ẢNH HƯỞNG CỦA TỈ LỆ TRO BAY ĐẾN SỰ PHÁT TRIỂN CƯỜNG ĐỘ CHỊU KÉO CỦA BÊ TÔNG LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TẠ VÕ KA TƠ ẢNH HƯỞNG CỦA TỈ LỆ TRO BAY ĐẾN SỰ PHÁT TRIỂN CƯỜNG ĐỘ CHỊU KÉO CỦA BÊ TÔNG LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH DÂN DỤNG

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

TẠ VÕ KA TƠ

ẢNH HƯỞNG CỦA TỈ LỆ TRO BAY ĐẾN SỰ PHÁT TRIỂN CƯỜNG ĐỘ CHỊU KÉO

CỦA BÊ TÔNG

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH DÂN DỤNG VÀ CÔNG NGHIỆP

Đà Nẵng - Năm 2018

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

TẠ VÕ KA TƠ

ẢNH HƯỞNG CỦA TỈ LỆ TRO BAY ĐẾN SỰ PHÁT TRIỂN CƯỜNG ĐỘ CHỊU KÉO

CỦA BÊ TÔNG

Chuyên ngành: Kỹ thuật Xây dựng Công trình DD&CN

ỜI CAM ĐOAN

Tôi cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi

Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được công bố trong bất kỳ công trình nào khác

Tác giả luận văn

T V Ka T

NH HƯỞNG CỦA TỈ Ệ TRO BA Đ N S PHÁT TRIỂN

CƯỜNG Đ CHỊU K O CỦA B T NG

H T V K T K X N

M K K , T - ĐHĐN

T m t t

H

, ,

, , T

, ,

O 2 V

L P L F

X Đ =

%, % 4 % T

/ (N/B) 4 , ĩ

K q

, N

N/B = 4

N/B= , 9

% S 9

%TB ặ ù N/B

4 %TB N/B= 4 N/B= 9

T %

Từ kh a: , , , / ,

Abstract

Nowadays, concrete is widely used as construction building materials in the world The mechanical and physical properties of concrete depend upon the mix proportions, type of cement, type

of aggregates, cement content, water content, etc Sand, coarse aggregates come from the natures which will not enough for construction industry in the future while cement production causes pollution and other environment problems including CO 2 emmission Therefore, it is really necessary to conduct the research to find out the alternative materials to replace partly orginal portland cement (OPC) in the concrete mix.The project studied the effect of class F fly ash from Pha Lai power station on the development of flexural strength of concrete The mix composition was cement: sand: coarse aggregate of 1:2:3 and kept constrantly during the project while orginal portland cement was replaced

by class F fly ash on the mass basic of total cementitious material (total of OPC and fly ash) at the replacement portion of 0%, 10%, 20% and 40% when the water and cementitious material (CM) ratio was constant at 0.42 and 0.5 for Group1 and Group 2 respectively The flexural strength tests were conducted on the sample dimensions of 100x100x500 mm and determined up to 90 days The test results show that fly ash increased the workability of fresh concrete proving that fly ash consumed less water than OPC In general fly ash reduced the flexural strength at age before 56 days when W/CM

=0.42 and at age before 28 days when W/CM=0.5, then the flexural continued to increase The flexural strengths of 20%FA replacement at 90 days were higher than that of the control samples The flexural strengths of 10%FA replacement were close or higher than that of the control samples depending on the W/CM The flexural strengths of 40%FA replacement were less than that of the control samples and predicted to continue develop after 90 days Within the range of investigation the authors recommend that 20%FA replacement should be used

Key words: concrete, fly ash, flexural strength, W/CM, workability

MỤC ỤC TRANG PHỤ BÌA

ỜI CAM ĐOAN 3

MỤC ỤC 5

DANH MỤC CÁC B NG 7

DANH MỤC CÁC HÌNH 8

MỞ ĐẦU 1

Lý 1

M 2

Đ 2

4 P 2

ĩ 2

B 3

CHƯ NG 1 T NG QUAN VÀ PHẠM VI ỨNG DỤNG CỦA TRO BA TRONG XÂ D NG 4

T NG QU N V TRO BAY 4

K 4

P 4

ặ 6

T 6

7

8

4 9

T NH U V V NG NG TRO B Y TRONG L NH V X Y NG 10

T 11

M 12

V ò 13

4 P zz 13

1.2.5 ĩ 14

1.2.5 T ù 14

1.2.5.2 Tro bay trong bê tông 15

1.2.5 G 15

1.2.5 4 S 16

1.2.5 L 16

1.2.6 T ù 16

1.2.7 T 16

1.2.8 T ẻ 17

1.2.9 T 20

1.2.10 T ý V Nam 24

CHƯ NG 2 KHÁI NIỆM VẬT IỆU S DỤNG VÀ THI T BỊ TH NGHIỆM XÁC ĐỊNH CƯỜNG Đ CHỊU K O CỦA B T NG 28

NG Đ H U K O B T NG 28

T , 28

29

V T LI U S NG TRONG TH NGHI M 29

2.2.1 ( ) 29

Đ ( ) 30

X 32

4 T ( N N P L ) 33

N 35

THI T B S NG TRONG TH NGHI M 37

2.3.1 Ván khuôn 37

M 38

Đ 39

4 T 39

P ò 39

CHƯ NG 3 TH NGHIỆM XÁC ĐỊNH NH HƯỞNG CỦA TRO BA Đ N S PHÁT TRIỂN CƯỜNG Đ CHỊU K O CỦA B T NG 40

GI THI U HUNG 40

V T L U S NG 40

TH NH PH N P PH H N H P B T NG 40

4 X Đ NH Đ S T TH NH PH N P PH I 41

Đ M U V NG H M U 42

TH NGH M X Đ NH NG Đ H U K O 44

Q 44

T 45

K T QU TH NGH M V TH O LU N 45

Đ 45

S 46

K T UẬN CHUNG VÀ KI N NGHỊ 49

TÀI IỆU THAM KH O 51

QU T ĐỊNH GIAO ĐỀ TÀI UẬN VĂN (bản sao)

DANH MỤC CÁC B NG

Số hiệu

1.1 T e STM 5

1.2 T e ù 6

1.3 T B L ồ

7

2.1 T 29

2.2 H -trongcát 30 2.3 T 30

2.4 M e 31

2.5 Y 31

2.6 32

2.7 S X S G P B4 T VN 33 2.8 ù 34

2.9 K q P 35

2.10 H ò , ,

ặ 36

2.11 H ò , ,

clorua ặ ù

37 2.12

37

3.1 T 40

3.2 K q 45

3.3 46

3.4 S

46

DANH MỤC CÁC HÌNH

Số hiệu

1.1 T P L 4

1.2 S

8

1.3 B ặ

9

1.4: ắ HF 10 1.5: HF 10

1.6: P P zz 14

1.7 Đ P e P 14

1.8 T 15

2.1 V 38

2.2 M 38

2.3 M 39

2.4 K 39

3.1 41

3.2 T 41

3.3 Q 42

3.4 B 43

3.5 S ồ 44

3.6 Đ ặ 44

3.7 Đ ặ 45

3.8 S G

3.9 S óm G2 (N/B=0.5) 47

MỞ ĐẦU

1 ý do chọn đề tài

T ( F ), e

L

, ò

,

, ý ĩ

, , q

ặ [

T ,

,

, , ,

, ,

/ , , ,

q ồ ,

e , e e

T S O2 ù

, , , ,

q ẻ T

, , ặ

e V

(vì tro bay có giá rất thấp)

T

, ý, ặ T ,

e ù q ặ [

H ,

T ,

, , , ,

CO2 ,

, ò

ò

q , [

N , ồ

ồ X + , N

,

, q , q

ồ T , ý

[4

V

ò

t

”

2 Mục tiêu của đề tài - N t

3 Đối tượng nghiên cứu - Đ ò ĩ

- ( Đ B Q N ), P Lý ( Đ N ), G , N N P L

- T

9

4 Ph m vi nghiên cứu - T BS EN 12390-1:2000’ Thí nghiệm bê tông- Phần 1: Hình dáng, kích thước và những yêu cầu khác về mẫu thí nghiệm và ván khuôn’; BS EN 12390-2:2009’ Thí nghiệm bê tông- Phần 2: Đúc và dưỡng hộ mẫu’, BS EN 12390-5:2009- Thí nghiệm bê tông- Phần 3: Cư ng độ ch u k o của mẫu thí nghiệm’ - %,

10%, 20% và 40% - P q

- Đ

5 ngh a thực tiễn của đề tài X /

,

q

6 Bố cục uận văn

Ngoà , ồ

T q

K ,

T

K t uận và ki n nghị

nanomet = 1x10-9 ) – 600m2/kg

Hình 1.1 Tro bay t i nhà máy Phả i

1.1.2 Phân o i tro bay

T V q

N M ,

ù ” V ( ) ù

ắ ù [5]

Ở , ù e

T e BJ -230-9 T H , T

Q ,

T % ặ ( ặ O %) , O ặ

O

T e màu [6]

Bảng 1.1 Tiêu chuẩn tro bay theo ASTM C618

Các yêu cầu theo tiêu chuẩn ASTM C618 Đ n

vị

ớn nhất /nhỏ nhất

P e STM

Tro bay là F hàm (SiO2+Al2O3+Fe2O3) %

Tro bay là C hàm (SiO2+Al2O3+Fe2O3) %

1.1.3 C c đ c trưng của tro bay

Bảng 1.2 Thành phần hóa học của tro bay theo vùng miền

Thành

phần

Khoảng (% khối ượng)

SiO2 28,5-59,7 37,8-58,5 35,6-57,2 50,2-59,7 48,8-66,0

Al2O3 12,5-35,6 19,1-28,6 18,8-55,0 14,0-32,4 17,0-27,8

Fe2O3 2,6-21,2 6,8-25,5 2,3-19,3 2,7-14,4 1,1-13,9 CaO 0,5-28,9 1,4-22,4 1,1-7,0 0,6-2,6 2,9-5,3

Na2O 0,1-1,9 0,3-1,8 0,6-1,3 0,5-1,2 0,2-1,3

K2O 0,4-4,0 0,9-2,6 0,8-0,9 0,8-4,7 1,1-2,9

P2O5 0,1-1,7 0,1-0,3 1,1-1,5 0,1-0,6 0,2-3,9 TiO2 0,5-2,6 1,1-1,6 0,2-0,7 1,0-2,7 1,3-3,7

Bảng 1.3 Thành phần hóa học tro bay ở Ba an từ các nguồn nguyên liệu

khác nhau [10]

o i tro

bay

Thành phần (%) SiO2 Al2O3 Fe2O3 TiO2 MgO CaO

T e

Than nâu

K q , q

e (ZS-14 và ZS- ) q

nâu (ZS- ) ò q

nâu (ZS- )

q Đ

T Q S O2 và Al2O3,

/ / ồ ,

Fe2O3, M O O T T Q

ò T Q T e

STM T Q

Đ T Q [11]

1.1.3.2 Các ngu ên ố vi lượng ong o

Q

H

q

q

H

q

,

ặ , , H , M , N P q

T ,

T

ồ ắ ĩ ặ K q

Hình 1.2 Sự tương phản về kích thước giữa của các h t trong khoảng kích thước

thư ng nhiều hơn

Hình 1.3 Biểu diễn đặc trưng d ng cầu các h t tro bay hình cầu lớn và các h t nhỏ

ặ , - , /

z

, ,4- , / ,

, - , /

( )

1.1.3.4 Cấu úc ên trong q

e , q ý

HF, ò

bên trong H 4 ắ ( / )

%,

ắ ,

B B e T

Hình 1.4: Cấu trúc h t tro bay sau khi tiếp xúc ngắn với dung d ch HF

Hình 1.5: Cấu trúc tro bay tiếp xúc với dung d ch HF trong th i gian dài

ặ

, 2O3.2SiO2

S ù , ồ

ù 4 M

q ý

P ù

q ò

1.2 T NH ƯU V ỆC VÀ ỨNG DỤNG CỦA TRO BA TRONG NH V C XÂY D NG

1.2.1 T nh ưu việc của tro bay

B ặ ắ q ,

M

,

 Tăng m c bê tông: B

T q ,

e

Đ , q

, tro bay T

, [13]

 Chống r n nứt giảm co gảy cải thiện bề m t sản phẩm và c t nh chống thấm cao: T T S

ẻ P q

ẻ , ,

N T ò

[13]

 T nh chịu ực cao của bê tông tự k o với tro bay: X

,

,

T , Tro bay

Đ e e

ù S O3 PH Đ

q

21 Tro bay ,

[13]

 Chống được sự xâm nhập của ACID SU FURIC của bê tông hiện đ i: Khi ặ SO2 ặ

H2SO4( S ),

, M ặ

e N

e Đ , ù T

, e

H2SO4 [13]

 T o t nh bền Su fat cho bê tông của xi măng port and X S G

, ,

ặ , q V

, O %

Đ ặ ặ ,

ặ

S e ,

ù , M ,

,

N , ù ặ ồ

, ặ [13]

 T c dụng của Tro bay đ n vấn đề h nhiệt cho bê tông: Khi thi công các ặ

ò N ò

4 N

,

R N

R G ò ;

;

Q ù tro bay – 60% [13] 1.2.2 Một số ứng dụng nổi bật của tro bay T , % - %

B tro bay , -2

;L

trình và l e ;

"K O" ( %) " "

; ặ

,

;

K , ,

, , ẻ %, %

bê tông T ,

ò ;

S ò

1.2.3 Vai trò của tro bay đối với sự ph t triển bền vững N ,

, ò Tro ò q

q e

lý T e

ò q

V

ồ

, T

ồ

q

Đ ,

N

ồ + G O2 ra mô

+ G ồ

+ T

+ N tông 1.2.4 Phản ứng pozzo an của tro bay trong bê tông X ồ 4 T S e C3S (3CaO.SiO2), Dicalcium Silicate C2S (2CaO.SiO2), Tricalcium Aluminate C3A (3CaO.Al2O3)and Tetracalcium alumina-ferrite C4AF (4CaO.Al2O3.Fe2O3) N

bê tông (CSH- hydrated calc e) T

, SH

H 4 V e zz

SH

-

Hình 1.6: Phản ứng Pozzolan của tro bay trong bê tông

1.2.5 Ứng dụng của tro bay trong một số nh vực xây dựng và công nghiệp

X + N + T S e e ( SH)

Vôi t do (CaOH) + tro bay

Hình 1.8 tông asphalt s d ng tro bay

1.2.5.2 Tro bay trong bê tông

T

T , % H , , M công trình xây

P e

P , G e Be E e e (Đ M ) ù trung tâm châu Âu [14]

1.2.5.3 c ng nung o

T G , ,

ò Ở Đ , , , [15]

1.2.6 Tro bay d ng trong nông nghiêp

M [16,17 P ồ H , -

ng

N q

ắ Mặ ,

ặ [29,20]

1.2.7 Tro bay àm chất hấp phụ

T , , ặ

ò q

[22-23 , khí [24 , [25-26 , [27-28]

1.2.8 Tro bay trong công nghệ nhựa nhiệt dẻo

N , 9% ò q H , T Q , T

Đ N T

T Q , , T Q , % ù T , T

K

z / , M S , (< μ ) -OH

ặ K %,

q , [32 X F M

z ẻ e- ẻ glyxe K q , 4, , MP , ồ ,4 4 MP z [3 V

z PV / , compozit PVC kh ẻ / , ẻ

e ắ z PV [34 S ò

z PV / , F Y %, ò [35]

T ẻ PE PP

N z PP ( %) - μ

K q z PP/ , ồ % PP Ở ,

z PP/ ( 4 %), , ( %) K

z PP/ ù [36]

J Y Hw z PP, L PE H PE

μ

B e e ò / , , 9 T ,

ý Z- ặ e K q SEM PP/ PP T

L PE/ ù , , S q z PP/ O ù , q z / T

k L PE % O

L PE % ( 9 ) [37 V z L PE/ % , ồ L PE z L PE/ %

O T L PE O

e O V z L PE/

e Ge e M ù , ắ

K z H PE/ ( ), H PE 200- S ắ , ắ

ồ ( ) SEM z H PE/ , ồ [38]

z PP/ % [41 Đặ z PP/

e z V

e ,

H

z , , ặ e

ắ [43]

N e nylon- , , EV , S B e P M w , , nylon- K q ,

T

e , [44] Murugendrap

z / (P /F ) , , , 4 % ) K q

K

e [45 B W

EV , ,

V EV / (OH) /

/ / [46 R S ee R j ặ

z e E K

q , , Đặ % z ( % % ) q [47]

1.2.9 Tro bay trong công nghệ cao su

N 999 H q (I e

U z S ) V q [48 N

q , cho các , N N P cho cao su thiên nhiên [49 Q ( e q , , ) ,

q

ý O , % V ý ,

ồ , , lanh trong cô

T ù ẻ

e [49] M Hossain và các

Đ K q ng cao su tái [ 0 Đ ,

T ù

ò V Y z ( 4, ), , khi [51 O F e

e , L , Mặ , ò

S

ò , ric,

ặ [52 E Ze Y z

, e , (90%) K q [53 Đ

e ,

ồ

T q ( STN), e , e T

V z SBR-NF

z SBR

e ù Đ ò z SBR-NF SBR-FA và SBR- , SBR-

e V z SBR-NF z

e [57 V z , M

z (F ) - e e (SBR) e

K q ,

Đ

z T , , ò z

ò [58] Compozit

e e e ( SBR) F

e e

S F ặ , , , S

F [59]

, H w e K

e (S 9) ý [56 T , õ

ý

S , q , 9 %, 4 % % ồ %

T (F ) z (RR) H F

N SEM ồ

z F /RR ặ (M) e (S ) ,

z [60]

( STN)

R Me STN ặ ắ

e e e e N ò

2 pha CSTN và tro bay V ặ t hoá, quá trình cán , ắ , N S

T -(3-trietoxysilylpropyl) tetrasulphit

T V

ồ -4% , ồ STN/ [61,62 T ù

ồ

K q , ồ

S , ồ , ồ [63 T z

max V z F S (< )

z (4 - 4 ) PS

V STN/F S /PS % PS tính c ò [64]

K [65 (PS ) (F S ) ý

e o su thiên nhiên (CSTN) và cao su

e (NBR) e ( R) ặ e (ENR) K q ,

ý STN/NBR

PS q

NR/NBR F S ý S ặ R

ặ ENR ý e STN/NBR ENR

e T N S (F ) ao su blend cao su thiên nhiên/cao su styren- e ( STN/SBR) V ù , STN SBR ( ) K

ý, e STN/SBR

S 9 , % Đ STN/SBR - V rong STN/SBR ồ ồ [ 6]

H (PS ) (F S )

e hiên/cao su cloropren (CSTN/CR) theo lão hóa

- STN

e STN/ R K q , e / ( STN/NBR) T R STN, Đ M e R STN V STN

e STN/ R S STN PS

F S N

e STN/ R end CSTN/NBR [67]

1.2.10 Tình hình nghiên cứu xử ý và ứng dụng tro bay ở Việt Nam

N q , , T e % , % ò ẳ

T ù

S

L , B V , S T , B T (T

H ), T G (N T ), Lò S (B T ), T N

T ắ (BT LS ) , V

N BT LS V

T LS [68]

T % ù ‚ % H , P L (S L- FLY SH)

N H T 4%, S G %

S q

H ồ , , , , , % V , [69]

B Đ , T Đ G V , ặ K q , % % ù

K ặ + + ; + ặ + + H

ắ -600o

C N T T

P L ze ù

V ý, ĩ u và

ẻ q T T H

ặ e silan (VTMS) và 3- e (GPTMS) K q

MP , % - T

z PP - % F /MF (G ặ V) ( / ặ / V

MP , % - T z

EV % F /MF (G) / ặ /

V MP , % [1974]

z H PE/F H PE/MF ( e e / ) F

ý, ĩ ,

ý ĩ , ò ặ

q , ý

ù , ý ĩ , , ò

CHƯ NG 2 KHÁI NIỆM VẬT IỆU S DỤNG VÀ THI T BỊ TH NGHIỆM XÁC

ĐỊNH CƯỜNG Đ CHỊU K O CỦA B T NG

2.1 CƯỜNG Đ CH U K O CỦA B T NG

2.1.1 Thành phần cấu tr c và phân o i bê tông

B ( , , ) ( ), V

ặ ắ

B ồ , ồ ,

ò ( )

Q q , q , e ,

q ồ

t ẻ

B e

+ ặ ắ , ( ù ), ,

+T e ặ (γ = † G/ 3 ); ặ (γ = † G/m3 ); (γ < G/ 3 ); ặ

ặ (γ> G/ 3 )

+T e , , ẻ , , ,

+T e , , ,

+T e , ,

2.1.2 Cường độ chịu k o của bê tông

ặ q V

T , , T , ò

ặ

T - % , ù , Tuy