Nghiên cứu vật liệu nano silicat sio2 làm phụ gia cho bê tông xi măng trong xây dựng đường ô tô luận văn thạc sỹ chuyên ngành kỹ thuật xây dựng công trình giao thông

Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật PGS.TS Lê Văn Bách i LỜI CẢM ƠN Trong học tập thực luận văn tốt nghiệp Trường Giao Thông Vận Tải thầy giáo, Cô giáo, đặc biệt Thầy giáo hướng dẫn PGS.TS Lê Văn Bách hướng dẫn, truyền đạt kiến thức, kinh nghiệm quý báu Lời đầu tiên, tơi xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc đến Thầy Cô, đặc biệt PGS.TS Lê Văn Bách tận tình hướng dẫn giúp đỡ suốt trình học tập, nghiên cứu hồn thành luận văn thạc sĩ Đồng thời, tơi xin gửi lời cảm ơn chân thành giúp đỡ nhiệt tình anh chị Trung tâm Tư Vấn Kiểm Định Kỹ Thuật Cơng Trình, bạn đồng nghiệp gia đình giúp đỡ q trình tơi thực luận văn thạc sĩ Mặc dù cố gắng, nhiệt tình, tâm huyết làm việc hướng dẫn nghiên cứu, nhiên khơng thể tránh khỏi thiếu sót Kính mong nhận quan tâm đóng góp ý kiến Thầy Cô giáo, nhà Khoa học đồng nghiệp, xin chân thành cám ơn nghiêm túc tiếp thu Một lần nữa, tác giả xin chân thành cám ơn! TP Hồ Chí Minh, tháng năm 2015 Học viên Hồ Trung Hậu HVTH: Hồ Trung Hậu Lớp: CH XDĐ ÔTÔ & ĐTP K20.2 Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật PGS.TS Lê Văn Bách ii LỜI CAM ĐOAN Tơi cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chưa cơng bố cơng trình khác Tác giả luận văn ký ghi rõ họ tên Hồ Trung Hậu HVTH: Hồ Trung Hậu Lớp: CH XDĐ ÔTÔ & ĐTP K20.2 Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật PGS.TS Lê Văn Bách iii MỤC LỤC Lời cám ơn i Lời cam đoan ii Mục lục iii Danh mục bảng biểu vi Danh mục hình ảnh, biểu đồ vii Phần mở đầu I Tính cấp thiết đề tài II Mục tiêu nghiên cứu đề tài III Đối tượng nghiên cứu IV Phạm vi nghiên cứu V Phương pháp nghiên cứu VI KẾT CẤU LUẬN VĂN: Chương 1: TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI & TỔNG QUAN VỀ VẬT LIỆU NANO SILICAT (SiO2) 1.1 Tính cấp thiết đề tài: 1.1.1 Tình hình khí hậu miền Nam Việt nam: 1.1.2 Thực trạng sử dụng mặt đường cứng nước giới Việt Nam: 1.1.3 Tính hợp lý sử dụng kết cấu áo đường cứng miền nam: 1.1.4 Ý nghĩa sử dụng vật liệu nano silicat bê tông xi măng: 1.1.4.1 Tình hình nhiểm mơi trường khí sử dụng bê tơng xi măng: HVTH: Hồ Trung Hậu Lớp: CH XDĐ ÔTÔ & ĐTP K20.2 Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật iv PGS.TS Lê Văn Bách 1.1.4.2 Ưu, nhược điểm bê tông xi măng sử dụng giai đoạn nay…………………… …………………………13 1.1.5 Ưu, nhược điểm sử dụng bê tơng xi măng có sử dụng phụ gia nano silicat (SiO2): 10 1.1.6 Hướng nghiên cứu, phát triển vật liệu nano silicat: 11 1.2 Tổng quan vật liệu nano silicat (SiO2) tình hình sử dụng vật liệu nano silicat (SiO2) nay: 11 1.2.1 Tổng quan vật liệu nano silicat (SiO2): Nguồn gốc phương pháp điều chế vật liệu nano silicat (SiO2): 11 18 1.2.2 Tình hình sử dụng vật liệu nano silicat (SiO2) nay: 18 1.3 Kết luận chương 1: 20 Chương 2: CƠ SỞ KHOA HỌC VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU, ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ NANO SILICAT (SiO2) VÀO BÊ TÔNG XI MĂNG 21 2.1 Khái quát kỹ thuật nano bê tông xi măng [11]: 21 2.2 Tình hình nghiên cứu ứng dụng phụ gia nano silicat (SiO2) vào bê tông xi măng giới [14]: 23 2.4 Mơ hình hóa bê tông, phương pháp nghiên cứu đánh giá [11]: 34 2.5 Kết luận chương 2: 36 Chương 3: THỰC NGHIỆM VÀ ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ 38 THÍ NGHIỆM 38 3.1 Tính tốn số lượng mẫu, quy cách lấy mẫu: 38 3.1.1 Số lượng mẫu: 38 3.1.2 Quy cách lấy mẫu: 40 3.2 Kiểm tra, đánh giá kết vật liệu đầu vào: 41 HVTH: Hồ Trung Hậu Lớp: CH XDĐ ÔTÔ & ĐTP K20.2 Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật v PGS.TS Lê Văn Bách 3.2.2 Cốt liệu nhỏ: 43 3.2.3 Cốt liệu lớn : 44 3.2.4 Nước trộn bê tông: 44 3.2.5 Nano silicat (SiO2): 45 3.3 Thiết kế cấp phối bê tông: 46 3.4 Đúc mẫu, bảo dưỡng mẫu 48 3.5 Nén mẫu: 50 3.5.1 Xác định cường độ chịu nén: 50 3.5.2 Xác định cường độ chịu uốn: 53 3.6 Thực nghiệm: 53 3.6.1 Thí nghiệm nén mẫu kiểm tra cường độ chịu nén: 53 3.6.2 Thí nghiệm nén mẫu kiểm tra cường độ chịu uốn: 64 3.7 Kết luận chương 3: 66 * KẾT LUẬN: 69 * HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI: 70 Tài liệu tham khảo Phụ lục HVTH: Hồ Trung Hậu Lớp: CH XDĐ ÔTÔ & ĐTP K20.2 Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật PGS.TS Lê Văn Bách vi DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1: Thành phần (%) theo khối lượng chất tro trấu 15 Bảng 3.1: Bảng thống kê số lượng tổ mẫu cần lấy để kiểm tra cường độ nén bê tông 39 Bảng 3.2: Bảng thống kê số lượng tổ mẫu cần lấy để kiểm tra cường độ uốn bê tông 40 Bảng 3.3: Các tiêu chất lượng xi măng poóc lăng hỗn hợp 42 Bảng 3.4: Thành phần hạt cát 43 Bảng 3.5: Bảng thiết kế thành phần cấp phối bê tông 48 Bảng 3.6: Bảng tổng hợp cường độ chịu nén bê tông ngày tuổi 54 Bảng 3.7: Bảng tổng hợp cường độ chịu nén bê tông 14 ngày tuổi 56 Bảng 3.8: Bảng tổng hợp cường độ chịu nén bê tông 28 ngày tuổi 58 Bảng 3.9: Bảng tổng hợp cường độ chịu nén bê tông 60 ngày tuổi 61 Bảng 3.10: Bảng tổng hợp cường độ chịu uốn bê tông 28 ngày tuổi 64 HVTH: Hồ Trung Hậu Lớp: CH XDĐ ÔTÔ & ĐTP K20.2 Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật PGS.TS Lê Văn Bách vii DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1 Biểu đồ khí thải CO2 bê tông xi măng gây Hình 1.2: Mẫu Tro trấu lấy từ nhà máy công nghiệp khu vực Miền Tây Nam Bộ 13 Hình 1.3: Tro trấu sau nghiền qua ray sấy khô 13 Hình 1.4: Tro trấu hịa tan với dung dịch NaOH 5M 14 Hình 1.5: Lọc lấy phần lỏng sau hòa tan tro trấu dung dịch NaOH 5M 14 Hình 1.6: Dung dịch sau lọc lấy phần lỏng 14 Hình 1.7: Dung dịch gel thu sau cho dung dịch HCl vào phần lỏng 14 Hình 1.8 Bột SiO2 thu từ tro trấu 15 Hình 1.9: Phổ EDX thành phần nguyên tố mẫu SiO2 16 Hình 1.10: Phổ FT-IR mẫu SiO2 16 Hình 1.11:Giản đồ XRD mẫu SiO2 17 Hình 1.12: Phổ FT-IR mẫu SiO2 17 Hình 1.13: Ảnh SEM mẫu SiO2 17 Hình 1.14: Ảnh TEM mẫu SiO2 17 Hình 2.1 Kích thước hạt diện tích bề mặt cụ thể liên quan đến vật liệu bê tông 27 Hình 2.2: Vi kết cấu bột ximăng khơng có nano silicat (SiO2) (a) với nano silicat (SiO2) (b) (1,2,3 cho thấy tinh thể CH, cụm CSH lỗ hổng tương ứng) 31 Hình 3.1: Xi măng pooc lăng hỗn hợp 43 Hình 3.2: Cân xi măng để đúc mẫu 43 Hình 3.3: Cát sông Đồng Nai 44 Hình 3.4: Cho cát vào máy trộn 44 HVTH: Hồ Trung Hậu Lớp: CH XDĐ ÔTÔ & ĐTP K20.2 Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật viii PGS.TS Lê Văn Bách Hình 3.5: Cân khối lượng đá 44 Hình 3.6: Đá 1x2 khu vực Dĩ An 44 Hình 3.7: Nano silicat (SiO2) 46 Hình 3.8: Cân nano silicat (SiO2 46 Hình 3.9: Khn 7.07*7.07*7.07 cm3 49 Hình 3.10: Khuôn 15*15*15 cm3 49 Hình 3.11: Mẫu tháo khn đánh ký hiệu 50 Hình 3.12: Biểu đồ quan hệ tỷ lệ phần trăm nano cường độ nén bê tông ngày tuổi 55 Hình 3.13: Biểu đồ quan hệ tỷ lệ phần trăm nano cường độ nén bê tông 14 ngày tuổi 58 Hình 3.14: Biểu đồ quan hệ tỷ lệ phần trăm nano cường độ nén bê tông 28 ngày tuổi 60 Hình 3.15: Biểu đồ quan hệ tỷ lệ phần trăm nano cường độ nén bê tông 28 ngày tuổi 62 Hình 3.16: Biểu đồ tổng hợp quan hệ tỷ lệ phần trăm nano cường độ nén bê tông 63 Hình 3.17: Biểu đồ quan hệ tỷ lệ phần trăm nano cường độ chịu uốn bê tông 28 ngày tuổi 64 HVTH: Hồ Trung Hậu Lớp: CH XDĐ ÔTÔ & ĐTP K20.2 Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật PGS.TS Lê Văn Bách PHẦN MỞ ĐẦU I Tính cấp thiết đề tài: Bêtông xi măng vật liệu xây dựng sử dụng rộng rãi xây dựng sửa chữa sở hạ tầng, đáp ứng nhu cầu phát triển kinh tế quốc gia, khu vực Tuy nhiên, ngành công nghiệp bêtông xi măng lại ngành tiêu thụ lớn tài nguyên thiên nhiên lượng, chịu trách nhiệm phát thải khí CO2, khí gây hiệu ứng nhà kính làm trái đất nóng lên Mặt khác, yêu cầu kỹ thuật bêtông xi măng ngày đòi hỏi cao hơn, yêu cầu tính cường độ tốt yêu cầu cấp thiết xây dựng đại Trong đó, nguyên vật liệu để sản xuất xi măng (clinker) có hạn, khơng thể tái sinh việc nghiên cứu nguồn vật liệu tái sinh hàng năm, trữ lượng dồi để thay phần xi măng yêu cầu đặt lúc Nguồn nguyên liệu nói đến phạm vi đề tài tro trấu, phế phẩm có giá trị thấp nơng nghiệp Qua q trình đốt trấu điều kiện thích hợp thu tro trấu có độ xốp lớn chứa chủ yếu SiO2 dạng vơ định hình, hạt tro có cấu trúc rỗng, tỷ diện tích bề mặt lớn hàm lượng SiO2 vơ định hình cao nên tro trấu có độ hoạt tính puzơlan cao Trong bảng phân loại chất thải có hoạt tính puzơlan quan xi măng bê tơng Châu Âu RILEM tro trấu liệt vào loại vật liệu có hoạt tính cao tương đương muội ôxyt silic Khác với muội ôxyt silic, lượng SiO2 tro trấu tái hồi hàng năm lượng trấu khác lại sản xuất Do nói nguồn nguyên liệu để sản xuất tro trấu làm phụ gia cho bê tông chất lượng cao không cạn kiệt Sự phát triển lâu bền “bảo vệ môi trường nguồn tài nguyên thiên nhiên’’ vấn đề cấp thiết nhân loại Tận dụng trấu, phế HVTH: Hồ Trung Hậu Lớp: CH XDĐ ÔTÔ & ĐTP K20.2 Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật PGS.TS Lê Văn Bách thải nông nghiệp có khối lượng lớn, để làm nguyên liệu chế tạo bê tơng cơng nghệ theo hướng phát triển lâu bền đem hiệu kinh tế cao nâng cao giá trị ngành nông nghiệp sản xuất lúa gạo II Mục tiêu nghiên cứu đề tài: Nghiên cứu khả ứng dụng bê tông xi măng có sử dụng phụ gia nano silicat (SiO2) xây dựng đường ô tô nhằm tạo bê tông có cường độ cao III Đối tượng nghiên cứu: Mặt đường ô tô sử dụng kết cấu bê tông xi măng IV Phạm vi nghiên cứu: Nghiên cứu, đánh giá dựa kết phịng thí nghiệm V Phương pháp nghiên cứu: Nghiên cứu tài liệu mới, tiến hành thí nghiệm đánh giá kết HVTH: Hồ Trung Hậu Lớp: CH XDĐ ÔTÔ & ĐTP K20.2 Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật PGS.TS Lê Văn Bách 61 Bảng 3.9: Bảng tổng hợp cường độ chịu nén bê tông 60 ngày tuổi Phần trăm phụ gia Tên mẫu Kích thước mẫu (cm) 0%-1 0,0% 1,0% 3,0% 5,0% 0,0% Cường độ chịu nén mẫu (daN/cm2) 60 56,94 221,00 388,13 " 56,82 230,00 404,79 " 55,48 235,00 423,58 385,45 60 49,98 239,40 478,94 368,78 " 49,91 238,56 477,94 " 49,77 245,10 492,43 379,17 60 49,98 291,26 582,70 448,68 " 49,98 290,70 581,57 " 49,98 299,36 598,90 461,15 60 49,98 214,31 428,75 330,14 " 49,98 262,32 524,81 " 49,98 217,82 435,77 335,54 60 49,98 199,96 400,04 308,03 " 50,06 229,05 457,60 " 49,84 227,03 455,49 350,73 0.0%ĐC 60 225,0 819,99 364,44 364,44 0.0%- 15x15 ĐC x15 " 225,0 810,00 360,00 360,00 0.0%ĐC " 225,0 860,00 382,22 382,22 0%-2 7,07 x7,07 x7,07 0%-3 0,5% KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM CỤ THỂ Lực Hệ Tuổi Diện nén Cường độ số tích chịu nén bêtơng mẫu quy (cm2) (daN/cm2) đổi (ngày) (KN) 0.5%1 0.5%2 0.5%3 1.0%1 1.0%2 1.0%3 3.0%1 3.0%2 3.0%3 5.0%1 5.0%2 5.0%3 7,07 x7,07 x7,07 7,07 x7,07 x7,07 7,07 x7,07 x7,07 7,07 x7,07 x7,07 Cường độ chịu nén trung bình (daN/cm2) 353,17 0,91 0,91 0,91 0,91 0,91 368,36 368,01 447,81 404,10 352,35 1,00 HVTH: Hồ Trung Hậu 368,99 371,99 452,55 356,59 337,04 368,89 Lớp: CH XDĐ ÔTÔ & ĐTP K20.2 Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật PGS.TS Lê Văn Bách 62 Trong đó, hệ số quy đổi tính tỷ số cường độ nén mẫu 0% - ĐC (kích thước 15*15*15 cm3) mẫu 0% (kích thước 7.07*7.07*7.07 cm3) Cụ thể sau: a1 = 0% - ĐC1/ 0% = 364.44/388.09 = 0.94 a2 = 0% - ĐC2/ 0% = 360.00/404.79 = 0.89 a3 = 0% - ĐC3/ 0% = 382.22/423.58 = 0.90 a = (a1 + a2 + a3)/3 = (0.94 + 0.89 + 0.90)/3 = 0.91 Biểu đồ quan hệ tỷ lệ phần trăm nano silicat cường độ chịu nén 60 ngày tuổi: Hình 3.15: Biểu đồ quan hệ tỷ lệ phần trăm nano cường độ nén bê tông 60 ngày tuổi Nhận xét kết (đối với mẫu chịu nén 60 ngày): Cường độ bê tông chịu nén tăng tất mẫu có hàm lượng nano silicat, riêng mẫu có tỷ HVTH: Hồ Trung Hậu Lớp: CH XDĐ ÔTÔ & ĐTP K20.2 Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật PGS.TS Lê Văn Bách 63 lệ nano silicat 1% tăng cao đến 23% e, Kết cường độ nén tổng hợp: Hình 3.16: Biểu đồ tổng hợp quan hệ tỷ lệ phần trăm nano cường độ nén bê tông HVTH: Hồ Trung Hậu Lớp: CH XDĐ ÔTÔ & ĐTP K20.2 Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật PGS.TS Lê Văn Bách 64 3.6.2 Thí nghiệm nén mẫu kiểm tra cường độ chịu uốn: Bảng 3.10: Bảng tổng hợp cường độ chịu uốn bê tông 28 ngày tuổi Bảng tổng hợp cường độ chịu uốn mẫu 28 ngày tuổi Khoảng Chiều Loại Tên mẫu rộng mẫu thử (cm) Chiều cao mẫu thử (cm) cách đường tâm gối đỡ (cm) 0% 1% 3% 4% Tải trọng phá hoại uốn Cường độ chịu uốn (daN/cm2) chịu uốn trung bình Ghi (daN/cm2) (kN) 0% - 15,02 15 40 24,50 43,50 0% - 15,05 14,95 40 25,00 44,59 0% - 15 15,23 40 22,50 38,80 1% - 15,01 15 40 27,50 48,86 1% - 15 15,03 40 27,50 48,69 1% - 14,91 15 40 28,00 50,08 3% - 15 15 40 27,50 48,89 3% - 15,03 15 40 27,00 47,90 3% - 15 15 40 27,95 49,69 4% - 15 15,02 40 26,00 46,10 4% - 15 15 40 25,50 45,33 4% - 14,92 15,07 40 24,50 43,38 HVTH: Hồ Trung Hậu Cường độ 42,30 49,21 48,83 44,94 mẫu 15*15*60 mẫu 15*15*60 mẫu 15*15*60 mẫu 15*15*60 Lớp: CH XDĐ ÔTÔ & ĐTP K20.2 Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật PGS.TS Lê Văn Bách 65 Hình 3.17: Biểu đồ quan hệ tỷ lệ phần trăm nano cường độ chịu uốn bê tông 28 ngày tuổi Nhận xét kết (đối với mẫu chịu uốn 28 ngày): Cường độ bê tông chịu uốn bê tông cải thiện cường độ đáng kể có phụ gia nano silicat (SiO2) Đặc biệt mẫu có tỷ lệ nano 1% 3% * Đánh giá kết nén bê tông: Qua công tác nghiên cứu lý thuyết, thiết kế cấp phối đến giai đoạn tiến hành đúc mẫu nén mẫu để kiểm chứng Nhận thấy số đặc tính bật có phần hạn chế vật liệu nano silicat (SiO2) sau: HVTH: Hồ Trung Hậu Lớp: CH XDĐ ÔTÔ & ĐTP K20.2 Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật PGS.TS Lê Văn Bách 66 a, Ưu điểm: + Tính cơng tác bê tơng cải thiện: Sự phân tán nhiều phân tử nano làm tăng độ nhớt trạng thái lỏng (quan sát thực tế trình thực nghiệm nghiên cứu) giúp cho trình đổ bê tơng dễ dàng + Cường độ chịu nén cường độ chịu kéo bê tông tăng lên (đối với mẫu có tỷ lệ nano 0,5% 1%) Điều giải thích sau: - Là loại vật liệu puzolan, nano silicat (SiO2) tham gia vào phản ứng puzolan chi phối tinh thể CH sản xuất CSH với độ rắn cao Kết bêtơng mạnh với kháng hóa chất cao - Hạt nano đóng vai trị chất độn cho khoảng trống dẫn đến giảm độ xốp, giúp cho bê tông bền chặt hơn, cường độ cao - Hạt nano đóng vai trị tâm tạo nhân cho phép hình thành cụm thống CSH kích thước nhỏ ủng hộ hình thành tinh thể kích thước nhỏ Thúc đẩy hydrat hóa, dẫn đến gia tăng cường độ b, Nhược điểm: hạt nano silicat (SiO2) chưa phân tán tốt bột ximăng, chúng có xu hướng hình thành kết tụ cụm Điều số lượng lớn hạt nano không sử dụng biện pháp kỹ thuật phân tán thích hợp Những cụm hạt nano tạo vùng yếu vật liệu, dẫn đến cường độ thấp độ xốp cao 3.7 Kết luận chương 3: * Về kỹ thuật: Qua nghiên cứu lý thuyết trình thực nghiệm đánh giá phịng thí nghiệm hai tiêu quan trọng bê tông xi măng cường độ chịu nén cường độ chịu uốn vật nano silicat (SiO2) đáp ứng điều kiện tiêu chuẩn phát triển cường độ chịu nén cường độ chịu uốn so với không sử dụng phụ gia nano silicat (SiO2) khoảng từ 10 – 23% cường độ chịu nén chịu uốn ban đầu HVTH: Hồ Trung Hậu Lớp: CH XDĐ ÔTÔ & ĐTP K20.2 Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật PGS.TS Lê Văn Bách 67 * Về kinh tế: + Do nano silicat (SiO2) loại vật liệu nghiên cứu, phát triển Dù tận dụng nguồn phế phẩm nông nghiệp rẻ, dồi trình bào chế quy mơ phịng thí nghiệm nên giá thành cịn cao + Theo tính tốn, nano silicat (SiO2) sản xuất quy mô công nghiệp, giá thành sau xuất xưởng khoảng 70.000 đồng/kg thấp Trong đó, giá thành xi măng sau xuất xưởng khoảng 1.800 đồng/kg + Bảng tính so sánh đơn giá bê tông xi măng mác 300 bê tơng xi măng có sử dụng nano silicat (SiO2) thay xi măng 1%: Mác bê tông Loại bê tông Mác 300 Bê tông xi măng Bê tông xi măng có sử dụng nano silicat (SiO2) 1% Đơn giá (1m3) 900.000 đồng 1138.700 đồng + Nếu so sánh giá sở thay đổi tính tốn giá thành chênh lệch xi măng nano silicat (SiO2) chưa thấy hiệu kinh tế - kỹ thuật Tuy nhiên, so sánh đánh giá yếu tố khác như: Do bê tơng có cường độ cao giảm kích thước kết cấu, từ giảm khối lượng bê tơng, giảm cốt pha, nhân cơng, vận chuyển Tính cơng tác q trình đổ: Bê tơng có nano silicat (SiO2) tăng cơng tác dễ đổ cao, có cơng nghệ thi cơng cốt pha phù hợp tạo sản phẩm láng mịn, đạt tính thẩm mỹ cao, không cần xử lý sau tháo ván khuôn Giảm giá thành chung cho sản phẩm xây dựng => Đề xuất: Có hướng nghiên cứu, phát triển công nghệ tinh chế nano silicat (SiO2) theo hướng công nghiệp để giảm giá thành sản phẩm, sản phẩm HVTH: Hồ Trung Hậu Lớp: CH XDĐ ÔTÔ & ĐTP K20.2 Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật PGS.TS Lê Văn Bách 68 đồng nhất, mang lại hiệu cao sử dụng Nâng cao chất lượng bê tông xi măng, giảm thiểu tác động ô nhiễm môi trường HVTH: Hồ Trung Hậu Lớp: CH XDĐ ÔTÔ & ĐTP K20.2 Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật PGS.TS Lê Văn Bách 69 KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI: * KẾT LUẬN: Qua trình nghiên cứu lý thuyết thực nghiệm phịng thí nghiệm Có thể rút số kết luận sau: + Cường độ chịu nén: Cường độ chịu nén bê tơng tăng đến 23% (đối với mẫu 60 ngày tuổi) tăng khoảng 10% (đối với mẫu 28 ngày tuổi) so với mẫu đối chứng + Cường độ chịu uốn: Cường độ chịu uốn bê tơng khoảng 16% (đối với mẫu 28 ngày tuổi) so với mẫu đối chứng + Về toán kinh tế - kỹ thuật: Tại thời điểm nay, giá thành nano silicat cao sản xuất quy mơ phịng thí nghiệm Tuy nhiên, với đặc tính ưu việt, với nguồn nguyên liệu dồi dào, sản xuất quy mô công nghiệp ứng dụng vào cấu kiện đặc biệt, có tính thẩm mỹ cao làm tăng tính kinh tế nano SiO2 Việc ứng dụng vật liệu nano silicat vào sản xuất, xây dựng góp phần nâng cao hiệu suất làm việc bê tông, tăng giá trị thặng dư cho kinh tế, bảo vệ mơi trường + Do nguồn kinh phí hạn hẹp, thời gian thực đề tài ngắn nên phạm vi đề tài, tác giả trình bày cách ngắn gọn số kết nghiên cứu đạt Để ứng dụng vào thực tế sản xuất, thi công cần nghiên cứu sâu hỗ trợ nhiều + Trong trình nghiên cứu, tác giả cố gắng, dựa tài liệu tìm kiếm để nghiên cứu, trình bày vào luận văn Nhưng khả sai sót khó tránh khỏi Tác giả mong muốn nhận góp ý thẳng thắn, trách nhiệm đóng góp vào đề tài để đề tài hồn thiện hơn, có hướng nghiên cứu sâu rộng cho thành viên nghiên cứu HVTH: Hồ Trung Hậu Lớp: CH XDĐ ÔTÔ & ĐTP K20.2 Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật PGS.TS Lê Văn Bách 70 * HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI: + Mở rộng phạm vi nghiên cứu, đánh giá tỷ lệ nano khác ( 1.5%; 2%; 2.5%; 3.5%; ) cấp phối bê tông khác + Cần đánh giá thêm tiêu lý khác bê tơng như: độ bền, độ nhám để có hướng đề xuất hoàn thiện + Cần xây dựng dây chuyền sản xuất nano silicat (SiO2) theo hướng công nghiệp để có sản phẩm khối lượng lớn, chất lượng cao, giá thành rẻ + Cần xây dựng dây chuyền công nghệ thi công nghiệm thu phù hợp với tình hình thực tế theo vùng, miền HVTH: Hồ Trung Hậu Lớp: CH XDĐ ÔTÔ & ĐTP K20.2 Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật PGS.TS Lê Văn Bách 71 Tài liệu tham khảo: Tài liệu tiếng Việt: [1] Khí hậu, thời tiết miền nam, http://vi.wikipedia.org [2] PGS Nguyễn Quang Chiêu, “sách Mặt đường bê tông xi măng ”, NXB Giao Thông Vận tải, năm 2004 [3] Báo xây dựng, “bài: Xây dựng đường bê tông xi măng: Xu hướng ”, http://www.baoxaydung.com.vn, ngày 21/07/2009 [4] PGS Nguyễn Quang Chiêu, “sách kết cấu mặt đường kiểu mới”, NXB Xây Dựng, tháng 11-2009 [5] Tạp chí Cement Review, “Con đường phát triển Xi măng Trung Quốc” , tháng 11 – 2003 [6] Công ty cổ phần tư vấn xây dựng công trình VLXD , “Tháng 1: Dự báo tình hình tiêu thụ xi măng nước giảm”, http://ccbm.com.vn/, ngày 26/01/2015 [7] Kênh truyền hình nơng nghiệp nơng thơn 3NTV VTC16, “bài: ĐBSCL: Năm 2014, sản lượng lúa đạt 25 triệu tấn”, http://vtc16.vn/, ngày 23/12/2014 [8] Nguyễn Văn Hưng, Nguyễn Ngọc Bích, Nguyễn Hữu Nghị, Trần Hữu Bằng, Đặng Thị Thanh Lê Tổng hợp khảo sát khả hấp thụ xanh Methylen vật liệu SiO2 tinh thể na no Tạp chí hóa học, Số 5A52/2014, Ngày 15/12/2014 [9] Viện Khoa Học Công Nghệ Giao Thông Vận Tải, “ Sổ tay tư vấn giám sát : cơng trình xây dựng đường ôtô” , NXB Xây Dựng, tháng 32000 HVTH: Hồ Trung Hậu Lớp: CH XDĐ ÔTÔ & ĐTP K20.2 Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật PGS.TS Lê Văn Bách 72 Tài liệu tiếng Anh: [10] Maries A et al: “A sustainability analysis of a potential low- energy route to cement production by synthesis in molten salts.” Paper 405, Proc 13th Int Congr Chem Cement, Madrid, July 2011 [11] Madhuwanthi Rupasinghe , Priyan Mendis , Ranjith Gammampila, Tuan Ngo Nanoengineering Concrete for Sustainable Built Environment: A Review Department of Infrastructure Engineering, University of Melbourne [12] J F Chen, H M Ding, J X Wang, L Shao Preparation and characterization of porous hollow silica nanoparticles for drug delivery application, Biomaterials, 25(3), 723-727 (2003) [13] Van Hai Le, Chi Nhan Ha Thuc and Huy Ha Thuc Synthesis of silica nanoparticles from Vietnamese rice husk by sol–gel method, Nanoscale Research Letters, 8:58 (2013) [14] tác giả: V R Falikman; Nguồn: Tạp chí Xây dựng công nghiệp dân dụng Nga, số1/2013; ND: Huỳnh Phước] [15] YE, Q., ZHANG, Z., KONG, D & CHEN, R 2007 Influence of nano-SiO2 addition on properties of hardened cement paste as compared with silica fume Construction & Building Materials,21, 539-45 [16] JO, B.-W., KIM, C.-H., TAE, G.-H & PARK, J.-B 2007 Characteristics of cement mortar with nanoSiO2 particles Construction and Building Materials, 21,1351-1355 [17] LI, H., XIAO, H.-G., YUAN, J & OU, J 2004b Microstructure of cement mortar with nano-particles Composites Part B: Engineering,35, 185189 HVTH: Hồ Trung Hậu Lớp: CH XDĐ ÔTÔ & ĐTP K20.2 Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật PGS.TS Lê Văn Bách 73 [18] MONDAL, P., SHAH, S P., MARKS, L D & GAITERO, J J 2010 Comparative study of the effects of microsilica and nanosilica in concrete Transportation Research Record,6-9 [19] JI, T 2005 Preliminary study on t he water permeability and microstructure of concrete incorporating nano-SiO2 Cement and Concrete Research,35,1943-1947 [20] KHANZADI, M., TADAYON, M., SEPEHRI, H & SEPEHRI, M Year Influence of Nano-Silica Particles on Mechanical Properties and Permeability of Concrete In: Second International Conference on Sustainable Construction Materials and Technologies, 2010 Università Politecnica delle Marche, Ancona, Italy [21] KIM, J J., FAN, T & TAHA, M R 2010 Homogenization model examining the effect of nanosilica on concrete strength and stiffness Transportation Research Record,28-35 HVTH: Hồ Trung Hậu Lớp: CH XDĐ ÔTÔ & ĐTP K20.2 Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật PGS.TS Lê Văn Bách 74 PHỤ LỤC Một số hình ảnh trình thực đề tài: Đơn vị thực công tác kiểm định: TRUNG TÂM TƯ VẤN KIỂM ĐỊNH KỸ THUẬT CƠNG TRÌNH Lượng nước Nano silicat sau định lượng hòa tan ống đong trước cho vào hỗn hợp cốt liệu để đảm bảo hạt nano phân tán hỗ hợp cấp phối bê tông xi măng HVTH: Hồ Trung Hậu Lớp: CH XDĐ ÔTÔ & ĐTP K20.2 Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật 75 PGS.TS Lê Văn Bách Chuẩn bị khuôn cho công tác chuẩn bị đổ bê tông sản phẩm sau đổ để kiểm tra cường độ uốn bê tông HVTH: Hồ Trung Hậu Lớp: CH XDĐ ÔTÔ & ĐTP K20.2