Đồ án tốt nghiệp: Nghiên cứu ảnh hưởng của phụ gia rắn nhanh Triethanolamine và phụ gia hóa dẻo gốc lignosulfonate – Sikament R4 đến độ co và sự phát triển cường độ của bê tông

Đề tài nghiên cứu ảnh hưởng của chất hoạt động bề mặt Triethanolamine và phụ gia hóa dẻo gốc lignosulfonate – Sikament R4 tới độ co ngót của bê tông có độ sụt thay đổi trong khoảng SN=5–20 cm;

Trang 1

M C L CỤ Ụ

Danh mục các kí hiệu, các chữ viết tắt 3

Danh mục các bảng 4

Danh mục các hình vẽ, đồ thị 7

MỞ ĐẦU 11

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CO NGÓT CỦA BÊ TÔNG 15

CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP SỬ DỤNG TRONG NGHIÊN CỨU 31

CHƯƠNG 3: NGHIÊN CỨU TÍNH CHẤT VẬT LIỆU SỬ DỤNG 50

CHƯƠNG 4: NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA PHỤ GIA RẮN NHANH TRIETHANOLAMINE VÀ PHỤ GIA HÓA DẺO SIKAMENT R4 ĐẾN MỘT SỐ TÍNH CHẤT CỦA BÊ TÔNG 81

4.1 CÁC BƯỚC TRONG CÔNG TÁC VỚI HỖN HỢP BÊ TÔNG 81

VÀ BÊ TÔNG 81

L i c m n ! ờ ả ơ

Chúng tôi xin bày t lòng c m n sâu s c đ n THS. Ngy n Tr ng Lâm – giáo viênỏ ả ơ ắ ế ễ ọ

hướng d n, ngẫ ười đã t o đi u ki n giúp đ chúng tôi hoàn thành lu n văn t tạ ề ệ ỡ ậ ố nghi p.ệ

Chúng tôi cũng xin bày t s bi t n chân thành đ n TS. Bùi Danh Đ i trỏ ự ế ơ ế ạ ưở ng phòng, cùng v i các th y phòng thí nghi m LAS XD 115 đã t o đi u ki n vớ ầ ở ệ ạ ề ệ ề máy móc và thi t b , t n tình ch b o đ chúng tôi có th th c hi n đ tài m t cáchế ị ậ ỉ ả ể ể ự ệ ề ộ thu n l i, hoàn thi n chuyên đ t t nghi p c a mình. Chúng tôi xin bày t lòng bi tậ ợ ệ ề ố ệ ủ ỏ ế

n chân thành đ i v i các th y giáo, cô giáo trong khoa V t li u Xây d ng và các

th y cô giáo trầ ường Đ i h c Xây d ng đã nhi t tình gi ng d y, trang b ki n th cạ ọ ự ệ ả ạ ị ế ứ cho chúng tôi trong su t nh ng năm h c t p t i trố ữ ọ ậ ạ ường

Chúng tôi xin chân thành c m n!ả ơ

Hà N i, ngày 6 tháng 1 năm 2015 ộ

L I C M NỜ Ả Ơ

Trang 2

Chúng tôi xin bày t lòng c m n sâu s c đ n PGS.TS. Nguy n Nh Quý – giáoỏ ả ơ ắ ế ễ ư viên hướng d n, ngẫ ười đã t o đi u ki n giúp đ chúng tôi hoàn thành lu n văn t tạ ề ệ ỡ ậ ố nghi p.ệ

Chúng tôi cũng xin bày t s bi t n chân thành đ n TS. Vũ H i Nam– Phó Giámỏ ự ế ơ ế ả

Đ c Trung tâm Xi măng và Bê tông và KS. Ph m Đ c Tu n Phó phòng thí nghi mố ạ ứ ấ ệ Trung tâm Xi măng và Bê tông, Vi n V t Li u Xây D ng, B Xây D ng đã t oệ ậ ệ ự ộ ự ạ

đi u ki n v máy móc và thi t b đ chúng tôi có th th c hi n đ tài m t cáchề ệ ề ế ị ể ể ự ệ ề ộ thu n l i. Chúng tôi cũng xin c m n các cán b nhân viên phòng thí nghi m LASậ ợ ả ơ ộ ệ

XD 1133, Trung tâm Bê tông và Xi măng, Vi n V t li u Xây D ng đã t n tình chệ ậ ệ ự ậ ỉ

b o cũng nh t o đi u đ chúng tôi hoàn thành nhi m v c a đ tài. Chúng tôi xinả ư ạ ề ể ệ ụ ủ ề bày t lòng bi t n chân thành đ i v i các th y giáo, cô giáo trong khoa V t li uỏ ế ơ ố ớ ầ ậ ệ Xây d ng và các th y cô giáo trự ầ ường Đ i h c Xây d ng đã nhi t tình gi ng d y,ạ ọ ự ệ ả ạ trang b ki n th c cho chúng tôi trong su t nh ng năm h c t p t i trị ế ứ ố ữ ọ ậ ạ ường

Chúng tôi xin chân thành c m n ba b n Tr n Đ c, Vũ Văn Dũng và b n Vũ Tr ngả ơ ạ ầ ứ ạ ọ Nhân sinh viên l p 55VL2 đã đ ng hành cùng tôi trong su t quá trình th c hi n đớ ồ ố ự ệ ề tài này

Hà N i, ngày 6 tháng 1 năm 2015 ộ Sinh viên th c hi n ự ệ

Vũ Văn Linh

Nguy n Văn Thành ễ

Trang 3

Danh m c các kí hi u, các ch vi t t tụ ệ ữ ế ắ

Đá

Nước

9 N/X T l theo kh i lỉ ệ ố ượng gi a nữ ước và xi măng

10 TEA Ph gia r n nhanh Triethanolamineụ ắ

11 HD Ph gia hóa d o Sikament R4ụ ẻ

12 R3 Cường đ nén tu i ộ ở ổ 3 ngày

13 R7 Cường đ nén tu i ộ ở ổ 7 ngày

14 R28 Cường đ nén tu i 28 ngàyộ ở ổ

15 TCVN Tiêu chu n Vi t Namẩ ệ

16 γlt Kh i lố ượng th tích lý thuy t c a h n h p bêể ế ủ ỗ ợ

Trang 4

23 SSD Tr ng thái bão hòa khô m t c a cátạ ặ ủ

Danh m c các b ngụ ả

3 B ng 2.2 ả K ho ch th c nghi m b c 2 v i bi n th c và bi n ế ạ ự ệ ậ ớ ế ự ế

11 B ng 3.6 ả K t qu xác đ nh hàm l ế ả ị ượ ng b i, bùn, sét c a đá ụ ủ

15 B ng 3.10 ả K t qu xác đ nh kh i l ế ả ị ố ượ ng th tích x p c a cát ể ố ủ 62

16 B ng 3.11 ả K t qu xác đ nh kh i l ế ả ị ố ượ ng th tích ch c ch t ể ọ ặ

Trang 5

18 B ng 3.13 ả K t qu xác đ nh hàm l ế ả ị ượ ng b i, bùn, sét c a cát ụ ủ 64

77

28 B ng 4.5 ả K t qu nghiên c u ế ả ứ s phát tri n c ự ể ườ ng đ c a bê ộ ủ

tông không s d ng ph gia tu i ử ụ ụ ở ổ 3, 7 và 28 ngày 81

29 B ng 4.6 ả K t qu nghiên c u s phát tri n c ế ả ứ ự ể ườ ng đ c a bê ộ ủ

30 B ng 4.7 ả K t ế s phát tri n ự ể c ườ ng c a ủ đ bê tông ộ s d ng ử ụ

TEA k t h p Sikament R4 ế ợ ở ổ 3, 7 và 28 ngày tu i 89

31 B ng 4.8 ả K t qu nghiên c u ế ả ứ s phát tri n c ự ể ườ ng đ c a bê ộ ủ

tông không s d ng ph gia tu i ử ụ ụ ở ổ 3, 7 và 28 ngày 93

32 B ng 4.9 ả K t qu nghiên c u s phát tri n c ế ả ứ ự ể ườ ng đ c a bê ộ ủ

33 B ng 4.10 ả K t ế s phát tri n ự ể c ườ ng c a ủ đ bê tông ộ s d ng ử ụ

TEA k t h p Sikament R4 ế ợ ở ổ 3, 7 và 28 ngày tu i 94

34 B ng 4.11 ả K t qu kh o sát đ co c a m u bê tông không s ế ả ả ộ ủ ẫ ử 96

Trang 7

Danh m c các hình v , đ thụ ẽ ồ ị

4 Hình 1.4 Ả nh h ưở ng c a lo i xi măng t i co n i sinh c a ủ ạ ớ ộ ủ

Trang 8

B m t bi u hi n hàm m c tiêu đ s t c a h n ề ặ ể ệ ụ ộ ụ ủ ỗ

h p bê tông không ch a ph gia theo bi n mã X ợ ứ ụ ế 1

(h s d v a ) và X ệ ố ư ữ β 2 (t l N/X) ỷ ệ

78

Đ ườ ng đ ng m c hàm m c tiêu đ s t c a h n ồ ứ ụ ộ ụ ủ ỗ

h p bê tông không ch a ph gia theo bi n mã X ợ ứ ụ ế 1

Trang 9

không ph gia tu i 7 ngày ụ ở ổ theo bi n mã X ế 1 (h s ệ ố

B m t bi u hi n ề ặ ể ệ hàm m c tiêu ụ c ườ ng đ ộ bê tông

có ph gia TEA tu i 3 ngày ụ ở ổ theo bi n mã X ế 1 (hệ

s d v a ố ư ữ β) và X 2 (t l N/X ỷ ệ )

86

Đ ườ ng đ ng m c ồ ứ hàm m c tiêu ụ c ườ ng đ ộ bê tông

86

87

có ph gia TEA k t h p Sikament R4 tu i 3 ngày ụ ế ợ ở ổ theo bi n mã X ế 1 (h s d v a ệ ố ư ữ β) và X 2 (t l N/X ỷ ệ )

90

Trang 10

41 Hình 4.21

91

92

53 Hình 4.33 So sánh nh h ả ưở ng c a TEA và Sikament R4 t i đ ủ ớ ộ

54 Hình 4.34 So sánh nh h ả ưở ng c a TEA và Sikament R4 t i đ ủ ớ ộ

Trang 11

55 Hình 4.35 So sánh nh h ả ưở ng c a TEA ủ +SR4 v i TEA ớ t i đ ớ ộ

56 Hình 4.36 So sánh nh h ả ưở ng c a TEA ủ +SR4 v i TEA ớ t i đ ớ ộ

M Đ UỞ Ầ

Trang 12

Bê tông là lo i v t li u ch y u chi m kh i lạ ậ ệ ủ ế ế ố ượng l n trong các công trình xâyớ

d ng. Theo ự ước tính hàng năm th gi i tiêu th kho ng 2 t mế ớ ụ ả ỉ 3 bê tông các lo i, bêạ tông là m t trong nh ng lo i v t li u xây d ng c b n nh t, chúng quy t đ nhộ ữ ạ ậ ệ ự ơ ả ấ ế ị

ph n nào m c đ phát tri n c a văn minh nhân lo i. So v i các lo i v t li u xâyầ ứ ộ ể ủ ạ ớ ạ ậ ệ

d ng khác, bê tông có nhi u u th h n h n nh ch t o đ n gi n, d t o hình,ự ề ư ế ơ ẳ ư ế ạ ơ ả ễ ạ giá thành th p do s d ng đấ ử ụ ược ngu n nguyên li u đ a phồ ệ ị ương, có cường đ nénộ cao, bê tông b n nề ước và n đ nh v i các tác đ ng c a môi trổ ị ớ ộ ủ ườ , có môđun đàn ng

h i phù h p v i ồ ợ ớ k t c u bê tông c t thép và bê tông c t thép d ng l c, v.v Tế ấ ố ố ự ứ ự ừ

nh ng th p k cu i th k 20 ngữ ậ ỉ ố ế ỉ ười ta đã b t đ u s d ng ph gia đ c i ti n cácắ ầ ử ụ ụ ể ả ế tính ch t c a bê tông làm phong phú h n tính năng và đáp ng đấ ủ ơ ứ ược h u h t cácầ ế yêu c u trong xây d ng, ch c n lầ ự ỉ ầ ượng dùng nh các lo i ph gia khác nhau đemỏ ạ ụ

l i nh ng hi u qu nh t đ nh t i tính ch t c a bê tông, viêc ng d ng ph gia đạ ữ ệ ả ấ ị ớ ấ ủ ứ ụ ụ ể

c i thi n tính ch t c a bê tông đang là hả ệ ấ ủ ướng nghiên c u đứ ược nhi u nhà khoa h cề ọ quan tâm

1 Lí do ch n đ tàiọ ề

Bê tông là m t lo i v t li u có nhi u tính u vi t song cũng có m t s nhộ ạ ậ ệ ề ư ệ ộ ố ượ c

đi m, h n ch Trong s đó ph i k đ n tính n đ nh th tích kém, d t n thể ạ ế ố ả ể ế ổ ị ể ễ ổ ươ ng

và b phá ho i khi ph i l tr c ti p dị ạ ơ ộ ự ế ưới các tác nhân xâm th c.ự

Trong bê tông luôn x y ra s thay đ i th tích ngay t khi ch t o xong và trongả ự ổ ể ừ ế ạ

th i gian b o dờ ả ưỡng, s d ng. S thay đ i th tích g m co ngót và trử ụ ự ổ ể ồ ương n Sở ự

co ngót ch y u do bay h i nủ ế ơ ướ ực t do, do ph n ng hydrat hóa c a xi măng ho cả ứ ủ ặ

do ph n ng cacbonnat hóa. S trả ứ ự ương n x y ra khi bê tông ph i l trong môiở ả ơ ộ

trường nước, trong môi trường nhi t đ cao ho c nhi t do hydrat hóa ch t k t dínhệ ộ ặ ệ ấ ế trong kh i đ có th tích l n. Co ngót c a bê tông là tính ch t quan tr ng b i nhố ổ ể ớ ủ ấ ọ ở ả

hưởng nhi u t i tính n đ nh c a k t c u nh t là v i nh ng công trình kh i l n.ề ớ ổ ị ủ ế ấ ấ ớ ữ ố ớ Các lo i co ngót không di n ra đ c l p mà di n ra đ ng th i, đáng k nh t là coạ ễ ộ ậ ễ ồ ờ ể ấ ngót do m t nấ ước hay còn g i là ọ co khô làm gi m th tích c a bê tông, t o thànhả ể ủ ạ

ng su t kéo gây n t trong bê tông, nh h ng t i đ b n và tu i th công trình

Trang 13

xi măng, lở ượng dùng h p lí có tác d ng thúc đ y th y hóa c a các khoáng trongợ ụ ẩ ủ ủ

xi măng th i kì đ u giúp tăng cở ờ ầ ường đ tu i s m ngày [2,17] và đ ch ngộ ở ổ ớ ộ ố

th m do gi m kích thấ ả ướ ỗ ỗc l r ng vi mô trong bê tông. Ph gia hóa d o Sikamentụ ẻ R4 là m t ch t siêu hóa d o hi u qu cao, có tác d ng kéo dài th i gian đông k tộ ấ ẻ ệ ả ụ ờ ế

đ s n xu t bê tông có đ d o cao trong đi u ki n khí h u nóng là tác nhân gi mể ả ấ ộ ẻ ề ệ ậ ả

nước đáng k , làm tăng cể ường đ ban đ u và cộ ầ ường đ cu i cùng trong bê tông.ộ ố Cùng v i đ tài th c hi n trớ ề ự ệ ước đó đã cho th y Triethanolamine và Sikament R4ấ còn có tác d ng gi m co ngót trong bê tông các tu i s m và dài ngày. Đ tàiụ ả ở ổ ớ ề

“Nghiên c u nh h ứ ả ưở ng c a ph gia r n nhanh Triethanolamine và ph gia hóa ủ ụ ắ ụ

d o g c lignosulfonate – Sikament R4 đ n đ co và s phát tri n c ẻ ố ế ộ ự ể ườ ng đ c a bê ộ ủ tông” dướ ự ưới s h ng d n c a PGS.TS Nguy n Nh Quý và TS Vũ H i Nam làẫ ủ ễ ư ả

m t trong nh ng nghiên c u thăm dò ộ ữ ứ nh m làm rõ nh hằ ả ưởng c a Triethanolamineủ

và Sikamnet R4 t i co ngót c a bê tông t đó đ a ra c s ng d ng các lo i phớ ủ ừ ư ơ ở ứ ụ ạ ụ gia h n h p gi m co ngót ch a TEA và Sikament R4 trong th c t , nâng cao ch tỗ ợ ả ứ ự ế ấ

lượng và tu i th cho các công trình xây d ng.ổ ọ ự

2 M c tiêu c a đ tàiụ ủ ề

Nghiên c u nh hứ ả ưởng c a ch t ho t đ ng b m tủ ấ ạ ộ ề ặ Triethanolamine và ph giaụ hóa

d o g c lignosulfonate – Sikament R4 t i đ co ẻ ố ớ ộ ngót c a bê tôngủ có đ s t thayộ ụ

đ i trong kho ng SN = 5 – ổ ả 20 cm

Nghiên c u nh hứ ả ưởng c a ch t ho t đ ng b m tủ ấ ạ ộ ề ặ và ph giaụ hóa d o g cẻ ố lignosulfonate – Sikament R4 t i s phát tri n cớ ự ể ường đ c a bê tông các tu iộ ủ ở ổ

3, 7, 28 ngày

3 Đ i tố ượng và ph m vi nghiên c uạ ứ

Đ i tố ượng nghiên c u là bê tông n ng c t li u đ c ch c có mác M300 – M500ứ ặ ố ệ ặ ắ , sử

d ng v t li u nh xi măng PC40, đá dăm cacbonnat, cát vàng c h t trung bình, phụ ậ ệ ư ỡ ạ ụ gia hóa h c Triethanolamine (TEA),ọ ph giaụ hóa d o g c lignosulfonate – Sikamentẻ ố R4

Ph m vi nghiên c u là nghiên c u đ co ngót khi m t nạ ứ ứ ộ ấ ước, s phát tri n cự ể ường độ

c a bê tông trong đi u ki n phòng thí nghi m.ủ ề ệ ệ

4 Cách ti p c n, phế ậ ương pháp nghiên c u c a đ tàiứ ủ ề

Trang 14

Cách ti p c n c a đ tài là k t h p lý thuy t v i th c ti n nh m m c đích nghiênế ậ ủ ề ế ợ ế ớ ự ễ ằ ụ

c u nh hứ ả ưởng c a ch t ho t đ ng b m t Triethanolamineủ ấ ạ ộ ề ặ và ph gia hóa d oụ ẻ Sikament R4 đ n đ co c a bê tông phù h p v i trình đ khoa h c công ngh cũngế ộ ủ ợ ớ ộ ọ ệ

nh đi u ki n s n có c a Vi t Nam.ư ề ệ ẵ ủ ệ

Phương pháp nghiên c u c a đ tài: ứ ủ ề Trong quá trình nghiên c u đã s d ng cácứ ử ụ

phương pháp tiêu chu n hóa c a Vi t Nam và M , v.v…hi n hành đ nghiên c uẩ ủ ệ ỹ ệ ể ứ các tính ch t v t li u, nghiên c u nh hấ ậ ệ ứ ả ưởng c a ph gia hóa h c Triethanolaminủ ụ ọ

và ph gia hóa d o Sikament R4ụ ẻ đ n s co ngót do m t nế ự ấ ước và m t s tính ch tộ ố ấ khác c a bê tông k t h p s d ng các phủ ế ợ ử ụ ương pháp phi tiêu chu n nh phẩ ư ươ ngpháp toán quy ho ch th c nghi m đa nhân t , phạ ự ệ ố ương pháp thi t k thành ph n bêế ế ầ tông, v.v… làm tăng tính khoa h c và đ tin c y c a k t qu nghiên c u.ọ ộ ậ ủ ế ả ứ

5 N i dung nghiên c u c a đ tàiộ ứ ủ ề

Nghiên c u t ng quan v co ngót c a bê tôngứ ổ ề ủ , tác d ng c a ph gia r n nhanh TEAụ ủ ụ ắ

và ph gia gi m nụ ả ướ ầc t m cao g c Lignosulfonateố

Nghiên c u các tính ch t v t li u s d ng.ứ ấ ậ ệ ử ụ

Các phương pháp s d ng trong nghiên c u.ử ụ ứ

Nghiên c u s phát tri n cứ ự ể ường đ và đ co cu bê tông thộ ộ ả ường có cường đ t 30ộ ừ – 50 Mpa và tính công tác SN = 5 – 20cm

Nghiên c u nh hứ ả ưởng c a ủ ph gia r n nhanhụ ắ Triethanolamine đ nế s phát tri nự ể

cường đ ộ và đ co ộ c a bê tôngủ thường có cường độ trong kho ng ả 30 – 50 Mpa

Trang 15

CHƯƠNG 1: T NG QUAN V CO NGÓT C A BÊ TÔNGỔ Ề Ủ

1.1 Khái ni m và phân lo i co ngót trong bê tông ệ ạ

Trong quá trình ch t o, c ng r n, s d ng bê tông thế ạ ứ ắ ử ụ ường x y ra s thay đ i thả ự ổ ể tích, xu t hi n s bi n d ng. Tr s c a chúng ph thu c vào c u trúc c a bê tông,ấ ệ ự ế ạ ị ố ủ ụ ộ ấ ủ tính ch t các v t li u và thành ph n c a nó, đ c đi m c a công ngh và nh ng y uấ ậ ệ ầ ủ ặ ể ủ ệ ữ ế

t khác. Các tính ch t bi n d ng c a bê tông đố ấ ế ạ ủ ược tính đ n trong khi thi t k k tế ế ế ế

c u, chúng nh hấ ả ưởng r t l n đ n ch t lấ ớ ế ấ ượng và đ vĩnh c u c a các công trình bêộ ử ủ tông c t thép.ố

Bi n d ng c a bê tông có th phân chia thành các d ng sau: ế ạ ủ ể ạ

Bi n d ng riêng c a h n h p bê tông và bê tông (hi n tế ạ ủ ỗ ợ ệ ượng co ngót và giãn n c aở ủ

bê tông) chúng xu t hi n dấ ệ ưới tác đ ng c a các quá trình hóa lí x y ra trong bêộ ủ ả tông

Bi n d ng dế ạ ưới tác đ ng c a t i tr ng c h c: bi n d ng do tác đ ng t c th i c aộ ủ ả ọ ơ ọ ế ạ ộ ứ ờ ủ

t i tr ng và tác đ ng c a t i tr ng lâu dài – t bi n c a bê tôngả ọ ộ ủ ả ọ ừ ế ủ

Trang 16

Hi n tệ ượng thay đ i th tích c a bê tông khi ch a có cổ ể ủ ư ường đ ho c cộ ặ ường đ cònộ

r t th p quá trình này di n ra trong kho ng 810h đ u sau khi t o hình do s m tấ ấ ễ ả ầ ạ ự ấ

nướ ừ ề ặ ở ủc t b m t h c a bê tông

Di n bi n c a co m m trong bê tông ph thu c đi u ki n th i ti t và b n thân bêễ ế ủ ề ụ ộ ề ệ ờ ế ả tông, trong đó đáng k là tác đ ng c a quá trình m t nể ộ ủ ấ ướ ực t do và ph n ng “tả ứ ự co”c a ch t k t dính trong bê tông.ủ ấ ế

Co m m có th đề ể ược h n ch b ng gi i pháp sau:ạ ế ằ ả

Gi m bay h i nả ơ ước m t c a bê tông (b ng cách gi m nhi t đ bê tông, ph nilonặ ủ ằ ả ệ ộ ủ lên s n ph m sau khi đ , không đ m u ph i l tr c ti p dả ẩ ổ ể ẫ ơ ộ ự ế ưới ánh n ng hayắ

n i có gió th i, nhi t đ cao, v.v…);ơ ổ ệ ộ

Gi m lả ượng dùng xi măng (b ng cách t i u lằ ố ư ượng h xi măng và v t li u thànhồ ậ ệ

Trang 17

Hình 1.1: Các v t n t m t do co m m sau ít gi ế ứ ặ ề ờ

Co hóa h cọ

Hi n tệ ượng th tích tuy t đ i c a s n ph m th y hóa nh h n t ng th tích tuy tể ệ ố ủ ả ẩ ủ ỏ ơ ổ ể ệ

đ i c a xi măng và nố ủ ước trước th y hóa.ủ

B ng 1.1:ả Đ co hóa h c c a các khoáng riêng bi t trong xi măng [26] ộ ọ ủ ệ

Trang 18

Hình 1.2: Ph ng pháp xác đ nh co hóa h c [29] ươ ị ọ

Co n i sinhộ

Co ngót x y ra do nh hả ả ưởng c a co hóa h c và co ngót c a bê tông do t m tủ ọ ủ ự ấ

nướ ục c c b , có th xác đ nh co n i sinh theo ASTM C1698 09ộ ể ị ộ

Trang 19

Hình 1.3:M i quan h gi a co hóa h c và co n i sinh [27] ố ệ ữ ọ ộ

Co do t khô (self – desiccation) là k t qu c a ph n ng hydrat hóa các khoángự ế ả ủ ả ứ trong xi măng l y đi nấ ước trong các l r ng mao qu n trong bê tông. K t qu s coỗ ỗ ả ế ả ự ngót x y ra khi b m t nả ị ấ ước ngay chính trong kh i bê tông ch không ph i do bayố ứ ả

h i ra môi trơ ường. Quá trình th y hóa ch t k t dính di n ra trong su t quá trình bêủ ấ ế ễ ố tông r n ch c nên co n i sinh cũng di n ra song song làm tăng m c đ co ngót c aắ ắ ộ ễ ứ ộ ủ

bê tông, trên th c t , đ i v i bê tông thự ế ố ớ ường có t l N/X = 0,43 – 0,63 lỉ ệ ượng co này

r t nh và không đáng k so v i co do m t nấ ỏ ể ớ ấ ước

Co n i sinh nh hộ ả ưởng b i các y u t ch y u sau: ở ế ố ủ ế

T c đ th y hóa c a ch t k t dính: ph n ng th y hóa càng nhanh t c đ co ngótố ộ ủ ủ ấ ế ả ứ ủ ố ộ

n i sinh càng nhi u hay nói cách khác ph thu c lo i xi măng, xi măng ch aộ ề ụ ộ ạ ứ nhi u Cề 3A và C4AF thì co n i sinh tăng [26];ộ

T l N/CKD : t l này càng nh , co n i sinh càng nhi u;ỉ ệ ỉ ệ ỏ ộ ề

Lượng dùng ch t k t dính: lấ ế ượng dùng xi măng càng nhi u thì co n i sinh càng l n;ề ộ ớ

Đ m n c a xi măng, nhi t đ môi trộ ị ủ ệ ộ ường cao s tăng đ co n i sinh.ẽ ộ ộ

Trang 20

Hình 1.4: nh h ng c a lo i xi măng t i co n i sinh c a v a ximăng [27] Ả ưở ủ ạ ớ ộ ủ ữ

Hình 1.5: nh h ng c a t l N/CKD t i co n i sinh c a v a xi măng [27] Ả ưở ủ ỉ ệ ớ ộ ủ ữ

Co khô

X y ra do s bay h i nả ự ơ ước trên b m t và trong các mao qu n c a bê tông đã r nề ặ ả ủ ắ

ch c, b n ch t c a co khô cũng gi ng co m m nh ng x y ra khi bê tông đã r nắ ả ấ ủ ố ề ư ả ắ

ch c.ắ

M c đ co khô c a bê tông ph thu c vào:ứ ộ ủ ụ ộ

C u trúc và các kích thấ ước mao qu n ;ả

Trang 21

Đi u ki n môi trề ệ ường xung quanh nh nhi t đ , đ m, t c đ gió…ư ệ ộ ộ ẩ ố ộ

Lượng nướ ực t do trong bê tông ;

Hình d ng và kích thạ ước và v trí c a c u ki n bê tông trong công trình ;ị ủ ấ ệ

M c đ nh hứ ộ ả ưởng c a lủ ượng dùng c t li u đ n co khô c a bê tông đố ệ ế ủ ược bi u thể ị qua công th c sau [28];ứ

Sc = (1 – Va )k [1.2]

Trong đó:

Sc : co ngót c a bê tôngủ

Va : th tích c a c t li u trong bê tôngể ủ ố ệ

k : h s t l ph thu c vào modun đàn h i E c a c t li u, k = 1,2 ÷ 1,7ệ ố ỉ ệ ụ ộ ồ ủ ố ệ

m t ng đ i c a môi tr ng xung

ẩ ươ ố ủ ườ quanh, lượng CO2 càng tăng s gia tăng tr ngẽ ọ

lượng r n và co ngót c a bê tông.ắ ủ

Trên th c t ph n ng trên làm tăng th tích bê tông, c ch chính xác c a hi nự ế ả ứ ể ơ ế ủ ệ

tượng co ngót này cũng ch a đư ược thi t l p. M t vài gi thuy t cho r ng Ca(OH)ế ậ ộ ả ế ằ 2

là thành ph n c a bê tông dầ ủ ướ ại d ng tinh th có tác d ng ngăn ch n s phá v c uể ụ ặ ự ỡ ấ

Trang 22

trúc gel CSH. Tuy nhiên, khi ph n ng cacbonat hóa x y ra CH b hòa tan d n t iả ứ ả ị ẫ ớ phá v c u trúc CSH gây nên co ngót.ỡ ấ

Cacbonat hóa làm tăng m c đ co khô khi đ m tứ ộ ở ộ ẩ ương đ i 50%, n i có đ mố ở ơ ộ ẩ cao > 80% quá trình h p thu COấ 2 tr nên khó khăn các l r ng đã bão hòa, n iở ở ỗ ỗ ở ơ

có đ m r t th p ~30% hòa tan CH không x y ra, t đó cũng không có co ngót doộ ẩ ấ ấ ả ừ cacbonat hóa

Cacbonat hóa làm tăng cường đ và ch ng th m trong bê tông, tuy nhiên do tínhộ ố ấ

ki m c a bê tông gi m khi n bê tông d b ăn mòn.[28]ề ủ ả ế ễ ị

Hình 1.6 : Quá trình co ngót t ng đ i c a bê tông theo th i gian[28] ươ ố ủ ờ

M t s bi n pháp gi m co do m t nộ ố ệ ả ấ ước cho bê tông

Trong th c t có th áp d ng nhi u bi n pháp gi m thi u co do m t nự ế ể ụ ề ệ ả ể ấ ước c a bêủ tông. Cho đ n nay vi c ki m soát n t do co ngót (ch y u là co khô) có th đế ệ ể ứ ủ ế ể ượ c

th c hi n trong giai đo n thi t k , khi thi công và trong quá trình s d ng k t c uự ệ ạ ế ế ử ụ ế ấ

bê tông. Đó là:

Gi m nả ướ ực t do trong HHBT b ng cách s d ng ph gia hóa d o và siêu d o;ằ ử ụ ụ ẻ ẻ

S d ng c t s i phân tán tăng kh năng kháng n t cho l p m t bê tông;ử ụ ố ợ ả ứ ớ ặ

Trang 23

Tăng đ đ c vi c u trúc b ng cách s d ng ph gia khoáng;ộ ặ ấ ằ ử ụ ụ

Tăng lượng c t li u s d ng trong bê tông;ố ệ ử ụ

S d ng ph gia n trung hòa co ngót bê tông trong giai đ u c a quá trình r n ch c;ử ụ ụ ở ầ ủ ắ ắ

T o khe co ngót nhân t o trong kh i bê tông ;ạ ạ ố

Tăng th i gian b o dờ ả ưỡng bê tông trước khi s d ng;ử ụ

B o đ m ch đ b o dả ả ế ộ ả ưỡng m, tránh m t nẩ ấ ước do bay h i và l a ch n bi n phápơ ự ọ ệ

b o dả ưỡng phù h p cho t ng đi u ki n môi trợ ừ ề ệ ường khí h u, v.v…ậ

1.2 Tình hình nghiên c u co ứ ngót trong bê tông trên th gi iế ớ

Đi m qua k t qu nghiên c u và các k t lu n c a m t s nhà khoa h c ngoài nể ế ả ứ ế ậ ủ ộ ố ọ ướ ccho th y tro bay có nhi u u vi t so v i khi s d ng 100% xi măng nh c i thi nấ ề ư ệ ớ ử ụ ư ả ệ tính công tác, tính b m, gi m nhi t th y hóa, gi m co n i sinh và co khô (gi m coơ ả ệ ủ ả ộ ả khô khi được b o dả ưỡng t t) tăng cố ường đ tu i dài ngày, gi m tính th m, h nộ ổ ả ấ ạ

ch xâm nh p clo, tăng tính b n sunphat natri, gi m kh năng ph n ng ki m c tế ậ ề ả ả ả ứ ề ố

li u. Tuy nhiên s có m t c a tro bay cũng có th làm ch m t c đ r n ch c, gi mệ ự ặ ủ ể ậ ố ộ ắ ắ ả

cường đ tu i s m, đ b n ch ng cácbônát hóa và đ b n ch ng ăn mòn sunphatộ ổ ớ ộ ề ố ộ ề ố manhê [15]

Các nhà khoa h c M cho r ng v t n t trong bê tông có th hình thành do nhi uọ ỹ ằ ế ứ ể ề nguyên nhân nh ng ch y u v n là do co khô b ki m ch vì v y các y u t như ủ ế ẫ ị ề ế ậ ế ố ả

hưởng đ n co khô đã và đang đế ược nghiên c u su t h n 80 năm qua. Liên quan đ nứ ố ơ ế

vi c s d ng tro bay trong bê tông k t qu nghiên c u [16] cho r ng s có m t c aệ ử ụ ế ả ứ ằ ự ặ ủ tro bay làm tăng co ngót so v i m u đ i ch ng s d ng 100% xi măng dù b oớ ấ ố ứ ử ụ ả

dưỡng theo ch đ 7 ngày hay 14 ngày.ế ộ

Đ i v i ch đ b o dố ớ ế ộ ả ưỡng bê tông, trong cùng đi u ki n b o dề ệ ả ưỡng nhi t đ 23ở ệ ộ

± 2 0C và đ m tộ ẩ ương đ i 50 ± 4% cho th y khi b o dố ấ ả ưỡng tu i ít ngày, c thở ổ ụ ể

là 3 ngày và 7 ngày đ co khô trong bê tông là l n nh t trong khi đó b o dộ ớ ấ ả ưỡng ở các tu i 14 và 28 ngày cho đ co khô trong bê tông là th p nh t [16].ổ ộ ấ ấ

Trang 24

Hình 1.7: Đ co khô c a các m u bê tông b o d ng các tu i t 3 đ n 28 ngày ộ ủ ẫ ả ưỡ ở ổ ừ ế

Đ i v i ph gia d o hóa, theo nh n đ nh chung c a các nhà khoa h c có th số ớ ụ ẻ ậ ị ủ ọ ể ử

d ng cho nhi u m c đích cùng lúc nh tăng d o khi gi không đ i lụ ề ụ ư ẻ ữ ổ ượng dùng

nước, tăng cường đ khi gi nguyên tính công tác, hay gi m lộ ữ ả ượng dùng ch t k tấ ế dính khi gi không đ i cữ ổ ường đ và tính công tác. Trên th c t có th cùng lúc đ tộ ự ế ể ạ

được 2 hay 3 m c tiêu cùng lúc ph thu c vào t ng trụ ụ ộ ừ ường h p c th ợ ụ ể

Đ i v i ph gia r n nhanh, ph n l n có tác d ng th c đ y s th y hóa và r n ch cố ớ ụ ắ ầ ớ ụ ứ ẩ ự ủ ắ ắ

xi măng trong th i k đ u, ch y u tăng đ hòa tan c a các khoáng xi măng cũngờ ỳ ầ ủ ế ộ ủ

nh tăng kh i lư ố ượng các s n ph m th y hóa t o thành trong giai đo n đ u, làmả ẩ ủ ạ ạ ầ tăng bão hòa m t s ion trong môi trộ ố ường l ng do đó thúc đ y quá trình k t tinh s nỏ ẩ ế ả

ph m th y hóa xi măng. M t s ph gia r n nhanh nh TEA thẩ ủ ộ ố ụ ắ ư ường đượ ử ụ c s d ng

nh m t thành ph n c a ph gia hóa d o nh m trung hòa tác d ng ch m r n c aư ộ ầ ủ ụ ẻ ằ ụ ậ ắ ủ chúng, ví d trong ph gia gi m nụ ụ ả ước có ngu n g c lignosunphonat [2,17].ồ ố

1.3 Tình hình nghiên c u co ứ ngót trong bê tông ở Vi t Namệ

Cho đ n th i đi m hi n t i Vi t Nam đã có nhi u công trình khoa h c nghiênế ờ ể ệ ạ ở ệ ề ọ

c u v tính công tác và s phát tri n cứ ề ự ể ường đ c a bê tông khi có m t ph giaộ ủ ặ ụ khoáng và ph gia hóa h c đ c bi t là các lo i bê tông cụ ọ ặ ệ ở ạ ường đ cao.M t s tácộ ộ ố

gi đã nghiên c u nh hả ứ ả ưởng c a tro tuy n Ph L i đ n tính ch t c a xi măng vàủ ể ả ạ ế ấ ủ

bê tông nh : PGS.TS Nguy n Nh Quý, TS Vũ H i Nam và c ng s , TS Lư ễ ư ả ộ ự ươ ng

Đ c Long và c ng s …trong nghiên c u đã s d ng tro tuy n Ph L i, ph giaứ ộ ự ứ ử ụ ể ả ạ ụ

Trang 25

r n nhanh đ ch t o bê tông, các ch tiêu nghiên c u g m có tính công tác, cắ ể ế ạ ỉ ứ ồ ườ ng

đ nén, ph n ng ki m silíc,ộ ả ứ ề ph n ng b n sunphat.ả ứ ề

Tuy nhiên ch a có nhi u công trình khoa h c nghiên c u sâu v co do m t nư ề ọ ứ ề ấ ướ c

c a bê tông đủ ược công b Vi c thi u các thi t b dùng cho công tác nghiên c uố ệ ế ế ị ứ cũng nh các chuyên gia hàng đ u trong lĩnh vi c này c n tr công tác tri n khaiư ầ ệ ả ở ể các công trình nghiên c u khoa h c ngang t m v i các nứ ọ ầ ớ ước trong khu v c. Tuyự nhiên sau s c n t bê tông đ m lăn Công trình Th y đi n S n La, mà co do m tự ố ứ ầ ủ ệ ơ ấ

nướ ủc c a bê tông được cho là nguyên nhân ch y u thì v n đ này đã thu hút đủ ế ấ ề ượ c

s chú ý c a các nhà nghiên c u. Tác gi [10] đã nghiên c u co do m t nự ủ ứ ả ứ ấ ướ ủc c a bê tông có c p ph i h t c t li u gián đo n và k t lu n: V i bê tông có Dấ ố ạ ố ệ ạ ế ậ ớ max = 40 mm

có thành ph n h t gián đo n, không ch a c p h t 10 – 20 mm, bê tông có đ co khôầ ạ ạ ứ ấ ạ ộ

th p h n nhi u so v i bê tông có thành ph n h t liên t c. Lý do v i thành ph n c pấ ơ ề ớ ầ ạ ụ ớ ầ ấ

ph i h t gián đo n, khi có cùng tính công tác, đ đ c c a b khung g m các h tố ạ ạ ộ ặ ủ ộ ồ ạ

c t li u l n đ t giá tr cao nh t. Tác gi [11,12] đã ti n hành nghiên c u nhố ệ ớ ạ ị ấ ả ế ứ ả

hưởng c a ph gia khoáng tro tuy n Ph L i và puz lan Gia Quy đ n co khô c aủ ụ ể ả ạ ơ ế ủ

bê tông kh i l n (Dố ớ max = 75 mm), k t qu nghiên c u cho th y trong đi u ki n b oế ả ứ ấ ề ệ ả

dưỡng t nhiên có nhi t đ môi trự ệ ộ ường và đ m không khí.S có m t c a ph giaộ ẩ ự ặ ủ ụ khoáng làm tăng co khô c a bê tông không s d ng ph gia khoáng. S có m t c aủ ử ụ ụ ự ặ ủ Tro tuy n Ph L i co khô nhi u h n so v i ph gia puz lan thiên nhiên Gia Quy.ể ả ạ ề ơ ớ ụ ơTác gi [13] ả cũng đi t i k t lu n, vi c s d ng k t h p ph gia r n nhanh khôngớ ế ậ ệ ử ụ ế ợ ụ ắ

ăn mòn c t thép Triethanolamine (TEA) v i ph gia hóa d o g c lignosulfonate –ố ớ ụ ẻ ố Sikament R4 cho th y, đ co c a bê tông th p h n 13% so v i m u bê tông đ iấ ộ ủ ấ ơ ớ ẫ ố

ch ng. K t qu trên càng c ng c r ng, ph gia r n nhanh TEA và ph gia hóa d oứ ế ả ủ ố ằ ụ ắ ụ ẻ

g c lignosulfonate – Sikament R4 có tác d ng gi m co ngót trong bê tông, c ch vàố ụ ả ơ ế

m c đ nh hứ ộ ả ưởng c a hai lo i ph gia này ra sao c n làm sáng t thêm.ủ ạ ụ ầ ỏ

1.4 Vai trò c a Ph gia hóa h c Triethanolamine trong bê tông ủ ụ ọ

Ph gia r n nhanh Triethanolamine (TEA) là m t ch t ho t đ ng b m t,ụ ắ ộ ấ ạ ộ ề ặ khi tan trong nước làm gi m s c căng b m t c a nả ứ ề ặ ủ ước và đ c bi t là lo i ph gia khôngặ ệ ạ ụ

ăn mòn c t thép cho bê tông.ố Triethanolamine được s n xu t t ôxýt êtylen vàả ấ ừ amôniac, có công th c hóa h c(CHứ ọ 2–CH2–OH)3–N, là m t ch t l ng nh t đông đ cộ ấ ỏ ớ ặ

Trang 26

nhi t đ 21,2

ở ệ ộ oC. T tr ng =1,124 g/cmỷ ọ ρ 3. Phân t lử ượ ngM=149,2,Triethanolamine hòa tan vô h n trong nạ ước

C ch nh hơ ế ả ưởng c a ph gia r n nhanh Triethanolamine đ n quá trìnhủ ụ ắ ế

th y hóa r n ch c c a xi măng và c u trúc đá xi măng.ủ ắ ắ ủ ấ

T nh ng năm 1958 ngừ ữ ười ta đã phát hi n ra r ng Feệ ằ 3+ k t t a trong quá trình th yế ủ ủ hóa xi măng bao b c pha silicat và pha aluminat dọ ướ ại d ng màng relatin khó th m tấ ừ ôxýt s t ng m nắ ậ ước Fe(OH)3 do đó làm ch m th y hóa c a các khoáng này.ậ ủ ủ Hi nệ

tượng này x y ra là do khi nghi n ckanke v i th ch cao các pha phân b xen gi aả ề ớ ạ ố ữ pha silicat có đ c ng th p h n pha silicat do v y s phá ho i x y ra d dàng h n.ộ ứ ấ ơ ậ ự ạ ả ễ ơ

K t qu là hàm lế ả ượng pha này trên b m t h t xi măng cao h n so v i bên trong.ề ặ ạ ơ ớ Trong khi đó m t ph n pha trung gian này l i ch y u ch a Cộ ầ ạ ủ ế ứ 4AF. Khi C4AF b tắ

đ u th y hóa,ầ ủ s t trong h p ch t ph n ng ch m do có đ hòa tan kém t c là sắ ợ ấ ả ứ ậ ộ ứ ự khuy ch tán ion s t t b m t x y ra ch m và ion s t b k t t a trên b m t cácế ắ ừ ề ặ ả ậ ắ ị ế ủ ề ặ

h t xi măng dạ ướ ại d ng màng ôxýt s t ng m nắ ậ ước Fe(OH)3 khó th m.ấ

Đ thúc đ y th y hóa pha silicat và pha aluminat trong trể ẩ ủ ường h p này c n ph iợ ầ ả

đ y nhanh m c đ hòa tan c a ion s t.ẩ ứ ộ ủ ắ

TEA là ch t có kh năng làm tăng tính hòa tan c a m t s ion kim lo i trong môiấ ả ủ ộ ố ạ

trường ki m m nh (PH>12) trong đó có Feề ạ 3+ thông qua ph n ng t o ph c theoả ứ ạ ứ Chaberek và Martell được mô ph ng theo s đ sau:ỏ ơ ồ

Do đó s có m t c a TEA làm tăng tính tan c a ion s t Feự ặ ủ ủ ắ 3+ đã tr c ti p làm tăngự ế

ho t tính c a khoáng Cạ ủ 4AF làm khoáng này th y hóa tủ ương t khoáng Cự 3A đ ngồ

th i làm gi m m c đ t o thành Fe(OH)ờ ả ứ ộ ạ 3 bao b c b m t h t xi măng do v y tr cọ ề ặ ạ ậ ự

ti p làm tăng m c đ th y hóa c a pha silicat và pha aluminat làm cho cế ứ ộ ủ ủ ường đ đáộ

xi măng phát tri n nhanh.ể

2OH 3

Fe + +(CH −CH −OH) −

Trang 27

Ngoài ra TEA cũng thúc đ y s hòa tan c a ion Alẩ ự ủ 3+ do tính h p ph hóa h c cóấ ụ ọ

ch n l c c a TEA b i các ion nhôm b m t có tính axít m nh. Đ ng th i ph giaọ ọ ủ ở ề ặ ạ ồ ờ ụ TEA cũng có kh năng b h p ph hóa h c b i các ion canxi b m t ch a m tả ị ấ ụ ọ ở ề ặ ứ ộ nhóm –OH là m t baz m nh. C ch này có th bi u di n b ng s đ sau:ộ ơ ạ ơ ế ể ể ễ ằ ơ ồ

M t khác Triethanolamine làm gi m s c căng b m t c a nặ ả ứ ề ặ ủ ước làm cho quá trình

th m ấ ướ ạt h t xi măng và quá trình hòa tan các thành ph n ho t tính cao tr nên dầ ạ ở ễ dàng h n. Nơ ước v i s c căng b m t gi m d dàng thâm nh p đ n b m t h t xiớ ứ ề ặ ả ễ ậ ế ề ặ ạ măng có bao b c màng s n ph m th y hóa ban đ u, góp ph n thúc đ y th y hóaọ ả ẩ ủ ầ ầ ẩ ủ

Quá trình th y hóa khoáng Củ 3A khi có m t Triethnolamineặ

Triethanolamine thúc đ y quá trình th y hóa c a ẩ ủ ủ C3A t o thành s n ph m hydroạ ả ẩ aluminat canxi kh i sáu m t (Cố ặ 4AH13) đ ng th i thúc đ y s chuy n hóa ch t nàyồ ờ ẩ ự ể ấ thành hydro aluminat canxi d ng l p phạ ậ ương (C3AH6). T c đ th y hóa ố ộ ủ C3A tăng tỷ

l thu n v i n ng đ Triethanolamine, ngoài ra s có m t c a Triethanolamine cóệ ậ ớ ồ ộ ự ặ ủ tác d ng thúc đ y s hình thành ettingite trong h ụ ẩ ự ệ C3A – th ch cao.ạ

Quá trình th y hóa khoáng Củ 3S và khoáng C2S khi có m t Triethnolamineặ

Khi có m t Triethanolamine các đ c tr ng th y hóa c a khoáng Cặ ặ ư ủ ủ 3S, khoáng C2S thay đ i m t cách đáng k ổ ộ ể Lượng Ca(OH)2 t o ra các tu i 1,ạ ở ổ 3, 7 và 28 ngày tỷ

l thu n v i hàm lệ ậ ớ ượng ph gia TEA. S có m t c a TEA đ ng th i thúc đ y sụ ự ặ ủ ồ ờ ẩ ự hình thành CSH v i t l C/S cao và tăng cớ ỷ ệ ường vi c t o ra Ca(OH)ệ ạ 2 d ng đôngạ

k t tinh.ế

Trang 28

Quá trình th y hóa xi măng Pooclăng khi có m t Triethnolamineủ ặ

Các m u ch a TEA n ng đ h p lí đ u hình thành ettringite và m c đ chuy n hóaẫ ứ ồ ộ ợ ề ứ ộ ể

c a khoáng này sang d ng đ n sunphát tăng t l v i hàm lủ ạ ơ ỷ ệ ớ ượng TEA.

nh h ng c a ph gia r n nhanh Triethanolamine đ n tính ch t c lý

c a bê tôngủ

nh h ng c a Triethanolamine đ n s phát tri n c ng đ c a bê tông

Khi s d ng ph gia r n nhanh TEA v i n ng đ h p lý cho phép tăng cử ụ ụ ắ ớ ồ ộ ợ ường độ

c a m u bê tông so v i m u không s d ng ph gia TEA, đ c bi t t l tăngủ ẫ ớ ẫ ử ụ ụ ặ ệ ỷ ệ

cường đ đ t cao nh t các tu i 3,ộ ạ ấ ở ổ 7, 14 ngày và ph gia TEA không gây nhụ ả

hưởng b t l i đ n s phát tri n cấ ợ ế ự ể ường đ bê tông trong th i gian dài.Bên c nh đóộ ờ ạ

ph gia TEA không có tác d ng hóa d o đ i v i h n h p bê tông.ụ ụ ẻ ố ớ ỗ ợ

nh h ng c a Triethanolamine đ n tính ch t r ng c a bê tông

Ph gia TEA có tác d ng gi m đ r ng mao qu n c a bê tông trong khi đó l i làmụ ụ ả ộ ỗ ả ủ ạ tăng đ r ng co ngót và đ r ng gel.ộ ỗ ộ ỗ Hay nói cách khác s có m t c a ph gia TEAự ặ ủ ụ làm gi m đ r ng vĩ mô và làm tăng đ r ng vi mô.ả ộ ỗ ộ ỗ

nh h ng c a Triethanolamine đ n kh năng ch ng th m c a c a bê tông

Do s có m t c a TEA làm tăng đ đ c ch c c a bê tông,ự ặ ủ ộ ặ ắ ủ gi m đáng k th tíchả ể ể các l r ng mao qu n vĩ mô,ỗ ỗ ả m c dù chúng làm tăng đ r ng vi mô c a đá xi măngặ ộ ỗ ủ

nh ng trên th c t các l r ng này không cho nư ự ế ỗ ỗ ước th m qua.ấ Vì v y s có m tậ ự ặ

c a ph gia TEA giúp tăng kh năng ch ng th m c a bê tông,ủ ụ ả ố ấ ủ đ ng th i có ý nghĩaồ ờ

th c t quan tr ng giúp tăng tu i th c a các k t c u bê tông c t thép ch u tác đ ngự ế ọ ổ ọ ủ ế ấ ố ị ộ

c a khí h u vùng ven bi n.ủ ậ ể

1.5. Vai trò c a ph gia hóa d o trong bê tôngủ ụ ẻ

C ch ho t đ ng c a ph gia tăng d o là do s phân li trong nơ ế ạ ộ ủ ụ ẻ ự ước thành các nhóm phân c c m nh nh các nhóm hidrocacbon (OHự ạ ư ), (COOH), (CHO)… và g cố cacbon còn l i d ng cao phân t phân c c y u.ạ ở ạ ử ự ế Các nhóm phân c c m nh có tácự ạ

d ng làm dung d ch huy n phù tăng tính linh đ ng;ụ ị ề ộ còn nhóm cao phân t có s cử ứ căng b m t kém h n nên h p ph b m t ph gia làm tăng tính nh t.ề ặ ơ ấ ụ ề ặ ụ ớ Ngoài ra trong chúng còn t n t i d ng axit lignosunphuric có tác d ng cu n khí t o ra b tồ ạ ạ ụ ố ạ ọ

Trang 29

bám xung quanh các h t xi măng làm gi m di n tích ti p xúc gi a các h t do đó làmạ ả ệ ế ữ ạ

gi m l c ma sát và d n đ n làm tăng tính linh đ ng gi a các h t xi măng.ả ự ẫ ế ộ ữ ạ Khi h pấ

th lên b m t các h t xi măng ph gia còn có tác d ng ki m ch t c đ th y hóa.ụ ề ặ ạ ụ ụ ề ế ố ộ ủ Chúng được chia làm 3 lo i chính nh sau:ạ ư

1.5.1. Hóa d o do làm gi m s c căng b m tẻ ả ứ ề ặ

Ph gia ụ hóa d o là ch t ho t đ ng b m t,ẻ ấ ạ ộ ề ặ khi cho vào nước chúng làm gi m s cả ứ căng b m t c a dung d ch. N ng đ ph gia càng cao thì s c căng b m t c aề ặ ủ ị ồ ộ ụ ứ ề ặ ủ dung d ch gi m càng nhi u. Khi cho ph gia hóa d o vào h n h p bê tông các phânị ả ề ụ ẻ ỗ ợ

t c a ph gia bám vào b m t các pha r n (h t xi măng, tro, cát, đá, s n ph mử ủ ụ ề ặ ắ ạ ả ẩ

th y hóa c a xi măng…). Các phân t ph gia nói trên n m trên b m t phân chiaủ ủ ử ụ ằ ề ặ

gi a pha r nl ng và làm gi m s c căng b m t c a nữ ắ ỏ ả ứ ề ặ ủ ước bao quanh pha r n, làmắ chi u dày màng nề ước bao quanh pha r n gi m đi. Hay nói cách khác 2 pha r n trắ ả ắ ượ tlên nhau d dàng nh cũ v i màng nễ ư ớ ước phân cách có chi u dày nh h n. Khi đóề ỏ ơ

lượng nước tr n d ra s làm tăng đ d o cho h n h p bê tông. Ph gia có s cộ ư ẽ ộ ẻ ỗ ợ ụ ứ căng b m t càng nh thì kh năng hóa d o càng cao.ề ặ ỏ ả ẻ

1.5.2. Hóa d o do hòa tan h t xi măng,ẻ ạ ch ng vón tố ụ

C ch hòa tan h t xi măng c a ph gia ơ ế ạ ủ ụ hóa d o chia thành 2 nhóm:ẻ

D a trên l c đ y tĩnh đi n.ự ự ẩ ệ

D a trên l c đ y không gian.ự ự ẩ

Ph gia siêu d o d a trên l c đ y tĩnh đi n g m có naphtalen sunphonat, melaminụ ẻ ự ự ẩ ệ ồ sunphonat và amino sunphonat, t t c đ u có nhóm sunphonic trong phân t Khiấ ả ề ử phân t ph gia bám hút trên b m t các pha r n,các anion có kh năng b tách raử ụ ề ặ ắ ả ị

kh i nhóm sunphonic m nh h n so v i nhóm cacboxyl đ a đ n s thay đ i đi nỏ ạ ơ ớ ư ế ự ổ ệ tích âm c a h t xi măng (pha r n). Các pha r n trong h n h p bê tông đ u tích đi nủ ạ ắ ắ ỗ ợ ề ệ

âm nên s đ y tách nhau ra d n đ n hi u qu phân tán và hóa d o c a h n h p bêẽ ẩ ẫ ế ệ ả ẻ ủ ỗ ợ tông

C ch hòa tan d a trên l c đ y không gian thu c v các ph gia siêu d o g cơ ế ự ự ẩ ộ ề ụ ẻ ố polycacboxylate và t t c các ph gia siêu d o có polymer m ch vòng có nhánhấ ả ụ ẻ ạ ethylene oxyde. M ch ethylene oxyde có kh năng gi nạ ả ữ ướ ấ ốc r t t t. Nh có l p h pờ ớ ấ

th m nh nên các phân t ph gia t o đụ ạ ử ụ ạ ược màng nước m ng trên b m t các h tỏ ề ặ ạ

xi măng. L p h p th m ng này sinh ra l c đ y không gian cao.ớ ấ ụ ỏ ự ẩ

Trang 30

L c đ y tĩnh đi n và l c đ y không gian cao s làm cho các h t xi măng khôngự ẩ ệ ự ẩ ẽ ạ dính k t vào nhau mà đế ược th m đ u nấ ề ước, các h t tách kh i nhau d dàng và phânạ ỏ ễ tán đ u trong h n h p bê tông.ề ỗ ợ

1.5.3. Hóa d o do cu n khíẻ ố

Trong bê tông thường, ph gia hóa d o và ph gia siêu d o làm gi m s c căng bụ ẻ ụ ẻ ả ứ ề

m t c a nặ ủ ước cũng s làm tăng kh năng cu n khí vào. Các b t khí cu n vào kíchẽ ả ố ọ ố

thướ ấc r t bé, phân b đ u trong h n h p bê tông, có tác d ng nh các l p đ m màố ề ỗ ợ ụ ư ớ ệ trên đó các pha r n s trắ ẽ ượt lên nhau d dàng h n.ễ ơ

Trang 31

CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP S D NG TRONG NGHIÊN C UỬ Ụ Ứ

Phương pháp nghiên c u tiêu chu nứ ẩ

Trong quá trình nghiên c u s d ng các phứ ử ụ ương pháp tiêu chu n Vi t Nam (TCVN)ẩ ệ

và tiêu chu n M (ASTM) đẩ ỹ ược trình bày dưới đây đ nghiên c u tính ch t v tể ứ ấ ậ

li u, v a, h n h p bê tông và bê tông.ệ ữ ỗ ợ

Xác đ nh tính ch t c a c t li uị ấ ủ ố ệ

Xác đ nh tính ch t c a đá dăm cacbonat ị ấ ủ

Đá dăm dùng trong nghiên c u là đá cacbonat Dứ max = 20mm, đáp ng yêu c u c aứ ầ ủ TCVN 7570 : 2006 và ASTM C3308. Ch t lấ ượng c a đá dăm đủ ược đánh giá theo TCVN 7572 : 2006 g m các ch tiêu chính nh :ồ ỉ ư

Cát dùng trong nghiên c u là cát vàng Sông Lô đáp ng yêu c u c a TCVN 7570 :ứ ứ ầ ủ

2006 và ASTM C33 – 08. Ch t lấ ượng c a cát đủ ược đánh giá theo TCVN 7572 :

2006 g m các ch tiêu chính nh :ồ ỉ ư

Thành ph n c h t, môđun đ l n c a cát;ầ ỡ ạ ộ ớ ủ

Kh i lố ượng riêng và đ hút nộ ước;

Kh i lố ượng th tích x p và đ r ng x p;ể ố ộ ỗ ố

Trang 32

Xi măng được dùng là xi măng PC40 Bút S n đáp ng các yêu c u c a TCVNơ ứ ầ ủ

2682 : 2009. Các tính ch t ch y u c a xi măng đấ ủ ế ủ ược đánh giá theo TCVN 4030 :

K t qu nghiên c u đế ả ứ ược trình bày chở ương 3

Xác đ nh ị tính ch t ấ c a h n h p Bê tôngủ ỗ ợ và Bê tông

Đ i v i h n h p bê tông và bê tông trong quá trình nghiên c u ti n hành xác đ nhố ớ ỗ ợ ứ ế ị hai tính ch t đi n hình là đ s t c a h n h p bê tông theo TCVN 3016 : 1993 vàấ ể ộ ụ ủ ỗ ợ

cường đ nén c a bê tông theo TCVN 3118 : 1993, các ch tiêu độ ủ ỉ ược trình bày dướ iđây:

2.1.3.1. Xác đ nh đ s t c a h n h p Bê tôngị ộ ụ ủ ỗ ợ

Đ s t là đ gi m chi u cao c a h n h p bê tông hình côn tiêu chu n sau khi nh cộ ụ ộ ả ề ủ ỗ ợ ẩ ấ khuôn, tính b ng cm. Quy trình thí nghi m nh sau:ằ ệ ư

D ng c thí nghi m: ụ ụ ệ

Trang 33

v a đ v a ch c đ n khi đ y côn. Dùng bay làm g t ph ng đ n bê m t côn.ừ ổ ừ ọ ế ầ ạ ẳ ế ặ

Sau đó t t nh c côn lên theo phừ ừ ấ ương th ng đ ng trong 5 – 10 giây. Quay ngẳ ứ ượ ccôn đ t c nh m u, đ que ch c ngang lên côn.ặ ạ ẫ ể ọ

Dùng thước thép đo kho ng cách trung bình t đ nh m u t i que ch c. Đ dài đoả ừ ỉ ẫ ớ ọ ộ

được là đ s t c a h n h p bê tông.ộ ụ ủ ỗ ợ

Trang 34

Hình 2.2: Các b c trong công tác th đ s t bê tông ướ ử ộ ụ

2.1.3.2. Xác đ nh cị ường đ nén c a bê tôngộ ủ

Cường đ nén độ ược đ nh nghĩa là gi i h n cị ớ ạ ường đ khi phá ho i m u hay còn g iộ ạ ẫ ọ

là s c b n nén, cứ ề ường đ nén ph n ánh đ đ c c a bê tông và thông qua đó ngộ ả ộ ặ ủ ườ i

ta có th xác đ nh để ị ược h u h t các ch tiêu tính ch t khác c a bê tông.ầ ế ỉ ấ ủ

Ph ươ ng pháp xác đ nh theo TCVN 3118 : 1993 ị

Cường đ nén c a bê tông độ ủ ược xác đ nh b ng gi i h n cị ằ ớ ạ ường đ (MPa) khi nénộ

c a m u bê tông chu n hình l p phủ ẫ ẩ ậ ương kích thước 150×150×150 mm được chế

t o t h n h p bê tông thi công trong khuôn kim lo i và th tu i 28 ngày sau khiạ ừ ỗ ợ ạ ử ở ổ đóng r n trong đi u ki n tiêu chu n (nhi t đ 27±2ắ ề ệ ẩ ệ ộ oC, đ m tộ ẩ ương đ i c a khôngố ủ khí 95100%) và được xác đ nh theo công th c :ị ứ

[2.1]

Trong đó :

P : là t i tr ng nén tả ọ ương ng khi m u b phá ho i, daN(KG)ứ ẫ ị ạ

F P R

Trang 35

F : là di n tích m t ch u nén c a viên m u, cmệ ặ ị ủ ẫ 2

: h s tính đ i k t qu nén các viên m u bê tông có kích thệ ố ổ ế ả ẫ ước khác viên chu n v cẩ ề ường đ viên chu n 150ộ ẩ 150 150 mm. Giá tr ị l y tùy theo kíchấ

thước và hình d ng viên m u.ạ ẫ

Vi c ch n kích thệ ọ ước m u ph thu c vào Dẫ ụ ộ max c t li u: Ví d Dố ệ ụ max=20 mm m uẫ

th l p phử ậ ương là 100 100 100 mm hay m u tr ẫ ụ 100 h200 mm. Dmax = 40 mm

m u th l p phẫ ử ậ ương là 150 150 150 mm hay m u tr ẫ ụ 150 h300 mm, v.v… Quá trình nghiên c u th c hi n trên khuônứ ự ệ l p phậ ương kích thướ 150 × 150 × 150 c

m u trung bình thì cẫ ường đ nén c a bê tông độ ủ ượ ấc l y b ng trung bình c ng c aằ ộ ủ

k t qu nén 3 m u. N u m t trong hai giá tr đó l ch quá 15% so v i cế ả ẫ ế ộ ị ệ ớ ường đ nénộ

c a viên m u trung bình thì b c hai k t qu l n nh t và nh nh t. Khi đó củ ẫ ỏ ả ế ả ớ ấ ỏ ấ ườ ng

đ nén c a bê tông là cộ ủ ường đ nén c a viên m u còn l i.ộ ủ ẫ ạ

Trong trường h p t m u ch có hai viên thì cợ ổ ẫ ỉ ường đ nén c a bê tông độ ủ ược tính

b ng trung bình c ng k t qu nén c a hai m u.ằ ộ ế ả ủ ẫ

Trang 36

Hình 2.3: Máy nén bê tông và Hình d ng m u l p ph ng b phá ho i ạ ẫ ậ ươ ị ạ

Xác đ nh đ co c a bê tông ị ộ ủ

M c đích chính c a đ tài là xác đ nh đ co c a bê tông theo tiêu chu nụ ủ ề ị ộ ủ ẩ

ASTMC157/C157M–08. Tuy nhiên đ co khô ộ c a bê tôngủ còn được quy đ nh rõị trong tiêu chu n ASTM C596 – 07, phẩ ương pháp được trình bày dưới đây:

D ng c và thi t b thí nghi m theo ASTM C490 04: ụ ụ ế ị ệ

Khuôn đúc m u hình lăng tr kích thẫ ụ ước 75 × 75 × 285mm;

Núm đo m u đẫ ường kính φ5mm, dài 22,5 ± 0,1mm;

T m kính ph ng;ấ ẳ

B thi t b đo co ngót (thanh chu n, đ ng h đo có đ chính xác 0,001mm);ộ ế ị ẩ ồ ồ ộ

T khí h u;ủ ậ

Trình t thí nghi m: ự ệ

Chu n b khuôn và l p các núm đo vào khuôn;ẩ ị ắ

Đ bê tông và v a vào khuôn thành 1 l p, dùng que ch c đổ ữ ớ ọ ường kính 10mm, dài 500mm ch c 25 cái, g t ph ng m t, l c thêm vài cái n a đ lo i h t b t khí t o raọ ạ ẳ ặ ắ ữ ể ạ ế ọ ạ khi đ m, g t ph ng mi ng khuôn và đ t t m kính lên;ầ ạ ẳ ệ ặ ấ

Trang 37

Đ a m u v a đúc xong vào phòng dư ẫ ừ ưỡng h , tháo m u ra sau khi đúc 24h (ho cộ ẫ ặ 48h n u ch a đ t cế ư ạ ường đ ) sau đó ngâm m u trong thùng đ ng nộ ẫ ự ước vôi bão hòa

2 ngày n a (ho c 1 ngày n u th i gian b o dữ ặ ế ờ ả ưỡng trong khuôn là 48 gi ) r i đem raờ ồ

đo co khô. V t m u ra, lau khô và đo chênh l ch chi u dài v i thanh chu n ngay t iớ ẫ ệ ề ớ ẩ ạ

th i đi m đó làm g c, cân m u ngay t i th i đi m đó đ xác đ nh đ t n th t mờ ể ố ẫ ạ ờ ể ể ị ộ ổ ấ ẩ trong su t quá trình b o dố ả ưỡng. Sau đó b o dả ưỡng trong đi u ki n trên không khíề ệ

230C, đ m 50% (trong t khí h u) sau 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 18, 25, 28 ngày ti nộ ẩ ủ ậ ế hành đo ti p và sau 8, 16, 32 và 64 tu nế ầ

Thao tác đo:

M đ ng h đo, đ t thanh chu n vào giá đo và b m v giá tr 0,000 mm đ a thanhở ồ ồ ặ ẩ ấ ề ị ư chu n ra và đ t m u lên giá đo nh nhàng, đ c tr s trên máy đo chính là chênhẩ ặ ẫ ẹ ọ ị ố

l ch chi u dài gi a thanh chu n và m u.ệ ề ữ ẩ ẫ

Chú ý: nên đánh d u chi u đo trên m u đ đ m b o đ chính xác cao cho k t qu ấ ề ẫ ể ả ả ộ ế ả đo.

∆ − ∆

ε = , (×106 mm/mm) [2.2]Trong đó:

∆ : bi n thiên chi u dài m u bê tông so v i thanh chu n ngày th i, mmế ề ẫ ớ ẩ ở ứ

l0: chi u dài ban đ u c a m u, mmề ầ ủ ẫ

T n th t kh i lổ ấ ố ượng m c a m u v a và bê tông tính b i công th c:ẩ ủ ẫ ữ ở ứ

Wi : đ m tộ ẩ ương đ i c a m u ngày th i, %ố ủ ẫ ở ứ

m0 : kh i lố ượng m u th i đi m ban đ u, gẫ ở ờ ể ầ

Trang 38

mi : kh i lố ượng m u ngày th i, gẫ ở ứ

Trang 39

Hình 2.6 : T khí h u ủ ậ

Phương pháp nghiên c u phi tiêu chu nứ ẩ

Trong quá trình th c hi n đ tài ngoài các phự ệ ề ương pháp nghiên c u tiêu chu n raứ ẩ còn s d ng các phử ụ ương pháp nghiên c u phi tiêu chu n nh : phứ ẩ ư ương pháp quy

ho ch th c nghi m, phạ ự ệ ương pháp thi t k thành ph n bê tông.ế ế ầ

Phương pháp quy ho ch th c nghi mạ ự ệ

Quy ho ch th c nghi m là m t phạ ự ệ ộ ương pháp nghiên c u khoa h c có tính u vi tứ ọ ư ệ

đó là:

Cho phép gi m đáng k s lả ể ố ượng thí nghi m, ti t ki m đệ ế ệ ược th i gian và kinh phí;ờCung c p m t lấ ộ ượng thông tin l n, c th h n nh đánh giá đớ ụ ể ơ ờ ược m t cách tộ ươ ng

đ i toàn di n nh hố ệ ả ưởng c a các nhân t đ n hàm m c tiêu;ủ ố ế ụ

Cho phép xây d ng mô hình th ng kê th c nghi m giúp đánh giá đự ố ự ệ ược b c tranhứ

th c nghi m theo các tiêu chu n th ng kê qua đó cho phép xem xét nh hự ệ ẩ ố ả ưở ng

c a các thông s đ n hàm m c tiêu v i m c đ tin c y c n thi t;ủ ố ế ụ ớ ứ ộ ậ ầ ế

Cho phép xác đ nh đi u ki n t i u đa nhân t c a đ i tị ề ệ ố ư ố ủ ố ượng nghiên c u m t cáchứ ộ khá chính xác b ng các công c toán h c, thay cho cách gi i g n đúng.ằ ụ ọ ả ầ

Trang 40

Đ xây d ng mô hình toán h c bi u th nh hể ự ọ ể ị ả ưởng c a ph gia hóaủ ụ Triethanolamine đ n các tính ch t c lý c a h n h p bê tông và bê tông trong đ tàiế ấ ơ ủ ỗ ợ ề này đã s d ng phử ụ ương pháp quy ho ch th c nghi m tr c giao tâm xoay b c haiạ ự ệ ự ậ

v i hai nhân t ớ ố

HHBT là m t lo i v t li u composite hai thành ph n g m h CKD và c t li u.ộ ạ ậ ệ ầ ồ ồ ố ệ Tính công tác và cường đ cũng nh co ngót do m t nộ ư ấ ước c a bê tông ch y u bủ ủ ế ị chi ph i b i hai y u t t l N/X và h s d v a ( ). Do đó đ tài ch n hai y u tố ở ế ố ỷ ệ ệ ố ư ữ β ề ọ ế ố này làm bi n đ c l p trong nghiên c u các tính ch t c a HHBT và bê tông đã r nế ộ ậ ứ ấ ủ ắ

ch c.ắ

H s d v a và t l N/X hay ệ ố ư ữ β ỷ ệ : bi n th c bi u th h s d v a ( ); ế ự ể ị ệ ố ư ữ β : bi nế

th c bi u th ự ể ị t l N/X.ỷ ệ Sau khi mã hóa ta có: : bi n mã bi u th h d v a ; ế ể ị ệ ư ữ β :

b0, b1,b2, b12, b11, b22: h s h i quy;ệ ố ồ

X1, X2: bi n mã.ế

Nhi m v đ t ra cho đ tài là nghiên c u ch t o bê tông thệ ụ ặ ề ứ ế ạ ường có cường đ nénộ

tu i 28 ngày đ t 30 – 50 MPa và đ s t c a h n h p bê tông SN = 5 ÷ 20 cm, hàmổ ạ ộ ụ ủ ỗ ợ

lượng cát cao đ có th b m để ể ơ ược b ng máy b m bê tông. Do đó đ xây d ng kằ ơ ể ự ế

ho ch th c nghi m c n có m t s thí nghi m thăm dò nh m m c đích xác đ nhạ ự ệ ầ ộ ố ệ ằ ụ ị kho ng bi n thiên c a và t l N/CKD, cùng v i vi c thi t k s b thành ph nả ế ủ β ỷ ệ ớ ệ ế ế ơ ộ ầ

bê tông thường theo phương pháp đường thành ph n h t liên t c (đầ ạ ụ ường s 3),ố nhóm nghiên c u đ tài đã tham kh o k t qu nghiên c u th c hi n trứ ề ả ế ả ứ ự ệ ước đó c aủ

m t vài c p ph i cho th y cùng m t lo i v t li u s d ng thì kho ng bi n thiênộ ấ ố ấ ộ ạ ậ ệ ử ụ ả ế

Định dạng
Số trang	118
Dung lượng	3,73 MB