(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu khả năng chịu uốn của sàn bê tông cốt thép Geopolymer

(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu khả năng chịu uốn của sàn bê tông cốt thép Geopolymer(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu khả năng chịu uốn của sàn bê tông cốt thép Geopolymer(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu khả năng chịu uốn của sàn bê tông cốt thép Geopolymer(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu khả năng chịu uốn của sàn bê tông cốt thép Geopolymer(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu khả năng chịu uốn của sàn bê tông cốt thép Geopolymer(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu khả năng chịu uốn của sàn bê tông cốt thép Geopolymer(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu khả năng chịu uốn của sàn bê tông cốt thép Geopolymer(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu khả năng chịu uốn của sàn bê tông cốt thép Geopolymer(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu khả năng chịu uốn của sàn bê tông cốt thép Geopolymer(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu khả năng chịu uốn của sàn bê tông cốt thép Geopolymer(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu khả năng chịu uốn của sàn bê tông cốt thép Geopolymer(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu khả năng chịu uốn của sàn bê tông cốt thép Geopolymer(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu khả năng chịu uốn của sàn bê tông cốt thép Geopolymer(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu khả năng chịu uốn của sàn bê tông cốt thép Geopolymer(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu khả năng chịu uốn của sàn bê tông cốt thép Geopolymer(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu khả năng chịu uốn của sàn bê tông cốt thép Geopolymer

LỜI CAM ĐOAN Tơi cam đoan cơng trình nghiên cứu Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chưa cơng bố cơng trình khác Tp Hồ Chí Minh, ngày … tháng Trà Chí Nhất năm 201 LỜI CẢM ƠN Tôi xin trân trọng cảm ơn PGS, TS Phan Đức Hùng tận tình giúp đỡ, hướng dẫn cung cấp thông tin nghiên cứu cần thiết để tơi hồn thành luận văn thạc sĩ Tôi xin chân thành cảm ơn thầy cô giáo Khoa Xây Dựng Cơ Học Ứng Dụng trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh Xin cảm ơn tất người thân gia đình giúp đỡ tạo điều kiện thuận lợi để tơi hồn thành luận văn Vì kiến thức thời gian thực luận văn thạc sĩ có hạn nên khơng tránh khỏi hạn chế thiếu sót Tơi mong đóng góp q thầy giáo, bạn bè đồng nghiệp để luận văn hoàn thiện Xin chân thành cảm ơn Tp Hồ Chí Minh, ngày … tháng Trà Chí Nhất năm 201 TĨM TẮT Luận văn nghiên cứu khả chịu lực sàn bê tông geopolymer sử dụng tro bay so sánh kết thực nghiệm với lý thuyết tính tốn kết mô phần mềm Abapus Kết phân tích cho thấy sàn bê tơng cốt thép sử dụng chất kết dính geopolymer có ứng xử chịu uốn tương tự với sàn bê tông xi măng truyền thống Đề tài nghiên cứu xác định khả chịu uốn sàn Geopolymer, ảnh hưởng việc thay đổi điều kiện dưỡng hộ nhiệt kích thước cốt thép sàn đến khả chịu lực cấu kiện; từ vẽ biểu đồ ảnh hưởng rút kết luận Trong phạm vi nghiên cứu, đề tài tập trung vào nội dung thực cụ thể: - Xác định cấp phối để sử dụng cho sàn bê tông Geopolymer từ yếu tố nhiệt độ, điều kiện dưỡng hộ, thành phần nguyên vật liệu - Xác định khả chịu uốn sàn bê tông Geopolymer - Đánh giá kết thực nghiệm, so sánh kết tính tốn kết mơ hình hóa máy tính rút nhận xét Từ kết thí nghiệm cấu kiện sàn cho thấy yếu tố ảnh hưởng đến khả chịu lực bao gồm chủng loại cốt thép cốt thép gân cốt thép trơn, đường kính loại cốt thép khác từ Φ8 đến Φ 10 Φ 12 ảnh hưởng đến khả chịu uốn cấu kiện sàn geopolymer Kết phù hợp với kết khác nghiên cứu cấu kiện sử dụng bê tơng xi măng thơng thường Qua cho thấy ứng xử cấu kiên sử dụng bê tông geopolymer tương đồng với cấu kiện thông thường Bên cạnh đó, giá trị kết chuyển vị sàn vị trí nhịp theo kết thực nghiệm có cao so với tính toán theo lý thuyết lại thấp so với giá trị mơ phần mềm Abaqus Ở tính tốn theo lý thuyết khơng tính cộng hưởng, tương tác làm việc bê tông cốt thép q trình uốn cấu kiện nên độ võng tính tốn thấp so với thực nghiệm mơ Ở phương pháp mô cấu kiện khả chịu uốn cấu kiện cao thực nghiệm kết đạt lại gần sát với kết thực nghiệm có xét đến khả liên kết cốt thép bê tông số yếu tố khác cường độ bê tông, độ bền kéo thép, v.v … ABSTRACT This thesis studies the bearing capacity of the concrete floor using fly ash geopolymer and compare experimental results with theoretical calculations and simulation results by software Abapus Results showed that the floor analysis of reinforced concrete using geopolymer binder with flexural behavior similar to floor traditional concrete Research topics defined bending resistance of geopolymer floor, the effects of changing conditions steam curing as well as the size of the floor reinforcement to the bearing capacity of the structures; thereby drawing the chart impact and draw conclusions Within the scope of the study, the subject focus on the content of specific implementation:  Determine aggregate for use geopolymer concrete floor from factors such as temperature, curing conditions, the composition of materials  Determination of bending resistant concrete floors Geopolymers  Evaluate the experimental results, comparing the calculation results and the results of computer modeling and drawn comment  From the experimental results the floor structures show that the factors affecting the bearing capacity of reinforced categories include Ferro-Ferro or tendon is smooth, the diameter of the reinforced type different from Φ and Φ 10 to 12 Φ8 are affecting bending resistance of floor constructions of geopolymers This result is consistent with other results investigated in the precast concrete using conventional cement That shows the behavior of the structure consistently using geopolymers concrete is similar to the conventional constructions Besides, the resulting value of displacements of the floor at mid-span position according to experimental results have higher than theoretical calculations but lower than the value simulation with Abaqus software In calculating the theoretical shall not be resonance, interactive work between concrete and rebar during bending structures should be calculated sag lower than experimental as well as simulation In the simulation method components but bending resistance of structures higher than empirical but results again close to the experimental results the most due to consider the possibility of links between rebar and concrete as well as other factors such as concrete strength, tensile strength of steel, etc MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN LỜI CẢM ƠN TÓM TẮT ABSTRACT CHƯƠNG 1: 1.1 TỔNG QUAN 15 Sự cần thiết đề tài nghiên cứu 15 1.1.1 Thực trạng sản xuất vật liệu xây dựng 15 1.1.2 Phương hướng phát triển vật liệu xây dựng 16 1.2 Tình hình nghiên cứu 17 1.2.1 Khái quát Geopolymer 17 1.2.2 Tình hình nghiên cứu ngồi nước 18 1.2.3 Tình hình nghiên cứu nước 20 1.3 Vị trí đề tài nghiên cứu 22 1.4 Mục tiêu đề tài 22 1.5 Nhiệm vụ đề tài 22 1.6 Phạm vi nghiên cứu 23 1.7 Phương pháp nghiên cứu 23 1.8 Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài 23 CHƯƠNG 2: 2.1 CƠ SỞ LÝ THUYẾT 24 Công nghệ Geopolymer 24 2.1.1 Lịch sử đời chất kết dính Geopolymer 24 2.1.2 Cơ chế phản ứng q trình Geopolymer hóa 26 2.1.3 Cơ sở hóa học cơng nghệ Geopolymer sử dụng tro bay 29 2.2 Nguyên vật liệu 31 2.2.1 Tro bay 31 2.2.2 Dung dịch hoạt hóa Alkali 35 2.3 Bê tông Geopolymer 37 2.3.1 Chế tạo bê tông Geopolymer 37 2.3.2 2.4 Dưỡng hộ nhiệt bê tông Geopolymer 37 Cấu kiện sàn bê tông Geopolymer 38 2.4.1 Cấu tạo sàn 39 2.4.2 Sơ đồ thí nghiệm sàn 41 2.4.3 Xác định khả chịu uốn sàn 43 2.5 Xác định khả chịu lực cấu kiện sàn theo lý thuyết 43 2.5.1 Xác định khả chống nứt cho sàn 44 2.5.2 Kiểm tra điều kiện hình thành vết nứt vùng chịu kéo 45 2.6 Mô cấu kiện phần mềm Abaqus 47 2.6.1 Giới thiệu tổng quan phần mềm Abaqus 47 2.6.2 Mục đích việc mơ 48 2.6.3 Mô cấu kiện phần mềm Abaqus 49 2.6.4 Một số lưu ý mô phần mềm Abaqus 60 CHƯƠNG 3: 3.1 NGUYÊN VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM 61 Nguyên vật liệu 61 3.1.1 Tro bay 61 3.1.2 Dung dịch hoạt hóa 62 3.2 Thiết kế thành phần cấp phối 64 3.3 Phương pháp tạo mẫu thí nghiệm 65 3.3.1 Thí nghiệm mẫu bê tông Geopolymer 65 3.3.2 Thí nghiệm cấu kiện sàn Geopolymer 67 CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM VÀ THẢO LUẬN 75 4.1 Mẫu bê tông 75 4.2 Cấu kiện sàn 78 4.2.1 Chuyển vị nhịp sàn 78 4.2.2 Chuyển vị vị trí L/3 nhịp sàn 80 4.2.3 Biến dạng nhịp sàn 81 4.2.4 Biến dạng vị trí L/3 nhịp sàn 83 4.3 Tính toán lý thuyết 84 10 4.3.1 Tính tốn khả chịu lực sàn 84 4.3.2 Tải trọng hình thành vết nứt cho cấu kiện sàn 87 4.4 Mô Abapus 87 CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI 92 5.1 Kết luận 92 5.2 Hướng phát triển đề tài 93 11 DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1 Q trình sản xuất cement khí thải CO2 16 Hình 2.1 Tinh thể Geopolymer [2] 25 Hình 2.2 Cấu trúc tinh thể Gelpolymer [2] 26 Hình 2.3 Cấu trúc Poly (Sialates) theo Davidovits [2] 27 Hình 2.4 Q trình hoạt hóa vật liệu Aluminosilicate [2] 28 Hình 2.5 Mô tả phản ứng tro bay môi trường kiềm [2] 29 Hình 2.6 Hình ảnh SEM [3] 30 Hình 2.7 Tro bay 32 Hình 2.8 Sodium Silicate Sodium Hydroxyde 36 Hình 2.9 Kích thước sàn geopolymer 39 Hình 2.10 Sàn cẩu lắp lên hệ hai gối tựa 39 Hình 2.11 Sơ đồ truyền tải từ tải tập trung thành tải thành phần 40 Hình 2.12 Bố trí thép sàn (mặt cắt) 41 Hình 2.13 Tải trọng moment thân sàn 42 Hình 3.1 Tro bay loại F 61 Hình 3.2 Dung dịch Sodium Hydroxit NaOH 63 Hình 3.3 Dung dịch Sodium Silicate (Na2SiO3) 63 Hình 3.4 Các thành phần nguyên vật liệu chuẩn bị trước đổ bê tông 64 Hình 3.5 Nguyên vật liệu sử dụng đúc mẫu 66 Hình 3.6 Mẫu bê tơng hình lập phương (15×15×15cm) hình trụ (10×20cm) 66 Hình 3.7 Thí nghiệm xác định cường độ chịu nén, uốn kéo bê tơng geopolymer67 Hình 3.8 Cơng tác chuẩn bị cốt thép sàn 67 Hình 3.9 Khn đúc sàn bê tơng geopolymer máy trộn bê tơng 68 Hình 3.10 Q trình nhào trộn khơ thành phần ngun vật liệu 69 Hình 3.11 Quá trình trộn ướt nguyên vật liệu với dung dịch hoạt hóa 69 Hình 3.12 Đổ bê tơng sàn đầm chặt 70 Hình 3.13 Hồn tất q trình đổ bê tông sàn 71 12 với kết thực nghiệm có xét đến khả liên kết cốt thép bê tông số yếu tố khác cường độ bê tông, độ bền kéo thép, v.v … Khi tải trọng đạt đến khoảng từ 22 đến 24 kN hai cấu kiện sàn sàn bị phá hủy hoàn toàn Riêng cấu kiện sàn bị phá hoại tải trọng đạt 36 kN Các lý thuyết tính tốn sàn bê tơng Geoplymer sử dụng lý thuyết tính tốn vật liệu bê tông xi măng theo tiêu chuẩn hành Khả chịu tải trọng tới hạn dầm bê tông geopolymer thực nghiệm tương đương cao so với kết tính tốn theo TCVN 5574-2012 Kết độ võng sàn theo mô thực nghiệm có giá trị lớn tính toán theo TCVN 5574 5.2 Hướng phát triển đề tài Từ việc nghiên cứu ứng xử khả chịu lực cấu kiện sàn bê tông geopolymer, đề tài tiếp tục nghiên cứu sâu yếu tố sau: - Sự tương tác, làm việc thép bê tông geopolymer cấu kiện - Dự đoán phá hủy cấu kiện - Mở rộng nghiên cứu sàn hai phương theo loại sàn (bản kê cạnh, kê cạnh, ngàm, …) - Sử dụng nhiều kiểu đan thép tạo khung cho cấu kiện sàn geopolymer (đan chéo, đan hình bình hành, đan vng góc, …) để đánh giá khả chịu lực cấu kiện - Nghiên cứu ứng xử khả chống chịu rung động cho sàn geopolyme 93 TÀI LIỆU THAM KHẢO Sirje V, Tarja H (1998) Environmental Burdens of Concrete and Concrete products Technical Research Centre of Finland J Davidovits, D., R., and James, The Proceeding of Geopolmer 99 2nd International Conference on Geopolymers (1999) p 368 B Vijaya Rangan (2014), Geopolymer Concrete for environmental protection Nataraja M, C , Flexural behavior of reinforced geo-polymer concrete beam, international journal of civil and structural engineering Muthumani, K, Behavior of concrete beams under low energy repeated impact loading, PhD thesis December 1995 Palomo, Ana Fernandez-Jimenez (2011), Alkaline activation, procedure for stranforming fly ashes into new materials Palomo A, Grutzeck M.W Blanco M.T., (1999), Alkali-Activated Fly Ashes – A Cement for Future, Cem Con Res 29, 1323-1329 Mo Bing-Hui (2014), Effect of curing temperature on geopolymerization of metakaolin-based geopolymers Rangan, D.H.a.B.V., Development and Properties of Low-calcium fly ash based Geopolymer concrete, in Research report GC12005: Faculty of Engineering Curtin University of Technology Perth, Australia p 103 10 Olivia, M., Durability Related Properties of Low Calcium Fly ash based Geopolymer Concrete, in Civil Engineering2011, Curtin University of Technology 11 Manish Chand Kumain, Seema Rani (2015), An experimental study of fiber reinforced Geo-polymer concrete slab for continously increasing height of impact load 12 Madheswaran C K, J K Dattatreya, P S Ambily & Karansingh P R, Investigation on behavior of reinforced geopolymer concrete slab under repeated low velocity impact loading, International Journal of Innovative Research in Science, Engineering and Technology, Vol.3, Issue 3, pp 10775-10786, March 2014 94 13 S Nagan and R Mohana, Behaviour of geopolymer ferrocement Slabs subjected to impact IJST, Transactions of Civil Engineering, Vol 38, No C1+, pp 223-233, 2014 14 Dr Abdulkader Ismail Al-Hadithi, Dr.Khalil Ibrahim Aziz and Mohammed Tarrad Nawar Al-Dulaim, Behavior of ferro-cement slabs modified by polymer under low velocity impact Advanced Materials Research Vol 925 (2014) pp 3-7 15 T Kiran, Sadath Ali Khan Zai, Srikant Reddy S (2015), Impact test on Geopolymer Concrete Slabs 16 Nguyễn Văn Chánh, trường đại học Bách Khoa Tp.HCM (2008), Bê tơng Geopolymer 17 Nhóm nghiên cứu, trường đại học Bách Khoa Tp.HCM (2010), Nghiên cứu chế tạo gạch không nung công nghệ geopolymer sử dụng tro bay phế thải bùn đỏ để xây dựng nhà vùng cao nguyên Việt Nam 18 Nhóm nghiên cứu, trường đại học Giao thơng vận tải Hà Nội, Vữa bê tông sử dụng chất kết dính geopolymer vơ 19 Vũ Huyền Trân, Nguyễn Thị Thanh Thảo (2009), Nghiên cứu chế tạo gạch không nung công nghệ Geopolymer sử dụng tro bay phế thải bùn đỏ để xây dựng nhà ở, tuyển tập báo cáo hội nghị sinh viên nghiên cứu khoa học lần thứ – đại học Đà Nẵng 20 TS Phan Đức Hùng, TS Lê Anh Tuấn, Nghiên cứu ảnh hưởng dung dịch hoạt hóa đến tính chất co ngót bê tơng geopolymer Ảnh hưởng mơi trường hoạt hóa đk dưỡng hộ đến bê tơng Geopolymer cường độ cao Kiểm chứng ứng xử chịu uốn dầm bê tông Geopolymer cốt thép sử dụng tro bay Phân tích ảnh hưởng thành phần dung dịch hoạt hóa đến cường độ bê tơng Geopolymer phương pháp Taguchi Ảnh hưởng thành phần hoạt hóa đến cường độ chịu uốn kéo gián tiếp bê tơng Gepolymer Tính chất học bê tơng Geopolymer sử dụng tro bay gia cường sợi Poly-propylene Ảnh hưởng sợi Micro Polypropylene đến tính chất lý bê tông Geopolymer 95 21 HardjitoD,Wallah SE,Sumajouw MJ etal (2005) The stress–strain behaviour of fly ash-based geopolymer concrete In: Developments in mechanics of structures and materials A A Balkema Publishers, The Netherlands, pp831–834 96 NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG CHỊU UỐN CỦA SÀN BÊ TÔNG CỐT THÉP GEOPOLYMER RESEARCH OF BENDING RESISTANCE OF REINFORCED GEOPOLYMERS CONCRETE FLOOR TRÀ CHÍ NHẤT – Học viên cao học, Khoa XD, Trường ĐH Sư Phạm Kỹ Thuật TP.HCM PHAN ĐỨC HÙNG – Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật TP.HCM Tóm tắt: Bài báo nghiên cứu khả chịu lực sàn bê tông geopolymer sử dụng tro bay so sánh kết thực nghiệm với lý thuyết tính tốn kết mơ phần mềm Abapus Kết phân tích cho thấy sàn bê tơng cốt thép sử dụng chất kết dính geopolymer có ứng xử chịu uốn tương tự với sàn bê tông xi măng truyền thống Đề tài nghiên cứu xác định khả chịu uốn sàn Geopolymer, ảnh hưởng việc thay đổi điều kiện dưỡng hộ nhiệt kích thước cốt thép sàn đến khả chịu lực cấu kiện; từ vẽ biểu đồ ảnh hưởng rút kết luận Từ kết thí nghiệm cấu kiện sàn cho thấy yếu tố ảnh hưởng đến khả chịu lực bao gồm chủng loại cốt thép cốt thép gân cốt thép trơn , đường kính loại cốt thép khác từ Φ8 đến Φ 10 Φ 12 ảnh hưởng đến khả chịu uốn cấu kiện sàn geopolymer Kết phù hợp với kết khác nghiên cứu cấu kiện sử dụng bê tông xi măng thông thường Qua cho thấy ứng xử cấu kiên sử dụng bê tông geopolymer tương đồng với cấu kiện thơng thường Từ khóa: sàn bê tơng cốt thép Geopolymer, tro bay, geopolymer, … Abstract: This thesis studies the bearing capacity of the concrete floor using fly ash geopolymer and compare experimental results with theoretical calculations and simulation results by software Abapus Results showed that the floor analysis of reinforced concrete using geopolymer binder with flexural behavior similar to floor traditional concrete Research topics defined bending resistance of geopolymer floor, the effects of changing conditions steam curing as well as the size of the floor reinforcement to the bearing capacity of the structures; thereby drawing the chart impact and draw conclusions From the experimental results the floor structures shows that the factors affecting the bearing capacity of reinforced categories include Ferro-Ferro or tendon is smooth, the diameter of the reinforced type different from Φ and Φ 10 to 12 Φ8 are affecting bending resistance of floor constructions of geopolymers This result is consistent with other results investigated in the precast concrete using conventional cement That shows the behavior of the structure consistently using geopolymers concrete is similar to the conventional constructions Key words: Geopolymers concrete floor, fly ash, geopolymer, GIỚI THIỆU Với phần lớn kết cấu chịu lực cơng trình xây dựng hệ bê tơng cốt thép tồn khối bê tông trở thành loại sản phẩm sử dụng nhiều ngành xây dựng Chất kết dính thơng thường để sản xuất bê tông cement Portland Tuy nhiên, song hành với phát triển mạnh mẽ ngành công nghiệp sản xuất cement gây nhiều ảnh hưởng nặng nề đến môi trường tự nhiên số hệ lụy khác Ngành cơng nghiệp sản xuất cement địi hỏi việc khai thác trữ lượng lớn nguyên vật liệu; nguồn tài ngun thiên thiên tái tạo đá vôi đất sét, … Hiện tại, trữ lượng đá vôi ngày giảm cách nhanh chóng việc khai thác đất sét làm tiêu tốn trữ lượng đáng kể diện tích đất trồng lương thực Ngồi ra, với q trình nung lị tạo “Clanh-ke” cho việc sản xuất cement làm lãng phí nhiều nhiệt Từ lại dẫn đến tổn hao cho nguồn tài nguyên khác than đá, dầu, điện, … gây ô nhiễm môi trường, ảnh hưởng sức khỏe người khí thải CO2 ngành công nghiệp ngày tăng Để sản xuất cement có 770 kg khí thải vào khơng khí sau cơng đoạn nung ngun liệu Năng lượng để sản xuất cement đứng thứ ba sau sản xuất thép nhơm Để góp phần hạn chế lượng khí thải CO2 từ ngành cơng nghiệp sản xuất cement hay gạch nung truyền thống; đồng thời tận dụng nguồn tro bay - loại phế phẩm ngành công nghiệp nhiệt điện cơng nghệ Geopolymer nghiên cứu, áp dụng để thay Cement Portland - chất kết dính sản xuất bê tơng thơng thường Sản phẩm cơng nghệ bê tông vữa Geopolymer – sản phẩm xanh, thân thiện với môi trường ngành vật liệu xây dựng Bê tông Geopolymer quan tâm, nghiên cứu phát triển ngày nhiều ưu điểm bật như: khả chịu lực, khả chống ăn mòn, chịu nhiệt, cách âm, độ co ngót nhỏ hay khả gắn kết tốt với cốt thép bê tông, … Công nghệ Geopolymer nghiên cứu đa dạng áp dụng cho cấu kiện khác nhau, điển dầm Geopolymer M.V.Nataraja hay Muthumani, … Đi với xu hướng ấy, đề tài “Nghiên cứu khả chịu uốn sàn bê tông cốt thép Geopolymer” nghiên cứu tính ứng dụng cơng nghệ NGUYÊN VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM 2.1 Nguyên vật liệu Nguyên vật liệu để chế tạo sàn bê tông Geopolymer bao gồm: Thép, tro bay, dung dịch NaOH dung dịch Na2SiO3, cốt liệu lớn (Đá) cốt liệu nhỏ (Cát) 2.1.1 Thép Thép sử dụng đề tài thép Việt Nhật với ba loại kích thước đường kính khác d8, d10 d12 để thí nghiệm cho ba cấu kiện sàn bê tông cốt thép Geopolymer 2.1.2 Tro bay Tro bay (FA) loại F sử dụng thí nghiệm có nguồn gốc từ nhà máy nhiệt điện với thành phần hóa trình bày Bảng Bảng Thành phần hóa học tro bay Thàn h phần hố học % khối lượng SiO2 Al2O Fe2O 3 Ca O Mg O MK N (*) Hình Biểu đồ thành phần hạt cát 55.2 16.58 12.31 5.25 4.25 (*): Mất nung 2.1.3 Dung dịch hoạt hóa Dung dịch hoạt hóa Alkali kết hợp Sodium Hydroxyde (NaOH) Sodium Silicate (Na2SiO3) Dung dịch sodium hydroxide pha chế từ tinh thể rắn với độ tinh khiết 90%, khối lượng riêng 2130 kg/m3 có nồng độ là 8, 12 16 mol/l Dung dịch sodium silicate sử dụng với hàm lượng Na2O SiO2 dao động từ 36% đến 38%, tỷ trọng 1.42  0.01 g/ml 2.1.5 Đá Cốt liệu lớn sử dụng đá dăm khai thác từ mỏ đá Tân Đồng Hiệp, xã Tân Đông Hiệp, huyện Dĩ An, Bình Dương Đá dăm đa số có dạng khối cầu, hạt dẹt góc cạnh Cỡ hạt đá lớn Dmax = 20 mm, khối lượng riêng 2700 kg/cm3, khối lượng thể tích 1510kg/cm3 2.1.4 Cát Cát sử dụng cát sông Đồng Nai, cỡ hạt thơ Các tính chất lý khối lượng riêng, khối lượng thể tích, thành phần hạt … thí nghiệm theo Tiêu chuẩn Việt Nam Cát làm sấy khô trước đưa vào sử dụng, thoả mãn yêu cầu TCVN 1770 : 1986 “Cát xây dựng – Yêu cầu kỹ thuật” Hình Biểu đồ thành phần hạt đá 2.2 Cấp phối Thành phần cấp phối thể thông qua Bảng Bảng sau: để xác định cường độ chịu kéo gián tiếp bê tông Bảng Thành phần cấp phối theo % Tên Cấp phối CP1 Cốt liệu lớn (%) 50 Cốt liệu nhỏ (%) Tro bay (%) 20 Tỉ lệ dung dịch Dung dịch (%) 18 NaOH Na2SiO3 2.5 12 Nồng độ dung dịch NaOH (Mol) 14 Bảng 3.Thành phần CP theo khối lượng (kg) CP 01 02 03 Thép d12 d10 d8 Đá 1178 1178 1178 Cát Tro bay 504 504 504 382 382 382 Sodium Hydroxit Sodium Silicat NaOH Na2 SiO3 65.58 65.58 65.58 163.95 163.95 163.95 2.3 Phương pháp thí nghiệm 2.3.1 Nhào trộn đúc mẫu Đối với cấp phối dưỡng hộ thường, thành phần nguyên liệu sau định lượng nhào trộn khoảng phút tạo thành hỗn hợp khô Hỗn hợp dung dịch sodium hydroxide, sodium silicate nước chuẩn bị trước đổ vào hỗn hợp khơ bắt đầu q trình phút Hỗn hợp bê tông tạo mẫu theo tiêu chuẩn ASTM C780 Hỗn hợp bê tông đúc thành ba cấu kiện sàn có kích thước 3000×1000×100 (mm) với hệ lưới cốt thép ba cấu kiện sàn có đường kính d8, d10 d12 Với cấp phối mẫu cho cấu kiện nêu trên, ta triển khai đúc mẫu hình lập phương kích thước 150×150×150 (mm) để xác định cường độ chịu nén, mẫu dầm 150×150×600 (mm) để xác định cường độ chịu kéo uốn mẫu trụ kích thước 100×200 (mm) 2.3.2 Phương pháp thí nghiệm Ở cấu kiện sàn bê tơng cốt thép Geopolymer sau dưỡng hộ nhiệt thí nghiệm uốn khung uốn 50 Các mẫu sau dưỡng hộ nhiệt đặt tĩnh định, bắt đầu thí nghiệm xác định tiêu lý Các mẫu bê tơng Geopolymer hình lập phương kích thước 150×150×150 (mm) thí nghiệm nén, mẫu hình trụ 100×200 mm đem cân xác định khối lượng sau đem thí nghiệm xác định cường độ chịu kéo gián tiếp phương pháp ép chẻ Đối với mẫu dầm bê tơng kích thước 150×150×600 mm đem uốn xác định cường độ chịu kéo uốn KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM 3.1 Mẫu bê tơng Hình Kết thí nghiệm cường độ chịu nén (MPa) Hình Kết thí nghiệm cường độ chịu kéo uốn cường độ chịu kéo gián tiếp ép chẻ (MPa) Kết cường độ chịu nén (MPa), cường độ chịu uốn (MPa) cường độ chịu kéo (MPa) ba cấp phối tương đồng với Ở CP01 CP02 có cường độ chịu nén 18MPa, CP03 có kết thấp so với CP02 khoảng 1.6% không đáng kể Xét cường độ chịu nén chịu kéo, cấp phối CP02 CP03 đạt giá trị cường độ chịu uốn 1.7 MPa cường độ chịu kéo 3.3 MPa Riêng CP01 có cường độ chịu uốn cao 0.23 MPa cường độ chịu kéo cao 0.341 MPa Tuy nhiên mức chênh lệch không nhiều, dao động từ 9.2% cường độ chịu kéo đến 11.42% cường độ chịu uốn so với CP02 CP03 3.2 Hình Đường quan hệ tải trọng chuyển vị vị trí nhịp sàn Kết đo chuyển vị từ thực nghiệm cho thấy gia tải từ đến 18 kN mức tăng độ võng ba cấu kiện phát triển đồng với Sau độ võng sàn sàn có mức phát triển độ võng tăng lớn so với sàn 1, cao lên đến 20 mm sàn tải trọng tăng từ 20 đến 24 kN Ở cấu kiện sàn có mức phát triển độ võng đồng suốt trình gia tải sàn Khi tải trọng đạt đến khoảng từ 22 đến 24 kN hai cấu kiện sàn sàn bị phá hủy hoàn toàn Riêng cấu kiện sàn bị phá hoại tải trọng đạt 36 kN Cấu kiện sàn Hình Đường quan hệ tải trọng chuyển vị vị trí L/3 nhịp sàn Kết đo chuyển vị từ thực nghiệm cho thấy mức tăng độ võng ba cấu kiện đồng từ lúc gia tải từ kN đến 16 kN Sau độ võng sàn sàn có mức phát triển độ võng tăng cao Ở sàn 2, độ võng tăng 24 mm tải gia tăng từ 20 kN đến 22 kN; sàn tăng 23 mm tải tăng từ 16 kN đến 18 kN Ở cấu kiện sàn có mức phát triển độ võng đồng suốt trình gia tải sàn Khi tải trọng đạt đến khoảng từ 20 đến 22 kN giá trị độ võng vị trí L/3 nhịp sàn hai cấu kiện sàn sàn đạt tới hạn Riêng cấu kiện sàn có giá trị độ võng tới hạn vị trí L/3 nhịp tải trọng đạt 36 kN Hình Biến dạng vị trí nhịp sàn Quan sát biểu đồ cho thấy, tải trọng tăng biến dạng tăng theo Khi tải trọng