Nghiên cứu ảnh hưởng của hàm lượng sợi thủy tinh đến các tính chất của bê tông hạt mịn tự lèn chất lượng cao

Bài viết Nghiên cứu ảnh hưởng của hàm lượng sợi thủy tinh đến các tính chất của bê tông hạt mịn tự lèn chất lượng cao dự định nghiên cứu chi tiết về ảnh hưởng của lượng dùng sợi thủy tinh đối với các đặc tính của bê tông hạt mịn ở cả hai trạng thái hỗn hợp bê tông tươi và bê tông đóng rắn.

Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2020 ISBN: 978-604-82-3869-8 NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA HÀM LƯỢNG SỢI THỦY TINH ĐẾN CÁC TÍNH CHẤT CỦA BÊ TƠNG HẠT MỊN TỰ LÈN CHẤT LƯỢNG CAO Nguyễn Thị Thu Hương1, Nguyễn Việt Đức1 Bộ môn Vật liệu xây dựng, Trường Đại học Thủy lợi, email: huongvlxd@tlu.edu.vn GIỚI THIỆU CHUNG Bê tơng xem loại vật liệu giịn, đặc trưng phá hoại giịn bị khả chịu tải gần hoàn toàn vết nứt xuất Trên thực tế, vết nứt xuất chất xúc tác làm cho bê tơng trở thành vật liệu thấm nước, từ phải chịu rủi ro cao tượng ăn mịn tác động Các vết nứt khơng làm giảm chất lượng bê tông làm thẩm mỹ mà làm khả làm việc kết cấu cơng trình Như đặc tính giịn việc xuất vết nứt làm hạn chế ứng dụng bê tơng Do đó, điều quan trọng phải giảm chiều rộng vết nứt, điều đạt cách thêm sợi khác (sợi thép, thủy tinh, tổng hợp, tự nhiên) vào bê tông, sợi nhỏ phân tán ngẫu nhiên bê tông tạo nên loại bê tông cốt sợi Khi loại bê tông cốt sợi chất lượng cao nghiên cứu ứng dụng cho cơng trình thủy cơng đặc biệt cơng trình biển sợi thủy tinh lựa chọn hợp lý mang lại hiệu tốt hạn chế tác động ăn mịn mơi trường biển Với mục đích tìm hiểu vai trị sợi thủy tinh bê tơng hạt mịn tự lèn chất lượng cao, viết dự định nghiên cứu chi tiết ảnh hưởng lượng dùng sợi thủy tinh đặc tính bê tông hạt mịn hai trạng thái hỗn hợp bê tơng tươi bê tơng đóng rắn Kết nghiên cứu báo cáo phục vụ cho việc nghiên cứu khả sử dụng bê tông hạt mịn tự lèn gia cố sợi thủy tinh để sửa chữa, cải tạo kết cấu bê tơng cơng trình biển PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU - Tổng hợp số kết nghiên cứu việc sử dụng cốt sợi để cải thiện khả chịu kéo, chịu uốn, hạn chế vết nứt cho bê tông, từ có sở để đưa cốt sợi thủy tinh vào thành phần bê tông; - Tổng hợp kết nghiên cứu bê tông hạt mịn tự lèn có sử dụng phụ gia giới Việt Nam từ phân tích chọn phụ gia thích hợp nghiên cứu; - Nghiên cứu phương pháp tính tốn thành phần bê tơng hạt mịn; - Thí nghiệm xác định tiêu lý vật liệu chế tạo bê tông, tiêu hỗn hợp bê tông bê tông rắn chắc; - Phân tích kết thí nghiệm để đánh giá ảnh hưởng lượng dùng sợi thủy tinh bê tông hạt mịn KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 3.1 Vật liệu sử dụng nghiên cứu Sợi dùng để gia cường bê tơng có nhiều loại sợi thép, sợi cacbon, sợi thủy tinh, sợi polyme, sợi thực vật sợi thủy tinh kháng kiềm lựa chọn hợp lý cơng trình thủy cơng đặc biệt cơng trình biển có khả chống lại ăn mòn tốt Phần nghiên cứu thực nghiệm chọn dùng sợi thủy tinh kháng kiềm có dạng hình Vật liệu sử dụng thành phần bê tơng hạt mịn tự lèn ngồi xi măng, nước, cát (cát 159 Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2020 ISBN: 978-604-82-3869-8 nghiền), nghiên cứu sử dụng thêm phụ gia bao gồm: - Phụ gia khống silicafume có tác dụng kép mặt hóa học vật lý để biến đổi sản phẩm thủy hóa xi măng, lấp đầy vào lỗ rỗng nhỏ bê tông, làm lỗ rỗng liên tục, làm tăng độ đặc chắc, từ tăng cường độ, độ bền ăn mịn độ bền mài mịn cho bê tơng - Phụ gia siêu dẻo nhằm làm giảm nước, tăng độ đặc cho bê tông khác 0,2; 0,3; 0,4% so với thể tích bê tơng, với kết thí nghiệm độ chảy khối lượng thể tích bê tơng tươi đo bảng Q trình thí nghiệm trộn tạo mẫu hình Hình Quá trình trộn sợi thủy tinh vào hỗn hợp bê tơng hạt mịn chế tạo mẫu thử Hình Sợi thủy tinh dùng nghiên cứu 3.2 Kết tính tốn thí nghiệm Trên sở cấp phối bê tông hàm lượng sợi bảng 1, tiến hành trộn đúc mẫu với cấp phối để thí nghiệm xác định tiêu bê tơng đóng rắn bao gồm tiêu khối lượng thể tích, cường độ kháng nén, cường độ kháng uốn, cường độ kéo bửa độ mài mòn bê tơng, cường độ kháng nén cường độ kháng uốn xác định tuổi 7, 14 28 ngày, tiêu khối lượng thể tích, cường độ kéo bửa độ mài mòn xác định tuổi 28 ngày Các kết thí nghiệm cho bảng bảng Hình ảnh thí nghiệm uốn mẫu hình Sau xác định tiêu lý vật liệu sử dụng, với yêu cầu kỹ thuật loại bê tông chọn dùng cho nghiên cứu loại mác M60, độ chảy yêu cầu đạt 15cm tỷ lệ dùng phụ gia phân tích lựa chọn 14% silicafume hỗn hợp chất kết dính, để xác định thành phần bê tông nghiên cứu tác giả sử dụng phương pháp thực nghiệm kết hợp với dẫn kỹ thuật sở thiết kế bê tông tự lèn Giáo Sư Okamura, người coi phát triển bê tông tự lèn từ cuối năm Hình Thí nghiệm uốn mẫu bê tơng 90 kỷ trước Các kết nghiên cứu cho thấy: Tiến hành tính tốn làm thí nghiệm - Về ảnh hưởng lượng dùng sợi đến độ cần thiết theo hướng dẫn, kết thành phần lưu động hỗn hợp bê tông: bê tông tổ mẫu có tổ mẫu khơng dùng sợi tổ mẫu có hàm lượng sợi Bảng Thành phần bê tông hạt mịn cốt sợi thủy tinh kết thí nghiệm với BT tươi Khối lượng vật liệu cho 1m3 bê tông (kg) Độ chảy KLTT N/CKD (kg/m3) (cm) CKD XM SF C GF PGHD N M0 526,8 453 73,8 1704 3,7 195 0,37 20,0 2376 M1 0,2 526,8 453 73,8 1704 5,8 3,7 195 0,37 15,0 2381 M2 0,3 526,8 453 73,8 1704 8,7 3,7 195 0,37 14,5 2387 M3 0,4 526,8 453 73,8 1704 11,6 3,7 195 0,37 14,0 2389 Trong đó: CKD: Chất kết dính; SF: Silicafume; PGHD: Phụ gia hóa dẻo giảm nước; GF: Sợi thủy tinh KH mẫu Tỷ lệ sợi (%) 160 Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2020 ISBN: 978-604-82-3869-8 + Độ chảy mẫu hỗn hợp bê tơng có pha sợi giảm hẳn so với mẫu không pha sợi Lý rõ có mặt sợi ngắn phân tán làm cản trở đáng kể dịch chuyển thành phần vật liệu hỗn hợp bê tông làm cho hỗn hợp bê tông dẻo đi; + Khi hàm lượng sợi tăng từ 0,2%; 0,3% đến 0,4% độ chảy giảm dần từ 15cm; 14,5cm 14cm Điều chứng tỏ hàm lượng sợi tăng, mức độ cản trở sợi nhiều độ dẻo hỗn hợp bê tơng Bảng Cường độ nén, uốn bê tông KH mẫu M0 M1 M2 M3 Cường độ nén Cường độ uốn ngày tuổi (MPa) ngày tuổi (MPa) 14 28 14 28 50,8 61,4 69,0 3,8 4,6 5,7 51,1 62,5 69,1 6,2 7,2 8,5 50,2 61,6 68,9 6,7 7,9 9,4 50,5 62,0 69,0 7,3 8,5 10,0 KẾT LUẬN Bảng KLTT, cường độ kéo bửa độ mài mịn bê tơng KH mẫu M0 M1 M2 M3 KLTT (kg/m3) 2350 2355 2354 2368 Cường độ kéo bửa (MP 3,2 ) Độ mài mòn (0,171 / 2) 4,5 4,8 5,2 0,172 0,172 0,172 + Cường độ kéo bửa bê tông thay đổi theo qui luật giống với thay đổi cường độ uốn lần cho thấy việc pha thêm sợi có hiệu tốt để tăng khả chịu kéo, uốn từ hạn chế nứt cho bê tơng; + Độ mài mịn mẫu có pha sợi tăng không đáng kể so với mẫu đối chứng khơng có sợi Kết chứng tỏ thành phần sợi không ảnh hưởng nhiều đến khả chịu mài mịn bê tơng; + Quan sát thực nghiệm cho thấy, mẫu có pha sợi bị phá hoại chậm so với mẫu khơng có sợi, chứng tỏ độ bền dẻo dai bê tông sử dụng cốt sợi tốt so với bê tông không sử dụng sợi - Về ảnh hưởng lượng dùng sợi đến tính chất cúa bê tơng đóng rắn: + Ảnh hưởng cường độ nén: Cường độ nén mẫu pha thêm sợi gần không thay đổi so với mẫu đối chứng không dùng sợi Điều chứng tỏ thành phần sợi khơng có ảnh hưởng nhiều đến khả chịu nén bê tông; + Ảnh hưởng cường độ uốn: Với mẫu bê tơng có cốt sợi thủy tinh, cường độ uốn tăng đáng kể so với mẫu đối chứng khơng sử dụng sợi, mẫu tăng 49,1% mẫu tăng nhiều 75,4% Hàm lượng sợi tăng cường độ uốn tăng theo lượng sợi thay đổi từ 0,2% đến 0,4% cường độ uốn thay đổi khoảng 18% Kết cho thấy hiệu việc sử dụng sợi thủy tinh để cải thiện cường độ uốn bê tơng đáng kể; - Sợi thủy tinh có ảnh hưởng nhiều đến độ chảy hỗn hợp bê tông thay đổi theo qui luật hàm lượng sợi tăng độ chảy hỗn hợp bê tơng giảm; - Hàm lượng sợi thủy tinh khơng có ảnh hưởng nhiều đến cường độ nén độ mài mịn có ảnh hưởng đáng kể đến cường độ uốn cường độ kéo bửa bê tông Hàm lượng sợi tăng cường độ độ uốn kéo bửa cải thiện nhiều; - Kết nghiên cứu ảnh hưởng hàm lượng sợi thủy tinh tính chất bê tơng hạt mịn báo cáo dùng tham khảo cho loại bê tông sửa chữa kết cấu công trình thủy đặc biệt cơng trình biển sau TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Balaguru P.N & Shah S.P (1992) Fiber Reinforced Cement Composites McGrawHill Inc, New York, US [2] Neville A.M (2002) Concrete Properties 4th edition Person Education Limited, Edinburgh [3] Okamura, H & Ouchi M (2003) SelfCompacting Concrete Journal of Advanced Concrete Technology, Vol 1, No.1, p 5-15 [4] TCVN - Các tiêu chuẩn thí nghiệm vật liệu xi măng, cát, đá, phụ gia, hỗn hợp bê tông bê tông 161 ... kể; - Sợi thủy tinh có ảnh hưởng nhiều đến độ chảy hỗn hợp bê tông thay đổi theo qui luật hàm lượng sợi tăng độ chảy hỗn hợp bê tông giảm; - Hàm lượng sợi thủy tinh khơng có ảnh hưởng nhiều đến. .. mài mịn có ảnh hưởng đáng kể đến cường độ uốn cường độ kéo bửa bê tơng Hàm lượng sợi tăng cường độ độ uốn kéo bửa cải thiện nhiều; - Kết nghiên cứu ảnh hưởng hàm lượng sợi thủy tinh tính chất bê. .. Hình Quá trình trộn sợi thủy tinh vào hỗn hợp bê tông hạt mịn chế tạo mẫu thử Hình Sợi thủy tinh dùng nghiên cứu 3.2 Kết tính tốn thí nghiệm Trên sở cấp phối bê tông hàm lượng sợi bảng 1, tiến hành