Chương 1: Tổng quanChương 2: cơ sở khoa học và phương pháp nghiên cứuChương 3: nghiên cứu thực nghiệm các tính chất của nguyên vật liệu và thiết kế cấp phối cho bê tông chống chảy rửa trong môi trường nước Quy trình thiết kế Bảng số liệu thí nghiệmChương 4: nghiên cứu thực nghiệm các tính chất của hỗn hợp bê tông và bê tông chống chảy rửa dưới nước
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN ĐỀ TÀI CHƯƠNG : TỔNG QUAN 1.1 GIỚI THIỆU CHUNG: Khi xuất bêtông cốt thép (btct), chúng xem vật liệu bền vững theo thời gian Qua nhiều thập niên sử dụng bêtông (bt) cho công trình xây dựng, người ta nhận bêtông vật liệu không đặc hoàn toàn cấu trúc thân chúng Sự tác động qua lại bê tông bêtông cốt thép với môi trường phức tạp chúng không đủ độ ổn đònh dẫn đến kết cấu bò ăn mòn phá vỡ Hỗn hợp bê tông phối hợp thành phần vật liệu khác ximăng, cát, đá, nước, có không phụ gia…được phối hợp theo tỷ lệ hợp lý, nhào trộn đồng qua thời gian đông kết rắn chúng tạo thành bê tông.Việc xác đònh tỷ lệ cấp phối yêu cầu chất lượng hỗn hợp bê tông đảm bảo tính kỹ thuật bê tông tuổi đònh mà thoả mãn yêu cầu công nghệ sản xuất, liên quan đến việc lựa chọn thiết bò tạo hình, cách đổ, đầm chặt chế độ công tác khác… Vật liệu bê tông thường giòn, nặng, cường độ chòu kéo uốn kém.Trong trình rắn chắc, chúng bò co ngót, tỏa nhiệt, nước để lại nhiều lỗ rỗng Và việc đổ bê tông môi trường nước ninh kết, đóng rắn bê tông khó khăn Lượng ximăng rửa trôi khoảng 20%, phản ứng thủy hóa ximăng không hoàn toàn (chậm, không đủ cường độ yêu cầu…), tốc độ đông cứng bêtông nước kéo dài gấp đôi so với sử dụng cạn Do đó, thiết kế cho công trình nước thường cường độ bê tông đạt 50 – 55 % so với cường độ thiết kế Việc thi công cho bê tông thật khó khăn không đảm bảo cường độ độ đặc yêu cầu -1- CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN ĐỀ TÀI Công trình bê tông nước chòu nhiều mối nguy hại đặc biệt sinh thái lẫn cấu trúc Vấn đề thường phải đối mặt đổ bê tông nước rửa trôi thành phần chất kết dính khỏi khối bê tông Sự rửa trôi dẫn đến làm giảm tính nguyên vẹn cấu trúc ảnh hưởng bất lợi đến độ bền lâu dài Một giải pháp vấn đề dựng kết cấu xung quanh công trình xây dựng sau ngăn nước lại, tiếp đến đổ bê tông vào Cách tiến hành tốn nhiều thời gian chi phí Những phương pháp thi công thay : phương pháp bơm bê tông ống tremie cung cấp cho kỹ sư phương pháp thực đổ chỗ Tuy nhiên, quan tâm ý đến việc thiết kế hỗn hợp bê tông phải đảm bảo hàng loạt thí nghiệm phòng thí nghiệm sau công trường tiến hành thực đổ bê tông Để điều chỉnh chảy rửa xi măng, phải thiết kế hỗn hợp bê tông trước tiên với thành phần hợp lý lượng dùng hợp lý phụ gia chống chảy rửa.Việc đổ bê tông nước dùng cho cấu kiện xây dựng diện tích tương đối rộng ví dụ nước biển cấu kiện cọc bê tông tường chắn đổ chỗ mà xây dựng diện tích giới hạn cách tương đối Về việc đổ bê tông nước, lựa chọn cách thi công hợp lý quan trọng, chất lượng bê tông đổ phụ thuộc chủ yếu vào cách thức đổ bê tông Khi phương pháp xây dựng vật liệu sử dụng, việc xem xét điều kiện công trình xây dựng kiểm soát hoàn toàn việc đổ bê tông cần thiết Sự phát triển công nghệ liên quan đến việc đổ bê tông nước đạt cách cải tiến thiết bò sử dụng phụ gia hóa đặc biệt Những thiết bò cho việc ngăn ngừa phân tầng bê tông tiếp xúc bê tông với nước phụ gia cải thiện việc chống lại rửa trôi -2- CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN ĐỀ TÀI Trong bến tàu, cảng, sông, gần biển xây dựng cấu kiện bêtông, việc đổ bêtông nứơc thực sử dụng phương pháp bơm trực tiếp đường ống Với cách thức đổ bê tông này, mục tiêu chủ yếu việc phát triển công nghệ cải thiện phương pháp đổ bê tông hạn chế tiếp xúc nước vữa để ngăn ngừa bê tông khỏi bò phân tầng nước Theo nguyên tắc đạo đường lối thiết kế thi công xây dựng công trình ngập nước, nên thiết kế loại bêtông sử dụng môi trường nước để chống lại tác động lý-hoá môi trường nước gây Trong năm gần đây, mà cấu kiện bê tông cảng, cầu công trình biển có phạm vi sử dụng lớn hơn, việc cần thiết cho việc sử dụng bê tông chống chảy rửa nước để đảm bảo tốt cho việc thi công nước trở nên gia tăng Những yêu cầu cho bê tông chống chảy rửa nước chống chảy rửa hay chống lại phân tầng, khả chảy, khả tự san điều chỉnh độ tách nước Việc nâng cao tính bền, tính thấm nhỏ nhất, hỗn hợp đồng cao, chống tác nhân xâm thực từ môi trường cho bê tông bêtông cốt thép Một loại bê tông dựa khoa học nhằm cải tiến phần cường độ (nén, kéo, uốn) độ đặc bê tông thông thường, bê tông chống chảy rửa môi trường nước Tuy nhiên, bê tông chống chảy rửa nước lại khác với quan niệm từ phương pháp đổ trên, mục tiêu phát triển trường hợp cải thiện tính chất hỗn hợp bê tông tươi Đó độ nhớt chống phân tầng cho hỗn hợp bê tông chảy rửa nước tăng cường cách sử dụng phụ gia chống chảy rửa Hiệu điều tăng cường vững cho bê tông đổ nước, mà có hiệu đáng kể việc bảo vệ môi trường khu vực xây dựng công trình -3- CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN ĐỀ TÀI Những tính chất làm cho việc thi công nước thuận lợi so với sử dụng bê tông thông thường; công trình đòi hỏi vững cao, công trình dòng nước chảy công trình mà việc xây dựng kéo dài phạm vi rộng đòi hỏi khả tự san Hơn nữa, việc thực công trình khó khăn sử dụng bê tông thông thường Để chế tạo bê tông có chất lượng kết cấu làm việc đạt yêu cầu, việc xem xét cẩn thận thành phần hỗn hợp bê tông, việc trộn bê tông, vận chuyển đổ bê tông cần thiết sử dụng bê tông chống chảy rửa nước Đặc biệt, chế tạo bê tông này, thời gian trộn dài máy trộn lớn để phân tán phụ gia chống chảy rửa Khi đổ bê tông phương pháp bơm, cần phải xem xét cẩn thận để thiết kế phương án bơm như: thiết bò bơm, khoảng cách bơm… cản trở bơm tăng độ nhớt hỗn hợp bê tông cao Bê tông chống chảy rửa nước xem xét cho việc sử dụng nhiều phạm vi khác công trình nước (cả nước nước biển), nơi mà đặc tính (chống rửa trôi, khả tự đổ đầy khả tự san bằng) thuận lợi lớn Tuy nhiên, kết cấu sau không sử dụng loại bê tông này: - Kết cấu nằm bên mặt nước - Kết cấu tiếp xúc với không khí - Bê tông ứng lực trước - Tường chắn Điều kiện đổ loại bê tông chống chảy rửa nước chủ yếu nước có dòng chảy vận tốc cm/s, chiều cao rơi nên thấp 50 cm khoảng cách chảy không 5m -4- CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN ĐỀ TÀI Phụ gia hóa học: Khi phụ gia hóa học sử dụng cho việc đổ bê tông nước, tương thích chúng vật liệu khác xem xét thành phần hỗn hợp việc đổ bê tông Phụ gia chống chảy rửa phụ gia hóa học mà liên kết nước tự hỗn hợp bê tông làm giảm mát vật liệu mòn bò rửa trôi vào nước suốt trình đổ bê tông nước Cụ thể phụ gia chống chảy rửa tỷ lệ polymercement từ 0.2-2.0% suốt trình trộn bê tông xi măng thông thường Sự phát triển phụ gia tập trung trước Bắc Âu, gần trải rộng đến Nhật Bản Mỹ Phụ gia chứa phần tất thành phần sau: polymer trọng lượng cao phân tử, phụ gia giảm nước phạm vi rộng, dẫn xuất cellulose keo nhựa thông Phụ gia chống chảy rửa thường sử dụng bê tông môi trường ngập nước (Maage 1984, Underwater Concrete 1983b) Bê tông sử dụng vật liệu chống ăn mòn, Silica Fume (Makk and Tjugum 1985), phụ gia khác (Maage 1984, Underwater Concrete 1983b) Lượng dùng lớn phụ gia chống chảy rửa thường để cung cấp bê tông có độ dính kết thích hợp để ngăn ngừa rửa trôi phân tầng suốt trình đổ Số lượng lớn phụ gia chống chảy rửa làm tăng giá thành bê tông Hỗn hợp bê tông đủ dính kết để trì độ đồng rơi tự nước đủ khả chảy để tự san Bê tông sử dụng phụ gia chống chảy rửa thường dính (quánh), nhạy cảm với thay đổi nhỏ lượng nước, phụ gia khác thường hay bò dính, khó tháo khỏi thiết bò -5- CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN ĐỀ TÀI Phụ gia chống chảy rửa kết hợp với phụ gia giảm nước phụ gia khí nên kiểm tra khả tương thích Bất kỳ vấn đề gây rắc rối nơi đổ hỗn hợp bê tông xem xét mẻ trộn thử trước đổ thực Phụ gia chống chảy rửa cho phép việc đổ nước có hiệu việc trám bít chỗ hở bê tông mà không sử dụng thiết bò bảo vệ Những nơi mà có vận tốc chảy chậm thành tầng nước chảy ngang qua nơi đổ (xấp xỉ 1m/s), phụ gia chống chảy rửa ngăn cản bê tông khỏi bò chảy rửa nơi đổ Việc thí nghiệm việc đổ bê tông làm suốt trình điều tra thiết kế bước việc sửa chữa xác đònh khả hợp lý phụ gia chống chảy rửa dùng cho dự án đặc biệt 1.2 TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU PHÁT TRIỂN BÊTÔNG CHỐNG CHẢY RỬA KHI ĐỔ DƯỚI NƯỚC TRÊN THẾ GIỚI HIỆN NAY 1.2.1.Theo công ty hoá chất phụ gia xây dựng -BASF Công ty nghiên cứu chế tạo thành công phụ gia sử dụng chống chảy rửa cho bêtông RHEOMAC UW 450 Phụ gia chống chảy rửa Rheomac UW 450 phụ gia sáng chế dễ sử dụng, phụ gia dựa chất lỏng cellulose, đặc biệt phát triển cho việc ứng dụng bê tông nước Bê tông có chứa Rheomac UW450 tạo tính chất chống chảy rửa xi măng cốt liệu nhỏ tốt hơn, cản trở việc rò rỉ vật liệu mòn bên hỗn hợp bê tông Đặc điểm: - Giảm chảy rửa xi măng cốt liệu nhỏ - Giảm phân tầng, chí với độ lưu động cao, tỷ lệ nước chất kết dính cao -6- CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN ĐỀ TÀI - Tính lưu biến cung cấp cho việc làm cứng bê tông sau đổ - Giảm hay loại bỏ rửa trôi ximăng Chống chảy rửa: Chảy rửa xác đònh tiêu chuẩn Army Corps of Engineers CRD-C61, “Test Method for Determining the Resistance of Freshly Mixed Concrete to Washing out in Water” Kết thí nghiệm cho thấy việc thêm vào phụ gia chống chảy rửa cho bê tông Rheomac UW 450 làm giảm đáng kể việc chống chảy rửa cho xi măng cốt liệu nhỏ, so với bê tông mà không dùng Thông số hỗn hợp bê tông: - Lượng xi măng: 386 kg/m3 - W/C = 0.49 - Độ sụt: 100 ± 10 mm Độ sụt: Bê tông mà thiết kế cho việc đổ nước thường có độ sụt từ 20-25 cm Sau phụ gia Rheomac UW450 thêm vào, việc giảm độ sụt lưu ý Việc thêm phụ gia siêu hóa dẻo cần thiết để đạt độ sụt theo yêu cầu việc đổ Đánh giá độ sụt khoảng 60 phút cho thấy, Rheomac UW450 ảnh hưởng ngược lại việc trì độ sụt Hàm lượng khí: Hàm lượng phụ gia khí cao chút yêu cầu để đạt hàm lượng khí mong muốn sử dụng phụ gia Rheomac UW450 -7- CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN ĐỀ TÀI Thời gian đông kết: Phụ gia Rheomac UW450 không ảnh hưởng đến thời gian đông kết bêtông dùng từ 260-780 ml/100 kg Thời gian đông kết kéo dài hàm lượng dùng vượt 780 ml/100 kg Cường độ chịu nén : Việc sử dụng mẫu thí nghiệm đổ không khí, bêtông sử dụng thể đạt cường độ chịu nén thấp chút so với bêtông không sử dụng Tuy nhiên, cường độ đánh giá đổ môi trường nước, bêtông sử dụng phụ gia Rheomac UW450 đạt cường độ cao chảy rửa giảm Ngoài ra, hầu hết hỗn hợp bêtông nước tương ứng với tiêu chuẩn ACI 304R, “Guide for Measuring, Mixing, Transporting, and Placing Concrete” Nếu cần, tỷ lệ nước chất kết dính thấp để đạt kết mong muốn 1.2.2 Sự không phân tán bêtông nước sử dụng phụ gia polymer TORU KAWAI Bài báo cáo viết để cung cấp chi tiết công thức phụ gia gọi AKLITH 12 chất lượng bê tông không phân tán nước mà gọi JOILUC chảy khoảng cách đáng kể Ở cảng, sông công trình cấu kiện bê tông biển, việc đổ bê tông nước ứng dụng cách sử dụng ống tremie bơm thay đổi thành phần bê tông Kể từ lúc bê tông đổ với phương pháp thi công cho thấy xu hướng bò phân tầng nhờ vào chảy nước, kỹ thuật đổ cải tiến trở nên cần thiết Mặt khác, loại bê tông nước không bò phân tán có tính nhớt cao phát triển phạm vi lớn Quan trọng hơn, bê tông không bò phân tán nước cho phép để rơi tự nước nhờ trọng lượng thân mà không bò phân tầng chảy rửa xi măng nhờ vào phụ gia polymer thích hợp -8- CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN ĐỀ TÀI Dưới hoàn cảnh này, nhiều tác giả phát triển loại bê tông nước gọi JOILUC (Jointless underwater concrete) Ngoài đặc tính trên, thời gian cho phép lần đổ mà xuất vết nứt thời tiết lạnh Nó có tính lưu động cao có sử dụng phụ gia siêu dẻo thích hợp ứng dụng cho cấu kiện bê tông cốt thép mà không cần gia công chấn động Phụ gia : Đặc tính không bò phân tán bê tông có nhờ vào polymer tan nước sử dụng tác nhân làm tăng tính nhớt khả chảy cao đạt nhờ vào chất siêu dẻo dạng polymer Việc làm tăng tính nhớt nước trộn nhờ thêm vào thích hợp polymer tan nước làm tăng cường chống phân tầng bê tông nước Những thí nghiệm sơ thực cách sử dụng vữa với tỷ lệ N/X = 0.50 đến tỷ lệ N/X để xem xét làm việc polymer tan nước tác nhân làm tăng độ nhớt Một thí nghiệm để xác đònh chống phân tầng bê tông thực cách sử dụng hroxy propyl metyl cellulose (HPMC), hroxyl ethyl cellulose (HEC) polyethylene oxidic (PEO) Thành phần hỗn hợp kết thí nghiệm cho bảng Bảng : Tỷ lệ trộn Tỷ lệ N/X Phần trăm cát C/ Nước Xi măng (%) (C+Đ) (lit) (kg) 55 48 220 400 -9- Cốt liệu Cốt liệu nhỏ lớn (kg) 769 (kg) 855 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN ĐỀ TÀI - 10 - 10 CHƯƠNG 4: NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM polyme bao bọc chúng dần phát triển cường độ theo thời gian Do đó, phụ gia chống chảy rửa sử dụng bêtông môi trường nước Nhìn chung, khảo sát thay đổi lượng sử dụng phụ gia chống chảy rửa với tỷ số N/X 0.5, ta nhận thấy lượng phụ gia thêm vào 1.7% tốt cường độ, tỷ lệ cường độ 90% so với cạn vượt cường độ thiết kế ban đầu 4.2.2 Ảnh hưởng tỷ lệ N/X Mẫu 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 N/X 0.45 0.47 0.55 %PGCC R 1.5 1.65 1.80 2.00 2.50 3.00 4.00 1.5 1.65 1.80 2.00 2.50 3.00 4.00 1.50 1.65 1.80 2.00 Cường độ cạn (Mpa) 14 ngày 28 40.20 46.63 53.24 43.72 49.46 50.16 39.50 42.25 45.04 34.40 37.32 40.75 30.37 32.65 35.80 26.63 27.54 31.72 16.60 19.26 23.07 39.78 44.50 52.71 42.15 49.80 53.88 39.41 47.15 47.22 35.04 36.64 41.52 29.59 29.87 42.28 24.27 24.87 37.83 18.35 20.71 24.05 32.20 36.63 38.81 35.40 36.32 40.25 36.50 37.25 40.86 37.40 39.32 42.63 - 133 - Cường độ nước(Mpa) 14 28 ngày 32.73 34.96 42.15 39.07 42.79 43.08 34.89 36.07 38.61 30.69 35.58 39.56 31.43 32.72 38.09 27.15 28.33 31.80 18.54 20.60 23.87 34.82 35.24 43.17 38.25 47.57 48.41 35.90 36.60 44.63 32.12 36.08 41.25 28.24 30.76 39.94 25.35 26.84 39.55 19.40 21.33 24.86 30.73 34.96 38.57 31.43 32.72 40.12 30.89 35.07 44.56 38.69 39.58 47.86 133 CHƯƠNG 4: NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 0.60 2.50 3.00 4.00 1.50 1.65 1.80 2.00 2.50 3.00 4.00 38.72 35.44 23.60 29.82 30.84 33.83 32.86 30.82 29.35 24.74 43.46 38.15 25.40 33.22 32.59 36.67 37.74 36.92 30.26 27.91 46.09 41.98 26.69 35.01 36.76 38.26 40.67 39.08 37.70 28.89 39.07 35.76 23.94 28.04 28.46 26.13 26.18 28.81 26.28 24.75 42.79 38.75 25.82 34.23 32.71 36.30 32.63 36.57 30.94 27.14 46.73 42.84 26.88 38.13 37.87 38.83 39.06 39.60 38.88 28.90 a ) Tại lượng phụ gia cho vào 1.5% BIỂU ĐỒ QUAN HỆ N/X VÀ CƯỜN G ĐỘ THEO THỜI GIAN CƯỜ NG ĐỘ (Mpa) 60 50 ngà y khô 40 14 ngà y khô 28 ngà y khô 30 ngà y nướ c 20 14 ngà y nướ c 10 28 ngà y nướ c Nhậ n xét : Cường độ bêtông phụ thuộc vào tỷ số N/X, cố đònh lượng phụ gia 0.55 chống chả0.45 y rửa thêm 0.47 vào 1.5%, ta0.5 nhận thấy rằ ng vào thờ0.6 i điểm ngày, 14 ngày, N/X (%PGCCR=1.5%) 28 ngày, cường độ mẫu đổ bêtông nước thấp so với mẫu đổ khô Theo tỷ lệ chiều tăng tỷ lệ N/X cường độ bê tông có xu hướng giảm dần Cường độ chòu nén bê tông ngày mẫu đổ cạn nước lớn 30Mpa Do phát triển cường độ ban đầu ximăng đóng rắn - 134 - 134 CHƯƠNG 4: NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM nhanh, lượng phụ gia chống chảy rửa thêm vào với lượng nhỏ nên gây ảnh hưởng đến phát triển cường độ bêtông theo thời gian Màng polyme mỏng, hút nước ít, N/X thấp (N/X=0.45), chúng hút nước thừa hỗn hợp bêtông làm cho cấu trúc bêtông đặc sít nên cường độ tăng cao so với mẫu đối chứng Nhưng lượng phụ gia tăng lên, cường độ giảm màng hút nước nhiều, mỏng hơn, cấu trúc bêtông có nhiều lỗ rỗng, giảm độ đặc chắc, cường độ giảm Khi tỷ số N/X từ 0.55 - 0.60, cường độ giảm nhiều so với mẫu đối chứng mẫu sử dụng N/X 0.45 Và tỷ số cường độ mẫu đỗ nước so với mẫu đổ cạn gần 1, cường độ bê tông mẫu đổ nước lớn so với mẫu đổ khô Như vậy, thêm vào lượng phụ gia chống chảy rửa 1.5% lượng dùng nước thích hợp với N/X = 0.45-0.47 cường độ chúng khô nước ngày, 14 ngày, 28 ngày gần cao so với với thiết kế ban đầu (40Mpa) b) Tại lượng phụ gia chống chảy rửa thêm vào 1.65% BIỂU ĐỒ QUAN HỆ N/X VÀ CƯỜNG ĐỘ THEO THỜI GIAN CƯỜNG ĐỘ (Mpa) 60 50 ngà y khô 40 14 ngà y khô 28 ngà y khô 30 ngà y nước 20 14 ngà y nướ c 10 28 ngà y nướ c Nhậ n xét : 0.45 0.47 0.5 0.55 0.6 N/Xn (%PGCCR=1.65%) Với lượng phụ gia chố g chảy rửa thêm vào 1.65% so với lượng ximăng, dựa vào kết biểu đồ, ta nhận thấy quy luật cường độ giảm tỷ số N/X - 135 - 135 CHƯƠNG 4: NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM tăng không đồng phụ gia bao bọc hạt cốt liệu Nếu N/X thấp(0.45) tăng phụ gia chúng không đủ nước cho trình hydrate hoá ximăng phát triển tinh thể tăng cường độ cho bêtông Do vậy, ứng với tỷ lệ phụ gia chống chảy rửa 1.65% chúng cho cường độ cao mẫu đổ nước khô Khi tỷ số N/X 0.47, cường độ mẫu đổ nước ngày 38.25Mpa (gần 0.91 % so với cường độ mẫu đổ khô) , 14 ngày 47.57Mpa (bằng 0.96% so với cường độ mẫu khô), 28 ngày 48.41Mpa (gần 0.9% so với khô) Tỷ lệ cường độ mẫu đổ nước xấp xỉ Do vậy, tỷ số N/X từ 0.47- 0.6, quy luật N/X cao cường độ bê tông thấp, cường độ mẫu đổ giảm dần theo tỷ số N/X c) Phụ gia chống chảy rửa thêm vào 1.8% BIỂU ĐỒ QUAN HỆ N/X VÀ CƯỜN G ĐỘ THEO THỜI GIAN CƯỜ NG ĐỘ (Mpa) 60 50 ngà y khô 40 14 ngà y khô 28 ngà y khô 30 ngà y nướ c 20 14 ngà y nước 10 28 ngà y nước 0.45 0.47 0.5 0.55 0.6 N/X (%PGCCR=1.80%) Nhận xét : Khi lượng phụ gia chống chảy rửa thêm vào 1.8% cường độ mẫu đổ khô có giảm xuống, N/X 0.55, cường độ giảm vào 28 - 136 - 136 CHƯƠNG 4: NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM ngày 48.09Mpa , cường độ mẫu đối chứng 51.82Mpa, giảm cường độ không đáng kể Cường độ mẫu đổ nước mẫu đổ khô gần xấp xỉ (tỷ số cường độ 0.9-1) Cường độ mẫu đổ nước ứng với tỷ lệ N/X từ 0.47-0.55 vào thời điểm 28 ngày đạt 40 Mpa Sự ảnh hưởng tỷ lệ phụ gia 1.8% đến cường độ bêtông không đáng kể Do lượng polyme phụ gia tạo màng mỏng, chúng gây ảnh hưởng nhỏ đến cường độ bêtông ban đầu Nhưng màng polyme mỏng giữ nước từ từ hạt ximăng chưa hydrate hóa hút nước từ màng thực trình hydrate hóa cho cường độ ban đầu có giảm không đáng kể Vậy ứng với tỷ lệ 1.8% phụ gia chống chảy rửa thích hợp với thiết kế tỷ lệ N/X 0.47-0.50 d) Lượng phụ gia chống chảy rửa thêm vào 2.0% BIỂU ĐỒ QUAN HỆ N/X VÀ CƯỜN G ĐỘ THEO THỜI GIAN CƯỜ NG ĐỘ (Mpa) 60 50 ngà y khô 40 14 ngà y khô 28 ngà y khô 30 ngà y nướ c 20 14 ngà y nướ c 10 28 ngà y nướ c 0.45 0.47 0.5 0.55 0.6 N/X (%PGCCR=2.0%) - 137 - 137 CHƯƠNG 4: NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM Nhận xét : Dưạ vào đồ thò, ta thấy tỷ lệ phụ gia chống chảy rửa 2.0% tỷ lệ N/X tăng từ 0.45-0.55 dẫn đến tỷ số cường độ theo thời gian (7 ngày, 14 ngày, 28 ngày ) tăng theo Sự tăng thêm vào lượng phụ gia chống chảy rửa Cường độ bê tông mẫu đổ nước cao cường độ mẫu đổ khô Với tỷ lệ phụ gia chống chảy rửa thêm vào thích hợp cho tỷ lệ N/X từ 0.47-0.6, tối ưu tỷ lệ N/X 0.55 Cường độ giảm xuống tỷ số N/X từ 0.55- 0.60, N/X thấp (0.45) không đủ nước cho trình thuỷ hoá ximăng chúng lượng nước phụ gia chống chảy rửa hấp thụ Khi N/X cao (0.6) tức lượng nước nhiều tạo nhiều lỗ rỗng hỗn hợp bêtông, lượng phụ gia không đủ lấp đầy lỗ rỗng tạo màng bao bọc hạt ximăng cốt liệu, bêtông cường độ có giảm dần Sự tăng cường độ theo thời gian từ 7ngày, 14 ngày, 28 ngày không nhiều loại ximăng đóng rắn nhanh cho cường độ phát triển ngày đầu e) Lượng phụ gia chống chảy rửa thêm vào 2.5 % BIỂU ĐỒ QUAN HỆ N/X VÀ CƯỜNG ĐỘ THEO THỜI GIAN CƯỜ NG ĐỘ (Mpa) 50 ngà y khô 40 14 ngà y khô 30 28 ngà y khô 20 ngà y nướ c 14 ngà y nướ c 10 28 ngà y nướ c 0.45 0.47 0.5 0.55 0.6 N/X (%PGCCR=2.5%) - 138 - 138 CHƯƠNG 4: NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM Nhận xét : Dựa vào kết đồ thò, tỷ lệ phụ gia thêm vào 2.5% so với lượng ximăng ban đầu, cường độ mẫu đỗ nước khô gần nhau, sai lệch không đáng kể Nhưng nhìn chung, cường độ ban đầu ngày 14 ngày nước phát triển chậm so với mẫu đổ cạn với lượng phụ gia chống chảy rửa thấp Sự phát triển cường độ vào thời gian chậm Nhưng sau 28 ngày, cường độ tăng dần lên thể rõ qua tỷ số N/X 0.47-0.5 Phụ gia chống chảy rửa phụ thuộc vào quy trình trộn thời gia trộn trình phân tán- hấp thụ tạo màng phân bố bêtông, chúng lấp kín lỗ rỗng hỗn hợp bêtông, tăng độ đặc giúp hạt ximăng phát triển cường độ Nên trình trộân có thay đổi làm cho cường độ bêtông ứng với N/X 0.55 không tăng theo chế mà chúng giảm cường độ so với mẫu có tỷ lệ N/X 0.47 Nhưng với lượng phụ gia 2.5% cho cường độ phát triển chậm thấp so với tỷ lệ phụ gia chống chảy rửa N/X thích hợp cho lượng phụ gia từ 0.47-0.55 f) Tại lượng phụ gia chống chảy rửa thêm vào 3.0 % BIỂU ĐỒ QUAN HỆ N/X VÀ CƯỜNG ĐỘ THEO THỜI GIAN 50 ngà y khô CƯỜ NG ĐỘ (Mpa) 40 14 ngà y khô 30 28 ngà y khô 20 ngà y nướ c 14 ngà y nướ c 10 28 ngà y nướ c 0.45 0.47 0.5 N/X (%PGCCR=3.0%) 0.55 - 139 - 0.6 139 CHƯƠNG 4: NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM Nhận xét : Với tỷ lệ phụ gia chống chảy rửa thêm vào 3.0% thể rõ chế phụ gia chống chảy rửa Nhìn chung, cường độ ban đầu (7 ngày, 28 ngày) phát triển chậm gần không phát triển Tỷ số cường độ mẫu đổ nước mẫu đổ khô gần 1, phụ gia giảm thiểu rửa trôi cho cường thấp vào thời gian đầu, cường độ theo tỷ lệ N/X thấp so với cường độ mẫu đổ tỷ lệ phụ gia chống chảy rửa từ 1.5-2.5% Vì lượng phụ gia nhiều, chúng gây trở ngại cho phát triển cường độ vữa ximăng Sự liên kết cốt liệu với không đá ximăng mà liên kết polyme phụ gia chống chảy rửa, liên kết polyme chưa đủ lớn nên cường độ bêtông giảm xuống Theo thời gian 28 ngày sau, cường độ phát triển tăng lên dần hạt ximăng chưa hydrate hóa hydrate hóa từ từ hấp phụ nước qua màng polyme thực trình hydrate hóa Sự biến đổi cường độ tỷ lệ N/X =0.5 trình trộn, thời gian trộn chưa hợp lý để trộn đồng phụ gia chống chảy rửa g) Tại lượng phụ gia chống chảy rửa thêm vào 4.0 % BIỂU ĐỒ QUAN HỆ N/X VÀ CƯỜN G ĐỘ THEO THỜI GIAN CƯỜ NG ĐỘ (Mpa) 35 30 ngà y khô 25 14 ngà y khô 20 28 ngà y khô 15 ngà y nướ c 10 14 ngà y nướ c 28 ngà y nướ c 0.45 0.47 0.5 0.55 0.6 N/X (%PGCCR=4.0%) - 140 - 140 CHƯƠNG 4: NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM Nhận xét : Tại tỷ lệ phụ gia chống chảy rửa thêm vào 4.0%, cường độ bêtông thấp, 28 ngày cường độ đạt 25Mpa (N/X=0.45) 30Mpa(N/X=0.6) Vì hỗn hợp bêtông có tính nhớt cao nên chúng gần không bò chảy rửa, cường độ mẫu đổ nước có xu hướng cao so với khô Sự tăng cường độ từ 7-28 ngày không đáng kể Sự đồng tính nhớt phụ gia chống chảy rửa, cường độ tăng theo tỷ lệ N/X tăng Vì lượng phụ gia đưa vào với lượng nhiều nên N/X 0.45, liên kết ban đầu hỗn hợp bêtông gần liên kết polyme nối kết hạt cốt liệu lại với nhau, chúng bao bọc hạt ximăng lại thành nhóm làm cho ximăng bao bọc hạt cốt liệu thủy hóa ximăng giảm xuống, tạo cường độ thấp cho bêtông Khi N/X cao (N/X=0.6), hàm lượng nước nhiều nên hấp thụ nước phụ gia chống chảy rửa hỗn hợp bêtông ít, hạt ximăng bò vón cục, chúng thực trình hydrate hóa mình, bao bọc hạt cốt liệu, tạo cường độ cho bêtông, cường độ bêtông tỷ lệ cao NHẬN XÉT CHUNG CHO CƯỜNG ĐỘ BÊTÔNG SỬ DỤNG PHỤ GIA CHỐNG CHẢY RỬA Dựa vào đồ thò kết cường độ mẫu đổ khô nước, Ứng với tỷ lệ N/X có lượng phụ gia chống chảy rửa đưa vào thích hợp để tăng tính nhớt lấp đầy lỗ rỗng, đồng thời chúng không làm rửa trôi hạt mòn hỗn hợp bêtông, nâng cao cường độ mẫu bêtông không sử dụng phụ gia Khi tỷ lệ N/X từ 0.45- 0.55 ứng với tỷ lệ phụ gia cho vào 1.5-1.8% Tỷ lệ N/X từ 0.55-0.6 việc thiết kế bêtông thông thường cho độ sụt cao(23-25cm), - 141 - 141 CHƯƠNG 4: NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM độ chảy rửa cao, hỗn hợp bêtông gần bò phân tầng tách nước, nên cường độ giảm Nhưng thêm vào phụ gia chống chảy rửa với tỷ lệ từ 2.0-2.5% độ sụt giảm, độ chảy rửa giảm, tăng độ đặc cho bêtông, cường độ nâng cao Do màng polymer có chứa khí CO2 phản ứng với Ca(OH)2 nhờ trình thủy hóa xi măng, tạo CaCO3 tăng độ đặc cường độ cho bê tông Tỷ số cường độ bêtông nước so với cạn thông số ảnh hưởng đến việc đánh giá tính chống chảy rửa bêtông nước Từ đồ thò N/X 0.5 ta nhận thấy cường độ mẫu bêtông đối chứng phụ gia chống chảy rửa 28 ngày khoảng 50% Khi thêm phụ gia cải thiện cường độ mẫu đổ lớn, lượng nghiên cứu mức đònh, cường độ giảm không đáng kể lượng phụ gia chống chảy rửa tăng, lượng phụ gia chống chảy rửa thêm vào đến mức độ bão hoà chúng tạo cường độ mẫu đổ khô mẫu đỗ nước tối ưu Với lượng phụ gia chống chảy rửa tăng liên tục, tỷ số cường độ mẫu đổ nước khô tăng lên dần Tuy nhiên, nghóa đặc tính cường độ bêtông sử dụng phụ gia tối ưu Từ vài đánh giá, tăng lên tỷ số cường độ bêtông với tỷ lệ phụ gia chống chảy rửa liều lượng lớn làm giảm cường độ bêtông Đối với cường độ bêtông dùng phụ gia chống chảy rửa này, lượng phụ gia thêm vào lớn 2.5%, cường độ nước tương đương cường độ mẫu đổ cạn Tính nhớt phụ gia nguyên nhân gây chậm lại đông kết bêtông, kết giảm cường độ Cường độ không khí giống cường độ nước thấp, cường độ mẫu đối chứng Trong tỷ lệ cân đối, việc thêm phụ gia chống chảy rửa cải thiện tính chống chảy rửa nước lớn Tuy nhiên, liều lượng chúng - 142 - 142 CHƯƠNG 4: NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM vượt lượng tối ưu, chúng nguyên nhân giảm cường độ lớn, gây ảnh hưởng đến tính chất cường độ bêtông - 143 - 143 PHẦN KẾT LUẬN KẾT LUẬN CHUNG Qua khảo sát – nghiên cứu đánh giá chung cho toàn đề tài bêtông chống chảy rửa môi trường ngập nước ta rút kết luận sau: Sau nghiên cứu bê tông chống chảy rửa ứng dụng trực tiếp thi công cấu kiện môi trường ngập nước, hệ nguyên vật liệu sử dụng: a Xi măng Quick cast Mác 37Mpa b Cát có khối lượng riêng 2.5g/cm3, khối lượng thể tích 1.66g/cm 3, đường cấp phối hạt nằm giới hạn cho phép theo TCVN (339-343)1986 c Đá dăm có khối lượng riêng 2.64g/cm3, khối lượng thể tích 1.435g/cm3 đường cấp phối hạt nằm phạm vi cho phép d Nước thích hợp cho sử dụng bê tông theo TCVN 4506-1987 e Phụ gia siêu dẻo cao cấp gốc acrylic hệ f Phụ gia chống chảy rửa dạng polymer hữu Bài toán thành phần nguyên vật liệu thiết kế cho bêtông chống chảy rửa chống lại rửa trôi môi trường nước gây với lượng ximăng Quick Cast khoảng 350- 400kg/m3, cát / (cát + đá ) từ 40-45%, N/X từ 0.45-0.60, lượng phụ gia siêu dẻo 1.25% so với xi măng để đạt độ sụt thiết kế từ 18-23 cm, lượng dùng phụ gia chống chảy rửa theo nghiên cứu thực nghiệm 1.5-4.0 % so với lượng ximăng Khi phân tích độ chảy rửa hỗn hợp bê tông, theo tiêu chuẩn “Us Army Corps of Engineers CRD-C 61-98A, độ chảy rửa hỗn hợp bê tông đo khối lượng sau lần rơi tự rổ nước Đối với hỗn hợp bê tông không sử dụng phụ gia chống chảy rửa, tỷ lệ N/X = 0.5 có độ sụt 24 cm, độ bẹt 62.5 cm, độ chảy rửa theo thời gian nằm khoảng - 144 - PHẦN KẾT LUẬN từ 12-20%, sử dụng phụ gia chống chảy rửa với tỷ lệ 1.5-4% so với xi măng độ chảy rửa theo thời gian giảm xuống từ 1-3% Theo kết thực nghiệm, ta nhận thấy cố đònh hàm lượng ximăng, cát, đá, phụ gia siêu dẻo, tỷ lệ N/X 0.5 tỷ lệ phụ gia chống chảy rửa sử dụng tối ưu 1.7%, độ sụt- độ bẹt cao đảm bảo cho thiết kế hỗn hợp bêtông bơm, thể đặc tính tự san tự lèn, không xảy phân tầng cường độ, độ chảy rửa giảm 55% so với lượng chảy rửa mẫu không sử dụng phụ gia chống chảy rửa, cường độ mẫu nước đạt 93% so với cường độ mẫu đỗ cạn vượt (8.82Mpa ) so với thiết kế sơ ban đầu Khi thay đổi tỷ lệ N/X tương ứng lượng sử dụng phụ gia chống chảy rửa theo bảng tỷ lệ tương ứng với thay đổi : Tỷ lệ % N/X PGCCR 0.45 0.47 0.5 0.55 1.5 1.65 1.7 2.5 Độ sụt- độ bẹt (cm) Độ sụt 21-23 20-22 18-22 18-20 Độ bẹt 40-55 40-55 46-51 45-50 Độ chảy rửa (%) 4-9 4-8 5-10 3-6 Cường độ 28 ngày (Mpa) Dưới nước Trên cạn 53.24 42.15 53.88 48.41 52.58 48.82 46.09 46.73 Trong môi trường nước, màng polyme phụ gia phát huy tác dụng chống lại chảy rửa cho bêtông lấp đầy lỗ rỗng, nâng cao độ đặc chắc, tăng cường độ sử dụng phụ gia cho môi trường không khí màng polyme không phát huy tác dụng, chúng tạo lỗ rỗng làm giảm cường độ bêtông theo thời gian - 145 - PHẦN KẾT LUẬN Trong môi trường nước chảy, thi công hỗn hợp bêtông nên kết hợp với phương pháp thi công giảm tối đa rửa trôi hồ ximăng vật liệu mòn - 146 - MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU - 147 -