Nghiên cứu thiết kế thành phần cấp phối bê tông mác 60 mpa sử dụng phối hợp tro trấu, tro bay và phụ gia siêu dẻo

L IC M N Trong trình h c t p làm lu n v n t t nghi p cao h c, đ th y, cô giáo tr ng c s giúp đ c a i h c Th y L i, đ c bi t th y giáo TS Nguy n Trinh s tham gia góp ý c a nhà khoa h c, th y, giáo ình n nay, tác gi hoàn thành lu n v n th c s v i đ tài lu n v n: “Nghiên c u thi t k thành ph n c p ph i bê tông mác 60 mpa s d ng ph i h p tro tr u, tro bay ph gia siêu d o” Tác gi bày t lòng bi t n sâu s c t i th y giáo TS Nguy n h ình Trinh ng d n, ch b o t n tình cung c p ki n th c khoa h c c n thi t trình th c hi n lu n v n Xin chân thành c m n th y, cô giáo thu c B môn V t Li u Xây D ng, phòng t o i h c Sau i h c tr ng i h c Th y L i t o m i u ki n thu n l i cho tác gi hoàn thành t t lu n v n th c s c a Do trình đ , kinh nghi m c ng nh th i gian nghiên c u h n ch nên Lu n v n khó tránh kh i nh ng thi u sót, tác gi r t mong nh n đ c nh ng ý ki n đóng góp c a quý đ c gi Xin trân tr ng c m n! Hà N i, tháng n m 2014 Tác gi lu n v n Nguy n Th Long L I CAM OAN Tôi xin cam đoan đ tài lu n v n s n ph m nghiên c u c a riêng cá nhân Các s li u k t qu lu n v n hoàn toàn v i th c t ch a đ c công b t t c cơng trình tr đ c ghi rõ ngu n g c c T t c trích d n Hà N i, tháng n m 2014 Tác gi lu n v n Nguy n Th Long M CL C M U CH NG 1: T NG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN C U TÔNG C NG NG D NG BÊ CAO TRÊN TH GI I VÀ T I VI T NAM 1.1 Khái ni m v bê tông c ng đ cao .6 1.2 Tình hình nghiên c u ng ng d ng bê tông c ng đ cao th gi i 1.3 Tình hình nghiên c u ng ng d ng bê tông c ng đ cao t i Vi t Nam 10 1.4 u nh c m c a bê tông c ng đ cao 13 1.5 Thành ph n c u trúc c a bê tơng c 1.5.1 Ph gia khống bê tơng c ng đ cao 15 ng đ cao .17 1.5.2 Ph gia hóa h c 23 K t lu n ch CH ng 26 NG 2: V T LI U VÀ PH 2.1 Ph NG PHÁP NGHIÊN C U 27 ng pháp nghiên c u: lý thuy t k t h p v i th c nghi m 27 2.1.1 Các ph ng pháp nghiên c u tính ch t v t li u s d ng .27 2.1.2 Các ph ng pháp nghiên c u tính ch t c a h n h p bê tông bê tông c ng đ cao 28 2.2 V t li u s d ng nghiên c u 31 2.2.1 C t li u nh .31 2.2.2 C t li u l n 31 2.2.3 Xi m ng .32 2.2.4 Ph gia khoáng m n 33 2.2.5 Ph gia siêu d o 34 2.2.6 N c 35 2.3 Các tính ch t c lý c a v t li u s d ng 35 2.3.1 C t li u nh 35 2.3.2 C t li u l n 36 2.3.3 Xi m ng .38 2.3.4 Tro tr u 39 2.3.5 Trobay .40 2.3.6 Ph gia siêu d o 41 K t lu n ch CH ng 42 NG 3: K T QU NGHIÊN C U .43 3.1 Yêu c u v ch t l ng c a v t li u dùng đ thi t k bê tông c 3.2 Thi t k thành ph n c p ph i bê tông c ng đ cao 43 3.3 Các tính ch t, ch tiêu c lý c a h n h p bê tông bê tông c 3.3.1 Tính cơng tác c a h n h p bê tông c 3.3.2 Kh i l ng đ cao .43 ng đ cao .68 ng đ cao 68 ng th tích c a bê tông 72 3.3.3 C ng đ nén c a bê tông 73 3.3.4 C ng đ kéo u n c a bê tông .74 3.3.5 Tính ch ng th m c a bê tơng .75 3.4 su t ph ng án s d ng bê tông c ng đ cao xây d ng cơng trình th y l i .76 K t lu n ch ng 76 K T LU N VÀ KI N NGH 77 TÀI LI U THAM KH O DANH M C CÁC KÍ HI U, C M T KÍ KÍ HI U TÊN ACI Vi n bê tông M ASTM HI U Hi p h i v t li u ph ng pháp th M ng đ cao VI T T T TÊN PGSD Ph gia siêu d o R n7 C ng đ nén R n28 C ng đ nén tu i 28 ngày C ng đ kéo u n tu i ngày BTC C Bê tông c BTXM Bê tông xi m ng R ku7 C Cát R ku28 C/CKD T l cát ch t k t dính SN C/CL T l cát c t li u TB Tro bay CKD Ch t k t dính TT Tro tr u CL C t li u TCVN Tiêu chu n Vi t Nam CP C p ph i XM Xi m ng ngày C ng đ kéo u n 28 ngày s t 5-10 d m 5-10mm CPQH C p ph i quy ho ch 10-20 d m 10-20mm N N KLTT Kh i l ng th tích tu i c tu i DANH M C CÁC B NG BI U B ng 1.1 – Phân c p bê tông c B ng 1.2 M t s c u đ ng đ cao .6 c thi công b ng bê tông c B ng1.3 M t s c u thi công b ng bê tông c B ng1.4 M t s mác bê tơng n hình đ ng đ cao ng đ cao Nh t M c s d ng cho cơng trình Vi t Nam 12 B ng 1.5: Yêu c u k thu t đ i v i ph gia khống cho bê tơng .20 B ng 2.1 Các thí nghi m theo tiêu chu n s d ng nghiên c u tính ch t v t li u .27 B ng 2.2 Các thí nghi m theo tiêu chu n nghiên c u tính ch t c a h n h p bê tông bê tông 28 B ng 2.3.Ch tiêu th tính ch t h n h p bê tông 30 B ng 2.4 Hàm l ng t i đa cho phép c a mu i hòa tan, ion sunfat, ion clorua c n không tan n c tr n bê tông v a 35 B ng 2.5: K t qu tính ch t c b n c a cát vàng Sông Lô .36 B ng 2.6.Thành ph n h t c a đá 5-10 10-20 37 B ng 2.7 T ng h p m t s tính ch t c lý c a đá d m Ph Lý - Hà Nam 37 B ng 2.8 Thành ph n hóa c a xi m ng PC40 Bút S n 38 B ng 2.9 Thành ph n khoáng c a xi m ng PC40 Bút S n 38 B ng 2.10: K t qu thí nghi m tính ch t c lý c a Xi m ng 38 B ng 2.11 Thành ph n hóa c a tro tr u .39 B ng 2.12 Các tính ch t hóa lý c a tro tr u 39 B ng 2.13 Các tính ch t c lý c a tro tr u .40 B ng 2.14 Thành ph n hóa h c c a tro n 40 B ng 2.15 Tính ch t c a tro n theo ASTM C618 .40 B ng 2.16 M t s tính ch t khác c a tro n 41 B ng 2.17 M t s tính ch t k thu t c a ph gia GLENIUM ACE 388 .41 B ng 3.1: S ph thu c đ x p vào ki u s p x p c a h t 45 B ng 3.2 : S ph thu c c a đ r ng vào s ph i h p c p h t 46 B ng 3.3:K t qu ph i h p c p h t X2 (5 ÷ 10mm) c p h t X3 (10 ÷ 20mm) 50 B ng 3.4 Thành ph n h t h n h p đá 5-10 10-20 sau ph i tr n 51 B ng 3.5: K t qu ph i h p c p h t X1 (0 ÷ 5mm) c p h t X2 X3 52 B ng 3.6 B ng cl ng l ng dùng n c d a vào đ s t c a h n h p bê tông Dmax c a c t li u 56 B ng 3.7 B ng tra t l N/XM d a vào c tr ng đ nén kích th c h t c t li u ng h p có ho c khơng có PGSD 57 B ng 3.8 Thành ph n c p ph i g c ch s d ng xi m ng cho 1m3 bê tông .58 B ng 3.9 Thành ph n c p ph i g c ch s d ng xi m ng có ph gia siêu d o cho 1m3 bê tông 58 B ng 3.10 Kh i l ng v t li u dùng cho 1m3 h n h p bê tơng ch có xi m ng sau quy đ i .59 B ng 3.11 Thành ph n c p ph i s d ng PGK thay th xi m ng cho 1m3 bê tông (tr c hi u ch nh) 60 B ng 3.12 Thành ph n c p ph i s d ng PGK thay th xi m ng cho 1m3 bê tông (sau hi u ch nh) 60 B ng 3.13: B ng th ng kê l ng dùng v t li u s b cho 1m3 h n h p bê tông c a c p ph i ch có xi m ng (CPG) c p ph i có ph gia khống (CP PGK) .61 B ng 3.14 K t qu thí nghi m c a c p ph i (CPG, CP PGK) s b .61 B ng 3.15: K ho ch thí nghi m b c hai tâm xoay 64 B ng 3.16 : Ma tr n k ho ch thí nghi m b c hai tâm xoay .64 B ng 3.17 B ng thành ph n v t li u dùng cho 1m3 h n h p bê tông 65 B ng 3.18 B ng giá tr hàm m c tiêu 65 B ng 3.19 : B ng thành ph n c p ph i v t li u dùng cho 1m3 bê tông c a c p ph i quy ho ch (CPQH) .67 B ng 3.20 : K t qu ki m tra s b c p ph i quy ho ch (CPQH) 68 B ng 3.21: B ng th ng kê l ng dùng v t li u cho c a c p ph i kh o sát tính ch t 69 B ng 3.22: K t qu ti n hành xác đ nh đ s t c a h n h p bê tông 70 B ng 3.23 B ng th ng kê k t qu xác đ nh KLTT c a c p ph i bê tông 72 B ng 3.24: K t qu c ng đ nén c a c p ph i bê tông 73 B ng 3.25 : K t qu c ng đ kéo u n c a c p ph i bê tông 74 B ng 3.26 : K t qu thí nghi m kh n ng ch ng th m c a bê tông 75 DANH M C CÁC HÌNH V , TH Hình 1.1.Tồn c nh đ p th y n Tam Hi p-Trung Qu c Hình 1.2 p tràn th y n Myasage-Nh t B n .9 Hình 1.3 Tịa nhà the Bow cao 236m - n m thành ph Calgary, t nh Alberta, Canada .10 Hình 1.4 Cây c u d n n c Magdeburg c 10 Hình 1.5 C u M Thu n, thành ph V nh Long, Vi t Nam .12 Hình 1.6 Ph i c nh 3D th y n S n La 12 Hình 1.7 M i quan h gi a c ng đ ch u nén c a bê tông t ng chi phí m t đ n v c t v i k t c u nhà 15 t ng 14 Hình 1.8 Hi u qu v v t li u ti t di n s d ng bê tơng c ng đ cao 15 Hình 1.9 C ch hoá d o c a ph gia hoá h c 25 Hình 2.1: S đ ph ng pháp xác đ nh đ ch y c a v a 29 Hình 2.2 Lị đ t tr u 34 Hình 3.1 : Các ki u s p x p c a h t c t li u .44 Hình 3.2 th bi u di n nh h ng c a h s n đ y đ n đ r ng h n h p CL 50 Hình 3.3 th bi u di n nh h ng c a h s n đ y đ n KLTT h n h p CL 51 Hình 3.4 th bi u di n thành ph n h t h n h p đá 5-10 10-20 sau ph i tr n .52 Hình 3.5 th bi u di n nh h Hình 3.6 th bi u di n nh h Hình 3.7: Quan h gi a c ng c a h s n đ y đ n đ r ng h n h p CL 53 ng c a h s n đ y đ n KLTT h n h p CL 53 ng đ bê tông t l N/X theo lo i xi m ng, bi u đ Walz 55 Hình 3.8 Các đ Hình 3.9: ng đ ng m c bi u di n quan h gi a Yv i A B 67 th bi u di n quan h gi a Yv i A B 67 Hình 3.10: HHBT v a cho t máy tr n t 69 Hình 3.11: Cơn th đ s t theo TCVN 3016:1993 69 Hình 3.12 th th hi n tính cơng tác c a h n h p bê tông 70 Hình 3.13 Hình 3.14: th th hi n c th th hi n c ng đ nén c a bê tông tu i ngày 28 ngày 73 ng đ kéo u n c a bê tông tu i ngày 28 ngày 74 Hình 3.15 : th th hi n kh n ng ch ng th m c a bê tông 76 M U I Tính c p thi t c a đ tài n c ta hi n ngày địi h i có thêm nhi u ch ng lo i v t li u xây d ng m i u vi t nh m nâng cao ch t l ng cơng trình, đ y nhanh t c đ thi công, đ ng th i h giá thành xây d ng, đem l i hi u qu kinh t , v.v… Bê tông m t lo i v t li u ph bi n cơng trình xây d ng dân d ng công nghi p Hi n nay, n c ta bê tông đ c s d ng r t r ng rãi nh ng c n ti p t c nghiên c u phát tri n đ đáp ng yêu c u ngày cao v ch t l ng, nh t xây d ng cơng trình đ c bi t Vi t Nam n c có b bi n dài ch y d c đ t n c nên vi c xây d ng c ng, đê kè đ ph c v nhu c u phát tri n v kinh t , giao l u, thông th n ng v i c th gi i r t c n thi t M t khác, Vi t Nam c ng có nhi u d án xây d ng cơng trình th y l i, th y n đ đáp ng nhu c u phát tri n chung c ađ tn c Trong có lo i cơng trình r t quan tr ng, không nh ng nh h l n đ n kinh t mà c an ninh, qu c phịng c a đ t n c, đ p th y n i v i đ p tr ng l c, bê tông làm l p lõi đ p có yêu c u c quan tr ng nh t ph i gi i quy t v n đ ng ng đ không cao ng su t nhi t xi m ng th y hóa, gi i pháp t t nh t áp d ng công ngh bê tông đ m l n L p v c a đ p ch u tác đ ng xói mịn (mài mịn, khí th c n mòn ) [15] tr c ti p c a n ho i r t nhanh Theo kinh nghi m c a n c c nên bi phá c th gi i, vi c s d ng bê tơng ng đ cao(có t l N/X th p) bi n pháp t t nh t đ làm t ng tu i th c a cơng trình này[22] Tóm l i, cơng trình th y công v t li u bi phá ho i r t nhanh, đ c bi t d i tác d ng c a dịng ch y có l u t c l n Vì v y, vi c nghiên c u ch t o v t li u phù h p v i nh ng cơng trình quan tr ng c n thi t, h ng nâng cao ch t l ng bê tơng s d ng cho cơng trình r t thi t th c M t khác, Vi t Nam m t n c nông nghi p, công nghi p phát tri n nên th i ph m c a ngành r t l n Th i ph m c a ngành v n đ đ c quan tâm gây nhi m mơi tr v y, đ t n d ng đ ng, khó x lí, khơng có ch ch a… Vì c ngu n th i ph m góp ph n phát tri n kinh t , 65 T b ng 3.16 ti n hành tính tốn thành ph n bê tơng c ng đ cao có s d ng h n h p ph gia khoáng g m tro bay tro tr u d a theo nguyên t c th tích t đ i ta thu đ c b ng thành ph n c p ph i đ c nêu b ng sau: B ng 3.17 B ng thành ph n v t li u dùng cho 1m3 h n h p bê tông Thành ph n v t li u (kg/m3) T l Kí hi u N/CKD C/CKD XM CP1 0,2 1,1 398 92 122 673 1070 123 6,12 CP2 0,3 1,1 375 87 115 635 1009 173 5,77 CP3 0,2 1,3 355 82 109 711 1130 110 5,47 CP4 0,3 1,3 338 78 104 676 1075 156 5,2 CP5 0,179 1,2 380 88 117 702 1116 105 5,85 CP6 0,321 1,1 370 86 114 627 997 183 5,7 CP7 0,25 1,058 395 91 122 643 1023 152 6,08 CP8 0,25 1,341 340 78 104 700 1113 130 5,22 CP9 0,25 1,2 365 84 112 673 1070 140 5,61 CP10 0,25 1,2 365 84 112 673 1070 140 5,61 CP11 0,25 1,2 365 84 112 673 1070 140 5,61 CP12 0,25 1,2 365 84 112 673 1070 140 5,61 CP13 0,25 1,2 365 84 112 673 1070 140 5,61 TT TB C D a b ng thành ph n c p ph i tính tốn đ m u đ ki m tra tính cơng tác th c công tác c ng đ c a c p ph i đ ng đ nén c th ng kê N c PGSD ta ti n hành đúc tu i 28 ngày K t qu th tính b ng sau: B ng 3.18 B ng giá tr hàm m c tiêu Kí hi u Bi n mã Giá tr hàm m c tiêu A B Y (Mpa) CP1 -1 -1 60 CP2 -1 64 CP3 -1 58 CP4 1 67 66 Bi n mã Kí hi u Giá tr hàm m c tiêu A B Y (Mpa) CP5 -1,4142 61 CP6 1,4142 63 CP7 -1,4142 71 CP8 1,4142 65 CP9 0 74 CP10 0 72 CP11 0 71 CP12 0 72 CP13 0 73 phân tích s li u thí nghi m, đ tài s d ng ph n m m Design-Expert® 7.1 c a hãng Stat-Ease ây ph n m m chuyên d ng ph c v cho l nh v c Quy ho ch th c nghi m (Design of Experiments – DOE) Cách s d ng nh sau: Ch n File > New Design, hình s nh sau: T i m c ti p theo, ta n thông tin hàm m c tiêu (Name) đ n v (Units), sau ti p t c ch n Continue Cu i cùng, ta n giá tr hàm m c tiêu vào m c Response r i ch n Continue (Hình 3.12) Ph ng trình h i quy v c ng đ nén (theo bi n mã) có d ng: Y = 72,4 + 1.98.A – 0,94.B + 1,25.A.B – 5,89.A2 – 2,89.B2(3.1) Hay ph R 28 = ng trình h i quy v c - 414,25 + ng đ nén (theo bi n th c) có d ng: 917,07.(N/CKD) + 250.(N/CKD).(C/CKD) – 2355.(N/CKD)2 – 288,75.(C/CKD)2 Dùng ph n m m Design – Expert 7.0.0 ki m tra tính t theo tiêu chu n Fisher cho k t qu mơ hình t *Kh o sát s nh h + (3-3) ng h p c a mơ hình ng h p v i th c nghi m Nh v y, ta có th dùng hàm h i quy đ ti n hành kh o sát s s t c a bê tông ch t l 621,14.(C/CKD) nh h ng c a nhân t đ n đ ng cao có s d ng ph gia khống (tro bay tro tr u) ng c a nhân t đ n c ng đ c a h n h p bê tơng 67 T ph ng trình h i quy (3.1) ta v đ đ ng m c th hi n s nh h c b m t bi u hi n đ ng c a t l N/CKD t l C/CKD đ n c ng ng đ c a bê tơng Hình 3.8 Các đ ng đ ng m c bi u Hình 3.9: di n quan h gi a Yv i A B Kh o sát hàm s có ph th bi u di n quan h gi a Yv i A B ng trình (3.1) ta th y: Hàm s đ t giá tr c c đ i ( ng v i Y đ t giá tr l n nh t) 72,6 MPa, A = 0,15 B = - 0,13 hay nói cách khác hàm s đ t giá tr l n nh t t l N/CKD = 0,26 t l C/CKD = 1,19 V y b ng thành ph n v t li u dùng cho m3 h n h p bê tông c a c p ph i quy ho ch : B ng 3.19 : B ng thành ph n c p ph i v t li u dùng cho 1m3 bê tông c a c p ph i quy ho ch (CPQH) Kí hi u CPQH N/CKD C/CKD XM TT 0,26 1,19 387 90 T c p ph i quy ho ch thu đ TB C 118 704 5-10 317 10-20 803 N PGSD 165 5,95 c trình ti n hành quy ho ch th c nghi m b c tâm xoay ta ti n hành đúc m u đ ki m tra s b m t s tính ch t c a h n h p bê tông bê tông K t qu ki m tra s b đ b ng d i : c th ng kê 68 B ng 3.20 : K t qu ki m tra s b c p ph i quy ho ch (CPQH) Kí hi u s t SN (mm) CPQH C ng đ nén R 28 (MPa) 180 75 V y c p ph i quy ho ch (CPQH) thi t k d a vào quy ho ch th c nghi m đ tđ c yêu c u ban đ u đ t tài ti p t c đúc m u d a c p ph i t i u ki m tra tính ch t c a bê tơng 3.3 Các tính ch t, ch tiêu c lý c a h n h p bê tông bê tơng c 3.3.1 Tính cơng tác c a h n h p bê tông c ng đ cao ng đ cao Tính cơng tác m t nh ng ch tiêu đánh giá quan tr ng đ i v i HHBT Thông qua vi c xác đ nh đ s t c a HHBT cho phép ta suy tính cơng tác c a HHBT Vi c xác đ nh tính cơng tác c a HHBT có ý ngh a vơ to l n: cho phép ta xác đ nh đ c cơng ngh thi cơng, tính đ ng nh t c a h n h p… Do v y, đ tài ti n hành kh o sát tính cơng tác c a c p ph i sau: tài ti n hành nghiên c u tính ch t c a h n h p bê tông c s thành ph n c a c p ph i h p lý (CPQH) Bên c nh đó, đ tài c ng ti n hành nghiên c u: C p ph i đ i ch ng (đó c p ph i mà thành ph n v t li u kh i l ng ch t k t dính 100% xi m ng), kí hi u m u CP0 hai c p ph i khác g m: C p ph i có h n h p CKD g m 85% xi m ng 15% tro tr u Kí hi u CP1 C p ph i có h n h p CKD g m 80% xi m ng 20% tro bay Kí hi u CP2 C p ph i đ i ch ng (CP0) c p ph i có s d ng 15% tro tr u (CP1), c p ph i có s d ng 20% tro bay (CP2) đ c thi t k d a c p ph i quy ho ch CP0, CP1,CP2, có t l N/CKD, C/CKD t ng t c p ph i quy ho ch T t l N/CKD = 0,26 C/CKD = 1,19, ta tính l ng dùng v t li u cho m3 bê tông c a CP0, CP1, CP2 B ng thành ph n, l b ng 3.23: ng dùng v t li u c a CP C đ c th ng kê 69 B ng 3.21: B ng th ng kê l Kí hi u L ng dùng v t li u cho c a c p ph i kh o sát tính ch t ng dùng v t li u cho m3 h n h p bê tông (kg/m3) XM TT TB C N PGSD CPQH 387 90 118 704 317 803 165 5,95 CP0 572 0 680 313 769 160 5,72 CP1 479 84 670 308 757 158 5,63 CP2 449 112 668 307 755 157 5,61 5-10 10-20 Ti n hành kh o sát tính ch t c a c p ph i có thành ph n l ng dùng v t li u th ng kê t b ng 4.1 (g m c p ph i CPQH, CP0, CP1, CP2) t i phịng thí nghi m Q trình tr n h n h p bê tông đ c ti n hành máy tr n bê tông t qu trám Sau tr n xong h n h p bê tông ti n hành xác đ nh đ s t c a h n h p bê tông b ng côn th đ s t (côn th đ s t khn hình nón c t có đ ng kính hai đ u l n l t 100 mm 200 mm, chi u cao khuôn 300 mm) Hình 3.10: HHBT v a cho t máy Hình 3.11: Côn th đ s t theo TCVN tr n t 3016:1993 70 Quy trình th nghi m xác đ nh đ s t c a h n h p bê tông đ c ti n hành theo tiêu chu n TCVN 3016:1993 K t qu thí nghi m xác đ nh đ s t c a h n h p bê tông đ c th ng kê b ng 3.22 B ng 3.22: K t qu ti n hành xác đ nh đ s t c a h n h p bê tơng Kí hi u m u SN (mm) Hình 3.12 CPQH CP0 CP1 CP2 180 200 130 220 th th hi n tính cơng tác c a h n h p bê tông 71 D a vào đ th th hi n tính công tác c a h n h p bê tơng ta th y : CP1(c p ph i có s d ng 85% xi m ng 15% tro tr u) có đ s t th p nh t SN = 130mm (tính cơng tác nh t) c p ph i s d ng h n h p ch t k t dính g m 80% xi m ng 20 % tro bay CP2 có đ s t cao nh t SN=220mm (hay tính cơng tác t t nh t) Còn c p ph i CP0 ( s d ng ch t k t dính 100% xi m ng) đ t SN=200 mm c p ph i CPQH (s d ng h n h p ch t k t dính g m 65% xi m ng, 15% tro tr u, 20% tro bay) đ t đ s t 180mm S d CP2 c p ph i đ t tính cơng tác l n nh t h t tro bay có d ng hình c u nên chúng có tác d ng bôi tr n làm t ng trì t t tính cơng tác cho h n h p bê tông Ng c l i, CP1 c p ph i s d ng h n h p ch t k t dính g m xi m ng tro tr u có tính cơng tác h n so v i c p ph i l i x p nên hút n c nhi u, làm gi m l ó do, h t tro tr u có c u trúc h t r ng ng n c t d n đ n làm gi m tính cơng tác c a h n h p bê tông V y vi c k t h p thành ph n c a tro tr u tro bay h n h p ch t k t dính dùng cho c p ph i bê tơng h p lí tro tr u có tác d ng hút n c gi n c t h n h p bê tông M t khác tro bay có d ng h t hình c u nên l n c yêu c u đ bôi tr n b m t gi m d n đ n h n h p bê tơng có s d ng tro bay s làm gi m l ng ng dùng c i thi n tính cơng tác c a h n h p bê tông Tuy nhiên, n u h n h p bê tông s d ng nhi u tro bay d b tách n d ng nhi u tro tr u t ng l ng dùng n c, cịn n u s c gi m tính cơng tác c a bê tơng Vì th ph i h p hai lo i ph gia h n h p ch t k t dính h p lí Tóm l i, thay đ i lo i ph gia khoáng dùng h n h p bê tơng n cho tính cơng tác c a h n h p bê tông b thay đ i Do v y, đ tài c n có nh ng nghiên c u sâu h n v ch t l nh h ng c a tro bay tro tr u đ n tính ch t c a bê tơng ng cao Sau ti n hành th nghi m xác đ nh đ s t c a h n h p bê tơng ti p t c dùng h n h p bê tơng ch t o m u dùng đ nghiên c u tính ch t c a bê tông sau r n ch c theo tiêu chu n 72 3.3.2 Kh i l ng th tích c a bê tơng u tiên đ tài ti n hành xác đ nh kh i l Xác đ nh KLTT c a bê tông ng th tích (KLTT) c a bê tơng tr ng thái s y khô bê tông đ n kh i l ng không đ i theo tiêu chu n TCVN 3115:1993 S y khô m u bê tông đ n kh i l ng khơng đ i, sau xác đ nh th tích c a m u bê tơng T có th xác đ nh đ bê tơng đ nh đ tr ng thái s y khô đ n kh i l c KLTT c a ng không đ i Theo cách làm đ tài xác c KLTT c a c p ph i bê tông K t qu thí nghi m đ c trình bày b ng 3.23 B ng 3.23 B ng th ng kê k t qu xác đ nh KLTT c a c p ph i bê tơng Kí hi u m u KLTT c a bê CP0 CP1 CP2 CPQH tông, kg/m3 2440 2410 2400 2450 Qua b ng k t qu thí nghi m ta v bi u đ bi u di n s thay đ i KLTT c a bê tông gi a c p ph i hình 4.4 Qua ta th y CPQH c p ph i có KLTT bê tơng l n nh t, đ t 2450kg/m3 ây c p ph i có s d ng h n h p CKD g m : 15% tro tr u, 20% tro bay 65% xi m ng h n h p ch t k t dính Tro tr u có đ m n ch s khống ho t tính l n h n so v i xi m ng Do v y làm t ng đ đ c ch c c a bê tông, d n đ n kh i l ng th tích c a bê tơng t ng M t khác, s d ng 20% tro bay thay th cho xi m ng h n h p ch t k t dính làm gi m kh i l c a bê tơng ng th tích ho t tính c a tro bay th p h n c a xi m ng nên c ng nh h đ n đ đ c ch c c a bê tơng, t làm gi m kh i l CP2 c p ph i có kh i l ng ng th tích c a bê tơng, ng th tích nh nh t đ t 2400 kg/m3 C p ph i đ i ch ng hay g i CP0 (100%) c p ph i có kh i l ng th tích đ t 2440 kg/m3, c ng c p ph i có KLTT l n h n so v i CP CP2 Qua ta th y k t h p lo i ph gia khoáng h n h p ch t k t dính cho k t qu t t v c tính cơng tác đ đ c ch c c a bê tơng, kh c ph c nh ng nh c m c a t ng lo i ph gia khoáng s d ng đ n l , c p ph i h t CPQH h p lí làm t ng đ đ c ch c c a bê tông 73 3.3.3 C C ng đ nén c a bê tông ng đ nén m t ch tiêu quan tr ng c a bê tơng, đánh giá kh n ng ch u l c c a bê tông hành ki m tra c c tài ti n hành đúc m u l p ph ng 150×150×150mm đ ti n ng đ c a c p ph i CP0, CP1, CP2, CPQH K t qu ki m tra ng đ nén c a bê tông đ c th ng kê b ng sau : B ng 3.24: K t qu c ng đ nén c a c p ph i bê tơng Kí hi u m u C C ng đ nén c a bê tông tu i ngày, R n7 MPa ng đ nén c a bê tông tu i 28 ngày,R n28 CP0 CP1 CP2 CPQH 66 67 58 63 74 72 70 73 Mpa D a vào k t qu thí nghi m đ c ng đ bê tơng Hình 3.13 c th ng kê b ng ta v đ th so sánh tu i ngày 28 ngày c a c p ph i bê tông th th hi n c ng đ nén c a bê tơng Sau thí nghi m xác đ nh c tu i ngày 28 ngày ng đ nén c a bê tông ta th y c c p ph i thí nghi m đ u đ t c 28 ngày Tuy nhiên, t c đ phát tri n c tu i 28 ngày ng đ thi t k đ t 60MPa ng đ c a bê tông c a c p ph i khác khác C ng đ tu i tu i khác tu i s m ngày (7 ngày) c a c p ph i CP0 66 MPa CP1 67 MPa đ t cao Ch ng t t c đ phát tri n 74 c ng đ c a hai c p ph i CP0, CP1 CPQH có c ng đ tu i s m ngày t ng đ i nhanh CP3, tu i s m ngày nh h n so v i CP0 CP1 Tuy nhiên, đ n tu i 28 ngày c p ph i có c ng đ chênh l ch khơng đáng k T ta có th nh n xét r ng : bê tơng có s d ng tro tr u thúc đ y trình phát tri n c ng đ tu i s m ngày s d ng tro bay c ch m h n 3.3.4 C tu i dài ngày ng đ kéo u n c a bê tông C ch t l tu i s m ngày mà ch y u phát tri n ng đ bê tông phát tri n ng đ kéo u n c a bê tông c ng ch tiêu quan tr ng đánh giá ng bê tông đ c bi t bê tông ch t l đúc m u 100x100x400mm đ th c 3119 :1993 Xác đ nh c ng cao Chính v y, đ tài ti n hành ng đ kéo u n c a bê tông theo TCVN ng đ kéo u n tu i ngày 28 ngày c a bê tơng Khi m u bê tơng đ ngày ti n hành th theo tiêu chu n K t qu xác đ nh c ngày đ ng đ kéo u n c a c p ph i tu i ngày 28 c th ng kê b ng sau : B ng 3.25 : K t qu c C ng đ kéo u n c a c p ph i bê tông ng đ kéo u n R ku (MPa) Kí hi u m u CP0 CP1 CP2 CPQH C ng đ kéo u n c a bê tông ngày, R ku7 MPa tu i 3 C ng đ kéo u n c a bê tông 28 ngày, R ku28 MPa tu i Hình 3.14: th th hi n c ng đ kéo u n c a bê tông tu i ngày 28 ngày 75 D a vào k t qu thí nghi m đ th th hi n t c đ phát tri n c ngày tu i c a bê tông ta th y : bê tơng có c u n cao tu i ng n ngày bê tông phát tri n c c p ph i có c ng đ kéo u n ph i (20% tro bay) đ t c có c ng đ kéo ng đ kéo u n ng đ kéo u n cao CP1 tu i ngày cao nh t đ t 7MPa, CP2 c p ng đ kéo u n 4MPa ng đ kéo u n c ng cao đ t 7MPa tu i ngày CP0 CPQH tu i ngày Khi bê tơng 28 ngày tu i CP2, CPQH đ t 8MPa l n nh t c p ph i CP2 đ t c ng đ kéo u n 5MPa nh nh t c p ph i K t qu th c u n c a bê tông qu nén tr ng đ kéo ngày tu i t c đ phát tri n c a c ng phù h p v i k t c c a c p ph i 3.3.5 Tính ch ng th m c a bê tông Bê tông th y cơng có u c u cao v tính ch ng th m c bi t bê tông đ tài nghiên c u dùng làm l p bao b c, b o v bê tông c a thân đ p Chính th mà u c u bê tơng có kh n ng ch ng th m t t đ b n môi tr s d ng, tránh tác nhân gây n mòn Th đ ch ng th m n phép ta xác đ nh đ c c p áp l c n c t i đa m u b n c ng cho ta ki m tra u ki n làm vi c đ ch c c a bê tông TCVN 3116 :1993 K t qu thí nghi m đ c c a bê tông cho c xuyên qua i u c c a bê tơng d đốn đ tài th tính ch ng th m n ng cđ đ c c c a bê tông theo tiêu chu n c th ng kê b ng sau: B ng 3.26 : K t qu thí nghi m kh n ng ch ng th m c a bê tơng Kí hi u m u Kh n ng ch ng th m n c c a bê tông, Atm CP0 CP1 CP2 CPQH 20 20 18 20 T k t qu thí nghi m thu đ c p ph i bê tông v i c ta ti n hành v đ th đ d so sánh gi a 76 Hình 3.15 : th th hi n kh n ng ch ng th m c a bê tơng Nhìn vào đ th th hi n tính ch ng th m c a bê tông ta th y : c c p ph i đ u có kh n ng ch ng th m t t, t t c đ u l n h n 18Atm Nh ng ta v n nh n th y : bê tông ch s d ng tro bay làm ph gia khống kh n ng ch ng th m c a bê tông h n so v i c p ph i khác su t ph 3.4 ng án s d ng bê tông c ng đ cao xây d ng cơng trình th y l i - S d ng bê tông c ng đ cao cho k t c u c a van, c a phai, c ng ng n m n ven bi n - Các k t c u ch ng mài mòn, ch ng xâm th c nh đ p tràn, m tiêu n ng, đ ng ng áp l c, b áp l c, kè sông, kè bi n, bê tông s a ch a…… K t lu n ch ng - Dùng ph ng pháp thi t k thành ph n c p ph i theo ACI ph ho ch th c nghi m tìm đ ng pháp quy c c p ph i bê tông đ t Mác 60Mpa - S d ng nguyên v t li u s n có Vi t Nam k t h p v i lo i ph gia khống ho t tính nh tro tr u, tro bay ph l i hồn tồn có th ch t o bê tông c cao đ t mác 60Mpa, c đ s t 18cm ng đ ng đ ch u kéo u n đ t 8Mpa, mác ch ng th m đ t B20, 77 K T LU N VÀ KI N NGH tài lu n v n “Ch t o bê tông c ng đ cao M60 s d ng ph gia khoáng tro tr u k t h p v i tro bay đ dùng cho cơng trình th y cơng” đ hi n hồn ch nh theo đ c c th c ng đ t Trong trình th c hi n nghiên c u, h c viên đ a m t s k t lu n ki n ngh nh sau: S d ng k t h p ph gia khống ho t tính t tro tr u tro bay thay th hàm l ng xi m ng đ n 35%, làm gi m giá thành nâng cao tính ch t cho bê tơng T l h n h p ch t k t dính 65% xi m ng, 15% tro tr u 20% tro bay t i u đ s n xu t bê tông c ng đ cao đ t mác 60Mpa, mác ch ng th m đ t 20Atm Bê tông s d ng ph gia h n h p t tro tr u tro bay có nh ng tính ch t c lý (c ng đ ch u nén, ch u kéo u n, đ ch ng th m) t t h n so v i bê tông ch s d ng tro tr u ho c tro bay C n nghiên c u s n xu t công nghi p ho c bán cơng nghi p tro tr u có ch t l ng t t đ đáp ng nhu c u ngày t ng c a lo i ph gia khoáng T n d ng ngu n tro tr u đ làm ph gia cho bê tông c ng m t bi n pháp gi m thi u ô nhi m môi tr ng trình s n xu t lúa g o gây (tro tr u dùng nhi u s làm cho đ t có tính chua) Ti p t c nghiên c u nh h ng c a ph gia h n h p đ n tính ch t khác c a bê tông nh suy gi m đ s t, c ng đ nén tu i dài ngày, tính ch u bào mịn, xói mịn đ có th áp d ng cho nhi u lo i cơng trình khác tác nhân n mịn c h c, hóa h c, sinh h c v.v b nv i TÀI LI U THAM KH O Ti ng Vi t [1] TS V n Vi t Thiên Ân (2013) Characteristics of Rice Husk Ash and Application in Ultra-High Performance Concrete Lu n án ti n s [2] Vi n s GS.TSKH IU M Bazenov, PGS.TSKH B ch ình Thiên, PGS.TS Tr n Ng c Tính (2004) Cơng ngh Bê tông Nhà xu t b n xây d ng, Hà N i [3] TS Bùi Danh Tr ng i Bài gi ngPh gia khống cho bê tơng ch t l i h c xây d ng [4] TS Bùi Danh Tr ng ng cao, i Bài gi ngPh gia khống cho bê tơng ch t l ng cao, i h c xây d ng [5] TS Bùi Danh i (2005) Nghiên c u ch t o microsilica t tro tr u thay th mu i oxit silic bê tông ch t l ng cao tài MS: B2004-34-54, tr ng i h c xây d ng [6] TS Bùi Danh i (2001).Rice husk ash as a mineral admixture for high performance concrete Lu n án ti n s [7] Nguy n V n c, D ng V n Tài “ Nghiên c u nh h ng ph i h p c a tro tr u, tro n nhà máy nhi t n thay th m t ph n xi m ng đ n tính ch t c a bê tông ch t l ng cao mác 80”, đ án t t nghi p, i h c Xây d ng, 2014 [8] GS.TS Ph m Duy H u, PGS.TS Nguy n Ng c Long, TS THS.Ph m Duy Anh.Bê tông c ng đ cao ch t l [9] PGS TS Ph m Duy H u - Bê tông c V n ng cao ng đ cao – NXB Xây d ng 2004 [10] PGS TS Ph m Duy Khang.Tro bay ng d ng xây d ng đ sân bay u ki n Vi t Nam.Tr ng k thu t, Tr ng ng cao ng dùng cho đ p tr ng l c Lu n án ti n s i h c xây d ng [12] Nguy n V n Nam,“Ch t o bê tông ch t l ng cao M70-90 s d ng ph gia h n h p t tro tr u tro bay nhà máy nhi t n”, Lu n v n cao h c, Xây d ng, 2014 ng ô tô i h c giao thông v n t i [11] V H i Nam (2012) Nghiên c u s d ng tro n Ph L i hàm l bê tông kh i l n thông th ông, ih c [13] PGS.TS KH B ch ình Thiên (2013).Nghiên c u s n xu t v t li u ph gia ch t o bê tông ch t l ng cao t tro tr u tài khoa h c công ngh c p b - Mã s B 2010-03-87 T [14] GS.TSKH Nguy n Minh Tuy n Quy ho ch th c nghi m, NXB Khoa h c k thu t, Hà N i Ti ng Anh [15] ACI Committee 210, (2003), Erosion of Concrete in Hydraulic Structures American Concrete Institute Farmington Hills, MI 48331 U.S.A [16] ACI Committee 211.4R-08 (2008), Guide for Selecting Proportions for HighStrength Concrete Using Portland Cement and Other Cementitious Materials [17] EFNARC (European Federation of national trade associations representing producers and applicators of specialist building products), Specification and Guidelines for selfcompacting concrete, February 2002, Hampshire, U.K [18] Nawy E.G.: Fundamentals of High Strength High Performance Concrete Longman Group Ltd.,1996 [19] Skarendahl A.: High Performance Concrete – Properties and Production Swedish Institute for Cement and Concrete Research, 1996 [20] Walz, K (1958) Anleitung fÜr die Zusammensetzung und Herstellung von Beton mit bestimmten Eigenschaften; Beton- und Stahlbetonbau, Sonderdruck, Jhg Ti ng Nga [21] [22] (1967) , (2012), , « , , - » ... 120 )MPa d ng bê tông Nh t bê tông ph bi n (60- Pháp, n m 1989 bê tông c u (60- 80 )MPa Các c u M , Trung Qu c đ u s d ng bê tông v i c c, Hà Lan, ng đ nén kho ng t 6 0MPa đ n 10 0MPa Các c u ki n bê. .. Packing Density) Trong bê tông ch t l bay, hàm l ng cao s d ng h n h p ph gia khoáng tro tr u tro ng SiO tro bay th p h n nhi u so v i tro tr u nên nh h c a tro bay đ n tính ch t c a bê tông ch t l... – 0,25