Một số kết quả nghiên cứu thực nghiệm về bê tông in 3D

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:7

Thêm vào BST

Báo xấu

18
lượt xem 3
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài viết Một số kết quả nghiên cứu thực nghiệm về bê tông in 3D trình bày một số kết quả nghiên cứu thực nghiệm về thành phần và tính chất của bê tông in 3D sử dụng các vật liệu sẵn có ở Việt Nam bao gồm cát (Dmax = 5 mm), xi măng, silica fume, tro bay, phụ gia hóa dẻo và nước.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Một số kết quả nghiên cứu thực nghiệm về bê tông in 3D

Tạp chí Vật liệu và Xây dựng Tập 11. Số 6 (2021) 0ộWVốNếWTXảQJKLrQFứXWKựFQJKLệPYềErW{QJLQ' Vũ Văn Linh /r9LệW+QJ/r7UXQJ7KjQK1JX\ễQ&{QJ+ậX7ạMinh Phương BảR1JX\ễn Văn TuấQ 9LệQ9ậWOLệX[k\GựQJ6ố1JX\ễQ7UmL47KDQK;XkQ+j1ộL Trường ĐạLKọF;k\GựQJ+j1ộL6ố55 ĐườQJ*LảL3KyQJ4XậQHai Bà Trưng, Hà NộL TỪ KHOÁ TÓM TẮT %rW{QJLQ' %jLEiRQj\WUuQKEj\PộWVốNếWTXảQJKLrQFứXWKựFQJKLệPYềWKjQKSKầQYjWtQKFKấWFủDErW{QJLQ &ường độ nén 'VửGụQJFiFYậWOLệXVẵQFyở9LệW1DPEDRJồPFiW'PD[ mm), xi măng, silica fume, tro bay, Khả năng đùn SKụJLDVLrXGẻo và nướF.ếWTXảQJKLrQFứXWKựFQJKLệPFKRWKấ\KRjQWRjQFyWKểFKếWạo đượFORạLEr .hả năng xây tông in 3D có độFKả\ORDQJQằPWURQJNKRảQJWừ150 đếQPPWKời gian thi công 1h, cường độQpQ WXổLQJj\OjđếQ03D+ỗQKợp bê tông in 3D đạWWốc độđùn hợp lý là 100 đếQPPSK~W tương ứQJYớLWốc độGLFKX\ểQFủa đầu in là 40 mm/s và độPởđầXLQOjPP+ỗQKợSErW{QJLQ' Fy Wỷ Oệ nướFFKấW NếW GtQK Yj FiWFKấW Nết dính tương ứQJ Oj Yj FKR NKả năng xây tốW QKấW WURQJSKạPYLQJKLrQFứXWKựFQJKLệPQj\ .(
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ớLWKLệX WKLếWNếđểđáp ứng đượFFiF\rXFầXYềWtQKnăngnhư: khảnăng đùn FủD Pi\ LQ NKả năng xây (khả năng chồQJ OớS
FủD NKốL [k\ NKả 6ảQ[XấWEằQJNỹWKXật in 3D còn đượFJọLOjVảQ[XấWEồi đắS năng thi công, khảnăng tạRKuQK>@ $GGLWLYH PDQXIDFWXULQJ AM) là phương pháp chế WạR FiF NếW FấX &iF \rX FầX Nỹ WKXật đốL YớL KỗQ KợS Er W{QJ Vử GụQJ WURQJ đượFWKLếWNếVẵQEằng các đắSFKồQJFiFOớSYậWOLệXOrQQKDX&{QJ F{QJQJKệLQ'NLểu “phương pháp đắSOớp” thườQJNKiFYớLQKữQJ QJKệin 3D đã phát triển nhanh chóng và đang trởWKjQK[XWKếWURQJ \rXFầXFKRKỗQKợp bê tông đúc thông thườQJ9ềQJX\rQWắFKỗQ QKLềXQJjQKVảQ[Xất, trong đó có ngành xây dựQJ6RViQKYớLFiFNỹ Kợp bê tông thườQJSKảLFầQPộWNKRảQJWKời gian khá dài đểđóng WKXậW[k\Gựng thông thườQJYLệFiSGụQJFiFNỹWKXậWLQ'WURQJ UắQQrQNK{QJWKểđáp ứQJFiF\rXFầXFủDYLệc in 3D. ĐểWối ưu quy FKế WạR FiF NếW FấX [k\ GựQJ Fy WKể PDQJ OạL QKLềX OợL WKế như Wự WUuQKLQ'FầQSKảLFyJLảLSKiSNỹWKXật đểvượWTXDKDLKạQFKế độQJ KyD JLảP FKL SKt [k\ GựQJ JLảm lao độQJ Yj FốS SKD
WKờL WồQWại đó là: sựOLrQNếWJLữDFiFOớSErW{QJJLảPQếXNKRảQJWKờL JLDQWKLF{QJJLảPFiFOỗLWURQJWKLF{QJSKiWWKảLSKếWKảLWLếWNLệP JLDQLQJLữDKDLOớp tăng; và vậWOLệXErW{QJFần đóQJUắn đủđểFKịX năng lượQJYjWKXậQOợLFKRYLệFWKựFKLệQFiFWKLếWNếNếWFấXWLQK WảLWUọQJFủDOớSLQWLếSWKHRPjNK{QJEịELếQGạQJ9LệFNLểPVRiW YLSKứFWạSFyWtQKWKẩPPỹFDR KDL Yấn đề WUrQ Gẫn đếQ QJKịFK Oम WURQJ YLệF Wối ưu hóa tốc độ LQ ĐốLYớLF{QJQJKệLQ'WURQJ[k\GựQJYậWOLệXVửGụQJFKR .KRảQJFiFKWKờLJLDQJLữDKDLOầQLQOLrQWLếSSKải đủdài đểđảPEảR TXiWUuQKLQFKtQKOjYậWOLệXErW{QJVửGụQJFKấWNếWGtQKxi măng. cường độ FầQ WKLết, song cũng pKải đủ QJắn đểđảP EảR Vự OLrQNếW 7X\ QKLrQ NKiF YớL F{QJ QJKệ WKL F{QJ Er W{QJ WUX\ềQ WKốQJ F{QJ JLữDFiFOớSYậWOLệXErW{QJ QJKệLQ'NK{QJVửGụQJFốp pha đểđỡNếWFấXVDXNKLWạRKuQK&iF &iF QJKLrQ FứX Yề YậW OLệX Er W{QJ FKR F{QJ QJKệ in 3D đã NếWFấXđượFWKLF{QJEằng bê tông in 3D đượFWạRUDWUrQcơ sởFiF đượF QKLềX QJKLrQ FứX WKựF KLệQ WURQJ QKững năm gần đây>@ OớS YậW OLệu đượF Eồi đắS OrQ QKDX OớS VDX FKồQJ OrQ Oớp trướF đã 1JKLrQ FứX FủD WiF JLảLê Trung Thành năm 2012 có thể FRL OjPộW được đùnpSra trước đó.ỹWKXật này đượFOặSOại cho đếQNKLKRjQ WURQJ QKữQJ QJKLrQ Fứu đầX WLrQ SKiW WULểQ Yề YậW OLệX Er W{QJ [L WKjQKNếWFấX&KtQKYuYậ\ErW{QJLQ'ởWUạQJWKiLGẻRSKảLđượF măng choF{QJQJKệLQ'WURQJ[k\GựQJ>@7iFJLảđã đưa ra các *Liên hệ tác giả: Vulinh.vl1nuce@gmail.com JOMC 1 NhậnQJj\Vửa xongQJj\/2021, chấpnhận đăng
Tạp chí Vật liệu và Xây dựng Tập 11. Số 6 (2021) FKỉGẫQYềbê tông in tính năng FDRFKRFKRF{QJQJKệLQOjPWLền đề cung cấp. Thành phần hạt và tính chất của SF được trình bày trong FKRSKiWWULểQFiFQJKLrQFứXYềErW{QJLQVDXQj\ĐốLYớLErW{QJ Bảng 3. SF sử dụng thỏa mãn các yêu cầu trong TCVN 8827:2011. LQ'FiFWtQKFKấWFủDKỗQKợp bê tông như tính công tác, khảnăng đùn, khả năng xây và tKờL JLDQ WKL F{QJ Oj FiF FKỉ WLrX TXDQ WUọQJ TX\ết định đếQNKảnăng thi công và tính chấWFủDNKốLErW{QJLQ' &iFWtQKFKấWQj\FủDKỗQKợSErW{QJFyWKểđiềXFKỉQKEằQJWKjQK SKầQ FấS SKốL Yj Eổ VXQJ SKụ JLD KyD KọF 1JRjL UD NKả năng thi công cũng như chất lượQJFủDNKốLLQFzQSKụWKXộFYjRFiFWK{QJVố FủDWKLếWEịin như hình dạng, độPởđầu đùn, tốc độđùn, tốc độGL FKX\ển đầu đùn. Hiện nay đã có mộW Vố EjL EiR F{QJ Eố NếW TXả QJKLrQFứXYềFiFWtQKFKấWFủDKỗQKợSErW{QJvà bê tông đóng rắQ +uQK+uQKảQKFKụS6(0FiFKạWWURED\4XảQJ1LQK YớLFiFFốWOLệXNKiFQKDX>@7X\QKLrQFiFWK{QJVốYềWtQKFKấW FủD KỗQ KợS Er W{QJ SK KợS FKR TXi WUuQK LQ SKụ WKXộF UấW QKLềX %ảQJ7KjQKSKầQKạWYjWtQKFKấWFủD)$ YjRWKjQKSKầQFấSSKốLWKjQKSKầQYậWOLệXFKấWNếWGtQKFốWOLệX 677 Chỉ tiêu thí nghiệm Kết quả SKụJLD
VửGụng, cũng như các thông sốFủDWKLếWEịLQ Cỡ hạt có kích thước hạt < D %jLEiRQj\WUuQKEj\PộWVốNếWTXảWKựFQJKLệPYềWtQKFKấW Đường kính hạt (µm) FủDErW{QJLQVửGụQJYậWOLệXVẵQFyở9LệW1DPYjPối tương quan YớLFiFWK{QJVốFủDWKLếWEịLQSKKợSFKRTXiWUuQKLQNếWFấX Kích thước trung bình (µm) Khối lượng ULrQJJFP
9ậWOLệu và phương pháp nghiên cứX Hàm lượng MKN (%) 9ậWOLệXQJKLrQFứX Độ mịn trên sàng 45 P
Xi măng Lượng nước yêu cầu (%) Chỉ số hoạt tính cường độ: 7URQJQJKLrQFứu này, xi măng đượFOựDFKọQFKRVửGụQJOj[L QJj\tuổi
măng PC40 Nghi Sơn. Các tính chất cơ lý của xi măng đượFWKểKLệQở QJj\tuổi
%ảQJ %ảQJ7KjQKSKầQKạWYjWtQKFKấWFủD6) %ảQJ&iFWtQKFKất cơ lý của xi măng 677 Chỉ tiêu thí nghiệm Kết quả 77 Chỉ tiêu cơ lý Đơn vị Kết quả % Cỡ hạt có kích thước hạt < D Khối lượng riêng JFP Đường kính hạt, P Lượng sót sàngPP Độ dẻo tiêu chuẩn Kích thước hạt trung bình, P Thời gian đông kết Khối lượng riêng, g/cm Bắt đầu SK~W Khối lượng thể tích, kg/m Kết thúc Diện tích bề mặt riêng, cm J Độ ổn định thể tích PP Chỉ số hoạt tính so với xi măng, % Cường độ QpQ QJj\ 03D QJj\ &iW 7URED\ Trong nghiên cứu này sử dụng một loại cốt liệu là cát có 'PD[= 5 mm. Thành phần hạt của cát cho ở Bảng 4, và tính chất Tro bay đượFVửGụQJWURQJQJKLrQFứXOjWURED\)$
FủDQKj vật lý của cát ở Bảng 5. Thành phần hạt của cát được xác định Pi\ QKLệt điệQ 4XảQJ 1LQK +uQK GạQJ KạW FiF WtQK FKấW cơ Oम Yj WKHR7&91 WKjQK SKầQ KyD FủD tro bay đốW WKDQ SKXQ ORạL ) đượF WKể KLệQ ở +uQKYj%ảQJtương ứQJ . NướF 6LOLFDIXPH 7URQJQJKLrQFứu này, nướFVửGụQJWURQJQJKLrQFứu là nướF Pi\&iFFKỉWLrXFKất lượQJFủa nướFSKKợSYới nướFWUộQErW{QJ Đề tài sử dụng silicafume (SF) dạng hạt rời do Công ty Elkem WKHR7&91 JOMC 2
Tạp chí Vật liệu và Xây dựng Tập 11. Số 6 (2021) %ảQJ7KjQKSKầQKạWFủDFốWOLệX /ượng hạt Phần còn lại trên Kích thước mắt sàng (mm) PP VjQJ
Lượng sót riêng biệt trên mỗi sàng Lượng sót tích lũy trên mỗi sàng Mô đun độ lớn +uQK%jQGằn và côn đo độFKả\ORDQJ %ảQJ7tQKFKấWYậWOमFủDFiW Phương pháp .Kảnăng đùn và khảnăng xây 677 Tính chất Đơn vị Giá trị thử Sau khi trộn và thử nghiệm tính công tác, các cấp phối được lắp Khối lượng thể NJP 7&91 vào hệ thống thí nghiệm máy in để tiến hành thử nghiệP khả năng tích đổ đống đùn và khả năng xây +uQK
Khả năng đùn được thí nghiệm Yj Khối lượng riêng JFP 7&91 đánh giá bằng quan sát và đo hình dạng, kích thước của sợi đùn. Khả năng xây được đánh giá bằng cáchchồngcác lớp vật liệu đùn ép lên 3KụJLDKyDKọF nhau. Hỗn hợp bê tông có khả năng xây tốt là hỗn hợp có số lớp chồng lên nhau nhiều nhất mà khối bê tông không bị biến dạng hoặc Nghiên cứusử dụng loại phụ gia siêu dẻo (PGSD) cho ErW{QJ đổ sập. có tên thương mại là Sika Viscocrete 3000 của Sika Đây là loại phụ giasiêu dẻotrên cơ sở gốc SRO\FDUER[\ODWHHWKHU3&(
, độ giảm nước khoảng 2.2. Phương pháp nghiên cứX Pittong đùn 4X\WUuQKWUộQErW{QJ ErW{QJ Bàn chuyển Bước Hỗn hợp vậtliệukhô (xi măng, cát, SF, FA) được cho động vào cối trộn của máy trộn +REDUW vữa xi măng 5 lít và trộn khô với tốc độ chậm trong khoảng 1 phút. Bước 7KrP% nước và PG hóa học vào hỗn hợp khô và tiếp tục trộn.Tăng dần tốc độ trộnvà trộn trong khoảng 1đến SK~W Bước 7KrP% nước còn lại vào hỗn hợp phối liệu và tiếp tục trộntrong khoảng 1đến SK~W 7tQKF{QJWiF +uQK+ệWKốQJWKtQJKLệPLQErW{QJ Tính công tác của các cấp phối trong nghiên cứu được đánh giá thông qua độ chảy loang của hỗn hợp bê tông. Độ chảy loang được đo 4X\WUuQKWKửQJKLệP bằng côn nhỏ +uQK
WKHR 7&91 Trong nghiên cứu này, độ chảy loang của các hỗn hợp được điều chỉnh bằng PGSD để Hỗn hợp bê tông sau khi đạt yêu cầu về độ chảy loang được sử đạtyêu cầu tối thiểu OjPP dụng để thí nghiệm các tính chất của bê tông in. Bước 1:Điền đầyvật liệu vào SLWRQJ &ường độQpQ Bước Lắp đặt SLWRQJvào vị trí Bước Tiến hành thí nghiệm tính chất của hỗn hợp bê tôngEDR Cường độ nén của bê tông trong nghiên cứu được xác định theo gồm khả năng đùn và khả năng xây.Vật liệu được đùn với các vận tốc tiêu chuẩn TCVN 312111:2003 trên mẫu thử có kích thước khác nhau, lần lượt là 60, 80,YjPPphút. Tốc 40×40×160 mm ở các tuổi 3 ngày, 7 ngày và 28 ngày. độ di chuyển của đầu in được giữ nguyên là 40 mm/V JOMC 3
Tạp chí Vật liệu và Xây dựng Tập 11. Số 6 (2021) +uQK4X\WUuQKWUộQKỗQKợSErW{QJYjWKtQJKLệPFiFWtQKFKấWFủDErW{QJLQWKựFWế &ấSSKốLQJKLrQFứX 7tQKF{QJWiF 7URQJ QJKLrQ FứX Qj\ FiF FấS SKốL WKt QJKLệP đượF OựD FKọQ Trong nghiên cứu này tính công tác được đánh giá qua độ chảy GựDWUrQcơ sởFiFNếWTXảQJKLrQFứXFủDWiFJLả/r7UXQJ7KjQK>@ loang của hỗn hợp bê tông, và được khống chế trong khoảng 150 Yới hàm lượQJFKấWNếWGtQKEDRJồP% xi măng, 20)$Yj 200 mm bằng cách thay đổi lượng dùng phụ gia siêu dẻo. Thời gian 6) 9ới cường độ QpQ QJj\ PụF WLrX Oớn hơn 50 MPa, hai tỷ Oệ thi công (open time) của hỗn hợp bê tông in được hiểu là khoảng thời N/CKD đượFOựDFKọQOjYj+àm lượQJ3*6'WKHRWổQJKjP gian mà hỗn hợp bê tông vẫn duy trì được độ dẻo và đảm bảo tính ổn lượQJFKấWNếWGtQKđượFVửGụng đểđiềXFKỉnh độFKả\ORDQJFủDFiF định của quá trình in. KỗQKợp đạt đượFđếQPP&iFFấSSKốLFụWKểWKểKLệQWURQJ Trong nghiên cứu này, tổn thất độ chảy của hỗn hợp bê tông in %ảQJ theo thời gian được xác định ngay sau lúc trộn (tính là thời điểm 0), 30 phút và 60 phút. Kết quả thể hiện trong BảngYj+uQK .ếWTXảQJKLrQFứXYjEjQOXậQ %ảQJ&iFFấSSKốLErW{QJLQQJKLrQFứX 677 Cấp phối 1&.' &iW&.' 3*6'
)$
6)