intTypePromotion=1
ADSENSE

Nghiên cứu chế tạo bê tông nhẹ sử dụng hạt Polystyrene phồng nở tái chế

Chia sẻ: Việt Cường Nguyễn | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:12

17
lượt xem
2
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài viết này sẽ đưa ra những kết quả ban đầu về việc sử dụng cốt liệu rỗng polystyrene tái chế trong chế tạo bê tông nhẹ. Các kết quả nghiên cứu về việc sử dụng cốt liệu rỗng polystyrene tái chế (rEPS) để chế tạo bê tông nhẹ với khối lượng thể tích đạt từ 1000 - 1500 kg/m3 và cường độ nén từ 5,0 - 15 MPa.

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Nghiên cứu chế tạo bê tông nhẹ sử dụng hạt Polystyrene phồng nở tái chế

  1. Tạp chí Khoa học Công nghệ Xây dựng, NUCE 2021. 15 (1V): 72–83 NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO BÊ TÔNG NHẸ SỬ DỤNG HẠT POLYSTYRENE PHỒNG NỞ TÁI CHẾ Nguyễn Công Thắnga,∗, Nguyễn Văn Tuấna , Hàn Ngọc Đứcb , Nguyễn Văn Quảnga , Đỗ Thị Vân Anha , Hoàng Văn Thắnga , Đỗ Thị Thanha a Khoa Vật liệu Xây dựng, Trường Đại học Xây dựng, 55 đường Giải Phóng, quận Hai Bà Trưng, Hà Nội, Việt Nam b Khoa Xây dựng dân dụng và Công nghiệp, Trường Đại học Xây dựng, 55 đường Giải Phóng, quận Hai Bà Trưng, Hà Nội, Việt Nam Nhận ngày 22/02/2021, Sửa xong 10/03/2021, Chấp nhận đăng 19/03/2021 Tóm tắt Bê tông nhẹ cốt liệu rỗng đang được nghiên cứu và ứng dụng khá rộng rãi trong các công trình xây dựng hiện nay với các ưu điểm làm giảm nhẹ cho các kết cấu đồng thời tăng khả năng cách âm, cách nhiệt tăng hiệu quả năng lượng cho công trình xây dựng. Bài báo này sẽ đưa ra những kết quả ban đầu về việc sử dụng cốt liệu rỗng polystyrene tái chế trong chế tạo bê tông nhẹ. Các kết quả nghiên cứu về việc sử dụng cốt liệu rỗng polystyrene tái chế (rEPS) để chế tạo bê tông nhẹ với khối lượng thể tích đạt từ 1000 - 1500 kg/m3 và cường độ nén từ 5,0 - 15 MPa. Kết quả nghiên cứu được thực hiện trên 08 cấp phối với các tỷ lệ N/CKD là 0,25 và 0,30; hàm lượng cốt liệu nhẹ sử dụng 25%, 30%, 40% và 50% theo thể tích của bê tông. Kết quả nghiên cứu cho thấy, khi hàm lượng cốt liệu nhẹ tăng thì khối lượng thể tích giảm. Tuy nhiên, độ hút nước mao quản và cường độ nén của bê tông có xu hướng giảm. Kết quả đánh giá hệ số dẫn nhiệt của bê tông theo công thức thực nghiệm của ACI213 R14 cho thấy hệ số dẫn nhiệt của bê tông giảm khi tăng hàm lượng cốt liệu nhẹ. Từ khoá: bê tông nhẹ; polystyrene tái chế; khối lượng thể tích; độ hút nước mao quản; cường độ nén, hệ số dẫn nhiệt. EXPERIMENTAL STUDY TO PRODUCE LIGHTWEIGHT CONCRETE USING RECYCLED EXPANDED POLYSTYRENE Abstract Expanded polystyrene concrete has been being studied and widely applied in current construction projects with the advantages of reducing the weight for the structures while increasing the sound- and thermal- insulation ca- pability to increase energy efficiency for buildings. This paper presents some preliminary experimental results on the use of recycled EPS in producing lightweight concrete. The use of recycled Expanded polystyrene (rEPS) can make lightweight concrete with a density and compressive strength ranging from 1000 to 1500 kg/m3 , and 5,0 to 15 MPa, respectively. The total 08 mixtures with water to binder ratios of 0,25 and 0,30 were studied, in which the EPS contents of 25%, 30%, 40% and 50% by volume of concrete were applied. The research results show that the density decreases when the EPS content increases. However, capillary water absorption and com- pressive strength of concrete tend to be decreased for both water to binder ratios. The results of evaluating the thermal conductivity of concrete according to the experimental formula of ACI213 R14 show that the thermal conductivity of concrete decreases with increasing the EPS content. Keywords: lightweight concrete; recycled polystyrene; density; capillary water absorption; compressive strength; thermal conductivity coefficient. https://doi.org/10.31814/stce.nuce2021-15(1V)-07 © 2021 Trường Đại học Xây dựng (NUCE) ∗ Tác giả đại diện. Địa chỉ e-mail: thangnc@nuce.edu.vn (Thắng, N. C.) 72
  2. Thắng, N. C., và cs. / Tạp chí Khoa học Công nghệ Xây dựng 1. Giới thiệu Trong hơn năm thập kỷ trở lại đây, bê tông nặng đã được sử dụng khá hiệu quả trong các công trình xây dựng, mặc dù có rất nhiều ưu điểm nhưng bê tông vẫn tồn tại những nhược điểm là nặng, giòn và trong một số trường hợp thì khả năng cách nhiệt không cao. Trước nhu cầu thực tế với rất nhiều kết cấu yêu cầu khả năng cách nhiệt cách âm tốt, kết cấu nhẹ và không yêu cầu quá cao về cường độ, trên cơ sở đó đã có các nghiên cứu về bê tông nhẹ (Lightweight Concrete-LWC) được quan tâm. Về nguyên tắc để giảm tỷ trọng của bê tông bằng cách tạo khoảng trống (lỗ rỗng) trong cấu trúc vữa, trong bản thân hạt cốt liệu, giữa các hạt cốt liệu lớn... Tuy nhiên, khi lỗ rỗng trong bê tông nhiều thì khối lượng của bê tông giảm khi đó kéo theo cường độ nén của bê tông giảm theo. Khi so sánh với bê tông thông thường, bê tông nhẹ (Lightweight Concrete-LWC) cho thấy một số đặc tính nổi bật như khối lượng thể tích thấp hơn, đặc tính cách âm, cách nhiệt tốt hơn và sự hấp thụ năng lượng lớn hơn có thể thu được bằng cách thay thế toàn bộ hoặc một phần cốt liệu nặng bằng cốt liệu nhẹ (Lightweight Aggregate-LWA) [1, 2]. Hiện nay, một trong những loại bê tông nhẹ được sử dụng phổ biến là bê tông khí hoặc bê tông bọt và bê tông nhẹ cốt liệu rỗng polystyrene. Với bê tông nhẹ cốt liệu rỗng Polystyrene (EPS-C), đây là một loại bê tông nhẹ được sản xuất theo công nghệ Pháp, từ hỗn hợp các loại vật liệu khác nhau như: xi măng, phụ gia khoáng, cốt liệu nhẹ Polystyrene (hạt EPS - Expanded Polystyrene Beads), nước và phụ gia hóa học. Hạt EPS (hay hạt nhựa nhiệt dẻo phồng nở) là hạt tạo rỗng, hình cầu, không thấm nước, không độc hại, khối lượng thể tích hạt rất thấp chỉ đến khoảng 8 đến 20 kg/m3 , được sản xuất dễ dàng với nhiều nhóm kích thước hạt khác nhau nên khi đưa hạt EPS vào hỗn hợp bê tông dẻo dính có lượng nước nhào trộn thấp thì việc tạo hình không gặp khó khăn, cho phép đưa hạt EPS vào với hàm lượng lớn. Việc sử dụng các hạt polystyrene phồng nở sẽ làm giảm khối lượng thể tích, tăng khả năng cách âm, cách nhiệt cho bê tông. Hỗn hợp bê tông nhẹ EPS-C bao gồm hệ thống cấu trúc lỗ rỗng lớn được tạo ra từ độ rỗng xốp của các hạt polystyrene phồng nở, cấu trúc lỗ rỗng bé được tạo nên từ các lỗ rỗng gel và hệ thống mao quản nằm trong phần vách ngăn nằm giữa các lỗ rỗng lớn. Việc sử dụng hạt Polystyrene phồng nở sẽ có điểm rất lớn trong việc giảm trọng lượng của bê tông nhẹ. Tuy nhiên, do Polystyrene phồng nở (EPS) là một loại cốt liệu nhẹ với trọng lượng chỉ 8-20 kg/m3 . Do trọng lượng EPS rất nhẹ nên các hạt EPS có xu hướng dễ phân tầng trong quá trình tạo hình. Nhiều nhà nghiên cứu đã nghiên cứu để khắc phục những nhược điểm này [3–5] đã sử dụng phụ gia siêu dẻo kết hợp với sợi phân tán để tránh sự phân tầng của hạt EPS, ngoài ra để cải thiện cường độ của bê tông EPS-C. Với các ưu điểm đạt được EPS-C đã được quan tâm và nghiên cứu rất nhiều, các nghiên cứu của Sabaa [6] về ảnh hưởng của tính công tác đến một số tính chất của EPS-C như khối lượng thể tích, cường độ. Các kết quả cho thấy khi tính công tác của hỗn hợp bê tông tăng thì cường độ bê tông được cải thiện so với hỗn hợp bê tông có tính công tác thấp. Ngoài ra, các nghiên cứu của [4, 5, 7] về ảnh hưởng của nano carbon và khối lượng thể tích của EPS-C đến tính chất của bê tông cho thấy, nano carbon cũng như khối lượng thể tích của EPS-C ảnh hưởng lớn đến cường độ của bê tông, đồng thời mức độ ảnh hưởng của các yếu tố này đến cường độ nén lớn hơn so với cường độ uốn và mô đun đàn hồi. Tuy nhiên, trong bê tông EPS-C sử dụng lượng xốp lớn, vật liệu này chiếm tỷ trọng lớn về giá thành trong bê tông. Trong thực tế hiện nay, lượng rác thải xốp đang ngày một gia tăng, loại xốp này rất nguy hại nếu chúng ta không có biện pháp xử lý hiệu quả. Rác thải xốp này phát sinh từ những đồ vật chúng ta thường sử dụng như thùng xốp, các chi tiết chèn khe cho các dụng cụ dễ vỡ... Các công bố cho thấy, một lượng lớn EPS cuối cùng trở thành chất thải và được gửi đến bãi chôn lấp hoặc đổ bất hợp pháp ở các khu vực trống, đặc biệt là ở các nước đang phát triển. Theo các nghiên cứu [8–10]; tổng sản lượng polystyrene toàn cầu đã chế tạo là 14 triệu tấn. Giá trị này ở Tây Âu là 2,5 triệu tấn và ở Mỹ là 2,3 triệu tấn, hầu hết trong số đó có xu hướng cuối cùng ở các bãi chôn lấp. Ở Anh, khoảng 300000 tấn EPS thải được gửi đến bãi chôn 73
  3. Thắng, N. C., và cs. / Tạp chí Khoa học Công nghệ Xây dựng lấp và số lượng này chiếm một thể tích là 38000000 m3 [11]. Theo các nghiên cứu, phần lớn các loại rác thải xốp thuộc loại khó phân hủy, có thể gây ra những hậu quả về ô nhiễm môi trường, ảnh hưởng đến sức khỏe con người. Rác thải xốp quá nhiều khi thải ra môi trường nước hoặc đất có thể khiến cho biến đổi tính chất của đất, gây tắc nghẽn hệ thống thoát nước, theo thời gian đây chính là nguyên nhân khiến cho nhiều loại vi khuẩn không ngừng phát triển, gây ra nhiều loại bệnh nguy hiểm cho con người [8]. Xuất phát từ thực tiễn như vậy, nhóm nghiên cứu đã nghiên cứu sử dụng loại polystyrene phế thải (recycled - Expanded Polystyrene Beads - rEPS) này trong chế tạo bê tông nhẹ. Việc nghiên cứu sử dụng loại rác thải xốp này trong chế tạo bê tông nhẹ vừa làm giảm giá thành do giảm lượng Tạp chí dùng hạt Khoa học Công EPS nguyên nghệ sinh, Xâythời đồng dựng, vừaNUCE 2018 góp phần p-ISSN giảm lượng 2615-9058; rác thải xốp thảie-ISSN ra môi 2734-9489 trường, điều này có ý nghĩa thực tiễn rất lớn [5]. Xốp thải trước khi và sau khi tái chế được thể hiện ở Hình 1. Hình 1.Hình Xốp 1. thải và và Xốp thải hạthạtcốt cốtliệu nhẹsau liệu nhẹ sau khikhi đượcđược tái chếtái chế 2.2.Vật Vật liệu sửdụng liệu sử dụngvàvà công công tác tác chuẩn chuẩn bị mẫu bị mẫu 2.1. Vật 2.1. Vật liệu liệu sử sửdụng dụng Vật liệu được dùng trong nghiên cứu gồm: Xi măng Poóc lăng (XM) Nghi Sơn PC40 có các tính Vật chất cơ liệu bày lý trình được dùng1. trong ở Bảng Phụ gianghiên siêu dẻocứu (SD)gồm: Xitrong sử dụng măng Poóccứu nghiên lăng (XM) có gốc Nghi Sơn polycarboxylate PC40 có các với lượng dùngtính đượcchất cơ lý% trình tính theo bàylượng theo khối ở Bảng 1. Phụ xi măng, các gia tính siêu dẻoSD chất của (SD) theo sử dụng công trong bố của nhà nghiên cứu có gốc polycarboxylate với lượng dùng được tính theo % theo khối lượng xi Bảng 1. măng, các tính chất của SD theo Tính bố công chấtcủa cơ lýnhà của xisản măng xuất phù hợp theo tiêu chuẩn ASTM C494 Tínhloại chấtF và G với phụ Đơngia vị giảm nước Giá trịvà kéo dàiQuythời gian đông phạm kết. Ghi chúLượng SD sử dụng trong nghiên cứu được Lượng sót sàng N◦ 009 % thể hiện trong 1,9 Bảng 3. ≤ Nước 10 trộn bê tông là nước máy, thỏa mãn yêu cầu kỹ thuật với nước trộn bê tông theo TCVN 4506 : 2012. Thời gian đông kết phút - Bắt đầu Bảng 1. Tính chất cơ120 lý của xi măng > 45 - Kết thúc 165 < 375 Quy TínhĐộchất ổn định thể tích Đơn vị mm Giá trị 1,7 Ghi < 10chú phạm Độ dẻo tiêu chuẩn % 31,5 - o Lượng sótđộsàng Cường nén N 009 % MPa 1,9 10 Sau 3 ngày 33,5 ≥ 21,0 ThờiSau gian đông kết 28 ngày Phút 50,4 ≥ 40,0 - Bắt đầu 120 > 45 74 - Kết thúc 165 < 375 Độ ổn định thể tích mm 1,7 < 10
  4. Thắng, N. C., và cs. / Tạp chí Khoa học Công nghệ Xây dựng sản xuất phù hợp theo tiêu chuẩn ASTM C494 loại F và G với phụ gia giảm nước và kéo dài thời gian đông kết. Lượng SD sử dụng trong nghiên cứu được thể hiện trong Bảng 3. Nước trộn bê tông là nước máy, thỏa mãn yêu cầu kỹ thuật với nước trộn bê tông theo TCVN 4506:2012. Bảng 2. Tính chất cơ lý của rEPS Tính chất Đơn vị Giá trị Ghi chú 3 Khối lượng thể tích đổ đống kg/m 9,6 Khối lượng thể tích hạt kg/m3 20,8 Thành phần hạt của rEPS Cỡ sàng, mm 2,5 1,25 0,63 0,315 0,14 Lượng sót riêng biệt, % 53,0 23,2 21,6 2,0 0 Cốt liệu rỗng polystyrene tái chế (rEPS) được cung cấp bởi Công ty cổ phần Tường nhẹ Nuce- wall. Trong đó, xốp phế thải sau khi được làm sạch, được nghiền và phân loại theo cỡ sàng yêu cầu. Các tính chất cơ lý của rEPS được trình bày ở Bảng 2. Cốt liệu rỗng rEPS sau khi được tái chế thể hiện ở Hình 2. 2.2. Chuẩn bị mẫu thí nghiệm Thành phần bê tông nhẹ được tính toán theo phương pháp thể tích tuyệt đối, trên cơ sở các Hình 2. Cốt liệu rỗng polystyrene tái chế thông số đầu vào, cụ thể: bê tông nhẹ lựa chọn nghiên cứu với khối lượng thể tích tương ứng: 1500 kg/m3 , 1200 kg/m3 và 1000 kg/m3 , thể tích cốt liệu rEPS lựa chọn với hàm lượng tương ứng là 25%, 30%, 40% và 50% theo thể tích của bê tông. Tỷ lệ N/CKD lựa chọn là 0,25 và 0,3. Hàm lượng bọt khí lựa chọn là 3%. Để cải thiện tính công tác của hỗn hợp bê tông đề tài sử dụng phụ gia siêu Bảng 3. Thành phần bê tông nhẹ Tỷ lệ thành phần vật liệu Lượng vật liệu tính cho 1 m3 TT N/CKD VEPS , m3 SD, % XM, kg SD, kg N, kg VEPS , lít 1 0,30 0,25 0,4 1150 4,6 345 250 2 0,30 0,30 0,4 1074 4,3 322 300 3 0,30 0,40 0,4 920 3,7 276 400 4 0,30 0,50 0,4 767 3,1 230 500 5 0,25 0,25 0,6 1194 7,2 299 250 6 0,25 0,30 0,6 1115 6,7 279 300 7 0,25 0,40 0,6 955 5,7 239 400 8 0,25 0,50 0,6 796 4,8 199 500 75
  5. 4 0,30 0,50 0,4 767 3,1 230 500 5 0,25 0,25 0,6 1194 7,2 299 250 6 0,25 0,30 0,6 1115 6,7 279 300 7 0,25 Thắng, 0,40 0,6 N. C., và cs. 955 học Công / Tạp chí Khoa 5,7nghệ Xây239 dựng 400 8 lượng dẻo (SD), hàm 0,25SD được 0,50 lấy 0,6%0,6và 0,4% 796 theo khối 4,8 lượng chất199kết dính500tương ứng với tỷ lệ N/CKD lựaQuá chọn là trộn trình 0,25vàvàchế 0,3. tạoThành bê tôngphần cấp phối nhẹ rEPS bê tông được thực hiệnnhẹ theorEPS được quy trình thểthể hiện hiện trênở Bảng 3. Quá trình trộn và Hình 3 sau: chế tạo bê tông nhẹ rEPS được thực hiện theo quy trình thể hiện trên Hình 3. XM + Trộn 2 phút Hỗn hợp Trộn 2 phút Hỗn hợp Trộn 2 phút Hỗn hợp 60% Nước ẩm ướt bê tông nhẹ 40% Nước EPS tái +SD chế Hình Hình3.3.Quy Quytrình trìnhtrộn trộnhỗn hỗnhợp bêbê hợp tông nhẹnhẹ tông sử sử dụng rEPS dụng rEPS 2.3. Phương pháp thí nghiệm Khối lượng thể tích của bê tông được thực hiện trên cơ sở tiêu chuẩn TCVN 3115-1993 2.3. Phương pháp thí nghiệm [12] với mẫu có kích thước 100×100×100 mm. Khối lượng Cườngthể độ tích củabêbêtông nén của tông được được thựcthực hiệnhiện trên trên cơ sở cơ tiêusở tiêuTCVN chuẩn chuẩn3118-1993 TCVN 3115:1993 [13] [12] với mẫu có kích thước 100×100×100 mm. với mẫu có kích thước 100×100×100 mm.Cường độ nén của bê tông được thực hiện trên cơ sở tiêu chuẩn TCVN 3118:1993 [13] với mẫu có kích thước 100×100×100 mm. Thí nghiệm sự phân tầng của bê Thí nghiệm sự phân tầng của bê tông nhẹ sử dụng rEPS được thực hiện trên mẫu có kích tông nhẹ sử dụng rEPS được thực hiện trên mẫu có kích thước 100×100×100 mm. Để xác định độ thước 100×100×100 mm. Để xác định độ phân tầng của bê tông ta chia mẫu thành 4 phân tầng của bê tông ta chia mẫu thành 4 phần bằng nhau theo chiều cao theo phương đổ bê tông của phần bằng nhau theo chiều cao theo phương đổ bê tông của mẫu (Hình 4). Dùng máy mẫu (Hình 4). Dùng máy cắt, cắt mẫu ra thành 4 phần như đã chia ở trên. Sau đó sấy khô mẫu đã cắt cắt, cắt mẫu ra thành 4 phần như đã chia ở trên. Sau đó sấy khô mẫu đã cắt đến khối Tạpđến chí khối Khoalượng học Công lượng không nghệ Xây đổi, tiến không đổi, tiến dựng, hành hành cân vàNUCE cân và đo lại 2018 đo lại kích kích thướcp-ISSN thước của từng phần 2615-9058; của từng phần đã cắt,e-ISSN cân mẫu đã cắt, cân mẫu và 2734-9489 và tính khối lượngtính thể khối tích lượng từng phần để so sánh với giá trị trung bình. thể tích từng phần để so sánh với giá trị trung bình. Phương đổ bê tông M1 M2 M3 6 M4 Hình 4. Sơ Hình đồ chia 4. Sơ mẫu đồ chiatheo phương mẫu theo phươngđổ bêtông đổ bê tông đểđịnh để xác xácđộđịnh phân độ tầngphân tầng Độ hút nước Độ hútcủa nướcbê củatông được bê tông đượcthực hiệntrên thực hiện trên cơTCVN cơ sở sở TCVN 3113-1993 3113:1993 [14] [14] với mẫu với thước có kích mẫu có kích 100×100×100 mm. Thí nghiệm xác định độ hút nước mao quản của bê tông nhẹ sử dụng rEPS được thước 100×100×100 mm. thực hiện trên cơ sở tiêu chuẩn ASTM C1585-20 [15] với mẫu có kích thước 100×100×50 mm. Sơ đồ Thí nghiệm thí nghiệmxác đượcđịnh độ ởhút thể hiện nước Hình 5. mao quản của bê tông nhẹ sử dụng rEPS được thực Thí nghiệm xác định hệ số dẫn nhiệt của bê tông nhẹ sử dụng rEPS được tính toán dựa theo ACI hiện 213R14 trên cơ[16]. sở Trong tiêu chuẩn đó côngASTM C1585-20 thức xác định hệ số dẫn[15] nhiệtvới đượcmẫu có kích tính toán thước 100×100×50 như sau: mm. Sơ đồ thí nghiệm được thể hiện ở Hình 5. 0,00125×Wc λ = 0,086 × e , W/ m.◦ C  trong đó e = 2,71828; Wc là khối lượng thể tích khô của bê tông, kg/m3 . Tấm nhựa 100 mm 76 Lớp epoxy 50 mm Mẫu bê tông
  6. Thí nghiệm xác định độ hút nước mao quản của bê tông nhẹ sử dụng rEPS được thực hiện trên cơ sở tiêu chuẩn ASTM C1585-20 [15] với mẫu có kích thước 100×100×50 mm. Sơ đồ thí nghiệm được thể hiện ở Hình 5. Thắng, N. C., và cs. / Tạp chí Khoa học Công nghệ Xây dựng Tấm nhựa 100 mm Lớp epoxy 50 mm Mẫu bê tông 2 mm Nước Hình 5. Sơ đồ5.thí Hình nghiệm Sơ đồ độđộ thí nghiệm hút hútnước mao nước mao quản quản của của bê bêrEPS tông tông rEPS Thí nghiệm xác định hệ số dẫn nhiệt của bê tông nhẹ sử dụng rEPS được tính toán dựa 3. Kết quả nghiên cứu và bàn luận theo ACI 213R14 [16]. Trong đó công thức xác định hệ số dẫn nhiệt được tính toán như sau:3.1. Ảnh hưởng của hàm lượng rEPS đến khối lượng thể tích và sự phân tầng của bê tông Tạp chí Khoa học Công nghệ Xây dựng, NUCE 2018 p-ISSN 2615-9058; e-ISSN 2734-9489 Kết quả thí nghiệm về ảnh hưởng của hàm lượng rEPS đến khối lượng thể tích của bê tông được 0,00125×Wc o thể hiện ở Hình 6. Kết quả thí λ =nghiệm 0,086×e cho thấy với mỗi , W/(m. C) xác định, khi hàm lượng rEPS tỷ lệ N/CKD nhỏtrong sử dụng hơn rất nhiềutăng bê tông so thìvớikhối khốilượng lượngthểthể tíchtích củacủa bê đá tôngxigiảm. măngĐiều tươngnàyứng có thểkhoảng 2000là do giải thích Trong khối kg/m 3 lượng ,thể đó: e = 2,71828 3 do tích vậy của việchạtthayrEPSthếlàthể tích 20,8 kg/mcủa đá nhỏxihơnmăng bằng hạt rất nhiều rEPS so với khốisẽlượng làm giảm khối thể tích của đá 3 xi măng tương ứng lượng thể tích củakhoảng Wcbê 2000 : khối kg/m tông.lượng , do Khi tỷ thể vậy việc tích khô lệ N/CKD thay thế thể củathìbêkhối giảm tích tông, của đá kg/m lượng xi 3 . của bê tôngrEPS măng thể tích bằng hạt sẽ làm giảm khối lượng thể tích của bê tông. Khi tỷ lệ N/CKD giảm thì khối lượng thể tích của bê tăng ứng với cùng thể tích hạt rEPS sử dụng. Khi tỷ lệ N/CKD = 0,3 thì khối lượng thể tông tăng ứng với cùng thể tích hạt rEPS sử dụng. 3 Khi tỷ lệ N/CKD = 0,3 thì3khối lượng thể tích của tíchlớn bê tông củanhất bê tông lớn nhất đạt 1490 kg/mđạt3 , và1490 thấpkg/m nhất đạt , và1010 thấpkg/m nhất3đạt 1010tự, . Tương kg/m . Tương khi tỷ lệ N/CKDtự, khi tỷ thì = 0,25 3 khối lệ 3. Kết quảN/CKD lượng nghiên= 0,25 thể tích cứuthì của bêvà khối tông bàn lượng lớn nhấtthể luận đạttích 1550 của bê 3tông kg/m lớn nhất , và thấp nhất đạt đạt 1550 kg/m3 ., Như 1128 kg/m và thấp vậy, với 3 tỷ lệ nhất N/CKD đạt và 1128hàmkg/m lượng . Như rEPSvậy,lựa với chọntỷhoàn lệ N/CKD toàn chếvàtạo hàm lượng được rEPSvới bê tông lựakhối chọnlượng hoànthể toàn tích từ 3.1.1000 Ảnh hưởng kg/m 3 của hàm 3lượng rEPS đến khối lượng thể chế tạo được bê tông với khối lượng thể tích từ 1000 kg/m đến 1500 kg/m . đến 1500 kg/m . 3 tích và sự phân 3 tầng của bê tông 2000 Khối lượng thể tích, kg/m3 V(EPS)=25% V(EPS)=30% Kết quả thí nghiệm về ảnh hưởng của hàm lượng rEPS V(EPS)=40% đến khối lượng thể tích của bê V(EPS)=50% 1600 tông được thể hiện ở Hình 6. Kết quả thí nghiệm cho thấy với mỗi tỷ lệ N/CKD xác định, khi hàm lượng rEPS sử1200 dụng trong bê tông tăng thì khối lượng thể tích của bê tông 3 giảm. Điều này có thể giải thích 800 là do khối lượng thể tích của hạt rEPS là 20,8 kg/m 400 7 0 N/CKD=0,3 N/CKD=0,25 Cấp phối bê tông Hình 6. Ảnh Hình 6. hưởng củamẫu Sơ đồ chia hàmtheo lượng rEPS phương đổ đến khối bê tông để lượng thểđộtích xác định phâncủa bê tông tầng Bê tông nhẹ sử dụng rEPS được tạo bởi các thành phần bao gồm: xi măng, nước, phụ Bê tông nhẹ sử dụng rEPS được tạo bởi các thành phần bao gồm: xi măng, nước, phụ gia và hạt gianhẹ cốt liệu và hạt cốt liệu tái polystyrene nhẹchế. polystyrene Đây là hỗntáihợpchế. Đâyđồng không là hỗn hợp nhất baokhông đồng gồm các vậtnhất liệu bao gồmlượng có khối cáckhác thể tích vật liệu nhaucóvàkhối có sựlượng chênhthể tích lệch rấtkhác nhau lớn, do vậyvàrấtcódễsựxảy chênh lệch ra hiện rất lớn, tượng phândotầng. vậyHiện rất dễtượng phânxảy tầngrakhiến hiện cho tượng cốt phân tầng.cóHiện liệu rEPS khốitượng lượng phân thể tíchtầngnhỏkhiến có xucho cốt liệu hướng dịch rEPS chuyểncólên khối trên và lượng thể tích nhỏ có xu hướng dịch chuyển lên trên và hồ chất kết dính nặng hơn có xu 77 hướng dịch chuyển xuống dưới. Vì vậy hiện tượng phân tầng trong bê tông cần được hạn chế để dảm bảo độ đồng nhất các tính chất của hỗn hợp bê tông và bê tông. Trong nghiên cứu này sẽ đánh giá ảnh hưởng của hàm lượng rEPS và tỷ lệ N/CKD đến sự phân
  7. Thắng, N. C., và cs. / Tạp chí Khoa học Công nghệ Xây dựng hồ chất kết dính nặng hơn có xu hướng dịch chuyển xuống dưới. Vì vậy hiện tượng phân tầng trong bê tông cần được hạn chế để dảm bảo độ đồng nhất các tính chất của hỗn hợp bê tông và bê tông. Trong nghiên cứu này sẽ đánh giá ảnh hưởng của hàm lượng rEPS và tỷ lệ N/CKD đến sự phân tầng của bê tông. Kết quả thí nghiệm đánh giá sự phân tầng của bê tông được thể hiện ở Bảng 4. Kết quả thí nghiệm cho thấy, sự chênh lệch khối lượng thể tích giữa các mặt cắt của mẫu so với giá trị trung bình lớn nhất là 5,26% với mẫu sử dụng rEPS với hàm lượng 25% ở tỷ lệ N/CKD = 0,25. Với các hàm lượng rEPS tăng đến 50% thì sự chênh lệch về khối lượng thể tích của hỗn hợp bê tông đều nhỏ hơn 5%. Như vậy, có thể khẳng định không có sự phân tầng xảy ra với các cấp phối thử nghiệm khi sử dụng rEPS phế thải. Hỗn hợp bê tông đảm bảo độ đồng nhất và không xảy ra hiện tượng phân tầng có thể giải thích là do khi sử dụng các hạt cốt liệu rỗng polystyrene tái chế, các hạt sau khi được nghiền sẽ có bề mặt nhám ráp và góc cạnh, điều này sẽ làm tăng ma sát khô giữa các hạt đồng thời hạn chế sự dịch chuyển của các hạt cốt liệu lên phía trên. Bên cạnh đó, việc lựa chọn tỷ lệ N/CKD ở mức thấp hàm lượng SD phù hợp đủ đảm bảo tính công tác của hỗn hợp bê tông cũng là yếu làm tăng độ nhớt cho hồ CKD, từ đó hạn chế sự phân tầng của hỗn hợp bê tông xảy ra. Bảng 4. Sự chênh lệch khối lượng thể tích của bê tông nhẹ trên các mặt cắt khác nhau Cấp phối/mặt cắt M1 M2 M3 M4 ρT B , kg/m3 ρk , kg/m3 1469 1495 1499 1539 1501 CP1 ∆ρ, % 2,10 0,37 0,10 2,57 ρk , kg/m3 1358 1359 1344 1346 1352 CP2 ∆ρ, % 0,46 0,54 0,57 0,43 ρk , kg/m3 1196 1206 1201 1184 1197 CP3 ∆ρ, % 0,06 0,77 0,36 1,07 ρk , kg/m3 941 1009 1021 998 992 CP4 ∆ρ, % 5,17 1,69 2,90 0,58 ρk , kg/m3 1459 1568 1572 1561 1540 CP5 ∆ρ, % 5,26 1,82 2,08 1,36 ρk , kg/m3 1422 1441 1453 1458 1444 CP6 ∆ρ, % 1,49 0,17 0,66 1,00 ρk , kg/m3 1225 1258 1292 1308 1271 CP7 ∆ρ, % 3,60 1,00 1,67 2,93 ρk , kg/m3 1090 1141 1145 1096 1118 CP8 ∆ρ, % 2,50 2,06 2,42 1,97 3.2. Ảnh hưởng của hàm lượng rEPS đến cường độ nén của bê tông Ảnh hưởng của hàm lượng rEPS và tỷ lệ N/CKD đến cường độ nén của bê tông được thể hiện ở Hình 7. Kết quả thí nghiệm cho thấy, ứng với mỗi tỷ lệ N/CKD khi tăng hàm lượng rEPS thì cường độ nén của bê tông giảm. Đồng thời, ứng với mỗi hàm lượng rEPS sử dụng, khi giảm tỷ lệ N/CKD thì cường độ nén của bê tông tăng, điều này hoàn toàn phù hợp với lý thuyết. Cường độ nén của bê tông lớn nhất đạt được là 21 MPa, khi tỷ lệ N/CKD = 0,25 với hàm lượng rEPS là 25%. Ngược lại, cường 78
  8. vậy, với khối lượng thể tích của bê tông đạt 1000 kg/m3 thì cường độ nén của bê tông đạt 6,3 MPa, khi khối lượng thể tích của bê tông tăng đến 1500 kg/m3 thì cường độ nén Thắng, N. C., và cs. / Tạp chí Khoa học Công nghệ Xây dựng của bê tông đạt trên 20 MPa. Kết quả nghiên cứu đạt được cho thấy, sự gia tăng hàm độ nén của bê tông nhỏ nhất đạt được là 6,3 MPa, ứng với tỷ lệ N/CKD = 0,3 và hàm lượng rEPS là lượng 50%.cốt Nhưliệu vậy,rEPS sẽlượng với khối dẫn đến thể tíchgiảm cường của bê độ 1000 tông đạt của kg/m bê tông, 3 điều độ thì cường này néncócủa thể bê giải tông thích: đạt 3 xét về bản chất, cốt liệu rEPS chứa đến 98% là không khí, cường độ rất yếu và có tính 6,3 MPa, khi khối lượng thể tích của bê tông tăng đến 1500 kg/m thì cường độ nén của bê tông đạt trên 20 MPa. Kết quả nghiên cứu đạt được cho thấy, sự gia tăng hàm lượng cốt liệu rEPS sẽ dẫn đến kỵ giảm nước,cườngcó liên kết rất kém với đá xi măng do vậy việc sử dụng rEPS làm cốt liệu trong độ của bê tông, điều này có thể giải thích: xét về bản chất, cốt liệu rEPS chứa đến 98% bê là tông sẽ khí, không làmcường giảmđộcường rất yếuđộ nén và có tínhcủakỵ bê tông. nước, Bên có liên kếtcạnh đó,vớicường rất kém độ nén đá xi măng củaviệc do vậy bê sử tông sử dụng dụngrEPS rEPS làmđược đánh cốt liệu tronggiá là tỷsẽlệlàmtrực bê tông giảmtiếp vớiđộkhối cường lượng nén của thểBên bê tông. tíchcạnh củađó,bêcường tông,độkhi nén của bê tông sử dụng rEPS được đánh giá là tỷ lệ trực tiếp với khối lượng thể tích của bê tông, khi tăng tănghàm hàmlượng rEPS lượng rEPS tứctức là tăng là tăng thể tíchthểrỗng tích rỗng trong tronggiảm bê tông, bê khối tông, giảm lượng thể khối lượng tích của bê tôngthể dẫntích củatớibêcường tôngđộdẫnnéntới cường bê tông giảm.độ nén bê tông giảm. 25 V(EPS)=25% V(EPS)=30% Cường độ nén, MPa 20 V(EPS)=40% V(EPS)=50% 15 10 5 0 N/CKD=0,3 N/CKD=0,25 Cấp phối bê tông Hình 7. Ảnh Hìnhhưởng của của 7. Ảnh hưởng hàm lượng hàm rEPSđếnđến lượng rEPS cường cường độ nénđộ củanén của bê tông bê tông 3.3. Độ hút nước và độ hút nước mao quản của bê tông nhẹ sử dụng rEPS tái chế 3.3. Độ hút nước và độ hút nước mao quản của bê tông nhẹ sử dụng rEPS tái chế Kết quả thí nghiệm độ hút nước và độ hút nước mao quản của bê tông được thể hiện ở Hình 8 và KếtHình quả9.thí Kếtnghiệm độ hútcho quả thí nghiệm nướcthấy,và khiđộ giảmhúttỷnước maothìquản lệ N/CKD của độ hút bê của nước tông bê được thể hiện tông giảm. Bên ở cạnh đó với mỗi tỷ lệ N/CKD, khi tăng hàm lượng rEPS thì độ hút nước của bê tông tăng. Điều này Hình 8 và có thể giảiHình thích,9.khiKết giảmquả thíN/CKD tỷ lệ nghiệm hoặccho giảm thấy, hàm khi lượnggiảm rEPStỷ sẽ lệ làmN/CKD tăng khốithì độ thể lượng húttích nước củacủabêbêtông tông,giảm. làm tăngBên hàmcạnh lượngđó với đá xi mỗităng măng, tỷ lệđộ N/CKD, khi từ đặc của bê tông tăng hàm đó làm lượng giảm độ hútrEPS nước thì của độ bê tông. Khi hàm lượng rEPS tăng đến 40% theo thể tích bê tông, độ hút hút nước của bê tông tăng. Điều này có thể giải thích, khi giảm tỷ lệ N/CKD hoặc giảm nước của bê tông có sự tăng đột biến, tiếp tục tăng hàm lượng rEPS đến 50% thì độ hút nước của bê tông tăng, tuy nhiên mức độ hàm lượng tăng rEPS sẽ làm tăng khối lượng thể tích của bê tông, làm tăng hàm lượng đá xi giảm dần. măng,Bê tăng tôngđộnhẹđặc của bê sử dụng rEPS,tôngđâytừ là đó loạilàm giảm cốt liệu độ trúc có cấu hút rỗng nướcxốp,củakỵbê tông. nước Khikhihàm do vậy lượng sử dụng rEPS có thể ảnh hưởng đến hệ thống lỗ rỗng mao quản, tác động đến độ hút nước mao quản của bê rEPS tăng đến 40% theo thể tích bê tông, độ hút nước của bê tông có sự tăng đột biến, tông. Kết quả về độ hút nước mao quản được thể hiện ở Hình 9, các kết quả thí nghiệm cho thấy khi tiếptăng tụchàm tăng hàm lượng lượng rEPS thì độrEPS đếnmao hút nước 50% thìcuối quản độ cùng hút nước của bê có xu hướng tông giảm. Vớităng, tuy nhiên tỷ lệ N/CKD mức = 0,3; độ ởtăng giảm 60 phút đầudần. thí nghiệm, không có sự khác biệt về độ hút nước mao quản giữa các hàm lượng rEPS khác nhau, tuy nhiên tiếp tục thí nghiệm theo thời gian độ hút nước mao quản của bê tông tăng, độ hút nước mao quản giảm lớn nhất với hàm lượng rEPS là 25%. Trong khoảng 120 phút đầu thí nghiệm, 79
  9. 2 0 Thắng, N. C., vàN/CKD=0,3 cs. / Tạp chí Khoa họcN/CKD=0,25 Công nghệ Xây dựng tốc độ hút nước mao quản nhanh, sau đó độ hút nước Cấp phốitiếp bê tục tôngtăng nhưng với tốc độ chậm dần. Khi giảm tỷ lệ N/CKD thì độ hút nước mao quản giảm tuy nhiên vẫn theo quy luật tăng hàm lượng rEPS Hình thì độ hút nước mao8.quản Độ giảm. hút nước Việc của bê tông sử dụng cốt liệuvới rEPShàm lượng sẽ làm giảmrEPS khác độ hút nướcnhau mao quản trong bê tông, điều này có thể giải thích do các hạt cốt liệu rEPS có cấu trúc rỗng và kỵ nước, khi sử dụng Bê Tạp tông rEPS nhẹbêhọc chítrong Khoa sử dụng Công tông rEPS, nghệ các hạt đây Xây rEPS là loại sẽdựng, làm NUCE mất cốtliên sự liệu tụccó 2018 củacấu trúc cácp-ISSN rỗng lỗ rỗng maoxốp, quảnkỵ 2615-9058; nước e-ISSN trong do vậytừkhi 2734-9489 đá xi măng đó ngăn cản sự hút nước mao quản trong bê tông. sử dụng rEPS có thể ảnh hưởng đến hệ thống lỗ rỗng mao quản, tác động đến độ hút nước mao quản của bê tông. 10 Kết quả về độ hút nước mao quản được thể hiện ở Hình 9, V(EPS)=25% các kết quả thí nghiệm cho thấy khi tăng hàm lượng rEPS thì độ hút nước mao quản 8 V(EPS)=30% Độ hút nước, % cuối cùng có xu hướng giảm. Với tỷ lệ N/CKD=0,3, ở 60 phút đầu thí nghiệm, không V(EPS)=40% có sự khác biệt về độ hút nước 6 mao quản giữa các hàm lượng rEPS khác nhau, tuy nhiên V(EPS)=50% tiếp tục thí nghiệm theo thời gian độ hút nước mao quản của bê tông tăng, độ hút nước 4 mao quản giảm lớn nhất với hàm lượng rEPS là 25%. Trong khoảng 120 phút đầu thí nghiệm, tốc độ hút nước mao 2 quản nhanh, sau đó độ hút nước tiếp tục tăng nhưng với tốc độ chậm dần. Khi giảm tỷ lệ N/CKD thì độ hút nước mao quản giảm tuy nhiên vẫn 0 theo quy luật tăng hàm lượng rEPS thì độ hút nước N/CKD=0,3 mao quản giảm. Việc sử dụng cốt N/CKD=0,25 liệu rEPS sẽ làm giảm độ hút nước mao quản trong bê tông, điều này có thể giải thích Cấp phối bê tông do các hạt cốt liệu rEPS có cấu trúc rỗng và kỵ nước, khi sử dụng rEPS trong bê tông các hạt rEPS Hình sẽ 8. làm Độ Hìnhmất hút sự 8. Độ liên nước hút của nướctục của bê của cácvới bêtông tông lỗhàm với rỗng hàm mao lượng lượng quản rEPS rEPS khác trong khácđánhau nhau xi măng từ đó ngăn cản sự hút nước mao quản trong bê tông. Bê tông nhẹ sử dụng rEPS, đây là loại cốt liệu có cấu trúc rỗng xốp, kỵ nước do vậy khi 1,4 sử dụng rEPS có thể ảnh hưởng đến hệ thống lỗ1,4 rỗng mao quản, tác động đến độ hút Độ hút nước mao quản, kg/m2 Độ hút nước mao quản, kg/m2 N/CKD=0,3 N/CKD=0,25 1,2 1,2 nước mao quản của bê tông. Kết quả về độ hút nước mao quản được thể hiện ở Hình 9, các kết1,0quả thí nghiệm cho thấy khi tăng hàm lượng 1,0 rEPS thì độ hút nước mao quản cuối cùng0,8 có xu hướng giảm. Với tỷ lệ N/CKD=0,3, 0,8 ở 60 phút đầu thí nghiệm, không có sự khác 0,6 biệt về độ hút nước mao quản giữa các0,6 hàm lượng rEPS khác nhau, tuy nhiên V(EPS)=25% V(EPS)=25% tiếp tục0,4thí nghiệm theo thờiV(EPS)=30%gian độ hút nước mao 0,4 quản của bê tông tăng, độ hút nước V(EPS)=30% mao quản0,2 giảm lớn nhất vớiV(EPS)=40% hàm lượng rEPS là 0,2 25%. Trong khoảng 120 phút đầu thí V(EPS)=40% V(EPS)=50% V(EPS)=50% nghiệm, 0,0tốc độ hút nước mao quản nhanh, sau đó0,0độ hút nước tiếp tục tăng nhưng với tốc độ chậm 0 dần. Khi 100 giảm tỷ 200lệ N/CKD 300thì độ hút nước 0 mao100quản giảm 200tuy nhiên 300vẫn Thời hàm gian ngâm mẫu, 0,5 s thì độ hút nước mao Thời 0,5 theo quy luật tăng lượng rEPS quảngian ngâmViệc giảm. mẫu, sửs dụng cốt liệu rEPS Hìnhsẽ 9. làm Độ giảm Hình hút độhúthút nước 9. Độ mao nước nước quản mao mao quản củaquản của bê trong tông bê tông vớivớibêhàm hàm tông, lượng điều lượng rEPS này rEPS khác có thểnhau nhaukhác giải thích do các hạt cốt liệu rEPS có cấu trúc rỗng và kỵ nước, khi sử dụng rEPS trong bê tông các3.4. hạtHệrEPS sẽnhiệt số dẫn làmcủamất bê sự tôngliên nhẹ tục củarEPS sử dụng các lỗ rỗng mao quản trong đá xi măng từ đó 11 tái chế ngăn cản Tínhsựdẫnhút nước nhiệt của bêmaotôngquản chịu trong ảnh hưởngbê tông. bởi các đặc tính của cốt liệu, loại và hàm lượng cốt liệu, các yếu tố khác bao gồm cả độ ẩm, tỷ trọng và nhiệt độ của bê tông. Tính dẫn nhiệt thấp là một 1,4 1,4 c mao quản, kg/m2 c mao quản, kg/m2 trong những ưu điểm chính cho việc ứng dụng loại bê tông này. Trong nghiên cứu này sẽ đánh giá ảnh N/CKD=0,3 N/CKD=0,25 1,2 1,2 80 1,0 1,0 0,8 0,8 0,6 0,6
  10. Thắng, N. C., và cs. / Tạp chí Khoa học Công nghệ Xây dựng hưởng của hàm lượng rEPS đến hệ số dẫn nhiệt của bê tông, kết quả tính toán về hệ số dẫn nhiệt của bê tông sử dụng rEPS tái chế được thể hiện ở Bảng 5 và Hình 10. Các kết quả tính toán cho thấy có sự giảm mạnh hệ số dẫn nhiệt của bê tông với sự gia tăng hàm lượng hạt rEPS. Độ dẫn nhiệt của bê tông nhẹ rEPS giảm khi bê tông nhẹ hơn, tức là khối lượng thể tích của bê tông giảm. Do đó, hệ số dẫn nhiệt của bê tông rEPS được đánh giá là tỷ lệ thuận với khối lượng thể tích của bê tông và hàm lượng hạt rEPS, kết quả này đúng với cả tỷ lệ N/CKD = 0,25 và 0,3. Kết quả tính toán hoàn toàn phù hợp với các nghiên cứu về ảnh hưởng của hạt rEPS nguyên sinh đến hệ số dẫn nhiệt của bê tông là khi tăng hàm lượng hạt rEPS nguyên sinh thì hệ số dẫn nhiệt của bê tông giảm [17–19]. Bảng 5. Hệ số dẫn nhiệt của bê tông sử dụng rEPS tái chế Hệ số dẫn nhiệt, W/m.°C Thể tích rEPS, % N/CKD = 0,25 N/CKD = 0,30 25% 0,598 0,555 30% 0,543 0,489 40% 0,442 0,404 Tạp chí Khoa học Công nghệ Xây dựng, NUCE 0,352 50% 2018 p-ISSN 2615-9058;0,304 e-ISSN 2734-9489 0,6 Hệ số dẫn nhiệt, W/(m.oC) 0,5 0,4 0,3 N/CKD=0,3 N/CKD=0,25 0,2 1000 1200 1400 1600 Khối lượng thể tích, kg/m3 Hình 10. Hình Hệ số10.dẫn Hệ sốnhiệt củacủabêbêtông dẫn nhiệt vớikhối tông với khối lượng lượng thể thể tích tích khác khác nhau nhau 4. Kết luận Kết luận Trên cơ sở kết quả nghiên cứu đạt được, một số kết luận như sau: Trên cơ sở kết - Hoàn toànquả nghiên có thể sử dụngcứu cốt đạt liệu được, một số kết rỗng polystyrene luận tái chế và như sau: vật liệu sẵn có ở Việt Nam để chế tạo bê tông nhẹ thỏa mãn yêu cầu: khối lượng thể tích của bê tông đạt từ 1000 - 1500 kg/m3 ; cường - độ Hoàn toàn nén của bê có tôngthể đạtsử đếndụng cốt liệu rỗng polystyrene tái chế và vật liệu sẵn có ở Việt 20,0 MPa. Nam để sử - Khi chế tạorEPS dụng bê tông nhẹlượng với hàm thỏa 25%-50% mãn yêutheocầu:thểkhối tích lượng bê tông,thể tích khối củathể lượng bêtích tông củađạt bê từ tông tương ứng giảm. 3Khối lượng thể tích của bê tông lớn nhất đạt 1550 kg/m3 ứng với tỷ lệ N/CKD 1000 - 1500 kg/m ; cường độ nén của bê tông đạt đến 20,0 MPa. = 0,25 hàm lượng rEPS là 25% và cường độ nén của bê tông lớn nhất đạt 21 MPa. Khối lượng thể tích - Khi sử dụng rEPS với hàm lượng 25%-50% 81 theo thể tích bê tông, khối lượng thể tích của bê tông tương ứng giảm. Khối lượng thể tích của bê tông lớn nhất đạt 1550 kg/m3 ứng với tỷ lệ N/CKD = 0,25 hàm lượng rEPS là 25% và cường độ nén của bê tông 3
  11. Thắng, N. C., và cs. / Tạp chí Khoa học Công nghệ Xây dựng của bê tông nhỏ nhất đạt 1010 kg/m3 ứng với tỷ lệ N/CKD = 0,3, hàm lượng rEPS là 50% và cường độ nén của bê tông nhỏ nhất là 6,3 MPa; - Khi sử dụng rEPS tái chế đến 50% thể tích của bê tông, khối lượng thể tích của bê tông theo chiều cao mẫu không có sự chênh lệch đáng kể, không xảy ra hiện tượng phân tầng và hỗn hợp rEPS phân bố đồng đều trong hỗn hợp bê tông. - Khi tăng hàm lượng rEPS đồng thời tỷ lệ N/CKD tăng thì độ hút nước của bê tông tăng, độ hút nước của bê tông lớn nhất đạt 6,25% khi tỷ lệ N/CKD = 0,3 và hàm lượng rEPS là 50%. Ngược lại với độ hút nước, độ hút nước mao quản của bê tông giảm khi tăng hàm lượng rEPS đồng thời giảm tỷ lệ N/CKD. Độ hút nước mao quản nhỏ nhất là 0,84 kg/m2 .s0,5 tại tỷ lệ N/CKD = 0,25 và hàm lượng rEPS là 50%. - Hệ số dẫn nhiệt của bê tông tính toán theo ACI 213R14 cho thấy; khi tăng tỷ lệ N/CKD đồng thời tăng hàm lượng rEPS thì hệ số dẫn nhiệt của bê tông giảm. Với hỗn hợp khi sử dụng N/CKD = 0,3 và 50% rEPS, hệ số dẫn nhiệt của bê tông nhỏ nhất đạt 0,3039 W/m.°C. Lời cảm ơn Nghiên cứu này được tài trợ bởi Bộ Giáo Dục và Đào Tạo và Trường Đại học Xây dựng cho đề tài “Nghiên cứu sử dụng vật liệu phế thải công nghiệp thay thế vật liệu truyền thống để xây lắp các công trình hạ tầng kỹ thuật theo hướng tự động hóa”, mã số CT2019.03.03. Tài liệu tham khảo [1] Chandra, S., Berntsson, L. (2002). Lightweight Aggregate Concrete: Science, Technology and Applica- tions (Building Materials Science Series). [2] Phong, N. H., và cs. (2019). Nghiên cứu chế tạo và đánh giá mô đun đàn hồi của bê tông nhẹ sử dụng cốt liệu nhẹ chế tạo từ phế thải phá dỡ công trình xây dựng. Tạp chí xây dựng Việt Nam, 3-2019. [3] Le Roy, R., Parant, E., Boulay, C. (2005). Taking into account the inclusions’ size in lightweight concrete compressive strength prediction. Cement and Concrete Research, 35(4):770–775. [4] Thang, N. C., Duc, H. N., Nghia, H. T. (2018). Nghiên cứu thực nghiệm nâng cao một số tính chất của bê tông nhẹ cốt liệu rỗng. Tạp chí Khoa học Công nghệ Xây dựng (KHCNXD)-ĐHXD, 12(2):104–109. [5] Thang, N. C., Duc, H. N. (2020). Effect of Carbon Nanotube on properties of lightweight concrete using recycled Expanded Polystyrene (EPS). IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, IOP Publishing, 869(3). [6] Sabaa, B., Ravindrarajah, R. S. (1999). Workability assessment for polystyrene aggregate concrete. VII Quality Control Congress, 18–21. [7] Collins, J., Ravindrarajah, R. (1998). Temperature development in Concrete with EPS breads. AUSTCERM 98 Melbourne Australia. [8] Pacheco-Torgal, F., Khatib, J., Colangelo, F., Tuladhar, R. (2009). Use of recycled plastics in eco-efficient concrete. Woodhead Publishing Series in Civil and Structural Engineering. [9] EPA (2003). Environmental Protection Agency (USA) Plastic Wastes: Management, Control, Recycling and Disposal. [10] APME (2004). An Analysis of Plastics Consumption and Recovery in Western Europe 2000. Association of Plastics Manufacturers in Europe. [11] Polymelt (2013). Polystyrene recycling. [12] TCVN 3115:1993. Bê tông nặng - Phương pháp xác định khối lượng thể tích. Bộ Khoa học và Công nghệ, Việt Nam. [13] TCVN 3118:1993. Bê tông nặng - Phương pháp xác định cường độ nén. Bộ Khoa học và Công nghệ, Việt Nam. 82
  12. Thắng, N. C., và cs. / Tạp chí Khoa học Công nghệ Xây dựng [14] TCVN 3113:1993. Bê tông nặng - Phương pháp xác định độ hút nước. Bộ Khoa học và Công nghệ, Việt Nam. [15] ASTM C1585-2020. Standard Test Method for Measurement of Rate of Absorption of Water by Hydraulic- Cement Concretes. American Concrete Institute, Detroit. [16] ACI 213R-14. Guide for Structural Lightweight-Aggregate Concrete. American Concrete Institute, De- troit. [17] Sayadi, A. A., Tapia, J. V., Neitzert, T. R., Clifton, G. C. (2016). Effects of expanded polystyrene (EPS) particles on fire resistance, thermal conductivity and compressive strength of foamed concrete. Construc- tion and Building Materials, 112:716–724. [18] Demirboˇga, R., G¨ul, R. (2003). Thermal conductivity and compressive strength of expanded perlite aggregate concrete with mineral admixtures. Energy and Buildings, 35(11):1155–1159. [19] Al-Jabri, K. S., Hago, A. W., Al-Nuaimi, A. S., Al-Saidy, A. H. (2005). Concrete blocks for thermal insulation in hot climate. Cement and Concrete Research, 35(8):1472–1479. 83
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

 

Đồng bộ tài khoản
2=>2