intTypePromotion=1
ADSENSE

Nghiên cứu sử dụng cát nghiền địa phương chế tạo bê tông cường độ cao, siêu dẻo dùng cho các công trình xây dựng

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:3

8
lượt xem
0
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Việc sử dụng cát nghiền chế tạo bê tông cường độ cao, siêu dẻo là một vấn đề cấp thiết hiện nay nhằm giải quyết vấn đề về nguồn tài nguyên cát sông, công nghệ thi công và yêu cầu về cường độ ngày càng cao của bê tông trong các công trình. Nhóm tác giả đã tiến hành nghiên cứu và so sánh các loại cát nghiền, cát sông hiện có ở khu vực Quảng Nam - Đà Nẵng. Tìm ra đặc tính chung của các loại cát nghiền và sự khác biệt giữa cát nghiền và cát sông, chọn ra một loại cát nghiền thích hợp dùng để chế tạo bê tông. Đề tài hướng đến sử dụng 100% cát nghiền để chế tạo bê tông cường độ cao, siêu dẻo.

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Nghiên cứu sử dụng cát nghiền địa phương chế tạo bê tông cường độ cao, siêu dẻo dùng cho các công trình xây dựng

  1. Hội nghị Sinh viên Nghiên cứu Khoa học lần thứ XVI-2019, Khoa XD Cầu đường - Trường Đại học Bách khoa - ĐHĐN NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG CÁT NGHIỀN ĐỊA PHƯƠNG CHẾ TẠO BÊ TÔNG CƯỜNG ĐỘ CAO, SIÊU DẺO DÙNG CHO CÁC CÔNG TRÌNH XÂY DỰNG RESEARCH ON USING LOCAL CRUSHED SAND IN CREATING HIGH STRENGTH AND SUPERPLASTICIZED CONCRETE TO APPLY FOR CONSTRUCTION SVTH: Ngô Viết Thuận(1); Nguyễn Tấn Thường(2) (1) Lớp 14VLXD, Khoa Xây dựng Cầu đường, Trường Đại học Bách khoa Đà Nẵng; Email: ngovietthuan15091996@gmail.com (2) Lớp 14VLXD, Khoa Xây dựng Cầu đường, Trường Đại học Bách khoa Đà Nẵng; Email: thuong321prook@gmail.com GVHD: Nguyễn Thị Tuyết An(3); Vũ Hoàng Trí(4) (3) Khoa Xây dựng Cầu đường, Trường Đại học Bách khoa Đà Nẵng; Email: nttan@dut.udn.vn (4) Khoa Xây dựng Cầu đường, Trường Đại học Bách khoa Đà Nẵng; Email: vhtri@dut.udn.vn Tóm tắt – Việc sử dụng cát nghiền chế tạo bê tông cường Abstract – The use of crushed sand to create high – độ cao, siêu dẻo là một vấn đề cấp thiết hiện nay nhằm giải strength and superplasticized concrete is a urgent solution to quyết vấn đề về nguồn tài nguyên cát sông, công nghệ thi công solve the problem of sand resources, construction technology and và yêu cầu về cường độ ngày càng cao của bê tông trong các requesting about increasing strength of concrete in construction công trình. works. Nhóm tác giả đã tiến hành nghiên cứu và so sánh các loại cát Our team have studied and compared the types of crushed nghiền, cát sông hiện có ở khu vực Quảng Nam - Đà Nẵng. Tìm sand and river sand in Quang Nam - Da Nang area. We found the ra đặc tính chung của các loại cát nghiền và sự khác biệt giữa cát general characteristics of crushed sands and the difference nghiền và cát sông, chọn ra một loại cát nghiền thích hợp dùng between crushed sand and river sand, a relatively reasonable để chế tạo bê tông. Đề tài hướng đến sử dụng 100% cát nghiền type of sand has been found to produce concrete. The project để chế tạo bê tông cường độ cao, siêu dẻo. towards using 100 percent of crushed sand to create high- Thiết kế cấp phối bê tông cường độ cao, siêu dẻo sử dụng strength and superplasticized concrete. cát nghiền địa phương với các tỉ lệ N/CKD và lượng dùng phụ gia Designing the high strength and superplasticized concrete khác nhau. Phân tích ảnh hưởng của hàm lượng hạt nhỏ hơn mix uses local crushed sand with the ratio of Water to Binder and 0.14 đến đặc trưng của hỗn hợp bê tông siêu dẻo và cường độ amount of admixtures are different. Analyzing the influence of the bê tông. Tiến hành đối chứng với cát sông. Kết quả đã tìm ra particle size below the 0.14 sieve to the feature of được tỉ lệ N/CKD và lượng dùng phụ gia hợp lý. superplasticized mixed concrete and concreate strength. Với kết quả nghiên cứu, đề tài hoàn toàn có thể sử dụng Conducting to check with river sand. The results found a 100% cát nghiền để chế tạo bê tông cường độ cao, siêu dẻo có reasonable ratio of water to binder and admixtures. R7 ≥ 80 Mpa, Độ sụt SN = 16 ÷ 20 cm. Đề xuất công nghệ xử lý With research results, the project towards using 100 percent cát nghiền hiện có ở địa phương để loại bỏ và cho phép giữ lại of crushed sand to create high-strength and superplasticized không quá 5% cỡ hạt dưới sàng 0.14 cho các trạm trộn bê tông concrete with concrete strength is R7 ≥ 80 Mpa, slump is SN = 16 thương phẩm khi sản xuất bê tông siêu dẻo cường độ cao. ÷ 20 cm. Proposing the local crushed sand treatment technology, removing it and allow to retain no more than 5% of the particle size below the 0.14 sieve in ready mixed concrete plant when they produce the high strength and superplasticized concrete. Từ khóa – bê tông cường độ cao, tỉ lệ N/CKD, độ sụt, tỉ lệ Keywords - high – strength concrete, ratio of water to binder, phụ gia, cát nghiền. slump, proportion of admixtures, crushed sand. 1. Đặt vấn đề rất nhiều loại cát nghiền để chọn ra loại cát nghiền tương Trong những năm gần đây công nghệ bê tông ngày đối phù hợp, so sánh cát nghiền với cát sông và tìm ra càng thay đổi, tiến đến hoàn thiện về mặt cấu trúc và những điểm khác biệt để cải thiện tính dễ thi công của thành phần. Sự thay đổi được thể hiện ở vật liệu sử dụng, hỗn hợp bê tông. phương pháp chế tạo, yêu cầu cơ lý của hỗn hợp bê tông Theo tìm hiểu ở các trạm trộn bê tông và từ các công và bê tông theo xu hướng sử dụng bê tông thương phẩm trình xây dựng, việc sử dụng bê tông mác cao R ≥ 60 dễ thi công, cường độ cao và rất cao đáp ứng cho khả Mpa, siêu dẻo được sử dụng với tỷ lệ lớn. Nắm được năng chịu lực của các công trình xây dựng: nhà cao tầng, những yêu cầu đó, đề tài đặt mục tiêu nghiên cứu sử dụng công trình giao thông, công trình thủy… 100% cát nghiền địa phương chế tạo bê tông cường độ Cát nghiền là lựa chọn tối ưu để thay thế cát sông đáp cao, siêu dẻo. ứng được các yêu cầu về nguồn cung cấp, dự trữ, chất 2. Mục tiêu, đối tượng, tham số, phạm vi và phương lượng, môi trường và địa chất cho việc chế tạo bê tông. pháp nghiên cứu Việc nghiên cứu sử dụng cát nghiền thay thế hoàn toàn 2.1. Mục tiêu nghiên cứu cát sông trong cả nước nói chung và ở khu vực Miền Nghiên cứu sử dụng 100% cát nghiền địa phương để Trung nói riêng vẫn còn hạn chế. Đề tài muốn sử dụng chế tạo bê tông cường độ cao, siêu dẻo có: hoàn toàn cát nghiền hiện có ở địa phương để thay thế cát - R7 ≥ 80 Mpa. sông chế tạo bê tông thương phẩm siêu dẻo có cường độ - SN = 16 ÷ 20 cm. cao đáp ứng nhu cầu cấp thiết cho các trạm trộn cũng như - Độ sụt sau 60 phút: SN = 14 ÷ 16 cm. các công trình xây dựng tại địa phương. 2.2. Đối tượng và tham số nghiên cứu Cát nghiền hiện có ở Đà nẵng, Quảng Nam thực chất - Cát nghiền địa phương. là phế thải của công nghệ nghiền đá, chứa hàm lượng hạt - Bê tông cường độ cao, siêu dẻo sử dụng 100% cát mịn lớn, bề mặt nhám, góc cạnh. Khi sử dụng để chế tạo nghiền địa phương đạt R7 ≥ 80 Mpa, SN = 16 ÷ 20 cm. bê tông thay thế hoàn toàn cát sông sẽ làm giảm độ dẻo - Lượng dùng xi măng trong 1m3 bê tông nằm trong của hỗn hợp bê tông, khó thi công... Vì vậy đề tài so sánh khoảng: X = (450 ÷ 550) kg. 105
  2. Hội nghị Sinh viên Nghiên cứu Khoa học lần thứ XVI-2019, Khoa XD Cầu đường - Trường Đại học Bách khoa - ĐHĐN 95 Cường Độ 7 Ngày (Mpa) 90 85 80 75 70 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 PG (%) N/CKD: 0.38 N/CKD: 0.36 N/CKD: 0.34 N/CKD: 0.32 N/CKD: 0.30 Hình 7: Đồ thị biểu diễn sự ảnh hưởng của tỉ lệ PG đến cường Hình 8: Bề mặt ảnh hưởng của N/CKD và PG đến cường độ bê độ của bê tông tông Qua biểu đồ thể hiện sự ảnh hưởng của PG đến cường độ chịu nén của bê tông ta thấy được: Với một N/CKD không đổi, ban đầu PG thấp cần nhiều nước nhào trộn nên khi nước bay hơi để lại nhiều lỗ rỗng trong bê tông dẫn đến bê tông giảm cường độ. Càng tăng lượng PG thì nước càng giảm cho đến PG = 1.4% thì đạt cường độ cao nhất và sau đó có xu hướng giảm dần, nguyên nhân là do không đảm bảo nước cho XM thủy hóa dẫn đến giảm cường độ. 4.3. Quy hoạch thực nghiệm xác định cấp phối tối ưu Trên cơ sở kết quả nghiên cứu ta tiến hành xây dựng mô hình quy hoạch thực nghiệm tìm cấp phối tối ưu của bê tông cường độ cao, siêu dẻo với cường độ cao nhất, độ sụt cao nhất từ 2 yếu tố ảnh hưởng là tỉ lệ N/CKD (Z1), và Tỉ lệ PG (Z2). Bảng 10: Bảng mã hóa kế hoạch quy hoạch thực nghiệm Hình 9: Đường đồng mức biểu diễn ảnh hưởng của N/CKD và Nhân tố Giá trị Mức quy hoạch PG đến cường độ bê tông ảnh hưởng mã hóa -1 0 1 Theo kết quả của quy hoạch thực nghiệm về cường độ, bê tông đạt cực đại là 88.24 Mpa, tương ứng với N/CKD N/CKD Z1 0.30 0.32 0.34 = 0.3202 và PG = 1.303. Kết quả thực nghiệm đối chứng: Cường độ R3 = 73.5 Mpa, độ sụt SN = 17 cm, thời gian PG/CKD Z2 1.1 1.3 1.5 lưu sụt 60 phút giảm còn 14 cm. Bảng 11: Bảng ma trận quy hoạch thực nghiệm về cường độ R7 5. Kết luận và kiến nghị STT N/CKD (Z1) PG/CKD (Z2) R7 (Mpa) 5.1. Kết luận Nhóm đề tài đã khảo sát các loại cát nghiền hiện có 1 0.30 1.5 79.7 trong khu vực Quảng Nam, Đà Nẵng và chọn được cát 2 0.34 1.1 78.5 nghiền vo viên Chu Lai để chế tạo bê tông cường độ cao siêu dẻo đáp ứng yêu cầu của bê tông. 3 0.30 1.1 84.4 Khi sử dụng hoàn toàn cát nghiền thì VB ảnh hưởng 4 0.34 1.5 85.0 nhiều đến cường độ và độ linh động của hỗn hợp bê tông, lượng bột đá, silicafume dạng hạt tròn sẽ góp phần giảm 5 0.32 1.5 87.0 ma sát giữa các hạt cốt liệu lớn với nhau, nhưng khi tăng 6 0.32 1.1 86.6 quá nhiều, thì tổng tỷ diện lớn dẫn đến cần lượng nước vật lý bề mặt nhiều hơn và nội ma sát cũng tăng lên đáng 7 0.30 1.3 82.5 kể, hệ quả là làm cho hỗn hợp mất dần tính linh động và 8 0.34 1.3 87.8 suy giảm cường độ khi đóng rắn. Khi thiết kế cấp phối bê tông siêu dẻo, mac cao sử 9 0.32 1.3 88.0 dụng cát nghiền thì tỷ lệ N/CKD tăng từ 1.4 ÷ 1.5 lần so Sau khi giải bài toán quy hoạch thực nghiệm ta được với tỷ lệ N/CKD khi sử dụng cát sông. hàm hồi quy về cường độ 7 ngày như sau: Khi sử dụng cát nghiền nên loại bỏ và giữ lại khoảng R7 = -803.298 + 5810.38Z1 - 57.64Z2 + 700.46Z1.Z2 - 5% cỡ hạt dưới 0.14 mm thì hỗn hợp bê tông đạt yêu cầu 10501.54Z12 - 64.043Z22 về độ sụt cao và cường độ R7 ≥ 80 Mpa với tỉ lệ PG từ 109
  3. SVTH: Ngô Viết Thuận – Nguyễn Tấn Thường; GVHD: ThS. Nguyễn Thị Tuyết An – KS. Vũ Hoàng Trí 1.1% ÷ 1.5%, tỉ lệ N/CKD từ 0.30 ÷ 0.34. Như vậy, trong điều kiện hiện tại ở địa phương để chế tạo bê tông cường độ cao siêu dẻo nên sử dụng cát nghiền đã loại bỏ và giữ lại không quá 5% cỡ hạt dưới 0.14 mm. 5.2. Kiến nghị Đầu tư dây chuyên nghiền cát hiện đại ở địa phương để việc sử dụng cát nghiền cho bê tông thường cũng như bê tông cường độ cao siêu dẻo được ổn định và phổ biến. Đánh giá chất lượng cát nghiền cần xét thêm cát chỉ tiêu: độ góc cạnh, độ hao mòn LA, tỷ diện (trong đó xét thêm cỡ sàng < 0,14) và thay chỉ tiêu hàm lượng bùn bụi sét theo TCVN 7572-8:2006 bằng chỉ tiêu Chỉ số đương lượng cát theo AASHTO - T176. Mở rộng nghiên cứu làm giảm ma sát của cát nghiền lên thành ống bơm thuận lợi cho việc bơm hỗn hợp bê tông. Nghiên cứu thêm tính co ngót, tính chống thấm và mài mòn của bê tông cường độ cao, siêu dẻo sử dụng cát nghiền. Đề suất quy trình loại bỏ cỡ hạt dưới 0.14: Ban đầu cho cát nghiền vào máy có dạng như sấy thùng quay, cho cát nghiền vào đầu thiết bị, đầu còn lại của thiết bị có gắng quạt để thổi các hạt bụi ra ngoài và được thu hồi qua xyclon lọc bụi sau đó dùng băng tải đưa bụi ra ngoài bãi chứa bụi. Phần cát trong thùng sau khi được thổi bụi được băng tải đưa vào kho chứa. Tài liệu tham khảo [1] Công nghệ bê tông và bê tông đặc biệt (2005), PGS.TS. Phạm Duy Hữu, NXB Xây Dựng. [2] Vật liệu xây dựng đại cương (2016), TS. Huỳnh Phương Nam, ThS. Nguyễn Thị Tuyết An, ThS. Đỗ Thị Phượng. [3] TCVN 10306:2014, Bê tông cường độ cao – thiết kế thành phần theo mẫu trụ. [4] Bê tông cường độ cao (2004), PGS.TS. Phạm Duy Hữu (chủ biên), ThS. Nguyễn Long, NXB Xây Dựng. 110
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

 

Đồng bộ tài khoản
2=>2