Nghiên cứu sử dụng tỷ lệ phụ gia hợp lý để cải thiện chất lượng bê tông sử dụng đá trên địa bàn tỉnh quảng ngãi

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐINH VĂN KHANH NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG TỶ LỆ PHỤ GIA HỢP LÝ ĐỂ CẢI THIỆN CHẤT LƯỢNG BÊ TÔNG SỬ DỤNG ĐÁ TRÊN ĐỊA BÀN TỈNH QUẢNG NGÃI LUẬN VĂN THẠC S Ĩ KỸ THUẬT CƠNG TRÌNH XÂY DỰNG Đà Nẵng- Năm 2019- ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐINH VĂN KHANH NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG TỶ LỆ PHỤ GIA HỢP LÝ ĐỂ CẢI THIỆN CHẤT LƯỢNG BÊ TÔNG SỬ DỤNG ĐÁ TRÊN ĐỊA BÀN TỈNH QUẢNG NGÃI Chuyên ngành : Kỹ thuật xây dựng công trình dân dụng công nghiệp Mã số : 858 02 01 LUẬN VĂN THẠC S Ĩ KỸ THUẬT CƠNG TRÌNH XÂY DỰNG NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC PGS TS TRƯƠNG HOÀI CHÍNH Đà Nẵng - Năm 2019- LỜI CAM ĐOAN Tơi cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chưa công bố cơng trình khác Tác giả luận văn Đinh Văn Khanh LỜI CẢM ƠN Luận văn thạc sĩ kỹ thuật chuyên ngành xây dựng dân dụng công nghiệp; với đề tài “NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG TỶ LỆ PHỤ GIA HỢP LÝ ĐỂ CẢI THIỆN CHẤT LƯỢNG BÊ TÔNG SỬ DỤNG ĐÁ TRÊN ĐỊA BÀN TỈNH QUẢNG NGÃI” kết q trình cố gắng khơng ngừng thân giúp đỡ, động viên khích lệ thầy, bạn bè đồng nghiệp người thân Qua trang viết này, tác giả xin gửi lời cảm ơn tới người giúp đỡ thời gian học tập - nghiên cứu khoa học vừa qua Tơi xin tỏ lòng kính trọng biết ơn sâu sắc thầy giáo PGS.TS Trương Hồi Chính – Giảng viên Trường Đại học Bách khoa Đà Nẵng trực tiếp tận tình hướng dẫn cung cấp tài liệu, thông tin khoa học cần thiết cho luận văn Xin chân thành cảm ơn Lãnh đạo trường Đại học Bách khoa Đà Nẵng, Khoa Xây dựng dân dụng Công nghiệp tạo điều kiện cho tơi hồn thành tốt cơng việc nghiên cứu khoa học Cuối tơi xin chân thành cảm ơn đồng nghiệp, đơn vị công tác giúp đỡ tơi q trình học tập thực Luận văn Tác giả luận văn Đinh Văn Khanh MỤC LỤC MỞ ĐẦU 1 Lý chọn đề tài Mục tiêu nghiên cứu Đối tượng và phạm vi nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu Bố cục đề tài .2 CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ VẬT LIỆU BÊ TÔNG 1.1 BÊ TÔNG 1.1.1 Khái niệm 1.1.2 Phân loại .3 1.2 CẤU TRÚC CỦA BÊ TÔNG 1.2.1 Sự hình thành cấu trúc bê tơng 1.2.2 Cấu trúc vĩ mô 1.2.3 Cấu trúc vi mô 1.3 CÁC THÀNH PHẦN CẤU TRÚC CỦA BÊ TÔNG 1.3.1 Xi măng .7 1.3.2 Nước 1.3.3 Cát 1.3.4 Đá dăm 12 1.3.5 Phụ gia bê tông 14 1.4 KẾT LUẬN 17 CHƯƠNG CÁC TÍNH CHẤT CƠ LÝ CỦA BÊ TÔNG .18 2.1 CƯỜNG ĐỘ CỦA BÊ TÔNG .18 2.1.1 Khái niệm 18 2.1.2 Cường độ chịu nén bê tông (Rn) 18 2.1.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến cường độ bê tông: 20 2.2 MÁC VÀ CẤP ĐỘ BỀN CỦA BÊ TÔNG 22 2.2.1 Mác bê tông 22 2.2.2 Cấp độ bền chịu nén 23 2.3 BIẾN DẠNG CỦA BÊ TÔNG .23 2.3.1 Biến dạng co ngót 24 2.3.2 Biến dạng tải trọng tác dụng ngắn hạn 24 2.3.3 Biến dạng tải trọng tác dụng dài hạn – từ biến 26 2.3.4 Biến dạng nhiệt 27 2.4 MÔ ĐUN ĐÀN HỒI CỦA BÊ TÔNG 27 2.5 KẾT LUẬN 28 CHUƠNG THÍ NGHIỆM THỰC NGHIỆM XÁC ĐỊNH CÁC TÍNH CHẤT CƠ LÝ CỦA BÊ TÔNG KHI SỬ DỤNG PHỤ GIA 29 3.1 CÁC CHỈ TIÊU KỸ THUẬT CỦA VẬT LIỆU THÍ NGHIỆM 29 3.1.1 Xi măng 29 3.1.2 Cát 30 3.1.3 Đá dăm đá phong hóa 1x2 cm 31 3.1.4 Nước 33 3.1.5 Phụ gia .33 3.2 QUY TRÌNH THÍ NGHIỆM XÁC ĐỊNH CƯỜNG ĐỢ CHỊU NÉN: 34 3.2.1 Thiết bị thí nghiệm 34 3.2.2 Chuẩn bị mẫu thử 34 3.2.3 Tiến hành thử 35 3.2.4 Tính kết 35 3.3 XÁC ĐỊNH CẤP PHỐI, KẾ HOẠCH VÀ VẬT TƯ ĐÚC MẪU 36 3.3.1 Thành phần cấp phối theo Quyết định số 1329/QĐ-BXD ngày 19/12/2016 Bộ Xây dựng về việc Công bố định mức sử dụng vật liệu [15] 36 3.3.2 Thành phần cấp phối theo Quyết định số 1329/QĐ-BXD ngày 19/12/2016 Bộ Xây dựng có sử dụng phụ gia [15] 37 3.3.3 Xác định số lượng mẫu đúc thí nghiệm, chuẩn bị vật tư 37 3.4 PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH ĐỘ SỤT BÊ TÔNG 39 3.6 TỔNG HỢP KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM NÉN MẪU CÁC ĐỊNH CƯỜNG ĐỘ 42 3.7 KẾT LUẬN CHƯƠNG 43 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 44 TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC QUYẾT ĐỊNH GIAO ĐỀ TÀI (BẢN SAO) PHỤ LỤC NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG TỶ LỆ PHỤ GIA HỢP LÝ ĐỂ CẢI THIỆN CHẤT LƯỢNG BÊ TÔNG SỬ DỤNG ĐÁ TRÊN ĐỊA BÀN TỈNH QUẢNG NGÃI Học viên: Đinh Văn Khanh Chuyên ngành: Kỹ tḥt Xây dựng cơng trình DD và CN Mã số: : 858 02 01 Khóa: K34, Trường Đại học Bách khoa – ĐHĐN Tóm tắt: Hiện với tốc độ xây dựng cùng với trình độ khoa học cơng nghệ phát triển vượt bậc thành phần hỗn hợp bê tông không chỉ là xi măng, đá, cát, nước mà còn sử dụng thêm nhiều loại phụ gia Phụ gia trở thành thành phần quan trọng hỡn hợp bê tơng hiện đại và có tác động đến cấu trúc vi mô bê tông Khi cho phụ gia vào hỡn hợp phụ gia làm tăng độ linh động hạt xi măng, chúng làm giảm diện tích tiếp xúc hạt, làm giảm lực ma sát thành phần hỗn hợp bê tông Qua nghiên cứu bê tông cấp độ bền B12,5 B15 có sử dụng phụ gia Sikament® NN (là phụ gia siêu dẻo, có tác dụng giảm nước đến 30%, tăng cường độ) cường độ bê tông tăng lên cách rõ rệt, đờng thời tính dẻo hởn hợp bê tơng cũng tăng lên (bê tơng có cấp độ bền B12,5 B15 sử dụng xi măng PCB40 có độ sụt từ đến cm, sử dụng phụ gia độ sụt tăng lên từ 13 đến 18 cm) Cường độ bê tông tăng tăng tỷ lệ phụ gia từ 0,6 đến 1%, nhiên tăng tỷ lệ phụ gia lên đến 1,5% cường độ bê tơng khơng có quy ḷt Lý do: Sử dụng tỷ lệ phụ gia 1,5% cấp độ bền B12,5 B15 là khơng phụ hợp Từ khóa: Bê tơng, tỷ lệ phụ gia, đá phong hóa, cường độ bê tông RESEARCH TO USE THE REASONABLE ADOPTION RATE TO IMPROVE CONCRETE QUALITY OF USING STONE ON THE QUANG NGAI LOCATION Abstract: Nowadays, with the speed of construction with the scientific and technological level, we have developed remarkably in the composition of concrete not only cement, stone, sand and water but also many kinds of additives Additives have become an important component in modern concrete mix and it has an impact on the microstructure of concrete When added to the mixture, the additive will increase the flexibility of the cement particles, reducing the contact area between the particles, reducing the friction between the components of the concrete mixture By studying the B12,5 B15 grade of concrete using Sikament® NN (a superabsorbent admixture that reduces water content by 30%, increases strength and modulus of elasticity), the strength of the concrete increases markedly, while the plasticity of the concrete mixture increases (concrete has a B12,5 B15 rating using PCB40 cement with a slump of to cm, when using sloping additive increased from 13 to 18 cm) Strength of concrete increases with an increase in the percentage of additives from 0.6 to 1%, but when increasing the percentage of additives up to 1.5%, the strength of the calf increases no rules Reason: Using the additive rate of 1.5% for durability B12,5 B15 is not compatible Key words: Concrete, additive ratio, weathered stone, concrete strength DANH MỤC BẢNG BIỂU Số hiệu Tên bảng biều bảng biểu 1.1 Thành phần hạt nằm phạm vi cho phép theo TCVN 7570 – 2006 Trang 10 1.2 Các chỉ tiêu theo nhóm cát theo TCVN 7570 – 2006 11 1.3 Hàm lượng tạp chất cát dùng cho bê tông nặng 12 1.4 Mác đá dăm từ đá thiên nhiên theo độ nén dập theo TCVN 7570 – 2006 13 1.5 Thành phần hạt cốt liệu tích luỹ sàng 14 1.6 Hàm lượng bùn, bụi, sét cốt liệu lớn 14 3.1 Các chỉ tiêu yêu cầu kỹ tḥt xi măng pc lăng hỡn hợp 29 3.2 Các chỉ tiêu yêu cầu cát trộn bê tông 30 3.3 Kết phân tích thành phần hạt đá dăm thí nghiệm 32 3.4 Các chỉ tiêu yêu cầu kỹ thuật nước đổ bê tông 33 3.5 Thành phần cấp phối bê tông B15, đá 1x2cm 36 3.6 Thành phần cấp phối bê tông B12,5, đá 1x2cm 36 3.7 3.8 3.9 3.10 3.11 3.12 Thành phần cấp phối bê tông B15, đá 1x2cm, sử dụng phụ gia Thành phần cấp phối bê tông B12.5, đá 1x2cm, sử dụng phụ gia Bảng xác định số lượng mẫu đúc thí nghiệm cho cấp phối B12,5 Bảng xác định số lượng mẫu đúc thí nghiệm cho cấp phối B15 Xác định khối lượng vật tư 12 mẫu cho cấp phối B12,5 Xác định khối lượng vật tư 12 mẫu cho cấp phối B15 37 37 37 38 38 38 DANH MỤC HÌNH VẼ Sớ hiệu hình 1.1 1.2 Tên hình Mơ hình cấu trúc bê tơng Cấu trúc vùng chuyển tiếp cốt liệu và đá xi măng Trang 1.3 Sự lan truyền vết nứt bê tông 1.4 Cấu trúc lỗ rỗng bê tông 1.5 Biểu đồ xác định thành phần hạt cát 10 1.6 Biểu đờ xác định nhóm cát 11 2.1 Mẫu để thí nghiệm cường độ nén 19 2.2 Sự phá hoại mẫ u thử khối vuông 20 2.3 Đồ thị tăng cường độ theo thời gian 21 2.4 2.5 Thí nghiệm và đờ thị ứng suất - biến dạng bê tơng Thí nghiệm và biểu đờ thể hiện biến dạng đàn hồi dẻo bê tông 24 25 2.6 Đồ thị biễu diễn từ biến bê tông 26 3.1 Cân cát 31 3.2 Cân đá 32 3.3 Cân nước 33 3.4 Phụ gia Sikament® NN 34 3.5 Nén mẫu đến phá hoại để xác định cường độ 36 3.6 Đo độ sụt và thiết bị đo 40 3.7 Kết thí nghiệm nén mẫu cấp phối B12,5 41 3.8 Kết thí nghiệm nén mẫu cấp phối B15 41 3.9 3.10 Biểu đồ phát triển cường độ theo thời gian – Cấp phối B12,5 Biểu đồ phát triển cường độ theo thời gian – Cấp phối B15 42 42 MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Ngày nay, với phát triển công nghiệp hố học làm thay đởi tính chất cơng nghệ sản xuất và sử dụng bê tông Hàng loạt chất nghiên cứu sử dụng làm phụ gia cho bê tông Tại nước phát triển 80% tởng sản lượng bê tơng có sử dụng phụ gia Việc sử dụng loại phụ gia thực trở thành cách mạng lĩnh vực sản xuất và sử dụng bê tông nhiều người, nhiều ngành quan tâm nghiên cứu nhằm tìm kiếm và phát huy khả phụ gia Bằng việc sử dụng phụ gia khác người ta có thể chế tạo bê tơng có cường độ đặc biệt cao, có độ đặc chặt, khả chống thấm và độ dẻo cao Khi sử dụng phụ gia cho bê tơng cải thiện tính chất bê tông cũng hỗn hợp bê tông, cụ thể tăng tính lưu động hỡn hợp bê tơng, giảm lượng dùng nước và xi măng, điều chỉnh thời gian ninh kết và rắn chắc, nâng cao cường độ và tính chống thấm bê tơng Phụ gia trở thành thành phần quan trọng hỗn hợp bê tơng hiện đại và có tác động đến cấu trúc vi mô bê tông Khi cho phụ gia vào hỡn hợp phụ gia làm tăng độ linh động hạt xi măng, chúng làm giảm diện tích tiếp xúc hạt, làm giảm lực ma sát thành phần hỗn hợp bê tơng Mặt khác phụ gia siêu dẻo có thể cho phép giảm nước khoảng 10 ÷ 30% vậy có thể tăng cường độ khoảng 30%, giảm độ thấm, liên kết tốt với cốt liệu và cốt thép, cường độ cao và nâng cao tuổi thọ kết cấu cơng trình bê tơng cốt thép Đề tài: “Nghiên cứu sử dụng tỉ lệ phụ gia hợp lý để cải thiện chất lượng bê tông sử dụng đá địa bàn Tỉnh Quảng Ngãi” là phù hợp với thực tế và có ý nghĩa khoa học Mục tiêu nghiên cứu Nghiên cứu ảnh hưởng tỷ lệ phụ gia đến phát triển cường độ (Rn) bê tông theo thời gian ... THAM KHẢO PHỤ LỤC QUYẾT ĐỊNH GIAO ĐỀ TÀI (BẢN SAO) PHỤ LỤC NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG TỶ LỆ PHỤ GIA HỢP LÝ ĐỂ CẢI THIỆN CHẤT LƯỢNG BÊ TÔNG SỬ DỤNG ĐÁ TRÊN ĐỊA BÀN TỈNH QUẢNG NGÃI Học viên: Đinh Văn Khanh... đề tài “NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG TỶ LỆ PHỤ GIA HỢP LÝ ĐỂ CẢI THIỆN CHẤT LƯỢNG BÊ TÔNG SỬ DỤNG ĐÁ TRÊN ĐỊA BÀN TỈNH QUẢNG NGÃI” kết q trình cố gắng khơng ngừng thân giúp đỡ, động viên khích lệ thầy,... NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐINH VĂN KHANH NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG TỶ LỆ PHỤ GIA HỢP LÝ ĐỂ CẢI THIỆN CHẤT LƯỢNG BÊ TÔNG SỬ DỤNG ĐÁ TRÊN ĐỊA BÀN TỈNH QUẢNG NGÃI Chuyên ngành : Kỹ thuật xây dựng công