BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI
TRẦN VIỆT HƯNG
NGHIÊN CỨU THÀNH PHẦN, ĐẶC TÍNH CƠ LÝ
CỦA BÊ TÔNG GEOPOLYMER TRO BAY VÀ
ỨNG DỤNG CHO KẾT CẤU CẦU HẦM
LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT
Hà Nội – 11/2017
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI
TRẦN VIỆT HƯNG
NGHIÊN CỨU THÀNH PHẦN, ĐẶC TÍNH CƠ LÝ
CỦA BÊ TÔNG GEOPOLYMER TRO BAY VÀ
ỨNG DỤNG CHO KẾT CẤU CẦU HẦM
Ngành : Kỹ thuật xây dựng công trình giao thông
Chuyên ngành : Xây dựng cầu hầm
Mã số : 6258020503
DỰ THẢO LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC
PGS.TS Đào Văn Đông
PGS.TS. Nguyễn Ngọc Long
Hà Nội – 11/2017
i
LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan luận án này là công trình nghiên cứu của cá nhân tôi. Các kết
quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa được công bố trong các công trình khác.
Hà Nội, ngày 01 tháng 11 năm 2017
Tác giả
Trần Việt Hưng
ii
LỜI CẢM ƠN
Luận án được thực hiện dưới sự hướng dẫn trực tiếp của PGS.TS Đào Văn Đông
và PGS.TS Nguyễn Ngọc Long. Tôi xin chân thành cảm ơn các thầy hướng dẫn đã chỉ
dẫn tận tình và đã đóng góp các ý kiến quý báu để giúp tôi thực hiện luận án này.
Tôi xin trân trọng cảm ơn GS.TS. Phạm Duy Hữu đã đóng góp các ý kiến quý
báu cho luận án.
Tôi xin trân trọng cảm ơn Ban Giám Hiệu Trường Đại học Giao Thông Vận tải,
lãnh đạo khoa Công Trình, Phòng Đào tạo Sau đại học, bộ môn Cầu Hầm, bộ môn Kết
Cấu, Trung tâm khoa học Công nghệ Giao thông Vận tải, Phòng thí nghiệm Vật liệu xây
dựng đã tạo điều kiện thuận lợi cho tôi trong quá trình học tập nghiên cứu.
Tôi cũng xin trân trọng cám ơn Ban Giám Hiệu Trường Đại học Công nghệ Giao
thông Vận tải, Trung tâm thí nghiệm Đường bộ cao tốc đã hỗ trợ tôi trong quá trình thực
nghiệm và nghiên cứu.
Cuối cùng tôi bày tỏ cảm ơn các đồng nghiệp, gia đình người thân đã giúp đỡ tôi
trong quá trình học tập, nghiên cứu.
Hà Nội, ngày 01 tháng 11 năm 2017
Tác giả
Trần Việt Hưng
iii
MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN ..................................................................................................................... I
LỜI CẢM ƠN .......................................................................................................................... II
MỤC LỤC .............................................................................................................................. III
DANH MỤC HÌNH ẢNH .................................................................................................. VIII
DANH MỤC BẢNG ............................................................................................................. XII
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT, KÝ HIỆU ................................................................. XIV
MỞ ĐẦU .................................................................................................................................... 1
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ CHẤT KẾT DÍNH GEOPOLYMER VÀ BÊ TÔNG
GEOPOLYMER TRO BAY .................................................................................................... 5
1.1. Bê tông xi măng ................................................................................................................. 5
1.1.1. Sự phát triển của xi măng và bê tông ............................................................................ 5
1.1.2. Sự cần thiết của vật liệu thay thế xi măng .................................................................... 6
1.2. Nghiên cứu về chất kết dính geopolymer trên thế giới .................................................. 6
1.2.1. Nguồn gốc tên gọi ......................................................................................................... 6
1.2.2. Quá trình nghiên cứu về chất kết dính Geopolymer ..................................................... 7
1.2.3. Cấu trúc hóa học và ứng dụng của chất kết dính Geopolymer ..................................... 8
1.2.4. Cơ chế phản ứng Geopolymer hóa ............................................................................... 9
1.2.5. Dung dịch kiềm kích hoạt ........................................................................................... 12
1.2.6. Nguyên liệu chế tạo nên vật liệu geopolymer ............................................................. 13
1.2.6.1. Nguyên liệu alumino-silicat ................................................................................. 13
1.2.6.2. Tro bay ................................................................................................................. 14
1.2.6.3. Sản lượng tro bay trên thế giới và ở Việt Nam .................................................... 16
1.2.7. Geopolymer tro bay .................................................................................................... 17
1.3. Nghiên cứu về bê tông Geopolymer tro bay trên thế giới ............................................ 18
1.3.1. Khái niệm cơ bản về bê tông geopolymer tro bay ...................................................... 18
1.3.2. Thiết kế thành phần bê tông geopolymer tro bay ....................................................... 19
1.3.2.1. Xác định mục tiêu thiết kế hỗn hợp ..................................................................... 19
1.3.2.2. Tỷ lệ nước/ chất rắn geopolymer (W/GPS).......................................................... 20
1.3.2.3. Tỷ lệ dung dịch kiềm kích hoạt với tro bay theo khối lượng (AAS/FA) ............. 21
1.3.2.4. Tỷ lệ Natri silicat với Natri hydroxit .................................................................... 21
1.3.2.5. Cốt liệu ................................................................................................................. 22
1.3.3. Công nghệ chế tạo và thi công bê tông geopolymer tro bay ....................................... 22
1.3.3.1. Công tác trộn, đổ khuôn và đầm nén .................................................................... 22
1.3.3.2. Công tác bảo dưỡng ............................................................................................. 23
1.3.4. Các tính chất kỹ thuật chủ yếu của bê tông geopolymer tro bay ................................ 24
1.3.4.1. Hỗn hợp bê tông geopolymer tro bay tươi ........................................................... 24
1.3.4.2. Tỷ trọng ................................................................................................................ 25
