7. Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN
5.1 THIẾT KẾ THÀNH PHẦN VHSC
5.1.3 Nghiên cứu ảnh hưởng của của các loại vật liệu đến tính chất bê tông
Tỷ lệ thành phần vật liệu và kết quả khảo sát được trình bày trong Bảng 5.6
Bảng 5.6 Tỷ lệ thành phần và kết quả khảo sát ảnh hưởng loại và lượng dùng vật liệu đến tính chất HHBT và bê tông.
Tính chất
khảo sát Ký hiệu
CP N/CKD C/CL CKD/CL Ghi chú Độ chảy, mm
Cường độ nén, MPa 3 ngày 7 ngày 28 ngày CP1 0,22 0,48 0,33 575kg 775 58 76,4 90,2 CP2 0,22 0,48 0,38 628kg 732 61,5 80,2 103,4
Ảnh hưởng lượng dùng
CKD
CP1 0,22 0,48 0,43 678kg 710 63,1 84 107,3 CP4 0,22 0,48 0,48 723kg 695 69,4 82,3 105,4 Ảnh hưởng
loại cát
CP1 0,22 0,48 0,43 CV 710 63,1 84 107,3 CP5 0,22 0,48 0,43 CV-ĐC 680 52,8 71,3 102,5 CP6 0,22 0,48 0,43 CM 632 50,3 67,1 88,6 Ảnh hưởng
lượng dùng cốt liệu nhỏ
CP7 0,22 0,43 0,43 680 kg 726 60,4 81,5 101 CP1 0,22 0,48 0,43 757kg 710 63,1 84 107,3 CP8 0,22 0,53 0,43 835 kg 698 59,3 79,4 99,8 ảnh hưởng
Dmax cốt liệu
CP9 0,22 0,48 0,43 5mm 695 60,1 78,9 110,5 CP1 0,22 0,48 0,43 10mm 710 63,1 84 107,3 CP10 0,22 0,48 0,43 20mm 734 50,3 67,1 98,5
Ảnh hưởng tỷ lệ N/CKD
CP11 0,25 0,48 0,43 10mm 780 54,6 62,7 89,6 CP1 0,22 0,48 0,43 10mm 710 63,1 84 107,3 CP12 0,20 0,48 0,43 10mm 694 72,4 91,5 114,7 CP13 0,18 0,48 0,43 10mm 658 80,7 103 125,8 CP14 0,16 0,48 0,43 10mm 585 88,6 104,5 130,6
5.1.3.1 Ảnh hưởng của lượng dùng CKD đến cường độ nén BT
Để đánh giá ảnh hưởng của lượng dùng CKD khác nhau đến tính chất của bê tông trên cơ sở cấp phối sơ bộ mục 5.1.2 luận án lựa chọn các tỷ lệ CKD/CL =0,33, 0,38;
0,43 và 0,46. Tỷ lệ N/CKD và C/CL lấy cố định tương ứng theo cấp phối sơ bộ N/CKD=0,22 và C/CL=0,48 (theo mục 5.1.3). Hàm lượng PGSD lựa chọn sao cho độ chảy của HHBT trong khoảng 650-750 mm. Tỷ lệ thành phần cấp phối sử dụng trong nghiên cứu được thể hiện theo Bảng 5.6. Kết quả ảnh hưởng lượng dùng CKD đến cường độ nén của bê tông được thể hiện trên Hình 5.2.
Kết quả thí nghiệm cho thấy : Khi thay đổi lượng dùng CKD tính công tác của HHBT thay đổi thể hiện thông qua hàm lượng PGSD thay đổi để HHBT đạt cùng một khoảng độ chảy. Lượng dùng CKD tăng lên để đạt cùng một khoảng độ chảy lượng dùng PGSD tăng lên hay nói cách khác nếu cố định một lượng dùng PGSD thì khi
hàm lượng bột tăng độ chảy HHBT giảm. Hình 5.2 Ảnh hưởng lượng dùng CKD đến cường độ BT
Khi thay đổi lượng dùng CKD cường độ bê tông cũng thay đổi: cụ thể khi tăng lượng
0,0 0,5 1,0 1,5 2,0
40 60 80 100 120 140 160
0,33 0,38 0,43 0,48 CKD/CL
PGSD, %
Cường độ nén, MPa
3 ngày 7 ngày 28 ngày PGSD, %
mCKD (575) (628) (678) (723) kg
dùng CKD theo tỷ lệ CKD/CL từ 0,33 đến 0,43 (CKD tăng từ 575 đến 678 kg/m3) thì cường độ nén bê tông tăng từ 90,2 MPa lên 107,3 MPa ở 28 ngày. Tiếp tục tăng lượng dùng CKD lên CDK/CL=0,48 (CKD=723kg/m3) thì cường độ bê tông giảm xuống 105,4 MPa. Điều này cho thấy tồn tại hàm lượng CKD hợp lý để cường độ bê tông đạt lớn nhất. Đây là cơ sở để luận án tiến hành tối ưu hóa hàm lượng CKD trong bê tông được thực hiện ở phần sau.
5.1.3.2 Ảnh hưởng của tỷ lệN/CKD đến cường độ bê tông
Luận án đánh giá ảnh hưởng của tỷ lệ N/CKD khác nhau đến tính chất của bê tông trên cơ sở cấp phối sơ bộ luận án lựa chọn 5 tỷ lệ N/CKD =0,24; 0,22; 0,20; 0,18 và 0,16. Tỷ lệ CKD/CL và C/CL lấy cố định tương ứng CKD/CL=0,43 và C/CL=0,48 (theo mục 5.1.2). Hàm lượng PGSD lựa chọn sao cho độ chảy của HHBT trong khoảng 650-750 mm. Kết quả ảnh hưởng tỷ lệ N/CKD đến cường độ nén của bê tông được thể hiện trên Hình 5.3. Khi tỷ lệ N/CKD giảm xuống kết quả thí nghiệm cho thấy rõ ràng để đạt được cùng khoảng độ chảy thì lượng dùng PGSD tăng lên. Tuy nhiên không nên giảm tỷ lệ N/CKD xuống bằng 0,16 vì sẽ tạo HHBT rất quánh, khó tạo hình mặc dù HHBT đạt cùng một khoảng chảy 650- 750 mm. Khi hàm lượng PGK cố định thì cường độ nén của bê
tông tăng lên, cụ thể khi giảm tỷ lệ N/CKD xuống từ 0,25 đến 0,16 cường độ bê tông tăng từ 89,6 MPa (N/CKD=0,24) lên 130,6 MPa (N/CKD=0,16) ở tuổi 28 ngày. Tuy nhiên khi N/CKD giảm từ 0,18 xuống 0,16 thì cường độ bê tông tăng không nhiều từ 125,8 MPa lên 130,6 MPa
trong khi đó hỗn hợp bê tông rất quánh Hình 5.3 Ảnh hưởng của tỷ lệ N/CKD đến cường độ của bê tông
khó tạo hình vì vậy trong luận án này đề tài lựa chọn tỷ lệ N/CKD=0,18 là tỷ lệ hợp lý để chế tạo VHSC.
5.1.3.3 Ảnh hưởng của kích thước cốt liệu lớn đến cường độ bê tông
Luận án sử dụng các loại cốt liệu đá bazan với kích thước hạt lớn nhất Dmax=10 mm,
0,0 0,5 1,0 1,5 2,0
40 60 80 100 120 140 160
0,24 0,22 0,2 0,18 0,16
PGSD, %
Cường độ nén, MPa
3 ngày 7 ngày 28 ngày PGSD, %
N/CKD
Dmax=20mm, loại Dmax= 5mm để so sánh đánh giá kích thước lớn nhất cốt liệu đến tính chất BT. Các tỷ lệ lấy cố định : N/CKD=0,22; C/CL=0,48; CKD/ CL=0,43. Hàm lượng PGSD lựa chọn sao cho độ chảy của HHBT trong khoảng 650-750 mm. Tỷ lệ thành phần cấp phối trong nghiên cứu được thể hiện theo Bảng 5.6. Kết quả ảnh hưởng kích thước cốt liệu đến cường độ
nén của BT được thể hiện trên Hình 5.4.
Cùng một loại cốt liệu đá bazan: rõ ràng khi kích thước cốt liệu giảm xuống thì lượng dùng PGSD tăng lên. Cường BT ở tuổi 28 ngày tăng lên khi kích thước lớn nhất của cốt liệu giảm xuống. Cường độ nén lớn nhất đạt được bằng 110,5 MPa
(28 ngày) tại Dmax=5 mm. Hình 5.4 Ảnh hưởng kích thước cốt liệu lớn đến tính công tác và cường độ BT 5.1.3.4 Ảnh hưởng của loại và hàm lượng cốt liệu nhỏđến tính chất của BT
Nội dung này của luận án so sánh đánh giá ảnh hưởng các loại cát thô với mô đun độ lớn khác nhau đến tính chất của VHSC, trong đó sử dụng 3 loại cát: Loại cát sử dụng xuyên suốt của luận án với mô đun độ lớn Mdl=3,06 (CV) và loại mô đun độ lớn Mdl
=2,58 (CV-ĐC), loại 3 là cát mịn (CM) với mô đun độ lớn Mdl =1,1 các tỷ lệ N/CKD=0,22 ; C/CL=0,48 ; CKD/CL=0,43 lấy cố định. Kết quả đánh giá ảnh hưởng của loại CLN đến tính chất của bê tông được trình bày trong Hình 5.5. Kết quả thí nghiệm cho thấy khi sử dụng CV mô đun độ
lớn Mdl=3,06 thì lượng dùng PGSD luôn ít hơn so với loại cát CV-ĐC và CM. Hay nói cách khác nếu sử dụng cùng một hàm lượng PGSD thì cát CV cho độ chảy lớn nhất.
Cường độ BT sử dụng cát vàng hạt thô luôn lớn hơn so với cát CV-ĐC và CM. Điều này
khẳng định để chế tạo được VHSC trong Hình 5.5 Ảnh hưởng loại cốt liệu đến cường độ BT
điều kiện Việt Nam nên lựa loại cát có mô đun độ lớn cao.
0,0 0,5 1,0 1,5 2,0
40 60 80 100 120 140 160
5 mm 10 mm 20 mm Dmax
PGSD, %
Cường độ nén, MPa
3 ngày 7 ngày 28 ngày PGSD, %
500 600 700 800 900
40 60 80 100 120 140 160
CV CV-ĐC CM
Loại cát
Độ chảy, mm
Cường độ nén, MPa
3 ngày 7 ngày 28 ngày Độ chảy, mm
Ảnh hưởng hàm lượng cốt liệu nhỏ (CLN) đến tính chất của BT được đánh giá thông qua tỷ lệ C/CL tương ứng với 3 tỷ lệ : C/CL=0,43; 0,48; 0,53. Kết quả đánh giá ảnh hưởng của loại CLN được trình bày trong Bảng 5.6 và Hình 5.6. Trong cùng một loại cát vàng, rõ ràng lượng dùng CLN cũng ảnh hưởng tới tính chất của bê tông.
Cụ thể đối với tính công tác HHBT: Khi Hình 5.6 Ảnh hưởng hàm lượng cốt liệu nhỏ đến tính công tác và cường độ BT Tăng hàm lượng cốt liệu nhỏ (C/CL tăng) thì lượng dùng PGSD tăng lên. Đối với cường độ nén: Khi tăng tỷ lệ C/CL=0,43 (Cát=680 kg/m3) lên C/CL=0,48 (Cát= 757 kg/m3) thì cường độ bê tông ở 28 ngày tăng từ 101 MPa lên 107,3 MPa, tiếp tục tăng tỷ lệ C/CL= 0,53 (Cát=835 kg/m3) thì cường độ nén bê tông lại giảm 99,8 MPa. Điều này chứng tỏ tồn tại hàm lượng cốt liệu nhỏ để bộ khung cốt liệu hợp lý nhất. Đây là cơ sở để luận án tiến hành tối ưu hóa thành phần vật liệu trong VHSC ở mục sau.