Nghiên cứu sử dụng muội silic trong sản xuất bê tông cường độ cao tt

ii MỤC LỤC Trang Danh sách thành viên tham gia nghiên cứu đề tài đơn vị phối hợp i Mục lục ii Danh mục bảng biểu iii Danh mục hình ảnh iv Danh mục ký hiệu, từ chữ viết tắt v Thông tin kết nghiên cứu tiếng Việt vi Thông tin kết nghiên cứu tiếng Anh vii MỞ ĐẦU 1 Tính cấp thiết vấn đề nghiên cứu Những đóng góp khoa học đề tài Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài Chương 1: MỤC TIÊU, ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI, CÁCH TIẾP CẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Mục tiêu nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu phạm vi nghiên cứu 3 Cách tiếp cận phương pháp nghiên cứu Chương 2: NGHIÊN CỨU TỔNG QUAN 2.1 Những đặc trưng bê tơng bột hoạt tính 2.2 Xi măng Porland 2.3 Sự thủy hóa xi măng phát triển vi cấu trúc q trình thủy hóa 2.4 Muội silic Chương 3: VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP THỬ 3.1 Vật liệu 3.2 Lựa chọn cầp phối nghiên cứu 3.3 Phương pháp thử ĐỀ TÀI KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ CẤP BỘ - Mã số: B2016-DNA-30-TT Nghiên cứu sử dụng muội silic sản xuất bê tông cường độ cao ii Chương 4: MƠ HÌNH ĐỘNG HỌC CHO Q TRÌNH THỦY HÓA XI MĂNG 4.1 Mơ hình động học cho q trình thủy hóa thành phần khoáng xi măng 4.2 Mơ hình động học cho q trình thủy hóa hỗn hợp xi măng muội silic 10 4.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến q trình thủy hóa 11 4.4 Mơ hình phát triển nhiệt tốc độ phát triển nhiệt q trình thủy hóa 11 4.5 Mơ hình phát triển thể tích pha hồ kết dính suốt trình thủy hóa 12 4.6 Các tham số động học q trình thủy hóa hỗn hợp chất kết dính 12 Chương 5: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 15 5.1 Tốc độ thủy hóa bậc thủy hóa 15 5.2 Sự phát triển nhiệt tốc độ phát triển nhiệt thủy hóa 15 5.3 Sự phát triển vi cấu trúc bê tơng q trình thủy hóa 16 5.4 Lỗ rỗng tổng cộng độ rỗng tổng cộng hồ kết dính 16 5.5 Lỗ rỗng thủy hóa co ngót hóa học 18 5.6 Cường độ nén bê tông 21 Chương KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .24 6.1 Kết luận 24 6.2 Kiến nghị 25 ĐỀ TÀI KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ CẤP BỘ - Mã số: B2016-DNA-30-TT Nghiên cứu sử dụng muội silic sản xuất bê tông cường độ cao iii DANH MỤC BẢNG BIỂU Trang Bảng 2.1 Điển hình thành phần bê tơng bột hoạt tính Bảng 3.1 Các đặc trưng cấp phối Bảng 5.1 Kết thử cường độ nén mẫu bê tông 15 ĐỀ TÀI KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ CẤP BỘ - Mã số: B2016-DNA-30-TT Nghiên cứu sử dụng muội silic sản xuất bê tơng cường độ cao iv DANH MỤC HÌNH ẢNH Trang Hình 4.1 Sơ đồ mơ tả giai đoạn q trình thủy hóa thành phần pha khoáng xi măng Hình 4.2 Sơ đồ mơ tả thể tích thành phần đơn vị thể tích 14 Hình 5.1 Sự phát triển bậc thủy hóa (Trường hợp B4: E/C=0.11 ; FS/C=0.2)15 Hình 5.2 Sự phát triển tốc độ trình thủy hóa (Trường hợp B4:E/C=0.11; FS/C=0.2) .16 Hình 5.3 Bậc thủy hóa tốc độ thủy hóa: so sánh mơ hình thực nghiệm (trường hợp B4: E/C=0.11 ; FS/C=0.2) 17 Hình 5.4 Sự phát triển nhiệt tốc độ phát triển nhiệt thủy hóa: so sánh thực nghiệm mơ hình (trường hợp B4: E/C=0.11 ; FS/C=0.2) .18 Hình 5.5 Ảnh hưởng hàm lượng muội silic đến phát triển nhiệt thủy hóa 19 Hình 5.6 Ảnh hưởng hàm lượng muội silic đến tốc độ phát triển nhiệt 19 Hình 5.7 Sự phát triển thành phần pha hồ kết dính theo hàm bậc thủy hóa xi măng (trường hợp B4: E/C=0.11 ; FS/C=0.2) .20 Hình 5.8 Sự phát triển độ rỗng tổng cộng theo thời gian mẫu bê tơng21 Hình 5.9 Sự phát triển cường độ nén bê tông theo theo hàm SF/C 22 Hình 5.10 Quan hệ ứng suất thời gian thử mẫu bê tông (trường hợp B4) 23 ĐỀ TÀI KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ CẤP BỘ - Mã số: B2016-DNA-30-TT Nghiên cứu sử dụng muội silic sản xuất bê tông cường độ cao v MỘT SỐ CHỮ VIẾT TẮT Chữ viết tắt tiếng Việt BT : Bê tông BTCT : Bê tông cốt thép BTCLC : Bê tông chất lượng cao BTCS : Bê tông cốt sợi BTHM : Bê tông hạt mịn BTXM : Bê tông xi măng C : Xi măng FS : Muội silic SB : Cát mịn QB : Bột đá SP : Phụ gia dẻo E : Nước TCVN : Tiêu chuẩn Việt Nam Chữ viết tắt tiếng Anh ASTM : American society of testing materials AASHTO ACI CH C-S-H : American Association of State Highway and Transportation Officials : American concrete institute : Hyđrơxít canxi : Hyđrơ silicát canxi ĐỀ TÀI KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ CẤP BỘ - Mã số: B2016-DNA-30-TT Nghiên cứu sử dụng muội silic sản xuất bê tông cường độ cao vi THÔNG TIN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU Thông tin chung: - Tên đề tài: Nghiên cứu sử dụng muội silic sản xuất bê tông cường độ cao - Mã số: B2016-DNA-30-TT - Chủ nhiệm đề tài: TS Bạch Quốc Sĩ - Tổ chức chủ trì: Đại học Đà Nẵng - Thời gian thực hiện: từ 12/2016 đến 10 /2018 Mục tiêu: Nghiên cứu khả sử dụng muội silic việc chế tạo bê tơng cường độ cao Tính sáng tạo: - Nghiên cứu triển khai bê tông chất lượng siêu cao - Đánh giá cách định lượng phát triển vi cấu trúc bê tông Kết nghiên cứu: - Đánh giá ảnh hưởng hàm lượng muội silic việc thay phần xi măng đến tính chất bê tơng chất lượng siêu cao bao gồm cường độ nén, nhiệt phát triển co ngót - Phân tích phát triển vi cấu trúc hồ kết dính theo thời gian ảnh hưởng chúng đến tính chất bê tông Sản phẩm: 5.1 Sản phẩm khoa học: Các báo công bố: Bạch Quốc Sĩ (2017), "Chemical Shrinkage Characteristics of Binder Pastes in Ultra High Performance Concrete Made from Different Types of Cement", CIGOS-2017 (Congrès International de Géotechnique - Ouvrages – Structures, 2017) on "New Challenges in Civil Engineering", pp 354 366, ISBN: 978-981-10-6712-9, Springer Bạch Quốc Sĩ (2018), "Investigation of blended cement hydration in ĐỀ TÀI KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ CẤP BỘ - Mã số: B2016-DNA-30-TT Nghiên cứu sử dụng muội silic sản xuất bê tông cường độ cao vi the Reactive Powder Concrete with increasing levels of silica fume addition", MMMS-2018 (International Conference on Material, Machines and Methods for Sustainable Development) on "Research development in industrial material, machining and methods towards sustainability", pp 642 - 650, ISBN: 978-604-95-0502-7, Nhà xuất Bách Khoa, Hà Nội Bạch Quốc Sĩ (2018), "Quantitative study of hydration of C3S and C2S in the Reactive Powder Concrete together with its strength development", MMMS-2018 (International Conference on Material, Machines and Methods for Sustainable Development) on "Research development in industrial material, machining and methods towards sustainability", pp 651 - 660, ISBN: 978-604-95-0502-7, Nhà xuất Bách Khoa, Hà Nội Bạch Quốc Sĩ (2018), "Ảnh hưởng hàm lượng muội silic đến cường độ nén bê tông chất lượng siêu cao", Tạp chí Xây dựng Việt Nam - Bộ Xây dựng, Số: 11-2017; pp 116-121, ISBN: 0866-8762 5.2 Sản phẩm đào tạo: Hỗ trợ đào tạo thạc sĩ: Nguyễn Văn Lợi (2018), Nghiên cứu đánh giá độ bền bê tông cường độ cao sử dụng muội silic kết cấu nhịp cầu, Luận văn thạc sĩ Công nghệ vật liệu xây dựng, Trường Đại học Giao thông Vận tải Hà Nội 5.3 Sản phẩm ứng dụng Chế tạo thành cơng mẫu bê tơng có cường độ nén đạt 150 MPa Phần mềm thủy hóa chất kết dính (bao gồm xi măng muội silic) Kết đo đạc thực nghiệm tính chất bê tơng cường độ nén, nhiệt thủy hóa co ngót hóa học Phương thức chuyển giao, địa ứng dụng, tác động lợi ích mang lại kết nghiên cứu: Đề tài sử dụng làm tài liệu tham khảo hữu ích cho sinh viên giảng viên trường Đại học chuyên ngành xây dựng; học chuyên ĐỀ TÀI KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ CẤP BỘ - Mã số: B2016-DNA-30-TT Nghiên cứu sử dụng muội silic sản xuất bê tông cường độ cao 11 silic xác định qua Công thức (4-3) Công thức (4-4) sau: ( d ( t )C dt =   r ( t )i/C A  ( t )i  i masse ) i   (4-3) d ( t )L dt = PC d ( t )C dt  + PFS d ( t )S dt  (4-4) 4.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến trình thủy hóa Những yếu tố ảnh hưởng đến q trình thủy hóa tác động đến trạng thái q trình thủy hóa động học Những tác động thể BL FS T qua hệ số bao gồm: k Ei ; k SP i ; ki ; ki ; ki kiSP : hệ số ảnh hưởng phụ gia dẻo đến  (t )i , không thứ nguyên k iT : hệ số ảnh hưởng nhiệt độ đến  (t )i , không thứ nguyên kiBL : hệ số ảnh hưởng độ mịn xi măng đến  (t )i , không thứ nguyên kiSF : hệ số ảnh hưởng muội silic đến  (t )i , không thứ nguyên k iW : hệ số ảnh hưởng hàm lượng nước đến  (t )i , khơng thứ ngun 4.4 Mơ hình phát triển nhiệt tốc độ phát triển nhiệt q trình thủy hóa Nhiệt lượng tỏa suốt q trình thủy hóa từ pha thứ i tồn hệ thống chất kết dính mơ tả qua phương trình sau: Q ( t ) i = ξ ( t ) i Q com i Q ( t )S = ξ ( t )S Q com S Q ( t )C =  r ( t )i/C Q ( t )i masse i ĐỀ TÀI KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ CẤP BỘ - Mã số: B2016-DNA-30-TT Nghiên cứu sử dụng muội silic sản xuất bê tông cường độ cao 12 dQ ( t )C dt =  r ( t )i/C dQ ( t )i dt masse i Q ( t )L = Q ( t )C + Q ( t )S dQ ( t )L dt  dξ ( t ) i masse = PC   r ( t ) i/C Q com i dt  i   dξ ( t )S  masse   + PFS  r ( t )S/FS Q Scom dt     (4-10) Trong đó: : lượng nhiệt phát thủy hóa riêng xi măng thời điểm t  J gr  dQ ( t )C dt : tốc độ phát triển nhiệt q trình thủy hóa riêng xi măng thời điểm t J Q ( t )C lượng nhiệt phát thủy hóa hỗn hợp xi măng - muội silic thời điểm t lượng nhiệt phát hòa tan riêng muội : silic (qua phản ứng puzzolanic) thời điểm t gr.hrs Q ( t )L :  J gr  Q ( t )S  J gr  dQ ( t )L tốc độ phát triển nhiệt q trình thủy hóa dt : J gr.hrs hỗn hợp xi măng - muội silic thời điểm t 4.5 Mơ hình phát triển thể tích pha hồ kết dính suốt q trình thủy hóa Bên cạnh mơ nhiệt thủy hóa tốc độ thủy hóa, mơ hình phát triển thể tích pha hồ kết dính suốt q trình thủy hóa xây dựng Các pha hỗn hợp bê tơng bao gồm: thể tích pha đặc, thể tích lỗ rỗng, thể tích pha dạng nước Các pha thể Hình 4-2 4.6 Các tham số động học trình thủy hóa hỗn hợp chất kết dính Trong nghiên cứu này, tham số động học q trình thủy hóa xi ĐỀ TÀI KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ CẤP BỘ - Mã số: B2016-DNA-30-TT Nghiên cứu sử dụng muội silic sản xuất bê tông cường độ cao 13 măng đưa vào chương trình tính sau: ( t  t  t1 ) , có tham số: t , dξ ( t1 ) dt - Ở giai đoạn ( t  t  t ) , có tham số: t , dξ ( t ) dt - Ở giai đoạn ( t  t  t ) , có tham số: t - Ở giai đoạn ( t  t  t ) , có tham số: K , K - Ở giai đoạn ( t  t  t ) , có tham số: ξ ( t ) - Ở giai đoạn ( t  t ) , có tham số : K - Ở giai đoạn 1 ordre i vitesse i Dif i Trong đó: hrs t0 : thời điểm ban đầu q trình thủy hóa t1 : thời điểm cuối giai đoạn t2 : thời điểm cuối giai đoạn hrs hrs t3 : thời điểm cuối giai đoạn hrs t4 : thời điểm cuối giai đoạn hrs t5 : thời điểm cuối giai đoạn ξ ( t1 ) : bậc hydrat pha i thời điểm t ξ (t2 ) : bậc hydrat pha i thời điểm t ξ (t3 ) : bậc hydrat pha i thời điểm t hrs  −  −  − ξ (t4 ) : bậc hydrat pha i thời điểm t  − ξ ( t5 ) : bậc hydrat pha i thời điểm t  − 1/ hrs dξ ( t1 ) dt1 : tốc độ phản ứng hydrat pha i thời điểm t ĐỀ TÀI KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ CẤP BỘ - Mã số: B2016-DNA-30-TT Nghiên cứu sử dụng muội silic sản xuất bê tông cường độ cao 14 dξ ( t ) dt : tốc độ phản ứng hydrat pha i thời điểm t 1/ hrs dξ ( t ) dt : tốc độ phản ứng hydrat pha i thời điểm t 1/ hrs dξ ( t ) dt : tốc độ phản ứng hydrat pha i thời điểm t 1/ hrs dξ ( t ) dt : tốc độ phản ứng hydrat pha i thời điểm t 1/ hrs  −  −  −  −  −  − Giai đoạn : giai đoạn ban đầu Giai đoạn : giai đoạn trước giai đoạn ngủ Giai đoạn : giai đoạn ngủ Giai đoạn : giai đoạn tiến triển Giai đoạn : giai đoạn giảm tốc C3A S Š C3S C2S C4AF inerte Fumee de silice Phase ' i ' Phase ' j ' Vpore_cap Vpâte Vsolide_pâte V(t0)fu V(t0)cim Vcompact_pâte Veau_resté Veau_gel Vpore_pâte Vinerte_liant C3FH6 V(t0)liant Vliant_en_sec C3AH6 Ciment Vcim_anhy Vcim_hy C4AH13 C4AŠH12 Vliant_ré Vpâte_liant Pâte C4AŠH12 C6AŠ3H32 Veau_liée-C3S Veau_liée-C2S Veau_liée-C3A Veau_liée-C4AF Vliant_nonré VZT CH Vpâte VPâte_ciment Vbéton CSH Vpro_hy L'eau dans gel Pore de gel Eau Vpore_hy Vpore_ZT Veau_cap L'eau capillaire Veau_liée Vpore_gel Superplatifiant Veau_éva Vpro_hy_in Superplatifiant Vpore_éva L'eau évaporé Vpro_hy_in Quartz Pore d'évapore Vliant_anhy Vliant_hy Quartz Pore ZT Vinerte_liant Sable Vbéton Sable Pore d'hydratation Vporeux_A Vsable Air occlus Vquartz Air occlus Vsuper Vcompact_A Vagrégat Vair Giai đoạn : giai đoạn chậm Vfu_hy Vfu_anhy Vinertr_fu Hình 4-2: Sơ đồ mơ tả thể tích thành phần đơn vị thể tích ĐỀ TÀI KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ CẤP BỘ - Mã số: B2016-DNA-30-TT Nghiên cứu sử dụng muội silic sản xuất bê tơng cường độ cao 15 Bậc thủy hóa : ξ(t) , [ - ] CHƯƠNG KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 5.1 Tốc độ thủy hóa bậc thủy hóa Trong nghiên cứu này, kết mơ hình hóa tốc độ thủy hóa bậc thủy hóa theo thể từ Hình 5-1 đến Hình 5-2 cho mẫu bê tơng điển hình B4 (E/C = 0.11; FS/C = 0.2) Kết thực nghiệm đo bậc thủy hóa tốc độ thủy hóa so sánh với kết thực nghiệm thể Hình 5-3 Hình 5-3 cho thấy mơ thiết lập cho kết sát với kết thực nghiệm, điều cho phép tin cậy vào mơ hình thủy hóa xi măng xây dựng 0,5 C3S 0,5 C2S C3A 0,4 C4AF 0,4 Cim ent 0,3 0,3 0,2 0,2 0,1 0,1 0,0 24 48 72 96 120 144 168 Thời gian: t, [hrs] Hình 5-1: Sự phát triển bậc thủy hóa (Trường hợp B4: E/C=0.11 ; FS/C=0.2) 5.2 Sự phát triển nhiệt tốc độ phát triển nhiệt thủy hóa Các kết mơ hình dự kiến thực nghiệm so sánh với hệ trục tọa độ, kết điển hình cho mẫu B4 thể Hình 5-4 Từ Hình 5-4, nhận thấy kết từ thực nghiệm mơ hình tương đồng với nhau, điều cho thấy ĐỀ TÀI KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ CẤP BỘ - Mã số: B2016-DNA-30-TT Nghiên cứu sử dụng muội silic sản xuất bê tông cường độ cao 16 Tốc độ thủy hóa: : dξ(t)/dt , [1/hrs] đáng tin cậy từ mơ hình thủy hóa chất kết dính Mặt khác, kết đo nhiệt thủy hóa mẫu bê tông thể Bảng 5-1 Đối với kết đo tốc độ nhiệt thủy hóa thể Hình 5-5 Từ Hình 5-5 nhận thấy gia tăng hàm lượng muội silic dẫn đến gia tăng nhiệt thủy hóa thời hạn sau ngày, điều ngược lại kỳ hạn trước ngày Ở Hình 5-6 nhận thấy rằng, gia tăng hàm lượng muội silic dẫn đến gia tăng tốc độ phát triển nhiệt thủy hóa gia thời kỳ ban đầu (sớm giờ) thời kỳ sau 48 Nhưng điều ngược lại quãng thời gian từ đến 48 5.3 Sự phát triển vi cấu trúc bê tơng q trình thủy hóa Mơ hình dự kiến phát triển pha (vi cấu trúc) bê tơng q trình thủy hóa thể điển hình cho mẫu bê tơng B4 Hình 5-7 5.4 Lỗ rỗng tổng cộng độ rỗng tổng cộng hồ kết dính Kết tính tốn độ rỗng tổng cộng thể Hình 5-8 Ở Hình 5-8, nhận thấy độ rỗng tổng cộng giảm theo thời gian giảm nhanh thời đoạn cho tất mẫu bê tông 0,010 C3S 0,009 C2S 0,008 C3A 0,007 C4AF 0,006 Cim ent 0,005 0,004 0,003 0,002 0,001 0,000 24 48 72 96 120 144 168 Thời gian: t, [hrs] Hình 5-2: Sự phát triển tốc độ trình thủy hóa (Trường hợp B4:E/C=0.11 ; FS/C=0.2) ĐỀ TÀI KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ CẤP BỘ - Mã số: B2016-DNA-30-TT Nghiên cứu sử dụng muội silic sản xuất bê tông cường độ cao 0,15 0,030 ξ(t) - Exp ξ(t) - Modèle dξ(t)/dt - Exp dξ(t)/dt - Modèle 0,14 0,027 0,12 0,024 0,11 0,021 0,09 0,018 0,08 0,015 0,06 0,012 0,05 0,009 0,03 0,006 0,02 0,003 0,00 24 48 72 96 120 Tốc độ thủy hóa : dξ(t)/dt , [1/hrs] Bậc thủy hóa: ξ(t) , [ - ] 17 0,000 144 168 Thời gian: t, [hrs] Hình 5-3: Bậc thủy hóa tốc độ thủy hóa: so sánh mơ hình thực nghiệm (trường hợp B4: E/C=0.11 ; FS/C=0.2) Bảng 5-1: Kết thử cường độ nén mẫu bê tông E C FS C R c ,  MPa  ng B0 0.11 0.00 90,119 ng ng 14 ng 28 ng 90 ng 103,446 114,654 123,200 133,848 135,908 B1 0.11 0.05 102,484 112,540 120,834 126,701 138,659 139,929 B2 0.11 0.10 103,893 114,879 124,046 131,017 142,778 144,573 B3 0.11 0.15 104,094 116,714 124,580 133,161 149,804 152,165 B4 0.11 0.20 104,528 113,041 127,072 134,838 152,063 155,233 B5 0.11 0.25 102,507 111,347 125,703 131,017 143,750 153,220 B6 0.11 0.30 102,572 111,564 121,118 127,355 140,931 151,741 ĐỀ TÀI KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ CẤP BỘ - Mã số: B2016-DNA-30-TT Nghiên cứu sử dụng muội silic sản xuất bê tông cường độ cao 80 5,0 Q(t) - Thực nghiệm Q(t) - Mơ hình dQ(t)/dt - Thực nghiệm dQ(t)/dt - Mơ hình 4,5 70 4,0 60 3,5 50 3,0 40 2,5 2,0 30 1,5 Tốc độ nhiệt phát triển: dQ(t)/dt, [J/(gram chất kết dính_giây).(giờ)] Nhiệt phát triển: Q(t) , [J/ gram chất kết dính_giây ] 18 20 1,0 10 0,5 0 24 48 72 96 120 144 0,0 168 Thời gian: t, [hrs] Hình 5-4: Sự phát triển nhiệt tốc độ phát triển nhiệt thủy hóa: so sánh thực nghiệm mơ hình (trường hợp B4: E/C=0.11 ; FS/C=0.2) Sự giảm độ rỗng tổng theo thời gian mẫu bê tơng giải thích sau: theo thời gian bậc phản ứng chất kết dính ln gia tăng, bậc phản ứng chất kết dính ln gia tăng thủy hóa xi măng muội silic theo thời gian, thủy hóa chất kết dính làm tiêu hao lượng nước trộn vào q trình chế tạo bê tơng hình thành sản phẩm thủy hóa Trong q trình này, hình thành pha đặc làm giảm lỗ rỗng vật liệu kết dính dẫn đến làm giảm độ rỗng tổng theo thời gian 5.5 Lỗ rỗng thủy hóa co ngót hóa học Lỗ rỗng thủy hóa tạo trình thủy hóa chất kết dính giảm thể tích tuyệt đối hồ kết dính tổng thể tích sản phẩm thủy hóa hình thành có giá trị nhỏ tổng thể tích thành phần chất kết dính (khống xi măng muội silic) tham gia thủy hóa lượng nước tiêu thụ q trình thủy hóa ĐỀ TÀI KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ CẤP BỘ - Mã số: B2016-DNA-30-TT Nghiên cứu sử dụng muội silic sản xuất bê tông cường độ cao Nhiệt thủy hóa chất kết dính: Q(t), [J/ gr chất kết dính] 19 100 B0 90 0% FS 4,8% FS 9,1% FS 13% FS 80 B1 70 B2 60 B3 50 23,1% FS 40 16,7% FS 20% FS B4 30 B5 20 10 B6 0 12 24 36 48 60 72 84 96 108 120 132 144 156 168 Thời gian: t, [hrs] Hình 5-5: Ảnh hưởng hàm lượng muội silic đến phát triển nhiệt thủy hóa Tốc độ nhiệt thủy hóa, [J/ gr_chất kết dính hrs] 5,0 4,5 4,0 B3 3,5 B0 B4 3,0 B5 2,5 B1 2,0 1,5 B6 B2 1,0 0,5 0,0 24 48 72 96 Thời gian: t, [hrs] Hình 5-6: Ảnh hưởng hàm lượng muội silic đến tốc độ phát triển nhiệt ĐỀ TÀI KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ CẤP BỘ - Mã số: B2016-DNA-30-TT Nghiên cứu sử dụng muội silic sản xuất bê tông cường độ cao 20 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 Tỷ lệ thể tích thành phần pha hồ kết dính, [-] 0,00 1,00 Pore hydrat Eau_cap 0,90 Eau_ gel C4AH13 0,80 CṨH2 C4AṦH12 0,70 C6AṦ3H32 C3A 0,60 S CH 0,50 CSH 0,40 C3FH6 C4AF 0,30 C3AH6 C2S 0,20 C3S Inerte_S 0,10 0,239157138 Inerte_C ξultim e 0,00 0,00 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 Bậc thủy hóa xi m ăng : ξ ciment, [-] Hình 5-7: Sự phát triển thành phần pha hồ kết dính theo hàm bậc thủy hóa xi măng (trường hợp B4: E/C=0.11 ; FS/C=0.2) ĐỀ TÀI KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ CẤP BỘ - Mã số: B2016-DNA-30-TT Nghiên cứu sử dụng muội silic sản xuất bê tông cường độ cao Độ rỗng tổng cộng hồ kết dính : [ % ] 21 35 B0 31 B1 B2 27 B3 23 B4 B5 19 B6 15 14 21 28 Thời gian: t , [ngày] Hình 5-8: Sự phát triển độ rỗng tổng cộng theo thời gian mẫu bê tông 5.6 Cường độ nén bê tơng Tất kết thí nghiệm ường độ nén mẫu bê tông thể Hình 5-9 Hình 5-10 thể kết nén điển hình cho bê tơng có nhãn B4 Ở Hình 5-9 nhận thấy rằng, giai đoạn ban đầu cường độ nén của bê tông phát triển nhanh, sau kỳ hạn ngày cường độ nén của bê tông phát triển chậm sau kỳ hạn 14 ngày cường độ nén của bê tông phát triển chậm Sự phát triển nhanh cường độ nén của bê tông giai đoạn ban đầu tăng nhanh tốc độ thủy hóa xi măng thời kỳ hình thành nhanh pha đặc sản phẩm thủy hóa, điều làm gia tăng nhanh cường độ nén bê tông Mặt khác, nhận thấy bậc thủy hóa xi măng gia tăng, thể tích lỗ rỗng tổng cộng bê tông giảm mạnh, điều làm cho bê tông trở nên đặc hơn, cường độ bê ĐỀ TÀI KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ CẤP BỘ - Mã số: B2016-DNA-30-TT Nghiên cứu sử dụng muội silic sản xuất bê tông cường độ cao 22 Cường độ nén , ( Mpa ) tông phát triển cao Cũng Hình 2-10, nhận thấy rằng, bổ sung muội silic vào mẫu bê tông làm cho cường độ nén tăng lên rõ rệt so với mẫu khơng có muội silic Bên cạnh đó, nhận thấy cường độ nén mẫu bê tông đạt giá trị lớn hàm lượng muội silic mức FS/C=0.2 (tương đương khoảng16.7% lượng xi măng thay muội silic) Mạt khác, thấy hàm lượng muội silic sử dụng mức hợp lý khoảng từ FS/C=0.1 đến FS/C=0.2 (tương đương khoảng từ 9% đến 17% lượng xi măng thay muội silic) cường độ nén bê tông tăng đáng kể Trong trường hợp khác, với mức sử dụng muội silic gia tăng, cường độ nén bê tông gia tăng không đáng kể Giá trị cường độ nén bê tông thời hạn ngày đạt 85% giá trị cường độ nén thời hạn 90 ngày 160 90 days 150 28 ngày 140 130 14 ngày 120 ngày 110 ngày 100 90 ngày 80 0,00 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 Tỷ lệ m uội Silic - Xi m ăng: SF/C, [ - ] Hình 5-9: Sự phát triển cường độ nén bê tông theo theo hàm SF/C ĐỀ TÀI KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ CẤP BỘ - Mã số: B2016-DNA-30-TT Nghiên cứu sử dụng muội silic sản xuất bê tông cường độ cao 23 Cường độ nén bê tông, [MPa] 200 90 ngày 28 ngày 14 ngày ngày 180 160 140 120 100 80 60 B4 -E/C = 0.12 SF/C = 0.20 40 20 0 18 27 36 45 54 63 C3S = 62.5% C2S = 15.5% C3A = 8.2% C4AF = 10.4% 72 81 90 Thời gian: t , [giây] Hình 5-10: Quan hệ ứng suất thời gian thử mẫu bê tông (trường hợp B4) ĐỀ TÀI KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ CẤP BỘ - Mã số: B2016-DNA-30-TT Nghiên cứu sử dụng muội silic sản xuất bê tông cường độ cao 24 CHƯƠNG KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận Với kết nhiên cứu trên, chúng tơi có nhận kết luận cho nghiên cứu sau: Đã tổng quan tình hình sử dụng muội silic nước giới Một chương trình tính tốn mơ q trình thủy hóa hỗn hợp chất kết dính bao gồm xi măng muội silic thực Trong chương trình này, thành phần khống xi măng bao gồm C3S, C2S, C3A, C4AF mơ hình cách riêng biệt Chương trình tính tốn mơ q trình thủy hóa hỗn hợp chất kết dính bao gồm xi măng muội silic thiết lập mô đặc trưng thủy hóa bao gồm: phát triển nhiệt thủy hóa tốc độ phát triển nhiệt thủy hóa; bậc thủy hóa chất kết dính tốc độ phát triển bậc thủy hóa; phát triển vi cấu trúc bê tông theo thời gian Một kế hoạch thực nghiệm mẫu bê tông cường độ siêu cao tiến hành Nội dung thí nghiệm bao gồm: cường độ nén mẫu bê tơng, co ngót hóa học, nhiệt phát triển q trình thủy hóa Những đặc trưng bê tơng cường độ siêu cao có sử dụng muội silic chế tạo sản xuất phân tích bao gồm: cường độ nén bê tơng, co gót bê tơng, nhiệt thủy hóa bê tơng phát triển vi cấu trúc bê tông Đã chế tạo mẫu bê tông cường độ siêu cao có cường độ nén đạt 150 MPa Đã xây dựng sở liệu thực nghiệm mẫu bê tông cường độ siêu cao, bao gồm: cường độ nén bê tơng, co gót bê tơng, nhiệt thủy hóa bê tơng 25 Kiến nghị Tiếp tục nghiên cứu sâu việc sử dụng muội silic sản xuất bê tông cường độ cao bao gồm nội dung sau: Nghiên cứu sử dụng muội silic sản xuất bê tông cường độ cao có cốt liệu lớn Nghiên cứu khả làm chặt hỗn hợp bê tông qua phương thức sử dụng muội silic Nghiên cứu khả sử dụng cốt sợi thép nhỏ sản xuất bê tông cường độ cao nhằm tăng cường tính chất học ... B2016-DNA-30 -TT Nghiên cứu sử dụng muội silic sản xuất bê tông cường độ cao v MỘT SỐ CHỮ VIẾT TẮT Chữ viết tắt tiếng Việt BT : Bê tông BTCT : Bê tông cốt thép BTCLC : Bê tông chất lượng cao BTCS : Bê tông. .. - Nghiên cứu bê tông cường độ cao; - Nghiên cứu sử dụng muội silic sản xuất bê tông cường độ cao 2.2 Phạm vi nghiên cứu - Đề tài nghiên cứu gói gọn loại bê tơng có cường độ siêu cao (Ultra-High... nước, nghiên cứu chế tạo bê tông cường độ siêu cao từ 150 đến 200MPa - Nghiên cứu ảnh hưởng muội Silic tới phát triển vi cấu trúc cấu trúc bê tông chất lượng siêu cao - Nghiên cứu ảnh hưởng muội silic