Nghiên cứu chế tạo bê tông cường độ cao cốt liệu bột mịn

Đạ i Họ c Quố c Gia Thà nh Phố Hồ Chí Minh TRƯỜNG ĐẠ I HỌC BÁ CH KHOA - TRẦ N HUY HÙ NG NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO BÊ TÔNG CƯỜNG ĐỘ CAO CỐT LIỆ U BỘT MỊN Chuyê n ngà nh : Vậ t liệ u công nghệ vật liệu xây dự ng Mã số ngành : 60.58.80 LUẬN VĂ N THẠ C SĨ TP HỒ CHÍ MINH, thá ng 11 nă m 2008 CÔNG TRÌNH ĐƯC HOÀN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH Cán hướng dẫn khoa học : PGS.TS Nguyễn Văn Chánh Cán chấm nhận xét 1: Cán chấm nhận xét 2: Luận văn thạc só bảo vệ : HỘI ĐỒNG CHẤM BẢO VỆ LUẬN VĂN THẠC SĨ TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA, ngày ……………….tháng…………… năm……………… Đại học Quốc Gia Tp Hồ Chí Minh TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA PHÒNG ĐẠO TẠO SĐH CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM ĐỘC LẬP – TỰ DO – HẠNH PHÚC NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên : Trần Huy Hùng Phái: Nam Ngày, tháng, năm sinh : 31-12-1982 Nơi sinh: Kiên Giang Chuyên ngành: Vật liệu Công nghệ vật liệu xây dựng MSHV: 01906757 I- TÊN ĐỀ TÀI : NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO BÊ TÔNG CƯỜNG ĐỘ CAO CỐT LIỆU BỘT MỊN II- NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG : Tổng quan tình hình nghiên cứu bê tông cường độ cao giới nước Nghiên cứu lý thuyết khoa học chế ăn mòn bê tông Nghiên cứu đặc tính kỹ thuật hệ nguyên vật liệu toán thiết kế thành phần hỗn hợp Nghiên cứu tính chất lý bê tông cường độ cao cốt liệu bột mịn Nghiên cứu độ bền môi trường xâm thực mạnh bê tông cường độ cao cốt liệu bột mịn Kết luận đề tài kiến nghị cho phần nghiên cứu III- NGÀY GIAO NHIỆM VỤ : 21-01-2008 IV- NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ : 25-11-2008 V- CÁN BỘ HƯỚNG DẪN : PGS.TS NGUYỄN VĂN CHÁNH CÁN BỘ HƯỚNG DẪN CN BỘ MÔN QL CHUYÊN NGÀNH PGS.TS NGUYỄN VĂN CHÁNH PGS.TS NGUYỄN VĂN CHÁNH Nội dung đề cương luận văn thạc só hội đồng chuyên ngành thông qua Ngày……tháng ….năm 2008 TRƯỞNG PHÒNG ĐT – SĐH TRƯỞNG KHOA QL NGÀNH LỜI CẢM ƠN Lời đầu tiên, xin chân thành gửi lời cảm ơn sâu sắc đến Thầy hướng dẫn luận văn thạc só – PGS.TS Nguyễn Văn Chánh, người cho gợi ý hình thành nên ý tưởng đề tài, người Thầy người Cha tận tình giúp đỡ hướng dẫn hoàn thành Luận văn tốt nghiệp Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn đến quý Thầy – Cô cống hiến công sức, thời gian tâm huyết để truyền đạt kiến thức bổ ích suốt trình học tập Những kiến thức hành trang thiếu cho việc hoàn thành luận văn tốt nghiệp Và suốt thời gian học tập nghiên cứu trường Đại học Bách Khoa, quên quan tâm giúp đỡ tạo điều kiện thuận lợi Thầy – Cô môn Vật liệu xây dựng, phòng thí nghiệm vật liệu xây dựng, phòng thí nghiệm hoá phân tích phòng thí nghiệm chuyên sâu – Trường Đại học Cần Thơ để hoàn thành nghiên cứu thực nghiệm Cuối cùng, chân thành cảm ơn gia đình, bạn bè lớp cao học vật liệu K2006 em sinh viên chuyên ngành Vật Liệu Xây Dựng tham gia đóng góp ý kiến giúp đỡ hoàn thành luận văn Mặc dù Luận văn hoàn thành với tất cố gắng, phấn đấu nỗ lực thân Nhưng thời gian kiến thức hạn chế, nên không tránh khỏi thiếu sót Vì kính mong quý thầy cô, quý anh chị bạn đồng nghiệp đóng góp ý kiến để khắc phục nâng cao kiến thức Tôi xin chân thành cảm ơn Tháng 11 năm 2008 Tác giả TRẦN HUY HÙNG TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ Tên Đề tài: ” Nghiên cứu chế tạo bê tông cường độ cao cốt liệu bột mịn” Tính cấp thiết đề tài nước ta nay, công trình áp dụng công nghệ kết cấu ống thép nhồi bê tông bê tông cường độ cao cốt liệu mịn bột mịn chưa đề cập nhiều; nghiên cứu tính chất kỹ thuật công nghệ sản xuất loại bê tông chưa có báo cáo làm tiền đề cho nghiên cứu sản xuất Chính lý trên, vấn đề nghiên cứu chế tạo bê tông cường độ cao cốt liệu bột mịn vấn đề cần thiết Mục tiêu phạm vi nghiên cứu Nghiên cứu bê tông cường độ cao Mác ≥ 100 Mpa chảy dẻo cao cốt liệu lớn Phương pháp nghiên cứu  Nghiên cứu lý thuyết thực nghiệm Nghiên cứu thực nghiệm tính chất hệ nguyên vật liệu tính chất bê tông theo tiêu chuẩn thí nghiệm nước Những đóng góp Luận văn  Chương : Tổng quan tình hình nghiên cứu bê tông cường độ cao cốt liệu bột mịn  Chương : Cơ sở khoa học phương pháp nghiên cứu  Chương : Nghiên cứu đặc tính kỹ thuật nguyên vật liệu sử dụng toán thiết kế thành phần hỗn hợp  mịn Chương : Nghiên cứu tính chất bê tông cường độ cao cốt liệu bột  Chương : Nghiên cứu độ bền môi trường xâm thực mạnh bê tông cường độ cao cốt liệu bột mịn Kết luận đề tài kiến nghị cho phần nghiên cứu Cấu trúc Luận văn Luận văn gồm phần mở đầu, chương, phần kết luận tài liệu tham khảo Luận văn gồm 113 trang thuyết minh ; 63 hình vẽ, hình chụp đồ thị; 39 bảng biểu Tác giả TRẦN HUY HÙNG MỤC LỤC Trang phụ bìa Nhiệm vụ luận văn Thạc Só Lời cảm ơn Tóm tắt luận văn Thạc Só Muïc luïc Danh mục bảng Danh mục hình vẽ đồ thò Danh mục ký hiệu, chữ viết taét Phần mở đầu CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU BÊ TÔNG CƯỜNG ĐỘ CAO CỐT LIỆU BỘT MỊN .6 1.1 Tổng quan tình hình nghiên cứu bê tông cốt liệu hạt mịn nước nước 1.1.1 Các nghiên cứu giới đề cặp đến bê tông cốt liệu mịn 1.1.2 Các ứng dụng bê tông cường độ cao nước .10 1.1.2.1 Tình hình nghiên cứu sử dụng bêtông cường độ cao hệ thống giao thông Mỹ .10 1.1.2.2 Tình hình nghiên cứu sử dụng bêtông cường độ cao nước Châu Á .13 1.1.2.3 Tình hình nghiên cứu sử dụng bê tông cường độ cao nước Châu u .16 1.1.2.4 Tình hình nghiên cứu ứng dụng bêtông cường độ cao nước .17 1.2 MỤC TIÊU VÀ NHIỆM VỤ CỦA ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU 19 1.2.1 Mục tiêu nghiên cứu 19 1.2.2 Nhiệm Vụ Nghiên Cứu 20 CHƯƠNG :CƠ SỞ KHOA HỌC VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 21 2.1 Bê tông cường độ cao 21 2.2 Cơ chế ăn mòn bê tông 27 2.2.1 n mòn loại I 27 2.2.2 Aên mòn loại II 28 2.2.2.1 Aên moøn môi trường có CO2 29 2.2.2.2 Sự ăn mòn cấu trúc bê tông môi trường nước có chứa axit 31 2.2.2.3 Sự ăn mòn bê tông môi trường nước có chứa bazơ 32 2.2.2.4 Sự ăn mòn bê tông nhiều loại môi trường xâm thực 32 2.2.3 n mòn loại III 33 2.2.3.1 Quá trình ăn mòn cấu trúc bê tông môi trường muối sunfat 33 2.2.3.2 Quá trình ăn mòn cấu trúc bê tông môi trường muối clorua 34 2.3 Hệ Nguyên Vật Liệu Chế Tạo Bê Tông Cường Độ Cao 35 2.4 Bêtông cường độ cao có Cốt Sợi Polypropylene siêu mảnh 38 2.4.1 Tính dẻo dai bê tông sợi 38 2.4.2 Đặc trưng hình học sợi 38 2.5 Thiết Kế Cấp Phối Bêtông Cường Độ Cao Cốt Liệu Bột Mịn 39 2.6 Cơ Sở Thực Nghiệm 40 2.6.1 Phương pháp xác định tính chất lý nguyên vật liệu thành phần 40 2.6.2 Phương pháp xác định tính chất hỗn hợp bêtông cường độ cao cốt liệu bột mịn 40 CHƯƠNG : ĐẶC TÍNH KỸ THUẬT CỦA NGUYÊN VẬT LIỆU SỬ DỤNG & BÀI TOÁN THIẾT KẾ THÀNH PHẦN HỖN HỢP 46 3.1 Đặc tính kỹ thuật nguyên vật liệu 46 3.1.1 Ximăng 46 3.1.2 Phụ gia khoáng silica fume 47 3.1.3 Phụ gia lấp đầy siêu mịn bột cát & bột đá Ca3(PO4)2 50 3.1.4 Phụ gia dãn nỡ (Expanfluid) 51 3.1.5 Phụ gia siêu dẻo (Dynamon SP1) 52 3.1.6 Nước 55 3.1.7 Sợi Polypropylene siêu mảnh 55 3.2 Bài Toán Thiết Kế Thành Phần Hỗn Hợp Cho Bê Tông Cường Độ Cao Cốt Liệu Bột Mịn 56 CHƯƠNG : NGHIÊN CỨU CÁC TÍNH CHẤT CỦA BÊ TƠNG CƯỜNG ĐỘ CAO CỐT LIỆU BỘT MỊN 62 4.1 Nghiên cứu ảnh hưởng yếu tố đến tính công tác hỗn hợp bê tông cường độ cao cốt liệu bột mịn 62 4.1.1 nh hưởng tỉ lệ N/B đến tính dẻo hỗn hợp BTCĐC CLBM 63 4.1.2 nh hưởng tỉ lệ Q/B đến tính công tác hỗn hợp bê tông 64 4.1.3 nh hưởng Silica fume đến tính công tác hỗn hợp bê tông 65 4.1.4 Nghiên cứu ảnh hưởng sợi polypropylene đến tính chảy dẻo bê tông cường độ cao cốt liệu bột mịn 66 4.2 Nghiên cứu ảnh hưởng yếu tố đến cường độ chịu nén hỗn hợp bê tông cường độ cao cốt liệu bột mịn 68 4.2.1 nh hưởng tỉ lệ N/B đến cường độ chịu nén 68 4.2.2 nh hưởng tỉ lệ Q/B đến cường độ chịu nén 69 4.2.3 nh hưởng Silica fume đến cường độ chịu nén 70 4.2.4 Nghiên cứu phát triển cường độ chịu nén BTCĐC CLBM theo thời gian 72 4.2.5 Nghiên cứu ảnh hưởng sợi polypropylene đến cường độ chịu nén bê tông cường độ cao cốt liệu bột mịn 74 4.3 Nghiên cứu ảnh hưởng yếu tố đến cường độ chịu uốn hỗn hợp bê tông cường độ cao cốt liệu bột mịn 75 4.3.1 nh hường tỉ lệ Q/B đến cường độ chịu uốn BTCĐC CLBM 75 4.3.2 nh hường phụ gia silica fume đến cường độ chịu uốn BTCĐC CLBM 77 4.3.3 nh hường sợi Polypropylene đến cường độ chịu uốn BT CĐC CLBM 78 4.4 Nghiên cứu ảnh hưởng yếu tố đến cường độ chịu kéo hỗn hợp bê tông cường độ cao cốt liệu bột mịn 80 4.4.1 Aûnh hường tỉ lệ Q/B đến cường độ chịu kéo BTCĐC CLBM 80 4.4.2 nh hường Silica fume đến cường độ chịu kéo BTCĐC CLBM 81 4.4.3 nh hường sợi Polypropylene đến cường độ chịu kéo BTCĐC CLBM 82 4.5 Nghiên cứu độ co ngót hỗn hợp bê tông cường độ cao cốt liệu bột mịn 84 4.5.1 nh hường tỉ lệ Q/B đến độ co ngót BTCĐC CLBM 85 4.5.2 nh hường silica fume đến độ co ngót BTCĐC CLBM 86 4.5.3 nh hường sợi polypropylene đến độ co ngót BTCĐC CLBM 87 4.6 Nghiên cứu độ bền dẻo dai đánh giá khả chịu va đập hỗn hợp bê tông chưa có sợi Polypropylene có sợi Polypropylene 89 4.7 Nghiên cứu độ hút nước hỗn hợp bê tông CĐC CLBM 91 4.8 Nghiên Cứu Sự Hình Thành Cấu Trúc Của Bê Tông Cường Độ Cao Cốt Liệu Bột Mịn 91 CHƯƠNG : NGHIÊN CỨU ĐỘ BỀN TRONG MÔI TRƯỜNG XÂM THỰC MẠNH CỦA BÊ TÔNG CƯỜNG ĐỘ CAO CỐT LIỆU BỘT MỊN 95 5.1 Phương Pháp Nghiên Cứu Tạo Ra Môi Trường n Mòn &ø Ngâm Mẫu Thử 95 5.1.1 Phương pháp nghiên cứu tạo môi trường ăn mòn ngâm mẩu thử 95 5.1.2 Phương pháp thử nhanh ăn mòn cấu trúc bê tông theo chu kỳ 96 5.1.3 Phương pháp tiến hành thực nghiệm 96 5.2 Nghiên cứu thay đổi khối lượng 97 5.2.1 Nghieân cứu thay đổi khối lượng bê tông ngâm môi trường axit sunfuaric H2SO4 5% 97 5.2.2 Nghiên cứu thay đổi khối lượng bê tông ngâm môi trường axit Clohydric HCl 5% 99 5.2.3 Nghiên cứu thay đổi khối lượng bê tông ngâm môi trường muối Natri Clorua (NaCl 26,4%) 101 ... ” Nghiên cứu chế tạo bê tông cường độ cao cốt liệu bột mịn” Tính cấp thiết đề tài nước ta nay, công trình áp dụng công nghệ kết cấu ống thép nhồi bê tông bê tông cường độ cao cốt liệu mịn bột. .. 4.25 Sự liên kết bê tông cường độ cao & sợi Polypropylene 92 Hình 4.26 Cấu trúc bê tông cường độ cao cốt liệu bột mịn 92 Hình 4.27 Cấu trúc bê tông cường độ cao cốt liệu bột mịn 93 Hình... cột bê tông cốt thép Bảng 1.2 Thành phần bê tông cường độ cao có cốt liệu thô Bảng 1.3 Cấp phối bê tông cường độ cao điển hình 14 Bảng 1.4 Một số cầu sử dụng bê tông cường độ cao