(Luận văn thạc sĩ hcmute) nghiên cứu tính chất cơ lý bê tông sợi tự nhiên khu vực đồng bằng sông cửu long

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ LÊ NGUYỄN PHÚ TRƯỜNG NGHIÊN CỨU TÍNH CHẤT CƠ LÝ CỦA BÊ TÔNG SỢI TỰ NHIÊN KHU VỰC ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG NGÀNH: KỸ THUẬT XÂY DỰNG - 60580208 S K C0 Tp Hồ Chí Minh, tháng 11/2020 Luan van BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ LÊ NGUYỄN PHÚ TRƯỜNG NGHIÊN CỨU TÍNH CHẤT CƠ LÝ CỦA BÊ TÔNG SỢI TỰ NHIÊN KHU VỰC ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG NGÀNH: KỸ THUẬT XÂY DỰNG - 60580208 Hướng dẫn khoa học: TS NGUYỄN THẾ ANH Tp Hồ Chí Minh, tháng 11 năm 2020 Luan van Luan van Luan van Luan van Luan van Luan van Luan van Luan van LÝ LỊCH KHOA HỌC I LÝ LỊCH SƠ LƯỢC: Họ & tên: Lê Nguyễn Phú Trường Giới tính: Nam Ngày, tháng, năm sinh: 05/10/1980 Nơi sinh: Đồng Tháp Quê quán: Đồng Tháp Dân tộc: Kinh Chỗ riêng: 204/20 CMT8, phường 3, TP Cao Lãnh, Đồng Tháp Điện thoại quan: 0277 3851828 Điện thoại nhà riêng: 0908 721321 Fax: 0277 3857446 E-mail: lenguyenphutruong@gmail.com II QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO: Đại học: Hệ đào tạo: Chính quy Thời gian đào tạo từ 1997 đến 2002 Nơi học (trường, thành phố): Đại học giao thông vận tải – sở 2, TP HCM Ngành học: Xây dựng cầu đường Tên đồ án tốt nghiệp: Thiết kế cầu BTCT Ngày & nơi bảo vệ đồ án, luận án thi tốt nghiệp: tháng năm 2002, Đại học giao thông vận tải – sở 2, TP HCM Người hướng dẫn: Ths Nguyễn Thanh Long III Q TRÌNH CƠNG TÁC CHUYÊN MÔN KỂ TỪ KHI TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC: Thời gian Nơi công tác Công việc đảm nhiệm 6/2002 – 12/2002 Cơng ty Cơng trình Giao thơng CBKT, Thi cơng cầu Tô Châu, 68 TX Hà Tiên, Kiên Giang 01/2003 05/2003 Công ty TNHH Lương Tài 06/2003 – 03/2012 Ban QLDA Xây dựng cơng trình Tư vấn giám sát thi cơng xây giao thơng Đồng Tháp dựng cơng trình 04/2012 – 12/2016 Ban QLDA Xây dựng cơng trình Phó phịng Quản lý đầu tư giao thông Đồng Tháp 01/2017 Ban QLDA Đầu tư Xây dựng cơng trình giao thơng tỉnh Đồng Trưởng phòng Quản lý đầu tư Tháp Luan van CBKT, Thi công đường HCM, huyện Lệ Thủy, Quảng Bình Tại hàm lượng 1% Rku giảm nhiều 25%, nhiên Rku bắt đầu tăng tăng lớn 61% hàm lượng 4% Hình 4.22a Ngồi ra, độ kéo uốn tăng theo thời gian Tại hàm lượng cao 4% 5%, kết có rối loạn, phân bố sợi xơ dừa hàm lượng cao gây ảnh hưởng Hàm lượng từ 2-3% tối ưu, phát triển cường độ BT truyền thống b) Tại ngày tuổi khác a) Tại 28 ngày tuổi Hình 4.23: So sánh Rku (M300) 7, 14 28 ngày tuổi mẫu BT SXD xử lý Ở 28 ngày tuổi, sợi xơ dừa xử lý dài - 3cm làm cho cường độ kéo uốn mẫu tăng 18% hàm lượng sợi 1% tăng nhiều 61% hàm lượng sợi 4% theo Hình 4.23 Cũng biểu đồ hình 4.23.a hình 4.23.b, kết luận chiều dài ảnh hưởng rõ ràng cường độ kéo uốn mẫu, hàm lượng 2%, 3% 4% cường độ kéo uốn của sợi xơ dừa xử lý dài - 3cm lớn cường độ kéo uốn của sợi xơ dừa xử lý dài - 2cm 47%, 47% 34% Điều trái ngược với mẫu thử cường độ nén chiều dài sợi ảnh hưởng không đáng kể đến cường độ nén mẫu thử 60 Luan van 4.3.2.3 Sợi xơ dừa xử lý chưa xử lý a) So sánh ngày tuổi sợi - 2cm b) So sánh ngày tuổi sợi - 3cm c) So sánh 14 ngày tuổi sợi - 2cm d) So sánh 14 ngày tuổi sợi - 3cm e) So sánh 28 ngày tuổi sợi - 2cm f) So sánh 28 ngày tuổi sợi - 3cm Hình 4.24: So sánh Rku (M300) mẫu BT SXD chưa qua xử lý Yes: xử lý, No: chưa xử lý 61 Luan van Hình 4.24 thể so sánh giá trị Rku mẫu BT SXD chưa qua xử lý NaOH ngày tuổi khác Ở ngày tuổi, sợi xơ dừa chưa xử lý xử lý dài - 2cm dài - 3cm không ảnh hưởng nhiều đến cường độ kéo uốn mẫu Ở 14 ngày tuổi, sợi xơ dừa chưa xử lý dài - 2cm cho cường độ kéo uốn cao sợi xơ dừa xử lý dài - 2cm 50% 60% hàm lượng 2% 3%; Sợi xơ dừa chưa xử lý dài - 3cm cho cường độ kéo uốn cao sợi xơ dừa xử lý dài - 3cm 6% 40% hàm lượng 2% 3% (hình 4.24.c hình 4.24.d) Tại biểu đồ hình 4.24.e hình 4.24.f cho thấy 28 ngày tuổi, sợi xơ dừa chưa xử lý dài - 3cm cho cường độ kéo uốn tương đương sợi xơ dừa xử lý dài - 3cm hàm lượng 2% 3%; Tuy nhiên sợi xơ dừa xử lý dài - 3cm cho cường độ kéo uốn cao sợi xơ dừa chưa xử lý dài - 3cm 35% 30% hàm lượng 2% 3% Các kết chưa có thống với nhau, hay nói cách khác, ảnh hưởng việc xử lý NaOH đến cường độ kéo uốn chưa thể cách rõ ràng 4.3.2.4 Sợi lục bình Bảng 4.12: Rku (M300) 7, 14 28 ngày tuổi mẫu BT sợi lục bình Rku (M300) Sợi lục bình - 0% 1% 2% 3% 4% 5% ngày 0,365 0,237 0,258 0,370 0,392 0,330 14 ngày 0,962 0,175 0,155 0,289 0,289 0,268 28 ngày 1,672 1,009 0,743 0,319 0,680 0,731 2cm (Mpa) 62 Luan van Hình 4.25: So sánh Rku (M300) 7, 14 28 ngày tuổi mẫu BT sợi lục bình Từ kết bảng 4.12 biểu đồ hình 4.25 cho thấy ngược lại với sợi xơ dừa, cường độ kéo uốn giảm nhiều thêm sợi lục bình giống thí nghiệm nén; điều khả chịu kéo sợi lục bình làm giảm khả chịu kéo uốn BT Tương tự, khoảng thời gian từ 7-14 ngày tuổi cường độ kéo uốn khơng tăng, chí giảm hàm lượng 2, 3, 5% Tuy nhiên có phát triển cường độ tuổi 28 không đáng kể so với mẫu 4.3.2.5 Sợi rơm Bảng 4.13: Rku (M300) 7, 14 28 ngày tuổi mẫu BT sợi rơm Rku (M300) Sợi rơm 2cm (Mpa) 0% 1% 2% 3% 4% 5% ngày 0,365 0,474 2,174 1,886 0,495 0,402 14 ngày 0,962 0,186 2,989 0,340 0,690 0,515 28 ngày 1,672 0,113 2,731 0,278 2,793 0,587 63 Luan van Hình 4.26: So sánh Rku (M300) 7, 14 28 ngày tuổi mẫu BT sợi rơm Từ kết bảng 4.13 biểu đồ hình 4.26 cho thấy kết thí nghiệm cường độ kéo uốn mẫu BT sợi rơm không đồng (tăng giảm bất thường không theo quy luật), điều giải thích tính chất hút nước đặc tính hóa học dễ bị ăn mòn sợi rơm ngâm nước bảo dưỡng Vì ngun nhân đó, luận văn khơng rút kết luận liên quan đến cường độ kéo nén với mẫu BT sợi rơm 4.3.2.6 So sánh loại sợi Hình 4.27: So sánh Rku (M300) ngày tuổi mẫu BT mác 300 với loại sợi khác nhau, không qua xử lý, độ dài - 2cm 64 Luan van Từ biểu đồ hình 4.27 cho thấy ảnh hưởng hàm lượng sợi Rku mẫu sợi xơ dừa, sợi lục bình gần tương tự Trừ sợi rơm nói trên; loại sợi làm tăng cường độ kéo uốn thêm sợi;Ngoại trừ sợi rơm (không quán), sợi xơ dừa cho kết tốt sợi lục bình Hình 4.28: So sánh Rku (M300) 14 ngày tuổi mẫu BT mác 300 với cốt liệu khác nhau, không qua xử lý, độ dài - 2cm Hình 4.29: So sánh Rku (M300) 28 ngày tuổi mẫu BT mác 300 với cốt liệu khác nhau, không qua xử lý, độ dài - 2cm 65 Luan van Biểu đồ hình 4.28 4.29 cho thấy Tới 28 ngày tuổi, chênh lệch cường độ xơ dừa với lục bình rõ rệt Trong tất loại sợi sợi sơ dừa dù độ dài - 2cm hay - 3cm cho cường độ kéo tốt Tại hàm lượng 2%, sợi xơ dừa - 3cm cho cường độ cao sợi xơ dừa - 2cm 6% cao sợi lục bình 105% Tại hàm lượng 3%, sợi xơ dừa - 3cm cho cường độ cao sợi xơ dừa - 2cm 8% cao sợi lục bình 310% 4.4 Kết kiểm tra vết nứt độ phân tán sợi 4.4.1 Kết kiểm tra vết nứt lớn uốn gãy sau: Bảng 4.14: Bảng đo độ rộng vết nứt lớn uốn gãy Vết nứt lớn Tỷ lệ sợi Cát (lít) Xi măng (kg) nước (lít) sợi (g) 0% 16,35 4,46 3,9 Đứt gãy 2% 16,35 4,46 3,9 89 1,5 4% 16,35 4,46 3,9 178 1,0 6% 16,35 4,46 3,9 268 0,8 8% 16,35 4,46 3,9 357 0,5 10% 16,35 4,46 3,9 446 0,3 Hình 4.30: Bề rộng vết nứt uốn gãy 66 Luan van (mm) Kết bảng 4.14 cho thấy hàm lượng sợi lớn giảm bề rộng vết nứt uốn gãy (Hình 4.30) Điều cho thấy ứng dụng bê tông sợi xơ dừa để sản xuất cấu kiện chịu lực BT trang trí, họa tiết trang trí giảm vết nứt trình sử dụng 4.4.2 Về độ phân tán sợi a) Hàm lượng sợi 0% b) Hàm lượng sợi 1% c) Hàm lượng sợi 2% d) Hàm lượng sợi 3% e) Hàm lượng sợi 4% f) Hàm lượng sợi 5% Hình 4.31: Độ phân tán sợi xơ dừa Từ kết Hình 4.31 cho thấy với hàm lượng không 5% (450kg XM/m3 vữa x 5% sợi = 22,5Kg sợi/m3 vữa) độ phân tán sợi tương đối đồng chưa có tượng vón cục 67 Luan van Chương KẾT LUẬN VÀ MỞ RỘNG 5.1 Kết luận - Đối với cấp phối vữa M100, sợi xơ dừa ngắn (1 - 2cm) sợi xơ dừa dài (2 - 3cm) chưa xử lý xử lý NaOH làm tăng cường độ nén cường độ kéo uốn so với mẫu nền; Hàm lượng sợi xơ dừa tối ưu khoảng 4% - 6%; Tại hàm lượng 4% cường độ nén tăng nhiều 50%; Tại hàm lượng 6% cường độ kéo uốn tăng nhiều 105% - Đối với cấp phối vữa M300, loại sợi thêm vào làm giảm cường độ nén tăng cường độ kéo uốn so với mẫu nền; Hàm lượng sợi tối ưu khoảng 2% - 4%; - Sợi xơ dừa cho kết tốt sợi rơm sợi lục bình; Hạn chế sử dụng rơm lục bình làm cốt cho bê tông hiệu mang lại thấp - Sợi xơ dừa làm cốt sợi cho vữa phát huy hiệu cao vữa M100 vữa M300 Sợi xơ dừa làm tăng cường độ nén cường độ kéo uốn vữa M100, sợi xơ dừa làm làm tăng cường độ kéo uốn làm giảm cường độ nén vữa M300 - Đối với sợi xơ dừa chiều dài sợi không ảnh hưởng nhiều đến cường độ nén, nhiên cường độ kéo uốn chiều dài sợi ảnh hưởng cách rõ rệt (sợi dài cho kết tốt sợi ngắn); - Việc xử lý không xử sợi xơ dừa không làm ảnh hưởng đến cường độ vữa - Các kết nghiên cứu tương đồng với kết nghiên cứu BT sợi lanh [16] - Tính cơng tác (độ linh động) hỗn hợp vữa bị giảm tăng hàm lượng sợi vào hỗn hợp vữa Tương tự vậy, bề rộng vết nứt uốn gãy giảm tăng hàm sợi vào hỗn hợp vữa 68 Luan van 5.2 Hạn chế đề tài Do ảnh hưởng chung dịch Covid 19, giới hạn thời gian nhiều điều kiện khác, học viên chưa thu thập nhiều loại sợi khu vực Đồng Sông Cửu Long việc thiếu thiết bị thí nghiệm thiết bị kéo sợi đơn, bàn rung thử độ linh động vữa, thiết bị vicat để kiểm tra tính chất vữa dẫn đến kết nghiên cứu hạn chế như: - Nghiên cứu chưa cho thấy ảnh hưởng rõ ràng hàm lượng độ dài sợi tới tính chất BT - Việc sử dụng NaOH để hạn chế việc sợi tự nhiên ảnh hưởng tới thủy phân BT chưa đem lại kết rõ rệt 5.3 Mở rộng - Khu vực Đồng Sông Cửu Long không nhiều loại sợi tự nhiên có khả cải thiện tính chất lý BT - Cần nghiên cứu thêm sợi tự nhiên khác để cải thiện tính chất lý BT truyên thống - Đối với sợi xơ dừa nghiên cứu làm cốt cho vữa trang trí khơng chịu lực Cần nghiên cứu thêm BT sợi xơ dừa nhiều cấp phối M100, M150, M200, M250 để xác định cấp phối mang lại hiệu - Có thể nghiên cứu thêm chất phụ gia để cải thiện tinh chất BT sợi xơ dừa 69 Luan van TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] B D Hồng, "Vai trị kinh tế nơng nghiệp vùng Đồng Sông Cửu Long, lĩnh vực sản xuất phát triển động lực nông nghiệp vùng" [2] V T T Lộc, "Nghiên cứu chuỗi giá trị ngành hàng tơ xơ dừa nhằm tạo việc làm cải thiện thu nhập người nghèo Đồng Sông Cửu Long”, Tạp chí Khoa học - Trường Đại học Cần Thơ, vol 17b, pp 61-70, 2011 [3] T Đ Lộc, "Phân tích hiệu tài sở chế biến tơ xơ dừa tỉnh Trà Vinh", Tạp chí Khoa học - Trường Đại học Cần Thơ, no 12, pp 289298, 2009 [4] T S Nam, "Ước tính lượng biện pháp xử lý rơm rạ số tỉnh Đồng Sơng Cửu Long" Tạp chí Khoa học Trường Đại học Cần Thơ vol Phần A: Khoa học Tự nhiên, Công nghệ Môi trường, no 32, pp 87-93, 2014 [5] N V C Ngân, "Khả sử dụng lục bình rơm làm nguyên liệu nạp bổ sung cho hầm ủ biogas” Tạp chí Khoa học Trường Đại học Cần Thơ, vol 22a, pp 213-221 2012 [6] C Baley Analysis of the flax fibres tensile behaviour and analysis of the tensile stiffness increase Elsevier, Composites: Part A 33, pp 939–948, 2002 [7] G Ramakrishna Impact strength of a few natural fibre reinforced cement mortar slabs: a comparative study Elsevier, Cement & Concrete Composites 27, pp 547–553, 2005 [8] Emma Boghossian Use of flax fibres to reduce plastic shrinkage cracking in concrete Elsevier , Cement & Concrete Composites 30, pp 929–937, 2008 [9] Holmer Savastano Jr Plant fibre reinforced cement components for roofing Elsevier, Construction and Building Materials 13, pp.433-438, 1999 [10] N V Trung, Bê tông cốt sợi thép Hà Nội: Nhà Xuất xây dựng, 2010 [11] N V Chánh Bê tông nhẹ sở xi măng sợi hữu cho cơng trình xây dựng đất yếu vùng đồng sông Cửu Long, 2002 70 Luan van [12] N V Chánh Nghiên cứu chế tạo bêtông cốt sợi vật liệu xây dựng địa phương, 2008 [13] N H Minh Thành Phần Vật Liệu Xi Măng - Cát - Cốt Sợi Polyme cho sản xuất ngói lợp Tạp chí Khoa học công nghệ xây dựng, Vật liệu xây dựng – Môi trường, số 3/2019 [14] H X Niên Xác định thông số công nghệ tạo composite từ sợi xơ dừa với chất nhựa HDPE Tạp chí Khoa học Lâm nghiệp, Công nghiệp rừng, số 4/2018 [15] N Q Việt Khảo sát tính chất sợi xơ dừa sản xuất máy dập tước liên hoàn Bến Tre nghiên cứu xử lý sợi NaOH Tạp chí Phát triển KH&CN số 17/2014 [16] N T Anh Physical and mechanical characterization of flax fiber concrete Proceedings of International conference on civil technology, 2019 71 Luan van TIÊU CHUẨN THAM KHẢO TCVN 12393:2018 – Bê tông cốt sợi – Yêu cầu kỹ thuật phương pháp thử TCVN 3015 : 1993 – Hỗn hợp bê tông nặng bê tông nặng – lấy mẫu, chế tạo bảo dưỡng mẫu thử TCVN 3106:1993 - Hỗn hợp bê tông nặng - phương pháp thử độ sụt TCVN 8828:2011 – Bê tông – Yêu cầu bảo dưỡng ẩm tự nhiên TCVN 3118 : 1993 - Bê tông nặng – phương pháp xác định cường độ nén TCVN 3119 : 1993 - Bê tông nặng - phương pháp xác định cường độ kéo uốn TCVN 3121:2003 - Vữa xây dựng - phương pháp thử TCVN 8218:2009 - Bê tông thủy công – yêu cầu kỹ thuật 72 Luan van 73 Luan van S K L 0 Luan van ... PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ LÊ NGUYỄN PHÚ TRƯỜNG NGHIÊN CỨU TÍNH CHẤT CƠ LÝ CỦA BÊ TÔNG SỢI TỰ NHIÊN KHU VỰC ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG NGÀNH: KỸ THUẬT XÂY DỰNG - 60580208... pháp nghiên cứu 1.4.1 Đối tượng nghiên cứu: Nghiên cứu đặc tính lý bê tơng sợi xơ dừa, rơm, lục bình Đồng Sơng Cửu Long 1.4.2 Nội dung nghiên cứu - Nghiên cứu sản lượng đặt tính số loại sợi tự nhiên. .. CỨU TÍNH CHẤT CƠ LÝ CỦA BÊ TÔNG SỢI TỰ NHIÊN KHU VỰC ĐỒNG BẰNG SƠNG CỬU LONG 1.2 Nghiên cứu ngồi nước 1.2.1 Nghiên cứu nước C.Bey cộng [6] nghiên cứu sợi lanh sau: Sợi lanh, có nguồn gốc từ tài