Nghiên cứu thiết kế thành phần bê tông hạt mịn tính năng cao sử dụng cát biển

Bài viết trình bày kết quả nghiên cứu thiết kế thành phần bê tông hạt mịn tính năng cao có sử dụng cát biển. Việc lựa chọn vật liệu chế tạo, phương pháp tính toán thành phần cấp phối và thực nghiệm kiểm chứng đã được tiến hành trong nghiên cứu này.

Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Nghiên cứu thiết kế thành phần bê tông hạt mịn tính năng cao sử dụng cát biểnTạp chí Khoa học công nghệ Giao thông vận tải Tập 11 - Số 3Nghiên cứu thiết kế thành phần bê tông hạt mịn tínhnăng cao sử dụng cát biểnA study on mix design of high-performance fine-grainedconcrete using sea-sandMai Đình Lộc*, Lê Thanh HàTrường Đại học Giao thông vận tải* Email liên hệ: maidinhloc@utc.edu.vnTóm tắt:Bài báo trình bày kết quả nghiên cứu thiết kế thành phần bê tông hạt mịn tính năng cao có sử dụng cát biển.Việc lựa chọn vật liệu chế tạo, phương pháp tính toán thành phần cấp phối và thực nghiệm kiểm chứng đãđược tiến hành trong nghiên cứu này. Theo phương pháp trên, hỗn hợp bê tông được chia làm hai pha: Cốt liệuvà hồ chất kết dính. Hỗn hợp cốt liệu được xác định dựa trên cơ sở lý thuyết độ đặc hợp lý. Lượng hồ chất kếtdính được xác định để đảm bảo độ chảy hỗn hợp và cường độ bê tông. Kết quả thực nghiệm cho thấy rằng, vớicác vật liệu sẵn có trên thị trường phối hợp cùng cát biển, có thể chế tạo bê tông hạt mịn đạt các chỉ tiêu: Độchảy lan lớn hơn 27 cm; cường độ chịu nén và chịu kéo ở tuổi 28 ngày lớn hơn 60MPa và lớn hơn 8MPa,tương ứng; ổn định trong môi trường Sulfat (độ nở trong môi trường Sulfat sau 15 tuần nhỏ hơn 0,1%).Từ khóa: Bê tông hạt mịn tính năng cao; Thiết kế thành phần hỗn hợp bê tông; Cát biển; Độ chảy cao; BềnSulfat.Abstract:This paper presents the results of mix design for high-performance fine-grained concrete using sea-sand. Theselection of the constituent materials, the procedure of mixture proportions, the experimental verification ofmixture proportions are carried out in this study. For the proposed method, fine-grained concrete wasconsidered to consist of two phases: Aggregates and binder paste. The content of binder is determined to ensurea high flowability of fresh concrete and high strength concrete. Experimental results show that, with availablematerials in combination with sea sand, it is possible to produce fine-grained concrete with high flowability(slump flow greater than 27 cm), high strength (compressive strength greater than 60MPa and flexural strengthgreater than 8MPa at the age of 28 days), sustainable in sulfate attack (expansion in sulfate solution after 15weeks less than 0.1%).Keywords: High-performance fine-grained concrete; Mix design, Sea sand; High flowability, Sustainable insulfate attack.1. Giới thiệu tông hạt mịn sử dụng được cát biển có cường độ và tính công tác cao, bền với môi trường biển làViệt Nam có hơn 3200 km đường bờ biển nên có rất cần thiết để phục vụ việc xây dựng mới, bảosố lượng lớn các công trình chịu tác động của môi trì các công trình ven biển ở Việt Nam.trường biển. Đồng thời, trữ lượng cát biển cũngrất lớn, theo số liệu năm 2020 của Trung tâm Quy Bê tông hạt mịn (fine-grained concrete) là loạihoạch và Điều tra tài nguyên môi trường biển khu bê tông không có cốt liệu lớn đang được sử dụngvực phía Bắc (CPIM) tổng trữ lượng tài nguyên khá phổ biến hiện nay trong xây dựng và bảo trìcát biển của Việt Nam là khoảng 242,8 tỷ m3. Do công trình. Với ưu điểm có cường độ chịu kéođó, việc nghiên cứu để chế tạo được một loại bê cao hơn bê tông thường, tính đồng nhất cao, có 21Mai Đình Lộc, Lê Thanh Hàkích thước hạt cốt liệu nhỏ, dễ thi công. Bê tông S: Độ lệch chuẩn kết quả thí nghiệm cường độhạt mịn rất phù hợp để chế tạo các kết cấu mới chịu nén của bê tông. Hiện nay, chưa có giá trị Sdạng thành mỏng hoặc sửa chữa, tăng cường các có thể sử dụng cho bê tông cát biển, do vật liệukết cấu cũ không làm tăng đáng kể kích thước của này chưa được sản xuất nhiều. Tuy nhiên, theokết cấu. Thông thường, bê tông hạt mịn được chế kết quả thí nghiệm đã được thực hiện tại trườngtạo từ cốt liệu nhỏ là cát nghiền hoặc cát tự nhiên Đại học Giao thông vận tải với bê tông sử dụngtuyển chọn với chất lượng cao và ổn định nhưng cát biển [4], giá trị S có thể ước tính bằng 4,5 MPagiá thành khá cao. Gần đây, để có thể tận dụng .nguồn tài nguyên cát biển lớn, ở Việt Nam cũng Ryc = 60 + 1,64 x 4,5 = 67,38 (MPa)như trên thế giới đã có nhiều nghiên cứu sử dụngcát biển để chế tạo bê tông nói chung và bê tông  Độ chảy (slumpflow) sau 60 phút đạt trên 25hạt mịn nói riêng [1]-[4], [6]-[15]. Tuy nhiên, các cm, thí nghiệm với côn mini theo chỉ dẫn củanghiên cứu chủ yếu mới sử dụng cát biển để chế EFNARC [15].tạo bê tông thường với cường độ nén không cao  Độ nở sau khi ngâm trong dung dịch sulfat(dưới 40MPa) và chưa xem xét nhiều đến tính 15 tuần không vượt quá 0,1%, thí nghiệm theocông tác và độ bền của bê tông có sử dụng cát ASTM 1012:02.biển. 3. Lựa chọn vật liệu chế tạo Trong nghiên cứu này, việc thiết kế chế tạo bêtông hạt mịn có cường độ và độ chảy cao, bền với 3.1. Xi măngmôi trường Sulfat, phù hợp cho việc xây dựng Để chế tạo bê tông sử dụng cho môi trường venmới và bảo trì các công trình ven biển được tiến biển, xi măng bền sulfat PCBsr40 của nhà máy xihành. Cát sông, cát biển, xi măng bền sulfat và măng X18, đáp ứng tiêu chuẩn TCVNtro bay là những vật liệu chính được sử dụng để 6067:2004, đã được lựa chọn để sử dụng.chế tạo bê tông hạt mịn. 3.2. Vật liệu chất kết dính phụ thêm2. Xác định yêu cầu kỹ thuật ...