Tấm ép trên

Hỡnh 2.3. Sơ đồ nộn nửa mẫu hỡnh rầm

Cường độ chịu nộn của mỗi mẫu ộp tớnh bằng cỏch chia tải trọng phỏ hoại P (kG) cho diện tớch mặt ộp F (cm2) là 25cm2.

0,04 25 n P P R P F   

Giới hạn cường độ chịu nộn của vữa xi măng là trị số trung bỡnh của 4 kết quả lớn nhất trong 6 kết quả ộp được [8].

2.3. Dụng cụ và hoỏ chất

2.3.1. Dụng cụ

- Mỏy đo điện lượng và thế được ghộp nối với mỏy tớnh. - Điện cực bằng sắt khụng rỉ (inox)

- Cỏc khuụn đỳc mẫu bằng nhựa - Bàn rung, chóo, bay trộn xi măng - Dụng cụ vi ca

- Cõn phõn tớch, cõn kỹ thuật, nhiệt kế, bỡnh định mức, cốc đốt, chậu thuỷ tinh,...

Cỏc mỏy múc và hoỏ chất cần thiết cho việc phõn tớch hàm lượng ion clo được tiến hành tại Viện Khoa Học Cụng Nghệ Xõy Dựng.

Cỏc chỉ tiờu khỏng uốn và khỏng nộn được tiến hành tại Viện Khoa Học Thuỷ Lợi.

2.3.2. Hoỏ chất

- AgNO3 ống chuẩn - CaO tinh khiết

- FeNH4(SO4)2.12H2O tinh khiết phõn tớch - H2O2 (30%) tinh khiết phõn tớch

- HNO3 tinh khiết phõn tớch - NaCl tinh khiết

- NaOH tinh khiết - NH4SCN ống chuẩn

- Phụ gia siờu mịn hoạt tớnh silica fume của hóng Sika - Phụ gia siờu dẻo NFS của hóng Sika

- Xi măng PC40 của nhà mỏy Luksvaxi Thừa Thiờn Huế

2.4. Phần mềm mỏy tớnh

- Phần mềm Mathematica 4.0 - Phần mềm Statghaphic 5.0 - Phần mềm Orgirin 6.0

- Chương trỡnh xử lý mỏy đo điện lượng – thế (viết bằng ngụn ngữ Pascal)

Chương 3

KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

Loại xi măng chỳng tụi sử dụng trong cỏc thớ nghiệm của mỡnh là loại xi măng PC40 của nhà mỏy xi măng Luksvaxi – Thừa Thiờn Huế. Sở dĩ chỳng tụi chọn loại xi măng này là vỡ đõy là loại xi măng do Thừa Thiờn Huế sản xuất, nhằm mục đớch gắn nghiờn cứu với thực tiễn của địa phương. Và mỏc xi măng PC40 là loại mỏc xi măng thụng thường phổ biến được sử dụng cho cỏc cụng trỡnh xõy dựng ở nước ta. Đõy là loại xi măng thụng thường khụng phải là loại xi măng đặc biệt do vậy chỳng thớch hợp cho việc nghiờn cứu sự khuếch tỏn của ion clo trong bờ tụng.

Theo định nghĩa thỡ vữa bờ tụng là hỗn hợp gồm xi măng, cỏt, đỏ (sỏi), nước. Tuy nhiờn trong nghiờn cứu của chỳng tụi, mặc dự nghiờn cứu về bờ tụng song chỳng tụi chỉ sử dụng hỗn hợp vữa xi măng:cỏt:nước. Điều này cũng phự hợp với đa số cỏc cụng trỡnh nghiờn cứu về bờ tụng được tiến hành trong phũng thớ nghiệm của cỏc tỏc giả trong và ngoài nước. Khỏi niệm bờ tụng trong trường hợp này cú thể hiểu như là khỏi niệm bờ tụng hạt nhỏ.

Trong cỏc loại vữa bờ tụng, chỳng tụi chọn loại vữa cú tỷ lệ xi măng:cỏt = 1:3 để khảo sỏt, so sỏnh, vỡ đõy là loại vữa được xem như loại vữa chuẩn cú chất lượng bỡnh thường, như vậy thỡ việc khảo sỏt độ khuếch tỏn của ion clo sẽ thuận lợi hơn.

3.1. Xỏc định hệ số khuếch tỏn của ion clo trong bờ tụng theo phương phỏp ngõm lõu dài phương phỏp ngõm lõu dài

Để xỏc định hệ số khuếch tỏn ion clo theo phương phỏp ngõm lõu dài, chỳng tụi chuẩn bị mẫu như sau: Cỏc mẫu sau khi đỳc bảo dưỡng trong

khụng khớ 24 giờ thỡ thỏo khuụn và được ngõm trong nước vụi bóo hoà trong vũng 27 ngày. Sau đú chỳng tụi bọc kớn mẫu bằng cỏc khuụn nhựa cú trỏt keo, chỉ chừa trống hai mặt bờn, và ngõm trong dung dịch NaCl 3% trong khoảng thời gian 6 thỏng. Định kỳ cứ sau một thỏng lại thay dung dịch một lần.

Cỏc mẫu sau khi đó ngõm sỏu thỏng, được đem khoan theo cỏc độ sõu lần lượt 0,5cm một, sau đú tiến hành phõn tớch nồng độ ion Cl tổng số theo phương phỏp ASTM C1152-90. Từ đõy chỳng tụi xỏc định được chiều sõu xõm nhập x, và sử dụng phương trỡnh (1.3) chỳng tụi xỏc định hệ số khuếch tỏn D.

Bảng 3.1. Hàm lượng ion clo (% khối lượng mẫu) theo độ sõu

(Tỷ lệ X : C : N = 1 : 3 : 0,5)

Độ sõu (cm) 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 Mẫu ngõm 6 thỏng 0,213 0,156 0,085 0,042 0,041

Tuy nhiờn vỡ độ dày của mỗi mẫu khoan là 0,5cm nờn nồng độ ion clo thu được là nồng độ trung bỡnh trong khoảng đú. Đõy khụng phải là nồng độ tại bề mặt mẫu C0, nghĩa là nồng độ tại x = 0, và trờn thực tế nồng độ này khụng thể xỏc định được. Để xỏc định nồng độ C0 chỳng tụi tiến hành như sau:

Chỳng tụi xem nồng độ trung bỡnh thu được là nồng độ tại cỏc khoảng cỏch 0,25cm, 0,75cm, 1,25cm,... sau đú chỳng tụi dựng chương trỡnh Origin 6.0 tương hợp (fitting) đường cong, từ phương trỡnh thu được chỳng tụi tiến hành ngoại suy ra nồng độ C0 tại điểm x = 0 và nồng độ Cx tương ứng.

Bảng 3.2 sau đõy cho ta kết quả tớnh toỏn hệ số khuếch tỏn của mẫu cú tỷ lệ xi măng : cỏt : nước = 1 : 3 : 0,5 ngõm trong dung dịch NaCl 3% trong

thời gian 6 thỏng.

Bảng 3.2. Hệ số khuếch tỏn theo phương phỏp ngõm lõu dài Chiều sõu xõm nhập (m) D (m2/s)

Mẫu ngõm 6 thỏng* 0,01 7,71012

* Hệ số D được xỏc định theo phương trỡnh (1.3).

3.2. Xỏc định nhanh hệ số khuếch tỏn của ion clo trong bờ tụng bằng cỏch sử dụng điện trường theo Tang Luping và Lars Olof Nilsson cỏch sử dụng điện trường theo Tang Luping và Lars Olof Nilsson

3.2.1. Bài toỏn mụ hỡnh hoỏ

Như trờn đó trỡnh bày sự khuếch tỏn của ion Cl là một trong những nhõn tố chớnh ảnh hưởng đến tuổi thọ của cỏc cụng trỡnh bờ tụng cốt thộp vựng biển. Cỏc phương phỏp thụng thường được sử dụng để xỏc định sự khuếch tỏn của ion Cl cần rất nhiều thời gian, nú khụng đỏp ứng những đũi hỏi của cỏc kỹ sư xõy dựng. Phương phỏp Whiting hiện nay đang bị cỏc nhà khoa học phờ phỏn về mặt cơ sở khoa học. Do vậy việc tỡm kiếm một phương phỏp xỏc định nhanh sự khuếch tỏn của Cl là cần thiết.

Để xỏc định nhanh hệ số khuếch tỏn của ion clo trong bờ tụng, chỳng tụi sử dụng mụ hỡnh toỏn học của Tang Luping - Lars Olof Nilsson vỡ thiết bị của nú tương đối đơn giản cú thể thực hiện ở cỏc phũng thớ nghiệm bỡnh thường trong điều kiện của nước ta.

Tang Luping và Lars Olof Nilsson đó đưa ra mụ hỡnh toỏn học với sự ỏp dụng điện trường để xỏc định nhanh sự khuếch tỏn của ion Cl [81].

Khi khụng cú mặt điện trường chỳng ta ỏp dụng định luật thứ hai của Fick để xỏc định sự khuếch tỏn của ion clo.

22 2 x C D t C      (3.1)

ở đõy C = C(x,t) là nồng độ ion Cl tại độ sõu x, ở thời điểm t D là hệ số khuếch tỏn.

Đối với sự khuếch tỏn nửa vụ hạn, nghiệm của phương trỡnh là:

0 0 ( , ) 1 2 2 x x C x t C Erfc C Erf Dt Dt                    (3.2) ở đõy C0: là nồng độ ion clo tại bề mặt mẫu

Erf: là hàm sai số; 2 0 2 ( ) 1 ( ) x t Erf x Erfc x e dt       Erfc: là hàm bự sai số; ( ) 2 t2 x Erfc x e dt     

Khi cú mặt một điện trường khụng đổi E, Tang Luping và Lars Olof Nilsson đó đưa ra mụ hỡnh toỏn học của sự khuếch tỏn như sau:

2 2 dC d C zFE dC D dt dx RT dx           (3.3) (0 < x < +; t > 0)

với điều kiện: C(0,t) = C0 và C(x,0) = 0. ở đõy E: cường độ điện trường;

R: hằng số khớ;

T: nhiệt độ Kelvin;

C = C(x,t): nồng độ của ion tại vị trớ x và thời điểm t;