Nghiên cứu ảnh hưởng của hồ xi măng lên tính chất lưu biến của bê tông theo thời gian

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA NGUYỄN DUY NHẬT NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA HỒ XI MĂNG LÊN TÍNH CHẤT LƯU BIẾN CỦA BÊ TƠNG THEO THỜI GIAN LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH DÂN DỤNG VÀ CƠNG NGHIỆP Đà Nẵng, năm 2018 ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA NGUYỄN DUY NHẬT NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA HỒ XI MĂNG LÊN TÍNH CHẤT LƯU BIẾN CỦA BÊ TƠNG THEO THỜI GIAN Chun ngành: kỹ thuật Xây dựng Cơng trình DD&CN Mã số: 60.58.02.08 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT XÂY DỰNG CƠNG TRÌNH DÂN DỤNG VÀ CƠNG NGHIỆP Người hướng dẫn khoa học: TS MAI CHÁNH TRUNG Đà Nẵng, năm 2018 LỜI CẢM T q q âm âm ú – ỡ m q â m â â â m ú â ú m â q m âm N ỡ TS Mai Chánh Trung ỡ q ú m q q â ú m ú q m ú m T c giả uận văn Nguy n Duy Nhật LỜI CAM ĐOAN T m â q m m T c giả uận văn Nguy n Duy Nhật ẢNH HƯỞNG CỦA HỒ XI MĂNG LÊN TÍNH CHẤT LƯU BIẾN CỦA BÊ TƠNG THEO THỜI GIAN H vi n: guy n Duy hật số: 60.58.02.08 huy n ng nh: h : 32 Trƣờng i h thuật XD T DD h ho – H T m t t – Tính hất lƣu biến ủ vữ b tông định thi ông ủ b tông l d h y h ột thiết bị đo lƣu biến đƣợ sử dụng để đo thông số lƣu biến n y Luận văn trình bày nghiên ứu ảnh hƣởng ủ hối lƣợng hồ xi măng l n tính hất lƣu biến ủ b tơng theo thời gi n phép đo ũng đ đƣợ thự để định lƣợng ảnh hƣởng ủ yếu tố thời gi n v hối lƣợng hồ xi măng l n tính hất lƣu biến ủ vữ b tông ết thu đƣợ nghi n ứu n y ũng phù hợp với số liệu từ nh m nghi n ứu h tr n giới T kh a – tính hất lƣu biến, thiết bị đo lƣu biến, độ nhớt, ngƣỡng ắt, thời gi n lƣu vữ THE INFLUENCE OF CEMENT PASTE VOLUME TO RHEOLOGICAL PROPERTIES OF FRESHLY-MIXED CONCRETE BY THE TIME Abstract – Rheological properties govern how easily freshly mixed concrete can be placed This rheology can be measured by motorized rheometers This thesis aims at studying of cement paste volume to rheological properties of fresh concrete by the time A series of rheological measurements has been conducted to investigate the influence of time and cement paste volume to rheological properties of fresh concrete All obtained results in this study are also matched with selected data from other researching groups in the world Key words – rheological properties, rheometer, plastic viscosity, yield stress, keeping time MỤC LỤC TRANG PHỤ BÌA LỜI CẢM N LỜI CAM ĐOAN MỤC LỤC DANH MỤC CÁC BẢNG DANH MỤC CÁC HÌNH MỞ ĐẦU 1 Lý h n đề t i ụ ti u nghi n ứu ối tƣợng nghi n ứu Ph m vi nghi n ứu Phƣơng ph p nghi n ứu Ý nghĩ ho h v thự ti n ủ đề t i ấu trú luận văn CHƯ NG TỔNG QUAN VỀ TÍNH CHẤT LƯU BIẾN BÊ TƠNG 1.1 LƢU IẾ Ê TÔ G 1.1.1 Giới thiệu chung 1.1.2 Khái niệm sở lƣu biến 1.2 TRẠ G THÁI LƢU IẾ ỦA VỮA Ê TÔ G 1.3 Á PHÉP O LƢU IẾ 1.3.1 Phép đo độ “linh động” 1.3.2 Phép đo lƣu biến 12 1.3.3 Máy nhớt kế bê tông 14 1.4 Á YẾU TỐ Ả H HƢỞ G Ế TÍ H LƢU IẾ ỦA Ê TÔ G 20 1.4.1 Ảnh hƣởng thông số thành phần 20 1.4.2 Ảnh hƣởng máy trộn 23 1.4.3 Ảnh hƣởng rung động 24 1.4.4 Ảnh hƣởng yếu tố thời gian 24 1.4.5 Ảnh hƣởng yếu tố nhiệt độ 24 1.5 ẾT LUẬ HƢƠ G 25 CHƯ NG VẬT LIỆU, THIẾT BỊ & CHƯ NG TRÌNH THÍ NGHIỆM 27 2.1 VẬT LIỆU SỬ DỤ G Ể CHẾ TẠO BÊ TÔNG 27 2.1.1 Xi măng 27 2.1.2 Cát 28 2.1.3 28 2.1.4 ƣớc 29 2.1.5 Phụ gia 29 2.2 THIẾT BỊ THÍ NGHIỆM 29 2.2.1 Thiết bị đo lƣu biến (Rhéomètre) 29 2.2.2 Máy trộn bê tông 36 2.2.3 Phép đo độ sụt côn Abrams 37 2.2.4 Máy nén mẫu bê tông 38 2.3 HƢƠ G TRÌ H THÍ GHIỆM 39 2.4 KẾT LUẬ HƢƠ G 40 CHƯ NG PHÂN TÍCH KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM 41 3.1 ẾT QUẢ HƢƠ G TRÌ H THÍ GHIỆ 41 3.2 Ả H HƢỞ G ỦA HỐI LƢỢ G HỒ XI Ă G LÊ THÔ G SỐ LƢU IẾ THEO THỜI GIA 42 3.3 ẾT LUẬ HƢƠ G 47 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 48 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO 49 PHỤ LỤC QUYẾT ĐỊNH GIAO ĐỀ TÀI LUẬN VĂN (bản sao) DANH MỤC CÁC BẢNG Số hiệu Tên bảng bảng Trang 1.1 Phân lo i b tông theo độ sụt 10 1.2 Phân lo i b tông theo thời gi n Vébé 11 2.1 ặ trƣng ủ xi măng po lăng hỗn hợp P 2.2 ặ trƣng ủ 2.3 ặ trƣng ủ đ - phƣơng ph p thử 40 t thô - phƣơng ph p thử 27 28 28 2.4 Phân lo i b tông theo độ sụt 38 2.5 ấp phối b tông nghi n ứu theo thông số hối lƣợng hồ xi măng 40 3.1 3.2 3.3 Ảnh hƣởng ủ hối lƣợng hồ xi măng l n thông số lƣu biến theo thời gi n ƣờng độ hịu nén R28 ủ b tông theo thời gi n lƣu vữ Ảnh hƣởng ủ độ sụt hối lƣợng hồ xi măng l n thông số lƣu biến v 41 42 42 DANH MỤC CÁC HÌNH V Số hiệu Tên hình hình 1.1 Sơ đồ trƣợt giữ 1.2 Sơ đồ tố độ 1.3 Tr ng th i lƣu biến ủ 1.5 lớp dòng hảy hất lỏng ewton tr ng th i lƣu biến ủ 1.4 Trang hất lỏng phi ewton ng g p ủ ph v o ứng suất ủ hỗn hợp vữ b tông 1.6 tr ng th i lƣu biến ủ vữ b tông tƣơi 1.7 bƣớ đo độ sụt ôn Abr ms 10 1.8 bƣớ đo ủ phép thử Vébé 11 1.9 sơ đồ nguy n lý ho t động ú 1.10 Sơ đồ nguy n lý ho t động ú nhớt ế d ng ouette nhớt ế d ng Poiseuille 13 14 1.11 hớt ế TRheom 14 1.12 iểu đồ vận tố qu y theo thời gi n 15 1.13 ) 15 y nhớt ế em gref-IMG; b) Xy lanh 1.14 y nhớt ế Two-point 16 1.15 y nhớt ế L 17 1.16 y nhớt ế I AR 17 1.17 1.18 iểu đồ vận tố qu y theo thời gi n nhớt ế I AR 18 y nhớt ế LA OS et l 18 1.19 iểu đồ vận tố qu y theo thời gi n nhớt ế LA OS et l 19 1.20 ết so s nh ủ nh m [ A FILL et l 2001] 19 1.21 ết so s nh ủ nh m [ EAUPRÉ et l 2004] 20 1.22 Ảnh hƣởng ủ tỉ lệ [WALLEVIK 2011] /X đến thông số lƣu biến b tông 1.23 Ảnh hƣởng ủ h m lƣợng SO3 xi măng 21 1.24 Ảnh hƣởng ủ phụ gi si u dẻo 22 1.25 Ảnh hƣởng ủ h m lƣợng hí 22 1.26 Ảnh hƣởng ủ h m lƣợng tro b y đến độ nhớt 23 1.27 Ảnh hƣởng ủ yếu tố thời gi n 24 1.28 Ảnh hƣởng ủ yếu tố nhiệt độ 25 21 Số hiệu Tên hình hình Trang 2.1 Thiết bị đo lƣu biến (Rhéomètre) theo 30 2.2 Chi tiết dao khuấy thùng chứa 30 2.3 Cấu t o thiết bị đo lƣu biến quy trình vận hành theo Ngo et al.[NGO et al 2010] 31 2.4 Biểu đồ mức vận tốc xoay trục dao khuấy 32 2.5 Chuẩn bị thiết bị thí nghiệm trƣờng 33 2.6 Sự tiến triển tố độ p đặt lên trục dao khuấy số đo momen xoắn theo thời gian 33 2.7 Khai thác kết từ phép đo lƣu biến 34 2.8 Tr ng thái vữa bê tông thùng chứa 35 2.9 y trộn b tông tƣ lo i nghi n đổ 300 lít 36 2.10 Phép đo độ sụt ôn Abr ms 38 2.11 Thí nghiệm nén mẫu b tơng 39 3.1 3.2 Qu n hệ thông số lƣu biến - hối lƣợng hồ xi măng theo [SOUALHI 2014] Sự biến thi n ủ độ sụt vữ b tông theo thời gi n lƣu vữ v hối lƣợng hồ xi măng 42 43 3.3 Qu n hệ thông số lƣu biến - hối lƣợng hồ xi măng, thời gi n lƣu vữ 45 3.4 Ảnh hƣởng ủ ủ b tông 45 3.5 hối lƣợng hồ xi măng đến tính hất lƣu biến ƣờng độ hịu nén R28 theo thời gi n lƣu vữ 46 SCIENTIFIC RESEARCH Lê Trường Duy, Nguyễn Anh Thư Applying buiding information modelling (bim) and common data environment (cde) in construction schedule management Phạm Anh Đức, Đào Uyên Nhi, Trần Thị Hồng Nhung Using game theory for analyzing negotiation strategies for bot projects Đàm Thu Trang 15 Identifications of the Vietnamese urban landscape architectural identities Ơng Hồng Trúc Giang, Lê Hoàng Phương, Đinh Xuân Thắng 18 The effect of two salt ion cl- and mg2+ to soil – cement strength in Viet Nam Phạm Đình Long, Nguyễn Thị Thủy Tiên 22 solutions for Ho Chi Minh city urban renewal by social capital Trần Cao Thanh Ngọc 26 Seismic behavior of reinforced concrete beam-wide column joints Văn Viết Thiên Ân, Trần Đức Hiếu 29 Effect of mixing on fresh and hardened ultra-high performance concrete Trần Thanh Dương, Phan Vũ Phương, Nguyễn Minh Long 33 prediction of flexural capacity of frp-strengthened unboned post-tensioned t-beams Vũ Ngọc Quang, Thân Thế Hùng 39 Survey of surface waves and high water levels for the inside and the government of the structure containing liquid side of wave Nguyễn Thị Kim Tú 43 Identifying green values in the southern traditional housing architecture Nguyễn Thị Tâm Đan 52 The use of building information model in green building design Nguyễn Thị Tuyết Dung 56 The experience of China and India in mobilizing capital for road construction and maintenance, lessons for Vietnam Võ Tấn Duy, Nguyễn Trọng Phước 60 The influence of higher modes to a dynamic component of the wind load on multi-storey structures Nguyễn Thanh Phong 65 Applied Geometric Brownian Motion to develop a compensation model for public private infrastructure projects Phạm Vũ Hồng Sơn, Châu Quang Đạt, Trần Đức Học 68 Production Scheduling For Dispatching Ready Mixed Concrete Trucks Using Hyper Multiple Object Grey Wolf Optimizer Algorithm And Discrete Event Simulation Trang Thu Dam 74 Solutions for preserving and developing cultural landscapes Đào Thị Như 79 Community participation issues and assessment in urban architectural heritage preservation in Hanoi Duong Diep Thuy, Le thiet Trung 83 Study the relationship between the settlement of single pile and pile group Lê Bảo Quốc 88 Design underground structure affected earthquake by using artificial accelerograms in soft soil Mai Chánh Trung, Nguyễn Duy Nhật 92 The influence of cement paste volume to rheological properties of freshly-mixed concrete by the time Nguyễn Anh Dũng, Phạm Thu Hiền 96 Effect of inside temperature rises on the mechanical characteristics of high damping rubber bearings Nguyễn Anh Tuấn, Nguyễn Thành Đạt 99 The application deep soil mixing columns method to reinforce soft ground due to tunnelling metro line 1, Ben Thanh - Suoi Tien, HCMC Nguyễn Ngọc Phương, Nguyễn Thị Phương Thịnh 104 Shear resistance evaluation of reinforced concrete beam Nguyễn Văn Quang, Nguyễn Quang Tùng 108 Decrease the horizontal displacement basing on distributing of the structure rigidity Nguyễn Tấn Bảo Long 112 The method to calculate the settlement as function of time for the soft soil improved by soil cement columns “Trần Quốc Thái, Nguyễn Thị Thanh Mai, Nguyễn Thị Bích Phương 115 Viet Nam Urbanization and Urban Infrastructure Development in the New Context Chairman: Minister Pham Hong Ha Editor-in-Chief: Tran Thi Thu Ha Office: 37 Le Dai Hanh, Hanoi Editorial Board: 04.39740744; 0983382188 Design: Thac Cuong, Quoc Khanh Publication: No: 372/GP-BTTTT date 5th, July/2016 Account: 113000001172 Joint Stock Commercial Bank of Vietnam Industrial and Commercial Branch, Hai Ba Trung, Hanoi Printed in: Nhandan printing HCMC limited Company Editorial commission: Le Quang Hung, Ph.D (Chairman of Editorial commission) Assoc Prof Pham Duy Hoa, Ph.D Assoc Prof Nguyen Minh Tam, Ph.D Le Trung Thanh, Ph.D Tran Van Khoi, Ph.D Assoc Prof Ho Ngoc Khoa, Ph.D Scientific commission: Prof Nguyen Van Lien, Sc.D (Chairman of Scientific Board) Prof Phan Quang Minh, Ph.D Secretary of Scientific Council Prof Nguyen Thi Kim Thai, Ph.D Prof Nguyen Huu Dung, Ph.D Prof Cao Duy Tien, Ph.D Prof Hiroshi Takahashi, Ph.D Prof Chien Ming Wang, Ph.D Prof Ryoichi Fukagawa, Ph.D Prof Nguyen Quoc Thong, Ph.D 1.2018 Ảnh hưởng khối lượng hồ xi măng lên tính chất lưu biến vữa bê tông theo thời gian The influence of cement paste volume to rheological properties of freshly-mixed concrete by the time Ngày nhận bài: 7/11/2017 Ngày sửa bài: 18/12/2017 Ngày chấp nhận đăng: 5/01/2018 TĨM TẮT Tính chất lưu biến vữa bê tông định khả thi cơng bê tơng dễ hay khó Một thiết bị đo lưu biến sử dụng để đo thơng số lưu biến Bài báo trình bày nghiên cứu ảnh hưởng khối lượng hồ xi măng lên tính chất lưu biến bê tơng theo thời gian Các phép đo thực để định lượng ảnh hưởng yếu tố thời gian khối lượng hồ xi măng lên tính chất lưu biến vữa bê tông Các kết thu nghiên cứu phù hợp với số liệu từ nhóm nghiên cứu khác giới Từ khóa: tính chất lưu biến, thiết bị đo lưu biến; độ nhớt, ngưỡng cắt, thời gian lưu vữa ABSTRACT Rheological properties govern how easily freshly mixed concrete can be placed This rheology can be measured by motorized rheometers This paper aims at studying of cement paste volume to rheological properties of fresh concrete by the time A series of rheological measurements has been conducted to investigate the influence of time and cement paste volume to rheological properties of fresh concrete All obtained results in this study are also matched with selected data from other researching groups in the world Key words: rheological properties, rheometer, plastic viscosity, yield stress, keeping time Mai Chánh Trung, Nguyễn Duy Nhật Trường Đại học Bách Khoa, Đại học Đà Nẵng 92 01.2018 Mai Chánh Trung, Nguyễn Duy Nhật Giới thiệu chung Công nghệ thi công bê tông sử dụng rộng rãi nghành xây dựng có phần định đến chất lượng giá thành cơng trình Các dự án xây dựng ngày có quy mơ, u cầu kỹ thuật phức tạp đòi hỏi đến phát triển công nghệ thi công tương ứng Với cơng trình sử dụng cơng nghệ thi cơng bê tơng, bê tơng xem có khả thi cơng đòi hỏi phải có độ linh động cần thiết để trộn, vận chuyển, bơm, đổ, san gạt, đầm, bảo dưỡng [1-3] Các thông số kỹ thuật bê tơng chia thành: thông số học liên quan điều kiện công trường (máy trộn vữa, phương tiện vận chuyển, loại bơm sử dụng, kích cỡ, chiều dài, vật liệu làm ống bơm, lưu lượng yêu cầu, máy đầm, máy san ) thơng số liên quan đến tính chất lưu biến vữa bê tông (thành phần cấp phối vữa bê tông, phụ gia sử dụng, thời gian thi công, đặc điểm tính chất lớp ma sát vữa bê tơng thành ống bơm…) Nói chung, thơng số liên quan đến điều kiện công trường gần xác định trước, áp lực bơm chủ yếu phụ thuộc vào thông số liên quan đến tính chất lưu biến vữa bê tơng Các nghiên cứu trước [4-6] rõ: với vữa bê tơng tươi, hai thơng số lưu biến ngưỡng cắt 0 (Pa) - biểu thị ứng suất tối thiểu cần có để vượt qua ma sát hạt cốt liệu tạo dịch chuyển vữa bê tông; độ nhớt  (Pa.s) - đánh giá độ linh động bê tông dịch chuyển, thể Hình Liên quan đến cơng nghệ bơm bê tông, nghiên cứu [3, 7] dịch chuyển dòng bê tơng ống bơm nhờ vào lớp ma sát tạo bề mặt tiếp xúc bê tơng thành ống bơm Đặc tính lưu biến lớp biên (hằng số nhớt  (Pa.s/m) ngưỡng trượt 0t (Pa)) phụ thuộc vào tính chất lưu biến vữa bê tông Ngưỡng trượt đặc trưng cho tính ì dòng bê tơng ống bơm, ngưỡng trượt lớn nghĩa cần phải có áp lực bơm ban đầu đủ lớn để đẩy bê tông dịch chuyển ống bơm; số nhớt đặc trưng cho tính ì dòng chảy bê tông dịch chuyển ống bơm, thông số nhỏ bê tơng dễ dịch chuyển hay nói cách khác dễ bơm Xác định thơng số lưu biến mặt dự tính độ linh động vữa bê tông bên cạnh thông số độ sụt giúp đưa hay đánh giá phương án thi cơng hợp lý, mặt khác góp phần giúp xác định áp lực bơm cần thiết trường hợp dụng công nghệ bơm bê tông Nhiều nghiên cứu chứng minh tính chất lưu biến vữa bê tông phụ thuộc chủ yếu vào tỉ lệ cấp phối vữa bê tông theo [8-11] Nghiên cứu ảnh hưởng thông số thành phần cấp phối vữa bê tông lên tính chất lưu biến bê tơng ngồi việc giúp xác định phương án thi cơng hợp lý cho phép dự tính xu hướng tiến triển chất lưu biến bê tông thay đổi thông số thành phần cấp phối vữa bê tông Tuy nhiên nghiên cứu chưa đề cập đến yếu tố quan trọng thời gian, khảo sát xu hướng tiến triển thông số lưu biến theo thông số thành phần cấp phối vữa bê tông hầu hết xác định/ hay đo sau trộn xong hay vừa vận chuyển đến công trường Thực tế thời gian thi công nhiều phải kéo dài ngun nhân khách quan khơng mong muốn, tính chất bê tơng có thay đổi định đặt biệt xét đến yếu tố nước thời gian thi cơng kéo dài ảnh hưởng đến tính chất lưu biến vữa bê tông Nghiên cứu ảnh hưởng thông số thành phần bê tông lên thông số lưu biến nghiên cứu trình bày [8] Nghiên cứu trình bày ảnh hưởng yếu tố “thời gian lưu vữa” lên thông số lưu biến thay đổi khối lượng hồ xi măng Hình Đóng góp pha vào ứng suất cắt hỗn hợp vữa bê tông Các thông số lưu biến (độ nhớt  ngưỡng cắt 0) đo thiết bị đo lưu biến (rheometer) Nhiều thiết bị đo lưu biến đề xuất tác giả [8, 12-14], nhóm nghiên cứu sử dụng thiết bị đo lưu biến phát triển Soualhi et al.[8, 15] có quy trình sử dụng đơn giản, kết có độ xác tương thích với thiết bị khác có giá thành nhỏ Các rheometer nói chung có chế độ hoạt động nhớt kế dạng tĩnh kiểu Couette: vữa bê tông bị cắt hai mặt kim loại có mặt cố định mặt di động, từ phương trình vật lý xác định thơng số lưu biến vữa bê tơng Chương trình thí nghiệm 2.1 Thiết bị đo lưu biến (rheometer) Thiết bị đo lưu biến (rheometer) phát triển bới Soualhi et al.[8, 15] sử dụng để thực phép đo nghiên cứu Thiết bị có ba phần chính: máy khuấy điện tử điều khiển tốc độ áp đặt lên trục quay đo momen xoắn tương ứng; dao khuấy thép cao 15cm, đường kính 10.5cm; thùng chứa vữa bê tơng cao 25cm đường kính 30cm (Hình 2) Hình Cấu tạo thiết bị đo lưu biến rheometer theo Soualhi et al.[8, 15] Máy khuấy phận thực phép thí nghiệm, điều khiển phần mềm control 2000 cài đặt máy tính Thiết bị rheometer dùng để đo thông số lưu biến vữa bê tông tươi, gồm ngưỡng cắt 0 (Pa) độ nhớt  (Pa.s) Việc vận hành thiết bị đo lưu biến (rheometer) gồm bước Hình 3: Hình Quy trình vận hành thiết bị đo lưu biến rheometer theo Soualhi et al.[8, 15] Bước 1: Đo momen xoắn áp đặt vào trục dao khuấy khơng có tải (khơng có bê tơng) MV tương ứng với cấp vận tốc áp đặt lên trục quay dao khuấy Hình Bước 2: Lấp đầy vữa bê tông thùng chứa theo hai lớp Lớp thứ cao 10cm, lớp thứ hai cao đến mặt thùng chứa Mỗi lớp cần đầm 25 lần que đầm thí nghiệm đo độ sụt côn Abrams Bước 3: Đặt dao khuấy thẳng đứng tâm thùng chứa Ấn dao khuấy ngập thẳng đứng vào thùng chứa bê tông dao khuấy vừa ngập hết bê tông (như dao khuấy cách đáy thùng chứa 10cm) Bước 4: Đo momen xoắn áp đặt vào trục dao khuấy có tải MT tương ứng với cấp vận tốc áp đặt lên trục quay dao khuấy Hình Bước 5: Tính tốn chênh lệch (MT - MV) tương ứng với cấp vận tốc áp đặt lên trục quay dao khuấy Hình Tốc độ quay áp đặt lên xy lanh theo thời gian 2.2 Phân tích kết đo Kết thí nghiệm với bê tông thông thường máy đo lưu biến cho thấy mối quan hệ momen xoắn áp đặt lên trục quay theo tốc độ quay biểu diễn theo phương trình (1) Hình 5(a) ‫ ܯ‬ൌ ‫ܯ‬଴ ൅ ݇Ǥ  (1) Trong đó: M(N.m) tổng momen xoắn áp đặt vào trục quay dao khuấy; M0 (N.m) ngưỡng momen xoắn ban đầu; k(N.m.s) hệ số tỉ lệ; (vòng/s) tốc độ quay trục dao khuấy Từ kết đo này, suy mối quan hệ ứng suất cắt bê tông với tốc độ cắt Hình 5(b) tương ứng với hai trường hợp Hình Nếu bê tơng thùng chứa bị cắt tồn phần Hình 6(a), phương trình Reiner-Riwlin cho mối liên hệ với thơng số lưu biến phương trình (2): ெ ଵ ଵ  ൌ ଶగ௛ఓ ቀோమ െ ோమቁ ൅ భ మ ఛబ ఓ ݈݊ ோమ (2) ோభ Trong đó: R1(m)- bán kính dao khuấy; R2(m): bán kính thùng chứa; h(m): chiều cao dao khuấy Nếu phần bê tông bị cắt phương trình Reiner-Riwlin có dạng phương trình (3): 01.2018 93 ெ (4): ଵ ଵ  ൌ ଶగ௛ఓ ൬ோమ െ ோమ ൰ ൅ భ ಴ ఛబ ఓ ݈݊ ோ಴ (3) ோభ Trong Rc(m) bán kính giới hạn vùng cắt tính sau ܴ஼ ൌ ට ெ (4) ଶగ௛ఛబ Các giá trị 0  từ phương trình xác định phép thử dần: giả thiết giá trị trước sau tìm với cặp giá trị đo so sánh giá trị Rc với bán kính thùng Giá trị tìm phải thỏa mãn sai số bình phương tối thiểu tốc độ quay tính tốn tốc độ quay đo Kết tính thục phần mềm chuyên dụng Bảng Kết thí nghiệm đo thơng số lưu biến Bê Đơn Vhoxm Thời gian lưu vữa (phút) Tham số tông vị (m3) 30 60 90 B1 B2 B3 Độ sụt (Sl) Ngưỡng cắt (0) Độ nhớt () Độ sụt (Sl) Ngưỡng cắt (0) Độ nhớt () Độ sụt (Sl) Ngưỡng cắt (0) Độ nhớt () cm Pa Pa.s cm Pa Pa.s cm Pa Pa.s 0.296 0.316 0.378 18 241.5 24.1 21 194.8 14.8 11 385.7 37.4 16.5 13.5 351.6 345.9 24.9 31.4 18.5 17.5 258.5 271.4 16.5 21.4 8.5 5.5 515.1 611.8 41.8 54.7 11 451.9 44.7 16 348.7 28.6 # # a) b) Hình Khai thác kết từ phép đo lưu biến: (a) kết đo; (b) kết tính Hình Sự biến thiên độ sụt vữa bê tông theo thời gian lưu vữa a) b) Hình Trạng thái vữa bê tơng thùng chứa 2.3 Vật liệu cấp phối vữa Loạt bê tông thử nghiệm nghiên cứu chế tạo từ xi măng PCB40 theo tiêu chuẩn TCVN 6260-2009, cốt liệu thơ gồm cát vàng có ML=2.9 đá cấp phối 10x20 với tính chất phù hợp với TCVN 7570:2006, phụ gia Sika Plast 257 có hàm lượng (0.8  1.2) lít/100kg xi măng, nước Tỉ lệ cấp phối thí nghiệm lựa chọn theo quy định TCVN 9340-2012 kết hợp tham khảo cấp phối công ty cung ứng bê tông thương phẩm thị trường tổng hợp Bảng Cấp phối B1, B2 tích hồ xi măng tăng từ 0.296m3 đến 0.316m3, riêng cấp phối B3 nghiên cứu ứng với trường hợp không sử dụng phụ gia Bảng Tỉ lệ cấp phối vữa thử nghiệm Bê tông Vhoxm (m3) Xi măng (kg) Nước (kg) Đá (kg) Cát (kg) Sika 257 (lít/m3) B1 0.296 410 164 982 881 4.1 B2 0.316 410 184 955 855 4.1 B3 0.378 460 230 876 795 Mỗi cấp phối thí nghiệm đo độ sụt thơng số ma sát thời điểm phút, 30 phút, 60 phút, 90 phút Để hạn chế tối đa việc nước thời gian lưu giữ bê tông kéo dài, bê tông lưu giữ giữ thùng trộn có bao che nilon, 15 phút cho máy trộn quay lại 35 phút để giữ ổn định tính chất lưu biến bê tông Kết phân tích 3.1 Kết Kết chương trình thí nghiệm tổng hợp Bảng Hình 7, 94 01.2018 a) b) Hình Sự tiến triển thông số lưu biến theo thời gian lưu vữa, khối lượng hồ xi măng dán phụ gia sử dụng a) Ngưỡng cắt; b) Độ nhớt 3.2 Phân tích Khối lượng hồ xi măng bê tơng theo định nghĩa tổng thể tích xi măng nước m3 vữa bê tông, thông số quan trọng với thông số tỉ lệ Nước/Xi măng ảnh hưởng trực tiếp đến thuộc tính lưu biến vữa bê tơng Lượng hồ xi măng hay nói cách khác lượng chất kết dính tăng lên làm tăng khoảng cách hạt cốt liệu thô vữa bê tơng, giúp chúng trượt lên cách dễ dàng mà vữa bê tơng trở nên linh động Kết thí nghiệm khảo sát ảnh hưởng khối lượng hồ xi măng lên thông số lưu biến theo thời gian Hình Hình cho thấy rằng: việc tăng khối lượng hồ xi măng từ B1-0.296 đến B2-0.316 với bê tơng có phụ gia bê tơng B3-0.379 khơng phụ gia dẫn đến việc giảm độ sụt giảm thông số lưu biến vữa bê tông, giúp cho vữa bê tông linh động dễ thi công Kết làm rõ ý nghĩa việc gia tăng khối lượng hồ xi măng lên tính chất lưu biến vữa bê tơng giải thích tổng qt phù hợp với nghiên cứu Soualhi et al [8] Từ kết khảo sát biến thiên độ sụt theo thời gian lưu vữa Hình 7, nhìn chung thời gian lưu vữa kéo dài, độ sụt bê tông giảm dần, nhiên mức độ giảm bê tông sử dụng phụ gia siêu dẻo so với không sử dụng phụ gia Thời gian thi công kéo dài, dẫn đến nước vữa bê tông tăng nguyên nhân làm độ sụt bê tơng giảm Với bê tông B3 không sử dụng phụ gia, giảm độ sụt theo thời gian lớn ảnh hưởng đáng kể đến tính chất lưu biến vữa bê tơng qua vấn đề thi cơng Thực tế thi công, trường hợp sử dụng công nghệ bơm bê tông chủ đạo thường phải sử dụng phụ gia để cải thiện tính chất bê tơng giúp cho q trình thi cơng thuận lợi mà đảm bảo chất lượng bê tông sau Với phụ gia siêu dẻo, nói chung có khả hấp thụ bề mặt hạt mịn giữ chúng tách rời q trình thủy hóa diễn điều giúp trì - hạn chế suy giảm độ sụt bê tông thấy rõ Hình Liên quan đến thơng số lưu biến, từ đồ thị Hình nhận thấy: theo thời gian lưu vữa, thông số lưu biến vữa bê tông (ngưỡng cắt độ nhớt) tăng dù có hay khơng sử dụng phụ gia, có nghĩa thời gian lưu vữa kéo dài làm giảm tính linh động vữa bê tơng gây khó khăn cho q trình thi cơng Với bê tông sử dụng phụ gia B1 - B2, thông số độ nhớt tăng theo thời gian lưu vữa thơng số ngưỡng trượt có khoảng “ổn định” định (từ thời điểm lưu vữa 30  60 phút) thời gian lưu vữa Với bê tông không sử dụng phụ gia B3, theo thời gian lưu vữa độ sụt bê tông giảm mạnh với gia tăng lớn thông số lưu biến, chí vượt qua giới hạn đo thiết bị đo lưu biến thời điểm lưu vữa 90 phút, ảnh hưởng lớn đến khả thi công bê tông Và qua thấy rõ vai trò phụ gia siêu dẻo sử dụng thi công bê tông Các kết luận Dựa vào thiết bị đo lưu biến (rheometer) phát triển Soualhi et al.[8, 15], ảnh hưởng khối lượng hồ xi măng lên tính chất lưu biến vữa bê tông theo thời gian làm rõ nghiên cứu Kết chương trình thí nghiệm kết luận: - Tăng khối lượng hồ xi măng làm tăng độ sụt bê tơng giảm thơng số lưu biến, qua làm tăng độ linh động bê tông, giúp trình thi cơng thuận lợi - Việc kéo dài thời gian lưu vữa làm giảm độ sụt bê tông tăng thông số lưu biến, làm giảm độ linh động bê tơng gây khó khăn cho q trình thi cơng bê tơng - Việc sử dụng phụ gia siêu dẻo giúp cải thiện tính chất lưu biến vữa bê tông, giảm nước trì độ sụt Lời cảm ơn: Nghiên cứu tài trợ Quỹ Phát triển khoa học công nghệ Đại học Đà Nẵng đề tài có mã số B2017-ĐN02-35 Các tác giả xin bày tỏ cảm ơn chân thành [13] O.H WALLEVICK et O.E GJORV 1990 Development of a coaxial cylinder viscometer for fresh concrete, Properties of Fresh Concrete, Hanover, chez Proceedings ò the rilem colloquium, Chapman & Hall [14] E KOEHLER, et al «New portable rheometer for fresh self-consolidating concrete», ACI materials journal, vol 233, p 97-116, 2006 [15] H SOUALHI, et al «A new vane rheometer for fresh mortar: development and validation», Applied Rheology, vol 24, p 22594(7pages), 2014 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] TCVN 4453:1995 «TCVN 4453:1995 KẾT CẤU BÊ TƠNG VÀ BÊ TƠNG CỐT THÉP TỒN KHỐI – QUY PHẠM THI CÔNG VÀ NGHIỆM THU» [2] O.H WALLEVICK et O.E GJORV «Properties of fresh concrete», 1990 [3] D KAPLAN 2000 Pompage des bétons, Etudes et recherches des laboratoires des Ponts et Chaussées, OA 36, Rapp LCPC, Paris [4] P COUSSOT 2012 Comprendre la rhéologie: de la circulation du sang la prise du béton, EDP Sciences [5] C HU Rhéologie des bétons fluides Ecole Nationale des Ponts et Chaussées, 1995 [6] F DE LARRARD 2000 Structures granulaires et formulation des bétons, Laboratoire Central des Ponts et Chaussées [7] T.T NGO, et al «Use of tribometer to estimate interface friction and concrete boundary layer composition during the fluid concrete pumping», Construction and Building Materials, vol 24, p 1253-1261, 2010 [8] H SOUALHI Optimisation de la viscosité des bétons faible impact environnemental Thesis of Ph.D, Universite de Cergy-Pontoise, 2014 [9] H SOUALHI, et al «New model to estimate plastic viscosity of eco-friendly and conventional concrete», Construction and Building Materials, vol 135, p 323-334, 2017 [10] T SEDRAN Rhéologie et rhéométrie des bétons Application aux bétons autonivelants Rapport de thèse de l'Ecole Nationale des Ponts et Chaussées, 220p, 1999 [11] O.H WALLEVIK «Introduction to Rheology of Fresh Concrete», Reykjavik., 2011 [12] C LANOS et P ESTELLÉ «Vers une réelle rhéométrie adaptée aux bétons frais», European Journal of Environmental and Civil Engineering, vol 13, p 457-471, 2009 01.2018 95 ... dụ b y hẳng h n ) éo theo việ ảnh hƣởng đến qu trình thi ơng Chính thế, việ đƣ r đề tài nghiên cứu Nghiên cứu ảnh hưởng hồ xi măng lên tính chất lưu biến bê tông theo thời gian l ần thiết để... ẢNH HƯỞNG CỦA HỒ XI MĂNG LÊN TÍNH CHẤT LƯU BIẾN CỦA BÊ TƠNG THEO THỜI GIAN H vi n: guy n Duy hật số: 60.58.02.08 huy n ng nh: h : 32 Trƣờng i h thuật XD T DD h ho – H T m t t – Tính hất lƣu biến. ..ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA NGUYỄN DUY NHẬT NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA HỒ XI MĂNG LÊN TÍNH CHẤT LƯU BIẾN CỦA BÊ TƠNG THEO THỜI GIAN Chun ngành: kỹ thuật Xây dựng Cơng trình DD&CN Mã