(Luận văn thạc sĩ) nghiên cứu sử dụng xi măng bền sun phát và cát sông cổ chiên trong cấp phối để sản xuất bê tông công trình bị xâm nhập mặn tỉnh trà vinh

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐÀM THIÊN ÂN NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG XI MĂNG BỀN SUN-PHÁT VÀ CÁT SÔNG CỔ CHIÊN TRONG CẤP PHỐI ĐỂ SẢN XUẤT BÊ TƠNG CHO CƠNG TRÌNH BỊ XÂM NHẬP MẶN TỈNH TRÀ VINH Chuyên ngành: Kỹ thuật Xây dựng công trình dân dụng cơng nghiệp Mã số: 8580201 LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: PGS.TS TRƢƠNG HỒI CHÍNH Đà Nẵng - Năm 2019 LỜI CAM ĐOAN Tơi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng tác giả Các số liệu kết tính tốn đưa luận văn trung thực chưa công bố cơng trình khác Tác giả luận văn Đàm Thiên Ân TRANG TÓM TẮT LUẬN VĂN Đề tài: NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG XI MĂNG BỀN SUN PHÁT VÀ CÁT SÔNG CỔ CHIÊN TRONG CẤP PHỐI ĐỂ SẢN XUẤT BÊ TƠNG CƠNG TRÌNH BỊ XÂM NHẬP MẶN TỈNH TRÀ VINH Học viên: Đàm Thiên Ân Chuyên ngành: KTXD CT Dân dụng Công nghiệp Mã số: 85 80 201 - Khóa 35 Trường Đại học Bách khoa - ĐHĐN Tóm tắt: Bê tơng vật liệu xây dựng phổ biến xây dựng Bê tông truyền thống đƣợc chế tạo chất kết dính (xi măng), cốt liệu lớn (đá dăm, sỏi), cốt liệu nhỏ (cát tự nhiên), nƣớc phụ gia Tại khu vực đồng Sông Cửu Long, cát sông đƣợc dùng phổ biến làm vật liệu để san lấp mặt xây dựng, số dùng làm cốt liệu nhỏ để chế tạo bê tông thông thƣờng.Tuy nhiên, số vùng, địa phƣơng nƣớc ta việc khai thác sử dụng nƣớc, cát đạt tiêu lý cho cấp phối bê tơng truyền thống gặp nhiều khó khăn nhƣ: vùng thƣờng xuyên ngập mặn, vùng hảo đảo khơi xa,…việc chế tạo bê tơng truyền thống gặp nhiều khó khăn chi phí thƣờng tăng cao nhiều lần so với vùng khác Vì vậy, cần có loại hỗn hợp bê tông nhƣ “hỗn hợp bê tông sử dụng nƣớc, cát sông” để giải vấn đề để tận dụng nguồn vật liệu dồi sẵn có địa phƣơng nhằm giảm bớt chi phí xây dựng cơng trình cho vùng ven sông vùng Tây Nam Bộ bị nhiễm mặn theo mùa Để tiến hành nghiên cứu phát triển cƣờng độ chịu nén bê tông B15, B20 theo cấp phối chuẩn, sử dụng xi măng poóc lăng hỗn hợp mác 40 - bền sun phát trung bình (đƣợc ký hiệu PCB40-MS) với vật liệu đƣợc khai thác chỗ, tiền đề cho việc thiết kế thành phần cấp phối xác cho bê tơng B15, B20 sử dụng xi măng PCB40-MS sau Giúp cho kỹ sƣ thiết kế có thêm lựa chọn sử dụng vật liệu địa phƣơng cho phƣơng án kết cấu, đơn vị thi cơng có hội tiếp cận với loại cấp phối vật liệu dùng cho cơng trình bị xâm nhập mặn Từ khóa - Cấp phối bê tông; Sông Cổ Chiên; Cường độ chịu nén; Bền sun phát trung bình; Xâm nhập mặn Tocpic: RESEARCH ON USING DURABLE SULPHATE CEMENT AND DEEP-FRIED RIVER SAND IN GRADING TO PRODUCE CONCRETE WORKS SALINE INTRUSION IN TRA VINH PROVINCE Summary: Concrete is a common building material in construction Traditional concrete is made of binder (cement), large aggregate (crushed stone, gravel), small aggregate (natural sand), water and additives In the Mekong Delta region, river sand is commonly used as a material for construction site leveling, a small number is used as a small aggregate to make common concrete In our country, the exploitation and use of water and sand meet the physical and mechanical criteria for traditional concrete gradients, which meet many difficulties such as: areas of frequent mangroves, islands in the offshore, Constructing traditional concrete faces many difficulties and costs often increase many times higher than other regions Therefore, it is necessary to have a new concrete mixture such as "concrete mixture using water, river sand" to solve the above problems or to take advantage of the abundant sources of locally available materials in order to reduce construction costs for saline coastal areas in the Southwest region with seasonal salinity In order to conduct research on the development of compressive strength of concrete B15, B20 according to the standard grade, when using portland cement mixed grade 40 - medium sun resistance (denoted PCB40-MS) with objects materials exploited on the spot, will be the premise for the design of precision grading components for concrete B15, B20 using cement PCB40-MS later Providing design engineers with the option of using local materials for structural options, construction units have access to this type of material for saline intrusion works Keywords - Concrete gradation; Co Chien River; Compressive strength; Medium strength durable sun; Salinization MỤC LỤC TRANG BÌA LỜI CAM ĐOAN TRANG TÓM TẮT TIẾNG ANH MỤC LỤC DANH MỤC CÁC BẢNG DANH MỤC CÁC HÌNH MỞ ĐẦU 1 Tính cấp thiết đề tài Mục tiêu nghiên cứu Đối tƣợng phạm vi nghiên cứu Phƣơng pháp nghiên cứu Bố cục luận văn CHƢƠNG TỔNG QUAN VỀ BÊ TÔNG VÀ CÁC VẬT LIỆU CẤU THÀNH 1.1 TỔNG QUAN VỀ BÊ TÔNG VÀ CÁC VẬT LIỆU CẤU THÀNH .4 1.2 NGUN LÝ HÌNH THÀNH BÊ TƠNG THƠNG QUA PHẢN ỨNG THỦY HÓA CỦA XI MĂNG 1.3 MỘT SỐ PHƢƠNG PHÁP SỬ DỤNG BÊ TÔNG BỀN SUN PHÁT GIẢM THIỂU NGUY CƠ BỊ TẤN CÔNG BỞI CÁC YẾU TỐ XÂM THỰC CHO BÊ TÔNG VÀ CỐT THÉP 1.4 ẾT LUẬN CHƢƠNG PHƢƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM PHÂN TÍCH ĐẶC TÍNH HĨA HỌC CỦA CÁT SÔNG VÀ CƢỜNG ĐỘ CHỊU NÉN CỦA BÊ TÔNG .10 2.1 ĐẶC ĐIỂM MÔI TRƢỜNG TÂY NAM BỘ VIỆT NAM 10 2.1.1 Đặc điểm chung 10 2.1.2 Đặc điểm khu vực tỉnh Trà Vinh 11 2.2 PHƢƠNG PHÁP VÀ CÁC CHỈ TIÊU CẦN ĐÁNH GIÁ HI SỬ DỤNG CÁT SÔNG CỔ CHIÊN MÙA NƢỚC HÔNG NHIỄM MẶN .15 2.2.1 Phƣơng pháp đánh giá 15 2.2.2 Các tiêu cần đánh giá sử dụng cát sông Cổ Chiên 15 2.3 PHƢƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH CƢỜNG ĐỘ NÉN CỦA BÊ TÔNG BẰNG THỰC NGHIỆM (Theo TCVN 3118:1993) 15 2.3.1 Thiết bị thử 16 2.3.2 Chuẩn bị mẫu thử 16 2.3.3 Đúc mẫu 18 2.3.4 Bảo dƣỡng mẫu 20 2.3.5 Tiến hành thử 20 2.3.6 Tính kết 21 2.3.7 Những yếu tố ảnh hƣởng đến cƣờng độ nén bê tông 22 2.4 ẾT LUẬN 25 CHƢƠNG THÍ NGHIỆM THỰC NGHIỆM XÁC ĐỊNH CƢỜNG ĐỘ CHỊU NÉN CỦA BÊ TÔNG 26 3.1 MỤC ĐÍCH THÍ NGHIỆM .26 3.2 VẬT LIỆU SỬ DỤNG ĐỂ CHẾ TẠO MẪU 26 3.2.1 Xi măng (Chất kết dính) .26 3.2.2 Cốt liệu nhỏ (cát) 28 3.2.3 Cốt liệu lớn (đá dăm) 31 3.2.4 Nƣớc 34 3.2.5 Phụ gia (nếu có) 34 3.3 TÍNH TỐN THÀNH PHẦN CẤP PHỐI CHO BÊ TÔNG CẤP B15, B20 34 3.3.1 Chọn độ sụt (SN) cho hỗn hợp bê tông 34 3.3.2 Xác định lƣợng nƣớc (N) cho mét khối bê tông .34 3.3.3 Xác định tỉ số xi măng/nƣớc (X/N) 35 3.3.4 Tính hàm lƣợng xi măng 35 3.3.5 Tính tốn hàm lƣợng cốt liệu lớn (đá dăm) 36 3.3.6 Tính tốn hàm lƣợng cốt liệu nhỏ (cát) 36 3.4 QUY TRÌNH ĐÚC MẪU (Theo TCVN 3015:1993) 38 3.4.1 Tính tốn liều lƣợng vật liệu cho mẻ trộn 38 3.4.2 Trộn hỗn hợp bê tông xác định độ sụt 40 3.4.3 Chọn khuôn đúc tiến hành đúc mẫu 40 3.4.4 Quy trình bảo dƣỡng mẫu (Theo TCVN 3015:1993) 40 3.5 QUY TRÌNH NÉN MẪU VÀ ẾT QUẢ THÍ NGHIỆM 41 3.5.1 Quy trình nén mẫu 41 3.5.2 ết thí ngiệm 41 ẾT LUẬN VÀ IẾN NGHỊ 47 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM HẢO 48 PHỤ LỤC QUYẾT ĐỊNH GIAO ĐỀ TÀI LUẬN VĂN THẠC SĨ (BẢN SAO) BẢN SAO ẾT LUẬN CỦA HỘI ĐỒNG, BẢN SAO NHẬN XÉT CỦA CÁC PHẢN BIỆN DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 2.1 Bảng trị số α 21 Bảng 3.1 Thành phần hạt cát Sông Cổ Chiên 28 Bảng 3.2 hối lƣợng thành phần hạt cát cở sàng .30 Bảng 3.3 Bảng Tính chất lý cát sông Cổ Chiên mùa nƣớc không nhiễm mặn 31 Bảng 3.4.Tính chất lý đá 1x2 cm Biên Hòa 32 Bảng 3.5 Thành phần hạt đá Biên Hòa 33 Bảng 3.6 Bảng ích thƣớc viên mẫu ứng với cốt liệu lớn 38 Bảng 3.7 Bảng tính kết thí nghiệm cƣờng độ nén củabê tơng cấp độ bền B15 cho mẫu thí nghiệm ứng với ngày tuổi (3; 7; 14; 28; 60; 90) 42 Bảng 3.8 Bảng tính kết thí nghiệm cƣờng độ nén củabê tơng cấp độ bền B20 cho mẫu thí nghiệm ứng với ngày tuổi (3; 7; 14; 28; 60; 90) 44 DANH MỤC CÁC HÌNH Hình Một số hình ảnh dùng cát sơng Cổ Chiên san lấp mặt (SLMB) cơng trình Hình 1.1 Pha trộn thành phần Hình 1.2 Các thành phần khác có vật liệu bê tơng Hình 1.3 Cấu trúc bê tơng Hình 1.4 Đoạn đê biển xã Trƣờng Long Hịa, huyện Duyên Hải đƣợc tỉnh Trà Vinh xây dựng kiên cố Hình 2.1 Bản đồ khu vực Tây Nam Bộ (ĐBSCL) 10 Hình 2.2 Bản đồ tỉnh Trà Vinh 12 Hình 2.3 Máy nén mẫu 16 Hình 2.4 Mẫu thử nén 03 ngày tuổi 18 Hình 2.5 Trộn vữa kiểm tra độ sụt .19 Hình 2.6 Đúc mẫu định hình 19 Hình 2.7 Bảo dƣỡng mẫu bê tông tháo khuôn 20 Hình 3.1 Xi măng PCB 40 sử dụng để chế tạo mẫu cấp phối 27 Hình 3.2 Xi măng PCB 40-MS sử dụng để chế tạo mẫu cấp phối 28 Hình 3.3 Biểu đồ thành phần hạt cát sông Cổ Chiên 30 Hình 3.4 Thí nghiệm đá dăm 32 Hình 3.5 Biểu đồ thành phần hạt đá dăm 1x2 Biên Hịa 33 Hình 3.6 Biểu đồsự phát triển cƣờng độ nén bê tông cấp độ bền B15 mẫu thí nghiệm ứng với ngày tuổi (3; 7; 14; 28; 60; 90) 43 Hình 3.7 Sự phát triển cƣờng độ nén bê tơng cấp độ bền B20 mẫu thí nghiệm ứng với ngày tuổi (3; 7; 14; 28; 60; 90) 45 MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Bê tơng loại vật liệu phổ biến thƣờng đƣợc sử dụng cho kết cấu bê tông bê tông cốt thép, loại kết cấu chiếm đến 60% loại kết cấu xây dựng Bê tông truyền thống với thành phần gồm: Cốt liệu lớn (đá dăm, sỏi), cốt liệu nhỏ (cát), xi măng, nƣớc phụ gia, thƣờng đƣợc đánh giá khả chịu lực tiêu cƣờng độ chịu nén Cƣờng độ chịu nén tiêu quan trọng hỗn hợp bê tơng, đánh giá khả chịu tải hỗn hợp bê tông dƣới tác dụng trọng lƣợng thân rung động Việc sử dụng bê tông truyền thống cho công trình xây dựng trở nên phổ biến Tuy nhiên, số vùng, địa phƣơng nƣớc ta việc khai thác sử dụng nƣớc, cát đạt tiêu lý cho cấp phối bê tơng truyền thống gặp nhiều khó khăn nhƣ: vùng thƣờng xuyên ngập mặn, vùng hảo đảo khơi xa,…việc chế tạo bê tông truyền thống gặp nhiều khó khăn chi phí thƣờng tăng cao nhiều lần so với vùng khác Vì vậy, cần có loại hỗn hợp bê tông nhƣ “hỗn hợp bê tông sử dụng nƣớc, cát sông” để giải vấn đề để tận dụng nguồn vật liệu dồi sẵn có địa phƣơng nhằm giảm bớt chi phí xây dựng cơng trình cho vùng ven sông vùng Tây Nam Bộ bị nhiễm mặn theo mùa Hiện sông Cổ Chiên thuộc địa bàn tỉnh Trà Vinh có số mỏ cát với trữ lƣợng tƣơng đối lớn, nhiên cát sông Cổ Chiên có lẫn phù sa, cỡ hạt nhỏ nhiễm mặn theo mùa Do nguồn cát từ trƣớc đến địa phƣơng dùng để san lấp mặt bằng, mà chƣa có nghiên cứu sử dùng nguồn cát sản xuất bê tông để sử dụng cho cơng trình địa bàn tỉnh Hiện tại, nguồn cát dùng làm cốt liệu bê tông địa bàn tỉnh Trà Vinh phải vận chuyển từ tỉnh nhƣ: huyện Tân Châu tỉnh An Giang, tỉnh Đồng Nai, nƣớc Cam-Pu-Chia,… Vì vậy, tận dụng đƣợc nguồn tài ngun thiên nhiên có sẵn, cát ven sơng khu vực Trà Vinh (Sông Cổ Chiên) mang lại hiệu kinh tế lớn xây dựng cơng trình cho tỉnh Trà Vinh nói chung khu vực thành phố Trà Vinh nói riêng Với lý sau: - Tiến độ thi cơng nhanh nhờ vật liệu sẵn có công trƣờng, giảm thời gian vận chuyển; ... NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG XI MĂNG BỀN SUN PHÁT VÀ CÁT SÔNG CỔ CHIÊN TRONG CẤP PHỐI ĐỂ SẢN XUẤT BÊ TƠNG CƠNG TRÌNH BỊ XÂM NHẬP MẶN TỈNH TRÀ VINH Học viên: Đàm Thiên Ân Chuyên ngành: KTXD CT Dân dụng Công. .. cơng trình chịu ảnh hƣởng nƣớc sông bị xâm nhập mặn, nƣớc biển Do vậy, việc chọn đề tài ? ?Nghiên cứu sử dụng xi măng bền sun phát cát sông Cổ Chiên cấp phối để sản xuất bê tơng cơng trình bị xâm nhập. .. cho cơng trình bị xâm nhập mặn 3 Đối tƣợng phạm vi nghiên cứu - Đối tƣợng nghiên cứu: Sử dụng cốt liệu cát không nhiễm mặn (cát sông Cổ Chiên) xi măng poóc lăng hỗn hợp mác 40 - bền sun phát trung