BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI
LÊ HỒNG LAM
NGHIÊN CỨU BÊ TÔNG
CHẤT LƯỢNG CAO SỬ DỤNG
MUỘI SILIC VÀ NANO SILIC
CHO KẾT CẤU CÔNG TRÌNH CẦU
TRONG MÔI TRƯỜNG XÂM THỰC
LUẬN ÁN TIẾN SỸ
Hà Nội, 08 - 2022
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI
LÊ HỒNG LAM
NGHIÊN CỨU BÊ TÔNG
CHẤT LƯỢNG CAO SỬ DỤNG
MUỘI SILIC VÀ NANO SILIC
CHO KẾT CẤU CÔNG TRÌNH CẦU
TRONG MÔI TRƯỜNG XÂM THỰC
NGÀNH : Kỹ thuật Xây dựng Công trình Đặc biệt
MÃ SỐ : 958.02.06
LUẬN ÁN TIẾN SỸ
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC
PGS. TS. ĐÀO DUY LÂM
GS.TS. PHẠM DUY HỮU
Hà Nội, 08 - 2022
LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của tôi. Các số liệu, kết quả trong luận án là
trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác.
Tác giả luận án
Lê Hồng Lam
LỜI CẢM ƠN
Trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu, được sự giúp đỡ của quý thầy cô, Trường
Đại học Giao thông vận tải, tôi đã hoàn thành luận án tiến sĩ kỹ thuật: “NGHIÊN CỨU BÊ
TÔNG CHẤT LƯỢNG CAO SỬ DỤNG MUỘI SILIC VÀ NANO SILIC CHO KẾT CẤU
CÔNG TRÌNH CẦU TRONG MÔI TRƯỜNG XÂM THỰC”. Tôi xin chân thành cảm ơn
Ban Giám hiệu, Phòng đào tạo Sau đại học, Khoa Công trình, Bộ môn, các cán bộ và toàn
thể quý thầy cô tham gia giảng dạy đã tận tình giúp đỡ, tạo điều kiện thuận lợi cho tôi trong
quá trình học tập và hoàn thành luận án.
Đặc biệt, tác giả xin bày tỏ lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc, đến quý thầy hướng dẫn
GS.TS. Phạm Duy Hữu và PGS.TS. Đào Duy Lâm đã tận tình hướng dẫn tác giả trong suốt
quá trình nghiên cứu và hoàn thiện Luận án.
Tôi xin gởi lời cảm ơn đến Trung tâm Nghiên cứu Hóa học Ứng dụng-Trường Đại học
Thủy lợi đã hỗ trợ trong chế tạo vật liệu Nano silic để thực hiện luận án.
Tôi xin chân thành cảm ơn PGS.TS Nguyễn Thị Tuyết Trinh đã giúp đỡ và chỉ dẫn
trong quá trình học tập và nghiên cứu.
Tôi trân trọng cảm ơn Ban Giám hiệu trường Đại học Giao thông vận tải TP.HCM và
bộ môn Cầu đường đã tạo điều kiện thuận lợi cho tôi trong quá trình học tập, nghiên cứu.
Xin cảm ơn quý Giáo sư, nhà khoa học, chuyên gia trong và ngoài trường, quý thầy
cô và các đồng nghiệp, đã đóng góp nhiều ý kiến thiết thực để tác giả hoàn thiện luận án.
Xin trân trọng cảm ơn!
Tác giả luận án
Lê Hồng Lam
i
MỤC LỤC
MỞ ĐẦU ............................................................................................................................................ 1
TỔNG QUAN VỀ NGHIÊN CỨU BÊ TÔNG MUỘI SILIC-NANO SILIC ....... 4
1.1. Tổng quan bê tông chất lượng cao sử dụng vật liệu Nano ................................................. 4
1.2. Ảnh hưởng nano silic đến tính chất bê tông ....................................................................... 6
1.2.1. Tính năng cơ học của bê tông ....................................................................................... 7
1.2.2. Tính công tác của cấp phối bê tông ............................................................................... 8
1.2.3. Tính chất ảnh hưởng đến độ bền bê tông ...................................................................... 9
1.3. Nghiên cứu bê tông chất lượng cao sử dụng muội silic và nano silic .............................. 12
1.3.1. Các nghiên cứu bê tông sử dụng phụ gia muội silic ................................................... 12
1.3.2. Nghiên cứu bê tông xi măng có phụ gia nano silic trên thế giới ................................. 13
1.3.3. Nghiên cứu bê tông xi măng có phụ gia nano silic trong nước ................................... 18
1.4. Nghiên cứu kết cấu sử dụng bê tông nano silic và độ bền bê tông................................... 19
1.4.1. Nghiên cứu kết cấu và độ bền bê tông chất lượng cao sử dụng nano silic ................. 19
1.4.2. Độ bền bê tông chất lượng cao và xâm nhập ion clo .................................................. 21
1.5. Kết luận chương 1 ............................................................................................................ 24
VẬT LIỆU VÀ QUY HOẠCH THỰC NGHIỆM BÊ TÔNG CHẤT LƯỢNG
CAO MUỘI SILIC-NANO SILIC .................................................................................................. 26
2.1. Lựa chọn vật liệu nghiên cứu ........................................................................................... 26
2.1.1. Xi măng ....................................................................................................................... 26
2.1.2. Muội silic và nano silic ............................................................................................... 26
2.1.3. Cốt liệu lớn .................................................................................................................. 29
2.1.4. Cốt liệu nhỏ ................................................................................................................. 31
2.1.5. Phụ gia hóa học ........................................................................................................... 33
2.1.6. Nước ............................................................................................................................ 33
2.2. Quy hoạch thực nghiệm ảnh hưởng tỷ lệ N/CKD và hàm lượng Nano silic đến cường độ
nén và độ thấm ion clo .................................................................................................................. 34
2.2.1. Chọn thông số nghiên cứu ........................................................................................... 34
2.2.2. Lập kế hoạch thực nghiệm tương quan giữa mã thực và biến mã hóa ........................ 35
2.2.3. Thiết kế cấp phối bê tông xi măng theo Tiêu chuẩn ACI211.4R-08 .......................... 37
2.2.4. Trộn bê tông ................................................................................................................ 43
2.2.5. Kiểm tra độ sụt ............................................................................................................ 44
2.2.6. Chế tạo và bảo dưỡng mẫu thử.................................................................................... 44
2.2.7. Thí nghiệm xác định cường độ chịu nén ..................................................................... 45
2.2.8. Thí nghiệm độ thấm ion clo ........................................................................................ 46
2.3. Thực nghiệm thiết kế thành phần bê tông xi măng- muội silic- nano silic ...................... 47
2.4. Kết quả thực nghiệm tính chất bê tông ............................................................................. 51
2.4.1. Độ sụt của các cấp phối bê tông .................................................................................. 51
2.4.2. Cường độ nén của các cấp phối bê tông ...................................................................... 51
2.4.3. Độ thấm Ion Clo bằng phương pháp thấm nhanh ....................................................... 51
2.5. Tính toán theo quy hoạch thực nghiệm ............................................................................ 52
2.5.1. Hàm mục tiêu .............................................................................................................. 52
2.5.2. Yếu tố ảnh hưởng ........................................................................................................ 52
2.6. Thí nghiệm xác định các tính chất cơ lý của bê tông muội silic nano silic theo cấp phối tối
ưu theo quy hoạch thực nghiệm .................................................................................................... 58
