(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu thiết kế thành phần cấp phối bê tông Mác 60 mpa sử dụng phối hợp tro trấu, tro bay và phụ gia siêu dẻo

(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu thiết kế thành phần cấp phối bê tông Mác 60 mpa sử dụng phối hợp tro trấu, tro bay và phụ gia siêu dẻo(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu thiết kế thành phần cấp phối bê tông Mác 60 mpa sử dụng phối hợp tro trấu, tro bay và phụ gia siêu dẻo(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu thiết kế thành phần cấp phối bê tông Mác 60 mpa sử dụng phối hợp tro trấu, tro bay và phụ gia siêu dẻo(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu thiết kế thành phần cấp phối bê tông Mác 60 mpa sử dụng phối hợp tro trấu, tro bay và phụ gia siêu dẻo(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu thiết kế thành phần cấp phối bê tông Mác 60 mpa sử dụng phối hợp tro trấu, tro bay và phụ gia siêu dẻo(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu thiết kế thành phần cấp phối bê tông Mác 60 mpa sử dụng phối hợp tro trấu, tro bay và phụ gia siêu dẻo(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu thiết kế thành phần cấp phối bê tông Mác 60 mpa sử dụng phối hợp tro trấu, tro bay và phụ gia siêu dẻo(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu thiết kế thành phần cấp phối bê tông Mác 60 mpa sử dụng phối hợp tro trấu, tro bay và phụ gia siêu dẻo(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu thiết kế thành phần cấp phối bê tông Mác 60 mpa sử dụng phối hợp tro trấu, tro bay và phụ gia siêu dẻo(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu thiết kế thành phần cấp phối bê tông Mác 60 mpa sử dụng phối hợp tro trấu, tro bay và phụ gia siêu dẻo(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu thiết kế thành phần cấp phối bê tông Mác 60 mpa sử dụng phối hợp tro trấu, tro bay và phụ gia siêu dẻo(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu thiết kế thành phần cấp phối bê tông Mác 60 mpa sử dụng phối hợp tro trấu, tro bay và phụ gia siêu dẻo(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu thiết kế thành phần cấp phối bê tông Mác 60 mpa sử dụng phối hợp tro trấu, tro bay và phụ gia siêu dẻo(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu thiết kế thành phần cấp phối bê tông Mác 60 mpa sử dụng phối hợp tro trấu, tro bay và phụ gia siêu dẻo(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu thiết kế thành phần cấp phối bê tông Mác 60 mpa sử dụng phối hợp tro trấu, tro bay và phụ gia siêu dẻo(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu thiết kế thành phần cấp phối bê tông Mác 60 mpa sử dụng phối hợp tro trấu, tro bay và phụ gia siêu dẻo(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu thiết kế thành phần cấp phối bê tông Mác 60 mpa sử dụng phối hợp tro trấu, tro bay và phụ gia siêu dẻo(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu thiết kế thành phần cấp phối bê tông Mác 60 mpa sử dụng phối hợp tro trấu, tro bay và phụ gia siêu dẻo(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu thiết kế thành phần cấp phối bê tông Mác 60 mpa sử dụng phối hợp tro trấu, tro bay và phụ gia siêu dẻo(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu thiết kế thành phần cấp phối bê tông Mác 60 mpa sử dụng phối hợp tro trấu, tro bay và phụ gia siêu dẻo(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu thiết kế thành phần cấp phối bê tông Mác 60 mpa sử dụng phối hợp tro trấu, tro bay và phụ gia siêu dẻo(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu thiết kế thành phần cấp phối bê tông Mác 60 mpa sử dụng phối hợp tro trấu, tro bay và phụ gia siêu dẻo(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu thiết kế thành phần cấp phối bê tông Mác 60 mpa sử dụng phối hợp tro trấu, tro bay và phụ gia siêu dẻo(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu thiết kế thành phần cấp phối bê tông Mác 60 mpa sử dụng phối hợp tro trấu, tro bay và phụ gia siêu dẻo(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu thiết kế thành phần cấp phối bê tông Mác 60 mpa sử dụng phối hợp tro trấu, tro bay và phụ gia siêu dẻo(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu thiết kế thành phần cấp phối bê tông Mác 60 mpa sử dụng phối hợp tro trấu, tro bay và phụ gia siêu dẻo(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu thiết kế thành phần cấp phối bê tông Mác 60 mpa sử dụng phối hợp tro trấu, tro bay và phụ gia siêu dẻo

LỜI CẢM ƠN Trong trình học tập làm luận văn tốt nghiệp cao học, giúp đỡ thầy, cô giáo trường Đại học Thủy Lợi, đặc biệt thầy giáo TS Nguyễn Đình Trinh tham gia góp ý nhà khoa học, thầy, giáo Đến nay, tác giả hồn thành luận văn thạc sĩ với đề tài luận văn: “Nghiên cứu thiết kế thành phần cấp phối bê tông mác 60 mpa sử dụng phối hợp tro trấu, tro bay phụ gia siêu dẻo” Tác giả bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới thầy giáo TS Nguyễn Đình Trinh hướng dẫn, bảo tận tình cung cấp kiến thức khoa học cần thiết trình thực luận văn Xin chân thành cảm ơn thầy, cô giáo thuộc Bộ môn Vật Liệu Xây Dựng, phòng Đào tạo Đại học Sau Đại học trường Đại học Thủy Lợi tạo điều kiện thuận lợi cho tác giả hoàn thành tốt luận văn thạc sĩ Do trình độ, kinh nghiệm thời gian nghiên cứu hạn chế nên Luận văn khó tránh khỏi thiếu sót, tác giả mong nhận ý kiến đóng góp quý độc giả Xin trân trọng cảm ơn! Hà Nội, tháng năm 2014 Tác giả luận văn Nguyễn Thế Long LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đề tài luận văn sản phẩm nghiên cứu riêng cá nhân Các số liệu kết luận văn hoàn toàn với thực tế chưa cơng bố tất cơng trình trước Tất trích dẫn ghi rõ nguồn gốc Hà Nội, tháng năm 2014 Tác giả luận văn Nguyễn Thế Long MỤC LỤC MỞ ĐẦU CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG BÊ TÔNG CƯỜNG ĐỘ CAO TRÊN THẾ GIỚI VÀ TẠI VIỆT NAM 1.1 Khái niệm bê tông cường độ cao 1.2 Tình hình nghiên cứu ứng ứng dụng bê tông cường độ cao giới 1.3 Tình hình nghiên cứu ứng ứng dụng bê tông cường độ cao Việt Nam 10 1.4 Ưu nhược điểm bê tông cường độ cao 13 1.5 Thành phần cấu trúc bê tông cường độ cao 15 1.5.1 Phụ gia khống bê tơng cường độ cao 17 1.5.2 Phụ gia hóa học 23 Kết luận chương 26 CHƯƠNG 2: VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .27 2.1 Phương pháp nghiên cứu: lý thuyết kết hợp với thực nghiệm .27 2.1.1 Các phương pháp nghiên cứu tính chất vật liệu sử dụng 27 2.1.2 Các phương pháp nghiên cứu tính chất hỗn hợp bê tông bê tông cường độ cao 28 2.2 Vật liệu sử dụng nghiên cứu 31 2.2.1 Cốt liệu nhỏ 31 2.2.2 Cốt liệu lớn 31 2.2.3 Xi măng 32 2.2.4 Phụ gia khoáng mịn 33 2.2.5 Phụ gia siêu dẻo 34 2.2.6 Nước 35 2.3 Các tính chất lý vật liệu sử dụng 35 2.3.1 Cốt liệu nhỏ 35 2.3.2 Cốt liệu lớn 36 2.3.3 Xi măng 38 2.3.4 Tro trấu 39 2.3.5 Trobay 40 2.3.6 Phụ gia siêu dẻo 41 Kết luận chương 42 CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 43 3.1 Yêu cầu chất lượng vật liệu dùng để thiết kế bê tông cường độ cao .43 3.2 Thiết kế thành phần cấp phối bê tông cường độ cao 43 3.3 Các tính chất, tiêu lý hỗn hợp bê tông bê tông cường độ cao .68 3.3.1 Tính cơng tác hỗn hợp bê tông cường độ cao 68 3.3.2 Khối lượng thể tích bê tơng 72 3.3.3 Cường độ nén bê tông 73 3.3.4 Cường độ kéo uốn bê tông 74 3.3.5 Tính chống thấm bê tơng 75 3.4 Đề suất phương án sử dụng bê tông cường độ cao xây dựng cơng trình thủy lợi 76 Kết luận chương 76 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 77 TÀI LIỆU THAM KHẢO DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU, CỤM TỪ VIẾT TẮT KÍ HIỆU TÊN ACI Viện bê tông Mỹ ASTM Hiệp hội vật liệu phương pháp thử Mỹ KÍ HIỆU TÊN PGSD Phụ gia siêu dẻo Rn7 Cường độ nén tuổi ngày Cường độ nén tuổi 28 ngày BTCĐC Bê tông cường độ cao Rn28 BTXM Bê tông xi măng Rku7 C Cát Rku28 C/CKD Tỷ lệ cát chất kết dính SN Độ sụt C/CL Tỷ lệ cát cốt liệu TB Tro bay CKD Chất kết dính TT Tro trấu CL Cốt liệu TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam CP Cấp phối XM Xi măng Đ5-10 Đá dăm 5-10mm CPQH Cấp phối quy hoạch Đ10-20 Đá dăm 10-20mm N Nước KLTT Khối lượng thể tích Cường độ kéo uốn tuổi ngày Cường độ kéo uốn tuổi 28 ngày DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Bảng 1.1 – Phân cấp bê tông cường độ cao .6 Bảng 1.2 Một số cầu thi công bê tông cường độ cao Nhật Bảng1.3 Một số cầu thi công bê tông cường độ cao Mỹ Bảng1.4 Một số mác bê tơng điển hình sử dụng cho cơng trình Việt Nam 12 Bảng 1.5: Yêu cầu kỹ thuật phụ gia khống cho bê tơng 20 Bảng 2.1 Các thí nghiệm theo tiêu chuẩn sử dụng nghiên cứu tính chất vật liệu 27 Bảng 2.2 Các thí nghiệm theo tiêu chuẩn nghiên cứu tính chất hỗn hợp bê tông bê tông 28 Bảng 2.3.Chỉ tiêu thử tính chất hỗn hợp bê tơng 30 Bảng 2.4 Hàm lượng tối đa cho phép muối hòa tan, ion sunfat, ion clorua cặn không tan nước trộn bê tông vữa .35 Bảng 2.5: Kết tính chất cát vàng Sông Lô .36 Bảng 2.6.Thành phần hạt đá 5-10 10-20 .37 Bảng 2.7 Tổng hợp số tính chất lý đá dăm Phủ Lý - Hà Nam 37 Bảng 2.8 Thành phần hóa xi măng PC40 Bút Sơn 38 Bảng 2.9 Thành phần khoáng xi măng PC40 Bút Sơn 38 Bảng 2.10: Kết thí nghiệm tính chất lý Xi măng 38 Bảng 2.11 Thành phần hóa tro trấu 39 Bảng 2.12 Các tính chất hóa lý tro trấu 39 Bảng 2.13 Các tính chất lý tro trấu 40 Bảng 2.14 Thành phần hóa học tro tuyển .40 Bảng 2.15 Tính chất tro tuyển theo ASTM C618 40 Bảng 2.16 Một số tính chất khác tro tuyển 41 Bảng 2.17 Một số tính chất kĩ thuật phụ gia GLENIUM ACE 388 41 Bảng 3.1: Sự phụ thuộc độ xốp vào kiểu xếp hạt .45 Bảng 3.2 : Sự phụ thuộc độ rỗng vào phối hợp cấp hạt .46 Bảng 3.3:Kết phối hợp cấp hạt X2 (5  10mm) cấp hạt X3 (10  20mm) .50 Bảng 3.4 Thành phần hạt hỗn hợp đá 5-10 10-20 sau phối trộn 51 Bảng 3.5: Kết phối hợp cấp hạt X1 (0  5mm) cấp hạt X2 X3 .52 Bảng 3.6 Bảng ước lượng lượng dùng nước dựa vào độ sụt hỗn hợp bê tông Dmax cốt liệu 56 Bảng 3.7 Bảng tra tỷ lệ N/XM dựa vào cường độ nén kích thước hạt cốt liệu trường hợp có khơng có PGSD 57 Bảng 3.8 Thành phần cấp phối gốc sử dụng xi măng cho 1m3 bê tông 58 Bảng 3.9 Thành phần cấp phối gốc sử dụng xi măng có phụ gia siêu dẻo cho 1m3 bê tơng 58 Bảng 3.10 Khối lượng vật liệu dùng cho 1m3 hỗn hợp bê tơng có xi măng sau quy đổi 59 Bảng 3.11 Thành phần cấp phối sử dụng PGK thay xi măng cho 1m3 bê tông (trước hiệu chỉnh) 60 Bảng 3.12 Thành phần cấp phối sử dụng PGK thay xi măng cho 1m3 bê tông (sau hiệu chỉnh) .60 Bảng 3.13: Bảng thống kê lượng dùng vật liệu sơ cho 1m3 hỗn hợp bê tơng cấp phối có xi măng (CPG) cấp phối có phụ gia khống (CP PGK) 61 Bảng 3.14 Kết thí nghiệm cấp phối (CPG, CP PGK) sơ 61 Bảng 3.15: Kế hoạch thí nghiệm bậc hai tâm xoay 64 Bảng 3.16 : Ma trận kế hoạch thí nghiệm bậc hai tâm xoay 64 Bảng 3.17 Bảng thành phần vật liệu dùng cho 1m3 hỗn hợp bê tông 65 Bảng 3.18 Bảng giá trị hàm mục tiêu 65 Bảng 3.19 : Bảng thành phần cấp phối vật liệu dùng cho 1m3 bê tông cấp phối quy hoạch (CPQH) 67 Bảng 3.20 : Kết kiểm tra sơ cấp phối quy hoạch (CPQH) 68 Bảng 3.21: Bảng thống kê lượng dùng vật liệu cho cấp phối khảo sát tính chất 69 Bảng 3.22: Kết tiến hành xác định độ sụt hỗn hợp bê tông 70 Bảng 3.23 Bảng thống kê kết xác định KLTT cấp phối bê tông 72 Bảng 3.24: Kết cường độ nén cấp phối bê tông 73 Bảng 3.25 : Kết cường độ kéo uốn cấp phối bê tông 74 Bảng 3.26 : Kết thí nghiệm khả chống thấm bê tơng .75 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ Hình 1.1.Tồn cảnh đập thủy điện Tam Hiệp-Trung Quốc Hình 1.2 Đập tràn thủy điện Myasage-Nhật Bản Hình 1.3 Tịa nhà the Bow cao 236m - nằm thành phố Calgary, tỉnh Alberta, Canada 10 Hình 1.4 Cây cầu dẫn nước Magdeburg Đức 10 Hình 1.5 Cầu Mỹ Thuận, thành phố Vĩnh Long, Việt Nam 12 Hình 1.6 Phối cảnh 3D thủy điện Sơn La .12 Hình 1.7 Mối quan hệ cường độ chịu nén bê tơng tổng chi phí đơn vị cột với kết cấu nhà 15 tầng 14 Hình 1.8 Hiệu vật liệu tiết diện sử dụng bê tơng cường độ cao 15 Hình 1.9 Cơ chế hoá dẻo phụ gia hoá học .25 Hình 2.1: Sơ đồ phương pháp xác định độ chảy vữa .29 Hình 2.2 Lị đốt trấu .34 Hình 3.1 : Các kiểu xếp hạt cốt liệu 44 Hình 3.2 Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng hệ số điền đầy đến độ rỗng hỗn hợp CL50 Hình 3.3 Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng hệ số điền đầy đến KLTT hỗn hợp CL.51 Hình 3.4.Đồ thị biểu diễn thành phần hạt hỗn hợp đá 5-10 10-20 sau phối trộn 52 Hình 3.5 Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng hệ số điền đầy đến độ rỗng hỗn hợp CL Hình 3.6 Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng hệ số điền đầy đến KLTT hỗn hợp CL 53 Hình 3.7: Quan hệ cường độ bê tông tỷ lệ N/X theo loại xi măng, biểu đồ Walz 55 Hình 3.8 Các đường đồng mức biểu diễn quan hệ Yvới A B 67 Hình 3.9: Đồ thị biểu diễn quan hệ Yvới A B 67 Hình 3.10: HHBT vừa cho từ máy trộn tự 69 Hình 3.11: Cơn thử độ sụt theo TCVN 3016:1993 69 Hình 3.12 Đồ thị thể tính cơng tác hỗn hợp bê tơng .70 53 Hình 3.13 Đồ thị thể cường độ nén bê tông tuổi ngày 28 ngày 73 Hình 3.14: Đồ thị thể cường độ kéo uốn bê tông tuổi ngày 28 ngày 74 Hình 3.15 : Đồ thị thể khả chống thấm bê tông 76 MỞ ĐẦU I Tính cấp thiết đề tài Ở nước ta ngày địi hỏi có thêm nhiều chủng loại vật liệu xây dựng ưu việt nhằm nâng cao chất lượng cơng trình, đẩy nhanh tốc độ thi công, đồng thời hạ giá thành xây dựng, đem lại hiệu kinh tế, v.v… Bê tông loại vật liệu phổ biến công trình xây dựng dân dụng cơng nghiệp Hiện nay, nước ta bê tông sử dụng rộng rãi cần tiếp tục nghiên cứu phát triển để đáp ứng yêu cầu ngày cao chất lượng, xây dựng cơng trình đặc biệt Việt Nam nước có bờ biển dài chạy dọc đất nước nên việc xây dựng cảng, đê kè để phục vụ nhu cầu phát triển kinh tế, giao lưu, thông thương với nước giới cần thiết Mặt khác, Việt Nam có nhiều dự án xây dựng cơng trình thủy lợi, thủy điện để đáp ứng nhu cầu phát triển chung đất nước Trong có loại cơng trình quan trọng, khơng ảnh hưởng lớn đến kinh tế mà an ninh, quốc phịng đất nước, đập ̣ thủy điện Đối với đập ̣ trọng lực, bê tông làm lớp lõi đập ̣ có yêu cầu cường độ không cao quan trọng phải giải vấn đề ứng suất nhiệt xi măng thủy hóa, giải pháp tốt áp dụng cơng nghệ bê tơng đầm lăn Lớp vỏ ngồi đập chịu tác động xói mịn (mài mịn, khí thực ăn mòn ) [15] trực tiếp nước nên bi ̣phá hoại nhanh Theo kinh nghiệm nước giới, việc sử dụng bê tơng cường độ cao(có tỷ lệ N/X thấp) biện pháp tốt để làm tăng tuổi thọ cơng trình này[22] Tóm lại, cơng trình thủy cơng vật liệu bi ̣phá hoại nhanh, đặc biệt tác dụng dịng chảy có lưu tốc lớn Vì vậy, việc nghiên cứu chế tạo vật liệu phù hợp với cơng trình quan trọng cần thiết, hướng nâng cao chất lượng bê tông sử dụng cho cơng trình thiết thực Mặt khác, Việt Nam nước nông nghiệp, công nghiệp phát triển nên thải phẩm ngành lớn Thải phẩm ngành vấn đề quan tâm gây nhiễm mơi trường, khó xử lí, khơng có chỗ chứa… Vì vậy, để tận dụng nguồn thải phẩm góp phần phát triển kinh tế, Từ bảng 3.16 tiến hành tính tốn thành phần bê tơng cường độ cao có sử dụng hỗn hợp phụ gia khống gồm tro bay tro trấu dựa theo nguyên tắc thể tích tuyệt đối ta thu bảng thành phần cấp phối nêu bảng sau: Bảng 3.17 Bảng thành phần vật liệu dùng cho 1m3 hỗn hợp bê tông Thành phần vật liệu (kg/m3) Tỷ lệ Kí hiệu N/CKD C/CKD XM TT TB C Đ N PGSD CP1 0,2 1,1 398 92 122 673 1070 123 6,12 CP2 0,3 1,1 375 87 115 635 1009 173 5,77 CP3 0,2 1,3 355 82 109 711 1130 110 5,47 CP4 0,3 1,3 338 78 104 676 1075 156 5,2 CP5 0,179 1,2 380 88 117 702 1116 105 5,85 CP6 0,321 1,1 370 86 114 627 997 183 5,7 CP7 0,25 1,058 395 91 122 643 1023 152 6,08 CP8 0,25 1,341 340 78 104 700 1113 130 5,22 CP9 0,25 1,2 365 84 112 673 1070 140 5,61 CP10 0,25 1,2 365 84 112 673 1070 140 5,61 CP11 0,25 1,2 365 84 112 673 1070 140 5,61 CP12 0,25 1,2 365 84 112 673 1070 140 5,61 CP13 0,25 1,2 365 84 112 673 1070 140 5,61 Dựa bảng thành phần cấp phối tính tốn ta tiến hành đúc mẫu để kiểm tra tính cơng tác thử cường độ nén tuổi 28 ngày Kết thử tính cơng tác cường độ cấp phối thống kê bảng sau: Bảng 3.18 Bảng giá trị hàm mục tiêu Kí hiệu Biến mã Giá trị hàm mục tiêu A B Y (Mpa) CP1 -1 -1 60 CP2 -1 64 CP3 -1 58 CP4 1 67 Kí hiệu Biến mã Giá trị hàm mục tiêu A B Y (Mpa) CP5 -1,4142 61 CP6 1,4142 63 CP7 -1,4142 71 CP8 1,4142 65 CP9 0 74 CP10 0 72 CP11 0 71 CP12 0 72 CP13 0 73 Để phân tích số liệu thí nghiệm, đề tài sử dụng phần mềm Design-Expert® 7.1 hãng Stat-Ease Đây phần mềm chuyên dụng phục vụ cho lĩnh vực Quy hoạch thực nghiệm (Design of Experiments – DOE) Cách sử dụng sau: Chọn File > New Design, hình sau: Tại mục tiếp theo, ta điền thông tin hàm mục tiêu (Name) đơn vị (Units), sau tiếp tục chọn Continue Cuối cùng, ta điền giá trị hàm mục tiêu vào mục Response chọn Continue (Hình 3.12) Phương trình hồi quy vềcường độ nén (theo biến mã) có dạng: Y = 72,4 + 1.98.A – 0,94.B + 1,25.A.B – 5,89.A2 – 2,89.B2(3.1) Hay phương trình hồi quy cường độ nén (theo biến thực) có dạng: R28 = - 414,25 + 917,07.(N/CKD) + 621,14.(C/CKD) + 250.(N/CKD) (C/CKD) – 2355.(N/CKD)2 – 288,75.(C/CKD)2 (3-3) Dùng phần mềm Design – Expert 7.0.0 kiểm tra tính tương hợp mơ hình theo tiêu chuẩn Fisher cho kết mơ hình tương hợp với thực nghiệm Như vậy, ta dùng hàm hồi quy để tiến hành khảo sát ảnh hưởng nhân tố đến độ sụt bê tơng chất lượng cao có sử dụng phụ gia khống (tro bay tro trấu) *Khảo sát ảnh hưởng nhân tố đến cường độ hỗn hợp bê tơng Từ phương trình hồi quy (3.1) ta vẽ bề mặt biểu đường đồng mức thể ảnh hưởng tỷ lệ N/CKD tỷ lệ C/CKD đến cường độ bê tông Hình 3.8 Các đường đồng mức biểu Hình 3.9: Đồ thị biểu diễn quan hệ diễn quan hệ Yvới A B Yvới A B Khảo sát hàm số có phương trình (3.1) ta thấy: Hàm số đạt giá trị cực đại (ứng với Y đạt giá trị lớn nhất) 72,6 MPa, A = 0,15 B = - 0,13 hay nói cách khác hàm số đạt giá trị lớn tỷ lệ N/CKD = 0,26 tỷ lệ C/CKD = 1,19 Vậy bảng thành phần vật liệu dùng cho m hỗn hợp bê tông cấp phối quy hoạch : Bảng 3.19 : Bảng thành phần cấp phối vật liệu dùng cho 1m bê tông cấp phối quy hoạch (CPQH) Kí hiệu CPQH N/CKD C/CKD XM TT 0,26 1,19 387 90 TB C Đ5-10 Đ10-20 N PGSD 118 704 317 803 165 5,95 Từ cấp phối quy hoạch thu trình tiến hành quy hoạch thực nghiệm bậc tâm xoay ta tiến hành đúc mẫu để kiểm tra sơ số tính chất hỗn hợp bê tông bê tông Kết kiểm tra sơ thống kê bảng : Bảng 3.20 : Kết kiểm tra sơ cấp phối quy hoạch (CPQH) Kí hiệu Độ sụt SN (mm) Cường độ nén R28 (MPa) CPQH 180 75 Vậy cấp phối quy hoạch (CPQH) thiết kế dựa vào quy hoạch thực nghiệm đạt yêu cầu ban đầu đạt Đề tài tiếp tục đúc mẫu dựa cấp phối tối ưu kiểm tra tính chất bê tơng 3.3 Các tính chất, tiêu lý hỗn hợp bê tông bê tông cường độ cao 3.3.1 Tính cơng tác hỗn hợp bê tơng cường độ cao Tính cơng tác tiêu đánh giá quan trọng HHBT Thông qua việc xác định độ sụt HHBT cho phép ta suy tính cơng tác HHBT Việc xác định tính cơng tác HHBT có ý nghĩa vơ to lớn: cho phép ta xác định cơng nghệ thi cơng, tính đồng hỗn hợp… Do vậy, đề tài tiến hành khảo sát tính công tác cấp phối sau: Đề tài tiến hành nghiên cứu tính chất hỗn hợp bê tông sở thành phần cấp phối hợp lý (CPQH) Bên cạnh đó, đề tài tiến hành nghiên cứu: Cấp phối đối chứng (đó cấp phối mà thành phần vật liệu khối lượng chất kết dính 100% xi măng), kí hiệu mẫu CP0 hai cấp phối khác gồm: Cấp phối có hỗn hợp CKD gồm 85% xi măng 15% tro trấu Kí hiệu CP1 Cấp phối có hỗn hợp CKD gồm 80% xi măng 20% tro bay Kí hiệu CP2 Cấp phối đối chứng (CP0) cấp phối có sử dụng 15% tro trấu (CP1), cấp phối có sử dụng 20% tro bay (CP2) thiết kế dựa cấp phối quy hoạch CP0, CP1,CP2, có tỷ lệ N/CKD, C/CKD tương tự cấp phối quy hoạch Từ tỷ lệ N/CKD = 0,26 C/CKD = 1,19, ta tính lượng dùng vật liệu cho m bê tông CP0, CP1, CP2 Bảng thành phần, lượng dùng vật liệu CPĐC thống kê bảng 3.23: Bảng 3.21: Bảng thống kê lượng dùng vật liệu cho cấp phối khảo sát tính chất Kí hiệu Lượng dùng vật liệu cho m3 hỗn hợp bê tông (kg/m3) XM TT TB C Đ5-10 Đ10-20 N PGSD CPQH 387 90 118 704 317 803 165 5,95 CP0 572 0 680 313 769 160 5,72 CP1 479 84 670 308 757 158 5,63 CP2 449 112 668 307 755 157 5,61 Tiến hành khảo sát tính chất cấp phối có thành phần lượng dùng vật liệu thống kê từ bảng 4.1 (gồm cấp phối CPQH, CP0, CP1, CP2) phòng thí nghiệm Q trình trộn hỗn hợp bê tơng tiến hành máy trộn bê tông tự trám Sau trộn xong hỗn hợp bê tơng tiến hành xác định độ sụt hỗn hợp bê tông côn thử độ sụt (côn thử độ sụt khn hình nón cụt có đường kính hai đầu 100 mm 200 mm, chiều cao khn 300 mm) Hình 3.10: HHBT vừa cho từ máy Hình 3.11: Cơn thử độ sụt theo TCVN trộn tự 3016:1993 Quy trình thử nghiệm xác định độ sụt hỗn hợp bê tông tiến hành theo tiêu chuẩn TCVN 3016:1993 Kết thí nghiệm xác định độ sụt hỗn hợp bê tông thống kê bảng 3.22 Bảng 3.22: Kết tiến hành xác định độ sụt hỗn hợp bê tông Kí hiệu mẫu SN (mm) CPQH CP0 CP1 CP2 180 200 130 220 Hình 3.12 Đồ thị thể tính công tác hỗn hợp bê tông Dựa vào đồ thị thể tính cơng tác hỗn hợp bê tơng ta thấy : CP1(cấp phối có sử dụng 85% xi măng 15% tro trấu) có độ sụt thấp SN = 130mm (tính cơng tác nhất) cấp phối sử dụng hỗn hợp chất kết dính gồm 80% xi măng 20 % tro bay CP2 có độ sụt cao SN=220mm (hay tính cơng tác tốt nhất) Cịn cấp phối CP0 ( sử dụng chất kết dính 100% xi măng) đạt SN=200 mm cấp phối CPQH (sử dụng hỗn hợp chất kết dính gồm 65% xi măng, 15% tro trấu, 20% tro bay) đạt độ sụt 180mm Sở dĩ CP2 cấp phối đạt tính cơng tác lớn hạt tro bay có dạng hình cầu nên chúng có tác dụng bơi trơn làm tăng trì tốt tính cơng tác cho hỗn hợp bê tơng Ngược lại, CP1 cấp phối sử dụng hỗn hợp chất kết dính gồm xi măng tro trấu có tính cơng tác so với cấp phối cịn lại Đó do, hạt tro trấu có cấu trúc hạt rỗng xốp nên hút nước nhiều, làm giảm lượng nước tự dẫn đến làm giảm tính công tác hỗn hợp bê tông Vậy việc kết hợp thành phần tro trấu tro bay hỗn hợp chất kết dính dùng cho cấp phối bê tơng hợp lí tro trấu có tác dụng hút nước giữ nước tự hỗn hợp bê tơng Mặt khác tro bay có dạng hạt hình cầu nên lượng nước yêu cầu để bôi trơn bề mặt giảm dẫn đến hỗn hợp bê tơng có sử dụng tro bay làm giảm lượng dùng cải thiện tính cơng tác hỗn hợp bê tơng Tuy nhiên, hỗn hợp bê tông sử dụng nhiều tro bay dễ bị tách nước, cịn sử dụng nhiều tro trấu tăng lượng dùng nước giảm tính cơng tác bê tơng Vì phối hợp hai loại phụ gia hỗn hợp chất kết dính hợp lí Tóm lại, thay đổi loại phụ gia khoáng dùng hỗn hợp bê tơng khiến cho tính cơng tác hỗn hợp bê tông bị thay đổi Do vậy, đề tài cần có nghiên cứu sâu ảnh hưởng tro bay tro trấu đến tính chất bê tông chất lượng cao Sau tiến hành thử nghiệm xác định độ sụt hỗn hợp bê tông tiếp tục dùng hỗn hợp bê tơng chế tạo mẫu dùng để nghiên cứu tính chất bê tông sau rắn theo tiêu chuẩn 3.3.2 Khối lượng thể tích bê tơng Đầu tiên đề tài tiến hành xác định khối lượng thể tích (KLTT) bê tông Xác định KLTT bê tông trạng thái sấy khô bê tông đến khối lượng không đổi theo tiêu chuẩn TCVN 3115:1993 Sấy khô mẫu bê tơng đến khối lượng khơng đổi, sau xác định thể tích mẫu bê tơng Từ xác định KLTT bê tơng trạng thái sấy khô đến khối lượng không đổi Theo cách làm đề tài xác định KLTT cấp phối bê tơng Kết thí nghiệm trình bày bảng 3.23 Bảng 3.23 Bảng thống kê kết xác định KLTT cấp phối bê tơng Kí hiệu mẫu KLTT bê CP0 CP1 CP2 CPQH tông, kg/m3 2440 2410 2400 2450 Qua bảng kết thí nghiệm ta vẽ biểu đồ biểu diễn thay đổi KLTT bê tông cấp phối hình 4.4 Qua ta thấy CPQH cấp phối có KLTT bê tơng lớn nhất, đạt 2450kg/m3 Đây cấp phối có sử dụng hỗn hợp CKD gồm : 15% tro trấu, 20% tro bay 65% xi măng hỗn hợp chất kết dính Tro trấu có độ mịn số khống hoạt tính lớn so với xi măng Do làm tăng độ đặc bê tông, dẫn đến khối lượng thể tích bê tơng tăng Mặt khác, sử dụng 20% tro bay thay cho xi măng hỗn hợp chất kết dính làm giảm khối lượng thể tích bê tơng Độ hoạt tính tro bay thấp xi măng nên ảnh hưởng đến độ đặc bê tơng, từ làm giảm khối lượng thể tích bê tơng, CP2 cấp phối có khối lượng thể tích nhỏ đạt 2400 kg/m3 Cấp phối đối chứng hay gọi CP0 (100%) cấp phối có khối lượng thể tích đạt 2440 kg/m3, cấp phối có KLTT lớn so với CP CP2 Qua ta thấy kết hợp loại phụ gia khống hỗn hợp chất kết dính cho kết tốt tính cơng tác độ đặc bê tơng, khắc phục nhược điểm loại phụ gia khoáng sử dụng đơn lẻ, cấp phối hạt CPQH hợp lí làm tăng độ đặc bê tông 3.3.3 Cường độ nén bê tông Cường độ nén tiêu quan trọng bê tơng, đánh giá khả chịu lực bê tông Đề tài tiến hành đúc mẫu lập phương 150×150×150mm để tiến hành kiểm tra cường độ cấp phối CP0, CP1, CP2, CPQH Kết kiểm tra cường độ nén bê tông thống kê bảng sau : Bảng 3.24: Kết cường độ nén cấp phối bê tơng Kí hiệu mẫu Cường độ nén bê tông tuổi ngày, Rn7 MPa Cường độ nén bê tông tuổi 28 ngày,Rn28 CP0 CP1 CP2 CPQH 66 67 58 63 74 72 70 73 Mpa Dựa vào kết thí nghiệm thống kê bảng ta vẽ đồ thị so sánh cường độ bê tông tuổi ngày 28 ngày cấp phối bê tơng Hình 3.13 Đồ thị thể cường độ nén bê tông tuổi ngày 28 ngày Sau thí nghiệm xác định cường độ nén bê tông ta thấy tuổi 28 ngày cấp phối thí nghiệm đạt cường độ thiết kế đặt 60MPa tuổi 28 ngày Tuy nhiên, tốc độ phát triển cường độ bê tông tuổi khác cấp phối khác khác Cường độ tuổi sớm ngày (7 ngày) cấp phối CP0 66 MPa CP1 67 MPa đạt cao Chứng tỏ tốc độ phát triển cường độ hai cấp phối CP0, CP1 tuổi sớm ngày tương đối nhanh CP3, CPQH có cường độ tuổi sớm ngày nhỏ so với CP0 CP1 Tuy nhiên, đến tuổi 28 ngày cấp phối có cường độ chênh lệch khơng đáng kể Từ ta nhận xét : bê tơng có sử dụng tro trấu thúc đẩy q trình phát triển cường độ tuổi sớm ngày sử dụng tro bay cường độ bê tơng phát triển chậm tuổi sớm ngày mà chủ yếu phát triển tuổi dài ngày 3.3.4 Cường độ kéo uốn bê tông Cường độ kéo uốn bê tông tiêu quan trọng đánh giá chất lượng bê tông đặc biệt bê tơng chất lượng cao Chính vậy, đề tài tiến hành đúc mẫu 100x100x400mm để thử cường độ kéo uốn bê tông theo TCVN 3119 :1993 Xác định cường độ kéo uốn tuổi ngày 28 ngày bê tông Khi mẫu bê tông đủ ngày tiến hành thử theo tiêu chuẩn Kết xác định cường độ kéo uốn cấp phối tuổi ngày 28 ngày thống kê bảng sau : Bảng 3.25 : Kết cường độ kéo uốn cấp phối bê tông Cường độ kéo uốn Rku (MPa) Cường độ kéo uốn bê tông tuổi ngày, Rku7 MPa Cường độ kéo uốn bê tông tuổi 28 ngày, Rku28 MPa Kí hiệu mẫu CP0 CP1 CP2 CPQH 3 Hình 3.14: Đồ thị thể cường độ kéo uốn bê tông tuổi ngày 28 ngày Dựa vào kết thí nghiệm đồ thị thể tốc độ phát triển cường độ kéo uốn ngày tuổi bê tông ta thấy : bê tơng có cường độ kéo uốn cao Ở tuổi ngắn ngày bê tông phát triển cường độ kéo uốn cao CP1 cấp phối có cường độ kéo uốn tuổi ngày cao đạt 7MPa, CP2 cấp phối (20% tro bay) đạt cường độ kéo uốn 4MPa tuổi ngày CP0 CPQH có cường độ kéo uốn cao đạt 7MPa tuổi ngày Khi bê tông 28 ngày tuổi CP2, CPQH đạt 8MPa lớn cấp phối CP2 đạt cường độ kéo uốn 5MPa nhỏ cấp phối Kết thử cường độ kéo uốn bê tông ngày tuổi tốc độ phát triển phù hợp với kết nén trước cấp phối 3.3.5 Tính chống thấm bê tơng Bê tơng thủy cơng có u cầu cao tính chống thấm Đặc biệt bê tơng đề tài nghiên cứu dùng làm lớp bao bọc, bảo vệ bê tơng thân đập Chính mà u cầu bê tơng có khả chống thấm tốt để bền môi trường sử dụng, tránh tác nhân gây ăn mòn Thử độ chống thấm nước bê tông cho phép ta xác định cấp áp lực nước tối đa mẫu bị nước xuyên qua Điều cho ta kiểm tra điều kiện làm việc bê tơng dự đốn độ đặc bê tơng Đề tài thử tính chống thấm nước bê tông theo tiêu chuẩn TCVN 3116 :1993 Kết thí nghiệm thống kê bảng sau: Bảng 3.26 : Kết thí nghiệm khả chống thấm bê tơng Kí hiệu mẫu Khả chống thấm CP0 CP1 CP2 CPQH nước bê tông, Atm 20 20 18 20 Từ kết thí nghiệm thu ta tiến hành vẽ đồ thị để dễ so sánh cấp phối bê tông với Hình 3.15 : Đồ thị thể khả chống thấm bê tơng Nhìn vào đồ thị thể tính chống thấm bê tơng ta thấy : cấp phối có khả chống thấm tốt, tất lớn 18Atm Nhưng ta nhận thấy : bê tông sử dụng tro bay làm phụ gia khống khả chống thấm bê tông so với cấp phối khác 3.4 Đề suất phương án sử dụng bê tơng cường độ cao xây dựng cơng trình thủy lợi - Sử dụng bê tông cường độ cao cho kết cấu cửa van, cửa phai, cống ngăn mặn ven biển - Các kết cấu chống mài mòn, chống xâm thực đập tràn, mố tiêu năng, đường ống áp lực, bể áp lực, kè sông, kè biển, bê tông sửa chữa…… Kết luận chương - Dùng phương pháp thiết kế thành phần cấp phối theo ACI phương pháp quy hoạch thực nghiệm tìm cấp phối bê tông đạt Mác 60Mpa - Sử dụng nguyên vật liệu sẵn có Việt Nam kết hợp với loại phụ gia khống hoạt tính tro trấu, tro bay phả lại hồn tồn chế tạo bê tông cường độ cao đạt mác 60Mpa, cường độ chịu kéo uốn đạt 8Mpa, mác chống thấm đạt B20, độ sụt 18cm KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Đề tài luận văn “Chế tạo bê tông cường độ cao M60 sử dụng phụ gia khoáng tro trấu kết hợp với tro bay để dùng cho cơng trình thủy cơng” thực hồn chỉnh theo đề cương đặt Trong q trình thực nghiên cứu, học viên đưa số kết luận kiến nghị sau: Sử dụng kết hợp phụ gia khống hoạt tính từ tro trấu tro bay thay hàm lượng xi măng đến 35%, làm giảm giá thành nâng cao tính chất cho bê tông Tỷ lệ hỗn hợp chất kết dính 65% xi măng, 15% tro trấu 20% tro bay tối ưu để sản xuất bê tông cường độ cao đạt mác 60Mpa, mác chống thấm đạt 20Atm Bê tông sử dụng phụ gia hỗn hợp từ tro trấu tro bay có tính chất lý (cường độ chịu nén, chịu kéo uốn, độ chống thấm) tốt so với bê tông sử dụng tro trấu tro bay Cần nghiên cứu sản xuất công nghiệp bán công nghiệp tro trấu có chất lượng tốt để đáp ứng nhu cầu ngày tăng loại phụ gia khoáng Tận dụng nguồn tro trấu để làm phụ gia cho bê tông biện pháp giảm thiểu ô nhiễm môi trường trình sản xuất lúa gạo gây (tro trấu dùng nhiều làm cho đất có tính chua) Tiếp tục nghiên cứu ảnh hưởng phụ gia hỗn hợp đến tính chất khác bê tơng suy giảm độ sụt, cường độ nén tuổi dài ngày, tính chịu bào mịn, xói mịn để áp dụng cho nhiều loại cơng trình khác Độ bền với tác nhân ăn mịn học, hóa học, sinh học v.v TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt [1] TS Văn Viết Thiên Ân (2013) Characteristics of Rice Husk Ash and Application in Ultra-High Performance Concrete Luận án tiến sỹ [2] Viện sĩ GS.TSKH IU M Bazenov, PGS.TSKH Bạch Đình Thiên, PGS.TS Trần Ngọc Tính (2004) Cơng nghệ Bê tông Nhà xuất xây dựng, Hà Nội [3] TS Bùi Danh Đại Bài giảngPhụ gia khống cho bê tơng chất lượng cao, Trường Đại học xây dựng [4] TS Bùi Danh Đại Bài giảngPhụ gia khống cho bê tơng chất lượng cao, Trường Đại học xây dựng [5] TS Bùi Danh Đại (2005) Nghiên cứu chế tạo microsilica từ tro trấu thay muội oxit silic bê tông chất lượng cao Đề tài MS: B2004-34-54, trường Đại học xây dựng [6] TS Bùi Danh Đại (2001).Rice husk ash as a mineral admixture for high performance concrete Luận án tiến sỹ [7] Nguyễn Văn Đức, Dương Văn Tài “ Nghiên cứu ảnh hưởng phối hợp tro trấu, tro tuyển nhà máy nhiệt điện thay phần xi măng đến tính chất bê tơng chất lượng cao mác 80”, đồ án tốt nghiệp, Đại học Xây dựng, 2014 [8] GS.TS Phạm Duy Hữu, PGS.TS Nguyễn Ngọc Long, TS Đào Văn Đông, THS.Phạm Duy Anh.Bê tông cường độ cao chất lượng cao [9] PGS TS Phạm Duy Hữu - Bê tông cường độ cao – NXB Xây dựng 2004 [10] PGS TS Phạm Duy Khang.Tro bay ứng dụng xây dựng đường ô tô sân bay điều kiện Việt Nam.Trường Đại học giao thông vận tải [11] Vũ Hải Nam (2012) Nghiên cứu sử dụng tro tuyển Phả Lại hàm lượng cao bê tông khối lớn thông thường dùng cho đập trọng lực Luận án tiến sỹ kỹ thuật, Trường Đại học xây dựng [12] Nguyễn Văn Nam,“Chế tạo bê tông chất lượng cao M70-90 sử dụng phụ gia hỗn hợp từ tro trấu tro bay nhà máy nhiệt điện”, Luận văn cao học, Đại học Xây dựng, 2014 [13] PGS.TS KH Bạch Đình Thiên (2013).Nghiên cứu sản xuất vật liệu phụ gia chế tạo bê tông chất lượng cao từ tro trấu Đề tài khoa học công nghệ cấp - Mã số B 2010-03-87 TĐ [14] GS.TSKH Nguyễn Minh Tuyển Quy hoạch thực nghiệm, NXB Khoa học kỹ thuật, Hà Nội Tiếng Anh [15] ACI Committee 210, (2003), Erosion of Concrete in Hydraulic Structures American Concrete Institute Farmington Hills, MI 48331 U.S.A [16] ACI Committee 211.4R-08 (2008), Guide for Selecting Proportions for HighStrength Concrete Using Portland Cement and Other Cementitious Materials [17] EFNARC (European Federation of national trade associations representing producers and applicators of specialist building products), and Guidelines for Specification selfcompacting concrete, February 2002, Hampshire, U.K [18] Nawy E.G.: Fundamentals of High Strength High Performance Concrete Longman Group Ltd.,1996 [19] Skarendahl A.: High Performance Concrete – Properties and Production Swedish Institute for Cement and Concrete Research, 1996 [20] Walz, K (1958) Anleitung fÜr die Zusammensetzung und Herstellung von Beton mit bestimmten Eigenschaften; Beton- und Stahlbetonbau, Sonderdruck, Jhg Tiếng Nga [21] КириенкоИ.А (1967) Высокопрочныйбетон, Киев, Будывельник [22] Нгуен Динь Чинь (2012), кан Дис «Высокопрочные бетоны с применением комплексных органоминеральных модификаторов, содержащих золу рисовой шелухи, золу-уноса и суперпластификатор» ... ứng dụng tro bay công nghệ sản xuất phụ gia cho bê tông Đề tài sử dụng tro bay nhà máy nhiệt điện Phả Lại 2.2.5 Phụ gia siêu dẻo Đề tài sử dụng phụ gia Glenium ACE 388 Glenium ACE 388 phụ gia siêu. .. việc nghiên cứu thiết kế thành phần bê tơng cường ̣cao Viêṭ Nam chưa có nhiều kinh nghiệm dựa sở thiết kế thành phần bê tông thông thường Đề tài đề xuất phương pháp thiết kế thành phần bê tơng... biến (601 20 )MPa Ở Pháp, năm 1989 bê tông cầu (60- 80 )MPa Các cầu Đức, Hà Lan, Mỹ, Trung Quốc sử dụng bê tông với cường độ nén khoảng từ 6 0MPa đến 10 0MPa Các cấu kiện bê tông bê tông lắp ghép kết