Luận án sử dụng kết hợp các phương pháp nghiên cứu gồm: Thực nghiệm, Toán học, Phân tích và tổng hợp lý thuyết. Trong đó phương pháp thực nghiệm gồm các phương pháp thí nghiệm theo tiêu chuẩn và phi tiêu chuẩn thông dụng.
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG Chu Thị Hải Ninh NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO VÀ THI CÔNG BÊ TÔNG NHẸ CHỐNG CHÁY CHO CƠNG TRÌNH XÂY DỰNG DÂN DỤNG VÀ CƠNG NGHIỆP Chun ngành:Kỹ thuật xây dựng cơng trình dân dụng cơng nghiệp Mã số: 62580208 LUẬN ÁN TIẾN SỸ HÀ NỘI - NĂM 2018 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG Chu Thị Hải Ninh NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO VÀ THI CÔNG BÊ TÔNG NHẸ CHỐNG CHÁY CHO CƠNG TRÌNH XÂY DỰNG DÂN DỤNG VÀ CƠNG NGHIỆP Chun ngành:Kỹ thuật xây dựng cơng trình dân dụng công nghiệp Mã số: 62580208 NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC PGS.TS Nguyễn Đình Thám PGS.TS Vũ Minh Đức HÀ NỘI - NĂM 2018 LỜI CẢM ƠN Tác giả xin chân thành gửi lời cảm ơn sâu sắc tới PGS.TS Nguyễn Đình Thám PGS.TS Vũ Minh Đức hết lịng giúp đỡ suốt q trình học tập nghiên cứu Tác giả xin chân thành cảm ơn trường Đại học Xây dựng, Khoa Xây dựng Dân dụng Công nghiệp, Khoa Vật liệu xây dựng, Khoa Sau đại học, Phịng thí Nghiệm Vật liệu xây dựng (LASXD115), Bộ môn Công nghệ Quản lý xây dựng, Bộ mơn Cơng Nghệ vật liệu xây dựng, Phịng thí Nghiệm Vật liệu xây dựng (LASXD115), Phịng thí Nghiệm Cơng Trình (LASXD125), giúp đỡ thời gian qua Tác giả xin trân trọng cảm ơn Phịng thí nghiệm Cơng nghệ lọc hóa dầu Vật liệu xúc tác hấp phụ - Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội, Trung tâm nghiên cứu ứng dụng Khoa học kỹ thuật Phòng cháy chữa cháy Trường Đại học PCCC – Bộ Công an giúp đỡ tạo điều kiện cho tơi q trình tiến hành nghiên cứu luận án Xin chân thành cảm ơn toàn thể bạn bè, đồng nghiệp tạo điều kiện, động viên, khích lệ tơi hồn thành Luận án Đặc biệt xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới gia đình, người thân ln sát cánh, đồng hành q trình NCS làm luận án Tác giả luận án -i- LỜI CAM ĐOAN Tơi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng Các số liệu, kết trình bày luận án trung thực chưa công bố công trình khác Tác giả luận án ii MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN i LỜI CAM ĐOAN i DANH MỤC CÁC BẢNG ix DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ……………………………………………xi MỞ ĐẦU .1 TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU 3 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU .3 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU GIÁ TRỊ KHOA HỌC VÀ Ý NGHĨA THỰC TIỄN CỦA LUẬN ÁN NHỮNG ĐÓNG GÓP MỚI CỦA LUẬN ÁN CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU, CHẾ TẠO SỬ DỤNG VÀ THI CÔNG VẬT LIỆU CHỊU NHIỆT – CÁCH NHIỆT – CHỐNG CHÁY 1.1 MỘT SỐ KHÁI NIỆM LIÊN QUAN .5 1.1.1 Bê tông chịu nhiệt (BTCN) 1.1.2 Vật liệu cách nhiệt .6 1.1.3 Vật liệu chống cháy (VLCC) 1.1.4 Bê tông nhẹ chống cháy (BNCC) .6 1.1.5 Tính chịu lửa, giới hạn chịu lửa (thời gian chống cháy), tính tồn vẹn, tính cách nhiệt, bậc chịu lửa 1.2 TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU, CHẾ TẠO SỬ DỤNG VẬT LIỆU CHỊU NHIỆT – CÁCH NHIỆT – CHỐNG CHÁY .7 1.2.1 Tình hình nghiên cứu, chế tạo sử dụng vật liệu chịu nhiệt – cách nhiệt – chống cháy giới 1.2.2 Tình hình nghiên cứu, chế tạo sử dụng vật liệu chịu nhiệt – cách nhiệt – chống cháy Việt Nam .15 1.3 TỔNG QUAN VỀ CÁC PHƯƠNG PHÁP THI CÔNG VẬT LIỆU CHỊU NHIỆT – CÁCH NHIỆT – CHỐNG CHÁY HIỆN NAY 21 1.3.1 Phương pháp sơn, phun phủ 21 iii 1.4 1.3.2 Phương pháp xây .23 1.3.3 Phương pháp ốp, lát 23 1.3.4 Phương pháp thi công lắp ghép 23 1.3.5 Phương pháp quấn bọc 26 1.3.6 Phương pháp đổ chỗ .26 ĐỊNH HƯỚNG NGHIÊN CỨU CỦA LUẬN ÁN 26 CHƯƠNG CƠ SỞ KHOA HỌC NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO VÀ THI CÔNG BÊ TÔNG NHẸ CHỐNG CHÁY CHO CƠNG TRÌNH XÂY DỰNG .27 2.1 NGHIÊN CỨU CKDCN SỬ DỤNG CHẾ TẠO BNCC 27 2.1.1 Sự ảnh hưởng nhiệt độ cao đến thành phần cấu trúc đá xi măng .27 2.1.2 Sự ảnh hưởng PGKNM đến đá xi măng BNCC .30 2.2 CÁC PHƯƠNG PHÁP HÌNH THÀNH CẤU TRÚC RỖNG CHO VẬT LIỆU CÁCH NHIỆT 32 2.3 CƠ SỞ NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO VÀ THI CÔNG BNCC33 2.3.1 Một số đặc điểm ảnh hưởng đến công nghệ chế tạo BNCC .33 2.3.2 Công nghệ chế tạo cấu kiện thi cơng bê tơng khí .34 CHƯƠNG CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO VẬT LIỆU BNCC 39 3.1 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 39 3.1.1 Phương pháp thí nghiệm xác định tiêu nguyên vật liệu ………………………………………………………………………… 39 3.2 3.1.2 Phương pháp nghiên cứu chất kết dính chịu nhiệt 39 3.1.3 Phương pháp nghiên cứu BNCC .41 3.1.4 Bài toán quy hoạch thực nghiệm (QHTN) 45 NGUYÊN VẬT LIỆU SỬ DỤNG CHẾ TẠO BNCC 46 3.2.1 Xi măng poóc lăng hỗn hợp 46 3.2.2 Phụ gia chịu nhiệt (tro bay nhiệt điện) 48 3.2.3 Chất tạo rỗng (bột nhôm) 48 3.2.4 Chất hoạt tính bề mặt (chất tẩy) 48 3.2.5 Phụ gia hoạt hóa 48 3.2.6 Nước: 48 iv 3.3 NGHIÊN CỨU CHẤT KẾT DÍNH CHỊU NHIỆT .48 3.3.1 Kết nghiên cứu thành phần cấp phối CKDCN xác định tính chất CKDCN nhiệt độ thường .49 3.3.2 Kết nghiên cứu ảnh hưởng loại lượng dùng FA đến cường độ nén đá CKDCN cấp nhiệt độ .50 3.3.3 Kết nghiên cứu ảnh hưởng loại lượng dùng FA đến KLTT đá CKDCN cấp nhiệt độ 53 3.3.4 Kết nghiên cứu ảnh hưởng loại lượng dùng FA đến độ co đá CKDCN cấp nhiệt độ 55 3.3.5 3.4 3.5 3.6 Kết QHTN tối ưu hóa thành phần cấp phối CKDCN 57 NGHIÊN CỨU SỰ HÌNH THÀNH CẤU TRÚC CỦA ĐÁ CKDCN 58 3.4.1 Kết phân tích nhiệt vi sai (TG-DTA) 58 3.4.2 Kết phân tích nhiễu xạ tia Rơnghen (XRD) .60 3.4.3 Kết phân tích kính hiển vi điện tử quét (SEM) 61 NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO VẬT LIỆU BNCC 63 3.5.1 Thiết kế cấp phối BNCC với mác 800 kg/m3 63 3.5.2 QHTN cấp phối BNCC xác định tính chất hỗn hợp BNCC 63 3.5.3 Kết nghiên cứu tính chất BNCC 69 3.5.4 Phương trình QHTN tính chất BNCC 76 3.5.5 Kết cấp phối tối ưu cho BNCC 81 3.5.6 Kết thử nghiệm độ bền nhiệt BNCC 83 NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG CHỐNG CHÁY CỦA BNCC 83 3.6.1 Mẫu thử chống cháy thời điểm dừng thử nghiệm 83 3.6.2 Đánh giá khả chống cháy mẫu BNCC .84 CHƯƠNG CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO CẤU KIỆN VÀ THI CƠNG BNCC CHO CƠNG TRÌNH XÂY DỰNG 87 4.1 CÁC CƠ SỞ ĐỀ XUẤT CÔNG NGHỆ, PHẠM VI ỨNG DỤNG VÀ PHƯƠNG PHÁP THI CÔNG BNCC 87 4.1.1 Cơ sở đề xuất kích thước cấu kiện BNCC đúc sẵn 87 4.1.2 Cơ sở đề xuất công nghệ chế tạo cấu kiện BNCC đúc sẵn .88 v 4.2 4.3 4.1.3 Cơ sở đề xuất công nghệ chế tạo vữa chịu nhiệt .88 4.1.4 Cơ sở đề xuất công nghệ xây tường chống cháy từ blốc viên xây BNCC….88 4.1.5 Cơ sở đề xuất công nghệ thi công BNCC 90 4.1.6 Phạm vi ứng dụng CKDCN/BNCC phương pháp thi cơng 90 CƠNG NGHỆ CHẾ TẠO CẤU KIỆN BNCC ĐÚC SẴN 91 4.2.1 Đề xuất kích thước cấu kiện đúc sẵn BNCC .91 4.2.2 Đề xuất dây chuyền công nghệ chế tạo cấu kiện đúc sẵn BNCC .92 4.2.3 Chỉ dẫn kỹ thuật quy trình chế tạo cấu kiện đúc sẵn BNCC .92 4.2.4 Kiểm tra, đánh giá .98 CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO VỮA CHỊU NHIỆT .98 4.3.1 Sơ đồ quy trình chế tạo vữa chịu nhiệt 98 4.3.2 Chỉ dẫn kỹ thuật quy trình chế tạo vữa chịu nhiệt 98 4.3.3 Yêu cầu kỹ thuật vữa chịu nhiệt 99 4.4 CÔNG NGHỆ XÂY TƯỜNG CHỐNG CHÁY TỪ BLỐC VIÊN XÂY BNCC 99 4.5 4.4.1 Sơ đồ quy trình xây tường chống cháy BNCC 99 4.4.2 Chỉ dẫn kỹ thuật quy trình xây tường chống cháy BNCC 100 4.4.3 Kiểm tra nghiệm thu 104 CÔNG NGHỆ THI CÔNG LẮP GHÉP CẤU KIỆN BNCC BẢO VỆ CHỐNG CHÁY CHO CƠNG TRÌNH BÊ TƠNG CỐT THÉP CHỊU LỰC 104 4.6 4.5.1 Thi công lắp ghép BNCC ốp chống cháy cho vách BTCT 104 4.5.2 Thi công lắp ghép BNCC bảo vệ chống cháy cho cột BTCT 111 4.5.3 Thi công lắp ghép BNCC ốp bảo vệ chống cháy cho hệ dầm sàn BTCT112 CÔNG NGHỆ THI CÔNG LẮP GHÉP BNCC BẢO VỆ CHỐNG CHÁY CHO KẾT CẤU THÉP 115 4.7 4.6.1 Thi công lắp ghép BNCC bảo vệ chống cháy cho cột thép chữ H 115 4.6.2 Thi công lắp ghép BNCC ốp cho dầm thép chữ I 123 CÔNG NGHỆ THI CÔNG BÁN LẮP GHÉP BNCC BẢO VỆ CHỐNG CHÁY CHO CƠNG TRÌNH BTCT .127 4.7.1 Thi công bán lắp ghép BNCC ốp chống cháy cho cột BTCT tồn khối 127 4.7.2 Thi cơng bán lắp ghép BNCC ốp chống cháy cho dầm sàn BTCT toàn khối 132 vi 4.8 CÔNG NGHỆ THI CÔNG KẾT HỢP LẮP GHÉP VÀ BÁN LẮP GHÉP BNCC BẢO VỆ CHỐNG CHÁY CHO HỆ DẦM THÉP CHỮ I, BẢN SÀN BTCT 137 4.8.1 Sơ đồ quy trình thi cơng kết hợp lắp ghép bán lắp ghép BNCC bảo vệ chống cháy cho hệ dầm thép chữ I, sàn BTCT 137 4.8.2 Chỉ dẫn kỹ thuật thi công kết hợp lắp ghép bán lắp ghép BNCC bảo vệ chống cháy cho hệ dầm thép chữ I, sàn BTCT 137 4.8.3 Kiểm tra nghiệm thu 138 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 139 DANH MỤC CƠNG TRÌNH CƠNG BỐ CỦA TÁC GIẢ 141 TÀI LIỆU THAM KHẢO .142 PHỤ LỤC PL1 vii DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT STT KÍ HIỆU Ý NGHĨA AAC Bê tơng khí chưng áp (Autoclaved Aerated Concrete) ACI Viện bê tông Mỹ (American Concrete Institute) ASTM Tiêu chuẩn Mỹ thí nghiệm Vật liệu (American Society for Testing and Materials) BL Bulông BNCC bê tông nhẹ chịu nhiệt, cách nhiệt – chống cháy BT Bê tông BTCL Bê tông chịu lửa BTCN Bê tông chịu nhiệt BTCN-CN Bê tông chịu nhiệt – cách nhiệt 10 BTCT Bê tông cốt thép 11 BTK Bêtơng khí 12 BTKCA Bê tơng khí chưng áp 13 BTKKCA Bê tơng khí khơng chưng áp 14 CA Canxi Aluminate 15 CC Chống cháy 16 CKD Chất kết dính 17 CKDCN Chất kết dính chịu nhiệt 18 CTK Chất tạo khí 19 CTXD Cơng trình xây dựng 20 ĐH PCCC Đại học phòng cháy chữa cháy 21 FA Fly Ash (tro bay nhiệt điện) 22 GHCL Giới hạn chịu lửa 23 KCT Kết cấu thép 24 KL Khối lượng 25 KLR Khối lượng riêng 26 KLTT Khối lượng thể tích -PL10- PHỤ LỤC BẢNG TRA BU LÔNG NỞ ĐINH THÉP ... DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG Chu Thị Hải Ninh NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO VÀ THI CÔNG BÊ TÔNG NHẸ CHỐNG CHÁY CHO CƠNG TRÌNH XÂY DỰNG DÂN DỤNG VÀ CƠNG NGHIỆP Chun ngành:Kỹ thuật xây dựng. .. cần thi? ??t 3 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU - Nghiên cứu công nghệ chế tạo vật liệu BNCC; - Nghiên cứu công nghệ chế tạo cấu kiện chống cháy BNCC; - Nghiên cứu biện pháp thi công BNCC cho CTXD dân dụng công. .. ĐỊNH HƯỚNG NGHIÊN CỨU CỦA LUẬN ÁN 26 CHƯƠNG CƠ SỞ KHOA HỌC NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO VÀ THI CÔNG BÊ TÔNG NHẸ CHỐNG CHÁY CHO CƠNG TRÌNH XÂY DỰNG .27 2.1 NGHIÊN CỨU CKDCN SỬ DỤNG CHẾ TẠO BNCC