Nghiên cứu bê tông cường độ cao mác lớn hơn 800 có tính dẻo cao để phục vụ các công trình đặc biệt chịu tải trọng lớn

Đại Học Quốc Gia Tp Hồ Chí Minh TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA - LÊ VĂN HẢI CHÂU ĐỀ TÀI : NGHIÊN CỨU BÊ TÔNG CƯỜNG ĐỘ CAO MÁC LỚN HƠN 800 - CÓ TÍNH DẺO CAO ĐỂ PHỤC VỤ CÁC CÔNG TRÌNH ĐẶC BIỆT CHỊU TẢI TRỌNG LỚN Chuyên ngành: VẬT LIỆU VÀ CẤU KIỆN XÂY DỰNG Mã số ngành : 2.15.06 LUẬN VĂN THẠC SĨ TP HỒ CHÍ MINH, tháng 10 năm 2004 CÔNG TRÌNH ĐƯC HOÀN THÀNH TẠI BỘ MÔN VẬT LIỆU XÂY DỰNG – KHOA KỸ THUẬT XÂY DỰNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH Cán hướng dẫn khoa học: TS NGUYỄN VĂN CHÁNH Cán chấm nhận xét : Cán chấm nhận xét : Luận văn thạc só bảo vệ HỘI ĐỒNG CHẤM BẢO VỆ LUẬN VĂN THẠC SĨ TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Ngày tháng năm 2004 Đại Học Quốc Gia Tp Hồ Chí Minh CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc Lập – Tự Do – Hạnh Phúc TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA - NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên: LÊ VĂN HẢI CHÂU Ngày, tháng, năm sinh: 01/10/1968 Phái : Nam Nơi sinh: Thừa Thiên-HUẾ Chuyên ngành: VẬT LIỆU VÀ CẤU KIỆN XÂY DỰNG Mã số: 2.15.06 I TÊN ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU BÊ TÔNG CƯỜNG ĐỘ CAO MÁC LỚN HƠN 800 CÓ TÍNH DẺO CAO ĐỂ PHỤC VỤ CÁC CÔNG TRÌNH ĐẶC BIỆT CHỊU TẢI TRỌNG LỚN II NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG Xác định loại đá thích hợp để chế tạo bê tông cường độ cao mác lớn 800 Dùng phương pháp phân tích khảo sát xác định thành phần khoáng đá Nghiên cứu tính chất hỗn hợp đá dăm thích hợp cho bê tông cường độ cao Vai trò phụ gia khoáng Silicafume phụ gia siêu dẻo để nâng cao cường độ đá xi măng, tăng cường liên kết vùng truyền bề mặt cốt liệu đá xi măng (dùng phương pháp phân tích đại) Nghiên cứu vùng truyền bề mặt cốt liệu đá xi măng ảnh hưởng đến tính chất phát triển cường độ bê tông cường độ cao (dùng phương pháp phân tích đại) Thiết kế thành phần nguyên vật liệu hỗn hợp bê tông nghiên cứu mối quan hệ thành phần đến tính chất bê tông cường độ cao mác lớn 800 (dùng phương pháp quy hoạch thực nghiệm phương pháp tính toán cấp phối) Thực nghiệm tính chất hỗn hợp bê tông bê tông cường độ cao mác lớn 800 III NGÀY GIAO NHIỆM VỤ : 09/02/2004 IV NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VU Ï: V HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN : TS NGUYỄN VĂN CHÁNH CÁN BỘ HƯỚNG DẪN CHỦ NHIỆM NGÀNH BM QUẢN LÝ NGÀNH TS NGUYỄN VĂN CHÁNH PGS.TS PHAN XUÂN HOÀNG TS NGUYỄN VĂN CHÁNH Nội dung đề cương luận văn thạc só Hội Đồng Chuyên Ngành thông qua Ngày tháng năm 2004 PHÒNG ĐÀO TẠO SĐH KHOA QUẢN LÝ NGÀNH LỜI CẢM ƠN Đầu tiên chân thành cảm ơn sâu sắc đến Thầy hướng dẫn - TS Nguyễn Văn Chánh, người đưa gợi ý hình thành ý tưởng đề tài hướng dẫn thực hoàn thành luận án Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành đến quý Thầy - Cô cống hiến nhiều thời gian, công sức, tâm huyết tận tình để truyền đạt kiến thức bổ ích cần thiết suốt trình học tập Tôi ghi nhận quan tâm giúp đỡ tạo điều kiện thuận lợi Thầy - Cô Bộ môn Vật liệu xây dựng, Phòng thí nghiệm vật liệu xây dựng, Phòng thí nghiệm thạch học thuộc viện dầu khí Việt nam, Phòng thí nghiệm chuyên sâu trường đại học Cần thơ để hoàn thành nghiên cứu thực nghiệm Cuối xin cám ơn bạn bè, đồng nghiệp gia đình giúp đỡ, động viên để có thêm nghị lực hoàn thành luận văn thạc só Tháng 12 năm 2004 Tác giả TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ Tên đề tài: Nghiên cứu bê tông cường độ cao mác lớn 800 có tính dẻo cao để phục vụ công trình đặc biệt chịu tải trọng lớn 1.Tính cấp thiết đề tài Có loại vật liệu dùng ngành xây dựng đại, vật liệu vượt qua bê tông sức chịu lực, giá trị tính đa dạng Bê tông loại vật liệu sử dụng phổ biến loại vật liệu thiếu giai đọan đến Vì xu hướng giới Việt nam ngày nâng cao chất lượng bê tông mà đặc biệt tiêu cường độ để nâng cao chất lượng công trình xây dựng Do đó, nghiên cứu chế tạo loại bê tông có tính ưu việt bê tông thông thường cần thiết cấp bách giai đọan Mục tiêu phạm vi nghiên cứu Nghiên cứu bê tông mác lớn 800 hỗn hợp bê tông có tính dẻo phù hợp điều kiện chế tạo thi công Việt nam Phương pháp nghiên cứu Nghiên cứu lý thuyết sở tài liệu tổng quan Thực nghiệm theo phương pháp tiêu chuẩn phi tiêu chuẩn Những đóng góp luận văn - Tổng quan tình hình nghiên cứu bê tông cường độ cao giới nước - Nghiên cứu lọai cốt liệu phương pháp thiết kế cấp phối hạt cốt liệu sử dụng cho bê tông cường độ cao - Nghiên cứu thiết kế cấp phối bê tông cường độ cao theo phương pháp quy hoạch thực nghiệm - Nghiên cứu cấu trúc bê tông cường độ cao có sử dụng phụ gia khóang họat tính phụ gia siêu dẻo theo phương pháp cấu trúc đại - Nêu yêu cầu kỹ thuật nguyên vật liệu, quy trình kỹ thuật, tính chất BTCĐC mác lớn 800 có tính dẻo cao để đưa vào áp dụng cho công trình đặc biệt chịu tải trọng độ bền vững cao Cấu trúc luận văn Luận văn bao gồm phần mở đầu, chương, phần kết luận tài liệu tham khảo, gồm 124 trang thuyết minh, 38 hình vẽ, 53 bảng biểu 11 hình chụp Luận văn tốt nghiệp Cao học Thầy HD: TS NGUYỄN VĂN CHÁNH MỤC LỤC Trang Lời cảm ơn Tóm tắt luận án Mục lục Mở đầu Chương Tổng quan tình hình nghiên cứu ứng dụng bê tông cường độ cao 10 1.1 Một số đặc tính cải tiến bê tông cường độ cao 10 1.2 Tình hình nghiên cứu bê tông cường độ cao giới 11 1.3 Tình hình nghiên cứu bê tông cường độ cao Việt nam 18 1.4 Một số công trình ứng dụng bê tông cường độ cao 24 1.5 Kết luận 26 1.6 Mục tiêu nghiên cứu đề tài 27 1.7 Nhiệm vụ nghiên cứu 27 1.8 Ý nghóa khoa học thực tiễn đề tài 27 Chương Cơ sở khoa học liên quan đề tài nghiên cứu 29 2.1 Lý thuyết vùng truyền bề mặt cốt liệu đá xi măng bê tông cường độ cao 29 2.2 Các biện pháp chủ yếu nâng cao cường độ bê tông 34 2.3 Vai trò yêu cầu nguyên vật liệu thành phần 36 2.4 Phương pháp nghiên cứu 41 2.5 Kết luận 58 Chương Nghiên cứu tính chất kỹ thuật nguyên vật liệu thiết kế cấp phối cở hạt cát – đá dùng để chế tạo bê tông cường độ cao 59 3.1 Nghiên cứu tính chất kỹ thuật nguyên vật liệu sử dụng để chế tạo bê tông cường độ cao 59 3.2 Thiết kế cấp phối cỡ hạt cát đá dăm dùng cho bê tông cường độ cao 66 3.3 Kết luận HVTH: LÊ VĂN HẢI CHÂU 75 Lớp VL&CKXD – K.13 Luận văn tốt nghiệp Cao học Thầy HD: TS NGUYỄN VĂN CHÁNH Chương Thiết kế cấp phối bê tông cường độ cao tối ưu hóa phương pháp quy hoạch thực nghiệm 76 4.1 Thiết kế bê tông cường độ cao theo phương pháp ACI 211-91 76 4.2 Thiết kế cấp phối bê tông cường độ cao theo phương pháp quy hoạch thực nghiệm 79 4.3 Kết thực nghiệm 82 4.4 Kết luận 100 Chương Nghiên cứu cấu trúc tính chất kỹ thuật bê tông cường độ cao 101 5.1 Đặt vấn đề 101 5.2 Tính chất nguyên vật liệu sử dụng 101 5.3 Nghiên cứu ảnh hưởng nguyên vật liệu thành phần đến tính dẻo hỗn hợp bê tông cường độ cao 103 5.4 Nghiên cứu ảnh hưởng nguyên vật liệu thành phần đến cường độ bê tông cường độ cao 109 5.5 Nghiên cứu hình thành cấu trúc bê tông cường độ cao 115 5.6 Kết luận 118 Kết luận đề tài 120 Kiến nghị 121 Tài liệu tham khảo 122 DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1 Cấp phối thành phần bê tông cường độä cao Pháp 12 Bảng 1.2 Cấp phối thành phần bê tông cường độä cao Mỹ 12 Bảng 1.3 So sánh hiệu tiết kiệm cốt thép cấu kiện sử dụng bê tông cường độ cao 17 Bảng 1.4 Hiệu kinh tế sử dụng bê tông cường độ cao 17 Bảng 1.5 Mối quan hệ Rn/ Rx N/X 18 Bảng 1.6 So sánh cường độ chịu nén bê tông sử dụng tro trấu silicafume 20 Bảng 1.7 Thành phần nguyên vật liệu cho bê tông mác 600 800 22 HVTH: LÊ VĂN HẢI CHÂU Lớp VL&CKXD – K.13 Luận văn tốt nghiệp Cao học Thầy HD: TS NGUYỄN VĂN CHÁNH Bảng 1.8 Kết thí nghiệm cường độ chịu nén bê tông mác 600 800 23 Bảng 1.9 Một số cầu lớn giới dùng bê tông cường độ cao 24 Bảng 2.1 Độ sụt đề nghị cho số lọai công trình 43 Bảng 1.2 Lượng nước trộn sơ tương ứng với độ sụt kích thước cở hạt lớn đá dăm 45 Bảng 2.3 Mối quan hệ tỉ lệ N/X CKD/X với cường độ nén bê tông 47 Bảng 2.4 Thể tích đá dăm ứng với đơn vị thể tích bê tông theo kích thước cở hạt lớn đá dăm mô đun độ lớn cát 49 Bảng 2.5 Khối lượng thể tích hỗn hợp bê tông ứng với kích thước cở hạt lớn đá dăm 51 Bảng 2.6 Ma trận thực nghiệm yếu tố toàn phần 56 Bảng 2.7 Ma trận quy hoạch trực giao cấp 2, ba yếu tố 57 Bảng 3.1 Tính chất vật lý cát 59 Bảng 3.2 Thành phần hạt cát 60 Bảng 3.3 Thành phần khóang vật đá 61 Bảng 3.2 Tính chất vật lý đá 62 Bảng 3.5 Thành phần hạt đá 62 Bảng 3.6 Các tiêu xi măng 63 Bảng 3.7 Thành phần hóa học phụ gia silicafume 64 Bảng 3.8 Cấp phối cỡ hạt cát, đá dăm thành phần hạt theo yêu cầu 68 Bảng 3.9 Thành phần hạt cát đá dăm theo phương pháp đồ thị 70 Bảng 3.10 Phần trăm lọt sàng cát đá dăm 72 Bảng 3.11 Xác định thành phần cở hạt cát đá dăm 72 Bảng 3.12 Thành phần hạt cát đá dăm theo phương pháp số học 73 Bảng 3.13 Thành phần cở hạt cát đá dăm cho bê tông cường độ cao 74 Bảng 4.1 Cấp phối sơ thiết kế theo ACI 211-91 78 Bảng 4.2 Mã hóa giá trị thí nghiệm 79 Bảng 4.3 Kế hoạch thí nghiệm 80 Bảng 4.4 Ma trận thành phần bê tông thực nghiệm 81 HVTH: LÊ VĂN HẢI CHÂU Lớp VL&CKXD – K.13 Luận văn tốt nghiệp Cao học - 111 - Thầy HD: TS NGUYỄN VĂN CHÁNH Khi hàm lượng xi măng tăng, giữ cố định yếu tố thành phần lại nhận thấy cường độ BTCĐC tăng lên Điều hàm lượng xi măng tăng lên, thể tích vữa đủ lớn để bao bọc hạt cốt liệu lớn, hỗn hợp BTCĐC có độ dẻo tốt để lấp đầy khoảng trống bê tông tạo đặc sít Cường độ chịu nén, MPa cao bê tông rắn cường độ chịu nén BTCĐC tăng leân 100 SP = 1% SF = 10% N/CKD = 0,24 80 60 40 20 493 523 X (kg) 563 Hình 5.7 : nh hưởng hàm lượng xi măng đến cường độ chịu nén BTCĐC 5.4.3 nh hưởng phụ gia silicafume đến cường độ chịu nén BTCĐC Hàm lượng silicafume thay đổi từ 5, 10 đến 15% so với lượng xi măng, cố định thành phần lại nh hưởng phụ gia silicafume đến cường độ chịu nén BTCĐC thể bảng 5.11 hình 5.8 Bảng 5.11 Kết cường độ chịu nén BTCĐC thay đổi hàm lượng SF Tên cấp phối SF, % Rn28 ngày , MPa CP6 84,6 CP1 10 91,3 CP7 15 86,8 HVTH: LÊ VĂN HẢI CHÂU Lớp VL&CKXD – K.13 Luận văn tốt nghiệp Cao học - 112 - Thầy HD: TS NGUYỄN VĂN CHÁNH Theo kết thí nghiệm cho thấy, hàm lượng phụ gia tăng lên từ – 10% cường độ bê tông tăng, hàm lượng silicafume tăng lên 15% cường độ bê tông giảm Điều tăng hàm lượng silica fume tỉ lệ N/CKD giữ nguyên nên lượng nước nhào trộn tăng lên, bê tông rắn để lại nhiều lỗ rỗng mao quản làm cho cường độ bê tông giảm Từ kết cho Cường độ chịu nén, MPa thấy nên dùng hàm lượng silica fume 10% hợp lý SP = 1% X = 523kg N/CKD = 0,24 92 90 88 86 84 82 80 10 SF (%) 15 Hình 5.8 : Aûnh hưởng hàm lượng SF đến cường độ chịu nén BTCĐC 5.4.4 nh hưởng phụ gia siêu dẻo đến cường độ chịu nén BTCĐC Tỉ lệ phụ gia siêu dẻo thay đổi từ 0,8 đến 2% theo khối lượng xi măng Kết thể bảng 5.12 hình 5.9 Bảng 5.12 Kết cường độ chịu nén BTCĐC thay đổi hàm lượng SP Tên cấp phối SP, % Rn28 ngày , MPa CP8 0,8 78,4 CP1 91,3 CP9 63,5 HVTH: LÊ VĂN HẢI CHÂU Lớp VL&CKXD – K.13 Luận văn tốt nghiệp Cao học - 113 - Thầy HD: TS NGUYỄN VĂN CHÁNH Theo kết thí nghiệm cho thấy, hàm lượng phụ gia siêu dẻo tăng từ 0,8 – 1% cường độ bê tông tăng, hàm lượng phụ gia siêu dẻo tăng lên 2% cường độ bê tông giảm Khi hàm lượng phụ gia siêu dẻo tăng lên nhiều hỗn hợp bê tông bị phân tầng, không đồng nhất, rắn cho cường Cường độ chịu nén, MPa độ thấp SF = 10% N/CKD = 0,24 X = 523kg 100 80 60 40 20 0.8 SP (%) Hình 5.9 : nh hưởng hàm lượng SP đến cường độ chịu nén BTCĐC 5.4.5 Nghiên cứu phát triển cường độ BTCĐC theo thời gian Để nghiên cứu phát triển cường độ BTCĐC ta tiến hành thí nghiệm với hai cấp phối số số 10 bảng 5.1 Mỗi cấp phối đúc mẫu để tìm cường độ chịu nén ngày tuổi 3, 7, 28 Kết trình bày bảng 5.13 hình 5.10 Bảng 5.13 Cường độ chịu nén bê tông ngày tuổi (MPa) Cường độ chịu nén Lọai bê tông ngày tuổi (MPa) 28 Thường (CP10) 12,0 16,1 22,5 BT CĐC (CP1) 71,4 84,2 91,3 HVTH: LÊ VĂN HẢI CHÂU Lớp VL&CKXD – K.13 Luận văn tốt nghiệp Cao học - 114 - Thầy HD: TS NGUYỄN VĂN CHÁNH 100.0 Cường độ chịu nén, MPa 90.0 80.0 70.0 BT CĐC 60.0 CP1 50.0 CP2 BT thườ ng 40.0 30.0 20.0 10.0 0.0 0 10 15 20 25 28 30 Thời gian, ngày Hình 5.10 Sự phát triển cường độ bê tông theo thời gian Từ biểu đồ thấy BTCĐC có tốc độ tăng cường độ giai đọan đầu cao so với bê tông thường, giai đọan sau khác không đáng kể Sau ngày, cường độ chịu nén BTCĐC đạt 78,2 % cường độ chịu nén 28 ngày tuổi, sau ngày 92,2% Còn bê tông thường, sau ngày tuổi đạt 53,3%, sau ngày đạt 71,6% cường độ chịu nén 28 ngày tuổi Sự tăng cường độ nhanh nhiều so với bê tông thường BTCĐC có sử dụng phụ gia siêu mịn MB-SF, nhiệm vụ lấp đầy lỗ vi rỗng mà hạt xi măng không vào có khả tác dụng với sản phẩm xi măng thủy hóa hay thân thành phần xi măng, tạo sản phẩm phần tử khó tan (chất kết tủa) làm tăng cường độ bê tông Ngoài ra, sử dụng phụ gia siêu dẻo SP8S, loại phụ gia gốc polyme cao phân tử tổng hợp, sử dụng chúng hỗn hợp bê tông, bám hút chúng lên bề mặt hạt chất kết dính cốt liệu làm cho hạt phân tán tốt khoảng cách hạt lớn lên, hỗn hợp bê tông đặc sít cho cường độ cao HVTH: LÊ VĂN HẢI CHÂU Lớp VL&CKXD – K.13 Luận văn tốt nghiệp Cao học - 115 - Thầy HD: TS NGUYỄN VĂN CHÁNH 5.5 Nghiên cứu hình thành cấu trúc bê tông cường độ cao 5.5.1 Cấu trúc bê tông cường độ cao a) bê tông thường b) bê tông cường độ cao Hình 5.11 Bề mặt mẫu bê tông kính hiển vi điện tử phân cực Sau chế tạo mẫu theo yêu cầu, để thấy cấu trúc bên bê tông, mẫu quan sát kính hiển vi điện tử phân cực (chụp phòng thí nghiệm thạch học – Viện dầu khí Việt nam – hình 5.11) kính hiển vi địên tử quét - SEM ( chụp phòng thí nghiệm chuyên sâu – Trường đại học Cần thơ – hình 5.12) mô tả cấu trúc bên mẫu Quan sát hình ta thấy cấu trúc bê tông cường độ cao đặc sít hơn so với bê tông thường, điều ø bố trí xếp hạt bê tông cường độ cao hợp lý giải lỗ rỗng bê tông tăng diện tích tiếp xúc hạt cốt liệu (giữa hạt với hạt xung quanh hạt) Trong bê tông thường, phân bố Ca(OH)2 dày đặc vùng lân cận bề mặt đá, với bê tông cường độ cao chúng phân bố rải rác phần hồ xi măng Điều nguyên nhân thể tích lỗ rỗng mao quản dẫn nước bê tông thường lớn bê tông cường độ cao HVTH: LÊ VĂN HẢI CHÂU Lớp VL&CKXD – K.13 Luận văn tốt nghiệp Cao học - 116 - Thầy HD: TS NGUYỄN VĂN CHÁNH 5.5.2 Cấu trúc đá ximăng Trong đá xi măng, lỗ rỗng tồn có ảnh hưởng lớn đến Tính bền cấu trúc Các lỗ rỗng tồn dạng: lỗ rỗng mao dẫn lỗ rỗng hạt xi măng Lỗ rỗng mao dẫn tạo lượng nước dư thừa để lại trình hydrat xi măng Để hạn chế lỗ rỗng này, bê tông cường độ cao người ta thường hạn chế tỉ lệ N/CKD nhỏ 0,35 Khi tính công tác hỗn hợp bê tông giảm, phải sử dụng phụ gia siêu dẻo cải thiện tính chất Hiện tượng vón cục hạt xi măng kích thước thân hạt xi măng lớn nên tạo lỗ rỗng đáng kể cho bê tông Để giải vấn đề này, người ta bổ sung vào thành phần BTCĐC lượng sản phẩm siêu mịn (muội silic, tro bay…) Lượng hạt lấp đầy lỗ rỗng mà hạt xi măng không lọt vào được, đồng thời với kích thước nhỏ hạt xi măng nhiều nên bao bọc quanh hạt xi măng tạo thành lớp ngăn cách không cho hạt xi măng vón tụ lại với Quan sát hình 5.11, bề rộng khe hở chèn đầy hồ xi măng phần tử cốt liệu lớn bê tông thường lớn bê tông cường độ cao Sự khác biệt chúng phần trăm thể tích tuyệt đối đá dăm bê tông thường nhỏ BTCĐC phân bố đường cong cấp phối cở hạt BTCĐC hợp lý Quan sát hình 5.12 ta thấy, bê tông thường lắng đọng phân tử Ca(OH)2 lớn, có nhiều lổ rỗng gel C-S-H Điều nhìn thấy rõ phóng đại lên 15.000 lần, khoáng Ca(OH)2 ï lỗ rỗng nhìn thấy rõ ràng Trong BTCĐC phần HVTH: LÊ VĂN HẢI CHÂU Lớp VL&CKXD – K.13 Luận văn tốt nghiệp Cao học - 117 - Thầy HD: TS NGUYỄN VĂN CHÁNH xi măng bê tông gel C-S-H phân bố dày đặc hơn, khoáng Ca(OH)2 có mặt so với bê tông thường HVTH: LÊ VĂN HẢI CHÂU Lớp VL&CKXD – K.13 Luận văn tốt nghiệp Cao học - 118 - Thầy HD: TS NGUYỄN VĂN CHÁNH a) d) b) e) c) f) a- b- c : Cấu trúc bê tông thường d-e-f : Cấu trúc bê tông cường độ cao Hình 5.12 Cấu trúc bê tông HVTH: LÊ VĂN HẢI CHÂU Lớp VL&CKXD – K.13 Luận văn tốt nghiệp Cao học - 119 - Thầy HD: TS NGUYỄN VĂN CHÁNH 5.5.3 Cấu trúc vùng tiếp xúc đá xi măng cốt liệu Cấu trúc vùng tiếp xúc hồ xi măng – cốt liệu có ý nghóa định cho loại BTCĐC Cấu trúc bề mặt tiếp xúc hồ xi măng đá BTCĐC đồng đặc sít so với bê tông thường Vùng tiếp xúc BTCĐC không chứa nước, không tồn CaO tự do, vữa xi măng có độ đặc lớn lực bám dính với cốt liệu cao tỉ lệ N/CKD nhỏ tỉ diện tích bề mặt hạt silicafume cao Do mặt tiếp xúc hồ xi măng cốt liệu cải thiện hóa đá, nên BTCĐC chịu nén vết nứt không qua bề mặt tiếp xúc hồ xi măng cốt liệu mà qua hạt cốt liệu Hình 5.12 cho thấy gel CSH BTCĐC phân bố dày đặc so với bê tông thường, điều BTCĐC có sử dụng phụ gia silicafume nên SiO2 tác dụng với CH sinh trình hydrat hóa xi măng tạo thêm sản phẩm C-S-H 5.6 Kết luận Với nguyên vật liệu lựa chọn, có sử dụng phụ gia silicafume phụ gia siêu dẻo SP8S chế tạo hỗn hợp bê tông có tính dẻo cao Khi sử dụng silicafume phụ gia siêu dẻo làm cho hỗn hợp bê tông đặc sít hơn, làm tăng tính dẻo cho hỗn hợp tăng cường độ bê tông Vì silicafume vừa có tính lấp đầy vừa có phản ứng pozzolanit Khi sử dụng tỉ lệ N/CKD =0,24 làm cho BTCĐC có cấu trúc đặc sít cho cường độ cao Sự phát triển cường độ BTCĐC tăng nhanh giai đoạn đầu, giai đoạn sau khác không đáng kể so với bê tông thông thường Đối với bê tông thường lượng canxi phân bố dày đặc vùng lân cận vùng bề mặt tiếp xúc cốt liệu, ngược lại bê tông cường độ cao chúng bố trí rải rác hồ chất kết dính HVTH: LÊ VĂN HẢI CHÂU Lớp VL&CKXD – K.13 Luận văn tốt nghiệp Cao học - 120 - Thầy HD: TS NGUYỄN VĂN CHÁNH Lượng Ca(OH)2 tồn BTCĐC hơn, dạng tinh thể lục giác có kích thước nhỏ so với bê tông thường, gel CSH tồn nhiều phân bố đồng theo hướng Mạng cấu trúc vó mô bê tông cường độ cao có phân bố đồng đặc sít so với bê tông thường Các phân tử thủy hóa bám chặt với hạt vật liệu chưa thủy hóa với cốt liệu hai loại bê tông Quan sát mẫu bê tông thường ta thấy vùng chuyển tiếp có nhiều Ca(OH)2 tồn bề mặt hồ ximăng cốt liệu, có nhiều lỗ rỗng bê tông cường độ cao nhiều khóang C-S-H mật độ lỗ tỗng HVTH: LÊ VĂN HẢI CHÂU Lớp VL&CKXD – K.13 Luận văn tốt nghiệp Cao học - 121 - Thầy HD: TS NGUYỄN VĂN CHÁNH KẾT LUẬN CỦA ĐỀ TÀI Từ kết qủa nghiên cứu đề tài đưa số kết luận sau: Đã tổng quan có hệ thống nghiên cứu BTCĐC giới nước cách có hệ thống Muốn chế tạo BTCĐC phải sử dụng tỉ lệ N/CKD < 0,35, sử dụng phụ gia vô họat tính silicafume, fly ash…., kết hợp với phụ gia siêu dẻo Sự áp dụng BTCĐC vào công trình xây dựng đem lại hiệu kinh tế cấu kiện bê tông công trình Đã xây dựng có sở khoa học phương pháp thiết kế cấp phối cỡ hạt cốt liệu đặc sít chế tạo BTCĐC Với hai lọai cát đá dăm sử dụng đề tài phối hợp với tỉ lệ C/C+Đ = 0,37 cho cấp phối cỡ hạt tốt Đã sử dụng phương pháp quy hoạch thưc nghiệm để thiết kế cấp phối thành phần tối ưu nguyên vật liệu cho BTCĐC Các kết phương trình BTCĐC mác lớn 800 Rn(28) =80 – 6,2661X1 – 2,4187X2 + 3,9532X12 – 3,4255X32 Khi sử dụng phụ gia silica fume với hàm lượng 10%, hàm lượng phụ gia siêu dẻo SP8S 1%, tỉ lệ N/CKD = 0,24 cho bê tông đạt độ dẻo cường độ tốt nhất, thiết kế BTCĐC mác lớn 800 độ dẻo (SN, cm) hỗn hợp bê tông từ 16 - 18cm Đã nghiên cứu cấu trúc quy luật ảnh hưởng nguyên vật liệu thành phần đến tính dẻo cường độ chịu nén BTCĐC Khi sử dụng phụ gia silicafume cho BTCĐC làm cho cấu trúc bê tông đặc sít chèn vào khoảng trống hạt cốt lịêu HVTH: LÊ VĂN HẢI CHÂU Lớp VL&CKXD – K.13 Luận văn tốt nghiệp Cao học - 122 - Thầy HD: TS NGUYỄN VĂN CHÁNH hạt xi măng, đồng thời có phản ứng pozolanic silica fume Ca(OH)2 đá xi măng tạo nên nhiều khoáng C-S-H cấu trúc bê tông Tổn thất độ sụt BTCĐC chậm so với bê tông thường có thuận lợi cho bê tông trộn sẵn nhà máy vận chuyển đến công trường Sự phát triển cường độ BTCĐC thời gian đầu nhanh so với bê tông thường BTCĐC có cấu trúc đặc sít hơn, lượng Ca(OH)2 hơn, gel C-S-H nhiều hơn, lỗ rỗng nên BTCĐC chống thấm, chống ăn mòn tốt bê tông thường KIẾN NGHỊ Vì thời gian làm luận văn có hạn trình độ hạn chế nên số vấn đề cần phải nghiên cứu tiếp tục như: Các tính chất học bê tông cường độ cao: cường độ chịu kéo, mô đun đàn hồi, từ biến, hệ số poisson….để có đầy đủ liệu làm sở tính toán thiết kế BTCĐC cho công trình xây dựng Tìm phụ gia thay cho silica fume để chế tạo BTCĐC mác lớn 800 có tính dẻo cao Nghiên cứu điều kiện dưỡng hộ cho BTCĐC để đưa vào nhà máy sản xuất cấu kiện bê tông cốt thép đúc sẵn Nghiên cứu áp dụng BTCĐC cho công trình xây dựng nước HVTH: LÊ VĂN HẢI CHÂU Lớp VL&CKXD – K.13 Luận văn tốt nghiệp Cao học 123 Thầy HD: TS NGUYỄN VĂN CHÁNH TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Nguyễn Tiến Bình: “Nghiên cứu chế tạo bê tông cường độ cao mác 600 sử dụng tro trấu thay Silicafume Luận văn thạc só 2001 [2] Nguyễn Cảnh “Quy hoạch thực nghiệm” Trường ĐH Bách khoa Tp.HCM [3] Nguyễn Văn Chánh, Trần Văn Miền: Ứng dụng bê tông cường độ cao cốt sợi bazan cho công trình chịu tải trọng động Tạp chí thông tin phát triển KHCN BT Việt nam, Hội KHKTXDVN 6-2003 [4] Nguyễn Văn Chánh, Lê Văn Hải Châu, Nguyễn Thị Hoàng Yến: Superplasticizer and Mineral admixture in concrete Proceeding of International symposium on Advanced and Engineering May-2004, Pukyyong National Univ and HCMUT [5] ] Nguyễn Văn Chánh: Đặc trưng kỹ thuật bê tông bơm Tạp chí thông tin phát triển KHCN BT Việt nam, Hội KHKTXDVN 6-2003 [6] Nguyễn Văn Chánh, Nguyễn Ninh Thụy, Bùi Tấn Phát: Bê tông tự lèn, Tạp chí phát triển khoa học công nghệ ĐHQG Tp HCM, tháng 5,6 -2000 [7] Nguyễn Văn Chánh, Trần Văn Miền: Basalte fiber reinfored high strength concrete, Proceeding of International concrete Our world in concrete and Structures, Aug-2003 Singapore [8] Lê Đỗ Chương, Phan Xuân Hoàng: Giáo trình VLXD Nhà xuất ĐH&THCN 1979 [9] Bùi Văn Chén Hóa lý silicat Trường ĐHBK Hà nội 1979 [10] Nguyễn Đăng Đo: “Chế tạo bê tông cường độ cao từ xi măng tông thường” [11] Phan Xuân Hoàng: Bài giảng VLXD nâng cao Lớp cao học vật liệu & cấu kiện xây dựng khóa 13 [12] Phạm Duy Hữu, Nguyễn Long: Bê tông cường độ cao Nhà xuất Xây dựng 2004 HVTH: LÊ VĂN HẢI CHÂU Lớp VL&CKXD – K.13 Luận văn tốt nghiệp Cao học 124 Thầy HD: TS NGUYỄN VĂN CHÁNH [13] Phạm Duy Hữu: “Đặc tính, công thức khả ứng dụng Bê tông cường độ cao” Đặc san công nghiệp bê tông Việt nam Số 2, tháng 5/2003 [14] Phạm Duy Hữu: “Bê tông cường độ cao có sử dụng muội Sisic” Hội thảo khoa học tòan quốc 2003 [15] Phùng Văn Lự, Phạm Duy Hữu, Phan Khắc Trí Giáo trình VLXD Nhà xuất giáo dục 2002 [16] Võ Đình Lương Bài giảng Chất kết dính nâng cao Lớp cao học vật liệu & cấu kiện xây dựng khóa 13 [17] Bùi Tấn Phát, Hồ Anh Dũng: “Nghiên cứu thực nghiệm thành phần tính chất bê tông cường độ cao” Luận văn kỹ sư 2000 [18] ACI 2114 R Guide for selecting proportious for HSC with Porland cement and Fly Ash [19] Design and control of concretes mixtrures by steven H Kosmatka and William C third printing1992 [20] Micro Silica – Technical Prochures MicroSilicca NZ Ltd [21] Silicafume in Concrete Silicafume Association and Federal Highway Administration, USA [22] S.P Shah & S.H Ahmad: “High Performance Concrete: Properties and Applications”.USA.1994 [23] Skarendahl A : High Performance Connrete – Properties and Prodution Swedish Intitute for Cement and Concrete Research 1996 [24] Tiêu chuẩn ACI (Mỹ) [25] Tiêu chuẩn Xây dựng Việt nam Nhà xuất xây dựng 1999 HVTH: LÊ VĂN HẢI CHÂU Lớp VL&CKXD – K.13 TÓM TẮT LÝ LỊCH TRÍCH NGANG Họ tên: LÊ VĂN HẢI CHÂU Ngày, tháng, năm sinh: 01-10-1968 Nơi sinh: Thừa thiên - Huế Địa liên lạc: 112/4E Khu phố Tổ Phường Tân Thới Nhất Q 12 Tp.HCM Nơi công tác: Trường Đại Học Bách Khoa Tp HCM Quá trình đào tạo Từ 1995 – 2000 : học đại học Trường Đại Học Bách Khoa Tp HCM Từ 2002 – 2004 : học sau đại học Trường Đại Học Bách Khoa Tp HCM Quá trình công tác Từ 2000 đến công tác Trường Đại Học Bách Khoa Tp HCM ... TÀI: NGHIÊN CỨU BÊ TÔNG CƯỜNG ĐỘ CAO MÁC LỚN HƠN 800 CÓ TÍNH DẺO CAO ĐỂ PHỤC VỤ CÁC CÔNG TRÌNH ĐẶC BIỆT CHỊU TẢI TRỌNG LỚN II NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG Xác định loại đá thích hợp để chế tạo bê tông cường. .. việc tiếp tục nghiên cứu cần thiết Tên đề tài là: NGHIÊN CỨU BÊ TÔNG CƯỜNG ĐỘ CAO MÁC LỚN HƠN 800 VÀ CÓ TÍNH DẺO CAO ĐỂ PHỤC VỤ CHO CÁC CÔNG TRÌNH XÂY DỰNG ĐẶC BIỆT CHỊU TẢI TRỌNG LỚN HVTH: LÊ... LUẬN VĂN THẠC SĨ Tên đề tài: Nghiên cứu bê tông cường độ cao mác lớn 800 có tính dẻo cao để phục vụ công trình đặc biệt chịu tải trọng lớn 1 .Tính cấp thiết đề tài Có loại vật liệu dùng ngành xây