NGHIÊN cứu các đặc TRƯNG CƯỜNG độ và độ CHỐNG THẤM nước của bê TÔNG TINH NĂNG CAO kết hợp của xỉ lò CAO và TRO BAY

NHỮNG THÀNH VIÊN THAM GIA NGHIÊN CỨU ĐỀ TÀI TT Họ tên Đơn vị công tác lĩnh vực chuyên môn Nội dung nghiên cứu cụ thể giao Khoa Kỹ thuật xây dựng ThS Phan Nhật Long TS Hồ Văn Quân trường Đại học Sư phạm Kỹ Chủ nhiệm thuật Khoa Kỹ thuật xây dựng trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành viên Chữ ký MỤC LỤC Trang MỤC LỤC i DANH MỤC BẢNG BIỂU iii DANH MỤC HÌNH VẼ vi MỞ ĐẦU CHƯƠNG 1: NGHIÊN CỨU TỔNG QUAN 1.1 TỔNG QUAN VỀ BÊ TƠNG TÍNH NĂNG CAO 1.2 CÁC NGHIÊN CỨU VỀ BÊ TÔNG TÍ NH NĂNG CAO TRÊN THẾ GIỚI 1.3 CÁC NGHIÊN CỨU VỀ BÊ TÔNG TÍ NH NĂNG CAO Ở TRONG NƯỚC 21 1.4 KẾT LUẬN CHƯƠNG 34 CHƯƠNG 2: XÁC ĐỊNH MỘT SỐ CHỈ TIÊU, TÍNH CHẤT CỦA CÁC VẬT LIỆU CHẾ TẠO BÊ TÔNG VÀ THIẾT KẾ THÀNH PHẦN BÊ TƠNG TÍNH NĂNG CAO 36 2.1 VẬT LIỆU SỬ DỤNG CHẾ TẠO BÊ TƠNG TÍNH NĂNG CAO 36 2.1.1 Xi măng 36 2.1.2 Cốt liệu lớn cốt liệu nhỏ 37 2.1.3 Phụ gia khoáng 40 2.1.4 Phụ gia siêu dẻo 43 2.2 Thiết kế thành phần loại bê tơng tính cao 44 2.2.1 Xác định thành phần bê tông 45 2.2.2 Thiết kế thành phần bê tơng tính cao 49 CHƯƠNG 3: THÍ NGHIỆM XÁC ĐỊNH CƯỜNG ĐỘ, VẬN TỐC XUNG SIÊU ÂM VÀ ĐỘ CHỐNG THẤM NƯỚC CỦA CÁC LOẠI BÊ TÔNG TÍ NH NĂNG CAO 53 3.1 Xác định ảnh hưởng xỉ lò cao tro bay đến thời gian đông kết hồ xi măng độ sụt hỗn hợp bê tông 53 3.1.1 Thời gian đông kết 53 3.1.2 Độ sụt 54 i 3.2 Thí nghiệm xác định cường độ nén, cường đô ̣ uố n, cường độ ép chẻ loại bê tông 54 3.3 KẾT LUẬN CHƯƠNG 64 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 66 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO 67 ii DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1 Các tính chất bê tơng tính cao [6] Bảng 1.2 Thành phần loại bê tông HPC [7] Bảng 1.3 Cường độ nén bê tông HPC dung dịch a xít H2SO4 [7] Bảng 1.4 Thành phần bê tông HPC [8] Bảng 1.5 Cường độ nén bê tông HPC [8] 10 Bảng 1.6 Thành phần loại bê tông HPC [9] 12 Bảng 1.7 Hàm lượng khí độ sụt hỗn hợp bê tông HPC [9] 12 Bảng 1.8 Thành phần bê tông [10] 13 Bảng 1.9 Thành phần bê tông HPC [11] 17 Bảng 1.10 Độ sụt, hàm lượng khí TGĐK hỗn hợp bê tông [11] 17 Bảng 1.11 Tỉ lệ vật liệu loại bê tông [12] 18 Bảng 1.12 Tỷ lệ thành phần vật liệu sử dụng nghiên cứu [13] 21 Bảng 1.13 Cấp phối bê tông đối chứng [13] 21 Bảng 1.14 Kết q trình đo gia tốc ăn mịn theo thời gian [13] 22 Bảng 1.15 Thành phần bê tông HPC [14] 23 Bảng 1.16 Thành phần vật liệu sử dụng cho m3 bê tông [15] 25 Bảng 1.17 Độ sụt hỗn hợp bê tông cát mịn theo thời gian [15] 25 Bảng 1.18 Cường độ nén bê tông HPC theo thời gian [15] 25 Bảng 1.19 Thành phần vật liệu bê tông HPC [16] 26 Bảng 1.20 Thành phần vật liệu sử dụng bê tông HPC [17] 29 Bảng 1.21 Khối lượng thể tích, độ chảy độ sụt hỗn hợp bê tông HPC[17]29 Bảng 1.22 Kết thí nghiệm cường độ nén thời gian phá hủy mẫu bê tơng thí nghiệm theo phương pháp ăn mòn nhanh [17] 30 Bảng 1.23 Thành phần cấp phối bê tông [18] 31 Bảng 1.24 Thời gian bắt đầu ăn mòn cốt thép bê tông xâm nhập clorua với điều kiện tiếp xúc khác [18] 32 Bảng 1.25 Thành phần cấp phối bê tông [19] 33 Bảng 1.26 Cường độ nén bê tông theo thời gian [19] 34 Bảng 1.27 Tỷ lệ cường độ nén bê tông so với bê tông đối chứng 28 ngày [19] 34 Bảng 2.1 Các tiêu chất lượng xi măng PC 36 iii Bảng 2.2 Các tiêu cơ, lý xi măng PC50 37 Bảng 2.3 Thành phần hạt cốt liệu lớn 38 Bảng 2.4 Các tiêu chất lượng yêu cầu cốt liệu lớn 38 Bảng 2.5 Thành phần hạt đá dăm Dmax = 19 mm 38 Bảng 2.6 Các tiêu cơ, lý đá dăm Dmax = 19 mm 39 Bảng 2.7 Thành phần hạt yêu cầu cát 39 Bảng 2.8 Thành phần hạt cát vàng Đại Lộc 40 Bảng 2.9 Các tiêu cơ, lý cát vàng Đại Lộc 40 Bảng 2.10 Các tính chất yêu cầu tro bay 41 Bảng 2.11 Các tính chất tro bay Vũng Áng 41 Bảng 2.12 Yêu cầu kỹ thuật xỉ hạt lò cao nghiền mịn theo ASTM C 989 42 Bảng 2.13 Yêu cầu kỹ thuật xỉ hạt lò cao nghiền mịn theo TCVN 11586:16 42 Bảng 2.14 Các tiêu xỉ lò cao S95 Hòa Phát 43 Bảng 2.15 Yêu cầu độ đồng phụ gia hóa học 43 Bảng 2.16 Các tiêu phụ gia siêu dẻo Basf 8713 44 Bảng 2.17 Đề xuất độ sụt cho bê tơng có khơng có phụ gia siêu dẻo 46 Bảng 2.18 Kích thước lớn cốt liệu lớn 46 Bảng 2.19 Thể tích đá dăm đầm chặt đơn vị thể tích bê tơng 46 Bảng 2.20 Lượng nước trộn lượng không khí bê tơng tươi sở sử dụng cát có độ rỗng 35% 46 Bảng 2.21 Giá trị tối đa N/CKD khuyên dùng bê tơng sản xuất khơng có phụ gia siêu dẻo 47 Bảng 2.22 Giá trị tối đa N/CKD khuyên dùng bê tông sản xuất có phụ gia siêu dẻo 47 Bảng 2.23 Thành phần vật liệu loại bê tông HPC 52 Bảng 3.1 Cường độ nén, kéo uốn ép chẻ loại bê tông HPC 56 Bảng 3.2 Tỉ số Rn/Rku loại bê tông 57 Bảng 3.3 Vận tốc xung siêu âm loại bê tông HPC 60 Bảng 3.4 Tỉ số V/Vđc loại bê tông 60 Bảng 3.5 Độ chống thấm nước loại bê tông 62 Bảng 3.6 Giá thành loại bê tông HPC 63 iv Bảng 3.7 Giá thành cho m3 bê tông sử dụng PGK so với bê tông ĐC 64 v DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1 Sự phát triển cường độ nén bê tông HPC theo thời gian [7] Hình 1.2 Sự thay đổi khối lượng bê tông HPC ngâm dung dịch a xít H2SO4 theo thời gian [7] Hình 1.3 Tổng co ngót bê tơng HPC [8] 11 Hình 1.4 Cường độ nén, kéo chẻ mô đun đàn hồi bê tông HPC [9] 13 Hình 1.5 Cường độ nén bê tơng theo thời gian [10] 14 Hình 1.6 Ảnh hưởng TB XLC đến cường độ nén loại bê tơng 15 Hình 1.7 Co ngót khơ bê tơng theo thời gian [10] 15 Hình 1.8 Ảnh hưởng TB XLC đến co ngót khơ bê tơng [10] 16 Hình 1.9 Tổng diện tích vết nứt đơn vị diện tích lượng PGK [10] 16 Hình 1.10 Cường độ nén cường độ kéo chẻ bê tơng HPC [11] 18 Hình 1.11 Cường độ nén bê tông theo thời gian [12] 19 Hình 1.12 Quan hệ cường độ nén tỉ lệ N/CKD [12] 19 Hình 1.13 Cường độ kéo uốn bê tông theo thời gian [12] 20 Hình 1.14 Cường độ kéo chẻ bê tông theo thời gian [12] 20 Hình 1.15 Cường độ nén bê tông HPC [13] 22 Hình 1.16 Ảnh hưởng hàm lượng xỉ lị cao đến cường độ nén bê tông HPC theo thời gian điều kiện bảo dưỡng khác [14] 24 Hình 1.17 Ảnh hưởng hàm lượng xỉ lò cao muội silic đến cường độ nén bê tông HPC theo thời gian điều kiện bảo dưỡng khác [14] 24 Hình 1.18 Hàm lượng SD phụ thuộc vào loại PGK [16] 26 Hình 1.19 Ảnh hưởng PGK đến cường độ nén bê tông HPC theo thời gian điều kiện bảo dưỡng khác [16] 27 Hình 1.20 Hiệu cải thiện cường độ nén bê tông sử dụng PGK so với bê tông đối chứng [16] 27 Hình 1.21 Giá thành m3 bê tông sử dụng PGK so với bê tơng đối chứng [16] 28 Hình 1.22 Độ thấm ion clo loại bê tông 28 56 ngày [18] 31 Hình 1.23 Hiệu giảm thấm clorua bê tông 28 56 ngày [18] 32 Hình 2.1 Thành phần hạt đá dăm cát 40 Hình 3.1 Ảnh hưởng XLC TB đến thời gian đông kết hồ xi măng 53 vi Hình 3.2 Độ sụt hỗn hợp bê tông HPC 54 Hình 3.3 Thử độ sụt, đúc bảo dưỡng mẫu bê tông HPC 55 Hình 3.4 Thí nghiệm xác định cường độ nén, cường độ kéo uốn ép chẻ mẫu bê tông HPC 56 Hình 3.5 Cường độ nén theo thời gian loại bê tông HPC 57 Hình 3.6 Cường độ ép chẻ theo thời gian loại bê tông HPC 58 Hình 3.7 Cường độ kéo uốn theo thời gian loại bê tông HPC 58 Hình 3.8 Vận tốc xung siêu âm loại bê tông HPC 60 Hình 3.9 Quan hệ vận tốc xung siêu âm cường độ nén, kéo uốn loại bê tông 61 Hình 3.10 Thí nghiệm xác định độ chống thấm nước bê tơng HPC 62 Hình 3.11 Giá thành 1m3 bê tông HPC sử dụng PGK so với bê tông ĐC 64 vii ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT - - THÔNG TIN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU Thông tin chung: - Tên đề tài: Nghiên cứu đặc trưng cường độ độ chống thấm nước bê tơng tính cao kết hợp xỉ lò cao tro bay - Mã số: T2020-06-167 - Chủ nhiệm: ThS Phan Nhật Long - Thành viên tham gia: TS Hồ Văn Quân - Cơ quan chủ trì: Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật - Thời gian thực hiện: 12 tháng Mục tiêu: Xác định ảnh hưởng xỉ lò cao tro bay đến cường độ nén, cường độ ép chẻ, vận tốc xung siêu âm độ chống thấm nước bê tơng chất lượng cao Tính sáng tạo: Tận dụng nguồn TB XLC có sẵn nước nhằm giải vấn đề ô nhiễm môi trường, làm giảm chi phí xây dựng đồng thời tạo loại bê tơng chất lượng cao đạt tính mong muốn Tóm tắt kết nghiên cứu: Đánh giá ảnh hưởng phụ gia khoáng XLC TB đến số tiêu bê tơng tính cao Phân tích hiệu kinh tế loại bê tông HPC sử dụng PKG so với bê tông đối chứng Các bê tông sử dụng kết hợp 20%TB (15-45)%XLC làm giảm giá thành vật liệu khoảng 14-24% so với bê tông đối chứng Tên sản phẩm: Bài báo danh mục hội đồng chức danh Giáo sư Nhà nước Hiệu quả, phương thức chuyển giao kết nghiên cứu khả áp dụng: - Hiệu khoa học: Góp phần hiểu rõ ảnh hưởng XLC TB đến số tính chất bê tơng tính cao - Hiệu đào tạo: Góp phần nâng cao chất lượng đào tạo ngành XD ĐH Đà Nẵng - Hiệu kinh tế: Góp phần giảm kinh phí xây dựng loại bê tơng tính cao sử dụng phụ phẩm công nghiệp XCL TB - Ứng dụng phụ phẩm công nghiệp XLC TB để chế tạo bê tông tính cao - Các đơn vị tư vấn thiết kế, phịng thí nghiệm chủ đầu tư quan tâm bê tông tin ́ h cao Hình ảnh, sơ đồ minh họa Hình 3.5 Cường độ nén theo thời gian loại bê tơng HPC Hình 3.6 Cường độ ép chẻ theo thời gian loại bê tông HPC ngày Bê tơng 20TB35XL có tiêu cường độ tương đương với bê tông ĐC 56 ngày, chí cường độ ép chẻ kéo uốn có phần cao (đạt 103,66% 103,22% so với bê tông ĐC) Bảng 3.2 cho thấy tỷ số Rn/Rku loại bê tông HPC sử dụng TB XLC độ tuổi giảm so với bê tông ĐC, nghĩa TB XLC cải thiện độ dai (giảm độ giịn) HPC, kết nghiên cứu có xu hướng tương đồng với nghiên cứu Wang et al [31] Sự phát triển cường độ bê tông chứa XLC thơng qua q trình sau đây: q trình thủy hóa xi măng, phản ứng XLC hiệu ứng lèn chặt (lấp đầy) hạt XLC nhỏ Phản ứng hydrat xi măng XLC phản ứng hóa học xi măng, XLC nước Các sản phẩm phản ứng hydrat canxi hydroxit (Ca(OH)2), canxi silicat hydrat 3CaO.2SiO2.3H2O (CSH) canxi aluminat hydrat (CAH) Trước tiên Ca(OH)2 giải phóng từ hydrat xi măng, tiếp chúng phản ứng với SiO2 Al2O3 có XLC để tạo thành CSH CAH Ngoài ra, XLC vật liệu lưỡng tính vừa có tính chất thủy lực xi măng vừa có tính chất puzơlan, nên canxi oxit (CaO) XLC tự hydrat hóa để tạo CSH tương tự xi măng, tốc độ chậm nhiều so với xi măng [32] Nói chung, phản ứng XLC phức tạp, phụ thuộc vào thành phần hóa học, thành phần khống vật, hàm lượng thủy tinh độ mịn XLC [33] Cơ chế phát triển cường độ bê tông chứa XLC TB tương tự bê tông chứa XLC, nhiên bổ sung thêm TB phát triển cường độ bê tông chậm hơn, hàm lượng TB nhiều tốc độ phát triển cường độ chậm [34, 35], với tro bay loại F, chúng vật liệu puzơlan (hàm lượng CaO ≤ 6-10%) nên chúng khơng thể tự phản ứng hydrat hóa để tạo CSH XLC Việc TB XLC cải thiện cường độ bê tông HPC độ tuổi muộn từ sau 28 ngày đặc tính puzơlan hiệu ứng vi cốt liệu (chèn khe) dẫn đến làm giảm độ rỗng, trình làm giảm độ rỗng xảy phản ứng puzơlan Ca(OH)2 thủy hóa từ XM SiO2 có TB XLC tạo thành canxi silicat hydrat (CSH) [23, 36] Bên cạnh đó, việc tiêu thụ Ca(OH)2 hình thành cấu trúc lỗ rỗng khơng liên tục cải thiện độ chống thấm HPC [23, 36], đồng thời cải thiện lực dính giảm số lượng vi vết nứt giao diện cốt liệu - hồ xi măng dẫn đến giảm độ giòn HPC [31] 3.3 THÍ NGHIỆM XÁC ĐỊNH VẬN TỐC XUNG SIÊU ÂM Thí nghiê ̣m vận tốc xung siêu âm mẫu bê tông thực theo TCVN 9357:2012 Vận tốc xung siêu âm dọc trục (VSa) dùng để đánh giá độ đặc khuyết tật bê tơng, bê tơng đặc giá trị V Sa cao Thí nghiệm vận tốc xung siêu âm dọc trục loại bê tông xi măng thực đến 150 59 ngày tuổi Giá trị vận tốc xung siêu âm loại bê tông V Satb giá trị trung bình mẫu thí nghiệm Kết thí nghiệm vận tốc xung siêu âm dọc trục loại bê tông ghi chi tiết Phụ lục II, tổng hợp Bảng 3.3 Hình 3.8 Bảng 3.3 Vận tốc xung siêu âm loại bê tông HPC Loại bê tông ngày 4823 4703 4726 4757 4683 0TB0XL 20TB15XL 20TB25XL 20TB35XL 20TB45XL ngày 4872 4824 4853 4894 4801 Vận tốc xung siêu âm Vsa (%) 28 ngày 56 ngày 100 ngày 4935 5023 5063 4957 5041 5149 4978 5078 5182 5016 5123 5223 4941 5085 5192 150 ngày 5089 5252 5316 5344 5331 Hình 3.8 Vận tốc xung siêu âm loại bê tông HPC Tỉ số vận tốc xung siêu âm loại bê tông sử dụng PGK so với bê tông ĐC độ tuổi (V/Vđc) trình bày Bảng 3.4 Bảng 3.4 Tỉ số V/Vđc loại bê tông Loại bê tông Vđc/Vđc V20TB15XL/Vđc V20TB25XL/Vđc V20TB35XL/Vđc V20TB45XL/Vđc ngày 100.00 97.52 97.99 98.64 97.11 ngày 100.00 99.02 99.61 100.47 98.55 28 ngày 100.00 100.45 100.87 101.65 100.12 56 ngày 100.00 100.35 101.09 101.99 101.23 100 ngày 100.00 101.69 102.34 103.15 102.54 150 ngày 100.00 103.22 104.46 105.02 104.76 Kết Bảng 3.3 Hình 3.8 cho thấy độ tuổi sớm ngày bê tông ĐC 0TB0XL chiếm ưu thế, độ tuổi từ sau 28 ngày loại bê tông HPC chứa TB XLC có vận tốc xung siêu âm vượt 100% so với bê tơng 0TB0XL, bê tơng 20TB35XL có vận tốc xung siêu âm lớn kể từ 56 60 ngày, kết phù hợp với phát triển cường độ (Hình 3.5, 3.6 3.7) Sự gia tăng vận tốc xung siêu âm bê tông HPC độ tuổi muộn lượng CSH tiếp tục hình thành nhờ phản ứng puzơlan TB XLC dẫn đến làm tăng độ đặc tăng cường độ bê tông Quan hệ vận tốc xung siêu âm cường độ nén, cường độ kéo uốn loại bê tơng HPC thể Hình 3.9 5150 5100 5050 0TB0XL 20TB15XL 20TB25XL 20TB35XL 20TB45XL Vsa (m/s) 5000 4950 4900 4850 4800 4750 4700 4650 30 40 50 60 Cường độ nén (MPa) 70 80 a Quan hệ vận tốc xung siêu âm cường độ nén 5150 0TB0XL 20TB15XL 5050 20TB25XL 20TB35XL 5000 20TB45XL Vsa (m/s) 5100 4950 4900 4850 4800 4750 4700 4650 3.5 4.5 5.5 6.5 7.5 Cường độ kéo uốn (MPa) 8.5 9.5 b Quan hệ vận tốc xung siêu âm cường độ kéo uốn Hình 3.9 Quan hệ vận tốc xung siêu âm cường độ nén, kéo uốn loại bê tơng 61 Có thể thấy cường độ vận tốc xung siêu âm loại bê tông tỉ lệ thuận với nhau, cường độ bê tơng cao vận tốc xung siêu âm lớn Xét tổng thể cường độ vận tốc xung siêu âm bê tơng sử dụng 20%TB kết hợp 35%XLC (20TB35XL) tối ưu 3.4 THÍ NGHIỆM XÁC ĐỊNH ĐỘ CHỐNG THẤM NƯỚC Độ chống thấm nước mẫu bê tơng thí nghiệm 28 ngày tuổi (mỗi tổ gồm mẫu trụ 150x150 mm) Các mẫu trụ bê tơng kích 150x300 mm bảo dưỡng ẩm đến 28 ngày, sau mẫu cắt đôi thành mẫu 150x150 mm Tiến hành sấy 500C cho mẫu khô bề mặt, dùng sơn chống thấm quét lóp xung quanh bề mặt mẫu, cuối lắp mẫu vào máy độ độ chống thấm nước Trong thí nghiệm này, áp lực nước sẽ tăng đế n mức tố i đa là 1,8 MPa Độ chống thấm nước loại bê tông thể Bảng 3.5 Bảng 3.5 Độ chống thấm nước loại bê tông Loại bê tông Áp lực nước tối đa (MPa) Số viên mẫu bị nước thấm qua Cấp chống thấm 0TB0XL 1,8 > B16 20TB15XL 1,8 > B16 20TB25XL 1,8 > B16 20TB35XL 1,8 > B16 20TB45XL 1,8 > B16 Hình 3.10 Thí nghiệm xác định độ chống thấm nước bê tơng HPC 62 Kết thí nghiệm cho thấy tất loại bê tơng có cấp chống thấm nước đạt cấp B16 Như với bê tơng xi măng tính cao có sử dụng loại phụ gia khống khả chống thấm nước chúng lớn, người ta thường sử dụng tiêu chống thấm nước để đánh giá khả chống thấm bê tông HPC Để đánh giá tính vận chuyển tính thấm bê tơng HPC, người ta thường dùng thí nghiệm thấm clorua thấm khí [5] 3.5 PHÂN TÍCH HIỆU QUẢ KINH TẾ CỦA VIỆC SỬ DỤNG CÁC BÊ TÔNG TÍNH NĂNG CAO Trong nghiên cứu đơn so sánh giá thành m3 bê tông HPC với mặt vật liệu, điều kiện khác trộn, vận chuyển, đầm lèn, bảo dưỡng, … giả định Lấy đơn giá vật liệu chế tạo bê tơng tính theo đơn giá thị trường khu vực thành phố Đà Nẵng Giá thành (GT) m3 bê tông thành phẩm thể Bảng 3.6 Bảng 3.6 Giá thành loại bê tông HPC X (kg) Vật liệu 0TB0XL 500 Đơn giá (đ/kg, đ/m3) 1200 Thành tiền (đ) 600000 X (kg) Vật liệu 20TB15XL 325 Đơn giá (đ/kg, đ/m3) 1200 Thành tiền (đ) 390000 X (kg) Vật liệu 20TB25XL 275 Đơn giá (đ/kg, đ/m ) 1200 Thành tiền (đ) 330000 X (kg) Vật liệu 20TB35XL 225 Đơn giá (đ/kg, đ/m ) 1200 Thành tiền (đ) 270000 X (kg) Vật liệu 20TB45XL 175 Đơn giá (đ/kg, đ/m ) 1200 Thành tiền (đ) 210000 XLC TB Đ C (m3) SD (lít) (kg) (kg) (m3) 0 0.507 0.772 6.75 650 450 220000 250000 30000 0 111540 193000 202500 XLC TB Đ C (m3) SD (lít) (kg) (kg) (m3) 75 100 0.478 0.772 6.75 650 450 220000 250000 30000 48750 45000 105128.571 193000 202500 XLC TB Đ SD C (m3) (kg) (kg) (m ) (lít) 125 100 0.475 0.772 6.75 650 450 220000 250000 30000 81250 45000 104500 193000 202500 XLC TB Đ SD C (m3) (kg) (kg) (m ) (lít) 175 100 0.473 0.772 6.75 650 450 220000 250000 30000 113750 45000 104028.571 193000 202500 XLC TB Đ SD C (m3) (kg) (kg) (m ) (lít) 225 100 0.470 0.772 6.75 650 450 220000 250000 30000 146250 45000 103400 193000 202500 63 Giá thành m3 bê tông (đồng) 1107040 Giá thành m3 bê tông (đồng) 984379 Giá thành m3 bê tông (đồng) 956250 Giá thành m3 bê tông (đồng) 928279 Giá thành m3 bê tông (đồng) 900150 Giá thành m3 bê tông HPC sử dụng PGK so với bê tông ĐC thể Bảng 3.7 Hình 3.11 Bảng 3.7 Giá thành cho m3 bê tông sử dụng PGK so với bê tông ĐC GTĐC/GTĐC (%) 100.00 GT20TB15XL/GTĐC (%) 88.92 T20TB25XL/GTĐC (%) 86.38 T20TB35XL/GTĐC (%) 83.85 T20TB45XL/GTĐC (%) 81.31 Giá thành m3 bê tông HPC so với bê tông ĐC (%) 100.00 100 88.92 86.38 83.85 81.31 80 60 40 20 0TB0XL 20TB15XL 20TB25XL 20TB35XL Loại bê tông 20TB45XL Hình 3.11 Giá thành 1m3 bê tơng HPC sử dụng PGK so với bê tông ĐC Kết Hình 3.10 cho thấy, giá thành m3 bê tông 20TB15XL, 20TB25XL, 20TB35XLvà 20TB45XL thấp 122.661 đồng (11,08%), 150.790 đồng (13,62%), 178.761 đồng (16,15%) 206.890 đồng (18,69%) so với bê tông đối chứng 0XL0TB Rõ ràng bê tông HPC sử dụng PGK TB XLC có hiệu mặt kinh tế, bê tông sử dụng tỉ lệ TB XLC nhiều giá thành thấp Trong nghiên cứu này, bê tông 20TB35XL tối ưu, sử dụng loại bê tơng thực tế sản xuất tiết kiệm đến khoảng 16% chi phí, số lớn tính cho cơng trình xây dựng Ngồi ra, bê tơng 35XL20TB cịn thể hiệu mặt môi trường lớn tiêu thụ nhiều phụ phẩm công nghiệp XLC TB 3.3 KẾT LUẬN CHƯƠNG Chương tiến hành thí nghiệm, đánh giá ảnh hưởng PGK TB XLC đến thời gian đông kết hồ xi măng, độ sụt hỗn hợp bê tơng, tính chất học, vận tốc sung siêu âm độ chống thấm nước bê tông HPC Các kết luận rút từ Chương sau: 64 TB XLC kéo dài thời gian đông kết hồ XM, thời gian đông kết hồ XM tăng tỉ lệ thuận với hàm lượng TB XLC Ảnh hưởng TB đến thời gian đông kết kết lớn so với XLC TB XLC cải thiện độ sụt hỗn hợp bê tông, sử dụng 15-45%XLC, độ sụt hỗn hợp bê tông tăng tỉ lệ thuận với hàm lượng XLC thay xi măng TB XLC làm giảm cường độ bê tông độ tuổi sớm, đặc biệt trước ngày; nhiên chúng có cường độ thấp không đáng kể so với bê tông ĐC độ tuổi muộn từ 28 ngày, TB XLC cịn có tác dụng cải thiện độ dai HPC Cường độ nén bê tông HPC chứa TB XLC đạt 60 MPa 28 ngày 70 MPa 56 ngày Vận tốc xung siêu âm theo thời gian bê tông HPC chứa TB XLC tương tự phát triển cường độ theo thời gian chúng Độ chống thấm nước tất bê tông đạt cấp B16 Các bê tông sử dụng kết hợp 20%TB (15-45)%XLC làm giảm giá thành cho m3 khoảng 11-19% so với bê tông đối chứng Trong nghiên cứu này, bê tông kết hợp 20%TB 35%XLC (20TB35XL) tối ưu 65 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ KẾT LUẬN Một số kết luận rút từ đề tài nghiên cứu sau: 1.1 Đánh giá ảnh hưởng phụ gia khoáng XLC TB đến số tiêu bê tơng tính cao: - TB XLC kéo dài thời gian đông kết hồ XM, thời gian đông kết hồ XM tăng tỉ lệ thuận với hàm lượng TB XLC - TB XLC cải thiện độ sụt hỗn hợp bê tông, độ sụt hỗn hợp bê tông tăng tỉ lệ thuận với hàm lượng XLC thay xi măng - TB XLC làm giảm cường độ bê tông độ tuổi sớm, đặc biệt trước ngày; nhiên chúng có cường độ thấp không đáng kể so với bê tông ĐC độ tuổi muộn từ 28 ngày, TB XLC cịn có tác dụng cải thiện độ dai HPC Cường độ nén bê tông HPC chứa TB XLC đạt 60 MPa 28 ngày 70 MPa 56 ngày - Vận tốc xung siêu âm bê tông HPC tăng tỉ lệ thuận với gia tăng cường độ chúng Độ chống thấm nước tất bê tông đạt cấp B16 1.2 Phân tích hiệu kinh tế loại bê tông HPC sử dụng PKG so với bê tông đối chứng Các bê tông sử dụng kết hợp 20%TB (15-45)%XLC làm giảm giá thành vật liệu khoảng 11-19% so với bê tông đối chứng KIẾN NGHỊ 2.1 Cần nghiên cứu thêm tính chất liên quan đến độ bền bê tơng HPC như: độ co ngót, độ thấm clorua, độ bền sun phát khả chống ăn mòn cốt thép, để đánh giá cách tồn diện bê tông HPC sử dụng TB XLC 2.2 Cần thi công thử nghiệm loại bê tông tính cao có sử dụng phụ gia XLC TB nghiên cứu phịng thí nghiệm ngồi trường để đánh giá, so sánh kết trường với kết nghiên cứu phòng thí nghiệm 66 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] ACI Committee 116, ACI 116R, Cement and Concrete Terminology, 2000 [2] P.K Mehta, P J M Monteiro, Concrete Structure, Properties and Materials, McGraw-Hill, 2017 [3] Y Malier, High Performance Concrete (from Material to Structure), London: E & FN SPON, 1992, 270 [4] SHRP-C/FR-91-103, High performance concretes, a state of the art report Strategic Highway Research Program, National Research Council, Washington, DC, 1991 [5] P.C Aïtcin, High performance concrete CRC press, 1998, p 591 [6] Steven H Kosmatka and Michelle L Wilson, Design and Control of Concrete Mixtures, Portland Cement Association, 2011, p 459 [7] Gengying Li, Xiaohua Zhao, Properties of concrete incorporating fly ash and ground granulated blast-furnace slag, Cement & Concrete Composites 25 (2003), pp 293–299 [8] Yanhua Zhao, Jinxin Gong, Sumei Zhao, Experimental study on shrinkage of HPC containing fly ash and ground granulated blast-furnace slag, Construction and Building Materials, Vol 155 (2017), pp 145–153 [9] Kim, Sun-Woong et al, Properties of HPC with Fly Ash, Blast Furnace Slag and Silica Fume, Applied Mechanics and Materials, Vol 372 (2013), pp 239-242 [10] Qingfu Li, Qiuyu Zhang, Experimental study on the compressive strength and shrinkage of concrete containing fly ash and ground granulated blast-furnace slag, Structural Concrete, Vol 20 (2019), pp 1551-1560 [11] Jeong-Eun Kim et al, An Experimental Study on Mechanical Properties for Ternary High Performance Concrete with Fly-ash, Blast furnace slag, Silica fume, Applied Mechanics and Materials, Vols 204-208 (2012), pp 3699-3702 [12] H.S Chore and M.P Joshia, Strength evaluation of concrete with fly ash and GGBFS as cement replacing materials, Advances in Concrete Construction, Vol (2015), pp 223-236 [13] Nguyễn Công Thắng, Nguyễn Văn Tuấn, Phạm Hữu Hanh, Ảnh hưởng phụ gia khoáng đến khả ăn mịn cốt thép bê tơng chất lượng siêu cao, Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Xây dựng, Số (2018), trang 86-91 [14] Nguyễn Công Thắng, Nguyễn Thị Thắng, Phạm Hữu Hanh, Nguyễn Văn Tuấn, Lê Trung Thành, Nguyễn Trọng Lâm, Nghiên cứu chế tạo bê tông chất lượng cao sử dụng silica fume xỉ lị cao hoạt hóa nghiền mịn Việt Nam, Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Xây dựng, 15 (2013), trang 76-83 67 [15] Ngọ văn toản, nghiên cứu chế tạo bê tông cường độ cao sử dụng cát mịn phụ gia khống hỗn hợp từ xỉ lị cao hoạt hóa tro trấu, Tạp chí KHCN Xây dựng, Số 4/2014, trang 36-45 [16] Nguyễn Văn Tuấn, Nguyễn Công Thắng, Phạm Hữu Hanh, Nghiên cứu chế tạo bê tông cường độ siêu cao sử dụng phụ gia khoáng thay phần xi măng Việt Nam hướng tới phát triển bền vững, Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Xây dựng, Số 24 (2015), trang 11-18 [17] Tăng Văn Lâm, Nguyễn Trọng Dũng, Đặng Văn Phi, Vũ Kim Diến, Nguyễn Văn Dương, Nghiên cứu tính chất lý bê tông cường độ cao sử dụng hỗn hợp phụ gia tro bay silica fume phục vụ xây dựng công trình hạ tầng khu vực ven biển, Tạp chí Khoa học Kỹ thuật Mỏ - Địa chất 61 (6), trang 88-95 [18] Hồ Văn Quân, Phạm Duy Hữu, Nguyễn Thanh Sang, “Cải thiện độ chống thấm ion clo kéo dài tuổi thọ kết cấu bê tông môi trường biển cách sử dụng kết hợp muội silic tro bay”, Tạp chí GTVT tháng 12/2015, trang 81-84 [19] Hồng Minh Đức, Trần Quốc Tốn, Lee Sang hHyun, Do Kwang Soo, Nghiên cứu ảnh hưởng xỉ hạt lò cao nghiền mịn tro bay đến tính chất hỗn hợp bê tơng bê tơng, Tạp chí KHCN Xây dựng, Số 3/2020, trang 33-40 [20] ACI 211.4R, Guide for Selecting Proportions for High-Strength Concrete Using Portland Cement and Other Cementitious Materials, 2008 [21] Bộ khoa học Công nghệ, TCVN 10306:2014, Bê tông cường độ cao – Thiết kế thành phần mẫu hình trụ [22] ACI 318, Building Code Requirements for Structural Concrete and Commentary, 2008 [23] Hồ Văn Quân, Ảnh hưởng chất kết dính đến độ rỗng hệ số suy giảm khuếch tán clorua HPC, Tạp chí Khoa học Giao thơng vận tải, Tập 71, Số (12/2020), 1120-1129 [24] Nguyễn Tiến Trung, Nghiên cứu sử dụng phụ gia khống hoạt tính hỗn hợp để nâng cao khả chống thấm, chống ăn mòn bê tơng, Tạp chí KHCN Thủy lợi (2008), trang 40-45 [25] Nguyễn Quang Phú Đỗ Đoàn Dũng, Giải pháp tăng cường độ tính bền cho bê tơng sử dụng kết cấu bê tông bảo vệ máí đê biển, Tạp chí khoa học kỹ thuật thủy lợi môi trường – (2015), trang 8-13 [26] P.J Wainwright, N Rey, The influence of ground granulated blast furnace slag (GGBS) additions and time delay on the bleeding of concrete, Cement and Concrete Composites 22 (4), 2000, pp 253–257 [27] J.B Newman, Advanced Concrete Technology: Constituent Materials, Butterworth-Heinemann, 2003 68 [28] M Oner, K Erdogdu, A Gunlu, Effect of components fineness on strength of blast furnace slag cement, Cement and Concrete Research 33, 2003, pp 463–469 [29] L Ting, W Qiang, Z Shiyu, Effects of ultra-fine ground granulated blastfurnace slag on initial setting time, fluidity and rheological properties of cement pastes, Powder Technology, 245, 2019, pp 54-63 [30] P Chindaprasirt, S Homwuttiwong, and V Sirivivatnanon, Influence of fly ash fineness on strength, drying shrinkage and sulfate resistance of blended cement mortar, Cement and Concrete Research 34 (2004) 1087-1092 [31] J.L Wang, K.M Niu, Z.F Yang, M.K Zhou, L.Q Sun, G.J Ke, Effects of Fly ash and Ground Granulated Blast-Furnaces Slag on Properties of High Strength Concrete, Key Engineering Materials, Vols 405-406 (2009), pp 219-225 [32] C Shi and R.L Day, A calorimetric study of early hydration of alkali-slag cement, Cement and Concrete Research, vol 25, No 6, pp 1333–1346, 1995 [33] P Dinakar, K.P Sethy, and U.C Sahoo, Design of self compacting concrete with ground granulated blast furnace slag, Materials and Design, vol 43, pp 161–169, 2013 [34] Wu-Man Zhang, Heng-Jing Ba (2010), Effect of mineral admixtures and repeated loading on chloride migration through concrete, Journal of Zhejiang UniversitySCIENCE A (Applied Physics & Engineering), pp 683-690 [35] Wu-man Zhang, Heng-jing Ba, Shang-jiang Chen (2011), Effect of fly ash and repeated loading on diffusion coefficient in chloride migration test, Construction and Building Materials 25 (2011) 2269–2274 [36] Gengying Li, Xiaohua Zhao, Properties of concrete incorporating fly ash and ground granulated blast-furnace slag, Cement & Concrete Composites, Vol 25 (2003), pp 293–299 69 PHỤ LỤC PHỤ LỤC I Kết thí nghiệm cường độ nén, kéo uốn ép chẻ loại bê tông HPC Thời Lực Rec Rectb Thời Lực Mẫu Mẫu gian (kN) (MPa) (MPa) gian (kN) Thí nghiệm ép chẻ Rn Rntb Thời Lực Rn Rntb Mẫu (MPa) (MPa) gian (kN) (MPa) (MPa) Thí nghiệm nén Thí nghiệm kéo uốn Bê tơng 0TB0XL M1 M2 ngày M3 M1 M2 ngày M3 M1 28 M2 ngày M3 310.57 299.00 293.98 362.65 355.71 371.91 4.39 4.23 4.16 5.13 5.03 5.26 4.26 5.14 445.60 6.30 424.38 6.00 6.13 429.78 6.08 M1 459.10 6.49 56 M2 443.67 6.28 ngày M3 437.89 6.19 6.32 M1 M2 ngày M3 M1 M2 ngày M3 M1 28 M2 ngày M3 916.62 874.81 897.32 1117.63 1075.82 1093.51 M1 19.70 M2 19.00 M3 18.40 M1 23.80 M2 22.80 M3 22.10 M1 26.20 6.21 5.99 5.80 7.50 7.18 6.96 M2 27.50 M3 28.00 8.66 M1 27.10 M2 27.90 8.54 M3 28.90 9.10 M1 18.70 M2 18.00 M3 16.60 5.89 45.50 M1 20.70 M2 22.10 M3 21.00 51.87 49.50 50.72 ngày 50.78 63.25 60.88 62.00 ngày 61.88 1315.43 74.44 28 1335.69 75.58 74.52 ngày 1299.35 73.53 M1 1382.97 78.26 56 56 M2 1339.55 75.80 76.86 M3 1352.42 76.53 6.0 7.21 8.25 8.58 8.82 8.79 8.81 Bê tông 20TB15XL M1 291.60 4.13 M2 280.58 3.97 ngày M3 285.30 4.04 M1 344.25 4.87 M2 333.00 4.71 ngày M3 352.80 4.99 M1 399.31 5.65 28 M2 385.80 5.46 ngày M3 408.95 5.79 M1 431.13 6.10 56 M2 440.97 6.24 ngày M3 422.84 5.98 M1 276.43 M2 284.61 ngày M3 267.75 M1 353.32 M2 348.46 ngày M3 334.10 M1 420.52 28 M2 401.23 ngày M3 408.95 4.04 4.86 5.63 6.11 3.91 4.03 3.91 3.79 5.00 4.93 4.88 4.73 5.95 5.68 5.79 5.80 M1 775.11 43.86 M2 810.49 45.86 ngày M3 826.57 46.77 M1 964.86 54.60 M2 993.81 56.24 ngày M3 1001.85 56.69 M1 1165.88 65.98 28 M2 1148.19 64.97 ngày M3 1194.82 67.61 M1 1244.67 70.43 56 M2 1225.38 69.34 ngày M3 1267.19 71.71 Bê tông 20TB25XL M1 767.07 43.41 M2 808.88 45.77 ngày M3 792.80 44.86 M1 1016.32 57.51 M2 982.55 55.60 ngày M3 1019.54 57.69 M1 1190.00 67.34 28 M2 1206.08 68.25 ngày M3 1225.38 69.34 70 55.84 28 66.19 ngày 56 70.49 ngày 44.68 ngày 56.94 ngày 28 68.31 ngày 5.67 5.60 5.23 6.52 6.96 6.80 6.62 M1 25.20 M2 24.00 7.94 M3 25.80 M1 25.60 8.13 M2 27.00 M3 27.50 8.51 M1 18.20 M2 17.60 5.73 M3 16.70 M1 21.80 5.26 M2 20.60 M3 22.80 6.49 M1 25.70 M2 25.00 M3 27.00 8.10 7.56 7.88 8.06 8.55 8.66 5.54 5.51 6.87 6.85 7.18 7.88 8.51 8.16 M1 430.17 6.09 56 M2 451.39 6.39 ngày M3 439.81 6.22 M1 262.35 M2 279.71 ngày M3 268.13 M1 362.65 M2 357.25 ngày M3 347.22 M1 418.50 28 M2 427.50 ngày M3 434.25 M1 464.89 56 M2 472.61 ngày M3 451.39 6.23 3.71 3.96 3.82 3.79 5.13 5.05 5.03 4.91 5.92 6.05 6.04 6.14 6.58 6.69 6.39 M1 200.69 2.84 M2 216.44 3.06 ngày M3 204.63 2.89 M1 253.82 3.59 M2 271.53 3.84 ngày M3 263.66 3.73 M1 362.04 5.12 28 M2 377.78 5.34 ngày M3 379.75 5.37 M1 428.94 6.07 56 M2 423.03 5.98 ngày M3 410.24 5.80 6.55 2.93 3.72 5.28 5.95 M1 1292.92 73.16 56 M2 1265.58 71.62 ngày M3 1312.21 74.26 Bê tông 20TB35XL M1 754.20 42.68 M2 794.40 44.95 ngày M3 770.28 43.59 M1 1013.11 57.33 M2 1046.88 59.24 ngày M3 1053.31 59.61 M1 1252.71 70.89 28 M2 1241.46 70.25 ngày M3 1263.97 71.53 M1 1357.24 76.80 56 M2 1329.90 75.26 ngày M3 1313.82 74.35 Bê tông 20TB45XL M1 627.16 35.49 M2 604.65 34.22 ngày M3 575.70 32.58 M1 783.15 44.32 M2 763.85 43.23 ngày M3 736.51 41.68 M1 1088.69 61.61 28 M2 1085.47 61.43 ngày M3 1050.09 59.42 M1 1214.12 68.71 56 M2 1254.32 70.98 ngày M3 1207.69 68.34 71 56 73.01 ngày M1 26.80 M2 28.50 M3 27.60 43.74 ngày 58.73 ngày 28 70.89 ngày 56 75.47 ngày 34.09 ngày 43.07 ngày 28 60.82 ngày 56 69.34 ngày 8.44 8.98 8.69 M1 16.90 M2 16.60 5.32 M3 18.00 M1 21.80 5.67 M2 23.70 M3 22.60 7.47 M1 26.30 M2 27.20 8.28 M3 28.10 M1 29.90 8.85 M2 27.80 M3 28.90 8.76 9.10 M1 14.00 M2 12.50 4.41 M3 13.30 M1 16.20 4.19 M2 17.60 M3 15.60 5.54 M1 22.40 M2 24.30 7.06 M3 22.90 M1 25.30 7.21 M2 26.00 M3 27.30 5.23 8.70 5.35 6.87 7.05 7.12 8.57 8.45 9.42 3.94 9.17 4.10 5.10 5.21 4.91 7.65 7.97 8.19 8.60 7.39 8.33 PHỤ LỤC II Kết thí nghiệm vận tốc xung siêu âm loại bê tông HPC 20TB45XL 20TB35XL 20TB25XL 20TB15XL 0TB0XL Loại BT ngày M1 4835 ngày M1 4886 28 ngày 56 ngày M1 4980 M1 5030 100 ngày M1 5046 150 ngày M1 5069 M2 4850 4823 M2 4908 4884 M2 4920 4955 M2 5023 5015 M2 5079 5063 M2 5077 5089 M3 4783 M3 4856 M3 4964 M3 4992 M3 5065 M3 5120 M1 4702 M1 4822 M1 4960 M1 5038 M1 5142 M1 5227 M2 4724 4703 M2 4844 4824 M2 4976 4957 M2 5021 5041 M2 5180 5149 M2 5280 5252 M3 4684 M3 4806 M3 4934 M3 5064 M3 5124 M3 5250 M1 4702 M1 4852 M1 5006 M1 5082 M1 5160 M1 5300 M2 4750 4726 M2 4877 4853 M2 4949 4978 M2 5104 5078 M2 5204 5182 M2 5347 5316 M3 4727 M3 4830 M3 4978 M3 5048 M3 5182 M3 5300 M1 4750 M1 4874 M1 5028 M1 5143 M1 5196 M1 5347 M2 4786 4757 M2 4915 4894 M2 4980 5016 M2 5102 5123 M2 5240 5223 M2 5363 5344 M3 4736 M3 4894 M3 5040 M3 5124 M3 5232 M3 5323 M1 4704 M1 4776 M1 4916 M1 5078 M1 5196 M1 5305 M2 4662 4683 M2 4795 4801 M2 4942 4941 M2 5112 5085 M2 5220 5192 M2 5347 5331 M3 4684 M3 4831 M3 4964 M3 5065 72 M3 5160 M3 5340 PHỤ LỤC III Kết thí nghiệm độ chống thấm nước loại bê tông HPC Loại bê tông 0TB0XL 20TB15XL 20TB25XL 20TB35XL 20XL45TB Mẫu 6 6 Tuổi Áp lực nước thấm qua mẫu viên mẫu (MPa) 28 18 28 18 28 18 28 18 28 18 28 18 28 18 28 18 28 18 28 18 28 18 28 18 28 18 28 18 28 18 28 18 28 18 28 18 28 18 28 18 28 18 28 18 28 18 28 18 28 18 28 18 28 18 28 18 28 18 28 18 73 Số viên mẫu bị nước thấm qua Không thấm Không thấm Không thấm Không thấm Không thấm Không thấm Không thấm Không thấm Không thấm Không thấm Không thấm Không thấm Không thấm Không thấm Không thấm Không thấm Không thấm Không thấm Không thấm Không thấm Không thấm Không thấm Không thấm Không thấm Không thấm Không thấm Không thấm Không thấm Không thấm Không thấm Cấp chống thấm nước > B16 > B16 > B16 > B16 > B16 ... ? ?Nghiên cứu đặc trưng cường độ độ chống thấm nước bê tông tính cao kết hợp xỉ lị cao tro bay? ?? cấp thiết, có ý nghĩa khoa học thực tiễn MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU Xác định ảnh hưởng XLC TB đến cường độ. .. THUẬT - - THÔNG TIN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU Thông tin chung: - Tên đề tài: Nghiên cứu đặc trưng cường độ độ chống thấm nước bê tơng tính cao kết hợp xỉ lò cao tro bay - Mã số: T2020-06-167 -... có tro bay xỉ lị cao - Tổng độ co ngót loại bê tơng tính cao sử dụng kết hợp tro bay xỉ lò cao giảm khoảng 15-25% so với bê tơng đối chứng khơng có tro bay xỉ lò cao Kim, Sun-Woong et al [9] nghiên