Đề tài nghiên cứu ảnh hưởng của tro bay loại F từ nhà máy nhiệt điện Vũng Án và xỉ lò cao S95 đối với cường độ chịu nén và khả năng chống xâm thực axít của bê tông Tỉ lệ các thành phần cấp phối là xi măng cát đá 1 2 3 và giữ không đổi trong suốt thí nghiệm Xi măng portland được thay thế bởi tro bay loại F và xỉ lò cao S95 với các tổng tỉ lệ thay thế lần lượt là 20 trong khi tỉ lệ nước chất kết dính tổng của xi măng tro bay và xỉ lò cao là 0 6 Các thí nghiệm cường độ chịu nén và chống xâm thực axit được thực hiện trên mẫu lập phương kích thước 100x100x100mm đến thời điểm sau 90 ngày ngâm trong dung dịch axit sulphuric H2SO4 10 Kết quả thí nghiệm cho thấy rằng nằm trong giới hạn nghiên cứu của đề tài tro bay và xỉ lò cao đều góp phần nâng cao độ linh động của vữa bê tông Tro bay và xỉ lò cao đều nâng cao khả năng chống xâm thực axit của bê tông thông qua việc giảm sự hư hại bề mặt giảm đi sự hao hụt khối lượng và sự suy giảm cường độ chịu nén Khả năng chống xâm thực axit càng tăng khi hàm lượng tro bay thay thế xi măng càng lớn tuy nhiên khả năng chống xâm thực axit giảm dần khi hàm lượng xỉ lò cao thay thế xi măng tăng lên Nằm trong giới hạn nghiên cứu của đề tài cấp phối tối ưu cho việc chống xâm thực của dung dịch axit sulphuric H2SO4 10 khi sử dụng kết hợp giữa tro bay và xỉ lò cao là 5 xỉ lò cao và 15 tro bay
0 ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA - PHẠM CÔNG TUẤN TRUNG C C NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM KHẢ NĂNG CHỐNG XÂM THỰC AXİT CỦA BÊ TƠNG CĨ SỬ DỤNG MỘT SỐ LOẠİ RÁC THẢİ CÔNG NGHİỆP R L T U D LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT XÂY DỰNG CƠNG TRÌNH DÂN DỤNG VÀ CƠNG NGHİỆP Đà Nẵng - Năm 2020 ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA - PHẠM CÔNG TUẤN TRUNG NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM KHẢ NĂNG CHỐNG XÂM THỰC AXİT CỦA BÊ TÔNG CĨ SỬ DỤNG MỘT SỐ LOẠİ RÁC THẢİ CƠNG NGHİỆP C C R L T U D Chuyên ngành: Kỹ thuật xây dựng cơng trình dân dụng cơng nghiệp Mã số: 8580201 LUẬN VĂN THẠC SĨ Người hướng dẫn khoa học: TS NGUYỄN VĂN CHÍNH Đà Nẵng - Năm 2020 LỜI CAM ĐOAN Tôi cam đoan công trình nghiên cứu riêng tơi Các số liệu, kết nêu luận văn trung trung thực chưa công bố công trình khác Tác giả luận văn Phạm Cơng Tuấn trung C C U D R L T MỤC LỤC Mở đầu: Mục tiêu đề tài Đối tượng phạm vi nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN BÊ TƠNG VÀ CÁC ĐẶC TÍNH CƠ LÝ, ĐỘ BỀN CỦA BÊ TÔNG 1.1 Bê tông 1.1.1 Nguồn gốc bê tông 1.1.2 Các loại bê tông đại điển hình 1.1.2.1 Bê tông cốt thép C C 1.1.2.2 Bê tông tiêu thấm 1.1.2.3 Bê tông sinh học R L T 1.1.2.4 Bê tông nano 1.2 Các tính chất lý bê tông U D 1.2.1 Tính công tác 1.2.2 Tính co ngót 1.2.3 Cường độ chịu nén 1.2.4 Tính chống thấm bê tơng 10 1.2.5 Các đặc tính độ bền bê tơng 10 1.2.5.1 Ngun nhân ăn mịn kết cấu bê tơng cốt thép mơi trường biển 10 1.2.5.2 Q trình Carbonat hố bê tơng 11 1.2.5.3 Sự xâm nhập ion clorua 12 1.2.5.4 Nguyên nhân xâm thực hư hại bê tông mơi trường hố chất 13 1.2.5.5 Biện pháp bảo vệ kết cấu bê tông cốt thép khỏi ăn mòn 14 1.3 Kết luận Chương 15 CHƯƠNG 2: MỘT SỐ LOẠI RÁC THẢI CÔNG NGHIỆP VÀ ỨNG DỤNG TRONG XÂY DỰNG 16 2.1 Giới thiệu 16 2.2 Tro bay 16 2.2.1 Khái niệm tro bay 16 2.2.2 Các nguyên tố vi lượng tro bay 19 2.2.3 Cấu trúc hình thái tro bay 19 2.2.4 Phân loại tro bay 20 2.2.5 Tính ưu việt tro bay 24 2.2.6 Các cơng trình nghiên cứu ứng dung tro bay lĩnh vực xây dựng 26 2.2.6.1 Cơng trình nước 26 2.2.6.2 Cơng trình ngồi nước 27 2.3 Tro xỉ lò cao 28 2.3.1 Phân loại xỉ lò cao 28 2.3.2 Tính chất xỉ lị cao xỉ thép 29 2.3.2.1 Đặc tính xỉ lị cao 29 2.3.2.2 Ảnh hưởng đến môi trường 30 2.4 Metakaolin 35 2.4.1 Khái niệm 35 C C 2.4.2 Thành phần hóa học chất Metakaolin 36 R L T 2.4.3 Phân loại 37 2.4.4 Ứng dụng lĩnh vực xây dựng 38 2.5 Kết luận chương 39 U D CHƯƠNG 3: THÍ NGHIỆM XÁC ĐỊNH KHẢ NĂNG CHỐNG XÂM THỰC AXIT CỦA BÊ TÔNG CĨ SỬ DỤNG TRO BAY VÀ TRO XỈ LỊ CAO 39 3.1 Giới thiệu chung 39 3.2 Chương trình thí nghiệm 39 3.2.1 Tiêu chuẩn áp dụng 39 3.2.2 Vật liệu thí nghiệm 40 3.2.3 Thiết bị sử dụng 51 3.2.3.1 Ván khuôn 51 3.2.3.2 Máy trộn 51 3.2.3.3 Thiết bị đầm bê tông 52 3.2.3.4 Thiết bị đo độ sụt 52 3.2.3.5 Máy nén mẫu kiểm tra cường độ bê tông 53 3.2.3.6 Cân điện tử 54 3.2.4 Thành phần cấp phối bê tông 55 3.2.5 Quy trình đúc mẫu bão dưỡng mẫu 55 3.2.6 Quy trình thực ngâm mẫu bê tông dung dịch axit 10% 60 3.2.7 Xác định cường độ chịu nén bê tông 62 3.3 Kết thảo luận 63 3.3.1 Độ sụt mẫu bê tông 63 3.3.2 Ảnh hưởng tro bay, xỉ lò cao đến bề mặt bê tông xâm thực axit 64 3.3.3 Ảnh hưởng tro bay, xỉ lò cao đến giảm khối lượng xâm thực dung dịch axit 69 3.3.4 Ảnh hưởng tro bay xỉ lò cao đến suy giảm cường độ axit 72 3.4 Kết luận chương 75 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 75 Kết luận 76 Kiến nghị 76 TÀI LIỆU THAM KHẢO 78 C C U D R L T TÓM TẮT LUẬN VĂN NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM KHẢ NĂNG CHỐNG XÂM THỰC AXİT CỦA BÊ TƠNG CĨ SỬ DỤNG MỘT SỐ LOẠİ RÁC THẢİ CƠNG NGHİỆP Học viên: Phạm Công Tuấn Trung Chuyên ngành: Kỹ thuật Xây dựng cơng trình dân dụng cơng nghiệp Mã số: 60.58.02.08 Khóa: K36, Trường Đại học Bách khoa - Đại học Đà Nẵng Tóm tắt Đề tài nghiên cứu ảnh hưởng tro bay loại F từ nhà máy nhiệt điện Vũng Án xỉ lò cao S95 cường độ chịu nén khả chống xâm thực axít bê tơng Tỉ lệ thành phần cấp phối xi măng: cát: đá = : : giữ không đổi suốt thí nghiệm Xi măng portland thay tro bay loại F xỉ lò cao S95 với tổng tỉ lệ thay 20%, tỉ lệ nước/chất kết dính (tổng xi măng, tro bay xỉ lị cao) 0.6 Các thí nghiệm cường độ chịu nén chống xâm thực axit thực mẫu lập phương kích thước 100x100x100mm đến thời điểm sau 90 ngày ngâm dung dịch axit sulphuric H2SO4 10% C C R L T U D Kết thí nghiệm cho thấy nằm giới hạn nghiên cứu đề tài, tro bay xỉ lị cao góp phần nâng cao độ linh động vữa bê tơng Tro bay xỉ lị cao nâng cao khả chống xâm thực axit bê tông thông qua việc giảm hư hại bề mặt, giảm hao hụt khối lượng suy gi11.21 2554 2513 1.61 2595 2544 1.97 M6 2622 2577 1.72 XM : XLC : TB (80:0:20) 2554 2395 6.23 2595 2455 5.39 2622 2482 5.34 2554 2366 7.36 M5 XM : XLC : TB (80:5:15) 56 90 28 56 90 2510 6.22 10.73 10.11 2500 28 2.27 0.89 6.69 11.10 1.76 5.65 8.14 72 Số ngày ngâm Khối lượng mẫu trước ngâm axit (nhóm B1) Khối lưỡng mẫu sau ngâm axit B1) Chênh lệch khối lượng Trung bình chênh lệch (ngày) (gram) (gram) (%) (%) 2595 2371 8.63 2622 2401 8.43 Cấp phối Bảng 3.25: Phần trăm suy giảm khối lượng ngâm dd axit 28, 56 90 ngày % suy giảm khối lượng % suy giảm khối lượng % suy giảm khối lượng sau ngâm 28 ngày sau ngâm 56 ngày sau ngâm 90 ngày M1 3.61 9.29 M2 2.59 8.61 M3 2.55 M4 2.27 M5 0.89 M6 1.76 R L T 11.77 6.22 5.65 8.14 11.1 8.14 5.65 1.76 0.89 2.27 2.55 2.59 6.22 3.61 (%) 10 10.73 8.61 9.29 12 13.57 11.1 10.73 11.37 14 11.37 6.69 11.77 13.57 U D 13.41 16 C C 13.41 6.69 Cấp phối M1 M2 M3 28 ngày M4 56 ngày M5 M6 90 ngày CẤP PHỐI Hình 3.33: Biểu đồ chênh lệch khối lượng sau ngâm dd axit 28, 56, 90 ngày (%) 3.3.4 Ảnh hưởng tro bay xỉ lò cao đến suy giảm cường độ axit 73 Bảng 3.26: Suy giảm cường độ chịu nén bê tông ngâm dd axit 28, 56, 90 ngày Cường độ chịu nén bê tông (MPa) Cấp phối Sau 28 ngày dưỡng hộ Sau 56 ngày dưỡng hộ Nước Axit Suy giảm (%) M1 32.4 16.2 50 43.3 17.4 59.82 44 13.7 68.86 M2 32.9 19.2 41.64 37.4 14 58.75 38.6 13.9 63.99 M3 33 22.1 33.03 38.4 16.3 57.66 38.7 14.1 63.57 M4 30.8 24.2 21.43 37.4 17 54.55 38.7 14.3 63.05 M5 33.1 27.3 17.52 33.2 16.7 49.7 37.4 15.1 59.63 M6 32.4 29.4 9.26 37 18.1 48.08 39.6 16.3 58.84 49.7 54.55 59.63 63.05 63.57 57.66 58.75 63.99 68.86 41.64 33.03 40 21.43 30 17.52 (%) 50 60 50 U D 59.82 70 C C R L T 80 Nước Axit 58.84 Axit Suy giảm (%) 48.08 Nước Suy giảm (%) Sau 90 ngày dưỡng hộ 9.26 20 10 M1 M2 M3 28 ngày M4 56 ngày M5 M6 90 ngày Hình 3.34: Biểu đồ suy giảm cường độ bê tông (%) Tại mục 3.2.6 nêu rõ khả chống xâm thực axit bê tơng thí nghiệm dựa việc hiệu chỉnh Tiêu chuẩn Mỹ ASTM C267- Tiêu chuẩn thí nghiệm khả chống xâm thực hóa vữa bê tông Dung dịch axit sunfuric H2SO4 10% 74 tạo cách hòa tan axit sulphuric H 2SO4 98% với nước máy Cần lưu ý dung dịch axit sulphuric H2SO4 10% điều kiện làm việc thực tế kết cấu thực tế bê tông, nhiên dung dịch axit sunfuric H 2SO4 10% sử dụng thí nghiệm đồ bền chống axit sulphuric bê tông từ Hạt Los Angeles 15 năm Nồng độ cao axit sulphuric H2SO4 10% dùng nhằm mục đích gia tốc nhanh thí nghiệm khoảng thời gian hợp lý phịng thí nghiệm Vì kết cường độ bê tơng giảm nhanh chóng 28, 56, 90 ngày, cụ thể sau: - Mẫu bê tông ngâm dung dịch axit sulphuric H2SO4 10% sau 28 ngày (sau dưỡng hộ nước 28 ngày), suy giảm cường độ chịu nén mẫu bê tông M2 (20%XLC, 0%TB), M3 (15%XLC, 5%TB), M4 (10%XLC, 10%TB), M5 (5%XLC, 15%TB), M6 (0%XLC, 20%TB) 41.64%, 33.03%, 21.43%, 17.52%, 9.26%, suy giảm cường độ mẫu đối chứng M1 50% Qua kết sau 28 ngày ngâm dung dịch axit sulphuric H 2SO4 10%, tro bay xỉ lị cao S95 chống xâm thực axit tốt so với mẫu đối chứng M1 C C - Mẫu bê tông ngâm dung dịch axit sulphuric H2SO4 10% sau 56 ngày (sau dưỡng hộ nước 28 ngày), suy giảm cường độ chịu nén mẫu bê tông M2 (20%XLC, 0%TB), M3 (15%XLC, 5%TB), M4 (10%XLC, 10%TB), M5 (5%XLC, 15%TB), M6 (0%XLC, 20%TB) 59.82%, 58.75%, 57.66%, 54.55%, 49.7%, 48.08%, mẫu đối chứng M1 59.82% Qua kết sau 56 ngày ngâm dung dịch axit sulphuric H2SO4 10%, cho thấy tro bay có khả chống xâm thực axit tốt so với xỉ lò cao Khi hàm lượng sử dụng tro bay nhiều khả chống xâm thực axit bê tông tốt Cịn sử dụng xỉ lị cao bê tơng có khả chống xâm thực axit khơng tốt tro bay, điển hình cường độ chịu nén mẫu M2 (20%XLC, 0%TB) 58.75% tương đương với mẫu đối chứng M1 59.82% R L T U D - Mẫu bê tông ngâm dung dịch axit sulphuric H2SO4 10% sau 90 ngày (sau dưỡng hộ nước 28 ngày), suy giảm cường độ chịu nén mẫu bê tông M2 (20%XLC, 0%TB), M3 (15%XLC, 5%TB), M4 (10%XLC, 10%TB), M5 (5% XLC, 15TB), M6 (0%XLC, 20%TB) 63.99%, 63.57%, 63.05%, 59.63%, 58.84%, mẫu đối chứng M1 68.86% Giống kết ngâm mẫu bê tơng 56 ngày, sau 90 ngày ngâm dung dịch axit sulphuric H 2SO4 10%, cho thấy tro bay có khả chống xâm thực axit tốt so với xỉ lị cao; mẫu có sử dụng tro bay nhiều khả chống xâm thực axit bê tơng tốt Cịn sử dụng xỉ lị cao bê tơng có khả chống xâm thực axit không tốt tro bay Nhìn chung, tro bay xỉ lị cao S95 góp phần nâng cao khả chống xâm thực axit bê tơng kết có tăng cường độ bê tơng Việc sử dụng tro bay nhiều khả chống xâm thực axit bê tông tốt Ngược lại, việc sử dụng xỉ lò cao ... PHẠM CÔNG TUẤN TRUNG NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM KHẢ NĂNG CHỐNG XÂM THỰC AXİT CỦA BÊ TƠNG CĨ SỬ DỤNG MỘT SỐ LOẠİ RÁC THẢİ CÔNG NGHİỆP C C R L T U D Chuyên ngành: Kỹ thuật xây dựng công trình dân dụng. .. 76 TÀI LIỆU THAM KHẢO 78 C C U D R L T TÓM TẮT LUẬN VĂN NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM KHẢ NĂNG CHỐNG XÂM THỰC AXİT CỦA BÊ TƠNG CĨ SỬ DỤNG MỘT SỐ LOẠİ RÁC THẢİ CƠNG NGHİỆP Học viên: Phạm.. .axit sulphuric H 2SO4 10%, cho thấy tro bay có khả chống xâm thực axit tốt so với xỉ lò cao; mẫu có sử dụng tro bay nhiều khả chống xâm thực axit bê tông tốt Cịn sử dụng xỉ lị cao bê tơng có