. Từ các kết quả này, Famy và cộng sự 
cho rằng, cơ chế giãn nở do DEF có liên quan 
đến việc chiết tách kiềm từ dung dịch lổ rỗng 
của vật liệu ra bên ngoài; ngoài ra, các nghiên 
cứu của Famy (Famy, 1999), Flatt (Flatt & 
Scherer, 2008), Leklou (Leklou et al, 2013) cho 
rằng nhiệt độ của nước ngâm mẫu sau khi xử lý 
nhiệt có ảnh hưởng quan trọng đến quá trình 
giãn nở do DEF. Các nghiên cứu này cho rằng 
tồn tại một ngưỡng nhiệt độ giới hạn của nước 
ngâm mẫu, nếu nhiệt độ của nước ngâm mẫu 
lớn hơn giới hạn này thì mẫu sẽ không bị giãn 
nở do DEF, tuy nhiên trị số về ngưỡng nhiệt độ 
giới hạn này của các nghiên cứu trên là chưa có 
sự thống nhất. 
Cho đến nay, đã có nhiều nghiên cứu về ảnh 
hưởng của chu trình xử lý nhiệt (đối với vật liệu 
của xi măng), tính chất của xi măng đến giãn nở 
do DEF. Tuy nhiên, có ít nghiên cứu về điều 
kiện dưỡng hộ (môi trường) mẫu sau khi xử lý 
nhiệt đến cơ chế giãn nở do DEF. Bài báo này 
sẽ nghiên cứu về ảnh hưởng của sự tách chiết 
kiềm do các điều kiện bảo dưỡng mẫu khác 
nhau đến quá trình giãn nở của mẫu vữa do tấn 
công nội sulfate bởi DEF. 
2. NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM 
2.1 Vật liệu thí nghiệm 
- Xi măng: loại xi măng thí nghiệm được ký 
hiệu là “b” có thành phần hóa học, thành phần 
khoáng và tính chất vật lý như ở Bảng 1. Theo 
Tiêu chuẩn BS EN 196-10:2016, xi măng này 
thuộc loại CEM I 52.5 N. Ngoài ra, đối với xi 
măng b được thêm vào 3.1% Na2SO4 (được ký 
hiệu là “bs”) nhằm tăng khả năng ứng xử gây 
giãn nở cũng như giảm thời gian thí nghiệm 
(Nguyen et al, 2013), (Leklou et al, 2017). 
- Cát: cát dùng trong thí nghiệm là loại cát tiêu 
chuẩn silic Leucate phù hợp với BS EN 196-
10:2016. Theo tiêu chuẩn NF-P 18-590, loại cát 
này không gây ra phản ứng kiềm cốt liệu. 
Bảng 1. Thành phần hóa học, thành phần 
khoáng và tính chất vật lý của xi măng 
Thành phần hóa học (%) và tính chất vật lý 
SiO2 19.50 
Al2O3 5.20 
Fe2O3 2.30 
CaO 64.20 
MgO 0.90 
SO3 3.50 
Na2O 0.007 
K2O 1.07 
Na2Oeq. 0.77 
LOI 2.40 
Khối lượng riêng (g/ cm3) 3.09 
Diện tích bề mặt Blaine (cm2/g) 4000 
Thành phần khoáng (%) 
C3S 66.0 
C2S 13.0 
C3A 11.0 
C4AF 7.0 
2.2 Thiết bị thí nghiệm 
- Giãn nở kế dùng để đo biến dạng dài có độ 
chính xác đến 1m (Hình 1.a). Để đo được biến 
dạng dài, hai núm bằng vật liệu đồng được chốt 
vào khuôn trước khi đúc mẫu (Hình 1.b), thiết bị 
KHOA HỌC KỸ THUẬT THỦY LỢI VÀ MÔI TRƯỜNG - SỐ 61 (6/2018) 71 
và phương pháp đo phù hợp với ASTM 
C1012/C1012M - 15. 
- Để đánh giá ảnh hưởng của sự tách chiết 
các iôn kiềm đến giãn nở do tấn công nội 
sulfate bởi DEF, nghiên cứu này đã dùng thiết 
bị sắc ký trao đổi iôn loại 883 Basic IC plus - 
Metrohm (quá trình phân tích hoàn toàn tự 
động được điều khiển bằng phần mềm MagIC 
Net™ Basic, kết quả phân tích có độ chính 
xác cao). 
a.Giãn nở kế b. Khuôn đúc mẫu c. Hộp chứa mẫu 
Hình 1. Khuôn đúc mẫu, thiết bị đo biến dạng dài và hộp chứa mẫu 
a. Sắc ký 883 Basic IC plus - Metrohm b. Nguyên lý hoạt động của 883 Basic IC plus 
Hình 2. Sắc ký 883 Basic IC plus - Metrohm và nguyên lý hoạt động 
2.3 Chương trình thí nghiệm 
Nghiên cứu được tiến hành trên các mẫu 
vữa ký hiệu là Mb, Mbs tương ứng với hai 
loại xi măng b và bs. Các mẫu vữa được sản 
xuất với tỷ lệ nước/ xi măng là 0.50 và tỷ lệ 
cát/ xi măng là 3. 
- Quá trình đúc mẫu vữa tuân theo Tiêu 
chuẩn BS EN 196-10:2016. 
- Sau đó, mẫu được xử lý nhiệt ở ngưỡng 
nhiệt độ 80oC với tổng thời gian xử lý nhiệt 25 
giờ, theo chu trình như sau: 
 Mẫu được lưu giữ trong phòng thí nghiệm 
(20oC) trong 2 giờ (tính từ thời điểm nhào trộn); 
 Tăng nhiệt độ từ 20oC đến 80oC với tốc độ 
gia nhiệt 30oC/ giờ; 
 Giữ nhiệt độ ở 80oC trong vòng 10 giờ; 
 Giảm nhiệt độ từ 80oC xuống 20oC với tốc 
độ giảm nhiệt 5.5oC/ giờ. 
- Sau khi xử lý nhiệt, các mẫu được tháo khỏi 
khuôn và được ngâm trong nước cất bằng các 
hộp nhựa có nắp đậy (Hình 1.c, các mẫu được 
ngâm ngập hoàn toàn trong nước: mỗi hộp nhựa 
chứa ba mẫu và ngâm trong 1.25 lít nước cất), 
sau đó lưu trong phòng thí nghiệm ở nhiệt độ 
20oC. Để nghiên cứu ảnh hưởng của sự tách 
chiết kiềm đến quá trình giãn nở do DEF, trong 
nghiên cứu này các mẫu Mb và Mbs được ngâm 
trong nước theo hai dạng: (1): nước ngâm mẫu 
không thay đổi trong suốt quá trình thí nghiệm 
(ký hiệu: Mb.NW và Mbs.NW); (2): nước ngâm 
mẫu được thay mới định kỳ mỗi lần đo biến 
dạng (ký hiệu: Mb.RW và Mbs.RW). 
- Quá trình đo biến dạng được thực hiện như 
sau: trong 8 tuần đầu, mỗi tuần đo một lần; sau 
tuần thứ 8 đến tuần thứ 24, hai tuần đo một lần; 
sau 24 tuần, bốn tuần đo một lần cho đến kết 
thúc thí nghiệm (729 ngày). Cùng với mỗi lần 
đo biến dạng, nước ngâm mẫu cũng được lấy để 
phân tích nồng độ kiềm (K+ và Na+) bằng sắc ký 
883 Basic IC plus - Metrohm. 
 KHOA HỌC KỸ THUẬT THỦY LỢI VÀ MÔI TRƯỜNG - SỐ 61 (6/2018) 72 
3. KẾT QUẢ VÀ BÌNH LUẬN 
Theo cơ chế của tấn công nội sulfate do sự 
hình thành ettringite gián đoạn thì một trong 
những ứng xử của DEF là biểu hiện sự giãn nở 
theo thời gian. Kết quả theo giõi quá trình biến 
dạng của các mẫu vữa Mbs (trong thời gian 631 
ngày) và Mb (trong thời gian 729 ngày) tương 
ứng được thể hiện như ở Hình 3 và Hình 4, mỗi 
điểm trên đường cong biến dạng là giá trị trung 
bình của ba mẫu đo. Ngoài ra, đường nằm 
ngang có tung độ 0.04% là giá trị giãn nở giới 
hạn xem là vật liệu bị bệnh do tấn nội sun phát 
bởi DEF (LCPL, 2009) cũng được thể hiện 
trong các hình này. 
Hình 3. Kết quả giãn nở của các mẫu Mbs.RW 
và Mbs.NW theo thời gian 
Hình 4. Kết quả giãn nở của các mẫu Mb.RW 
và Mb.NW theo thời gian 
Kết quả ở Hình 3 cho thấy: Đối với các mẫu 
vữa được chế tạo với loại xi măng bs (có hàm 
sulfate cao), trong cả hai trường hợp (nước 
ngâm mẫu được làm mới định kỳ (Mbs.RW) và 
không thay nước ngâm mẫu (Mbs.NW)) đều có 
biểu hiện giãn nở xảy ra sớm và trị số ngưỡng 
giãn nở lớn. Tuy nhiên, xét chi tiết thì trong hai 
trường hợp này cũng có những biểu hiện khác 
nhau: mẫu Mbs.RW phát triển giãn nở nhanh 
hơn mẫu Mbs.NW, thật vậy mẫu Mbs.RW đạt 
giá trị giãn nở 0.04% sau 74 ngày, trong khi đó 
Mbs.NW cần 110 ngày mới đạt được trị số giãn 
nở này; Ngoài ra, sau 631 ngày, Mbs.RW có giá 
trị biến dạng lớn hơn khoảng 20% so với 
Mbs.NW. 
Kết quả ở Hình 4 cho thấy: Sau 729 ngày 
ngâm mẫu, các mẫu được dưỡng hộ trong điều 
kiện nước không thay đổi (Mb.NW) chưa thể 
hiện bất cứ sự giãn nở nào. Trong khi đó, trong 
điều kiện nước ngâm mẫu được thay mới định 
kỳ (Mb.RW) đã thể hiện quá trình giãn nở mặc 
dù rất chậm (sau 590 ngày giãn nở 0.04%), sau 
729 ngày Mb.RW giãn nở 0.13% và còn tiếp tục 
giãn nở. Ngoài ra, nếu so sánh với mẫu vữa chế 
tạo với xi măng bs, dễ hàng thấy rằng các mẫu 
vữa dùng xi măng b không biểu hiện bất cứ sự 
giãn nở nào (Mb.NW so với Mbs.NW) hoặc 
thời điểm bắt đầu giãn nở rất chậm (Mb.RW so 
với Mbs.RW). 
Từ các kết quả trên, có thể thấy rằng: Các 
mẫu dưỡng hộ trong điều kiện nước ngâm mẫu 
được làm mới định kỳ là điều kiện tốt để kích 
thích quá trình giãn nở do hình thành ettringite 
gián đoạn. Để góp phần giải thích nhận định 
này, tác giả đã tiến hành thí nghiệm phân tích 
nồng độ các iôn kiềm (Na+ và K+) của dung dịch 
ngâm mẫu. Kết quả phân tích nồng độ các iôn 
kiềm theo thời gian được biểu diễn như ở Hình 
5 và Hình 6. 
Hình 5. Sự tách của iôn K+ và Na+ của nước 
ngâm mẫu và biến dạng của mẫu Mbs.RW và 
Mbs.NW theo thời gian 
KHOA HỌC KỸ THUẬT THỦY LỢI VÀ MÔI TRƯỜNG - SỐ 61 (6/2018) 73 
Hình 6. Sự tách của iôn K+ và Na+ của nước 
ngâm mẫu và biến dạng của mẫu Mb.RW và 
Mb.NW theo thời gian 
Kết quả ở Hình 5 và Hình 6 cho thấy: 
- Đối với các mẫu ngâm trong điều kiện RW: 
Trong giai đoạn đầu việc làm mới nước định kỳ 
sẽ luôn tạo được sự chênh lệch nồng độ kiềm 
giữa trong mẫu và nước ngâm mẫu do đó tạo 
thuận lợi (kích thích) cho quá trình tách chiết 
kiềm từ trong mẫu vữa ra nước ngâm mẫu; Tuy 
nhiên, sau khoảng 170 ngày, mặc dù việc thay 
nước vẫn còn tiếp tục nhưng sự tách chiết kiềm 
là gần như không đáng kể (đường cong lũy tích 
nồng độ kiềm gần như nằm ngang). Điều này 
được giải thích là do lượng kiềm trong mẫu gần 
như đã cạn kiệt hoặc nằm sâu bên trong khó 
được tách chiết ra bên ngoài. 
- Ngược lại, đối với các mẫu ngâm trong điều 
kiện NW, nồng độ của các iôn K+ và Na+ trong 
lần đo đầu tiên (sau 7 ngày) là gần như tương 
đương với mẫu ngâm trong điều kiện RW. Tuy 
nhiên, sau đó thì quá trình tách chiết gần như 
không đáng kể. Điều này có thể được giải thích 
là do việc không làm mới nước làm cho nồng độ 
các iôn kiềm trong nước ngâm nhanh chóng đạt 
được giá trị gần tương đương nồng độ trong 
mẫu vữa do vậy sau đó việc tiếp tục tách chiết 
diễn ra chậm và tiếp tục giảm dần (tiệm cận 
không) theo thời gian. 
- So sách nồng độ lũy tích ở cuối thời đoạn 
phân tích (477 ngày đối với Mb và 421 ngày 
đối với Mbs), nhận thấy rằng tổng nồng độ các 
iôn kiềm tách chiết trong trường hợp RW lớn 
hơn khoảng hai lần so với dưỡng hộ trong điều 
kiện NW. 
Để làm rõ mối liên hệ giữa điều kiện dưỡng 
hộ hay mức độ tách chiết kiềm từ dung dịch lỗ 
rỗng trong mẫu vữa ra nước ngâm mẫu và giãn 
nở do tấn tông nội sulfate bởi DEF thì cần xem 
xét vai trò của kiềm trong quá trình hình thành 
ettringite thường trong quá trình hyđrat và 
ettringite gián đoạn trong thời đoạn sau. Thật 
vậy, các nghiên cứu trước đây (Divet & 
Randriambololona, 1998), (Zhang et al, 
2002b), (Shimada & Young, 2004) cho rằng: 
với xi măng có hàm lượng kiềm cao sẽ làm 
chậm hoặc thậm chí ngăn cản sự hình thành 
ettringite thường, cụ thể sự có mặt của kiềm 
hyđrôxít sẽ kích thích sự hyđrat của C3S và cản 
trở sự hình thành ettringite thường do C3A 
phản ứng với CaSO4.2H2O (ettringite kém ổn 
định trong điều kiện pH cao), điều này dẫn đến 
các iôn SO42- bị hấp thụ vật lý vào các gel C-S-
H. Ngoài ra, kết quả nghiên cứu của Brown và 
Bothe cho thấy sự tách chiết các iôn kiềm làm 
giảm pH của dung dịch lỗ rỗng (pore solution) 
sẽ kích hoạt sự giải phóng iôn SO42+ trong các 
gel C-S-H (Brown & Bothe, 1993) do vậy sẽ 
kích thích sự hình thành ettringite gián đoạn 
(re-crystallization). Điều này giải thích tích 
hợp lý của kết quả thí nghiệm nêu trên (liên hệ 
giữa tách chiết kiềm và giãn nở do DEF). Như 
vậy, có thể kết luận rằng sự tách chiết các iôn 
kiềm từ dung dịch lỗ rỗng là yếu tố thuận lợi 
cho quá trình hình thành ettringte gián đoạn 
hay tăng nguy cơ giảm độ bền vật liệu của xi 
măng do tấn công nội sulfate. 
4. KẾT LUẬN 
Từ các kết quả nghiên cứu thực nghiệm xác 
định biến dạng của mẫu vữa trong thời gian 
khoảng hai năm, kết hợp với thí nghiệm phân 
tích nồng độ các iôn kiềm của dung dịch ngâm 
mẫu. Nghiên cứu này đưa ra một số kết luận 
như sau: 
- Điều kiện bảo dưỡng mẫu vữa sẽ quyết 
định khả năng tách chiết các iôn kiềm từ dung 
dịch lỗ rỗng. Điều kiện thí nghiệm của nghiên 
cứu này cho thấy việc làm mới nước ngâm mẫu 
định kỳ tạo thuận lợi cho quá trình tách chiết 
cao gấp xấp xỉ hai lần so với trường hợp không 
thay nước; 
 KHOA HỌC KỸ THUẬT THỦY LỢI VÀ MÔI TRƯỜNG - SỐ 61 (6/2018) 74 
- Điều kiện bảo dưỡng mẫu là một trong 
những nhân tố quan trọng ảnh hưởng đến sự 
tấn công nội sulfate do DEF. Sự tách chiết các 
iôn kiềm từ dung dịch lỗ rỗng làm giảm pH 
của dung dịch lỗ rỗng sẽ kích hoạt sự giải 
phóng iôn SO42+ trong các gel C-S-H do vậy 
sẽ kích thích sự hình thành ettringite gián 
đoạn (tăng nguy cơ giảm độ bền vật liệu của 
xi măng do tấn công nội sulfate): thúc đẩy 
nhanh quá trình giãn nở và tăng giá trị ngưỡng 
giãn nở; 
- Sự hình thành ettringite gián đoạn được 
xem là một trong những nguyên nhân làm giảm 
độ bền của vật liệu của xi măng, do vậy đối với 
các công trình tồn tại trong điều kiện thuận lợi 
cho việc chiết tách kiềm (đập bê tông, tràn xã 
lũ, kênh dẫn,...) thì nguy cơ giảm độ bền càng 
tăng cao. 
TÀI LIỆU THAM KHẢO 
Hướng, N. V., & Lộc, N. T. (2011). Nghiên cứu ảnh hưởng của phản ứng nội sunfat đến sự phá 
hoại cấu trúc bê tông. Tạp Chí Khoa Học và Công Nghệ Đại Học Đà Nẵng, (45), 99–106. 
Brown, P. W., & Bothe Jr, J. V. (1993). The stability of ettringite. Advances in Cement Research, 
5(18), 47–63. 
Brunetaud, X., Divet, L., & Damidot, D. (2008). Impact of unrestrained Delayed Ettringite 
Formation-induced expansion on concrete mechanical properties. Cement and Concrete 
Research, 38(11), 1343–1348. 
Collepardi, M. (2003). A state-of-the-art review on delayed ettringite attack on concrete. Cement 
and Concrete Composites, 25(4–5), 401–407.  
Divet, L., & Randriambololona, R. (1998). Delayed ettringite formation: the effect of temperature 
and basicity on the interaction of sulphate and CSH phase. Cement and Concrete Research, 
28(3), 357–363. 
Escadeillas, G., Aubert, J.-E., Segerer, M., & Prince, W. (2007). Some factors affecting delayed 
ettringite formation in heat-cured mortars. Cement and Concrete Research, 37(10), 1445–1452. 
Famy, C. (1999). Expansion of heat-cured mortars. Imperial College London (University of 
London). 
Famy, C., Scrivener, K. L., Atkinson, A., & Brough, A. R. (2001). Influence of the storage 
conditions on the dimensional changes of heat-cured mortars. Cement and Concrete Research, 
31(5), 795–803. 
Flatt, R. J., & Scherer, G. W. (2008). Thermodynamics of crystallization stresses in DEF. Cement 
and Concrete Research, 38(3), 325–336. 
Graf, L. A. (2007). Effect of relative humidity on expansion and microstructure of heat-cured 
mortars. 
Heinz, D., Kalde, M., Ludwig, U., & Ruediger, I. (1999). Present state of investigation on damaging 
late ettringite formation (DLEF) in mortars and concretes. Special Publication, 177, 1–14. 
Hornain, H. (2007). GranDuBé: grandeurs associées à la durabilité des bétons. Presses des Ponts. 
LCPL. (2009). Recommendations for preventing disorders due to Delayed Ettringite Formation 
(Laboratoir). Paris: Laboratoire Central des Ponts et Chaussées. 
Leklou, N., Aubert, J.-E., & Escadeillas, G. (2013). Influence of various parameters on heat-
induced internal sulphate attack. European Journal of Environmental and Civil Engineering, 
17(3), 141–153. 
Leklou, N., Nguyen, V.-H., & Mounanga, P. (2017). The effect of the partial cement substitution 
with fly ash on Delayed Ettringite Formation in heat-cured mortars. KSCE Journal of Civil 
Engineering, 21(4), 1359–1366. 
KHOA HỌC KỸ THUẬT THỦY LỢI VÀ MÔI TRƯỜNG - SỐ 61 (6/2018) 75 
Mielenz, R. C., Marusin, S. L., Hime, W. G., & Jugovic, Z. T. (1995). Investigation of Prestressed 
Concrete Raiway Tie Distress. Concrete International, 17(12), 62–68. 
Nguyen, V.-H., Leklou, N., Aubert, J.-E., & Mounanga, P. (2013). The effect of natural pozzolan on 
delayed ettringite formation of the heat-cured mortars. Construction and Building Materials, 48, 
479–484. 
Nguyen, V. H. (2013). Effets d’additions minérales sur l’apparition de la réaction sulfatique 
interne: étude paramétrique, développement et optimisation de méthodes accélérées. 
Shimada, Y., & Young, J. F. (2004). Thermal stability of ettringite in alkaline solutions at 80 °C. 
Cement and Concrete Research, 34(12), 2261–2268. 
Taylor, H. F. W., Famy, C., & Scrivener, K. L. (2001). Delayed ettringite formation. Cement and 
Concrete Research, 31(5), 683–693. 
Zhang, Z., Olek, J., & Diamond, S. (2002a). Studies on delayed ettringite formation in early-age, 
heat-cured mortars: I. Expansion measurements, changes in dynamic modulus of elasticity, and 
weight gains. Cement and Concrete Research, 32(11), 1729–1736. 
Zhang, Z., Olek, J., & Diamond, S. (2002b). Studies on delayed ettringite formation in heat-cured 
mortars: II. Characteristics of cement that may be susceptible to DEF. Cement and Concrete 
Research, 32(11), 1737–1742. 
Abstract: 
STUDY THE INFLUENCE OF ALKALI LEACHING ON INTERNAL 
 SULFATE ATTACK BY DELAYED ETTRINGITE FORMATION 
The primary ettringite formation in the initial stage of the hydration is considered as a positive 
effect because it enables the setting regulation of cement, a damaging role is often attributed to the 
ettringite formation in cement matrix (so-called delayed ettringite formation). Delayed Ettringite 
Formation (DEF) is an internal sulfate attack caused by early age heating to a temperature of over 
about 70°C. The high temperature during the hydration process will be decomposed and/ or 
prevented the normal (primary) ettringite formed during the initial hydration of cement. The 
ettringite is re-crystallized at later ages in cement matrix exposed to moist environment and causes 
expansion or cracking. In concrete elements which were affected by natural climate changes during 
service life, the composition of the pore solution inevitably changes due to the influence of storage. 
This research has been experimented to determine the longitudinal deformation of the mortar 
specimens and concentration of Na+ and K+ of the immersion solution in two conditions (immersion 
water was not changed during the experiment and was changed regularly)during the period of 
about 700 days. The experimental results in this paper showed that the leaching of alkali ions (Na+ 
and K+) into surrouding storage solution which plays a significant role in the mechanism of 
expansion by delayed ettringite formation. 
Keywords: concrete, mortar, expansion, leaching, alkali, delayed ettringite formation (DEF). 
Ngày nhận bài: 23/2/2018 
Ngày chấp nhận đăng: 22/5/2018