Luận văn Thạc sĩ Kỹ thuật xây dựng: Nghiên cứu sử dụng xỉ thép thay thế một phần cát trong hỗn hợp bê tông

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:76

Thêm vào BST

Báo xấu

7
lượt xem 2
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục tiêu nghiên cứu của đề tài "Nghiên cứu sử dụng xỉ thép thay thế một phần cát trong hỗn hợp bê tông" nhằm đánh giá ảnh hưởng của bê tông khi sử dụng xỉ thép thay thế một phần cát theo phần trăm khối lượng của hàm lượng cát, đến cường độ và modul đàn hồi.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Luận văn Thạc sĩ Kỹ thuật xây dựng: Nghiên cứu sử dụng xỉ thép thay thế một phần cát trong hỗn hợp bê tông

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ NGUYỄN THANH VINH NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG XỈ THÉP THAY THẾ MỘT PHẦN CÁT TRONG HỖN HỢP BÊ TÔNG NGÀNH: KỸ THUẬT XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH DÂN DỤNG VÀ CÔNG NGHIỆP – 60580208 S K C0 0 5 9 1 1 Tp. Hồ Chí Minh, tháng 07/2018
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ NGUYỄN THANH VINH NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG XỈ THÉP THAY THẾ MỘT PHẦN CÁT TRONG HỖN HỢP BÊ TÔNG NGÀNH: KỸ THUẬT XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH DÂN DỤNG VÀ CÔNG NGHIỆP - 60580208 Hướng dẫn khoa học: PSG.TS. PHAN ĐỨC HÙNG Tp. Hồ Chí Minh, tháng 7/2018
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ NGUYỄN THANH VINH NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG XỈ THÉP THAY THẾ MỘT PHẦN CÁT TRONG HỖN HỢP BÊ TÔNG NGÀNH: KỸ THUẬT XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH DÂN DỤNG VÀ CÔNG NGHIỆP - 60580208 Hướng dẫn khoa học: TS. LÊ ANH THẮNG Tp. Hồ Chí Minh, tháng 7/2018
Scanned with CamScanner
Scanned with CamScanner
Scanned with CamScanner
Scanned with CamScanner
Scanned with CamScanner
Scanned with CamScanner
CAM ĐOAN Tôi cam đoan đây là công trình nghiên cứu của tôi. Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác. Tp. Hồ Chí Minh, ngày 26 tháng 7 năm 2018 Nguyễn Thanh Vinh xi
LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành luận văn thạc sỹ này, tôi đã nhận được sự giúp đỡ rất nhiều từ bạn bè quý Thầy Cô trong Khoa xây dựng và Cơ học Ứng dụng - Trường đại học Sư Phạm Kỹ Thuật TPHCM đã giảng dạy, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn đến Thầy Lê Anh Thắng đã tận tình hướng dẫn, cung cấp các thông tin nghiên cứu cần thiết và chỉ bảo tôi trong thời gian tôi thực hiện luận văn thạc sỹ. Tôi chân thành biết ơn gia đình cùng bạn bè động viên và giúp đỡ tôi trong suốt thời gian tôi thực hiện luận văn. Xin chân thành cảm ơn. Tp. Hồ Chí Minh, ngày 26 tháng 7 năm 2018 Nguyễn Thanh Vinh xii
STUDY ON THE REPLACING A PART OF SAND IN CONCRETE BY STEEL SLAG TÓM TẮT Bài báo khảo sát sự thay đổi về cường độ chịu nén, cường độ chịu kéo khi uốn, cường độ chịu kéo gián tiếp khi ép chẻ và khối lượng thể tích của bê tông sử dụng xỉ thép thay thế một phần cát có trong cấp phối. Khối lượng xỉ thép thay thế cho cát lần lượt tăng từ 20%, 40% và 60% có trong cấp phối. Kết quả cho thấy các cấp phối bê tông sử dụng bột xỉ thép thay thế cát ở mức 40% có giá trị cường độ chịu nén, cường độ chịu kéo khi uốn và khi ép chẻ cao nhất. Khi tăng hàm lượng xỉ thép vượt ngưỡng 40% thì các giá trị về cường độ bắt đầu có xu hướng giảm mạnh. Kết quả thí nghiệm cho thấy, hàm lượng xỉ thay cát đạt 40% không chỉ giúp giảm lượng cát cần sử dụng trong bê tông mà còn có thể nâng cao được một số tính chất cơ học của bê tông.. ABSTRACT The thesis surveys the change mechanical characteristics of concrete using steel slag replaces a portion of the sands in mixture.The intensity targets include: compressive strength, bending strength and tensile strength which were analysed in this research. The volume of steel slag replacement for turn up from 20%, 40% to 60%. The results illustrate the value of compression resistant strength were the highest when the volume of thesteel slag replaces sands by 40%. the result of bending strength and tensile strength were like compressive strength.When the steel slag of content increase more than 40%, then the values of the intensity tends to fall down strongly. The study results suggest using the level concrete mixing with 40% of finely slag to rise quanlity of concrete or improve the concrete. xiii
MỤC LỤC QUYẾT ĐỊNH GIAO ĐỀ TÀI………………………………………………………I XÁC NHẬN GIÁO VIÊN HƢỚNG DẪN ............................................................. II BIÊN BẢN CHẤM LUẬN VĂN .......................................................................... III LÝ LỊCH KHOA HỌC ......................................................................................... IX CAM ĐOAN ......................................................................................................... XI LỜI CẢM ƠN ..................................................................................................... XII TÓM TẮT .......................................................................................................... XIII MỤC LỤC ......................................................................................................... XIV DANH MỤC HÌNH ........................................................................................... XVI DANH MỤC BẢNG ....................................................................................... XVIII CHƢƠNG 1:TỔNG QUAN .................................................................................... 1 1.1 Sự cần thiết của đề tài nghiên cứu.................................................................. 1 1.2 Tình hình nghiên cứu..................................................................................... 4 1.2.1 Tình hình nghiên cứu ngoài nƣớc ............................................................. 4 1.2.2 Tình hình nghiên cứu trong nƣớc .............................................................. 7 1.3 Mục tiêu đề tài............................................................................................... 8 1.4 Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu .................................................................. 8 1.5 Phƣơng pháp nghiên cứu ............................................................................... 8 1.6 Nội dung nghiên cứu ..................................................................................... 9 1.7 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài........................................................ 9 CHƢƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ XỈ THÉP ........................................................... 10 2.1 Xỉ thép ........................................................................................................ 10 2.1.1 Khái quát về xỉ thép................................................................................ 10 2.1.2 Tính chất hoá học của xỉ thép ................................................................. 12 2.1.3 Tính chất cơ lý của xỉ thép ...................................................................... 13 2.1.4 Ƣu điểm của xỉ thép ............................................................................... 14 2.1.5 Vai trò của xỉ thép .................................................................................. 15 xiv
2.2 Thiết kế cấp phối bê tông xỉ và vật liệu sử dụng trong thí nghiệm ............... 17 2.2.1 Phƣơng pháp tra bảng ............................................................................. 17 2.2.2 Phƣơng pháp tính toán ............................................................................ 20 CHƢƠNG III: NGUYÊN VẬT LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM ........ 22 3.1 Nguyên vật liệu ........................................................................................... 22 3.1.1 Cốt liệu lớn............................................................................................. 22 3.1.2 Cốt liệu nhỏ ............................................................................................ 23 3.1.3 Xỉ thép ................................................................................................... 24 3.2 Thiết kế thành phần cấp phối ....................................................................... 27 3.3 Quy trình thí nghiệm ................................................................................... 28 CHƢƠNG 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ......................................................... 33 4.1 Ảnh hƣởng của hàm lƣợng xỉ thay thế cát và hàm lƣợng giảm xi măng đến cƣờng độ chịu nén. ................................................................................................ 33 4.2 Ảnh hƣởng của hàm lƣợng XTC đến cƣờng độ chịu kéo ............................. 38 4.3 Ảnh hƣởng của hàm lƣợng XTC đến cƣờng độ chịu uốn ............................. 40 4.4 Ảnh hƣởng của hàm lƣợng XTC đến modul đàn hồi ................................... 40 CHƢƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ HƢỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI .......................... 44 5.1 Kết luận ....................................................................................................... 44 5.2 Hƣớng phát triển đề tài ................................................................................ 45 TÀI LIỆU THAM KHẢO ..................................................................................... 46 xv
DANH MỤC BẢNG Bảng 2.1 Thành phần hoá học của xỉ thép.............................................................. 12 Bảng 2.2 Thành phần hoá học của xỉ thép.............................................................. 13 Bảng 2.3 So sánh tính vật lý của xỉ thép với đá vôi tự nhiên và đá bazan ............... 14 Bảng 2.4 Phân loại xỉ thép ..................................................................................... 14 Bảng 2.5 Ứng dụng từ xỉ thép ................................................................................ 16 Bảng 2.6 Mẻ trộn bê tông nén ................................................................................ 18 Bảng 2.7 Bảng tra cấp phối độ sụt của hỗn hợp bê tông: 2 - 4 cm .......................... 19 Bảng 2.8 Bảng tra cấp phối độ sụt của hỗn hợp bê tông: 6 - 8 cm .......................... 20 Bảng 2.9 Bảng tra cấp phối độ sụt của hỗn hợp bê tông: 14 - 17 cm ...................... 20 Bảng 3.1 Các chỉ tiêu cơ lý của đá sử dụng............................................................ 22 Bảng 3.2 Thành phần hạt của đá ............................................................................ 23 Bảng 3.3 Tính chất cơ lý của xỉ thép Phú Mỹ 1 theo TCVN .................................. 25 Bảng 3.4 Thành phần hóa xỉ thép .......................................................................... 25 Bảng 3.5 Đặc tính cơ lý của vật liệu ...................................................................... 27 Bảng 3.6 Thành phần cấp phối cho 1 m3 bê tông ................................................... 27 Bảng 3.7 Kích thước mẫu thí nghiệm theo TCVN 5574-2012................................ 28 Bảng 4.1 Cường độ chịu nén bê tông B20 ............................................................. 33 Bảng 4.2 Cường độ chịu nén bê tông B20 ............................................................. 35 Bảng 4.3 Tổng hợp giá trị tính toán hàm hồi quy ................................................... 38 Bảng 4.4 Cường độ chịu kéo bê tông B20 ............................................................. 38 Bảng 4.5 Cường độ chịu uốn bê tông B20 ............................................................. 40 Bảng 4.6 Kết quả thí nghiệm modul đàn hồi .......................................................... 41 xviii
DANH MỤC HÌNH Hình 1.1 Tình trạng khai thác cát trái phép tại địa phương ....................................... 2 Hình 1.2 Xỉ thép từ nhà máy sau khi phân loại ........................................................ 3 Hình 1.3 Mối quan hệ giữa độ sụt và cường độ chịu nén bê tông xỉ đồng ................ 6 Hình 1.4 Mối tương quan giữa cường độ uốn và kéo bê tông xỉ đồng ...................... 6 Hình 2.1 Xỉ thép .................................................................................................... 10 Hình 2.2 Quy trình sản xuất thép lò cao ................................................................. 11 Hình 2.3 Quy trình sản xuất thép lò hồ quang điện ................................................ 11 Hình 2.4 Cấu trúc hạt xi măng ............................................................................... 13 Hình 2.5 Cấu trúc xắp xếp hạt xỉ ........................................................................... 15 Hình 2.6 Xỉ thép từ nhà máy sau khi phân loại ...................................................... 15 Hình 2.7 Ứng dụng xỉ thép vào các mục đích chính ............................................... 16 Hình 3.1 Biểu đồ thành phần hạt của đá dăm ......................................................... 23 Hình 3.2 Đá dăm ................................................................................................... 23 Hình 3.3 Cát sử dụng cho cấp phối bê tông............................................................ 24 Hình 3.4 Biểu đồ thành phần kích cỡ hạt cát .......................................................... 24 Hình 3.5 Quy trình tách thành phần hạt xỉ ............................................................. 25 Hình 3.6 Xỉ được phân loại theo kích cở hạt .......................................................... 26 Hình 3.7 Thiết bị nén mẫu xác định cường độ chịu nén ......................................... 29 Hình 3.8 Thiết bị nén mẫu xác định cường độ chịu nén ......................................... 29 Hình 3.9 Thiết bị uốn 4 điểm ................................................................................. 30 Hình 3.10 Biểu đồ quan hệ thời gian – tải trọng thí nghiệm uốn ............................ 30 Hình 3.11 Thiết bị ép chẻ xác định cường độ chịu kéo gián tiếp ............................ 31 Hình 3.12 Sơ đồ truyền tải thí nghiệm ép chẻ ........................................................ 31 Hình 3.13 Mẫu t.n modul đàn hồi & màn hình hiển thị thông số chuyển vi ............ 32 Hình 4.1 Cường độ chịu nén bê tông B20 .............................................................. 34 Hình 4.2 Tỷ lệ cường độ chịu nén bê tông bụi xỉ thép 28 ngày .............................. 35 Hình 4.3 SEM xỉ thép 20, 50µm ............................................................................ 36 Hình 4.4 SEM xỉ thép ngoài môi trường sau 360 ngày........................................... 37 xvi