Nghiên cứu giải pháp nâng cao độ bền cho bê tông bê tông cốt thép của kết cấu bảo vệ mái đê và bờ biển việt nam

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC THUỶ LỢI NGUYỄN THỊ THU HƯƠNG NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP NÂNG CAO ĐỘ BỀN CHO BÊ TÔNG - BÊ TÔNG CỐT THÉP CỦA KẾT CẤU BẢO VỆ MÁI ĐÊ VÀ BỜ BIỂN VIỆT NAM LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT HÀ NỘI - 2016 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI NGUYỄN THỊ THU HƯƠNG NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP NÂNG CAO ĐỘ BỀN CHO BÊ TÔNG - BÊ TÔNG CỐT THÉP CỦA KẾT CẤU BẢO VỆ MÁI ĐÊ VÀ BỜ BIỂN VIỆT NAM Chuyên ngành: Xây dựng Cơng trình thuỷ Mã số: 62 – 58 – 40 – 01 Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS Vũ Quốc Vương GS.TS Ngơ Trí Viềng HÀ NỘI - 2016 LỜI CAM ĐOAN Tác giả xin cam đoan công trình nghiên cứu thân tác giả Các kết nghiên cứu kết luận luận văn trung thực, không chép từ nguồn hình thức nào.Việc tham khảo nguồn tài liệu (nếu có) thực trích dẫn ghi nguồn tài liệu tham khảo quy định Tác giả luận án Nguyễn Thị Thu Hương i LỜI CẢM ƠN Tác giả xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc đến GS.TS Ngơ Trí Viềng PGS.TS Vũ Quốc Vương hai thầy hướng dẫn trực tiếp tác giả thực luận án Xin cảm ơn hai thầy dành nhiều cơng sức, trí tuệ hỗ trợ tài thời gian tác giả thực luận án Tác giả xin trân trọng cám ơn nhà khoa học trường có đóng góp q báu, chân tình thẳng thắn để tác giả hoàn thiện luận án Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn đến chương trình NCKHCN phục vụ phịng chống thiên tai bảo vệ môi trường sử dụng hợp lý tài nguyên thiên nhiên (KC08) Bộ KHCN đầu tư kinh phí cho tác giả thực thí nghiệm luận án Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn đến Trường Đại học Thủy lợi, Phịng Vật liệu vơ – Viện Khoa học Vật liệu–Viện Hàn lâm khoa học cơng nghệ Việt Nam, Phịng nghiên cứu Vật liệu – Viện Khoa học Thủy lợi Việt Nam, Viện Vật liệu xây dựng Việt Nam tạo điều kiện sở vật chất cho thí nghiệm nghiên cứu tác giả Tác giả trân trọng cám ơn Vụ Đại học Sau Đại học – Bộ Giáo dục Đào tạo, Bộ mơn Thủy cơng, Phịng Đào tạo Đại học sau Đại học – Trường Đại học Thủy lợi, Cục sở hữu trí tuệ - Bộ Khoa học Cơng nghệ có giúp đỡ q báu cho tác giả trình thực nghiên cứu Tác giả xin bày tỏ lịng biết ơn đến đồng nghiệp tác giả Bộ mơn Vật liệu xây dựng khơng quản khó khăn, vất vả tác giả tiến hành thí nghiệm phịng, thí nghiệm trường, gánh vác cơng việc để tác giả có thời gian hồn thành luận án Cuối cùng, tác giả xin chân thành cám ơn bạn bè, đồng nghiệp gia đình ln động viên, khích lệ để tác giả hồn thành luận án nghiên cứu Tác giả Nguyễn Thị Thu Hương ii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN .ii MỤC LỤC iii DANH MỤC CÁC HÌNH vii DANH MỤC CÁC BẢNG xi DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VIẾT TẮT xii MỞ ĐẦU 1 Tính cấp thiết đề tài Mục đích nghiên cứu Đối tượng phạm vi nghiên cứu Phương pháp tiếp cận nghiên cứu .2 Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài .3 CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ KẾT CẤU BẢO VỆ MÁI ĐÊ VÀ BỜ BIỂN BẰNG BÊ TÔNG - BÊ TÔNG CỐT THÉP 1.1 Hiện trạng nguyên nhân hư hỏng kết cấu bảo vệ mái đê bờ biển BT-BTCT 1.1.1 Khái quát dạng kết cấu bảo vệ mái đê bờ biển 1.1.2 Hiện trạng hư hỏng 11 1.1.3 Nguyên nhân hư hỏng .15 1.2 Tình hình nghiên cứu giải pháp nâng cao độ bền cho BT-BTCT làm việc môi trường biển 24 1.2.1 Các nghiên cứu giới .24 1.2.2 Các nghiên cứu Việt Nam 26 1.2.3 Phân tích, đánh giá kết nghiên cứu công bố 28 1.2.4 Định hướng nghiên cứu luận án 29 1.3 Cơ sở khoa học lựa chọn giải pháp nâng cao độ bền cho BT-BTCT kết cấu bảo vệ mái đê bờ biển điều kiện Việt Nam 30 1.3.1 Các giải pháp nâng cao độ bền cho BT-BTCT công trình biển 31 1.3.2 Phân tích lựa chọn giải pháp thích hợp cho BT-BTCT kết cấu bảo vệ mái đê bờ biển 33 1.3.3 Phân tích lựa chọn tổ hợp phụ gia 34 iii 1.4 Kết luận chương 38 CHƯƠNG 2.1 VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 40 Vật liệu sử dụng nghiên cứu 40 2.1.1 Xi măng .40 2.1.2 Tro bay 41 2.1.3 Silicafume 41 2.1.4 Cát .42 2.1.5 Cát tiêu chuẩn dùng cho thí nghiệm xác định cường độ chất kết dính .43 2.1.6 Đá 43 2.1.7 Phụ gia hóa học 43 2.1.8 Nước 44 2.2 Các phương pháp thí nghiệm sử dụng nghiên cứu 44 2.2.1 Các tiêu chuẩn thí nghiệm vật liệu 44 2.2.2 Các tiêu chuẩn thí nghiệm vữa 44 2.2.3 Các tiêu chuẩn thí nghiệm bê tông 48 2.2.4 Các phương pháp thí nghiệm đại phi tiêu chuẩn 55 2.3 Phương pháp tính tốn thành phần bê tông dùng nghiên cứu 57 2.3.1 Tính tốn cấp phối lý thuyết 57 2.3.2 Thí nghiệm phòng điều chỉnh theo vật liệu thực tế trường 59 2.4 Kết luận chương 60 CHƯƠNG XÁC ĐỊNH TỔ HỢP PHỤ GIA ĐỂ NÂNG CAO ĐỘ BỀN CHO BT-BTCT CỦA KẾT CẤU BẢO VỆ MÁI ĐÊ VÀ BỜ BIỂN 61 3.1 Tổng quát 61 3.2 Xác định tiêu xi măng chất kết dính 62 3.2.1 Lượng nước tiêu chuẩn .62 3.2.2 Các tiêu đá xi măng 64 3.3 Xác định tiêu vữa 74 3.3.1 Lượng nước tiêu chuẩn hỗn hợp vữa 74 3.3.2 Cường độ vữa chất kết dính 76 3.3.3 Thí nghiệm chụp ảnh vi điện tử quét SEM .77 3.4 Xác định tiêu bê tông 79 iv 3.4.1 Các yêu cầu bê tông 79 3.4.2 Xây dựng phần mềm tính tốn thành phần bê tơng có sử dụng phụ gia 79 3.4.3 Tính tốn thành phần bê tơng 84 3.4.4 Cường độ nén, độ hút nước khối lượng thể tích 87 3.4.5 Tính thấm nước 90 3.4.6 Độ mài mòn 92 3.4.7 Độ thấm ion Cl- 93 3.4.8 Chỉ số pH 97 3.5 Tính tốn hiệu kinh tế .99 3.5.1 Mục đích tính tốn hiệu kinh tế 99 3.5.2 Tính chi phí vật liệu cho cấp phối khác 100 3.6 Phân tích lựa chọn tỷ lệ phụ gia hợp lý 103 3.7 Kết luận chương 104 CHƯƠNG ỨNG DỤNG BÊ TƠNG CĨ ĐỘ BỀN CAO CHO CẤU KIỆN BẢO VỆ MÁI ĐÊ BIỂN GIAO THỦY – NAM ĐỊNH 107 4.1 Điều kiện áp dụng kết nghiên cứu bê tơng có độ bền cao 107 4.2 Giới thiệu cơng trình cấu kiện ứng dụng thử nghiệm 108 4.2.1 Giới thiệu công trình 108 4.2.2 Giới thiệu vị trí cấu tạo cấu kiện ứng dụng thử nghiệm 109 4.3 Vật liệu thành phần bê tông ứng dụng thử nghiệm 111 4.3.1 Vật liệu sử dụng 111 4.3.2 Tính tốn thành phần bê tơng 114 4.4 Kết thí nghiệm phịng ứng dụng thử nghiệm trường 117 4.4.1 Kết thí nghiệm phòng 117 4.4.2 Kết ứng dụng thử nghiệm trường 118 4.5 Kết luận chương 122 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 123 I Kết đạt luận án .123 II Những đóng góp luận án .124 III Hướng phát triển luận án 124 IV Kiến nghị 124 DANH MỤC CÁC CƠNG TRÌNH ĐÃ CƠNG BỐ 126 v TÀI LIỆU THAM KHẢO 127 PHỤ LỤC 133 PHỤ LỤC CÁC KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM XI MĂNG, TRO BAY, MUỘI SILIC 134 Phụ lục 1-1 Kết phân tích thành phần hóa học khối lượng riêng xi măng, tro bay silicafume 134 Phụ lục 1-2 Ảnh kính hiển vi điện tử quét xi măng Bút Sơn .134 Phụ lục 1-3 Ảnh kính hiển vi điện tử quét tro tuyển Phả Lại 135 Phụ lục 1-4 Ảnh kính hiển vi điện tử quét silicafume 135 PHỤ LỤC CÁC KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM PHÂN TÍCH HIỆN ĐẠI ĐỐI VỚI XI MĂNG VÀ VỮA .136 Phụ lục 2-1 Kết phân tích tia rơnghen X-Ray đá xi măng 136 Phụ lục 2-2 Kết phân tích nhiệt TGA đá xi măng 141 Phụ lục 2-3 Kết chụp ảnh vi điện tử quét SEM đá xi măng 146 Phụ lục 2-4 Kết chụp ảnh vi điện tử quét SEM vữa 148 PHỤ LỤC CODE PHẦN MỀM TÍNH TỐN THÀNH PHẦN BÊ TƠNG CĨ SỬ DỤNG PHỤ GIA 151 PHỤ LỤC BIÊN BẢN XÁC NHẬN VỀ VIỆC ỨNG DỤNG SẢN PHẨM KHOA HỌC CÔNG NGHỆ 165 vi DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1-1 Sơ đồ mặt cắt ngang đê biển dạng tường đứng .5 Hình 1-2 Sơ đồ mặt cắt ngang đê biển dạng mái nghiêng loại có đê Hình 1-3 Sơ đồ mặt cắt ngang đê biển dạng mái nghiêng loại khơng có đê .5 Hình 1-4 Sơ đồ mặt cắt ngang đê biển dạng hỗn hợp Hình 1-5 Đê dạng tường đứng BTCT Hình 1-6 Tường đỉnh kè BTCT .7 Hình 1-7 Mặt cắt ngang kết cấu gia cố mái đê điển hình .7 Hình 1-8 Kè cấu kiện BT mỏng Hình 1-9 Kè cấu kiện BT khối lập phương Hình 1-10 Kè cấu kiện BT Haro Hình 1-11 Kè cấu kiện BT Holhquader Hình 1-12 Kè cấu kiện bê tông liên kết ngàm chiều loại khơng có mũ .9 Hình 1-13 Kè cấu kiện bê tông liên kết ngàm chiều loại có mũ Hình 1-14 Kè cấu kiện bê tông liên kết ngàm chiều TSC 10 Hình 1-15 Kè đê biển thảm bê tông liên kết 11 Hình 1-16 Ăn mịn rửa trơi mài mịn học cấu kiện liên kết chiều loại không mũ 12 Hình 1-17 Ăn mịn rửa trơi mài mòn học cấu kiện liên kết chiều loại có mũ 12 Hình 1-18 Ăn mịn rửa trơi mài mòn học cấu kiện TSC 12 Hình 1-19 Nguyên nhân phá hoại bê tông tác động vật lý học .18 Hình 1-20 Sơ đồ q trình xói mịn, mài mịn vật liệu mơi trường nước 18 Hình 1-21 Ngun nhân phá hoại bê tơng tác động ăn mịn 19 Hình 1-22 Sơ đồ mơ tả thành phần hóa học tham gia vào q trình ăn mịn kết cấu BTCT môi trường biển 21 Hình 1-23 Tổng hợp dạng ăn mịn bê tơng, cốt thép mơi trường biển định hướng giải pháp hạn chế 22 Hình 1-24 Sơ đồ phân vùng mơi trường biển 23 Hình 1-25 Sơ đồ mơ tả tác động phá hoại BTCT vùng mơi trường biển 23 Hình 1-26 Sơ đồ tóm tắt vai trị, tác dụng loại phụ gia dùng nghiên cứu .38 Hình 2-1 Ảnh chụp thành phần vật liệu hỗn hợp chất kết dính 42 Hình 2-2 Đo đường kính đáy khối vữa mẫu đối chứng 100% xi măng 46 Hình 2-3 Đo đường kính đáy khối vữa mẫu thí nghiệm có dùng phụ gia trước hiệu chỉnh nước .46 Hình 2-4 Thí nghiệm tạo mẫu khuôn ngăn lăng trụ 40x40x160mm .46 Hình 2-5 Thí nghiệm mẫu vữa đông rắn 47 Hình 2-6 Sơ đồ bước thí nghiệm xác định cường độ chất kết dính 47 vii Hình 2-7 Máy thí nghiệm thấm với khoang chứa mẫu Matest 50 Hình 2-8 Mẫu bê tông sau ép bửa đo độ thấm xuyên 51 Hình 2-9 Máy mẫu thí nghiệm độ mài mịn BT theo tiêu chuẩn ASTM C1138 .53 Hình 2-10 Máy thí nghiệm đo nồng độ ion Cl- CL-3000 54 Hình 2-11 Thiết bị đo phận hiển thị nồng độ ion Cl- máy CL-3000 55 Hình 3-1 Lượng nước tiêu chuẩn mẫu với lượng phụ gia thay đổi 63 Hình 3-2 Các mẫu đá xi măng đúc sau tháng bảo dưỡng 65 Hình 3-3 Lượng ion Cl- SO3 mẫu đá xi măng 67 Hình 3-4 X-Ray mẫu X-T0S0P0, 28 ngày 68 Hình 3-5 X-Ray mẫu X-T20S10P0,4 28 ngày 69 Hình 3-6 TGA mẫu X-T0S0P0, 28 ngày 70 Hình 3-7 TGA mẫu X-T20S10P0,4, 28 ngày 71 Hình 3-8 SEM mẫu X-T0S0P0, 28 60 ngày 73 Hình 3-9 SEM mẫu X-T20S10P0,4, 28 60 ngày 73 Hình 3-10 Biểu đồ so sánh thay đổi lượng nước tiêu chuẩn xi măng vữa 75 Hình 3-11 Sự phát triển cường độ nén mẫu vữa theo thời gian 76 Hình 3-12 SEM mẫu V-T0S0P0, ngày 28 ngày .78 Hình 3-13 SEM mẫu V-T20S10P0, ngày 28 ngày 78 Hình 3-14 Sơ đồ bước tính tốn thành phần bê tơng có sử dụng phụ gia 81 Hình 3-15 Giao diện giới thiệu phần mềm 82 Hình 3-16 Giao diện nhập liệu 82 Hình 3-17 Giao diện kết tính đại lượng trung gian 83 Hình 3-18 Giao diện kết tính tốn lượng vật liệu cho 1m3 bê tông 83 Hình 3-19 Sự thay đổi tỷ lệ N/CKD mẫu lượng dùng phụ gia khác 86 Hình 3-20 Sự biến đổi cường độ nén BT theo thời gian tỷ lệ dùng phụ gia khoáng thay đổi 88 Hình 3-21 Sự biến đổi cường độ nén BT theo thời gian lượng dùng phụ gia hóa dẻo thay đổi 88 Hình 3-22 Cường độ nén bê tơng mẫu thí nghiệm 89 Hình 3-23 Sự thay đổi mức hút nước bê tông mẫu a) 28 ngày; b) 60 ngày .90 Hình 3-24 Biểu đồ hệ số thấm mẫu có khơng có phụ gia 91 Hình 3-25 Độ mài mịn mẫu có khơng có phụ gia 92 Hình 3-26 Mẫu thí nghiệm sơ đồ vị trí điểm lấy mẫu xác định lượng ion Cl- 93 Hình 3-27 Nồng độ ion Cl- đo sau tháng 94 Hình 3-28 Nồng độ ion Cl- đo sau 12 tháng 94 Hình 3-29 Nồng độ ion Cl- đo sau 24 tháng 95 Hình 3-30 Lượng ion Cl- đo bề mặt 95 Hình 3-31 Lượng ion Cl- đo điểm sâu 2cm 95 Hình 3-32 Lượng ion Cl- đo điểm sâu 4cm 96 viii Hình 3-33 Các bể bảo dưỡng mẫu bê tơng phịng 98 Hình 3-34 Các bước lắp mẫu thí nghiệm thấm 98 Hình 3-35 Chạy máy thí nghiệm đo chiều sâu dịng thấm sau ép bửa mẫu 99 Hình 3-36 Các bước thí nghiệm nồng độ ion Cl- bê tông 99 Hình 3-37 Biểu đồ so sánh chi phí vật liệu phương án khác 103 Hình 4-1 Đê biển Giao Thủy – Nam Định 108 Hình 4-2 Hiện trạng hư hỏng cấu kiện bê tông loại liên kết chiều tuyến đê biển Giao Thủy 109 Hình 4-3 Hiện trạng hư hỏng cấu kiện bê tông TSC tuyến đê biển Giao Thủy109 Hình 4-4 Mặt cắt ngang, mặt vị trí cấu kiện BTĐS ứng dụng thử nghiệm kè bảo vệ mái đê biển Giao Thủy 110 Hình 4-5 Cấu tạo, hình dạng, kích thước cấu kiện BTĐS loại I 111 Hình 4-6 Ảnh chụp thành phần vật liệu hỗn hợp chất kết dính .112 Hình 4-7 Pha phụ gia hóa dẻo chuẩn bị cho thí nghiệm trường 114 Hình 4-8 Giao diện nhập liệu tính tốn thành phần bê tơng cho đê Giao Thủy 115 Hình 4-9 Giao diện kết tính tốn lượng vật liệu cho 1m3 bê tông đê Giao Thủy 115 Hình 4-10 Giao diện kết tính tốn lượng vật liệu cho mẻ trộn bê tông đê Giao Thủy .116 Hình 4-11 Sự phát triển cường độ nén BT theo thời gian mẫu có khơng có phụ gia 117 Hình 4-12 Trộn, đúc cấu kiện thử nghiệm trường 119 Hình 4-13 Các cấu kiện bê tơng sau hồn thành 119 Hình 4-14 Tháo cấu kiện cũ để chuẩn bị thay cấu kiện 119 Hình 4-15 Lắp cấu kiện vào vị trí thay cấu kiện cũ .120 Hình 4-16 Các cấu kiện sau lắp đặt xong .120 Hình 4-17 Các cấu kiện sau năm sử dụng .120 Hình 4-18 Thí nghiệm kiểm tra cường độ trường theo phương pháp không phá hoại 121 Hình X-Ray mẫu X-T0S0P0, 28 ngày 136 Hình X-Ray mẫu X-T0S0P0, 60 ngày 136 Hình X-Ray mẫu X-T30S0P0,4, 28 ngày .137 Hình X-Ray mẫu X-T30S0P0,4, 60 ngày .137 Hình X-Ray mẫu X-T25S5P0,4, 28 ngày .138 Hình X-Ray mẫu X-T25S5P0,4, 60 ngày .138 Hình X-Ray mẫu X-T20S10P0,4, 28 ngày 139 Hình X-Ray mẫu X-T20S10P0,4, 60 ngày 139 Hình X-Ray mẫu X-T15S15P0,4, 28 ngày 140 Hình 10 X-Ray mẫu X-T15S15P0,4, 60 ngày 140 Hình 11 TGA mẫu X-T0S0P0, 28 ngày .141 ix Hình 12 TGA mẫu X-T0S0P0, 60 ngày 141 Hình 13 TGA mẫu X-T30S0P0,4, 28 ngày .142 Hình 14 TGA mẫu X-T30S0P0,4, 60 ngày .142 Hình 15 TGA mẫu X-T25S5P0,4, 28 ngày .143 Hình 16 TGA mẫu X-T25S5P0,4, 60 ngày .143 Hình 17 TGA mẫu X-T20S10P0,4, 28 ngày 144 Hình 18 TGA mẫu X-T20S10P0,4, 60 ngày 144 Hình 19 TGA mẫu X-T15S15P0,4, 28 ngày 145 Hình 20 TGA mẫu X-T15S15P0,4, 60 ngày 145 Hình 21 SEM mẫu X-T0S0P0, 28 60 ngày 146 Hình 22 SEM mẫu X-T30S0P0,4, 28 60 ngày 146 Hình 23 SEM mẫu X-T25S5P0,4, 28 60 ngày 147 Hình 24 SEM mẫu X-T20S10P0,4, 28 60 ngày 147 Hình 25 SEM mẫu X-T15S15P0,4, 28 60 ngày 148 Hình 26 SEM mẫu V-T0S0P0, ngày 28 ngày 148 Hình 27 SEM mẫu V-T30S0P0, ngày 28 ngày .149 Hình 28 SEM mẫu V-T25S5P0, ngày 28 ngày .149 Hình 29 SEM mẫu V-T20S10P0, ngày 28 ngày .150 Hình 30 SEM mẫu V-T15S15, ngày 28 ngày 150 x DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1-1 Niên hạn hư hỏng kết cấu bê tông cốt thép thường gặp môi trường biển Việt Nam 14 Bảng 1-2 Hàm lượng trung bình ion nước biển .15 Bảng 2-1 Các tiêu lý xi măng PC40 Bút Sơn 40 Bảng 2-2 Các tiêu tính chất tro tuyển Phả Lại 41 Bảng 2-3 Các tiêu tính chất silicafume 41 Bảng 2-4 Các tiêu vật lý cát .42 Bảng 2-5 Bảng thành phần hạt cát 42 Bảng 2-6 Các tiêu vật lý đá dăm 43 Bảng 2-7 Bảng thành phần hạt đá dăm 43 Bảng 2-8 Các tiêu chuẩn thí nghiệm vật liệu 44 Bảng 2-9 Các tiêu chuẩn thí nghiệm bê tơng 48 Bảng 3-1 Cấp phối vật liệu kết đo LNTC xi măng hỗn hợp CKD 63 Bảng 3-2 Kết phân tích thành phần nước biển Giao Thủy – Nam Định .65 Bảng 3-3 Kết thí nghiệm lượng ion Cl- SO3 đá xi măng 66 Bảng 3-4 Kết ước lượng thành phần đá xi măng từ thí nghiệm TGA 71 Bảng 3-5 Kết thí nghiệm xác định LNTC vữa xi măng, hỗn hợp CKD 74 Bảng 3-6 Kết thí nghiệm xác định cường độ chất kết dính 76 Bảng 3-7 Các cấp phối thành phần vật liệu bê tơng theo tính tốn .84 Bảng 3-8 Thành phần bê tông sau xác định lượng nước thỏa mãn độ lưu động yêu cầu 85 Bảng 3-9 Kết thí nghiệm cường độ nén, độ hút nước KLTT BT .87 Bảng 3-10 Kết thí nghiệm hệ số thấm 91 Bảng 3-11 Kết thí nghiệm độ mài mòn 92 Bảng 3-12 Độ thấm ion Cl- sau 6, 12, 24 tháng vị trí điểm đo khác 94 Bảng 3-13 Chỉ số pH đo sau 6, 12, 24 tháng điểm sâu 4cm 97 Bảng 3-14 Đơn giá vật liệu chế tạo bê tông .101 Bảng 3-15 Bảng tính chi phí vật liệu cho cấp phối khác 102 Bảng 4-1 Các tiêu cát Sông Lô 112 Bảng 4-2 Thành phần hạt cát Sông Lô .113 Bảng 4-3 Các tiêu đá dăm Ninh Bình 113 Bảng 4-4 Thành phần hạt đá dăm Ninh Bình 113 Bảng 4-5 Các yêu cầu BT tiêu vật liệu chế tạo BT đê Giao Thủy .114 Bảng 4-6 Thành phần vật liệu bê tông theo hai phương án có khơng có phụ gia 116 Bảng 4-7 Kết thí nghiệm tiêu hai loại BT có khơng có phụ gia 117 Bảng 4-8 Kết đo cường độ nén trường thử nghiệm 121 xi DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VIẾT TẮT B, BT Bê tông BTCT Bê tông cốt thép BT-BTCT Bê tông bê tông cốt thép V Vữa C-S-H mCaO.nSiO2.pH2O C3S 3CaO.SiO2 C2S 2CaO.SiO2 TGA Phân tích nhiệt trọng lượng - Thermal Gravimetric Analysis X-Ray Phân tích tia rơnghen SEM Kính hiển vi điện tử quét - Scanning Electron Microscope X Xi măng T Tro bay S Silicafume CKD Chất kết dính PGK Phụ gia khống PGH Phụ gia hóa P, PGHD Phụ gia hóa dẻo C Cát Đ Đá N Nước N/CKD Tỷ lệ nước/chất kết dính theo khối lượng LNTC Lượng nước tiêu chuẩn KLTT Khối lượng thể tích BTĐS Bê tơng đúc sẵn CK Cấu kiện TP Thành phần SP Sản phẩm MT Môi trường KH Ký hiệu xii MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Việt Nam quốc gia có đường bờ biển dài 3260km chịu ảnh hưởng nặng nề tác động biến đổi khí hậu, nước biển dâng gây Với đặc điểm vậy, việc xây dựng, tu bổ, nâng cấp hệ thống đê cơng trình bảo vệ bờ biển Đảng, nhà nước phủ coi trọng, nhằm đảm bảo cho phát triển chiến lược kinh tế, an ninh quốc phòng giao thơng hàng hải Vai trị hệ thống đê biển ngày nâng cao, không dừng mức độ nhằm chống bão, ngăn mặn, mà có kết hợp đa mục tiêu để đảm bảo sở vững chắc, tạo đà phát triển kinh tế, phục vụ cơng nghiệp hóa, đại hóa đất nước Nghiên cứu đê biển giới có từ lâu, nhiều nước nói hoàn tất, Hà Lan Các thành tựu nghiên cứu khoa học công nghệ đê biển giới tổng kết, đánh giá đưa vào tài liệu sổ tay, quy trình, quy phạm Tuy nhiên biến động lớn môi trường, tần suất cường độ ngày gia tăng thiên tai, biến đổi khí hậu tồn cầu làm cho vấn đề an tồn bờ biển cơng trình ven biển, nảy sinh nhiều vấn đề mới, phức tạp; nghiên cứu lĩnh vực tiếp tục trọng thị toàn giới Để xây dựng hệ thống đê cơng trình bảo vệ bờ biển, vật liệu đất để đắp thân đê vật liệu sử dụng cho cấu kiện bảo vệ mái đê kết cấu cơng trình bảo vệ bờ biển chủ yếu bê tông bê tông cốt thép (BT-BTCT) Vật liệu bê tông bê tông cốt thép ứng dụng xây dựng cơng trình biển từ cuối kỷ 19 đầu kỷ 20 Với nhu cầu ứng dụng ngày nhiều rộng rãi, vai trò vật liệu BT-BTCT cơng trình biển nói chung hệ thống đê biển nói riêng ngày trở nên quan trọng; đến cuối kỷ 20, chuyên gia vật liệu giới đưa định hướng mang tính chiến lược:“Thế kỷ 21 biết đến kỷ bê tông môi trường biển đại dương” Nhận định tác giả P.K Mehta [1] B.C.Gerwick [2] từ năm 1990 thu hút quan tâm nhiều nhà nghiên cứu lĩnh vực vật liệu xây dựng giới quốc gia có đường biên giới giáp với biển, có Việt Nam Do làm việc mơi trường biển mơi trường có tác nhân gây ăn mòn phá hủy mạnh đồng thời chịu tác động tổ hợp nhiều yếu tố, nên cơng trình biển BT-BTCT thường có độ bền tuổi thọ thực tế thấp nhiều so với cơng trình tương tự sông Thiệt hại hư hỏng cơng trình gây đáng kể nghiêm trọng; khơng giá trị kinh tế kinh phí để sửa chữa, phục hồi, mà nhiều cơng trình cịn liên quan đến vấn đề bảo vệ tính mạng, đời sống cho hàng ngàn người dân vùng biển đảo Để giảm bớt tổn thất nặng nề người của, đẩy mạnh việc phát triển kinh tế biển đảm bảo an ninh quốc phòng, việc tạo hệ thống đê cơng trình bảo vệ bờ biển vững chắc, có độ bền cao tuổi thọ dài vấn đề cần quan tâm trọng Vì vậy, cần sớm triển khai giải pháp kỹ thuật nâng cao độ bền cho BT-BTCT, nhằm đảm bảo chất lượng tuổi thọ lâu dài cho công trình Những kết phân tích sở để xác định hướng nghiên cứu đề tài: “Nghiên cứu giải pháp nâng cao độ bền cho bê tông - bê tông cốt thép kết cấu bảo vệ mái đê bờ biển Việt Nam” Mục đích nghiên cứu Mục đích nghiên cứu luận án tìm giải pháp khoa học, kinh tế có tính khả thi điều kiện Việt Nam, nhằm nâng cao độ bền cho bê tông bê tông cốt thép kết cấu bảo vệ mái đê bờ biển Đối tượng phạm vi nghiên cứu - Nghiên cứu bê tông bê tông cốt thép kết cấu bảo vệ mái đê bờ biển thường xuyên chịu tác động nước biển, sóng bão - Quan điểm hướng nghiên cứu luận án tập trung vào nghiên cứu nâng cao độ bền cho bê tông lấy bê tơng để bảo vệ cốt thép, từ tăng độ bền, kéo dài tuổi thọ cho bê tông bê tông cốt thép kết cấu bảo vệ mái đê bờ biển Việt Nam Phương pháp tiếp cận nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu luận án nghiên cứu lý thuyết kết hợp với thực nghiệm, bao gồm phần thí nghiệm phịng thí nghiệm trường - Nghiên cứu lý thuyết tiến hành dựa theo sách, tài liệu phát hành kết nghiên cứu cơng bố thức để phân tích tổng hợp đưa luận đắn cho nội dung nghiên cứu đề - Nghiên cứu thực nghiệm phòng dựa theo tiêu chuẩn hành nước giới, đồng thời kết hợp với phương pháp đại phi tiêu chuẩn để có kết xác sở chứng minh cho nhận định, luận điểm mà lý thuyết đưa - Nghiên cứu thực nghiệm trường dựa theo kết xác định từ thí nghiệm phịng để đánh giá tính khả thi hiệu ứng dụng thực tế giải pháp lựa chọn Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài - Ý nghĩa khoa học: Đề tài phân tích, đánh giá tác động gây nên phá hoại kết cấu bảo vệ mái đê bờ biển BT-BTCT, từ lựa chọn giải pháp thích hợp sử dụng kết hợp loại phụ gia để tạo loại bê tơng có tính cao phục vụ cho cơng trình - Ý nghĩa thực tiễn: Đề tài lựa chọn tỷ lệ phụ gia hợp lý, góp phần tạo kết cấu bê tơng – bê tơng cốt thép có độ bền cao hiệu kinh tế, từ đáp ứng yêu cầu to lớn xây dựng hệ thống đê cơng trình bảo vệ bờ biển Việt Nam CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ KẾT CẤU BẢO VỆ MÁI ĐÊ VÀ BỜ BIỂN BẰNG BÊ TÔNG - BÊ TÔNG CỐT THÉP Trong năm gần việc xây dựng, tu bổ, nâng cấp hệ thống đê cơng trình bảo vệ bờ biển Đảng, nhà nước phủ coi trọng đầu tư với nguồn kinh phí lớn Chính vậy, để đảm bảo tuổi thọ lâu dài cho cơng trình vật liệu có chất lượng cao bê tơng bê tông cốt thép (BT-BTCT) nghiên cứu sử dụng ngày rộng rãi thay cho vật liệu truyền thống trước Với lý đó, nội dung phần tổng quan tập trung phân tích vấn đề thực trạng, nguyên nhân hư hỏng giải pháp hạn chế kết cấu bảo vệ mái đê bờ biển sử dụng vật liệu chế tạo bê tông bê tông cốt thép Từ phân tích, đánh giá, định hướng giải pháp nghiên cứu luận án cho phù hợp với điều kiện thực tế Việt Nam 1.1 Hiện trạng nguyên nhân hư hỏng kết cấu bảo vệ mái đê bờ biển BT-BTCT Để tìm hiểu trạng nguyên nhân hư hỏng BT-BTCT kết cấu bảo vệ mái đê bờ biển, cần xem xét hình thức kết cấu bảo vệ mái đê bờ biển thường dùng, thực trạng khả làm việc loại kết cấu này, sau phân tích ngun nhân gây nên phá hoại hư hỏng kết cấu cơng trình 1.1.1 Khái quát dạng kết cấu bảo vệ mái đê bờ biển Theo “Tiêu chuẩn kỹ thuật thiết kế đê biển” Bộ NN PTNT ban hành năm 2012 [3], tiêu chuẩn TCVN 9901:2014 [4], dựa vào hình thức mặt cắt ngang đặc trưng, đê biển phân thành loại sau: - Đê tường đứng (hình 1-1) - Đê mái nghiêng, có khơng có đê hai phía (hình 1-2, 1-3) - Đê hỗn hợp, nghiêng đứng, đứng nghiêng (hình 1-4) Một số ví dụ minh họa mặt cắt ngang đê biển tham khảo hình từ 1-1 đến 1-4 Việc lựa chọn loại mặt cắt phù hợp cần vào điều kiện địa hình, địa chất, thủy văn, vật liệu xây dựng, điều kiện thi công yêu cầu sử dụng để phân tích định Mặt đê; Nền đê bóc lớp đất phong hóa; Đất đắp thân đê; Trồng cỏ mái đê; Tường đứng; Lăng thể chống xói; Cây chắn sóng Hình 1-1 Sơ đồ mặt cắt ngang đê biển dạng tường đứng Mặt đê; Cơ đê phía đồng; Cơ đê phía biển; Rãnh tiêu; Chân khay; Lăng thể chống xói; Mái đê phía đồng; Mái đê phía biển; Nền đê bóc phong hóa; 10 Đất đắp thân đê; 11 Cây chắn sóng Hình 1-2 Sơ đồ mặt cắt ngang đê biển dạng mái nghiêng loại có đê Mặt đê; Nền đê bóc phong hóa; Đất đắp thân đê; Trồng cỏ mái đê; Gia cố mái phía biển; Lớp lót; Chân khay; Lăng thể chống xói; Mương tiêu nước; 10 Cây chắn sóng Hình 1-3 Sơ đồ mặt cắt ngang đê biển dạng mái nghiêng loại khơng có đê Mặt đê; Nền đê bóc phong hóa; Đất đắp thân đê; Trồng cỏ mái đê; Gia cố mái phía biển; Lớp lót; Tường chân khay; Khối tetrapod; Lăng thể chống xói; 10 Cây chắn sóng Hình 1-4 Sơ đồ mặt cắt ngang đê biển dạng hỗn hợp Nhìn vào sơ đồ thấy, phận kết cấu đê có vai trị định việc giữ ổn định đảm bảo khả làm việc lâu dài cho toàn hệ thống chịu tác động từ yếu tố đặc trưng môi trường biển Tuy nhiên, phần trực tiếp chịu tác động sóng, dịng chảy thủy triều điểm xung yếu, dễ bị phá hoại, có ảnh hưởng nhiều đến an toàn tuyến đê, chiếm tỷ lệ kinh phí đáng kể dự án đê điều, nên thường quan tâm đơn vị thiết kế thi công Những phận quan trọng phải kể đến kết cấu tường dạng đê tường đứng, đê hỗn hợp kết cấu kè bảo vệ mái dốc phía biển dạng đê mái nghiêng Vật liệu sử dụng cho phận có loại sau đây: - Với kết cấu tường dạng đê tường đứng dạng đê hỗn hợp, sử dụng vật liệu đá xây bê tông cốt thép - Với kết cấu kè bảo vệ mái dốc dạng đê mái nghiêng, sử vật liệu khác khái quát thành loại sau đây: + Dùng đá đổ, đá xếp khan, đá xếp khung đá xây; + Dùng bê tông đổ chỗ, dùng cấu kiện bê tơng theo hình thức lát độc lập, dạng ghép liên kết theo chế mảng mềm, hay dùng dạng mảng liên kết ghép trước lắp đặt; + Một số hình thức khác: Bê tông atphan, trồng cỏ, vải địa kỹ thuật,… Theo xu nay, việc đầu tư xây dựng, nâng cấp hệ thống đê biển trọng để đảm bảo có cơng trình ổn định vững chắc, vật liệu BT- BTCT ưa dùng nhiều Kết cấu đê dạng tường đứng hay phần tường đỉnh kè sử dụng vật liệu BTCT thấy hình 1-5 1-6 Hình 1-5 Đê dạng tường đứng BTCT Hình 1-6 Tường đỉnh kè BTCT Với kết cấu kè bảo vệ mái đê, hình thức thơng dụng sử dụng dùng kết cấu tường đỉnh kè BTCT, kết cấu thân kè cấu kiện bê tông đúc sẵn ghép rời khơng liên kết có liên kết hệ khung giằng BTCT phần chân kè ống hay BTCT kết hợp với đổ đá hộc Loại hình có ưu điểm chống sóng lớn, dịng chảy mạnh đạt u cầu tính mỹ quan cho cơng trình Hình 1-7 mặt cắt ngang kè gia cố mái đê theo hình thức Hình 1-7 Mặt cắt ngang kết cấu gia cố mái đê điển hình Các cấu kiện bê tông đúc sẵn dùng cho thân kè nghiên cứu chế tạo thành nhiều loại với hình thức, kích thước khác Dưới số dạng cấu kiện bê tông chế tạo sử dụng cho cơng trình đê biển Việt Nam - Cấu kiện bê tông đúc sẵn ghép rời không liên kết: Có loại dạng dạng cột + Dạng nhỏ: Cấu kiện có dạng mỏng, bề mặt vng (hình 1-8) [5] Loại dùng bê tơng đúc sẵn, nên so với hình thức bê tơng đổ chỗ, chất lượng tốt hơn, thi cơng nhanh có khe hở nước để làm giảm áp lực đẩy Tuy nhiên nhỏ không đủ trọng lượng nên dễ bị bóc khỏi mái + Dạng cột: Cột khối lập phương (hình 1-9), khối haro (hình 1-10), hay khối Holhquader (hình1-11) Loại có trọng lượng khối bê tông bề dày lớn, không bị gãy thi cơng phải dùng cần cẩu nên khó khăn - Cấu kiện bê tông đúc sẵn ghép rời có liên kết: + Loại có liên kết ngàm hai chiều (hình 1-12, 1-13): Các loại cấu kiện thi công nhiều nơi Yên Hưng–Quảng Ninh, Ngọc Xá-Trúc Lý–Quảng Bình, đê biển –Đồ Sơn–Hải Phịng, Cổ Vậy-Giao Thủy–Nam Định, Đồ Sơn–Hải Phòng, Phá Cầu Hai– Thừa Thiên Huế, Hà Tĩnh,… dùng loại có kích thước 40x40x28cm Hình 1-8 Kè cấu kiện BT mỏng Hình 1-9 Kè cấu kiện BT khối lập phương Hình 1-10 Kè cấu kiện BT Haro Hình 1-11 Kè cấu kiện BT Holhquader Hình 1-12 Kè cấu kiện bê tông liên kết ngàm chiều loại khơng có mũ Hình 1-13 Kè cấu kiện bê tông liên kết ngàm chiều loại có mũ Ưu điểm: Có khả phân bố lực xung, lực cục cho cấu kiện bên cạnh giảm tượng lún sâu Đổng thời nối với ngàm đối xứng dạng nêm hai chiều đan giằng vào chặt chẽ tạo kết cấu lớn khớp nối dích dắc hạn chế dịng xói trực tiếp xuống Nhược điểm: Ban đầu loại có chiều dày độ vát nhỏ nên dễ bị gãy, sứt mẻ q trình vận chuyển thi cơng, loại sau có độ dày lớn hơn, khắc phục nhược điểm + Loại có liên kết ngàm ba chiều TSC 178 (hình 1-14): Dạng kè thi công nhiều nơi Hải Phịng, Nam Định, Ninh Bình, Bình Thuận, Bạc Liêu,… Hình 1-14 Kè cấu kiện bê tơng liên kết ngàm chiều TSC Ưu điểm: Kết cấu ngàm chiều lắp ghép mềm thích hợp với yếu, lún khơng Ngàm liên kết dạng dích dắc kéo dài, nên hạn chế nước xói trực tiếp xuống nền, đồng thời liên kết thành mảng có chân đế rộng, giảm đáng kể ứng suất trọng lượng mảng áp lực sóng xuống nền, hạn chế tượng lún cục cấu kiện Bề mặt cấu kiện tạo mố nhám tiêu giảm chiều cao sóng vận tốc dịng rút Nhược điểm: Vì liên kết mảng nên sóng đánh bung bung mảng; cấu kiện có trọng lượng nhỏ, nên dễ bị rời theo sóng Do liên kết cấu kiện khít, nên bị lún sụt mảng ổn định tạo vùng hẫng khó phát Nhược điểm thi công thủ công, nên giá thành xây dựng cao - Cấu kiện bê tông đúc sẵn liên kết mảng (hình 1-15): Thảm bê tơng tạo cấu kiện bê tông nối với dây cáp, móc, cấu kiện có phần đệm cao su, lấp đầy sỏi, gạch xỉ Công nghệ ứng dụng nhiều đê biển Hà Lan Ở nước ta có sản phẩm thảm bê tông tự chèn đan lưới tác giả Phan Đức Tác Loại thảm triển khai thử nghiệm thành cơng cho kè chống xói lở bờ sông số đoạn An Giang, Thành phố Hồ Chí Minh, Tiền Giang,… Như nói hình thức kè bảo vệ mái đê biển cấu kiện bê tông đúc sẵn phong phú đa dạng Việc áp dụng hình thức phụ thuộc vào điều kiện tự nhiên, kinh tế, xã hội khu vực thi công, cho đem lại lợi ích lớn 10 Hình 1-15 Kè đê biển thảm bê tông liên kết Khi xem xét kết cấu đê kè bảo vệ mái đê biển BT-BTCT, đơn vị thiết kế thường quan tâm đến vấn đề kỹ thuật để đảm bảo cơng trình khơng bị phá hủy chịu tác động bất lợi gây sóng dịng chảy mạnh Tuy nhiên, cơng trình đảm bảo u cầu này, vấn đề tuổi thọ lâu dài lại phụ thuộc vào khả làm việc vật liệu chế tạo chịu tác động thường xuyên điều kiện thường mơi trường biển Các tác động khơng làm phá hoại cơng trình ngay, theo thời gian làm hư hỏng dần, dẫn đến phá hủy cơng trình Thực trạng hư hỏng phá hủy theo dạng nước ta nào, nội dung đề cập phần 1.1.2 Hiện trạng hư hỏng Ở Việt Nam, đặc điểm vị trí địa lý điều kiện khí hậu nhiệt đới, độ ẩm cao, kết hợp với môi trường vùng biển, q trình ăn mịn phá hủy BT-BTCT cơng trình biển nói chung, kết cấu bảo vệ mái đê bờ biển nói riêng điều khơng thể tránh khỏi mức độ mạnh Những hình ảnh hư hỏng, xuống cấp loại cấu kiện bê tông bảo vệ mái đê biển Cát Hải – Hải Phịng Giao Thủy – Nam Định thấy hình từ 1-16 đến 1-18 11 Hình 1-16 Ăn mịn rửa trơi mài mịn học cấu kiện liên kết chiều loại khơng mũ Hình 1-17 Ăn mịn rửa trơi mài mịn học cấu kiện liên kết chiều loại có mũ Hình 1-18 Ăn mịn rửa trơi mài mịn học cấu kiện TSC Đánh giá trạng hư hỏng, tuổi thọ cơng trình, u cầu chi phí sửa chữa khắc phục kết cấu BT-BTCT làm việc mơi trường biển nói chung số đề tài nghiên cứu thực Tóm tắt nội dung đề tài cụ thể sau: 12 Nghiên cứu đánh giá thực trạng cơng trình biển thuộc tỉnh Quảng Ninh, Hải Phịng, Thanh Hóa, Nghệ An, Kiên Giang, Vũng Tàu,… báo cáo hội thảo “Chống ăn mòn bảo vệ cơng trình BT BTCT vùng biển Việt Nam” (1999) rằng: Bên cạnh cơng trình có tuổi thọ 40-:-50 năm, hàng loại cơng trình BTBTCT vùng nghiên cứu có niên hạn sử dụng 10-:-15 năm bị ăn mòn phá hủy trầm trọng [6] Trong “Nghiên cứu khảo sát trạng ăn mịn phá hủy cơng trình BTCT khả xâm thực cơng trình vùng ven biển thành phố Đà Nẵng” (2008) cho thấy: số cơng trình xuống cấp sau 5-:-10 năm đưa vào sử dụng (cảng cá Thuận Phước, cảng Liên Chiểu), cơng trình cảng Tiên Sa nằm tình trạng bị ăn mịn phá hủy mức báo động, nhiều kết cấu cơng trình bị phá hủy hồn tồn khơng cịn khả phục hồi [7], [8] Những báo cáo nghiên cứu gần cho kết tương tự, nghiên cứu “Tình trạng ăn mịn BTCT vùng biển Việt Nam số kinh nghiệm sử dụng chất ức chế ăn mòn Canxi nitrit” (2011) có kết luận sau: Tình trạng ăn mịn hư hỏng cơng trình BTCT nghiêm trọng mức báo động Tốc độ ăn mòn làm hư hỏng cơng trình diễn nhanh Hiện bên cạnh số cơng trình có tuổi thọ dự kiến 30-:-40 năm, có nhiều cơng trình bị ăn mòn hư hỏng nặng sau 20-:-25 năm sử dụng, chí nhiều kết cấu bị phá huỷ nặng nề sau 10-:-15 năm sử dụng [9] Trên sở kết đánh giá trạng hư hỏng công trình bê tơng cốt thép mơi trường biển Việt Nam, tổng hợp niên hạn hư hỏng công trình đề cập tài liệu [6], [10] bảng 1-1 Đối với cơng trình bị hư hỏng, xuống cấp vậy, chi phí cho việc sửa chữa khắc phục hậu ăn mòn phá hủy tốn kém, ước tính vào khoảng 40-:-70% [6], hay 30 -:-70% [9] mức đầu tư xây dựng cơng trình 13 Bảng 1-1 Niên hạn hư hỏng kết cấu bê tông cốt thép thường gặp môi trường biển Việt Nam TT Điều kiện môi trường Tuổi thọ kết cấu (năm) Thiết kế Thực tế % so với TK Kết cấu bị nhiễm mặn sử dụng cát biển nước biển Vùng thủy triều lên xuống sóng đánh Vùng ngập nước biển Vùng biển mép nước ( gây ăn mòn Do ion Clxâm nhập - Do ion Cl- phá vỡ màng thụ động -> gây ăn mòn GIẢI PHÁP HẠN CHẾ ĂN MÒN CỐT THÉP - Giải pháp với thép - Giải pháp với bê tông, dùng bê tông bảo vệ cốt thép: + Tạo lớp bê tông đặc chống thấm tốt  hạn chế O2, H2O, CO2 ion Cl+ Tăng khả cố định ion Cl-, giảm khả khuyếch tán GIẢI PHÁP HẠN CHẾ ĂN MÒN BÊ TÔNG - Giảm lượng Ca(OH)2 BT cách: + Giảm lượng khoáng C3S xi măng + Biến đổi thành sản phẩm tan, hoạt động hóa học - Giảm lượng C3A xi măng - Tăng độ đặc bê tơng Hình 1-23 Tổng hợp dạng ăn mịn bê tơng, cốt thép mơi trường biển định hướng giải pháp hạn chế 22 Hình 1-24 Sơ đồ phân vùng môi trường biển Vùng ngập nước: Bao gồm phận kết cấu ngập hoàn toàn nước biển Vùng nước lên xuống (gồm phần sóng đánh): Bao gồm phận kết cấu làm việc vị trí mực nước thủy triều lên xuống thấp cao nhất, tính phần bị sóng đánh vào Vùng khí biển ven biển: Bao gồm phận kết cấu làm việc vùng khơng khí biển ven biển vào sâu đất liền tới 20km Theo P.K.Mehta [1], [18] yếu tố tác động gây phá hoại kết cấu bê tông bê tông cốt thép vùng hình 1-25 Cốt thép Bê tơng Vùng khí Ăn mịn cốt thép Mực nước cao Vùng thủy triều lên xuống Tác dụng mài mòn học va đập Mực nước thấp Ăn mịn hóa học vi sinh bê tơng Vùng ngập Phân bố lớp ăn mịn hóa học Tác dụng CO 2 Tác dụng Mg2+ Tác dụng SO42- Hình 1-25 Sơ đồ mô tả tác động phá hoại BTCT vùng mơi trường biển 23 Có thể rằng, kết cấu bảo vệ mái đê bờ biển đối tượng nghiên cứu luận án thuộc vùng nước lên xuống vùng chịu tác động nguy hiểm môi trường biển phải chịu ảnh hưởng đồng thời q trình ăn mịn cốt thép, tác động mài mòn học va đập ăn mịn hóa học, vi sinh bê tơng, sức phá hoại lớn Để chống lại tác động phá hoại này, cần tạo lớp bê tơng bảo vệ có độ đặc cao, khả bảo vệ cốt thép tốt, tượng ăn mòn phá hủy hạn chế với bê tơng cốt thép, tức tồn kết cấu cơng trình bảo vệ mức an tồn Những kết phân tích sở lý thuyết quan trọng giúp cho việc định hướng nghiên cứu giải pháp hạn chế luận án 1.2 Tình hình nghiên cứu giải pháp nâng cao độ bền cho BT-BTCT làm việc môi trường biển 1.2.1 Các nghiên cứu giới Vấn đề nghiên cứu ăn mòn, phá hủy biện pháp tăng độ bền cơng trình BTBTCT nói chung nước phát triển Thế giới quan tâm từ năm 1920 Nhiều nước Pháp, Mỹ, Nga, NaUy… hình thành trung tâm nghiên cứu ăn mòn bảo vệ cơng trình qui mơ lớn Liên quan đến ăn mịn phá hủy kết cấu BTBTCT cơng trình biển, có nhiều nhà khoa học Quốc tế chuyên sâu nghiên cứu, phải kể đến P.K Mehta, V.M Malhotra,… có nhiều sách chuyên ngành phát hành [1], [19], [20], [21], [22], [23] nhiều báo khoa học đăng tạp chí Cho đến nay, tài liệu trở nên vơ q giá Một số kết nghiên cứu giải pháp sử dụng loại phụ gia để nâng cao độ bền cho BT-BTCT cơng trình biển tóm tắt sau: Nghiên cứu T W Bremner, A Bilodeau V.M Malhotra (2003) [24] tiến hành thí nghiệm mẫu bê tơng có khơng có phụ gia khống gồm xỉ hạt lò cao, tro bay, silicafume để so sánh đánh giá tính chất phá hoại bề mặt bê tơng sau thời gian 20 năm đặt vùng thủy triều lên xuống biển J.M.R Dotto, A.G de Abreu, D.C.C Dal Molin, I.L Muller (2004) [25] nghiên cứu thí nghiệm tiêu cường độ nén, độ rỗng, điện trở suất bê tông với hàm lượng 24 silicafume thay xi măng 0%, 6% 12% tương ứng với tỷ lệ N/CKD 0,5; 0,65 0,8 Kết cho thấy có cải thiện đáng kể đặc tính bê tơng, từ khuyến cáo sử dụng silicafume cho mơi trường có tác nhân ăn mòn mạnh S Bhanj, B Sengupta (2005) [26] nghiên cứu thí nghiệm với lượng silicafume thay 0%; 5%; 10%; 15%; 20%; 25%; 30% với tỷ lệ N/CKD 0,26; 0,3; 0,34; 0,38; 0,42 Thí nghiệm đo tiêu cường độ nén, uốn, kéo bửa thời điểm 28 ngày Tarun R Naik, Shiw S Singh Mohammad M Hossain [27] nghiên cứu thí nghiệm với lượng dùng tro bay loại C thay xi măng mức 15, 30, 40, 50, 70% mẫu đối chứng không dùng tro bay Các mẫu bê tơng thí nghiệm xác định tiêu cường độ nén độ mài mòn theo tiêu chuẩn ASTM C944 Shamsad Ahmad, Walid A Al-Kutti, Omar S Baghabra Al-Amoudi, Mohammad Maslehuddin (2008) [28] nghiên cứu kiểm tra chất lượng bê tơng qua tiêu cường độ nén, tính thấm nước, khả khuyếch tán ion Cl- Trong nghiên cứu, tác giả tiến hành thí nghiệm tổ hợp mẫu có khơng có phụ gia gồm tro bay silicafume Kết thí nghiệm cho thấy hiệu việc sử dụng thành phần phụ gia khoáng, đặc biệt silicafume rõ rệt Umesh Sharma, D Rastogi (2013) [29] nghiên cứu ảnh hưởng tro bay đến tính chất xi măng Kết nghiên cứu khẳng định việc sử dụng tro bay thành phần phụ gia xi măng pooclăng hỗn hợp đảm bảo yêu cầu kỹ thuật mang lại hiệu kinh tế cao Do tận dụng nguồn phụ gia sản phẩm phụ cơng nghiệp, nên giúp giảm đáng kể chi phí lượng sản xuất loại xi măng có pha thêm tro bay Steve Wilben Macquarie Supit, Faiz Uddin Ahmed Shaikh (2014) [30] nghiên cứu thí nghiệm độ bền bê tông thường bê tông với hàm lượng tro bay cao có thêm thành phần silicafume Các thí nghiệm kiểm tra cường độ nén độ bền tiến hành Kết thí nghiệm cho thấy việc dùng thêm thành phần silicafume làm giảm đáng kể độ hút nước, độ thấm ion Cl-, độ rỗng bê tông Như việc sử dụng kết hợp tro bay silicafume bê tông cải thiện đáng kể chất lượng so với bê tông dùng xi măng thường 25 Alaa M Rashad, Hosam El-Din H Seleem, and Amr F Shaheen (2014) [31] nghiên dùng loại xi măng pooclăng thường, xi măng tro bay hàm lượng cao (hàm lượng tro bay thay xi măng tới 70%), xi măng tro bay hàm lượng cao thay phần silicafume xỉ hạt lò cao với tỷ lệ 10%, 20% sử dụng kết hợp silicafume xỉ với lượng để thay xi măng Đúc mẫu bê tông với thành phần vật liệu khác nhau, bảo dưỡng sau 7, 28, 90 180 ngày đem thí nghiệm cường độ nén độ mài mòn 1.2.2 Các nghiên cứu Việt Nam Ở Việt Nam, vấn đề nghiên cứu ăn mòn bảo vệ cơng trình biển tiến hành từ năm 1970 Một số đơn vị có bề dày lĩnh vực nghiên cứu Một số hội thảo chuyên đề tổ chức với báo cáo nghiên cứu chuyên sâu có giá trị [32](1995), [33](1999), [34](2009) Nhiều đề tài thực cấp, luận án tiến sĩ, thạc sĩ tiến hành nghiên cứu giải pháp nâng cao độ bền cho cơng trình BT-BTCT môi trường biển, hay nghiên cứu cải thiện tính BT-BTCT thường thành loại bê tơng chất lượng cao, siêu cao loại bê tơng có khả ứng dụng tốt cho cơng trình biển Những giải pháp chiến lược chung hạn chế ăn mòn phá hủy kết cấu BT-BTCT mơi trường biển tham khảo báo cáo báo [6](1999), [11](2012), [35](1995), [36](2012), [37](2013) Những nghiên cứu giải pháp sử dụng phụ gia để hạn chế ăn mòn phá hủy, nâng cao độ bền cho BT-BTCT môi trường biển Việt Nam kể đến như: Đặng Duy Thùy cộng (1995) [38], đề cập đến loại phụ gia ZECAGI-XB nhóm nghiên cứu tìm không đề cập chi tiết thành phần Loại phụ gia có tác dụng chống ăn mịn sunphat chống ăn mịn cốt thép bê tơng Tuy nhiên kết nghiên cứu sau chưa triển khai áp dụng thực tế Lương Đức Long (1995) [39] đưa hai phương pháp giúp thay đổi tính chất bê tơng nhằm cải thiện tính bền cho bê tông dùng xi măng bền sunphat dùng loại phụ gia khác để giúp tăng độ đặc chắc, hạn chế thành phần gây xâm thực đá xi măng, ức chế ăn mòn cốt thép Tác giả đề cập đến kết nghiên cứu Viện Vật liệu xây dựng chế tạo xi măng bền sunphat từ clanhke xi măng 26 pooclăng xi măng bền sunphat dùng phụ gia Xi măng bền sunphat sau sản xuất hàng ngàn để cung cấp cho cơng trình xây dựng hải đảo ven biển Còn xi măng bền sunphat dùng phụ gia, có kết nghiên cứu phòng chưa đưa áp dụng thực tế Nguyễn Mạnh Phát (1996) [40] thực đề tài luận án Phó tiến sĩ khoa học kỹ thuật theo hướng tăng độ đặc để giảm thiểu lượng nước xâm nhập sâu vào bên kết cấu pha trộn thành phần phụ gia để tạo khoáng ức chế q trình ăn mịn cốt thép bê tơng Đề tài đề cập đến việc sử dụng loại phụ gia Z vừa có tác dụng chống ăn mịn, vừa có hiệu dẻo hóa cao, giảm lượng nước trộn (giảm tỷ lệ N/X), dẫn đến giảm lượng nước thừa bê tơng đóng rắn Loại phụ gia nghiên cứu luận án thử nghiệm thực tế cho cơng trình “Đường dây 220KV Ninh Bình – Nam Định” nhằm thay việc sử dụng xi măng bền sunphat trước kết đánh giá hiệu tốt Trịnh Hồng Tùng (2002) [41] nghiên cứu giải pháp chống ăn mòn cho BT-BTCT theo hướng sử dụng tro bay kết hợp với phụ gia siêu dẻo giảm nước Các tỷ lệ tro bay tiến hành nghiên cứu gồm 15, 20, 25, 30% (thay xi măng) tỷ lệ phụ gia siêu dẻo sử dụng 0,6; 0,8; 1,0 1,2% (so với lượng dùng chất kết dính) Bằng phương pháp phân tích hóa lý đại mẫu vữa bê tông chứng tỏ giải pháp đề xuất đắn Tổ hợp hai loại phụ gia có tác dụng tích cực việc hình thành khoáng bền thay khoáng bền, dễ tan nước Sự thay đổi cấu trúc làm cho đá xi măng có độ đặc cao hơn, tính chống thấm tốt Kết nghiên cứu chưa có thử nghiệm thực tế Dương Thị Lam (2006) [42] nghiên cứu giải pháp tăng độ bền cho kết cấu cơng trình biển cách sử dụng loại xi măng bền sunphat kết hợp với phụ gia siêu dẻo siêu mịn Với tổ hợp vật liệu sản xuất bê tông mác M100 chất lượng cao dùng cho cơng trình biển Kết nghiên cứu chưa có thử nghiệm thực tế Đỗ Nguyên Đức (2009) [43] sử dụng phụ gia ASP-2006 Công ty cổ phần tư vấn thí nghiệm cơng trình giao thơng liên danh với hãng Elkem sản xuất Kết nghiên cứu cho thấy việc đưa phụ gia hỗn hợp ASP-2006 vào hỗn hợp bê tông để thay phần xi măng pooclăng đảm bảo yêu cầu cường độ bê tông, độ sụt đặc biệt 27 độ chống thấm nước, độ hút nước chống thấm ion Cl- bê tông tăng đáng kể Kết thí nghiệm dừng lại tuổi 28 ngày 90 ngày nên chưa đánh giá hết tính hiệu phụ gia Hoàng Văn Tần cộng (2011) [12] nghiên cứu chế tạo loại bê tông có cường độ nén cao dùng cho kết cấu chịu tác động dòng chảy lưu tốc lớn từ nguyên liệu sẵn có Việt Nam Trong nghiên cứu có sử dụng loại bột mịn bột đá vôi, tro bay silicafume Để đánh giá tính ưu việt bê tơng, ngồi cường độ nén nhóm tác giả tiến hành nghiên cứu tiêu độ mài mịn, xói mịn khả chống thấm ion Cl- Phạm Văn Khoan Nguyễn Nam Thắng (2011) [9] chia sẻ số kinh nghiệm sử dụng chất ức chế ăn mòn Canxi nitrit thành phần bê tông Loại phụ gia ứng dụng cho cơng trình xây cầu tầu 20.000tấn cảng Nha Trang – Khánh Hịa cơng trình nâng cấp cảng Cửa Cấm – Hải Phịng Nguyễn Công Thắng, Nguyễn Văn Tuấn, Phạm Hữu Hanh, Nguyễn Trọng Lâm (2013) [44] nghiên cứu sử dụng phụ gia khoáng silicafume tro bay để thay phần xi măng chế tạo bê tông chất lượng siêu cao 1.2.3 Phân tích, đánh giá kết nghiên cứu cơng bố Sau tập hợp, phân tích, đánh giá kết nghiên cứu công bố giải pháp nâng cao độ bền cho BT-BTCT cơng trình biển giới nước rút số nhận xét sau: - Chưa có nghiên cứu ứng dụng cụ thể cho BT-BTCT kết cấu bảo vệ mái đê bờ biển đối tượng chịu tác động tổ hợp nhiều yếu tố gây nên ăn mịn phá hủy nhanh chóng - Số giải pháp nghiên cứu triển khai áp dụng vào thực tế cịn [9], [24], [39], [40], nghiên cứu khác chưa có thử nghiệm nên chưa có sở kiểm chứng tính khả thi, hiệu kinh tế - Có nghiên cứu sử dụng loại xi măng đặc chủng thay xi măng Pooclăng thông thường xi măng tro bay hàm lượng cao [31], hay xi măng bền sunphat [39], [42] để cải thiện tính bền cho bê tơng cơng trình biển Các loại xi măng thường có giá 28 thành cao không sẵn thị trường dẫn đến công trình có chi phí cao đơi khơng chủ động nguồn cung cấp - Có nghiên cứu sử dụng loại phụ gia [9], [25], [27], [29] nên giải pháp đưa chưa toàn diện Nếu ý đến việc sử dụng tổ hợp nhiều loại phụ gia để phối hợp tính ưu việt chúng nhằm đảm bảo yêu cầu kỹ thuật kinh tế hiệu - Số nghiên cứu thí nghiệm tiêu độ mài mịn cịn [12], [27], [31], có nghiên cứu dùng phương pháp thí nghiệm chưa phù hợp với điều kiện tác động sóng dịng chảy biển nên chưa đánh giá tính hiệu giải pháp chọn [27], [31] - Các thí nghiệm đánh giá độ thấm ion Cl- dùng phương pháp gián tiếp thông qua việc đo điện lượng mà không đánh giá trực tiếp lượng ion Cl- có bê tơng Nếu đánh giá cách đo trực tiếp lượng ion Cl- có thành phần bê tơng kết có tính thuyết phục - Hầu hết nghiên cứu tiến hành thí nghiệm thời đoạn ngắn 7, 28, 90 ngày; kết đánh giá hiệu việc sử dụng phụ gia tác động mơi trường biển chưa xác - Một số nghiên cứu chế tạo bê tông cường độ cao hay siêu cao [12], [44] với mác bê tông thiết kế lên đến 60-:-100MPa Kết nghiên cứu khơng phù hợp cho bê tơng cơng trình bảo vệ mái đê bờ biển theo tiêu chuẩn kết cấu yêu cầu mác cao đến 50MPa, đòi hỏi tuổi thọ cao Dựa sở phân tích trên, với mục đích nghiên cứu đề ra, định hướng nghiên cứu luận án xác định với nội dung cụ thể đề cập phần 1.2.4 Định hướng nghiên cứu luận án Luận án sâu vào:”Nghiên cứu giải pháp nâng cao độ bền cho bê tông-bê tông cốt thép kết cấu bảo vệ mái đê bờ biển Việt Nam” với định hướng cụ thể sau: - Trong kết cấu BT-BTCT, bê tơng có “trách nhiệm” vừa phận chịu lực chịu tác động trực tiếp từ môi trường, vừa phận có vai trị bảo vệ cốt thép, nên cần 29 phải quan tâm trọng Trên tinh thần đó, quan điểm giải pháp chống ăn mòn cho kết cấu BT-BTCT thực đề tài “nâng cao độ bền cho bê tông, lấy bê tông bảo vệ cốt thép” Điều có nghĩa giải pháp nâng cao độ bền cho BTBTCT thực chất nâng cao độ bền cho bê tơng tìm cách hạn chế thành phần gây hại cho cốt thép xâm nhập qua bê tông - Luận án nghiên cứu nâng cao độ bền cho bê tơng mặt học hóa học, tức nâng cao cường độ để đảm bảo khả chống lại tác động mài mòn, hạn chế thành phần gây hại ảnh hưởng đến tốc độ ăn mòn chịu tác động yếu tố điều kiện thường môi trường biển kéo dài theo thời gian - Kết cấu BT-BTCT bảo vệ mái đê bờ biển nằm vùng chịu tác động nguy hiểm vùng nước lên xuống sóng đánh, ngồi tác động hóa học gây ăn mịn phá hủy bê tơng, cốt thép vùng khác cịn chịu tác động mạnh yếu tố vật lý học gây bào mòn phá hủy bề mặt làm gia tăng sức phá hoại kết cấu [1], [11], [36] Để đánh giá hiệu giải pháp đề xuất lựa chọn, luận án tiến hành thí nghiệm tiêu theo điều kiện tác động thực vào kết cấu - Luận án tiến hành xác định trực tiếp lượng ion Cl- xâm nhập vào bê tông vị trí khác nhau, sau khoảng thời gian khác để có sở đánh giá xác khả bảo vệ cốt thép bê tơng - Để có biện pháp hiệu phù hợp với điều kiện thực tế Việt Nam, luận án nghiên cứu theo hướng sử dụng nguồn vật liệu sẵn có, có kết hợp số loại với nhằm đưa giải pháp toàn diện mặt kỹ thuật mà đảm bảo tính kinh tế khả thi triển khai áp dụng thực tế Những nội dung định hướng sở quan trọng cho bước thực nghiên cứu luận án 1.3 Cơ sở khoa học lựa chọn giải pháp nâng cao độ bền cho BT-BTCT kết cấu bảo vệ mái đê bờ biển điều kiện Việt Nam Việc lựa chọn giải pháp nâng cao độ bền BT-BTCT dùng cho kết cấu bảo vệ mái đê bờ biển dựa sở phân tích giải pháp nâng cao độ bền ăn mịn cho bê tơng môi trường xâm thực biển, giải pháp nâng cao độ bền mài mòn, việc sử 30 dụng phối hợp loại phụ gia sẵn có để đảm bảo mặt kỹ thuật, kinh tế tính khả thi cao điều kiện Việt Nam 1.3.1 Các giải pháp nâng cao độ bền cho BT-BTCT cơng trình biển 1.3.1.1 Giải pháp nâng cao độ bền ăn mòn Để đảm bảo độ bền lâu dài cho công trình BT-BTCT chịu tác động ăn mịn mơi trường biển, xem xét giải pháp sau [10]: (1) Thay đổi thành phần khoáng xi măng Thay đổi thành phần khống xi măng để thích hợp với mơi trường có tính chất ăn mịn, nhằm vào việc giảm hai loại khoáng vật C3A C3S xi măng hai loại khống thủy hóa sinh sản phẩm tan có hoạt động hóa học mạnh Ca(OH)2 C3AH6 Tuy nhiên giảm khoáng thường làm thay đổi tính chất kỹ thuật chung xi măng, ví dụ việc giảm C3S làm giảm đáng kể cường độ xi măng (2) Biến đổi sản phẩm thủy hóa xi măng Ý nghĩa khoa học phương pháp chuyển sản phẩm thủy hóa có tính tan hoạt động hóa học mạnh sang dạng sản phẩm tan hơn, hoạt động hóa học nhiều so với sản phẩm thủy hóa ban đầu Nội dung khoa học phương pháp dùng loại phụ gia khống hoạt tính puzơlan, xỉ lị cao thải phẩm cơng nghiệp khác Các phụ gia khống có thành phần chủ yếu SiO2 dạng vơ định hình Khi pha phụ gia vào bê tơng, phản ứng với Ca(OH)2 xi măng tiết tạo sản phẩm vừa khơng tan nước, vừa có cường độ nén cao có tác dụng chống ăn mòn Phản ứng gọi phản ứng puzơlan phụ gia loại gọi vật liệu có tính puzơlan Ca(OH)2 + SiO2 (vơ định hình)  CaO.SiO2.H2O (C-S-H) Ngồi theo “Giáo trình Vật liệu Xây dựng” trường Đại học Thủy lợi [45], dung dịch có nồng độ Ca(OH)2 thấp muối hyđrosunfoaluminat Tricanxi C3AH6 kết hợp với CaSO4 sinh bị phân giải, hạn chế hình thành ettringite muộn từ phản ứng ion SO4-2 môi trường với Ca(OH)2: 3CaO.Al2O3.3CaSO4.31H2O  3(CaSO4.2H2O) + Al2O3.3H2O + 3Ca(OH)2 + 19H2O 31 (3) Tăng độ đặc cấu trúc cho bê tông Độ đặc bê tông yếu tố đánh giá cao việc bảo vệ BT-BTCT khỏi bị ăn mịn, độ đặc giúp cải thiện độ chống thấm, ngăn cản thành phần gây hại xâm nhập phá hoại bê tông cốt thép (4) Ngăn cách bê tơng với mơi trường ăn mịn Phủ mặt ngồi kết cấu bê tông bê tông cốt thép lớp Epoxy loại sơn đặc biệt từ hệ Polyme biện pháp nhằm ngăn cách bê tơng với mơi trường có tác động ăn mịn Ngồi ra, qt mặt bê tơng nhũ tương bitum dung dịch bitum loại vật liệu có tác dụng chống ăn mịn đáng kể bảo vệ kết cấu bê tông bên (5) Ngăn chặn xâm nhập ion Cl- vào bê tông Để ngăn chặn xâm nhập ion Cl- vào bê tông ngồi việc nâng cao độ đặc bê tơng giải pháp đề cập trên, cần lưu ý thêm việc tìm cách hạn chế khuyếch tán ion Cl- vật liệu bổ trợ có hệ số khuyếch tán ion Cl- nhỏ 1.3.1.2 Giải pháp nâng cao độ bền mài mòn Việc nâng cao độ bền mài mòn thực chất nâng cao cường độ độ cứng cho bê tông Bê tông cường độ cao, độ cứng lớn khả chịu mài mòn tốt Tuy nhiên, theo định hướng nghiên cứu nêu phần trên, luận án không hướng đến nghiên cứu bê tông cường độ cao mà độ bền cao Do đó, sở giải pháp tăng độ bền ăn mịn hóa học, xem xét thêm yếu tố tăng cường độ đá xi măng cường độ vùng chuyển tiếp cốt liệu đá xi măng, giúp cải thiện cường độ độ cứng Ý nghĩa khoa học giải pháp cụ thể sau: (1) Tăng cường độ đá xi măng: Khi hạt xi măng tiếp xúc với nước, khống xi măng hịa tan vào dung dịch, pha lỏng bão hòa với ion khác nhau, dung dịch ion kết hợp với tạo thành sản phẩm thủy hóa lấp đầy khoảng trống mà trước bị nước chiếm chỗ Khi sản phẩm thủy hóa có mức độ kết tinh cao xếp chặt chẽ, cường độ độ cứng đá xi măng cao 32 (2) Tăng cường độ vùng chuyển tiếp cốt liệu đá xi măng: Theo P.K.Mehta [1], kết cấu cơng trình làm việc chịu tác động mài mịn xói mịn vùng chuyển tiếp liên kết cốt liệu thô hồ xi măng thường bị phá hủy, hạt cốt liệu có xu hướng bị lơi khỏi vị trí định vị bê tông Nghiên cứu ông rằng, chế tạo loại bê tơng có phụ gia siêu dẻo để giảm thấp tỷ lệ N/X với việc sử dụng thành phần phụ gia hoạt tính cao silicafume làm cho vùng chuyển tiếp cứng hơn, nên ngăn tình trạng đá bị lơi khỏi bê tơng, từ tăng khả chống mài mịn xói mịn cho kết cấu bê tơng 1.3.2 Phân tích lựa chọn giải pháp thích hợp cho BT-BTCT kết cấu bảo vệ mái đê bờ biển Sau xem xét giải pháp nêu trên, đưa số nhận xét sau: - Về giải pháp thay đổi thành phần khoáng xi măng thực chất tạo loại xi măng mà thơng thường xi măng bền sunphat sản xuất tiêu thụ thị trường Tuy nhiên, thực chất loại xi măng hạn chế tác nhân nhiều tác nhân gây hại BT-BTCT môi trường biển Như giải pháp theo hướng không giải toàn diện vấn đề mặt kỹ thuật Ngoài ra, việc sản xuất loại xi măng có thành phần khống thay đổi có địi hỏi riêng ngun liệu cơng nghệ sản xuất làm cho chi phí tăng cao dẫn đến giá thành loại xi măng đắt so với xi măng thường nhiều - Về giải pháp ngăn cách bê tông với môi trường chịu ăn mịn, giải pháp có hạn chế thân độ bền ăn mòn vật liệu bao phủ bị suy giảm nhanh Ngồi ra, với số vật liệu phủ có tính chất khác với bê tơng bên nên khả bám dính với vật liệu bê tơng khơng cao, dẫn đến tình trạng bong chóc sau thời gian ngắn Xét mặt chi phí chọn giải pháp dùng vật liệu phủ ngăn cách thường làm giá thành tăng cao - Các giải pháp cịn lại có tính khả thi thực việc sử dụng loại phụ gia sẵn có thị trường Nếu nghiên cứu việc dùng kết hợp loại phụ gia để đạt lúc nhiều tiêu chí, xem giải pháp tổng hợp có hiệu tốt Cụ thể kết hợp loại phụ gia giúp đạt tổ hợp tiêu chí sau: 33 + Biến đổi sản phẩm thủy hóa xi măng để vơ hiệu hóa thành phần gây hại bê tông; + Tạo nên sản phẩm thủy hóa có mức độ kết tinh cao, xếp chặt chẽ; + Hạn chế khuyếch tán ion Cl-; + Nâng cao độ đặc bê tông, đặc biệt vùng chuyển tiếp cốt liệu đá xi măng Từ phân tích trên, tác giả chọn hướng nghiên cứu dùng kết hợp số loại phụ gia để thỏa mãn lúc tiêu chí cho đạt mục tiêu nghiên cứu luận án Việc phân tích lựa chọn loại phụ gia thích hợp đề cập phần 1.3.3 Phân tích lựa chọn tổ hợp phụ gia Các loại phụ gia chọn dùng phải đảm bảo thỏa mãn tiêu chí đề Theo lý thuyết, để thỏa mãn tiêu chí liên quan đến việc biến đổi sản phẩm thủy hóa xi măng tạo sản phẩm có mức độ kết tinh cao hay để hạn chế khuyếch tán ion Cl-, dùng phụ gia khống hoạt tính Cịn việc nâng cao độ đặc cho bê tơng sử dụng phụ gia hóa dẻo giảm nước kết hợp với hạt siêu mịn lấp đầy vào lỗ rỗng cấu trúc đá xi măng Như vậy, sử dụng kết hợp phụ gia khống hoạt tính, phụ gia khống siêu mịn phụ gia hóa dẻo giảm nước giúp đạt đồng thời tiêu chí Sau phần phân tích, đánh giá lựa chọn tổ hợp phụ gia khống phụ gia hóa học sử dụng nghiên cứu 1.3.3.1 Chọn loại phụ gia khoáng hoạt tính Phụ gia khống hoạt tính hay cịn gọi vật liệu kết dính bổ trợ [46] có nguồn gốc tự nhiên nhân tạo với thành phần SiO2 Al2O3 hoạt tính, mơi trường ẩm có khả phản ứng với Ca(OH)2 xi măng tiết để tạo thành hợp chất có tính chất xi măng Việc sử dụng phụ gia khoáng hoạt tính xem thành phần kết dính bổ trợ để với chất kết dính xi măng tạo hỗn hợp chất kết dính, nhằm cải thiện tính chất kỹ thuật cho số loại bê tơng có u cầu đặc thù riêng, có bê tơng biển Phụ gia khống hoạt tính chọn luận án có nhiệm vụ biến đổi sản phẩm thủy hóa để tạo sản phẩm có ảnh hưởng đến q trình ăn mịn đá xi măng hơn, tạo sản phẩm có mức độ kết tinh cao, giảm khuyếch tán ion Cl- Ngoài để 34 nâng cao độ đặc cho bê tông nghiên cứu chọn loại phụ gia khoáng hoạt tính có kích thước siêu mịn để thực vai trò chèn lấp lỗ rỗng nhỏ đá xi măng, nhằm cải thiện độ đặc đá xi măng nói chung phần chuyển tiếp đá xi măng cốt liệu nói riêng Theo tiêu chuẩn TCVN 6882:2001 [47], TCVN 8827:2011 [48] TCVN 10302:2014 [49] , phụ gia khống hoạt tính dùng cho bê tơng sử dụng gồm: Puzơlan tự nhiên; Tro bay; Silicafume; Tro trấu nghiền mịn xỉ hạt lò cao - Với loại puzơlan tự nhiên, điều kiện Việt Nam khơng có sẵn nguồn, nguồn khai thác thường chất lượng không cao Khi khai thác sử dụng puzơlan tự nhiên, đem sử dụng chất lượng khơng đảm bảo; cịn qua cơng đoạn nung gia nhiệt, giá thành sản phẩm cuối tăng cao Ngoài ra, việc khai thác số loại đất tự nhiên để nung hoạt hóa thành puzơlan ảnh hưởng đến diện tích đất sử dụng, mà phần lớn đất canh tác nông nghiệp; thực tế phương án khơng khả thi - Phụ gia tro trấu lý thuyết có tính kỹ thuật tốt phù hợp với nước nông nghiệp Việt Nam quốc gia tiêu thụ lượng thóc lúa lớn hàng năm Tuy nhiên thực tế để đưa sản phẩm vào thị trường vật liệu xây dựng, tức phải tạo sản phẩm có chất lượng tốt giá thành hợp lý, không dễ dàng Lý việc sản xuất nông nghiệp nước ta tình trạng nhỏ lẻ, khơng tập trung, nên cần thu gom trấu lò đốt cơng tốn chi phí vận chuyển Ngồi hiệu đốt trấu ước tính 10kg trấu đốt 1,8-:2,5kg tro lý làm cho giá thành sản phẩm cuối cao so với loại phụ gia khác có tính kỹ thuật - Về phụ gia xỉ hạt lị cao, loại đạt tác dụng tốt với bê tông môi trường biển Tuy nhiên, giống phụ gia tro trấu, nước ta chưa có sản phẩm xỉ lị cao hạt hóa sản xuất đại trà thị trường vật liệu xây dựng có ban hành tiêu chuẩn cho loại sản phẩm TCVN 4315:2007 [50] Chính vậy, việc sử dụng loại phụ gia cịn hạn chế, khơng phải phương án lựa chọn thích hợp, xét tiêu chí vật liệu phải có sẵn nguồn chất lượng ổn định 35 - Trong loại phụ gia khoáng hoạt tính kể trên, tro bay silicafume có nguồn gốc sản phẩm phụ, phế thải công nghiệp sẵn có thị trường vật liệu Xây dựng Việt Nam Nếu chọn sử dụng hướng có triển vọng, vừa mang lại lợi ích mặt kỹ thuật, vừa kinh tế Với tổ hợp hai loại phụ gia tro bay silicafume, tác dụng đạt phù hợp với tiêu chí nêu cụ thể sau: + Về khả biến đổi sản phẩm thủy hóa: Cả hai loại có hoạt tính puzơlan nên thực chức biến đổi sản phẩm thủy hóa để tạo hợp chất tan, đơng cứng tốt ổn định hóa học + Về khả tạo sản phảm thủy hóa có mức độ kết tinh cao, xếp chặt chẽ: Silicafume có nguồn gốc từ trình sản xuất silic (silicon) hợp kim sắt-silic (ferrosilicon) nên hàm lượng hoạt tính SiO2 vơ định hình lớn, với kích thước siêu mịn, nên có khả đạt được tiêu chí + Về khả hạn chế khuyếch tán ion Cl-: Theo lý thuyết, bê tơng có tro bay, tro xỉ silicafume có hệ số khuyếch tán ion Cl- nhỏ nhiều so với bê tông xi măng pooclăng Tương quan hệ số khuyếch tán ion Cl- bê tơng (D) với loại phụ gia khống sử dụng khác tóm tắt sau [51]: Dximăng pooclăng > Dxỉ  Dtrobay > Dsilicafume > Dxỉ+silicafume > Dtrobay+silicafume Như tổ hợp phụ gia tro bay silicafume có hệ số khuyếch tán ion Cl- thấp nhất, tức đảm bảo mức độ khuyếch tán ion Cl- bê tơng nhất, hạn chế ăn mịn cốt thép tốt + Về khả chống mài mòn: Tham khảo số nghiên cứu trước V.M.Malhotra P.Kumar Mehta [20], Alaa M Rashad, Hosam El-Din H Seleem, Amr F Shaheen [31], Hoàng Văn Tần cộng [12], Phạm Hữu Hanh cộng [52] ảnh hưởng silicafume đến khả chống mài mòn bê tơng, có chung kết luận loại bê tơng dùng silicafume có khả chịu mài mòn cải thiện làm tăng cường độ liên kết hồ xi măng cốt liệu Những kết sở cho định để lựa chọn silicafume thành phần khoáng bê tơng để tăng khả chống mài mịn Với phân tích nêu thấy, để đạt yêu cầu mặt kỹ thuật đề ra, với yêu cầu tính kinh tế tính khả thi cao, việc sử dụng kết hợp hai loại phụ gia khống hoạt tính tro bay silicafume xem hợp lý hứa hẹn tạo sản phẩm đạt yêu cầu mong muốn 36 1.3.3.2 Chọn phụ gia hóa dẻo giảm nước Một yếu tố khơng thể thiếu để hình thành nên cấp phối bê tơng có độ đặc độ bền cao sử dụng phụ gia giảm nước Phụ gia giảm nước hợp chất hữu tan nước, làm giảm lượng nước trộn hỗn hợp bê tông, mà giữ nguyên độ sụt hỗn hợp; hỗn hợp bê tơng có khả thi công tốt mà lượng lỗ rỗng mao quản nước tự thừa bay để lại ít, nên bê tông đặc hơn, đảm bảo đạt cường độ cao tuổi thọ lâu bền Phụ gia giảm nước cịn có tên gọi phụ gia hóa dẻo, giữ ngun lượng nước phụ gia làm tăng rõ rệt độ sụt hỗn hợp bê tơng [53] Theo tiêu chuẩn TCVN 8826:2011 [54] có hai loại phụ gia hóa dẻo giảm nước là: - Phụ gia hóa dẻo giảm nước thường: Loại phụ gia tương ứng với hệ sản xuất 1, giảm 10% lượng nước trộn, cường độ nén tăng 15-:-25% Nếu khơng giảm nước, độ sụt tăng 2-:-3 lần, dễ thi công - Phụ gia hóa dẻo giảm nước bậc cao hay cịn gọi phụ gia siêu dẻo: Loại phụ gia tương ứng với hệ sản xuất 3, có khả giảm lượng nước trộn lớn, từ 25-:40% mà giữ nguyên độ sụt hỗn hợp bê tơng; tăng cường độ nén 28 ngày bê tông khoảng 30-:-40% Nếu khơng giảm nước độ sụt tăng lên lần chậm tổn thất độ sụt Các loại phụ gia sản xuất qua hệ với thành phần khác mức độ hóa dẻo giảm nước cải thiện dần, cụ thể từ mức giảm nước tối đa 10% hệ 1, đến mức giảm nước tối đa 25% hệ 2, hệ đạt mức giảm nước tối đa lên tới 40% Trong luận án chọn sử dụng phụ gia hóa dẻo giảm nước bậc cao thuộc hệ với thành phần Naphthalensulfonat Loại phụ gia có mức độ giảm nước tối đa đến 25%, đủ đạt yêu cầu kỹ thuật bê tông cần sản xuất, mà giá thành lại khơng cao phù hợp với tiêu chí hiệu kinh tế áp dụng thực tế 1.3.3.3 Kết luận tổ hợp phụ gia dùng cho nghiên cứu Sau kết phân tích, lựa chọn phụ gia khống hoạt tính phụ gia hóa dẻo giảm nước trên, tổ hợp phụ gia cuối dùng cho nghiên cứu gồm: Tro bay + Silicafume + Phụ gia hóa dẻo Việc sử dụng kết hợp tro bay, silicafume với xi măng 37 Pooclăng thông thường với phụ gia hóa dẻo giảm nước cho sản phẩm có khả chống tác động vật lý, học hóa học, có độ bền sử dụng cao, giúp kéo dài tuổi thọ cơng trình Ngồi ra, loại phụ gia có sẵn thị trường với mức giá vừa phải, nên đảm bảo khả sử sụng lâu dài, diện rộng giá thành sản phầm bê tông không cao Tóm tắt tác dụng thành phần phụ gia với vai trò hạn chế ăn mòn phá hủy, tăng độ bền cho bê tông kết cấu bảo vệ mái đê bờ biển mô tả hình 1-26 Hình 1-26 Sơ đồ tóm tắt vai trị, tác dụng loại phụ gia dùng nghiên cứu Với giải pháp chọn nghiên cứu dùng tổ hợp phụ gia tro bay, silicafume phụ gia hóa dẻo giảm nước để nâng cao độ bền cho BT-BTCT kết cấu bảo vệ mái đê bờ biển, kết nghiên cứu vật liệu, phương pháp thí nghiệm, phương pháp tính tốn dùng luận án đề cập chương 1.4 Kết luận chương (1) Trên sở phân tích tổng quan nguyên nhân, chế phá hoại kết cấu BTBTCT mơi trường biển nói chung từ tác giả làm rõ nguyên nhân, chế 38 phá hủy kết cấu bảo vệ mái đê bờ biển tác động đồng thời nhiều tác nhân từ môi trường biển mà hai yếu tố tác động hóa học tác động học (2) Phân tích chọn giải pháp nâng cao độ bền cho BT-BTCT kết cấu bảo vệ mái đê bờ biển biến đổi sản phẩm thủy hóa xi măng, nâng cao độ đặc chắc, giảm độ thấm khuếch tán ion Cl- vào bê tông dùng bê tông để bảo vệ cốt thép (3) Làm rõ sở khoa học để đưa phương án sử dụng tổ hợp phụ gia gồm tro bay, silicafume phụ gia hóa dẻo để nâng cao cường độ nén, độ bền cho BT-BTCT kết cấu bảo vệ mái đê bờ biển, đảm bảo mang lại hiệu mặt kỹ thuật, kinh tế có tính khả thi điều kiện Việt Nam 39 CHƯƠNG VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Vật liệu sử dụng nghiên cứu Vật liệu sử dụng nghiên cứu gồm: Xi măng Pooclăng, tro bay, silicafume, cát tiêu chuẩn để thí nghiệm cường độ xi măng, cát, đá để sản xuất bê tông, phụ gia hóa dẻo giảm nước nước Các tiêu lý vật liệu lấy theo giấy chứng nhận kết thử nghiệm nhà máy cung cấp xác định phịng thí nghiệm vật liệu xây dựng LAS 381 trường Đại học Thủy Lợi Riêng thí nghiệm xác định kích thước hạt thành phần hóa học xi măng, tro bay, silicafume thực “Phịng Vật liệu vơ cơ–Viện Khoa học Vật liệu–Viện Hàn lâm khoa học công nghệ Việt Nam” (Phụ lục 1) Kết cụ thể cho loại vật liệu sau: 2.1.1 Xi măng Luận án sử dụng xi măng Pooclăng PC để tiện cho việc tính tốn khống chế lượng phụ gia khống hoạt tính pha thêm vào bê tông Xi măng sử dụng luận án xi măng PC40 Bút Sơn Các tiêu lý xi măng bảng 2-1, ảnh kính hiển vi điện tử quét phụ lục 1-2 Bảng 2-1 Các tiêu lý xi măng PC40 Bút Sơn TT Chỉ tiêu thí nghiệm Khối lượng riêng Đơn vị Kết Yêu cầu kỹ thuật TCVN 2682:2009 [55] g/cm3 3,13 - % cm2/g 8,2 3730  10  2800 % 28,5 - Độ mịn: Lượng sót sàng 0,09mm Bề mặt riêng – PP Blaine Lượng nước tiêu chuẩn Thời gian bắt đầu đông kết phút 150  45 Thời gian kết thúc đông kết phút 230  375 Độ ổn định thể tích xác định khn Le Chatelie mm 1,0  10 Giới hạn bền nén, tuổi ngày MPa 26,1  21 Giới hạn bền nén, tuổi 28 ngày MPa 47,6  40 Nhận xét: Các tiêu thử nghiệm đạt yêu cầu kỹ thuật xi măng PC40 để sử dụng cho bê tông theo tiêu chuẩn TCVN 2682:2009 40 2.1.2 Tro bay Tro bay sử dụng đề tài luận án tro tuyển Phả Lại Đây loại tro bay qua xử lý để hạn chế hàm lượng than chưa cháy đạt chuẩn 6% Một số tiêu lý hóa học bảng 2-2, ảnh kính hiển vi điện tử quét phụ lục 1-3 Bảng 2-2 Các tiêu tính chất tro tuyển Phả Lại Khối lượng riêng g/cm3 2,3 Yêu cầu kỹ thuật TCVN 10302:2014 [49] - Khối lượng thể tích xốp kg/m3 1084 - Độ mịn sàng 45m % 23,2  25 Hàm lượng nung % 2,2  12 Tổng lượng SiO2+Al2O3+Fe2O3 % 96,72  70 Hàm lượng SiO2 % 85,1 - Hàm lượng Al2O3 % 9,87 - Hàm lượng Fe2O3 % 1,75 - Hàm lượng SO3 % 0,1 3 Hàm lượng CaO % 1,09 - TT Chỉ tiêu thí nghiệm Đơn vị Kết Nhận xét : Các tiêu thử nghiệm phù hợp với tiêu chuẩn TCVN 10302:2014 (Tro loại a) 2.1.3 Silicafume Luận án sử dụng silicafume với số tiêu lý hóa học bảng 2-3, ảnh kính hiển vi điện tử quét phụ lục 1-4 Bảng 2-3 Các tiêu tính chất silicafume Khối lượng riêng g/cm3 2,1 Yêu cầu kỹ thuật TCVN 8827:2011 [48] - Khối lượng thể tích xốp kg/m3 925 - Hàm lượng nung % 4,2 6 Hàm lượng SiO2 % 93,45  85 Hàm lượng Al2O3 % 0,92 - Hàm lượng Fe2O3 % 0,52 - Hàm lượng SO3 % 0,63 - Hàm lượng CaO % 1,57 - TT Chỉ tiêu thí nghiệm Đơn vị Kết Nhận xét: Các tiêu thử nghiệm phù hợp với tiêu chuẩn TCVN 8827:2011 41 Xi măng Silicafume Tro bay Hình 2-1 Ảnh chụp thành phần vật liệu hỗn hợp chất kết dính 2.1.4 Cát Cát sử dụng cho luận án cát Sơng Lơ Thí nghiệm xác định tiêu cát theo tiêu chuẩn TCVN 7572:2006 [56] Các tiêu vật lý bảng 2-4, thành phần hạt mô đun độ lớn cát bảng 2-5 Bảng 2-4 Các tiêu vật lý cát Chỉ tiêu thí nghiệm TT Đơn vị Kết Phương pháp thử Khối lượng riêng g/cm3 2,68 TCVN 7572-4: 2006 Khối lượng thể tích xốp kg/m3 1580 TCVN 7572-6: 2006 Độ hổng % 41,0 TCVN 7572-6: 2006 Độ ẩm % 3,8 TCVN 7572-7: 2006 Hàm lượng bụi, bùn, sét % 0,87 TCVN 7572-8: 2006 Hàm lượng tạp chất hữu Đạt y/c TCVN 7572-9: 2006 Bảng 2-5 Bảng thành phần hạt cát Sàng (mm) 2,5 1,25 0,63 0,315 0,14 0) Then Nuoc_LoaiXM = LoaiXMAdp.GetDataById(LoaiXMId).Rows(0).Item("GiaTriHieuChinh") End If Dim LuongNuocGiamKhiCoPGHD As Double = Val(tbxLuongNuocGiamKhiCoPGHD.Text) Dim Ndc1 As Double = (Ntb + Nuoc_LoaiDa + Nuoc_Mdl + Nuoc_LoaiXM) * (100 LuongNuocGiamKhiCoPGHD) / 100 tbxNdc1.Text = Ndc1.ToString("0.0") 'Tỷ lệ CKD/N= Dim TramTronAdp As CMCDataSetTableAdapters.TramTronTableAdapter = New CMCDataSetTableAdapters.TramTronTableAdapter 153 Dim Rbtk = Val(tbxRbtk.Text) Dim TramTronId As Integer = Val(cboTramTron.SelectedValue) Dim K_TramTron As Double = If (TramTronAdp.GetDataById(TramTronId).Count > 0) Then K_TramTron = TramTronAdp.GetDataById(TramTronId).Rows(0).Item("GiaTri") End If Dim Rckd As Double = Val(tbxRcdk.Text) Dim CKD_N As Double = (Rbtk * K_TramTron) / (HeSoThucNghiem * Rckd) + 0.5 tbxCKD_N.Text = CKD_N.ToString("0.00") 'Lượng chất kết dính, CKD= Dim CKD As Double = Ndc1 * CKD_N tbxCKD.Text = CKD.ToString("0.0") 'Lượng nước điều chỉnh theo lượng XM, Nđc2= Dim Ndc2 As Double = Ndc1 If (CKD > 400) Then Ndc2 = Ndc1 + (CKD - 400) / 10 End If tbxNdc2.Text = Ndc2.ToString("0.0") 'Lượng chất kết dính điều chỉnh, CKDđc= Dim CKDdc As Double CKDdc = CKD_N * Ndc2 tbxCKDdc.Text = CKDdc.ToString("0.0") 'Lượng PGHD dạng lỏng, PGHDL= Dim PGHDLong As Double Dim TylePGHD As Double = Val(tbxTyLePhaPGHD.Text) PGHDLong = CKDdc * TylePGHD / 100 tbxPGHDL.Text = PGHDLong.ToString("0.00") 'Lượng chất khô PGHD, PGHDK= Dim LuongChatKhoTrongPGHD As Double = Val(tbxLuongChatKhoTrongPGHD.Text) Dim PGHDKho As Double = PGHDLong * LuongChatKhoTrongPGHD / 100 tbxChatKhoPGHDKho.Text = PGHDKho.ToString("0.00") 'Lượng nước trộn thực tế, N= Dim NuocTronThucTe As Double = Ndc2 - (PGHDLong - PGHDKho) tbxN.Text = NuocTronThucTe.ToString("0") 'Tỷ lệ N/CKD= Dim N_CKD As Double = Ndc2 / CKDdc tbxN_CKD.Text = N_CKD.ToString("0.00") 'Thể tích hồ, Vh= Dim Vho As Double = CKDdc / RaCKD + Ndc2 tbxVho.Text = Vho.ToString("0") 'Hệ số dư vữa tra bảng, Kdtb= Dim Kdu As Double = TraBangKdu(MdlValue, Vho) tbxKdtb.Text = Kdu.ToString("0.000") 'Yêu cầu chống thấm CĐ uốn Dim YCChongTham As Integer = Val(cboYCChongThamvafCDUon.SelectedValue) 'Hệ số dư vữa điều chỉnh, Kdđc= Dim Kddc As Double = Kdu If (SNValue >= And SNValue = 14 And SNValue = And MdlValue 2.5) Then Kddc = Kdu + 0.2 End If End If 154 If (YCChongTham = 1) Then If (MdlValue < 2) Then Kddc = Kdu + 0.1 ElseIf (MdlValue >= And MdlValue 2.5) Then Kddc = Kdu + 0.2 End If End If If (cboLoaiDa.SelectedValue = 2) Then Kddc = Kddc + 0.06 End If tbxKddc.Text = Kddc.ToString("0.000") 'Lượng đá, Đk= Dim LuongDaDK As Double = 1000 / (1 / Rad + Kddc * rd / Rod) tbxDk.Text = LuongDaDK.ToString("0") 'Lượng cát, Ck= Dim Rac As Double = Val(tbxRac.Text) Dim LuongCatCk As Double = (1000 - CKDdc / RaCKD - Ndc2 - LuongDaDK / Rad) * Rac tbxCk.Text = LuongCatCk.ToString("0") 'Mức ngậm cát, mc= Dim mc As Double = LuongCatCk / (LuongCatCk + LuongDaDK) tbxmc.Text = mc.ToString("0.00") 'Tỷ lệ vật liệu theo lượng CKD: 'CKD:Nlt:Ck:Đk= Dim TyLeVLTheoLuongCKD As String = (CKD / CKD).ToString("0.00") + " : " + N_CKD.ToString("0.00") + " : " + (LuongCatCk / CKDdc).ToString("0.00") + " : " + (LuongDaDK / CKDdc).ToString("0.00") lblCKD_Nlt_Ck_Dk.Text = TyLeVLTheoLuongCKD 'CẤP PHỐI LÝ THUYẾT CHO 1M3 BT VỚI VẬT LIỆU KHÔ 'Lượng chất kết dính, CKD= tbxLuongCKD.Text = CKDdc.ToString("0") 'Lượng nước lý thuyết, NLT= Dim NLT As Double = Ndc2 tbxNLT.Text = NLT.ToString("0") 'Lượng cát khô, CK= tbxLuongCK.Text = LuongCatCk.ToString("0") 'Lượng đá khô, ĐK= tbxLuongDK.Text = LuongDaDK.ToString("0") 'Lượng PGHD khô, PGHDK= Dim LuongPGHDKho As Double = CKDdc * TylePGHD / 100 * LuongChatKhoTrongPGHD / 100 tbxLuongPGKho.Text = LuongPGHDKho.ToString("0.00") 'Lượng xi măng, X= Dim LuongXiMang As Double = CKDdc * TyleDungXM / 100 tbxLuongXM.Text = LuongXiMang.ToString("0") 'Lượng phụ gia khoáng 1, PKG1= Dim LuongPKG1 As Double = CKDdc * TyleDungPGK1 / 100 tbxLuongPGK1.Text = LuongPKG1.ToString("0") 'Lượng phụ gia khoáng 2, PKG2= Dim LuongPKG2 As Double = CKDdc * TyleDungPGK2 / 100 tbxLuongPGK2.Text = LuongPKG2.ToString("0") 'Lượng phụ gia khoáng 3, PKG3= Dim LuongPKG3 As Double = CKDdc * TyleDungPGK3 / 100 tbxLuongPGK3.Text = LuongPKG3.ToString("0") 'Lượng phụ gia hóa dẻo, PGHDL= Dim LuongPGHDL As Double = CKDdc * TylePGHD / 100 tbxLuongPGHDL.Text = LuongPGHDL.ToString("0.00") 'Lượng nước trộn thực tế, N= Dim LuongNuocTronThucTeN As Double = NLT - (LuongPGHDL - LuongPGHDKho) 155 tbxLuongNuocTronThucTeN.Text = LuongNuocTronThucTeN.ToString("0") 'Lượng cát khô, CK= tbxLuongCatKho.Text = LuongCatCk.ToString("0") 'Lượng đá khô, ĐK= tbxLuongDaKho.Text = LuongDaDK.ToString("0") 'KL vật liệu 1m3 BT theo CPLT= Dim KLVL1m3CPLT As Double = CKDdc + NLT + LuongCatCk + LuongDaDK + LuongPGHDKho tbxKL1m3BTTheoCPLT.Text = KLVL1m3CPLT.ToString("0") 'KLTT BT tươi theo CPLT= Dim KLTTBTTuoiTheoCPLT1 As Double = (CKDdc + NLT + LuongCatCk + LuongDaDK) / 1000 tbxKLTTBTTuoiTheoCPLT1.Text = KLTTBTTuoiTheoCPLT1.ToString("0.00") 'CẤP PHỐI LÝ THUYẾT CHO 1M3 BT VỚI VẬT LIỆU ẨM 'Lượng chất kết dính, CKD= tbxLuongChatKD.Text = CKDdc.ToString("0") 'Lượng xi măng, X= tbxLuongXMX.Text = LuongXiMang.ToString("0") 'Lượng phụ gia khoáng 1, PKG1= tbxLuongPGKhoangPKG1.Text = LuongPKG1.ToString("0") 'Lượng phụ gia khoáng 2, PKG2= tbxLuongPGKhoangPKG2.Text = LuongPKG2.ToString("0") 'Lượng phụ gia khoáng 3, PKG3= tbxLuongPGKhoangPKG3.Text = LuongPKG3.ToString("0") 'Lượng phụ gia hóa dẻo, PGHD= tbxLuongPGHoaDeoPGHD.Text = LuongPGHDL.ToString("0.00") 'Lượng cát ẩm, Câ= Dim Wc As Double = Val(tbxWc.Text) Dim LuongCa As Double = LuongCatCk * (1 + Wc / 100) tbxLuongCatAmCa.Text = LuongCa.ToString("0") 'Lượng đá ẩm, Đâ= Dim Wd As Double = Val(tbxWd.Text) Dim LuongDa As Double = LuongDaDK * (1 + Wd / 100) tbxLuongDaAmDa.Text = LuongDa.ToString("0") 'Lượng nước trộn, Ntr= Dim Ntr As Double = NLT - (LuongPGHDL - LuongPGHDKho) - (LuongCa - LuongCatCk) - (LuongDa - LuongDaDK) tbxLuongNuocTronNtr.Text = Ntr.ToString("0") 'KL vật liệu 1m3 BT theo CPLT= Dim KLVL1m3BTTheoCPLT As Double = LuongXiMang + LuongPKG1 + LuongPKG2 + LuongPKG3 + LuongPGHDL + LuongCa + LuongDa + Ntr tbxKLVL1m3BTTheoCPLT.Text = KLVL1m3BTTheoCPLT.ToString("0") 'KLTT BT tươi theo CPLT= Dim KLTTBTTuoiTheoCPLT2 As Double = (CKDdc + LuongPGHDL + LuongCa + LuongDa + Ntr) / 1000 tbxKLTTBTTuoiTheoCPLT2.Text = KLTTBTTuoiTheoCPLT2.ToString("0.00") 'CẤP PHỐI LÝ THUYẾT CHO 1MẺ TRỘN BT VỚI VẬT LIỆU KHÔ Dim Rox As Double = Val(tbxRox.Text) Dim Rok1 As Double = Val(tbxRoK1.Text) Dim Rok2 As Double = Val(tbxRoK2.Text) Dim Rok3 As Double = Val(tbxRoK3.Text) Dim Roc As Double = Val(tbxRoc.Text) Dim Beta As Double = 1000 / (LuongXiMang / Rox + LuongPKG1 / Rok1 + LuongPKG2 / Rok2 + LuongPKG3 / Rok3 + LuongCatCk / Roc + LuongDaDK / Rod) tbxBeta.Text = Beta.ToString("0.000") 'TheTich1Metron=TheTichThungtron*beta Dim TheTich1Metron As Double = Val(tbxTheTich1Metron.Text) * Beta tbxTheTichMeTron.Text = TheTich1Metron.ToString("0") Dim CKDm As Double = CKDdc * TheTich1Metron / 1000 tbxCKDm1Me.Text = CKDm.ToString("0.0") 'Lượng nước lý thuyết, NLTm= Dim NLTm As Double = NLT * TheTich1Metron / 1000 156 tbxNLTm1Me.Text = NLTm.ToString("0.0") 'Lượng cát khô, CKm= Dim CKm As Double = LuongCatCk * TheTich1Metron / 1000 tbxCKm1Me.Text = CKm.ToString("0.0") 'Lượng đá khô, ĐKm= Dim DKm As Double = LuongDaDK * TheTich1Metron / 1000 tbxDKm1Me.Text = DKm.ToString("0.0") 'Lượng PGHD khô, PGHDK= Dim PGHDK As Double = LuongPGHDKho * TheTich1Metron / 1000 tbxPGHDK1Me.Text = PGHDK.ToString("0.00") 'Lượng xi măng, Xm= Dim Xm As Double = LuongXiMang * TheTich1Metron / 1000 tbxXm1Me.Text = Xm.ToString("0.0") 'Lượng phụ gia khoáng 1, PKG1m= Dim PKG1m As Double = LuongPKG1 * TheTich1Metron / 1000 tbxPKG1m1Me.Text = PKG1m.ToString("0.0") 'Lượng phụ gia khoáng 2, PKG2m= Dim PKG2m As Double = LuongPKG2 * TheTich1Metron / 1000 tbxPKG2m1Me.Text = PKG2m.ToString("0.0") 'Lượng phụ gia khoáng 3, PKG3m= Dim PKG3m As Double = LuongPKG3 * TheTich1Metron / 1000 tbxPKG3m1Me.Text = PKG3m.ToString("0.0") 'Lượng phụ gia hóa dẻo, PGHDm= Dim PGHDm As Double = LuongPGHDL * TheTich1Metron / 1000 tbxPGHDm1Me.Text = PGHDm.ToString("0.00") 'LuongPGHDL.ToString("0.00") 'Lượng nước chưa pha PGHD, Nm= Dim PGHD_Nm As Double = NuocTronThucTe * TheTich1Metron / 1000 tbxNm1Me.Text = PGHD_Nm.ToString("0.0") 'Lượng cát khô, CKm= tbxCKm1_1Me.Text = CKm.ToString("0.0") 'Lượng đá khô, ĐKm= tbxDKm1_1Me.Text = DKm.ToString("0.0") 'KL vật liệu 1mẻ trộn BT theo CPLT= Dim CPLT As Double = CKDm + NLTm + CKm + DKm + PGHDK tbxCPLT1Me.Text = CPLT.ToString("0.0") 'CẤP PHỐI LÝ THUYẾT CHO 1MẺ TRỘN BT VỚI VẬT LIỆU ẨM tbxCKDm1_1Me.Text = CKDm.ToString("0.0") 'Lượng xi măng, Xm= tbxXm1_1Me.Text = Xm.ToString("0.0") 'Lượng phụ gia khoáng 1, PKG1m= tbxPKG1m1_1Me.Text = PKG1m.ToString("0.0") 'Lượng phụ gia khoáng 2, PKG2m= tbxPKG2m1_1Me.Text = PKG2m.ToString("0.0") 'Lượng phụ gia khoáng 3, PKG3m= tbxPKG3m1_1Me.Text = PKG3m.ToString("0.0") 'Lượng phụ gia hóa dẻo, PGHDm= tbxPGHDm1_1Me.Text = PGHDm.ToString("0.00") 'Lượng cát ẩm, Câm= Dim Cam As Double = LuongCa * TheTich1Metron / 1000 tbxCam1Me.Text = Cam.ToString("0.0") 'Lượng đá ẩm, Đâm= Dim Dam As Double = LuongDa * TheTich1Metron / 1000 tbxDam1Me.Text = Dam.ToString("0.0") 'Lượng nước trộn, Ntrm= Dim Ntrm As Double = Ntr * TheTich1Metron / 1000 tbxNtm1Me.Text = Ntrm.ToString("0.0") 'KL vật liệu 1mẻ trộn BT theo CPLT= Dim CPLT1 As Double = Xm + PKG1m + PKG2m + PKG3m + PGHDm + Cam + Dam + Ntrm tbxCPLT1_1Me.Text = CPLT1.ToString("0.0") MessageBox.Show("Đã tính tốn xong", "Thông báo") End Sub 157 Public Function CheckMidleValue_ModuleDolonCuaCat(ByVal value As Double, ByRef Id As Integer) Dim MdlAdp As CMCDataSetTableAdapters.ModuleDolonCuaCatMdlTableAdapter = New CMCDataSetTableAdapters.ModuleDolonCuaCatMdlTableAdapter Dim MyRow As CMCDataSet.ModuleDolonCuaCatMdlRow Dim returnvalue As Boolean = False For Each MyRow In MdlAdp.GetData.Rows If (value >= MyRow.MinValue) And (value = MyRow.MinValue And value = 1.5) And (MdlValue = 1.75) And (MdlValue = 2) And (MdlValue = 2.25) And (MdlValue = 2.5) And (MdlValue = 2.75) And (MdlValue = 225) And (VhoValue 0) Then 158 Min_VhoId = VhoAdp.GetDataByValue(225).Rows(0).Item("ID") End If If (VhoAdp.GetDataByValue(250).Count > 0) Then Max_VhoId = VhoAdp.GetDataByValue(250).Rows(0).Item("ID") End If End If If ((VhoValue >= 250) And (VhoValue 0) Then Min_VhoId = VhoAdp.GetDataByValue(250).Rows(0).Item("ID") End If If (VhoAdp.GetDataByValue(275).Count > 0) Then Max_VhoId = VhoAdp.GetDataByValue(275).Rows(0).Item("ID") End If End If If ((VhoValue >= 275) And (VhoValue 0) Then Min_VhoId = VhoAdp.GetDataByValue(275).Rows(0).Item("ID") End If If (VhoAdp.GetDataByValue(300).Count > 0) Then Max_VhoId = VhoAdp.GetDataByValue(300).Rows(0).Item("ID") End If End If If ((VhoValue >= 300) And (VhoValue 0) Then Min_VhoId = VhoAdp.GetDataByValue(300).Rows(0).Item("ID") End If If (VhoAdp.GetDataByValue(325).Count > 0) Then Max_VhoId = VhoAdp.GetDataByValue(325).Rows(0).Item("ID") End If End If If ((VhoValue >= 325) And (VhoValue 0) Then Min_VhoId = VhoAdp.GetDataByValue(325).Rows(0).Item("ID") End If If (VhoAdp.GetDataByValue(350).Count > 0) Then Max_VhoId = VhoAdp.GetDataByValue(350).Rows(0).Item("ID") End If End If If ((VhoValue >= 350) And (VhoValue 0) Then Min_VhoId = VhoAdp.GetDataByValue(350).Rows(0).Item("ID") End If If (VhoAdp.GetDataByValue(375).Count > 0) Then Max_VhoId = VhoAdp.GetDataByValue(375).Rows(0).Item("ID") End If End If If ((VhoValue >= 375) And (VhoValue 0) Then Min_VhoId = VhoAdp.GetDataByValue(375).Rows(0).Item("ID") End If If (VhoAdp.GetDataByValue(400).Count > 0) Then Max_VhoId = VhoAdp.GetDataByValue(400).Rows(0).Item("ID") End If End If If ((VhoValue >= 400) And (VhoValue 0) Then Min_VhoId = VhoAdp.GetDataByValue(400).Rows(0).Item("ID") End If If (VhoAdp.GetDataByValue(425).Count > 0) Then Max_VhoId = VhoAdp.GetDataByValue(425).Rows(0).Item("ID") End If End If 159 If ((VhoValue >= 425) And (VhoValue 0) Then Min_VhoId = VhoAdp.GetDataByValue(425).Rows(0).Item("ID") End If If (VhoAdp.GetDataByValue(450).Count > 0) Then Max_VhoId = VhoAdp.GetDataByValue(450).Rows(0).Item("ID") End If End If End Sub Public Function TraBangA(TieuChuanId As Integer, LoaiHonHopBeTong As Integer, ByVal ChatLuongVatLieu As Integer) As Double Dim BangTraAAdp As CMCDataSetTableAdapters.BangTraAA1TableAdapter = New CMCDataSetTableAdapters.BangTraAA1TableAdapter Dim Temp As Double = If (BangTraAAdp.GetDataByParam(TieuChuanId, LoaiHonHopBeTong, ChatLuongVatLieu).Count > 0) Then Temp = BangTraAAdp.GetDataByParam(TieuChuanId, LoaiHonHopBeTong, ChatLuongVatLieu).Rows(0).Item("GiaTri") End If Return Temp End Function Public Function TraBangNuoc(DmaxId As Integer, MdlValue As Double, SNValue As Double) As Double Dim Temp As Double = Dim BangTraNuocAdp As CMCDataSetTableAdapters.BangTraNuocTableAdapter = New CMCDataSetTableAdapters.BangTraNuocTableAdapter Dim MdlId As Integer Dim SNId As Integer If (CheckMidleValue_ModuleDolonCuaCat(MdlValue, MdlId) = True) And (CheckMidleValue_SN(SNValue, SNId)) Then If (BangTraNuocAdp.GetDataByParam(DmaxId, MdlId, SNId).Count > 0) Then Temp = BangTraNuocAdp.GetDataByParam(DmaxId, MdlId, SNId).Rows(0).Item("GiaTri") End If End If Return Temp End Function Public Function TraBangKdu(ByVal Mdl As Double, ByVal Vho As Double) As Double Dim Temp_MdlValue As Double = Dim Temp_VhoValue As Double = Dim VhoAdp As New CMCDataSetTableAdapters.VhoTableAdapter Dim Min_MdlValue As Single Dim Max_MdlValue As Single Dim Min_VhoId As Integer Dim Max_VhoId As Integer Dim Min_VhoValue As Integer Dim Max_VhoValue As Integer Get_Mdl(Mdl, Min_MdlValue, Max_MdlValue) Get_VhoId(Vho, Min_VhoId, Max_VhoId) Min_VhoValue = VhoAdp.GetDataById(Min_VhoId).Rows(0).Item("GiaTri") Max_VhoValue = VhoAdp.GetDataById(Max_VhoId).Rows(0).Item("GiaTri") Temp_VhoValue = (Vho - Min_VhoValue) / (Max_VhoValue - Min_VhoValue) Dim BangTraKdu As New CMCDataSetTableAdapters.BangTraKdTableAdapter Dim Min_Kdu1 As Double = BangTraKdu.GetDataByParam(Min_VhoId, Min_MdlValue).Rows(0).Item("GiaTri") Dim Max_Kdu1 As Double = BangTraKdu.GetDataByParam(Max_VhoId, Min_MdlValue).Rows(0).Item("GiaTri") Dim Min_Kdu2 As Double = BangTraKdu.GetDataByParam(Min_VhoId, Max_MdlValue).Rows(0).Item("GiaTri") Dim Max_Kdu2 As Double = BangTraKdu.GetDataByParam(Max_VhoId, Max_MdlValue).Rows(0).Item("GiaTri") 160 Dim Temp_Min_Kdu As Double = Min_Kdu1 + (Max_Kdu1 - Min_Kdu1) * Temp_VhoValue Dim Temp_Max_Kdu As Double = Min_Kdu2 + (Max_Kdu2 - Min_Kdu2) * Temp_VhoValue Temp_MdlValue = (Mdl - Min_MdlValue) / (Max_MdlValue - Min_MdlValue) Dim ReturnValue As Double = Temp_Min_Kdu + (Temp_Max_Kdu - Temp_Min_Kdu) * Temp_MdlValue Return ReturnValue End Function #Region "Save Excel file" Private Sub btnSaveData_Click(sender As Object, e As EventArgs) Handles btnSaveData.Click excel_app.Visible = True Dim workbook As Excel.Workbook = excel_app.Workbooks.Open(Filename:=exePath + "\Data.xls") Dim sheet_name As String = DateTime.Now.ToString("MM-dd-yy") Dim sheet As Excel.Worksheet = FindSheet(workbook, _ sheet_name) If (sheet Is Nothing) Then ' Add the worksheet at the end sheet = DirectCast(workbook.Sheets.Add( _ After:=workbook.Sheets(workbook.Sheets.Count), _ Count:=1, _ Type:=Excel.XlSheetType.xlWorksheet), _ Excel.Worksheet) sheet.Name = sheet_name End If ' Add some data to individual cells sheet.Cells(1, 1) = "Tên" sheet.Cells(1, 2) = "Giá trị" ' Make that range of cells bold and red Dim header_range As Excel.Range = sheet.Range("A1", "B1") header_range.Font.Bold = True header_range.Font.Color = System.Drawing.ColorTranslator.ToOle(System.Drawing.Color.Red) header_range.Interior.Color = System.Drawing.ColorTranslator.ToOle(System.Drawing.Color.Pink) ' Add some data to a range of cells Dim values(,) As String = _ { _ {lblRbtk.Text, tbxRbtk.Text}, _ {lblTramTron.Text, cboTramTron.Text}, _ {lblLoaiHonHopBeTong.Text, cboLoaiHonHopBeTong.Text}, _ {lblChatLuongVatLieu.Text, cboChatLuongVatLieu.Text}, _ {lblSN.Text, tbxSN.Text}, _ {lblYCChongThamvafCDUon.Text, cboYCChongThamvafCDUon.Text}, _ {lblTheTich1Metron.Text, tbxTheTich1Metron.Text}, _ {lblRckd.Text, tbxRcdk.Text}, _ {lblCKD.Text, cboCKD.Text}, _ {lblDKLongNhatCuaDa.Text, cboDKLonNhatCuaDa.Text}, _ {lblLoaiDa.Text, cboLoaiDa.Text}, _ {lblMdl.Text, tbxMdl.Text}, _ {lblLoaiXM.Text, cboLoaiXM.Text}, _ {lblLoaiPGHoaDeo.Text, cboLoaiPGHoaDeo.Text}, _ {lblLuongNuocGiamKhiCoPGHD.Text, tbxLuongNuocGiamKhiCoPGHD.Text}, _ {lblRax.Text, tbxRax.Text}, _ {lblRaK1.Text, tbxRaK1.Text}, _ {lblRaK2.Text, tbxRaK2.Text}, _ {lblRaK3.Text, tbxRaK3.Text}, _ {lblRaHD.Text, tbxRaHD.Text}, _ {lblRac.Text, tbxRac.Text}, _ {lblRad.Text, tbxRad.Text}, _ {lblRox.Text, tbxRox.Text}, _ {lblRoK1.Text, tbxRoK1.Text}, _ {lblRoK2.Text, tbxRoK2.Text}, _ 161 {lblRoK3.Text, tbxRoK3.Text}, _ {lblLuongChatKhoTrongPGHD.Text, tbxLuongChatKhoTrongPGHD.Text}, _ {lblRoc.Text, tbxRoc.Text}, _ {lblRod.Text, tbxRod.Text}, _ {lblTyLeDungXM.Text, tbxTyLeDungXM.Text}, _ {lblPGK1.Text, tbxPGK1.Text}, _ {lblPGK2.Text, tbxPGK2.Text}, _ {lblPGK3.Text, tbxPGK3.Text}, _ {lblTyLePhaPGHD.Text, tbxTyLePhaPGHD.Text}, _ {lblWc.Text, tbxWc.Text}, _ {lblWd.Text, tbxWd.Text} } Dim value_range As Excel.Range = sheet.Range("A2", "B50") value_range.Value2 = values ' Save the changes and close the workbook workbook.Close(SaveChanges:=True) ' Close the Excel server excel_app.Quit() MessageBox.Show("Đã lưu file xong", "Thông báo") End Sub Public Sub ReadDataFromExcel() Dim filePath As String = exePath + "\Data.xls" Dim stream As FileStream = File.Open(filePath, FileMode.Open, FileAccess.Read) Dim excelReader As Excel.IExcelDataReader = ExcelReaderFactory.CreateBinaryReader(Stream) 'Dim result As DataSet = excelReader.AsDataSet() excelReader.IsFirstRowAsColumnNames = True ds = excelReader.AsDataSet() Dim tablenames = GetTablenames(ds.Tables) cboData.DataSource = tablenames excelReader.Close() End Sub Private Function GetTablenames(tables As DataTableCollection) As IList(Of String) Dim tableList = New List(Of String)() For Each table In tables tableList.Add(table.ToString()) Next Return tableList End Function Private Sub SelectTable() Dim tablename = cboData.SelectedItem.ToString() 'CĐ bê tông theo TK, Rbtk= Dim txtRbtk As String = ds.Tables(tablename).Rows(0).Item(1) tbxRbtk.Text = txtRbtk 'Độ sụt yêu cầu, SN= Dim txtSN As String = ds.Tables(tablename).Rows(4).Item(1) tbxSN.Text = txtSN 'Thể tích bê tơng cho mẻ trộn Dim txtTheTich1Metron As String = ds.Tables(tablename).Rows(6).Item(1) tbxTheTich1Metron.Text = txtTheTich1Metron 'Cường độ CKD, Rckd= Dim txtRcdk As String = ds.Tables(tablename).Rows(7).Item(1) tbxRcdk.Text = txtRcdk 'Mô đun độ lớn cát Mđl = Dim txtMdl As String = ds.Tables(tablename).Rows(11).Item(1) tbxMdl.Text = txtMdl 'Lượng nước giảm có PGHD Dim txtLuongNuocGiamKhiCoPGHD As String = ds.Tables(tablename).Rows(14).Item(1) tbxLuongNuocGiamKhiCoPGHD.Text = txtLuongNuocGiamKhiCoPGHD 'KLR XM Dim txtRax As String = ds.Tables(tablename).Rows(15).Item(1) tbxRax.Text = txtRax 162 'KLR PGK1 Dim txtRaK1 As String = ds.Tables(tablename).Rows(16).Item(1) tbxRaK1.Text = txtRaK1 'KLR PGK2 Dim txtRaK2 As String = ds.Tables(tablename).Rows(17).Item(1) tbxRaK2.Text = txtRaK2 'KLR PGK3 Dim txtRaK3 As String = ds.Tables(tablename).Rows(18).Item(1) tbxRaK3.Text = txtRaK3 'KLR PGHD Dim txtRaHD As String = ds.Tables(tablename).Rows(19).Item(1) tbxRaHD.Text = txtRaHD 'KLR cát Dim txtRac As String = ds.Tables(tablename).Rows(20).Item(1) tbxRac.Text = txtRac 'KLR đá Dim txtRad As String = ds.Tables(tablename).Rows(21).Item(1) tbxRad.Text = txtRad 'KLTT XM Dim txtRox As String = ds.Tables(tablename).Rows(22).Item(1) tbxRox.Text = txtRox 'KLTT PGK1 Dim txtRoK1 As String = ds.Tables(tablename).Rows(23).Item(1) tbxRoK1.Text = txtRoK1 'KLTT PGK2 Dim txtRoK2 As String = ds.Tables(tablename).Rows(24).Item(1) tbxRoK2.Text = txtRoK2 'KLTT PGK3 Dim txtRoK3 As String = ds.Tables(tablename).Rows(25).Item(1) tbxRoK3.Text = txtRoK3 'Lượng chất khô PGHD= Dim txtLuongChatKhoTrongPGHD As String = ds.Tables(tablename).Rows(26).Item(1) tbxLuongChatKhoTrongPGHD.Text = txtLuongChatKhoTrongPGHD 'KLTT cát Dim txtRoc As String = ds.Tables(tablename).Rows(27).Item(1) tbxRoc.Text = txtRoc 'KLTT đá Dim txtRod As String = ds.Tables(tablename).Rows(28).Item(1) tbxRod.Text = txtRod 'Tỷ lệ dùng XM Dim txtTyLeDungXM As String = ds.Tables(tablename).Rows(29).Item(1) tbxTyLeDungXM.Text = txtTyLeDungXM 'Tỷ lệ dùng PGK1 Dim txtPGK1 As String = ds.Tables(tablename).Rows(30).Item(1) tbxPGK1.Text = txtPGK1 'Tỷ lệ dùng PGK2 Dim txtPGK2 As String = ds.Tables(tablename).Rows(31).Item(1) tbxPGK2.Text = txtPGK2 'Tỷ lệ dùng PGK3 Dim txtPGK3 As String = ds.Tables(tablename).Rows(32).Item(1) tbxPGK3.Text = txtPGK3 'Tỷ lệ pha PGHD Dim txtTyLePhaPGHD As String = ds.Tables(tablename).Rows(33).Item(1) tbxTyLePhaPGHD.Text = txtTyLePhaPGHD 'Độ ẩm cát Dim txtWc As String = ds.Tables(tablename).Rows(34).Item(1) tbxWc.Text = txtWc 'Độ ẩm đá Dim txtWd As String = ds.Tables(tablename).Rows(35).Item(1) tbxWd.Text = txtWd 'GetValues(ds, tablename); 163 End Sub Private Function FindSheet(ByVal workbook As Excel.Workbook, _ ByVal sheet_name As String) As Excel.Worksheet For Each sheet As Excel.Worksheet In workbook.Sheets If (sheet.Name = sheet_name) Then Return sheet Next sheet Return Nothing End Function #End Region Private Sub btnOpenData_Click(sender As Object, e As EventArgs) Handles btnOpenData.Click ReadDataFromExcel() End Sub Private Sub cboData_SelectedIndexChanged(sender As Object, e As EventArgs) Handles cboData.SelectedIndexChanged SelectTable() End Sub Private Sub Label21_Click(sender As Object, e As EventArgs) Handles Label21.Click End Sub End Class 164 PHỤ LỤC BIÊN BẢN XÁC NHẬN VỀ VIỆC ỨNG DỤNG SẢN PHẨM KHOA HỌC CÔNG NGHỆ 165 166 MINISTRY OF EDUCATION MINISTRY OF AGRICULTURE AND TRAINING AND RURAL DEVELOPMENT THUYLOI UNIVERSITY NGUYEN THI THU HUONG RESEARCH ON THE SOLUTION TO IMPROVE THE DURABILITY FOR CONCRETE – REINFORCED CONCRETE OF STRUCTURES USED FOR PROTECTING SEA DIKE SLOPE AND COASTLINE IN VIETNAM Specialization: Hydraulic Engineering Code No : 62.58.40.01 SUMMARY OF DOCTORAL DISSERTATION HANOI, 2016 This scientific work has been accomplished at: ThuyLoi University Advisor 1: Assoc.Prof.Dr Vu Quoc Vuong Advisor 2: Prof.Dr Ngo Tri Vieng Review No.1: Prof.Dr Nguyen Thuc Tuyen Review No.2: Assoc.Prof.Dr Luong Duc Long Review No.3: Assoc.Prof.Dr Nguyen Van Tuan This Doctoral Thesis will be defended at the meeting of the University Doctoral Committee at ThuyLoi University, 175 Tayson str., Dongda, Hanoi, Vietnam On 16th September, 2016 This dissertation is available at: - The National Library - The Library of ThuyLoi University INTRODUCTION Problem statement Vietnam has about 3260km of coastline and that is seriously affected by climate change and sea level raise At present, most of marine structures in general and sea dike in particular are made of concrete and reinforced concrete (C-RC) Due to the serious corrosion and deterioration from environment, marine concrete structures normally show lower durability and lifetime than similar structures in the river The losses caused by these deterioration are considerable and serious In order to reduce the loss of life and property, to enhance the marine economic development and to ensure security and national defence, it is essential to have stable sea dike systems and coastline protection works with long-term durability and lifetime These facts lend the foundation for this thesis is “Research on the solution to improve the durability for C–RC of structures used for protecting sea dike slope and coastline in Vietnam” Aim of the study The aim of this study is to find out the scientific, economic solution and feasibility in Vietnamese environment in order to improve the durability for CRC of structures used for protection of sea dike slope and coastline Scope of the study - Research on concrete - reinforced concrete of structures used for protecting sea dike slope and coastline usually impacted by seawater, wave and storm; - Focus on research to improve the durability of concrete and use of concrete to protect reinforcing steel, thus increase the durability and extend lifetime for both concrete and reinforced concrete Study methods Theoretical research; Carry out experiments in laboratory and apply in the field Imlications - Scientific significance: Analyzed and evaluated the impacts causing the deterioration of structures used for protecting sea dike and coastline constructed by concrete - reinforced concrete, from that select suitable solution is using combined admixtures to produce high durable concrete - Practical significance: Selected a reasonable rate of admixtures, which helps to produce C-RC structures with high durability and economical benefit, thus meet the enormous requirement of sea dike systems and coastline protection structures in Vietnam Thesis contents: The thesis consists of main chapters Chapter 1: Overview of structures used for protecting sea dike slope and coastline using C-RC; Chapter 2: Materials and research methods Chapter 3: Determining admixture combination to improve the durability for C-RC of structures used for protecting sea dike slope and coastline Chapter 4: Case study – Application of high durable concrete at Giaothuy dike – Namdinh peovince CHAPTER OVERVIEW OF STRUCTURES USED FOR PROTECTING SEA DIKE SLOPE AND COASTLINE USING C-RC 1.1 Existence and causes of damage of structures for protecting sea dike slope and coastline using C-RC 1.1.1 Different types of structure for protection of sea dike slope and coastline Based on specific cross sections, sea dikes can be classified into types: Vertical wall-typed dike; Sloping dike with or without berms on either side; Composite dike with the upper slope and lower vertical wall or vice versa Of the parts that build up a sea dike, those directly affected by waves, currents and tide, playing the critical and destruction-prone role, having major effect on the safety of a dike route and accounting for significant cost in present dike projects are generally made of concrete - reinforced concrete 1.1.2 Existence of damage The survey results show that most of the C-RC works are under the influence of corrosion and deterioration, causing the decrease in durability and longevity in various degrees The status of corrosion and deterioration of works depends on environmental conditions, location of the building structure, whether submerged under water, in the tide zone, wave action area or in the sea air 1.1.3 Causes of damage - The works built in coastal area are under the direct influence of the composition of marine environment and climate, including: chemical composition of sea water; Temperature; Hydrostatic pressure; Tide; Wave; Mist and droplets; Floating ice and marine life - The C-RC structures in the marine environment can be damaged by means of: Concrete damaged by mechanical and physical actions; Concrete damaged by chemical and biological actions; Reinforcing steel damaged by chemical actions - Protective structures of sea dike slope and coastline - the main research object of the dissertation are located in the tide area, which is under the most dangerous impact of the marine environment due to such enormous destructive power as simultaneous influence of reinforcing steel corrosion, mechanical abrasion, chemical and microbial corrosion of concrete 1.2 Literiture review of solutions to improve the durability for C-RC in marine environment 1.2.1 In the world Research on corrosion, destruction and measures to increase durability for the C-RC buildings has become a matter of concern for developed countries in the world since 1920 Many nations have established large-scale centers for research on corrosion and protection of works; Many international scientists have conducted in-depth researches on this issue; Many specialized books have been released and a lot of scientific articles have been published in magazines 1.2.2 In Vietnam In Vietnam, researches on corrosion and marine structures protection have been conducted since 1970 Some units have had rich experiences in this research field A number of seminars have been held with valuable in-depth research reports Multiple topics at all levels, doctoral dissertations, master's thesis have been conducted for research on solutions to improve the durability of C-RC works in the marine environment, or to improve the features of normal C-RC to produce high performance concrete, ultra-high performance concrete - the types with good applications for marine structures 1.2.3 Analysis and assessment of the announced research results Comments on the announced research results are summarized as follows: (1) There have been no specific researches applied to C-RC structures used for protecting of sea dike slope and coastline; (2) There are few solutions of researches applicable in practice; (3) Specialized cement is used in some researches instead of normal PC However, such types of cement are normally high priced or not available in the market, leading to high cost of works and sometimes unpredictable cement supply; (4) Some researches use only one type of admixture, therefore, they cannot provide a comprehensive solution; (5) There are few researches on abrasion, and some researches have even used the experimental methods unsuitable for the environment with impact of wave and currents, underestimating the effectiveness of the selected solution; (6) Most researches on Cl- penetration have used indirect methods without direct assessment of the amount of Cl- in concrete; (7) Most researches are conducted in such shorter periods as 7, 28, 90 days; therefore, they cannot provide accurate results to assess the effectiveness of admixture against the impact of marine environment; (8) Some researches have been conducted to produce high or ultra-high strength concrete with the design grade up to 60-:-100MPa Such researches are not suitable for the concrete works used for protection of sea dike slope and coastline because of the fact that these structures normally require the grade of 25-:-30MPa 1.2.4 Research orientation in the study (1) Research orientation in this study is “Improve the durability of concrete and use of concrete to protect reinforcing steel”; (2) Improve the durability for both corrosion and abrasion action for concrete; (3) Apply the standard to determine the abrasion resistance ensuring consistency with the real applicable condition; (4) Determine Cl- by direct method at different positions, after different time durations to have basis to prove the ability to protect reinforcing steel of concrete (5) Use the available materials in Vietnam with a combination several types together to have the best solution in terms of technical, economical aspect and feasibility when applying in the field 1.3 Scientific basis for solutions to improve the durability of C-RC structures used for protecting sea dike slope and coastline in Vietnam 1.3.1 Solutions to improve the durability of C-RC of marine structures 1.3.1.1 Improve the corrosion durability (1) Change the mineral composition of cement; (2) Transform hydration product of cement; (3) Increase the density of concrete; (4) Seperate concrete from corrosion environment; (5) Protect concrete from the penetration of Cl- 1.3.1.2 Improve the abrasion durabilily (1) Increase the strength of hardened cement; (2) Increase the strength of transition area between aggregate and hardened cement 1.3.2 Analysis on appropriate solutions for C-RC structures used for protecting sea dike slope and coastline Combine several types of admixtuer to meet following demands: (1) Transform hydration product to disable the harmful components for concrete; (2) Produce hydration products with high degree of crystallinity and close arrangements; (3) Limit the chloride ion diffusion; (4) Improve the density of concrete, especially in the transition zone of aggregate and harden cement 1.3.3 Analysis on appropriate combination of admixtures After analyzing, the final admixture combination used in the dissertation includes: Fly ash + Silica fume + Plasticizer (Water reducer) 1.4 Conclusions of chapter (1) Clarify the causes, mechanism for destruction of structures used for protecting sea dike slope and coastline, which results from the impact of multiple factors from the marine environment, with two key factors of chemical and mechanical actions; (2) Select solutions to improve the durability of C–RC structures used for protection of sea dike slope and coastline, which are transformation of cement hydration products, improvement of the density, reduction of Cl- penetration and diffusion in concrete and the use of concrete to protect reinforcing steel; (3) Clarify the scientific basis to provide plan for use of admixture combination of fly ash, silica fume and plasticizer to improve the strength and durability of C-RC structures used for protecting sea dike slope and coastline, ensuring technical, economic effectiveness and feasibility in Vietnamese environment Figure 1-26 Diagram summarizing the role of admixtures used in the study CHAPTER MATERIALS AND RESEARCH METHODS 2.1 Materials Butson cement PC40 (TCVN 2682); Phalai Fly ash (TCVN 10302); Silica fume of Castech (TCVN 8827); Songlo Sand (TCVN 7570); Standard-sand of VIBM (TCVN6227); Kienkhe crushed stone (TCVN7570); High water reducer HWR100 of Castech; Water (TCVN 4506) 2.2 Experimental methods 2.2.1 Experimental methods for raw materials TCVN 4030, TCVN 6016, TCVN 6017, TCVN 8827, TCVN 7131, TCVN7572 2.2.2 Experimental methods for mortar Propose test method to determine strength of binder mixtures by using fresh mortar with constant consistency, which is based on the consistency of control sample using only cement as binder mixture 2.2.3 Experimental methods for concrete - TCVN3105, TCVN3106, TCVN3108, TCVN3113, TCVN 3115, TCVN3118; - Propose to apply test methods from the foreign standards: + Testing permeability of concrete by measuring depth of penetration of water under presure following EN 12390-8, then applying Valenta equation to calculate permeability coefficient; + Testing abrasion resistance by ASTM C1138 (under water method), ensuring accurate assessment under the impact of wave, current, and tide action with the present of solid particles; + Determining Cl- ion by CL-3000meter correspondence with ASTM C1152 Picture displaying test method by EN 12390-8 is in figure 2-8 Picture displaying abrasion resistance of concrete by ASTM C1138 is in figure 2-9 Figure 2-8 Specimen after splitting and measure the depth of penetration Figure 2-9 Abrasion testing machine and specimen according to ASTM C1138 2.2.4 Non- standards experiments - X-ray analysis - X-Ray - Thermal Gravimetric Analysis - TGA - Scanning Electron Microscope - SEM 2.3 Method to determine concrete mix proportion Determine the concrete proportion based on guideline of Ministry of Construction “Technical instruction to determine the concrete mix proportion” with additional consideration of the typical characteristic for concrete containing admixture to obtain more accurate results for experimental stage 2.4 Conclusions of chapter (1) The dissertation uses standard and non-standard methods to determine the essential properties of the material types used in the research; (2) Based on the analysis on limitation of some experimental methods if applied to the objects and research content of the thesis, the author proposes: + Adjust the experimental method to determine the strength of binder mixture and method for determination of concrete proportion using admixture; + Apply foreign standards that have not been used in the previous studies on marine concrete structure; The experimental methods and calculation as proposed help accurately assess the properties, proportion of concrete and ensure consistency with real applicable conditions of the studied object of the thesis which is the structures used for protecting sea dike slope and coastline CHAPTER DETERMINING ADMIXTURE COMBINATION TO IMPROVE THE DURABILITY FOR C-RC OF STRUCTURES USED FOR PROTECTING SEA DIKE SLOPE AND COASTLINE 3.1 General - Carry out experiments from such small material combination as cement and binder mixture, to bigger material combination of mortar, and finally to the largest material combination which is also the main study object of this thesis - concrete; - Use propotion of four rates of mineral admixtures replacing of cement: 30% fly ash+0% silica fume - T30S0, 25% fly ash+5% silica fume - T25S5, 20% fly ash+10% silica fume - T20S10, 15% fly ash+15% silica fume - T15S15, and four plasticizer proportion compared to the amount of binder mixture used for the study: 0,3%-P0,3; 0,35%-P0,35; 0,4%-P0,4; 0,45%-P0,45 3.2 Determination of properties of cement and binder mixture 3.2.1 Water required for standard consistency: Test results show that - The role of plasticizer: The samples used plasticizer have smaller standard amount of water than the non-plasticizer samples - The role of fly ash and silica fume: Using the same plasticizer, the samples with mineral admixture follow a general rule, which is: the sample using only fly ash X-T30S0 shall have the standard amount of water reduced; while the samples using both fly ash and silica fume, with decreasing fly ash amount and increasing silica fume, have the standard amount of water gradually increased 3.2.2 Properties of hardened cement 3.2.2.1 Chloride ion and SO3 content - The amount of chloride ion penetration and SO3 concentration of sample groups using admixture are reduced compared with the non-admixture sample - In terms of resistance to the destruction caused by corrosion of chloride and sulphate in harden cement samples, the X-T20S10P0,4 sample is considered the best, followed by X-T25S5P0,4 sample 3.2.2.2 Modern analysis test: The test results are illustrated in figure 3-4-:-3-9 Results of experiments on cement samples showed somewhat the effectiveness of admixture combination used to transform the hydration products, limit the harmful components to concrete-reinforced concrete and limit the cracks on harden cement They provide the basis to conduct experiments with mortars Figure 3-4 X-Ray of sample X-T0S0P0, 28 days Figure 3-5 X-Ray of sample X-T20S10P0,4, 28 days Figure 3-6 TGA of sample X-T0S0P0, 28 days Figure 3-7 TGA of sample X-T20S10P0,4, 28 days Figure 3-8 SEM of sample X-T0S0P0, 28 and 60 days Figure 3-9 SEM of sample X-T20S10P0,4, 28 and 60 days 3.3 Determination of properties of mortar 3.3.1 Water required for constant consistency of mortar - The test results show that using fly ash instead of cement needs a little less water to produce mortar mixtures with standard plasticity Using silica fume instead of cement needs more water than the non-mineral admixture sample and the sample using only fly ash instead of cement 10 - The result of the test determines that the standard amount of water of cement and mortar is consistent with the theory about the influence of fly ash particle shape and silica fume particle size in the required water used in concrete 3.3.2 Strength of mortar Use the standard water amount of mortar mixture to mix and make samples for determining mortar strength The results are as in table 3-6 and figure 3-11 Table 3-6 Results of strength of mortar No Code of sample Compressive strength of mortar (MPa) R3 R28 R60 V-T0S0P0 26,1 47,6 48,4 V-T30S0P0 19,4 36,7 41,6 V-T25S5P0 18,5 35,5 39,6 V-T20S10P0 20,3 39,7 43,8 V-T15S15P0 17,8 35,6 40,2 Figure 3-11 Strength development of mortar sample with time 3.3.3 Scanning Electron microscope (SEM) The results show that: In the control sample V-T0S0P0 at 28 days, it can be seen clearly Ca(OH)2 crystal in flat form Meanwhile, samples with admixture not have this component, instead hydration products CSH in the form of needle, flocculation or crowd-gathered have occurred 11 Figure 3-12 SEM of sample V-T0S0P0, Ca(OH)2 days and 28 days Figure 3-13 SEM of sample V-T20S10P0, days and 28 days 3.4 Determination of properties of hardened concrete 3.4.1 Selecting concrete mix specification (1) Required compressive strength 30MPa; (2) Slump of freshly mixed concrete 5-:-6 cm; (3) Conventional construction; (4) Have long lifetime 3.4.2 Determination of concrete mix proportion 3.4.2.1 Software for determination of proportion of concrete using admixture In order to calculate the concrete proportion with or without admixtures, the designers have to spend much time for checking and interpolating tables To reduce effort and time for this step, the task of calculating concrete proportion containing admixtures was digitized and programmed by Visual Basic language resulting in “Software for determination of proportion of concrete using admixture” 3.4.2.2 Determination of concrete proportion without using plasticizer Apply “Software for determination of proportion of concrete using admixture” to calculate theoretical concrete proportion for samples with different rate of admixtures The results are in table 3-7 12 Table 3-7 Concrete proportion based on theoretical calculation Mix proportions of concrete (kg/m3) C FA SF Sand CA 339 0 706 1224 Code of sample B-T0S0P0 CM 339 B-T30S0P0 374 262 112 661 1203 185 0,495 B-T25S5P0 388 272 97 19 650 1199 185 0,477 B-T20S10P0 361 253 72 36 666 1206 185 0,512 B-T15S15P0 388 272 58 58 647 1198 185 0,477 No 3.4.2.3 W 185 W/CM 0,545 Determination of concrete proportion after conducting test using plasticizer Carry out slump test to determine actual required water content The results of concrete mix proportion after determining actual water content are in table 3-8 Table 3-8 Concrete proportion after conducting the test to determine required water No Code of sample Mix proportions of concrete (kg/m3) C FA SF Sand CA P 339 0 706 1224 W 184 W/ CM 0,54 B-T0S0P0 CM 339 B-T0S0P0,3 339 339 0 706 1224 1,02 156 0,46 B-T30S0P0,3 374 262 112 661 1203 1,12 161 0,43 B-T25S5P0,3 388 272 97 19 650 1199 1,16 175 0,45 B-T20S10P0,3 361 253 72 36 666 1206 1,08 173 0,48 B-T15S15P0,3 388 272 58 58 647 1198 1,16 186 0,48 B-T0S0P0,35 339 339 0 706 1224 1,19 149 0,44 B-T30S0P0,35 374 262 112 661 1203 1,31 157 0,42 B-T25S5P0,35 388 272 97 19 650 1199 1,36 171 0,44 10 B-T20S10P0,35 361 253 72 36 666 1206 1,26 166 0,46 11 B-T15S15P0,35 388 272 58 58 647 1198 1,36 182 0,47 12 B-T0S0P0,4 339 339 0 706 1224 1,36 146 0,43 13 B-T30S0P0,4 374 262 112 661 1203 1,50 150 0,40 14 B-T25S5P0,4 388 272 97 19 650 1199 1,55 163 0,42 15 B-T20S10P04 361 253 72 36 666 1206 1,45 155 0,43 16 B-T15S15P0,4 388 272 58 58 647 1198 1,55 171 0,44 17 B-T0S0P0,45 339 339 0 706 1224 1,53 153 0,45 18 B-T30S0P0,45 374 262 112 661 1203 1,68 157 0,42 19 B-T25S5P0,45 388 272 97 19 650 1199 1,75 167 0,43 20 B-T20S10P045 361 253 72 36 666 1206 1,62 159 0,44 21 B-T15S15P0,45 388 272 58 58 647 1198 1,75 175 0,45 13 3.4.3 Compressive strength, absorption and density Experimental results of compressive strength, absorption and density for harden concrete of 21 mixtures at different ages as in the table 3-9 Table 3-9 Results of compressive strength, absorption, density of harden concrete No Code of sample Compressive strength at (MPa) Properties at 28-day age Properties at 60-day age days days 14 days  kg/dm3 Abs % f’c MPa  kg/dm3 Abs % f’c MPa B-T0S0P0 20,3 25,8 30,4 2,46 6,97 33,8 2,47 7,29 35,4 B-T0S0P0,3 18,7 27,5 35,1 2,50 6,30 38,6 2,51 6,28 40,5 B-T30S0P0,3 18,5 29,0 35,6 2,46 6,26 39,9 2,46 6,25 43,2 B-T25S5P0,3 19,1 28,4 36,1 2,44 6,20 40,2 2,45 6,18 43,3 B-T20S10P0,3 21,0 30,2 39,1 2,44 6,16 44,6 2,44 6,17 46,8 B-T15S15P0,3 19,7 29,0 36,5 2,42 6,18 41,6 2,42 6,18 44,8 B-T0S0P0,35 22,2 29,0 36,2 2,51 5,94 40,5 2,52 5,95 42,4 B-T30S0P0,35 21,0 30,5 37,2 2,46 5,92 42,0 2,46 5,94 45,2 B-T25S5P0,35 20,6 30,2 36,9 2,44 5,76 41,8 2,45 5,76 44,6 10 B-T20S10P0,35 22,8 32,2 40,5 2,45 5,73 45,7 2,45 5,72 49,1 11 B-T15S15P0,35 21,4 30,8 38,0 2,42 5,80 43,6 2,43 5,81 47,4 12 B-T0S0P0,4 24,3 32,5 40,2 2,51 5,50 44,0 2,51 5,51 45,4 13 B-T30S0P0,4 23,9 33,7 40,1 2,47 5,45 45,9 2,47 5,43 49,0 14 B-T25S5P0,4 23,7 32,9 39,7 2,45 5,26 45,0 2,46 5,30 48,5 15 B-T20S10P04 25,8 34,7 43,2 2,46 5,23 49,9 2,47 5,27 52,3 16 B-T15S15P0,4 24,5 33,4 40,5 2,44 5,30 46,9 2,44 5,31 50,1 17 B-T0S0P0,45 23,5 32,0 39,2 2,50 5,55 43,0 2,51 5,56 44,4 18 B-T30S0P0,45 23,0 32,7 39,3 2,46 5,54 44,1 2,46 5,53 46.0 19 B-T25S5P0,45 22,7 32,3 39,6 2,46 5,35 44,8 2,47 5,40 46.8 20 B-T20S10P045 24,9 33,7 42,6 2,50 5,31 48,5 2,51 5,36 50.8 21 B-T15S15P0,45 23,8 33,5 40,5 2,46 5,41 45,8 2,47 5,42 49,4 14 3.4.4 Permeability Determine the permeability coefficient at 60-days age for samples among which there is one control sample and samples containing admixture The results are in table 3-10 Table 3-10 Restults of permeability coefficient No Code of sample W/CM K (cm/s) No Code of sample W/CM K (cm/s) -10 B-T0S0P0 0,54 5,3*10 B-T30S0P0,35 0,42 4,5*10-11 B-T30S0P0,4 0,40 2,8*10-11 B-T25S5P0,35 0,44 3,8*10-11 B-T25S5P0,4 0,42 2,5*10-11 B-T20S10P0,35 0,46 3,0*10-11 B-T20S10P0,4 0,43 2,1*10-11 B-T15S15P0,35 0,47 3,7*10-11 B-T15S15P0,4 0,44 2,3*10-11 3.4.5 Abrasion Determine the abrasion degree at 60-days age for sample groups, using the same method as in the permeability test The results are shown in table 3-11 Table 3-11 Results of abrasion No Code of sample Abrasion (%) No Code of sample Abrasion(%) B-T0S0P0 6,08 B-T30S0P0,35 5,25 B-T30S0P0,4 4,80 B-T25S5P0,35 5,28 B-T25S5P0,4 4,82 B-T20S10P0,35 5,18 B-T20S10P0,4 4,75 B-T15S15P0,35 5,25 B-T15S15P0,4 4,79 3.4.6 Chloride content Figure 3-26 Experimental specimen and diagram of the sampled positions 15 Table 3-12 Chloride content after 6, 12, 24 months at different positions N o Code of sample moths 0cm 2cm 4cm Chloride content (%) at 12 months 24 moths 0cm 2cm 4cm 0cm 2cm 4cm B-T0S0P0 0,76 0,422 0,141 1,126 0,648 0,198 1,835 0,835 0,278 B-T30S0P0,4 0,603 0,304 0,045 0,932 0,405 0,085 1,317 0,432 0,145 B-T25S5P0,4 0,584 0,217 0,037 0,814 0,272 0,080 1,226 0,300 0,118 B-T20S10P0,4 0,556 0,145 0,028 0,780 0,230 0,074 1,165 0,269 0,105 B-T15S15P0,4 0,562 0,178 0,030 0,802 0,254 0,081 1,194 0,275 0,121 3.4.7 pH indicator The results of pH indicator are shown in table 3-13 Table 3-13 pH indicator meseasured after 6, 12, 24 moths at 4cm depth No 3.5 3.5.1 Code of sample B-T0S0P0 months 12,2 12 months 11,5 24 months 11,4 11,7 11,6 11,4 11,5 11,6 11,5 11,3 11,4 11,6 11,4 11,3 11,3 B-T30S0P0,4 B-T25S5P0,4 B-T20S10P0,4 B-T15S15P0,4 Analysis on cost-benefit Purpose of cost-benefit analysis The goal of economic efficiency calculation is to provide preliminary calculation results to compare prices of 1m3 of concrete in different grading plans To provide a reasonable solution to ensure both technical and economic requirements, the calculation and comparison will be made by applying the plans using admixture combination as mentioned in the study content and the plan using only sulphate resisting Portland cement 3.5.2 Calculation of materials cost for different plans In this thesis, it is considered only the cost of materials and assumes that the costs for construction work of two plans with and without admixture are identical Use unit price of material at the time of research The calculation results of material costs for different combination are shown in figure 3-37 16 Figure 3-37 Comparision of materials cost of different plans The result shows that: Only B-T15S15P0,4 combination has higher cost, other combinations have lower cost when compared to the plan of using sulphate resisting Portland cement 3.6 Analysis on optimum alternative - In terms of technique, blending admixture in any proportion will improve the properties of concrete compared with the samples without admixture The plan using admixture combination also gives better technical effectiveness than sulphate resisting Portland cement, which only addresss one type of concrete corrosion - Sulphate corrosion, leaving other forms of concrete - reinforced concrete corrosion and destruction unresolved; - In terms of economics, there are three combinations of materials using admixture which are B-T30S0P0,4; B-T25S5P0,4 and B-T20S10P0,4 with lower cost than the plan using only sulphate resisting Portland cement Therefore, it is reasonable to select one among these three; - The results determining the specifications of concrete like strength, water absorption, water permeability, abrasion resistance and chloride ion penetration show that combination of B-T20S10P0,4 is the best, followed by combination of B-T25S5P0,4 whose technical properties are a bit worse than the combination BT20S10P0,4 In terms of economics, using the combination of B-T25S5P0,4 costs less than the combination of B-T20S10P0,4 Therefore, it is likely to use B17 T25S5P0,4 to save costs These two combinations not only ensure the technical requirements for concerete with high durability and but also have reasonable costs There are plentiful supplies and stable reserve of admixture used in concrete, offering promising possibilities for mass application 3.7 Conclusions of chapter (1) Conduct the test with the amount of fly ash 10-:-30%, silica fume 5-:-15%, plasticizer 0.3-:-0.45%, the properties achieved for cement, binder mixture, mortar and concrete can be summarized as follows: + The standard amount of cement paste and mortar mixture decreases when using fly ash and increases when using silica fume; + The modern experiments with harden cement and mortar show that the samples using admixture decrease in Ca(OH)2 and increase in CSH, compared to the control samples; + The amount of chloride ion, SO3 in the samples with admixture are smaller than the samples without admixture; pH indicator in the samples using admixture is not much different from those of the samples without admixture; + The physical and mechanical properties include strength, water absorption, density, water permeability, abrasion of the concrete of samples using admixture are improved compared with the non-admixture samples, improving long-term durability for works’ structure (2) Develop "software for determination of proportion of concrete using admixture", taking into account the changes of physical and mechanical properties of binder when using mineral admixture with different proportions to ensure the accuracy in the calculation (3) Comparing the preliminary calculation result of material cost when using Portland cement combine with admixture (fly ash + silica fume + plasticizer) with plan using only sulphate resisting Portland cement, the test shows that besides the B-T15S15P0,4 combination having higher cost, other combinations have lower cost The B-T20S10P0,4 combination saves 9% and the B-T25S5P0,4 combination saves 17% compared to using sulphate resisting Portland cement (4) The selected optimal technical combination is B-T20S10P0,4 It is likely to consider using B-T25S5P0,4 combination for cost savings 18 CHAPTER CASE STUDY – APPLICATION OF HIGH DURABLE CONCRETE AT GIAOTHUY DIKE – NAMDINH PROVINCE 4.1 The condition for applying high durable concrete in the study - The research result of this study is applicable to structures, which are simultaneously subjected to wave, current and tide in marine environment Therefore, this type of concrete can be used properly for structures in the tidal zone and wave action area such as dike revetment components and other structures on the sea side slope of dike - The ratio of admixture combination as proposed in this study can be used for concrete with the designed grade in the range of 25 to 50 MPa 4.2 4.2.1 Introduction to works and tested components Introduction to works Giaothuy sea dike system belongs to Namdinh province and has about 31,2 km length This system is responsible for protecting life, economy, and environment for 205.799 people and 23.207ha farmland In recent years, there have occurred corrosion and damage in the structures used for protection of this important sea dike If this type of destruction continues with the current pace, after only a period of about 10-:-15 years of use, it will be permanently damaged and no longer able to protect the dike body as its original design functions Thus, it only achieves 50% of the design life 4.2.2 Introduction to the location and design of tested components Test was conducted on a dike severely corroded and damaged at the Thanhnien culvert of Giaothuy - Namdinh dike from November 15th 2013 to April 6th 2014 The test components were made according to the design with the shape and dimension of precast concrete components type I and according to the design grade of the current used concrete of M25 4.3 Materials and concrete mix proportion 4.3.1 Materials Butson cements PC40; Fly ash of Phalai; Silica fume of Castech; Sand of Songlo; Crushed stone of Ninhbinh; Plasticizer HWR100 of Castech 19 4.3.2 Determination of concrete mix proportion Apply the “Software for determination of proportion of concrete using admixture” developed by the author to calculate concrete mix proportion in case of not using plasticizer After that, based on calculated results conduct the slump test to determine the actual required water content with the use of plasticizer of 0,4% compared to binder mixture content Use the concrete proportion of old components with the grade of 25MPa to have basis to assess effectiveness of using admixture combination as proposed in this study Concrete mix proportions of plans are in table 4-6 Table 4-6 Concrete proportion of sample with and without admixture Code of sample T0S0P0 T20S10P0,4 4.4 4.4.1 CM 298 316 Weight of material for 1m3 concrete (kg) C FA SF Sand CA P 298 0 684 1236 221 63 32 654 1219 1,27 W/CM W 180 155 0,6 0,49 Test results in the laboratory and in the field Test results in the laboratory Table 4-7 Laboratory test results Compressive strength at (MPa) 14 28 days days days days Properties at 60-days age fc Abs K Abr MPa % cm/s % T0S0P0 15,6 21,4 26,1 28,5 29,2 7,29 8,2*10-10 6,85 T20S10P0,4 18,5 26,6 33,2 38,1 40,8 6,27 7,9*10-11 5,64 Code of sample Laboratory test results show that concrete containing admixture is improved the strength and durability compared to the concrete without admixture 4.4.2 Test results in the field Use ingredients of two types of concrete studied in the laboratory to make 100 dike revetment components following the former designed type, in which 50 components not use admixture but use the old proportion - T0S0P0 and 50 components use the combination of T20S10P0,4 After that, replace the old components by new ones in the slope of dike and at the position subjected to severe impact of wave and tide action 20 These 100 components are tested in years with the period of months by nondestructive testing method using concrete rebound hammer and ultrasonic pulse velocity to determine strength and combine with direct inspection to observe the change of surface due to corrosion and abrasion impact These tests are carried out with components of T0S0P0 and components of T20S10P0,4 The pictures of field experiments are shown in figure 4-15 and 4-18 Figure 4-15 Replacing the old components by new components Figure 4-18 Testing compressive strength of concrete by NDT method Compressive strength results for components given in table 4-8 and field observation show that: - Components containing admixture gain higher strength when compared to components without admixtures; - Components containing admixture were declined strength very little and the surface seems to have no sign of deterioration While, structures without admixtures were declined strength at higher speed and have sign of corrosion and abrasion on the surface 21 Table 4-8 Compressive strength of components in the field Code of component At the beginning Compressive strength (MPa) 12 18 months moths moths 24 moths T0S0P0-CK1 26,3 25,5 24,7 23,9 23,2 T0S0P0-CK2 26,5 25,8 24,6 24,1 23,7 T0S0P0-CK3 27,0 26,7 25,9 25,2 24,8 T0S0P0-CK4 26,6 26,0 25,3 24,8 24,1 T20S10P0,4-CK1 37,4 37,3 37,2 37,2 37,1 T20S10P0,4-CK2 36,9 36,8 36,7 36,6 36,5 T20S10P0,4-CK3 36,8 36,8 36,7 36,6 36,6 T20S10P0,4-CK4 37,0 36,9 36,9 36,9 36,9 The laboratory and field test results have initially proved the effectiveness of using admixture combination to increase the strength and durability of concrete structures used for protecting sea dike slope which are under the impact of wave and tide action These results were inspected and assessed by the management agencies and received good assessments Confirmation report is given in appendix 4.5 Conclusions of chapter (1) Select a case study at Giao Thuy dike – Nam Dinh, that is typical for dike system in northern area, where it is badly damaged and deteriorated and need to have solution for overcoming; (2) Apply the “Software for determination of proportion of concrete using admixture” of the author, which helps to calculate the concrete mix proportion used for experiments in the rapid and convenient way; (3) Apply successfully in the field with 100 components replaced at a part of Giaothuy dike – Namdinh province, where it is severely impacted under the action of ware, current and tide, in which 50 components with the admixture combination based on the proposal ratio of the study, 50 components using the old composition Test results after years show that the components with admixture combination give better characteristics, and less deterioration than control components without admixture 22 CONCLUSIONS AND RECOMMENDATIONS I The obtained results Clarify the causes, mechanisms for destruction of structures used for protecting sea dike slope and coastline, which results from the impact of multiple factors from the marine environment, with two key factors of chemical and mechanical actions Apply the test method to determine strength of binder mixtures and the method for determination of concrete mix proportion using admixture with some adjustments to obtain more accurate results Develop “Software for determination of proportion of concrete using admixture” This software is simple, useful and may ensure the accurate calculation of ingredients of concrete containing admixture for testing step In the range of the research with the replacement of Portland cement by 10-:30% fly ash, 5-:-15% silica fume and with the use of 0,3-:-0,45% of plasticizer, the laboratory test results show that with the replacement of Portland cement by 20% fly ash, 10% silica fume and use 0,4% plasticizer concrete obtain the optimum characteristics, meeting the requirements of structure used for protecting sea dike slope and coastline and it is strongly proposed to use The test results of that type of concrete as follows: + Properties at 60-days age: Compressive strength 52,3MPa; Absorption 5,27%; Permeability coefficient 2,1*10-11cm/s; Abrasion 4,75% + Properties at 24-months age, at 40,5cm depth: Cl- content 0,105%; pH 11,3 Comparison of economic efficiency between the solution using admixture combination according to the formula of the dissertation with the solution using sulphate resisting Portland cement shows the proposed plan is 9% cost saving and can offer greater technical efficiency Apply successfully in the field with 100 components at Giaothuy dike – Namdinh province, in which 50 components with the admixture combination as proposed in the thesis, 50 components using the old proportion Test results after years show that the components with admixture combination gain better properties, and less deterioration than control components 23 II New contributions: The new contributions which have arisen in this research are summarized below: Proposing a holistic approach based on scientific analyses and experimental researches which helps to select an admixture combination consisting of 20% fly ash, 10% silica fume and 0,4 plasticizer to produce high durable concrete – reinforced concrete structures for protection of sea dike slope and coastline Applying the proposed admixture rate for new concrete and normal concrete for Giaothuy dike at Namdinh province to compare and evaluate the research results Developing “Software for determination of proportion of concrete using admixture” This software is simple, useful and may ensure the accurate calculation of ingredients of concrete containing admixture for testing step III Work planned for the future Further study for concrete with sulphate resisting Portland cement to have basis for the comparison with the solution using admixture combination in term of technical and economical effectiveness Further apply for reinforced concrete to verify the corrosion resistance ability of concrete for protection of reinforcing steel with selected materials Further research on the use of the other admixture combinations with various ratio of admixture to be able to obtain the comprehensive result when using admixture combination IV Recommendations Apply test of water permeability by penetration method for low permeable concrete such as high strength concrete, high performance concrete, especially concrete in marine environment Put the test of abrasion resistance by underwater method, which properly follow the real condition of protective concrete structures of sea dike slope and coastline into Vietnamese standard system to be able to assess correctly the quality of concrete Continue to carry out the researches on corrosion resistance of marine concrete structure to be able to exploit effectively the use of chloride content testing machine CL-3000 that helps to open the way for new methods and increase the number of options of new materials in Vietnam 24 PUBLICATIONS OF THE AUTHOR Nguyen Thi Thu Huong, “Method to determine the proportion of concrete using both mineral and chemical admixture” – “Journal of Water Resources and Environmental Engineering” - ISSN 1859-3941, No.38, 9/2012 Nguyen Thi Thu Huong, “Causes of cracks and methods to limit crack for concrete and reinforced concrete of works used for sea dike protection– “Journal of Water Resources and Environmental Engineering”–ISSN 18593941, No.42, 9/2013 Nguyen Thi Thu Huong, “Research on using the combination of several admixtures to improve the durability for concrete and reinforced concrete of coastline protection structures” – “Proceeding of the annual conference on water resources” - ISBN:978-604-82-0066-4, 12/2013 Ngo Tri Vieng, Trinh Minh Thu, Hoang Viet Hung, Vu Quoc Vuong, Nguyen Van Thin, Nguyen Thi Thu Huong, Nguyen Thi Loan “Research into the completion of new technology to protect sea dikes from wave and tide overtopping ” – “Journal of Water Resources–Vietnam Water Resources development association”–ISSN1859-3771, No.03, 7/2015 Nguyen Thi Thu Huong, “Proposing a method to determine the intensity of cementations materials applied in designing concrete composition” – “Magazine of Vietnam Science and Technology” - ISSN1859-4794, No.2+3/2014 Nguyen Thi Thu Huong, “Research to propose suitable method for determining the water permeability of high durable concrete” – “Proceeding of the annual conference on water resources”–ISBN:978-604-82-0066-4, 11/2014; “Journal of Water Resources and Environmental Engineering”–ISSN 18593941, No.47, 12/2014 Nguyen Thi Thu Huong, Ngo Tri Vieng, Vu Quoc Vuong, “Research on using admixtures to improve the durability of concrete and reinforced concrete applied for coast protection structures in Vietnam” – “Proceeding of life cycle management for infrastructure – Utilization of chemical and by-product admixture for concrete structures”, 4/2015 25 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƢỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI NGUYỄN THỊ THU HƢƠNG NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP NÂNG CAO ĐỘ BỀN CHO BÊ TÔNG – BÊ TÔNG CỐT THÉP CỦA KẾT CẤU BẢO VỆ MÁI ĐÊ VÀ BỜ BIỂN VIỆT NAM Chuyên ngành : Xây dựng cơng trình thủy Mã số : 62.58.40.01 TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT HÀ NỘI, NĂM 2016 Cơng trình đƣợc hồn thành Trƣờng Đại học Thủy Lợi Ngƣời hƣớng dẫn khoa học 1: PGS.TS Vũ Quốc Vƣơng Ngƣời hƣớng dẫn khoa học 2: GS.TS Ngơ Trí Viềng Phản biện 1: GS.TSKH Nguyễn Thúc Tun, Hội Thủy lợi Việt Nam Phản biện 2: PGS.TS Lƣơng Đức Long, Viện Vật liệu Xây dựng – Bộ XD Phản biện 3: PGS.TS Nguyễn Văn Tuấn, Trƣờng Đại học Xây dựng Hà Nội Luận án đƣợc bảo vệ trƣớc Hội đồng đánh giá luận án cấp Trƣờng họp tại: Trƣờng Đại học Thủy Lợi Vào hồi 8h30 ngày 16 tháng năm 2016 Có thể tìm hiểu Luận án tại: - Thƣ viện Quốc Gia - Thƣ viện Trƣờng Đại học Thủy lợi Hà Nội MỞ ĐẦU Đặt vấn đề Việt Nam quốc gia có đƣờng bờ biển dài 3260km chịu ảnh hƣởng nặng nề tác động biến đổi khí hậu, nƣớc biển dâng gây Các cơng trình biển nói chung đê biển nói riêng thƣờng dùng đến vật liệu bê tông bê tông cốt thép (BT-BTCT) Do làm việc môi trƣờng biển phải chịu tác nhân gây ăn mòn phá hủy mạnh đồng thời chịu tác động tổ hợp nhiều yếu tố nên cơng trình biển BTBTCT có độ bền tuổi thọ thực tế thấp nhiều so với cơng trình tƣơng tự sơng Thiệt hại hƣ hỏng cơng trình gây đáng kể nghiêm trọng Để giảm bớt tổn thất nặng nề ngƣời của, đẩy mạnh việc phát triển kinh tế biển đảm bảo an ninh quốc phòng, việc tạo đƣợc hệ thống đê cơng trình bảo vệ bờ biển vững chắc, có độ bền cao tuổi thọ dài vấn đề cần đƣợc quan tâm trọng Với ý nghĩa đó, tác giả chọn đề tài “Nghiên cứu giải pháp nâng cao độ bền cho bê tông-bê tông cốt thép kết cấu bảo vệ mái đê bờ biển Việt Nam” Mục đích nghiên cứu đề tài Tìm giải pháp khoa học, kinh tế có tính khả thi điều kiện Việt Nam, nhằm nâng cao độ bền cho BT-BTCT kết cấu bảo vệ mái đê bờ biển Đối tƣợng phạm vi nghiên cứu - Nghiên cứu bê tông bê tông cốt thép kết cấu bảo vệ mái đê bờ biển thƣờng xuyên chịu tác động nƣớc biển, sóng bão; - Tập trung vào nghiên cứu nâng cao độ bền cho bê tông lấy bê tơng để bảo vệ cốt thép, từ tăng độ bền, kéo dài tuổi thọ cho bê tông bê tông cốt thép kết cấu bảo vệ mái đê bờ biển Việt Nam Phƣơng pháp nghiên cứu Dùng phƣơng pháp nghiên cứu lý thuyết kết hợp với thực nghiệm, bao gồm phần thí nghiệm phịng thí nghiệm trƣờng Ý nghĩa khoa học thực tiễn - Ý nghĩa khoa học: Phân tích, đánh giá đƣợc tác động gây nên phá hoại kết cấu bảo vệ mái đê bờ biển BT-BTCT, từ lựa chọn giải pháp thích hợp sử dụng kết hợp loại phụ gia để tạo loại bê tơng có tính cao phục vụ cho cơng trình - Ý nghĩa thực tiễn: Lựa chọn đƣợc tỷ lệ phụ gia hợp lý, góp phần tạo kết cấu BT–BTCT có độ bền cao hiệu kinh tế, từ đáp ứng yêu cầu to lớn xây dựng hệ thống đê cơng trình bảo vệ bờ biển Việt Nam Cấu trúc luận án: Gồm chƣơng Chƣơng 1: Tổng quan kết cấu bảo vệ mái đê bờ biển BT-BTCT; Chƣơng 2: Vật liệu phƣơng pháp nghiên cứu; Chƣơng 3: Xác định tổ hợp phụ gia để nâng cao độ bền cho BT-BTCT kết cấu bảo vệ mái đê bờ biển; Chƣơng 4: Ứng dụng bê tông có độ bền cao cho cấu kiện bảo vệ mái đê biển Giao Thủy – Nam Định CHƢƠNG TỔNG QUAN VỀ KẾT CẤU BẢO VỆ MÁI ĐÊ VÀ BỜ BIỂN BẰNG BÊ TÔNG – BÊ TÔNG CỐT THÉP 1.1 Hiện trạng nguyên nhân hƣ hỏng kết cấu bảo vệ mái đê bờ biển BT-BTCT 1.1.1 Khái quát dạng kết cấu bảo vệ mái đê bờ biển Dựa vào hình thức mặt cắt ngang đặc trƣng, đê biển đƣợc phân thành loại: Đê tƣờng đứng; Đê mái nghiêng, có khơng có đê hai phía; Đê hỗn hợp, nghiêng dƣới đứng, đứng dƣới nghiêng Trong phận cấu tạo nên đê biển, phần trực tiếp chịu tác động sóng, dịng chảy thủy triều điểm xung yếu, dễ bị phá hoại, có ảnh hƣởng nhiều đến an toàn tuyến đê chiếm tỷ lệ kinh phí đáng kể dự án đê điều thƣờng đƣợc chế tạo vật liệu BT-BTCT 1.1.2 Hiện trạng hư hỏng Kết khảo sát trạng cho thấy hầu hết cơng trình BT-BTCT nằm tình trạng ăn mòn phá hủy dẫn đến giảm độ bền, tuổi thọ, mức độ khác Tình trạng ăn mịn phá hủy cơng trình phụ thuộc vào điều kiện mơi trƣờng, vị trí kết cấu cơng trình nằm chìm nƣớc biển, vùng nƣớc lên xuống, sóng đánh hay mơi trƣờng khơng khí biển 1.1.3 Ngun nhân hư hỏng - Các cơng trình đƣợc xây dựng vùng biển ven biển chịu tác động trực tiếp thành phần môi trƣờng khí hậu biển gồm: Thành phần hóa học nƣớc biển; Nhiệt độ; Áp lực thủy tĩnh; Thủy triều; Sóng; Sƣơng mù bụi nƣớc; Băng sinh vật biển - Các kết cấu BT-BTCT làm việc môi trƣờng biển bị phá hoại dƣới hình thức: Phá hoại bê tông tác động vật lý học; Phá hoại bê tông tác động hóa học sinh học; Phá hoại cốt thép tác động hóa học - Kết cấu bảo vệ mái đê bờ biển đối tƣợng nghiên cứu luận án thuộc vùng nƣớc lên xuống vùng chịu tác động nguy hiểm môi trƣờng biển phải chịu ảnh hƣởng đồng thời trình ăn mịn cốt thép, tác động mài mịn học va đập ăn mịn hóa học, vi sinh bê tơng, sức phá hoại lớn 1.2 Tình hình nghiên cứu giải pháp nâng cao độ bền cho BT-BTCT làm việc môi trƣờng biển 1.2.1 Các nghiên cứu giới Vấn đề nghiên cứu ăn mòn, phá hủy biện pháp tăng độ bền cho cơng trình BT-BTCT nói chung đƣợc nƣớc phát triển Thế giới quan tâm từ năm 1920 Nhiều nƣớc hình thành trung tâm nghiên cứu ăn mịn bảo vệ cơng trình qui mơ lớn, có nhiều nhà khoa học Quốc tế chuyên sâu nghiên cứu vấn đề này, nhiều sách chuyên ngành đƣợc phát hành nhiều báo khoa học đƣợc đăng tạp chí 1.2.2 Các nghiên cứu Việt Nam Ở Việt Nam, vấn đề nghiên cứu ăn mòn bảo vệ cơng trình biển đƣợc tiến hành từ năm 1970 Một số đơn vị có bề dày lĩnh vực nghiên cứu Một số hội thảo chuyên đề đƣợc tổ chức với báo cáo nghiên cứu chuyên sâu có giá trị Nhiều đề tài thực cấp, luận án tiến sĩ, thạc sĩ tiến hành nghiên cứu giải pháp nâng cao độ bền cho cơng trình BT-BTCT mơi trƣờng biển, hay nghiên cứu cải thiện tính BT-BTCT thƣờng thành loại bê tông chất lƣợng cao, siêu cao loại bê tơng có khả ứng dụng tốt cho cơng trình biển 1.2.3 Phân tích đánh giá kết nghiên cứu công bố Nhận xét kết NC cơng bố đƣợc tóm tắt nhƣ sau: (1) Chƣa có NC ứng dụng cụ thể cho BT-BTCT kết cấu bảo vệ mái đê bờ biển; (2) Số giải pháp NC đƣợc triển khai áp dụng vào thực tế cịn ít; (3) Có NC sử dụng loại XM đặc chủng thay XMPo thông thƣờng Tuy nhiên, loại XM thƣờng có giá thành cao khơng sẵn thị trƣờng dẫn đến cơng trình có chi phí cao đơi khơng chủ động đƣợc nguồn cung cấp; (4) Có NC sử dụng loại PG nên giải pháp đƣa chƣa đƣợc tồn diện; (5) Số NC thí nghiệm tiêu độ mài mịn cịn ít, dùng phƣơng pháp thí nghiệm chƣa phù hợp với điều kiện tác động sóng dịng chảy biển nên chƣa đánh giá tính hiệu giải pháp đƣợc chọn; (6) Các thí nghiệm đánh giá độ thấm ion Cl- dùng phƣơng pháp gián tiếp mà không đánh giá trực tiếp lƣợng ion Cl- có BT; (7) Hầu hết NC tiến hành thí nghiệm thời đoạn ngắn nhƣ 7, 28, 90 ngày; nhƣ kết đánh giá hiệu việc sử dụng phụ gia tác động môi trƣờng biển chƣa đƣợc xác; (8) Một số NC chế tạo BT cƣờng độ cao hay siêu cao với mác thiết kế lên đến 60-:-100MPa Các NC không phù hợp cho BT cơng trình bảo vệ mái đê bờ biển thực tế kết cấu thƣờng yêu cầu mác 25-:-30MPa 1.2.4 Định hướng nghiên cứu luận án (1) Quan điểm giải pháp chống ăn mòn cho kết cấu BT-BTCT thực đề tài “nâng cao độ bền cho bê tông, lấy bê tông bảo vệ cốt thép”; (2) Nghiên cứu nâng cao độ bền cho BT mặt học hóa học; (3) Thí nghiệm tiêu mài mịn theo điều kiện tác động thực vào kết cấu; (4) Xác định trực tiếp lƣợng ion Cl- xâm nhập vào BT vị trí khác nhau, sau khoảng thời gian khác để có sở đánh giá xác khả bảo vệ cốt thép BT; (5) NC theo hƣớng sử dụng nguồn vật liệu sẵn có điều kiện Việt Nam, có kết hợp số loại với nhằm đƣa giải pháp toàn diện mặt kỹ thuật mà đảm bảo tính kinh tế khả thi áp dụng thực tế 1.3 Cơ sở khoa học lựa chọn giải pháp nâng cao độ bền cho BT-BTCT kết cấu bảo vệ mái đê bờ biển điều kiện Việt Nam 1.3.1 Các giải pháp nâng cao độ bền cho BT-BTCT cơng trình biển 1.3.1.1 Giải pháp nâng cao độ bền ăn mòn (1) Thay đổi thành phần khoáng xi măng; (2) Biến đổi sản phẩm thủy hóa xi măng; (3) Tăng độ đặc cấu trúc bê tông; (4) Ngăn cách bê tông với mơi trƣờng ăn mịn; (5) Ngăn chặn xâm nhập ion Cl- vào BT 1.3.1.2 Giải pháp nâng cao độ bền mài mòn (1) Tăng cƣờng độ đá xi măng; (2) Tăng cƣờng độ vùng chuyển tiếp cốt liệu đá xi măng 1.3.2 Phân tích lựa chọn giải pháp thích hợp cho BT-BTCT kết cấu bảo vệ mái đê bờ biển Sau xem xét giải pháp, LA chọn cách dùng kết hợp số loại phụ gia để thỏa mãn: (1) Biến đổi sản phẩm thủy hóa xi măng để vơ hiệu hóa thành phần gây hại bê tông; (2) Tạo nên sản phẩm thủy hóa có mức độ kết tinh cao, xếp chặt chẽ; (3) Hạn chế khuyếch tán ion Cl-; (4) Nâng cao độ đặc bê tông, đặc biệt vùng chuyển tiếp cốt liệu đá xi măng 1.3.3 Phân tích lựa chọn tổ hợp phụ gia Sau phân tích LA lựa chọn tổ hợp phụ gia cuối dùng cho nghiên cứu gồm: Tro bay+ Silica fume+Phụ gia hóa dẻo giảm nƣớc 1.4 Kết luận chƣơng (1) Làm rõ nguyên nhân , chế phá hủy kết cấu bảo vệ mái đê bờ biển tác động đồng thời nhiều tác nhân từ môi trƣờng biển mà hai yếu tố tác động hóa học tác động học; Chuyên ngành : Xây dựng cơng trình thủy Mã số : 62.58.40.01 TĨM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT HÀ NỘI, NĂM 2016 Hình 1-26 Sơ đồ tóm tắt vai trị, tác dụng loại PG dùng NC (2) Chọn đƣợc giải pháp nâng cao độ bền cho BT-BTCT kết cấu bảo vệ mái đê bờ biển biến đổi sản phẩm thủy hóa xi măng, nâng cao độ đặc chắc, giảm độ thấm khuếch tán ion Cl- vào bê tông dùng bê tông để bảo vệ cốt thép; (3) Làm rõ sở khoa học để đƣa phƣơng án sử dụng tổ hợp phụ gia gồm tro bay, silica fume phụ gia hóa dẻo để nâng cao cƣờng độ, độ bền cho BTBTCT kết cấu bảo vệ mái đê bờ biển, đảm bảo mang lại hiệu mặt kỹ thuật, kinh tế có tính khả thi điều kiện Việt Nam CHƢƠNG VẬT LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Vật liệu sử dụng nghiên cứu Xi măng Bút Sơn PC40 (TCVN 2682:2009); Tro tuyển Phả Lại (TCVN 10302:2014); Silica fume hãng Castech (TCVN 8827:2011); Cát Sông Lô (TCVN 7570:2006); Cát tiêu chuẩn:của Viện VLXD (TCVN 6227:1996); Đá dăm Kiện Khê (TCVN7570:2006); Phụ gia hóa dẻo HWR100 Castech; Dùng nƣớc từ nguồn cấp nƣớc sinh hoạt (TCVN 4506:2012) 2.2 Các phƣơng pháp thí nghiệm sử dụng nghiên cứu 2.2.1 Các tiêu chuẩn thí nghiệm vật liệu: TCVN 4030, TCVN 6016, TCVN 6017, TCVN 8827, TCVN 7131, TCVN7572 2.2.2 Các tiêu chuẩn thí nghiệm vữa Đề xuất thí nghiệm xác định cƣờng độ chất kết dính vữa tƣơi với độ lƣu động đƣợc cố định dựa độ dẻo vữa đối chứng có xi măng 2.2.3 Các tiêu chuẩn thí nghiệm bê tông - TCVN3105, TCVN3106, TCVN3108, TCVN3113, TCVN 3115, TCVN3118; - Đề xuất dùng phƣơng pháp thí nghiệm theo tiêu chuẩn nƣớc ngồi gồm: + Xác định tính thấm nƣớc theo phƣơng pháp đo độ thấm xuyên sâu theo EN 12390-8, sau dựa vào phƣơng trình Valenta xác định hệ số thấm; + Xác định độ mài mòn theo ASTM C1138 đảm bảo đánh giá thực trạng tác động mài mịn sóng, dịng chảy thủy triều có lẫn hạt rắn; + Xác định độ thấm ion Cl- máy CL-3000 phù hợp với ASTM C1152 Hình 2-8 Mẫu bê tơng sau ép bửa đo độ thấm xuyên sâu Hình 2-9 Máy mẫu thí nghiệm độ mài mịn BT theo tiêu chuẩn ASTM C1138 2.2.4 Các phương pháp thí nghiệm đại phi tiêu chuẩn - Thí nghiệm phân tích tia rơnghen X-Ray - Phƣơng pháp phân tích nhiệt trọng lƣợng TGA - Thí nghiệm chụp ảnh kính hiển vi điện tử qt SEM 2.3 Phƣơng pháp tính tốn thành phần bê tơng dùng nghiên cứu Tính tốn thành phần bê tông theo hƣớng dẫn Bộ Xây dựng “Chỉ dẫn kỹ thuật chọn thành phần bê tông loại” có bổ sung thêm phần xét đến đặc thù bê tơng có sử dụng phụ gia để đảm bảo tính xác cho kết tính tốn đƣợc cho phần thực nghiệm Ảnh chụp thí nghiệm thấm theo phƣơng pháp đo độ thấm xuyên sâu nhƣ hình 2-8 Ảnh chụp thí nghiệm mài mịn bê tơng nƣớc nhƣ hình 2-9 2.4 Kết luận chƣơng (1) LA sử dụng phƣơng pháp thí nghiệm theo tiêu chuẩn phi tiêu chuẩn để xác định tiêu cần thiết cho loại vật liệu sử dụng NC; (2) Từ kết phân tích hạn chế số phƣơng pháp thí nghiệm áp dụng cho đối tƣợng nội dung nghiên cứu luận án, tác giả đề xuất: + Điều chỉnh phƣơng pháp thí nghiệm xác định cƣờng độ chất kết dính, phƣơng pháp tính tốn thành phần BT có sử dụng phụ gia; + Áp dụng tiêu chuẩn nƣớc mà nghiên cứu trƣớc bê tơng cơng trình biển chƣa sử dụng; Các phƣơng pháp thí nghiệm tính tốn theo đề xuất giúp đánh giá xác tiêu, thành phần BT đảm bảo phù hợp với điều kiện làm việc thực đối tƣợng nghiên cứu LA kết cấu bảo vệ mái đê bờ biển CHƢƠNG XÁC ĐỊNH TỔ HỢP PHỤ GIA ĐỂ NÂNG CAO ĐỘ BỀN CHO BT-BTCT CỦA KẾT CẤU BẢO VỆ MÁI ĐÊ VÀ BỜ BIỂN 3.1 Tổng quát - Tiến hành thí nghiệm từ tổ hợp vật liệu nhỏ xi măng hỗn hợp chất kết dính, đến tổ hợp vật liệu lớn vữa, cuối đến tổ hợp vật liệu lớn đối tƣợng nghiên cứu luận án bê tông; - Dùng bốn tỷ lệ PGK thay xi măng là: 30% tro bay+0% silica fume-T30S0, 25% tro bay+5% silica fume-T25S5, 20% tro bay+10% silica fume-T20S10, 15% tro bay+15% silica fume-T15S15 bốn tỷ lệ phụ gia hóa dẻo so với lƣợng dùng chất kết dính để nghiên cứu 0,3%-P0,3; 0,35%-P0,35; 0,4%-P0,4; 0,45%-P0,45 3.2 Xác định tiêu xi măng chất kết dính 3.2.1 Lượng nước tiêu chuẩn: Kết thí nghiệm cho thấy - Về vai trị phụ gia hóa dẻo giảm nước: Các mẫu có sử dụng phụ gia hóa dẻo lƣợng nƣớc tiêu chuẩn nhỏ so với mẫu không pha phụ gia - Về ảnh hưởng lượng tro bay silica fume: Với tỷ lệ phụ gia hóa dẻo, mẫu có sử dụng phụ gia khoáng tuân theo qui luật chung, là: mẫu dùng tro bay X-T30S0, lƣợng nƣớc tiêu chuẩn giảm đi; mẫu có sử dụng tro bay silica fume, với tỷ lệ tro bay giảm dần silica fume tăng dần lƣợng nƣớc tiêu chuẩn dần tăng lên 3.2.2 Các tiêu đá xi măng 3.2.2.1 Xác định hàm lượng ion Cl- lượng SO3: Kết cho thấy - Lƣợng thấm ion Cl- hàm lƣợng SO3 tổ mẫu có pha phụ gia giảm so với mẫu đối chứng không pha phụ gia - Xét khả chống lại phá hoại xâm thực ion Cl- sunphat mẫu đá xi măng, cấp phối X-T20S10P0,4 đƣợc xem tốt nhất, tiếp sau cấp phối X-T25S5P0,4 3.2.2.2 Các thí nghiệm phân tích đại: Thể hình 3-4-:-3-9 Kết thí nghiệm mẫu đá xi măng phần cho thấy hiệu sử dụng tổ hợp phụ gia để biến đổi sản phẩm thủy hóa, hạn chế thành phần gây hại BT-BTCT sở để tiếp tục tiến hành thí nghiệm với vữa Hình 3-4 X-Ray mẫu X-T0S0P0, 28 ngày Hình 3-5 X-Ray mẫu X-T20S10P0,4 28 ngày Hình 3-6 TGA mẫu X-T0S0P0, 28 ngày Hình 3-7 TGA mẫu X-T20S10P0,4, 28 ngày Hình 3-8 SEM mẫu X-T0S0P0, 28 60 ngày Hình 3-9 SEM mẫu X-T20S10P0,4, 28 60 ngày 3.3 Xác định tiêu vữa 3.3.1 Lượng nước tiêu chuẩn hỗn hợp vữa: Kết cho thấy - Khi sử dụng tro bay thay xi măng lƣợng nƣớc yêu cầu tạo hỗn hợp vữa có độ dẻo tiêu chuẩn giảm chút Khi sử dụng silica fume thay xi măng lƣợng nƣớc tiêu chuẩn tăng lên so với mẫu khơng có phụ gia khống mẫu dùng tro bay thay xi măng 10 - Kết thí nghiệm xác định LNTC xi măng vữa phù hợp với lý thuyết đề cập ảnh hƣởng hình dạng hạt tro bay kích thƣớc hạt silica fume lƣợng nƣớc yêu cầu dùng thành phần bê tông 3.3.2 Cường độ vữa chất kết dính Dùng LNTC hỗn hợp vữa để trộn, đúc mẫu xác định cƣờng độ chất kết dính Kết xác định đƣợc nhƣ bảng 3-6 hình 3-11 Bảng 3-6 Kết thí nghiệm xác định cường độ chất kết dính TT KH MẪU CƢỜNG ĐỘ CHẤT KẾT DÍNH (MPa) R3 R28 R60 V-T0S0P0 26,1 47,6 48,4 V-T30S0P0 19,4 36,7 41,6 V-T25S5P0 18,5 35,5 39,6 V-T20S10P0 20,3 39,7 43,8 V-T15S15P0 17,8 35,6 40,2 Hình 3-11 Sự phát triển cường độ tổ mẫu vữa theo thời gian 3.3.3 Thí nghiệm chụp ảnh vi điện tử quét SEM Kết cho thấy: Với mẫu không pha phụ gia V-T0S0P0 tuổi 28 ngày thấy rõ tinh thể Ca(OH)2 hình thành dạng tấm, mẫu có pha phụ gia khơng cịn xuất thành phần Ca(OH)2 nữa, mà thay vào sản phẩm thủy hóa CSH dạng hình kim, kết bơng hay tụ thành đám 11 Ca(OH)2 Hình 3-12 SEM mẫu V-T0S0P0, ngày 28 ngày Hình 3-13 SEM mẫu V-T20S10P0, ngày 28 ngày 3.4 Xác định tiêu bê tông 3.4.1 Các yêu cầu bê tông (1) Mác bê tông thiết kế 30MPa; (2) Độ sụt yêu cầu hỗn hợp bê tơng 5-:-6 cm; (3) Hình thức thi công dùng máy trộn thủ công, đầm theo công nghệ đầm truyền thống; (4) Đảm bảo tuổi thọ lâu dài sử dụng 3.4.2 Xây dựng phần mềm tính tốn thành phần bê tơng có sử dụng PG Để thực việc tính tốn TPBT nói chung TPBT có sử dụng phụ gia nói riêng, ngƣời tính tốn phải nhiều thời gian phải tra nhiều bảng nội suy giá trị bảng tra Nhằm giảm khối lƣợng thời gian bƣớc làm này, việc tính tốn TPBT có sử dụng phụ gia đƣợc số hóa lập trình theo ngơn ngữ Visual Basic sở bƣớc nhƣ đề cập phần 2.3 12 3.4.3 Tính tốn thành phần bê tơng 3.4.3.1 Tính tốn thành phần bê tơng chưa sử dụng phụ gia hóa dẻo Áp dụng “Phần mềm tính tốn thành phần bê tơng có sử dụng phụ gia” để tính tốn cấp phối lý thuyết cho tổ mẫu với lƣợng dùng phụ gia khoáng khác nhau, coi nhƣ chƣa sử dụng phụ gia hóa dẻo Kết tính tốn bảng 3-7 Bảng 3-7 Các cấp phối thành phần vật liệu bê tơng theo tính toán TT KH mẫu Khối lƣợng vật liệu cho 1m3 bê tông (kg) CKD X T S C Đ N N/CKD B-T0S0P0 339 339 0 706 1224 185 0,545 B-T30S0P0 374 262 112 661 1203 185 0,495 B-T25S5P0 388 272 97 19 650 1199 185 0,477 B-T20S10P0 361 253 72 36 666 1206 185 0,512 B-T15S15P0 388 272 58 58 647 1198 185 0,477 3.4.3.2 Xác định thành phần bê tông sau thí nghiệm có PGHD Thí nghiệm kiểm tra độ lƣu động để xác định lƣợng nƣớc thực cần cho mẫu có khơng có PGHD Kết xác định đƣợc nhƣ bảng 3-8 Bảng 3-8 TPBT sau xác định lượng nước thỏa mãn độ lưu động yêu cầu Khối lƣợng vật liệu cho 1m3 bê tông (kg) CKD X T S C Đ P N N/ CKD B-T0S0P0 339 339 0 706 1224 184 0,54 B-T0S0P0,3 339 339 0 706 1224 1,02 156 0,46 B-T30S0P0,3 374 262 112 661 1203 1,12 161 0,43 B-T25S5P0,3 388 272 97 19 650 1199 1,16 175 0,45 B-T20S10P0,3 361 253 72 36 666 1206 1,08 173 0,48 B-T15S15P0,3 388 272 58 58 647 1198 1,16 186 0,48 B-T0S0P0,35 339 339 0 706 1224 1,19 149 0,44 B-T30S0P0,35 374 262 112 661 1203 1,31 157 0,42 B-T25S5P0,35 388 272 97 19 650 1199 1,36 171 0,44 10 B-T20S10P0,35 361 253 72 36 666 1206 1,26 166 0,46 11 B-T15S15P0,35 388 272 58 58 647 1198 1,36 182 0,47 12 B-T0S0P0,4 339 339 0 706 1224 1,36 146 0,43 TT KH mẫu 13 13 B-T30S0P0,4 374 262 112 661 1203 1,50 150 0,40 14 B-T25S5P0,4 388 272 97 19 650 1199 1,55 163 0,42 15 B-T20S10P04 361 253 72 36 666 1206 1,45 155 0,43 16 B-T15S15P0,4 388 272 58 58 647 1198 1,55 171 0,44 17 B-T0S0P0,45 339 339 0 706 1224 1,53 153 0,45 18 B-T30S0P0,45 374 262 112 661 1203 1,68 157 0,42 19 B-T25S5P0,45 388 272 97 19 650 1199 1,75 167 0,43 20 B-T20S10P045 361 253 72 36 666 1206 1,62 159 0,44 21 B-T15S15P0,45 388 272 58 58 647 1198 1,75 175 0,45 3.4.4 Cường độ nén, độ hút nước khối lượng thể tích Các kết xác định tiêu cƣờng độ nén, độ hút nƣớc khối lƣợng thể tích 21 cấp phối ngày tuổi khác nhƣ bảng 3-9 Bảng 3-9 Kết thí nghiệm cường độ, độ hút nước khối lượng thể tích BT T T KH mẫu Cƣờng độ tuổi (MPa) Các tiêu 28 ngày tuổi Các tiêu 60 ngày tuổi 14 ngày KLTT kg/dm3 Hp % R MPa KLTT kg/dm3 Hp % R MPa B-T0S0P0 20,3 25,8 30,4 2,46 6,97 33,8 2,47 7,29 35,4 B-T0S0P0,3 18,7 27,5 35,1 2,50 6,30 38,6 2,51 6,28 40,5 B-T30S0P0,3 18,5 29,0 35,6 2,46 6,26 39,9 2,46 6,25 43,2 B-T25S5P0,3 19,1 28,4 36,1 2,44 6,20 40,2 2,45 6,18 43,3 B-T20S10P0,3 21,0 30,2 39,1 2,44 6,16 44,6 2,44 6,17 46,8 B-T15S15P0,3 19,7 29,0 36,5 2,42 6,18 41,6 2,42 6,18 44,8 B-T0S0P0,35 22,2 29,0 36,2 2,51 5,94 40,5 2,52 5,95 42,4 B-T30S0P0,35 21,0 30,5 37,2 2,46 5,92 42,0 2,46 5,94 45,2 B-T25S5P0,35 20,6 30,2 36,9 2,44 5,76 41,8 2,45 5,76 44,6 10 B-T20S10P0,35 22,8 32,2 40,5 2,45 5,73 45,7 2,45 5,72 49,1 11 B-T15S15P0,35 21,4 30,8 38,0 2,42 5,80 43,6 2,43 5,81 47,4 12 B-T0S0P0,4 24,3 32,5 40,2 2,51 5,50 44,0 2,51 5,51 45,4 13 B-T30S0P0,4 23,9 33,7 40,1 2,47 5,45 45,9 2,47 5,43 49,0 14 14 B-T25S5P0,4 23,7 32,9 39,7 2,45 5,26 45,0 2,46 5,30 48,5 15 B-T20S10P04 25,8 34,7 43,2 2,46 5,23 49,9 2,47 5,27 52,3 16 B-T15S15P0,4 24,5 33,4 40,5 2,44 5,30 46,9 2,44 5,31 50,1 17 B-T0S0P0,45 23,5 32,0 39,2 2,50 5,55 43,0 2,51 5,56 44,4 18 B-T30S0P0,45 23,0 32,7 39,3 2,46 5,54 44,1 2,46 5,53 46.0 19 B-T25S5P0,45 22,7 32,3 39,6 2,46 5,35 44,8 2,47 5,40 46.8 20 B-T20S10P045 24,9 33,7 42,6 2,50 5,31 48,5 2,51 5,36 50.8 21 B-T15S15P0,45 23,8 33,5 40,5 2,46 5,41 45,8 2,47 5,42 49,4 3.4.5 Tính thấm nước Xác định hệ số thấm thời điểm 60 ngày tuổi cho tổ mẫu có mẫu đối chứng khơng PG, tổ mẫu có PG Kết thí nghiệm nhƣ bảng 3-10 Bảng 3-10 Kết thí nghiệm hệ số thấm TT KH mẫu N/CKD K (cm/s) TT KH mẫu N/CKD K (cm/s) -10 B-T0S0P0 0,54 5,3*10 B-T30S0P0,35 0,42 4,5*10-11 B-T30S0P0,4 0,40 2,8*10-11 B-T25S5P0,35 0,44 3,8*10-11 B-T25S5P0,4 0,42 2,5*10-11 B-T20S10P0,35 0,46 3,0*10-11 B-T20S10P0,4 0,43 2,1*10-11 B-T15S15P0,35 0,47 3,7*10-11 B-T15S15P0,4 0,44 2,3*10-11 3.4.6 Độ mài mòn Xác định độ mài mòn thời điểm 60 ngày tuổi cho tổ mẫu giống thí nghiệm thấm, kết nhƣ bảng 3-11 Bảng 3-11 Kết thí nghiệm độ mài mịn TT KH mẫu M(%) TT KH mẫu M(%) B-T0S0P0 6,08 B-T30S0P0,35 5,25 B-T30S0P0,4 4,80 B-T25S5P0,35 5,28 B-T25S5P0,4 4,82 B-T20S10P0,35 5,18 B-T20S10P0,4 4,75 B-T15S15P0,35 5,25 B-T15S15P0,4 4,79 15 3.4.7 Độ thấm ion Cl- Hình 3-26 Mẫu thí nghiệm sơ đồ vị trí điểm lấy mẫu xác định lượng ion Cl- Bảng 3-12 Độ thấm ion Cl- sau 6, 12, 24 tháng vị trí điểm đo khác T T KH mẫu Nồng độ ion Cl- (%) vị trí Sau tháng Sau 12 tháng Sau 24 tháng 0cm 2cm 4cm 0cm 2cm 4cm 0cm 2cm 4cm B-T0S0P0 0,76 0,422 0,141 1,126 0,648 0,198 1,835 0,835 0,278 B-T30S0P0,4 0,603 0,304 0,045 0,932 0,405 0,085 1,317 0,432 0,145 B-T25S5P0,4 0,584 0,217 0,037 0,814 0,272 0,080 1,226 0,300 0,118 B-T20S10P0,4 0,556 0,145 0,028 0,780 0,230 0,074 1,165 0,269 0,105 B-T15S15P0,4 0,562 0,178 0,030 0,802 0,254 0,081 1,194 0,275 0,121 3.4.8 Chỉ số pH Bảng 3-13 Chỉ số pH đo sau 6, 12, 24 tháng điểm sâu 4cm TT KH mẫu B-T0S0P0 B-T30S0P0,4 tháng 12,2 11,7 12 tháng 11,5 11,6 24 tháng 11,4 11,6 B-T25S5P0,4 B-T20S10P0,4 11,6 11,4 11,5 11,3 11,4 11,3 B-T15S15P0,4 11,5 11,4 11,3 3.5 3.5.1 Tính tốn hiệu kinh tế Mục đích tính tốn hiệu kinh tế Mục đích tính tốn hiệu kinh tế đƣa kết tính tốn sơ để so sánh giá thành vật liệu cho 1m3 BT phƣơng án sử dụng cấp phối vật liệu 16 khác Với mục tiêu đƣa đƣợc giải pháp hợp lý đảm bảo đƣợc yêu cầu kỹ thuật kinh tế, nên việc tính tốn so sánh đƣợc tiến hành với phƣơng án sử dụng tổ hợp phụ gia nhƣ nội dung nghiên cứu đề cập phƣơng án dùng xi măng pooclăng bền sunphat 3.5.2 Tính chi phí vật liệu cho cấp phối khác LA tính chi phí vật liệu, coi biện pháp thi cơng áp dụng cho bê tơng có khơng có phụ gia nhƣ Đơn giá vật liệu lấy thời điểm nghiên cứu Kết tính tốn chi phí vật liệu đƣợc thể biểu đồ hình 3-37 Hình 3-37 Biểu đồ so sánh chi phí vật liệu phương án khác Kết cho thấy: Ngoài cấp phối B-T15S15P0,4 có giá thành cao hơn, cịn cấp phối sử dụng PG có lợi so với phƣơng án dùng XMPo bền sunphat 3.6 Phân tích lựa chọn tỷ lệ phụ gia hợp lý - Xét mặt kỹ thuật, việc pha trộn phụ gia dù tỷ lệ cải thiện đƣợc đặc tính BT so với mẫu khơng có phụ gia Phƣơng án dùng tổ hợp PG mang lại hiệu kỹ thuật tốt so với XMPo bền sunphat loại giải đƣợc loại ăn mòn cho BT ăn mịn sunphat, cịn hình thức ăn mòn phá hoại khác BT cốt thép chƣa giải đƣợc; - Xét tính kinh tế, có tổ hợp vật liệu dùng phụ gia B-T30S0P0,4; B-T25S5P0,4 B-T20S10P0,4 có giá thấp so với phƣơng án dùng XMPo bền sunphat nên theo định hƣớng lựa chọn ba cấp phối này; - Kết xác định tiêu kỹ thuật BT nhƣ cƣờng độ, độ hút nƣớc, độ chống thấm, độ chống mài mòn độ thấm ion Cl- cho thấy cấp phối B17 T20S10P0,4 tốt nhất, tiếp sau cấp phối B-T25S5P0,4 có tiêu kỹ thuật so với cấp phối B-T20S10P0,4 chút Nếu xét mặt kinh tế dùng tổ hợp B-T25S5P0,4 chi phí thấp so với tổ hợp B-T20S10P0,4 nên xem xét sử dụng muốn tiết kiệm chi phí Hai cấp phối vừa đảm bảo yêu cầu mặt kỹ thuật cho BT yêu cầu độ bền cao vừa đảm bảo chi phí mức vừa phải, loại phụ gia dùng bê tơng có nguồn cung cấp dồi trữ lƣợng ổn định, hứa hẹn khả ứng dụng đại trà có triển vọng tốt 3.7 Kết luận chƣơng (1) Trong khoảng khảo sát LA với lƣợng tro bay từ 10-:-30%, silica fume từ 5-:-15%, phụ gia hóa dẻo từ 0,3-:-0,45%, tiêu đạt đƣợc xi măng, chất kết dính, vữa bê tơng tóm tắt nhƣ sau: + Lƣợng nƣớc tiêu chuẩn hồ xi măng hỗn hợp vữa giảm dùng tro bay tăng lên dùng silica fume; + Các thí nghiệm phân tích đại với đá xi măng vữa rắn cho thấy mẫu dùng phụ gia có lƣợng Ca(OH)2 giảm lƣợng CSH tăng lên so với mẫu đối chứng; + Lƣợng ion Cl-, SO3 mẫu có phụ gia nhỏ so với mẫu khơng có phụ gia; Chỉ số pH mẫu có pha phụ gia chênh khơng nhiều so với mẫu khơng có phụ gia; + Các tiêu học vật lý gồm cƣờng độ, độ hút nƣớc, khối lƣợng thể tích, độ thấm nƣớc, độ mài mịn bê tơng mẫu có phụ gia đƣợc cải thiện so với mẫu khơng có phụ gia giúp cho việc cải thiện độ bền lâu dài cho kết cấu công trình (2) Xây dựng đƣợc “Phần mềm tính tốn thành phần bê tơng có sử dụng phụ gia” có xét đến thay đổi tiêu vật lý, học chất kết dính sử dụng phụ gia khống với tỷ lệ khác đảm bảo xác tính tốn (3) So sánh kết tính tốn sơ chi phí vật liệu sử dụng tổ hợp XM Po thƣờng kết hợp PG (tro bay+silica fume+PGHD) với phƣơng án dùng XM Po bền sunphat cho thấy ngồi tổ hợp B-T15S15P0,4 có chi phí cao cịn tổ hợp khác có chi phí thấp Tổ hợp B-T20S10P0,4 tiết kiệm đƣợc 9% tổ hợp B-T25S5P0,4 tiết kiệm đƣợc 17% so với dùng XM Po bền sunphat (4) Chọn cấp phối tối ƣu kỹ thuật B-T20S10P0,4 Trong trƣờng hợp muốn tiết kiệm chi phí xem xét sử dụng cấp phối B-T25S5P0,4 18 CHƢƠNG ỨNG DỤNG BÊ TƠNG CĨ ĐỘ BỀN CAO CHO CẤU KIỆN BẢO VỆ MÁI ĐÊ BIỂN GIAO THỦY-NAM ĐỊNH 4.1 Điều kiện áp dụng kết nghiên cứu bê tơng có độ bền cao - Kết nghiên cứu áp dụng cho kết cấu cơng trình chịu tác động đồng thời sóng, dịng chảy thủy triều mơi trƣờng biển gây Nhƣ vậy, loại BT ứng dụng tốt cho phận cơng trình thuộc vùng nƣớc lên xuống chịu tác động sóng đánh điển hình nhƣ cấu kiện kè bảo vệ mái đê phận khác phần mái đê phía biển - Tỷ lệ phụ gia theo đề xuất ứng dụng cho loại bê tơng có u cầu độ bền cao có cấp mác sở từ M25 đến M50 4.2 Giới thiệu cơng trình cấu kiện thử nghiệm 4.2.1 Giới thiệu công trình Tuyến đê biển Giao Thủy, tỉnh Nam Định dài 31,2 km có nhiệm vụ bảo vệ dân sinh, kinh tế, môi trƣờng cho 205.799 ngƣời 23.207ha đất canh tác Trong năm gần đây, thực tế cho thấy tuyến đê biển quan trọng này, tình trạng ăn mòn mài mòn mạnh diễn cấu kiện bảo vệ mái đê Loại hình phá hoại tiếp tục phát triển theo tốc độ sau thời gian khoảng 10-:-15 năm sử dụng bị hỏng hẳn khơng cịn khả bảo vệ thân đê nhƣ chức thiết kế ban đầu Nhƣ đạt đƣợc mức 50% so với tuổi thọ thiết kế 4.2.2 Giới thiệu vị trí cấu tạo cấu kiện ứng dụng thử nghiệm Tiến hành thử nghiệm đoạn đê bị ăn mòn, bào mòn nghiêm trọng cống Thanh Niên đê Giao Thủy–Nam Định thời gian triển khai từ 15/11/2013 đến 6/4/2014 Các cấu kiện đúc thử nghiệm đƣợc chế tạo theo thiết kế với hình dạng kích thƣớc cấu kiện bê tơng đúc sẵn (BTĐS) loại I theo mác thiết kế loại bê tơng cơng trình dùng M25 4.3 Vật liệu thành phần bê tông ứng dụng thử nghiệm 4.3.1 Vật liệu sử dụng Xi măng Bút Sơn PC40; Tro tuyển Phả Lại; Silica fume Castech; Cát Sơng Lơ; Đá dăm Ninh Bình; Phụ gia hóa dẻo HWR100 Castech; Nguồn nƣớc sinh hoạt trạm quản lý đê cống Thanh Niên 19 4.3.2 Tính tốn thành phần bê tơng Ứng dụng “Phần mềm tính tốn thành phần bê tơng có sử dụng phụ gia” tác giả lập để tính cấp phối vật liệu bê tơng theo lý thuyết Sau đó, dựa vào kết tính toán cấp phối lý thuyết chƣa sử dụng phụ gia hóa dẻo, tiến hành thí nghiệm xác định lƣợng nƣớc yêu cầu lƣợng phụ gia hóa dẻo sử dụng 0,4% so với lƣợng chất kết dính Dùng lại cấp phối bê tông mác M25 cấu kiện cũ để có sở đánh giá hiệu việc dùng tổ hợp phụ gia theo phƣơng án đề xuất chọn LA Thành phần bê tông theo hai phƣơng án có khơng có phụ gia bảng 4-6 Bảng 4-6 Thành phần vật liệu bê tông theo hai phương án có khơng có PG KH mẫu CKD Khối lƣợng vật liệu cho 1m3 bê tông (kg) XM TB SF C Đ PGHD N N/ CKD T0S0P0 298 298 0 684 1236 180 0,6 T20S10P0,4 316 221 63 32 654 1219 1,27 155 0,49 4.4 KQ thí nghiệm phịng ứng dụng thử nghiệm trƣờng Tiến hành thí nghiệm phịng trƣờng với hai loại bê tông 4.4.1 Kết thí nghiệm phịng Bảng 4-7 Kết thí nghiệm tiêu hai loại BT có khơng có PG KH mẫu Cƣờng độ tuổi (MPa) 14 28 ngày ngày Các tiêu 60 ngày tuổi R Hp K M MPa % cm/s % T0S0P0 15,6 21,4 26,1 28,5 29,2 7,29 8,2*10-10 6,85 T20S10P0,4 18,5 26,6 33,2 38,1 40,8 6,27 7,9*10-11 5,64 Các kết thí nghiệm phịng cho thấy bê tơng có sử dụng phụ gia đƣợc cải thiện cƣờng độ độ bền so với bê tông khơng có phụ gia 4.4.2 Kết ứng dụng thử nghiệm trường Dùng hai CPBT thí nghiệm phòng, tiến hành chế tạo 100 cấu kiện lát theo dạng kết cấu BTĐS loại I, 50 cấu kiện theo cấp phối T0S0P0 50 cấu kiện theo cấp phối T20S10P0,4 sau lắp ghép thay phần kè bảo vệ mái đê vị trí chịu tác động mạnh sóng thủy triều lên xuống Các cấu kiện sau lắp ghép mái đê đƣợc kiểm tra chất lƣợng theo chu kỳ tháng lần phƣơng pháp không phá hoại sử dụng súng bắn máy 20 siêu âm để xác định cƣờng độ, đồng thời kết hợp với quan sát trực tiếp để đánh giá tƣợng ăn mòn phá hủy có xuất khơng Thí nghiệm đƣợc tiến hành cố định với cấu kiện theo cấp phối T0S0P0 cấu kiện theo cấp phối T20S10P0,4, loại có cấu kiện nằm phía dƣới, cấu kiện nằm khoảng thân kè Ảnh thí nghiêm trƣờng nhƣ hình 4-15 4-18 Hình 4-15 Lắp cấu kiện vào vị trí thay cấu kiện cũ Hình 4-18 Thí nghiệm kiểm tra cường độ trường theo phương pháp không phá hoại Kết thí nghiệm cƣờng độ cấu kiện đƣợc trình bày bảng 4-8 quan sát trƣờng cho thấy: - Các cấu kiện khơng có phụ gia có cƣờng độ thấp so với cƣờng độ cấu kiện có phụ gia; - Các cấu kiện có phụ gia có suy giảm cƣờng độ ít, bề mặt khơng có dấu hiệu bị hƣ hỏng hay thay đổi so với ban đầu Trong đó, cấu kiện khơng pha phụ gia có suy giảm cƣờng độ với tốc độ nhanh có dấu hiệu bị ăn mịn, bào mịn bề mặt rõ 21 Bảng 4-8 Kết đo cường độ trường thử nghiệm KH cấu kiện TN Cƣờng độ xác định thời điểm (MPa) Ngay sau lắp đặt Sau tháng Sau 12 tháng Sau 18 tháng Sau 24 tháng T0S0P0-CK1 26,3 25,5 24,7 23,9 23,2 T0S0P0-CK2 26,5 25,8 24,6 24,1 23,7 T0S0P0-CK3 27,0 26,7 25,9 25,2 24,8 T0S0P0-CK4 26,6 26,0 25,3 24,8 24,1 T20S10P0,4-CK1 37,4 37,3 37,2 37,2 37,1 T20S10P0,4-CK2 36,9 36,8 36,7 36,6 36,5 T20S10P0,4-CK3 36,8 36,8 36,7 36,6 36,6 T20S10P0,4-CK4 37,0 36,9 36,9 36,9 36,9 Những kết thí nghiệm phòng trƣờng bƣớc đầu cho thấy hiệu việc sử dụng tổ hợp phụ gia việc nâng cao cƣờng độ, độ bền cho cấu kiện bảo vệ mái đê biển chịu tác động mạnh sóng thủy triều lên xuống Kết thử nghiệm đoạn đê đƣợc đơn vị quản lý trực tiếp “Hạt quản lý đê điều Giao Thủy” với quan quản lý cấp “Chi cục quản lý đê điều phòng chống lụt bão tỉnh Nam Định” kiểm tra, đánh giá có biên xác nhận kết ứng dụng cấu kiện nhƣ phụ lục 4.5 Kết luận chƣơng (1) Chọn đƣợc cơng trình ứng dụng thực tế Giao Thủy-Nam Định đại diện cho hệ thống đê biển Bắc Bộ, có tình trạng xuống cấp hƣ hỏng nặng, cần sớm khắc phục; (2) Ứng dụng đƣợc “Phần mềm tính tốn thành phần bê tơng có sử dụng phụ gia”do tác giả lập giúp xác định thành phần BT thí nghiệm cách thuận tiện nhanh chóng; (3) Ứng dụng thử nghiệm thành công với 100 cấu kiện đƣợc thay đoạn đê vị trí chịu tác động mạnh sóng dịng chảy, 50 cấu kiện dùng tổ hợp phụ gia theo công thức đề tài luận án 50 cấu kiện theo cấp phối BT cũ Kết kiểm tra cấu kiện sau năm làm việc cơng trình cho thấy cấu kiện dùng phụ gia có tiêu lý tốt bị xuống cấp so với cấu kiện đối chứng 22 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ I Kết đạt đƣợc luận án Làm rõ nguyên nhân chế phá hủy kết cấu bảo vệ mái đê bờ biển tác động đồng thời hai yếu tố tác động hóa học học Áp dụng phƣơng pháp thí nghiệm cƣờng độ chất kết dính phƣơng pháp tính tốn thành phần bê tơng trƣờng hợp có sử dụng phụ gia với số điều chỉnh theo đề xuất tác giả để đảm bảo kết xác định đƣợc xác Xây dựng đƣợc “Phần mềm tính tốn thành phần bê tơng có sử dụng phụ gia” đơn giản, tiện dụng, đảm bảo tính tốn xác thành phần vật liệu chế tạo bê tơng (có tính đến phụ gia) cho bƣớc thí nghiệm Trong khoảng khảo sát luận án với lƣợng tro bay từ 10-:-30%, silicafume từ 5-:-15%, phụ gia hóa dẻo từ 0,3-:-0,45%, kết thí nghiệm phòng cho thấy, với lƣợng sử dụng 20% tro bay, 10% silicafume thay xi măng 0,4% phụ gia hóa dẻo so với chất kết dính, bê tơng đạt đƣợc tiêu tính chất tốt nhất, đáp ứng yêu cầu kết cấu bảo vệ mái đê bờ biển đƣợc lựa chọn cấp phối tối ƣu để sử dụng Các kết thí nghiệm đạt luận án với cấp phối nhƣ sau: + Các tiêu xác định tuổi 60 ngày gồm: Cƣờng độ nén đạt 52,3MPa, tăng 47,7% so với mẫu đối chứng; Độ hút nƣớc 5,27%, giảm 27,7% so với mẫu đối chứng; Hệ số thấm 2,1*10-11cm/s, giảm 96% so với mẫu đối chứng; Độ mài mòn 4,75%, giảm 21,9% so với mẫu đối chứng; + Các tiêu xác định sau 24 tháng, điểm sâu vào 40,5cm so với bề mặt mẫu gồm: Nồng độ ion Cl- 0,105%, giảm 62,2% so với mẫu đối chứng; Chỉ số pH 11,3, thay đổi không đáng kể so với mẫu đối chứng So sánh hiệu kinh tế giải pháp dùng tổ hợp phụ gia theo công thức đề tài luận án với giải pháp dùng xi măng pooclăng bền sunphat cho thấy phƣơng án đề xuất tiết kiệm đƣợc 9% chi phí mang lại hiệu kỹ thuật cao Ứng dụng thử nghiệm trƣờng thành công với 100 cấu kiện thực tế đê biển Giao Thủy – Nam Định, 50 cấu kiện dùng tổ hợp phụ gia theo công thức đề tài luận án, 50 cấu kiện theo cấp phối bê tông cũ Kết kiểm tra cấu kiện sau năm làm việc cơng trình cho thấy cấu kiện dùng phụ gia có tiêu lý tốt bị xuống cấp so với cấu kiện đối chứng 23 II Những đóng góp luận án Trên sở phân tích khoa học nghiên cứu thực nghiệm xác định đƣợc tỷ lệ hợp lý tổ hợp phụ gia gồm 20% tro bay, 10% silicafume 0,4% phụ gia hóa dẻo để chế tạo bê tông bê tông cốt thép có độ bền cao dùng cho kết cấu bảo vệ mái đê biển bờ biển Đã thí nghiệm lát mái đoạn đê tuyến đê Giao Thủy - Nam Định lát bê tông theo cấp phối đề xuất bê tông thƣờng để đối chiếu, đánh giá kết nghiên cứu Áp dụng sáng tạo phƣơng pháp thiết kế thành phần bê tơng trƣờng hợp có sử dụng phụ gia khống (có tính đến cƣờng độ chất kết dính bao gồm xi măng + tro bay + silicafume) xây dựng đƣợc “Phần mềm tính tốn thành phần bê tơng có sử dụng phụ gia” tiện dụng, đơn giản giúp cho việc xác định thành phần vật liệu thí nghiệm bê tơng nhanh chóng đảm bảo xác III Hƣớng phát triển luận án Nghiên cứu thêm với BT sử dụng xi măng pooclăng bền sunphat để có sở so sánh hiệu kỹ thuật với giải pháp dùng tổ hợp phụ gia nhƣ LA Mở rộng ứng dụng cho kết cấu BT có cốt thép để kiểm chứng khả chống ăn mòn cốt thép lớp BT bảo vệ với giải pháp vật liệu đƣợc lựa chọn Nghiên cứu tổ hợp dùng loại phụ gia khống, phụ gia hóa học khác, với nhiều tỷ lệ cấp phối để đƣa đƣợc kết nghiên cứu tổng hợp cho tổ hợp khác IV Kiến nghị Xem xét đƣa thí nghiệm tính thấm nƣớc theo phƣơng pháp đo độ thấm xuyên sâu áp dụng cho loại BT thấm nhƣ BT cƣờng độ cao, BT tính cao hay loại BT làm việc môi trƣờng nƣớc đặc biệt môi trƣờng biển Xem xét đƣa thí nghiệm mài mịn theo tình trạng làm việc kết cấu bê tơng cơng trình bảo vệ bờ biển vào tiêu chuẩn giúp đánh giá xác chất lƣợng bê tông cần sản xuất Tiếp tục có nghiên cứu lĩnh vực bê tơng chống ăn mịn mơi trƣờng biển, sử dụng máy thí nghiệm đo lƣợng clo CL-3000 để khai thác hiệu việc sử dụng máy, mở đƣờng cho giải pháp mới, góp phần tăng thêm lựa chọn vật liệu cho cơng trình biển Việt Nam 24 DANH MỤC CƠNG TRÌNH ĐÃ CƠNG BỐ Nguyễn Thị Thu Hƣơng, “Phương pháp thiết kế cấp phối bê tơng có sử dụng kết hợp phụ gia khống phụ gia hóa” – “Tạp chí khoa học kỹ thuật Thủy lợi môi trƣờng” - ISSN 1859-3941, số 38, tháng 9/2012 Nguyễn Thị Thu Hƣơng, “Nguyên nhân gây nứt giải pháp giảm nứt cho bê tông bê tơng cốt thép cơng trình bảo vệ bờ biển” – “Tạp chí khoa học kỹ thuật Thủy lợi môi trƣờng” – ISSN 1859-3941, số 42, tháng 9/2013 Nguyễn Thị Thu Hƣơng, “Nghiên cứu sử dụng kết hợp số loại phụ gia để nâng cao độ bền cho BT BTCT cơng trình bảo vệ bờ biển” – “Tuyển tập hội nghị khoa học thƣờng niên” - ISBN:978-604-82-0066-4, tháng 12/2013 Ngơ Trí Viềng, Trịnh Minh Thụ, Hoàng Việt Hùng, Vũ Quốc Vƣơng, Nguyễn Văn Thìn, Nguyễn Thị Thu Hƣơng, Nguyễn Thị Loan “Các giải pháp công nghệ gia cố mái đê biển có sóng triều cường tràn qua” – “Tuyển tập báo cáo KHCN toàn quốc năm 2013” - ISBN:978-604-59-0693-4; “Tạp chí Tài nguyên nƣớc – Hội Thủy lợi Việt Nam” – ISSN1859-3771, số 03, tháng 7/2015 Nguyễn Thị Thu Hƣơng, “Đề xuất phương pháp xác định cường độ chất kết dính dùng tốn thiết kế thành phần bê tơng” – “Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Việt Nam” - ISSN1859-4794, số 2+3/2014 Nguyễn Thị Thu Hƣơng, “Nghiên cứu đề xuất phương pháp thí nghiệm tính thấm nước phù hợp cho bê tơng có độ bền cao” – “Tuyển tập hội nghị khoa học thƣờng niên” – ISBN:978-604-82-0066-4, tháng 11/2014; “Tạp chí khoa học kỹ thuật Thủy lợi môi trƣờng” – ISSN 1859-3941, số 47, tháng 12/2014 Nguyễn Thị Thu Hƣơng, Ngơ Trí Viềng, Vũ Quốc Vƣơng, “Nghiên cứu sử dụng phụ gia để nâng cao độ bền cho bê tơng cơng trình bảo vệ bờ biển Việt Nam” – Tuyển tập báo cáo hội thảo “Sự bền vững kết cấu hạ tầng xây dựng – Vai trò kinh nghiệm sử dụng phụ gia hóa học, phụ gia khống bê tơng”, tháng 4/2015  ... nâng cao độ bền cho bê tông lấy bê tơng để bảo vệ cốt thép, từ tăng độ bền, kéo dài tuổi thọ cho bê tông bê tông cốt thép kết cấu bảo vệ mái đê bờ biển Việt Nam Phương pháp tiếp cận nghiên cứu. .. lâu dài cho cơng trình Những kết phân tích sở để xác định hướng nghiên cứu đề tài: ? ?Nghiên cứu giải pháp nâng cao độ bền cho bê tông - bê tông cốt thép kết cấu bảo vệ mái đê bờ biển Việt Nam? ?? Mục... DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI NGUYỄN THỊ THU HƯƠNG NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP NÂNG CAO ĐỘ BỀN CHO BÊ TÔNG - BÊ TÔNG CỐT THÉP CỦA KẾT CẤU BẢO VỆ MÁI ĐÊ VÀ BỜ BIỂN VIỆT NAM