Nghiên cứu chế tạo bê tông tự đầm cường độ cao sử dụng hỗn hợp phụ gia khoáng zeolite - xỉ lò cao

Chia sẻ: Nhan Chiến Thiên | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:9

Thêm vào BST

Báo xấu

8
lượt xem 4
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Trong bài báo "Nghiên cứu chế tạo bê tông tự đầm cường độ cao sử dụng hỗn hợp phụ gia khoáng zeolite - xỉ lò cao", xi măng Portland (PC) được thay thế bởi hỗn hợp phụ gia khoáng zeolite (ZL) - xỉ lò cao (XLC) với hàm lượng là 50%, 60% theo thể tích. Kết quả cho thấy mẫu của hỗn hợp bê tông tự đầm sử dụng tỉ lệ ZL/XLC = 3/57 (% theo thể tích) thay thế 60% hàm lượng PC cho kết quả cường độ nén lên đến 81,24 MPa mà vẫn đảm bảo tốt các tính công tác của hỗn hợp bê tông tự đầm. Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Nghiên cứu chế tạo bê tông tự đầm cường độ cao sử dụng hỗn hợp phụ gia khoáng zeolite - xỉ lò cao

. 251 NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO BÊ TÔNG TỰ ĐẦM CƢỜNG ĐỘ CAO SỬ DỤNG HỖN HỢP PHỤ GIA KHOÁNG ZEOLITE - XỈ LÒ CAO Thái Quang Minh1,*, Bùi Danh Đại2, Lê Văn Trí3, Hoàng Đức Anh Vũ1, Nguyễn Hải Đăng1 1 Đại học Huế - Phân hiệu tại Quảng Trị 2 Trường Đại học Xây dựng Hà Nội 3 Trường Đại học Xây dựng Miền Trung Tóm tắt Hiện nay, bê tông tự đầm cường độ cao đang được nghiên cứu và ứng dụng ngày càng rộng rãi với nhiều tính năng vượt trội như độ chảy cao, cường độ cao, độ thấm nước thấp,… Tuy nhiên, trong bê tông tự đầm hàm lượng xi măng được sử dụng rất lớn, điều này ảnh hưởng đến tính chất và tính kinh tế của bê tông. Do vậy, việc nghiên cứu sử dụng phụ gia khoáng thay thế xi măng có ý nghĩa lớn về mặt kỹ thuật, kinh tế và môi trường. Trong bài báo này, xi măng Portland (PC) được thay thế bởi hỗn hợp phụ gia khoáng zeolite (ZL) - xỉ lò cao (XLC) với hàm lượng là 50%, 60% theo thể tích. Kết quả cho thấy mẫu của hỗn hợp bê tông tự đầm sử dụng tỉ lệ ZL/XLC = 3/57 (% theo thể tích) thay thế 60% hàm lượng PC cho kết quả cường độ nén lên đến 81,24 MPa mà vẫn đảm bảo tốt các tính công tác của hỗn hợp bê tông tự đầm. Từ khóa: Bê tông tự đầm, zeolite, xỉ lò cao. 1. Đặt vấn đề Bê tông tự đầm (Self Compacting Concrete - SCC) là loại bê tông có độ chảy dẻo cao khi chưa đóng rắn có khả năng chảy dưới tác dụng của trọng lực bản thân và có khả năng tự điền đầy ván khuôn và cả những nơi có mật độ cốt thép dày đặc mà không cần năng lượng đầm nhưng vẫn đảm bảo tính đồng nhất (Uyên & Vương, 2012). Để đảm bảo hỗn hợp bê tông có độ chảy cao, hàm lượng chất kết dính trong bê tông tự đầm sẽ lớn nên để giảm lượng dùng xi măng cần phải sử dụng phụ gia khoáng với hàm lượng lớn. Việc sử dụng các loại phụ gia khoáng nhằm thay thế một phần xi măng đang là xu thế chung trong công nghệ sản xuất bê tông hiện nay. Xỉ lò cao hoạt tính là thải phẩm của quá trình luyện gang, có sản lượng lớn và giá thành rẻ. Xỉ lò cao hoạt tính có thể được nghiền chung với clanhke và thạch cao để tạo ra loại xi măng poóc lăng xỉ (Hwang & Lin, 1986), hoặc được nghiền riêng để làm phụ gia khoáng cho bê tông (Minh, 2017). Zeolite là vật liệu puzollan thiên nhiên có hoạt tính puzollanic. Zeolite làm giảm sự phân tầng, tách nước nhờ các cải thiện bên trong liên kết của hỗn hợp bê tông tự đầm, ngoài ra zeolite có hoạt tính puzollan nên hút vôi thông qua phản ứng puzollanic tạo thành hợp chất hydro silicat (C-S-H) canxi có cường độ và tính bền vững cao (Ahmadi & Shekarchi, 2010). Ở Việt Nam hiện có nhiều nghiên cứu về chế tạo bê tông tự đầm cường độ cao. Tuy nhiên, việc sử dụng hỗn hợp khoáng zeolite - xỉ lò cao thay thế hàm lượng lớn xi măng PC chế tạo bê * Ngày nhận bài: 11/3/2022; Ngày phản biện: 01/4/2022; Ngày chấp nhận đăng: 10/4/2022 * Tác giả liên hệ: Email: clapmidou@gmail.com
252 tông tự đầm đang còn rất mới mẻ. Nghiên cứu này trình bày kết quả nghiên cứu ban đầu của việc sử dụng hỗn hợp phụ gia khoáng xỉ lò cao - zeolite, phụ gia siêu dẻo để chế tạo bê tông tự đầm cường độ cao. Đánh giá mức độ ảnh hưởng của chúng đến tính công tác và cường độ nén ở 3, 7 và 28 ngày tuổi của bê tông tự đầm, có cường độ nén tối thiểu ở tuổi 28 ngày lớn hơn 60 Mpa. 2. Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu 2.1. Cơ sở lý thuyết Việc phối hợp sử dụng phụ gia khoáng xỉ lò cao - zeolite cho phép làm tăng hàm lượng phụ gia khoáng sử dụng trong chất kết dính so với khi sử dụng từng loại phụ gia riêng lẻ mà vẫn đảm bảo chất lượng của chất kết dính. Điều này cho phép tăng lượng dùng chất kết dính trong 1m3 bê tông mà vẫn đảm bảo lượng dùng xi măng ở mức thấp. Sự phối hợp phụ gia khoáng xỉ lò cao - zeolite, cùng với phụ gia siêu dẻo có khả năng làm cho hỗn hợp bê tông có độ chảy cao mà không bị tách nước, phân tầng (Minh, 2017). - Zeolite làm giảm sự tách nước, làm tăng độ nhớt của hồ xi măng và độ liên kết của hỗn hợp bê tông, tăng cường độ bê tông, tăng độ chống thấm cho bê tông. - Xỉ lò cao hạt hóa được sử dụng để thay thế một lượng lớn xi măng, có tác dụng giảm nhiệt thủy hóa, nâng cao cường độ dài ngày và tăng khả năng chống thấm của bê tông. - Phụ gia siêu dẻo cho phép chế tạo hỗn hợp bê tông có độ chảy cao với tỉ lệ nước trên bột (N/B) thấp. - Việc phối hợp cốt liệu nhỏ với một lượng hồ lớn tạo thành từ hỗn hợp xi măng, xỉ lò cao, zeolite, nước và phụ gia siêu dẻo làm tăng thể tích thành phần vữa dẫn đến giảm nội ma sát trong hỗn hợp bê tông. 2.2. Nguyên vật liệu sử dụng Trong nghiên cứu này, tác giả sử dụng nguyên vật liệu sẵn có trên thị trường Việt Nam: - Xi măng (XM) Poóc lăng PC40 Bút Sơn. Tính chất cơ lý của xi măng được trình bày trong bảng 1. - Cát vàng (C) có nguồn gốc từ Sông Hiếu. Đá dăm (D) có nguồn gốc từ mỏ đá Cam Lộ. Các tính chất của cốt liệu sử dụng trong nghiên cứu được trình bày trong bảng 2 và bảng 3. Thỏa mãn TCVN 7570-2006. - Xỉ lò cao (XLC) sử dụng trong nghiên cứu có nguồn gốc từ nhà máy gang thép Hòa Phát, đây là loại xỉ hạt hóa, màu trắng bạc với kích thước hạt
. 253 Bảng 1. Tính chất cơ lý của xi măng PC40 Bút Sơn Phương pháp Tiêu chuẩn quy STT Tính chất Đơn vị Kết quả thử định Độ mịn: TCVN 1 Lượng sót sàng No 009 % ≤ 10 3,6 4030:2003 Độ mịn Blaine cm2/g ≥ 2800 3240 TCVN 2 Lượng nước tiêu chuẩn % - 29,0 6017:2015 Thời gian đông kết: TCVN 3 - Bắt đầu Phút ≥ 45 115 6017:2015 - Kết thúc Phút ≤ 375 200 Cường độ nén: TCVN 4 - Sau 3 ngày MPa ≥ 18 26,4 6016:2011 - Sau 28 ngày MPa ≤ 40 47,3 TCVN 5 Khối lượng riêng g/cm3 - 3,11 4030:2003 Bảng 2. Thành phần hạt và tính chất cơ lý của cát vàng dùng trong nghiên cứu STT Tính chất Đơn vị Kết quả 1 Khối lượng riêng g/cm3 2,67 2 Khối lượng thể tích xốp g/cm3 1,445 3 Khối lượng thể tích ở trạng thái bão hòa trong, khô bề mặt g/cm3 2,64 4 Độ ẩm % 2,1 5 Tạp chất sét, bụi % 0,22 Bảng 3. Một số tính chất cơ lý của đá dăm dùng trong nghiên cứu STT Tính chất Đơn vị Kết quả 1 Khối lượng riêng g/cm3 2,75 2 Khối lượng thể tích xốp kg/m3 1310 4 Khối lượng thể tích ở trạng thái bão hòa trong, khô bề mặt g/cm3 2,74 5 Hàm lượng hạt thoi dẹt % 7,32 6 Độ hút nước % 0,60 Bảng 4. Một số tính chất kỹ thuật của phụ gia khoáng Giá trị STT Các chỉ tiêu Đơn vị Xỉ lò cao Zeolite 3 1 Khối lượng riêng g/cm 2,83 2,26 2 Độ mịn (Lượng sót trên sàng 90 µm) % 2,0 0,5 3 Chỉ số hoạt tính với xi măng tuổi 28 ngày % 106 108 2.3. Thiết kế cấp phối bê tông Hiện nay, trên thế giới sử dụng rất nhiều phương pháp thiết kế thành phần bê tông tự đầm khác nhau như: Phương pháp thiết kế của Hiệp hội bê tông Nhật Bản (JSCE) và EFNARC của châu Âu, phương pháp thiết kế của giáo sư Okamura và đồng nghiệp… Trong nghiên cứu chế tạo bê tông tự đầm sử dụng hỗn hợp phụ gia khoáng có các thành phần hóa cũng như tính chất thay đổi nhiều, sẽ ảnh hưởng lớn đến các tính chất của bê tông tự đầm. Do đó, trong nghiên cứu này tác giả sử dụng phương pháp thiết kế của giáo sư Okamura và đồng nghiệp. Trên thế giới đã có nhiều nghiên cứu mức độ ảnh hưởng của tỉ lệ dùng phụ gia zeolite đơn lẻ trong chất kết dính đến tính công tác cũng như cường độ của bê tông (Czapik, 2017). Ngoài ra các nghiên cứu khác đã đánh giá mức độ ảnh hưởng của xỉ lò cao trong việc thay thế xi măng
254 (Hwang & Lin, 1986). Trong nội dung nghiên cứu này, tác giả lựa chọn lượng phụ gia khoáng mịn thay thế cho xi măng chiếm 50% và 60% thể tích của lượng bột sử dụng (Minh và nnk., 2019). Tác giả lựa chọn tỉ lệ dùng theo thể tích giữa hai loại phụ gia khoáng xỉ lò cao và zeolite là 80:20; 85:15; 90:10 và 95:5 (%), đưa ra tỉ lệ dùng phụ gia siêu dẻo là 0,75; 0,8; 0,9; 1,0(%) so với khối lượng bột và lựa chọn tỉ lệ nước trên bột (N/B) trong khoảng 0,3 - 0,4 để khảo sát. Quy trình sẽ thay đổi tỉ lệ thể tích nước trên thể tích bột (VN/VB) và hàm lượng phụ gia siêu dẻo (PGSD) nhằm đạt được mục đích độ chảy loang của vữa 245mm theo phương pháp thiết kế thành phần bê tông tự đầm (Okamura & Ouchi, 2003) thể hiện trong bảng 5. Bảng 5. Tỉ lệ vật liệu các cấp phối đạt độ chảy loang của vữa Ký Thể tích cát Tỉ lệ XM:ZL:XLC PGSD (%) Tỉ lệ VN/VB Tỉ lệ N/B hiệu trong vữa (%) CP 1 50:10:40 0,75 1,06 0,36 40 CP 2 50:7,5:42,5 0,8 0,98 0,33 40 CP 3 50:5:45 0,9 0,97 0,32 40 CP 4 50:2,5:47,5 0,8 1,02 0,34 40 CP 5 40:12:48 0,9 0,95 0,33 40 CP 6 40:9:51 1,0 0,92 0,32 40 CP 7 40:6:54 1,0 0,90 0,31 40 CP 8 40:3:57 1,0 0,88 0,30 40 Theo khuyến cáo của giáo sư Okamura và đồng nghiệp, thì tỉ lệ giữa thể tích cát trên thể tích đá (VC/VD) nằm trong khoảng 0,82 - 1,08. Dựa vào đó, tác giả lựa chọn sơ bộ giá trị VC/VD là 0,93 (Okamura & Ouchi, 2003). Nghiên cứu sử dụng phương pháp thể tích tuyệt đối để tính toán thành phần bê tông tự đầm. Trên cơ sở đó ta thiết lập được các phương trình sau: VH +VC +VD +VSD +VA =1000  VH +VC +VD =1000-(VA +VSD ) (1) Nghiên cứu không sử dụng phụ gia cuốn khí nên sơ bộ chọn VA = 10 - 20 lít (1,0 - 2,0%) (2) VC VC Mặt khác ta đã biết được mối quan hệ : V +V (3) và V =0,93 (4) C H D Trong đó: VH, VC, VD, VSD, VA, VXM, VXLC, VZL, VN là phần thể tích tương ứng của hồ, cát, đá, phụ gia siêu dẻo, không khí, xi măng, xỉ lò cao, zeolite và nước. Giải hệ 3 phương trình 3 ẩn ta tính được phần thể tích VH, VC và VD. Trong thành phần VH ta đã biết tỉ lệ về thể tích giữa các thành phần bột VXM, VXLC, VZL và tỉ lệ VN/VB nên từ đó tính được thành phần cấp phối của bê tông tự đầm. Mặt khác, cấp phối CP8 có tỷ lệ N/B nhỏ nhất (N/B = 0,3), nên có thể sơ bộ đánh giá cấp phối này sẽ cho cường độ nén mẫu tuổi 28 ngày là cao nhất. Để khẳng định thêm sự ảnh hưởng của thành phần cốt liệu đến tính chất của bê tông tự đầm, trên cơ sở sử dụng tỉ lệ của CP8, tác giả tiến hành khảo sát thêm các cấp phối TK1, TK2 với việc thay đổi tỉ lệ VC/VD lần lượt là 0,88; 0,95 và tỉ lệ cát theo thể tích vữa là 42%. Kết quả được thống kê trong bảng 6. Bảng 6. Thành phần vật liệu tính toán cho 1m3 bê tông tự đầm STT X (kg) ZL (kg) XLC (kg) C (kg) Đ (kg) N (kg) PGSD CP1 310 45 226 715 808 212 0,7% CP2 323 35 250 713 810 203 0,8% CP3 325 24 265 712 805 202 0,9% CP4 317 13 272 707 802 207 0,8%
. 255 STT X (kg) ZL (kg) XLC (kg) C (kg) Đ (kg) N (kg) PGSD CP5 262 57 286 712 809 200 0,9% CP6 266 43 308 710 805 197 1% CP7 268 29 330 709 808 195 1% CP8 272 16 352 704 805 192 1% TK1 232 13 302 736 865 192 1% TK2 327 13.2 308 753,5 823 202 1% 2.4. Quy trình trộn bê tông tự đầm Máy dùng để trộn bê tông tự đầm cũng tương tự như với các loại bê tông thông dụng khác, có thể dùng máy trộn cưỡng bức, máy trộn rơi tự do. Tuy nhiên, với mỗi loại máy thì thời gian trộn là khác nhau và nhất thiết phải qua mẻ trộn thử. Quy trình và thời gian trộn bê tông tự đầm dùng máy trộn rơi tự do trong nghiên cứu tuân theo trình tự sau: Xỉ lò cao + Cát + hỗn Vữa + PGSD + Đá + zeolite + xi hợp bột 70% 30% vữa Kết thúc măng nước nước 1 2 3 4 1- Trộn 3 phút. 2- Trộn 2 phút. 3- Trộn 1 phút. 4- Trộn 2 phút. 5- Trộn 2 phút. 2.5. Phương pháp nghiên cứu Trong nghiên cứu sử dụng phương pháp thí nghiệm tiêu chuẩn và phi tiêu chuẩn. Các phương pháp thí nghiệm tiêu chuẩn của Việt Nam như các thí nghiệm xác định các tính chất cơ lý của phụ gia khoáng, cốt liệu, phương pháp đúc và bảo dưỡng mẫu bê tông, tính chất cơ lý của bê tông. Các phương pháp thí nghiệm phi tiêu chuẩn như thí nghiệm độ chảy loang, thời gian chảy qua thiết bị Vbox, khả năng chảy qua thiết bị Lbox,… thực hiện theo (EFNARC, 2002). 3. Kết quả và thảo luận 3.1. Tính công tác của hỗn hợp bê tông tự đầm 3.1.1. Độ chảy của hỗn hợp bê tông tự đầm bằng côn Quá trình thí nghiệm khả năng chảy của bê tông tự đầm bằng côn sẽ đánh giá được các thông số như: Độ chảy loang, thời gian T50, sự suy giảm độ chảy loang của bê tông tự đầm theo thời gian, đồng thời cũng cho thấy được dấu hiệu của sự tách nước từ hỗn hợp bê tông tự đầm. Kết quả thí nghiệm được thống kê trong bảng 7. Bảng 7. Độ chảy loang và thời gian T50 của bê tông tự đầm Kí hiệu cấp phối Chỉ tiêu CP1 CP2 CP3 CP4 CP5 CP6 CP7 CP8 TK1 TK2 Độ chảy loang 615 640 670 685 610 615 680 710 685 690 (mm) Thời gian T50 (s) 4,2 4,0 3,9 3,7 5,4 5,1 4,5 3,8 4,0 3,7 Độ chảy loang 30 600 625 650 670 590 600 660 685 670 670 phút (mm) Thời gian T50 sau 575 600 630 640 560 570 635 655 645 640 60 phút (mm)
256 800 700 Độ chảy loang ( mm ) 600 500 0 phút 400 30 phút 300 60 phút 200 100 0 CP1 CP2 CP3 CP4 CP5 CP6 CP7 CP8 TK1 TK2 Hình 1. Sự suy giảm độ chảy loang của hỗn hợp bê tông tự đầm theo thời gian 3.1.2. Khả năng chảy của hỗn hợp bê tông tự đầm qua thiết bị Vbox và khả năng chảy qua Vbox sau 5 phút Qua thí nghiệm này có thể đánh giá được khả năng điền đầy của bê tông theo phương thẳng đứng, đặc biệt thông qua thí nghiệm thời gian chảy sau thời gian 5 phút có thể đánh giá được khá chính xác khả năng phân tầng của bê tông. Kết quả thí nghiệm được thống kê trong bảng 8 và thể hiện qua hình 2. Bảng 8. Khả năng chảy của hỗn hợp bê tông tự đầm qua thiết bị Vbox Kí hiệu cấp phối Chỉ tiêu CP1 CP2 CP3 CP4 CP5 CP6 CP7 CP8 TK1 TK2 Thời gian chảy 14,2 12,8 11,8 9,6 16,5 13,9 10,8 10,1 10,3 9,8 qua Vbox (s) Thời gian chảy qua Vbox sau 5 18,1 15,7 14,6 11,3 20,7 17,3 13,4 12,2 12,7 12,6 phút (s) Chênh lệch thời 3,9 2,9 2,8 1,7 4,2 3,4 2,6 2,1 2,4 1,8 gian chảy (s) 40 Thời gian chảy qua Vbox ( s) 35 30 25 20 Sau 5 phút 15 Ban đầu 10 5 0 CP1 CP2 CP3 CP4 CP5 CP6 CP7 CP8 TK1 TK2 Hình 2. Khả năng chảy của hỗn hợp bê tông tự đầm qua thiết bị Vbox 3.1.3. Khả năng chảy của hỗn hợp bê tông tự đầm qua thiết bị Lbox Trên thực tế hiện nay phần lớn bê tông được sử dụng dưới dạng kết cấu bê tông cốt thép, do vậy khi thi công bê tông tự đầm thì việc đánh giá khả năng chảy qua các thanh cốt thép của hỗn hợp bê tông rất quan trọng. Các kết quả thí nghiệm khả năng chảy của hỗn hợp bê tông tự đầm
. 257 qua các thanh cốt thép được thống kê trong bảng 9. Bảng 9. Khả năng chảy của bê tông tự đầm qua thiết bị Lbox Kí hiệu cấp phối Chỉ tiêu CP1 CP2 CP3 CP4 CP5 CP6 CP7 CP8 TK1 TK2 Độ chênh 0,85 0,82 0,78 0,71 0,79 0,84 0,81 0,80 0,64 0,67 H2/H1 3.1.4. Nhận xét về khả năng chảy của hỗn hợp bê tông tự đầm Từ kết quả trong bảng 7, bảng 8 và bảng 9 cho thấy: - Thời gian T50 có xu hướng tăng lên khi tăng hàm lượng zeolite và tăng hàm lượng cốt liệu. Nguyên nhân được giải thích như sau: + Phụ gia zeolite có cấu trúc xốp rỗng, có khả năng hút nước vào bên trong đó làm giảm lượng nước tự do trong hỗn hợp bê tông dẫn đến làm tăng độ nhớt của hồ chất kết dính và độ quánh của hỗn hợp bê tông, do vậy làm giảm đáng kể khả năng chảy loang đồng thời cũng làm giảm tốc độ chảy loang của bê tông. + Khi hàm lượng cốt liệu tăng lên trong thể tích vữa thì lượng hồ giảm dẫn đến làm giảm chiều dầy của lớp hồ bao bọc xung quanh hạt cát nên làm gia tăng nội ma sát của hỗn hợp vữa, làm giảm khả năng chảy loang cũng như giảm thời gian đạt giá trị T50. - Sự chênh lệch về thời gian chảy qua phễu chữ V tại thời điểm ban đầu và thời điểm sau 5 phút của các cấp phối có thể sơ bộ đánh giá được mức độ đồng nhất của hỗn hợp bê tông là cao. Tuy nhiên khi tăng hàm lượng zeolite lên cao thì khả năng chảy qua phễu chữ V giảm đi. - Khả năng chảy qua thiết bị Lbox của các cấp phối rất tốt, điều đó được thể hiện qua việc sau khi chảy qua thiết bị Lbox thì sự chênh lệch chiều cao giữa H1 và H2 không đáng kể. 3.2. Ảnh hưởng của hỗn hợp phụ gia khoáng zeolite-xỉ lò cao đến cường độ nén mẫu bê tông tự đầm Mẫu bê tông được đúc trong khuôn có kích thước 15x15x15cm. Quy trình ngâm mẫu được thực hiện theo tiêu chuẩn Việt Nam TCVN3105:1993. Quy trình nén mẫu được thực hiện theo tiêu chuẩn TCVN 3118:1993. Cường độ nén của mẫu bê tông và mẫu vữa được tiến hành ở tuổi 3 ngày, 7 ngày và 28 ngày. Kết quả thí nghiệm được thống kê trong bảng 10 và hình 3. Bảng 10. Cường độ nén mẫu bê tông tự đầm ở tuổi 3 ngày, 7 ngày và 28 ngày Kí hiệu cấp phối Chỉ tiêu CP1 CP2 CP3 CP4 CP5 CP6 CP7 CP8 TK1 TK2 Cường độ nén ở 25,45 28,18 33,01 34,75 27,62 32,15 39,88 41,87 33,51 31,77 tuổi 3 ngày (MPa) Cường độ nén ở 38,82 37,81 45,15 43,45 44,83 48,42 50,09 52,23 41,88 40,07 tuổi 7 ngày (MPa) Cường độ nén ở 60,12 64,97 67,91 64,38 62,09 68,65 72,58 81,24 60,15 60,08 tuổi 28 ngày (MPa) Tỉ lệ R7/R28 (% ) 64,57 69,72 66,49 62,49 72,20 70,53 69,02 64,43 69,62 66,69
258 90 80 Cường độ nén ( MPa ) 70 60 50 3 ngày 40 7 ngày 30 28 ngày 20 10 0 CP1 CP2 CP3 CP4 CP5 CP6 CP7 CP8 TK1 TK2 Hình 3. Cường độ nén mẫu bê tông tự đầm ở tuổi 3 ngày, 7 ngày và 28 ngày Từ kết quả thí nghiệm cho thấy: - Sử dụng phụ gia khoáng zeolite - xỉ lò cao làm tăng cường độ của bê tông tự đầm do hiệu ứng hóa học và hiệu ứng điền đầy. - Cường độ nén của mẫu bê tông có cấp phối CP8 ở tuổi 3 ngày, 7 ngày và 28 ngày là cao nhất do có tỉ lệ N/B thấp nhất, điều này hoàn toàn phù hợp với lý thuyết. - Tốc độ phát triển cường độ của mẫu bê tông tăng lên khi tăng tỉ lệ zeolite và giảm tỉ lệ xỉ lò cao trong thành phần cấp phối. Điều này hoàn toàn phù hợp với lý thuyết do đặc tính của phụ gia zeolite là làm tăng và phụ gia xỉ lò cao làm giảm tốc độ phát triển cường độ nén của mẫu bê tông ở tuổi sớm. 4. Kết luận Qua kết quả thu được từ nghiên cứu có thể đưa ra một số kết luận sau: - Hoàn toàn có thể sử dụng hỗn hợp phụ gia khoáng zeolite - xỉ lò cao kết hợp với phụ gia siêu dẻo để thiết kế bê tông tự đầm có các chỉ tiêu thí nghiệm về tính công tác (độ chảy loang, thời gian T50, độ chảy xòe sau 60 phút, thời gian chảy qua Vbox, thời gian chảy qua Vbox sau 5 phút và khả năng chảy qua thiết bị Lbox) đạt yêu cầu kỹ thuật (EFNARC, 2002). - Hàm lượng zeolite tăng lên sẽ làm giảm khả năng phân tầng, tách nước của hỗn hợp bê tông tự đầm, nhưng cũng làm giảm khả năng tự lèn của hỗn hợp bê tông (tăng thời gian chảy qua thiết bị Vbox, giảm khả năng chảy qua thiết bị Lbox và tăng thời gian đạt T50). - Các cấp phối bê tông tự đầm thiết kế trong nghiên cứu có cường độ nén ở tuổi 28 ngày đều lớn hơn 60 MPa. Việc sử dụng hỗn hợp phụ gia khoáng xỉ lò cao và zeolite với hàm lượng lớn (đến 60% theo thể tích chất kết dính) không gây ảnh hưởng xấu tới tốc độ phát triển cường độ của bê tông tự đầm. - Từ nguồn nguyên vật liệu sẵn có ở thị trường Việt Nam (xỉ lò cao hạt hóa, zeolite, phụ gia siêu dẻo Sika Viscoconcre 3000 - 20M, cát vàng, đá dăm, nước) hoàn toàn có thể chế tạo được bê tông tự đầm có khả năng tự lèn tốt, có độ đồng nhất tốt, cường độ nén đạt được ở tuổi 28 ngày có thể đạt trên 80 MPa. - Việc phối hợp xỉ lò cao và zeolite không những làm giảm đáng kể lượng dùng xi măng trong hỗn hợp bê tông cường độ cao mà vẫn bảo đảm cho nó có tính năng cao (tính công tác tốt, cường độ nén cao,…) mang lại hiệu quả kinh tế cũng như tính thân thiện cho môi trường.
. 259 Tài liệu tham khảo Ahmadi, B., & Shekarchi,m, 2010. Use of natural zeolite as a supplementary cementitious material. Cement and Concrete Composites, 32(2), pp 134 - 141. Czapik, P., 2017. Effects of natural zeolite particle size on the cement paste properties. Structure and Environment, 9(3), pp 180 - 190. Hwang, C. L., & Lin, C. Y, 1986. Strengh development of blended blast furnace slag cement mortars. Journal of the Chinese Institute of Engineers, 9(3), pp 233 - 239. Thái Quang Minh, 2017. Nghiên cứu chế tạo bê tông tự lèn cường độ cao sử dụng hỗn hợp phụ gia khoáng xỉ lò cao - zeolite. Luận văn thạc sĩ, Đại học Xây dựng. Minh, T. Q., Trí, L. V., Thảo, T. T. N., Kiên, V. T., & Minh, P. N, 2019. Nghiên cứu chế tạo vữa nền cường độ cao cho bê tông tự đầm sử dụng hỗn hợp phụ gia khoáng zeolite - xỉ lò cao. Kỷ yếu Hội nghị Khoa học Toàn Quốc VIETGEO 2019. Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật, trang 38 - 43. Okamura, H., & Ouchi,m, 2003. Self-compacting concrete. Journal of Advanced Concrete Technology, 1(1), pp 5-15. Ouchi,m, 1998. History of Development and Application of Self Compacting Concrete. Proceedings of The International Workshop on Self Compacting Concrete, Japan, pp 1-10. Recommendation for Self Compacting Concrete, 1999. Japan Societ of Civil Engineers, Japan. Specification and Guidelines for Self Compacting Concrete, 2002. EFNARC, Association House, 99 West Street, Farnham, Surey GU 97 EN, UK. Trung, N. V., & Anh, P. D. 2015. Bê tông tự đầm, Nhà xuất bản Xây dựng. Uyên, H. P., & Vương, V. Q. 2012. Công nghệ bê tông tự lèn. Nhà xuất bản Xây dựng.