Báo cáo khoa học NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO BÊ TÔNG CƯỜNG ĐỘ CAO SỬ DỤNG CỐT LIỆU CẤP PHỐI GIÁN ĐOẠN VỚI CÁT MỊN

Việt Nam có một nguồn cung cấp cát hạt thô dồi dào sử dụng trong bê tông nhưng do sự gia tăng nhanh chóng của ngành công nghiệp xây dựng và để xây dựng các chính sách bền vững thì việc quan tâm đến nguồn cát mịn đã tăng lên. Bài báo này trình bày một số kết quả nghiên cứu về bê tông cường độ cao bằng cách sử dụng cốt liệu cấp phối gián đoạn với cát mịn.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Báo cáo khoa học " NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO BÊ TÔNG CƯỜNG ĐỘ CAO SỬ DỤNG CỐT LIỆU CẤP PHỐI GIÁN ĐOẠN VỚI CÁT MỊN " NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO BÊ TÔNG CƯỜNG ĐỘ CAO SỬ DỤNG CỐT LIỆU CẤP PHỐI GIÁN ĐOẠN VỚI CÁT MỊNThS. NGỌ VĂN TOẢNViện KHCN Xây dựng Tóm tắt: Việt Nam có một nguồn cung cấp cát hạt thô dồi dào sử dụng trong bê tông nhưng do sự gia tăngnhanh chóng của ngành công nghiệp xây dựng và để xây dựng các chính sách bền vững thì việc quan tâm đếnnguồn cát mịn đã tăng lên. Bài báo này trình bày một số kết quả nghiên cứu về bê tông cường độ cao bằngcách sử dụng cốt liệu cấp phối gián đoạn với cát mịn.1. Giới thiệu Để chế tạo bê tông cường độ cao người ta thường sử dụng cốt liệu có chất lượng cao, cụ thể là cốt liệu cócấp phối hạt hợp lý, cốt liệu lớn có cường độ cao, ít tạp chất bụi, bùn, cốt liệu nhỏ là cát thô có mô đun độ lớn2,6-3,5 [2]. Theo tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 7570 : 2006 “Cốt liệu cho bê tông và vữa – Yêu cầu kỹ thuật” thìcát dùng cho bê tông và vữa được phân ra thành cát thô có mô đun độ lớn từ lớn hơn 2,0 đến 3,3 và cát mịn cómô đun độ lớn từ 0,7 đến 2,0. Theo tiêu chuẩn này, cát mịn có thể được sử dụng để chế tạo bê tông cấp tớiB25. Do đó cát mịn không đạt yêu cầu kỹ thuật để chế tạo bê tông cường độ cao. Đối với một hỗn hợp bê tông có tỷ lệ N/X và tính công tác nhất định thì việc sử dụng cát thô sẽ làm giảmđược lượng dùng xi măng so với trường hợp dùng cát mịn. Ngược lại, với một lượng dùng xi măng đã cho thìhỗn hợp bê tông sử dụng cát thô có thể đạt tính công tác yêu cầu với một lượng nước nhào trộn ít hơn, dẫn tớitỷ lệ N/X thấp hơn nên cường độ của bê tông sẽ cao hơn. Cát mịn là cát có cỡ hạt hầu hết lọt qua sàng 1,25mm. Việc phối hợp loại cát này với đá dăm sẽ dẫn tới hỗnhợp cốt liệu có cấp phối gián đoạn, do thiếu các cấp hạt từ 5 đến 1,25mm. Nhiều công trình nghiên cứu chothấy có thể sử dụng hỗn hợp cốt liệu cấp phối gián đoạn với cát mịn để chế tạo bê tông chất lượng tốt. Đặcđiểm của bê tông cấp phối gián đoạn là nó có khối lượng thể tích lớn hơn so với bê tông cấp phối liên tục [10],cấp phối hạt tối ưu của hỗn hợp cốt liệu cấp phối gián đoạn còn phụ thuộc vào lượng hồ xi măng trong hỗn hợpbê tông [7]. Một đặc điểm khác là hỗn hợp này dễ lèn chặt hơn so với hỗn hợp bê tông cấp phối liên tục cócùng độ sụt [4]. Ngoài ra do xu hướng dễ phân tầng nên hỗn hợp bê tông cấp phối gián đoạn thường được chếtạo với độ sụt thấp [8]. Bài báo này giới thiệu các kết quả nghiên cứu sơ bộ về bê tông cường độ cao sử dụng hỗn hợp phụ giakhoáng hoạt tính tro trấu – xỉ lò cao hạt hóa và cốt liệu cấp phối gián đoạn với cát mịn. Phối hợp sử dụng xỉ lòcao với tro trấu trong bê tông cát mịn cường độ cao đặc biệt có lợi vì có thể thay thế một lượng khá lớn xi măngbằng hỗn hợp phụ gia khoáng mà không gây ảnh hưởng xấu tới tính công tác của hỗn hợp bê tông và cườngđộ bê tông.2. Nguyên vật liệu sử dụng Nguyên vật liệu sau đây đã được sử dụng.2.1 Xi măng Xi măng sử dụng trong nghiên cứu là xi măng poóc lăng PC40 Bút Sơn. Tính chất cơ lý của xi măng đượcđưa ra trong bảng 1. Bảng 1. Tính chất cơ lý của xi măng poóc lăng PC40 Bút Sơn STT Chỉ tiêu Giá trị 3 1 Khối lượng riêng, g/cm 3,1 2 Độ mịn (lượng sót trên sàng 75m), % 5,0 3 Độ dẻo tiêu chuẩn, % 29,0 4 Độ ổn định thể tích, mm 1,0 Thời gian đông kết, phút 5 Bắt đầu 95 Kết thúc 140 Cường độ, MPa Ở tuổi 3 ngày Chịu nén 24,0 6 Ở tuổi 28 ngày Chịu uốn 4,9 Chịu nén 50,22.2 Phụ gia khoánga. Tro trấu Tro trấu được chuẩn bị bằng cách đốt trấu và nghiền mịn tro thu được. Quy trình chuẩn bị tro trấu đượctrình bày chi tiết trong tài liệu [1]. Tính chất kỹ thuật của tro trấu được nêu trong bảng 3 và hình 1, hình 2 và bảng 2. Hình 1. Biểu đồ phân bố thành phần hạt của tro trấu Hình 2. Biểu đồ nhiễu xạ Rơnghen XDR của tro trấu Bảng 2. Thành phần hoá của tro trấu SiO2 Fe2O3 Al2O3 CaO Na2O K2O MgO MKN 86,98 0,73 0,84 1,40 0,11 2,46 0,57 5,14 Bảng 3. Một số tính chất kỹ thuật của tro trấu 3 Khối lượng riêng (g/cm ) Độ hút vôi (mg/g) Chỉ số hoạt tính với xi măng, (%) 2,2 300 95b. Xỉ lò cao hạt hóa Thành phần hạt và thành phần hóa của xỉ lò cao thí nghiệm được trình bày tương ứng trên hình 3 và bảng 4. Hình 3. Biểu đồ phân bố thành phần hạt của xỉ lò cao hạt hóa nghiền mịn Bảng 4a. Thành phần hóa học của xỉ lò cao hạt hóa Thái Nguyên 2- SiO2 Fe2O 3 Al2O3 CaO MgO Na2O K 2O SO 3 MnO TiO2 S 34,2 0,64 13,7 42,6 ...