i LỜI CAM ĐOAN Kính gửi Ban giám hiệu Trường Đại học Thủy Lợi Phòng Đào tạo đại học và Sau đại học Tên tôi là Nguyễn Việt Hằng Học viên lớp cao học 25C11 Chuyên ngành Kỹ thuật xây dựng công trình thủy[.]
LỜI CAM ĐOAN Kính gửi: - Ban giám hiệu Trường Đại học Thủy Lợi - Phòng Đào tạo đại học Sau đại học Tên là: Nguyễn Việt Hằng Học viên lớp cao học: 25C11 Chuyên ngành: Kỹ thuật xây dựng cơng trình thủy Mã số chun ngành: 8580202 Mã số học viên: 1781177 Theo định số 926/QĐ-ĐHTL ngày 21 tháng 05 năm 2018 Hiệu trưởng Trường Đại học Thủy Lợi việc phê duyệt danh sách học viên, đề tài luận văn người hướng dẫn giao đợt năm 2018 với đề tài: “Nghiên cứu sử dụng phụ gia khoáng kết hợp với cốt sợi chế tạo bê tông chất lượng cao ứng dụng cho đê biển Nam Đình Vũ, Hải Phịng” hướng dẫn TS.Nguyễn Thị Thu Hương Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu khoa học độc lập riêng tơi Nội dung luận văn có tham khảo sử dụng tài liệu nghị định, thông tư, tiêu chuẩn, quy chuẩn hành trang thông tin theo danh mục tài liệu tham khảo luận văn Hà Nội, ngày 30 tháng 10 năm 2018 TÁC GIẢ LUẬN VĂN Nguyễn Việt Hằng i LỜI CẢM ƠN Sau thời gian nghiên cứu giúp đỡ, động viên khích lệ thầy cô giáo, bạn bè học tập người thân học viên hoàn thành luận văn Thạc sĩ với đề tài: “Nghiên cứu sử dụng phụ gia khoáng kết hợp với cốt sợi chế tạo bê tông chất lượng cao ứng dụng cho đê biển Nam Đình Vũ, Hải Phòng” theo nội dung đề cương nghiên cứu Hội đồng Khoa học Đào tạo Khoa Cơng trình phê duyệt Học viên xin tỏ lịng kính trọng biết ơn sâu sắc thầy cô giáo trường Đại học Thủy Lợi, cán bộ, giảng viên Khoa Cơng trình, phịng Đào tạo Sau đại học giúp đỡ tạo điều kiện cho học viên hoàn thành luận văn Đặc biệt, học viên xin cảm ơn cô giáo hướng dẫn TS.Nguyễn Thị Thu Hương trực tiếp tận tình hướng dẫn cung cấp tài liệu, thơng tin khoa học cần thiết cho luận văn Học viên xin chân thành cảm ơn đồng nghiệp, đơn vị cơng tác giúp đỡ học viên q trình học tập thực Luận văn Trong trình thực luận văn, học viên cố gắng nỗ lực song hạn chế kiến thức, thời gian, kinh nghiệm tài liệu tham khảo luận văn tránh khỏi thiếu sót Học viên mong nhận đóng góp tư vấn thầy giáo Xin trân trọng cảm ơn! Hà Nội, ngày 30 tháng 10 năm 2018 HỌC VIÊN Nguyễn Việt Hằng ii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN .i LỜI CẢM ƠN ii MỤC LỤC iii DANH MỤC CÁC HÌNH vi DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU viii DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT ix MỞ ĐẦU CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ CƠNG TRÌNH BIỂN VÀ VIỆC SỬ DỤNG PHỤ GIA, CỐT SỢI TRONG BÊ TƠNG ỨNG DỤNG CHO CƠNG TRÌNH BIỂN 1.1 Đặc điểm yêu cầu riêng bê tông ứng dụng cho cơng trình biển .4 1.1.1 Đặc điểm môi trường biển 1.1.2 Tác động môi trường biển kết cấu bê tông, bê tông cốt thép 1.2 Tổng quan phụ gia dùng cho bê tông 12 1.2.1 Khái niệm phân loại phụ gia cho bê tông 12 1.2.2 Phụ gia hóa học dùng cho bê tông 17 1.3 Tình hình sử dụng phụ gia chế tạo bê tông chất lượng cao Thế giới Việt Nam 18 1.3.1 Tình hình nghiên cứu sử dụng phụ gia chế tạo bê tông giới 18 1.3.2 Tình hình nghiên cứu sử dụng phụ gia chế tạo bê tông Việt Nam 1.4 19 Tổng quan bê tông cốt sợi .21 1.4.1 Khái niệm phân loại bê tông cốt sợi 21 1.4.2 Những đặc trưng bê tông cốt sợi 25 Tính kỹ thuật 25 1.5 Tình hình nghiên cứu ứng dụng bê tông cốt sợi giới Việt Nam 26 iii 1.5.1 Tình hình nghiên cứu ứng dụng giới 26 1.5.2 Tình hình nghiên cứu ứng dụng Việt Nam 29 Kết luận chương 32 CHƯƠNG CƠ SỞ KHOA HỌC LỰA CHỌN VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU CHO BÊ TÔNG CÔNG TRÌNH BIỂN 33 2.1 Cơ sở khoa học lựa chọn tổ hợp phụ gia kết hợp với cốt sợi để nâng cao chất lượng bê tông điều kiện Việt Nam 33 2.1.1 Phân tích lựa chọn phụ gia khoáng 33 2.1.2 Phân tích lựa chọn phụ gia hóa học 35 2.1.3 Tổ hợp phụ gia lựa chọn sử dụng 35 2.1.4 Lựa chọn loại sợi 36 2.2 Vật liệu sử dụng nghiên cứu 36 2.2.1 Xi măng 37 2.2.2 Tro bay 37 2.2.3 Silicafume 38 2.2.4 Cát 39 2.2.5 Cát tiêu chuẩn dùng cho thí nghiệm xác định cường độ chất kết dính 40 2.2.6 Đá 40 2.2.7 Sợi PP 41 2.2.8 Phụ gia hóa học 41 2.2.9 Nước 42 2.3 Các tiêu phương pháp thí nghiệm dùng nghiên cứu 42 2.3.1 Các tiêu chuẩn thí nghiệm vật liệu 42 2.3.2 Các tiêu chuẩn thí nghiệm bê tơng 43 2.4 Tính tốn thành phần bê tơng có sử dụng phụ gia cốt sợi 43 2.4.1 Các yêu cầu bê tông 43 2.4.2 Phương pháp tính tốn thành phần bê tơng có sử dụng phụ gia dùng nghiên cứu 44 2.4.3 Kết tính tốn thành phần bê tông 48 Kết luận chương 51 iv CHƯƠNG NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO BÊ TÔNG CHẤT LƯỢNG CAO SỬ DỤNG CỐT SỢI KẾT HỢP VỚI TỔ HỢP PHỤ GIA CHO ĐÊ BIỂN NAM ĐÌNH VŨ, HẢI PHỊNG 53 3.1 Kết nghiên cứu ảnh hưởng việc dùng phụ gia cốt sợi đến tiêu kỹ thuật hỗn hợp bê tông bê tông 53 3.1.1 Quy trình thực thí nghiệm 53 3.1.2 Các kết nghiên cứu chế tạo bê tông sử dụng tổ hợp phụ gia lựa chọn cốt sợi PP 59 3.2 Nghiên cứu ứng dụng bê tông cốt sợi kết hợp với tổ hợp phụ gia cho đê biển Nam Đình Vũ, Hải Phịng 73 3.2.1 Tổng quan dự án đê biển Nam Đình Vũ, Hải Phịng 73 3.2.2 Tính tốn kết cấu đê biển Nam Đình Vũ, Hải Phịng 76 3.3 Biện pháp thi công bê tông sử dụng phụ gia kết hợp với cốt sợi ứng dụng cho đê biển Nam Đình Vũ, Hải Phịng 82 3.3.1 Chế tạo cấu kiện 82 3.3.2 Thi công lắp đặt cấu kiện .83 Kết luận chương 84 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 86 TÀI LIỆU THAM KHẢO 89 v DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 11 Ngun nhân phá hoại bê tông tác động vật lý học Hình 12 Nguyên nhân phá hoại bê tông tác động ăn mịn Hình 13 Tổng hợp dạng ăn mịn bê tơng, cốt thép môi trường biển định hướng giải pháp hạn chế 10 Hình 14 Cầu cảng Thị Nại (Bình Định) bị bong tróc, trơ khung sắt thép hoen gỉ 11 Hình 15.Cảng Thương Vụ-Vũng Tàu sau 15 năm sử dụng 11 Hình 16 Cảng Cửa Cấm –Hải Phòng, cách biển 25km, sau 30 năm sử dụng 11 Hình 17 Ăn mịn cốt thép dàn van cống sau 22 năm – Nam Định 11 Hình 18 Một số loại sợi dùng cho sản xuất bê tông 24 Hình 19 Khả chịu kéo bê tông cốt sợi 25 Hình 110 Tính dẻo dai bê tông cốt sợi 25 Hình 111 Khả chống nứt bê tông cốt sợi 26 Hình 112 Sân bay Frankfurt – Đức 28 Hình 113 Cầu Sherbrooke Sherbrooke, Quebec, Canada 29 Hình 114 Hầm Hải Vân sử dụng công nghệ BTCS Thép 30 Hình 115 Đê biển Cà Mau 30 Hình116 Kênh tưới Nam Gị Đậu, hệ thống tưới Tháp Mão sử dụng công nghệ BTCS Polypropylene 31 Hình 117 Bờ kè đê biển Thái Thụy, Thái Bình sử dụng BTCS 31 Hình 118 Bờ kè kênh Tham Lương, TP Hồ Chí Minh sử dụng sản phẩm BTCS 31 Hình 21 Sơ đồ tóm tắt vai trị, tác dụng loại phụ gia dùng nghiên cứu 36 Hình 22 Ba thành phần vật liệu hỗn hợp chất kết dính dùng nghiên cứu 39 Hình 23 So sánh kích thước hạt vật liệu thành phần chất kết dính 39 Hình 24 Sợi PP dùng nghiên cứu 41 Hình 25 Các thành phần vật liệu kết dính phụ gia hóa học dùng nghiên cứu 42 Hình 26 Sơ đồ bước tính tốn thành phần bê tơng có sử dụng phụ gia 47 Hình 27 Giao diện giới thiệu phần mềm 49 Hình 28 Giao diện nhập liệu 49 Hình 29 Giao diện kết tính đại lượng trung gian 50 Hình 210 Giao diện kết tính tốn lượng vật liệu cho 1m3 bê tơng 50 Hình 31 Thí nghiệm xác định độ sụt hỗn hợp bê tông 54 Hình 32 Đúc mẫu bê tơng 54 Hình 33 Chế tạo mẫu thử cường độ nén 54 Hình 34 Chế tạo mẫu thử cường độ kéo uốn mơđun đàn hồi 55 Hình 35 Thí nghiệm kiểm tra cường độ nén bê tơng 56 Hình 36 Mẫu thí nghiệm sau bị nén phá hoại 56 Hình 37 Sơ đồ đặt mẫu thử thí nghiệm xác định cường độ kéo uốn 57 Hình 38 Thí nghiệm uốn mẫu 57 Hình 39 Mẫu sau bị uốn gãy 57 vi Hình 310 Sơ đồ lắp khung đồng hồ đo biến dạng 59 Hình 311 Sự thay đổi tỷ lệ N/CKD tổ mẫu lượng dùng phụ gia khác .61 Hình 312 Sự biến đổi cường độ bê tơng theo thời gian tỷ lệ phụ gia khoáng thay đổi 63 Hình 313 Hỗn hộp bê tơng mẫu bê tơng có thành phần cốt sợi PP 66 Hình 314 Biến đổi cường độ nén bê tông theo thời gian hàm lượng sợi thay đổi 67 Hình 315 Mẫu bị phá hoại sau thí nghiệm nén 69 Hình 316 Sự thay đổi cường độ uốn theo thời gian tổ mẫu với hàm lượng sợi thay đổi .70 Hình 317 Mẫu bị phá hoại sau thí nghiệm uốn 71 Hình 318 Biến đổi cường độ nén mô đun đàn hồi mẫu bê tơng 72 Hình 319 Sơ đồ mặt cắt ngang tuyến đê .75 Hình 320 Sơ đồ bố trí lực lên cấu kiện kè 76 Hình 321 Phân bố ứng suất Smax bê tông thường 80 Hình 322 Phân bố ứng suất Smax BT sử dụng PG 80 Hình 323 Phân bố ứng suất Smax BT sử dụng PG cốt sợi 81 vii DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Bảng 21 Các tiêu lý xi măng PC40 Bút Sơn 37 Bảng 22 Các tiêu tính chất tro tuyển Phả Lại 37 Bảng 23 Các tiêu tính chất silicafume 38 Bảng 24 Các tiêu vật lý cát 39 Bảng 25 Bảng thành phần hạt cát 39 Bảng 26 Các tiêu vật lý đá dăm 40 Bảng 27 Bảng thành phần hạt đá dăm 41 Bảng 28 Các tiêu chuẩn thí nghiệm vật liệu 42 Bảng 29 Các tiêu chuẩn thí nghiệm bê tông 43 Bảng 210 Các cấp phối thành phần vật liệu bê tơng theo tính tốn 48 Bảng 31 Hệ số tính đổi cường độ kéo uốn mẫu kích thước khác dầm chuẩn 58 Bảng 32 Thành phần bê tông sau xác định lượng nước thỏa mãn độ lưu động yêu cầu 59 Bảng 33 Kết thí nghiệm cường độ nén, độ hút nước, khối lượng thể tích BT 63 Bảng 34 Thành phần bê tơng sử dụng có sử dụng sợi PP 66 Bảng 35 Kết thí nghiệm cường độ nén bê tơng có sợi PP 67 Bảng 36 Kết thí nghiệm cường độ uốn môđun đàn hồi bê tông 70 Bảng 37 Thông số vật liệu 76 Bảng 38 Thơng số hình học kè 77 Bảng 39 Tổng hợp kết tính tốn ứng suất chuyển vị 81 viii DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT BT Bê tông BTCT Bê tông cốt thép BTCS Bê tông cốt sợi TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam X, XM Xi măng T, TB Tro bay S, SL Silicafume CKD Chất kết dính C Cát Đ Đá N Nước PP PolyPropylene N/CKD Tỷ lệ khối lượng nước/chất kết dính PG Phụ gia PGK Phụ gia khống PGH Phụ gia hóa học P, PGHD Phụ gia hóa dẻo KLTT Khối lượng thể tích TT Thứ tự KH Ký hiệu ix Giao tiếp đồ họa trực tiếp cửa sổ hình từ lúc xây dựng mơ hình kết cấu, thực phân tích thiết biểu diễn kết tính tốn hình ảnh đồ họa hai chiều (2D) ba chiều (3D) Hệ thống lưới định vị cơng cụ vẽ hỗ trợ q trình xây dựng mơ hình kết cấu cách nhanh chóng Có thể tạo nhanh mơ hình kết cấu từ thư viện phần tử mẫu có sẵn SAP2000 - Khả phân tích thiết kế Các loại phần tử: phần tử thanh, phần tử vỏ - màng (Shell/Plate), phần tử ứng suất phẳng - biến dạng phẳng - đối xứng trục, phần tử ba chiều Vật liệu: Trong chương trình phân tích với vật liệu đồng tuyến tính đẳng hướng, tuyến tính trực hướng vật liệu phi tuyến Liên kết phần tử: liên kết cứng, liên kết nửa cứng, liên kết cục khử số thành phần lực Liên kết phần tử với đất: liên kết lý tưởng thông dụng ngành Xây dựng liên kết ngàm, liên kết khớp (gối cố định), liên kết (gối di động), liên kết đàn hồi liên kết hạn chế số bậc tự nút liên kết Tải trọng tác dụng lên phần tử: tải trọng tập trung nút, tải trọng tập trung phân bố phần tử, ảnh hưởng chuyển vị cưỡng gối tựa, ảnh hưởng nhiệt độ, tải trọng phổ gia tốc, tải trọng điều hòa, tải trọng di động Khả giải toán: số ẩn số không giới hạn (nếu dùng Nonlinear), tốn phân tích thiết kế đồng thời nhiều loại phần tử khác kết nối chịu lực Các dạng phân tích: phân tích tĩnh (Static Analysis), tính tần số dao động riêng, dạng dao động (Modal Analysis), phân tích đáp ứng động lực (Response Analysis) với tải trọng thay đổi theo thời gian phổ gia tốc Tổ hợp trường hợp tải trọng khác tác dụng lên kết cấu c) Các bước tính tốn với SAP2000 - Thiết lập sơ đồ kết cấu: + Xây dựng hệ thống lưới chọn thư viện mẫu + Khai báo vật liệu + Khai báo đặc trưng hình học (chiều dày, tiết diện ) + Vẽ phần tử 78 + Gán tiết diện cho phần tử + Khai báo liên kết nối đất + Khai báo trường hợp tải trọng + Gán tải trọng cho phần tử trường hợp tải trọng: tải trọng tập trung, tải trọng phân bố đều, tải trọng phân bố không + Tổ hợp tải trọng - Phân tích kết cấu: + Khai báo số thông số cần thiết (tham số để tính, in, tham số động) + Thực phân tích (chạy chương trình) - Xem kết quả: + Xem sơ đồ biến dạng + Xem sơ đồ nội lực + Xem phân bố ứng suất - Phân tích kết quả: Phân tích trạng thái ứng suất biến dạng đê biển phần mềm SAP2000 nhằm xác định trị số, phương, chiều tình hình phân bố ứng suất tác dụng ngoại lực ảnh hưởng nhân tố khác biến dang đê biển Trên sở số liệu tính tốn ta tiến hành so sánh thay đổi bê tông thường bê tông cốt sợi 79 Kết tính tốn kết cấu kè với SAP2000 Hình 321 Phân bố ứng suất Smax bê tơng thường Hình 322 Phân bố ứng suất Smax BT sử dụng PG 80 Hình 323 Phân bố ứng suất Smax BT sử dụng PG cốt sợi Tổng hợp kết tính ứng suất chuyển vị cho trường hợp sử dụng loại bê tông khác ứng dụng cho cấu kiện kè đê biển Nam Đình Vũ, Hải Phịng tóm tắt bảng 3-9 Bảng 39 Tổng hợp kết tính tốn ứng suất chuyển vị Vật liệu Ứng suất max (kN/m2) Chuyển vị max (mm) Bê tông thường - T0S0P0F0 11501,28 7,695 11670 8,792 11728 7,641 Bê tông sử dụng phụ gia T20S10P0,7F0 Bê tông sử dụng phụ gia cốt sợi - T20S10P0,7F3 Kết tính tốn kết cấu cho thấy: - Ứng suất kéo lớn xuất kết cấu chịu tác dụng ngoại lực trường hợp chênh khơng nhiều có giá trị 11MPa, yêu cầu 81 khả chịu kéo của vật liệu chế tạo kết cấu phải lớn giá trị để đảm bảo kết cấu chịu ngoại lực tác dụng mà không bị biến dạng gây tượng nứt bê tơng Với u cầu thấy cấp phối bê tơng có sử dụng cốt sợi PP T20S10P0,7F7 thỏa mãn có cường độ kéo uốn xác định kết bảng 3-6 11,8MPa, lớn so với giá trị yêu cầu Các cấp phối bê tông thường, không dùng phụ gia bê tông có dùng phụ gia khơng dùng sợi cường độ kéo uốn đo nhỏ so với yêu cầu nhiều không đảm bảo cường độ chịu kéo khả xuất vết nứt cấu kiện cao có ảnh hưởng đến cường độ độ bền cơng trình - Về kết chuyển vị cho thấy chuyển vị ngang đo mẫu chênh lệch khơng nhiều Mẫu có dùng sợi T20S10P0,7F7 có chuyển vị theo phương ngang thấp - Việc sử dụng kết hợp cốt sợi phụ gia làm cho bê tơng có khả chịu lực tốt bê tông thường hay bê tông sử dụng phụ gia, kết cấu dẻo dai hơn, khả chịu kéo uốn tốt hơn, khả chống nứt tốt hơn, đặc biệt phù hợp với kết cấu thường xuyên phải làm việc môi trường nước, môi trường biển 3.3 Biện pháp thi công bê tông sử dụng phụ gia kết hợp với cốt sợi ứng dụng cho đê biển Nam Đình Vũ, Hải Phịng Biện pháp thi công đề xuất sử dụng cấu kiện bê tông đúc sẵn cốt sợi PP với ưu điểm như: BTCS sử dụng sợi PP chống ăn mịn nước biển, tiến độ thi cơng lắp ghép nhanh, giảm bớt phụ thuộc vào thời tiết, kiểm sốt chất lượng tốt hơn, hình thức đẹp, độ bền cao, sử dụng nhiều vật liệu chỗ, tiết kiệm vật liệu thời gian chiếm chỗ công trình, tổng mức đầu tư thấp Các bước chế tạo lắp đặt cấu kiện trường tiến hành cụ thể sau: 3.3.1 Chế tạo cấu kiện Trình tự bước chế tạo cấu kiện sau: - Chuẩn bị đầy đủ loại vật liệu cần thiết để sản xuất cấu kiện theo tỷ lệ cấp phối thiết kế; - Chế tạo ván khuôn theo với hình dạng kích thước của cấu kiện cần sản xuất; 82 - Vệ sinh ván khuôn thật trước đúc cấu kiện Do sử dụng cốt sợi PP thay cốt thép BT nên thành bên cấu kiện mỏng, công tác đầm BT tiến hành bàn rung Trong trình đầm cần ý khống chế độ sụt hỗn hợp bê tông tần suất rung cho phù hợp; - Tháo ván khuôn cấu kiện bảo dưỡng cấu kiện tới cấu kiện đạt yêu cầu cường độ chịu lực theo thiết kế; - Kiểm tra kỹ khuyết tật cấu kiện xem có đạt yêu cầu kỹ thuật không trước xuất xưởng vận chuyển thi cơng ngồi cơng trường; 3.3.2 Thi công lắp đặt cấu kiện Việc thi cơng lắp đặt cấu kiện ngồi trường thực theo bước sau: - Thi công đào hố móng để lắp đặt cấu kiện; - Xử lý đất yếu trước lắp đặt cấu kiện; - Vận chuyển đưa cấu kiện vào vị trí xác định; Lót vải địa kỹ thuật vào khớp nối cấu kiện; Căn chỉnh vị trí lắp đặt cấu kiện theo tim, tuyến thiết kế, sau đóng cọc định vị cấu kiện theo vị trí thiết kế; - Bơm đổ vật liệu vào bụng cấu kiện Vật liệu sau lấp đầy bụng cấu kiện cần đảm bảo tiêu kỹ thuật theo quy định thiết kế; - San lấp hoàn trả hố móng (ở phía trước phía sau chân cấu kiện) đến cao độ kích thước theo thiết kế; - Đập đầu cọc định vị; Lắp dựng ván khuôn, cốt thép đổ bê tông giằng đỉnh cấu kiện với nhau; - Thi công lắp đặt chống xói bảo vệ chân kết cấu theo thiết kế; - San lấp mặt tạo bãi phía sau cấu kiện lắp đặt Phần san lấp phía sau cấu kiện chia thành nhiều lớp phải đảm bảo độ chặt theo yêu cầu thiết kế - Thi cơng tường chắn sóng đỉnh cấu kiện hồn thiện nốt hạng mục cịn lại theo quy định thiết kế 83 Kết luận chương Nghiên cứu chế tạo bê tông chất lượng cao sử dụng cốt sợi PP kết hợp với tổ hợp phụ gia tro bay, silicafume phụ gia hóa dẻo cho đê biển Nam Đình Vũ, Hải Phịng cho kết sau: Về ảnh hưởng phụ gia đến tính chất hỗn hợp bê tơng bê tơng Trong khoảng khảo sát luận văn với lượng tro bay từ 10-:-30%, silicafume từ 5-:15%, phụ gia hóa dẻo từ 0,5-:-0,8%, ảnh hưởng việc sử dụng phụ gia đến tính chất hỗn hợp bê tơng bê tơng tóm tắt sau: − Ảnh hưởng phụ gia hóa dẻo đến lượng dùng nước hỗn hợp bê tông: Khi lượng phụ gia hóa dẻo tăng từ 0,5%; 0,6% đến 0,7%, hiệu giảm nước tăng dần, có nghĩa lượng phụ gia tăng, lượng nước giảm nhiều hơn, lượng phụ gia hóa dẻo tăng lên đến 0,8%, lượng nước yêu cầu lại tăng lên có tượng phân tầng tiết nước vượt lượng dùng phụ gia tối ưu; Hàm lượng tối ưu loại phụ gia hóa dẻo với cấp phối bê tơng có sử dụng phụ gia khoáng phạm vi nghiên cứu đề tài 0,7% Tỷ lệ dùng cho thí nghiệm kiểm tra tiêu chất lượng bê tông sau − Về ảnh hưởng phụ gia khoáng tro bay silicafume đến tính chất hỗn hợp bê tông bê tông Cường độ nén tổ mẫu tuân theo qui luật logarit Mẫu bê tơng T20S10P0,7 có cường độ đạt cao tới 52,3MPa tuổi 60 ngày, tăng 47,7% so với mẫu đối chứng; Các mẫu có cường độ cao mức hút nước có giá trị nhỏ, mẫu T20S10P0,7 có mức hút nước thấp 5,27% tuổi 60 ngày; giảm 27,7% so với mẫu đối chứng Mức hút nước nhỏ chứng tỏ độ rỗng bê tơng nên bê tơng đặc hơn, đảm bảo độ bền lâu dài tốt hơn; Kết phân tích cho thấy cấp phối tối ưu kỹ thuật cấp phối sử dụng 20% tro bay, 10% silicafume thay xi măng, 0,7% phụ gia hóa dẻo so với tổng lượng dùng chất kết dính, cấp phối chọn có ký hiệu T20S10P0,7 84 Ảnh hưởng sợi PP đến tính chất hỗn hợp bê tông bê tông Kết thí nghiệm với bê tơng sử dụng sợi PP gia cường có hàm lượng sợi từ 3kg đến 7kg với bê tông tổ hợp phụ gia theo tỷ lệ lựa chọn cho thấy: − Với mẫu bê tơng có cốt sợi PP, cường độ uốn tăng đáng kể so với mẫu đối chứng không sử dụng sợi PP, mẫu tăng 42,8% mẫu tăng nhiều 66,2% Kết cho thấy hiệu việc sử dụng sợi PP để cải thiện cường độ uốn bê tông đáng kể Kết tính tốn kết cấu với đê biển Nam Đình Vũ, Hải Phịng − Chuyển vị tính tốn với bê tơng có sừ dụng phụ gia cốt sợi nhỏ so với bê tông thường − Sử dụng cấp phối có tỷ lệ phối hợp T20S10P0.7F3 để làm kết cấu đê chắn sóng 85 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận Đề tài “Nghiên cứu sử dụng phụ gia khoáng kết hợp với cốt sợi chế tạo bê tông chất lượng cao ứng dụng cho đê biển Nam Đình Vũ, Hải Phịng” cho kết tổng hợp, phân tích, tính tốn thí nghiệm với điểm sau: Về đặc điểm, điều kiện làm việc yêu cầu riêng bê tơng cơng trình biển: Các cơng trình BT BTCT môi trường biển chịu tác động tổ hợp nhiều yếu tố gây nên sức phá hoại mãnh liệt BT BTCT ứng dụng cho cơng trình biển cần có khả chịu kéo, chịu uốn cao, bị nứt, khả chịu va đập tốt, có độ bền dẻo dai có khả chống lại tác động xâm thực, giúp kéo dài tuổi thọ cơng trình; Về việc sử dụng phụ gia cốt sợi cho bê tông chất lượng cao: − Để sản xuất bê tông có khả kháng nén cao chống lại tác động xâm thực môi trường nhằm nâng cao độ bền cho cơng trình chọn dùng kết hợp số loại phụ gia khoáng hoạt hoạt tính có độ mịn cao với phụ gia hóa dẻo giảm nước; − Khả chịu uốn loại bê tơng sử dụng phụ gia khống hạt mịn nên dùng phụ gia thành phần bê tông kết hợp với cốt sợi phân tán để đạt yêu cầu theo mục tiêu đề ban đầu Về sở khoa học lựa chọn loại phụ gia cốt sợi: − Theo mục tiêu đề tài đề tài chọn sử dụng tổ hợp phụ gia gồm tro bay, silicafume phụ gia hóa dẻo để sản xuất bê tông cho bê tông cốt sợi PP; − Tro bay sẵn có điều kiện nguồn phế thải công nghiệp nhiệt điện Việt Nam nên chọn dùng phụ gia khống tro bay khơng mang lại hiệu mặt kỹ thuật mà giải vấn đề môi trường, phù hợp với xu phát triển cơng nghiệp hóa đất nước; − Sử dụng silicafume phụ gia khống siêu mịn có hoạt tính cao để phát huy hiệu ứng kép mặt vật lý hóa học, từ cải thiện đáng kể độ đặc bê tông, tăng cường độ, khả chống thấm, chống xâm thực, chống mài mòn, giúp nâng cao độ bền kéo dài tuổi thọ cơng trình; 86 − Tro bay silicafume dùng kết hợp với phụ gia hóa dẻo giảm nước nhằm phát huy tối đa hiệu hai thành phần phụ gia khống hoạt tính hạt mịn này; − Dùng tổ hợp phụ gia chọn làm phần cho bê tông cốt sợi PP để tăng khả chống uốn, chống va đập, nâng cao độ bền dai đạt yêu cầu theo mục tiêu đề ban đầu Về kết nghiên cứu chế tạo bê tông sử dụng tổ hợp phụ gia chọn sợi PP Trong khoảng khảo sát luận văn với lượng tro bay từ 10-:-30%, silicafume từ 5-:15%, phụ gia hóa dẻo từ 0,5-:-0,8%, kết nghiên cứu ảnh hưởng việc sử dụng phụ gia đến tính chất hỗn hợp bê tơng bê tơng tóm tắt sau: − Về ảnh hưởng phụ gia hóa dẻo đến lượng dùng nước hỗn hợp bê tông: Khi lượng phụ gia hóa dẻo tăng từ 0,5%; 0,6% đến 0,7%, lượng nước yêu cầu giảm dần, lượng phụ gia hóa dẻo tăng lên đến 0,8%, lượng nước yêu cầu lại tăng lên Hàm lượng tối ưu phụ gia hóa dẻo xác định là 0,7% Tỷ lệ dùng cho thí nghiệm kiểm tra tiêu chất lượng bê tông sau − Về ảnh hưởng phụ gia khoáng tro bay silicafume đến tính chất hỗn hợp bê tơng bê tơng Các mẫu có pha phụ gia có cường độ cao so với mẫu đối chứng khơng pha phụ gia, mẫu có cường độ cao mức hút nước có giá trị nhỏ chứng tỏ việc pha tổ hợp phụ gia theo chọn cải thiện tính chất học bê tông; Cấp phối T20S10P0,7 sử dụng 20% tro bay, 10% silicafume thay xi măng, 0,7% phụ gia hóa dẻo so với tổng lượng dùng chất kết dính có kết cường độ nén đạt cao mức hút nước thấp nên chọn cho nghiên cứu tiếp sau − Về ảnh hưởng sợi PP đến tính chất hỗn hợp bê tông bê tông: Nghiên cứu với bê tơng sử dụng sợi PP gia cường có hàm lượng sợi từ 3kg đến 7kg cho 1m3 bê tông cho thấy: Cường độ uốn bê tơng có sợi PP tăng đáng kể so với mẫu đối chứng không sử dụng sợi PP, mẫu tăng nhiều 66,2% Như thấy hiệu việc sử dụng sợi PP để cải thiện cường độ uốn bê tông đáng kể; 87 Các mẫu có sợi PP bị phá hoại chậm so với mẫu khơng có sợi PP, chứng tỏ độ bền dẻo dai bê tông sử dụng cốt sợi tốt so với bê tông không sử dụng sợi; Về kết nghiên cứu ứng dụng cho đê biển Nam Đình Vũ, Hải Phịng Việc sử dụng kết hợp cốt sợi phụ gia làm cho bê tơng có khả chịu lực tốt bê tơng thường hay bê tông sử dụng phụ gia, kết cấu dẻo dai hơn, khả chịu kéo uốn tốt hơn, khả chống nứt tốt hơn, đặc biệt phù hợp với kết cấu thường xuyên phải làm việc môi trường nước, môi trường biển Kiến nghị − Kết nghiên cứu sử dụng bê tông cốt sợi PP với tổ hợp phụ gia gồm tro bay, silicafume phụ gia hóa dẻo khơng ứng dụng tốt cho cơng trình biển mà cịn ứng dụng cho sàn nhà cơng nghiệp, mặt đường sân bay, cơng trình giao thơng địa phương, cống dẫn nước, công trình có u cầu khả chịu kéo, chịu uốn tốt, chịu va đập, bị nứt chịu yếu tố hóa học tác động từ mơi trường − Trong điều kiện thời gian kinh phí tiến hành nghiên cứu thêm với loại sợi khác nhau, với hàm lượng sử dụng khác để có sở so sánh mặt kỹ thuật tính kinh tế, từ chọn tỷ lệ tối ưu 88 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Phạm Duy Hữu (Chủ biên) nnk, Giáo trình bê tơng cường độ cao chất lượng cao., 2008 [Online] HYPERLINK "http://tailieuhoctap.vn/chi-tiet- sach/417-nganh-xay-dung-kien-truc/ket-cau-cong-trinh/777208-giao-trinh-betong-cuong-do-cao-va-chat-luong-cao" http://tailieuhoctap.vn/chi-tiet-sach/417- nganh-xay-dung-kien-truc/ket-cau-cong-trinh/777208-giao-trinh-be-tong-cuongdo-cao-va-chat-luong-cao [2] P.Kumar Mehta, Concrete in the Marine Environment.: Elsevier Sicence Publisher, 1991 [3] Edward G Nawy, Fundamental of High Performance Concrete Hoboken-USA: JOHN WILEY & SONS, INC., 2001 [4] Nguyễn Viết Trung cộng sự, Phụ gia hóa chất dùng cho bê tông.: Nhà xuất xây dựng, 2010 [5] ASTM C494-17, Standard Specification for Chemical Admixtures for Concrete, 2017 [6] ASTM C618-17, Standard Specification for Coal Fly Ash and Raw or Calcined Natural Pozzolan for Use in Concrete, 2017 [7] TCVN 6882:2001, Phụ gia khoáng cho xi măng, 2001 [8] TCVN 8826:2011, Phụ gia hóa học cho bê tơng, 2011 [9] TCVN 8827:2011, Phụ gia khống hoạt tính cao dùng cho bê tông vữa Silicafume tro trấu nghiền mịn, 2011 [10] TCVN 10302:2014, Phụ gia hoạt tính tro bay dùng cho bê tông, vữa xây xi măng, 2014 [11] TCVN 3735:1982, Phụ gia hoạt tính Puzơlan, 1982 89 [12] 14TCN 114:2001, Xi măng phụ gia xây dựng Thủy lợi - Hướng dẫn sử dụng, 2001 [13] Nguyễn Viết Trung cộng sự, Bê tông cốt sợi thép.: Nhà xuất xây dựng, 2010 [14] Hoàng Văn Hoan, "Lựa chọn bê tông cốt sợi thi công cống khu 6,7 - Đơ thị phí Nam thành phố Bắc Giang," Trường Đại học Thủy lợi, Luận văn thạc sĩ 2017 [15] Nguyễn Văn Chánh Trần Văn Miền, "Nghiên cứu chế tạo bê tông cốt sợi vật liệu địa phương" [16] Nguyễn Tân Khoa, "Nghiên cứu nâng cao chất lượng bê tông hạt mịn cốt sợi thép hỗn hợp," Đại học sư phạm kỹ thuật TP Hồ Chí Minh, Luận văn Thạc sĩ 2017 [17] Romualdi Batson, , "“Mechanic of crack arrest in concrete M.tech”," in Proceeding of ASCE, Vol 89, 1963, pp pp 147-168 [18] Swamy, R.N, "“Fibre reinforced concrete: Mechanic, properties, and applications”," Indian Concrete Journal, pp pp 7-16, 1974 [19] SP Shah et al., "“Properties of steel fibre concrete subjected to impact loading”," ACI Journal, pp pp 117-126 , 1986 [20] Nagakar et al, "“Study of Fibre reinforced concrete”," in Proceeding of the International Symposium on fibre reinforced concrete, 1987, pp pp 2131-2141 [21] TCVN 7572-15:2006, Cốt liệu cho bê tông vữa – Phương pháp thử xác định hàm lượng clorua, 2006 [22] TCVN 7570:2006, Cốt liệu cho bê tông vữa - Yêu cầu kỹ thuật [23] TCVN 3105:1993, Hỗn hợp bê tông nặng bê tông nặng - Lấy mẫu, chế tạo bảo dưỡng mẫu thử 90 [24] TCVN 3106-1993, Hỗn hợp bê tông nặng - Phương pháp thử độ sụt, 1993 [25] TCVN 3108-1993, Hỗn hợp bê tông nặng - Phương pháp xác định khối lượng thể tích, 1993 [26] TCVN 3113:1993, Bê tơng nặng - Phương pháp xác định độ hút nước, 1993 [27] TCVN 3115:1993, Bê tông nặng - Phương pháp xác định khối lượng thể tích, 1993 [28] TCVN 3118:1993, Bê tơng nặng - Phương pháp xác định cường độ chịu nén, 1993 [29] TCVN 3119-1993, Bê tông nặng - Phương pháp xác định cường độ kéo uốn, 1993 [30] TCVN 5276-1993, Bê tông nặng - Phương pháp xác định cường độ lăng trụ môđun đàn hồi nén tĩnh, 1993 [31] Bộ Xây dựng, "Chỉ dẫn kĩ thuật chọn thành phần bê tông loại".: Nhà xuất Xây dựng, 2012 [32] Hoàng Văn Tần cộng sự, "Nghiên cứu chế tạo bê tơng chất lượng cao chống mài mịn xâm thực sử dụng cho cơng trình thủy cơng trực tiếp chịu tác động dịng chảy có lưu tốc lớn," Báo cáo TK đề tài cấp Bộ, 2011 [33] Nguyễn Thị Thu Hương, "Phần mềm tính tốn thành phần bê tơng có sử dụng phụ gia," Luận án Tiến sĩ kĩ thuật, 2016 [34] Bộ môn Vật liệu xây dựng - Trường Đại học Thủy lợi, Giáo trình Vật liệu Xây dựng.: Nhà xuất xây dựng, 2006 [35] Hồng Phó Un cộng sự, "Nghiên cứu xác định mối quan hệ hệ số thấm mác chống thấm bê tơng cơng trình Thủy lợi," Báo cáo đề tài cấp Bộ 2009 91 [36] TCVN 2682:2009, Xi măng Pooclăng - Yêu cầu kỹ thuật [37] Thông tin vật liệu xây dựng (2014, Oct.) https://vatlieuxaydung.org.vn/vlxd-ketcau/phu-gia/tim-hieu-ve-phu-gia-be-tong-4254.htm [38] Phan Văn Tường, Trần Dương, "Hệ số khuyếch tán clo dạng nồng độ clo bê tông," Tạp chí hóa học - Trường ĐH Khoa học tự nhiên - ĐHQG Hà Nội, pp 105-109, 2004 [39] Vũ Hoàng Hưng (chủ biên), Vũ Thành Hải, Nguyễn Quang Hùng, Đào Văn Hưng, Cao Văn Mão, khúc Hồng Vân - Sap2000 phân tích kết cấu cơng trình Thủy Lợi Thủy Điện (2012) [40] TCVN 4506:2012, Nước trộn bê tông vữa – Yêu cầu kỹ thuật [41] TCVN 4030:2003, Xi măng – Phương pháp xác định độ mịn [42] TCVN 6016:2011, Xi măng – Phương pháp thử - Xác định cường độ [43] TCVN 6017:1999, Xi măng – Phương pháp thử - Xác định thời gian đông kết độ ổn định thể tích 92