Bê tông là một loại vật liệu nhân tạo được sử dụng nhiều nhất trong xây dựng Thành phần bê tông truyền thống gồm cốt liệu thô đá dăm sỏi cốt liệu mịn cát và chất kết dính xi măng nước Tuy nhiên việc khai thác và sử dụng nước cát đạt các chỉ tiêu cơ lý cho cấp phối bê tông truyền thống tại một số vùng địa phương ở nước ta như vùng thường xuyên ngập mặn vùng hải đảo nằm xa đất liền … gặp nhiều khó khăn Ngoài ra cát sông ngày càng bị khai thác quá mức để phục vụ hoạt động xây dựng ảnh hưởng đến môi trường làm tăng chi phí xây dựng Vì vậy cần có một loại hỗn hợp bê tông mới như hỗn hợp bê tông sử dụng cát biển nước biển hỗn hợp bê tông sử dụng cát biển nước ngọt để giải quyết các vấn đề trên Mặc khác sử dụng xi măng Poóclăngbền Sun phát dùng để cải thiện sự phát triển cường độ bê tông khi được sản xuất trong môi trường không thuận lợi như có cát biển nước biển trong thành phần cấp phối Nghiên cứu sản xuất bê tông từ cát biển nước biển khu vực Cam Ranh Khánh Hòa sử dụng xi măng Poóc lăng bền Sun phát để đánh giá sự phát triển cường độ chịu nén của bê tông theo thời gian Mục đích nghiên cứu khả năng sử dụng cát biển nước biển kết hợp với xi măng Poóc lăng bền Sun phát để sản xuất bê tông xi măng không cốt thép ứng dụng trong công trình xây dựng
TRƯỜNG ĐẠI HỌ NGUYỄN PHAN LÊ NGHIÊN CỨU SẢN XUẤT BÊ TÔNG TỪ CÁC THÀNH PHẦN CẤP PHỐI CÁT BIỂN, NƯỚC BIỂN KHU VỰC CAM RANH - KHÁNH HÒA SỬ DỤNG XI MĂNG POÓC LĂNG BỀN SUN PHÁT Chuyên ngành: Kỹ thuật Xây dựng cơng trình Dân dụng Công nghiệp Mã số: 60.58.02.08 LUẬN VĂN T Ạ SĨ KỸ THUẬT Ng ih c: PGS.TS TRƯƠNG HỒI CHÍNH Đà Nẵng - Năm 2019 LỜI MĐ N Tôi cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng tơi Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chưa công bố cơng trình khác./ Tác giả Nguyễn Phan Lê TRANG TÓM TẮT LUẬN VĂN NG IÊN ỨU SẢN XUẤT Ê TÔNG TỪ T IỂN, NƯỚ IỂN U VỰ T ÀN MR N P ẦN ẤP P ỐI - KHÁNH HÒA SỬ DỤNG XI MĂNG P Ó LĂNG ỀN SUN P ọc viên: guyễn Phan Lê Mã số: 60.58.02.08 T huyên ngành: Xây dựng Dân dụng & ơng nghiệp Khóa: 34.XDD.KH Trường ại học Bách khoa - Nội dung: Bê tông loại vật liệu nhân tạo sử dụng nhiều xây dựng Thành phần bê tông truyền thống gồm: cốt liệu thô (đá dăm, sỏi), cốt liệu mịn (cát) chất kết dính (xi măng + nước) Tuy nhiên việc khai thác sử dụng nước, cát đạt ch tiêu c l cho cấp phối bê tông truyền thống số v ng, địa phư ng nước ta như: v ng thường xuyên ngập m n, v ng h i đ o n m xa đất liền g p nhiều kh khăn goài cát sông ngày bị khai thác mức để phục vụ hoạt động xây dựng, nh hư ng đến môi trường, làm tăng chi phí xây dựng.Vì vậy, cần c loại hỗn hợp bê tông “hỗn hợp bê tông sử dụng cát biển, nước biển”, “hỗn hợp bê tông sử dụng cát biển, nước ngọt”, để gi i vấn đề M c khác sử dụng xi măng Po clăngbền Sun phát d ng để c i thiện phát triển cường độ bê tông s n xuất môi trường không thuận lợi như: c cát biển, nước biển thành phần cấp phối ghiên cứu s n xuất bê tông từ cát biển, nước biển khu vực Cam Ranh - Khánh òa sử dụng xi măng Po c lăng bền Sun phát để đánh giá phát triển cường độ chịu nén bê tơng theo thời gian Mục đích nghiên cứu kh sử dụng cát biển, nước biển kết hợp với xi măng Po c lăng bền Sun phát để s n xuất bê tông xi măng không cốt thép ứng dụng cơng trình xây dựng Từ khóa: át biển; ước biển; xi măng Po c lăng bền Sun phát; Bê tông cát biển; Bê tông nước biển; ường độ nén Content: Concrete is one of the most used artificial materials in construction Traditional concrete components include: coarse aggregate (crushed rock, gravel), fine aggregate (sand) and binder (cement + water) However, the exploitation and use of water and sand have met mechanical criteria for traditional grading of concrete in some areas and localities in our country such as regularly submerged areas and offshore islands encountered many difficulties n addition, river sand is being over-exploited to serve construction activities, affecting the environment, increasing construction costs Therefore, there should be another concrete mix such as "concrete mix using sea sand, seawater", "concrete mix using sea sand, fresh water" to solve the above problems On the other hand, using Sunphate resisting Portland cement is used to improve the strength of concrete when it is produced in unfavorable environments such as sea sand and seawater in gravel Research on production of concrete from sea sand and seawater in Cam Ranh - Khanh Hoa area using Sunphate resisting Portland cement to evaluate the development of compressive strength of concrete over time Purpose of researching the possibility of using sea sand and seawater combined with Sunphate resisting Portland cement to produce non-reinforced cement concrete used in construction works Key words: Sea sand; Seawater; Sunphate resisting Portland cement; Concrecte using sea sand; Concrecte using seawater; Compressive strength MỤ LỤ TRANG BÌA LỜ AM OA TRANG TÓM TẮT LUẬ VĂ MỤ LỤ DA MỤ Á KÝ ỆU, Á Ữ V ẾT TẮT DA MỤ Á BẢ DA MỤ Á Ì MỞ ẦU 1 Tính cần thiết đề tài: Mục đích nghiên cứu: Mục tiêu nghiên cứu: .2 ối tượng phạm vi nghiên cứu: Phư ng pháp nội dung nghiên cứu: Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài: Kết cấu luận văn: .3 ƯƠ TỔ QUA VỀ BÊ TÔ V Á VẬT L ỆU ẤU T .4 1.1 T ng quan bê tông .4 1.1.1 ịnh nghĩa bê tông 1.1.2 ấu tr c bê tông 1.1.3 Phân loại bê tông .4 1.2 ường độ bê tông: 1.2.1 ấp độ bền chịu nén bê tông .5 1.2.2 Mác bê tông theo cường độ chịu nén 1.2.3 Tư ng quan B M 1.3 ác vật liệu cấu thành bê tông 1.3.1 Xi măng 1.3.2 ước 1.3.3 ốt liệu thô (đá dăm, sỏi) 1.3.4 ốt liệu mịn (cát) .8 1.4 Ngun lý hình thành bê tơng thơng qua ph n ứng thủy h a xi măng 1.4.1 iai đoạn hòa tan: 1.4.2 iai đoạn h a keo: .9 1.4.3 iai đoạn kết tinh: 1.5 ác nhân tố định đến cường độ bê tông 1.5.1 hất lượng số lượng xi măng: .9 1.5.2 ộ cứng, độ t lệ thành phần cốt liệu (cấp phối) 1.5.3 T lệ nước - xi măng: 1.5.4 hất lượng việc nhào trộn vữa bê tông, độ đầm bê tông đ khuôn điều kiện b o dưỡng: 1.6 Sự phát triển cường độ bê tông theo thời gian 10 1.6.1 Bê tông thông thường .10 1.6.2 Bê tông b o dưỡng nước biển: 11 1.6.3 Bê tông sử dụng cát biển, nước biển: 11 1.7 Ăn mịn h a học bê tơng 11 1.7.1 Ăn mòn hòa tan: .12 1.7.2 Ăn mòn axit: 12 1.7.3 Ăn mòn magie: .12 1.7.4 Ăn mòn sulfate: 12 1.7.5 Ăn mòn kiềm: .13 1.8 Một số đ c điểm cát biển, nước biển: 13 1.8.1 át biển 13 1.8.2 ước biển: 14 1.9 Ảnh hư ng cát biển, nước biển, xi măng bền Sun phát đến chất lượng bê tông xi măng: 15 1.9.1 Ảnh hư ng cát biển, nước biển q trình chế tạo bê tơng 15 1.9.2 Ảnh hư ng cát biển, nước biển trình khai thác sử dụng 16 1.9.3 Ảnh hư ng xi măng bền Sun phát đến chất lượng bê tông 16 1.10 Một số nghiên cứu bê tông sử dụng cát biển, nước biển: 17 1.10.1 ác nghiên cứu nước: 17 1.10.2 ác nghiên cứu nước: 18 Nhận xét chư ng .19 ƯƠ P ƯƠ P ÁP T Ự ỆM Ể XÁ Ị ƯỜ Ộ ỊU É ỦA BÊ TÔ SẢ XUẤT TỪ ÁT B Ể , ƯỚ B Ể SỬ DỤ X MĂ POÓ LĂ BỀ SU P ÁT 20 2.1 ác ch tiêu kỹ thuật vật liệu để chế tạo bê tông: 20 2.1.1 ốt liệu thô ( dăm) .20 2.1.2 ốt liệu mịn ( át biển) 22 2.1.3 ước 23 2.1.4 Xi măng: 24 2.2 Phư ng pháp xác định cường độ nén bê tông 25 2.2.1 Thiết bị thử: 25 2.2.2 huẩn bị mẫu thử: 25 2.2.3 Lấy mẫu, chế tạo b o dưỡng mẫu thử .26 2.2.4 Tiến hành thử: 27 2.2.5 Tính kết qu : 28 Nhận xét chư ng .29 ƯƠ T Í ỆM THỰ ỆM Ể XÁ Ị ƯỜ Ộ ỊU NÉN ỦA BÊ TÔ SẢ XUẤT TỪ ÁT B Ể , ƯỚ B Ể SỬ DỤ X MĂ POÓ LĂ BỀ SU P ÁT 30 3.1 Mục đích thí nghiệm: 30 3.2 Vật liệu sử dụng cho thí nghiệm: 31 3.2.1 ốt liệu thô ( dăm) 31 3.2.2 ốt liệu mịn ( át biển) 32 3.2.3 ước: .33 3.2.4 Xi măng: 34 3.3 ấp phối bê tơng sử dụng cho thí nghiệm: .35 3.4 c mẫu thí nghiệm: 35 3.4.1 Mẫu thí nghiệm 35 3.4.2 hế tạo mẫu thí nghiệm 36 3.5 Thí nghiệm nén mẫu bê tơng: 37 3.5.1 huẩn bị mẫu thử: 37 3.5.2 Tiến hành thử: 37 3.6 Kết qu thí nghiệm: 37 3.6.1 Kết qu thí nghiệm: 38 3.6.2 Biểu đồ quan hệ ường độ nén trung bình theo ngày tu i: .42 3.6.3 Biểu đồ so sánh ường độ nén trung bình theo ngày tu i sử dụng xi măng bền Sun phát với sử dụng xi măng thông thường: .46 Nhận xét chư ng .50 KẾT LUẬ V K Ế Ị .51 T L ỆU T AM K ẢO .52 P Ụ LỤ 54 QUYẾT Ị AO Ề T LUẬ VĂ T SĨ (BẢ SAO) BẢN SAO KẾT LUẬN CỦA HỘ ỒNG, BẢN SAO NHẬN XÉT CỦA CÁC PHẢN BIỆN D N Ý MỤ Ý IỆU, Ữ VIẾT TẮT IỆU Khối lượng thể tích bê tơng (kg/m3) ρv ường độ chịu nén bê tông R t Tu i bê tông (ngày) P T i trọng phá hoại, đ n vị tính daN F Diện tích chịu lực nén viên mẫu, đ n vị tính cm2 α ệ số tính đ i mẫu bê tơng Rn ường độ nén bê tông tu i 28 ngày, đ n vị tính daN/cm2 TỪ VIẾT TẮT TCVN Tiêu chuẩn Việt am TCXD Tiêu chuẩn xây dựng UBND Ủy ban nhân dân PCB Xi măng Poóclăng hỗn hợp PCB-MS Xi măng Po clăng hỗn hợp bền Sun Phát B ấp độ bền bê tông M Mác bê tông S1 Mẫu bê tông đá 1x2, cát biển, nước máy, xi măng P B40, B15 S2 Mẫu bê tông đá 1x2, cát biển, nước máy, xi măng PCB40-MS, B15 S3 Mẫu bê tông đá 1x2, cát biển, nước biển, xi măng P B40, B15 S4 Mẫu bê tông đá 1x2, cát biển, nước biển, xi măng P B40-MS, B15 S5 Mẫu bê tông đá 1x2, cát biển, nước máy, xi măng P B40, B20 S6 Mẫu bê tông đá 1x2, cát biển, nước máy, xi măng P B40-MS, B20 S7 Mẫu bê tông đá 1x2, cát biển, nước biển, xi măng P B40, B20 S8 Mẫu bê tông đá 1x2, cát biển, nước biển, xi măng P B40-MS, B20 PTN-1059 Phịng thí nghiệm ông ty phần SD (LAS-XD 1059) D N B B B B B B B B B B B B B B B B MỤ ẢNG ng 1.1 B ng tư ng quan cấp độ bền B mác M ng 2.1 Thành phần hạt cốt liệu lớn 20 ng 2.2 Mác đá dăm từ đá thiên nhiên theo độ nén dập 21 ng 2.3 Thành phần hạt cát 22 ng 2.4 ác ch tiêu chất lượng xi măng Po c lăng hỗn hợp .24 ng 2.5 Yêu cầu độ bền sun phát 25 ng 2.6 Kích thước cạnh nhỏ viên mẫu .26 ng 2.7 ình dáng, kích thước viên mẫu 27 ng 2.8 B ng trị số α 28 ng 3.1 ấp phối chuẩn cho 1m3 vữa bê tơng thí nghiệm 35 ng 3.2 B ng t ng hợp kết qu thí nghiệm cường độ nén bê tơng theo ngày tu i 38 ng 3.3 B ng số liệu thí nghiệm 39 ng 3.4 B ng so sánh cường độ nén bê tông theo ngày tu i mẫu S2 với S1 .46 ng 3.5 B ng so sánh cường độ nén bê tông theo ngày tu i mẫu S3 với S4 .47 ng 3.6 B ng so sánh cường độ nén bê tông theo ngày tu i mẫu S5 với S6 .48 ng 3.7 B ng so sánh cường độ nén bê tông theo ngày tu i mẫu S7 với S8 .49 D N MỤ ÌN ình 1.1 thị phát triển cường độ bê tơng theo thời gian .10 ình 1.2 át ven biển miền Trung – Việt am 14 ình 1.3 át ven biển Bãi Dài – Cam Ranh .14 ình 1.4 Thành phần nước biển 15 ình 2.1 Biểu đồ quy định thành phần hạt cốt liệu lớn 21 Hình 2.2 Biểu đồ quy định thành phần hạt cốt liệu nhỏ .22 Hình 3.1 Kết qu thí nghiệm đá 1x2 mỏ đá ịn Thị 31 Hình 3.2 Kết qu thí nghiệm cát biển Bãi Dài – Cam Ranh 32 Hình 3.3 Kết qu thí nghiệm nước máy .33 Hình 3.4 Kết qu thí nghiệm nước biển am Ranh .33 ình 3.5 Kết qu thí nghiệm xi măng P B40 Tiên 34 ình 3.6 Kết qu thí nghiệm xi măng P B40-MS Tiên .34 Hình 3.7 Biểu đồ ường độ nén bê tông theo ngày tu i mẫu cấp độ bền B15 43 Hình 3.8 Biểu đồ ường độ nén bê tông theo ngày tu i mẫu cấp độ bền B20 45 Hình 3.9 Biểu đồ so sánh ường độ nén bê tông theo ngày tu i c p mẫu S1-S2 46 Hình 3.10 Biểu đồ so sánh ường độ nén bê tông theo ngày tu i c p mẫu S3-S4 47 Hình 3.11 Biểu đồ so sánh ường độ nén bê tông theo ngày tu i c p mẫu S5-S6 48 Hình 3.12 Biểu đồ so sánh ường độ nén bê tông theo ngày tu i c p mẫu S7-S8 49 MỞ ĐẦU Tí cầ t iết củ đề tài: Bê tơng loại vật liệu nhân tạo sử dụng nhiều giới iện bê tông lựa chọn số cho công trình xây dựng Trong kết cấu xây dựng, bê tơng chịu nhiều tác động khác nhau: chịu nén, uốn, kéo, trượt, đ chịu nén ưu lớn bê tông Do đ , người ta thường lấy cường độ chịu nén ch tiêu đ c trưng để đánh giá chất lượng bê tông, gọi cấp độ bền bê tông Thành phần bê tông truyền thống gồm: cốt liệu thô (đá dăm, sỏi), cốt liệu mịn (cát) chất kết dính (xi măng+ nước) ác loại vật liệu để chế tạo bê tông đá, cát, nước thường c sẵn khai thác địa phư ng để s n xuất bê tông Tuy nhiên việc khai thác sử dụng nước, cát đạt ch tiêu c l cho cấp phối bê tông truyền thống số v ng, địa phư ng nước ta như: v ng thường xuyên ngập m n, v ng h i đ o n m xa đất liền g p nhiều kh khăn đ , việc chế tạo bê tông truyền thống c ng s kh khăn chi phí thường tăng cao nhiều lần so với thơng thường gồi ra, cát sơng bị khai thác ngày mức để phục vụ hoạt động xây dựng, nh hư ng đến môi trường cạn kiệt nguồn tài nguyên, làm tăng chi phí xây dựng nguồn vật liệu ngày khan Vì vậy, cần c loại hỗn hợp bê tông “hỗn hợp bê tông sử dụng cát biển, nước ngọt”, “hỗn hợp bê tông sử dụng cát biển,nước biển” để gi i vấn đề trên, đồng thời để tận dụng nguồn vật liệu dồi sẵn c địa phư ng nh m gi m bớt chi phí xây dựng cơng trình cho v ng ven biển với nhu cầu ph hợp cường độ bê tơng Khánh Hịa t nh duyên h i am Trung c diện tích tự nhiên là: 5.218 km² ường bờ biển kéo dài kho ng 385 km c ng với kho ng 200 đ o lớn nhỏ ven bờ quần đ o Trường Sa Theo “ hư ng trình phát triển thị t nh Khánh ịa đến năm 2020 định hướng đến năm 2030” UB D t nh Khánh òa phê duyệt Quyết định số 4104/Q -UB D ngày 29/12/2016, t nh Khánh òa s đầu tư cho chư ng trình phát triển thị, phấn đấu đến năm 2020 tỷ lệ đô thị h a toàn t nh đạt 60%, đến năm 2030 đạt 70%, đưa Khánh ịa tr thành thị loại , trực thuộc Trung ng Song song c ng với phát triển Khánh òa, thành phố am Ranh c ng không ngừng phát triển đ c biệt nhiều dự án đầu tư đã, triển khai khu vực Bãi Dài ven biển ể đáp ứng nhu cầu phát triển trên, t nh Khánh òa cần ph i đầu tư nhiều lĩnh vực xây dựng Do đ , nhu cầu vật liệu n i chung vật liệu cát xây dựng n i riêng lớn Theo quy hoạch phát triển vật liệu xây dựng t nh Khánh òa đến năm 2020, định hướng đến năm 2030 UB D t nh Khánh òa phê duyệt Quyết định số 4013/Q -UB D ngày 26/12/2016, nhu cầu cát xây dựng cho toàn t nh từ 1,6÷ 84 Ngày Mơ t 16/7/2018 KQT mẫu S7, S4, S8 – R14 Ngày Mô t 24/7/2018 KQT mẫu S1, S5 – R28 ình số PL4.9 ình số PL4.10 85 Ngày Mô t 26/7/2018 KQT mẫu S2, S6, S3 – R28 Ngày Mô t 30/7/2018 KQT mẫu S7, S4, S8 – R28 ình số PL4.11 ình số PL4.12 86 Ngày Mô t 25/8/2018 KQT mẫu S1, S5 – R60 Ngày Mô t 27/8/2018 KQT mẫu S2, S6, S3 – R60 ình số PL4.13 ình số PL4.14 87 Ngày Mô t 31/8/2018 KQT mẫu S7, S4, S8 – R60 Ngày Mô t 24/9/2018 KQT mẫu S1, S5 – R90 ình số PL4.15 ình số PL4.16 88 Ngày Mơ t 26/9/2018 KQT mẫu S2, S6, S3 – R90 Ngày Mô t 30/9/2018 KQT mẫu S7, S4, S8 – R90 ình số PL4.17 ình số PL4.18 89 ... bê tông s n xuất môi trường không thuận lợi như: c cát biển, nước biển thành phần cấp phối ghiên cứu s n xuất bê tông từ cát biển, nước biển khu vực Cam Ranh - Khánh òa sử dụng xi măng Po c lăng. .. tài ? ?Nghiên cứu sản xuất bê tông từ thành phần cấp phối cát biển, nước biển khu vực am Ranh - hánh òa sử dụng xi măng Poóc lăng bền Sun phát? ?? cần nghiên cứu thực nghiệm, qua đ đánh giá kh s n xuất. .. lợi từ cát biển, nước biển đến cường độ chịu nén bê tông sử dụng xi măng Po c lăng bền Sun phát, c s đ đánh giá kh sử dụng cát biển, nước biển khu vực am Ranh kết hợp với xi măng Po c lăng bền Sun