NGHIÊN cứu ẢNH HƯỞNG của hạt NANO SILICA và sợi POLYME TRONG kết cấu bê TÔNG

GVHD: TS Lê Anh Tuấn HVTH: Đoàn Duy Khánh MỤC LỤC MỤC LỤC iv DANH MỤC HÌNH ẢNH vii DANH MỤC BẢNG BIỂU x ĐỀ TÀI xii CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.1 Tính cấp thiết đề tài 1.2 Tình hình nghiên cứu nước 1.2.1 Tình hình nghiên cứu giới 1.2.2 Tình hình nghiên cứu Việt Nam 1.3 Mục tiêu nghiên cứu đề tài 1.4 Ý nghĩa khoa học đề tài 1.5 Phạm vi nghiên cứu đề tài CHƯƠNG CƠ SỞ KHOA HỌC 2.1 Sự làm việc sợi polyme vật liệu 2.2 Sự làm việc hạt nano vật liệu 11 2.3 Cơ sở khoa học bám dính hạt siêu mịn sợi 14 CHƯƠNG 15 NGUYÊN VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM 15 3.1 Nguyên vật liệu thực nghiệm 15 3.1.1 Ximăng 15 3.1.2 Cát 15 3.1.3 Đá 16 3.1.4 Phụ gia dẻo 16 3.1.5 Hạt micro silica (Silicafume - Sika) 16 3.1.7 Sợi polyme 17 Luận văn Cao học nghành XDDD CN Trang iv GVHD: TS Lê Anh Tuấn HVTH: Đoàn Duy Khánh 3.2 Phương pháp chuẩn bị thành phần cấp phối 18 3.3 Phương pháp xác định tính chất vật liệu 22 3.3.1 Phương pháp xác định cường độ nén (Rn) 22 3.3.2 Phương pháp xác định cường độ uốn (Rku) 25 3.3.3 Phương pháp xác định cường độ modun đàn hồi (E0) biến dạng (ε) 26 3.3.4 Phương pháp mô kết cấu phần mềm SAP 28 CHƯƠNG 29 THỰC NGHIỆM VÀ ĐÁNH GIÁ 29 4.1 Ảnh hưởng thành phần hạt mịn silicafume nano silica đến tính chất bê tông 29 4.2 Ảnh hưởng hàm lượng nano silica sợi polyme đến cường độ nén bê tông 36 4.3 Ảnh hưởng hàm lượng nano silica sợi polyme đến cường độ uốn bê tông.41 4.4 Ảnh hưởng hàm lượng nano silica sợi polyme đến modun đàn hồi bê tông.44 4.5 Ảnh hưởng hàm lượng nano silica kết hợp với silicafume sợi polyme đến tính chất bê tơng 48 4.6 Ảnh hưởng nano silica bê tông sợi polyme đến khả làm việc kết cấu bê tơng – sử dụng tốn mơ kết cấu mỏng 55 4.6.1 Phân tích phương pháp phần tử hữu hạn kết cấu mỏng: 55 4.6.2 Mô ứng xử phần mềm Sap2000 khơng có sợi 56 4.6.3 Mơ ứng xử phần mềm Sap2000 có sợi 61 4.7 Ảnh hưởng nano silica bê tông sợi polyme đến khả làm việc kết cấu bê tông – sử dụng tốn mơ kết cấu thành mỏng hình trịn 67 4.7.1 Phân tích phương pháp phần tử hữu hạn kết cấu thành mỏng hình trịn 67 4.7.2 Mô ứng xử cống phần mềm Sap2000 khơng có sợi 69 4.7.3 Mô ứng xử cống phần mềm Sap2000 có sợi 71 CHƯƠNG 75 KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI 75 5.1 Kết luận 75 5.2 Hướng phát triển đề tài 77 Luận văn Cao học nghành XDDD CN Trang v GVHD: TS Lê Anh Tuấn HVTH: Đoàn Duy Khánh 5.3.1 Về sở lý thuyết 77 5.3.2 Ứng dụng thực tiễn 77 TÀI LIỆU THAM KHẢO 79 Luận văn Cao học nghành XDDD CN Trang vi GVHD: TS Lê Anh Tuấn HVTH: Đồn Duy Khánh DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 2.1 Cấu trúc cốt sợi bê tơng Hình 2.2 Sơ đồ biểu diễn ứng suất trượt – chuyển vị chuyển từ ứng suất đàn hồi sang ứng suất trượt ma sát Hình 2.3 Sơ đồ ứng suất biến dạng bê tông cốt sợi Hình 2.4 Mơ hình vùng chuyển tiếp cấu trúc bê tông 12 Hình 2.5 Quá trình tạo thành hạt anno silica 12 Hình 2.6 Cấu trúc hạt nano silica 13 Hình 2.7 Cấu trúc lèn chặt hạt xi măng hạt siêu mịn silica 13 Hình 3.1 Sợi polyme 16 Hình 3.2 Sợi polyme 17 Hình 3.3 Sơ đồ chuẩn bị cấp phối đối chứng 19 Hình 3.4 Sơ đồ chuẩn bị cấp phối đối chứng 19 Hình 3.5 Sơ đồ chuẩn bị cấp phối đối chứng 19 Hình 3.6 Kiểm tra độ sụt cho bê tông 20 Hình 3.7 Chuẩn bị khuôn trước 20 Hình 3.8 Đổ bê tông vào khuôn 20 Hình 3.9 Đầm chặt mẫu bê tông 20 Hình 3.10 Hồn thiện bề mặt mẫu bê tông 20 Hình 3.11 Mẫu bê tơng hồn thiện 20 Hình 3.12 Sơ đồ mô kết cấu phần mềm Sap2000 28 Hình 4.1 Mối quan hệ hàm lượng silicafume cường độ nén, uốn bê tơng 30 Hình 4.2 Mối quan hệ hàm lượng silicafume cường độ nén, đàn hồi bê tơng 30 Hình 4.3 Cấu trúc bề mặt bê tơng phân tích phương pháp SEM 32 (scanning electron microspoce) 32 Hình 4.4 Mối quan hệ hàm lượng nano silica cường độ nén 33 Hình 4.5 Ảnh hưởng nano silica silicafume đến cường độ nén 33 Luận văn Cao học nghành XDDD CN Trang vii GVHD: TS Lê Anh Tuấn HVTH: Đồn Duy Khánh Hình 4.6 Cấu trúc bề mặt bê tông dùng nano silica kết hợp với silicafume phân tích phương pháp SEM (Scanning electron microscope) 34 Hình 4.7 Ảnh hưởng nano silica silicafume đến cường độ uốn 35 Hình 4.8 Ảnh hưởng nano silica silicafume đến modun đàn hồi 36 Hình 4.9 Mối quan hệ hàm lượng sợi cường độ nén 37 Hình 4.10 Ảnh hưởng hàm lượng nano silica đến cường độ nén 38 Hình 4.11 Ảnh hưởng hàm lượng sợi đến cường độ nén 39 Hình 4.12 Sự làm việc chung sợi polyme bê tơng có sử dụng nano silica phân tích SEM 40 Hình 4.13 Mối quan hệ hàm lượng sợi cường độ uốn 42 Hình 4.14 Mối quan hệ hàm lượng nano silica cường độ uốn 42 Hình 4.15 Mối quan hệ hàm lượng sợi cường độ uốn 43 Hình 4.16 Mối quan hệ hàm lượng sợi modun đàn hồi 45 Hình 4.17 Mối quan hệ hàm lượng nano silica modun đàn hồi 46 Hình 4.18 Mối quan hệ hàm lượng sợi modun đàn hồi 47 Hình 4.19 Ảnh hưởng 5% silicafume nano-silica, sợi polyme đến cường độ nén 49 Hình 4.20 Ảnh hưởng 5% silicafume nano silica, sợi polyme đến cường độ uốn 50 Hình 4.21 Ảnh hưởng 5% silicafume nano silica, sợi polyme đến modun đàn hồi 51 Hình 4.22 Ảnh hưởng 10% silicafume nano silica, sợi polyme đến cường độ nén 52 Hình 4.23 Ảnh hưởng 10% silicafume nano silica, sợi polyme đến cường độ uốn 53 Hình 4.24 Ảnh hưởng 10% silicafume nano silica, sợi polyme đến modun đàn hồi 54 Hình 4.25 Dạng mơ hình kết cấu mỏng 55 Hình 4.26 Sơ đồ tính sử dụng mô 56 Hình 4.27 Ứng xử dày 5cm chịu tải tập trung khơng có sợi 57 Hình 4.28 Ứng xử dày 5cm chịu tải phân bố điều khơng có sợi 57 Hình 4.29 Ứng xử dày 6cm chịu tải tập trung khơng có sợi 58 Hình 4.30 Ứng xử dày 6cm chịu tải phân bố điều khơng có sợi 58 Hình 4.31 Ứng xử dày 7cm chịu tải tập trung khơng có sợi 59 Hình 4.32 Ứng xử dày 7cm chịu tải phân bố điều sợi 59 Hình 4.33 Ứng xử dày 5cm chịu tải tập trung có sợi 61 Luận văn Cao học nghành XDDD CN Trang viii GVHD: TS Lê Anh Tuấn HVTH: Đồn Duy Khánh Hình 4.34 Ứng xử dày 5cm chịu tải phân bố điều có sợi 61 Hình 4.35 Ứng xử dày 6cm chịu tải tập trung có sợi 62 Hình 4.36 Ứng xử dày 6cm chịu tải phân bố điều có sợi 62 Hình 4.37 Ứng xử dày 7cm chịu tải tập trung có sợi 63 Hình 4.38a Ứng xử dày 7cm chịu tải phân bố điều có sợi 63 Hình 4.38b Ảnh hưởng hàm lượng sợi đến chuyển vị kết cấu bê tông mỏng chịu tải tập trung 65 Hình 4.38c Ảnh hưởng hàm lượng sợi đến chuyển vị kết cấu bê tông mỏng chịu tải phân bố điều 66 Hình 4.39 Dạng mơ hình kết cấu mỏng 67 Hình 4.40a Sơ đồ tính sử dụng mơ 67 Hình 4.40b Sơ đồ tính sử dụng mơ 67 Hình 4.41 Sơ đồ tính 69 Hình 4.42 Ứng xử cống D1000 dày 8cm chịu áp lực khơng có sợi 69 Hình 4.43 Ứng xử cống D2000 dày 16cm chịu áp lực khơng có sợi 70 Hình 4.44 Ứng xử cống D3000 dày 24cm chịu áp lực khơng có sợi 70 Hình 4.45 Ứng xử cống D1000 dày 8cm chịu áp lực có sợi 71 Hình 4.46 Ứng xử cống D2000 dày 16cm chịu áp lực có sợi 72 Hình 4.47 Ứng xử cống D3000 dày 24cm chịu áp lực có sợi 72 Hình 4.48 Ảnh hưởng hàm lượng sợi đến chuyển vị kết cấu bê tông cống 73 Luận văn Cao học nghành XDDD CN Trang ix GVHD: TS Lê Anh Tuấn HVTH: Đoàn Duy Khánh DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 3.1 Đặc tính hóa học silicafume 16 Bảng 3.2 Thành phần hóa học nano silica 17 Bảng 3.3 Thông số kỹ thuật sợi polyme 18 Bảng 3.5 Giá trị α quy đổi 24 Bảng 4.1 Ảnh hưởng thành phần silicafume nano silica đến cường độ bê tông 29 Bảng 4.3 Ảnh hưởng nano silica sợi polyme đến tính chất cường độ uốn 41 Bảng 4.4 Ảnh hưởng nano silica sợi polyme đến tính chất modun đàn hồi 44 Bảng 4.5 Ảnh hưởng nano-silica sợi polyme với 5% silicafume đến tinh chất cường độ 48 Bảng 4.6 Ảnh hưởng nano-silica sợi polyme với 10% silicafume đến tinh chất cường độ 49 Bảng 4.6 Bảng thông số kết cấu mỏng bê tông thông thường 56 Bảng 4.7 Bảng thông số kết cấu mỏng bê tơng có sợi polyme 56 Bảng 4.8 Ảnh hưởng bề dày đến chuyển vị bê tơng chưa có tham gia sợi hàm lượng nano-silica, hàm lượng silicafume 60 Bảng 4.9 Ảnh hưởng bề dày đến chuyển vị bê tơng có tham gia sợi hàm lượng nano-silica 64 Bảng 4.11 Bảng thông số kết cấu cống mỏng bê tông có sợi polyme 68 Bảng 4.12 Ảnh hưởng đường kính đến chuyển vị bê tơng chưa có tham gia sợi hàm lượng nano-silica 71 Bảng 4.13 Ảnh hưởng đường kính đến chuyển vị bê tơng có tham gia sợi hàm lượng nano-silica 73 Luận văn Cao học nghành XDDD CN Trang x GVHD: TS Lê Anh Tuấn HVTH: Đoàn Duy Khánh MỤC TỪ VIẾT TẮT - NS : Nano - silica -P : Polymer - BT : Bê tông - TPHCM : Thành phố Hồ chí minh - STT : Số thứ tự - XM : Xi măng -C : Cát -Đ : Đá - PGD : Phụ gia dẻo -S : Silicafume - ĐL : Định lượng Luận văn Cao học nghành XDDD CN Trang xi GVHD: TS Lê Anh Tuấn HVTH: Đoàn Duy Khánh ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA HẠT NANO SILICA VÀ SỢI POLYME TRONG KẾT CẤU BÊ TÔNG Luận văn Cao học nghành XDDD CN Trang xii GVHD: TS Lê Anh Tuấn HVTH: Đồn Duy Khánh CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.1 Tính cấp thiết đề tài Lịch sử phát triển kết cấu bê tơng có gia cường cốt sợi gắn liền với lịch sử phát triển kết cấu kết cấu bê tông cốt thép thông thường Tuy đời muộn chưa nghiên cứu nhiều số kết cấu truyền thống kết cấu thép, kết cấu gỗ dạng kết cấu loài người dùng tới nhiều kỷ, ngày thấy có nhiều ưu việt cần phải khai thác Kết cấu bê tơng có gia cường cốt sợi bắt đầu xuất từ lâu, thời kỳ đầu ứng dụng chủ yếu làm cầu, bể chứa nước cao, dạng mái vòm sân vận động, kết cấu sàn có nhịp lớn Đến đầu năm 1950, ứng dụng bê tơng thành mỏng cơng trình xây dựng sử dụng, thơng thường khơng có tính kinh tế cao, lượng ván khn, hệ đỡ đáng kể phải sử dụng q trình thi cơng bê tông, với việc nhiều thời gian để sử lý biện pháp neo thép vào dầm Đến thời điểm này, kết cấu bê tơng có gia cường cốt sợi chưa sử dụng rộng rãi cơng trình lúc phát triển loại vật liệu chưa tiên tiến tính toán thiết kế cho cấu kiện phức tạp Sự phát triển nghành vật liệu chưa đủ sức để tiến hành ứng dụng cho kết cấu dạng bê tơng có gia cường cốt sợi Cùng với đời hạt nano silica va sợi polymer, nghành công nghệ vật liệu dần di sâu vào việc nghiên cứu vào ứng dụng để phục vụ cho việc xây dựng kết cấu bê tơng có gia cường cốt sợi cho ngày Từ trở kết cấu bê tơng có gia cường cốt sợi bắt đầu dùng phổ biến công trình xây dựng mái vịm sân vận động, kết cấu bể nước cao Việc sử dụng kết cấu bê tơng có gia cường cốt sợi nghiên cứu phát triển cho kết cấu cơng trình đại, địi hỏi u cầu tính chất kỹ thuật Các loại sợi thường sử dụng sợi thép, sợi thủy tinh, sợi amiang, sợi polyme Trong đó, sợi polyme biết đến loại sợi có đặc tính học cao trọng lượng nhẹ nhiều so với loại sợi khác Các sợi bê tơng tạo nhiều đặc tính ưu việt, tạo cho bê tơng thành hệ đàn hồi – dẻo Ưu điểm hệ phát triển khả chịu tải trước sau Luận văn Cao học nghành XDDD CN Trang GVHD: TS Lê Anh Tuấn HVTH: Đoàn Duy Khánh 4.7 Ảnh hưởng nano silica bê tông sợi polyme đến khả làm việc kết cấu bê tông – sử dụng tốn mơ kết cấu thành mỏng hình trịn 4.7.1 Phân tích phương pháp phần tử hữu hạn kết cấu thành mỏng hình trịn Phương pháp phần tử hữu hạn để mơ cấu trúc cống bê tơng mỏng với dạng hình học thực tế, sử dụng phần mềm Sap200 version 10.0.1 để phân tích mơ làm việc kết cấu cống mỏng với quy cách bề dày khác theo sơ đồ hình 4.39, hình 4.40a hình 4.40b Hình 4.39 Dạng mơ hình kết cấu mỏng Hình 4.40a Sơ đồ tính sử dụng mơ Hình 4.40b Sơ đồ tính sử dụng mơ Luận văn Cao học nghành XDDD CN Trang 67 GVHD: TS Lê Anh Tuấn HVTH: Đoàn Duy Khánh Bảng 4.10 Bảng thông số kết cấu cống mỏng bê tơng thơng thường (theo TCVN 9113:2012) Quy Kích thước cống Lực tác Giá trị Modun đàn cách Sơ đồ dbề dày STT dụng lực hồi Dtrong Dngồi cống tính (mm) (kg/cm2) (kN/mm2) (mm) (mm) (mm) 01 D1000 1000 1160 80 02 D2000 2000 2320 160 03 D3000 3000 3480 240 Gối hai Phân đầu bố điều Gối hai Phân đầu bố điều Gối hai Phân đầu bố điều 300 30 300 30 300 30 Bảng 4.11 Bảng thông số kết cấu cống mỏng bê tơng có sợi polyme Quy Kích thước cống Giá trị cách Sơ đồ Lực tác STT lực Dtrong Dngồi Lchiều dài cống tính dụng (kg/cm2) (mm) (mm) (mm) (mm) 01 D1000 1000 1160 3000 02 D2000 2000 2320 3000 03 D3000 3000 3480 3000 Luận văn Cao học nghành XDDD CN Gối hai Phân đầu bố điều Gối hai Phân đầu bố điều Gối hai Phân đầu bố điều Modun đàn hồi (kN/mm2) 300 31.7 300 31.7 300 31.7 Trang 68 GVHD: TS Lê Anh Tuấn HVTH: Đồn Duy Khánh 4.7.2 Mơ ứng xử cống phần mềm Sap2000 sợi Kết phân tích mơ hình trường hợp bê tơng chưa có tham gia sợi hàm lượng nano-silica, hàm lượng silicafume Từ kết cho thấy chuyển vị kết cấu sau: Hình 4.41 Sơ đồ tính Hình 4.42 Ứng xử cống D1000 dày 8cm chịu áp lực khơng có sợi Luận văn Cao học nghành XDDD CN Trang 69 GVHD: TS Lê Anh Tuấn HVTH: Đồn Duy Khánh Hình 4.43 Ứng xử cống D2000 dày 16cm chịu áp lực khơng có sợi Hình 4.44 Ứng xử cống D3000 dày 24cm chịu áp lực khơng có sợi Như vậy, cấp áp lực đường ống ứng với đường kính ống lớn trình làm việc đường ống có thay đổi chuyển vị theo bảng 4.12 Luận văn Cao học nghành XDDD CN Trang 70 GVHD: TS Lê Anh Tuấn HVTH: Đoàn Duy Khánh Bảng 4.12 Ảnh hưởng đường kính đến chuyển vị bê tơng chưa có tham gia sợi hàm lượng nano-silica Quy Kích thước cống Lực tác Giá trị Modun cách Sơ đồ Chuyển dbề dày dụng lực đàn hồi Dtrong Dngồi cống tính vị (mm) (kg/cm2) (kN/mm2) (mm) (mm) (mm) (mm) D1000 1000 1160 80 D2000 2000 2320 160 D3000 3000 3480 240 Gối hai Phân đầu bố điều Gối hai Phân đầu bố điều Gối hai Phân đầu bố điều 300 30 3,17 300 30 4,75 300 30 5,82 Dẫn liệu bảng 4.12 cho thấy, bê tơng chưa có tham gia sợi hàm lượng nano-silica, sử dụng áp lực đường ống thành phần chuyển vị liên kết thành phần cốt liệu không chặc chẻ, dẫn đến khả làm việc đường ống giảm xuống 4.7.3 Mô ứng xử cống phần mềm Sap2000 có sợi Kết phân tích mơ hình trường hợp bê tơng có tham gia sợi hàm lượng nano-silica, cho thấy chuyển vị kết cấu sau: Hình 4.45 Ứng xử cống D1000 dày 8cm chịu áp lực có sợi Luận văn Cao học nghành XDDD CN Trang 71 GVHD: TS Lê Anh Tuấn HVTH: Đồn Duy Khánh Hình 4.46 Ứng xử cống D2000 dày 16cm chịu áp lực có sợi Hình 4.47 Ứng xử cống D3000 dày 24cm chịu áp lực có sợi Như vậy, cấp áp lực đường ống ứng với đường kính ống lớn q trình làm việc đường ống có thay đổi chuyển vị theo bảng 4.13 Luận văn Cao học nghành XDDD CN Trang 72 GVHD: TS Lê Anh Tuấn HVTH: Đoàn Duy Khánh Bảng 4.13 Ảnh hưởng đường kính đến chuyển vị bê tơng có tham gia sợi hàm lượng nano-silica Quy Kích thước cống Chuyển Giá trị Modun cách Sơ đồ Lực tác vị lực đàn hồi Dtrong Dngoài Lchiều dài cống tính dụng (mm) (kg/cm2) (kN/mm2) (mm) (mm) (mm) (mm) D1000 1000 1160 3000 D2000 2000 2320 3000 D3000 3000 3480 3000 Gối Phân hai đầu bố điều Gối Phân hai đầu bố điều Gối Phân hai đầu bố điều 300 31.7 3,14 300 31.7 3,30 300 31.7 3,71 Ta nhận thấy, bê tơng có tham gia sợi hàm lượng nanosilica, sử dụng áp lực đường ống thành phần chuyển vị nhỏ có thay đổi nhỏ Điều có hàm lượng sợi tham gia giúp cải thiện liên kết thành phần cốt liệu bê tông thành phần sợi đan xen nhau, dẫn đến khả làm việc đường ống ổn định Chuyển vị Khơng sợi Có Sợi 0 1000 2000 3000 4000 Đường kính ống Hình 4.48 Ảnh hưởng hàm lượng sợi đến chuyển vị kết cấu bê tông cống Luận văn Cao học nghành XDDD CN Trang 73 GVHD: TS Lê Anh Tuấn HVTH: Đồn Duy Khánh Kết phân tích hình 4.48 ảnh hưởng hàm lượng sợi đến chuyển vị kết cấu bê tông cống ta thấy chưa sử dụng sợi chuyển vị cống tăng dần theo đường kính cống, cống có đường kính D1000 khơng sử dụng sợi chuyển vị 3,14mm, nhiên đường kính cống tăng lên D2000 khơng sử dụng sợi chuyển vị 4,75mm (tăng 33,3%), mặc khác đường kính cống tăng lên D3000 khơng sử dụng sợi chuyển vị 5,82mm (tăng 45,5%) Tuy nhiên, có sử dụng sợi cống có đường kính D1000 có sử dụng sợi chuyển vị 3,14mm, nhiên đường kính cống tăng lên D2000 có sử dụng sợi chuyển vị 3,30mm (tăng 4,8%), mặc khác đường kính cống tăng lên D3000 có sử dụng sợi chuyển vị 3,71mm (tăng 15,4%) Như vậy, kết cấu cống mỏng có gia cường sợi đóng góp vào việc cải thiện chuyển vị đường cống lớn Luận văn Cao học nghành XDDD CN Trang 74 GVHD: TS Lê Anh Tuấn HVTH: Đoàn Duy Khánh CHƯƠNG KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI 5.1 Kết luận Nghiên cứu ảnh hưởng hạt nano-silica sợi polyme kết kết cấu bê tông nghiên cứu so sánh thay cho cốt thép nhận kết sau: - Khi sử dụng hạt micro silicafume với hàm lượng 5% ÷10% kết cho thấy, vai trò hạt nano silica ảnh hưởng lớn đến cấu trúc bê tơng nền, sử dụng so với micro silica – hạt silicafume – có khả cải thiện tính chất lý vật liệu Trên sở đó, nghiên cứu tiếp tục đánh giá vai trò nano silica đến làm việc chung với bê tông phối hợp với sợi polyme - Khi sử dụng nano-silica với hàm lượng 1% ÷ 3% kết cho thấy, hạt nano silica có khả cải thiện cường độ chịu nén bê tơng Hình 4.11 cho thấy thành phần hạt nano silica tăng cường độ nén bê tơng sợi cao Các hạt nano silica làm cho liên kết xi măng với hạt cốt liệu lớn cải thiện, gián tiếp làm cho làm việc chịu nén sợi bê tông tốt Hình 4.12 trình bày bám dính sợi polyme bê tông phương pháp chụp cấu trúc bề mặt q trình rắn bê tơng có nano silica làm cho đặc sợi liên kết chặt vào - Khi sử dụng nano với hàm lượng silicafume 5% ÷ 10% kết cho thấy, bê tơng sử dụng sợi polyme có khả gia tăng cường độ uốn, đồng thời sử dụng hạt nano silica làm cho sợi bám dính tốt bê tơng nền, cường độ uốn gián tiếp tăng cường - Khi sử dụng silicafume với sợi kết thực nghiệm cho thấy, thấy bê tông sử dụng hàm lượng 10% silicafume cường độ uốn bê tơng tăng mạnh theo hàm lượng sợi polyme sử dụng - Khi sử dụng nano với sợi kết thực nghiệm cho thấy, giá trị modun đàn hồi bê tơng có xu hướng tăng dùng hạt nano silica nhiên sử dụng sợi modun đàn hồi bê tơng có xu hướng giảm xuống, làm cho modun đàn hồi bê tơng sợi – nano silica giảm Khi đó, tính dẻo dai bê tơng bị giảm - Khi sử dụng nano, silicafume với sợi kết thực nghiệm cho thấy, sử dụng Luận văn Cao học nghành XDDD CN Trang 75 GVHD: TS Lê Anh Tuấn HVTH: Đoàn Duy Khánh hàm lượng 5% silicafume giúp cải thiện cường độ uốn Tuy nhiên tiếp tục gia tăng hàm lượng silicafume lên 10% cường độ uốn tiếp tục tăng lên có làm việc chung với sợi Như vậy, vai trò hạt nano, sợi polyme hàm lượng silicafume ảnh hưởng lớn đến cấu trúc bê tông nền, sử dụng tăng thêm phần cải thiện tính đàn hồi bê tơng - Qua phân tích phương pháp phần tử hữu hạn kết cấu mỏng: + Đối với bê tơng thơng thường: bê tơng chưa có tham gia sợi hàm lượng nano-silica, hàm lượng silicafume, sử dụng cấp tải cho có bề dày thay đổi thành phần chuyển vị liên kết thành phần cốt liệu bê tông nền, dẫn đến khả làm việc ổn định Điều gia tăng bề dày nên cải thiện chuyển vị lớn + Đối với bê tơng có sử dụng sợi: bê tơng có tham gia sợi hàm lượng nano-silica, sử dụng cấp tải cho có bề dày thay đổi thành phần chuyển vị liên kết thành phần cốt liệu thay đổi, dẫn đến khả làm việc ổn định, cải thiện chuyển vị cho kết cấu Điều có tham gia thành phần sợi bê tông nên cải thiện chuyển vị lớn - Qua phân tích phương pháp phần tử hữu hạn kết cấu cống mỏng: + Đối với bê tông thông thường: bê tông chưa có tham gia sợi hàm lượng nano-silica, sử dụng áp lực đường ống thành phần chuyển vị liên kết thành phần cốt liệu không chặc chẻ, dẫn đến khả làm việc đường ống giảm xuống + Đối với bê tơng có sử dụng sợi: bê tơng có tham gia sợi hàm lượng nano-silica, sử dụng áp lực đường ống thành phần chuyển vị nhỏ có thay đổi nhỏ Điều có hàm lượng sợi tham gia giúp cải thiện liên kết thành phần cốt liệu bê tông thành phần sợi đan xen nhau, dẫn đến khả làm việc đường ống ổn định - Ảnh hưởng bê tơng có tham gia nano-silica khơng có sợi polyme làm giảm độ sụt làm tăng cường độ bê tông Luận văn Cao học nghành XDDD CN Trang 76 GVHD: TS Lê Anh Tuấn HVTH: Đoàn Duy Khánh - Ảnh hưởng bê tơng có tham gia nano-silica có sợi polyme làm giảm độ sụt, làm tăng khả chịu uốn bê tông cường độ nén bê tông không thay đổi - Với vật liệu bê tông có sử dụng hạt nano-silica sợi polyme khả chịu uốn tăng lên từ 15-20% Do sợi polyme tham gia vào bê tơng tốt so với không sử dụng kết cấu bê tông cốt thép - Hàm mô tả mối quan hệ hàm lượng nano-silica, sợi polyme cường độ chịu nén bê tông kiểm định theo hàm bậc Kết hồi quy tương quan hàm lượng nano-silica cường độ chịu nén bê tơng trường hợp có 2,0% sợi polyme theo quan hệ hàm bậc tốt 5.2 Hướng phát triển đề tài Sau kết nghiên cứu ứng dụng hạt nano-silica sợi polyme kết cấu bê tông, nghiên cứu muốn phát triển đề tài theo ứng dụng - Nghiên cứu khả làm việc sử dụng hạt nano-silica sợi polyme kết cấu tấm, vỏ, kết cấu dạng thành mỏng - Nghiên cứu khả làm việc sử dụng hạt nano-silica sợi polyme kết cấu chịu tải trọng động, tải trọng va đập 5.3 Đóng góp nghiên cứu 5.3.1 Về sở lý thuyết Qua nghiên cứu thực nghiệm kết cấu bê tông kết hợp sử dụng vật liệu hạt nano silica sợi polymer góp phần cố lý thuyết tính tốn kết cấu bê tơng có sử dụng hạt nano silica sợi polymer Mặt khác với việc thay cốt thép bê tông hạt nano silica vá sợi polyme sở lý thuyết tảng để phát triển sâu kết cấu bê tơng có sử dụng hạt nano silica sợi polyme 5.3.2 Ứng dụng thực tiễn Thông qua kết thực nghiệm luận văn cho hiểu thêm làm việc hạt nano silica sợi polyme bê tông, hạt nano silica sợi polyme làm việc với bê tơng có cấp mác phù hợp Sự làm việc kết cấu bê tơng có hạt nano silica Luận văn Cao học nghành XDDD CN Trang 77 GVHD: TS Lê Anh Tuấn HVTH: Đoàn Duy Khánh sợi polyme giúp tối ưu sử dụng vật liệu (hạt nano silica sợi polyme) vật liệu nhẹ, bền bỉ với thời gian, chống ăn mòn oxy hóa cao, nguồn nguyên liệu chế tạo dồi Việt Nam Luận văn Cao học nghành XDDD CN Trang 78 GVHD: TS Lê Anh Tuấn HVTH: Đoàn Duy Khánh TÀI LIỆU THAM KHẢO Narayanan and Palanyial (1982), Effect of addition of different type of steel fibres on the mechanical aspects of concrete –a review, International Journal of Civil Engineering and Technology (IJCIET), ISSN Print: 0976-6308 and ISSN Online: 0976-6316 SP Shah et al (1986), 16S rrna Genne Similarities Indicate that Hallella seregens (Moore and Moore) and Mitsuokella dentalis (Haapasalo et al.) Are Gennealogically Highly Related and Are Members of the Genus Prevotella: Emended Description of the Genus Prevotella (Shah and Collins) and Description of Prevotella dentalis comb.nov, internationjaolu rnaofl s ystematbica cteriologoyc,t 1995, p 832-836 NagarKar et al (1987), Effect of Steel Fibers on the Engineering Performatnce of Concrete, Asian Journal of Applied Sciences a (1): 97-100,2011, ISSN 1996-3343, DOI: 10.3923/ajaps.2011.97.100 Ghosh et al (1989), The rate of nuclear cytoplasmic protein transport is determined by the casein kinase 11 site flanking the nuclear localization sequence of the SV4O Tantigen, The EMBO Journal vol.10 no.3 pp.633-639, 1991 Ngô Thế Phong, Nguyễn Đình Cống, Nguyễn Xuân Liên, Trịnh Kiêm Đạm, Nguyễn Phấn Tấn (1995), Kết cấu bê tông cốt thép – Phần cấu kiện Nhà xuất khoa học kỹ thuật Nakagawa et al (1997), Emendation of the genus Flammeovirga and Flammeovirga aprica with the proposal of Flammeovirga arenaria nom Rev., comb.nov and Flammeovirga yaeyamensis sp.nov, International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology, 56, 2095–2100, DOI: 10.1099/ijs.0.64324-0 Todd A Diickinson, Karri L Michacel, Johm S Kauer, and David R.Walt (1999), Convergent, Self-Encoded Bead Sensor Arrays in the Design of an Artificial Nose, American Chemical Society, Analytical Chemistry, Vol 71, No 11, June 1, 1999 Bindiganavalie V and Banthia N (2002), The authors on the topic “Some studies on the Impact Response of Fibre Reinforced Concrete” made an attempt to examine two major issues related to impact loading on plain and fibre reinforced concrete Gustavo Larsen, Raffet Velarde – Ortiz, Kevin Minchow, Antonio Barrero and Ignacio G.Loscertalles (2002), A Method for Making Inorganic and Hybrid (Organic/Inorganic) Fibers and Vesicles with Diameters in the Submicrometer and Micrometer Range via Sol-Gel Chemistry and Electrically Forced Liquid Jets, American Chemical Society, No.5 1155 U.Kayali et al (2003), Cost – description of pilot parenteral vaccination campaign against rabies in dogs in N’Djaména, Chad, Tropical Medicine and International Health, Doi: 10.1111/j.1365-3156.2006.01663.x Luận văn Cao học nghành XDDD CN Trang 79 GVHD: TS Lê Anh Tuấn HVTH: Đoàn Duy Khánh Stepphane Reculusa, Christophe Mingotaud, Elodie Bourgeat – Lami, Etienne Duguet, et al (2004), Synthesis of Daisy-Shaped and Multipod-like Silica/Polystyrene Nanocomposites, American Chemical Society, No 1677 – 1682 Steven A Harfenist, Scott D Cambron, Eric W Nelson, Scott M Berry (2004), Direct Drawing of Suspended Filamentary Micro – and Nanostructures from Liquid Polymers, American Chemical Society, No 10 1931 – 1937 Wenru Zhao, Jinlou Gu, Lingxia Zhang, Hangrong Chen, and Jianlin Shi (2005), Fabrication of Uniform Magnetic Nanocomposite Spheres with a Magnetic Core/Mesoporous Silica Shell Structure, American Chemical Society, No.25 8917 Kolhapure- B.K (2006), innovation in steel fibre reinforced concrete-a review, International Journal of Research in Engineering & Applied Sciences, ISSN: 2249-3905 Nguyễn Văn Chánh, Trần Văn Miền (2009), “Nghiên cứu chế tạo bê tông cốt sợi vật địa phương”, Khoa Kỹ thuật Xây dựng Đại Học Bách Khoa TP.HCM Phạm Duy Hữu, Nguyễn Long (2010), “Bê Tông Cường Độ Cao” – Nhà xuất Xây Dựng, Hà Nội K Vijai, R Kumuthaa (2010), properties of glass fibre reinforced geopolymer concrete composites, asian journal of civil engineering (building and housing) vol 13, no pages 511-520 Nguyễn Thị Thùy (2012), nghiên cứu chế tạo hạt nano cấu trúc lõi võ nhằm ứng dụng Y – Sinh Luận văn thạc sỹ nghành vật liệu linh kiện nano, Trường Đại học cơng nghệ Thái Hồng, Nguyễn Thái Chinh, Nguyễn Thị Thu Trang, Vũ Quốc Mạnh (2012), Tổng hợp nano-silica vật liệu nanocomposites EVA/SILICA có sử dụng chất trợ tương hợp EVAgMA Tạp chí hóa học, T50 (1) 96-100 Thái Hoàng, Nguyễn Thúy Chinh, Nguyễn Thị Thu Trang, Vũ Quốc Mạnh (2012), tổng hợp nanosilica vật liệu nanocomposite EVA/Silica có sử dụng chất trợ tương hợp EVAgMA, Viện kỹ thuật nhiệt đới, Viện khoa học công nghệ Việt Nam M.Aly, M.S.J.Hashmi, A.G.Olabi, M.Messeiry, E.F.Abadir, A.I.Hussain (2012), Effect of colloidal nano-silica on the mechanical and physical behaviour of waste-glass cement mortar, Materials & Design, doi.org/10.1016/j.matdes.2011.07.008 L.Senff, D.Hotza, Lucas, V.M.Ferreira, J.A.Labrincha (2012), Effect of nano-SiO2 and nano-TiO2 addition on the rheological behavior and the hardened properties of cement mortars, Materials Science and Engineering: A, doi.org/10.1016/j.msea.2011.10.102 Md Saiful Islam,RezaMasoodi, and Hossein Rostami (2013), The Effect of Nanoparticles Percentage on Mechanical Behavior of Silica-Epoxy Nanocomposites, Journal of Nanoscience 3, doi.org/10.1155/2013/275037 Luận văn Cao học nghành XDDD CN Trang 80 GVHD: TS Lê Anh Tuấn HVTH: Đồn Duy Khánh Nguyễn Trí Tuấn, Nguyễn Hữu Minh Phú, Hồ Ngọc Tri Tân, Phạm Thị Bích Thảo, Nguyễn Thị Kim Chi, Lê Văn Nhạn, Nguyễn Trọng Tuân (2013), tổng hợp hạt nano SiO2 từ tro võ trấu phương pháp kết tủa Tạp chí khoa học Trường Đại học Cần Thơ Nguyễn Trí Tuấn, Nguyễn Hữu Minh Phú, Hồ Ngọc Tri Tân, Phạm Thị Bích Thảo, Nguyễn Thị Kim Chi, Lê Văn Nhạn, Nguyễn Trọng Tuân, Trịnh Xuân Anh (2014), tổng hợp hạt nano SiO2 từ tro võ trấu phương pháp kết tủa Tạp chí khoa học Trường Đại học Cần Thơ R.Yu, P.Tang, P.Spiesz, H.J.H.Brouwers (2014), A study of multiple effects of nano-silica and hybrid fibres on the properties of Ultra-High Performance Fibre Reinforced Concrete (UHPFRC) incorporating waste bottom ash (WBA), journal homepage, doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2014.02.059 R.Yu, P.Tang,P.Spiesz,H.J.H.Brouwers (2014), A study of multiple effects of nano-silica and hybrid fibres on the properties of Ultra-High Performance Fibre Reinforced Concrete (UHPFRC) incorporating waste bottom ash (WBA), Construction and Building Materials, doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2014.02.059 Sudhirkumar V.Barai, Bibhuti BhusanMukharjee (2014), Influence of Nano-Silica on the properties of recycled aggregate concrete, Construction and Building Materials, doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2014.01.003 Ahmed S Elboghdadi1 , Hala M Elkady2 , Hamed M Salem3 , and Ahmed M Farahat4 (2015), Effect of Nano Silica and Steel Fiber on Properties of Concrete, International Journal of Modern Trends in Engineering and Research (IJMTER), ISSN (Print):2393-8161 Phạm Minh Tân (2015), chế tạo nghiên cứu tính chất quan hạt nano silica chứa tâm màu thử nghiệm ứng dụng đánh dấu Y- Sinh Luận án tiến sỹ vật lý, Hà Nội Hồ Thị Oanh (2015), nghiên cứu chế tạo tính chất vật liệu cao su nano composite sở Blend cao su thiên nhiên với cao su nitrit butadien số phụ gia nano Luận văn thạc sỹ khoa học, Hà Nội Nguyễn Đắc Đức, Ngô Văn Minh, Hồ Xuân Nam (2016), ứng xử bê tơng sử dụng polyme cốt sợi Tạp chí Giao thơng vận tải W.Osterle, A.I.Dmitriev, B.Wetzel, G.Zhang, I.Hausler, B.C.Jim (2016), The role of carbon fibers and silica nanoparticles on friction and wear reduction of an advanced polymer matrix composite, Materials & Design, doi.org/10.1016/j.matdes.2015.12.175 Luận văn Cao học nghành XDDD CN Trang 81 ... nghiệm ảnh hưởng hạt nano silica sợi polymer kết cấu bê tông có gia cường cốt sợi với hàm lượng khác qua đánh giá ảnh hưởng hạt nano silica sợi polyme kết cấu bê tông có gia cường cốt sợi 1.2... 4.2 Ảnh hưởng hàm lượng nano silica sợi polyme đến cường độ nén bê tông 36 4.3 Ảnh hưởng hàm lượng nano silica sợi polyme đến cường độ uốn bê tông. 41 4.4 Ảnh hưởng hàm lượng nano silica sợi polyme. .. hồi bê tông. 44 4.5 Ảnh hưởng hàm lượng nano silica kết hợp với silicafume sợi polyme đến tính chất bê tơng 48 4.6 Ảnh hưởng nano silica bê tông sợi polyme đến khả làm việc kết cấu