(Luận văn thạc sĩ) nghiên cứu ứng dụng vụn bêtông thay thế một phần đá tự thiên trong hỗn hợp bêtông

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ LÊ NGỌC PHƯƠNG THANH NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG VỤN BÊTÔNG THAY THẾ MỘT PHẦN ĐÁ TỰ NHIÊN TRONG HỖN HỢP BÊTƠNG NGÀNH: KỸ THUẬT XÂY DỰNG CƠNG TRÌNH DÂN DỤNG VÀ CÔNG NGHIỆP – 60580208 SKC005961 Tp Hồ Chí Minh, tháng 10/2018 BỘ GIÁO D ỤC VÀ ĐÀO T ẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PH Ố HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ LÊ NG ỌC PHƯƠNG THANH NGHIÊN C ỨU ỨNG DỤNG VỤN BÊTÔNG THAY TH Ế MỘT PHẦN ĐÁ T Ự NHIÊN TRONG H ỖN HỢP BÊTÔNG NGÀNH: K Ỹ THUẬT XÂY D ỰNG CƠNG TRÌNH DÂN D ỤNG VÀ CƠNG NGHI ỆP - 60580208 Tp Hồ Chí Minh, tháng 10 / 2018 i BỘ GIÁO D ỤC VÀ ĐÀO T ẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PH Ố HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ LÊ NG ỌC PHƯƠNG THANH NGHIÊN C ỨU ỨNG DỤNG VỤN BÊTÔNG THAY TH Ế MỘT PHẦN ĐÁ T Ự NHIÊN TRONG H ỖN HỢP BÊTÔNG NGÀNH: K Ỹ THUẬT XÂY D ỰNG CƠNG TRÌNH DÂN D ỤNG VÀ CƠNG NGHI ỆP - 60580208 Hướng dẫn khoa học: TS LÊ ANH TH ẮNG Tp Hồ Chí Minh, tháng 10 / 2018 ii iii iv v vi vii viii ix - Cường độ chịu uốn mẫu dầm bêtông sử dụng vụn bêtông thay không chênh lệch nhiều với mẫu bêtông đối chứng 4.2.3 Kết thí nghiệm uốn dầm bêtơng cốt thép: Kết kiểm tra tải trọng phá hoại dầm thí nghiệm kích thước 200x300x3300 trình bày b ảng sau: Bảng 18 Bảng tổng hợp tải trọng phá hoại độ sụt dầm thí nghiệm TÊN M ẪU Hình 43 Biểu đồ so sánhđộ sụt dầm thí nghiệm - Qua biểu đồ ta thấy bê tơng đáđối chứng có độ sụt tương đối linh động bê tông sử dụng vụn bêtông thay cốt liệu tự nhiên vụn bêtơng có độ hút nước cao đá ựt nhiên 45 a) Kết kiểm tra cường độ phá hoại dầm bêtông cốt thép: Hình 44 Biểu đồ so sánh ườcng độ phá hoại dầm thí nghiệm - Cường độ phá hoại dầm bêtông cốt thép sử dụng vụn bêtông thay 20% đá ựt nhiên chênhệ chl không nhi ều so với dầm sử dụng cốt liệu tự nhiên.Điều cho th với tỉ lệ thay định, vụn bêtông gây ảnh hưởng không đáng kể đến khả chịu lực cấu kiện bêtông cốt thép - Biểu đồ cho thấy cường độ chịu nén mẫu bêtông 150x150x150 dầm sử dụng vụn bêtông giảm khả chịu lực dầm không chênh ệlch đáng kể với dầm bêtông sử dụng đá ựt nhiên b) Kết kiểm tra chuyển vị dầm bêtông cốt thépứng với cấp áp ựlc: Bảng 19 Bảng tổng hợp chuyển vị dầm bêtông cốt thépứng với cấp tải trọng Tải trọng (kN) 25 50 46 75 100 125 Hình 45 Biểu đồ so sánh ườcng độ phá hoại dầm thí nghiệm - Tổng hợp số liệu thí nghiệm ta thấy q trình chuyển vị ứng với cấp áp ựlc dầm bêtông cốt thép sử dụng vụn bêtông thay đá ựt nhiên RB1 hồn tồn t ương đồng khơng chênh lệch lớn với dầm bêtông đối chứng Riêng mẫu dầm RB2 từ cấp tải trọng 50KN có chuy ển vị lớn mẫu dầm đối chứng, nguyên nhân q trìnhđổ bêtơng bị nước (thể mặt d ầm) c) Sơ đồ vết nứt dầm bêtông cốt thép: Sơ đồ vết nứt dầm đối chứng DC1: - Các nét màuđỏ nét vẽ lại vị trí hình dáng vết nứt dầm - Trong đó: + M00 - Tải trọng dầm + M01, M04: chuyển vị đứng vị trí cách gối đoạn 1m + M02: chuyển vị đứng vị trí dầm 47 Hình 46 Sơ đồ vết nứt dầm DC1 Hình 47 Số liệu đọc cảm biến dầm DC1 trước phá hoại Sơ đồ vết nứt dầm đối chứng DC2: - Các nét màuđỏ nét vẽ lại vị trí hình dáng vết nứt dầm - Trong đó: + M00 - Tải trọng dầm + M01, M04: chuyển vị đứng vị trí cách gối đoạn 1m + M02: chuyển vị đứng vị trí dầm 48 Hình 48 Sơ đồ vết nứt dầm DC2 Hình 49 Số liệu đọc cảm biến dầm DC2 trước phá hoại Sơ đồ vết nứt dầm bêtông sử dụng vụn bêtông thay RB1: - Các nét màuđỏ nét vẽ lại vị trí hình dáng vết nứt dầm - Trong đó: + M00 - Tải trọng dầm + M01, M02: chuyển vị đứng vị trí cách gối đoạn 1m + M04: chuyển vị đứng vị trí dầm 49 Hình 50 Sơ đồ vết nứt dầm RB1 Hình 51 Số liệu đọc cảm biến dầm RB1trước phá hoại Sơ đồ vết nứt dầm bê tông sử dụng vụn bêtông thay RB2: - Các nét màuđỏ nét vẽ lại vị trí hình dáng vết nứt dầm - Trong đó: + M00 - Tải trọng dầm + M01, M04: chuyển vị đứng vị trí cách gối đoạn 1m + M02: chuyển vị đứng vị trí dầm 50 Hình 52 Sơ đồ vết nứt dầm RB2 Hình 53 Số liệu đọc cảm biến dầm RB1trước phá hoại Hình 54 Biểu đồ quan hệ tải trọng chuy ển vị dầm - Do hình chụp vị trí vết nứt dầm có góc ch ụp khác nênđể so sánh, dùng phần mềm Autocad vẽ lại vết nứt dầm theo hình chụp đo chiều 51 dài v ết nứt xuất dầm Hình 55 So sánh ơs đồ xuất vết nứt dầm DC1, DC2, RB1, RB2 Kết thực nghiệm uốn dầm bêtông cốt thép cho thấy: - Chuyển vị dầm bêtông cốt thép sử dụng vụn bêtông thay dầm đối chứng t ương đương dầm c ấu kiện chịu uốn, thép chịu lực lớp nên bêtông chưa tới ngưỡng phá hoại giịn, t ỉ lệ vụn bêtơng thấp nên chưa ảnh hưởng rõ r ệt tới cấu kiện chịu uốn 52 - Với thành ph ần cấp phối nhau, thay 20% đá ựt nhiên vụn bêtông không ảnh hưởng đến khả chịu lực dầm - Theo sơ đồ xuất vết nứt dầm, dầm bêtông cốt thép sử dụng vụn bêtông có vết nứt xuất vị trí 1m dầm, chiều dài v ết nứt tương đồng với dầm bêtông đối chứng sử dụng cốt liệu đá ựt nhiên 53 CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ H ƯỚNG NGHIÊN C ỨU TIẾP THEO 5.1 Kết luận: Qua kết thực nghiệm, có th ể rút ếkt luận sau : - Khả sử dụng vụn bêtông thay phần cốt liệu tự nhiên chế tạo bêtơng hồn tồn kh ả thi Các kết thí nghiệm cho thấy tỉ lệ vụn bêtơng thay cao c ường độ bêtơng giảm cường độ vụn thay không cao b ằng đá ựt nhiên - Có th ể sử dụng vụn bêtơng cường độ cao để thay hồn tồn đá ựt nhiên chế tạo bêtông cường độ thấp cường độ vụn đúc ấcu kiện bêtông cường độ thấp (gạch, chi tiết trang trí…) - Kết uốn dầm bêtông cốt thép cho thấy thay đá ựt nhiên vụn bêtông với tỉ lệ hợp lý (20%) không gây ảnh hưởng đến khả chịu lực chuyển vị dầm bêtông cốt thép - Vụn bêtơng thay đá có ảnh hưởng đến độ sụt s ự phát triển cường độ bêtông tính chất hút nước vụn bêtơng cao đá ựt nhiên - Việc sử dụng vụn bêtông giải vấn đề ô nhi ễm môi tr ường, tiết kiệm chi phí vận chuyển x lý v ụn bêtông - Việc sử dụng vụn bêtông phù hợp với xu hướng sử dụng vật liệu sạch, tận dụng chất thải xây d ựng góp ph ần bảo vệ môi tr ường Với kết nghiên ứcu trên, theođà phát triển khoa học kỹ thuật lĩnh vực phụ gia chế tạo bêtong u ầcu bảo vệ mơi tr ường, vụn bêtơng hồn tồn có th ể ứng dụng vào s ản xuất bêtông, gạch loại vật liệu xây d ựng khác Tuy nhiên chưa có c chế khuyến khích t ạo điều kiện từ quan quản lý nhà n ước nên vụn bêtơng cịn chưa sử dụng tiềm có th ể 54 mang lại Cần xem vụn bêtông loại cốt liệu xây d ựng tương tự cát,đá cốt liệu thô khác công nh ận quan quản lý nhà n ước việc ban hành tiêu chuẩn phân lo ại vụn bêtông phạm vi ứng dụng vụn bêtông 5.2 Hướng nghiên ứcu Ở nước ta, vụn bêtông chưa quan tâm s dụng nước tiên tiến Tuy nhiên với tốc độ phát triển ngành xây d ựng nước, việc nghiên cứu phân lo ại tái sử dụng vụn bêtông cần thiết để góp ph ần bảo vệ mơi tr ường tiết kiệm tài nguyên thiên nhiên Để đưa vụn bêtông ứng dụng trực tiếp vào s ản xuất vật liệu xây d ựng có th ể nghiên cứu theo hướng sau: - Nghiên cứu phân lo ại vụn bêtông: Cần tiến hành th ực nghiệm phân lo ại vụn bêtông theo thực tế ứng dụng loại vụn bêtơng thu từ q trình phá dỡ cơng trình hi ện hữu - Nghiên ứcu ứng dụng vụn bêtơng mịn: Trong q trình pháỡdcơng trình hữu phân lo ại vụn bêtơng, ngồi hạt bêtơng thơ thu thập cịn có loại hạt mịn (bao gồm gạch vụn, bêtông vụn, hạt bụi ximăng, cát ) Các ạloi cốt liệu hồn tồn có th ể tận dụng để thay cát ựt nhiên công tác xây tô, ch ế tạo cấu kiện bêtông cường độ thấp để tiến tới tái ửs dụng hồn tồn vật liệu vụn bêtơng - Nghiên cứu cường độ bêtông sử dụng vụn bêtông thay đá ựt nhiên: cần có nghiên cứu hướng sử dụng loại phụ gia vật liệu làm t ăng cường độ bêtông (sợi thép, sợi thủy tinh ) xem khả tăng cường độ bêtông chế tạo từ vụn bêtông - Nghiên cứu phương pháp tái chế, phân lo ại vụn bêtông: Cần nghiên cứu phương pháp tái chếvụn bêtông nhằm phân lo ại thu l ại loại 55 vật liệu tốt hỗn hợp vụn bêtơng để đa dạng hóa ứng dụng vụn bêtông tông - Nghiên cứu dây chuy ền công ngh ệ ứng dụng vụn bêtông: Việc sử dụng gạch không nung nh ằm tận dụng vụn bêtông góp ph ần bảo vệ mơi tr ường hướng có th ể ứng dụng nay, có th ể nghiên ứcu kết hợp dây chuy ền chế tạo máy nghiền -> ray sàng phân lo ại -> phối trộn vụn bêtông vữa -> sản xuất gạch không nung Dây chuy ền chế tạo gạch không nung nên nghiên ứcu theo hướng ứng dụng trực tiếp cơng trình xây d ựng nhằm giảm chi phí vận chuyển tận dụng nguồn vụn bêtông chỗ Để sử dụng vụn bêtông tái chế loại cốt liệu bêtơng cần có quy định cụ thể quan quản lý nhà n ước, nên có thêm nghiênứ uc ứng dụng vào d ự án ục thể Sử dụng vụn bêtơng tái chế góp ph ần bảo vệ môi tr ường, bảo vệ tài nguyên thiên nhiênủacđất nước 56 TÀI LI ỆU THAM KHẢO [1] R Sri Ravindrarajah Bsc (Eng), PhD and C T Tam BE, ME, PhD, MICE, FIEM, MIEA ust, “ Properties of concrete made with crushed concrete as coarse aggregate”, National University of Singapore, 1985 [2] RILEM, ‘ RILEM Technical Recommendations for the testing and use of construction materials’ , Taylor & Francis Group, 1994 [3] Mirjana Malesev, Vlastimir Radonjanin and Snezana Marinkovic, “ Recycled Concrete as Aggregate for Structural Concrete Production,” Publisher of Open Access Journal , 30 April 2010 [4] Brett Micheal Schoppe, “ Shrinkage & Modulus of Elasticiti in Concrete with Recycled Aggregates” , April 2011 [5] Sim Yi, Cindy Koh, “ Sustainable rehabilitaion of Aircraft stands using recycled concrete aggregates,” Passenger Terminal Expo 2011 [6] Mirjana Malesev, Vlastimir Radonjanin Gordana Broceta, “ Properties of recycled Aggregate Concrete,” Contemporary Materials, Vol 2, 2014 [7] http://sokhoahoc.sonla.gov.vn/tin-tuc/848_2811/Xay-dung-mo-hinh-ung-dung- cong-nghe-san-xuat-gach-khong-nung-tu-dat-doi-va-nguyen-lieu-san-co-tai-tinhSon-La.htm , 2015 [8] http://www.baoxaydung.com.vn/news/vn/vat-lieu/su-dung-hieu-qua-cot-lieu-be- tong-tai-che-o-cac-nuoc-phat-trien.html, 2017 [9] Greg Slaughter, “Construction of Newzealand first 100% rycycled roa d”, [9] TCVN 3105:2007 Phương pháp thử độ sụt bê tông – Yêu cầu kỹ thuật [10] TCVN 3118:2007 Phương pháp xácđịnh cường độ chịu nén bê tông nặng [11] TCVN 6260:2009 Xi măng pooc lăng hỗn hợp - Yêu cầu kỹ thuật [12] TCVN 6282:2009 Xi măng pooc lăng - Yêu cầu kỹ thuật [13] TCVN 4453 : 1995 Quy trình trộn bê tơng [14] TCVN 5574: 2012 Kết cấu bê tông bê tông cốt thép - Tiêu chuẩn thiết kế [15] TCVN 7572: 2006 Cốt liệu cho bêtông vữa – Ph ương pháp thử ... PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PH Ố HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ LÊ NG ỌC PHƯƠNG THANH NGHIÊN C ỨU ỨNG DỤNG VỤN BÊTÔNG THAY TH Ế MỘT PHẦN ĐÁ T Ự NHIÊN TRONG H ỖN HỢP BÊTÔNG NGÀNH: K Ỹ THUẬT XÂY D ỰNG CƠNG... ấp phối sử dụng Tiến hành ki ểm tra thực nghiệm cách thay phần vụn bêtông thay cho đá ựt nhiên, quađó có nh ận xét ảnh hưởng tỉ lệ vụn bêtông thay lo ại vụn bêtông thay đến cường độ bêtông phát... [www.fregehrexcavating.com] R.Sri Ravindrarajah C.T.Tam [1] nghiên cứu cácđặc trưng bêtông sử dụng vụn bêtông thay cốt liệu tự nhiên Kết nghiên ứcu cho thấy thay cốt liệu tự nhiên vụn bêtông làm ảnh hưởng trực tiếp đến