Nghiên cứu chế tạo vữa cường độ cao dùng trong sửa chữa các vết nứt tại các công trình

ĐỒN THANH NIÊN CỘNG SẢN HỒ CHÍ MINH BAN CHẤP HÀNH TP HỒ CHÍ MINH -CƠNG TRÌNH DỰ THI GIẢI THƯỞNG SINH VIÊN NGHIÊN CỨU KHOA HỌC EURÉKA LẦN THỨ XIX NĂM 2017 TÊN CƠNG TRÌNH: NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO VỮA CƯỜNG ĐỘ CAO, DÙNG TRONG SỬA CHỮA CÁC VẾT NỨT TẠI CÁC CƠNG TRÌNH LĨNH VỰC NGHIÊN CỨU: QUY HOẠCH, KIẾN TRÚC VÀ XÂY DỰNG CHUYÊN NGÀNH: XÂY DỰNG Mã số cơng trình: 1 MỤC LỤC MỞ ĐẦU 1.1 Tính cấp thiết đề tài 1.2 Mục đích nghiên cứu 1.3 Phương pháp nghiên cứu HIỆN TRẠNG NGUỒN NGUYÊN LIỆU 2.1 Sợi kim loại 2.2 Nguồn tro bay NGHIÊN CỨU ĐỀ TÀI 3.1 Nguồn vật liệu sử dụng 3.2 Kích thước hình học mẫu nghiên cứu 3.3 Chế tạo, bảo dưỡng nén uống mẫu 3.4 Tính tốn cấp phối vữa 4.KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM KẾT LUẬN: 10 ỨNG DỤNG 11 KIẾN NGHỊ 11 TÀI LIỆU THAM KHẢO 12 Danh Mục Bảng Bảng 1: Thành Phần Các Loại Vật Liệu Của Mẫu Thí Nghiệm Bảng 2: Kiểm Tra Sức Kháng Uốn Của Mẫu Thí Nghiệm Bảng 3: Kiểm Tra Sức Kháng Nén Của Mẫu Thí Nghiệm 10 Danh Mục Hình Hình1: Vết nứt cơng trình Hình 2: Sợi kim loại phế thải sinh hoạt Hình 3: Tro bay từ nhà máy nhiệt điện Phả Lại Hình 4: Cân đong chuẩn bị thành phần cốt liệu Hình 5:Kích thước hình học mẫu vữa M75 Hình 6: Trộn nguyên liệu thành phần thành hỗn hợp đồng Hình 7: Mẫu đúc khn chuẩn máy đầm nén Hình 8: Bảo dưỡng,dáng nhãn, thành phẩm mẫu Hình 9: Uốn, Nén mẫu máy Matest Hình 10:Phần lõi bên mẫu 10 Hình 11: Hiện trạng cần sửa chữa cơng trình 11 Danh Mục Viết Tắt Số Thứ Tự Ký Hiệu Chữ Viết Tắt TCVN TCXDVN NCKH Nghiên Cứu Khoa Học GTVT Giao Thông Vận Tải Tiêu Chuẩn Việt Nam Tiêu Chuẩn Xây Dựng Việt Nam MỞ ĐẦU 1.1 Tính cấp thiết đề tài Hiện nay, tác động yếu tố môi trường làm cho cơng trình xây dựng xuất khuyết tật nứt, thấm… làm giảm hiệu khai thác cơng trình, việc nghiên cứu tìm giải pháp khắc phục vấn đề cần thiết cho cơng trình hữu Hình1: Vết nứt cơng trình Vì vậy, việc tiến hành tìm hiểu, thảo luận đưa đề tài: “Nghiên cứu chế tạo Vữa cường độ cao dùng sửa chửa vết nứt cơng trình” để giải vấn đề thực tiễn xảy 1.2 Mục đích nghiên cứu Tái sử dụng chất thải rắn sợi kim loại, tro bay nhằm nâng cao khả kháng nén, uốn, thấm Vữa xây phục vụ cho việc sữa chữa vết nứt cơng trình hữu 1.3 Phương pháp nghiên cứu - Phương pháp nghiên cứu lý thuyết: Tìm đọc, nghiên cứu kỹ đặc tính tro bay, xi măng, sợi kim loại,… ảnh hưởng tro bay, sợi kim loại đến khả chịu lực tính thấm Vữa - Phương pháp thực nghiệm: chuẩn bị loại nguyên liệu cần thiết nguyên liệu sợi kim loại, tro bay, phối trộn theo tỷ lệ khác để tạo cấp phối Vữa khác nhau, tiến hành đúc mẫu yêu cầu kỹ thuật, bão dưỡng điều kiện chuẩn, tiến hành thí nghiệm tiêu đặc trưng Vữa, để chọn cấp phối Vữa tối ưu phù hợp với nội dung nghiên cứu HIỆN TRẠNG NGUỒN NGUYÊN LIỆU 2.1.Sợi kim loại Sợi kim loại chất thải rắn, tận dụng từ việc tổng hợp, thu gom dụng cụ vệ sinh xoong, nồi… qua sử dụng từ quán ăn bình dân đến nhà hàng cao cấp Vì việc nghiên cứu để sử dụng chất thải rắn cần thiết Hình 2: Sợi kim loại phế thải sinh hoạt 2.2 Nguồn tro bay Tro bay loại chất thải rắn sinh từ trình đốt than từ nhà máy nhiệt điện, ước tính năm thải khoảng 1,3 triệu tro bay Theo dự báo, đến năm 2020 có thêm 28 nhà máy nhiệt điện, thải hàng năm vào khoảng 12 triệu tấn.Vì việc xử lí để tái sử dụng chất thải rắn vấn đề vô cấp bách Hình 3: Tro bay từ nhà máy nhiệt điện Phả Lại 5 NGHIÊN CỨU ĐỀ TÀI 3.1 Nguồn vật liệu sử dụng -Tro bay: lấy từ nguồn tro bay nhà máy nhiệt điện Phả Lại, hàm lượng dùng theo tỷ lệ Tro bay/ Xi măng 25% Tỷ lệ lấy từ kết nghiên cứu “khả chống thấm Bê tơng” nhóm NCKH năm 2016* -Xi măng: sử dụng xi măng Holcim PCB40 -Cát: sử dụng dùng để đổ mẫu thỏa mãn yêu cầu TCVN 1770– 1986: Cát xây dựng – Yêu cầu kĩ thuật - Nước: sử dụng dùng để đổ mẫu nước máy, thỏa mãn yêu cầu TCXDVN 302– 2004: Nước trộn bê tông vữa – Yêu cầu kĩ thuật - Sợi kim loại: Sử dụng từ nguồn phế thải sinh hoạt (bùi nhùi) cắt sợi với chiều dài 2-:- 4mm, hàm lượng dùng từ 1-:-4% Hình 4: Cân đong chuẩn bị thành phần cốt liệu 3.2 Kích thước hình học mẫu nghiên cứu Chuẩn bị mẫu thử để xác định khả kháng nén, uốn theo TCVN 3121– 2003; khả chống thấm theo TCVN 3105 – 1993; mẫu có kích thước 40x40x160mm Đúc tổ mẫu, tổ mẫu gồm mẫu, có tổ mẫu đối chứng - Tổ mẫu đối chứng: Trộn thêm tro bay vào cấp phối vữa với tỷ lệ Tro bay/ Xi măng 25%, hàm lượng sợi kim loại 0% - Các tổ mẫu lại : Giữ nguyên tỷ lệ Tro bay/ Xi măng 25% trộn thêm sợi kim loại với tỷ lệ 1%; 2%; 3%; 4% 6 Lựa chọn Mác vữa M75 để nghiên cứu loại M75 thơng dụng thực tế Hình 5:Kích thước hình học mẫu vữa M75 3.3 Chế tạo, bảo dưỡng nén uống mẫu Nghiên cứu tỷ lệ nguyên liệu thành phần Tro bay/ Xi măng/Sợi kim loại để tạo cấp phối Vữa khác nhau, sau kiểm tra tiến hành thí nghiệm để xác định khả kháng nén, uốn chống thấm cho vật liệu Vữa Để từ tìm đề xuất cấp phối Vữa tối ưu Hình 6: Trộn nguyên liệu thành phần thành hỗn hợp đồng éc Hình 7: Mẫu đúc khn chuẩn máy đầm nén Hình 8: Bảo dưỡng,dáng nhãn, thành phẩm mẫu éc Hình 9: Uốn, Nén mẫu máy Matest 3.4 Tính tốn cấp phối vữa Thí nghiệm gồm 15 mẫu chia thành nhóm mẫu, thành phần vật liệu chi tiết xem bảng sau: BẢNG 1: THÀNH PHẦN CÁC LOẠI VẬT LIỆU CỦA MẪU THÍ NGHIỆM Sợi Số hiệu Nước Xi măng Tro bay Cát mẫu (ml) (g) (g) (g) Mẫu 160 184.5 61.5 1554 Mẫu 160 184.5 61.5 1554 18 Mẫu 160 184.5 61.5 1554 36 Mẫu 160 184.5 61.5 1554 54 Mẫu 160 184.5 61.5 1554 72 thép (g) Ghi éc 4.KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM -Qua q trình nghiên cứu đặc tính sợi kim loại, thấy tăng dần hàm lượng sợi kim loại từ 0% - 1% - 2% - 3% - 4% hàm lượng cốt kim loại 3% cho ta kết mẫu đạt cường độ cao -Kết thí nghiệm chi tiết tổ mẫu xem bảng sau: BẢNG 2: KIỂM TRA SỨC KHÁNG UỐN CỦA MẪU THÍ NGHIỆM SỨC KHÁNG STT TỔ MẪU M1 M2 M3 M4 M5 MẪU UỐN (KN) GHI CHÚ M1/1 0.186 Cát, Xi măng, M1/2 0.186 Tro bay, 0% Sợi M1/3 0.186 kim loại M2/1 0.317 Cát, Xi măng, M2/2 0.317 Tro bay, 1% Sợi M2/3 0.317 kim loại M3/1 0.412 Cát, Xi măng, M3/2 0.420 Tro bay, 2% Sợi M3/3 0.397 kim loại M4/1 0.426 Cát, Xi măng, M4/2 0.458 Tro bay, 3% Sợi M4/3 0.495 kim loại M5/1 0.395 Cát, Xi măng, M5/2 0.326 Tro bay, 4% Sợi M5/3 0.356 kim loại éc BẢNG 3: KIỂM TRA SỨC KHÁNG NÉN CỦA MẪU THÍ NGHIỆM SỨC KHÁNG NÉN (KN) SỨC KHÁNG NÉN TRUNG STT MẪU A B A B A BÌNH (KN) B M1 11.801 16.278 16.2 12.274 14.925 15.976 14.575 M2 14.109 13.707 13.455 17.041 12.288 17.583 14.697 M3 14.256 16.102 17.45 15.891 16.688 16.98 16.228 M4 18.362 16.176 16.279 14.656 18.252 15.131 16.476 M5 14.048 12.055 14.296 11.636 13.531 12.283 12.975 KẾT LUẬN: Theo kết thí nghiệm tổ mẫu ta thấy được, tổ mẫu ứng với 3% hàm lượng Sợi thép 25% Tro bay cho ta kết kháng nén kháng uốn tốt Do ta chọn cấp phối tổ mẫu để ứng dụng vào thực tế, cụ thể: Xi măng: 184.5 (g) Tro bay: 61.5 (g) Cát: 1554 (g) Sợi kim loại: 54 (g) Nước: 160 ml Hình 10:Phần lõi bên mẫu éc 1 ỨNG DỤNG Tô trát khuyết tật (nứt, thấm) cơng trình cũ Trát trang điểm mép, chi tiết nhỏ Hình 11: Hiện trạng cần sửa chữa cơng trình KIẾN NGHỊ Trong q trình làm thí nghiệm, nhóm nghiên cứu gặp phải số khó khăn, hạn chế sau: + Khó khăn 1: Khơng có thiết bị chuyên dụng để cắt sợi kim loại thành đoạn ngắn từ 2-:-4mm nên việc cắt thép thủ công vất vả + Khó khăn thứ 2: Khi trộn sợi thép để tạo hỗn hợp vữa đồng gặp nhiều khó khăn sợi thép phân bố cục + Hạn chế: thời gian nghiên cứu khơng dài, nhóm nghiên cứu thực nghiên cứu cho loại kích thước sợi kim loại , thay đổi hàm lượng sợi kim loại nên kết nghiên cứu phản ánh vấn đề diện hẹp Vì nhóm nghiên cứu kiến nghị: tiếp tục nghiên cứu cần phải ý đến khó khăn, hạn chế nêu để kết nghiên cứu thực có tính bao qt hơn, có độ tin cậy cao nhằm nâng cao tính thực tiễn đề tài éc TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] “Sồ tay Dùng Vữa” Nguyễn Bá Đô ( Chủ biên), Nhà Xuất Bản Khoa Học Và Kỹ Thuật Hà Nội- 2009 [2] “Bê Tông Cốt Sợi & Bê Tông Cốt Sợi Thép” Nguyễn Quang Chiêu, Nhà Xuất Bản GTVT Hà Nội-2008 [3] Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 1770:1986 Cát xây dựng - Yêu cầu kỹ thuật [4] Tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam TCXDVN 302:2004 Nước trộn bê tông vữa - Yêu cầu kỹ thuật [5] Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 3121 – 11:2003 Xác định cường độ uốn, nén vữa đóng rắn [6] Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 3105:1993 Lấy mẫu, chế tạo bảo dưỡng mẫu bê tông  ... Hình1: Vết nứt cơng trình Vì vậy, việc tiến hành tìm hiểu, thảo luận đưa đề tài: ? ?Nghiên cứu chế tạo Vữa cường độ cao dùng sửa chửa vết nứt cơng trình? ?? để giải vấn đề thực tiễn xảy 1.2 Mục đích nghiên. .. nên kết nghiên cứu phản ánh vấn đề diện hẹp Vì nhóm nghiên cứu kiến nghị: tiếp tục nghiên cứu cần phải ý đến khó khăn, hạn chế nêu để kết nghiên cứu thực có tính bao qt hơn, có độ tin cậy cao nhằm... tật (nứt, thấm) cơng trình cũ Trát trang điểm mép, chi tiết nhỏ Hình 11: Hiện trạng cần sửa chữa cơng trình KIẾN NGHỊ Trong q trình làm thí nghiệm, nhóm nghiên cứu gặp phải số khó khăn, hạn chế