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 TIẾN SĨ Hà Nội - Năm 2023 i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng tơi Các số liệu, kết trình bày luận án trung thực chưa cơng 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, Phòng Quản lý đào tạo, Phòng Thí nghiệm xi măng bê tơng - Viện Vật liệu xây dựng (LAS XD 1133), Bộ môn Vật liệu xây dựng, Bộ môn Công 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 trình tiến hành nghiên cứu luận án Tơi 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 LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN ii DANH MỤC BẢNG vii DANH MỤC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ .x DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT xv MỞ ĐẦU 1 LÝ DO LỰA CHỌN ĐỀ TÀI MỤC ĐÍCH NỘI DUNG NGHIÊN CỨU .3 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU 3.1 Đối tượng nghiên cứu .3 3.2 Phạm vi nghiên cứu CỞ SỞ KHOA HỌC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU NHỮNG ĐÓNG GÓP MỚI CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ BÊ TÔNG NHẸ VÀ BÊ TÔNG NHẸ SỬ DỤNG CENOSPHERE 1.1 TỔNG QUAN VỀ BÊ TÔNG NHẸ KẾT CẤU 1.1.1 Khái niệm phân loại bê tông nhẹ .5 1.1.2 Tình hình nghiên cứu ứng dụng bê tông nhẹ kết cấu .6 1.1.3 Bê tông nhẹ cường độ cao ứng dụng 1.1.4 Tình hình nghiên cứu ứng dụng bê tơng nhẹ Việt Nam 10 1.2 BÊ TÔNG NHẸ SỬ DỤNG CENOSPHERE 12 1.2.1 Giới thiệu bê tông nhẹ sử dụng cenosphere 12 1.2.2 Hạt vi cầu rỗng từ tro bay (Cenosphere) 14 1.2.3 Một số tính chất bê tông nhẹ cenosphere 19 1.2.4 Nhận xét chung 28 CHƯƠNG CƠ SỞ KHOA HỌC VỀ LỰA CHỌN VẬT LIỆU, XÂY DỰNG MƠ HÌNH CƯỜNG ĐỘ CHỊU NÉN VÀ THIẾT KẾ CẤP PHỐI CHO FAC-HSLWC 31 2.1 CƠ SỞ KHOA HỌC LỰA CHỌN VẬT LIỆU CHO FAC-HSLWC 32 2.1.1 Cơ sở khoa học lựa chọn cốt liệu cho FAC-HSLWC 32 2.1.2 Cơ sở khoa học sử dụng PGK cho FAC-HSLWC 34 2.1.3 Cơ sở khoa học dùng cốt sợi phân tán polypropylene .38 2.2 CƠ SỞ KHOA HỌC XÂY DỰNG MƠ HÌNH DỰ ĐỐN CƯỜNG ĐỘ CHỊU NÉN CHO FAC-HSLWC .39 2.2.1 Một số mô hình dự đốn cường độ bê tơng 39 2.2.2 Một số mơ hình dự đốn cường độ với bê tơng cốt liệu nhẹ 42 2.2.3 Hướng đề xuất xây dựng mô hình dự đốn cường độ chịu nén cho hệ FACHSLWC đề xuất .45 2.3 CƠ SỞ KHOA HỌC XÂY DỰNG PHƯƠNG PHÁP THIẾT KẾ THÀNH PHẦN CẤP PHỐI CHO FAC-HSLWC 45 2.3.1 Các phương pháp thiết kế cấp phối bê tông bê tông nhẹ .45 2.3.2 Hướng đề xuất xây dựng phương pháp thiết kế cấp phối cho FAC- HSLWC đề xuất…………… .49 CHƯƠNG VẬT LIỆU SỬ DỤNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 50 3.1 VẬT LIỆU SỬ DỤNG TRONG NGHIÊN CỨU 50 3.1.1 Xi măng .50 3.1.2 Silica fume 50 3.1.3 Xỉ hạt lò cao nghiền mịn .51 3.1.4 Cenosphere 53 3.1.5 Cốt liệu cát 54 3.1.6 Phụ gia siêu dẻo 56 3.1.7 Sợi Polypropylene (sợi PP) 57 3.1.8 Nước trộn .57 3.2 PHƯƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM 57 3.2.1 Các phương pháp thí nghiệm theo tiêu chuẩn 57 3.2.2 Các phương pháp thí nghiệm phi tiêu chuẩn 61 CHƯƠNG NGHIÊN CỨU LỰA CHỌN THÀNH PHẦN CẤP PHỐI CHO FACHSLWC 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 chặt tối ưu 68 4.1.2 Lựa chọn thành phần CKD theo phương pháp tối ưu tính cơng tác cường độ chịu nén……… 70 4.2 THIẾT KẾ THÀNH PHẦN CẤP PHỐI CHO FAC-HSLWC 75 4.2.1 Lựa chọn kích thước hạt cốt liệu cát cho FAC-HSLWC 75 4.2.2 Lựa chọn tỷ lệ cốt liệu/CKD cho FAC-HSLWC 77 4.2.3 Nghiên cứu lựa chọn tỷ lệ CKD cốt liệu theo phương pháp đúc mẫu 79 4.2.4 Thí nghiệm kiểm chứng thành phần cấp phối sở FAC-HSLWC 85 CHƯƠNG XÂY DỰNG MƠ HÌNH DỰ ĐỐN CƯỜNG ĐỘ VÀ PHƯƠNG PHÁP THIẾT KẾ CẤP PHỐI CHO FAC-HSLWC 87 5.1 CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN CƯỜNG ĐỘ CHỊU NÉN CỦA FACHSLWC 87 5.1.1 Ảnh hưởng cường độ đá CKD 88 5.1.2 Ảnh hưởng hàm lượng hồ CKD 89 5.1.3 Ảnh hưởng tỷ lệ FAC/CL .96 5.1.4 Ảnh hưởng Dmax cốt liệu 98 5.1.5 Nghiên cứu ảnh hưởng hàm lượng cốt sợi PP 99 5.1.6 Nghiên cứu tốc độ phát triển cường độ chịu nén theo thời gian .101 5.1.7 Kiểm tra phù hợp mơ hình đề xuất 102 5.2 XÂY DỰNG PHƯƠNG PHÁP THIẾT KẾ CẤP PHỐI CHO FAC- HSLWC103 5.2.1 Nguyên tắc chung .103 5.2.2 Các bước thiết kế cấp phối FAC-HSLWC 104 CHƯƠNG NGHIÊN CỨU TÍNH CHẤT CƠ LÝ CỦA FAC-HSLWC 108 6.1 TÍNH CHẤT CỦA HỖN HỢP BÊ TƠNG FAC-HSLWC 108 6.1.1 Tính cơng tác 108 6.1.2 Độ nhớt 111 6.1.3 Độ tách nước 111 6.1.4 Độ phân tầng 112 6.1.5 Hàm lượng bọt khí 112 6.1.6 Thời gian đông kết 113 6.2 MỨC ĐỘ THỦY HÓA VÀ VI CẤU TRÚC .115 6.2.1 Hàm lượng CH 115 6.2.2 Vi cấu trúc FAC-HSLWC .118 6.3 TÍNH CHẤT CƠ LÝ 122 6.3.1 Khối lượng thể tích cường độ chịu nén 122 6.3.2 Cường độ chịu nén điều kiện dưỡng hộ nhiệt ẩm khác .124 6.3.3 Cường độ chịu kéo uốn 126 6.3.4 Mô đun đàn hồi hệ số poatxon 128 6.4 ĐỘ BỀN LÂU 131 6.4.1 Độ co khô 131 6.4.2 Độ hút nước .134 6.4.3 Độ bền chống thấm ion clo 135 6.4.4 Khả bền sun phát 136 6.5 KHẢ NĂNG CHỊU TẢI CỦA TẤM SÀN BTCT SỬ DỤNG FAC- HSLWC 138 KẾT LUẬN .140 KẾT LUẬN 140 KIẾN NGHỊ 141 DANH MỤC CÁC CƠNG TRÌNH CƠNG BỐ CỦA TÁC GIẢ 142 TÀI LIỆU THAM KHẢO .143 PHỤ LỤC - KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM CHẤT KẾT DÍNH CHO CHẾ TẠO FACHSLWC .PL-1 PHỤ LỤC - KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM HỖN HỢP BÊ TƠNG VÀ BÊ TƠNG FACHSLWC PL-2 PHỤ LỤC - KẾT QUẢ PHÂN TÍCH PHƯƠNG SAI CÁC MƠ HÌNH CHO CÁC TÍNH CHẤT CỦA CHẤT KẾT DÍNH VÀ FAC-HSLWC .PL-16 PHỤ LỤC - HỆ SỐ QUY ĐỔI CƯỜNG ĐỘ CHỊU NÉN CỦA FAC-HSLWC VỚI MẪU THÍ NGHIỆM CĨ KÍCH THƯỚC KHÁC MẪU LẬP PHƯƠNG TIÊU CHUẨN 15x15x15 CM PL-19 PHỤ LỤC - KHẢ NĂNG CHỊU TẢI CỦA TẤM SÀN BTCT SỬ DỤNG FACHSLWC .PL-21 5.1 MƠ TẢ CẤU KIỆN BTCT THÍ NGHIỆM PL-21 5.2SƠ ĐỒ VÀ THIẾT BỊ THÍ NGHIỆM PL-23 5.3 ỨNG XỬ KHI CHỊU TẢI TRỌNG CỦA TẤM SÀN THÍ NGHIỆM.PL-24 5.3.1 Quan hệ tải trọng độ võng PL-24 5.3.2 Quan hệ tải trọng biến dạng bê tông PL-26 5.4 KẾT LUẬN PL-29 DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 Yêu thuật với bê tông nhẹ kết cấu số tiêu chuẩn .6 Bảng 1.2 Thống kê số kết nghiên cứu bê tông cốt liệu nhẹ giới [125] Bảng 1.3 Thành phần hóa số loại FAC [56] 16 Bảng 1.4 Một số tính chất vật lý FAC [90] 18 Bảng 1.5 Tổng hợp kết nghiên cứu hệ vật liệu chất kết dính xi măng sử dụng cenosphere 21 Bảng 3.1 Tính chất lý xi măng PC50 Nghi Sơn 50 Bảng 3.2 Thành phần hóa xi măng PC50 Nghi Sơn 50 Bảng 3.3 Thành phần hóa SF .51 Bảng 3.4 Tính chất thành phần hạt SF 51 Bảng 3.5 Thành phần hóa GGBFS sử dụng nghiên cứu 52 Bảng 3.6 Tính chất lý GGBFS sử dụng nghiên cứu .52 Bảng 3.7 Thành phần hạt GGBFS sử dụng nghiên cứu .52 Bảng 3.8 Thành phần hóa cenosphere sử dụng nghiên cứu 53 Bảng 3.9 Tính chất lý cenosphere sử dụng cho nghiên cứu .53 Bảng 3.10 Thành phần hạt cenosphere sử dụng nghiên cứu 54 Bảng 3.11 Tính chất vật lý mẫu cát sử dụng nghiên cứu .55 Bảng 3.12 Phân bố thành phần cỡ hạt mẫu cát sử dụng nghiên cứu .55 Bảng 3.13 Tổng hợp thành phần cỡ hạt vật liệu dạng hạt sử dụng cho chế tạo FACHSLWC 55 Bảng 3.14 Tính chất phụ gia hóa học cho bê tông sử dụng nghiên cứu 56 Bảng 3.15 Thông số kỹ thuật sợi PP 57 Bảng 3.16 Phương pháp tiêu chuẩn xác định tính chất vật liệu sử dụng nghiên cứu 58 Bảng 3.17 Phương pháp tiêu chuẩn áp dụng xác định tính chất FAC- HSLWC nghiên cứu 59 Bảng 3.18 Hệ số nén K với trình lèn chặt khác nhau[38] .66 Bảng 3.19 Quy trình bảo dưỡng nhiệt ẩm 67 Bảng 4.1 Độ lèn chặt hệ CKD gồm XM kết hợp với GGBFS SF 68 Bảng 4.2 Cấp phối kết thí nghiệm CKD theo mơ hình thiết kế tối ưu D 70 Bảng 4.3 Thành phần CKD tối ưu theo mơ hình thực nghiệm cường độ chịu nén CKD lựa chọn tỷ lệ thành phần CKD hợp lý 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 chọn tỷ lệ thành phần vật liệu hợp lý cho chế tạo FAC-HSLWC .79 Bảng 4.6 Cấp phối thí nghiệm xây dựng mơ hình hồi quy cường độ chịu nén theo tỷ lệ vật liệu khô FAC-HSLWC .81 Bảng 4.7 Thành phần hỗn hợp vật liệu tối ưu theo mơ hình thực nghiệm lựa chọn tỷ lệ thành phần vật liệu hợp lý cho chế tạo FAC-HSLWC .83 Bảng 4.8 Thành phần cấp phối FAC-HSLWC sở theo phương án tối ưu .86 Bảng 4.9 Thành phần cấp phối FAC-HSLWC sở sau hiệu chỉnh 86 Bảng 4.10 Kết thí nghiệm cấp phối FAC-HSLWC sở 86 Bảng 6.1 Thành phần cấp phối vật liệu FAC-HSLWC cho khảo sát tính chất hỗn hợp bê tơng 110 Bảng 6.2 Tiêu chuẩn đánh giá độ chống thấm bê tông thông qua RCPT BERT 136 Bảng PL 1.1 Kết thí nghiệm độ lưu động cường độ chịu nén CKD có thành phần khác sử dụng cho FAC-HSLWC PL-1 Bảng PL 2.1 Bảng quy hoạch thực nghiệm kết thí nghiệm cho xây dựng mơ hình 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 FAC-HSLWC PL-5 Bảng PL 2.3 Cấp phối kết thí nghiệm ảnh hưởng Dmax cốt liệu đến cường độ chịu nén FAC-HSLWC .PL-6 Bảng PL 2.4 Cấp phối kết thí nghiệm ảnh hưởng tỷ lệ FAC/CL đến cường độ chịu nén FAC-HSLWC .PL-7 Bảng PL 2.5 Cấp phối kết thí nghiệm ảnh hưởng cường độ CKD đến cường độ chịu nén FAC-HSLWC PL-8 Bảng PL 2.6 Cấp phối kết thí nghiệm ảnh hưởng hàm lượng sợi PP đến cường độ chịu nén FAC-HSLWC PL-10 Bảng PL 2.7 Cấp phối tính chất hỗn hợp bê tơng FAC-HSLWC PL-11 Bảng PL 2.8 Tính chất hỗn hợp bê tông FAC-HSLWC .PL-12 Bảng PL 2.9 Tính chất lý FAC-HSLWC đóng rắn .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 kiện dưỡng hộ nhiệt ẩm khác .PL-15