Nghiên cứu chế tạo bê tông nhẹ cường độ cao sử dụng hạt vi cầu rỗng từ tro bay (cenospheres)

Nghiên cứu chế tạo bê tông nhẹ cường độ cao sử dụng hạt vi cầu rỗng từ tro bay (cenospheres).Nghiên cứu chế tạo bê tông nhẹ cường độ cao sử dụng hạt vi cầu rỗng từ tro bay (cenospheres).Nghiên cứu chế tạo bê tông nhẹ cường độ cao sử dụng hạt vi cầu rỗng từ tro bay (cenospheres).Nghiên cứu chế tạo bê tông nhẹ cường độ cao sử dụng hạt vi cầu rỗng từ tro bay (cenospheres).Nghiên cứu chế tạo bê tông nhẹ cường độ cao sử dụng hạt vi cầu rỗng từ tro bay (cenospheres).Nghiên cứu chế tạo bê tông nhẹ cường độ cao sử dụng hạt vi cầu rỗng từ tro bay (cenospheres).Nghiên cứu chế tạo bê tông nhẹ cường độ cao sử dụng hạt vi cầu rỗng từ tro bay (cenospheres).Nghiên cứu chế tạo bê tông nhẹ cường độ cao sử dụng hạt vi cầu rỗng từ tro bay (cenospheres).Nghiên cứu chế tạo bê tông nhẹ cường độ cao sử dụng hạt vi cầu rỗng từ tro bay (cenospheres).Nghiên cứu chế tạo bê tông nhẹ cường độ cao sử dụng hạt vi cầu rỗng từ tro bay (cenospheres).Nghiên cứu chế tạo bê tông nhẹ cường độ cao sử dụng hạt vi cầu rỗng từ tro bay (cenospheres).Nghiên cứu chế tạo bê tông nhẹ cường độ cao sử dụng hạt vi cầu rỗng từ tro bay (cenospheres).Nghiên cứu chế tạo bê tông nhẹ cường độ cao sử dụng hạt vi cầu rỗng từ tro bay (cenospheres).Nghiên cứu chế tạo bê tông nhẹ cường độ cao sử dụng hạt vi cầu rỗng từ tro bay (cenospheres).Nghiên cứu chế tạo bê tông nhẹ cường độ cao sử dụng hạt vi cầu rỗng từ tro bay (cenospheres).Nghiên cứu chế tạo bê tông nhẹ cường độ cao sử dụng hạt vi cầu rỗng từ tro bay (cenospheres).Nghiên cứu chế tạo bê tông nhẹ cường độ cao sử dụng hạt vi cầu rỗng từ tro bay (cenospheres).Nghiên cứu chế tạo bê tông nhẹ cường độ cao sử dụng hạt vi cầu rỗng từ tro bay (cenospheres).Nghiên cứu chế tạo bê tông nhẹ cường độ cao sử dụng hạt vi cầu rỗng từ tro bay (cenospheres).Nghiên cứu chế tạo bê tông nhẹ cường độ cao sử dụng hạt vi cầu rỗng từ tro bay (cenospheres).Nghiên cứu chế tạo bê tông nhẹ cường độ cao sử dụng hạt vi cầu rỗng từ tro bay (cenospheres).Nghiên cứu chế tạo bê tông nhẹ cường độ cao sử dụng hạt vi cầu rỗng từ tro bay (cenospheres).Nghiên cứu chế tạo bê tông nhẹ cường độ cao sử dụng hạt vi cầu rỗng từ tro bay (cenospheres).Nghiên cứu chế tạo bê tông nhẹ cường độ cao sử dụng hạt vi cầu rỗng từ tro bay (cenospheres).Nghiên cứu chế tạo bê tông nhẹ cường độ cao sử dụng hạt vi cầu rỗng từ tro bay (cenospheres).Nghiên cứu chế tạo bê tông nhẹ cường độ cao sử dụng hạt vi cầu rỗng từ tro bay (cenospheres).Nghiên cứu chế tạo bê tông nhẹ cường độ cao sử dụng hạt vi cầu rỗng từ tro bay (cenospheres).Nghiên cứu chế tạo bê tông nhẹ cường độ cao sử dụng hạt vi cầu rỗng từ tro bay (cenospheres).Nghiên cứu chế tạo bê tông nhẹ cường độ cao sử dụng hạt vi cầu rỗng từ tro bay (cenospheres).Nghiên cứu chế tạo bê tông nhẹ cường độ cao sử dụng hạt vi cầu rỗng từ tro bay (cenospheres).

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG HÀ NỘI Lê Việt Hùng NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO BÊ TÔNG NHẸ CƯỜNG ĐỘ CAO SỬ DỤNG HẠT VI CẦU RỖNG TỪ TRO BAY (CENOSPHERES) Chuyên ngành: Kỹ thuật vật liệu Mã số: 9520309 LUẬN ÁN TIẾNSĨ Hà Nội - Năm2023 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng tơi Các số liệu, kết trình bày luận án trung thực chưa công bố cơng trình khác Tác giả luận án NCS Lê Việt Hùng LỜI CẢM ƠN Tác giả xin chân thành gửi lời cảm ơn sâu sắc tới PGS.TS Nguyễn Văn Tuấn PGS.TS Lê Trung Thành hết lịng giúp đỡ suốt q trình học tập nghiên cứu Tác giả xin chân thành cảm ơn Trường Đại học Xây dựng Hà Nội, Khoa Vật liệu xây dựng, Phịng Quản lý đào tạo, Phịng Thí nghiệm xi măng bê tông - Viện Vật liệu xây dựng (LAS XD 1133), Bộ môn Vật liệu xây dựng, Bộ mơn Cơng nghệ Vật liệu xây dựng, Phịng Thí nghiệm cơng trình (LAS XD 125) - Trường Đại học Xây dựng Hà Nội, Phịng thí nghiệm LAS-XD 28 - Công ty Bê tông Xuân Mai giúp đỡ thời gian qua Tác giả xin trân trọng cảm ơn Viện Vật liệu xây dựng tận tình giúp đỡ tạo điều kiện cho tơi q trình tiến hành nghiên cứu luận án Tôi xin chân thành cảm ơn toàn thể bạn bè, đồng nghiệp tạo điều kiện, động viên, khích lệ tơi hồn thành luận án Đặc biệt xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới gia đình tơi ln sát cánh, giúp đỡ thời gian qua Tác giả luận án NCS Lê Việt Hùng MỤC LỤC LỜICAM ĐOAN i LỜICẢMƠN ii DANHMỤCBẢNG .vii DANH MỤC HÌNH VẼ,ĐỒTHỊ .x DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮVIẾT TẮT .xv MỞĐẦU 1 LÝ DO LỰA CHỌNĐỀTÀI MỤC ĐÍCH NỘI DUNGNGHIÊNCỨU .3 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VINGHIÊN CỨU 3.1 Đối tượngnghiêncứu 3.2 Phạm vinghiêncứu CỞ SỞKHOAHỌC PHƯƠNG PHÁPNGHIÊNCỨU NHỮNG ĐÓNGGÓPMỚI CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ BÊ TÔNG NHẸ VÀ BÊ TÔNG NHẸ SỬDỤNGCENOSPHERE 1.1 TỔNG QUAN VỀ BÊ TÔNG NHẸKẾT CẤU 1.1.1 Khái niệm phân loại bêtôngnhẹ 1.1.2 Tình hình nghiên cứu ứng dụng bê tông nhẹkếtcấu 1.1.3 Bê tông nhẹ cường độ cao ứng dụngcủanó .9 1.1.4 Tình hình nghiên cứu ứng dụng bê tông nhẹ tạiViệtNam 10 1.2 BÊ TÔNG NHẸ SỬDỤNGCENOSPHERE .12 1.2.1 Giới thiệu bê tông nhẹ sửdụngcenosphere .12 1.2.2 Hạt vi cầu rỗng từ trobay(Cenosphere) 14 1.2.3 Một số tính chất bê tôngnhẹcenosphere .19 1.2.4 Nhậnxétchung 28 CHƯƠNG2CƠSỞKHOAHỌCVỀLỰACHỌNVẬTLIỆU,XÂYDỰNGMƠHÌNHC ƯỜNGĐỘCHỊUNÉN VÀTHIẾTKẾCẤPPHỐI CHOFAC-HSLWC31 2.1 CƠ SỞ KHOA HỌC LỰA CHỌN VẬT LIỆUCHOFAC-HSLWC 32 2.1.1 Cơ sở khoa học lựa chọn cốt liệuchoFAC-HSLWC 32 2.1.2 Cơ sở khoa học sử dụng PGKchoFAC-HSLWC 34 2.1.3 Cơ sở khoa học dùng cốt sợi phântánpolypropylene 38 2.2 CƠ SỞ KHOA HỌC XÂY DỰNG MƠ HÌNH DỰ ĐỐN CƯỜNG ĐỘCHỊU NÉNCHO FAC-HSLWC 39 2.2.1 Một số mơ hình dự đốn cường độbêtơng 39 2.2.2 Một số mô hình dự đốn cường độ với bê tơng cốtliệunhẹ 42 2.2.3 Hướng đề xuất xây dựng mơ hình dự đoán cường độ chịu nén cho hệFAC-HSLWCđề xuất 45 2.3 CƠ SỞ KHOA HỌC XÂY DỰNG PHƯƠNG PHÁP THIẾT KẾ THÀNHPHẦN CẤP PHỐICHOFAC-HSLWC 45 2.3.1 Các phương pháp thiết kế cấp phối bê tông bêtôngnhẹ 45 2.3.2 Hướng đề xuất xây dựng phương pháp thiết kế cấp phối cho FACHSLWCđềxuất 49 CHƯƠNG VẬT LIỆU SỬ DỤNG VÀ PHƯƠNG PHÁPNGHIÊNCỨU 50 3.1 VẬT LIỆU SỬ DỤNG TRONGNGHIÊNCỨU .50 3.1.1 Ximăng 50 3.1.2 Silicafume 50 3.1.3 Xỉ hạt lò caonghiềnmịn 51 3.1.4 Cenosphere 53 3.1.5 Cốtliệucát 54 3.1.6 Phụ giasiêudẻo 56 3.1.7 Sợi Polypropylene(sợiPP) 57 3.1.8 Nướctrộn 57 3.2 PHƯƠNG PHÁPTHỰCNGHIỆM 57 3.2.1 Các phương pháp thí nghiệm theotiêuchuẩn 57 3.2.2 Các phương pháp thí nghiệm phitiêuchuẩn 61 CHƯƠNG4NGHIÊNCỨULỰACHỌNTHÀNHPHẦNCẤPPHỐICHOFAC-HSLWC 68 4.1 NGHIÊN CỨU LỰA CHỌN THÀNH PHẦN CKD PHÙ HỢP CHO FACHSLWC 68 4.1.1 Lựa chọn thành phần CKD theo độ lèn chặttối ưu 68 4.1.2 Lựa chọn thành phần CKD theo phương pháp tối ưu tính cơng tác vàcường độchịu nén 70 4.2 THIẾT KẾ THÀNH PHẦN CẤP PHỐICHOFAC-HSLWC 75 4.2.1 Lựa chọn kích thước hạt cốt liệu cátchoFAC-HSLWC 75 4.2.2 Lựa chọn tỷ lệ cốt liệu/CKDchoFAC-HSLWC 77 4.2.3 Nghiên cứu lựa chọn tỷ lệ CKD cốt liệu theo phương pháp đúc mẫu79 4.2.4 Thí nghiệm kiểm chứng thành phần cấp phối sở FACHSLWC85 CHƯƠNG XÂY DỰNG MƠ HÌNH DỰ ĐỐN CƯỜNG ĐỘ VÀ PHƯƠNGPHÁP THIẾT KẾ CẤP PHỐICHOFAC-HSLWC 87 5.1 CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN CƯỜNG ĐỘ CHỊU NÉN CỦA FACHSLWC 87 5.1.1 Ảnh hưởng cường độđáCKD .88 5.1.2 Ảnh hưởng hàm lượnghồCKD 89 5.1.3 Ảnh hưởng tỷlệFAC/CL .96 5.1.4 Ảnh hưởng Dmaxcốtliệu 98 5.1.5 Nghiên cứu ảnh hưởng hàm lượng cốtsợi PP .99 5.1.6 Nghiên cứu tốc độ phát triển cường độ chịu nén theothờigian 101 5.1.7 Kiểm tra phù hợp mơ hìnhđềxuất 102 5.2 XÂY DỰNG PHƯƠNG PHÁP THIẾT KẾ CẤP PHỐI CHO FACHSLWC 103 5.2.1 Nguyêntắcchung 103 5.2.2 Các bước thiết kế cấpphốiFAC-HSLWC 104 CHƯƠNG NGHIÊN CỨU TÍNH CHẤT CƠ LÝCỦAFAC-HSLWC 108 6.1 TÍNH CHẤT CỦA HỖN HỢP BÊTƠNGFAC-HSLWC .108 6.1.1 Tínhcơngtác .108 6.1.2 Độnhớt .111 6.1.3 Độtáchnước .111 6.1.4 Độphântầng 112 6.1.5 Hàm lượngbọtkhí .112 6.1.6 Thời gianđôngkết .113 6.2 MỨC ĐỘ THỦY HÓA VÀ VICẤUTRÚC 115 6.2.1 HàmlượngCH 115 6.2.2 Vi cấu trúccủaFAC-HSLWC 118 6.3 TÍNH CHẤTCƠ LÝ .122 6.3.1 Khối lượng thể tích cường độchịu nén 122 6.3.2 Cường độ chịu nén điều kiện dưỡng hộ nhiệt ẩmkhácnhau 124 6.3.3 Cường độ chịu kéokhiuốn 126 6.3.4 Mô đun đàn hồi hệsốpoatxon 128 6.4 ĐỘBỀNLÂU 131 6.4.1 Độcokhô 131 6.4.2 Độhútnước .134 6.4.3 Độ bền chống thấmion clo .135 6.4.4 Khả bềnsunphát .136 6.5 KHẢ NĂNG CHỊU TẢI CỦA TẤM SÀN BTCT SỬ DỤNG FACHSLWC 138 KẾTLUẬN .140 KẾTLUẬN .140 KIẾNNGHỊ 141 DANH MỤC CÁC CƠNG TRÌNH CƠNG BỐ CỦATÁCGIẢ 142 TÀI LIỆUTHAM KHẢO 143 PHỤLỤC1-KẾTQUẢTHÍNGHIỆMCHẤTKẾTDÍNHCHOCHẾTẠOFACHSLWC .PL-1 PHỤ LỤC - KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM HỖN HỢP BÊ TÔNG VÀ BÊ TÔNGFACHSLWC PL-2 PHỤLỤC3-KẾTQUẢPHÂNTÍCHPHƯƠNGSAICÁCMƠHÌNHCHOCÁCTÍNH CHẤT CỦA CHẤT KẾT DÍNH VÀ FAC-HSLWC PL-16 PHỤ LỤC - HỆ SỐ QUY ĐỔI CƯỜNG ĐỘ CHỊU NÉN CỦA FACHSLWCVỚI MẪU THÍ NGHIỆM CĨ KÍCH THƯỚC KHÁC MẪU LẬP PHƯƠNG TIÊUCHUẨN 15x15x15 CM PL-19 PHỤ LỤC - KHẢ NĂNG CHỊU TẢI CỦA TẤM SÀN BTCT SỬDỤNGFACHSLWC .PL-21 5.1 MƠ TẢ CẤU KIỆN BTCT THÍ NGHIỆM PL-21 5.2 5.3 SƠ ĐỒ VÀ THIẾT BỊ THÍ NGHIỆM PL-23 ỨNG XỬ KHI CHỊU TẢI TRỌNG CỦA TẤM SÀNTHÍNGHIỆM.PL245.3.1 Quan hệ tải trọng độvõng PL-24 5.3.2 Quan hệ tải trọng biến dạng bêtông PL265.4 KẾT LUẬN PL-29 DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 Yêu thuật với bê tông nhẹ kết cấu sốtiêuchuẩn Bảng 1.2 Thống kê số kết nghiên cứu bê tông cốt liệu nhẹ giới[125] Bảng 1.3 Thành phần hóa số loạiFAC[56] .16 Bảng 1.4 Một số tính chất vật lý củaFAC [90] 18 Bảng 1.5 Tổng hợp kết nghiên cứu hệ vật liệu chất kết dính xi măng sử dụngcenosphere 21 Bảng 3.1 Tính chất lý xi măng PC50NghiSơn 50 Bảng 3.2 Thành phần hóa xi măng PC50NghiSơn 50 Bảng 3.3 Thành phần hóacủaSF 51 Bảng 3.4 Tính chất thành phần hạtcủaSF 51 Bảng 3.5 Thành phần hóa GGBFS sử dụng trongnghiêncứu 52 Bảng 3.6 Tính chất lý GGBFS sử dụng trongnghiêncứu .52 Bảng 3.7 Thành phần hạt GGBFS sử dụng trongnghiêncứu .52 Bảng 3.8 Thành phần hóa cenosphere sử dụng trongnghiêncứu .53 Bảng 3.9 Tính chất lý cenosphere sử dụng chonghiêncứu 53 Bảng 3.10 Thành phần hạt cenosphere sử dụng trongnghiên cứu .54 Bảng 3.11 Tính chất vật lý mẫu cát sử dụng trongnghiên cứu 55 Bảng 3.12 Phân bố thành phần cỡ hạt mẫu cát sử dụng trongnghiêncứu 55 Bảng 3.13 Tổng hợp thành phần cỡ hạt vật liệu dạng hạt sử dụng cho chế tạoFAC-HSLWC 55 Bảng 3.14 Tính chất phụ gia hóa học cho bê tơng sử dụng trongnghiêncứu 56 Bảng 3.15 Thông số kỹ thuật củasợiPP 57 Bảng 3.16 Phương pháp tiêu chuẩn xác định tính chất vật liệu sử dụng trongnghiêncứu 58 Bảng 3.17 Phương pháp tiêu chuẩn áp dụng xác định tính chất FACHSLWCtrongnghiêncứu 59 Bảng 3.18 Hệ số nén K với trình lèn chặtkhácnhau[38] 66 Bảng 3.19 Quy trình bảo dưỡngnhiệt ẩm 67 Bảng 4.1 Độ lèn chặt hệ CKD gồm XM kết hợp với GGBFSvàSF 68 Bảng 4.2 Cấp phối kết thí nghiệm CKD theo mơ hình thiết kế tốiưuD 70 Bảng 4.3 Thành phần CKD tối ưu theo mơ hình thực nghiệm cường độ chịu nén củaCKD lựa chọn tỷ lệ thành phần CKDhợplý .74 Bảng 4.4 Cấp phối kết thí nghiệm theo mơ hình thiết kế tối ưu D-Optimal.77 Bảng 4.5 Thành phần hỗn hợp vật liệu tối ưu theo mơ hình thực nghiệm lựa chọntỷ lệ thành phần vật liệu hợp lý cho chếtạoFAC-HSLWC 79 Bảng4.6Cấpphốithínghiệmxâydựngmơhìnhhồiquycườngđộchịunéntheocáctỷ lệ vật liệu khôcủaFAC-HSLWC .81 Bảng 4.7 Thành phần hỗn hợp vật liệu tối ưu theo mơ hình thực nghiệm lựa chọntỷ lệ thành phần vật liệu hợp lý cho chếtạoFAC-HSLWC 83 Bảng 4.8 Thành phần cấp phối FAC-HSLWC sở theo phương ántốiưu 86 Bảng 4.9 Thành phần cấp phối FAC-HSLWC sở sauhiệuchỉnh 86 Bảng 4.10 Kết thí nghiệm cấp phối FAC-HSLWCcơsở 86 Bảng 6.1 Thành phần cấp phối vật liệu FAC-HSLWC cho khảo sát tính chấtcủa hỗn hợpbê tơng .110 Bảng6.2TiêuchuẩnđánhgiáđộchốngthấmcủabêtôngthôngquaRCPTvàBERT 136 BảngPL1.1KếtquảthínghiệmđộlưuđộngvàcườngđộchịunéncủaCKDcóthànhphầnkhácnhaus ửdụngchoFAC-HSLWC .PL-1 Bảng PL 2.1 Bảng quy hoạch thực nghiệm kết thí nghiệm cho xây dựngmơhình cường độ chịu nén theo tỷ lệ vật liệu khô FAC-HSLWC PL-2 Bảng PL 2.2 Cấp phối kết thí nghiệm ảnh hưởng hệ số dư hồ CKD(Kd)đến cường độ chịu nén củaFAC-HSLWC PL-5 Bảng PL 2.3 Cấp phối kết thí nghiệm ảnh hưởng Dmaxcốt liệu đến cườngđộ chịu nén FAC-HSLWC PL-6 BảngPL2.4C ấ p phốivàkếtquảthínghiệmảnhhưởngcủatỷlệFAC/CLđếncườngđộ chịu nén FAC-HSLWC PL-7 Bảng PL 2.5 Cấp phối kết thí nghiệm ảnh hưởng cường độ CKD đếncường độ chịu nén FAC-HSLWC PL-8 Bảng PL 2.6 Cấp phối kết thí nghiệm ảnh hưởng hàm lượng sợi PP đếncường độ chịu nén FAC-HSLWC PL-10 Bảng PL 2.7 Cấp phối tính chất hỗn hợp bê tơng FAC-HSLWC PL11Bảng PL 2.8 Tính chất hỗn hợp bê tôngFAC-HSLWC .PL-12 Bảng PL 2.9 Tính chất lý FAC-HSLWC đóngrắn .PL-13 Bảng PL 2.10 Tính chất độ bền lâu FAC-HSLWC đóng rắn .PL-14 Bảng PL 2.11 Cường độ chịu nén FAC-HSLWC bảo dưỡng điều kiệndưỡng hộ nhiệt ẩm khác .PL-15