Nghiên cứu sử dụng kết hợp một số loại phụ gia để tăng độ bền cho bê tông các kết cấu bảo vệ mái đê biển ang giao phong nam định

LỜI CẢM ƠN Trong trình học tập làm luận văn trường Đại Học Thủy Lợi, giúp đỡ đề tài KC08-03/11-15 GS TS Ngô Trí Viềng làm chủ nhiệm đề tài, thầy, giáo đặc biệt thầy giáo TS Vũ Quốc Vương, cô giáo ThS Nguyễn Thị Thu Hương nỗ lực thân đến tơi hồn thành luận văn Các kết đạt luận văn thạc sỹ tơi đóng góp nhỏ bé mặt khoa học trình nghiên cứu nâng cao độ bền cho bê tông dùng cho kết cấu bảo vệ mái đê biển Tuy nhiên khuôn khổ luận văn điều kiện thời gian trình độ có hạn phương tiện máy móc cịn thiếu thốn nên khơng tránh khỏi thiếu sót Tác giả mong nhận ý kiến bảo, đóng góp thầy, đồng nghiệp Tác giả bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới thầy giáo hướng dẫn: TS Vũ Quốc Vương hướng dẫn, bảo tận tình cung cấp kiến thức khoa học cần thiết trình làm luận văn Xin chân thành cảm ơn đề tài KC08-03/11-15 GS TS Ngơ Trí Viềng làm chủ nhiệm, thầy, Bộ mơn Vật Liệu Xây Dựng, Khoa Cơng Trình, Phòng đào tạo đại học & sau đại học- Trường Đại học Thủy Lợi tạo điều kiện thuận lợi để tơi hồn thành tốt luận văn thạc sĩ Hà Nội, ngày……tháng……năm 2014 Tác giả Đỗ Đồn Dũng LỜI CAM ĐOAN Tơi Đỗ Đồn Dũng, học viên cao học lớp 20C21 - Trường Đại học Thủy lợi Tôi tác giả luận văn này, xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng Các nội dung kết nghiên cứu trung thực, chưa công bố cơng trình khác Hà Nội, ngày……tháng……năm 2014 Tác giả Đỗ Đoàn Dũng MỤC LỤC MỞ ĐẦU CHƯƠNG I THỰC TRẠNG CƠNG TRÌNH ĐÊ BIỂN VIỆT NAM VÀ TỈNH NAM ĐỊNH 1.1 Thực trạng cơng trình đê biển Việt Nam 1.2 Thực trạng đê biển tỉnh Nam Định cơng trình liên quan 1.2.1 Thực trạng đê biển tỉnh Nam Định 1.2.2 Thực trạng cơng trình liên quan 1.2.3 Những tồn tuyến đê biển Tỉnh Nam Định 11 1.2.4 Giới thiệu đê biển Ang Giao Phong, huyện Giao Thủy, tỉnh Nam Định 11 1.3 Nguyên nhân hư hỏng cơng trình bê tơng mơi trường biển Việt Nam 14 1.3.1 Tác động xâm thực môi trường 14 1.3.2 Thiết kế, thi công, quản lý sử dụng cơng trình 16 CHƯƠNG II CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ ĂN MÒN BÊ TÔNG TRONG MÔI TRƯỜNG BIỂN 19 2.1 Đặc trưng môi trường biển nước biển 19 2.1.1 Đặc trưng môi trường biển 19 2.1.2 Thành phần nước biển 23 2.2 Cơ chế phá hủy bê tông môi trường nước biển 26 2.2.1 Xi măng đá xi măng 26 2.2.2 Ăn mòn xi măng 30 2.2.3 Tác động ăn mòn xi măng nước biển 32 2.3 Các giải pháp nâng cao độ bền cho bê tông môi trường biển Việt Nam 37 2.3.1 Các giải pháp liên quan đến vật liệu 37 2.3.2 Các giải pháp liên quan đến thi công 46 CHƯƠNG III NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG CÁC LOẠI PHỤ GIA NHẰM NÂNG CAO ĐỘ BỀN CHO KẾT CẤU BÊ TÔNG BẢO VỆ MÁI ĐÊ BIỂN ANG GIAO PHONG, NAM ĐỊNH 47 3.1 Vật liệu thí nghiệm 47 3.1.1 Chất kết dính 47 3.1.2 Cốt liệu 51 3.1.3 Phụ gia hóa học 53 3.1.4 Nước 54 3.2 Tính tốn thành phần cấp phối bê tơng tỷ lệ sử dụng phụ gia 54 3.2.1 Phương pháp tính tốn cấp phối 54 3.2.2 Yêu cầu kỹ thuật 57 3.2.3 Các bước tính tốn cấp phối 57 3.2.4 Kết tính toán cấp phối, 58 3.3 Thí nghiệm phịng 61 3.3.1 Q trình thí nghiệm 61 3.3.2 Các kết thí nghiệm 69 3.4 Đúc lát bảo vệ mái đê biển trường cho tuyến đê biển Ang Giao Phong, Giao Thủy, Nam Định 74 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 78 DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 2.1 Thành phần hóa nước biển Việt Nam giới 21 Bảng 2.2 Độ mặn nước biển tầng mặt vùng biển Việt Nam 21 Bảng 2.3 Thành phần nước hồ, biển đại dương 24 Bảng 2.4 Thành phần nước biển đo số địa điểm Việt Nam 25 Bảng 2.5 Tính chất xâm thực khí biển số vùng ven biển Việt Nam 25 Bảng 2.6 Thành phần khoáng vật xi măng 26 Bảng 3.1 Các tiêu tính chất lý xi măng PC40 Vicem Bút Sơn 47 Bảng 3.2 Tính chất vật lý tro bay nhiệt điện Phả Lại 49 Bảng 3.3 Tính chất vật lý muội silic 50 Bảng 3.4 Các tiêu vật lý cát 51 Bảng 3.5 Thành phần hạt cát 52 Bảng 3.6 Kết thí nghiệm tiêu vật lý đá dăm 52 Bảng 3.7 Thành phần hạt đá dăm 53 Bảng 3.8 Thành phần bê tông M30 theo lý thuyết 59 Bảng 3.9 Kết điều chỉnh thành phần bê tông 70 Bảng 3.10 Kết thí nghiệm cường độ chịu nén bê tông 71 Bảng 3.11 Kết thí nghiệm độ hút nước bê tông 72 Bảng 3.12 Độ thấm ion clo (%) sau tháng điểm đo khác 73 DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1 Đê biển Giao Thủy – Nam Định 13 Hình 1.2 Hiện trạng ăn mịn rửa trơi ăn mịn học sóng biển bê tơng kè biển Cát Hải 15 Hình 1.3 Hiện trạng ăn mịn phá hủy kết cấu bê tông cốt thép cống qua đê biển Hải Phòng 15 Hình 2.1 Phân vùng môi trường biển Việt Nam 20 Hình 2.2 Sơ đồ chế ăn mịn điện hố thép bê tơng có ion Cl- 35 Hình 2.3 Sơ đồ q trình xói mịn vật liệu mơi trường nước 36 Hình 2.4 Hình ảnh mơ tả hai loại phụ gia ức chế ăn mịn cốt thép 43 Hình 3.1 Cơn thử độ sụt bê tông 62 Hình 3.2 Thí nghiệm kiểm tra độ sụt hỗn hợp bê tông 62 Hình 3.3 Đúc mẫu bê tơng kích thước 15x15x15cm 65 Hình 3.4 Thí nghiệm nén mẫu bê tông 66 Hình 3.5 Mẫu bê tơng sau bị phá hủy 66 Hình 3.6 Máy thí nghiệm xác định nồng độ ion clo 69 Hình 3.7 Phụ gia sử dụng để trộn bê tông trường 75 Hình 3.8 Cơng tác chuẩn bị khuôn đúc mẫu bê tông trường 75 Hình 3.9 Cơng tác trộn bê tơng trường 76 Hình 3.10 Cơng tác đầm hỗn hợp bê tơng trường 76 Hình 3.11 Mẫu bê tông khối lát bảo vệ mái đê biển 77 DANH MỤC CÁC CỤM TỪ VIẾT TẮT X Khối lượng xi măng N Khối lượng nước C Khối lượng cát Đ Khối lượng đá F Fly Ash (Tro bay) SF Silica Fume ρoc , ρođ Khối lượng thể tích xốp cát, đá ρCKD , ρ PGH , ρ x Khối lượng riêng chất kết dính,phụ gia hóa, xi măng ρc , ρ n Khối lượng riêng cát, nước ρd Khối lượng thể tích hạt đá rđ Độ rỗng đá R 28 Cường độ bê tông tuổi 28 ngày R bt Cường độ bê tông Rx Cường độ xi măng V tt Thể tích thực tế Vh Thể tích hồ xi măng kd Hệ số dư vữa hợp lý M dl Mơ đun độ lớn cát D max Đường kính lớn cốt liệu CKD Chất kết dính N CKD Tỷ lệ nước/chất kết dính PGK Phụ gia khống CP Cấp phối BT Bê tông BTCT Bê tông cốt thép HHBT Hỗn hợp bê tông TPBT Thành phần bê tông TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam TCXDVN Tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam BĐKH Biến đổi khí hậu BCB Bẫy cát biển MCT Mỏ chữ T ĐGS Đê giảm sóng MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Việt Nam đất nước có đường bờ biển dài thứ 32 Thế giới số 156 nước có biển (theo công bố Bộ Khoa học Công nghệ 3350km) Biển mang đến cho Việt Nam nhiều giá trị tích cực tinh thần kinh tế, song có sức tàn phá ghê gớm, để lại hậu đo đếm Chính vậy, việc xây dựng cơng trình bảo vệ bờ biển, chắn sóng, … mang ý nghĩa to lớn Những cơng trình giúp chống lại tác động tiêu cực tới từ biển, phịng chống lụt bão có đóng góp quan trọng chiến lược phát triển kinh tế - xã hội xã vùng ven biển Các cơng trình bảo vệ bờ biển đê biển phải chịu tác động hóa học, tác động học từ nước biển, sóng biển gây nên hư hỏng, xâm thực, ăn mịn bê tơng kết cấu bảo vệ mái đê Việc chịu tác động từ nước biển, sóng biển thời gian dài khiến cho tuổi thọ cơng trình giảm, phá hủy cơng trình Ngồi ra, đặc điểm khí hậu nước ta gây tác động tiêu cực lên kết cấu bê tông làm việc mơi trường biển Khiđiều xảy ra, tác động tiêu cực tới từ biển không kiểm soát, hậu tác động đến an ninh - kinh tế - xã hội xã vùng ven biển lớn.Vì vậy, việc nghiên cứu nguyên nhân gây hư hỏng cho bê tông đê biển tìm giải pháp nhằm tăng độ bền cho bê tông kết cấu bảo vệ mái đê biển, tăng khả chống lại tác động biển vô cấp thiết Việt Nam nói chung tỉnh Nam Định nói riêng Những vấn đề cần giải luận văn: - Nghiên cứu chế phá hủy bê tông môi trường nước biển - Các giải pháp nâng cao độ bền cho bê tông môi trường biển Việt Nam - Nghiên cứu sử dụng số loại phụ gia nhằm nâng cao độ bền cho kết cấu bê tông bảo vệ mái đê biển Ang Giao Phong, Nam Định Mục đích đề tài Phân tích nguyên nhân gây hư hỏng bê tông kết cấu bảo vệ mái đê biển giải pháp khắc phục cách sử dụng loại phụ gia để tăng độ bền cho bê tông, tăng khả chống lại tác động tiêu cực tới từ biển Cách tiếp cận phương pháp nghiên cứu - Nghiên cứu lý thuyết kết hợp thực nghiệm - Thu thập, phân tích tài liệu hư hỏng đê biển ... bê tông môi trường nước biển - Các giải pháp nâng cao độ bền cho bê tông môi trường biển Việt Nam - Nghiên cứu sử dụng số loại phụ gia nhằm nâng cao độ bền cho kết cấu bê tông bảo vệ mái đê biển. .. biển Ang Giao Phong, Nam Định Mục đích đề tài Phân tích nguyên nhân gây hư hỏng bê tông kết cấu bảo vệ mái đê biển giải pháp khắc phục cách sử dụng loại phụ gia để tăng độ bền cho bê tông, tăng. .. CHƯƠNG III NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG CÁC LOẠI PHỤ GIA NHẰM NÂNG CAO ĐỘ BỀN CHO KẾT CẤU BÊ TÔNG BẢO VỆ MÁI ĐÊ BIỂN ANG GIAO PHONG, NAM ĐỊNH 47 3.1 Vật liệu thí nghiệm 47 3.1.1 Chất kết dính