Nghiên cứu chế tạo tấm vật liệu xi măng lưới thép sử dụng một phần cốt liệu nhẹ keramzit thay thế cát

Bài viết Nghiên cứu chế tạo tấm vật liệu xi măng lưới thép sử dụng một phần cốt liệu nhẹ keramzit thay thế cát trình bày nghiên cứu thí nghiệm cấp phối vật liệu xi-măng lưới thép sử dụng một phần cốt liệu nhẹ keramzit thay thế cát để đúc tấm mẫu mỏng nhằm hướng đến việc ứng dụng làm sản phẩm mặt bàn nội ngoại thất dựa trên một số tiêu chí: Khối lượng nhẹ, tấm bản mỏng, độ bền kháng va đập, độ cứng và bề mặt phẳng.

VẬT LIỆU XÂY DỰNG - MÔI TRƯỜNG NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO TẤM VẬT LIỆU XI-MĂNG LƯỚI THÉP SỬ DỤNG MỘT PHẦN CỐT LIỆU NHẸ KERAMZIT THAY THẾ CÁT STUDY ON PRODUCING FERROCEMENT PLATE WITH FINE AGGREGATE PART REPLACED BY CERAMSITE KS CAO NHẬT DUY, TS NGUYỄN NGỌC TRÍ HUỲNH, TS NGUYỄN KHÁNH SƠN* B Si i - h g gh i -T g h h Q T Hồ Chí Minh *Email: ksnguyen@hcmut.edu.vn Tó ắ : ron o t ả s tr n kết n ên ứu ấp p ố vữa x -măn qu tr n t n ệm đú x -măn lướ t ép 300x400x10mm v xử lý tăn ứn ề mặt dùn dun dị p ủ l t s l at decoSIL® Kết ấp p ố vữa t n ệm t a t ế 60% t sôn ằn ốt l ệu keramz t ó vữa dễ tạo n ườn độ ao >70 MPa 28 n tuổ v k ố lượn n ẹ ơn 30% ấm xi-măn lướ t ép đú t eo qu tr n t í n ệm l ên kết ịu lự tốt ữa vữa x -măn v lướ t ép n ệm xử lý tăn ứn ề mặt ằn dun dị p ủ o t ấ ưu đ ểm ả t ện k ả năn k n trầ xướ đồn t tăn ườn độ ịu lự un ấm vật l ệu x -măn lướ t ép đ p ứn ản n ữn ầu đ ển n để địn ướn ứn dụn l m mặt n nộ – n oạ t ất Từ khóa: xi-măn lưới thép, bê-tông thành mỏng, bê-tông nhẹ, cốt liệu keramzit, Abstract: In this paper, we studied on the mortar formulation and casting ferrocement pannel with dimension 300x400x10mm The purpose of this studies is to apply in practical usage of ferrocement pannel for outdoor furniture Obtained results of proportional mixture of cement mortar using 60% by weight of lightweight ceramsite revealed good workability and high strength >70 MPa after 28 days of curing time The value of volumetric weight is 30% inferior to those of controlled specimens of cement mortar Thin ferrocement pannel with 10mm of thickness was casted in steel mold at laboratory scale Impact test highlight good resistance of composite structure of the pannel The pannel surface was densified with the use of commercial product decoSIL® of DECOCRETE Ltd Keywords: thin-walled concrete, ferrocement, lightweight aggregate, ceramsite Giới thiệu V t li u xi- ă g ới thép hay ferrocement loại v t li zi đ ợc cấu tạo từ h i h h h ữ i- ă g h g g i ớ h g ới thép hoặ ới mắ đ ợ ă g Nh i h ữ i- ă g h ết hợ g ới h h h ng phá hoại đ p Hình minh họ ới đâ (h h 1) thuy g xi- ă g ới thép (b dày 36 ) ă 1940 Pie L igi Ne i hí h g l đ u tiên nêu khái ni m xi- ă g ới thép với h g điểm b t khả ă g h u u n tính b n Nhìn vào l ch sử đ i phát triển nh n thấy chung v t li fe e e g t vai trò ứng dụng quan trọ g đ i với nhữ g ớc đ g h iển Cụ thể làm kết cấu mái, vách nhà, bể ớc, thực phẩm, kênh máng ới iê ớc kết cấu hình dạng phức tạp có tính ngh thu t h i h ặc cấu ki n phục vụ n i ngoại thất… Ở ớc phát triển, ứng dụng công ngh tiên tiến vào sản xuất đú sẵn ũ g h ải tiến tính chất ch u lực cho loại kết cấu hình dạng phức tạ đ ạng mang tính ngh thu t thẩm mỹ đ đ hơ h h ớng đến mụ đí h iết ki m chi phí xây dựng cơng trình Hình Ản tư l ệu thuyền làm từ vật liệu xi-măn lướ t ép năm 1940 Nervi [1] 38 Tạp chí KHCN Xây dựng - số 2/2022 VẬT LIỆU XÂY DỰNG - MÔI TRƯỜNG Theo th ng kê [2], nhữ g điểm v t li u xi- ă g ới thép h : (i) sử dụng nguồn v t li đ h g sẵn có, kỹ thu t thi cơng khơng q phức tạp; (ii) có khả ă g h u lực u hơ s với vữ h g h ng; (iii) nh u ới thép dễ dàng nên tạ h h đ ợc nhi u hình dạng phức tạp, đ ứ g đ ợc yêu c u thiết kế thẩm mỹ; (iv) b n vững, t n chi phí bả ỡng Bên cạnh hững nh ợ điểm bao gồm: (i) có trọng ợng lớn so với v t li u gỗ, nhựa, (ii) khó iể s đ h g ủ ới h thi công Trong ph n tiếp theo, tác giả trình bày nghiên cứu thí nghi m cấp ph i v t li u xi- ă g ới thép sử dụng m t ph n i h e zi thay để đú ấm mẫu mỏng (b dày 10mm) nhằm h g đế ứng dụng làm sản phẩm mặt bàn n i ngoại thất dựa m t s tiêu chí: kh i ợng nh , mỏng, đ b n kháng va đ đ cứng b mặt ph ng Nguyên liệu cấp phối 2.1 Nguyên liệu Các nguyên i sử ụ g g ghiê ứ gồ : xi- ă g P ó ă g P 40 ( i e Tiê ) tro bay, c i át sông i h e zi hụ gia siê ẻ SIKA ViscoCrete 8700M ế q ả hâ í h hí ghi hỉ iê ý g ê i iă g PC40 i e Tiê h hấ h đ ứ g ê sử ụ g Thử ghi ứ giả í h g hí h ới hụ gi SI A ViscoCrete 8700M h hấ í h g hí h ới i g 1% h i ợ g i- ă g h ứ đ giả 38,60% T b sử ụ g hụ gi h gh í h h hế i- ă g đồ g h i giú ă g í h để h h đú ấ hú g i sử ụ g b h hi g Nghi – Nhơ T h Tro bay h g Nghi -Nhơ T h h hó axit ( ại F) ới ổ g % h ợ g (SiO2 +Al2O3) > 80% % h ợ g O < 10% ế q ả đ ợ g ấ hi g g b h (T N 10302-2014) ± % h hấ g hấ ợ g C i s g h ới gi đ đ ấ ỉ 57 iể đồ ê h h hể hi ế q ả % í h ũ ỡ hạ ê h s g h ẩ í h ỡ hạ g hủ ế ê s g 315 14 i h e zi sử ụ g sả hẩ h g ại ủ g TN sả ấ đ h ĩ h Hình ( hải) ó ắ s hỉ iê í h hấ i e zi hí h hợ hổ biế g i u bêt g h T g ghiê ứ để h đ ợ í h ỡ hạ i h g đ g ới h hế sông nên g i iế h h gi gđ ghi sơ b g i ghi bi cho qua sàng 0,63mm ại h g hí ghi i b h ỡ biể hi í h ỗ g h h g ó í h gó h hú h Bảng Tính chất lý ốt liệu keramzit Cốt liệu cát sơng Hình Kết t n p ần ạt L ới h đ đ ợ sử ụ ă g ới h í h h í h h ỗ , đ g 0,5mm L ới đ ợ b g g â ự g đ ợ ắ h ới h đú đ ợ bẻ h t sôn g để đú ấ ữ iắ ới mesh hay í h sợi ới h ả g g hổ biế h ấ hỏ h hợ g ặ 2.2 Cấp phối chế tạo đúc mẫu 10mm ê Th h g h i ữ q i- ă g hiế 90% hể í h ế đ h í h hấ ủ h h Tạp chí KHCN Xây dựng - số 2/2022 hẩ xi- ă g ới h The i i h [3] ữ i- ă g ê đ ợ he h i ợ g ới ỷ cát/xi- ă g ( /X) 5-2 / i- ă g (N/X) 35-0,45 ữ ó đ i h đ g ó hể ễ g q ới h ằ giữ ỗ ắ ới hằ h h h i đồ g hấ h ê ới ới h q đả bả ă g i đồ g h i ủ ới h h i ữ ê ới hi h ự Nế ả h h ặ iê ế 39 VẬT LIỆU XÂY DỰNG - MÔI TRƯỜNG b ỗi ại h ải i í h ũ g ẫ ấ ă g i e zi ũ g 60% h i Trong nghiên ứ ự g bằ g h ự ấ he h i sở đ ợ ỉ = 0,3 PG = 1% kh i ợ gX g ứ g 30% X g ấ (FA) đế â đ h /X = N/X ợ g h i h sơ b hú g h hă b b ợ g ợ g i h i i i ợ g h i hế g đ g 30 hiế hải gâ Q hấ í h hỉ h ỷ ợ h h ghi bã e zi để h g hải hó h ả g ữ h i- ă g Bảng Tỷ lệ th n p ần p ố trộn vữa x -măn sợ t ép h i sở i g 30KZ 1100 1100 1100 550 572 572 Cát vàng (C), kg 2200 2200 1540 60KZ 1100 572 880 Mẫ ấ Xi ă g (X) g Xi- ă g (X) h ẩ b h 300x400x10mm thép Sả hẩ ấ ă g Tro bay (FA) Keramzit (K), kg 660 Tro bay (FA), kg 330 330 Phụ gi siê ẻ (P ) í 11 11 11 1320 330 11 Cát (C) Keramzit (KZ) ới đú Hình Quy tr n 40 N (N) í Ph ẩ bằ g ặ uẩn ị v đú mẫu x -măn lướ t ép 300x400x10mm Tạp chí KHCN Xây dựng - số 2/2022 VẬT LIỆU XÂY DỰNG - MƠI TRƯỜNG Hình h h đú g đ ấ e i h ự h g Q iê đ ợ iế h h ă g ứ g h h h ũ g h h ẩ h ữ đ ê h h h gõ h ỡ g h 28 g iể b iế h 3.1 Kết thí nghiệm tính chất lý mẫu vữa i ới ẫ ữ s hi h ế q ả e b giằ g he T N 3121-3:2003 ợ ới ẫ h bả g s T g b g hợ ấ h i ẫ đ i g biể hi đ eb giằ g hấ ó hể giải hí h hạ ặ g hơ b ặ hẵ í s ê hi giằ g ữ ễ gđ g kính T ó hể hấ gi đ e g ảb g hợ đ > 20 ê í h i hđ g ữ ễ è đ để đổ h đ h gđ ặ ấ g hẵ đ ợ đ g ế để đ g ự Q h iế h h bả ụ s h ỡ g ê h Thự 40 40 160 bả ới h h ữ Kết thảo luận h h 10 ẫ h ă g h hi iế q h đ ợ đú ấ hb đ h hủ ặ đ Bảng Kết độ xòe mẫu vữa tươ v k ố lượn t ể tí Mẫu i g 28 xịe, cm Kh i ợng thể tích, g/cm 22,9±1,0 2225 30KZ 21,1±,4 1850 60KZ 20,1±0,6 1600 i ới ẫ ữ g ắ ế q ả h iể gđ h h h i điể g ổi đ ợ h b ê biể đồ h h gđ h ẫ 28 g ổi đạ ất Đối chứng Đối chứng Hình P mẫu vữa đón rắn t tr ển ườn độ Tạp chí KHCN Xây dựng - số 2/2022 cao > 70 MPa Mẫ đ i g đạ g đ h h hấ g đ giả he ợ g % i h e zi sử ụ g h hế 30KZ 30KZ 60KZ 60KZ ịu uốn (trên) nén (dướ ) mẫu vữa x -măn 41 VẬT LIỆU XÂY DỰNG - MÔI TRƯỜNG Kế hợ ế q ả đ gđ h , nén ế q ả đ h i ợ g hể í h ẫ h h 40x40x160mm (bả g ũ g h hấ í h biế hiê g ự ó ghĩ hi h hế i e zi g hi he s giả g đ h ự h i ợ g hể í h Th g h g ê í h h ủ ữ i- ă g ới h hằ đả bả ễ g h ể sử ụ g hiê ẫ đả bả ă g h ự Thự ế i h hế i e zi ũ g ý g ữ ễ b hâ g h hơ D hú g i ự họ ấ h i 60% e zi để iế h h đú Mẫ Hình Ản ấ Mẫ ấ ụp mặt n an ề d Thí ghi đ đ h g đ ẫ ấ 10 hỏ g he iê h ẩ T N 7368:2013 [4] Bi thép h i ợ g 1042g đ ợ ợ đ ă g (1 ; ; ) để iể í h h g h hủ ấ ẫ ế q ả h hấ ấ ẫ g ữ 60 Z b ứ ỡ hi bi hi 12 ấ ẫ sử ụ g ữ đ i g hỉ b ứ ỡ hi bi Mẫ 42 ấ ữ đ i g ẫ ấ sả ỏ g h hẩ ặ b ụ iê h g đế ứ g ụ g i g ại hấ 3.2 Kết thí nghiệm mẫu 10mm Hình ả h hụ ặ ắ g g b mẫ ấ s hi ữ g ắ ó hể ễ g h hấ đ ắ g s g ủ h h ới h b ắ h g ới b í hi xô hở i trí hỏi ặ h g g â b ấ ấ ú ẫ ữ đ i g hể hi í h đặ hắ xám hơ s ới ẫ ấ ữ 60 Z đặ g sẫ đe ủ s g hồ g hi í ỗ g bọ hí ữ đ i g ữ 60 Z mẫu x -măn sợ t ép d 10mm hi 14 Th g h g ữ i- ă g ó í h ễ ỡ h g h sử ụ g ới h nên ẫ ấ i i- ă g ới h biể í h h g đ h g b ỡ ụ h , bi thép h g hể ê q ấ (hình 6) i ó hể e h hợ h g đế ứ g ụ g sả hẩ ặ b i g ại hấ Mẫ ấ ữ 60 Z Tạp chí KHCN Xây dựng - số 2/2022 VẬT LIỆU XÂY DỰNG - MÔI TRƯỜNG Hình ín ệm k n va đập x -măn lướ t ép 10mm 3.3 Kết xử lý tăng cứng bề mặt mẫu Thí hi ghi í h h xi- ă g hú g í ă g ứ g b g ới h i dung d h T hâ í h hủ i hi Mẫ ấ ủ b g si i ghiê ặ g hằ ặ ấ ứ ẫ đ ợ ỡ gđ ợ g quét h g i [5] s ứ g ủ í h hẩ s 28 h bọ ă g ă g e Tấ ải bả hq ại ủ s g b ỹ h i h g hổi sạ h bụi hủ decoSIL D ặ ấ sả O R T ẫ ại bỏ đ ợ h h hẩ ế q ảs g hơ ó ế b ặ hí (h h 7) Mẫ ấ ữ 60 Z s hi ý ă g ứ g ữ 60 Z hi ý ă g ứ g Hình Bề mặt mẫu x -măn lướ t ép trướ v sau k xử lý tăn ứn Ng i h hế g h h h h sả hẩ i- ă g hủ h g -Sê b ặ Thí gi đ ứ g ủ hủ h g q bú M hs ( iê h ẩ T N 6415 h ặ ASTM 1895 – 20) ó hó g đ h đ h g ủ hủ h hụ bằ g ứ g ới hó -H ghi đ h i sử ụ g – 18 – 2005 điể h h đ đ ứ g í h hiể i q g họ (đ hó g đại 250 ) h ế M hs để ại ê b ặ hủ i ới M hs ó đ ứ g khơng gây h hủ g ê (h h i) i bú M hs ó đ ứ g h ế h g h g gâ h hủ , bong tróc Qua ó hể đ h hủ ó đ ứ g he h g đ ứ g M hs bú bút ế ới h hủ 65 Mẫ ấ ữ 60 Z h bằ g bú M hs ( i) ( hải) Hình í n ệm vạ út Mo s lên ề mặt x -măn sợ t ép Tạp chí KHCN Xây dựng - số 2/2022 43 VẬT LIỆU XÂY DỰNG - MÔI TRƯỜNG Bảng Kết đo ườn độ x -măn lướ t ép dùn sún S ST T i sú g b ật nẩ ả 10 11 12 13 14 15 16 TB hi h ẩ góc bắ 21 20 21 18 21 20 22 21 23 19 20 18 22 20 20 19 21 20 22 19 22 18 21 20 23 21 22 20 17 14 87,4 73,3 23 24 23 21 22 23 23 22 24 24 24 22 25 21 23 23 24 22 22 22 23 23 25 22 22 21 23 22 18 17 94,4 87,4 i h ữ ới h đ ợ - ế q ả Mẫ T hi hủ ứ g e i g KZ60 S 22 21 i g KZ60 ê q SIL 21 19 hi hủ ứ g e 24 22 24 19 SIL 22 23 h 25 23 ẫ ấ ụ g ụ sú g b q ả gi ê ấ s ă g h h ỉ h điể gđ ẫ ữ ại ẫ ấ h h i h ự h i đ ợ hi s g đ g Nh q ớ Tấ h g đế ụ ứ ghi đú ấ ý ấ iê ứ g ụ g h i ữ (FA) = 30% X 60% h i g đ ẫ ới ặ ế : e 28 h giả ụ g ẫ h Tấ h ẫ ỡh h 44 hơ ũ g h ứ g t h s ới ă g h họ ( h g M hs 5) ả x n ảm ơn công ty ọ B ên ứu n g ên K oa ĐHQG p.HCM g h ả g 30% s h hợ để đú ấ ới thép ứng ới ACI Committee 549 (2010), Thin Reinforced Meeting at Spring Convention, Chicago h i i- ă g ă g Cementitious Products & Ferrocement, Report of ACI h i ấ g i ớc nh p lớn, Luận án Tiến sĩ Đại học Thủy Lợi zi đạ 1600 D Phạm Cao Tuyên (2017), Nghiên cứu kết cấu công ngh chế tạo c b ổi National Academy of Sciences (1973), Ferrocement: TCVN 7368:2013, Kính xây dựng-Ph g h đ b Ng đ p ễ h h Sơ h Ngọ Mi h T A h Tú Nguyễn Hoàng Tuấn (2020), V t li u phủ liti silicat Tấ ế rườn Đạ suấ thép; đú hi gặ ẫ g D.C, February zi h g ẫ 60% e ới h ả g h ó hể e - ứ g để; ặ bằ g ứ g ới Applications in Developing Countries, Washington hẩ ó í h hi >70 MP ẫ đ i g sử 10 ợ g i i /X = N/X = ợ g ợ g s ợ gX h h ợ g hể í h đ i ới kg/m hấ đ hi hủ ứu v h i ữ sả i- ă g ới ỉ 0,3 PGSD = 1% kh i ứ g b ủ ủ DECOCRE E ỗ trợ n u ên l ệu p ụ vụ n hữ g ê ặ b i- g ại hấ , rút m đạ í h TÀI LIỆU THAM KHẢO ới h ấ í h ỗ trợ n Thông qua ghiê - h i Lời cảm ơn: C Kết luận b ă g ế ă g h h i h i ứ g ụ g ới h decoSIL ới i – g ại hấ xi- ă g h ă g ứ g bả điể h h đ i ới i hấ ứ g gă hủ DecoSIL đ g ế gđ hi hủ ă g ứ g ũ g h g s h hấ hi đ hi s gi hữ g gđ N 9334:2012) g bả g h g h i đ ợ đ ẩ (T ổ g hợ đạ đ ợ g g đ bêtông he ữ i u súng (MPa) s i- ă g g he q i h ó ă g h g ó ứ ới h ới h 10 ới h giả đ gh h g b đ gi g Ả h hụ ặ gã bằ g í h hiể ữ đ ợ g h i h ự hấ ới h h h g bảo v b mặt bê-tơng xi- ă g Tạp chí KHCN Xây dựng - số 1, trang 39-46 Ngày nhận bài: 28/6/2022 Ngày nhận sửa:04/7/2022 Ngày chấp nhận đăn : 06/7/2022 Tạp chí KHCN Xây dựng - số 2/2022 VẬT LIỆU XÂY DỰNG - MƠI TRƯỜNG Tạp chí KHCN Xây dựng - số 2/2022 ... tiếp theo, tác giả trình bày nghiên cứu thí nghi m cấp ph i v t li u xi- ă g ới thép sử dụng m t ph n i h e zi thay để đú ấm mẫu mỏng (b dày 10mm) nhằm h g đế ứng dụng làm sản phẩm mặt bàn n i...VẬT LIỆU XÂY DỰNG - MÔI TRƯỜNG Theo th ng kê [2], nhữ g điểm v t li u xi- ă g ới thép h : (i) sử dụng nguồn v t li đ h g sẵn có, kỹ thu t thi cơng... h ỡ biể hi í h ỗ g h h g ó í h gó h hú h Bảng Tính chất lý ốt liệu keramzit Cốt liệu cát sơng Hình Kết t n p ần ạt L ới h đ đ ợ sử ụ ă g ới h í h h í h h ỗ , đ g 0,5mm L ới đ ợ b g g â ự g đ