Nghiên cứu sử dụng cát nhiễm mặn dùng để chế tạo bê tông hạt nhỏ

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ CẤP TRƯỜNG NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG CÁT NHIỄM MẶN DÙNG ĐỂ CHẾ TẠO BÊ TÔNG HẠT NHỎ CHO CƠNG TRÌNH VEN BIỂN KHƠNG CỐT THÉP Ở KHU VỰC QUẢNG NAM – ĐÀ NẴNG Mã số: T2021 - 06 - 25 Chủ nhiệm đề tài: ThS Đoàn Vĩnh Phúc Đà Nẵng, 11/2022 ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ CẤP TRƯỜNG NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG CÁT NHIỄM MẶN DÙNG ĐỂ CHẾ TẠO BÊ TÔNG HẠT NHỎ CHO CÔNG TRÌNH VEN BIỂN KHƠNG CỐT THÉP Ở KHU VỰC QUẢNG NAM – ĐÀ NẴNG Mã số: T2021 - 06 - 25 Xác nhận quan chủ trì đề tài Chủ nhiệm đề tài (ký, họ tên, đóng dấu) (ký, họ tên) DANH SÁCH THÀNH VIÊN THAM GIA NGHIÊN CỨU ĐỀ TÀI TS Nguyễn Tấn Khoa: Khoa Kỹ thuật Xây dựng – trường Đại học Sư phạm Ky thuật Đà Nẵng Email: ntkhoa@ute.udn.vn Điện thoại: 0935.788.756 MỤC LỤC MỞ ĐẦU 1 Tính cấp thiết đề tài Mục tiêu nghiên cứu .2 Nội dung nghiên cứu .2 Phạm vi nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu Kết cấu đề tài Ý nghĩa khoa học ý nghĩa thực tiễn đề tài CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU .4 1.1 Thực trạng khai thác sử dụng cát nhiễm mặn giới Việt Nam .4 1.1.1 Thực trạng khai thác, sử dụng cát nhiễm mặn giới 1.1.2 Thực trạng khai thác sử dụng cát nhiễm mặn Việt Nam 1.2 Các nghiên cứu bê tông sử dụng cát nhiễm mặn giới Việt Nam 1.2.1 Tổng quan nghiên cứu bê tông sử dụng cát nhiễm mặn giới 1.2.2 Tổng quan nghiên cứu bê tông sử dụng cát nhiễm mặn Việt Nam.15 1.3 Giới thiệu bê tông hạt nhỏ nghiên cứu bê tông hạt nhỏ sử dụng cát nhiễm mặn 18 1.3.1 Định nghĩa bê tông hạt nhỏ 18 1.3.2 Phân loại bê tông hạt nhỏ 18 1.3.3 Nguyên tắc phối tạo bê tông hạt nhỏ 19 1.3.4 Các nghiên cứu ứng dụng bê tông hạt nhỏ sử dụng cát nhiễm mặn Việt Nam 20 1.3.5 Các nghiên cứu ứng dụng bê tông hạt nhỏ giới 21 1.4 Kết luận chương 24 CHƯƠNG 2: XÁC ĐỊNH CÁC CHỈ TIÊU, TÍNH CHẤT CỦA CÁC VẬT LIỆU CHẾ TẠO BÊ TÔNG VÀ THIẾT KẾ THÀNH PHẦN BÊ TÔNG SỬ DỤNG CÁT NHIỄM MẶN 25 2.1 Vật liệu sử dụng chế tạo bê tông sử dụng cát nhiễm mặn .25 2.1.1 Xi măng .25 2.1.2 Cốt liệu nhỏ .26 2.1.3 Phụ gia khoáng 28 2.1.4 Phụ gia siêu dẻo 29 2.2 Thiết kế thành phần bê tông sử dụng cát nhiễm mặn 29 2.2.1 Thiết kế thành phần bê tông hạt nhỏ 29 2.2.2 Xác định cường độ yêu cầu bê tông yêu cầu khác bê tơng cho cơng trình biển 32 2.2.3 Trình tự thiết kế thành phần bê tơng hạt nhỏ 32 2.2.4 Thiết kế thành phần loại bê tông hạt nhỏ cường độ 35 MPa 45 MPa 34 2.2.5 Chọn thành phần cấp phối loại bê tông nghiên cứu 36 2.3 Kết luận chương 36 CHƯƠNG 3: NGHIÊN CỨU TRONG PHÒNG XÁC ĐỊNH CÁC TÍNH CHẤT CỦA BÊ TƠNG HẠT NHỎ SỬ DỤNG CÁT NHIỄM MẶN VÀ ĐỀ XUẤT CẤP PHỐI BÊ TƠNG HẠT NHỎ PHÙ HỢP CHO CƠNG TRÌNH VEN BIỂN KHÔNG CỐT THÉP Ở KHU VỰC QUẢNG NAM – ĐÀ NẴNG 38 3.1 Công tác đúc bảo dưỡng mẫu bê tông hạt nhỏ 38 3.2 Thí nghiệm xác định tính chất hỗn hợp bê tơng tươi 39 3.3 Thí nghiệm xác định cường độ nén .41 3.4 Thí nghiệm cường độ ép chẻ 44 3.5 Thí nghiệm xác định độ hút nước 45 3.6 Thí nghiệm xác định độ giãn nỡ sunfat 47 3.7 Phân tích hiệu kinh tế mơi trường việc sử dụng cát nhiễm mặn phụ gia khoáng bê tông hạt nhỏ 49 3.8 Đề xuất cấp phối bê tơng hạt nhỏ có sử dụng cát nhiễm mặn 50 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .53 DANH MỤC BẢNG BIỂ Bảng 1 Tỉ lệ cấp phối bê tông sử dụng nghiên cứu tác giả Samra J P Nagarajan V 11 Bảng Cường độ chịu nén chịu kéo mẫu thử độ tuổi 11 Bảng 1.3 Tỉ lệ cấp phối cho bêtông B25 12Y Bảng 2.1 Thành phần hóa xi măng, TB XL 26 Bảng 2.2 Các tiêu cơ, lý xi măng PCB40 Nghi Sơn .25 Bảng Các tiêu vật lý hóa học cát nghiền cát mịn 26 Bảng Cường độ chịu nén ngày loại BTHN sử dụng tỷ lệ cát nhiệm mặn khác 27 Bảng Các tiêu lý tro bay Vũng Áng 28 Bảng Các tiêu chất lượng XL S95 Hòa Phát Dung Quất Bảng Cường độ nén trung bình loại BTHN 7, 28 90 ngày tuổi .41 Bảng Cường độ ép chẻ loại BTHN 7, 28 90 ngày 44 Bảng 3 Độ hút nước loại BTHN .45 Bảng Độ giãn nở loại bê tông môi trường Na2SO4 10% .48 DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1 Sử dụng cát biển Vùng Quốc gia giới Nguồn: Nhật, 1998; Hồng Kông, giai đoại 1990-98; Hàn Quốc, giai đoạn 1993-95; Đức, 2000; Quốc gia khác, 2002 Hình Cơng nghệ rửa CNM phổ biến sở chế biến cát .7 Hình Dây chuyển xử lý cát biển theo công nghệ Công ty Phan Thành Phú Quốc Hình So sánh phát triển cường độ chịu nén bê tông thường bê tông dùng cát nhiễm mặn .9 Hình Ảnh hưởng hàm lượng vỏ sị đến cường độ chịu nén bê tơng độ tuổi khác .10 Hình Cường độ chịu nén 12 Hình Cường độ chịu kéo .12 Hình Cường độ chịu kéo uốn 13 Hình Đường BTHN sử dụng cát đụn 22 Hình 10 Đường tàu điện ngầm St Petersburg, nguồn [54] 22 Hình 11 Đường bê tông cát La teste et Le Pyla, tỉnh Aquitaine sử dụng cát bồi nhiễm mặn 23 Hình 12 Đường ống bê tơng cát, Mont de Marsan, Tỉnh Landes, Pháp Hình Thành phần hạt cốt liệu cấp phối BTHN Hình Một số loại khn đúc mẫu thí nghiệm .38 Hình Cơng tác trộn đúc mẫu loại BTHN 39 Hình 3 Thí nghiệm đo độ sụt 40 Hình Độ sụt loại vữa BTHN 40 Hình Cường độ nén loại BTHN 7, 28, 90 ngày tuổi 42 Hình Cường độ ép chẻ loại bê tông 7, 28, 90 ngày tuổi .45 Hình Độ hút nước loại BTHN 7, 28, 90 ngày tuổi 46 Hình Đo độ giãn nở môi trường Na2SO4 10% 47 Hình Độ giãn nở loại BTHN dung dịch Na2SO4 10% 48 Hình 10 Chi phí sản xuất loại BTHN .50 DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT BĐV : Bột đá vôi BTCNM : Bê tông hạt nhỏ sử dụng cát nhiễm mặn BTHN : Bê tông hạt nhỏ BTT : Bê tông thường CNM : Cát nhiễm mặn HM : Hạt mịn MS : Muội silic PGK : Phụ gia khoáng SEM : Kính hiển vi điện tử TB : Tro bay TRT : Tro trấu XL : Xỉ lò cao nghiền mịn ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT TRƯỜNG ĐH SƯ PHẠM KỸ THUẬT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc THƠNG TIN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU Thơng tin chung: - Tên đề tài: Nghiên cứu sử dụng cát nhiễm mặn dùng để chế tạo bê tông hạt nhỏ cho cơng trình ven biển khơng cốt thép khu vực Quảng Nam – Đà Nẵng - Mã số: T2021 - 06 - 25 - Chủ nhiệm: Đoàn Vĩnh Phúc - Thành viên tham gia: Nguyễn Tấn Khoa - Cơ quan chủ trì: Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật - Thời gian thực hiện: từ 12/2021 đến 11/2022 Mục tiêu: Nghiên cứu ảnh hưởng việc sử dụng cát nhiễm mặn đến tính chất bê tơng hạt nhỏ; nghiên cứu ảnh hưởng việc sử dụng loại phụ gia khống đến tính chất cường độ chịu nén, cường độ ép chẻ độ bền sunfat bê tông hạt nhỏ sử dụng cát nhiễm mặn; đề xuất cấp phối bê tông hạt nhỏ dùng cát nhiễm mặn kết hợp với phụ gia khoáng để đáp ứng yêu cầu bê tông hạt nhỏ sử dụng cho công trình ven biển khơng cốt thép khu vực Quảng Nam – Đà Nẵng Tính sáng tạo: Nghiên cứu ảnh hưởng việc sử dụng loại phụ gia khống đến bê tơng hạt nhỏ sử dụng cát nhiễm mặn cho cơng trình ven biển khơng cốt thép khu vực Quảng Nam – Đà Nẵng Tóm tắt kết nghiên cứu: Ảnh hưởng việc sử dụng loại phụ gia khống (xỉ lị cao tro bay) đến tính chất cường độ chịu nén, cường độ ép chẻ độ bền sunfat bê tông hạt nhỏ sử dụng cát nhiễm mặn; đề xuất cấp phối bê tông hạt nhỏ dùng cát nhiễm mặn kết hợp với phụ gia khoáng để đáp ứng yêu cầu bê tông hạt nhỏ Tên sản phẩm: - 01 báo đăng IEEE, Hội thảo Cơng trình xanh AtiGB 2022 lnf thứ 7; - 01 báo cáo tổng kết đề tài Hiệu quả, phương thức chuyển giao kết nghiên cứu khả áp dụng: + Hiệu khoa học: Làm rõ ảnh hưởng cát nhiễm mặn ảnh hưởng phụ gia khống đến số tính chất bê tông hạt nhỏ Kết đề tài sở tham khảo để định sử dụng nguồn cát nhiểm mặn địa phương ven biển + Hiệu đào tạo: Làm tài liệu tham khảo đào tạo ngành XD ĐH Đà Nẵng + Hiệu kinh tế môi trường: Sử dụng nguồn cát nhiễm mặn khu vực ven biển có nguồn cát nhiễm mặn dồi dào, góp phần bảo vệ mơi trường Hình ảnh, sơ đồ minh họa Ngày tháng năm Chủ nhiệm đề tài TM Hội đồng Khoa Chủ tịch (ký, họ tên) (ký, họ tên) XÁC NHẬN CỦA TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT