(1). Bề mặt biểu hiện và đờng đồng mức của cờng độ đá xi măng ở tuổi 28 ngày đợc xây dựng dựa trên mô hình qui hoạch thực nghiệm theo biến mã nh sau:
R28 = 47.0760+1.5161X1–0.8786X2–0.3457X12-1.4591X22 Và đợc biểu thị trong các hình 2.10 ; 12.11.
Hình 2.10: Bề mặt biểu hiện hàm mục tiêu cờng độ nén của đá xi măng R28 theo biến mã (X1 là tỉ lệ phụ gia tro trấu, X2 là tỉ lệ phụ gia metacaolanh, %
Hình 2.11: Đờng đồng mức bề mặt biểu hiện hàm mục tiêu cờng độ nén của đá xi măng R28 theo biến mã ((X1 là tỉ lệ phụ gia tro trấu, X2 là tỉ lệ phụ gia
metacaolanh, %)
Sử dụng phần mềm Maple8 tính đợc cực đại của hàm mục tiêu RMax = 48.379 N/mm2 ở các giá trị X1 = 1 và X2 = -0.3
(2). Bề mặt biểu hiện và đờng đồng mức độ thấm nớc của đá xi măng H28 đợc
biểu thị trong các hình 2.12, 2.13.
Hình 2.12: Bề mặt biểu hiện hàm mục tiêu độ thấm nớc của đá xi măng H28 theo biến mã (X1 là tỉ lệ phụ gia tro trấu, X2 là tỉ lệ phụ gia metacaolanh, %)
a) ảnh hởng của phụ gia tro trấu và metacaolanh lên cờng độ và độ thấm nớc của đá xi măng ở tuổi 28 ngày
Chuyển các biến mã thành biến thực Z1 và Z2 ta có: Z1 = 10% tỉ lệ phụ gia tro trấu; Z2 = 7.2% tỉ lệ phụ gia metacaolanh
Hình 2.13: Đờng đồng mức bề mặt biểu hiện hàm mục tiêu độ thấm nớc của đá xi măng H28 theo biến mã (X1 là tỉ lệ phụ gia tro trấu, X2 là tỉ lệ phụ gia
metacaolanh, %)
Sử dụng phần mềm Maple8, tính đợc cực tiểu của hàm mục tiêu HMin = 8.868% ở các giá trị X1 = 1 và X2 = 1
a) ảnh hởng của phụ gia tro trấu và metacaolanh lên cờng độ và độ thấm nớc của đá xi măng ở tuổi 60 ngày
(1). Bề mặt biểu hiện và đờng đồng mức của cờng độ đá xi măng ở tuổi 60 ngày đợc xây dựng dựa trên mô hình qui hoạch thực nghiệm theo biến mã và đ- ợc biểu thị trong các hình 2.14 ; 12.15.
Hình 2.14: Bề mặt biểu hiện hàm mục tiêu cờng độ nén của đá xi măng R60 theo biến mã (X1 là tỉ lệ phụ gia tro trấu, X2 là tỉ lệ phụ gia metacaolanh, %)
Hình 2.15: Đờng đồng mức bề mặt biểu hiện hàm mục tiêu cờng độ nén của đá xi măng R60 theo biến mã (X1 là tỉ lệ phụ gia tro trấu, X2 là tỉ lệ phụ gia
metacaolanh, %)
Sử dụng phần mềm Maple8 tính đợc cực đại của hàm mục tiêu
(2). Bề mặt biểu hiện và đờng đồng mức của độ thấm nớc của đá xi măng H60
đợc biểu thị trong các hình 2.16, 2.17.
Hình 2.16: Bề mặt biểu hiện hàm mục tiêu độ thấm nớc của đá xi măng H60 theo biến mã (X1 là tỉ lệ phụ gia tro trấu, X2 là tỉ lệ phụ gia metacaolanh, %)
Hình 2.17: Đờng đồng mức bề mặt biểu hiện hàm mục tiêu độ thấm nớc của đá xi măng H60 theo biến mã (X1 là tỉ lệ phụ gia tro trấu, X2 là tỉ lệ phụ gia
metacaolanh, %)
Sử dụng phần mềm Maple8, tính đợc cực tiểu của hàm mục tiêu HMin = 8.028% ở các giá trị X1 = 1 và X2 = 0.4
Từ các kết quả thực nghiệm và từ phơng pháp qui hoạch thực nghiệm ở trên thì chúng ta có thể đa ra kết quả so sánh về cờng độ, độ thấm nớc ở tuổi 28 và 60 ngày giữa mẫu có hỗn hợp phụ gia (metacaolanh và tro trấu) so với mẫu đối chứng (100% xi măng) ở bảng 2.16, và quá trình qui hoạch thực nghiệm đã đa ra đợc tỷ lệ phối hợp hợp lý phụ gia tro trấu và metacaolanh để đạt đợc cờng Chuyển các biến mã thành biến thực Z1 và Z2 ta có: Z1 = 10% tỉ lệ phụ gia tro trấu; Z2 = 15% tỉ lệ phụ gia metacaolanh
RMax = 52.344 N/mm2 ở các giá trị X1 = 1 và X2 = -0.1
Chuyển các biến mã thành biến thực Z1 và Z2 ta có: Z1 = 10% tỉ lệ phụ gia tro trấu; Z2 = 8.5% tỉ lệ phụ gia metacaolanh
Chuyển các biến mã thành biến thực Z1 và Z2 ta có: Z1 = 10% tỉ lệ phụ gia tro trấu; Z2 = 11.6% tỉ lệ phụ gia metacaolanh
độ lớn nhất và độ thấm nớc nhỏ nhất của đá xi măng ở các tuổi 28 và 60 ngày đ- ợc tổng hợp trong bảng 2.17.
Bảng 2.16. So sánh các kết quả về cờng độ nén lớn nhất và độ thấm nớc nhỏ nhất của đá xi măng ở tuổi 28 và 60 ngày giữa mẫu có hỗn hợp phụ gia (tro
trấu và metacaolanh) và mẫu đối chứng (100% xi măng)
Mẫu Mẫu có hỗn hợp phụ gia Mẫu đối chứng 28 Ngày 60 Ngày 28 Ngày 60 Ngày
RMax (N/mm2) 48.379 52.344 43.010 45.100
HMin (%) 8.868 8.028 10.010 9.790
Nhận xét: Ta thấy rẵng các tỷ lệ phối hợp của tro trấu và metacaolanh đều cho cờng độ cao hơn và độ thấm nớc thấp hơn so với mẫu đối chứng. Qua đó cũng cho thấy rằng vai trò của hỗn hợp phụ gia tro trấu và metacaolanh góp phần tăng cờng độ và khả năng chống thấm nớc của đá xi măng và bê tông ở tuổi dài ngày.
Bảng 2.17: Các tỷ lệ phối hợp hợp lý của phụ gia khoáng hoạt tính tro trấu và metacaolanh để hàm mục tiêu đạt cực trị đối với cờng độ và độ thấm nớc của đá
xi măng.
Tuổi 28 ngày
Tỷ lệ phụ gia tro trấu,
% (CDK) Tỷ lệ phụ gia metacaolanh, % (CDK) Tuổi 60 ngày Tỷ lệ phụ gia tro trấu,% (CDK) Tỷ lệ phụ gia metacaolanh, % (CDK) R28Max 10.00 7.20 R60Max 10.00 8.50 H28Max 10.00 15.00 H60Max 10.00 11.60
Qua đó ta thấy rằng tro trấu có ảnh hởng lớn đến cờng độ hơn và khá ổn định, còn phụ gia metacaolanh lại có ảnh hởng lớn đến độ thấm nớc.
Có thể thấy rằng ở tuổi 28 ngày, giữa cờng độ của đá xi măng và độ thấm n- ớc tỷ lệ phụ gia metacaolanh không có tơng quan rõ rệt. Cờng độ của đá xi măng đạt giá trị lớn nhất R28Max = 48.379 N/mm2 là sự kết hợp giữa tro trấu và metacaolanh ở các tỷ lệ: 10% tro trấu, 7.2% metacaolanh, còn độ thấm nớc nhỏ
hoạt tính puzơlan của tro trấu rất mạnh và khi tăng lợng metacaolanh thì thuận lợi cho khả năng chống thấm của vật liệu.
Cờng độ và độ thấm nớc của đá xi măng ở tuổi 60 ngày cho thấy sự tơng quan chặt chẽ hơn. Các tỷ lệ tro trấu thì dờng nh vẫn ổn định, còn metacaolanh
thì không khác nhau đáng kể. Cờng độ của đá xi măng đạt giá trị lớn nhất R60
Max = 52,344 N/mm2 khi kết hợp tro trấu và metacaolanh ở tỷ lệ: 10% to trấu,
8,5% metacaolanh, còn độ thấm nớc nhỏ nhất H60 Min = 8,028% là kết hợp ở tỷ
lệ: 10% tro trấu, 11,6% metacaolanh. Vậy qua kết quả qui hoạch thực nghiệm xác định tỷ lệ tối u của tro trấu và metacaolanh với hàm mục tiêu cờng độ nén và độ thấm nớc của đá xi măng, đề tài đã lựa chọn tỷ lệ phối hợp hợp lý của hai
loại phụ gia hoạt tính tro trấu và metacaolanh là: 10% và (8.5 11.6%)– trong
bê tông. Tùy thuộc vào điều kiện xây dựng để cho hàm lợng của metacaolanh hợp lý, nếu các công trình xây dựng trên cạn (chú trọng vào cờng độ hơn) thì nên cho lợng metacaolanh ít hơn, còn để tăng khả năng chống thấm (cho các công trình thủy lợi) thì tăng hàm lợng metacaolanh lên nhng nên cho trong khoảng mà đề tài đa ra để vẫn đảm bảo sự tăng cờng độ và độ chống thấm của bê tông
2.3. Nghiên cứu vai trò của phụ gia khoáng hoạt tính metacaolanh và tro trấu trên vật liệu xi măng - cốt sợi tre