3KѭѫQJSKiSQJKLrQFӭu Nghiên cӭX Fѫ Vӣ khoa hӑc: ÿһF WUѭQJ WtQK OѭX ELӃn cӫa hӛn hӧp, các yӃu tӕ ҧnh Kѭӣng quá trình phát triӇQFѭӡQJÿӝ ErW{QJÿһc tính co ngót cӫa bê tông, thí nghiӋm YzQJÿR
Trang 1ĈҤI HӐC QUӔC GIA TP HӖ CHÍ MINH
75ѬӠ1*ĈҤI HӐC BÁCH KHOA
-
NGUYӈN DUY THANH
NGHIÊN CӬU TÍNH CHҨT CӪA BÊ TÔNG CӔT SӦI POLYPROPYLENE DÙNG CHO CÔNG NGHӊ IN 3D
STUDY ON PROPERTIES OF POLYPROPYLENE CONCRETE FOR 3D PRINTING TECHNOLOGY
Chuyên ngành: Kӻ Thuұt Xây Dӵng Công Trình Dân Dөng Và Công NghiӋp
Mã sӕ: 60580208
LUҰ19Ă17+Ҥ&6Ƭ
TP HӖ CHÍ MINH, WKiQJQăP
Trang 2&Ð1*75Î1+ĈѬӦC HOÀN THÀNH TҤI 75ѬӠ1*ĈҤI HӐC BÁCH KHOA - Ĉ+4* - HCM
Trang 3ĈҤI HӐC BÁCH KHOA TP.HCM
KHOA KӺ THUҰT XÂY DӴNG
CӜNG HÒA XÃ HӜI CHӪ 1*+Ƭ$9,ӊT NAM
Ĉӝc Lұp - Tӵ Do - Hҥnh Phúc NHIӊM VӨ LUҰN VĂ17+Ҥ&6Ƭ
Hӑ và tên hӑc viên: NGUYӈN DUY THANH MSHV: 1770086
Study on properties of Polypropylene concrete for 3D printing technology
II NHIӊM VӨ VÀ NӜI DUNG
1 Tәng quan tình hình nghiên cӭu và ӭng dөQJErW{QJLQ'WURQJYjQJRjLQѭӟc
2 Tìm hiӇXFѫVӣ lý thuyӃt vӅ các yӃu tӕ ҧQKKѭӣQJÿӃQÿӝ dҿo cӫa hӛn hӧp bê W{QJÿӃn phát triӇQFѭӡQJÿӝ bê tông
3 Nghiên cӭu các tính chҩt cӫa nguyên vұt liӋu sӱ dөQJFKRÿӅ tài
4 Khӓa sát ҧQKKѭӣng cӫDKjPOѭӧng sӧi PP, tӍ lӋ 1&.'&&.'ÿӃQÿӝ dҿo cӫDErW{QJÿӃn thӡi gian ninh kӃt cӫDErW{QJÿӃQÿӝ bӅQѭӟWÿӃn khҧ QăQJ
co ngót và phát triӇQFѭӡQJÿӝ chӏu nén cӫa bê tông
III NGÀY GIAO NHIӊM VӨ : 21/09/2020
IV NGÀY HOÀN THÀNH NHIӊM VӨ : 03/01/2021
Trang 4LӠI CҦ0Ѫ1
# "
Trong su͙t quá trình h͕c t̵p và nghiên cͱu t̩R7U˱ͥQJĈ̩i H͕c Bách Khoa 7S+&0HPÿmQK̵Qÿ˱ͫc s JL~Sÿͩ tân tình cͯa Khoa KͿ Thu̵t Xây Dng, cͯa các Th̯\&{JLiRÿmJL̫ng d̩y giúp em có thêm ki͇n thͱc và hành trang phͭc vͭ công tác và ngh͉ nghi͏p cͯa mình
7U˱ͣc h͇t, em xin chân thành c̫P˯Q%DQJLiPKL͏X7U˱ͥng Ĉ̩i H͕c Bách Khoa Tp.HCM và các Th̯y cô giáo trong Khoa KͿ Thu̵t Xây Dng ÿmW̵n tình giúp
em su͙t thͥLJLDQTXDYjFyF˯K͡i hoàn thành Khóa h͕c
Em xin chân thành c̫P˯QWK̯y PGS.TS TR̮19Ă1MI͈N ÿmW̵n tình giúp
ÿͩ và ch͑ d̩y cho em trong quá trình em làm Lu̵QYăQW͙t nghi͏p
Em xin c̫P˯QFiFE̩n h͕c, các anh ch͓ HPÿ͛ng h͕c ÿmJySêNL͇n trong quá trình em làm lu̵QYăQÿ͋ lu̵QYăQÿ˱ͫc t͙WK˯Q
Cu͙i cùng con xin c̫P˯Q JLDÿuQK b͙, ḿ, cùng ṱt c̫ nhͷQJQJ˱ͥLWKkQÿm OX{Qÿ͡ng viên và t̩RÿL͉u ki͏n thu̵n lͫi cho con h͕c t̵p trong su͙t thͥi gian qua
Tuy nhiên, vuÿk\Ojÿ͉ tài khoa h͕FWtQKFKX\rQP{QFDRÿzLK͗i s hi͋u bi͇t t͝ng quát trong nhi͉XOƭQKYc và kinh nghi͏m nghiên cͱu phong phú nên sͅ có nhi͉u VDLVyWPjHPNKyWUiQKÿ˱ͫc Em mong nh̵Qÿ˱ͫc s góp ý th̻ng th̷n và nh̵n xét cͯa các th̯y cô trong h͡Lÿ͛ng b̫o v͏ lu̵QYăQW͙t nghi͏p
Trang 5%rW{QJLQ'QKѭPӝt công nghӋ mӟi nәi lên khi vӯa có thӇ kӃt hӧp giӳa công nghӋ
kӻ thuұt sӕ và công nghӋ vұt liӋu, cho phép tҥo ra nhiӅu hình dҥng kiӃn trúc khác QKDXQKѭQJNK{QJVӱ dөng cӕp pha HiӋn nay, các nghiên cӭu trên thӃ giӟLFNJQJQKѭWURQJQѭӟc vӅ bê tông in 3D vүn ÿDQJFzQNKiPӟi mҿ Ӣ luұQYăQQj\VӁ nghiên cӭu tính chҩt cӫa bê tông và bê tông cӕt sӧi Polypropylene dùng cho công nghӋ in 3D
2 Mөc tiêu nghiên cӭu
Nghiên cӭu chӃ tҥo hӛn hӧp bê tông cӕt sӧLÿӇ phөc vө công tác in Nghiên cӭXÿӝ dҿo cӫa bê tông cӕt sӧi, khҧ QăQJÿyQJUҳn, tính chҩt hӛn hӧp cӫa vӳa, sӵ phát triӇn FѭӡQJÿӝ, khҧ QăQJFKӏu tҧLѭӟW«
Trang 63 3KѭѫQJSKiSQJKLrQFӭu
Nghiên cӭX Fѫ Vӣ khoa hӑc: ÿһF WUѭQJ WtQK OѭX ELӃn cӫa hӛn hӧp, các yӃu tӕ ҧnh Kѭӣng quá trình phát triӇQFѭӡQJÿӝ ErW{QJÿһc tính co ngót cӫa bê tông, thí nghiӋm YzQJÿRFRQJyW
Nghiên cӭu thӵc nghiӋm gӗm các công viӋc:
- ҦQKKѭӣng cӫa nguyên vұt liӋu thành phҫn ÿӃQÿӝ OѭXELӃQÿӝ OѭXÿӝng, thӡi gian ninh kӃt cӫa hӛn hӧp bê tông cӕt sӧi PP trong công nghӋ in 3D
- Nghiên cӭu tính chҩWÿӝ bӅQѭӟt cӫa bê tông cӕt sӧi PP trong công nghӋ in 3D
- ҦQKKѭӣng cӫa nguyên vұt liӋu thành phҫQÿӃQFѭӡQJÿӝ chӏXQpQFѭӡQJÿӝ chӏu uӕn cӫa hӛn hӧp bê tông cӕt sӧi PP trong công nghӋ in 3D
- ҦQKKѭӣng cӫa sӧL33ÿӃn khҧ QăQJFRQJyW cӫa bê tông in 3D
4 KӃt quҧ nghiên cӭu và kӃt luұn
- KLWăQJKjPOѭӧng N/CKD tӯ 0,32 ± ÿӕi vӟi cҧ cҩp phӕi có sӧi và không sӧi trong hӛn hӧp bê t{QJLQ'ÿӝ nhӟt và ӭng suҩt chҧy giҧPÿӝ OѭXÿӝQJWăQJWKӡi gian ninh kӃWFy[XKѭӟng kéo dài, khҧ QăQJFKӏu tҧi trӑng bҧn thân và ӭng suҩt tác dөng lên mүu giҧPFѭӡQJÿӝ chӏu nén và uӕn giҧm, thӡLJLDQFRQJyWFNJQJNpRGjL
- KLWăQJKjPOѭӧng sӧi PP tӯ ÿӃQÿӃn 1%, ÿӝ nhӟt và ӭng suҩt chҧy WăQJ,
ÿӝ OѭXÿӝQJFy[XKѭӟng giҧP QKѭQJNK{QJQKLӅu), thӡi gian bҳWÿҫu ninh kӃt giҧm, khҧ QăQJFKӏu tҧi trӑng bҧn thân và ӭng suҩt tác dөng lên mүu tӕWKѫQNKҧ QăQJSKiWtriӇQFѭӡQJÿӝ EDQÿҫu chӏu nén cӫa mүu có sӧi tӕWKѫQPүu không sӧLFѭӡQJÿӝ chӏu uӕQWăQJWăQJNKҧ QăQJFKӕng co ngót cho bê tông
- KLWăQJKjPOѭӧng C/CKD tӯ 1 ± ÿӝ nhӟt và ӭng suҩt chҧ\WăQJÿӝ OѭXÿӝng giҧm, thӡi gian ninh kӃWWăQJNKҧ QăQJFKӏu tҧi trӑng bҧn thân và ӭng suҩt tác dөng lên mүXWăQJFѭӡQJÿӝ chӏu nén giҧm
NGUY͌N DUY THANH
Trang 7By applying 3D printing concrete technology it is possible to significantly reduce construction waste, as the amount of mixed concrete is carefully controlled in the automated system, the 3D printed concrete structures are capable of significant savings Significant construction costs, improved productivity and, above all, can significantly reduce the environmental impact by using less materials and generating less waste
3D printed concrete is an emerging technology that can combine digital technology and materials technology, allowing the creation of many different architectural shapes without using formwork Currently, the research in the world as well as in the country
on 3D printed concrete is still quite new In this thesis, the properties of Polypropylene fiber reinforced concrete and concrete will be studied for 3D printing technology
2 Objectives of the study
Research and manufacture fiber-reinforced concrete mixes for printing Studying the ductility of fiber-reinforced concrete, the curing capacity, the mixed properties of the mortar, the strength development, the ability to withstand wet loads,
Trang 83 Research Methods
Scientific research: rheological characteristics of the mixture, factors affecting the development of concrete strength, concrete shrinkage properties, shrinkage ring test Experimental research includes the following jobs:
- The influence of the component materials on the rheology, fluidity, setting time of the PP fiber reinforced concrete mixture in 3D printing technology
- Study on the wet strength properties of PP fiber reinforced concrete in 3D printing technology
- The influence of the component materials on the compressive strength, flexural strength of the PP fiber reinforced concrete mixture in 3D printing technology
- The influence of PP fiber on shrinkage of 3D printed concrete
4 Research results and Conclusions
- When the N/CKD content increases from 0,32 to 0,38 for both fiber and fiber-free blends in 3D printed concrete mixes, viscosity and yield stress decrease, fluidity increases, setting time tends to be prolonged, self-load capacity and stress on the specimen decrease, compressive and flexural strength decreases, shrinkage time is also prolonged
- When the PP fiber content increases from 0% to 0,5% to 1%, the viscosity and yield stress increase, the fluidity tends to decrease (but not much), the setting time is reduced, the tolerance better self-load and stress on the sample, better ability to develop the compressive initial strength of the fiber sample than the non-fiber sample, increased flexural strength, and increased resistance to shrinkage for concrete
- When the C/CKD content increases from 1-2, the viscosity and yield stress increase, the fluidity decreases, the setting time increases, the ability to bear the self-load and the stress on the sample increases, the strength of bearing reduced compression
Trang 9Student
NGUY͌N DUY THANH
Trang 11MӨC LӨC
LӠI CҦ0Ѫ1««««««««««««««««««««««««L
TÓM TҲT LUҰ19Ă17+Ҥ&6Ƭ ii
ABSTRACT iv
LӠ,&$0Ĉ2$1 vii
MӨC LӨC viii
DANH MӨC CÁC KÝ HIӊU, CÁC CHӲ VIӂT TҲT xi
DANH SÁCH HÌNH VӀ xii
DANH SÁCH BҦNG BIӆU xvi
TӘNG QUAN 1
ĈҺT VҨ1Ĉӄ 1
CÁC NGHIÊN CӬU TRÊN THӂ GIӞI Vӄ BÊ TÔNG IN 3D 2
1.2.1 Giӟi thiӋu vӅ bê tông in 3D 2
1.2.2 ѬXÿLӇm bê tông in 3D [1] 3
1.2.3 Quá trình phát triӇn cӫa bê tông in 3D 3
1.2.4 Tình hình nghiên cӭu 6
MӨ&ĈË&+1*+,Ç1&ӬU 18
NӜI DUNG NGHIÊN CӬU 18
3+ѬѪ1*3+È31*+,Ç1&ӬU 18
&Ѫ6Ӣ LÝ THUYӂT 19
CÁC TÍNH CHҨT Ҧ1++ѬӢ1*Ĉӂ1ĈӜ /Ѭ8%,ӂN CӪA BÊ TÔNG 19
2.1.1 ĈһFWUѭQJOѭXELӃn cӫa hӛn hӧp 19
2.1.2 Các yӃu tӕ ҧQKKѭӣQJÿӃQOѭXELӃn cӫa hәn hӧp bê tông 19
CÁC YӂU TӔ Ҧ1++ѬӢNG QUÁ TRÌNH PHÁT TRIӆ1&ѬӠ1*ĈӜ BÊ TÔNG 26
Trang 122.2.1 ҦQKKѭӣng cӫa tӹ lӋ 1ѭӟF;LPăQJ 1; ÿӃn sӵ phát triӇQFѭӡQJÿӝ cӫa
bê tông 26
2.2.2 ҦQKKѭӣng cӫa cӕt liӋXÿӃn sӵ phát triӇQFѭӡQJÿӝ cӫa bê tông 27
2.2.3 ҦQKKѭӣng cӫa phө JLDNKRiQJÿӃn sӵ phát triӇn cӫDFѭӡQJÿӝ bê tông 28
2.2.4 Các tác nhân ҧQKKѭӣQJÿӃn thӡi gian ninh kӃt cӫa bê tông 29
2.2.5 ҦQKKѭӣng cӫa cӕt sӧLÿӃQFѭӡQJÿӝ bê tông 30
ĈҺC TÍNH CO NGÓT CӪA BÊ TÔNG 33
2.3.1 Khái niӋm [16] 33
2.3.2 &ѫFKӃ lý hóa cӫa co ngót bê tông [16] 34
2.3.3 Các yӃu tӕ cҧi thiӋn tính kháng co ngót 37
THÍ NGHIӊM VÒNG CO NGÓT 39
2.4.1 Thí nghiӋPÿRFRQJyWWKHRWLrXFKXҭn ASTM C1581 [22] 39
2.4.2 BiӃn dҥng xҧy ra trong vòng co ngót (bê tông và thép) 41
2.4.3 Áp dөng lý thuyӃWÿjQKӗLÿӇ tính tӕFÿӝ phát triӇn ӭng suҩt Gѭ 42
2.4.4 Các yӃu tӕ ҧQKKѭӣQJÿӃn kӃt quҧ ÿRFRQJyW>@ 44
Hӊ NGUYÊN VҰT LIӊ89¬3+ѬѪ1*3+È37+Ë NGHIӊM 46
THӴC NGHIӊM CÁC TÍNH CHҨT CӪA Hӊ NGUYÊN VҰT LIӊU 46
3.1.1 ;LPăQJ 46
3.1.2 Cát sông 47
3.1.3 Tro bay 48
3.1.4 Silicafume 49
3.1.5 1ѭӟc 50
3.1.6 Phө gia hóa hӑc 50
3.1.7 Sӧi Polypropylene siêu mҧnh 50
3+ѬѪ1*3+È39¬48<75Î1+7+,ӂT Kӂ CҨP PHӔI 51
Trang 13QUÁ TRÌNH THÍ NGHIӊM 53
3.3.1 Quy trình thí nghiӋm 53
3.3.2 3KѭѫQJSKiSWKtQJKLӋm 53
KӂT QUҦ NGHIÊN CӬU VÀ BIӊN LUҰN 72
Ҧ1++ѬӢNG CӪA NGUYÊN VҰT LIӊU THÀNH PHҪ1Ĉӂ1ĈӜ /Ѭ8 BIӂN HӚN HӦP BÊ TÔNG CӔT SӦI PP TRONG CÔNG NGHӊ IN 3D 72
Ҧ1++ѬӢNG CӪA NGUYÊN VҰT LIӊU THÀNH PHҪ1Ĉӂ1ĈӜ /Ѭ8 ĈӜNG HӚN HӦP BÊ TÔNG CӔT SӦI TRONG CÔNG NGHӊ IN 3D 75
Ҧ1++ѬӢNG CӪA NGUYÊN VҰT LIӊU THÀNH PHҪ1ĈӂN THӠI GIAN NINH KӂT HӚN HӦP BÊ TÔNG IN 3D 78
NGHIÊN CӬU TÍNH CHҨ7ĈӜ Bӄ1ѬӞT CӪA BÊ TÔNG CӔT SӦI PP TRONG CÔNG NGHӊ IN 3D 81
Ҧ1++ѬӢNG CӪA NGUYÊN VҰT LIӊU THÀNH PHҪ1Ĉӂ1&ѬӠNG ĈӜ CHӎU NÉN CӪA BÊ TÔNG CӔT SӦI TRONG CÔNG NGHӊ IN 3D 85
Ҧ1++ѬӢNG CӪA NGUYÊN VҰT LIӊU THÀNH PHҪ1Ĉӂ1&ѬӠNG ĈӜ CHӎU UӔN CӪA BÊ TÔNG CӔT SӦI PP TRONG CÔNG NGHӊ IN 3D 91
KӂT QUҦ SӴ Ҧ1++ѬӢNG CӪA SӦ,33ĈӂN KHҦ 1Ă1*&21*Ï7 CӪA BÊ TÔNG IN 3D 94
KӂT LUҰN VÀ KIӂN NGHӎ 104
KӂT LUҰN 104
5.1.1 KӃt luұn tӯ thí nghiӋm cӫa luұQYăQ 104
5.1.2 Hҥn chӃ cӫa nghiên cӭu 105
KIӂN NGHӎ 105
TÀI LIӊU THAM KHҦO 107
LÝ LӎCH TRÍCH NGANG 110
Trang 14DANH MӨC CÁC KÝ HIӊU, CÁC CHӲ VIӂT TҲT
HRWRA High-range water reducing admixture
(phө gia giҧPQѭӟc siêu cao)
(Phө JLDÿLӅu chӍQKÿӝ nhӟt)
Trang 15DANH SÁCH HÌNH VӀ
Hình 1-1: Máy in Contour crafting [2] 4
Hình 1-2: HӋ thӕng máy in D-Shape [2] 5
Hình 1-3: Tác phҭPÿLrXNKҳFLQ'ÿѭӧc chӃ tҥo bӣi công nghӋ D-Shape [2] 5
Hình 1-4: CҩXWU~FWѭӡng in 3D do nhóm 3DPrinthuset thӵc hiӋn.[2] 6
Hình 1-5: ҦQKKѭӣng hàm Oѭӧng phө gia siêu dҿo 0,5%-2% ÿӃn Fѭӡng ÿӝ chӏu cҳt cӫa hӛn hӧp 4 [3] 9
Hình 1-6: ҦQKKѭӣng hàm Oѭӧng phө gia làm chұm thӡi gian ninh kӃt vӟi hӛn hӧp 4 [3] 9
Hình 1-7: ҦQKKѭӣng hàm Oѭӧng phө gia làm kéo dài thӡi gian ninh kӃt vӟi hӛn hӧp 4 [3] 10
Hình 1-8: ҦQKKѭӣng liӅu dùng phө gia siêu dҿRÿӃn khҧ QăQJOjPYLӋc vӟi thӡi gian [3] 11
Hình 1-9: ҦnKKѭӣng liӅu dùng phө gia siêu dҿRÿӃn thӡi gian mӣ [3] 11
Hình 1-10: ҦQKKѭӣng liӅu dùng phө làm chұm thӡi gian ninh kӃWÿӃn thӡi gian [3] 12
Hình 1-11: ҦQKKѭӣng liӅu dùng phө làm giҧm thӡi gian ninh kӃWÿӃn thӡi gian mӣ [3] 12
Hình 1-12: Khҧ QăQJ[k\Gӵng hӛn hӧp ӣ FѭӡQJÿӝ chӏu cҳt 0,55 kPa [3] 13
Hình 1-13: Bӝ thӱ nghiӋPÿӝ bӅQѭӟt (bên trái), cách thiӃt lұSFiFKÿRÿӝ bӅQѭӟt [4] 15
Hình 1-14: Quan hӋ ӭng suҩt ± biӃn dҥng 17
Hình 2-1: Ҧnh phóng to cӫa tro bay [9] 22
Hình 2-2: Silicafume phóng to [11] 24
Hình 2-3: Cҩu trúc cӫa mүXÿi[L PăQJÿһc chҳF D YjNK{QJÿһc chҳF E WUѭӟc (trái) và sau (phҧi) quá trình hydrat hóa 26
Hình 2-4: BiӃn dҥng cӫa nӅn bê tông có chӭa sӧLWUѭӟc (a) và sau (b) khi có tҧi trӑng tác dөng và ӭng suҩWWUѭӧt tҥi lӟp chuyӇn tiӃp và kéo bên trong sӧi (c) 31
Hình 2-5: Sӵ biӃQÿәi cӫa ӭng suҩt bám dính sang ӭng suҩWPDViWWUѭӧt cӫa sӧi bên trong hӋ sӕ nӅn bê tông [12] 32
Hình 2- 6ѫÿӗ ӭng suҩt biӃn dҥng cӫa bê tông cӕt sӧi 33
Hình 2-7: Thành phҫn biӃn dҥng co ngót cӫa bê tông [16] 35
Trang 16Hình 2-8: VӃt nӭt gây ra bӣi co ngót dҿo [17] 35
Hình 2-9: Áp lӵc mao dүn trong các lӛ rӛng khi xҧy ra sӵ ED\KѫLQѭӟc [19] 36
Hình 2-10: Sӵ làm viӋc cӫa cӕt sӧi [21] 38
Hình 2-11: Mô hình biӇu diӉn áp lӵc nén cӫa vòng bê tông lên vòng thép [23] 39
Hình 2- éQJKƭDKuQKKӑc cӫa hӋ sӕ tӕFÿӝ biӃn dҥng 40
Hình 2-13: Ӭng suҩWÿjQKӗi tҥi mһt tiӃp xúc cӫa bê tông và thép [23] 42
Hình 2-14: Thép chӏu nén và bê tông chӏu kéo trong vòng co ngót 42
Hình 2-15: Phân tích ӭng suҩt trong vòng co ngót [23] 43
Hình 2-16: Ӭng suҩt phân bӕ WURQJKDLWUѭӡng hӧSErW{QJFRQJyWÿӅu (trái) 44
Hình 3- ;LPăQJ1JKL6ѫQ3&ÿѭӧc sӱ dөng trong thí nghiӋm 46
Hình 3- &iWV{QJÿѭӧc sӱ dөng trong phòng thí nghiӋm 47
Hình 3-3: Thành ph̯n h̩t cͯa cát sông 48
Hình 3- 7URED\ÿѭӧc sӱ dөng trong phòng thí nghiӋm 48
Hình 3- 6LOLFDIXPHÿѭӧc sӱ dөng trong phòng thí nghiӋm 49
Hình 3- 51ÿѭӧc sӱ dөng trong phòng thí nghiӋm 50
Hình 3-7: SӧL3RO\SURS\OHQHÿѭӧc sӱ dөng trong phòng thí nghiӋm 51
Hình 3-8: 7KLӃWEӏÿROѭXELӃQ,&$53OXV>27] 54
Hình 3-9 1JX\rQWҳFKRҥWÿӝQJFӫDPi\ÿROѭXELӃQ,&$53OXV>27] 54
Hình 3-10:Thí nghiӋP7ăQJWUѭӣng ӭng suҩt.[27] 56
Hình 3-11: 'DRÿӝQJWLrXELӇX cӫa tӕFÿӝ quay (: ) vӟi thӡi gian.[27] 56
Hình 3-12 &iFKWKXÿѭӧc các tham sӕ giá trӏ Y và giá trӏ V trong thӱ nghiӋPÿѭӡng cong dòng chҧy.[27] 57
Hình 3-13: Giao diӋn phҫn mӅPÿROѭXELӃn cӫa máy ICAR Plus.[27] 58
Hình 3-14 Thí nghiӋPÿROѭXELӃn bҵng máy ICAR Plus 58
Hình 3-15: Bàn dҵn 59
Hình 3-16 ĈRÿӝ xòe cӫa hӛn hӧp 59
Hình 3-17: Thí nghiӋPÿRÿӝ bӅQѭӟt 60
Hình 3-18 6ѫÿӗ cҩu tҥo dөng cө thӱ xuyên 61
Hình 3-19: DөnJFXÿRWKӡi gian ninh kӃt 62
Hình 3-20 .KX{Qÿ~FPүu sӱ dөng trong thí nghiӋm 63
Hình 3-21: MүXVDXNKLÿ~F 64
Hình 3-22 'ѭӥng hӝ mүXWUѭӟc khi tháo khuôn 64
Trang 17Hình 3-23: Dѭӥng hӝ mүu sau khi tháo khuôn 65
Hình 3-24: Máy nén ADR Touch Control Pro 3000 Auto BS EN ELE 65
Hình 3-25: MүXWUѭӟc và sau khi nén 66
Hình 3-26: Máy uӕn Phoenix Pisces 67
Hình 3-27 6ѫÿӗ ÿһt mүu 67
Hình 3-28: Thí nghiӋP[iFÿӏQKFѭӡQJÿӝ uӕn 68
Hình 3-29 .tFKWKѭӟc vòng co ngót theo ASTM C1581 68
Hình 3-30: Dөng cө ÿRFRQJyW 69
Hình 3-31 9zQJÿRFRQJyW 69
Hình 3-32 'ѭӥng hӝ ҭm cho mүXYjGiQEăQJNHRQK{POrQVDXNKLPүXÿѭӧc tháo vòng 70
Hình 3-33: VӃt nӭt cӫa mүu 71
Hình 4-1: BiӇXÿӗ ӭng suҩt cҳt Wo vӟi tӍ lӋ C/CKD là 1:1 73
Hình 4-2: BiӇXÿӗ ÿӝ dҿo nhӟt µ vӟi tӍ lӋ C/CKD là 1:1 73
Hình 4-3: BiӇXÿӗ ӭng suҩt cҳt Wo vӟi tӍ lӋ C/CKD là 2:1 74
Hình 4-4: BiӇXÿӗ ÿӝ dҿo nhӟt µ vӟi tӍ lӋ C/CKD là 2:1 74
Hình 4-5: BiӇXÿӗ ÿӝ OѭXÿӝng ӭng vӟi tӍ lӋ C/CKD là 1:1 77
Hình 4-6: BiӇXÿӗ ÿӝ OѭXÿӝng ӭng vӟi tӍ lӋ C/CKD là 2:1 77
Hình 4-7: BiӇXÿӗ thӡi gian ninh kӃt hӛn hӧp ӭng vӟi tӍ lӋ C/CKD là 1:1 79
Hình 4-8: BiӇXÿӗ thӡi gian ninh kӃt hӛn hӧp ӭng vӟi tӍ lӋ C/CKD là 2:1 80
Hình 4-9: BiӇXÿӗ ÿӝ giҧm chiӅu cao do trӑng Oѭӧng bҧn thân gây ra ӭng vӟi tӍ lӋ C/CKD là 1:1 82
Hình 4-10: BiӇXÿӗ ÿӝ giҧm chiӅu cao do trӑQJOѭӧng bҧn thân gây ra ӭng vӟi tӍ lӋ C/CKD là 2:1 83
Hình 4-11: BiӇXÿӗ ӭng suҩt lӟn nhҩt tác dөng lên mүXÿӇ mүu có thӇ chӏXÿѭӧc vӟi C/CKD là 1:1 83
Hình 4-12: BiӇXÿӗ ӭng suҩt lӟn nhҩt tác dөng lên mүXÿӇ mүu có thӇ chӏXÿѭӧc vӟi C/CKD là 2:1 84
Hình 4-13: BiӇXÿӗ FѭӡQJÿӝ chӏu nén 1 ngày - C/CKD là 1:1 87
Hình 4-14: BiӇXÿӗ FѭӡQJÿӝ chӏu nén 3 ngày - C/CKD là 1:1 87
Hình 4-15: BiӇXÿӗ FѭӡQJÿӝ chӏu nén 7 ngày - C/CKD là 1:1 88
Hình 4-16: BiӇXÿӗ FѭӡQJÿӝ chӏu nén 28 ngày - C/CKD là 1:1 88
Trang 18Hình 4-17: BiӇXÿӗ FѭӡQJÿӝ chӏu nén 1 ngày - C/CKD là 2:1 89
Hình 4-18: BiӇXÿӗ FѭӡQJÿӝ chӏu nén 3 ngày - C/CKD là 2:1 89
Hình 4-19: BiӇXÿӗ FѭӡQJÿӝ chӏu nén 7 ngày - C/CKD là 2:1 90
Hình 4-20: BiӇXÿӗ FѭӡQJÿӝ chӏu nén 28 ngày - C/CKD là 2:1 90
Hình 4-21: BiӇXÿӗ FѭӡQJÿӝ chӏu uӕn 28 ngày - C/CKD là 1:1 93
Hình 4-22: BiӇXÿӗ FѭӡQJÿӝ chӏu uӕn 28 ngày - C/CKD là 2:1 93
Hình 4-23: BiӃn dҥng cӫa vòng thép vӟi cҩp phӕi 0% PP, C/CKD là 1:1 95
Hình 4-24: BiӇu dҥng cӫa vòng thép vӟi cҩp phӕi 0,5% PP, C/CKD là 1:1 96
Hình 4-25: BiӇXÿӗ thӇ hiӋn hӋ sӕ tӕFÿӝ biӃn dҥng cӫa mүu vӟi cҩp phӕi 0% PP, N/CKD =0,32, C/CKD là 1:1 97
Hình 4-26: BiӇXÿӗ thӇ hiӋn hӋ sӕ tӕFÿӝ biӃn dҥng cӫa mүu vӟi cҩp phӕi 0% PP, N/CKD =0,34, C/CKD là 1:1 97
Hình 4-27: BiӇXÿӗ thӇ hiӋn hӋ sӕ tӕFÿӝ biӃn dҥng cӫa mүu vӟi cҩp phӕi 0% PP, N/CKD =0,36, C/CKD là 1:1 98
Hình 4-28: BiӇXÿӗ thӇ hiӋn hӋ sӕ tӕFÿӝ biӃn dҥng cӫa mүu vӟi cҩp phӕi 0% PP, N/CKD =0,38, C/CKD là 1:1 98
Hình 4-29: BiӇXÿӗ thӇ hiӋn hӋ sӕ tӕFÿӝ biӃn dҥng cӫa mүu vӟi cҩp phӕi 0,5% PP, N/CKD =0,32, C/CKD là 1:1 99
Hình 4-30: BiӇXÿӗ thӇ hiӋn hӋ sӕ tӕFÿӝ biӃn dҥng cӫa mүu vӟi cҩp phӕi 0,5% PP, N/CKD =0,34, C/CKD là 1:1 99
Hình 4-31: BiӇXÿӗ thӇ hiӋn hӋ sӕ tӕFÿӝ biӃn dҥng cӫa mүu vӟi cҩp phӕi 0,5% PP, N/CKD =0,36, C/CKD là 1:1 100
Hình 4-32: BiӇXÿӗ thӇ hiӋn hӋ sӕ tӕFÿӝ biӃn dҥng cӫa mүu vӟi cҩp phӕi 0,5% PP, N/CKD =0,38, C/CKD là 1:1 100
Hình 4-33: Ӭng suҩt kéo trong vòng bê tông vӟi cҩp phӕi 0% PP, C/CKD là 1:1 102 Hình 4-34: Ӭng suҩt kéo trong vòng bê tông vӟi cҩp phӕi 0,5% PP, C/CKD là 1:1 102
Trang 19DANH SÁCH BҦNG BIӆU
Bҧng 1-1: Nguyên liӋu tӕLѭXFKRFiFKӛn hӧp [3] 8
Bҧng 1-2: Bҧng cҩp phӕi cӫa hӛn hӧp in 14
Bҧng 1- Ĉӝ dҿRYjFѭӡQJÿӝ chӏu nén 7 ngày, 28 ngày cӫa các hӛn hӧp [4] 14
Bҧng 1-4: KӃt quҧ ÿRÿӝ әQÿӏnh- ÿӝ bӅQѭӟt [4] 15
Bҧng 1-5: Thành phҫn hӛn hӧp bê tông tӯng cҩp phӕi 16
Bҧng 1-6: KӃt quҧ nén cӫa bê tông 17
Bҧng 2-1: Tính chҩt cӫa mӝt sӕ loҥi sӧLÿѭӧc dùng trong bê tông 30
Bҧng 2- ĈiQKJLiNKҧ QăQJNKiQJFRQJyWFӫa cҩp phӕi thӵc nghiӋm 41
Bҧng 3-1: Các chӍ WLrXFѫOêFӫD[LPăQJ1JKL6ѫQ3&>@ 46
Bҧng 3-2: Các chӍ WLrXFѫOêFӫa cát sông 47
Bҧng 3-3: Tәng hӧp kӃt quҧ thí nghiӋm cӫa tro bay 48
Bҧng 3-4: Thành phҫn hóa cӫa tro bay (%) 49
Bҧng 3-5: Tәng hӧp kӃt quҧ thí nghiӋm cӫa Silicafume 49
Bҧng 3-6: Thành phҫn hóa hӑc cӫa silica fume 49
Bҧng 3-7: Thông sӕ Sikament R7N 50
Bҧng 3-8: Thông sӕ kӻ thuұt sӧi PP 51
Bҧng 3-9: Bҧng tính cҩp phӕi 1 - Sӧi PP / CKD = 0% (theo 1 m3) 52
Bҧng 3-10: Bҧng tính cҩp phӕi 2 - Sӧi PP / CKD = 0,5% (theo 1 m3) 52
Bҧng 3-11: Bҧng tính cҩp phӕi 3 - Sӧi PP / CKD = 1,0% (theo 1 m3) 52
Bҧng 3-12: Quy trình thí nghiӋm vòng co ngót theo ASTM C1581 70
Bҧng 4-1: KӃt quҧ thí nghiӋPÿROѭXELӃn 72
Bҧng 4-2: KӃt quҧ thí nghiӋPÿӝ OѭXÿӝng hӛn hӧp bê tông 76
Bҧng 4-3: KӃt quҧ thí nghiӋm thӡi gian ninh kӃt hӛn hӧp bê tông 79
Bҧng 4-4: KӃt quҧ thí nghiӋPÿӝ bӅQѭӟt 81
Bҧng 4-5: KӃt quҧ thí nghiӋPFѭӡQJÿӝ chӏu nén 86
Bҧng 4-6: KӃt quҧ thí nghiӋPFѭӡQJÿӝ chӏu uӕn 92
Bҧng 4-7: Tuәi nӭt và tuәi nӭt thӵc cӫa các cҩp phӕi thí nghiӋm 94
Bҧng 4-8: Khҧ QăQJNKiQJQӭt cӫa cҩp phӕi thí nghiӋm 101
Bҧng 5-1: Giá trӏ mӝt sӕ chӍ tiêu có thӇ in 3D 105
Trang 20ra là do ngành xây dӵng mà cӕp pha gӛ ÿyQJYDLWUzWROӟQ7KrPYjRÿyYLӋFÿә bê tông vào cӕp pha thì sӁ giӟi hҥn sӵ sáng tҥo vӅ kiӃQWU~FÿӇ xây dӵng các dҥng hình hӑc khác nhau Không giӕQJQKѭFiFKWLӃp cұn mӟi trong viӋFÿә bê tông vào khuôn,
in 3D (3D concrete printing ± 3DCP) nhѭPӝt công nghӋ nәi lên mà kӃt hӧp giӳa công nghӋ NƭWKXұt sӕ và công nghӋ vұt liӋu cho phép tҥo ra nhiӅu hình dҥng mà không
sӱ dөng cӕp pha 3DCP là mӝt công nghӋ sҧn xuҩt mà xây dӵng theo tӯng lӟp cӫa vұt liӋu Bҵng viӋc áp dөng công nghӋ in bê tông 3D sӁ có thӇ giҧPÿiQJNӇ chҩt thҧi xây dӵQJYuOѭӧng bê tông trӝQÿѭӧc kiӇm soát cҭn thұn trong hӋ thӕng tӵ ÿӝng, các cҩu trúc bê tông in 3D có khҧ QăQJWLӃt kiӋPÿiQJNӇ chi phí xây dӵng, cҧi thiӋQQăQJsuҩt và trên hӃt, có thӇ hҥn chӃ ÿiQJNӇ WiFÿӝng môi WUѭӡng bҵng cách sӱ dөng ít vұt liӋXKѫQYjWҥo ra ít chҩt thҧLKѫQ [1]
Bê tông in 3D có Fѫ hӝi cách mҥng hóa ngành công nghiӋp xây dӵng Bҵng cách sӱ dөng quy trình in 3D, ÿLӅu này có thӇ cho phép mang lҥi nhiӅu lӧi ích liên quan ÿӃn các khía cҥnh kinh tӃ, kӃt cҩu, môi WUѭӡng và xây dӵng cho nhiӅu loҥi dӵ án Có rҩt nhiӅu ӭng dөng cho bê tông in 3D bao gӗm các cҩu kiӋn QKѭin Wѭӡng, cӝt, yӃu tӕ ÿ~F sҹn, cҩu trúc kiӃn trúc,
7Uѭӟc khi ÿѭӧc ӭng dөng rӝng rãi, nhiӅu OƭQKYӵc cҫn ÿѭӧc tiӃn hành thӱ nghiӋm ÿӇ hiӇu rõ KѫQ vӅ bê tông in 3D Mӝt trong nhӳQJOƭQKYӵc này bao gӗm: giҧi quyӃt các vҩn ÿӅ cӫa bê tông trong trҥng thái dҿo, trҥng thái cӭng, sӵ phù hӧp hình hӑc và ÿLӅu
Trang 21khiӇn in Tính dҿo có thӇ cho thҩy các vҩn ÿӅ tӯ viӋc xӱ lý thӡi gian phө thuӝc vào các ӭng xӱ cӫa bê tông thay ÿәi hành vi in ӣ ÿҫu và cuӕi cӫa quá trình in, các vҩn ÿӅ vӟi ÿQ và chҩt Oѭӧng in, cҩu trúc có thӇ xây dӵng ÿ~QJ cách và duy trì trӑng Oѭӧng bҧn thân, biӃn dҥng tӯ nhiӅu lӟp và kiӇm soát chҩt Oѭӧng Các vҩn ÿӅ vӟi các ÿһc tính cӭng bao gӗm liên kӃt giӳa các lӟp in, WăQJFѭӡng ÿӝ bӅn kéo, co ngót, ÿӝ bӅn và ÿR tính chҩt vұt liӋu cӭng Các vҩn ÿӅ hình hӑc có thӇ tҥo ra các vҩn ÿӅ vӟi viӋc giӳ hình dҥng in nhҩt quán, kích WKѭӟc chính xác ÿѭӧc in, in ÿ~QJ vӟi các ÿѭӡng cong, tҥo ra các thành phҫn dày ÿһc và tҥo ra các phҫn nhô ra Các mөc khác cҫn ÿѭӧc nghiên cӭu
ÿӇ tҥo ra các bҧn in thành công bao gӗm các mөc kiӇm soát in QKѭáp suҩt EѫP, tӕc
ÿӝ robot, hình dҥng vòi phun và ÿӝ dài in ҩn Nhìn chung, có rҩt nhiӅu OƭQK vӵc nghiên cӭu và câu hӓi mà cҫn phҧi ÿѭӧc trҧ lӡi ÿӇ giúp mang lҥi công nghӋ này cho ngành công nghiӋp xây dӵng
CÁC NGHIÊN CӬU TRÊN THӂ GIӞI Vӄ BÊ TÔNG IN 3D
1.2.1 Giӟi thiӋu vӅ bê tông in 3D
In 3D Xây dӵng hoһc In Xây dӵng 3D ÿӅ cұSÿӃn các công nghӋ khác nhau sӱ dөng LQ'OjPSKѭѫQJSKiSFӕWO}LÿӇ chӃ tҥo các tòa nhà hoһc các cҩu kiӋn xây dӵng Các thuұt ngӳ thay thӃ FNJQJÿѭӧc sӱ dөng, chҷng hҥQQKѭVҧn xuҩWÿҳp dҫn quy mô lӟn hoһc xây dӵng tӵ GRFNJQJOLrQTXDQÿӃn các nhóm phө QKѭ³%rW{QJ'´ÿѭӧc
sӱ dөQJÿӇ chӍ các công nghӋ pSÿQErW{QJ [1]
Có nhiӅXSKѭѫQJSKiSLQ'ÿѭӧc sӱ dөng ӣ quy mô xây dӵng, bao gӗm FiFSKѭѫQJSKiSFKtQKVDX ÿQ ErW{QJ[LPăQJViSEӑt, polymer), kӃt dính bӝt (liên kӃt polymer, liên kӃt phҧn ӭng, thiêu kӃW YjKjQÿҳp In 3D ӣ quy mô xây dӵng sӁ có nhiӅu ӭng dөQJWURQJFiFOƭQKYӵFWѭQKkQWKѭѫQJPҥi, công nghiӋp và công cӝng Lӧi thӃ tiӅPQăQJFӫa các công nghӋ này bao gӗm xây dӵQJQKDQKKѫQFKLSKtODRÿӝng thҩSKѫQWăQJÿӝ phӭc tҥp hoһFÿӝ chính xác, tích hӧp nhiӅXKѫQFiFFKӭFQăQJ
và ít chҩt thҧi sinh ra [1]
Mӝt sӕ SKѭѫQJSKiSWLӃp cұQNKiFQKDXÿmÿѭӧc chӭQJPLQKFKRÿӃn nay bao gӗm viӋc chӃ tҥo tҥi chӛ YjQJRjLF{QJWUѭӡng các tòa nhà và các cҩu kiӋn xây dӵng, sӱ dөng robot công nghiӋp, hӋ thӕng cҫu trөFYjFiFSKѭѫQJWLӋn tӵ hành Trình diӉn công nghiӋp in 3D xây dӵQJFKRÿӃQQD\ÿmEDRJӗm chӃ tҥo nhà ӣ, cҩu kiӋn xây
Trang 22dӵng (tҩm ӕp và tҩm kӃt cҩu và cӝt), cҫXYjFѫVӣ hҥ tҫng dân dөng [59], rҥn san hô, WKHRG}LYjÿLrXNKҳc [1]
Công nghӋ Qj\ÿmJLDWăQJÿiQJNӇ tính phә biӃn trong nhӳQJQăPJҫQÿk\NKLQKLӅu công ty mӟi nәi lên trên thӏ WUѭӡng, bao gӗm mӝt sӕ F{QJW\ÿѭӧc hӛ trӧ bӣi nhӳng ông lӟn trong ngành xây dӵQJĈLӅu này dүQÿӃn mӝt sӕ cӝt mӕc quan trӑng, chҷng hҥQQKѭWzDQKjLQ'ÿҫu tiên (Winsun), cây cҫXLQ'ÿҫu tiên (D-Shape), chi tiӃt LQ'ÿҫu tiên trong mӝt tòa nhà công cӝQJ ;WUHH( WzDQKjLQ'ÿҫu tiên ӣ châu ÆX Yj &,6 6SHFDYLD WzD QKj LQ ' ÿҫu tiên ӣ &KkX ÆX ÿѭӧc chính quyӅn (3DPrinthuset) chҩp thuұn hoàn toàn và rҩt nhiӅu công trình khác [1]
1.2.2 ѬXÿLӇm bê tông in 3D [1]
- ChӃ tҥRÿѭӧc các loҥi cҩu kiӋn có hình dáng phӭc tҥp, phù hӧp cho các công truQKÿzLKӓi kiӃn trúc cao
- Không sӱ dөQJYiQNKX{QÿӇ tҥo hình cҩu kiӋn
- Thӡi gian thi công nhanh chóng
- Hoàn toàn tӵ ÿӝng hóa do sӱ dөng hӋ thӕng robot
1.2.3 Quá trình phát triӇn cӫa bê tông in 3D
Hҫu hӃt các ngành công nghiӋp, ngoҥi trӯ xây dӵQJWKuÿmFyF{ng nghӋ tӵ ÿӝng hóa +jQJNK{QJYNJWUөGLÿӝng, bán lҿ và sҧn xuҩt là ví dө cho mӝt sӕ ngành mà gһt hái ÿѭӧc nhiӅu lӧi ích tӯ viӋc tӵ ÿӝng hóa trong vài thұp kӍ gҫQÿk\1JjQKF{QJQJKLӋp xây dӵQJÿѭӧc cho là ngành cuӕi cùng cho viӋc tӵ ÿӝQJKyD1yQrQÿѭӧc chú ý, tuy QKLrQÿmFyQKӳng nӛ lӵc sӱ dөng hӋ thӕng robot cho xây dӵng tҥi chӛ [1]
- Cho ví dө, hӋ thӕng %LJ&DQRS\ÿѭӧc phát triӇn trong nhӳQJQăP Eӣi kӻ VѭNhұt Bҧn trong viӋc nә lӵFÿӇ phát triӇn hӋ thӕng xây dӵng robot tҥi chӛ HӋ thӕng bao gӗm 13 tҩQJLiÿӥ YjWKDQJPi\QkQJÿӇ vұn chuyӇn vұt liӋXWKHRSKѭѫQJÿӭng
và cҫu trөc tӵ ÿӝQJÿӇ vұn chuyӇn WKHRSKѭѫQJQJDQJ0һc dù hӋ thӕng này dүQÿӃn mӝt sӕ cҧi tiӃn hiӋu quҧ cho mӝt ít kӃt cҩXQyFNJQJNK{QJWKӇ ÿiQKEҥLÿѭӧc xây dӵng truyӅn thӕng Dӵa trên viӋc xem xét lҥi tӯ hiӋp hӝi xây dӵng Nhұt Bҧn, sӵ thҩt bҥi cӫa Big Canopy và nhӳng dӵ iQWѭѫQJWӵ trong nhӳQJQăP Yj FyWKӇ ÿѭӧFÿә cho viӋc không có khҧ QăQJ[HP[pWFiFQJKLrQFӭu, sӵ phát triӇn và gia
Trang 23thành sҧn xuҩWFNJQJQKѭNK{Qg có khҧ QăQJOjPJLҧP\rXFkXODRÿӝng to lӟn ngoài F{QJWUѭӡng [1]
- 1ăP5XSHUW6RDUEҧRÿҧm tài trӧ và thành lұp nhóm xây dӵng tӵ do tҥLÿҥi hӑF/RXJKERURXJK9ѭѫQJTXӕF$QKÿӇ khám phá tiӅPQăQJPӣ rӝng kӻ thuұt in 3D hiӋn có cho các ӭng dөng xây dӵQJ1ăPQKyPÿmEҧRÿҧm tài trӧ ÿӇ xây dӵng mӝt máy in 3D có quy mô lӟn sӱ dөng các thành phҫQ³ErQQJRjL´ EѫPErtông, bê tông phun, hӋ thӕQJJLjQ ÿӇ khám phá các thành phҫn phӭc tҥSQKѭWKӃ nào YjÿiSӭng thӵc tӃ nhu cҫu xây dӵng [2]
- Contour crafting (CC) ± chӃ tҥR ÿѭӡng viӅQ ÿѭӧc sáng chӃ QăP Eӣi Dr Behrokh Khoshnevis cӫDÿҥi hӑc Nam California, là công nghӋ chӃ tҥo tiên phong
mà sӱ dөng viӋFÿLӅu khiӇQPi\WtQKÿӇ khai thác khҧ QăQJWҥo hình bӅ mһt ± tҥo ra
bӅ mһt chính xác và trѫQFӫa vұt liӋu CC cho thҩy tính khҧ thi cho tiӃn trình sҧn xuҩt mүu phө gia cho xây dӵng Mӝt sӕ lӧi ích quan trӑng cӫa CC bao gӗm chҩWOѭӧng bê mһWLQFKѭDWӯng có cӫa mүXLQJLDWăQJWӍ lӋ sҧn xuҩt và sӵ lӵa chӑn vұt liӋu to lӟn Máy CC nguyên mүXÿmlàm viӋc vӟLNtFKWKѭӟFP[P[PWѭӡQJÿѭѫQJYӟi 120
m2 vùng in Công nghӋ &&ÿѭӧF[HP[pWQKѭOjPӝWSKѭѫQJ phá khҧ thi cho các tòa nhà trung bình ӡ các bӅ mһt MһW7UăQJKRһc Sao Hӓa [2]
Hình 1-1: Máy in Contour crafting [2]
- 1ăP(QULFR'LQLéÿmFҩp bҵng sáng chӃ công nghӋ D-Shape, sӱ dөng kӻ thuұt phun/kӃt dính bӝt ӗ ҥt trên diӋn tích khoҧng 6m x 6m x 3m Kӻ thuұt này mһc GEDQÿҫXÿѭӧc phát triӇn vӟi hӋ thӕng liên kӃt nhӵDHSR[\VDXÿyÿѭӧc ÿLӅu chӍnh
ÿӇ sӱ dөng các chҩt kӃWGtQKY{Fѫ&{QJQJKӋ Qj\ÿmÿѭӧc sӱ dөQJWKѭѫQJPҥi cho
Trang 24mӝt loҥt các dӵ án trong xây dӵQJYjFiFOƭQKYӵc khác bao gӗm cho rҥn san hô nhân tҥo [2]
Hình 1-2: H͏ th͙ng máy in D-Shape [2]
Tҥi Ý, {QJÿmLQ'WiFSKҭPÿLrXNKҳc radiolaria nәi tiӃng hiӋQQD\ÿѭӧc thiӃt kӃ bӣi Andrea Morgante
Hình 1-3: Tác pẖPÿLrXNK̷FLQ'ÿ˱ͫc ch͇ t̩o bͧi công ngh͏ D-Shape [2]
- 1ăP In 3D bê t{QJ EҳW ÿҫX WҥL ĈҥL KӑF /RXJKERURXJK 9ѭѫQJTXӕF $QKÿӭQJÿҫXOj5LFKDUG%XVZHOOYjFiFÿӗQJQJKLӋSÿӇPӣUӝQJFiFQKyPQJKLrQFӭXWUѭӟFYj[HP[pWFiFӭQJGөQJWKѭѫQJPҥLGLFKX\ӇQWӯPӝWF{QJQJKӋGӵDWUrQFҫX
Trang 25WUөF ÿӃQPӝWURERWF{QJQJKLӋSKӑÿmWKjQKF{QJWURQJYLӋFFҩSSKpSF{QJQJKӋFKR6NDQVNDYjRQăP [2]
- 3DPrinthuset, mӝt startup in 3D thành công cӫDĈDQ0ҥFKFNJQJÿmEѭӟFYjROƭQKvӵc xây dӵng vӟi máy in dӵa trên cҫu trөc vàRWKiQJQăP7 Vӟi sӵ cӝng tác mҥnh mӁ trong khu vӵc ScandinavianQKѭ NCC và Force Technology, công ty con ÿmQKDQKFKyQJÿҥWÿѭӧc lӵc kéo bҵng cách xây dӵQJQJ{LQKj'3ULQWÿҫu tiên ӣ châu Âu Dӵ án xây dӵng theo yêu cҫu là mӝt khách sҥQ YăQ SKzQJ QKӓ ӣ Copenhagen, khu vӵc Nordhavn, vӟi các bӭFWѭӡng và mӝt phҫn cӫa nӅQÿѭӧFLQÿҫy
ÿӫ, phҫn còn lҥi cӫDF{QJWUuQKÿѭӧc xây dӵng theo truyӅn thӕQJ7tQKÿӃn tháng 11 QăPWzDQKjÿDQJWURQJJLDLÿRҥn cuӕi cùng cӫa viӋFÿѭDÿӗ ÿҥc và tҩm lӧp, trong khi tҩt cҧ các bӝ phұn cӫD'3ULQWHGÿmÿѭӧFKRjQWKjQKÿҫ\ÿӫ
Hình 1-4: C̭XWU~FW˱ͥng in 3D do nhóm 3DPrinthuset thc hi͏n.[2]
1.2.4 Tình hình nghiên cӭu
Tình hình nghiên cͱXQJRjLQ˱ͣc
a 1ăP WiF JL̫ T.T.Le, S.A.Austin, S.Lim, R.A.Buswell, A.G.F.Gibb, 77KRUSHÿmWKc hi͏Q³7KL͇t k͇ pha tr͡QYjFiFÿ̿c tính mͣi cho hi͏u sṷt bê W{QJLQ´ [3]
%jLEiRQj\ÿmNKҧo sát và tìm ra cҩp phӕi tӕLѭXQKҩt cho thiӃt kӃ bê tông in 3D, và mӝt sӕ tính chҩt ҧQKKѭӣQJÿӃQÿһc tính mӟi trong bê tông in 3D
VӅ vұt liӋu thiӃt kӃ hӛn hӧp, tác giҧ tiӃn hành sӱ dөng hӛn hӧp gӗm cát có NtFKWKѭӟc hҥt 2 mm vӟLÿѭӡng kính vòi phun nhӓ PP[LPăQJORҥi I, tro bay và silicafume
Trang 26Các hӋ nguyên liӋXQj\ÿѭӧc thí nghiӋm vӟi các tӍ lӋ pha trӝn khác nhau ÿӇ lӵa chӑn
tӍ lӋ tӕLѭX6DXÿyWKD\ÿәi liӅXOѭӧng sӱ dөng phө gia siêu dҿRYjKjPOѭӧng sӧi Polypropylen chiӅX GjLPPÿѭӡng kính 0,18 mm vào cҩp phӕi tӕLѭXÿӇ chӑn ÿѭӧc liӅXOѭӧng phө gia thích hӧp nhҩt phù hӧp vӟi yêu cҫXFѭӡQJÿӝ ÿһWUDYjÿӝ dҿo cӫa hӛn hӧp
VӅ quy trình thí nghiӋm tìm ra các tính chҩt mӟi trong hӛn hӧp bê tông in 3D, tác giҧ VDXNKLVѫEӝ tìm kiӃm phân loҥi hҥt tӕLѭXEDRJӗPFiW[LPăQJ, tro bay và silicafume VDXÿyWUӝn vӟi thành phҫn tӕLѭXÿmWKӱ nghiӋm vӟi sӧi và liӅXOѭӧng phө gia thay ÿәLÿӇ tiӃp cұn tính linh hoҥt tӕLѭXÿӝ dҿo, thӡi gian mӣ và khҧ QăQJ[ây dӵng NhҵPKѭӟQJÿӃn mөc tiêu thiӃt thӵc cho viӋc in ҩn, vӅ khҧ QăQJÿQWKjQKVӧi mӝt lӟp (khҧ QăQJPӣ rӝQJ YjVDXÿy[k\Gӵng thành nhiӅu lӟp (khҧ QăQJ[k\ dӵng) Khҧ QăQJÿQOjNKҧ QăQJYұn chuyӇn cӫa bê tông thông qua mӝt phӉu và hӋ thӕng EѫPÿӃn vòi mà nó có thӇ ÿQUDQKѭPӝt dây liên tөc Trong nghiên cӭu, tác giҧ GQJYzLSKXQÿѭӡQJNtQK PPÿQYӟi chiӅu dài dây 300 mm liên tөFÿӃn tәng chiӅu dài PPÿӇ kiӇm tra sӵ tҳc nghӁQÿѭӡng ӕng, sӵ Jm\[ѭѫQJJLӳa các dây ÿQ
Ĉӝ dҿo cӫa hӛn hӧp, có nhiӅXSKѭѫQJSKiSNiӇm tra bao gӗPÿӝ sөt và kiӇm tra dòng chҧy Tuy nhiên, tác giҧ sӱ dөQJSKѭѫQJSKiSÿROѭXELӃn bҵQJP{KuQK%LQJKDPÿӇ miêu tҧ
Thӡi gian mӣ là khoҧng thӡLJLDQPjÿӝ dҿo cӫa bê tông ӣ mӭc duy trì khҧ QăQJÿQ
Sӵ kӃt thúc cӫa thӡi gian mӣ ÿѭӧc tìm thҩ\OjFѭӡQJÿӝ chӏu cҳWWăQJN3DVRYӟi FѭӡQJÿӝ chӏu cҳt ban ÿҫu
Khҧ QăQJ[k\GӵQJÿѭӧF[iFÿӏnh là sӕ Oѭӧng các lӟp sӧi dây có thӇ ÿѭӧc xây dӵng, dӵa trên hình dҥQJÿѭӧc sӱ dөQJÿӇ ÿiQKJLiWtQKÿQYjELӃn dҥng cӫa các lӟp bên Gѭӟi
KӃt quҧ hӛn hӧp thiӃt kӃ khҧRViWVѫEӝ vӟi tӍ lӋ cát/ chҩt kӃt dính khác nhau vӟi hàm Oѭӧng cát là 75%, 70%, 65%, 60%, 55% Chҩt kӃt dính trong hӛn hӧp bao gӗm tӍ lӋ
cӕ ÿӏQK [L PăQJ WUR ED\ VLOLFDIXPH 7Ӎ lӋ 1&.' Qѭӟc/chҩt kӃt dính) là ÿѭӧc chӑQÿӇ thiӃt kӃ FѭӡQJÿӝ chӏXQpQQJj\ÿҥt 100 MPa Bҧng
thӇ hiӋn thành phҫn nguyên liӋXFKRQăPKӛn hӧp tӕLѭXWKӇ hiӋn B̫ng 1-1
Trang 27B̫ng 1-1: Nguyên li͏u t͙L˱XFKRFiFK͟n hͫp [3]
sӱ dөng cho hӛn hӧp 3 và hӛn hӧSÿӇ cҧi thiӋn khҧ QăQJÿQ9ӟi hӛn hӧp 4, hàm Oѭӧng sӧipolypropylen sӱ dөng tӕL ÿD NJ P3 Vӟi hӛn hӧS KjP Oѭӧng sӧi polypropylen lên tӟi 0,4 kg/ m3 Hӛn hӧSÿѭӧFÿiQKJLiOjhӛn hӧp tӕLѭXWURQJÿLӅu kiӋQpSÿQYjKjPOѭӧng chҩt kӃt dính Vì hӛn hӧp 5 có hàm Oѭӧng chҩt kӃt GtQKFDRKѫQKӛn hӧSQrQNK{QJÿѭӧFÿiQKJLiWKrP/LrQTXDQÿӃQÿӝ dҿo hӛn hӧSÿӕi vӟi khҧ QăQJÿQFѭӡQJÿӝ chӏu cҳt trong phҥm vi 0,3 ± N3D ÿѭӧc kiӇm soát bӣi liӅXOѭӧng phө gia siêu dҿR ÿӇ tӕLѭXÿӇ in hӛn hӧp 4 ThҩSKѫQN3a, bê tông sӁ TXiѭӟt nên xҧy ra phân tách trong hӋ thӕQJÿѭӡng ӕng Trên 0,9 kPa, bê tông
sӁ quá cӭng, sӁ rҩWNKyÿӇ LQYjNK{QJÿҥWÿѭӧc hình dҥng dài 4500 mm, hӛn hӧp bê W{QJÿQUDVӁ bӏ ÿӭt gãy, ngҳt quãng mà không thӇ in liên tөc Hӛn hӧSÿѭӧc sӱ dөQJÿӇ ÿiQKJLDYjWӕLѭXKyDFiFWtQKFKҩt khҧ QăQJ[k\Gӵng và thӡi gian mӣ
VӅ ÿӝ dҿo hӛn hӧp bê tông, bӏ ҧQKKѭӣng bӣLKjPOѭӧng sӱ dөng phө gia siêu dҿo, phө gia làm chұm và phө JLDWăQJWKӡi gian ninh kӃW7ăQJSKө gia siêu dҿo tӯ 0 ± 2%
chҩt kӃt dính sӁ WăQJÿӝ dҿo hӛn hӧp tӭc là giҧPFѭӡQJÿӝ chӏu cҳt (Hình 1-5), vӟi
kӃt quҧ trung bình cӫa ba lҫn thӱ nghiӋm [3]
Trang 28Hình 1-5: ̪nh K˱ͧng hàm O˱ͫng phͭ gia siêu d̓o 0,5%-2% ÿ͇n F˱ͥng ÿ͡ ch͓u
c̷t cͯa h͟n hͫp 4 [3]
Hӛn hӧp 4 trӝn vӟi 0,5% phө gia siêu dҿo sӁ quá cӭQJNK{QJLQÿѭӧc liên tөc, sӱ dөng 1,5%, 2% thì hӛn hӧp quá dҿo dүQÿӃn khLpSÿQFiFOӟSGѭӟi bӏ biӃn dҥng 'RÿyVӱ dөQJKjPOѭӧng phө gia siêu dҿRÿѭӧc chӑQÿӇ ÿiQKJLiNLӇm soát ҧnh Kѭӣng liӅu Oѭӧng phө gia làm chұPYjWăQJWKӡi gian ninh kӃWÿӝ dҿo hӛn hӧp và thӡi gian mӣ cӫa bê tông in Không giӕQJQKѭWiFGөng cӫa phө gia siêu dҿo trong khҧ QăQJErW{QJLQ 'WăQJOLӅXOѭӧng phө gia làm chұm thӡi gian ninh kӃt làm giҧPÿӝ dҿo hӛn hӧp, tӭc ljWăQJFѭӡQJÿӝ chӏu cҳWĈӕi vӟi phө gia làm chұm thӡi
gian ninh kӃt vӟLÿӝ dҿo hӛn hӧp xuҩt hiӋn tuyӃn tính (Hình 1-6)Ĉӕi vӟi phө gia OjPWăQJWKӡi gian ninh kӃt vӟLÿӝ dҿo hӛn hӧp xuҩt hiӋn phi tuyӃn, (Hình 1-7) [3]
Hình 1-6: ̪QKK˱ͧng hàm O˱ͫng phͭ gia làm ch̵m thͥi gian ninh k͇t vͣi h͟n
hͫp 4 [3]
Trang 29Hình 1-7: ̪QKK˱ͧng hàm O˱ͫng phͭ gia làm kéo dài thͥi gian ninh k͇t
vͣi h͟n hͫp 4 [3]
VӅ thӡi gian mӣÿѭӧc khҧRViWÿҫu tiên vӟi sӵ WKD\ÿәi phө gia siêu dҿo và không có phө gia làm chұm thӡi gian ninh kӃt và thӭ hai là vӟi phө gia làm chұm thӡi gian ninh
kӃt vӟLKjPOѭӧng 1% Hình 1-8 cho thҩy tác dөng cӫa phө gia siêu dҿRKjPOѭӧng
0-2% chҩt kӃWGtQKÿӃQÿӝ dҿo hӛn hӧp vӟi thӡi gian Thӡi gian mӣ NKLFѭӡQJÿӝ chӏu cҳWWăQJN3DPүu không khuҩy trӝn phө gia làm chұm thӡi gian ninh kӃt và
khuҩy trӝn phө gia làm chұm thӡi gian ninh kӃt 1%, xem Hình 1-8, Hình 1-9 [3]
Mүu phө gia siêu dҿo 0,5% có thӡi gian mӣ SK~WFѭӡQJÿӝ chӏu cҳWEDQÿҫu là 2,6 N3DVDXSK~WFѭӡQJÿӝ chӏu cҳWNK{QJÿRÿѭӧFYuYѭӧt quá khҧ QăQJWKLӃt bӏ (3,2 kPa) Vӟi phө gia siêu dҿo 1% thӡi gian mӣ là 5 phút, phө gia siêu dҿo 1,5% và 2% thӡi gian mӣ lên tӟi 15 phút và 18 phút Mүu khuҩy trӝn phө gia làm chұm thӡi gian ninh kӃt có thӡi gian mӣ OkXKѫQYӟi phө gia siêu dҿo 1% thӡi gian mӣ là 15 phút,
phө gia siêu dҿo 1,5% và 2% thӡi gian mӣ lên tӟLKѫQSK~W[em Hình 1-8 Tuy
nhiên sӱ dөng nhiӅu phө gia siêu dҿo sӁ giҧm khҧ QăQJ[k\GӵQJ'RÿySKө gia siêu dҿRÿѭӧc chӑQÿӇ ÿiQKJLiWiFÿӝng cӫa phө gia làm chұm thӡi gian ninh kӃt
Trang 30Hình 1-8: ̪QKK˱ͧng li͉u dùng phͭ gia siêu d̓Rÿ͇n kh̫ QăQJOjPYL͏c vͣi
thͥi gian [3]
Hình 1-9: ̪QKK˱ͧng li͉u dùng phͭ gia siêu d̓Rÿ͇n thͥi gian mͧ [3]
Thӡi gian mӣ bӏ ҧQKKѭӣng bӥi liӅXOѭӧng phө gia làm chұm thӡi gian ninh kӃt khác nhau tӯ 0 - 2% theo khӕLOѭӧng chҩt kӃt dính xem Hình 1-10, Hình 1-11
Ĉӕi vӟi các mүu không khuҩy trӝn phө gia phө gia siêu dҿo kӃt quҧ cho thҩy viӋc sӱ dөng phө gia làm chұm thӡi gian ninh kӃt ҧQKKѭӣQJNK{QJÿiQJNӇ ÿӃn thӡi gian mӣ6DXtWKѫQSK~WFѭӡQJÿӝ chӏu cҳt cӫa các mүXWăQJKѫQN3DYjKLӋQWѭӧng
ÿѭӧc quan sát thҩy giӕQJWѭѫQJWӵ ÿѭӡQJQpWÿӭt Hình 1-8 [3] Ĉӕi vӟi mүu khuҩy
trӝn, thӡi gian mӣ lên tӟi 100 phút khi 0,5% phө gia chұm thӡi gian ninh kӃWÿѭӧc WKrPYjR1KѭQJNKLWăQJKjPOѭӧng phө gia chұm thӡi gian ninh kӃWWKuFѭӡng
ÿӝ chӏu cҳWWăQJWKrPN3DVDXSK~WQKѭQJVDXÿyWăQJFKұm trong 90 phút Vӟi KjPOѭӧng 1- 2% phө gia chұm thӡi gian ninh kӃWÿmOjPJLҧm cѭӡQJÿӝ chӏu nén 1
Trang 31QJj\GѭӟL0SDWURQJNKLKjPOѭӧng 0,5% phө gia chұm thӡi gian ninh kӃWFѭӡng
ÿӝ chӏu nén 1 ngày WăQJOrQÿӃQ0SD'RÿyVӱ dөng 0,5% phө gia chұm thӡi gian ninh kӃt và 1% phө gia siêu dҿo là tӕLѭXFKRKӛn hӧp ӭng vӟi thӡi gian mӣ
Hình 1-10: ̪QKK˱ͧng li͉u dùng phͭ làm ch̵m thͥi gian ninh k͇Wÿ͇n thͥi
15 lӟp chiӅu rӝng 1 lӟp và chiӅu cao 34 lӟp chiӅu rӝng 5 lӟp Ӣ các chiӅu cao lҫQOѭӧt
Trang 3257, 60, 61, 61 lӟp và chiӅu rӝQJÿҥWÿѭӧc lҫQOѭӧt 2, 3, 4, 5 lӟSWѭѫQJӭng, chӍ có mӝt
sӧi ӣ mӛi nhóm sөSÿә, xem Hình 1-12 [9]
Hình 1-12: Kh̫ QăQJ[k\Gng h͟n hͫp ͧ F˱ͥQJÿ͡ ch͓u c̷t 0,55 kPa [3]
KӃt luұn, cho thҩy hӛn hӧp 4 vӟi tӍ lӋ N/CKD là 0,26, tӍ lӋ cát/CKD là 60/40, hàm Oѭӧng sӧi polypropylen 1,2 kg/m3 Hӛn hӧp cҫn sӱ dөng phө gia siêu dҿo 1% và phө gia làm chұm thӡi gian ninh kӃWÿӇ ÿҥWÿѭӧc khҧ QăQJOjPYLӋc tӕLѭXFӫDFѭӡng
ÿӝ chӏu cҳt 0,55 kPa, mӝt thӡi gian mӣ tӕLѭXOrQWӟi 100 phút và khҧ QăQJ[k\Gӵng mӝt sӕ Oѭӧng lӟn các lӟp vӟLGk\WyFNKiFQKDXFiFQKyP&ѭӡQJÿӝ nén cӫa hӛn hӧp này, bҵQJFiFKÿ~FPүu khuôn 100×100×100 mm, tҥi 1, 7, 28 và 56 ngày theo
BS EN 12390- OjYj0SDWѭѫQJӭng [9]
b 1ăP WiF JL̫ Ali Kazemian, Xiao Yuan, Evan Cochran, Behrokh KRVKQHYLVÿmWKc hi͏n nghiên cͱX³9̵t li͏XFyWtQK[LPăQJWURQJErW{QJLQ
' &iFSK˱˯QJSKiSWK͵ nghi͏m h͟n hͫSErW{QJLQ'´ [4]
Tác giҧ sӱ dөng các hӋ nguyên liӋu bao gӗm: cát có cӥ hҥWPP[LPăQJ3RUODQGloҥi II (XM), Silicafume (SF), sӧi Polypropylen (PP) (khӕLOѭӧng riêng 0,91 kg/m3, chiӅu dài 6mm), phө gia giҧP Qѭӟc tҫm cao (HRWRA), phө gia chӕng rӱa trôi 90$