Nghiên cứu thiết kế thành phần cấp phối bê tông Mác 60 mpa sử dụng phối hợp tro trấu, tro bay và phụ gia siêu dẻo (Luận văn thạc sĩ file word)

Nghiên cứu thiết kế thành phần cấp phối bê tông Mác 60 mpa sử dụng phối hợp tro trấu, tro bay và phụ gia siêu dẻo (Luận văn thạc sĩ file word)Nghiên cứu thiết kế thành phần cấp phối bê tông Mác 60 mpa sử dụng phối hợp tro trấu, tro bay và phụ gia siêu dẻo (Luận văn thạc sĩ file word)Nghiên cứu thiết kế thành phần cấp phối bê tông Mác 60 mpa sử dụng phối hợp tro trấu, tro bay và phụ gia siêu dẻo (Luận văn thạc sĩ file word)Nghiên cứu thiết kế thành phần cấp phối bê tông Mác 60 mpa sử dụng phối hợp tro trấu, tro bay và phụ gia siêu dẻo (Luận văn thạc sĩ file word)Nghiên cứu thiết kế thành phần cấp phối bê tông Mác 60 mpa sử dụng phối hợp tro trấu, tro bay và phụ gia siêu dẻo (Luận văn thạc sĩ file word)Nghiên cứu thiết kế thành phần cấp phối bê tông Mác 60 mpa sử dụng phối hợp tro trấu, tro bay và phụ gia siêu dẻo (Luận văn thạc sĩ file word)Nghiên cứu thiết kế thành phần cấp phối bê tông Mác 60 mpa sử dụng phối hợp tro trấu, tro bay và phụ gia siêu dẻo (Luận văn thạc sĩ file word)Nghiên cứu thiết kế thành phần cấp phối bê tông Mác 60 mpa sử dụng phối hợp tro trấu, tro bay và phụ gia siêu dẻo (Luận văn thạc sĩ file word)Nghiên cứu thiết kế thành phần cấp phối bê tông Mác 60 mpa sử dụng phối hợp tro trấu, tro bay và phụ gia siêu dẻo (Luận văn thạc sĩ file word)Nghiên cứu thiết kế thành phần cấp phối bê tông Mác 60 mpa sử dụng phối hợp tro trấu, tro bay và phụ gia siêu dẻo (Luận văn thạc sĩ file word)Nghiên cứu thiết kế thành phần cấp phối bê tông Mác 60 mpa sử dụng phối hợp tro trấu, tro bay và phụ gia siêu dẻo (Luận văn thạc sĩ file word)Nghiên cứu thiết kế thành phần cấp phối bê tông Mác 60 mpa sử dụng phối hợp tro trấu, tro bay và phụ gia siêu dẻo (Luận văn thạc sĩ file word)Nghiên cứu thiết kế thành phần cấp phối bê tông Mác 60 mpa sử dụng phối hợp tro trấu, tro bay và phụ gia siêu dẻo (Luận văn thạc sĩ file word)Nghiên cứu thiết kế thành phần cấp phối bê tông Mác 60 mpa sử dụng phối hợp tro trấu, tro bay và phụ gia siêu dẻo (Luận văn thạc sĩ file word)Nghiên cứu thiết kế thành phần cấp phối bê tông Mác 60 mpa sử dụng phối hợp tro trấu, tro bay và phụ gia siêu dẻo (Luận văn thạc sĩ file word)Nghiên cứu thiết kế thành phần cấp phối bê tông Mác 60 mpa sử dụng phối hợp tro trấu, tro bay và phụ gia siêu dẻo (Luận văn thạc sĩ file word)Nghiên cứu thiết kế thành phần cấp phối bê tông Mác 60 mpa sử dụng phối hợp tro trấu, tro bay và phụ gia siêu dẻo (Luận văn thạc sĩ file word)Nghiên cứu thiết kế thành phần cấp phối bê tông Mác 60 mpa sử dụng phối hợp tro trấu, tro bay và phụ gia siêu dẻo (Luận văn thạc sĩ file word)Nghiên cứu thiết kế thành phần cấp phối bê tông Mác 60 mpa sử dụng phối hợp tro trấu, tro bay và phụ gia siêu dẻo (Luận văn thạc sĩ file word)Nghiên cứu thiết kế thành phần cấp phối bê tông Mác 60 mpa sử dụng phối hợp tro trấu, tro bay và phụ gia siêu dẻo (Luận văn thạc sĩ file word)Nghiên cứu thiết kế thành phần cấp phối bê tông Mác 60 mpa sử dụng phối hợp tro trấu, tro bay và phụ gia siêu dẻo (Luận văn thạc sĩ file word)Nghiên cứu thiết kế thành phần cấp phối bê tông Mác 60 mpa sử dụng phối hợp tro trấu, tro bay và phụ gia siêu dẻo (Luận văn thạc sĩ file word)Nghiên cứu thiết kế thành phần cấp phối bê tông Mác 60 mpa sử dụng phối hợp tro trấu, tro bay và phụ gia siêu dẻo (Luận văn thạc sĩ file word)Nghiên cứu thiết kế thành phần cấp phối bê tông Mác 60 mpa sử dụng phối hợp tro trấu, tro bay và phụ gia siêu dẻo (Luận văn thạc sĩ file word)Nghiên cứu thiết kế thành phần cấp phối bê tông Mác 60 mpa sử dụng phối hợp tro trấu, tro bay và phụ gia siêu dẻo (Luận văn thạc sĩ file word)Nghiên cứu thiết kế thành phần cấp phối bê tông Mác 60 mpa sử dụng phối hợp tro trấu, tro bay và phụ gia siêu dẻo (Luận văn thạc sĩ file word)

Trong quá trình học tập và làm luận văn tốt nghiệp cao học, được sự giúp đỡ

củacác thầy, cô giáo trường Đại học Thủy Lợi, đặc biệt là thầy giáoTS Nguyễn ĐìnhTrinhcùng sự tham gia góp ý của các nhà khoa học, thầy, cô giáo Đến nay, tác giảđã hoàn thành luận văn thạc sĩ với đề tài luận văn: “Nghiên cứu thiết kế thànhphần cấp phối bê tông mác 60 mpa sử dụng phối hợp tro trấu, tro bay và phụgiasiêudẻo”.

Tác giả bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới thầy giáoTS Nguyễn Đình Trinhđãhướng dẫn, chỉ bảo tận tình và cung cấp các kiến thức khoa học cần thiết

trong

quátrìnhthựchiệnluậnvăn.Xinchânthànhcảmơncácthầy,côgiáothuộcBộmônVật Liệu Xây Dựng, phòng Đào tạo Đại học và Sau Đại học trường Đại học ThủyLợi đã tạo mọi điều kiệnthuận lợi cho tác giả hoàn thành tốt luận văn thạc sĩ củamình

Do trình độ, kinh nghiệm cũng như thời gian nghiên cứu còn hạn chế nênLuậnvăn khó tránh khỏi những thiếu sót, tác giả rất mong nhận được những ý kiếnđónggópcủaquýđộcgiả

Xintrântrọngcảmơn!

HàNội, tháng năm2014

Tácgiảluậnvăn

NguyễnThếLong

MỞĐẦU 1

CHƯƠNG1 : T Ổ N G Q U A N T Ì N H H Ì N H N G H I Ê N C Ứ U Ứ N G D Ụ N G B Ê TÔNGCƯỜNGĐỘCAOTRÊNTHẾGIỚIVÀTẠIVIỆTNAM 6

1.1 Kháiniệmvềbêtôngcườngđộcao 6

1.2 Tìnhhìnhnghiêncứuứngvàứngdụngbêtôngcườngđộcaotrênthếgiới 7

1.3 TìnhhìnhnghiêncứuứngvàứngdụngbêtôngcườngđộcaotạiViệtNam 10

1.4 Ưunhượcđiểmcủabêtôngcườngđộcao 13

1.5 Thànhphầnvàcấutrúccủabêtôngcườngđộcao 15

1.5.1 Phụgiakhoángtrongbêtôngcườngđộcao 17

1.5.2 Phụgiahóahọc 23

Kếtluậnchương1 26

CHƯƠNG2:VẬTLIỆUVÀPHƯƠNGPHÁPNGHIÊNCỨU 27

2.1 Phươngphápnghiêncứu:lýthuyếtkếthợpvớithựcnghiệm 27

2.1.1 Cácphươngphápnghiêncứutínhchấtvậtliệusửdụng 27

2.1.2 Cácphươngpháp nghiêncứutínhchấtcủa hỗnhợpbê tôngvàbêtông cườngđộcao 28

2.2 Vậtliệusửdụngtrongnghiêncứu 31

2.2.1 Cốtliệunhỏ 31

2.2.2 Cốtliệulớn 31

2.2.3 Xi măng 32

2.2.4 Phụgiakhoángmịn 33

2.2.5 Phụgiasiêudẻo 34

2.2.6.Nước 35

2.3 Cáctínhchấtcơlýcủavậtliệusử dụng 35

2.3.1 Cốtliệunhỏ 35

2.3.2 Cốtliệulớn 36

2.3.3 Xi măng 38

2.3.4 Trotrấu 39

2.3.5 Trobay 40

2.3.6 Phụgiasiêudẻo 41

Kếtluậnchương2 42

CHƯƠNG3:KẾTQUẢNGHIÊNCỨU 43

3.1 Yêucầuvềchấtlượngcủavậtliệudùngđểthiếtkếbêtôngcườngđộcao 43

3.2 Thiếtkếthànhphầncấpphốibêtôngcườngđộcao 43

3.3 Cáctínhchất,chỉtiêucơlýcủahỗnhợpbêtôngvàbêtôngcườngđộcao 68

3.3.1 Tính côngtáccủahỗnhợpbêtôngcườngđộcao 68

3.3.2 Khốilượngthểtíchcủabêtông 72

3.3.3 Cườngđộnéncủabêtông 73

3.3.4 Cườngđộkéokhiuốncủabêtông 74

3.3.5 Tínhchốngthấmcủabêtông 75

3.4 Đềsuấtcácphươngánsửdụngbêtôngcườngđộcaotrongxâydựngcôngtrìnht hủylợi 76

Kếtluậnchương3 76

KẾTLUẬNVÀKIẾNNGHỊ 77 TÀILIỆUTHAMKHẢO

Bảng1.1–Phâncấpbêtôngcườngđộcao 6

Bảng1.2.MộtsốcầuđượcthicôngbằngbêtôngcườngđộcaoởNhật 8

Bảng1.3.MộtsốcầuthicôngbằngbêtôngcườngđộcaoởMỹ 9

Bảng1.4.MộtsốmácbêtôngđiểnhìnhđãđượcsửdụngchocôngtrìnhởViệtNam 12

Bảng1.5:Yêucầukỹthuậtđốivớiphụgiakhoángchobêtông 20

Bảng2.1Cácthínghiệmtheotiêuchuẩnsửdụngnghiêncứutínhchấtvậtliệu 27

Bảng2.2Cácthínghiệmtheotiêuchuẩnnghiêncứutínhchấtcủahỗnhợpbêtôngvàbêt ông 28

Bảng2.3.Chỉtiêuthửtínhchấthỗnhợpbêtông 30

Bảng2.4.H à m lượngtốiđachophépcủamuốihòatan,ionsunfat,ioncloruavàcặn khôngtantrongnướctrộnbêtôngvàvữa 35

Bảng2.5:KếtquảtínhchấtcơbảncủacátvàngSôngLô 36

Bảng2.6.Thànhphầnhạtcủađá5-10và10-20 37

Bảng2.7.Tổnghợpmộtsốtínhchấtcơ lýcủađádămPhủLý-HàNam 37

Bảng2.8.ThànhphầnhóacủaximăngPC40BútSơn 38

Bảng2.9.Thànhphần khoángcủaximăngPC40BútSơn 38

Bảng2.10:KếtquảthínghiệmcáctínhchấtcơlýcủaXimăng 38

Bảng2.11.Thànhphầnhóacủatrotrấu 39

Bảng2.12.Cáctínhchấthóalýcủatrotrấu 39

Bảng2.13C á c tínhchấtcơlýcủatrotrấu 40

Bảng2.14.Thànhphầnhóahọccủa trotuyển 40

Bảng2.15.TínhchấtcủatrotuyểntheoASTMC618 40

Bảng2.16Mộtsốtínhchấtkháccủatrotuyển 41

Bảng2.17.MộtsốtínhchấtkĩthuậtcủaphụgiaGLENIUMACE388 41

Bảng3.1:S ự p h ụ thuộcđộxốpvàokiểusắpxếpcủahạt 45

Bảng3.2:S ự phụthuộccủađộrỗngvàosựphốihợpcáccấphạt 46

Bảng3.3:KếtquảphốihợpcấphạtX2(510mm)vàcấphạtX3(1020mm) 50

Bảng3.4.T h à n h phầnhạthỗnhợpđá5-10và10-20saukhiphốitrộn 51

Bảng3.5:Kếtquảphốihợpc ấ p hạtX1(05mm)vàcấphạtX2vàX3 52

acốtliệu 56

Bảng3 7 B ả n g t r a t ỷ lệ N / X M d ự a v à o c ư ờ n g đ ộ n é n v à k í c h t h ư ớ c h ạ t c ố t l i ệ u trongcáctrườnghợpcóhoặckhôngcóPGSD 57

Bảng3.8.Thànhphầncấpphốigốcchỉsửdụngximăngcho1m3bêtông 58

Bảng3.9.Thànhphầncấpphốigốcchỉsửdụngximăngvàcóphụgiasiêudẻocho1m3bêtôn g 58

Bảng3.10.Khốilượngvậtliệudùngcho1m3hỗnhợpbêtôngchỉcóximăngsaukhiqu yđổi 59

Bảng3.11.ThànhphầncấpphốisửdụngPGKthaythếximăngcho1m3bêtông (trướchiệuchỉnh) 60

Bảng3.12.ThànhphầncấpphốisửdụngPGKthaythếximăngcho1m3bêtông (sauhiệuchỉnh) 60

Bảng3.13:Bảngthốngkêlượngdùngvậtliệusơbộcho1m3hỗnhợpbêtôngcủacấpphố ichỉcóximăng(CPG)vàcấpphốicóphụgiakhoáng(CPPGK) 61

Bảng3.14Kếtquảthínghiệmcủa2cấpphối(CPG,CPPGK)sơbộ 61

Bảng3.15:Kếhoạchthínghiệmbậchaitâmxoay 64

Bảng3.16:Matrậnkếhoạchthínghiệmbậchaitâmxoay 64

Bảng3.17Bảngthànhphầnvậtliệudùngcho1m3hỗnhợpbêtông 65

Bảng3.18Bảnggiátrịhàmmụctiêu 65

Bảng3.19:Bảngthànhphầncấpphốivậtliệudùngcho1m3bêtôngcủacấpphốiquyho ạch(CPQH) 67

Bảng3.20:Kếtquảkiểmtrasơbộcấpphốiquyhoạch(CPQH) 68

Bảng3.21:Bảngthốngkêlượngdùngvậtliệuchocủacáccấpphốikhảosáttínhc hất 69

Bảng3.22:Kếtquảtiếnhànhxácđịnhđộsụtcủahỗnhợpbêtông 70

Bảng3.23B ả n g thốngkêkếtquảxácđịnhKLTTcủacáccấpphốibêtông 72

Bảng3.24:K ế t quảcườngđộnéncủacáccấpphốibêtông 73

Bảng3.25:K ế t quảcườngđộkéokhiuốncủacáccấpphốibêtông 74

Bảng3.26:Kếtquảthínghiệmkhảnăngchốngthấmcủabêtông 75

Hình1.1.ToàncảnhđậpthủyđiệnTamHiệp-TrungQuốc 9

Hình1.2.ĐậptrànthủyđiệnMyasage-NhậtBản 9

Hình1 3 T ò a n h à t h e B o w c a o 2 3 6 m -n ằ m ở t h à -n h p h ố C a l g a r y , t ỉ -n h A l b e r t a , Ca-nada 10

Hình1.4CâycầudẫnnướcMagdeburgở Đức 10

Hình1.5CầuMỹThuận,thànhphốVĩnhLong,ViệtNam 12

Hình1.6.Phốicảnh3DthủyđiệnSơnLa 12

Hình1.7Mốiquanhệgiữacườngđộchịunéncủabêtôngvàtổngchiphímộtđơn vịcộtvớikếtcấunhà15tầng 14

Hình1.8.Hiệuquảvềvậtliệuvàtiếtdiệnkhisử dụngbêtôngcườngđộcao 15

Hình1.9Cơchếhoádẻocủaphụgiahoá học 25

Hình2.1:Sơđồphươngphápxácđịnhđộchảycủavữa 29

Hình2.2.Lòđốttrấu 34

Hình3.1:Cáckiểusắpxếpcủahạtcốtliệu 44

Hình3.2.ĐồthịbiểudiễnảnhhưởngcủahệsốđiềnđầyđếnđộrỗnghỗnhợpCL50 Hình 3.3 Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của hệ số điền đầy đến KLTThỗn hợp CL.51Hình 3.4.Đồ thị biểu diễn thành phần hạt hỗn hợp đá 5-10 và 10-20 sau khi phốitrộn 52

Hình3.5.ĐồthịbiểudiễnảnhhưởngcủahệsốđiềnđầyđếnđộrỗnghỗnhợpCL.53 Hình 3.6 Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của hệ số điền đầy đến KLTThỗn hợp CL 53Hình 3.7: Quan hệ giữa cường độ bê tông và tỷ lệ N/X theo loại xi măng, biểu đồWalz 55

Hình3.8Cácđườngđồng mứcbiểudiễnquanhệgiữaYvớiAvàB 67

Hình3.9:ĐồthịbiểudiễnquanhệgiữaYvớiAvàB 67

Hình3.10:HHBTkhivừachotừmáytrộntựdora 69

Hình3.11:CônthửđộsụttheoTCVN3016:1993 69

Hình3.12Đ ồ thịthểhiệntínhcôngtáccủahỗnhợpbêtông 70

Hình3.13Đ ồ thịthểhiệncườngđộnéncủabêtôngởtuổi7ngàyvà28ngày 73Hình3.14:Đ ồ thịthểhiệncườngđộkéokhiuốncủabêtôngởtuổi7ngàyvà28ngày 74Hình3.15:Đồthịthểhiệnkhảnăngchốngthấmcủabêtông 76

Việt Nam là nước có bờ biển dài chạy dọc đất nước nên việc xây dựngcáccảng, đê kè để phục vụ nhu cầu phát triển về kinh tế, giao lưu, thông thương vớicácnước trên thế giới là rất cần thiết Mặt khác, Việt Nam cũng đã và đang có nhiều dựán xây dựng các công trìnhthủy lợi, thủy điện để đáp ứng nhu cầu phát triển chungcủa đất nước Trong đó cóloại công trình rất quan trọng, không những ảnhhưởnglớnđếnkinhtếmàcảanninh,quốcphòngcủađấtnước,đólàcácđập̣thủyđiện.Đốivớicácđập̣trọnglực,bêtônglàmlớplõiđập̣cóyêucầucườngđộkhôngcao

và quan trọng nhất phải giải quyết vấn đề ứng suất nhiệt do xi măng thủy hóa, dođógiải pháp tốt nhất là áp dụng công nghệ bê tông đầm lăn Lớp vỏ ngoài của đập chịutác động xói mòn (mài mòn, khí thực và ăn mòn )[15] trực tiếp của nước nên bi ̣pháhoại rất nhanh Theo kinh nghiệm của các nước trên thế giới, việc sử dụng bê tôngcường độcao(có tỷ lệ N/X thấp) là biện pháp tốt nhất để làm tăng tuổi thọ của cáccông trìnhnày[22] Tóm lại, trong các công trình thủy công vật liệu bi ̣phá hoại rấtnhanh, đặcbiệt là dưới tác dụng của dòng chảy có lưu tốc lớn Vì vậy, việc nghiêncứu chế tạovật liệu phù hợp với những công trình quan trọng này là cần thiết, trongđó hướngnâng cao chất lượng bê tông đang sử dụng cho các công trình này là rấtthiếtthực

Mặt khác, Việt Nam là một nước nông nghiệp, công nghiệp đang pháttriểnnên thải phẩm của các ngành này rất lớn Thải phẩm của các ngành này đang

là vấnđề được quan tâm vì nó gây ô nhiễm môi trường, khó xử lí, không có chỗchứa…

Vìvậy,làmsaođểtậndụngđượcnguồnthảiphẩmnàygópphầnphát triểnkinhtế,

bảovệ m ô i t r ư ờ n g đ a n g đư ợc n hà nước, cácn hàk ho ah ọc, n hà nghiên c ứu qu

an tâm, tìm hiểu và đưa ra các phương pháp giải quyết hợp lí Một trong những hướnggiải quyết đưa ra đó là tậndụng các nguồn thải phẩm này và kết hợp với các nguyênvật liệu sẵn có để chế tạo loại vật liệu mớiđáp ứng được nhu cầu sử dụng Tro trấuvà tro bay là hai thải phẩm chủ yếu của ngành nông nghiệp

và công nghiệp nhiệtđiện Từ những năm 80 của thế kỉ trước, trên thế giới cũngnhư ở Việt Nam người tađã phát hiện ra rằng khi chúng ta đốt vỏ trấu ở một điều kiện thích hợp sẽ thu đượctro trấuvới hàm lượng SiO2vô định hình rất cao (khoảng 90%), tức là tương đươngvới hàmlượng SiO2vô định hình có trong Silicafume hiện đang được dùngphổbiến.Vàcũngđãcónhữngcôngtrìnhnghiêncứuchứng minhđượcrằngtrotrấucủa chúng ta hoàn toàn có khả năng thay thế Silicafume trong việc sản xuất bê tôngcường độ cao Tuy nhiên, docòn nhiều khó khăn và hạn chế như: quy hoạch nguồnnguyên liệu, xây dựng quitrình đốt trấu công nghiệp, kiểm soát chất lượng đốttrấuv.v nênhiệnnaytrotrấuvẫnchưađượcứngdụngrộngrãitrênthếgiớicũngnhưởViệt Nam Một số nghiên cứu gần đây vềt r o t r ấ u c h o t h ấ y k h i d ù n g t r o t r ấ u

đ ể làm phụ gia cho bê tông thì làm cho lượng N/X tăng đáng kể, có những nghiêncứuchứng minh được rằng lượng tro trấu tối ưu dùng cho bê tông khoảng 12,5% sovớilượngxim ă n g Để t i ế t kiệmlượng x i m ă n g n h iề u hơnnữat h ì ng ườ i ta n g h ĩđếnviệc phối hợp tro trấu và tro bay để tăng được hàm lượng phụ gia so với xi măng lênđến 20-30% thậm chí cao hơn Trung bình hiệnnay mỗi ngày Nhà máy nhiệt điệnPhả lại 2 (Hải Dương) thải ra 3000 tấn tro xỉ, trong đó khoảng20-30% là than chưacháy, còn lại là tro bay rất mịn Do hàm lượng than chưa cháythấp nên khó tận thulàm nhiên liệu đốt, mà thường được thải thẳng ra hồ chứa.Cùng với lượng tro xỉtương đương của Nhiệt điện Phả Lại 1, mỗi ngày nhà máynày đang xả lượng chấtthải khổng lồ vào môi trường Theo dự báo đến năm 2020

sẽ có thêm 28 nhà máynhiệt điện đốt than đi vào hoạt động Lúc đó lượng tro xỉthải ra hàng năm vàokhoảng 60 triệu tấn Vì vậy, việc nghiên cứu và ứng dụng loạivật liệu này đangđược xúc tiến mạnh, cụ thể là: dùng tro bay thay thế một phần ximăng cho sản xuấtbê tông nặng, sản xuất bê tông tổ ong, làm phụ gia cho xi măng, làm vật liệu xâydựng đường.Trong những năm qua các kết quả của những công trình khoahọcnghiêncứuvềứngdụngtrotuyểnPhảLạivàSilicafumetrongbêtôngđãđemlại

kết quả tốt, tạo ra các loại bê tông đặc biệt với tính chất đặc trưng Đây là tiền đềđểchúng ta có thể khẳng định sự kết hợp giữa tro trấu và tro bay để làm phụ giahoạttính cho bê tông là hoàn toàn có cơ sở khoa học Vì vậy, việc nghiên cứu cácứngdụng hỗn hợp phụ gia khoáng hai thành phần tro trấu và tro tuyển Phả Lại trongbêtông cường độ cao là cần thiết để tạo ra loại bê tông cường độ cao đáp ứng nhucầungàycàngcaocủangànhxâydựngThủylợi.

Hiện nay, việc nghiên cứu thiết kế thành phần bê tông cường đô ̣cao ởViêṭNam chưa có nhiều kinh nghiệm và cơ bản vẫn dựa trên cơ sở của thiết kếthànhphần bê tông thông thường Đề tài đề xuất phương pháp mới thiết kế thànhphần bêtôngcườngđộcaodùngchocôngtrìnhthủycôngnhằmkếthợp̣kinhnghiệmcủanướcngoàinhưViệnBê tôngMỹ[16]haycácphươngphápcủahiệphộicácsảnphẩm đặc biệt châu Âu [17] sau đó được tối ưu hóa bằng qui hoạch thựcnghiệmthôngquacáckếtquảthínghiệmthựctếtừvậtliệuthựctếcủaViệtNam

II Mụcđíchcủađềtài

Dùng vậtliệusẵn có tại ViệtNam để nghiên cứu thiếtk ế t h à n h p h ầ n

c ấ p phối bê tông cường độ cao đến 60MPa sử dụng cho các kết cấu đặc biệt trongcôngtrìnhthủylợi(Kếtcấucửa van,kếtcấuchốngmàimòn, côngtrình venbiển,mốtiêu năng, bê tông sửa chữa chế tạo bê tông làm lớp bảo vệ của đập và có độ lưuđộng lớn dùng cho các côngtrình thi công phức tạp, cải thiện điều kiện thi côngvàcũngcóthểdùngsửachữacáccôngtrình)

III Phạmvinghiêncứu

Đề tài nghiên cứu chế tạo hỗn hợp bê tông có tính công tác tốt, bê tôngcócườngđộnén,khảnăngchịumàimòn,khảnăngchốngthấmcaotừhỗnhợpchấtkết dính gồm xi măng, tro bay, tro trấu và các nguyên vật liệu sẵn có ở Việt Namdùngtrongcáccôngtrìnhthủycông

+ Nghiên cứu các tính chất của hỗn hợp bê tông và bê tông cường độ caocósử dụng phụ gia khoáng (tro bay, tro trấu) với Dmax= 20mm dùng trong côngtrìnhthủycôngnhư:

+Nghiêncứutínhcôngtáccủahỗnhợpbêtông

+ Nghiên cứu một số tính chất của bê tông cường độ cao như: cường độnén,cường độ kéo khi uốn, mô đun đàn hồi của bê tông, tính chống thấm nước, khảnăngchốngmàimòn,xóimòn,congótcủabêtông

V Cơsởkhoahọcvàýnghĩathựctiễn củađềtài.

Cơsởkhoahọc

Bêtônglàmộtloạivậtliệukhôngđồngnhấtbaogồmbapha:Đáximăngtạothànhkhihồximăngrắnchắc,cốtliệuvàvùngchuyểntiếpgiữacốtliệuvàđáxi măng Sựphá hủy bê tông dưới tác động của tải trọng sẽ bắt đầu ở bộ phậnyếunhấtcủamộttrongbaphatrên.Dođóđểtăngcườngđộcủabêtôngthìphảitìmgiảiphápđểnângcaochấtlượngcủabaphanày

Việc nghiên cứu chế tạo bê tông chất lượng cao dựa trên một số cơ sở

Sử dụng phụ gia siêu dẻo để giảm lượng dùng nước, giúp cho hỗn hợpbêtôngcótỷlệN/CKDnhỏnhưngvẫnđảmbảotínhcôngtác

Nângcaocườngđộvùngchuyểntiếpgiữađáximăngvà cốtliệu

Ýnghĩathựctiễncủađềtài.

Giảm lượng khí CO2do ngành công nghiệp xi măng cũng nhưcôngn g h i ệ p bêtôngthảira.Theosốliệuthốngkêgầnđâynhất,hàngnămchúngtasảnxuấtvà

tiêu thụ khoảng 17000 triệu tấn bê tông Ngoài việc sử dụng một lượng lớncácnguồn tài nguyên như cát, đá, nước, công nghiệp bê tông còn tiêu thụ lượngđáng kểxi măng Quá trình sản xuất xi măng là một trong những tác nhân chính làm tănghàm lượng CO2trong môitrường Riêng trong năm 2005, tổng sản lượng xi măngsản xuất trên toàn cầu là

2270 triệu tấn Theo thống kê thì mỗi tấn xi măng sảnxuấtrasẽlàmxuấthiệnthêmmộttấnCO2rangoàimôitrường.Nhưchúngtađãbiết,khí CO2là nguyên nhân chính gây ra hiệu ứng nhà kính, làm cho Trái Đất ấm dầnlên

và làm thay đổi khí hậu toàn cầu Một trong những biện pháp hữu hiệu đểgiảmlượng khí CO2do ngành công nghiệp bê tông cũng như ngành công nghiệp ximăngthải ra là sử dụng các thải phẩm của ngành công nghiệp khác như tro bay, xỉ

lò cao,trotrấu,…thaythếmộtphầnximăngtrongcôngnghiệpsảnxuấtbêtông

Tận dụng được các nguồn thải phẩm của các ngành khác vừa giảm đượcgiáthành sản phẩm, vừa cải thiện được một số tính chất của bê tông theo mục đíchsửdụng.B ê n c ạ n h đ ó c ò n g i ả i q u y ế t đ ư ợ c c h ỗ c h ứ a c ủ a c á c n g u ồ n t h ả i p h ẩ m, g ó p phầnbảovệmôitrường

Việc chế tạo bê tông chất lượng cao phục vụ cho các công trình thủy côngcóý nghĩa quan trọng Nó thúc đẩy các ngành khác phát triển, từ đó góp phần thúcđẩynềnkinhtế,chínhtrị,xãhộichungcủađấtnước

Bê tông chất lượng cao cường độ cao đang được sử dụng phổ biếntrongnhiều công trình trên thế giới ở các nước phát triển Việc nghiên cứu chế tạo

bê tôngchất lượng cao để ứng dụng ở nước ta hiện nay là việc làm có ý nghĩa thiết thực gópphầnbắtkịpvớisựpháttriểnchungcủathếgiới

Mặt khác, các nghiên cứu gần đây đều chỉ ra rằng, khi dùng tro trấu hoặctrobaythaythếm ộ t p h ầ n x i m ă n g l à m c h ấ t kết d í n h t ro ng hỗ nh ợp b ê t ôn gt hì t

í n h công tác cũng như các tính chất cơ lý của bê tông vẫn đảm bảo và có xu hướng tănglên,đồngthờilạigiảmgiáthànhsảnxuất

CHƯƠNG1:TỔNG QUANTÌNHHÌNH NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNGBÊ TÔNGCƯỜNGĐỘCAOTRÊNTHẾGIỚIVÀTẠIVIỆTNAM.

1.1 Khái niệmvề bêtôngcường độcao.

Bê tông cường độ cao có lịch sử phát triển chưa lâu nhưng đã chứngminhđược những ưu điểm vượt trội của mình và khẳng định vị trí không thể thiếutrongcác vật liệu xây dựng Tuy bê tông cường độ cao đã được nghiên cứu và ứngdụngkhá nhiều trong thực tế nhưng vẫn còn nhiều quan điểm, các định nghĩa bêtôngcường độ cao khác nhau Dưới đây là một số định nghĩa bê tông cường độ caotheoquanđiểmcủacácnước[8]

Bê tông cường độ cao là loại bê tông đặc biệt, có cường độ nén ở 28ngày,mẫu thử hình trụ (15x30cm) > 60 Mpa Được chế tạo từ hỗn hợp xi măng, hệcốtliệu tối ưu, bên cạnh đó, cường độ còn được được cải thiện bằng cách dùng mộtvàisảnphẩmmớicóphẩmchấtđặcbiệtnhưchấtsiêudẻovàphụgiahoạttính

Trên thế giới, khái niệm về bê tông cường độ cao (High Strength HPC) chưa thống nhất, còn khác nhau ở nhiều tiêu chí, tuy nhiên đều thống nhấtlàcó cường độ chịu nén tuổi 28 ngày không nhỏ hơn 40 Mpa (đối với nhiều tài liệuthìcon số này có thể là 40 ,50, 55, 60) Mẫu thử được chế tạo, dưỡng hộ, thí nghiệmtheo các tiêu chuẩn hiện hành.Theo tiêu chuẩn của Bắc Mỹ (ASTM) qui định bêtông cường độ cao là loại bê tông

concrete-có cường độ chịu nén ở tuổi 28 ngày ≥ 42 Mpa;Theo tiêu chuẩn châu Âu (ACI) concrete-cóqui định về khả năng thi công, các tính chất cơhọc dài hạn (co ngót, từ biến) đượccải thiện sớm, có cường độ hình thành sớm, độbền cao, tuổi thọ lâu dài trong môitrường khắc nghiệt Các nhà khoa học Nhật Bảncho rằng bê tông tự đầm (là loại bêtông có khả năng chảy và đầm lèn chỉ bằng tỷtrọng, có khả năng lấp đầy khônggian thi công mà không cần ngoại lực tác động)cũnglàloạibêtôngcườngđộcao

Bảng1.1–Phâncấpbêtôngcườngđộcao[16],[17]

thường

Bêtông cườngđộcao

Bêtông cườngđộrấtc ao

Bêtông cường độđặcbiệtca o

Thôngsố Bêtông

thường

Bêtông cườngđộcao

Bêtông cườngđộrấtc ao

Bêtông cường độđặcbiệtca o

c ư ờ n g đ ộ é p chẻ, biến dạng, mô đun đàn hồi được thể hiện theo tỷ số vớicường độ nén đơn trụccủa mẫu thử hình trụ có kích thước 15x30 cm hoặc mẫu thửhình lập phương15x15x15 cm tuổi 28 ngày Các tính chất khác như cường độ chịukéo, co ngót, từbiến,sự dínhbámvớicốtthépcũngđượccảitiếnkhicườngđộnéntănglên

1.2 Tìnhhìnhnghiên cứuứngvàứngdụngbêtôngcườngđộcaotrênthếgiới.

Theo tài liệu nghiênc ứ u c ủ a P S G T S P h ạ m D u y H ữ u t ổ n g

k ế t k ế t

q u ả nghiêncứucủacácnướctrênthếgiớivàViệtNam[9]chothấythìbêtôngcườngđộ cao đã được sử dụng từ năm 1975 tại Mỹ cho việc xây dựng các nhà cao tầng.Năm 1975- 1976, các ngôi nhà

từ 43-76 tầng đều dùng bê tông 62MPa, từ 1990,c á c n g ô i n h à ở C h i c a g o v ớ i s ố t ầ n g 5 0 -

năm1976-7 0 đ ư ợ c s ử d ụ n g b ê t ô n g 80MPa Tương tự, các ngôi nhà cao tầng ở Pháp, Đức (từ 40 tầng) đều sử dụngbêtông với từ 70-90MPa Trong xây dựng cầu từ năm 1970 đến nay ở nhiều côngtrìnhtrên nhiều quốc gia đã áp dụng bê tông cường độ cao Bê tông cường độ cao thườngđược sử dụng cho các dầm cầu bê tông dựứng lực với mục đích giảm tải trọng bảnthân dầm và tăng chiều dài kết cấu nhịp Năm 1970, ởNhật bê tông phổ biến (60-120)MPa Ở Pháp, năm 1989 bê tông cầu là (60-

Lan,Mỹ,TrungQuốcđềuđãsửdụngbêtôngvớicườngđộnénkhoảngtừ60MPađến

100MPa Các cấu kiện bê tông và bê tông lắp ghép trong kết cấu hạ tầng đô thịcũngđềusửdụngbêtôngcócườngđộnénkhôngnhỏhơn20MPa.

Các nghiên cứu về bê tông cường độ cao đã khẳng định việc sử dụng bêtôngcường độ cao cho phép tạo ra các sản phẩm có tính kinh tế hơn, cung cấp khả nănggiải quyết được nhiều vấn đề

kỹ thuật hơn hoặc đảm bảo cả hai yếu tố trên Cácnghiên cứu của nước ngoài chothấy có thể tiết kiệm được 30% khối lượng bê tông,giảm 30% trọng lượng kết cấu,giảm 10 – 15% tổng giá trị công trình Kết cấu bảnbêtôngcốtthépdựứnglựccóthểgiảm30%chiềucao,40%khốilượngxâylắp

Bê tông cường độ cao tỏ ra rất hiệu quả, có nhiều tiềm năng khi đúc cácdầmcầu, đặc biệt là các dầm khẩu độ lớn Ở Nhật, Mỹ, Canada, Đức, Pháp người

ta đãxây dựng nhiều cầu bằng bê tông cường độ cao (cường độ 5579 MPa) để đúccácdầmbêtôngcốtthépnhịplớn.ỞNhậtBản,cầuAkaski-Kaikiocóchiềudàinhịpkỷlục thế giới là1991m Một số cầu đường sắt được đúc bằng bê tông có cường độ tới76 MPa trong khi đó một số nơi ở Mỹ

tôngcườngđộcaodùngchocầucócườngđộnénđạt55MPa.MộtsốcầuđiểnhìnhởNhậtBảnđượcthicôngbằngbêtôngcườngđộcaođượctrìnhbàytrongbảng1.2

Hình1.3TòanhàtheBowcao236m-nằmởthành

phốCalgary,tỉnhAlberta ,Canada

q u a đèo Hải Vân hay hầm Thủ Thiêm tại TP Hồ Chí Minh Tuy vậy, các nghiêncứuchuyênsâuvềbêtôngcườngđộcaochưanhiều,đượcmộtsốítnhàkhoahọcđầutưnghiêncứunhư :

"Nghiêncứuứngdụngcôngnghệchếtạobêtôngcườngđộcao(đến100MPa) chocác kết cấu xây dựng" do KS Đặng Hoàng Huy - Hội công nghiệpbêtôngViệtNamlàmchủnhiệmđềtài(2010)

"Nghiên cứu sản xuất oxit silic tinh khiết vô định hình cao từ nguồn trấuvàtro trấuđể làm phụgia chobê tông cường độ cao vàsiêucaođ ạ t c ư ờ n g

thép thành mỏng cho hệ thống cấp thoát nước do KS Hoàng Đức Thảo (Côngtythoát nước và phát triển đô thị tỉnh Bà Rịa- Vũng Tàu) chủ trì đã được traogiảithưởngSángtạoKHCNViệtNamnhưnggiữbảnquyền,khôngphổbiếnrộngrãi).

Ở Việt Nam, trong nhưng năm gần đây, việc nghiên cứu ứng dụng bêtôngcường độ cao, bê tông chất lượng cao đã được quan tâm một cách thích đángnhằmđáp ứng nhu cầu ngày càng cao của xây dựng cơ bản và đã đạt được nhữngthànhtựu đáng kể Đến năm 1990 các kết cấu bê tông cốt thép chủ yếu sử dụng bêtông cócường độ đến 30MPa Một số công trình đặc biệt quan trọng dùng bê tông có cườngđộ đến 50 ÷ 60MPa như Lăng Chủ tịch

Hồ Chí Minh, Khách sạn Thăng Long 11tầng, cầu Thăng Long, cầu Chương Dương, đường hầmđèo Hải Vân, một số côngtrình nhà cao tầng như Keangnam City landward towerv.v Nếu như trước kia bêtông trong các kết cấu bê tông cốt thép thường dùng cócường độ là 20MPa, thì đếnnay cường độ thường dùng là 30MPa Các công trìnhvốn nước ngoài hoặc do nướcngoàiđầutư đãsửdụngbêtôngcườngđộđến60MPa

Các nhà máy xi măng Tam Điệp, Hải Phòng mới được thiết kế theocôngnghệ của Đan Mạch đều dùng bê tông cấp A, B, C hay C45, C40 và C35 -tươngđương bê tông có mác M60 (60MPa), M50 (50MPa) và M40 (40MPa) củaViệtNam Một số công trình nhà cao tầng do nước ngoài đầu tư đã được sử dụng bêtôngcường độ cao mác M50 làm kết cấu chịu lực như Khách sạn Lê Lai 14 tầng ở thànhphố Hồ Chí Minh do HồngKông đầu tư xây dựng Công ty Quen Hing Hồng Kôngcung cấp hỗn hợp bê tôngtrong đó sử dụng xi măng Yu Feng Brand Trung Quốc.Công trình Hà Nội TowerCenterdo công ty Sanyonglàm chủt h ầ u , h ỗ n h ợ p

b ê tôngdocôngtybêtôngChèmcungcấp

Một số cầu vượt sông được xây dựng mới gần đây như cầu Mỹ Thuận,cầuQuẵng cũng đã sử dụng bê tông mác M50 (50MPa) các kết cấu chịu lực chínhnhưtrụ,dầmdự ứnglực

Bảng1.4.Mộtsốmácbêtôngđiểnhìnhđãđượcsửdụngchocôngtrìnhở ViệtNam

dựng

Mácbêtông sửdụng

t r o n g đ ó bê tông đầm lăn sử dụng là 3,2 triệu m3và gần 2 triệu m3bê tôngthường Toàn bộthân đập được sử dụng bê tông đầm lăn, bề mặt đập người ta sử

chấtlượngcaocócườngđộnén50-80MPacókhảnăngchịuxóimòn,màimòntốt

Đềtàiđisâunghiên cứu bê tông cường độ cao dùng cho các công trình thủy công nên đề tài nhấn mạnhưu điểm khi

sử dụng bê tông cường độ cao dùng cho công trình thủy điện Việc sửdụng bê tôngcường độ cao chịu xói mòn, mài mòn trong các công trình xâydựng,đặcbiệtlàcáccôngtrìnhthủyđiệnmàcònmanglạinhiềuưuđiểm,cụthể:

Khả năng chịu mài mòn, xói mòn của bê tông: bê tông cường độ cao cóđộđặc cao, cường độ đá xi măng lớn, sử dụng cốt liệu có cường độ cao khi đó sẽlàmtăngkhảnăngchịumàimòn,xóimònchobêtông

Bê tông cường độ cao có độ đặc cao và do đó làm tăng khả năng chốngthấmnướcvàkhíchokếtcấu.Ngoàira,nólàmhạnchếkhảnăngxâmnhậpvàkhuếchtánv à o t r o n g b ê t ô n g c ủ a c á c t á c n h â n x â m t h ự c l à m t ă n g k h ả n ă n g c h ố n g x

â m thựcchokếtcấu

Bêt ô n g c ư ờ n g đ ộ c a o c ó m ô đ u n đ à n h ồ i l ớ n h ơ n n h i ề u s o v ớ i b ê t ô n gthường

Làm giảm tính co ngót của bê tông: theo một số nghiên cứu thực nghiệmchothấy đối với bê tông cường độ cao 60 – 80 MPa, tổng độ co ngót của loại bêtôngnàychỉbằngmộtnửađộcongóttổngcộngcủabêtôngthường

Có tính công tác tốt phù hợp với công nghệ thi công và chế tạo các kếtcấuphứctạpcủacôngtrìnhchịuxóimòn

Tăng tuổi thọ làm việc, tăng khả năng chống xâm thực: Do ít bị ảnhhưởngcủa môi trường làm việc mật độ cao của bê tông Chính vì vậy giảm đượcđáng kểchiphísửachữacôngtrình…

Sauđâyxinđưara2vídụvềhiệuquảkhisử dụngbêtôngcườngđộcao:

-Giảmchiphíchomộtđơnvịthểtíchcột:

Nawy[18]đãthiếtlậpquanhệgiữacườngđộnéncủabêtôngvàtổngchiphícho một đơn vị cột đối với nhà 15 tầng như hình sau Với kích thước cột cànglớn thì tỉ lệ giảm giá thành càng cao

và có thể tới 50% Có một trường hợp khác đãtăng khẩu độ nhịp từ 14 lên 28 m,chuyển đổi mác bê tông từ 43,4MPa lên 72,1MPavàkhiđólạigiảmgiátừ163xuốngcòn130USD/m2mặtcầu…

Hình 1.7 Mối quan hệ giữa cường độ chịu nén của bê tông và tổng chi phí một

xuống từ 4% xuống còn 1,23%, nghĩa là tỉ lệ cốt thép trong cốt khi sử dụng bêtôngM85 giảm tới gần 70% so với trường hợp sử dụng bê tông 45MPa Nếu giữnguyêntỉlệcốtthéplà4%thìvớibêtông85MPa,sốlượngthanhthépgiảmgần40%(từ

80 MPa tại viện Hải Dương học Bắc Kinh từnhữngnăm90.XimăngcaobelitởTrungQuốcthườngđượcsửdụngtrongchếtạobêtôngcường

độ cao nhằm cải tạo cường độ nén bửa, uốn, giảm lượng nhiệt thủy hóatrongbêtông.Vớibêtôngmác90MPathườngsửdụngphụgiakhoángsilicafume

Nhượcđiểmcủabêtôngcườngđộcao:Hiệnnaytrongtínhtoánkếtcấucáccôngtrìnhchưađưabêtôngcườngđộcaovào,vẫntínhtheokếtcấucấucũdẫnđếngiáthànhcủacôngtrìnhtănggâykhókhăntrongviệcđưabêtôngcườngđộcaovàosửdụng

1.5 Thànhphầnvàcấutrúccủabêtôngcườngđộcao

Để có được những tính năng vượt trội trên, trong thành phần bê tôngcườngđộcaothườngkhôngthểthiếuhaicấutửđólàphụgiasiêudẻo(PGSD)vàphụgia

khoáng mịn Trong bê tông truyền thống để đảm bảo cho việc thủy hóa của ximăngvà tạo ra tính dễ thi công cần thiết thì tỷ lệ nước trên xi măng (N/XM) phải có giá trịcao (N/XM = 0.4 ÷ 0.55) Trong khi đó lượngcần nước cho việc thủy hóa xi măngchỉ yêu cầu 0.2 ÷ 0.25 lần lượng xi măng Do đó, trong bê

luôntồntạimộtlượngnướcdưthừa.Lượngnướcdưthừanàylànguyênnhânlàmchobê tông xi măng có cấu trúc vi mô xấu ngay từ ban đầu (cấu trúc rỗng do nước thừabốc hơi), là nguyên nhân gây racác hiện tượng nứt co ngót, biến dạng mềm dưới tácđộng của môi trường khi xảy ra quá trình mất nướctrong thời kỳ đầu sau khi tạohình bê tông PGSD được dùng để cải thiện tính công tác của hỗnhợp bê tông màkhông cần tăng lượng nước nhào trộn, nhờ đó giảm được tỷ lệN/XM trong bê tông(N/XM = 0.21 ÷ 0.35) Tỷ lệ N/XM được giảm tới gần giá trịcủa tỷ lệ N/XM cầncho xi măng thủy hóa do đó giảm đáng kể được lượng nước dưthừa trong bê tông.Nhờ đó cấu trúc của bê tông cường độ cao được cải thiện rõ rệt

và như vậy cải thiệnđượccácđặctínhxâydựngcủabêtông

Một thànhphầnkhác thường được sử dụng trong bê tông cườngđ ộ c a o

l à phụ gia khoáng hoạt tính Phụ gia khoáng hoạt tính: là các loại vật liệu vô cơthiênnhiên hoặc nhân tạo, có chứa các thành phần hoạt tính (SiO2hoạt tính ,

Al203hoạttính) có khả năng kết hợp với Ca(OH)2(thải ra trong quá trình hydrat hoácáckhoáng clinker xi măng pooclăng) hoặc qua quá trình hoạt hoá tạo thành các

tửbềnvững-hydrosilicat,hydroaluminat,hydroferoaluminat,hydrogranat ).B ở i vậy,ởdạngnghiềnmịn,chúngcótínhchấtpuzolanhoặctínhchấtthuỷlực,nghĩalà hỗn hợp của chúng với vôihoặc các chất hoạt hoá tự cứng được trong môi trườngnước ở nhiệt độ bình thường Phụ gia hoạt tính sử dụng trong công nghệ xi mănglàcác loại puzolan ( thiên nhiên hoặc nhân tạo ) và các loại xỉ luyện kim (xỉ lò cao,xỉthép ) Các loại puzolan thiên nhiên gồm có puzolan nguồn gốc núi lửa ( tronúilửa, đá bọt, tuff, tras ) và puzolan gốc trầm tích (diatomit) Puzolan nhân tạobaogồm tro bay, các loại sét nung Trong các loại xỉ luyện kim thì xỉ lò cao hoạthoádưới dạng hạt được dùng nhiều nhất, chúng là sản phẩm thu được khi làm nguộixỉlỏng ra khỏi lò bằng vòi nước phun mạnh Phụ gia khoáng hoạt tính có tácdụnggiảm lượng dùng xi măng, cải thiện tính công tác của hỗn hợp bê tông, tăng

độ đặcchắcvàđộbềncủabêtông

1.5.1 Phụgiakhoángtrongbêtôngcườngđộcao

1.5.1.1 Tổngquanvềphụgiakhoáng

Để điều chỉnh một cách tích cực cấu trúc và thành phần của hỗn hợp bêtông,thì ngoài việc sử dụng các loại phụ gia hóa học (PGHH) người ta còn sử dụngphụgiak h o á n g ( P G K ) C á c l o ạ i p h ụ g i a k h o á n g n à y ở d ạ n g b ộ t c ó b ả n c h ấ t k

h o á n g khác nhau, thu được chúng từ nguyên liệu thiên nhiên hoặc phế thải (tro, xỉ nghiềnvà đá núi, silicafumv.v…) Khi cùng phân bố với xi măng ở trong các lỗ rỗng củacốt liệu, chúng lènchặt cấu trúc của bê tông, trong nhiều trường hợp cho phép giảmchi phí xi măng.Nếu đánh giá PGK theo ảnh hưởng của chúng đến cấu trúc và cáctính chất của ximăng và bê tông thì phụ thuộc vào độ mịn có thể phân PGK rathành:PGK–chấtphaximăngvàPGK–chấtlènchặt.PGK–chấtphaximăng(bề mặt riêng 0,2 -0,5m2/g) PGK – lèn chặt (thí dụ như silicafum), có các hạt nhỏhơn hạt xi măng gần

100 lần (bề mặt riêng 20-30 m2/g) và là phụ gia có hiệu quảhơn, bởi vì chúng cókhả năng lấp đầy các lỗ rỗng giữa các hạt xi măng, và có khảnăngtăngphảnứng

Phụ gia khoáng hoạt tính là các phụ gia có nguồn gốc thiên nhiên haynhântạo, mà bản thân chúng không có hoặc có rất ít hoạt tính thuỷ lực, nhưng khiđượcnghiền mịn và ở trong môi trường ẩm thì chúng có khả năng phản ứng hoáhọc vớihyđrôxit canxi Ca(OH)2và với nước ở nhiệt độ thường, tạo thành các sảnphẩm cótínhchấtkếtdính

Phụgia k h oá n g h o ạ t tínhcók hả n ă n g l à m tăngcườngđ ộ v à đ ộ bềntrongmôi trường nước của các sản phẩm chế tạo nên từ xi măng poóc lăng chứa phụ giakhoánghoạttính

Phụgiahoạttínhgồmcóhailoại:

Loạic ó n g u ồ n g ố c t ự n h i ê n : t r ê p e n , đ i a t ô m í t , t r o n ú i l ử a , đ ấ t s é t n

u n g t ự nhiên,v.v

Loạicónguồngốcnhântạo:tro,xỉnhiệtđiện,xỉlòcaohạthoá,đấtsétnungnon,silicafume,trotrấu,metacaolanhv.v

Cácphụgiakhoángđượcchiarahailoại:hoạttínhvàtrơ

Phụ gia khoáng hoạt tính (PGKHT) khi có nước có khả năng tác dụngvớiCa(OH)2ở nhiệt độ thường tạo thành hợp chất có tính kết dính Khi đưa chúngvàobê tông chúng tác dụng với Ca(OH)2– là sản phẩm được tạo thành khi thủy hóaximăng poóc lăng Một số PGKHT, thí dụ xỉ lò cao nghiền mịn, có khả năng đóngrắnđộc lập, quá trình này được hoạt hóa hơn khi cho vôi vào thêm Thành phần hạtcủaPGKHT,chúngđượcxácđịnhbằngbềmặtriêngvàtươngứnglàkhảnăngphảnứng hoặc khả năng lèn chặt cấu trúc của bê tông, có ảnh hưởng đáng kể đến các tínhchấtcủaPGK.

Các phụ gia trơ (PGT), thí dụ như cát thạch anh nghiền mịn, khi ở nhiệtđộthường không tham gia phản ứng với các thành phần của xi măng, tuy nhiên khiởđiều kiện nhất định các phụ gia này có thể xuất hiện khả năng phản ứng (thí dụnhưkhi gia công nhiệt avtoclav) Ở trong đa số các trường hợp các phụ gia trơ đượcsửdụng để điều chỉnh thành phần hạt và độ rỗng của pha rắn của bê tông: cốt liệu –ximăng – phụ gia khoáng, với mục đích điều chỉnh các tính chất của hỗn hợp bêtôngvàbêtông

Cácloạiphụgiakhoángthườngđượcsảnxuấttừ tựnhiênhoặcnhântạo:

Các phụ gia khoáng thiên nhiên chế tạo bằng cách nghiền mịn các đákhácnhau (tup, đá traxơ, tro bụi) hoặc có nguồn gốc trầm tích (điatomít, trêpen,opoka).PGKcón gu ồn gốc p hu nt rà o hoặc tr ầm tíchc ó cấ utạ o chủy ế u từS i O2v

ô đị nh hình và nhôm ôxýt (70-90%), chúng quyết định độ hoạt tính của PGK Loại phụ gianày được sử dụng rộngrãi hơn cả trong sản xuất xi măng Hạn chế của chúng làlượngcầnnướclớn

PGK từ nguyên liệu phế thải: tro, xỉ nghiền, silicafum và các chất kháccóthành phần khoáng và độ mịn khác nhau, chúng xác định hiệu quả sử dụngchúngtrongximăngvàbêtôngcao

Dựa vào cơ chế liên kết với Ca(OH)2, có thể phân các phụ giakhoángthànhhainhómlàphụgiapuzơlanvàphụgiaxỉ

Phụ gia puzơlan bao gồm các các loại phụ gia khoáng nguồn gốcthiênnhiênhaynhântạo,lạiđượcchiathành3nhóm:

Nhóm 1: bao gồm các phụ gia mà độ hoạt tính được xác định bởi sự tồntạicủa SiO2vô định hình Các phụ gia khoáng thuộc nhóm này bao gồmđiatômít,trêpen, silica fume, tro trấu Do phản ứng hoá học của Ca(OH)2và SiO2tạothànhsảnphẩmlàcáchyđrôsilicátthuộcnhómCSH(B)cókíchthướcnhỏdạnggel:

SiO2+ Ca(OH)2+ H2O→xCaO.ySiO2.zH2ONhóm 2: bao gồm các phụ gia mà độ hoạt tính được xác định bởi sự cómặtcủa cả SiO2, Al2O3và meta cao lanh Al2O3.2SiO2 Các thành phần hoạt tính củaphụgiakhoángthamgiaphảnứngvớiCa(OH)2tạothànhcácsảnphẩmdạnghyđrôsilicátcanxi và hyđrôghelenhít- 2CaO.Al2O3.SiO2.8H2O Nhóm này baogồmcácphụgiakhoángnhư đấtsétnung,metacaolanh,v.v

Nhóm 3: bao gồm các phụ gia nguồn gốc núi lửa như túp, trass, đá bọt…màbản chất hoạt tính của nó phụ thuộc vào dạng thuỷ tinh hyđrát và thuỷ tinhkhônghyđrát trong phụ gia Phụ thuộc vào nồng độ Ca(OH)2có trong hỗn hợp vớiphụ

giamàsảnphẩmtạothànhcóthểlàcáckhoánghyđrôaluminátcanxihayhyđrôghelenhítC4AHx,C

2ASH8

Với phụ gia tro, xỉ, phụ thuộc vào thành phần hoá học và hàm lượngphathuỷ tinh và pha tinh thể mà nó có độ hoạt tính khác nhau Độ hoạt tính của tro,xỉcàng cao khi hàm lượng pha thuỷ tinh càng lớn Khi nghiền mịn và nhào trộnvớinước, hầu hết các thành phần của xỉ nghiền mịn không bị hyđrát hoá, tuy nhiênkhicómặtCa(OH)2thìcácthànhphầnkhoángcủaxỉlạicókhảnănghyđráthoá.VìvậycóthểcoiCa(OH)2làchấthoạthoákiềmcủaxỉ

Tro, xỉ nhiên liệu của các nhàm á y n h i ệ t đ i ệ n n ó i c h u n g c ó

đ ộ h o ạ t t í n h nhỏ hơn xỉ lò cao hạt hoá Cũng tương tự như xỉ lò cao hạt hoá,

hoạttínhtrongtro,xỉnhiệtđiệnsẽcókhảnănghyđráthoákhicómặthyđrôxitcanxi

Như vậy để làm cho các loại phụ gia khoáng hoạt tính kết hợp đượcvớinước và rắn chắc thì trong hỗn hợp phải có mặt hyđrôxit canxi Khi trộn ximăngpoóc lăng có chứa phụ gia khoáng hoạt tính với nước thì sẽ xuất hiệnCa(OH)2đượcsinhrabởiquátrìnhthuỷhoácủacáckhoángsilicátcanxitrongclanhke

Khả năng liên kết với Ca(OH)2của phụ gia ở nhiệt độ thường khi cónướcđược gọi là hoạt tính puzơlaníc Độ hoạt tính của phụ gia khoáng phụ thuộcvàothành phần hoá, thành phần khoáng, độ nghiền mịn của phụ gia, và nhiệt độ củamôitrường

Độhoạttínhcủaphụgiakhoángthườngđượcđánhgiáthôngquađộhútvôivàchỉsốhoạttínhvớiximăngpoóclăng

h u ỷ ti nh hoặc các ôxit silic, ôxit nhôm vô định hình, có kích thước hạt rất nhỏ và tỷ diện tíchbềmặtlớn

Phụ gia khoáng hoạt tính cao có hoạt tính puzơlanic cao hơn so với cácphụgia khoáng nêu trong tiêu chuẩn ASTM C618 Ví dụ độ hút vôi của tro bay chỉđạtkhoảng 100-200 mgCaO/g phụ gia, còn của silica fume từ 500-600 mgCaO/g,củameta cao lanh có thể đạt tới 1000 mg/g Phụ gia khoáng hoạt tính thấp khi sửdụngthường làm giảm cường độ của bê tông ở tuổi sớm, còn các phụ gia hoạt tínhcaokhôngcónhượcđiểm này Tuy nhiên,docácphụgiakhoánghoạttínhcao cótỷdiện tích bề mặt lớn nên làm tăng lượng nước yêu cầu vì vậy chúng chỉ phát huyhiệuquảtốtkhisửdụngkếthợpvớiphụgiasiêudẻo.

Silica fume, tro trấu và meta cao lanh là ba loại phụ gia khoáng có hoạttínhcao rất được quan tâm Silica fume là thải phẩm của công nghiệp, một sảnphẩm cógiá thành cao, tuy được quảng cáo rộng nhưng các nhà cung cấp (sản xuấtchính) rấthạn chế, chỉ tập trung các quốc gia có công nghiệp luyện kim phát triển Trong khiđó, tro trấu là sản phẩm

từ thải phẩm nông nghiệp nên việc sử dụng tro trấu cóthểcoilàsửdụngmộtsảnphẩm“xanh’’

1.5.1.2V a i tròcủaphụgiakhoánghoạttínhtrongchếtạobêtôngcườngđộcao.

Phụ gia khoáng hoạt tính cao có một số tính chất đặc trưng như cỡ hạtrấtnhỏ, cấu trúc vô định hình, và hàm lượng SiO2lớn PGK được sử dụng chủ yếuđểchế tạo bê tông khi phối hợp với phụ gia siêu dẻo Do tác động tương hỗ của 2phụgia này nên lượng nước yêu cầu của hỗn hợp bê tông được giảm đáng kể, vìvậy cóthể chế tạo hỗn hợp bê tông lưu động, với tỷ lệ N/CKD rất thấp Mà tỷ lệ N/CKDthấp,chínhlàchìakhoáđểđạtcườngđộcao

Các công trình nghiên cứu về PGK cho thấy ảnh hưởng có lợi của PGKđốivớicáctínhchấtcủabêtôngđượctạonênbởihaihiệuứnghoáhọcvàvậtlý

Hiệuứnghóa học:

Hiệu ứng hoá học liên quan đến khả năng phản ứng hoá học của PGKvớihyđrôxit canxi Khi xi măng poóc lăng thuỷ hoá, trong số các hợp chất hyđráthìnhthành có hai thành phần chiếm thể tích lớn trong đá xi măng và ảnh hưởngquyếtđịnh tới tính chất của nó là hyđrôxit silicat canxi (CSH) và hyđrôxit canxi(CH) Sựhình thành của các hợp chất này có thể biểu diễn bằng phản ứng thuỷ hoácáckhoángsilicatcanxisau:

độ vàđộ bền cho bê tông) lại tăng lên Đây là một trong các hiệu ứng chủ yếu củaPGKảnhhưởngtớicườngđộvàđộbềncủabêtông.

Hiệuứngvậtlý:

Hiệu ứng vật lí gồm 4 hiệu ứng sau: Hiệu ứng tường chắn (Wall Effect),hiệuứng ổ bi (Ball Bearing Effect), hiệu ứng phân tán (Dispersion Effect), hiệu ứngtăngđộđặcchắcvicấutrúc(IncreasedPackingDensity)

Trong bê tông chất lượng cao sử dụng hỗn hợp phụ gia khoáng tro trấu vàtrobay, do hàm lượng SiO2trong tro bay thấp hơn nhiều so với tro trấu nên ảnh hưởngcủa trobay đến tính chất của bê tông chất lượng cao chủ yếu là do các hiệu ứngvậtlýmanglại[11]

+Hiệuứngtườngchắn(WallEffect):

Khi xi măng thủy hóa, sản phẩm thủy hóa là Ca(OH)2sẽ lắng đọng trên bềmặthạt cốt liệu làm cho vùng giao diện chuyển tiếp giữa cốt liệu và đá xi măng bịrỗngxốp làm giảm sự bám dính giữa chúng Cơ chế này có thể giải thích như sau:Trên

bề mặt hạt xi măng có độ đậm đặc của các ion cao hơn trên bề mặt hạt cốt liệu,các ion

sẽ chuyển dịch từ bề mặt xi măng lên bề mặt hạt cốt liệu theo cơ chế khuếchtán bởi gradien nồng độ Vì vậy, khi sử dụng tro bay có thànhphần SiO2hoạt tínhchúng sẽ nhanh chóngtác dụng với sản phẩm thủy hóacó

l i ệ u tạor a c á c s ả n p h ẩ m C S H l à m t ă n g c ư ờ n g đ ộ , t ă n g đ ộ đ ặ c c h ắ c v ù n g

g i a o d i ệ n

Khi thay thế xi măng bằng tro bay, do các hạt tro bay có dạng hình cầunênchúng có tác dụng bôi trơn, làm tăng tính công tác cho hỗn hợp bê tông hay đểđạtđượccù ng t í n h côn gt á c t h ì h ỗn h ợ p b ê tô ng s ử d ụ n g tr o ba y sẽc ầ n l ư ợ n g n

ư ớ c nhàotrộníthơnhỗnhợpbêtôngkhôngsử dụngtrobay

+Hiệuứngphântán(DispersionEffect):

Tronghỗnhợpbêtôngsửdụngtrobay,cáchạttrobaysẽxâmnhậpvàotronggiữa các hạt ximăng và tách các hạt xi măng ra làm cho bề mặt các hạt xi măngnàytiếpxúcnhiềuhơnvớinướctăngnhanhquátrìnhthủyhóacủacáchạtximăng

+Hiệuứngtăngđộđặcchắcvicấutrúc(IncreasedPackingEffect):

Tro bay sử dụng trong bê tông bổ sung thành phần hạt còn thiếu trongximăng làm cho dải hạt trở nên liên tục, làm giảm lỗ rỗng trong đá xi măng Cáchạttro bay một phần tham gia phản ứng puzzolanic tạo khoáng có cường độ, mộtphầnthamgiađiềnđầycấutrúcvimôlàmchođáximăngtrởnênđặcchắc

1.5.2 Phụgiahóahọc

Phụ gia hoá học là vật liệu bắt buộc sử dụng trong chế tạo bê tông cườngđộcao Ngoài mục đích giảm tỷ lệ N/CKD chúng còn thúc đẩy phát triển cường độ.Vàđây còn là giải pháp kinh tế bằng biện pháp giảm nhu cầu cần nước thay choviệctănghàmlượngchấtkếtdínhtrongbêtông[11]

Thông thường, phụ gia giảm nước có khả năng giảm lượng cần nước củahỗnhợp bê tông vào khoảng 10-15% Đặc biệt với phụ gia siêu dẻo có khả năng giảmhàm lượng nước trong hỗnhợp tới 30% hoặc cao hơn Các phụ gia siêu dẻo đã đượcnghiên cứu chế tạo như: phụ gia siêu dẻo(Superplastcizer), phụ gia siêu hoá lỏng(Superfluidifier) Lượng dùng thông thường dao độngtrong khoảng 0,1-5% theokhốilượngcủaximăng(tínhtheođơnvịlít/kg).

Việc sử dụng phụ gia tăng dẻo còn có lợi ích làm chậm quá trình tổn thấtđộsụt, tiện lợi cho việc vận chuyển hỗn hợp bê tông đi xa và thi công các kết cấuphứctạp.Đồngthờilàmtăngrắnchắckhicáccôngtrìnhcóyêucầucườngđộsớm

1.5.2.2Cơ chếhoạtđộng.

Cơ chế hoạt động của phụ gia tăng dẻo là do được phân ly trong nướcthànhcác nhóm phân cực mạnh các nhóm hyđrocacbon (OH), (COOH),OH), (COOH), OH), (COOH),(CHO) vàOH), (COOH), gốc cacbon còn lại ở dạng cao phân tử phân cực yếu Các nhóm phâncực mạnh cótác dụng làm dung dịch huyền phù tăng tính linh động còn nhóm caophân tử có sứccăng bề mặt kém hơn nên hấp phụ bề mặt phụ gia làm tăng tính nhớt Ngoài ra trongchúng tồn tại dạng axitlignnosulfuric có tác dụng cuốn khí tạo ra bọt bám xungquanh các hạt xi măng làm giảm diện tích tiếpxúc giữa các hạt do đó làm giảm lựcma sát giữa các hạt dẫn đến tăng tính linh độnggiữa các hạt của xi măng và khi hấpthụ lên bề mặt xi măng nó có tác dụng kìm chếtốc độ thuỷ hoá Chúng được chia ra3loạichínhnhư sau:

Hóadẻodolàmgiảmsứccăngbềmặt

Phụ gia siêu dẻo là chất hoạt động bề mặt Vì vậy, khi cho vào nướcchúnglàmgiảmsứccăngbềmặtcủadungdịch,nồng độphụgiacàngcaothìsứccăngmặt của dung dịch giảm càng nhiều Khi cho phụ gia siêu dẻo vào hỗn hợp bê tông,các phân tử của nó bám lên

bề mặt của các pha rắn (hạt xi măng, tro, cát, đá, sảnphẩm thủy hóa của xi măng ).Các phân tử phụ gia nói trên nằm trên bề mặt phânchia giữa pha rắn - lỏng và làmgiảm sức căng bề mặt của nước bao quanh pha rắn,làm chiềudày màng nước bọc

haip h a rắntrượtlênnhaudễdàngnhưcũvớimàngnướcphâncáchcóchiềudàynhỏhơn

Cơ chế hòa tan dựa trên lực đẩy không gian (sự bố trí các nguyên tửtrongkhông gian) thuộc về các phụ gia siêu dẻo gốc polycarboxylate và tất cả cácphụ giasiêu dẻo có polyme mạch vòng có nhánh ethylene oxide Mạch ethylene oxide cókhả năng giữ nước rất tốt.Nhờ có lớp hấp thụ mạnh nên các phân tử phụ gia tạođược màng nước mỏng trên

bề mặt các hạt xi măng Lớp hấp thụ mỏng này sinh ralựcđẩykhônggiancao

Lực đẩy tĩnh điện và lực đẩy không gian cao sẽ làm cho hạt xi măngkhôngdính bết vào mà phân tán và thấm đều nước, các hạt tách khỏi nhau dễ dàng

và phântíchđềutronghỗnhợpbêtông

Trong bê tông thường, phụ gia hóa dẻo và phụ gia siêu dẻo khi làm giảmsứccăngbềmặtcủanướccũngsẽlàmtăngkhảnăngcuốnkhílên.Cácbọtkhí cuốnvào kích thước rất bé phân bố đều trong hỗn hợp bê tông có tác dụng như cáclớpđệmmàtrênđócácpharắnsẽtrượtdễdànghơn

2.1.1 Cácphương phápnghiên cứutínhchất vậtliệusửdụng.

Các phương pháp thí nghiệm tiêu chuẩn được sử dụng để xác định cáctínhchất kỹ thuật của vật liệu sử dụng trong nghiên cứu Các nghiên cứu này đượctiếnhành nhằm thu thập thông tin cần thiết trên cơ sở đó lựa chọn nguyên vật liệusửdụng và đánh giá ảnh hưởng của các nguyên liệu thành phần tới các tính chấtcầnquan tâm của đối tượng nghiên cứu Các thí nghiệm được sử dụng chủ yếu dựatheotiêu chuẩn Việt Nam Một số thí nghiệm chưa có trong tiêu chuẩn Việt Namđượcthực hiện theo tiêu chuẩn Mỹ ASTM Danh mục các thí nghiệm theo tiêuchuẩn sửdụngtrongnghiêncứuđượcthốngkêtrongbảng2.1

2.1.2 Các phương pháp nghiên cứu tính chất của hỗn hợp bê tông và bê tôngcườngđộcao

Khi nghiên cứu các tính chất của hỗn hợp bê tông và bê tông cường độcao,đề tài đã sử dụng các phương pháp tiêu chuẩn của Việt Nam và nước ngoài.Danhmụccáctiêuchuẩnđượcthốngkêởbảng2.2

Bảng 2.2 Các thí nghiệm theo tiêu chuẩn nghiên cứu tính chất của hỗn hợp bê

Nội dung của quy hoạch thực nghiệm là áp dụng các phương pháp toánhọc,đặc biệt là phương pháp bình phương bé nhất, lý thuyết thống kê toán, và lýthuyếtquy hoạch toán học đề lập các phương án thí nghiệm nhằm thu được các sốliệu cầnthiết vềmột hệ thốngnào đó rồi xử lý các số liệu đó để xây dựngmộtm ô

h ì n h thống kê của hệ thống đó có kèm theo các đánh giá về mức độ tin cậy củacác kếtquả.Trìnhtựphươngphápquyhoạchthựcnghiệmnhưsau:[16]

Thiếtkếthànhphầnbêtôngvàthínghiệmxácđịnhcácgiátrịhàmmụctiêutheokếhoạchthựcnghiệm

Tìmhàmtoánmôtảmôhìnhquyhoạchtheocácmụctiêucủahệ(phươngtrìnhhồiquy)

Kiểm tra tính có nghĩa của các hệ số hồi

quy.Kiểmtratínhtươnghợpcủacáchàmhồiquy

Phân tích bề mặt biểu hiện và biểu đồ mô tả sự ảnh hưởng của các biếnkhảosátđ ế n c á c h à m m ụ c t i ê u t r ê n c á c b i ể u đ ồ , b ề m ặ t b i ể u h i ệ n v à c á c đ ư ờ n g

đ ồ n g mức Từ đó rút ra các nhận xét và kết luận cũng như các quy luật ảnh hưởng của cácnhântốđếnhàmmụctiêu

2.1.2.2 Phương pháp xác định lượng dùng phụ gia siêu dẻo hợp lý cho hỗn hợpbêtông[12]

Nội dungcủa phươngpháp là khảo sátsự thay đổi độchảy loangc ủ a

h ỗ n hợpcátvàchấtkếtdínhbằngcôntiêuchuẩnxácđịnhlượngcầnnướccủacát.Sơđồthínghiệmnhư hình2.1

Trìnhtự thínghiệmxácđịnhđộchảyloangcủavữanhư sau:

Chuẩn bị nguyên vật liệu gồm: chất kết dính, cát, nước, PGSD cho mẻtrộnkhoảng 300ml và tiến hành trộn vữa bằng máy trộn vữa Ele kiểu hành tinh.Quytrình trộn như sau: cho khoảng 70% lượng nước vào trong cối trộn, sau đó đổcátvào Trộnkhô hỗn hợp ximăng, tro trấu vàtro bay ởngoài,s a u đ ó đ ư a v à o

t r o n g cối trộn, trộn chậm từ (1,5÷2) phút Sau đó hòa nước vào cốc chứa PGSD, sao chovẫn còn một lượng nướcnhất định để tráng cốc và đổ vào trong cối trộn Tiến hànhtrộn thêm từ (2÷ 3) phút.Vữa trộn xong được đổ vào côn đặt trên tấm gạch hoa (cônvà tấm gạch đã được lau ẩm trước khi

đổ vữa vào), tiếp theo dùng thước thép gạtphẳng bằng miệng côn rồi hai tay nhẹ nhàng nhấc côn lên

đứngđểc h o v ữ a t ro ng c ô n chảyloangtr ên m ặ t vi ên gạ c h Hỗ nh ợ p v ữ a c h ả y códạ ng hình tròn, tại mép hình tròn không có hiện tượng tách nước Khi hỗn hợp vữa ngừngchảy thì tiến hành đo hai đường kínhvuông góc nhau, lấy giá trị trung bình hai kếtquảnàyvàbiểuthịđộchảycủahỗnhợpvữabằngcm

Việc khảo sát độ chảy và xác định điểm bão hoà phụ gia siêu dẻo bằngcáchxét độ chảy đảm bảo tính công tác cho bê tông chất lượng cao (D= 15÷30 cm),hàmlượng bọt khí là ít nhất và quan sát thời điểm xuất hiện hiện tượng tách nướctrên bềmặtcủahỗnhợpbêtôngnhằmđảmbảocườngđộcủabêtôngsaunày

2.1.2.3 Phươngphápxácđịnhtínhchấtcủahỗnhợpbêtôngvàbêtông

Cácchỉtiêuđánhgiánghiêncứuhỗnhợpbêtôngnhưđộlưuđộng,độdẻo,độtáchnước,vàkhốilượngthểtíchhỗnhợpbêtôngtheocácTCVNhiệnhànhsau:

2.2 Vậtliệusửdụngtrongnghiêncứu.

2.2.1 Cốtliệunhỏ

Cốt liệu nhỏ dùng cho bê tông cường độ cao là các loại cát vàng dùng chobêtông thường Kích thước, tính chất bề mặt hạt và lượng dùng cát cho 1m3bê tônglànhân tố quan trọng trong chế tạo bê tông cường độ cao, nó ảnh hưởng trực tiếptớicường độ nén của bê tông Cát có nhiệm vụ kết hợp với phần chất kết dính tạothànhhỗn hợp vữa lấp đầy phần rỗng do cốt liệu lớn để lại, làm chặt và đồng nhất hỗn hợpbê tông tạo khả năng nâng cao cường độ.Lượng ngậm nước của cát ảnh hưởng trựctiếp đến hàm lượng nước trộn bê tông Chẳng hạn lượngnước trộn tăng khoảng 2,5lít nước/m3cũng có thể làm hỗn hợp bê tông bị phân tầng

Do vậy, cát được dùngtrong bê tông cường độ cao thường được giữ ở trạng thái bãohòa bề mặt (bão hòanước) với mục đích ổn định lượng nước trộn của bê tông Một

số nghiên cứu chothấy rằng với bê tông có cường độ cao hàm lượng chất kết dính

xi măng và phụgiakhoáng hoạt tính siêu mịn lớn Do đó, nếu cát có hàm lượng hạtnhỏ nhiều sẽ khôngcó lợi cho cường độ bê tông Hiệp hội cốt liệu quốc gia Mỹ đãkhuyến cáo, cốt liệudùng cho bê tông cường độ cao nên giảm hàm lượng hạt nhỏ(lọt sàng 50 và sàng100 – ASTM C33) đến mức thấp nhất Tuy nhiên, nó vẫn phảiphù hợp với đườngbao thành phần hạt nhằm duy trì tính công tác tốt cho hỗn hợp

bê tông Một nghiêncứu khác cũng cho thấy, thành phần hạt của cát cũng không

đếncườngđộbêtôngởtuổiítngày.Nhưngởtuổidàingàycátcóthànhphầnhạtliêntụcsẽchocườngđộbêtôngcaohơnsovớicátcóthànhphầnhạtgiánđoạn

Đề tài sử dụng cốt liệu là cát vàng sông Lô, đây là loại cốt liệu phổ biếnởViệt Nam Cát được lấy về sàng loại bỏ các hạt có kích thước lớn hơn 5mm sauđókiểmtracáctínhchấtcơlý

2.2.2 Cốtliệulớn

Sự khác biệt cốt liệu dùng chế tạo bê tông cường độ cao cần có độ đặcchắctốt hơn, phải có đủ độ cứng không nứt nẻ, không có các mặt phẳng yếu, sạchvàkhông dính bám tạp chất trên bềmặt Tuy nhiên, trongm ộ t s ố t r ư ờ n g

h ợ p v ẫ n c ó thể dùng cốt liệu có cường độ thường chế tạo bê tông cường độ

liệusửdụngthoảmãnyêucầunhàthiếtkếđềra.Sựđồngđềuvềkíchthướccũngnhư