(Đề tài NCKH) Nghiên cứu ứng xử của bê tông tái chế cốt sợi chịu nhiệt bằng thực nghiệm

(Đề tài NCKH) Nghiên cứu ứng xử của bê tông tái chế cốt sợi chịu nhiệt bằng thực nghiệm(Đề tài NCKH) Nghiên cứu ứng xử của bê tông tái chế cốt sợi chịu nhiệt bằng thực nghiệm(Đề tài NCKH) Nghiên cứu ứng xử của bê tông tái chế cốt sợi chịu nhiệt bằng thực nghiệm(Đề tài NCKH) Nghiên cứu ứng xử của bê tông tái chế cốt sợi chịu nhiệt bằng thực nghiệm(Đề tài NCKH) Nghiên cứu ứng xử của bê tông tái chế cốt sợi chịu nhiệt bằng thực nghiệm(Đề tài NCKH) Nghiên cứu ứng xử của bê tông tái chế cốt sợi chịu nhiệt bằng thực nghiệm(Đề tài NCKH) Nghiên cứu ứng xử của bê tông tái chế cốt sợi chịu nhiệt bằng thực nghiệm(Đề tài NCKH) Nghiên cứu ứng xử của bê tông tái chế cốt sợi chịu nhiệt bằng thực nghiệm(Đề tài NCKH) Nghiên cứu ứng xử của bê tông tái chế cốt sợi chịu nhiệt bằng thực nghiệm(Đề tài NCKH) Nghiên cứu ứng xử của bê tông tái chế cốt sợi chịu nhiệt bằng thực nghiệm(Đề tài NCKH) Nghiên cứu ứng xử của bê tông tái chế cốt sợi chịu nhiệt bằng thực nghiệm(Đề tài NCKH) Nghiên cứu ứng xử của bê tông tái chế cốt sợi chịu nhiệt bằng thực nghiệm(Đề tài NCKH) Nghiên cứu ứng xử của bê tông tái chế cốt sợi chịu nhiệt bằng thực nghiệm(Đề tài NCKH) Nghiên cứu ứng xử của bê tông tái chế cốt sợi chịu nhiệt bằng thực nghiệm(Đề tài NCKH) Nghiên cứu ứng xử của bê tông tái chế cốt sợi chịu nhiệt bằng thực nghiệm(Đề tài NCKH) Nghiên cứu ứng xử của bê tông tái chế cốt sợi chịu nhiệt bằng thực nghiệm(Đề tài NCKH) Nghiên cứu ứng xử của bê tông tái chế cốt sợi chịu nhiệt bằng thực nghiệm(Đề tài NCKH) Nghiên cứu ứng xử của bê tông tái chế cốt sợi chịu nhiệt bằng thực nghiệm(Đề tài NCKH) Nghiên cứu ứng xử của bê tông tái chế cốt sợi chịu nhiệt bằng thực nghiệm(Đề tài NCKH) Nghiên cứu ứng xử của bê tông tái chế cốt sợi chịu nhiệt bằng thực nghiệm(Đề tài NCKH) Nghiên cứu ứng xử của bê tông tái chế cốt sợi chịu nhiệt bằng thực nghiệm(Đề tài NCKH) Nghiên cứu ứng xử của bê tông tái chế cốt sợi chịu nhiệt bằng thực nghiệm(Đề tài NCKH) Nghiên cứu ứng xử của bê tông tái chế cốt sợi chịu nhiệt bằng thực nghiệm

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐH SƯ PHẠM KỸ THUẬT TPHCM BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CỦA SINH VIÊN NGHIÊN CỨU ỨNG XỬCỦA BÊ TÔNG TÁI CHẾ CỐT SỢI CHỊU NHIỆT BẰNG THỰC NGHIỆM SV2021-12 Thuộc nhóm ngành khoa học: Xây dựng SV thực hiện: Chủ trì Hồng Ngọc Phong Nam, Nữ: Nam Dân tộc: Kinh Lớp, khoa: 171492A, Xây Dựng Năm thứ: /Số năm đào tạo: Ngành học: CNKT Công Trình Xây dựng Người hướng dẫn: TS Nguyễn Thanh Hưng TP Hồ Chí Minh, 5/2021 ii MỤC LỤC DANH MỤC VIẾT TẮT iii DANH MỤC HÌNH ẢNH vi DANH MỤC BẢNG BIỂU viii TÓM TẮT viiii CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Đặt vấn đề 1.2 Tình hình nghiên cứu 1.2.1 Ngoài nước .2 1.2.2 Trong nước .4 1.3 Mục tiêu đề tài .5 1.3.1 Mục tiêu nghiên cứu .5 1.3.2 Đối tượng phạm vi nghiên cứu 1.4 Phương pháp nghiên cứu .6 1.5 Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài .6 CHƯƠNG 2: CƠ SỞ NGHIÊN CỨU BÊ TÔNG SỬ DỤNG CỐT LIỆU BÊ TÔNG TÁI CHẾ .7 2.1 Thực trạng rác thải rắn từ phế phẩm cơng trình 2.1.1 Tài nguyên 2.1.2 Kinh tế 2.1.3 Một số ứng dụng thực tiến 2.2 Mối tương quan cốt liệu vụn bê tông cốt liệu thiên nhiên 10 2.2.1 Khái quát vụn bê tông 10 2.2.2 Tính chất hố học thành phần khống vụn bê tơng 11 2.3 Khả sử dụng vụn bê tông bê tông 11 2.3.1 Thiết kê cấp phối vụn bê tông vật liệu sử dụng thí nghiệm 11 2.3.2 Nguyên tắc phương pháp .12 2.3.3 Các tiêu chuẩn áp dụng .12 CHƯƠNG 3: QUY TRÌNH THÍ NGHIỆM .13 3.1 Nguyên liệu tỉ lệ trộn 13 3.1.1 Xi măng 13 iii 3.1.2 Cốt liệu nhỏ 13 3.1.3 Cốt liệu lớn 14 3.1.4 Cốt liệu tái chế 15 3.1.5 Sợi thép 15 3.2 Quy trình thực nghiệm 17 3.2.1 Sơ lược cách tiến hành thực nghiệm 17 3.2.2 Tiến hành thực nghiệm 18 CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ THÍ NHIỆM .25 4.1 Bê tông thường (NC) 25 4.2 Bê tông tái chế (RAC) 27 4.3 Bê tông tái chế cốt sợi (SFRAC) 28 4.4 Ảnh hưởng nhiệt đến cường độ bê tông: 30 4.4.1 Trước nén .30 4.4.2 Sau nén 32 4.4.3 Đồ thị thể mối quan hệ: 34 4.5 Nhận xét .37 4.5.1 Thay đổi màu sắc 37 4.5.2 Vết nứt 37 4.5.3 Sự hình thành vết nứt sau gia nhiệt 38 4.5.4 Cường độ chịu nén .38 CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN 40 TÀI LIỆU THAM KHẢO 42 MINH CHỨNG BÀI BÁO 44 iv DANH MỤC VIẾT TẮT RCA Cốt liệu tái chế LRCA Cốt liệu tái chế cỡ lớn NC Bê tông thông thường RAC Bê tông cốt liệu tái chế SFRAC Bê tông cốt liệu tái chế sợi thép C&D Xây dựng phá hủy v DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1- Sản lượng xi măng khu vực nước lớn giới [1] Hình 1- Nguồn chất thải đầu ngành công nghiệp xây dựng Nhật Bản [1] Hình 1- Khối lượng chất thải xây dựng quốc gia [1] Hình 1- Thiệt hại sàn hoả hoạn gây ra, chụp từ nhìn lên Hình 1- Sắp xếp tất mẫu cốt liệu theo cột Hình 2- Tỉ lệ cốt liệu tái chế sử dụng quốc gia [1] Hình 2- Cấu tạo đường giao thông sử dụng phế thải bê tông Hình 2- Các tiểu bang sử dụng bê tông tái chế Mỹ [1] 10 Hình 2- Nền móng bê tông đúc sẵn làm từ CRC Kita-kyusuy, Nhật Bản [1] 10 Hình 2- Cốt liệu vụn bê tơng 11 Hình 3- Cát dùng đúc mẫu thí nghiệm 13 Hình 3- Đá 1x2 dùng đúc mẫu 14 Hình 3- Các sợi thép dùng việc đúc mẫu 15 Hình 3- Mẻ trộn bê tơng tái chế cốt sợi 16 Hình 3- Đúc mẫu thí nghiệm với kích thước 100mm × 200mm 18 Hình 3- Bảo dưỡng mẫu thí nghiệm 18 Hình 3- Nhiệt độ sấy khơ mẫu thí nghiệm nhiệt độ 80 oC 19 Hình 3- Thời gian sấy khơ mẫu thí nghiệm 19 Hình 3- Máy gia nhiệt Naberthem Chamber furnaces LH15/14 20 Hình 3- 10 Biểu đồ nhiệt độ nung mẫu đạt 200 oC 20 Hình 3- 11 Nhóm mẫu A gia nhiệt 200oC 21 Hình 3- 12 Biểu đồ nhiệt độ nung mẫu đạt 300 oC 21 Hình 3- 13 Nhóm mẫu B gia nhiệt 300oC 22 Hình 3- 14 Biểu đồ nhiệt độ nung mẫu đạt 400 oC 22 Hình 3- 15 Nhóm mẫu C gia nhiệt 400oC 23 Hình 3- 16 Thiết bị nén mẫu Tensile/compression machine, Servo-plus evolution 23 Hình 3- 17 Nén mẫu bê tông thường (NC) 24 vi Hình 3- 18 Nén mẫu bê tông tái chế (RAC) 24 Hình 3- 19 Nén mẫu bê tơng tái chế sợi thép (SFRAC) 24 Hình 4- Biểu đồ lực theo thời gian ( NC ) 26 Hình 4- Biểu đồ lực theo thời gian ( RAC) 27 Hình 4- Biểu đồ lực theo thời gian ( SFRAC) 29 Hình 4- Mẫu bê tơng sau sấy khô nhiệt độ 80oC 6h chưa gia nhiệt 30 Hình 4- Mẫu bê tơng sau gia nhiệt 200oC 30 Hình 4- Mẫu bê tơng sau gia nhiệt 300oC 31 Hình 4- Mẫu bê tơng sau gia nhiệt 400oC 31 Hình 4- Bê tơng sau nung nhiệt độ 400oC lò 32 Hình 4- Bê tơng thường sau thí nghiệm nhiệt độ khác 33 Hình 4- 10 Bê tơng tái chế sau thí nghiệm nhiệt độ khác 33 Hình 4- 11 Bê tơng tái chế cốt sợi sau thí nghiệm nhiệt độ khác 33 Hình 4- 12 Sợi thép mẫu sau tiến hành gia nhiệt thử nén 34 Hình 4- 13 Biều đồ so sách cường độ bê tông nhiệt độ giống 34 Hình 4- 14 Biều đồ so sách cường độ bê tông nhiệt độ khác 35 Hình 4- 15 Biểu độ so sách cường độ phần trăm bê tông tái chế bê tông tái chế cốt sợi so với bê tông thường nhiệt độ khác 35 Hình 4- 16 Biểu độ so sách cường độ phần trăm bê tông gia nhiệt bê tông không gia nhiệt 36 Hình 4- 17 Sự thay đổi màu sắc bê tông 37 vii DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 3- Thành phần hạt cát 13 Bảng 3- Thành phần hạt cốt liệu lớn 14 Bảng 3- Thông số kỹ thuật sợi thép 15 Bảng 3- Cấp phối cho 1m3 bê tông sử dụng đá 1x2 16 Bảng 3- Các loại bê tông dùng thí nghiệm 16 Bảng 4- Tổng hợp số liệu bê tông thường (NC) 25 Bảng 4- Tổng hợp số liệu bê tông tái chế (RAC) 27 Bảng 4- Tổng hợp số liệu bê tông tái chế cốt sợi (SFRAC) 28 viii TÓM TẮT Nhu cầu sử dụng vật liệu bê tông xây dựng ngày tăng phát triển nhanh kinh tế đô thị hóa Việt Nam Đây nguyên nhân gây ảnh hưởng tiêu cực đến môi trường như: tình trạng nóng lên tồn cầu, cạn kiệt, lãng phí tài ngun từ phế thải cơng trường xây dựng Hiện nay, bê tông cốt liệu tái chế nghiên cứu nhằm giải vấn đề cách thay phần đá tự nhiên tồn cốt liệu có nguồn gốc tự nhiên mang lại lợi ích quan trọng chi phí mơi trường Tuy nhiên, cịn nghiên cứu đặc tính cường độ bê tông tái chế, bê tông tái chế cốt sợi chịu nhiệt Đề tài dựa nhu cầu tính cấp thiết để nghiên cứu ứng xử vật liệu bê tông tái chế bê tơng tái chế cốt sợi thí nghiệm mẫu bê tông, để ứng dụng vật liệu vào thực tế Kết gia nhiệt dựa vào màu sắc mẫu bê tông trước sau gia nhiệt, từ tiến hành nén mẫu phân tích dựa vào đồ thị, mối tương quan màu sắc cường độ bê tông để đánh giá ảnh hưởng nhiệt độ đến cường độ bê tông tái chế bê tông tái chế cốt sợi ix CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Đặt vấn đề Do vấn đề chi phí nhu cầu ngày tăng vật liệu xây dựng nên việc tìm loại vật liệu thay cần thiết Trong đó, vật liệu với lượng tiêu thụ lớn quan tâm đặc biệt bê tông, theo thống kê sơ bộ, bê tông đạt 20 tỉ tấn/năm so với năm 1950 tỉ tấn/ năm (Hình 1-1) [1] Hình 1- Sản lượng xi măng khu vực nước lớn giới [1] Đây nguyên nhân gây ảnh hưởng tiêu cực đến mơi trường: nóng lên tồn cầu; cạn kiệt-lãng phí tài ngun từ phế thải cơng trình xây dựng, phá dở cơng trình q hạn mà khơng tận dụng; tái chế lại nguồn tài nguyên (Hình 1-2; 1-3) Hình 1- Nguồn chất thải đầu ngành cơng nghiệp xây dựng Nhật Bản [1] Hình 1- Khối lượng chất thải xây dựng quốc gia [1] Bê tông sử dụng cốt liệu bê tông tái chế (RCA) làm cốt liệu thô gọi bê tông tái chế (RAC) Áp dụng kỹ thuật tái sử dụng phế thải bê tông từ công trình, phá dỡ cơng trình q hạn để làm cốt liệu thơ thay cho phần tồn cốt liệu nguồn có gốc tự nhiên q trình sản xuất bê tơng, mang lại nguồn lợi ích quan trọng chi phí Hơn thế, việc sử dụng cốt liệu tái chế có lợi ích đáng kể cho môi trường bảo vệ nguồn tài nguyên thiên nhiên tiết kiệm không gian chôn lấp xử lý phế thải xây dựng Bê tông tái chế xem giải pháp để giải tình trạng tại, điều dẫn đến số lượng kết nghiên cứu bê tông tái chế ngày tăng thời gian gần [2] 1.2 Tình hình nghiên cứu 1.2.1 Ngồi nước Yagishita [2] cộng nghiên cứu hiệu suất cấu trúc RCA công bố Nhật Bản để ứng dụng RCA vào thực tế Luis Evangelista Jorge de Brito [3] [4] nghiên cứu việc sử dụng bê tông cốt liệu tái chế để thay cốt liệu mịn tự nhiên (cát) không gây nguy hiểm cho tính chất học bê tông cho tỷ lệ thay lên tới 30% ảnh hưởng chất siêu dẻo bê tông làm bê tông tái chế Bai Sun [5] sử dụng dầm bê tông từ đến 10 năm để làm cốt liệu vụn bê tông Mơ hình dầm bê tơng có thành phần vụn bê tông thay với mức độ khác 50%, 70% 100% Họ quan sát mơ hình vết nứt tương tự, độ võng độ rộng 4.4 Ảnh hưởng nhiệt đến cường độ bê tơng: 4.4.1 Trước nén Trong Hình 4-4 thể hiển mẫu lò chưa gia nhiệt, cho thấy bê tơng có màu trắng xám bề mặt bê tơng thơ ráp Hình 4- Mẫu bê tơng sau sấy khô nhiệt độ 80oC 6h chưa gia nhiệt + Nhiệt độ 200oC Hình 4- Mẫu bê tông sau gia nhiệt 200oC Bê tông màu trắng xám dần đậm, sau trình gia nhiệt lớp phủ mặt ngồi bị bong tróc, bề mặt bê tơng bóng, giảm mức độ thơ ráp (Hình 4-6) 30 + Nhiệt độ 300oC Hình 4- Mẫu bê tơng sau gia nhiệt 300oC Bê tơng có màu xám vàng, lớp phủ ngồi bề mặt bê tơng bong tróc gần hết, bề mặt ngồi bê tơng trơn bóng mịn (Hình 4-7) + Nhiệt độ 400oC Hình 4- Mẫu bê tông sau gia nhiệt 400oC Bê tơng chuyển sang màu xám nâu có số vệt loang vàng, lớp phủ bề mặt bong tróc hết, bề mặt bê tơng trơn mịn bóng có dấu hiệu xuất vết nứt chân tóc (Hình 4-8) 31 Hình 4- Bê tơng sau nung nhiệt độ 400oC lò Từ vấn đề loại bê tông sau tiếp xúc với nhiệt cao cho thấy thay đổi màu sắc khác Ở nhiệt độ thường sau sấy khơ, bê tơng có màu xám trắng chuyển thành màu đậm dần loang vàng nhiệt độ thay đổi 200 oC, 300oC 400oC tương ứng Bề mặt có thay đổi từ sần sùi nhám biến chuyển thành láng mịn có nhiều vết nứt co ngót bề mặt Vậy nhiệt độ ảnh hưởng đến thay đổi vật liệu bên bê tông biểu màu sắc, lẫn bề mặt bê tơng Ngồi ra, bên bê tơng đặc biệt bê tông tái chế cốt sợi có thay đổi màu săc rõ rệt màu sắc thép thép có xu hướng bị chuyển màu dần sang đen nên độ đàn hồi vốn có thép sợi 4.4.2 Sau nén Sau tiến hành thí nghiệm nén mẫu ta thu hình ảnh trực quan loại nhóm mẫu Hình 4-9, 4-10, 4-11, cho thấy ảnh hưởng đến cường độ RAC, SFRAC, NC sau tiếp xúc với nhiệt độ 200 tới 400oC cho thấy NC khơng có thành phần sợi thép bị nứt vỡ đáng kể nén loại nhiệt độ Đối với RAC SFRAC có hạn chế hình thành phát triển vết nứt Khi so sánh cấp độ nhiệt, ta thấy RAC hình thành vết nứt so với SFRAC xuất nhiều dấu vết nứt vỡ so với SFRAC 32 Hình 4- Bê tơng thường sau thí nghiệm nhiệt độ khác Hình 4- 10 Bê tơng tái chế sau thí nghiệm nhiệt độ khác Hình 4- 11 Bê tông tái chế cốt sợi sau thí nghiệm nhiệt độ khác Từ Hình 4-12 hình ảnh sợi thép lấy từ mẫu sau nén cho thấy sợi thép có màu sắc khác mẫu gia nhiệt khác nhau, nên ảnh hưởng đến làm việc mẫu cường độ bị suy giảm liên kết thép với bê tông xung quanh sợi thép xuất lớp thép bị tróc cháy 33 Hình 4- 12 Sợi thép mẫu sau tiến hành gia nhiệt thử nén 4.4.3 Đồ thị thể mối quan hệ Sự thay đổi cường độ theo mức độ gia nhiệt từ 200 tới 400oC: Lực tác dụng lên tê tông (kN) BIỂU ĐỒ SO SÁNH CƯỜNG ĐỘ 160 151.971 145.002 150 140 Không gia nhiệt 132.374 127.859 130 120 110 100 116.506 Nhiệt độ 200 độ C 142.549 114.281 110.682 91.958 145.133 Nhiệt độ 300 độ C 96.221 86.439 90 Nhiệt độ 400 độ C 80 Bê tông thường Bê tông tái chế Bê tông tái chế-cốt sợi Các loại bê tơng Hình 4- 13 Biều đồ so sách cường độ bê tông nhiệt độ giống 34 BIỂU ĐỒ SO SÁNH CƯỜNG ĐỘ Lực tạc lên bê tông (kN) 160 150 151.971 145.002 140 145.133 142.549 Bê tông thường 127.859 132.374 130 120 Bê tông tái chế 116.506 114.281 110.682 110 100 Bê tông tái chế-cốt sợi 96.221 91.958 86.439 90 80 200 300 400 Nhiệt độ (oC) Hình 4- 14 Biều đồ so sách cường độ bê tông nhiệt độ khác BẢNG SO SÁNH PHẦN TRĂM CƯỜNG ĐỘ Phần trăm cường độ (%) 180.00 % 160.00 % 157.68 % 132.88 % 140.00 % 137.30 % 122.35 % 120.00 % 100.00 % 80.00 % 101.81 % 78.81 % 72.69 % 56.88 % 60.00 % 40.00 % 20.00 % 0.00 % 200 300 400 Nhiệt độ(oC) Bê tông tái chế Bê tông tái chế-cốt sợi Hình 4- 15 Biểu độ so sách cường độ phần trăm bê tông tái chế bê tông tái chế cốt sợi so với bê tông thường nhiệt độ khác 35 BẢNG SO SÁNH PHẦN TRĂM CƯỜNG ĐỘ 160.00 % 143.95 % Phần trăm cường độ (%) 140.00 % 127.00 % 126.69 % 120.36 % 120.00 % 104.81 % 98.31 % 100.00 % 80.00 % 66.36 % 111.88 % 75.64 % 60.00 % 40.00 % 20.00 % 0.00 % Bê tông thường Bê tông tái chế Bê tông tái chế-cốt sợi Nhiệt độ(oC) 200 300 400 Hình 4- 16 Biểu độ so sách cường độ phần trăm bê tông gia nhiệt bê tông không gia nhiệt - Cường độ bê tơng sau chịu nhiệt độ có xu hướng tăng lên ngoại trừ bê tông tái chế cốt sợi bị giảm đột ngột (400oC) Về kết ta thấy bê tơng tái chế 400oC có cường độ cao (Hình 4-13; 4-14) Điều lượng nước bê tơng sấy khơ vịng 6h gia nhiệt lượng nước tồn bê tơng Sau gia nhiệt ảnh hưởng phần đến kết tính tốn - Cường độ bê tông nhiệt độ cho thấy khả chịu lực bê tông tái chế tốt bê tông thường thấy bê tông tái chế cốt sợi nhiệt độ 300-400oC Có thể ảnh hưởng thép sợi ảnh hưởng đến liên kết cốt liệu bê tông Biểu đồ thấy chênh lệch khoảng 30% cường độ loại bê tông khác nhiệt độ (Hình 4-15) - Cường độ bê tông khác nhiệt độ loại bê tơng thấy khác loại bê tơng (Hình 4-16) Bê tơng thường khơng gia nhiệt có cường độ thấp so với nhiệt giảm dần từ 200oC - 400oC Đối bê tơng tái chế có giảm sau tăng nhiệt độ gia tăng Cịn bê tơng tái chế cốt sợi 36 cường độ bê tơng có xu hướng tăng đến 300oC giảm mạnh đạt 400 oC 4.5 Nhận xét 4.5.1 Thay đổi màu sắc 10 Hình 4-17 Sự thay đổi màu sắc bê tơng Qua Hình 4-17 cho thấy thay đổi màu sắc hỗn hợp bê tông sau tiếp xúc với nhiệt độ cao Ở nhiệt độ phịng, bề mặt bê tơng thường có màu xám nhạt, chuyển sang màu vàng xám nâu sau tiếp xúc với 200oC, 300oC 400oC, tương ứng Sợi thép dần ngã sang màu nâu-đen gia tăng nhiệt độ tương ứng Điều chứng minh thay đổi màu sắc mẫu vật có liên quan đến thay đổi hóa học vật lý mà bê tông trải qua sau tiếp xúc với nhiệt độ cao Ứng với bê tông không gia nhiệt có thang màu số 2, bê tơng nhiệt độ 200oC ứng với thang màu số 4, bê tông nhiệt độ 300oC ứng với thang màu số 6, bê tông nhiệt độ 400oC ứng với thang màu số Do vậy, dựa vào bảng màu sắc Hình 4-17 dự báo cường độ bê tơng chịu nhiệt, từ đánh giá nhanh cường độ bê tông điều quan trong trường hợp cháy nổ, hỏa hoạn,… 4.5.2 Vết nứt Không phát thấy vết nứt, vỡ tất mẫu bê tơng sau gia nhiệt Mặc dù có nhiều nghiên cứu quan sát thấy phát nổ bê tông diễn rộng rãi, đặc biệt bê tơng cường độ cao 37 4.5.3 Sự hình thành vết nứt sau gia nhiệt Đối với bê tông thường (khơng có sợi thép) sau tiếp xúc với nhiệt độ đánh giá, ứng suất bên thành phần bê tông (bột xi măng cốt liệu) gây áp suất nước, ứng suất nhiệt độ chênh lệch phần khác (bề mặt lõi) nên sinh hình thành vết nứt, yếu tố ảnh hưởng đến bê tơng tái chế (có khơng có sợi thép) chịu nhiệt độ cao Trong nghiên cứu này, vết nứt quan sát mắt thường nung nhiệt độ từ 200 oC tới 400oC 4.5.4 Cường độ chịu nén a) Bê tông thường (NC) Từ kết thí nghiệm cho thấy: - Nhiệt độ 200oC cường độ nén bê tông thường tăng 43.95% so với NC không gia nhiệt; - Nhiệt độ 300oC cường độ nén bê tông thường tăng 26.69% so với NC không gia nhiệt; - Nhiệt độ 400oC cường độ nén bê tông thường tăng 20.36% so với NC không gia nhiệt Do bê tông thường NC cịn tồn lỗ rỗng, hạt nước lỗ rỗng tự bên bê tơng nên q trình gia nhiệt (điều kiện độ ẩm cực thấp – sử dụng lị nung Silicat) khơng gây tượng chênh lệch áp suất trong-ngồi bê tơng trương nở áp lực hạt nước lỗ rỗng Dưới tác động nhiệt độ làm tăng liên kết xi măng cốt liệu nên cường độ bê tông tăng đạt tối đa mức 200oC Sau đó, nhiệt độ tăng cường độ bê tơng liên tục giảm biến đổi hóa học bên bê tơng làm thay đổi tính chất xi măng cốt liệu hủy liên kết chúng khiến cường độ bê tông giảm b) Bê tông tái chế (RAC) Từ kết thí nghiệm cho thấy: - Nhiệt độ 200oC cường độ nén bê tông tái chế giảm 33.64% so với NC không gia nhiệt; - Nhiệt độ 300oC cường độ nén bê tông tái chế giảm 1.69% so với NC không gia nhiệt; 38 - Nhiệt độ 400oC cường độ nén bê tông tái chế tăng 4.81% so với NC không gia nhiệt Do RAC sử dụng cốt liệu RCA vữa bê tơng làm tăng độ co ngót bê tông tái chế hấp thụ lượng nước cực lớn nên trình gia nhiệt dẫn đến trương nở áp lực hạt nước lỗ rỗng hình thành nên vết nứt phá hủy liên kết xi măng cốt liệu gây suy giảm cường độ cách đột ngột (tại 200 oC) Sau đó, tăng nhiệt độ cường độ bê tông tăng lại biến hạt nước lỗ rỗng bên bê tơng đồng thời biến đổi hóa học tái liên kết xi măng cốt liệu, cường độ bê tông tiếp tục tăng đạt giới hạn giảm sau c) Bê tông tái chế sợi thép (SFRAC) Từ kết thí nghiệm cho thấy: - Nhiệt độ 200oC cường độ nén bê tông tái chế sợi thép tăng 11.88% so với NC không gia nhiệt; - Nhiệt độ 300oC cường độ nén bê tông tái chế tăng 27% so với NC không gia nhiệt - Nhiệt độ 400oC cường độ nén bê tông tái chế giảm 24.36% so với NC không gia nhiệt; Do SFRAC sử dụng cốt liệu RCA có thêm thành phần sợi thép nên trình gia nhiệt làm chậm trương nở áp lực hạt nước lỗ rỗng hạn chế việc hình thành vết nứt khơng gây tượng giảm cường độ đột ngột RAC Trong suốt q trình đó, cường độ SFRAC tăng liên tục áp lực nhiệt độ đồng thời tăng áp lực lên hạt nước lỗ rỗng Khi bê tông nhiệt độ 400 oC áp lực nước lỗ rỗng đạt cực đại phá hủy liên kết xi măng cốt liệu biến đổi hóa học bên bê tông làm giảm cường độ đột ngột RAC 200 oC 39 CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN Đề tài nghiên cứu thực nghiệm ảnh hưởng nhiệt độ đến cường độ loại bê tông thường, bê tông tái chế bê tông tái chế cốt sợi từ rút số kết luận sau: Bê tông thay đổi màu sắc dần theo nhiệt độ, nhiệt độ tăng bê tông sẫm màu, điều chứng tỏ nhiệt độ có ảnh hưởng đến tính chất sinh phản ứng q trình gia nhiệt bê tơng Cường độ nén bê tông bị ảnh hưởng tiếp xúc với nhiệt độ cao: - Đối với NC: sau tiếp xúc với nhiệt độ 200oC, NC xu hướng tăng lên 144% cường độ NC, sau giảm dần xuống 127%, 120% tiếp xúc với nhiệt độ tương ứng 300oC 400oC; - Đối với RAC, có khả hấp thụ nước tốt nên cường độ có suy giảm đột ngột 60% cường đô RAC (tại 200oC) cịn mức nhiệt khác có giữ trung bình 100% cường độ RAC; - Ngược lại SFRAC, có thêm thành phần sợi thép nên hạn chế việc hình thành vết nứt nên khơng có giảm đột ngột, cường độ giữ mức 120% so với SFRAC Nhưng nhiệt độ 400oC, làm việc cốt liệu bê tơng có biến đổi hóa học làm phá hủy liên kết bê tơng gấy giảm cường độ đột ngột xuống 75% Sự thay đổi cường độ kéo theo thay đổi modun đàn hồi theo chiều hướng ngược lại Kết thấy cường độ bê tơng tăng modun đàn hồi lại giảm ngược lại với cường độ bê tông Điều chứng tỏ nhiệt độ ảnh hưởng đến phá hoại bê tông trước giau gia nhiệt 40 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU ĐƯỢC CÔNG BỐ [1] Nguyễn Thanh Hưng, Đoàn Đinh Thiên Vương, Nguyễn Phạm Minh Quang, Đào Duy Kiên (2020), Ảnh hưởng nhiệt độ đến khả chịu nén bê tông bê tông cốt liệu tái chế, Tạp chí Xây dựng, số 08 – 2020 [2] Thanh Hung Nguyen, Minh Hieu Tran, Nguyen The Anh, In-Tae Kim and Duy Kien Dao (2020), CHARACTERISTICS OF RECYCLED FIBRED REINFORCED CONCRETE AT HIGH TEMPERACTER, The th International Conference On Green Technology and Sustainable Development (GTSD 2020) (Accecpt) 41 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] K Sakai, RECYCLING CONCRETE-The present state and future perspective;, Japan: TCG-JSCE JOINT SEMINAR, 2018 [2] Yagishita F, Sano M and Yamada M, "Behavior of reinforced concrete beams containing recycled coarse aggregate," Demolition and reuse of concrete & masonry RILEM proceeding 23, vol 23, p 331–342, 1994 [3] Luis Evangelista, Jorge de Brito and Pereira, "The effect of superplasticisers on the workability and compressive strength of concrete made with fine recycled concrete aggregates.," Instituto Superior de Engenharia de Lisboa, R Conselheiro Emídio Navarro, pp 1959-1001 [4] Luis Evangelista and Jorge de Brito, "Mechanical behaviour of concrete made with fine recycled concrete aggregates," Cement and Concrete Composites 29(5), pp 397-401 , 2007 [5] Bai WH and Sun BX, " Experimental study on flexural behavior of recycled coarse aggregate concrete beam," Applied Mechanics and Materials 29, pp 543548, 2010 [6] T Li, J Xiao and Zhu, "Experimental study on mechanical behaviors of concrete with large-size recycled coarse aggregate," Construction and Building Materials, vol 120, pp 321-328, 2016 [7] Mohammadi, Singh and Kaushik, "Properties of steel fibrous concrete containing mixed fibres in fresh and hardened state," Construction and Building Materials, vol 22, no 5, pp 956-965, 2008 [8] J D Jacek Katzer, "Quality and mechanical properties of engineered steel fibres used as reinforcement for concrete;," Construction and Building Materials, vol 34, pp 243-248, 2012 [9] Wetzig, Beckheinrich, Rytter and Haustein, "Erosion of psoriatic plaques: an uncommon side‐effect of neoadjuvant 5‐fluorouracil treatment of colon cancer," British Journal of Dermatology, vol 147, no 4, pp 808-840, 2002 [10] H Lan and W Lan, "Evaluation of bond performance between deformed bars and recycled aggregate concrete after high temperatures exposure," Construction and Building Materials, vol 112, pp 885-891, 2016 42 [11] Lê Anh Thắng ,Nguyễn Thanh Hưng Lê Ngọc Phương Thanh "Thực nghiệm cường độ chịu nén bê tơng có thành phần cốt liệu bê tông tái chế;," Tạp chí Xây Dựng;, vol 07, pp 34-36, 2018 [12] Anh Thang Le, Thanh Hung Nguyen, Cong Vu Duc Phan "A Study on Behavior of Reinforcement Concrete Beam using the Recyceled concrete," Civil Engineering Works and Structures, vol 1, pp 379-384, 2019 [13] B XâyDựng, Hỗn hợp bê tông bê tông nặng – Lấy mẫu, chế tạo bảo dưỡng mẫu thử, Hà Nội: Tiêu Chuẩn Quốc Gia Việt Nam, 1993 [14] B XâyDựng, Hỗn hợp bê tông nặng - Phương pháp xác định khối lượng thể tích, Hà Nội: Tiêu Chuẩn Quốc Gia Việt Nam, 1993 [15] B Khoa Học CôngNghệ, Cốt liệu cho bê tông vữa - yêu cầu kỹ thuật, Hà Nội: Tiêu Chuẩn Quốc Gia Việt Nam, 2006 [16] Kết cấu bê tông bê tơng cốt thép tồn khối - quy phạm thi cơng nghiệm thu, Hà Nội: Tiêu Chuẩn Quốc Gia Việt Nam, 1995 [17] B XâyDựng, Hỗn hợp bê tông nặng - Phương pháp xác định cường độ nén, Hà Nội: Tiêu Chuẩn Quốc Gia Việt Nam, 1993 43 ... cường độ bê tơng tái chế, bê tông tái chế cốt sợi chịu nhiệt Đề tài dựa nhu cầu tính cấp thiết để nghiên cứu ứng xử vật liệu bê tông tái chế bê tông tái chế cốt sợi thí nghiệm mẫu bê tơng, để ứng. .. vụn bê tông tái chế đến cường độ bê tơng ngồi giới hạn đàn hồi; - Ứng xử bê tông tái chế, bê tông tái chế kết hợp sợi thép chịu nhiệt độ cao giới hạn đàn hồi 1.4 Phương pháp nghiên cứu Nghiên cứu. .. 0.00 % 200 300 400 Nhiệt độ(oC) Bê tơng tái chế Bê tơng tái chế- cốt sợi Hình 4- 15 Biểu độ so sách cường độ phần trăm bê tông tái chế bê tông tái chế cốt sợi so với bê tông thường nhiệt độ khác 35