TOM TAT LUẬN VĂNLuận văn tập trung nghiên cứu ảnh hưởng của các loại phụ gia hóa học và phụ gia khoáng ảnh hưởng đến thời gian ninh kết, cường độ chịu nén và cường độ chịu kéo dùng cho á
HINH ANH
Đường giao thong bê tông xi măng ở Mỹ
Thiết bị ván khuôn trượt thi công mặt đường bê tông xi măng
Hiện tượng lún mặt đường asphalt
Mặt đường bê tông xi măng
So sánh sự tương quan của cường độ nén và cường độ uốn Sơđ quá trình rắn chắc của xi măng
Sơđ cơ chế tác dụng Cơ chế tác dụng của phụ gia siêu hóa dẻo Cơ chế phụ gia giúp cải thiện tính linh động và rút ngắn thời gian đóng răn
Sod cau tạo mặt đường bê tông xi măng thông thường có khe nối
Kết cau mặt đường bê tông xi măng Sơđ bố trí khe co, khe dan và khe dọc
Sang đá qua sang Dinax 20 và rửa đá
Cát dùng làm thí nghiệm được cân trước khi thí nghiệm
Mau Silica fume dùng dé nghiên cứu Mau tro bay dùng dé nghiên cứu Chuẩn bị mẫu đúc bê tông
Trộn bê tông và thử độ sụt hỗn hợp bê tông Đúc mẫu bê tông
Bảo dưỡng mẫu bê tông Mẫu xác định cường độ nén Mẫu xác định cường độ kéo uốn Nén mẫu
Ray bê tong qua sàn 5mm Đúc mâu
Hình 4-14: Đo nhiệt độ bê tông và nhiệt độ môi trường
Dụng cụ xác định thời gian ninh kết Mau bê tông sau xác định thời gian ninh kết Biểu đ thời gian đông kết của hỗn hợp bê tông Mối quan hệ giữa tỷ lệ phụ gia hóa học và thời gian bắt đầu ninh kết
Mối quan hệ giữa tỷ lệ phụ gia khoáng và thời gian bắt đầu ninh kết
Mối quan hệ giữa kết hợp tỷ lệ phụ gia hóa học và phụ gia khoáng 10% Silica fume và thời gian bat đầu ninh kết
Mối quan hệ giữa tỷ lệ phụ gia hóa học và thời gian kết thúc ninh kết
Mối quan hệ giữa tỷ lệ phụ gia khoáng và thời gian kết thúc ninh kết
Mối quan hệ giữa kết hợp tỷ lệ phụ gia hóa học và phụ gia khoáng Silica fume 10% và thời gian kết thúc ninh kết
Mối quan hệ giữa tỷ lệ phụ gia hóa học và thời gian ninh kết Mối quan hệ giữa tỷ lệ phụ gia khoáng và thời gian ninh kết Mối quan hệ giữa tỷ lệ phụ gia khoáng và thời gian ninh kết Mỗi quan hệ giữa tỷ lệ phụ gia hóa học và cường độ chịu nén
Mỗi quan hệ giữa tỷ lệ phụ gia hóa học và cường độ chịu nén
Mối quan hệ giữa ty lệ phụ gia hóa học va cường độ chịu nén Ú7 ngày
Mỗi quan hệ giữa tỷ lệ phụ gia hóa học và cường độ chịu nén
Mối quan hệ giữa tỷ lệ phụ gia khoáng và cường độ chịu nén
Luận văn thạc sĩ Si
Mối quan hệ giữa ty lệ phụ gia khoáng va cường độ chịu nén
Mối quan hệ giữa tỷ lệ phụ gia khoáng và cường độ chịu nén Ú7 ngày
Mối quan hệ giữa tỷ lệ phụ gia khoáng và cường độ chịu nén
Mối quan hệ giữa tỷ lệ phụ gia hóa học và khoáng đến cường độ chịu nén 01 ngày
Mối quan hệ giữa tỷ lệ phụ gia hóa học và khoáng đến cường độ chịu nén 03 ngày
Mối quan hệ giữa tỷ lệ phụ gia hóa học và khoáng đến cường độ chịu nén 07 ngày
Mối quan hệ giữa tỷ lệ phụ gia hóa học và khoáng đến cường độ chịu nén 28 ngày
Mỗi quan hệ giữa ty lệ phụ gia hóa học và cường độ chịu uốn
Mối quan hệ giữa tỷ lệ phụ gia khoáng và cường độ chịu uốn
Mối quan hệ giữa kết hợp tỷ lệ phụ gia hóa học, phụ gia khoáng và cường độ chịu uốn 28 ngày
Biểu đ Biểu đ Biểu đ Biểu đ Biểu đ Biểu đ Biểu đ Biểu đ thời gian bắt đầu ninh kết của các mẫu bê tông thời gian kết thúc ninh kết của các mẫu bê tông thời gian ninh kết của các mẫu bê tông cường độ chịu nén 01 ngày tuôi của các mẫu bê tông cường độ chịu nén 03 ngày tuôi của các mẫu bê tông cường độ chịu nén 07 ngày tudi của các mẫu bê tông cường độ chịu nén 28 ngày tuôi của các mẫu bê tông cường độ chịu uôn 28 ngày tuôi của các mâu bê tông
BANG BIEU
THỰC NGHIEM VA ĐÁNH GIA KET QUA THÍ NGHIỆM
TY lệ phụ Thời gian bắt
Loại phụ gia Mâu ia (%) dau
Không sử dụng phụ gia AO 0 225
Phụ gia siêu déo gốc _ AI5 0.5 230
Lignosulphonate (AJ) rút ngăn AI10 1 250 thoi gian ninh ket AHS 1.5 260
Phụ gia siêu dẻo gôc Polymer All5 0.5 190 sulphonate Melamine (AII rút AIII0 1 170 ngăn thời gian ninh kết va giảm nước AIHIS 1.5 160
Phụ gia siêu dẻo gốc Sodium AII5 0.5 200
Naphthalene Lignosulphonate AHHI0 l 180 (AIID rút ngăn thời gian thi công | AIII15 1.5 150
Hình 4-1: Mối quan hệ giữa ty lệ phụ gia hóa học và thời gian bắt đầu ninh kếtKết quả trên hình 4-1 nhận thấy thời gian bắt đầu ninh kết như sau:
- Khi bê tông xi măng có cường độ chịu nén thiết kế là 300 kg/cm’, cường độ chịu uốn 40kG/cm’, sử dụng lượng nước nhào trộn là 170 lít có thời gian bắt đầu ninh kết là 225 phút.
- Đối với mẫu phụ gia hóa học AI gốc Lignosulphonate với hàm lượng 0,5 - 1,5% thi thời gian bắt đầu ninh kết thay đồi là 230 — 260 phút Càng tăng hàm lượng phụ gia thì thời gian bắt đầu ninh kết của bê tông có xu hướng càng tăng Thời gian bắt đầu ninh kết lớn hơn so với mẫu không sử dụng phụ gia.
- Đối với mẫu phụ gia hóa học AII gốc Polymer sulphonate Melamine sử dụng với hàm lượng 0,5 — 1,5% thì thời gian bat đầu ninh kết đạt từ 160 - 190 phút.
Thời gian này thấp hơn nhiều so với bê tông không sử dụng phụ gia.
- Đối với mẫu phụ gia hóa hoc AII gốc Sodium Naphthalene Lignosulphonate sử dung với hàm lượng 0,5 — 1,5% thì thời gian bắt đầu ninh kết đạt 180 — 200 phút Khoảng thời gian bắt đầu ninh kết này thấp hơn so với mẫu không sử dụng phụ gia Tuy nhiên khoảng thời gian thay đổi của AIH với hàm lượng phụ gia lớn hơn so với mẫu AII.
Do đó, phụ gia hóa học sẽ tác động rất nhiều đến thời gian ninh kết của bê tông ngay từ thời gian bắt đầu ninh kết.
4.1.2 Anh hưởng của các loại phụ gia khoáng đến thời gian bat đầu ninh kết Bảng 4-2: Kết quả thực nghiệm thời gian bắt đầu ninh kết và tỷ lệ phụ gia khoáng
Loại phụ gia Kí none be Ty lệ phụ gia (%) TT (phúc
BHI0 10 240 Tro bay (BII) BII20 20 260
Hình 4-2: Mối quan hệ giữa ty lệ phụ gia khoáng và thời gian bat đầu ninh kết
Kết quả trên hình 4-2 nhận thấy thời gian bắt đầu ninh kết như sau:
- Đối với mẫu sử dụng phụ gia khoáng Silaca fume BI với hàm lượng 5-15% thì thời gian bắt đầu ninh kết thay đối là 235 — 240 phút Càng tăng hàm lượng phụ gia thì thời gian bắt đầu ninh kết của bê tông có xu hướng càng tăng Thời gian bắt đầu ninh kết lớn hơn so với mẫu không sử dụng phụ gia A0.
- Đối với mẫu sử dụng phụ gia khoáng Tro bay BII sử dụng phụ gia với hàm lượng 10 — 30% thì thời gian bắt đầu ninh kết đạt từ 240 - 280 phút Thời gian này tăng hơn nhiều so với bê tông không sử dụng phụ gia A0 và mẫu sử dụng phụ gia
Do đó, cấp phối bê tông sử dụng phụ gia khoáng đã tác động rat nhiều đến thời gian ninh kết của bê tông ngay từ thời gian bắt đầu ninh kết là có xu hướng làm tăng thời gian bắt đầu ninh kết của bê tông.
4.1.3 Đánh giá ảnh hưởng của phụ gia hóa học và phụ gia khoảng dén tính chất của bê tông xỉ măng Ứng dụng phép phân tích phương sai Anova để xem xét sự khác biệt thời gian bat dau ninh kết tô hợp các mâu theo các nhóm sau:
Bang 4-3: Phân nhóm dé tổ hợp phân tích Anova về thời gian bat đầu ninh kết
Sử dụng Chương trình SPSS_ dé phân tích phương sai Anova cho các nhóm thí nghiệm trên ta được:
Bảng 4-4: Kết quả phân tích Anova cho các nhóm
Sum of Mean Squares df Square F Sig.
Nhan thay giá tri sig nhỏ hơn 0,05 nên co sự khác biệt lớn các nhóm về thời gian bat đầu ninh kết Phân tích sự khác biệt trong các nhóm theo Tukey HSD, ta có bảng sau:
Bảng 4-5: Kết quả phân tích Tukey HSD tổ hợp giữa các nhóm
(1) Nhom Difference Lower Upper Nhom (I-J) Std Error] Sig Bound Bound
* The mean difference is significant at the 0.05 level
Qua két qua kiém dinh Anova trén ta thay:
- Nhóm | và các nhóm khác: Các giá tri sig tổ hợp nhóm 1 va 2; nhóm | va nhóm 3 nhỏ hơn 0.05 nên nhận thấy có sự khác biệt về thời gian bắt đầu ninh kết,tức là cần phối hợp các loại phụ gia AIAII, AIAII dé tối ưu hóa về rút ngắn thời gian bat đầu ninh kết của bê tông:
- Nhóm 2 và các nhóm khác: Các giá trị sig tô hợp nhóm 2 và 4, nhóm 2 và 5 nhỏ hơn 0.05 nên nhận thấy có sự khác biệt về thời gian bắt đầu ninh kết, tức là cần phối hợp các loại phụ gia: AIIBI, AIIBII dé tối ưu hóa về rút ngăn thời gian bat đầu ninh kết của bê tông:
- Nhóm 3 và các nhóm khác: Các giá trị sig tổ hợp nhóm 3 và 5, nhóm 3 và 4 nhỏ hơn 0.05 nên nhận thấy có sự khác biệt về thời gian bắt đầu ninh kết, tức là cần phối hợp các loại phụ gia: AIHBI, AIIIBII dé tối ưu hóa vẻ rút ngăn thời gian bắt đầu ninh kết của bê tông;
Do đó, cần phối hợp tối ưu hóa thành phần phụ gia của AIAII, AIAIH, AIIBI, AIIBII, AIIBI, AIIBII dé kiểm tra chọn cấp phối có thời gian bat đầu ninh kết rút ngắn tối ưu Nhận thấy riêng mẫu BII có thời gian bắt đầu ninh kết lớn và các mẫu AI, AI, AIH có thời gian bắt đầu ninh kết thấp hơn quy định thi công mặt đường (Quyết định số 1951/QD-BGTVT ngày 17/8/2012 về ban hành Quy định tạm thời kỹ thuật thi công và nghiệm thu mặt đường bê tông xi măng trong xây dựng công trình giao thông quy định thời gian bắt đầu ninh kết không nhỏ hơn 3h (180 phút)) nên phân tích AIBI, AHBI, AIHBI để xem xét rút ngắn thời gian ninh kết.
4.1.4 Ảnh hưởng của kết hợp các loại phụ gia hóa học và phụ gia khoáng đến thời gian bắt dau ninh kết
Bảng 4-6: Kết quả thực nghiệm thời gian bắt đầu ninh kết và kết hợp tỷ lệ phụ gia hóa học và phụ gia khoáng 10% Silica fume
Loại : Tỷ lệ phụ gia | Týlệphụgia | [hot stan bat phụ gia Mâu hóa học (%) khoáng (%) dâu ninh kết ° : (phút)
AII5BII0 15 10 240 AIISBII0 05 10 190 AIBI [| AHI0BI0 | 10 160
AIIISBII0 15 10 150 AIII5BII0 05 10 170 AIIBI | AIHI0BI0 | 10 140
Hình 4-3: Mối quan hệ giữa kết hợp tỷ lệ phụ gia hóa học vả phụ gia khoáng 10% Silica fume và thời gian bắt đầu ninh kết
Kết quả trên hình 4-3 nhận thấy thời gian bắt đầu ninh kết như sau:
- Đối với mẫu kết hợp sử dụng phụ gia hóa học siêu dẻo gốc Lignosulphonate AI có hàm lượng thay đổi từ 0,5 - 1,5% và phụ gia khoáng Silica fume với hàm lượng 10% (AIBI) thi thời gian bắt đầu ninh kết thay đổi là 220 — 240 phút Cảng tăng hàm lượng phụ gia hóa học rút ngắn thời gian ninh kết thì thời gian bắt đầu ninh kết của bê tông có xu hướng tăng từ 0,5% - 1% và bằng nhau từ 1% - 1,5% Thời gian bắt đầu ninh kết mẫu từ 1% - 1,5% lớn hơn so với mẫu không sử dụng phụ gia (A0).
AIII10 1 37
KET LUAN VA HUONG PHAT TRIEN CUA DE TAI
5.1 Kết luận Nghiên cứu ảnh hưởng của phụ gia hóa học và phụ gia khoáng đến thời gian ninh kết và tính chất cường độ của bêtông xi măng cho áo đường cứng đạt được kết quả như sau: a) Thành phần cấp phối bê tông sử dụng phụ gia hóa học siêu dẻo gốc
Lignosulphonate (AI), Polymer sulphonate Melamine (AII), Sodium Naphthalene
Lignosulphonate (AI) với ham lượng 0,5-1,5%, phụ gia khoáng Silicafume (BI) hàm lượng 5-15%, Tro bay (BII) hàm lượng 10-30% có tác dụng thay đổi thời gian ninh kết, giảm nước và thay đổi cường độ chịu nén và chịu uốn của bê tông áo đường cứng. b) Thanh phan cấp phối của bê tông xi măng sử dụng kết hợp ham lượng phụ gia hóa học siêu dẻo gốc Lignosulphonate (AI), Polymer sulphonate Melamine
(AID), Sodium Naphthalene Lignosulphonate (AI) hàm lượng 0,5-1,5% và phụ gia khoáng Silicafume (BI) ham lượng 10% có ảnh hưởng rat lớn đến thời gian đông kết của bê tông như làm giảm đáng ké thời gian bắt đầu ninh kết, thời gian kết thúc ninh kết va thời gian ninh kết; tăng tính dễ thi công, tăng nhanh cường độ tuổi sớm bê tông và đạt lớn cường độ thiết kế ban đầu đáng kể, đảm bảo yêu cầu theo quy định thi công mặt đường giao thông về độ sụt, thời gian ninh kết, cường độ chịu kéo, chịu nén, cụ thể như sau:
- Nghiên cứu ảnh hưởng phụ gia hóa học siêu dẻo gốc Lignosulphonate (AJ),
Polymer sulphonate Melamine (AII), Sodium Naphthalene sulphonate (AIII) hàm lượng 0,5-1,5% và phụ gia khoáng Silicafume (BI) hàm lượng 10% đến thời gian ninh kết của bê tông cho cấp phối tối ưu như sau:
+ Khi sử dụng phối hợp phụ gia hóa học siêu dẻo gốc Lignosulphonate (AI)1-1,5% và phụ gia khoáng silicafume 10% (AII0B10, AI15BI10) cho kết quả thời gian bắt đầu ninh kết đạt 240 phút, thời gian kết thúc ninh kết đạt 290-310 phút,thời gian ninh kết 50-70 phút, giảm 45-65 phút so với mẫu không sử dụng phụ gia
AO (thời gian bat đầu ninh kết 225 phút, thời gian kết thúc ninh kết 340 phút, thoi gian ninh kết 115 phút);
+ Khi sử dụng phối hợp phụ gia hóa học siêu dẻo Polymer gốc sulphonate Melamine 0,5% phụ gia hóa học rút ngăn thời gian thi công và 10% silica fume (AII5B10) có thời gian bắt đầu ninh kết 190 phút, thời gian kết thúc ninh kết 240 phút, thời gian ninh kết đạt 50 phút, giảm 65 phút so mẫu không sử dụng phụ gia.
- Nghiên cứu ảnh hưởng phụ gia hóa học siêu dẻo gốc Lignosulphonate (AJ),
Polymer sulphonate Melamine (AII), Sodium Naphthalene sulphonate (AIII) hàm lượng 0,5-1,5% va phụ gia khoáng Silicafume ham lượng 10% đến cường độ chịu nén, uốn của bê tông cho cấp phối tối ưu như sau:
+ Khi sử dụng phối hợp phụ gia hóa học siêu dẻo gốc Lignosulphonate (AI) 1-1,5% và phụ gia khoáng silicafume 10% (AII0BI0, AI15BI10) cho kết qua:
Cường độ chịu nén 01 ngày tuổi đạt 140-150 kG/cm’, tăng 45-55kG/cm* so mẫu không sử dụng phụ gia AO (95 kG/cm'), đạt 50% cường độ thiết kế; Cường độ chịu nén 3 ngày tudi dat 230 kG/cm’, tăng 73kG/cm“ so mẫu không sử dụng phụ gia AO (157 kG/cm'), đạt 76% cường độ thiết kế; Cường độ chịu nén 7 ngày đạt 270-290 kG/cm”, tăng 85-105kG/cm” so mẫu không sử dụng phụ gia AO (185 kG/cm”), đạt 95% cường độ thiết kế và cường độ chịu nén 28 ngày dat 360-370 kG/cm’, tăng 40- 50kG/cm so mẫu không sử dụng phụ gia AO (320 kG/cm'), đạt 120% cường độ thiết kế Cường độ chịu uốn 28 ngày tuổi đạt 44 kG/cm’, tăng 5kG/cm” so mau không sử dụng phụ gia A0 (39 kG/cm”), đạt 110% cường độ thiết kế.
+ Khi sử dụng phối hợp phụ gia hóa học siêu dẻo gốc Polymer sulphonate Melamine (ATII) 0,5% và phụ gia khoáng silicafume 10% (AIISBI10) cho kết quả:
Cường độ chịu nén 1 ngày tuổi đạt 120 kG/cm’, tăng 25kG/cm” so mẫu không sử dụng phụ gia (95 kG/cm'), đạt 40% cường độ thiết kế; Cường độ chịu nén 3 ngày tuổi đạt 220 kG/cm”, tăng 63kG/cm” so mau không sử dụng phụ gia AO (157 kG/cm'), đạt 72% cường độ thiết ké; Cường độ chịu nén 7 ngày đạt 270kG/cm’,tang 85kG/cm” so mẫu không sử dụng phụ gia A0 (185 kG/cm'), đạt 90% cường độ thiết kế và cường độ chịu nén 28 ngày đạt 350 kG/cm”, tăng 30kG/cm” so mẫu không sử dụng phụ gia AO (320 kG/cm’), đạt 115% cường độ thiết kế; Cường độ chịu uốn 28 ngày tuổi đạt 42 kG/cm”, tăng 3kG/cm” so mẫu không sử dụng phụ gia A0 (39 kG/cm”), đạt 105% cường độ thiết kế.
- Theo Quyết định số 1951/QD-BGTVT ngày 17/8/2012 về ban hành Quy định tạm thời kỹ thuật thi công và nghiệm thu mặt đường bê tông xi măng trong xây dựng công trình giao thông, quy định thời gian bắt đầu ninh kết quy định không nhỏ hon 1,5 giờ (khi mùa hè là 3 gid) va thời gian kết thúc ninh kết không quá 10h;
Cường độ chịu nén bê tông khi tháo ván khuôn không nhỏ hon 0,8MPa; Khi thi công bằng máy rải thì sau khi bảo dưỡng, cường độ chịu nén bê tông phải lớn hơn hoặc bằng 70% cường độ thiết kế mới được thi công rải làn đường bên cạnh
Do đó, nghiên cứu mặt đường bê tong xi măng sử dụng phụ gia hóa học va phụ gia khoáng nêu trên tăng cường độ tuổi sớm và tính dé thi công dé rút ngăn thời gian thi công, thông xe mặt đường sớm đảm bảo yêu cau về cường độ, độ bên là có thé thực hiện nhằm đưa công trình vào khai thác sử dụng sớm, giảm được chi phí đầu tư và đảm bảo điều kiện giao thông thông suốt trong các công trình giao thông là rất cần thiết hiện nay.
5.2 Hướng phát triển của đề tài
- Nghiên cứu ảnh hưởng các chỉ tiêu co lý cua mặt đường bê tông xi măng có sử dụng phụ gia hóa học và phụ gia khoáng dùng cho áo đường cứng như độ hút nước, độ co ngót, độ mài mòn dé phát triển cấp phối đưa vào sử dụng trên thực tế.
- Nghiên cứu ảnh hưởng quá trình khai thác, sử dụng phối hợp các loại phụ gia hóa học và khoáng dùng cho mặt đường ô tô nhằm thi công sớm đưa vào sử dụng, thông xe nhanh, đảm bảo chịu lực và các tính chất khác của bê tông theo thời gian, so sánh mặt đường bê tông thông thường không sử dụng phụ gia.
- Nghiên cứu sử dụng bê tông có sử dụng phụ gia hóa học và phụ gia khoáng để thiết kế mặt đường cấp cao thay thế hoặc kết hợp mặt đường bê tông nhựa (lớp trên) trong lĩnh vực giao thông vận tai.
