Nghiên cứu thực nghiệm ảnh hưởng của tỷ lệ nước xi măng đến sự phát triển mô đun đàn hồi của bê tông sử dụng nước biển và nước ngọt tại tỉnh khánh hòa

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA CAO THANH VŨ NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM ẢNH HƢỞNG CỦA TỶ LỆ NƢỚC/XI MĂNG ĐẾN SỰ PHÁT TRIỂN MÔ ĐUN ĐÀN HỒI CỦA BÊ TÔNG SỬ DỤNG NƢỚC BIỂN VÀ NƢỚC NGỌT TẠI KHÁNH HOÀ Chuyên ngành: Kỹ thuật Xây dựng cơng trình Dân dụng Cơng nghiệp Mã số: 60.58.02.08 LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: PGS.TS TRƢƠNG HỒI CHÍNH Đà Nẵng - Năm 2018 LỜI CAM ĐOAN Tôi cam đoan Luận văn thạc sỹ ngành kỹ thuật Xây dựng Cơng trình Dân dụng & Công nghiệp với đề tài: "Nghiên cứu thực nghiệm ảnh hƣởng tỷ lệ nƣớc/xi măng đến phát triển mô đun đàn hồi bê tông sử dụng nƣớc biển nƣớc tỉnh Khánh Hòa" cơng trình nghiên cứu tơi thực Các số liệu kết nêu luận văn trung thực chưa công bố cơng trình khác Tác giả luận văn Cao Thanh Vũ MỤC LỤC TRANG BÌA LỜI CAM ĐOAN MỤC LỤC TRANG TÓM TẮT LUẬN VĂN DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT DANH MỤC CÁC BẢNG DANH MỤC CÁC HÌNH DANH MỤC CÁC BIỂU ĐỒ MỞ ĐẦU 1 Lý chọn đề tài Mục tiêu nghiên cứu Đối tƣợng nghiên cứu phạm vi nghiên cứu Phƣơng pháp nghiên cứu Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài Cấu trúc luận văn CHƢƠNG 1.TỔNG QUAN VỀ BÊ TÔNG VÀ CÁC VẬT LIỆU CẤU THÀNH 1.1 Tổng quan bê tông vật liệu cấu thành 1.1.1 Tổng quan bê tông 1.1.2 Các vật liệu cấu thành 1.2 Ngun lý hình thành bê tơng thơng qua phản ứng thủy hóa xi măng 1.2.1 Giai đoạn hòa tan 11 1.2.2 Giai đoạn hóa keo 11 1.2.3 Giai đoạn kết tinh 11 1.3 Một số nghiên cứu giới ảnh hƣởng nƣớc biển đến chất lƣợng bê tông 11 1.3.1 Tình hình nghiên cứu sử dụng cốt liệu khai thác từ biển để chế tạo bê tông giới nƣớc 11 1.3.2 Ảnh hƣởng nƣớc biển trình chế tạo 12 1.3.3 Ảnh hƣởng nƣớc biển trình khai thác sử dụng 12 Kết luận chƣơng 13 CHƢƠNG PHƢƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM PHÂN TÍCH ĐẶC TÍNH CƠ LÝCỦA NƢỚC NGỌT, NƢỚC BIỂN VÀ SỰ PHÁT TRIỂN MÔ ĐUN ĐÀN HỒI CỦA BÊ TÔNG 14 2.1 Đặc điểm môi trƣờng biển miền Trung Việt Nam 14 2.1.1 Đặc điểm chung 14 2.1.2 Đặc điểm khu vực Nha Trang – Khánh Hòa 15 2.2 Phƣơng pháp tiêu cần đánh giá sử dụng nƣớc biển 16 2.2.1 Phƣơng pháp đánh giá 16 2.2.2 Các tiêu cần đánh giá 16 2.3 Phƣơng pháp xác định cƣờng độ nén bê tông thực nghiệm (Theo TCVN 3118:1993) 16 2.3.1 Thiết bị thử 16 2.3.2 Chuẩn bị mẫu thử 17 2.3.3 Tiến hành thử 19 2.3.4 Tính kết 19 2.4 Những yếu tố ảnh hƣởng đến cƣờng độ nén bê tông 20 2.4.1 Ảnh hƣởng hàm lƣợng muối chứa nƣớc biển 20 2.4.2 Mác xi măng tỷ lệ X/N 22 2.4.3 Hàm lƣợng tính chất cốt liệu 23 2.4.4 Cấu tạo bê tông 24 2.4.5 Phụ gia tăng dẻo 24 2.4.6 Phụ gia đông kết nhanh 24 2.4.7 Cƣờng độ bê tông tăng theo thời gian 25 2.4.8 Điều kiện môi trƣờng bảo dƣỡng 26 2.4.9 Điều kiện thí nghiệm 26 2.5 Mô đun đàn hồi bê tông: 26 Kết luận chƣơng 27 CHƢƠNG THÍ NGHIỆM VÀ KẾT QUẢ XÁC ĐỊNH MÔ ĐUN ĐÀN HỒI CỦA BÊ TÔNG SỬ DỤNG NƢỚC THƢỜNG, NƢỚC BIỂN KHU VỰC NHA TRANG – KHÁNH HOÀ 29 3.1 Mục đích thí nghiệm 29 3.2 Vật liệu sử dụng để chế tạo mẫu 29 3.2.1 Xi măng (Chất kết dính) 29 3.2.2 Cốt liệu nhỏ (cát): 30 3.2.3 Cốt liệu lớn (đá): 31 3.3 Tính tốn thành phần cấp phối cho bê tơng cấp B20 32 3.3.1 Chọn độ sụt 33 3.3.2 Xác định lƣợng nƣớc (N) cho 1m3 bê tông 34 3.3.3 Xác định tỉ số chất kết dính/nƣớc (X/N) 35 3.3.4 Tính tốn hàm lƣợng xi măng 37 3.3.5 Tính tốn hàm lƣợng cốt liệu lớn 37 3.3.6 Tính tốn hàm lƣợng cốt liệu nhỏ 39 3.3.7 Thành phần cấp phối bê tông: 40 3.4 Quy trình đúc mẫu (Theo TCVN 3105:1993) 40 3.4.1 Tính tốn liều lƣợng vật liệu cho mẻ trộn 40 3.4.2 Trộn hỗn hợp bê tông xác định độ sụt 42 3.4.3 Chọn khuôn đúc tiến hành đúc mẫu 42 3.4.4 Quy trình bảo dƣỡng mẫu (Theo TCVN 3105:1993) 42 3.4.5 Mẫu thí nghiệm: 43 3.4.6 Quy trình thí nghiệm: 43 3.5 Thí nghiệm xác định mơ đun đàn hồi theo TCVN 5726:1993 44 3.5.1 Phƣơng pháp xác định cƣờng độ lăng trụ mô đun đàn hồi nén tĩnh44 3.5.2 Kết thí nghiệm, tính tốn xác định mơ đun đàn hồi: 47 3.6 Biểu đồ thay đổi giá trị mô đun đàn hồi bê tông theo thời gian: .50 3.6.1 Đối với nƣớc biển: 50 3.6.2 Đối với nƣớc ngọt: 52 3.6.3 Nhận xét: 54 3.6.4 So sánh kết thực nghiệm: 54 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 58 TÀI LIỆU THAM KHẢO 59 PHỤ LỤC QUYẾT ĐỊNH GIAO ĐỀ TÀI LUẬN VĂN THẠC SĨ (BẢN SAO) BẢN SAO KẾT LUẬN CỦA HỘI ĐỒNG, BẢN SAO NHẬN XÉT CỦA CÁC PHẢN BIỆN TRANG TÓM TẮT LUẬN VĂN NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM VỀ ẢNH HƢỞNG CỦA TỶ LỆ NƢỚC/XI MĂNG ĐẾN SỰ PHÁT TRIỂN MÔ ĐUN ĐÀN HỒI CỦA BÊ TÔNG SỬ DỤNG NƢỚC BIỂN VÀ NƢỚC NGỌT TẠI TỈNH KHÁNH HOÀ Học viên: Cao Thanh Vũ Mã số: 60.58.02.08 Chuyên ngành: Kỹ thuật Xây dựng cơng trình Dân dụng Cơng nghiệp Khóa: K33 (2016 – 2018) Trƣờng Đại học Bách khoa – Đại học Đà Nẵng Tóm tắt – Bê tơng loại vật liệu đƣợc sử dụng rộng rãi phổ biến xây dựng có độ bền cao đƣợc ứng dụng nhiều loại cơng trình khác nhƣ: Xây dựng, giao thông, thủy lợi Thông qua chất lƣợng bê tơng đánh giá chất lƣợng tồn cơng trình Nhƣ biết thành phần cốt liệu bê tông đá dăm gồm: Nƣớc, xi măng, cát, đá , loại vật liệu đƣợc cấp phối theo tỷ lệ định, thành phần thay đổi làm ảnh hƣởng đến đặc trƣng lý bê tơng đƣợc chế tạo, có mơ đun đàn hồi Để thấy đƣợc ảnh hƣởng tỷ lệ Nƣớc/Xi măng thành phần cấp phối đến giá trị mô đun đàn hồi bê tông, đặc biệt sử dụng hai loại nƣớc nƣớc biển nƣớc thành phố Nha Trang, tỉnh Khánh Hoà để sản xuất bê tông; Đề tài nghiên cứu thực nghiệm ảnh hƣởng tỷ lệ Nƣớc/Xi măng đến phát triển mô đun đàn hồi bê tông theo thời gian cần đƣợc tiến hành nghiên cứu thực nghiệm để làm rõ mối quan hệ Từ khóa - bê tông nƣớc biển; tỷ lệ Nƣớc/Xi măng; cƣờng độ bê tông; mô đun đàn hồi; phát triển mô đun đàn hồi bê tông EXPERIMENTAL RESULTS ON THE IMPACTS OF WATER/CEMENT RATIO TO DEVELOPMENT OF THE ELASTIC MODULUS OF CONCRETE IN SEA WATER AND FRESH WATERIN KHANH HOA PROVINCE Summary - Concrete is a widely used and popular material in construction because of its high durability and is used in many different types of constructions such as construction, traffic, irrigation Through quality concrete can evaluate the quality of the whole building As we already know, the basic aggregate content of macadam concrete is: Water, cement, sand, stone , these materials are graded in a certain proportion, when one of these components changes, it will affect the mechanical properties of the manufactured concrete, including the elastic modulus In order to see the influence of water/cement ratio in the composition on the modulus of elasticity of concrete, especially when using two types of water, sea water and fresh water in Nha Trang city, Khanh Hoa province to produce concrete; Experimental research on the effect of water/cement ratio on the elastic modulus of concrete over time should be conducted empirically to clarify this relationship Keywords - sea water concrete; water/cement ratio; concrete strength; the elastic modulus; the development of the elastic modulus of concrete DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT CÁC KÝ HIỆU : Khối lƣợng thể tích bê tơng (kg/m3) Khối lƣợng thể tích xốp đá (g/cm3) Khối lƣợng thể tích đá (g/cm3) Khối lƣợng riêng xi măng (g/cm3) : Khối lƣợng riêng nƣớc (g/cm3) Khối lƣợng thể tích thực tếcủa hỗn hợp bê tông sau nén chặt (kg/m3) A, A1: Hệ số chất lƣợng vật liệu theo TCVN Cm: Khối lƣợng vật liệu cát cần cho mẻ trộn (kg) Dm: Khối lƣợng vật liệu đá cần cho mẻ trộn (kg) E: Mô đun đàn hồi (104 daN/cm2) F: Diện tích chịu lực nén viên mẫu (cm2) fc’: Cƣờng độ chịu nén bê tông 28 ngày tuổi điều kiện tiêu chuẩn K1 : Hệ số lèn chặt kd: Hệ số dư vữa hợp lý Mđl: Mô đun độ lớn Nm: Khối lƣợng nƣớc cần cho mẻ trộn (lít) P: Tải trọng phá hoại mẫu (daN) PGm: Khối lƣợng phụ gia cần cho mẻ trộn R: Cƣờng độ chịu nén viên mẫu (daN/cm2) r: Độ rỗng lƣợng nƣớc dư thừa RBT: Cƣờng độ nén bê tông (daN/cm2) rd: Độ rỗng cốt liệu Rx: Mác xi măng (daN/cm2) Ry: Cƣờng độ bê tông theo ngày tuổi thứ y Vh: Thể tích hồ xi măng (lít/m3) Vm: Thể tích mẽ trộn (dm3) α: Hệ số tính đổi mẫu ω: Lƣợng nƣớc liên kết hóa học tính % khối lƣợng xi măng CÁC CHỮ VIẾT TẮT AAR: Alkali-Aggregate Reaction ACI: America Concrete Institute ASTM: American Society for Testing and Materials B: Cấp độ bền chịu nén bê tông BT: Bê tông BTCT: Bê tông cốt thép C: Cát CP1: Cấp phối CP2: Cấp phối D: Đá dăm LAS: Laboratory Accreditation Scheme N: Nƣớc NB: Nƣớc biển NN: Nƣớc PCB: Portland Cement Blended QĐ – BXD: Quyết định – Bộ Xây dựng TCVN: Tiêu chuẩn Việt Nam X: Xi măng DANH MỤC CÁC BẢNG Số hiệu Tên bảng Trang 2.1 Bảng trị số α 20 3.1 Chỉ tiêu lý 29 3.2 Thành phần hạt 30 3.3 Chỉ tiêu lý 30 3.4 Thành phần hạt 31 3.5 Chỉ tiêu lý 31 3.6 Thông số nƣớc biển 32 3.7 Độ sụt hỗn hợp bê tông nên dùng cho dạng kết cấu 34 3.8 Lƣợng nƣớc trộn ban đầu cần cho 1m3 bê tơng (lít) 34 3.9 Lƣợng nƣớc trộn ban đầu cho 1m3 bê tông ứng với loại 35 3.10 Hệ số chất lƣợng vật liệu A A1 36 3.11 Tỷ số X/N cho 1m3 bê tông ứng với loại cấp phối 36 3.12 3.13 3.14 3.15 3.16 3.17 Lƣợng xi măng cần cho 1m3 bê tông ứng với loại cấp phối Hệ số dƣ vữa hợp lý (Kd) dùng cho hỗn hợp bê tông dẻo Hệ số dƣ vữa hợp lý (Kd) cho 1m3 bê tông ứng với loại cấp phối Lƣợng đá dăm cần cho 1m3 bê tông ứng với loại cấp phối Lƣợng cát cần cho 1m3 bê tông ứng với loại cấp phối Tổng hợp thành phần cốt liệu cho 1m3 bê tông ứng với loại cấp phối 37 38 38 39 39 40 3.18 Thành phần cấp phối bê tơng 40 3.19 Kích thƣớc viên mẫu ứng với cốt liệu lớn 41 3.20 Khối lƣợng vật liệu cho mẻ trộn ứng với loại cấp phối 42 3.21 Kết thí nghiệm cƣờng độ mẫu lăng trụ - Tỷ lệ N/X= 0,45 47 3.22 Kết thí nghiệm cƣờng độ mẫu lăng trụ - Tỷ lệ N/X= 0,55 47 PHỤ LỤC ... XÉT CỦA CÁC PHẢN BIỆN TRANG TÓM TẮT LUẬN VĂN NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM VỀ ẢNH HƢỞNG CỦA TỶ LỆ NƢỚC /XI MĂNG ĐẾN SỰ PHÁT TRIỂN MÔ ĐUN ĐÀN HỒI CỦA BÊ TÔNG SỬ DỤNG NƢỚC BIỂN VÀ NƢỚC NGỌT TẠI TỈNH KHÁNH... Dân dụng & Công nghiệp với đề tài: "Nghiên cứu thực nghiệm ảnh hƣởng tỷ lệ nƣớc /xi măng đến phát triển mô đun đàn hồi bê tông sử dụng nƣớc biển nƣớc tỉnh Khánh Hòa" cơng trình nghiên cứu tơi thực. .. cần đƣợc tiến hành nghiên cứu thực nghiệm để làm rõ mối quan hệ Từ khóa - bê tông nƣớc biển; tỷ lệ Nƣớc /Xi măng; cƣờng độ bê tông; mô đun đàn hồi; phát triển mô đun đàn hồi bê tông EXPERIMENTAL