CÔNG NGHỆ VẬT LIỆU XÂY DỰNG NÂNG CAO GVHD: PGS.TS. PHAN ĐỨC HÙNG SVTH: NGUYỄN PHƯƠNG LINH NGUYỄN QUANG KHẢI 1 PHẦN I: TỔNG QUAN VỀ BÊ TÔNG CHẤT LƯỢNG CAO (HPC) 1 PHẦN II:PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM PHẦN III: KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM 2 2 PHẦN I: TỔNG QUAN VỀ BÊ TÔNG HPC BT thường BT cường độ cao 3 3 PHẦN I: TỔNG QUAN VỀ BÊ TÔNG HPC Cầu Tsing Ma (Hồng Kông) 80MPa
Trang 1TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM
KHOA XÂY DỰNG
TP.HCM – 10.08.2019
BÊ TÔNG CƯỜNG ĐỘ CAO
( HIGH PERFORMANCE CONCRETE-HPC )
CÔNG NGHỆ VẬT LIỆU XÂY DỰNG NÂNG CAO
GVHD: PGS.TS PHAN ĐỨC HÙNG SVTH: NGUYỄN PHƯƠNG LINH
NGUYỄN QUANG KHẢI
Trang 2PHẦN I: TỔNG QUAN VỀ BÊ TÔNG
Trang 3PHẦN I: TỔNG QUAN VỀ BÊ TÔNG HPC
Trang 4PHẦN I: TỔNG QUAN VỀ BÊ TÔNG HPC
Cầu Tsing Ma (Hồng Kông) Millau Viaduct (Pháp)
Trang 5PHẦN I: TỔNG QUAN VỀ BÊ TÔNG HPC
Burj Khalifa (Dubai) Tháp đôi Petronas(Malaysia)
80MPa
Trang 6 Bê tông cường độ cao thỏa mãn các đặc tính sau:
PHẦN I: TỔNG QUAN VỀ BÊ TÔNG HPC
Tỷ lệ N/X ≤ 0.35
f’ c : sau 4 giờ ≥ 2500 psi (17.5 MPa)
sau 24 giờ ≥ 5000 psi (35 MPa) sau 28 ngày ≥ 8700 psi (60 Mpa)
Thường bao gồm các loại phụ gia điều chỉnh tính
chất của hỗn hợp BT.
Trang 7PHẦN I: TỔNG QUAN VỀ BÊ TÔNG HPC
Các thuộc tính HPC có thể được yêu cầu bao gồm:
- Độ bền cao, cường độ sớm cao, mô đun đàn hồi cao
- Khả năng chống mài mòn cao
- Độ bền cao và tuổi thọ cao trong môi trường khắc nghiệt
Trang 9I.1 Cường độ chịu nén:
PHẦN I: TỔNG QUAN VỀ BÊ TÔNG HPC
Tốc độ tăng cường độ ở các giai đoạn đầu cao hơn
BT thường, nhưng ở các giai đoạn sau không đáng
kể
Do nhiệt của quá trình hidrat hoá; khoảng cách các
hạt thu lại; lỗ rỗng thấp.
Trang 10 Quan hệ giữa bê tông chịu nén ở này thứ j và cường
độ bê tông ngày 28:
Trang 11 Quan hệ giữa bê tông chịu nén ở này thứ j và cường
độ bê tông ngày 28:
PHẦN I: TỔNG QUAN VỀ BÊ TÔNG HPC
Theo công thức BAEL và BPEL (Pháp):
Trang 12 Quan hệ giữa bê tông chịu nén ở này thứ j và cường
độ bê tông ngày 28:
PHẦN I: TỔNG QUAN VỀ BÊ TÔNG HPC
Quan hệ giữa cường độ và thời gian
Trang 13I.2 Cường độ chịu kéo:
PHẦN I: TỔNG QUAN VỀ BÊ TÔNG HPC
Bê tông có cường độ cao thì cường độ chịu néo
Trang 14I.2 Cường độ chịu kéo:
PHẦN I: TỔNG QUAN VỀ BÊ TÔNG HPC
- Thí nghiệm gián tiếp: kéo uốn, kéo bửa.
I.3 Mô đun đàn hồi:
Trang 15Mục tiêu thí nghiệm:
Thiết kế thành phần bê tông cường độ cao theo ACI
có cường độ chịu nén 70 Mpa (28 ngày tuổi)
Xác định, tính toán và đưa tra nhận xét về cường độ
chịu nén, chịu kéo của bê tông tại 7 ngày tuổi
PHẦN II: PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM
Trang 16II.1 Thông số vật liệu đầu vào
Đáp cứng yêu cầu kỹ thuật theo TCVN 7570:2006
PHẦN II: PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM
Trang 17II.1 Thông số vật liệu đầu vào
PHẦN II: PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM
Trang 18II.1 Thông số vật liệu đầu vào
PHẦN II: PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM
Phụ gia:
Phụ gia hóa học: Phụ gia siêu dẻo Sikament 294
- Có tác dụng kéo dài thời gian ninh kết, giảm nước.
- Phù hợp tiêu chuẩn ASTM C494.
Trang 19II.1 Thông số vật liệu đầu vào
PHẦN II: PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM
Trang 20II.2 Thiết kế cấp phối HPC
Thiết kế cấp phối bê tông cường độ cao theo
phương pháp ACI.
Để đạt được cường độ cao với tỉ lệ N/CKD và tính
công tác tốt thì phụ gia siêu dẻo phải được sử dụng
hợp lý.
PHẦN II: PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM
20
Trang 21II.2 Thiết kế cấp phối HPC
Xác định cường độ chịu nén yêu cầu
PHẦN II: PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM
b yc
Trang 22II.2 Thiết kế cấp phối HPC
Xác định cỡ hạt lớn nhất cốt liệu:
PHẦN II: PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM
Cường độ BT yêu cầu, MPa, 28 ngày
Trang 23II.2 Thiết kế cấp phối HPC
Lựa chọn tối ưu lượng cốt liệu thô:
PHẦN II: PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM
Bảng 2.Thể tích cốt liệu thô trong một đơn vị thể tích
Thể tích đá tối ưu ở các Dmax (Với cát có Mk 2.5 – 3.2)
Thể tích của CLL trong
Trang 24174183189
168174180
165171177Hàm lượng khí, % 3
(2.5)+
2.5(2.0)+
2(1.5)+
1.5(1.0)+
Bảng 3: Lượng nước yêu cầu, hàm lượng khí của BT
Trang 25II.2 Thiết kế cấp phối HPC
PHẦN II: PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM
Bảng 4: Giá trị tối đa N/CKD khuyên dùng khi HPC
có sử dụng phụ gia giảm nước
Trang 26II.2 Thiết kế cấp phối HPC
Tính toán hàm lượng chất kết dinh:
Trang 27II.2 Thiết kế cấp phối HPC
PHẦN II: PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM
Trang 28II.3 Quy trình thí nghiệm:
Trộn BT
Thí nghiệm 1: với 3 mẫu, trộn tay xây dựng hỗn hợp Bê tông
Thí nghiệm 2 và 3: với 9 mẫu/1TN, dùng cối trộn để xây
dựng hỗn hợp
PHẦN II: PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM
Trang 29100% nước
+ PG50% CL thô +
100% silica fume
Trang 30II.3 Quy trình thí nghiệm:
Kiểm tra độ sụt:
PHẦN II: PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM
Theo TCVN 3106-1993: Hỗn hợp bê tông nặng - Phương pháp thử độ sụt
Trang 31II.3 Quy trình thí nghiệm:
Theo TCVN 3105-1993: Hỗn hợp bê tông và bê tông nặng – Lấy mẫu, chế tạo và bảo dưỡng mẩu thử
Xây dựng thành phần cấp phối dự kiến
• Thành phần 1: là thành phần cơ bản như trên
• Thành phần 2: tăng % hàm lượng xi măng như 1 và
hiệu chỉnh lại cát đá nước
• Thành phần 3: giảm % hàm lượng để có được cấp
Trang 32PHẦN II: PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM
II.3 Quy trình thí nghiệm:
Theo TCVN 3105-1993: Hỗn hợp bê tông và bê tông nặng – Lấy mẫu, chế tạo và bảo dưỡng mẩu thử
Đổ và đầm hỗn hợp bê tông trong khuôn:
Trang 33II.4 Xử lý kết quả:
Xác định cường độ chịu nén:
PHẦN II: PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM
- TCVN 10303:2014 Bê tông - kiểm tra và đánh giá cường độ chịu nén
-TCVN 3118:1993 Bê tông nặng – Phương pháp xác định cường độ
nén
So sánh giá trị cường độ
nén lớn nhất và nhỏ nhất với
viên mẫu trung bình.
Loại bỏ viên mẫu có giá trị
lệch quá 15%
Trang 34R: cường độ nén từng viên mẫu (daN/cm²)
P: tải trọng phá hoại (daN)
F: diện tích chịu lực nén của viên mẫu (cm²)
Trang 35150 x 300
200 x 400
0.91 1.00 1.05 1.10
1.16 1.20 1.24
Trang 36II.4 Xử lý kết quả:
Xác định cường độ kéo khi bửa:
PHẦN II: PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM
- TCVN 8862:2011: Áp dụng cho các loại vật liệu hạt liên kết bằng chất kết dính hữu cơ, vô cơ,…
- TCVN 3120:1993: Bê tông nặng – Phương pháp thử
cường độ kéo khi bửa.
So sánh giá trị cường độ nén lớn nhất và nhỏ nhất
với viên mẫu trung bình.
Loại bỏ viên mẫu có giá trị lệch quá 15%
Trang 37II.4 Xử lý kết quả:
Xác định cường độ kéo khi bửa:
PHẦN II: PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM
- Trong đó:
R kb : cường độ kéo từng viên mẫu (daN/cm²)
P: tải trọng bửa đôi mẫu (daN)
F: diện tích chịu kéo của viên mẫu (cm²)
Trang 38 Cường độ chịu nén thiết kế ở 28 ngày:
Cường độ chịu nén ở 7 ngày yêu cầu: Theo công
Trang 40III.1 Kết quả thí nghiệm lần 1 (3 mẫu):
PHẦN III: KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM
Nhận xét:
Cường độ quá thấp (chỉ đạt 38%)
K hông đạt yêu cầu.
Nguên nhân:
- Trộn bằng tay dẫn đến không trộn đều.
- Không đánh vỡ hạt Silica fume.
- Dư nước so với thiết kế
Trang 42 Cường độ đạt 66.9% yêu cầu.
Nguyên nhân: hạt silica chưa được đánh vỡ hoàn
toàn (80%), tỉ lệ N/CKD không thích hợp (dư nước).
PHẦN III: KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM
Trang 44 Cường độ đạt 76.2% yêu cầu
Nguyên nhân: hạt silica chưa được đánh vỡ hoàn
toàn (80%), Cốt liệu lớn và nhỏ chưa sạch (cát vàng)
PHẦN III: KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM
Trang 45III.4 Kết luận
Kết quả thí nghiệm đợt 3 đạt 76.2% cường độ mong
đợi của bê tông tại 7 ngày tuổi (…)
Tổn thất độ sụt không nhiều theo thời gian
Có nhiều nguyên nhân ảnh hưởng đến chất lượng
HPC:
Kích thước hạt cốt liệu, độ sạch.
Quy trình nhào trộn: đánh vỡ hạt silica fume
Đầm mẫu, điều kiện bảo dưỡng
Lượng nước nhào trộn
Loại và chất lượng xi măng, phụ gia sử dụng
PHẦN III: KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM
Trang 46III.4 Kết luận
Khi sử dụng đơn phụ gia khoáng SF, hàm lượng 10%
SF là tối ưu để chế tạo bê tông cường độ cao Khi đó cường độ nén cao nhất đạt được tại 7 ngày tuổi là
38.6MPa tương ứng ở điều kiện dưỡng hộ tiêu chuẩn
và dưỡng hộ nhiệt ẩm.
PHẦN III: KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM
Trang 47TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM
KHOA XÂY DỰNG
TP.HCM – 07.08.2019
- - - HẾT
-46
