Xem mẫu
- Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2020. ISBN: 978-604-82-3869-8
NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA HÀM LƯỢNG
SỢI THỦY TINH ĐẾN CÁC TÍNH CHẤT CỦA BÊ TÔNG
HẠT MỊN TỰ LÈN CHẤT LƯỢNG CAO
Nguyễn Thị Thu Hương1, Nguyễn Việt Đức1
1
Bộ môn Vật liệu xây dựng, Trường Đại học Thủy lợi, email: huongvlxd@tlu.edu.vn
1. GIỚI THIỆU CHUNG thủy tinh để sửa chữa, cải tạo các kết cấu bê
tông công trình biển.
Bê tông được xem là loại vật liệu giòn,
được đặc trưng bởi phá hoại giòn và có thể bị 2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
mất khả năng chịu tải gần như hoàn toàn khi
các vết nứt xuất hiện. Trên thực tế, các vết - Tổng hợp một số kết quả nghiên cứu về
nứt xuất hiện là chất xúc tác làm cho bê tông việc sử dụng cốt sợi để cải thiện khả năng
trở thành vật liệu thấm nước, từ đó sẽ phải chịu kéo, chịu uốn, hạn chế vết nứt cho bê
chịu rủi ro cao bởi hiện tượng ăn mòn tác tông, từ đó có cơ sở để đưa cốt sợi thủy tinh
động. Các vết nứt không chỉ làm giảm chất vào trong thành phần bê tông;
lượng bê tông và làm mất thẩm mỹ mà còn - Tổng hợp các kết quả nghiên cứu về bê
làm mất khả năng làm việc của kết cấu công tông hạt mịn tự lèn có sử dụng phụ gia trên
trình. Như vậy đặc tính giòn và việc xuất thế giới và ở Việt Nam từ đó phân tích chọn
hiện vết nứt đã làm hạn chế ứng dụng của bê phụ gia thích hợp trong nghiên cứu;
tông. Do đó, điều quan trọng là phải giảm - Nghiên cứu phương pháp tính toán thành
chiều rộng vết nứt, và điều này có thể đạt phần bê tông hạt mịn;
được bằng cách thêm các sợi khác nhau (sợi - Thí nghiệm xác định các chỉ tiêu cơ lý
thép, thủy tinh, tổng hợp, và tự nhiên) vào bê của vật liệu chế tạo bê tông, các chỉ tiêu của
tông, các sợi nhỏ này phân tán ngẫu nhiên hỗn hợp bê tông và bê tông đã rắn chắc;
trong bê tông và tạo nên loại bê tông cốt sợi. - Phân tích các kết quả thí nghiệm để đánh
Khi loại bê tông cốt sợi chất lượng cao giá ảnh hưởng của lượng dùng sợi thủy tinh
được nghiên cứu ứng dụng cho các công trong bê tông hạt mịn.
trình thủy công đặc biệt là công trình biển thì 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU
sợi thủy tinh sẽ là lựa chọn hợp lý mang lại
hiệu quả tốt vì có thể hạn chế được tác động 3.1. Vật liệu sử dụng trong nghiên cứu
ăn mòn của môi trường biển. Với mục đích Sợi dùng để gia cường bê tông có rất nhiều
tìm hiểu vai trò của sợi thủy tinh trong bê loại như sợi thép, sợi cacbon, sợi thủy tinh, sợi
tông hạt mịn tự lèn chất lượng cao, bài viết polyme, sợi thực vật... trong đó sợi thủy tinh
này dự định nghiên cứu chi tiết về ảnh hưởng kháng kiềm là lựa chọn hợp lý đối với các công
của lượng dùng sợi thủy tinh đối với các đặc trình thủy công đặc biệt là công trình biển vì có
tính của bê tông hạt mịn ở cả hai trạng thái khả năng chống lại ăn mòn tốt. Phần nghiên
hỗn hợp bê tông tươi và bê tông đóng rắn. cứu thực nghiệm sẽ chọn dùng sợi thủy tinh
Kết quả nghiên cứu trong báo cáo này có thể kháng kiềm có dạng như trên hình 1.
phục vụ cho việc nghiên cứu về khả năng sử Vật liệu sử dụng trong thành phần bê tông
dụng bê tông hạt mịn tự lèn được gia cố sợi hạt mịn tự lèn ngoài xi măng, nước, cát (cát
159
- Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2020. ISBN: 978-604-82-3869-8
nghiền), trong nghiên cứu sẽ sử dụng thêm khác nhau lần lượt là 0,2; 0,3; 0,4% so với
phụ gia bao gồm: thể tích bê tông, cùng với kết quả thí nghiệm
- Phụ gia khoáng silicafume có thể có tác độ chảy và khối lượng thể tích bê tông tươi
dụng kép cả về mặt hóa học và vật lý để biến đo được như trong bảng 1. Quá trình thí
đổi sản phẩm thủy hóa xi măng, và lấp đầy nghiệm trộn và tạo mẫu như trên hình 2.
vào các lỗ rỗng nhỏ trong bê tông, làm lỗ
rỗng ít liên tục, làm tăng độ đặc chắc, từ đó
tăng cường độ, độ bền ăn mòn và độ bền mài
mòn cho bê tông.
- Phụ gia siêu dẻo nhằm làm giảm nước,
tăng độ đặc cho bê tông.
Hình 2. Quá trình trộn sợi thủy tinh vào
hỗn hợp bê tông hạt mịn và chế tạo mẫu thử
Trên cơ sở cấp phối bê tông và hàm lượng
sợi như trong bảng 1, tiến hành trộn và đúc
mẫu với 4 cấp phối để thí nghiệm xác định
các chỉ tiêu của bê tông đóng rắn bao gồm
chỉ tiêu khối lượng thể tích, cường độ kháng
Hình 1. Sợi thủy tinh dùng trong nghiên cứu
nén, cường độ kháng uốn, cường độ kéo bửa
3.2. Kết quả tính toán và thí nghiệm và độ mài mòn của bê tông, trong đó cường
độ kháng nén và cường độ kháng uốn xác
Sau khi xác định các chỉ tiêu cơ lý của vật
định ở các tuổi 7, 14 và 28 ngày, chỉ tiêu khối
liệu sử dụng, cùng với yêu cầu kỹ thuật của
lượng thể tích, cường độ kéo bửa và độ mài
loại bê tông được chọn dùng cho nghiên cứu
mòn xác định ở tuổi 28 ngày. Các kết quả thí
là loại mác M60, độ chảy yêu cầu đạt được là
nghiệm cho ở bảng 2 và bảng 3. Hình ảnh thí
15cm và tỷ lệ dùng phụ gia đã được phân tích
nghiệm uốn mẫu như trên hình 3.
lựa chọn là 14% silicafume trong hỗn hợp
chất kết dính, để xác định thành phần bê tông
trong nghiên cứu này tác giả sử dụng phương
pháp thực nghiệm kết hợp với chỉ dẫn kỹ
thuật cơ sở về thiết kế bê tông tự lèn của
Giáo Sư Okamura, người được coi là đầu tiên
phát triển bê tông tự lèn từ cuối những năm
Hình 3. Thí nghiệm uốn mẫu bê tông
90 của thế kỷ trước.
Tiến hành tính toán và làm các thí nghiệm Các kết quả nghiên cứu cho thấy:
cần thiết theo hướng dẫn, kết quả thành phần - Về ảnh hưởng của lượng dùng sợi đến độ
bê tông của 4 tổ mẫu trong đó có 1 tổ mẫu lưu động của hỗn hợp bê tông:
không dùng sợi và 3 tổ mẫu có hàm lượng sợi
Bảng 1. Thành phần bê tông hạt mịn cốt sợi thủy tinh và kết quả thí nghiệm với BT tươi
KH Tỷ lệ Khối lượng vật liệu cho 1m3 bê tông (kg) Độ chảy KLTT
N/CKD
mẫu sợi (%) CKD XM SF C GF PGHD N (cm) (kg/m3)
M0 0 526,8 453 73,8 1704 0 3,7 195 0,37 20,0 2376
M1 0,2 526,8 453 73,8 1704 5,8 3,7 195 0,37 15,0 2381
M2 0,3 526,8 453 73,8 1704 8,7 3,7 195 0,37 14,5 2387
M3 0,4 526,8 453 73,8 1704 11,6 3,7 195 0,37 14,0 2389
Trong đó: CKD: Chất kết dính; SF: Silicafume; PGHD: Phụ gia hóa dẻo giảm nước; GF: Sợi thủy tinh
160
- Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2020. ISBN: 978-604-82-3869-8
+ Độ chảy của 3 mẫu hỗn hợp bê tông có + Cường độ kéo bửa của bê tông cũng thay
pha sợi giảm hẳn so với mẫu không pha sợi. đổi theo qui luật giống với sự thay đổi cường
Lý do rất rõ là do sự có mặt của các sợi ngắn độ uốn và một lần nữa cho thấy việc pha
phân tán đã làm cản trở đáng kể sự dịch thêm sợi sẽ có hiệu quả tốt để tăng khả năng
chuyển các thành phần vật liệu trong hỗn hợp chịu kéo, uốn từ đó hạn chế nứt cho bê tông;
bê tông làm cho hỗn hợp bê tông kém dẻo đi; + Độ mài mòn của các mẫu có pha sợi đều
+ Khi hàm lượng sợi tăng từ 0,2%; 0,3% như nhau và tăng không đáng kể so với mẫu
đến 0,4% thì độ chảy giảm dần từ 15cm; đối chứng không có sợi. Kết quả này chứng
14,5cm và 14cm. Điều này chứng tỏ khi hàm tỏ thành phần sợi không ảnh hưởng nhiều đến
lượng sợi tăng, mức độ cản trở của sợi nhiều khả năng chịu mài mòn của bê tông;
hơn thì độ dẻo của hỗn hợp bê tông kém đi. + Quan sát thực nghiệm cho thấy, các mẫu
có pha sợi bị phá hoại chậm hơn so với mẫu
Bảng 2. Cường độ nén, uốn của bê tông
không có sợi, như vậy chứng tỏ độ bền dẻo
Cường độ nén ở các Cường độ uốn ở các dai của bê tông sử dụng cốt sợi tốt hơn so với
KH
ngày tuổi (MPa) ngày tuổi (MPa) bê tông không sử dụng sợi.
mẫu
7 14 28 7 14 28
M0 50,8 61,4 69,0 3,8 4,6 5,7 4. KẾT LUẬN
M1 51,1 62,5 69,1 6,2 7,2 8,5 - Sợi thủy tinh có ảnh hưởng nhiều đến độ
M2 50,2 61,6 68,9 6,7 7,9 9,4 chảy của hỗn hợp bê tông và thay đổi theo
M3 50,5 62,0 69,0 7,3 8,5 10,0 qui luật hàm lượng sợi càng tăng thì độ chảy
Bảng 3. KLTT, cường độ kéo bửa và độ mài
của hỗn hợp bê tông càng giảm;
mòn của bê tông - Hàm lượng sợi thủy tinh không có ảnh
hưởng nhiều đến cường độ nén và độ mài
KH KLTT Cường độ Độ mài mòn nhưng có ảnh hưởng đáng kể đến cường
mẫu (kg/m3) kéo bửa mòn độ uốn và cường độ kéo bửa của bê tông.
M0 2350 (MP
3,2 ) / 2)
(0,171 Hàm lượng sợi càng tăng thì cường độ độ
M1 2355 4,5 0,172 uốn và kéo bửa được cải thiện càng nhiều;
M2 2354 4,8 0,172 - Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của hàm
M3 2368 5,2 0,172 lượng sợi thủy tinh đối với các tính chất của
- Về ảnh hưởng của lượng dùng sợi đến bê tông hạt mịn như trong báo cáo này có thể
các tính chất cúa bê tông đóng rắn: dùng tham khảo cho loại bê tông sửa chữa
+ Ảnh hưởng đối với cường độ nén: các kết cấu công trình thủy đặc biệt là các
Cường độ nén của các mẫu pha thêm sợi gần công trình biển sau này.
như không thay đổi so với mẫu đối chứng
5. TÀI LIỆU THAM KHẢO
không dùng sợi. Điều này chứng tỏ thành
phần sợi không có ảnh hưởng nhiều đến khả [1] Balaguru P.N. & Shah S.P. (1992). Fiber
năng chịu nén của bê tông; Reinforced Cement Composites. McGraw-
+ Ảnh hưởng đối với cường độ uốn: Với các Hill Inc, New York, US.
mẫu bê tông có cốt sợi thủy tinh, cường độ uốn [2] Neville A.M. (2002). Concrete Properties
4th edition. Person Education Limited,
tăng đáng kể so với mẫu đối chứng không sử
Edinburgh.
dụng sợi, mẫu tăng ít nhất là 49,1% và mẫu [3] Okamura, H. & Ouchi M. (2003). Self-
tăng nhiều nhất là 75,4%. Hàm lượng sợi càng Compacting Concrete. Journal of Advanced
tăng thì cường độ uốn cũng tăng theo và khi Concrete Technology, Vol. 1, No.1, p. 5-15.
lượng sợi thay đổi từ 0,2% đến 0,4% thì cường [4] TCVN - Các tiêu chuẩn thí nghiệm vật liệu
độ uốn thay đổi khoảng 18%. Kết quả cho thấy xi măng, cát, đá, phụ gia, hỗn hợp bê tông
hiệu quả của việc sử dụng sợi thủy tinh để cải và bê tông.
thiện cường độ uốn của bê tông là rất đáng kể;
161
nguon tai.lieu . vn
