Nghiên cứu tính chất bê tông cốt sợi polypropylene dùng cho cấu kiện tấm mỏng

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA NGƠ ĐỨC THÀNH NGHIÊN CỨU TÍNH CHẤT BÊ TÔNG CỐT SỢI POLYPROPYLENE DÙNG CHO CẤU KIỆN TẤM MỎNG A STUDY ON THE PROPERTIES OF POLYPROPYLENE FIBER CONCRETE FOR THIN PLATE STRUCTURES Chuyên ngành: Kỹ Thuật Xây Dựng Mã số ngành: 8580201 LUẬN VĂN THẠC SĨ TP HỒ CHÍ MINH, tháng 02 năm 2021 T n Đ o – ĐHQG-HCM ọ 1: PGS.TS Trần Vă M ền Cán b chấm nhậ xé TS Lê Vă Qu Cán b chấm nhận xét 2: TS Phan Hữu Duy Quốc Luậ ă T Đ ọ Đ Q T HCM ngày 01 tháng 02 ăm 2021 T ầ uậ ă ồm PGS TS Nguyễn Ninh Thụy - Chủ tịch TS Lê Vă Qu - Ph n bi n TS Phan Hữu Duy Quốc - Ph n bi n TS ù Đức Vinh - Ủy viên TS ù -T ậ u ê ủ T ủ ị u uậ CH T CH H I ĐỒNG ý Luậ ă ă ữ TRƯ NG H T u u ý THUẬT NG Công trình được hoàn thành tại: Trường Đại học Bách Khoa – ĐHQG-HCM Cán bộ hướng dẫn khoa học 1: PGS.TS Trần Văn Miền Cán bộ chấm nhận xét 1: TS Lê Văn Quang Cán bộ chấm nhận xét 2: TS Phan Hữu Duy Quốc Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại Trường Đại học Bách Khoa, ĐHQG TP.HCM ngày 01 tháng 02 năm 2021 Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm: PGS TS Nguyễn Ninh Thụy - Chủ tịch TS Lê Văn Quang - Phản biện TS Phan Hữu Duy Quốc - Phản biện TS Bùi Đức Vinh - Ủy viên TS Bùi Phương Trinh - Thư ký Xác nhận Chủ tịch Hội đồng đánh giá Luận văn và Trưởng Khoa quản lý chuyên ngành sau luận văn đã được sửa chữa (nếu có) CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG TRƯỞNG KHOA KỸ THUẬT XÂY DỰNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP.HCM CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM KHOA KỸ THUẬT XÂY DỰNG Độc Lập - Tự Do - Hạnh Phúc NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên: Ngô Đức Thành MSHV: 1870500 Ngày, tháng, năm sinh: 12/10/1980 Nơi sinh: TpHCM Chuyên ngành: Kỹ thuật Xây Dựng Mã số: 8580201 I TÊN ĐỀ TÀI: “NGHIÊN CỨU TÍNH CHẤT BÊ TÔNG SỢI POLYPROPYLENE DÙNG CHO CẤU KIỆN TẤM MỎNG” “A STUDY ON THE PROPERTIES OF POLYPROPYLENE FIBER CONCRETE FOR THIN PLATE STRUCTURES” II NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG: Tìm hiểu tổng quan nghiên cứu và ngoài nước bê tơng có sử dụng sợi polypropylene, thiết kế cấp phối bê tông cốt sợi polypropylene để tăng cường độ kháng uốn nhằm ứng dụng cấu kiện mỏng Phân tích, đưa phương pháp tốt nhất, cấp phối tối ưu để đúc mẫu vữa làm cho việc sản xuất cấu kiện mỏng, phào Thực nghiệm cấu kiện phào để xác minh cấp phối tối ưu Kết luận kiến nghị III NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: 21/09/2020 IV NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 03/01/2021 V CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: PGS TS Trần Văn Miền Tp HCM, ngày tháng năm 2021 CÁN BỘ HƯỚNG DẪN CHỦ NHIỆM BỘ MÔN PGS TS Trần Văn Miền TS Bùi Phương Trinh TRƯỞNG KHOA KỸ THUẬT XÂY DỰNG LUẬN VĂN THẠC SĨ HVTH: NGÔ ĐỨC THÀNH LỜI CẢM ƠN  Thực hiện Luận văn nhiệm vụ quan trọng chương trình đào tạo thạc sĩ, giúp học viên được học thêm kiến thức chuyên môn sâu cũng nâng cao các kĩ nghiên cứu Luận văn tốt nghiệp được hoàn thành với cố gắng nỗ lực từ bản thân giúp đỡ đặc biệt từ Quý Thầy Cô Trường Đại Học Bách Khoa TPHCM, Bợ mơn Vật liệu Xây dựng và Phịng thí nghiệm đã dẫn dắt và truyền đạt cho kiến thức cũng là hỗ trợ, giúp sức nhiệt tình từ bạn học theo học chuyên ngành Công nghệ kỹ thuật Vật liệu Xây dựng Xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến thầy PGS.TS Trần Văn Miền đã tận tình giúp đỡ dạy trực tiếp trình thực hiện luận văn này Nhờ dạy, góp ý Thầy vấn đề nghiên cứu đã giúp có được nhận định đắn cũng cách tiếp cận nghiên cứu hiệu quả Cuối cùng, xin gửi lời cảm ơn đến gia đình, người thân chỗ dựa tinh thần vững để tơi có thêm niềm tin, nỗ lực vượt qua khó khăn quá trình làm Luận văn Luận văn đã hoàn thành thời gian quy định với cố gắng bản thân, nhiên kiến thức vẫn hạn chế nên khơng thể tránh khỏi sai sót q trình thực hiện, kính mong Q Thầy Cơ dạy, góp ý thêm để luận văn này được hồn thiện tốt Xin chân thành cảm ơn! Tp HCM, tháng 01 năm 2021 HỌC VIÊN NGÔ ĐỨC THÀNH GVHD: PGS.TS TRẦN VĂN MIỀN i LUẬN VĂN THẠC SĨ HVTH: NGƠ ĐỨC THÀNH TĨM TẮT  Bê tơng thơng thường sản phẩm dễ phát sinh vết nứt, cường độ chịu kéo, chịu uốn, đợ mài mịn khả chống va đập Bê tông cốt sợi (BTCS) cải thiện được nhược điểm Nghiên cứu tính chất hỗn hợp tính chất học bê tông cốt sợi phân tán, đặc biệt loại bê tơng có tính dẻo dai cao mở rộng phạm vi ứng dụng bê tông công trình xây dựng Nguyên nhân sợi thường được bổ sung để tăng cường độ bền kéo uốn, hạn chế gây nứt tính chất dẻo sau nứt Chính vậy, kết hợp sợi polypropylene với bê tông để trở thành bê tông cốt sợi polypropylene nhằm để cải thiện khuyết điểm Bài viết trình bày tổng quan ảnh hưởng sợi polypropylene (PP) đối với tính chất khác bê tơng để tìm tỉ lệ kết hợp tối ưu sợi polypropylen bê tông để thiết kế cấp phối bê tông sử dụng cốt sợi polypropylen nhằm tăng khả chịu uốn, làm giảm hiện tượng nứt mặt bê tông không bị ăn mòn môi trường tự nhiên GVHD: PGS.TS TRẦN VĂN MIỀN ii LUẬN VĂN THẠC SĨ HVTH: NGÔ ĐỨC THÀNH ABSTRACT The concrete has poor properties such as brittleness, low flexural strength, low resistance to abrasion and impacting These properties can be improved by using short random fiber Research results related to properties of fiber reinforced concrete which are both fresh and hardened properties, especially the toughness of concrete with the presence of fiber will widen the application of concrete to construction Cause of fibres are generally introduced to enhance its flexural tensile strength, crack arresting system and post cracking ductile behaviour of basic matrix The combination of polypropylene fiber with concrete is converted into polypropylene fiber reinforced concrete to improve these deficiencies This article presents an overview of the influence of polypropylene (PP) fibers on various properties of concrete such as to find the optimal ratio of combination between polypropylene and concrete fibers to design concrete mixes Using polypropylene fiber reinforced to increase bending resistance, reduce the surface cracking of mortar and not corrode in the natural environment GVHD: PGS.TS TRẦN VĂN MIỀN iii LUẬN VĂN THẠC SĨ HVTH: NGÔ ĐỨC THÀNH LỜI CAM ĐOAN Luận văn tốt nghiệp thạc sĩ là công trình nghiên cứu được và các cộng thực hiện hoàn thành dưới hướng dẫn thầy PGS.TS Trần Văn Miền Các số liệu và kết luận bài nghiên cứu này là hoàn toàn trung thực và chưa xuất hiện các tài liệu trước Tôi xin cam kết chịu hoàn toàn trách nhiệm lời cam đoan Học viên Ngô Đức Thành GVHD: PGS.TS TRẦN VĂN MIỀN iv LUẬN VĂN THẠC SĨ HVTH: NGÔ ĐỨC THÀNH MỤC LỤC  MỤC LỤC I DANH SÁCH HÌNH IV DANH SÁCH BẢNG VIII DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT IX MỞ ĐẦU 1 LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI .2 TỔNG QUAN .3 TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU NGOÀI NƯỚC VÀ TRONG NƯỚC .3 Một số nghiên cứu ứng dụng giới Những nghiên cứu nước MỤC TIÊU VÀ NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 17 CƠ SỞ KHOA HỌC 19 CẤU TRÚC CỦA HỖN HỢP BÊ TÔNG [10] 19 BÊ TÔNG CỐT SỢI POLYPROPYLENE .23 Sợi Polypropylene (Sợi PP) 23 Tính chất sợi Polypropylene [15] 24 Mục đích sử dụng sợi PP bê tơng [17] .25 Tương tác sợi bê tông [11] 26 Ứng xử sợi vật liệu [22] 27 BỘT ĐÁ VÔI 30 PHỤ GIA POLYMER 30 ĐỘ LƯU ĐỘNG CỦA HỖN HỢP BÊ TÔNG CỐT SỢI [23] .30 Ảnh hưởng tỉ số đặc trưng bề mặt độ lưu động hỗn hợp bê tông cốt sợi [23] 31 GVHD: PGS.TS TRẦN VĂN MIỀN i LUẬN VĂN THẠC SĨ HVTH: NGƠ ĐỨC THÀNH Ảnh hưởng thể tích vữa ximăng độ lưu động hỗn hợp bê tông cốt sợi PP [23] 31 KẾT LUẬN: 33 NGUYÊN VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 34 NGUYÊN VẬT LIỆU .34 Xi măng 34 Cốt liệu nhỏ (Cát) 35 Phụ gia siêu dẻo [30] .36 Sợi Polypropylene 37 Nước .38 Bột đá vôi 39 Phụ gia Polymer tăng bám dính (Vinnapas 4115N) [33] 40 THIẾT KẾ CẤP PHỐI 40 Cấp phối bê tông cốt sợi Polypropylen 40 Quy trình nhào trộn hỗn hợp bê tông cốt sợi PP 42 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 42 Phương pháp đo độ lưu động (TCVN 3121-3:2003) [35] 42 Phương pháp xác định cường độ uốn (TCVN 3121-11:2003) [35] 44 Phương pháp xác định cường độ nén (TCVN 3121-11:2003) [35] 46 Phương pháp xác định cường độ chịu kéo uốn phào (TCVN 3119:1993) [36] 47 KẾT LUẬN: 48 KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM 49 ĐỘ XÒE CỦA MẪU VỮA XI MĂNG 49 CƯỜNG ĐỘ CHỊU UỐN CỦA MẪU VỮA 50 Xét cường độ chịu uốn vữa xi măng sử dụng sợi PP (không dùng bột đá vôi không phụ gia Polymer) 52 Xét cường độ chịu uốn vữa xi măng sử dụng sợi PP phụ gia Polymer 56 Xét cường độ chịu uốn vữa xi măng sử dụng sợi PP bột đá vôi 59 GVHD: PGS.TS TRẦN VĂN MIỀN ii Cường độ chịu nén mẫu vữa (MPa) LUẬN VĂN THẠC SĨ HVTH: NGÔ ĐỨC THÀNH 80.00 70.00 60.00 50.00 40.00 30.00 20.00 10.00 0.00 CP00 CP10 CP11 CP12 CP13 CP14 CP15 33 77 10111213141516171819202122232425262728 28 28 7.95 15.16 37.09 41.48 9.71 16.85 55.84 62.05 9.27 17.43 48.12 56.05 7.97 16.13 56.03 62.87 10.66 17.73 49.14 55.43 10.38 17.42 64.24 70.22 9.82 16.45 59.03 66.36 Tuổi (ngày) Hình 4.25 Sự phát triển cường độ chịu nén CP00, CP10, CP11, CP12, CP13, CP14, CP15 tại ngày, ngày, ngày 28 ngày tuổi Ghi chú: CP00 – Cấp phối không sử dụng sợi PP không sử dụng bột đá vôi; CP10, CP11 CP12 – Cấp phối sử dụng bột đá vôi với hàm lượng 3% sử dụng sợi PP với hàm lượng lần lượt 0.5%, 1% 1.5%; CP13, CP14 CP15 – Cấp phối sử dụng bột đá vôi với hàm lượng 5% sử dụng sợi PP với lần lượt 0.5%, 1% 1.5% Tại ngày tuổi, cường độ chịu nén tất cả mẫu có hàm lượng sợi PP bột đá vôi cao so với mẫu đối chứng CP00 lần lượt 11.2%, 15.0%, 6.4%, 17.0%, 14.9% 8.6% Lưu ý, tại ngày tuổi cường độ nén mẫu CP13 cao (17.73 MPa); CP00 có cường độ chịu nén thấp (15,16 MPa) CP15 có cường độ chịu nén 16,45 MPa GVHD: PGS.TS TRẦN VĂN MIỀN 72 LUẬN VĂN THẠC SĨ HVTH: NGÔ ĐỨC THÀNH Tương tự tại ngày tuổi tất cả mẫu sử dụng sợi PP bột đá vôi có cường độ chịu nén cao so với mẫu đối chứng CP00 Lưu ý, tại ngày tuổi cường độ nén mẫu CP14 cao (64.24 MPa); CP00 có cường độ chịu nén thấp (37,09 MPa) CP15 có cường độ chịu nén 59,03 MPa Tại 28 ngày tuổi, cường độ chịu nén tất cả mẫu sử dụng sợi PP bột đá vôi cao so với mẫu đối chứng CP00 lần lượt 50.6%, 29.7%, 51.0%, 32.5%, 65.1% và 55.1% Lưu ý, tại 28 ngày tuổi cường độ nén mẫu CP14 cao (68.04 MPa); CP00 có cường độ chịu nén thấp (41,21 MPa) CP15 có cường đợ chịu nén 63,92 MPa Tóm lại, tại thời điểm ngày 28 ngày tuổi, mẫu vữa xi măng có sử dụng hàm lượng sợi PP hàm lượng bột đá vôi thì có cường độ chịu nén tối ưu Hình 4.26 So sánh cường đợ chịu nén mẫu vữa xi măng có sử dụng hàm lượng sợi PP hàm lượng bột đá vôi tại ngày 28 ngày tuổi so với mẫu đối chứng không Tỉ lệ cường độ chịu kéo với ngày tuổi có sợi PP CP00 10.00 7.89 8.00 6.00 7.03 5.75 5.19 4.67 6.196.01 4.61 6.396.05 5.22 6.776.76 5.20 4.00 2.00 0.00 ngày CP00 CP10 Tuổi (ngày) CP11 CP12 CP13 28 ngày CP14 CP15 Hình 4.26 So sánh tỉ lệ cường độ chịu nén mẫu vữa xi măng sử dụng sợi PP có hàm lượng bột đá vôi tại ngày 28 ngày tuổi Hình 4.27 thể hiện tương quan tỉ lệ sợi PP có bổ sung bợt đá vơi với cường độ chịu nén mẫu vữa sử dụng sợi PP Kết quả cho thấy cường độ chịu nén hàm lượng sử dụng sợi PP mẫu sử dụng bột đá vôi có tương quan theo tỉ lệ thuận, GVHD: PGS.TS TRẦN VĂN MIỀN 73 LUẬN VĂN THẠC SĨ HVTH: NGƠ ĐỨC THÀNH chí riêng mẫu sử dụng hàm lượng bợt đá vơi 3% khơng có tương quan Cụ thể, đối với mẫu có hàm lượng sử dụng 3% bợt đá vơi hệ số tưởng quan R² = Cường độ chịu nén mẫu vữa tại 28 ngày tuổi (MPa) và đối với mẫu có hàm lượng sử dụng 5% bợt đá vơi hệ số tương quan R² = 0.46 80.00 y = 1,093.63x + 53.07 R² = 0.51 75.00 70.00 65.00 60.00 y = 82.13x + 59.50 R² = 0.01 55.00 50.00 0.0% 0.5% 1.0% 1.5% Hàm lượng sử dụng sợi PP 1% Wacker 2.0% 2% Wacker Hình 4.27 Xét tại 28 ngày tuổi, tương quan hàm lượng sử dụng sợi PP có hàm lượng bột đá vôi với cường độ chịu nén mẫu vữa sử dụng sợi PP Nhận xét: Mẫu vữa xi măng có hàm lượng sợi PP tăng lần lượt 0,5%, 1%, 1,5 thì cường độ chịu nén giảm; nhiên bổ sung thêm hàm lượng bột đá vôi lần lượt 3% 5% thì cường độ nén tăng thêm Vậy vữa xi măng có hàm lượng sợi PP đồng thời bổ sung tăng thêm hàm lượng bột đá vôi thì cường độ chịu nén vữa xi măng càng tăng thêm Điều giải thích sau: Việc bổ sung tăng thêm hàm lượng bột đá vôi tạo hiệu ứng phân tán hạt xi măng tốt hơn, làm tăng khả tiếp xúc hạt xi măng với nước, phản ứng thủy hóa triệt để sinh nhiều sản phẩm phản ứng Đờng thời có hiệu ứng lấp đầy hạt bột đá vôi, hạt bợt đá vơi bổ sung hạt cịn thiếu dải hạt cốt liệu tạo thành một cấp hạt liên tục, tăng độ đặc chắc, thành khối đồng trong GVHD: PGS.TS TRẦN VĂN MIỀN 74 LUẬN VĂN THẠC SĨ HVTH: NGÔ ĐỨC THÀNH hỗn hợp vữa xi măng dẫn đến ảnh hưởng cường độ chịu nén tăng dần thêm chứng là tăng hàm lượng bột đá vôi từ 3% 5% thì cường độ nén tăng dần CƯỜNG ĐỘ CHỊU UỐN CỦA PHÀO CHỈ Sử dụng cấp phối CP00 (khơng có sợi PP) để đúc sản phẩm phào kích thước 250mm x 800mm x 20mm – với tên gọi sản phẩm là M1 và kích thước 250mm x 1000mm x 20mm – M5 làm mẫu đối chứng; CP03 (1,5% hàm lượng sợi PP) có cường độ chịu uốn tốt so với mẫu vữa nhóm để đúc sản phẩm phào kích thước 250mm x 800mm x 20mm –M2 kích thước 250mm x 1000mm x 20mm – M6; CP09 (1,5% hàm lượng sợi PP và 2% hàm lượng Polymer) có cường độ chịu uốn tốt so với mẫu vữa nhóm để đúc sản phẩm phào kích thước 250mm x 800mm x 20mm –M3 và kích thước 250mm x 1000mm x 20mm – M7; Và CP15 (1,5% hàm lượng sợi PP và 5% hàm lượng bột đá vôi) có cường độ chịu uốn tốt so với mẫu vữa nhóm để đúc sản phẩm phào kích thước 250mm x 800mm x 20mm –M4 và kích thước 250mm x 1000mm x 20mm – M8 Tại hiện trường, sử dụng khn nhựa Hình 4.28, tiến hành đúc phào được ngày tuổi tháo khuôn bảo dưỡng cách ngâm nước cho đủ 28 ngày tuổi Hình 4.29, đạt cường đợ uốn tốt đem thí nghiệm uốn tại Phịng thí nghiệm kết cấu cơng trình trường Đại học Bách Khoa Hình 4.30 Q trình thí nghiệm uốn tới mợt lực tới hạn, phào bị răn nứt Hình 4.31 phào bị gãy Hình 4.32 Hình 4.28 Khn mẫu đúc phào nhựa GVHD: PGS.TS TRẦN VĂN MIỀN 75 LUẬN VĂN THẠC SĨ HVTH: NGƠ ĐỨC THÀNH Hình 4.29 Sản phẩm phào sau đúc xong tại 28 ngày tuổi Hình 4.30 Máy uốn đa tại phịng thí nghiệm kết cấu cơng trình (Instron) Hình 4.31 Quá trình uốn phào bị răn nứt GVHD: PGS.TS TRẦN VĂN MIỀN 76 LUẬN VĂN THẠC SĨ HVTH: NGƠ ĐỨC THÀNH Hình 4.32 Uốn phá huỷ phào Hình 4.33 Phào bị gãy sau thí nghiệm uốn Các mẫu phào được tiến hành thí nghiệm uốn trực tiếp theo phương pháp uốn điểm, khoảng cách gối uốn đến mép 75mm Mục đích việc tiến hành đúc mẫu thực tế để kiểm tra khả chịu uốn trực tiếp nhằm chứng minh khả thi công điều kiện làm việc thông thường Kết quả lực uốn phá huỷ phào được thể hiện Bảng 4.1 Hình 4.34 GVHD: PGS.TS TRẦN VĂN MIỀN 77 LUẬN VĂN THẠC SĨ HVTH: NGÔ ĐỨC THÀNH Bảng 4.1 Kết lực uốn phá huỷ mẫu phào Kích thước mẫu phào Cấp phối 250×800x20mm 250×1000x20mm 861.83 453.59 CP0 1134 589.67 CP3 1632.9 1088.6 CP9 1587.6 725.75 CP15 Lực uốn Lực uốn phá huỷ (N) 725.75 Lực phá hoại (N) CP15 1587.57 1088.62 CP9 589.67 CP3 453.59 CP0 500 1632.93 1133.98 861.83 1000 Khoảng cách gối 850mm 1500 2000 Khoảng cách gối 650mm Hình 4.34 Lực uốn tối đa gây phá huỷ phào Từ kết quả lực uốn gây phá huỷ phào chỉ, áp dụng tại mục 3.4.4 - Phương pháp xác định cường độ chịu uốn phào (TCVN 3119:1993), ta tính được kết quả cường đợ chịu uốn mẫu phào Hình 4.35 GVHD: PGS.TS TRẦN VĂN MIỀN 78 Cường độ chịu uốn mẫu phao (MPa) LUẬN VĂN THẠC SĨ HVTH: NGÔ ĐỨC THÀNH 20.00 15.61 15.00 15.18 12.81 10.84 10.00 8.24 5.34 6.94 8.54 5.00 0.00 CP00 CP03 CP09 CP15 Cấp phối sử dụng Mẫu 250x800x20mm Mẫu 200x1000x20mm Hình 4.35 Kết cường độ chịu uốn phào Hình 4.35 cho thấy, đối với mẫu phào có kích thước 250×800×20 mm, kết quả cho thấy cường đợ chịu uốn tất cả mẫu có sử dụng sợi PP cao so với mẫu đối chứng Đặc biệt, mẫu phào có thêm phụ gia làm tăng chất kết dính phụ gia polymer bợt đá vơi cường đợ chịu uốn cao, cụ thể phào sử dụng CP09 (sợi PP 1.5% phụ gia Polymer 2%) có cường độ chịu uốn cao đối với kích thước 250×800×20 mm 15.61 MPa đối với kích thước 250×1000×20 mm 12.81 MPa GVHD: PGS.TS TRẦN VĂN MIỀN 79 Tỉ lệ cường độ chịu uốn so với mẫu chuẩn LUẬN VĂN THẠC SĨ HVTH: NGÔ ĐỨC THÀNH 3.00 2.40 2.50 1.89 2.00 1.60 1.32 1.30 1.50 1.00 1.84 1.00 1.00 0.50 0.00 CP00 CP03 CP09 CP15 Cấp phối sử dụng Mẫu 250x800x20mm Mẫu 200x1000x20mm Hình 4.36 Tỉ lệ cường độ chịu uốn phào so với mẫu đối chứng CP00 Hình 4.36 thể hiện tỉ lệ cường độ chịu uốn phào so với mẫu đối chứng Kết quả cho thấy, tất cả mẫu thí nghiệm có cường độ chịu uốn cao so với mẫu đối chứng không sử dụng sợi PP không dùng phụ gia Cụ thể, cường độ chịu uốn mẫu CP09 (1,5 % sợi PP 2% phụ gia polymer) cao ở cả hai mẫu, cụ thể mẫu 250×800×20 mm có tỉ lệ cường đợ chịu uốn 1.89 Mpa mẫu 250×1000×20mm 2.40 MPa Dựa vào kết quả chứng tỏ thực nghiệm, với cấu kiện mỏng có hình dạng phức tạp, việc áp dụng bê tơng có sử dụng cốt sợi kết hợp phụ gia hóa học tăng khả bám dính giúp sản phẩm hạn chế hư hại lưu trữ, vận chuyển, thi công cẩu lắp đặt tại công trình Đặc biệt bền vững theo thời gian KẾT LUẬN CHƯƠNG: - 18cm là độ xoè lớn mẫu CP00 – mẫu vữa không dùng sợi PP - 10 cm là độ xoè thấp mẫu CP09 – mẫu có hàm lượng sợi PP tối đa 1.5% tối đa 2% hàm lượng phụ gia Polymer - Mẫu vữa CP00 - không dùng sợi PP có cường độ uốn thấp tại 28 ngày tuổi 4.45 MPa GVHD: PGS.TS TRẦN VĂN MIỀN 80 LUẬN VĂN THẠC SĨ - HVTH: NGƠ ĐỨC THÀNH Mẫu vữa có sử dụng hàm lượng sợi PP cao 1,5% bổ sung thêm 2% hàm lượng Polymer – mẫu CP09 có cường độ uốn cao tại 28 ngày tuổi 7.48 MPa - Cường độ nén cao tại 28 ngày tuổi 70.22 MPa – mẫu CP14 (1% sợi PP tối đa 5% bột đá vôi) - Cường độ nén thấp tại 28 ngày tuổi 39.09 MPa – mẫu CP03 (1.5% sợi PP) - Phào kích thước 250mm x 800mm x 20mm sử dụng cấp phối CP09 (1,5 % sợi PP 2% phụ gia polymer) có cường độ chịu uốn cao 15.61 MPa - Phào kích thước 250mm x 1000mm x 20mm sử dụng cấp phối CP09 (1,5 % sợi PP 2% phụ gia polymer) có cường độ chịu uốn cao 12.81 MPa GVHD: PGS.TS TRẦN VĂN MIỀN 81 LUẬN VĂN THẠC SĨ HVTH: NGÔ ĐỨC THÀNH KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ  KẾT LUẬN Độ lưu động vữa xi măng tỷ lệ nghịch với hàm lượng sợi PP và hàm lượng sử dụng bột đá vôi và phụ gia phân tán polymer Vinnapas 4115N Trong phạm vi khảo sát đề tài hàm lượng sợi từ 0.5 đến 1.5% theo khối lượng xi măng PC40 Độ xịe giảm từ 18 cm (mẫu đối chứng) mẫu khơng sử dụng phụ gia hay sợi PP, 10 cm tương ứng với hàm lượng sợi 1.5% 2% phụ gia polymer Mẫu vữa ở tỷ lệ sợi lớn vữa xi măng dễ bị khơ, dễ bị nứt bề mặt, khó sản xuất, khó thi cơng, cấp phối có độ xoè tốt cấp phối CP00 Cường độ chịu uốn vữa tỷ lệ thuận với hàm lượng sợi sử dụng Vữa có bổ sung hàm lượng sợi PP tối đa 1,5% và hàm lượng phụ gia Polymer tối đa 2% (dùng cấp phối CP09) có cường độ chịu uốn cao 7.48 MPa Sử dụng cấp phối CP09 này để đúc sản phầm phào để ứng dụng ngành xây dựng Tăng hàm lượng sợi hỗn hợp vữa từ đến 0.5% cải thiện cường độ nén vữa lên 5% Còn hàm lượng sợi vượt 0.5% thì cường độ vữa có xu hướng giảm dần từ 43.53 MPa 39.09 MPa Mẫu có cường độ nén tối ưu cao 70.22 MPa tương ứng với hàm lượng sợi PP 1,0% và 5% hàm lượng bột đá vôi, CP14 Phào sử dụng cấp phối CP09 có cường độ chịu uốn cao 28 ngày tuổi 15.61 MPa Đã nghiên cứu và tìm được cấp phối tối ưu đáp ứng được được tính chất để ứng dụng cho phào cấp phối sử dụng hàm lượng sợi PP tối đa 1.5% và hàm lượng phụ gia Polymer tối đa 2% KIẾN NGHỊ - Mơ hình hóa khả chịu uốn phào - Nghiên cứu tính co ngót phào - Nghiên cứu sử dụng loại nguyên vật liệu tái chế để chế tạo phào GVHD: PGS.TS TRẦN VĂN MIỀN 82 LUẬN VĂN THẠC SĨ HVTH: NGÔ ĐỨC THÀNH TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] A Sadrmomtazi, A Fasihi, and A k Haghi, “Effect of Polypropylene Fibers on Mechanical and Physical Properties Of Mortars Containing NANO-SIO2,” Mater Struct., vol 41, no 12, 2008, doi: 10.1617/s11527-008-9361-2 [2] Nguyễn Văn Chánh “Bê tông cốt sợi phân tán,” Hồ sơ nghiên cứu, Trung Tâm Vật Liệu Mài Cao Cấp, Đại Học Bách Khoa TP.HCM 2003 [3] E Erdogmus, “Use of fiber-reinforced cements in masonry construction and structural rehabilitation,” Fibers, vol 3, no 1, pp 41–63, 2015, doi: 10.3390/fib3010041 [4] S Kwon, R P Ferron, Y Akkaya, and S P Shah, “Cracking of Fiber-Reinforced Self-Compacting Concrete due to Restrained Shrinkage,” Int J Concr Struct Mater., vol 1, no 1, pp 3–9, 2007, doi: 10.4334/ijcsm.2007.1.1.003 [5] Nguyễn Văn Chánh, “Vật liệu nhẹ sở xi măng - tro trấu - cốt sợi xơ dừa dùng triển khai nhà ở lắp ghép cho vùng ĐBSCL,” Tạp chí Thơng báo khoa học Trường đại học, vol 5&6, no 3, 2000 [6] Tran Van Mien, “Durability of basalte microfiber reinforced cement composite,” in The first International Conference of Asian Concrete Federation, 2004, p 410 [7] Cao Huy Quang “Nghiên cứu bê tơng tự lèn có cốt sợi Polypropylene siêu mảnh,” Luận văn Thạc sĩ, Đại học Bách Khoa Thành Phố Hờ Chí Minh, 2008 [8] Nguyễn Trung Hiếu, Lý Trần Cường “Nghiên cứu thực nghiệm hiệu quả gia cường dầm bê tông bị nứt vật liệu sợi carbon CFRP,” Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Xây dựng - ĐHXD, vol 61, no 3, pp 32–35, 2019 [9] Nguyễn Trí Hiển “Nghiên cứu tính chất co ngót bê tông tự lèn sử dụng cốt sợi polypropylene phân tán,” Luận văn Thạc sĩ, Đại học Bách Khoa Thành phố Hờ Chí Minh, 2019 [10] Concrete Library of JSCE June 1995 1995 [11] C Gonilho-Pereira, P Faria, R Fangueiro, P Vinagre, and A Martins, “Cement Based Fiber-Reinforced Mortat: The Fiber Influence on the Mortar Performance, 6o Congr Luso-Moỗambicano Eng., vol 4510R, no Agosto, pp 2–3, 2011 [12] G Baloevic, J Radnic, D Matesan, and N Grgic, “Behavior of fiber reinforced GVHD: PGS.TS TRẦN VĂN MIỀN 83 LUẬN VĂN THẠC SĨ HVTH: NGÔ ĐỨC THÀNH mortar composites under impact load,” Lat Am J Solids Struct., vol 15, no 2, 2018, doi: 10.1590/1679-78254168 [13] Nguyễn Tấn Quy, Nguyễn Thiên Ruê , Giáo trình cơng nghệ bê tơng xi măng NXB Giáo dục, 2003 [14] H A Toutanji “Properties of polypropylene fiber reinforced silica fume expansive-cement concrete,” Constr Build Mater., vol 13, no 4, pp 171–177, 1999, doi: 10.1016/S0950-0618(99)00027-6 [15] Wikipedia “Polypropylen.” Internet: https://vi.wikipedia.org/wiki/Polypropylen, access Oct 2020 [16] Thăng Tiến “Sợi tổng hợp prolypropylene (sợi pp) cốt bê tông dạng tơ mảnh.” Internet: http://www.thtvietnam.com/san-pham/be-tong-nhe/phu-gia/soi-tong- hop-prolypropilene/, Truy cập 10/2020 [17] Nguyễn Viết Trung Bê tông cốt sợi thép Hà Nội: NXB Xây Dựng, 2005 [18] G Vondran and T Webster, “Relationship of Polypropylene Fiber Reinforced Concrete to Permeability,” Am Concr Inst., vol 108, pp 85–98, 1988, [Online] Available: https://www.concrete.org/publications/internationalconcreteabstractsportal/m/de tails/id/2175 [19] S Aydin and B Baradan, “The effect of fiber properties on high performance alkali-activated slag/silica fume mortars,” Compos Part B Eng., vol 45, no 1, pp 63–69, 2013, doi: 10.1016/j.compositesb.2012.09.080 [20] F Puertas, T Amat, A Fernández-Jiménez, and T Vázquez, “Mechanical and durable behaviour of alkaline cement mortars reinforced with polypropylene fibres,” Cem Concr Res., vol 33, no 12, pp 2031–2036, 2003, doi: 10.1016/S0008-8846(03)00222-9 [21] A Bentur and S Mindess, Fibre Reinforced Cementitious Composites, 2th ed CRC Press, 2006 [22] A Mustea and D L Manea, “Influence of Polypropylene Fibers upon the Mechanical Characteristics of Reinforced Composite Mortars,” Procedia Eng., vol 181, pp 338–345, 2017, doi: 10.1016/j.proeng.2017.02.398 [23] Y Xu, H Chen, and P Wang, “Effect of Polypropylene Fiber on Properties of GVHD: PGS.TS TRẦN VĂN MIỀN 84 LUẬN VĂN THẠC SĨ HVTH: NGÔ ĐỨC THÀNH Alkali-Activated Slag Mortar,” Adv Civ Eng., vol 2020, no 2, pp 8–12, 2020, doi: 10.1155/2020/4752841 [24] S Zhutovsky and K Kovler, “Influence of water to cement ratio on the efficiency of internal curing of high-performance concrete,” Constr Build Mater., vol 144, pp 311–316, 2017, doi: 10.1016/j.conbuildmat.2017.03.203 [25] Huỳnh Thị Hạnh Giáo trình kỹ thuật sản xuất chất kết dính NXB Đại học Quốc Gia TP Hờ Chí Minh, 2017 [26] S T Erdoǧan, “Effect of clinker phase distribution within cement particles on properties of a hydrating cement paste,” Constr Build Mater., vol 38, pp 941– 949, 2013, doi: 10.1016/j.conbuildmat.2012.09.051 [27] Bộ khoa học công nghệ "Xi măng poóc lăng hỗn hợp - yêu cầu kỹ thuật.”, TCVN 6260 : 2009 [28] Xi măng Nghi Sơn “Xi măng nghi sơn PCB40.” Internet: http://petecbidico.com.vn/xm-nghison.html, Truy cập 10/2020 [29] Bộ khoa học công nghệ "Cốt liệu cho bê tông vữa.” TCVN 7570:2006 [30] Hi-crete “Phụ gia siêu dẻo.” Internet: http://hi-crete.com/, Truy cập: 10/2020 [31] H Karian Handbook of Polypropylene and Polypropylene Composites, Revised and Expanded, Library of Congress, 2003 [32] Vi Khánh “Sợi tổng hợp gia cường grace microfiber (concrete reinforcement fiber) tính và lợi ích.” Internet: https://vikhanh.com.vn/tin-tuc/soi-tong-hopgia-cuong-grace-microfiber-concrete-reinforcement-fiber-tinh-nang-va-loi-ich81.html, Truy cập: 10/2020 [33] VINNAPAS, “VINNAPAS® 4115 N.” Internet: https://www.wacker.com/h/enus/c/vinnapas-4115-n/p/000010663, Truy cập: 10/2020 [34] Kohlhammer, “United States Patent,” Crosslinkable Polymer, vol 2, no 12, 2005, Patent No.: US 6,884,837 B2 [35] Bộ khoa học công nghệ “Vữa xây dựng - phương pháp thử,” TCVN 31212003 [36] Bộ khoa học công nghệ “Bê tông nặng – phương pháp xác định cường độ nén.”, TCVN 3118 : 1993 GVHD: PGS.TS TRẦN VĂN MIỀN 85 LUẬN VĂN THẠC SĨ HVTH: NGƠ ĐỨC THÀNH LÝ LỊCH TRÍCH NGANG Họ tên: Ngô Đức Thành Ngày, tháng, năm sinh: 12/10/1980 Nơi sinh: TpHCM Địa liên lạc: 207/1 Kha Vạn Cân, Phường Hiệp Bình Chánh, Thủ Đức, TpHCM Email: ngoducthanhxd@gmail.com QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO - Tốt nghiệp Đại học ngành xây dựng dân dụng cơng nghiệp, niên khóa 1998-2003 - Từ năm 2018-2021 học viên cao học chuyên ngành xây dựng cơng trình dân dụng cơng nghiệp, trường Đại học Bách Khoa TP HCM Q TRÌNH CƠNG TÁC - Từ năm 2004-2011, công tác tại công ty Xây dựng Hịa Bình - Từ năm 2012 đến nay, công tác tại Ban Quản lý dự án đầu tư xây dựng, trực thuộc Công ty Phát Triển Công Nghiệp Tân Thuận GVHD: PGS.TS TRẦN VĂN MIỀN 86 ... VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU Đối tượng nghiên cứu đề tài bê tông sử dụng cốt sợi phân tán polypropylene để ứng dụng cho cấu kiện mỏng phào Phạm vi nghiên cứu bao gồm: - Nghiên cứu tính chất nguyên... THÀNH tơng cốt sợi tổng hợp [3], bê tông cốt sợi thép bê tông cốt sợi Bazan [6] Các tính chất BTCS được nghiên cứu bao gờm: cấp phối thành phần hỗn hợp, tính chất hỗn hợp, tính chất học,... thuật Xây Dựng Mã số: 8580201 I TÊN ĐỀ TÀI: “NGHIÊN CỨU TÍNH CHẤT BÊ TƠNG SỢI POLYPROPYLENE DÙNG CHO CẤU KIỆN TẤM MỎNG” “A STUDY ON THE PROPERTIES OF POLYPROPYLENE FIBER CONCRETE FOR THIN PLATE