Nghiên cứu sử dụng cát nhân tạo thay thế cát tự nhiên làm cốt liệu cho bê tông tự lèn tại khu vực Phú Yên

Bài báo "Nghiên cứu sử dụng cát nhân tạo thay thế cát tự nhiên làm cốt liệu cho bê tông tự lèn tại khu vực Phú Yên" giới thiệu ảnh hưởng của tỷ lệ cát nhân tạo/cát tự nhiên đến một số tinh chất của hỗn hợp bê tông và bê tông tự lèn (BTTL). Phương pháp quy hoạch thực nghiệm được áp dụng để tối ưu hóa thành phần của BTTL. Kết quả cho thấy cát nhân tạo thay thế 50% cho hỗn hợp BTTL có độ xòe 710mm, thời gian chảy 4,514 giây, cường độ BTTL đạt 62,597 Mpa. Mời các bạn cùng tham khảo!
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Nghiên cứu sử dụng cát nhân tạo thay thế cát tự nhiên làm cốt liệu cho bê tông tự lèn tại khu vực Phú Yên 276 NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG CÁT NHÂN TẠO THAY THẾ CÁT TỰ NHIÊN LÀM CỐT LIỆU CHO BÊ TÔNG TỰ LÈN TẠI KHU VỰC PHÚ YÊN Lê Văn Trí1,*,Trần Văn Một1, Thái Quang Minh2 1 Trường Đại học Xây dựng Miền Trung 2 Đại học Huế - Phân hiệu tại Quảng Trị Tóm tắt Một trong những giải pháp khắc phục tình trạng khai thác và sử dụng cát tự nhiên để sản xuất bê tông ở Việt Nam đó là sử dụng cát nhân tạo thay thế cát tự nhiên để làm cốt liệu trong bê tông. Bài báo giới thiệu ảnh hưởng của tỷ lệ cát nhân tạo/cát tự nhiên đến một số tính chất của hỗn hợp bê tông và bê tông tự lèn (BTTL). Phương pháp quy hoạch thực nghiệm được áp dụng để tối ưu hoá thành phần của BTTL. Kết quả cho thấy cát nhân tạo thay thế 50% cho hỗn hợp BTTL có độ xòe 710mm, thời gian chảy 4,514 giây, cường độ BTTL đạt 62,597 Mpa. Sử dụng cát nhân tạo trong việc chế tạo các loại bê tông đặc biệt mang lại nhiều ý nghĩa, phù hợp với xu hướng phát triển vật liệu xây dựng. Bài báo trình bày kết quả nghiên cứu về sự ảnh hưởng của phụ gia khoáng (tro bay) đến các tính chất của BTTL; tìm ra tỉ lệ cát nhân tạo/cốt liệu lớn hợp lý để chế tạo BTTL; đánh giá được ảnh hưởng của các nhân tạo đến các tính chất của BTTL. Từ khóa: Bê tông tự lèn, cát tự nhiên, cát nhân tạo. 1. Đặt vấn đề Hiện nay, BTTL đã được sử dụng rộng rãi trên các công trình quy mô lớn tại nhiều quốc gia trên thế giới. Tại Nhật Bản, 290.000m3 BTTL đã được sử dụng để thi công các bến thả neo của cầu Akashi Kaikyo vào năm 1988. Năm 1993, 10.000 m3 BTTL được sử dụng để thi công vòm dốc 45o và khung chịu lực của sân vận động Fukuoka Dome; hơn 40 m3 BTTL để thi công mặt bên trong công trình đường hầm của thành phố Yokohama với độ sâu 20m. Tại Hàn Quốc, 256.000 m3 BTTL để xây dựng 8 bể trữ gas với đường kính 78,58m, chiều dày thành bể là 1,7m và chiều sâu bể là 75m. Tại Macao, hơn 500 m3 BTTL được sử dụng để thi công các kết cấu của tháp Macao từ độ cao 120m. Tại châu Âu, BTTL được sử dụng để thi công đường hầm Sodra Lanken và tại Bắc Mỹ, tháp Societ tại Clevelan - Ohio cũng sử dụng BTTL để thi công. Tại Việt Nam cũng đã có nhiều nghiên cứu về BTTL. Năm 1999, tác giả Nguyễn Như Quý đã nghiên cứu sử dụng côn bàn nhảy dành cho vữa để đo độ chảy loang của vữa xi măng - cát với sự có mặt của phụ gia siêu dẻo và đã rút ra kết luận là hàm lượng phụ gia siêu dẻo tối ưu trong hỗn hợp bê tông tự lèn (HHBTTL) tỷ lệ nghịch với tỷ lệ nước/xi măng (N/X). Vào năm 2012, tác giả Nguyễn Quang Phú đã có những nghiên cứu về BTTL sử dụng cho công trình thủy lợi, kết quả khảo sát hàm lượng phụ gia siêu dẻo và phụ gia khoáng tối ưu giúp cải thiện vi cấu trúc của bê tông, từ đó nâng cao cường độ và tính chống thấm của bê tông. Năm 2013, tác giả Trần Đức Chung cùng cộng sự đã nghiên cứu chế tạo BTTL sử dụng cát mịn (Mđl = 1,28) để * Ngày nhận bài: 24/02/2022; Ngày phản biện: 28/3/2022; Ngày chấp nhận đăng: 10/4/2022 * Tác giả liên hệ: Email: levantri@muce.edu.vn . 277 thay thế cát thô (Mđl = 2,63), sử dụng phối hợp xỉ lò cao nghiền mịn và tro trấu thay thế đến 50% thể tích xi măng; kết quả cho thấy có thể sử dụng cát mịn thay thế cát thô để chế tạo BTTL với cường độ nén ở tuổi 28 ngày đạt trên 60 MPa. Tại Trung Quốc, đã có rất nhiều các nghiên cứu liên quan đến việc sử dụng cát nhân tạo làm cốt liệu trong bê tông, các kết quả nghiên cứu cho thấy với việc sử dụng cát nhân tạo làm cốt liệu cho bê tông giúp bê tông dễ dàng đạt cường độ cao do tính chất bề mặt của loại cát này, kết quả nghiên cứu bê tông đạt cường độ nén từ 114 - 122 MPa ở tuổi 7 ngày và từ 138 - 150 MPa ở tuổi 28 ngày. Cho đến nay, ở Việt Nam nói chung và tại Phú Yên nói riêng, việc sử dụng cát nhân tạo đang ngày càng gia tăng do sự thiếu hụt dẫn đến tăng giá thành cát tự nhiên. Đã có nhiều công ty sản xuất cát nhân tạo đáp ứng đủ nhu cầu làm cốt liệu chế tạo bê tông. Vì vậy, việc nghiên cứu sử dụng cát nhân tạo thay thế cát tự nhiên có thể mở ra một hướng đi mới trong việc sử dụng cát nhân tạo trong công nghệ bê tông nói riêng và lĩnh vực sản xuất vật liệu xây dựng nói chung. 2. Cơ sở lý thuyết 2.1. Cơ sở khoa học của việc thiết kế thành phần cấp phối BTTL Nguyên tắc thiết kế cấp phối BTTL nói riêng và bê tông nói chung là theo thể tích tuyệt đối của HHBT: VBT = Vhồ + VCL. Trong đó: VBT là thể tích HHBT (m3); Vhồ là thể tích hồ gồm thể tích chất kết dính, nước và bọt khí (m3); VCL là thể tích cốt liệu gồm cốt liệu lớn và cốt liệu nhỏ (m3). Để thiết kế cấp phối bê tông đạt tính chất mong muốn, cần phải xác định thể tích hợp lý của các thành phần, có thể được thực hiện bằng cách tính toán hoặc khảo sát thực nghiệm. Cho đến thời điểm hiện tại, phương pháp thiết kế cấp phối BTTL vẫn chưa hoàn chỉnh, nên quá trình thiết kế cấp phối BTTL được thực hiện bằng thực nghiệm. Theo một số nghiên cứu, mục tiêu về tính công tác của HHBTTL khó hơn mục tiêu về cường độ, khi HHBTTL đạt yêu cầu về tính công tác thì có thể dễ dàng đạt yêu cầu về cường độ [theo tác giả Nguyễn Như Quý]. Do đó, bài báo thể hiện đối tượng nghiên cứu chính là tính công tác của HHBTTL. Đối với HHBTTL, tính công tác gồm khả năng điền đầy, khả năng chảy qua và tính đồng nhất; do đó bên cạnh tính biến dạng cao (được thể hiện thông qua độ chảy xòe), HHBTTL phải có độ nhớt đủ nhỏ (được thể hiện thông qua thời gian chảy qua phễu chữ V hoặc thời gian chảy xòe đến đường kính 500mm). Theo tác giả Nguyễn Quang Phú, tính công tác yêu cầu đối với HHBTTL là độ chảy xòe trong khoảng từ 630 - 800mm và thời gian chảy xòe đến đường kính 500mm (T500) từ 2 - 5s, do sự đơn giản của phương pháp thí nghiệm và việc thỏa mãn yêu cầu này khi sử dụng cát nhân t ...