Bê tông sàn cầu tro bền vững

Hội nghị Thế giới Tro Than (WOCA) - Ngày 9-12 tháng năm 2011, Denver, CO, Hoa Kỳ http://www.flyash.info/ Bê tông sàn cầu tro bền vững Lớp phủ Mohammad A Alhassan Suleiman A Ashur 1 Đại học Indiana-Purdue Fort Wayne (IPFW), 2101 E Coliseum Blvd, Phịng # 327A, Fort Wayne, IN 46805 TỪ KHĨA: Tro bay, Tính bền vững, Lớp phủ, Sợi, Mặt cầu TĨM TẮT Lớp phủ bê tơng biến tính latex (LMC) bê tông microsilica (MSC) hai lớp phủ bê tông mặt cầu quan trọng quan giao thông vận tải Hoa Kỳ sử dụng Chúng cung cấp đặc tính độc đáo cần thiết để thực chức dự kiến bảo quản sàn cầu khỏi vấn đề hư hỏng ăn mòn deicers gây Thơng thường, lớp phủ LMC có chi phí ban đầu cao lớp phủ MSC; lớp phủ LMC coi bền với hiệu suất tốt Hai nhược điểm lớn lớp phủ LMC MSC chi phí cao xu hướng nứt chúng Thêm sợi tổng hợp vào lớp phủ bê tông mặt cầu cải thiện khả chống nứt với chi phí ban đầu tăng nhẹ Trong nghiên cứu này, tính khả thi việc sử dụng lớp phủ bê tông tro bay dạng sợi (FAC) khám phá phần dự án nghiên cứu DOT cấp nhà nước nhằm khảo sát lợi loại phụ gia dạng sợi lớp phủ bê tông mặt cầu Kết thử nghiệm thu hỗn hợp lớp phủ FAC dạng sợi với hỗn hợp lớp phủ LMC MSC dạng sợi trình bày So sánh thực đặc tính hiệu suất bao gồm cường độ nén uốn, độ thấm, độ co ngót, độ bền liên kết độ bền dư Điều quan trọng nghiên cứu tiên phong việc sử dụng lớp phủ FAC dạng sợi hệ thống lớp phủ bền vững tiềm để bảo quản mặt cầu nhằm kéo dài tuổi thọ với chi phí thấp khơng có tác động xấu đến mơi trường GIỚI THIỆU Mặt cầu cần có hệ thống lớp phủ để ngăn chặn xâm nhập ion clorua sử dụng nhiều chất khử mùi vấn đề ăn mịn hư hỏng Lớp phủ cần thiết để chống mài mòn cung cấp chất lượng cưỡi tốt sản phẩm thẩm mỹ Các thơng lệ điển hình quan giao thông vận tải Hoa Kỳ yêu cầu cầu phải có hệ thống lớp phủ bê tơng bảo vệ Ngồi ra, số 600.000 cầu Hoa Kỳ, nhiều người cần hệ thống lớp phủ phần chương trình phục hồi tồn diện Tuổi thọ tối ưu lớp phủ bê tông khoảng 25 năm Để lớp phủ trì chức suốt thời gian sử dụng dự kiến, phải có đặc tính hiệu suất vượt trội Chi phí lắp đặt ban đầu lớp phủ coi mối quan tâm nghiêm trọng chủ sở hữu cầu người định Bê tơng biến tính cao su (LMC) bê tông vi silica (MSC) loại phổ biến lớp phủ bê tông mặt cầu 1-5 Các loại lớp phủ thuận lợi độ thấm thấp chúng ngồi đặc tính hiệu suất cao chúng Tuy nhiên, nhiều nghiên cứu cho thấy vết nứt lớp phủ LMC MSC nhận thấy ngắn sau lắp đặt thực tế biện pháp đảm bảo kiểm soát chất lượng cẩn thận áp dụng sử dụng thiết kế hỗn hợp thích hợp 6-8 Các lý cho diện tích bề mặt lớn lớp phủ tiếp xúc với trình khơ (tức độ co ngót dẻo khơ cao), tỷ lệ nước xi măng thấp chúng (tức lượng nước chảy tối thiểu để ngăn chặn co ngót nhựa), ảnh hưởng điều kiện phơi tải , vết nứt phản chiếu mặt cầu bên Các yếu tố gây điều kiện ứng suất kéo tới hạn cho lớp phủ mỏng (độ dày điển hình inch) mặt phân cách liên kết với mặt cầu bên gây vết nứt thường gặp Một phương pháp tiềm để khắc phục xu hướng nứt lớp phủ bê tông thêm sợi tổng hợp không liên tục vào thiết kế hỗn hợp Các cải tiến dự kiến bao gồm giảm thiểu nứt co ngót nhựa cung cấp chế chống nứt độ bền cịn lại; giữ cho chiều rộng vết nứt đến quy mơ chân tóc ngăn chặn lan truyền vết nứt Sợi tổng hợp thường thêm vào với số lượng nhỏ mà không cần phải thay đổi tỷ lệ thiết kế hỗn hợp Ngồi ra, trọng lượng riêng thấp đường kính nhỏ, số lượng đáng kể sợi đơn thêm vào cho trọng lượng nhỏ dẫn đến phân bố sợi đồng Ngoài ra, sợi tổng hợp (điển hình sợi polypropylene) có khả chống kiềm có đặc tính độ bền cao 9-11 Mặc dù nghiên cứu cho thấy số lợi tiềm cho việc bổ sung chất xơ, chúng thiếu thông số quan trọng hàm lượng chất xơ tối ưu cung cấp cân việc nâng cao hiệu suất không gây nguy hiểm cho khả xây dựng lớp phủ trộn, đặt hoàn thiện Nghiên cứu tiên phong việc sử dụng lớp phủ FAC dạng sợi hệ thống lớp phủ bền vững tiềm để bảo quản mặt cầu nhằm kéo dài tuổi thọ sử dụng với chi phí thấp khơng có tác động xấu đến mơi trường Khi than chất thải đốt nhà máy điện, chúng tạo sản phẩm phụ không cháy gọi tro than, tạo thành từ hai loại hạt tro khác nhau; tro đáy tích tụ đáy lị than phần lớn tro bay bay lên theo khói lị vướng vào ống khói ống khói Phần cịn lại cần phải làm xử lý cách thường xuyên Do đó, việc sử dụng tro bay thiết kế hỗn hợp phủ FAC làm cho tuân thủ cân nhắc tính bền vững giảm thiểu tác động xấu đến môi trường việc thải bỏ tro bay Hơn nữa, xi măng sản xuất clinker đóng góp khoảng 4% tổng CO tồn cầu khí thải từ việc sử dụng nhiên liệu hoạt động công nghiệp, coi nhiều CO khí thải quy trình cơng nghiệp khác 12 Kết là, việc sử dụng tro bay bê tông để thay xi măng thực hành bền vững, bên cạnh chi phí thấp so với lớp phủ MSC LMC MỤC TIÊU VÀ KÝ HIỆU Mục tiêu nghiên cứu khám phá khả sử dụng FAC hệ thống lớp phủ mặt cầu bền vững với đặc tính hiệu suất tương đương với lớp phủ LMC MSC Ngoài ra, ưu điểm phụ gia dạng sợi tính lớp phủ bê tông mặt cầu đánh giá Các vấn đề điều tra sáng tạo lĩnh vực lớp phủ bê tông mặt cầu dẫn đến tiết kiệm đáng kể chi phí kéo dài tuổi thọ lớp phủ bê tông THIẾT KẾ MIX VÀ PHỤ GIA CỐ ĐỊNH Để thực điều này, hỗn hợp lớp phủ FAC dạng sợi cân đối đặc tính hiệu suất chúng thử nghiệm so sánh với hỗn hợp lớp phủ LMC MSC điển hình với kết hợp đồng hành sợi Các phép so sánh thực độ bền nén độ uốn, độ thấm, độ co ngót, độ bền liên kết độ bền dư Vì nghiên cứu phần dự án nghiên cứu tài trợ năm Sở Giao thông Vận tải Illinois (IDOT), thông số kỹ thuật hướng dẫn IDOT tuân thủ theo tỷ lệ thiết kế hỗn hợp lớp phủ khác (Bảng 1) để đảm bảo chúng đáp ứng mức tối thiểu đơn vị đo lường yêu cầu hiệu suất 1314 Xi măng poóc lăng loại I sử dụng tất thiết kế hỗn hợp với cốt liệu thô mịn từ nguồn Kích thước cốt liệu thơ tối đa 3/8 in Hàm lượng xi măng thiết kế hỗn hợp LMC tổng hàm lượng vật liệu kết dính (CM) thiết kế hỗn hợp FAC Tổng hàm lượng CM thiết kế hỗn hợp MSC thấp khoảng 10% so với thiết kế hỗn hợp LMC FAC Các thiết kế hỗn hợp dựa điều kiện khô bề mặt bão hịa cốt liệu mịn thơ với độ sâu cụ thể 2,65 Theo nhà sản xuất mủ trôm, mủ trôm chứa 52% nước 48% chất rắn; xem xét theo tỷ lệ w / cm Các chất hóa dẻo phụ gia khí sử dụng hỗn hợp FAC MSC (không phép sử dụng thiết kế hỗn hợp lớp phủ LMC) để đạt độ sụt hàm lượng không khí mục tiêu Bảng Thiết kế hỗn hợp lớp phủ FAC, LMC MSC thường Thành phần Số lượng yard khối FAC LMC MSC Xi măng poóc lăng loại I 515 lb 658 lb 425 lb Tro bay loại C 140 lb - - Chất rắn microsilica - - 33 lb Xi măng xỉ - - 145 lb Tổng cộng tiền phạt 1340 lb 1390 lb 1260 lb Cốt liệu thô 1690 lb 1390 lb 1690 lb - 24,5 gal - Nước 230 lb 135 lb 240 lb w / cm 0,38 0,37 Hàm lượng khơng khí ước tính 6,5% 5% 0,37 6,5% Cao su styren butadien Hai hỗn hợp sợi từ loại lớp phủ cân đối để có tỷ lệ thiết kế hỗn hợp ngoại trừ loại sợi liều lượng Loại sợi liều lượng lựa chọn để chúng cải thiện hiệu suất trì khả cấu tạo thích hợp Theo kinh nghiệm IDOT, lớp phủ bê tơng mặt cầu có hàm lượng sợi lớn lb / yd sợi polypropylene khó hồn thiện Do đó, tổng hàm lượng chất xơ loại hỗn hợp lớp phủ giới hạn lb / yd Để chọn loại sợi phù hợp, đội ngũ nhân viên hỗ trợ kỹ thuật công ty sợi lớn kinh nghiệm nhà cung cấp bê tông tham khảo ý kiến Các khía cạnh quan trọng xem xét bao gồm khả sợi để giảm thiểu nhựa nứt co ngót sớm sấy khơ, khả thêm độ dai độ bền dư, liều lượng sợi phải xây dựng mà khơng bị bóng sợi Dựa điều kinh nghiệm trước có sẵn tài liệu, loại sợi tổng hợp vi mô vĩ mô khác lựa chọn (tên thương hiệu chúng giấu để tránh thương mại hóa) Bảng cho thấy đặc tính loại sợi lựa chọn nhà sản xuất cung cấp Người ta công nhận sợi loại vĩ mơ cung cấp độ bền lại sau vết nứt giảm nứt vỡ co ngót sớm khơ Sợi siêu nhỏ làm giảm đáng kể nứt co ngót nhựa giữ cho chiều rộng vết nứt, xảy ra, mức độ chân tóc Hỗn hợp từ loại lớp phủ cân kết hợp sợi vĩ mô (SX) sợi vi mô (GF) Hỗn hợp thứ hai cân loại sợi macro Trong ký hiệu sử dụng cho thiết kế hỗn hợp lớp phủ dạng sợi (Bảng 3), số chữ sau loại hỗn hợp thể loại sợi sử dụng liều lượng tính lb / yd Ví dụ: mã FAC-2SX + 1GF cho biết thiết kế kết hợp lớp phủ FAC với lb / yd SX cộng với lb / yd GF Bảng Các đặc tính sel loại sợi phun Chất xơ SX GF NXL Kiểu Cấu hình Loại macro Chiều dài Bệnh tăng bạch cầu đơn nhân- sợi polyolefin Dây tóc Loại vi mô Đối chiếu- 100% trinh nữ sợi polypropylene Loại macro sợi polyolefin 1,55 inch 0,92 đàn hồi Mô đun Sức kéo Sức mạnh 1.378 ksi 90 ksi ¾ in (19 mm) Đối chiếu- ½ in (38 mm) 0,91 500 ksi 90 ksi 0,91 - 90-100 ksi Bảng Các thiết kế hỗn hợp lớp phủ dạng sợi Ký hiệu hỗn hợp FAC-2SX + 1GF LMC-2SX + 1GF MSC-2SX + 1GF Loại sợi Liều lượng SX + GF lb / năm GF NXL lb / năm lb / năm SX + FAC-3NXL LMC-3NXL Độ bền Độ kiềm cao, axit, Xơ sợi Xơ sợi SG MSC-3NXL Muối Sức cản Về mặt hóa học ổn định CHUẨN BỊ CÁC KỸ THUẬT THỬ NGHIỆM Các lô thử nghiệm thực từ ba thiết kế hỗn hợp lớp phủ trơn để xác minh đặc tính bê tơng tươi chủ yếu độ sụt hàm lượng khơng khí Máy trộn phịng thí nghiệm kiểu trống tĩnh sử dụng, với kích thước lơ ba foot khối Sau hiệu chỉnh thiết kế hỗn hợp đồng bằng, lơ thực để kiểm tra tính đồng quán phân bố sợi Các sợi phân phối thủ công máy trộn Tiếp theo lô thử nghiệm, số lô thực từ thiết kế hỗn hợp để đúc số lượng mẫu thử yêu cầu theo tiêu chuẩn ASTM liên quan 15 Tính quán, tính đồng phân bố sợi khả hoàn thiện ghi lại Các mẫu vật bao phủ vải bố ướt nhựa 24 trước đóng gói bảo dưỡng ẩm phòng độ ẩm tiêu chuẩn Theo yêu cầu IDOT, hỗn hợp lớp phủ LMC bảo dưỡng ẩm hai ngày, sau hai ngày xử lý khơng khí mơi trường phịng thí nghiệm, hỗn hợp lớp phủ MSC FAC bảo dưỡng ẩm bảy ngày Quy trình trộn tương tự thực hỗn hợp đồng hành để trì tính qn Đối với hỗn hợp FAC MSC, chất khử nước thêm vào nước để giảm độ sụt xuống khoảng inch, sau phụ gia siêu dẻo phụ gia khí thêm vào để đạt độ sụt hàm lượng khơng khí cần thiết Các hỗn hợp trộn thêm khoảng phút sau đưa sợi vào để đảm bảo phân bố sợi đồng Sau bê tơng thải ngồi, đo tính chất dẻo chuẩn bị mẫu vật cần thiết Hình cho thấy phần mẫu thử phòng thí nghiệm bên phịng ẩm Hình Phần mẫu thử phịng thí nghiệm phịng ẩm KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN Đặc tính bê tơng tươi Độ sụt tất hỗn hợp LMC; đo sau phút kể từ xả (theo thông số kỹ thuật IDOT), dao động từ đến inch hàm lượng khơng khí lành giá trị trọng lượng đơn vị khoảng 5-6% 143 pcf Các đặc tính bê tơng nhựa hỗn hợp lớp phủ FAC MSC nhằm mục đích đạt độ sụt hàm lượng khơng khí khoảng 5½ "-8½" 5% -8% Hỗn hợp lớp phủ FAC MSC dạng sợi bao gồm hàm lượng cốt liệu thô cao đáng kể so với hỗn hợp lớp phủ LMC Kết là; khả làm việc hỗn hợp không tốt khả làm việc hỗn hợp lớp phủ LMC đồng hành Ngoài ra, số bọt khí từ hồ xi măng nhận thấy sau thêm sợi sợi cần có keo để phủ lên chúng Hàm lượng khơng khí FAC dạng sợi MSC khoảng 5%, ổn định chút FAC so với hỗn hợp lớp phủ MSC, FAC có hàm lượng CM cao Các giá trị trọng lượng đơn vị nằm khoảng từ 145 đến 150 pcf cho tất lô hỗn hợp lớp phủ FAC MSC Trong loại sợi qua sử dụng, việc giảm độ sụt không đáng kể (khoảng in.) Kết hợp sợi 2SX + 1GF xây dựng mà khơng có biến chứng q trình trộn vấn đề bóng sợi ba loại hỗn hợp lớp phủ Việc sử dụng sợi 3NXL đặt vấn đề hoàn thiện nghiêm trọng ba loại hỗn hợp lớp phủ Phần liều lượng bổ sung sợi NXL máy trộn sau phóng điện tượng trơi sợi xảy q trình hồn thiện trụ dầm thấy Hình Điều cho chiều dài cấu hình dạng lưới sợi NXL Hình Phần sợi NXL bề mặt bê tông Sức mạnh nén uốn Các thử nghiệm nén uốn thực cho tất hỗn hợp 3-4, 7, 14 28 ngày theo tiêu chuẩn ASTM C39 ASTM C293 tương ứng Ba xi lanh có kích thước 6x12 inch thử nghiệm để kiểm tra cường độ nén độ tuổi thử nghiệm Các chùm tia có kích thước 6x6x21 inch 6x6x36 inch sử dụng cho kiểm tra độ uốn Kích thước chùm sau cho phép thực hai thử nghiệm uốn mẫu theo tiêu chuẩn ASTM C293 Ba lần nghỉ thực độ tuổi thử nghiệm cho hỗn hợp Bảng cho thấy kết kiểm tra độ nén độ uốn độ tuổi khác Hỗn hợp lớp phủ FAC dạng sợi cho thấy cường độ nén uốn cao vượt hỗn hợp lớp phủ MSC đồng hành Như thể Bảng 4, ngày cường độ nén trung bình hỗn hợp FAC MSC khoảng 6000 psi khoảng 10.000 psi 28 ngày Điều đáng ý hỗn hợp phủ FAC bao gồm 20% tro bay, cường độ thời kỳ đầu cao Kết cho thấy tất hỗn hợp lớp phủ FAC, MSC LMC dễ dàng đáp ứng tiêu chí cường độ chịu nén uốn 14 ngày 3-4 ngày Tuy nhiên, thông số kỹ thuật IDOT yêu cầu ngày bảo dưỡng ẩm lớp phủ FAC MSC lo ngại co ngót sấy Sau 14 ngày, tồn hỗn hợp đạt cường độ nén lớn 6000 psi cường độ uốn lớn 900 psi Kết cho thấy thay đổi không đáng kể cường độ nén uốn hai hỗn hợp sợi loại lớp phủ Cường độ nén cao hỗn hợp lớp phủ FAC MSC dạng sợi cho hàm lượng cốt liệu thô cao, tỷ lệ w / cm thấp, ảnh hưởng CM bổ sung Cường độ nén hỗn hợp lớp phủ FAC MSC dạng sợi cao chút so với hỗn hợp lớp phủ LMC dạng sợi đồng hành 3-4 ngày cao nhiều sau Độ bền uốn tất loại hỗn hợp lớp phủ so sánh lứa tuổi Vì ba loại hỗn hợp lớp phủ có tỷ lệ w / cm tương tự nhau, khác biệt đáng kể rõ rệt cường độ nén sau ngày ảnh hưởng hàm lượng CM bổ sung hàm lượng cốt liệu thô Sự gia tăng nhẹ cường độ nén hỗn hợp FAC so với hỗn hợp MSC đồng hành hỗn hợp FAC bao gồm tổng hàm lượng CM cao Tổng hàm lượng CM hỗn hợp lớp phủ MSC 600 lb / yd Cường độ nén hỗn hợp lớp phủ FAC MSC dạng sợi cao chút so với hỗn hợp lớp phủ LMC dạng sợi đồng hành 3-4 ngày cao nhiều sau Độ bền uốn tất loại hỗn hợp lớp phủ so sánh lứa tuổi Vì ba loại hỗn hợp lớp phủ có tỷ lệ w / cm tương tự nhau, khác biệt rõ rệt cường độ nén sau ngày ảnh hưởng hàm lượng CM bổ sung hàm lượng cốt liệu thô Sự gia tăng nhẹ cường độ nén hỗn hợp FAC so với hỗn hợp MSC đồng hành hỗn hợp FAC bao gồm tổng hàm lượng CM cao Tổng hàm lượng CM hỗn hợp lớp phủ MSC 600 lb / yd Cường độ nén hỗn hợp lớp phủ FAC MSC dạng sợi cao chút so với hỗn hợp lớp phủ LMC dạng sợi đồng hành 3-4 ngày cao nhiều sau Độ bền uốn tất loại hỗn hợp lớp phủ so sánh lứa tuổi Vì ba loại hỗn hợp lớp phủ có tỷ lệ w / cm tương tự nhau, khác biệt rõ rệt cường độ nén sau ngày ảnh hưởng hàm lượng CM bổ sung hàm lượng cốt liệu thô Sự gia tăng nhẹ cường độ nén hỗn hợp FAC so với hỗn hợp MSC đồng hành hỗn hợp FAC bao gồm tổng hàm lượng CM cao Tổng hàm lượng CM hỗn hợp lớp phủ MSC 600 lb / yd cao nhiều sau Độ bền uốn tất loại hỗn hợp lớp phủ so sánh lứa tuổi Vì ba loại hỗn hợp lớp phủ có tỷ lệ w / cm tương tự nhau, khác biệt đáng kể rõ rệt cường độ nén sau ngày Điều quan trọng cần đề cập dự án nghiên cứu bao gồm hỗn hợp lớp phủ LMC trơn bảy hỗn hợp LMC dạng sợi với hai hỗn hợp lớp phủ LMC dạng sợi trình bày nghiên cứu Từ kết kiểm tra độ bền nén độ uốn hỗn hợp LMC dạng sợi trơn, người ta thấy chất phụ gia dạng sợi sử dụng không làm giảm độ bền nén Tuy nhiên, chế độ hư hỏng mẫu thử nén cho thấy lợi đáng kể chất phụ gia dạng sợi Như thể Hình 3, mẫu LMC dạng sợi nguyên vẹn sau bị hỏng giam giữ bên sợi cung cấp, mẫu LMC đơn giản bị nghiền nát sau Sự tăng cường chất phụ gia dạng sợi độ bền uốn rõ ràng tất hỗn hợp LMC dạng sợi đạt độ bền uốn cao so với hỗn hợp đồng lứa tuổi Mức tăng khoảng 7-11% Cung cấp chế độ phá hủy nén thuận lợi tăng cường độ uốn lợi đáng kể chất phụ gia dạng sợi Mặc dù, cường độ nén độ uốn hỗn hợp FAC trơn MSC trơn không kiểm tra, người ta mong đợi so sánh hỗn hợp LMC dạng sợi trơn liên quan đến hỗn hợp lớp phủ FAC MSC trơn dạng sợi mặt tác dụng phụ gia dạng sợi cường độ nén uốn 16-18 Bảng Trung bình nén kết kiểm tra độ bền ve (psi) Tuổi (ngày) 2SX + 1GF 2SX + 1GF 2SX + 1GF LMC- FAC3NXL MSC3NXL LMC3NXL 3-4 * 5880 5230 4990 5960 5100 4850 7650 8050 5230 8060 7360 5500 14 9530 9180 6350 9720 9020 6110 28 10.170 9900 6680 Thử nghiệm FAC- MSC- 10.340 9770 6970 * FAC MSC thử nghiệm ngày, LMC ngày Bảng Thử nghiệm độ bền uốn trung bình kết (psi) Tuổi (ngày) 2SX + 1GF 2SX + 1GF 2SX + 1GF LMC- FAC3NXL MSC3NXL LMC3NXL 3-4 * 820 900 850 910 830 800 1050 1050 860 1100 1190 800 14 950 900 900 910 900 930 28 1150 1090 950 1020 1030 1000 Thử nghiệm FAC- MSC- * FAC MSC thử nghiệm ngày, LMC ngày Hình Các chế độ hỏng hóc LMC dạng sợi (bốn bên trái) LMC trơn (bên phải) số Sấy khô Các thử nghiệm co ngót sấy khơ khơng hạn chế thực cách sử dụng ba lăng kính có kích thước 3x3x11¼ in Và phép đo co ngót thực khoảng thời gian năm theo ASTM C157 Hình 4-6 cho thấy phản ứng theo thời gian co rút hỗn hợp lớp phủ trơn sợi Hỗn hợp FAC dạng sợi có độ co ngót thấp khoảng 8% so với hỗn hợp FAC thường 28 ngày thấp 16% 90 ngày Độ co ngót trung bình hỗn hợp lớp phủ MSC dạng sợi thấp khoảng 17% 13% so với hỗn hợp lớp phủ MSC đồng 28 ngày 90 ngày; tương ứng Độ co ngót trung bình hỗn hợp lớp phủ LMC dạng sợi thấp khoảng 21% 18% so với hỗn hợp lớp phủ LMC trơn 28 ngày 90 ngày; tương ứng Các xu hướng tương tự quan sát thấy kết co ngót tất loại lớp phủ ảnh hưởng chất phụ gia dạng sợi Việc giảm biến dạng co ngót đáng kể cho thấy liều lượng bổ sung loại sợi khác có lợi việc giảm co ngót khơ lớp phủ bê tông Hai hỗn hợp dạng sợi từ loại lớp phủ cho thấy phản ứng thời gian co rút so sánh So sánh biến dạng co ngót loại lớp phủ khác cho thấy hỗn hợp lớp phủ LMC có độ co ngót cao so với hỗn hợp lớp phủ MSC FAC Điều chủ yếu hỗn hợp LMC bảo dưỡng ẩm hai ngày, hỗn hợp MSC FAC bảo dưỡng ẩm ngày Ngoài ra, hỗn hợp MSC FAC bao gồm nhiều cốt liệu thô so với hỗn hợp LMC Các biến dạng co ngót hỗn hợp lớp phủ FAC MSC đồng dạng sợi coi thấp nằm giá trị mong muốn (nghĩa 400 microstrain 28 ngày 600 microstrain 90 ngày) Hỗn hợp FAC trơn dạng sợi cho thấy độ co ngót cao so với hỗn hợp MSC đồng hành hai có hàm lượng cốt liệu thơ tỷ lệ w / cm tương tự so với 600 lb / yd MSC) Một yếu tố khác khác biệt loại nội dung CM bổ sung Hình Đáp ứng thời gian co lại hỗn hợp lớp phủ FAC Hình Đáp ứng thời gian co ngót hỗn hợp lớp phủ MSC Hình Đáp ứng thời gian co lại hỗn hợp lớp phủ LMC Tính thấm Các thử nghiệm thấm clorua nhanh thực theo ASTM C1202, yêu cầu xác định độ dẫn điện bê tông để cung cấp dấu hiệu nhanh chóng khả chống lại xâm nhập ion clorua Phương pháp dựa kết từ thử nghiệm dịng điện qua mẫu bê tông khoảng thời gian sáu tiếp xúc Giải thích coulomb lớn 10 giá trị điện tích chuyển q trình thử nghiệm độ từ thẩm mẫu lớn Ba xi lanh 4x8 in Được đúc từ loại hỗn hợp đĩa 4x2 in sau cưa từ xi lanh điều hịa thích hợp theo quy định ASTM C1202 Sau điều hòa xong, mẫu thử đặt ngăn đặc biệt kết nối với thiết bị thử nghiệm Hình Hình Thử nghiệm thấm clorua nhanh điều hòa mẫu thử Các giá trị coulomb trung bình thu cấp độ thấm tương ứng xác định ASTM C1202 thể Bảng Các cấp độ thấm tất hỗn hợp MSC LMC đồng dạng sợi thấp Đây lý để chúng sử dụng làm lớp phủ mặt cầu Một phát quan trọng nhận thấy từ kết hỗn hợp lớp phủ LMC chất phụ gia dạng sợi khơng làm tăng tính thấm Giá trị coulomb hai hỗn hợp lớp phủ FAC dạng sợi cao so với hỗn hợp MSC LMC dạng sợi đồng hành Tuy nhiên, lớp thấm thấp hỗn hợp FAC dạng sợi, coi phù hợp để bảo quản mặt cầu Các giá trị coulomb thu từ thử nghiệm độ thấm hỗn hợp sợi từ loại lớp phủ so sánh Cũng nhận thấy giá trị kết hợp quán cho ba mẫu thử từ loại hỗn hợp, điều khẳng định tính đầy đủ hiệu phương pháp thử ASTM C1202 để độ thấm bê tơng Kết khơng phù hợp xảy số loại bê tông, đặc biệt loại bê tơng có độ thấm cao Bảng Rapid chlorid e thấm vào kiểm tra khả kết S, Coulo mb Đĩa Không FAC2SX + 1GF FAC 3NXL MSC2SX + 1GF MSC 3NXL LMC Trơn LMC2SX + 1GF LMC3NXL 1935 1586 404 569 624 570 521 1449 1512 431 629 566 633 547 1517 1638 372 704 433 611 378 1634 1579 402 634 541 604 482 Trung bình cộng Lớp học Thấp Rất thấp 11 Rất thấp Độ bền kéo trực tiếp trái phiếu Các thử nghiệm độ bền kéo trực tiếp liên kết thực hỗn hợp lớp phủ trơn sợi điển hình độ tuổi khác theo ASTM C1583 Để làm điều này, đoạn sàn bê tông cốt thép 2,5ft x 2,5ft x inch đúc cách sử dụng thiết kế hỗn hợp mặt cầu IDOT điển hình (Hình 8) Các bảo dưỡng ẩm 28 ngày với vải bố ướt phủ nhựa sau bảo dưỡng khơng khí mơi trường phịng thí nghiệm khoảng tháng Mục đích để đảm bảo phần lớn co ngót khơ bê tơng xảy Sau đó, bề mặt chuẩn bị cách sử dụng phương pháp phá hủy thủy lực trước nhận lớp phủ dạng sợi trơn chọn (Hình 8) Cơng nghệ sử dụng robot kết nối với phận điều khiển nguồn điện nước Nước áp dụng cho bề mặt bê tông áp suất cao 14.000 psi 30 o Thiên thần Robot cắt dải rộng khoảng inch dọc theo bề mặt phân đoạn tự động chuyển sang dải hoàn thành toàn bề mặt Tốc độ cắt điều chỉnh tùy theo ứng dụng định Đối với cơng trình mới, mục đích để lộ cốt liệu thơ loại bỏ lớp bê tơng yếu bề mặt Nếu tồn lớp phủ sàn bị hư hỏng, áp dụng phương pháp cắt từ từ để loại bỏ tồn lớp phủ bê tơng yếu để lộ cốt thép Hình Chuẩn bị bề mặt đúc phá hủy thủy lực phân đoạn Kết thử nghiệm cường độ liên kết kéo trực tiếp thể Bảng Một hỗn hợp đồng từ loại lớp phủ hỗn hợp dạng sợi thử nghiệm mục tiêu cuối thử nghiệm đánh giá hiệu phương pháp phá hủy thủy lực hiệu phụ gia dạng sợi độ bền liên kết Kết độ bền liên kết ba lõi từ loại lớp phủ vượt 300 psi sau ngày, vượt xa yêu cầu mục tiêu 175 psi Kết đạt đáng khích lệ cho thấy cơng nghệ phá dỡ thủy điện phương pháp hiệu để chuẩn bị bề mặt mặt cầu để lắp đặt lớp phủ Kết cho thấy sức mạnh trái phiếu phát triển 12 với thời gian bê tông trưởng thành Quan trọng nhất, chất phụ gia dạng sợi không ảnh hưởng bất lợi đến độ bền liên kết độ bền liên kết mẫu vật phủ MSC dạng sợi dạng sợi so sánh vượt giá trị mục tiêu Sự thay đổi kết độ bền liên kết ba lõi độ tuổi thử nghiệm độ nhạy phương pháp thử nghiệm độ sâu rãnh xoắn xuất độ lệch tâm kéo lõi tốc độ kéo Hình cho thấy thiết bị cường độ liên kết sử dụng lõi kéo điển hình Bảng Kết thử nghiệm độ bền liên kết kéo trực tiếp Thử nghiệm Tuổi tác ngày 28 ngày FAC Trơn 2SX + 1GF FAC- MSC Trơn 2SX + 1GF MSC- LMC Trơn 2SX + 1GF 391 DI 321 DI 413 BI 366 BI 388 BI 305 BI 302 DI 312 DI 420 BI 331 DI 302 DI 321 BI 343 DI 353 DI 457 BC 433 BC 354 DI 308 BI 429 BC 375 DI 333 DI 400 DI 483 BC 353 DI 399 DI 464 BC 410 DI 352 DI 521 BC 404 BI 421 DI 486 BC 398 DI 345 DI 429 BC 465 BI Cốt lõi Không LMC- * BI: hư hỏng giao diện liên kết, DI: hư hỏng giao diện đĩa BC: hư hỏng bê tơng Hình Thiết bị kiểm tra độ bền liên kết kéo trực tiếp Hiệu suất linh hoạt cường độ dư Đánh giá độ bền độ bền dư sau nứt thực theo ASTM C1609 “Phương pháp thử tiêu chuẩn cho tính uốn dẻo sợi gia cố Bê tông (Sử dụng dầm với tải điểm thứ ba) ” Ba chùm 6x6x21 inch thử nghiệm từ loại hỗn hợp sợi Các thử nghiệm tính uốn tiến hành hỗn hợp LMC dạng sợi đại diện theo tiêu chuẩn ASTM C1609 Tiêu chí IDOT đạt cường độ dư 20% mô đun đứt gãy IDOT quan tâm đến việc liệu giá trị cường độ dư đạt liều lượng thực tế chất phụ gia dạng sợi xây dựng mà khơng có biến chứng q trình trộn hồn thiện hay khơng Giá trị độ bền dư 20% thiết lập dựa hàm lượng chất xơ cao Người ta đề xuất thực kiểm tra hiệu suất uốn 13 cường độ nén nằm khoảng 4000-5000 psi Các thử nghiệm hiệu chuẩn tiến hành để đảm bảo việc bố trí máy thử nghiệm điều khiển servo chuyển đổi đáp ứng giao thức thử nghiệm nghiêm ngặt ASTM C1609, đặc biệt tốc độ tải loại Đối với kích thước chùm sử dụng 6x6x21 inch, ASTM C1609 yêu cầu tốc độ tăng độ võng thực phải nằm phạm vi 0,06 đến 0,12 mm / phút đạt độ võng thực 0,75 mm Sau đó, tốc độ tăng độ võng thực phải nằm khoảng 0,06 đến 0,24 mm / phút hồn nghiệm Hình 10 cho thấy máy thử nghiệm điều khiển servo, cách bố trí đầu dị nứt chùm q trình thử nghiệm Hình 10 Máy kiểm tra, cách bố trí đầu dị nứt chùm tia q trình ASTM C1609 kiểm tra độ bền Hình 11-13 cho thấy kết kiểm tra hiệu suất uốn FAC-2SX + 1GF, MSC- 2SX + 1GF LMC-2SX + 1GF; tương ứng Các kết vẽ đồ thị giá trị trung bình ba mẫu vật Các cường độ lại ( f D 150) tương ứng với độ võng nhịp mm ba loại sợi gần tương tự xấp xỉ 55 psi Mặc dù cường độ dư đạt thấp giá trị mục tiêu 20% mô đun đứt gãy, cường độ dư giá trị thực tế nội dung dạng sợi tổng hợp thực tế để trì khả xây dựng khả hoàn thiện lớp phủ Sẽ hợp lý đạt cường độ dư 52 psi trì khả xây dựng thực tế bắn để có cường độ dư cao hy sinh khả xây dựng Cần lưu ý MSC-2SX + 1GF thử nghiệm ngày 14 ngày cường độ nén khác thể Hình 12 Hiệu suất sau nứt gần tương tự 14 Hình 11 Kết kiểm tra độ dai ASTM C1609 FAC 2SX + 1GF Hình 12 Kết kiểm tra độ dai ASTM C1609 MSC 2SX + 1GF Hình 13 Kết kiểm tra độ dai ASTM C1609 LMC 2SX + 1GF 15 KẾT LUẬN Dựa vào kết thí nghiệm thí nghiệm rút kết luận sau: Hiệu suất hỗn hợp lớp phủ bê tơng mặt cầu FAC dạng sợi đề xuất so sánh với hiệu suất hỗn hợp lớp phủ LMC MSC dạng sợi IDOT điển hình cường độ nén uốn, độ co ngót, cường độ liên kết độ dẻo dai Độ thấm hỗn hợp lớp phủ FAC đề xuất thấp, cao độ thấm hỗn hợp lớp phủ LMC MSC Độ thấm thấp hỗn hợp lớp phủ FAC coi thích hợp cho ứng dụng dự kiến Các chất phụ gia dạng sợi sử dụng dẫn đến cải tiến đáng kể hiệu suất lớp phủ bê tông mặt cầu mặt giảm co ngót khơ, bổ sung cường độ dư sau nứt, tăng nhẹ độ bền uốn chế độ phá hủy nén thuận lợi mà không ảnh hưởng xấu đến độ thấm sức mạnh liên kết Xem xét đặc tính hiệu suất cao, chi phí thấp thay 20% xi măng tro bay, lớp phủ FAC đề xuất coi hệ thống lớp phủ bê tông mặt cầu bền vững Nó khơng khuyến khích thực tế để sử dụng lb / yd sợi polypropylene / nylon loại vĩ mô lớp phủ bê tông mặt cầu Số lượng loại phụ gia dạng sợi phải đánh giá để xem xét cải tiến tính mong muốn cân nhắc khả xây dựng Nên kết hợp sợi loại vĩ mô vi mô với thiết kế hỗn hợp lớp phủ với tổng hàm lượng sợi không lớn lb / yd NHÌN NHẬN Ấn phẩm dựa kết ICT-R27-57, “Tính ưu việt khả xây dựng phụ gia dạng sợi cho lớp phủ mặt cầu ” ICT-R27-57 tiến hành hợp tác với Trung tâm Giao thông Vận tải Illinois; Sở Giao thông vận tải Illinois, Bộ phận Đường cao tốc; Bộ Giao thông Vận tải Hoa Kỳ, Cục Quản lý Đường cao tốc Liên bang Sự hỗ trợ tài họ đánh giá cao Việc chia sẻ chi phí văn phịng nghiên cứu hỗ trợ bên IPFW thừa nhận Bài báo chưa IDOT FHWA xem xét NGƯỜI GIỚI THIỆU [1] Alhassan, MA, “Lớp phủ bê tơng sợi mặt cầu: Các khía cạnh dựa hiệu suất lợi ích cấu trúc,” VDM Pub House Ltd., ISBN 978-3-639-21647-9, Năm 2009 16 [2] Lundy JR Sujjavanich S., “Sở Giao thông Vận tải Cầu bê tông sửa đổi Latex Lớp phủ sàn Oregon, ”Báo cáo cuối Dự án SPR số 5288: Chuẩn bị cho Oregon Microsilica, tháng 12 năm 1996 [3] Babaei, K Hawkins, NM, “Hiệu suất lớp phủ bê tông mặt cầu việc kéo dài tuổi thọ cầu”, STP 1100, ASTM, 1990, trang 95-108 [4] LaFraugh, RW Zinserling, MH, “Lớp phủ bê tông cho cầu”, WA-RD-93.1, Bộ Giao thông Vận tải Washington, 1986 [5] Alhassan, MA Issa MA, “Bảo vệ lâu dài hệ thống sàn cầu với lớp phủ bê tông sửa đổi cao su kết cấu,” Tạp chí PCI, Vol 55, số 3, mùa hè 2010, trang 122-137 [6] Whiting, D., Detwiler, RJ Lagergren, ES, “Xu hướng nứt làm khơ Sự co ngót bê tơng khói silica cho ứng dụng sàn cầu, ”Tạp chí Vật liệu ACI, Vol 97, số 1, 2000, trang 71-77 [7] Kuhlmann, L (1991), “Vết nứt lớp phủ LMC: Làm để chúng đến đó; Họ Nghiêm trọng đến mức nào; Phải Làm Gì Về Họ, ”Trình bày Cuộc họp Thường niên Ban Nghiên cứu Vận tải, Washington, DC [8] Sprinkel, MM Moen, C., “Đánh giá việc lắp đặt tình trạng ban đầu Lớp phủ bê tơng biến tính latex silica Fume đặt sáu cầu Virginia, Hội đồng nghiên cứu giao thông Virginia, 99-IR2, Charlottesville, 1999 [9] Ramakrishnan, V Santhosh, KR, “Việc xác định độ thấm, Mật độ độ bền liên kết bê tông cốt sợi phi kim loại ứng dụng lớp phủ mặt cầu, ”Sở Giao thông vận tải Nam Dakota, Báo cáo số SD1998-18, Báo cáo cuối cùng, tháng năm 2000, 101 trang [10] Issa MA, Alhassan, MA Ramos, J., “Bê tơng cao su biến tính cốt sợi thủy tinh sử dụng máy trộn thể tích để sản xuất lớp phủ,” Tạp chí quốc tế bê tơng ACI, Vol 29, số 3, tháng năm 2007, trang 48-52 [11] Issa MA, Alhassan, MA, Shabila, HI, “Lớp phủ bê tông sợi cao su biến tính cao su có hiệu suất cao,” ASCE Journal of Materials Engineering, Vol 20, số 12, tháng 12 năm 2008, trang 472-753 [12] Khí nhà kính 2010: Sự nóng lên nhà kính tồn cầu http: //www.global-houses-warming.com/greenhouse-gas.html (truy cập ngày 14 tháng năm 2010) [13] IDOT, Cầu Cấu trúc, Các Điều khoản Đặc biệt Cầu Hướng dẫn (GBSP), Có hiệu lực kể từ ngày 06/01/07, GBSP No.29-30 [14] Thông số kỹ thuật bổ sung IDOT Điều khoản đặc biệt định kỳ, ngày tháng năm 2009 17 [15] Sách hàng năm tiêu chuẩn ASTM (2008), Phần 4: Bê tông Cốt liệu xây dựng, Hiệp hội Vật liệu Thử nghiệm Hoa Kỳ, Philadelphia [16] Alhassan, MA Ashur, SA, “Lớp phủ bê tông mặt cầu dạng sợi: Các thơng số điều tra kết thí nghiệm sơ bộ,” TRB 89 thứ tự Hội nghị thường niên, CD-ROM, Giấy số 10-2233, Phiên họp 535, Washington, DC, ngày 10-14 tháng Giêng, Năm 2010 [17] Alhassan, MA Ashur, SA, “Các khía cạnh dựa hiệu suất khả xây dựng lớp phủ bê tông cao su biến tính sàn cầu có khơng có phụ gia dạng sợi,” ACI 2010 Spring Convention, CD-ROM, Chicago, IL, 21-25 tháng , Năm 2010 [18] Alhassan, MA, “Đáp ứng thời gian co ngót hỗn hợp lớp phủ sàn cầu với phụ gia dạng sợi,” Tạp chí Hiệp hội gốm sứ Trung Quốc (JCCS), Vol 38, số 9, tháng năm 2010, trang 1638-1644 18 ... măng tro bay, lớp phủ FAC đề xuất coi hệ thống lớp phủ bê tông mặt cầu bền vững Nó khơng khuyến khích thực tế để sử dụng lb / yd sợi polypropylene / nylon loại vĩ mô lớp phủ bê tông mặt cầu Số... cầu bền vững với đặc tính hiệu suất tương đương với lớp phủ LMC MSC Ngoài ra, ưu điểm phụ gia dạng sợi tính lớp phủ bê tông mặt cầu đánh giá Các vấn đề điều tra sáng tạo lĩnh vực lớp phủ bê tông. .. tồn cầu khí thải từ việc sử dụng nhiên liệu hoạt động công nghiệp, coi nhiều CO khí thải quy trình cơng nghiệp khác 12 Kết là, việc sử dụng tro bay bê tông để thay xi măng thực hành bền vững, bên