MỐI TƯƠNG QUAN CỦA CƯỜNG ĐỘ NÉN VÀ ĐIỀU KIỆN DƯỠNG HỘ

và đang là vấn đề tốn nhiều giấy mực của các nhà nghiên cứu về xây dựng, và là nỗi lo của toàn xã hội nói chung và của những chủ đầu tư nói riêng. Hiện tượng nứt bê tông xuất hiện phổ biến tại các và đang là vấn đề tốn nhiều giấy mực của các nhà nghiên cứu về xây dựng, và là nỗi lo của toàn xã hội nói chung và của những chủ đầu tư nói riêng. Hiện tượng nứt bê tông xuất hiện phổ biến tại các và đang là vấn đề tốn nhiều giấy mực của các nhà nghiên cứu về xây dựng, và là nỗi lo của toàn xã hội nói chung và của những chủ đầu tư nói riêng. Hiện tượng nứt bê tông xuất hiện phổ biến tại các

• TỔNG QUAN

• VẤN ĐỀ HƯ HỎNG CÔNG TRÌNH

Xã hội ngày một pháttriển dẫn đến số lượng các công trình ngày một mọc lên nhanh chóng Vì vậy nhu cầu vềvật liệu xây dựng theo đó cũng tăng lên, trong đó bê tông là vật liệu chốt yếu cho mộtcông trình Tùy vào những nhu cầu sử dụng khác nhau thì bê tông cũng được sản xuấtkhác nhau Trong quá trình xây dựng thì do sử dụng vật liệu kém chất lượng hay do thicông, môi trường xây dựng… làm cho công trình thi công không đảm bảo chất lượng nhưgây sụp, lún công trình hay là một vấn đề khá phổ biến là nứt bê tông

Các nguyên nhân khách quan là những nguyên nhân mà ta không kiểm soát đượcnhư ảnh hưởng của thiên nhiên, thời tiết, khí hậu, tác động của các trận động đất gây ra.Nguyên nhân chủ quan là những nguyên nhân mà con người hay chính xác là nhữngngười trực tiếp xây dựng nên công trình đó có thể kiểm soát, quản lí được.

[2]

Bản chất cơ bản của bê tông là khả năng chịu uốn kém của bê tông Vì vậy, các vếtnứt mà chúng ta thường gặp là do ứng suất lớn hơn khả năng bền uốn của bê tông Ngoài

ra cũng có một số nguyên nhân khác tác động như:

• Nứt thành đường chéo nằm rải rác hoặc tập trung hay còn gọi là co khô:

• Do nước bay hơi nhiều quá sớm 30 phút đến 6 giờ giãn

• Co nhiệt ngang sinh nhiệt nhiều

• Chênh lệch nhiệt lớn từ một đến 2 tuần

• Nứt co khô ngang theo vùng hay mạng rộng:

• Nước trộn quá nhiều

• Khe co giãn không hiệu quả

• Khoảng cách đổ bê tông quá lớn vài tuần đến vài tháng

• Thời tiết lạnh, bề mặt bê tông thiếu hệ thống bọt khí thích hợp, cốt liệu thôchất lượng thấp

• Do khí hậu:

Thường dưới tác dụng của khí hậu, sàn mái có thể bị nứt Đặc điểm làm việc của

kết cấu bê tông cốt thép trong điều kiện khí hậu nhiệt ẩm nước ta là: chúng biếndạng co nở thường xuyên dưới tác động của các điều kiện khí hậu Trời nóng thì

nở ra, lạnh thì co lại; gặp không khí ẩm thì nở ra, không khí lạnh thì co lại; ngày

nở đêm co, mùa hè nở mùa đông co… Có thể coi đó là nhịp thở thường ngày củakết cấu theo thời tiết Người thiết kế cần tôn trọng nhịp thở này để cho kết cấuđược biến dạng tự do, tránh bị nứt phá hoại do tích tụ biến dạng không thực hiệnđược Quan sát biến dạng liên tục trên mái bê tông cốt thép ở vùng khí hậu mùa hè

ở Hà Nội thì thấy nó chịu biến dạng co nở liên tục tùy theo diễn biến của khí hậu.Một khi biến dạng co nở không được thực hiện , gây nên ứng suất kéo trong bêtông vượt quá cường độ kéo giới hạn của bê tông, thì kết cấu sẽ bị nứt, gây xuốngcấp công trình rất nhanh

Hình 2

Như vậy để cho bê tông không bị nứt do biến dạng co dưới tác động của khí hậunóng ẩm thì cần phải khống chế sao cho biến dạng co không thực hiện được nhỏ hơn0,1mm/m Cốt thép trong kết cấu bê tông hạn chế dạng co không nhiều Bảo vệ kết cấukhỏi tác động trực tiếp của bức xạ mặt trời là giải pháp có hiệu quả để hạn chế biến dạng

co và Biến dạng co không được thực hiện gây nứt kết cấu bê tông cốt thép quá dài, nhưmái bê tông cốt thép, seno, ô văng, đường ô tô, đường băng sân bay, và các kết cấu dạngngàm như vòm, tuynen, dầm liên tục nhiều nhịp…

Đối với các kết cấu chịu tác động trực tiếp của các yếu tố khí hậu, nhất là bức xạmặt trời, thì việc chia nhỏ kích thước bằng các khe co giãn nhiệt ẩm là giải pháp có hiệuquả nhất để hạn chế và , tránh cho kết cấu khỏi bị nứt Cần phải xác định cụ thể khoảngcách lớn nhất giữa các khe cho các kết cấu làm việc thường xuyên dưới tác động của khíhậu nóng ẩm

Trong đó khe giãn cần được thông thoáng, không có cốt thép chạy qua và không bịchèn bởi vật liệu khác, để cho bê tông được giãn nở tự do Còn khe co thì cho phép cốtthép đi qua Dưới tác động của các yếu tố khí hậu, bê tông có thể bị nứt tại khe co Ta gọiđây là vết nứt chủ động

• Nguyên nhân nứt ngang:

• Do vật liệu và hỗn hợp trộn, công tác thi công và các yếu tố khác như thiết kế kếtcấu

• Các vết nứt ngang thường xuất hiện sau khi đổ xong bê tông và độ rộng vết nứtphát triển theo thời gian

Hiện tượng này rất phổ biến ở khắp mọi nơi, trên nhiều loại kết cấu, nó có thể làmđẩy nhanh quá trình ăn mòn cốt thép của bê tông

• Nguyên nhân nứt dẻo:

• Các vết nứt xảy ra trước khi bê tông bị đóng rắn Chủ yếu do sa lắng, các dịchchuyển trong lúc thi công, bay hơi nước thường được gọi là nứt dẻo

• Nứt dẻo có thể được hạn chế phần lớn thông qua việc chú trọng nhiều hơn vàothiết kế cấp phối, quá trình đổ, dưỡng hộ

Các vết nứt xảy ra sau khi bê tông tươi đóng rắng có thể do nhiều nguyên nhân: dotác động cơ học, chênh lệch độ ẩm và nhiệt, phản ứng hóa học của các thành phần vậtliệu xung khắc

• Nguyên nhân do nền móng:

+ Móng lún không đều giữa các cột

+ Do nhà bị xoắn khi lún

• Nguyên nhân do tải trọng:

Hình 3: nứt dầm bê tông do tải trọng

• Tải trọng là tác động ảnh hưởng lớn tới bề rộng khe nứt và sự phân bố vếtnứt

• Bề rộng khe nứt tỷ lệ thuận với ứng suất kéo (trung bình) trong cốt thép

• Sự phân bố và bề rộng của các khe nứt phụ thuộc vào sự thay đổi momentuốn dọc theo chiều dài cấu kiện

• Quan hệ tải trọng – thời gian ảnh hưởng tới sự phát triển của các vết nứt, vídụ: tải trọng lặp đi lặp lại hay tác dụng kéo dài làm tăng bề rộng khe nứt,mặc dù các ảnh hưởng này ít quan trọng hơn đối với các nhà cao tầng so vớicác loại kết cấu khác như cầu hay nhà công nghiệp Tải trọng của phươngtiện giao thông (đặc biệt đối với các công trình gần đường xe lửa) gây ra daođộng các khung, dao động giữa các khung ngang không đồng điệu (do tải, độ

cứng khác nhau) gây nứt giữa sàn (không theo vết nứt thông thường do tĩnhtải) Có thể hạn chế bằng cách bố trí thép sàn hai lớp, tăng độ cứng sàn.Trong quá trình thi công chất tải nhiều hơn so với tính toán của thiết kế (chất gạch,

xi măng lên sàn để xây) hoặc tải tường hay thiết bị quá lớn trên sàn mà thiết kế khôngtính đến

• Độ cứng ngang thay đổi đột ngột dẫn tới tập trung ứng suất cục bộ gây nứt

• Do tường xây trực tiếp lên sàn khiến sàn không đủ khả năng chịu tải cục bộ

• Nhiều người dùng biện pháp gia cố bằng đặt “dầm chìm” nhưng vẫn có hiện tượngnứt

• Nguyên nhân do bê tông:

Hình 4

• Bê tông có cường độ chịu nén cao (lớn hơn 300kg/cm2) dễ xảy ra hiện tượngnứt

• Do quá trình thi công để mạch ngừng 2 lần đổ bê tông khác nhau

• Chất lượng bê tông khác nhau, vết nứt kéo dài qua sàn theo phương mạchngừng

• Nứt do biến dạng toàn nhà, ở trường hợp này có thể kèm theo nứt tường

• Đầm không kĩ trong quá trình đổ bê tông

• Đổ bê tông lúc nhiệt độ ngoài trời cao

• Sử dụng phụ gia trong bê tông đông cứng nhanh: dùng lượng hóa chất đôngcứng nhanh vượt quá mức cho phép (thời gian tháo cốp pha càng nhanh thìkhả năng nứt sàn càng cao)

• Mác bê tông không đủ

• Tỉ lệ cốt liệu, đầm, bảo dưỡng không đảm bảo

• Bảo dưỡng bê tông chưa tốt

nhan-va-cach-xu-ly-vet-nut.html

http://chongthamnguoc.vn/dich-vu-chong-tham/xu-ly-nut-be-tong/nguyen-• Nguyên nhân do cốt thép:

• Bề rộng khe nứt bé đi tại vị trí gặp các thanh cốt thép (dọc) trong cấu kiện bêtông cốt thép và mở rộng theo bề mặt cấu kiện Vì vậy chiều dày lớp bê tôngbảo vệ và khoảng cách giữa các thanh cốt ảnh hưởng tới bề rộng khe nứt Cácthanh thép nên được bố trí đều và tương đối gần với hai mặt bên và mặt đáycủa dầm hoặc sàn

• Bố trí cốt thép ít và đặt quá thưa, bản quá rộng

• Đặt vào một vài thép đường kính lớn (>1/10 chiều dày sàn) với hy vọng giacường sàn, nhưng gây nứt

• Nối buộc không cẩn thận

• Do bị võng sàn (nứt ngang giữa trần theo phương cạnh dài), thông thường dolượng cốt thép chưa đủ

• Gia công lắp dựng cốt thép sai lớp bê tông bảo vệ

• Thiếu lớp bê tông bảo vệ

• Nứt ở sát dầm là do cốt thép mũ bị đạp bẹp xuống Khi đó sơ đồ tính sàn khôngcòn là ngàm hai đầu nữa mà chuyển thành sàn khớp hai đầu dẫn đến momendương của sàn tăng lên (gần gấp 2 lần) thì sàn nứt do cốt thép chịu momendương được bố trí sát với tính toán ban đầu

• Cốt thép sàn chưa được nắn thẳng triệt để trước khi đặt

• PHƯƠNG PHÁP SỬA CHỮA

Mọi vết nứt xuất hiện là do các nguyên nhân khác nhau như các tính năngbền lâu và có thể từ khâu thiết kế, quá trình vận hành, điều kiện khí hậu, môitrường liên quan đến kết cấu Do vậy hiện tượng nứt cần phải được phát hiện sớm

để xử lý thích hợp nhằm không làm giảm tuổi thọ kết cấu

Dưới đây là một số biện pháp xử lí vết nứt:

• Gia cố nếu vết nứt do không đảm bảo điều kiện chịu lực

• Nếu vết nứt do khí hậu:

• Hạn chế dùng hóa chất đông cứng nhanh

• Nên đổ bê tông vào ban đêm, bảo dưỡng ngay khi bê tông mới đông cứng

• Cần có khe co giãn nhiệt khi cạnh sàn quá dài (cạnh dài không nên vượt quá 40m)

• Giảm hàm lượng xi măng

Để giảm hiện tượng nứt ngang bề mặt sàn, có thể hạ thấp hàm lượng xi măngtrong hỗn hợp bê tông và nếu có thể tránh sử dụng bê tông có cường độ ban đầucao Dựa trên những nghiên cứu, các khuyến nghị nhằm làm giảm khả năng nứtcủa sàn bê tông như sau:

• Giảm hàm lượng xi măng xuống, duy trì sử dụng tro bay

• Sử dụng bê tông có cường độ ban đầu thấp

• Sử dụng xi măng loại II theo quy phạm AASHTO để thi công sàn cầu

• Tiến hành dưỡng hộ ngay sau khi hoàn thành công tác đổ bê tông, công tác dưỡng hộ phải được thực hiện ít nhất 7 ngày liên tục.

• Nếu có thể nên chống các dầm đỡ trong quá trình thi công

• Đổ hoàn thiện một tấm sàn một lần trong phạm vi giới hạn chiều dài tối đa cho phép theo các thông số co ngót khi khô của bê tông

• Nếu phải đổ bê tông nhiều lần cho một chiếc cầu nhiều nhịp đơn giản, nên hoàn thành mỗi nhịp trong một lần đổ bê tông

• Nếu cầu chỉ có một nhịp mà không thể hoàn thành trong một lần đổ bê tôngthì nên chia sàn cầu theo chiều dọc và đổ bê tông 2 lần

• Nếu cầu chỉ có một nhịp đơn giản nhưng việc đổ bê tông một lần cho toàn

bộ chiều dài của cầu thì nên đổ bê tông ở nhịp giữa của cầu trước và diện tích của đoạn này càng lớn càng tốt

• Nếu cần nhiều lần đổ bê tông cho một cầu nhịp liên tục, nên đổ bê tông ở khu vực trung tâm momen âm trước và đảm bảo khoảng cách 72 giờ giữa các lần đổ

• CÁCH KIỂM TRA CƯỜNG ĐỘ BÊ TÔNG

Để tránh những sản phẩm kém chất lượng bị đưa vào công trình, nên có nhữngbiện pháp kiểm tra chất lượng bê tông tại hiện trường mà kết quả tương đối chính xácnhư:

• Ép mẫu bê tông

• Khoan lấy mẫu trực tiếp trên cấu kiện móng, cột, sàn, dầm, nền đường…

Kiểm tra chất lượng của bê tông trong các cấu kiện bằng các phương pháp thínghiệm thường dùng không phản ánh đầy đủ chất lượng thực của bê tông Cácmẫu thí nghiệm được chế tạo không giống như điều kiện của sản xuất, có kíchthước hoàn toàn khác với kích thước của cấu kiện hay kết cấu, điều đó ảnh hưởngđến điều kiện tạo hình và đóng rắn của bê tông trong chúng, cho nên chúng đánhgiá các tính chất của bê tông trong các cấu kiện chỉ với mức độ gần đúng nhấtđịnh

Trong thời gian gần đây có một phương pháp mới được sử dụng rộng rãi đểkiểm tra cường độ bê tông bằng cách không phá hoại chúng Phương pháp chophép xác định sơ bộ cường độ của bê tông trong bất kì kết cấu nào hay trên từngđoạn riêng biệt của kết cấu mà không phá hoại chúng.

Phương pháp kiểm tra cường độ bê tông bằng phương pháp không phá hoạiđược chia làm hai loại: phương pháp cơ học bề mặt và phương pháp vật lí:

• Phương pháp cơ học: sử dụng sung bật nẩy tác động cơ học vào bề mặt bê tông, cường độ của bê tông được đánh giá theo sức kháng cự mà bê tông chống lại tác động ấy

• Phương pháp vật lí: sử dụng máy đo siêu âm để xác định thời gian xung siêu âm truyền qua bề mặt và các lớp sâu bên trong bê tông Từ đó đánh giáđược độ đồng nhất cũng như các khuyết tật ở sâu trong cấu kiện

Đặc điểm chung của những phương pháp trên là phá hủy mẫu để kiểm tracường độ Vì vậy việc đánh giá cường độ bê tông theo một phương pháp mới làphương pháp không phá hủy mẫu đạt được những thuận lợi tốt hơn

Trong các phương pháp không phá hoại việc kiểm tra cường độ bê tông đượctiến hành bằng cách gián tiếp theo xác định mức độ chông lại các tác động cơ họclên bề mặt của cấu kiện và kết cấu bê tông, theo độ cứng, tốc độ đi qua của âm, trị

số của các dao động được gây nên khi va đập và các đặc tính khác, có thể có đượcchúng mà không cần phải phá hoại kết cấu hay các mẫu thí nghiệm

[4]

• VẤN ĐỀ Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG LÀ VẤN ĐỀ QUAN TÂM

Ngày nay cùng với sự phát triển của xã hội và sự gia tăng dân số trên thế giới, nhucầu về nhà ở, làm việc, vui chơi – giải trí của con người cũng tăng theo, đòi hỏi cơ sở hạtầng cũng ngày càng phát triển, các công trình xây dựng không ngừng mọc lên nhằm đápứng nhu cầu đó Mà trong đó vật liệu quan trọng trong các công trình là bê tông Bê tông

là loại vật liệu đá nhân tạo được sử dụng phổ biến nhất hiện nay Hằng năm trên thế giới

sử dụng khoảng 2 tỷ bê tông các loại Trong đó, bê tông chế tạo từ chất kết dính xi măng

Porland chiếm số lượng lớn nhất Như ta đã biết, quá trình sản xuất xi măng này vốn dĩtốn nhiều năng lượng và cũng sinh ra một lượng lớn khí Theo nghiên cứu, quá trình chếtạo 1 tấn xi măng Portland sinh ra đồng thời gần 1 tấn khí Việc thải ra một lượng khínhư thế ra môi trường sẽ góp phần gây ra hiệu ứng nhà kính, kết quả là khí

hậu bị biến đổi vàtrái đất nóng dần lên

Hình I.1 Khí thải carbon dioxide toàn cầu từ nhiên liệu hóa thạch và sản xuất xi măng [Nguồn: CDIAC, Friedlingstein et al 2014, dự án cacsbon toàn cầu 2014]

Vì vậy, việc tạo ra một loại chất kết dính mới thân thiện với môi trường là mộtđiều cấp thiết trong xây dựng Nhờ những tiến bộ vượt bậc của khoa học kĩ thuật, thúcđẩy sự tìm tòi những nguồn vật liệu mới với những công năng phù hợp hơn Cộng thêmnữa là việc khai thác tài nguyên quá mức làm cho nguồn nguyên liệu ngày một cạn kiệt,nên việc nghiên cứu ra một loại nguyên liệu mới bền vững giảm thiểu tối đa những táchại xấu đến môi trường Vì thế Geopolymer ra đời

• VẬT LIỆU GEOPOLYMER MANG NHỮNG ĐẶC TÍNH ƯU VIỆT

Theo Davidoits, bê tông geopolymer có khả năng gây hiệu ứng nhà kính giảm 45% so với bê tông xi măng thông thường Việc sản xuất 1 tấn chất kết dính geopolymer

26-từ tro bay chỉ tạo ra khoảng 0.18 tấn CO2 26-từ sự đốt cháy nhiên liệu cacbon So với khisản xuất xi măng thì sản xuất chất kết dính geopolymer thấp hơn gần 6 lần

Với những ưu điểm vượt trội thì khả năng vật liệu geopolymer tương lai sẽ ngàymột sử dụng rộng rãi Vì vậy việc nghiên cứu những tính chất cơ lý của geopolymer làvấn đề cần được quan tâm hơn hết

Thêm nữa là chất kết dính geopolymer tận dụng những phế thải của quá trình sảnxuất công nghiệp như tro bay của nhà máy nhiệt điện; xỉ lò cao của nhà máy luyện gang,thép;… cho nên việc sản xuất chất kết dính geopolymer mang lại nhiều lợi ích như: giảmnguy cơ chất thải công nghiệp và diện tích bãi chứa chất thải, cải thiện chất lượng ở tuổidài ngày của bê tông ( co ngót khô rất thấp, từ biến thấp, khả năng chống ăn mòn sunphat

và axit rất tốt), từ đó giảm chi phí đầu tư và bảo trì các kết cấu sử dụng bê tônggeopolymer…

Về mặt kinh tế, giá thành của 1 tấn tro bay/ xỉ chỉ bang một phần nhỏ so với giá của

1 tấn xi măng Vì vậy sau khi tính giá cả của dung dịch kiềm kích hoạt thì giá của bê tônggeopolymer tro bay sẽ thấp hơn khoảng 10-30% so với giá của bê tông xi măng

Thay vì sử dụng vữa xi măng việc nghiên cứu sử dụng vữa geopolymer thay thếmang tính khả thi

• NGHIÊN CỨU TRONG VÀ NGOÀI NƯỚC

• Trong Nước

Nghiên cứu quá trình phá hủy của vật liệu bê tông bằng phương pháp siêu âm kếthợp máy nén đơn trục của tác giả Bùi Trường Sơn, trường Đại học Mỏ- Địa chất (2016).Nghiên cứu trình bày một trong những ứng dụng của phương pháp siêu âm nghiên cứuđặc tính phá hủy mẫu bê tông Tác giả đã kết hợp hệ thống siêu âm và máy nén đơn trục

để nghiên cứu đặc tính phá hủy của vật liệu, đặc tính này được xây dựng thông qua mốiquan hệ của các thông số sóng siêu âm (bao gồm trường vận tốc và hệ số suy giảm cho 1

sóng dọc, 2 sóng ngang) và tải trọng tác dụng đơn trục Quá trình phá hủy vật liệu mẫu bêtông dưới tác dụng của tải trọng cơ học được chia làm 3 pha, pha 1 ứng với sự đóng cáckhe nứt, khe nứt có sẵn trong mẫu vuông góc với hướng của tải trọng tác dụng, pha 2 ứngvới sự hình thành và phát triển các khe nứt, khe nứt song song với hướng tải trọng tácdụng, pha 3 ứng với sự kết nối các vi khe nứt, khe nứt để hình thành các mặt yếu, đới yếuphá hủy vật liệu.

[5]

• Ngoài Nước

Cường độ bê tông có thể được đo lường và đã được đánh giá bởi một vài tác giả nhưKeiller (1985), Jenkins (1985) và Swamy (1984) bằng phương pháp không phá hủy.Phương pháp kiểm tra dễ dàng áp dụng và kiểm soát tại chỗ

Xác định tốc độ đóng rắn của bê tông bằng phương pháp vận tốc xung đã đượcnghiên cứu bởi Whitehurst (1951)

Facaoaru (1970) đã chỉ ra việc sử dụng vận tốc xung để nghiên cứu quá trình đóngrắn của các loại bê tông khác nhau Quá trình đóng rắn của bê tông được theo dõi bởi việc

đo lường cường độ nén và vận tốc xung đồng thời

Elvery và Ibrahim (1976) đã thực hiện một vài khảo sát để kiểm tra mối quan hệgiữa vận tốc xung và cường độ nén của bê tông khối lập phương ở độ tuổi từ 3h tới 28ngày bằng phương pháp dưỡng hộ nhiệt ở khoảng nhiệt 1-60° Họ đã tìm ra phương trìnhvới mối tương quan bằng nhau tới 0.74

Vander và Brant (1977) đã thực hiện một khảo sát để kiểm tra ứng xử của các loại ximăng khác nhau được sử dụng trong tổ hợp với các phụ gia Họ đã kết luận rằng phươngpháp đo lường xung trên bê tông tươi vẫn trong thời kì đầu đã chứng minh mạnh mẽ rằng

nó có thể có giá trị về ứng xử của các loại xi măng khác nhau trong tổ hợp với các phụgia (Rauof và Ali, 1983)

Keating et al.,(1989) đã nghiên cứu mối quan hệ giữa vận tốc xung siêu âm và cường độ xi măng khốilập phương trong 24 giờ đầu tiên Đối với bê tông dưỡng ở nhiệt độ phòng, có sự thay đổitương quan của vận tốc xung trong vài giờ đầu cao hơn cường độ quan sát được Tuynhiên, một sự tương quan chung giữa hai tham số này có thể được suy luận.

Bảng - Mối quan hệ giữa vận tốc xung với cường độ nén cho mẫu từ nhiều loại phối

trộn (Whitehurst, 1951)Một vài nghiên cứu khác liên quan phụ thuộc lẫn nhau giữa vận tốc của sóngL(DUPV) và cường độ nén đã được trình bày bởi Pessiki và Carino (1988) Trong phạm

vi nghiên cứu này, bê tông tạo từ tỉ lệ N/X khác nhau và thành phần cốt liệu được dưỡng

hộ ở 3 nhiệt độ khác nhau được kiểm tra Vận tốc sóng L được xác định bằng việc sửdụng phương pháp tác động ảnh hưởng trong một khoảng thời gian lên tới 28 ngày Và họ

đã tìm ra rằng, ở tuổi nhỏ hơn, vận tốc sóng L (DUPV) tăng với tốc độ nhanh hơn khiđược so sánh với cường độ nén và ở tuổi cao hơn thì giá trị cường độ phát triển nhanhhơn Vận tốc sóng L (DUPV) được tìm thấy là một chỉ số chính xác của sự thay đổ cường

độ chịu nén tới 3 ngày sau khi trộn

Popovics et al., (1998) đã xác định vận tốc của sóng L và sóng bề mặt bằng mộtphương pháp đo lường Hơn thế nữa, sóng L được đo lường bằng việc đo lường xuyênsuốt bề dày cho mục đích kiểm chứng Nó đã quan sát được rằng vận tốc sóng bề mặthiển thị sự thay đổi của cường độ chịu nén lên đến 28 ngày tuổi Sự đo lường vận tốcsóng L được tìm thấy là không phù hợp cho việc theo dõi sự phát triển cường độ vì sựphân tán lớn vốn có của nó khi được so sánh với sự đo lường vận tốc xuyên suốt bề dày.

• CƠ SỞ KHOA HỌC CỦA CÔNG NGHỆ GEOPOLYMER VÀ PHƯƠNG PHÁP KHÔNG PHÁ HỦY – SIÊU ÂM

• CẤU TRÚC PHÂN TỬ CỦA GEOPOLYMER

Hầu như các tính chất vật lý, hóa học và cơ học của xi măng và bê tông thôngthường có thể được quy về gel C-S-H, sản phẩm chính của phản ứng thủy hóa xi măngPortland Yêu cầu về một vậy liệu xây dụng mới ít gây hại đến môi trường và bền hơn ximăng Portland đã gia tang nhiều nghiên cứu về kích hoạt kiềm như bước để có được hệthống thay thế xi măng Hai nhóm vật liệu chính hiện đang được nghiên cứu sản xuất ximăng hoạt hóa kiềm: một là những vật liệu giàu Ca, Si, Al (xỉ lò cao), hai là vật liệu giàuSiO2 và Al2O3 (như metakaolin hay tro bay loại F) Sản phẩm phản ứng chính được tạo rabởi nhóm thứ nhất là keo C-S-H được hình thành từ phản ứng thủy hóa xi măng Portland.Thành phần hóa học và cấu trúc của các sản phẩm được tạo ra bởi nhóm thứ hai, tuynhiên, có khác biệt đáng kể với các sản phẩm hydrate hóa xi măng Portland ở những khíacạnh đó

Thật vậy, sản phẩm phản ứng chính phản ứng kích hoạt kiềm của cả tro bay vàmetakaoline là những khoáng vật thuộc nhóm aluminosilicate được gọi là geopolymer,chứa Si- và Al- gồm có 4 liên kết hidro được sắp xếp thành cấu trúc tam diện (Davidovits

1994, Barbosa et al.2000, Palomo et al 2004a, Fernandez-Jimenez et al 2006a, Criado et

al 2007b, Duxson et al 2007a)

Các lỗ hổng được hình thành trong mạng lưới có thể chứa các cation kiềm để bù lại

sự mất cân bằng điện tích do sự thay thế Si (IV) bằng Al (III) Các nhóm OH- cũng đượctìm thấy trên bề mặt của gel, mặc dù vậy sự hiện diện của chúng ít ảnh hưởng đến cấu

trúc vật liệu Vật liệu geopolymer khác với vật liệu polymer thông thường ở cấu trúcmạng không gian vô định hình.

Quá trình geopolymer hóa liên quan đến phản ứng hóa học của aluminosilicate oxit(Si2O5, Al2O2) với polysilicate kiềm nhằm dễ tạo ra phản ứng trùng ngưng polymer hìnhthành mối liên kết giữa Si-O-Al

Quá trình geopolymer hóa phụ thuộc vào tỷ lệ Si/Al, Davidovits đã phân biệtpolysilicate thành bốn loại khác nhau là:

• Poly(sialate) có dạng (-Si-O-Al-O-) với Si/Al = 1

• Poly(sialate-siloxo) có dạng (-Si-O-Al-O-Si-O-) với Si/Al = 2

• Poly(sialate-disiloxo) có dạng (-Si-O-Al-O-Si-O-Si-O-) với Si/Al = 3

• Poly (sialate-multisiloxo) với Si/Al >> 3 (Shuzheng và cs, 2004; Hardjito và

cs, 2005; Duxson và cs, 2007; Davidovits, 2008)

Nói chung, bất kỳ đất sét khoáng chất có chứa hàm lượng SiO2 và Al2O3 cao đều

có thể được pha loãng vào các dung dịch kiềm mạnh (như NaOH hoặc KOH) để tạo mộtchuỗi phản ứng tỏa nhiệt của quá trình geopolymer hóa tạo vật liệu geopolymer

Tên gọi khoa học của geopolymer dựa trên Si-Al, chuỗi poly (sialate) đã được đềxuất Siliate là phần rút gọn của Si-O-Al Mạng lưới sialate bao gồm tứ diện SiO4 và AlO4

liên kết xen kẽ nhau bằng các nguyên tố oxi Các ion dương (, nằm tại các hốc củakhuôn để cân bằng điện tích Poly(sialate) có công thức thực nghiệm:

Trong đó M là một ion dương như kali, natri, canxi

• CƠ CHẾ HÓA HỌC CỦA GEOPOLYMER SỬ DỤNG TRO BAY

Trên rất nhiều cơ sở nghiên cứu chất kết dính kiềm kích hoạt, chất kết dínhGeopolymer có kiểu kết dính (Al+Si) với metakaolin và tro bay làm vật liệu chính Cơchế động học phản ứng giải thích quá trình đông kết và rắn chắc của chất kết dính kiềmkích hoạt vẫn còn là một bí ẩn Cơ chế quá trình kiềm hoạt hóa bao gồm các phản ứngphân hủy nguyên liệu dạng cấu trúc ổn định thấp và phản ứng nội tại

Trước tiên là quá trình bẻ gãy các liên kết cộng hóa trị Si-O-Si và Al-O-Si khi nồng

độ pH của dung dịch kiềm tăng lên, ban đầu phản ứng này xảy ra trên bề mặt của hạt trobay rồi dần dần do sự tác động của dung dịch kiềm alkali từ ngoài vào trong từ trong rangoài, đến khi toàn hạt tro bay phản ứng Vì thế những nhóm nguyên tố này chuyển sang

hệ keo

Sau đó xảy ra sự tích tụ các sản phẩm bị phá hủy với phản ứng nội tại giữa chúngtạo ra cấu trúc ổn định thấp Phản ứng tạo thành lớp sản phẩm bao bọc một phần những

hạt cầu tro bay Lớp sản phẩm này ngăn cản phần tro bay bên trong tiếp xúc với dungdịch alkali Chất hoạt hóa giữ vại trò chủ đạo trong quá trình khuếch tán hóa lý Các mức

độ phản ứng ở nhiều thời điểm khác nhau tạo ra sản phẩm có độ thấm khác nhau

Sự có mặt của thủy tinh lỏng trong dung dịch hoạt hóa giữ vai trò quan trọng trong

sự phát triển của cấu trúc vi mô giống như cấu trúc của xi măng Cấu trúc vi mô hìnhthành bởi thủy tinh lỏng thường tương tự như bởi sự hoạt hóa của dung dịch NaOH, tuynhiên phải dưỡng hộ nhiệt trong thời gian lâu hơn Thành phần Na và Si trong cấu trúcthường nhiều hơn khi chỉ được hoạt hóa bởi NaOH

Cuối cùng là quá trình hình thành cấu trúc đông đặc: môi trường dưỡng hộ với thờigian và nhiệt độ hợp lý sẽ làm cho quá trình đóng rắn diễn ra nhanh chóng và vữa (bêtông) sớm đạt cường độ

Sựtạo thành geopolymer có thể được diễn tả bằng 2 phản ứng hóa học sau: (theo VanJarsveld et al năm 1997; Davidovit năm 1999) (Panias, 2008)

Phương trình phản ứng trên chứng tỏ nước được sinh ra trong suốt quá trình hìnhthành Geopolymer Lượng nước này bị đẩy ra khỏi cấu trúc trong quá trình đổ khuôncũng như dưỡng hộ nhiệt sau đó Lúc này chúng để lại những lỗ rỗng liên tục trong cấutrúc, tạo điều kiện cho Geopolymer được hình thành Lượng nước trong hỗn hợpGeopolymer không có vai trò gì trong phản ứng hóa học nhưng nó tạo nên tính công táccho hỗn hợp khi nhào trộn Điều này ngược với nước trong hỗn hợp xi măng PC cần thiếtcho quá trình hydrate hóa Phản ứng Geopolymer là phản ứng tỏa nhiệt và diễn ra dưới ápsuất khí quyển tại nhiệt độ dưới 100oC Sau khi dehydrat hóa (mất nước), thường trên250°C, geopolymer dần dần trở thành tinh thể và trên 500°C có các mẫu nhiễu xạ tia X

và cấu trúc khung giống với các chất tương tự địa chất của chúng

• CƠ CHẾ ĐÓNG RẮN CỦA GEOPOLYMER SỬ DỤNG TRO BAY

Theo định nghĩa về công nghệ geopolymer của Davidovits, bất kỳ một nguyên vậtliệu nào trong đó có chứa Si2O3 và Al2O3 có thể sử dụng để tạo ra vật liệu Geopolymer

Cơ chế đóng rắn của tro bay cũng tuân theo quy luật và các phản ứng của công nghệGeopolymer

Trong công nghệ Geopolymer tro bay thì tốc độ phản ứng kích hoạt cũng như các vicấu trúc là thành phần hóa học của các sản phẩm phụ thuộc vào nhiều yếu tố, cụ thể là sựphân bố kích thước hạt và thành phần khoáng chất của tro bay ban đầu, dung dịch kíchhoạt và thời gian hằng nhiệt Sau quá trình trộn và đầm chặt, các thành phần hạt tronghỗn hợp được sắp xếp lại một cách chặt chẽ hơn, thành phần hóa học trong hạt tro bay vàtrong dung dịch hoạt hóa, trong môi trường nhiệt độ cao và thời gian dưỡng hộ nhiệt hợp

lý đẩy nhanh quá trình trùng ngưng, sẽ làm cho quá trình đóng rắn diễn ra nhanh chóng,hỗn hợp vữa cũng như bê tông trở nên đặc chắc hơn và sớm đạt cường độ

Cơ chế tạo thành geopolymer đã và đang thu hút nhiều nhà khoa học tham gianghiên cứu vì xu hướng hiện nay ưa chuộng sử dụng vật liệu thân thiện và bảo vệ môitrường, sử dụng phế thải công nghiệp như tro bay, xỉ lò cao, bùn đỏ … Quá trình hìnhthành Geopolymer gồm nhiều giai đoạn diễn ra song song nhau nên rất khó phân biệt, cơbản được chia thành 4 giai đoạn:

• Giai Đoạn 1: Phân hủy, hòa tan Si và Al từ vật liệu aluminosilicat rắn trong dungdịch kiềm mạnh

Quá trình phân hủy đầu tiên này dựa trên việc cắt đứt các liên kết Si-O-Si, Al-O-Al

và Al-O-Si trong nguyên liệu ban đầu Mức độ liên kết cộng hóa trị Si-O-Si và Al-O-Alyêu cầu các điều kiện phản ứng chỉ có thể đạt được nếu lực ion bị thay đổi bằng cáchthêm các ion của nguyên tử cho điện tích (như kim loại kiềm) vào môi trường để tăng độ

pH Các ion OH- xâm nhập vào hạt tro bay khởi đầu sự phá vỡ liên kết Si-O-Si:

Điều này diễn ra do tác động của OH- phân phối lại mật độ electron xung quanhnguyên tử SiO2 và khiến cho liên kết Si-O-Si dễ bị vỡ hơn Mức độ hydroxyl hóa SiO2 cóthể tăng lên nhiều hơn hai hoặc ba đơn vị, tạo thành các phức chất trung gian phân hủythành axit silicic Si(OH)4 cũng như các loại oligomer, anion có chứa các nhóm

Sự hiện diện của các cation kim loại kiềm làm trung hòa điện tích âm Sự xuất hiện củaliên kết Các silicat kiềm này cũng có thể tham gia vào các phản ứng traođổi ion với các ion hóa trị II để tạo thành phức loại

Do các nhóm hydroxyl ảnh hưởng đến liên kết Al-O-Si theo cách tương tự, cácaluminat trong các dung dịch kiềm tạo thành phức, chủ yếu là (Radnai et al 1998) Các phức -Si-O-Na+, ổn định trong môi trường kiềm, tạo điều kiện thích hợp choviệc vận chuyển các đơn vị cấu trúc phản ứng và sự phát triển của cấu trúc đông kết Do

đó, cation xúc tác cho các phản ứng này, duy trì lực ion cần thiết để phá hủy liên kết cộnghóa trị và do đó tham gia vào quá trình chuyển đổi liên kết đã phá hủy một pha keo

• Giai Đoạn 2: Hình thành thể cân bằng, tạo thành các monomer Si – Si hoặc Si –

Al trong pha lỏng

Khi nồng độ của Si và Al trong pha lỏng tăng dần thì bắt đầu xuất hiện phản ứnghóa học giữa các phức hydroxyl Kết quả của những phản ứng này tạo thành tiền chất cầnthiết cho sự phát triển cấu trúc mạng lưới Geopolymer là những dạng monomer bao gồmcác liên kết của Si-O-Si và Si-O-Al

• Giai Đoạn 3: Keo tụ, diễn ra quá trình đa trùng ngưng các monomer tạo thànhkhung mạng aluminosilicat 3 chiều

Trong giai đoạn này, sự tích lũy tăng cường sự tiếp xúc giữa các sản phẩm tách rời,tạo thành một cấu trúc đông tụ nơi diễn ra quá trình đa hóa

Khả năng ngưng tụ của axit silicic tăng khi giá trị pH cao, tại đó nó hầu như phân lyhoặc ở trạng thái phân tử Do đó, khi độ pH> 7, sự phân hủy của liên kết Si-O-Si tạo raphức hợp hydroxyl hóa, Si(OH)4, ngưng tụ để tạo thành liên kết Si-O-Si mới và tạo rakhung mạng như sau:

Phản ứng này được xúc tác bởi ion OH- Các cụm được hình thành bởi sự trùngngưng của axit orthosilisic có thể phát triển theo mọi hướng, tạo ra các hạt keo.Aluminate cũng tham gia vào các phản ứng trùng ngưng này, tạo ra khung mạng có cấutrúc không gian 3 chiều Trong khi kim loại kiềm xúc tác phá hủy trong giai đoạn đầutiên, trong hai giai đoạn này, nó là một thành phần cấu trúc.

• Giai đoạn 4: Sắp xếp lại, liên kết các hạt rắn vào mạng Geopolymer

Khi cấu trúc polymer được phát triển trong pha lỏng, nó đi qua các bề mặt hoạt hóacủa các hạt rắn nơi có thể tạo liên kết với các hạt không hòa tan trong cấu trúc polymercuối cùng theo phương trình hóa học

Trong đó: T là Si hoặc Al

Các vị trí bề mặt hoạt hóa của các hạt rắn, nơi có nhóm T-OH trong phương trình(6), đó là nhóm silanol (Si=OH) và aluminol (Al-OH) Nó có thể là các chuỗi phân tửhoặc vòng phân tử lớn trong cấu trúc polymer tạo nên loại liên kết Si-O-Si hoặc Si-O-Al

ở các vị trí này, liên kết các hạt không tan trong mạng polymer Sau đó, đóng rắn mạnglưới polymer, lượng nước thừa xuất hiện được loại bỏ từ các mạng polymer trong suốtquá trình bảo dưỡng, dẫn đến sự bền và cứng của vật liệu

Cuối cùng polymer hóa và đóng rắn toàn bộ hệ thống trong cấu trúc polymer cuốicùng

Sơ đồ mô phỏng quá trình hoạt hóa của dung dịch kiềm đối với vật liệu Geopolymer

• XUNG SIÊU ÂM

Sau chiến tranh thế giới thứ II thì tăng tốc nghiên cứu liên quan đến kiểm tra khôngphá hủy sử dụng phương pháp lan truyền sóng mạnh Sự phát triển của phương pháp vận

tốc xung đã bắt đầu ở Canada và Anh vào cùng một khoảng thời gian Ở Canada, Leslie

và Cheesman đã phát triển một thiết bị được gọi là soniscope Trong khi đó ở Anh, Jones

đã phát triển một thiết bị được gọi là máy kiểm tra sóng siêu âm Về nguyên tắc thì cả haithiết bị đều khá giống nhau, chỉ có một vài chi tiết nhỏ khác nhau Từ năm 1960, phươngpháp vận tốc siêu âm đã được sử dụng ở phòng thí nghiệm và công trình xây dựng.Malhotra đã soạn một danh sách nói về nội dung này Nhiều quốc gia đã ứng dụngphương pháp này trong bê tông

• Lý Thuyết Lan Truyền Sóng

Ba loại sóng cơ học lan truyền (cũng được gọi là sóng mạnh) được tạo ra khi bề mặtđàn hồi rắn bị ảnh hưởng bởi tải trọng động hay tải trọng rung: sóng nén (hay còn đượcgọi là sóng dọc hay sóng P), sóng cắt (hay còn gọi là sóng ngang hay sóng S), và sóng bềmặt (hay còn gọi là sóng Rayleigh) Sóng nén truyền xuyên suốt môi trường rắn một kiểutương tự như sóng âm truyền trong môi trường không khí Mỗi kiểu sóng thì sẽ lan truyềnvới đặc điểm tốc độ của nó Với những vật chất rắn, sóng nén có vận tốc cao nhất và sóng

bề mặt chậm nhất Trong bê tông, vận tốc của sóng cắt và sóng bề mặt thông thường là 60

và 50%, tương ứng với vận tốc của sóng nén Vận tốc cụ thể của sóng phụ thuộc vào tínhchất đàn hồi và đặc chắc của mẫu Đối với vật chất rắn đàn hồi và đồng nhất thì vận tốcsóng được tính theo công thức (1):

Tần số f và bước sóng của sự chuyển động sóng lan truyền được liên hệ với vận tốcsóng lan truyền qua công thức: V=f Tần số với đơn vị là hertz (hz) và bước sóng với đơn

vị là khoảng cách (e.g, mm) Trong môi trường xác định, sự tăng lên của tần số sóng chonên bắt buộc bước sóng giảm xuống, và ngược lại Khi một xung sóng lan truyền vachạm qua một giao diện với môi trường có đặc tính vật liệu khác nhau, một phần nănglượng sóng bị tán xạ trở lại Độ lớn của sự tán xạ đặc biệt dữ dội nếu bước sóng của sónglan truyền giống hay nhỏ hơn kích thước của vật tán xạ, dẫn đến sự suy giảm sóng nhanhchóng Đối với bê tông, giới hạn cao nhất của tần số hữu dụng là khoảng 500kHz thìbước sóng đạt xấp xỉ 10mm

Trong phương pháp kiểm tra vận tốc xung siêu âm, một xung sóng siêu âm được tạo

ra ở một điểm trên bề mặt của vật thể kiểm tra, và thời gian di chuyển từ một điểm đếnđiểm khác được đo lường Khoảng cách giữa hai điểm đã được biết, vận tốc của xungsóng có thể được xác định

• Dụng Cụ Kiểm Tra Vận Tốc Xung

Thiết bị bao gồm một bộ chuyển đổi thu nhận thời gian xung truyền, hai đầu dò códây kết nối với bộ chuyển đổi, trong đó một đầu dò sẽ truyền sóng và đầu kia nhận sóng,một dây nối sạc điện cho bộ máy

Thiết bị được thiết kế dễ dàng và linh hoạt trong việc vận chuyển và sử dụng sạcbằng điện Thông thường thì có thể đo được thời gian xung truyền lên đến 6500 với độphân giải 0.1 Đầu dò sử dụng cho bê tông thông thường có tần số 25-100 kHz Bộchuyển đổi có tần số cộng hưởng khác nhau thì hữu dụng với những ứng dụng đặc biệt:đầu dò tần số cao (trên 100kHz) được sử dụng cho những chi tiết có kích thước nhỏ,tương ứng với chiều dài đường truyền ngắn, hay với bê tông cường độ cao, đầu dò tần sốthấp (dưới 25 kHz) được sử dụng cho những chi tiết lớn và chiều dài đường truyền tươngđối dài, hay đối với bê tông với kích thước lớn Những đầu dò này chủ yếu tạo ra sóngnén với chủ yếu một tần số, với hầu hết năng lượng sóng hướng theo trục đến bề mặt đầudò

• Phương Pháp Vận Tốc Xung

Ý tưởng của phương pháp được thiết lập là vận tốc của xung của sóng nén qua mộtmôi trường phụ thuộc vào tính chất đàn hồi và đặc chắc của môi trường

Hình 5 Mô hình máy đo vận tốc xung siêu âm

Hình 6 Máy đo xung siêu âm

Đầu dò truyền của thiết bị vận tốc xung truyền một sóng xuyên qua bê tông và tớiđầu dò nhận, ở một khoảng cách L, nhận xung từ bê tông đến một điểm khác Thiết bịvận tốc xung hiển thị thời gian truyền t

Xung nén truyền trong bê tông chịu sự tán xạ tại các ranh giới vữa khác nhau Lúcxung tới đầu nhận thì nó trở nên biến đổi thành một dạng sóng phức tạp gồm sóng nén vàsóng cắt Tất nhiên thì sóng nén truyền nhanh tới đầu dò nhận nhất

Để truyền hay nhận xung, đầu dò phải hoàn toàn kết nối với vật kiểm tra; kể cả một

lỗ khí giữa vật kiểm tra và đầu dò cũng có thể gây ra lỗi tới thời gian truyền Lỗi này

được tạo ra vì chỉ một vùng không đáng kể năng lượng sóng có thể được truyền trongkhông khí Lớp liên kết nên mỏng nhất có thể Áp đầu dò vào vật kiểm tra với một lựckhông đổi cho đến khi thời gian truyền hiện trên máy ổn định và lấy giá trị nhỏ nhất Nếu

bề mặt bê tông gồ ghề, nên sử dụng lớp dầu mỡ dày Trong một vài trường hợp, nếu bềmặt bê tông gồ ghề thì phải mài nhẵn hay làm cho phẳng vùng sẽ áp đầu dò, hay có thểlàm cho bề mặt bê tông nhẵn bằng cách sử dụng thạch cao của Paris hay bề vững với hồ

xi măng đóng rắn nhanh hay vữa epoxy đóng rắn nhanh, song phải đảm bảo sự bám dínhtốt giữa chúng với bề mặt bê tông để xung được truyền hoàn toàn vào bê tông kiểm tra

Để tránh những ảnh hưởng rắc rối đến vấn đề tiếp âm tốt giữa đầu dò và bề mặt không đủphẳng, cho phép sử dụng một lớp đệm mỏng và dùng loại đầu dò đặc biệt có thể pháthiện và nhận xung qua mũi nhọn có đường kính 6 mm Điều này phải được nhấn mạnh,tuy nhiên thì đầu dò chỉ tốt cho việc nhận tín hiệu Một bề mặt nhẵn thì vẫn được yêu cầucho đầu dò truyền

Vận tốc xung đối với bê tông bình thường thông thường là 3700 đến 4200 m/s Vìthế , với chiều dài đường truyền 300mm thì thời gian truyền xấp xỉ là 70 đến 85 Và hiểnnhiên thì thiết bị cần phải có độ chính xác cao để đo lường với một thời gian rất ngắn.Chỉ số tốc độ xung cao thường là dấu hiệu của bê tông chất lượng tốt Một mối quan

hệ chung giữa chất lượng bê tông và tốc độ xung được đưa ra như bảng sau

Điều kiện chung Tốc độ xung ft/giây

Chiều dài đường truyền phải được đo lường cẩn thận Vì phương pháp vận tốc xung

là một kĩ thuật truyền sóng, bất kể nguồn nào tạo ra kể cả với tác nhân sóng nhẹ nhấttrong phân tử chịu kiểm tra cũng phải được loại bỏ trong suốt thời gian kiểm tra Nhiềutác nhân khác cũng ảnh hưởng tới vận tốc sóng

Có 3phương pháp đặt đầu dò Đó là truyền trực tiếp, truyền gián tiếp và truyền bán trực tiếp Hình 7 Các kiểu đặt đầu dò xung siêu âm

Phương pháp truyền trực tiếp là phương pháp tốt nhất vì năng lượng xung nhậnđược là lớn nhất Nên thực hành để đầu dò không để quá cách xa nhau Mặt khác xungđược truyền có thể suy giảm và một tín hiệu xung có thể không dò được Phương pháptruyền không trực tiếp ít đạt yêu cầu nhất vì biên độ của tín hiệu nhận được thấp đáng kểhơn so với phương pháp truyền trực tiếp Phương pháp này dễ bị nhiều lỗi nhiều hơn vàcần đến thao tác đặc biệt để xác định vận tốc xung Đầu tiên thì vị trí đầu dò truyềnkhông thay đổi và vị trí đầu dò nhận thay đổi để hai đầu dò được thẳng nhau, và đọc mộtchuỗi thời gian truyền được hiện ra trên máy Khoảng cách trực tiếp giữa hai đầu dò được

vẽ trên trục X và thời gian truyền sóng tương ứng thể hiện trên trục Y

Thêm vào nữa, vận tốc được đo bằng phương pháp truyền bề mặt thường thấp hơn

so với những phương pháp khác được đo trực tiếp Phương pháp này có thể trở thànhphương pháp để dò và đánh giá bề dày của một lớp của các vật liệu khác nhau Một lớp

bê tông có chất lượng thấp có thể xảy ra do công tác thi công không đúng (công tác hoànthành và đầm rung kém, bảo dưỡng kém, ), phá hủy do tác động của thời tiết (đóng rắn

và tan ra, ăn mòn sunfat, ăn mòn bê tông cốt thép,…) và phá hủy bởi lửa Lớp dày có thểđược đánh giá bằng phương pháp truyền bề mặt Khi hai đầu dò xích lại gần nhau, đườngtruyền nhanh nhất trong suốt lớp phía trên của bê tông và khi đầu dò di chuyển xa nhau,

đường truyền nhanh nhất là đường dẫn được liên kết trong suốt cả các lớp Vận tốc sóngtrong suốt lớp phía trên (V1) và lớp thấp hơn (V2) sẽ được chỉ ra trên biểu đồ.

Hình 8 Sử dụng phương pháp bề mặt để xác định chiều sâu hư hỏngPhương pháp này chỉ phù hợp khi lớp phía trên phân biệt, bề dày đồng đều hợp lí vàV2>V1 Benedetti đã đề xuất một mẫu thực tế hơn cho sự giải thích của sự đo lường vậntốc bề mặt, cái mà được giả định là sự phân phối đường của modul đàn hồi của lớp pháhủy do lửa

• Nhân Tố Tác Động Đến Vận Tốc Truyền Sóng

Mặc dù khá là tương đối dễ dàng để kiểm tra vận tốc truyền sóng, nhưng điều quantrọng là việc kiểm tra được thực hiện và việc đọc vận tốc xung nhiều lần có thể gây ảnhhưởng đến kết quả đọc do tính chất của bê tông chịu ảnh hưởng của các tác nhân khác

Nhân tố ảnh hưởng đến vận tốc xung có thể được chia làm hai loại: nhân tố ảnh hưởngtrực tiếp từ tính chất của bê tông và nhân tố khác.

• Ảnh hưởng từ tính chất của bê tông

• Kích thước cốt liệu, cấp phối, loại, thể tích:

Nhiều người điều tra đã tìm ra vận tốc xung bị ảnh hưởng đáng kể bởi loại và kíchthước cốt liệu

Hình 9 Ảnh hưởng của tỉ lệ xi măng/cốt liệu nhỏ/cốt liệu lớn đến mối quan hệ giữavận tốc xung và cường độ nén

Nhìn chung thì vận tốc xung của hồ xi măng thấp hơn của cốt liệu Jones đã báocáo rằng với cùng một lượng bê tông nhào trộn và cùng cường độ nén, bê tông với sỏitròn có vận tốc xung thấp nhất, đá vôi nghiền mịn cho kết quả vận tốc xung cao nhất, và

đá granite cho vận tốc nằm giữa hai loại trên Một mặt khác, loại cốt liệu không ảnhhưởng đáng kể tới mối quan hệ giữa vận tốc xung và modul phá hoại Kết quả được thêmvào vởi Jones, Bullock và Whitehurst, và Kaplan chỉ ra cường độ tương đương đối với bêtông có thành phần cốt liệu cao cho vận tốc xung cao hơn Ảnh hưởng của tỉ lệ khác nhau