Đề tài nghiên cứu
Bê tông hạt mịn chất
lượng cao
1
MỤC LỤC
Trang
Lời cam đoan...……………………………………………………………………...... 1
Lơì cảm ơn ……………………………..…...……………...………………………...5
Mục lục……………………………………………………………………………...... 3
Danh mục các ký hiệu và cụm từ viết tắt…...……………...………………………...5
Danh mục các bảng biểu…...………………………………………………….….....6
Danh mục các hình vẽ và đồ thị…………...……………….………………….….....7
Phần mở đầu………………………………………………...….…………………..….8
Chương 1. Tổng quan về bê tông hạt mịn chất lượng cao dùng cho sân bay ... 13
1.1. Mở đầu ...................................................................................................... 13
1.2. Tổng quan về bê tông chất lượng cao ...................................................... 13
1.3. Tổng quan về bê tông hạt mịn chất lượng cao ......................................... 16
1.4. Tổng quan về bê tông hạt mịn chất lượng cao dùng cho sân bay ............ 20
1.4.1. Giới thiệu sân bay và đường băng sân bay ..................................... 20
1.4.2. Ưu điểm khi sử dụng bê tông hạt mịn làm lớp phủ mỏng .............. 21
1.4.3. Nhược điểm của lớp phủ mỏng bê tông hạt mịn ............................ 22
1.4.4. Các đặc điểm của mặt đường sân bay và mặt đường ô tô .............. 23
1.4.5. Yêu cầu khi sử dụng bê tông làm lớp mặt đường sân bay ............. 23
1.4.6. Tình hình nghiên cứu và ứng dụng trên thế giới ............................ 26
1.4.7. Tình hình nghiên cứu và ứng dụng ở Việt Nam ............................. 29
Chương 2. Cơ sở khoa học sử dụng bê tông hạt mịn cho đường sân bay ......... 32
2.1. Tương tác giữa cốt sợi và vật liệu bê tông ............................................... 32
2.2. Tính chất của bê tông hạt mịn cốt sợi ...................................................... 34
2.2.1. Tính chất của hỗn hợp bê tông ....................................................... 34
2.2.2. Tính chất của bê tông hạt mịn chất lượng cao cốt sợi ................... 34
2.3. Cơ sở khoa học sử dụng bê tông hạt mịn cho đường sân bay .................. 37
2.3.1. Cấu trúc bê tông hạt mịn chất lượng cao ........................................ 37
2.3.2. Lựa chọn vật liệu chế tạo bê tông hạt mịn ..................................... 44
2.4. Thiết kế thành phần bê tông hạt mịn chất lượng cao ............................... 56
2.4.1. Lý thuyết về thiết kế thành phần hạt .............................................. 56
2.4.2. Thiết kế thành phần bê tông hạt mịn cường độ cao ....................... 59
Chương 3. Nghiên cứu tính chất của vật liệu sử dụng ........................................ 63
3.1. Cốt liệu ..................................................................................................... 63
2
3.2. Xi măng .................................................................................................... 64
3.3. Phụ gia khoáng mịn .................................................................................. 65
3.3.1. Silicafume ....................................................................................... 65
3.3.2. Tro bay nhiệt điện ........................................................................... 66
3.4. Phụ gia siêu dẻo ........................................................................................ 66
3.5. Cốt sợi....................................................................................................... 68
Chương 4. Nghiên cứu ảnh hưởng vật liệu đến tính chất bê tông hạt mịn ...... 70
4.1. Thiết kế sơ bộ thành phần bê tông hạt mịn .............................................. 70
4.2. Lập quy hoạch thực nghiệm nghiên cứu ................................................. 71
4.2.1. Chọn hàm mục tiêu ......................................................................... 71
4.2.2. Các nhân tố ảnh hưởng ................................................................... 71
4.2.3. Kế hoạch thực nghiệm bậc một hai mức tối ưu ............................. 71
4.2.4. Thí nghiệm tìm miền dừng ............................................................. 74
4.2.5. Kế hoạch thực nghiệm bậc hai tâm xoay ....................................... 75
4.2.6. Khảo sát ảnh hưởng của lượng sợi đến tính chẩt bê tông .............. 83
Chương 5. Nghiên cứu các tính chất và công nghệ chế tạo bê tông hạt mịn .... 83
5.1. Nghiên cứu các tính chất của hỗn hợp bê tông và bê tông ...................... 83
5.1.1. Nghiên cứu tính công tác hỗn hợp bê tông hạt mịn ...................... 84
5.1.2. Nghiên cứu các tính chất cơ học của bê tông hạt mịn ................... 85
5.2. Nghiên cứu công nghệ chế tạo bê tông hạt mịn ....................................... 90
5.2.1. Quá trình nhào trộn hỗn hợp bê tông ............................................. 91
5.2.2. Quá trình thi công hỗn hợp bê tông ................................................ 92
5.2.3. Quá trình dưỡng hộ bê tông ............................................................ 93
Tài liệu tham khảo ................................................................................................. 95
Phụ lục .................................................................................................................. 959
3
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CỤM TỪ VIẾT TẮT
BT : Bê tông
BTCT : Bê tông cốt thép
BTCLC : Bê tông chất lượng cao
BTCS : Bê tông cốt sợi
BTHM : Bê tông hạt mịn
BTXM : Bê tông xi măng
C : Cát
CH : Hyđrôxít canxi
CKD : Chất kết dính (xi măng + silicafume + tro bay)
C-S-H : Hyđrô silicát canxi
HHBT : Hỗn hợp bê tông
HMA : Hot mix Asphalt
ICAO : Tổ chức Hàng không dân dụng quốc tế
(International Civil Aviation Organization)
N : Nước
X
N : Tỷ lệ nước trên xi măng
PCB : Xi măng Pooclăng hỗn hợp – Blended Porland Cements
PC : Xi măng Pooclăng – Porland Cements
PCC : Bê tông xi măng – Porland Cement Concrete
PG : Phụ gia siêu dẻo
PP : Sợi polypropylene
RPC : Bê tông bột mịn
SF : Silicafume
TB : Tro bay nhiệt điện
TWT : Thin Whitetopping
UTW : Ultra thin Whitetopping
X : Xi măng
4
DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU
Trang
Bảng 1.1. Thành phần cấp phối của hỗn hợp bê tông Ductal. 28
Bảng 1.2. Các tính chất cơ học của Ductal. 28
Bảng 1.3. Các công trình xây dựng sử dụng sản phẩm Ductal. 29
Bảng 2.1. Các đặc tính điển hình của một số sợi dùng trong bê tông. 48
Bảng 2.2. Quan hệ giữa kiểu sắp xếp và độ rỗng giữa các hạt. 58
Bảng 3.1. Tính chất vật lý của cát vàng. 65
Bảng 3.2. Bảng thành phần hạt của cát. 65
Bảng 3.3. Tính chất cơ lý của xi măng Bút Sơn PC40. 66
Bảng 3.4. Nguồn gốc các loại phụ gia khoáng mịn. 67
Bảng 3.5. Tính chất và thành phần hạt của silicafume Elkem. 68
Bảng 3.6. Tính chất và thành phần hạt của tro bay nhiệt điện Phả Lại. 68
Bảng 3.7. Thông số kỹ thuật của sợi PP. 71
Bảng 4.1. Các tỷ lệ vật liệu sử dụng. 72
Bảng 4.2. Cấp phối sơ bộ của hỗn hợp bê tông hạt mịn chất lượng cao. 72
Bảng 4.3. Mã hóa các biến số và các điểm quy hoạch thực nghiệm. 74
Bảng 4.4. Cấp phối bê tông hạt mịn theo quy hoạch thực nghiệm bậc nhất. 74
Bảng 4.5. Kết quả cường độ nén của bê tông ở tuổi 14 ngày quy hoạch bậc nhất. 74
Bảng 4.6. Quan hệ giữa cường độ bê tông tỷ lệCKD
C và X
N. 76
Bảng 4.7. Mã hóa các biến số và các điểm quy hoạch thực nghiệm. 77
Bảng 4.8. Cấp phối thực nghiệm bậc hai. 78
Bảng 4.9. Kết quả thí nghiệm độ chảy và cường độ nén theo quy hoạch bậc hai. 78
Bảng 4.10. Kết quả kiểm tra hệ số phương trình hồi quy cường độ bê tông. 79
Bảng 4.11. Kết quả thí nghiệm thành phần cấp phối hợp lý của bê tông hạt mịn. 83
Bảng 4.12. Kết quả khảo sát lượng dùng cốt sợi polypropylene 83
Bảng 5.1. Cấp phối của các mẫu bê tông thí nghiệm. 85
Bảng 5.2. Kết quả thí nghiệm tính công tác của hỗn hợp bê tông hạt mịn. 86
Bảng 5.3. Các tính chất của bê tông hạt mịn chất lượng cao. 87
Bảng 5.4. Kết quả cường độ kháng trượt của mẫu bê tông. 90
Bảng 5.5. Kết quả cường độ bám dính nền của mẫu bê tông. 91