Tóm tắt Luận án Tiến sĩ Kỹ thuật: Nghiên cứu tính năng bê tông cát sử dụng tro bay, xỉ lò cao cho kết cấu công trình trong môi trường biển miền Trung

Tóm tắt Luận án Tiến sĩ Kỹ thuật "Nghiên cứu tính năng bê tông cát sử dụng tro bay, xỉ lò cao cho kết cấu công trình trong môi trường biển miền Trung" nghiên cứu thực nghiệm xác định hệ số hiệu quả của phụ gia khoáng trong thiết kế thành phần bê tông cát; Nghiên cứu các tính năng cơ học và độ bền của bê tông cát sử dụng tro bay, xỉ lò cao và phương pháp thiết kế thành phần bê tông cát có xét đến độ bền; Đánh giá hiệu quả kinh tế, kỹ thuật, môi trường của việc sử dụng các loại bê tông cát mới đối với công trình trong môi trường nước biển Miền Trung.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Tóm tắt Luận án Tiến sĩ Kỹ thuật: Nghiên cứu tính năng bê tông cát sử dụng tro bay, xỉ lò cao cho kết cấu công trình trong môi trường biển miền Trung BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO Tóm TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI NGUYỄN TẤN KHOA NGHIÊN CỨU TÍNH NĂNG BÊ TÔNG CÁT SỬ DỤNG TRO BAY, XỈ LÒ CAO CHO KẾT CẤU CÔNG TRÌNH TRONG MÔI TRƯỜNG BIỂN MIỀN TRUNG Chuyên ngành: Kỹ thuật Xây dựng Công trình đặc biệt Mã số: 95.80.206 TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SỸ KỸ THUẬT NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: 1. PGS.TS. Nguyễn Thanh Sang 2. PGS.TS. Nguyễn Viết Thanh HÀ NỘI - 2021 1 MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của đề tài Hệ thống các công trình bảo vệ bờ biển, công trình giao thông ven biển, công trình cảng biển đã và đang xây dựng cho thấy sự đóng góp vô cùng quan trọng của công trình biển trong sự phát triển kinh tế khu vực cũng như cả nước. Khu vực ven biển Việt Nam nói chung, khu vực Miền Trung nói riêng có sự phát triển rất nhanh các cơ sở hạ tầng ven biển, điều này đỏi hỏi nhu cầu rất lớn về nguồn cung ứng bê tông cho xây dựng. Điều này sẽ là thách thức rất lớn cho khu vực do Miền Trung đang đối diện với vấn đề thiếu hụt trầm trọng nguồn cát sông cho lĩnh vực bê tông. Bê tông cát (BTC) là một loại bê tông hạt nhỏ, thành phần bao gồm: hỗn hợp cát thô, cát mịn, chất độn mịn, xi măng, nước và một hoặc nhiều loại phụ gia [122, 123]. Ứng dụng của BTC đối với công trình biển là rất cần thiết trong bối cảnh hiện nay. Tuy nhiên, môi trường biển là vùng có tính xâm thực mạnh, do đó BTC đồng thời phải thỏa mãn điều kiện về cường độ lẫn độ bền, trong đó độ bền là yếu tố cực kỳ quan trọng, đặc biệt là độ bền clorua và độ bền sunfat. Giải pháp thường sử dụng để nâng cao các tính chất độ bền của bê tông dùng cho công trình biển là sử dụng các loại phụ gia khoáng như tro bay (TB), xỉ lò cao nghiền mịn (XN) thay thế một phần xi măng (X). Bê tông cát sử dụng được nguồn vật liệu mịn đồi dào ở địa phương kết hợp với các phụ phẩm công nghiệp như TB, XN có khả năng đáp ứng được các yêu cầu kỹ thuật của bê tông cho công trình biển, giảm việc khai thác cát sông, cải thiện sự ô nhiễm môi trường và đa dạng hóa nguồn cung ứng bê tông khác nhau cho lĩnh vực xây dựng. Do vậy, trên cơ sở tiếp cận, phân tích, tác giả chọn đề tài “Nghiên cứu tính năng bê tông cát cho kết cấu công trình trong môi trường biển miền Trung” là cấp thiết, có tính khoa học, tính kinh tế và thực tiễn. 2. Mục tiêu nghiên cứu Phân tích tổng quan các nghiên cứu và ứng dụng của bê tông cát trên thế giới và ở Việt Nam Thông qua việc xây dựng mối quan hệ giữa hệ số hiệu quả (HSHQ) của tro bay, xỉ lò cao và hỗn hợp tro bay - xỉ lò cao với các thành phần vật 2 liệu đầu vào của bê tông cát có thể xác định được mức độ đóng góp của các loại phụ gia khoáng này đến tính chất cường độ chịu nén của bê tông. Thông qua phương pháp quy hoạch thực nghiệm Taguchi, thiết lập mối quan hệ giữa tính chất cường độ và độ bền thấm ion clo với các yếu tố thiết kế đầu vào từ đó đề xuất phương pháp thiết kế thành phần bê tông cát có quan tâm đến độ bền. Xác định một số tính chất của hỗn hợp, tính năng cơ học và độ bền của bê tông cát sử dụng kết hợp xỉ lò cao và tro bay đáp ứng các yêu cầu kết cấu công trình trong môi trường biển. Đánh giá hiệu quả kinh tế, kỹ thuật, môi trường của việc sử dụng loại bê tông cát mới ứng dụng cho kết cấu thùng chìm và khối Tetrapod trong công trình đê chắn sóng ở cảng Vũng Áng. 3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 3.1. Đối tượng nghiên cứu Các loại bê tông cát sử dụng tổ hợp chất kết dính xi măng - tro bay - xỉ lò cao nghiền mịn, sử dụng cát nghiền và cát mịn địa phương ở khu vực các tỉnh Miền Trung phục vụ cho việc xây dựng các công trình trong môi trường biển. 3.2. Phạm vi nghiên cứu - Phạm vi nghiên cứu về mặt vật liệu: Sử dụng vật liệu tro bay nhiệt điện Vũng Áng đáp ứng yêu cầu kỹ thuật theo tiêu chuẩn TCVN 10302:2014 (loại F), xỉ lò cao Hòa Phát nghiền mịn đáp ứng yêu cầu kỹ thuật theo tiêu chuẩn TCVN 11586:2016 và xi măng Poóc lăng PC40 Bút Sơn đáp ứng yêu cầu kỹ thuật theo tiêu chuẩn TCVN 2682:2009. Cốt liệu liệu địa phương gồm cát nghiền và cát mịn đáp ứng yêu cầu kỹ thuật theo TCVN 7572:2006. - Phạm vi nghiên cứu về mặt đặc tính vật liệu: Bê tông cát sử dụng tro bay và xỉ lò cao có cường độ trung bình từ 25 MPa đến 75 MPa; độ thấm ion clo từ 200 Culong đến 5300 Culong; Tỷ lệ N/CKD từ 0,21 đến 0,6. - Phạm vi nghiên cứu về địa lý: Địa bàn Hà Tĩnh với điều kiện vật liệu và điều kiện khí hậu đặc trưng cho khu vực Miền Trung được lựa chọn để tiến hành nghiên cứu và ứng dụng sản phẩm bê tông cát. 4. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn 4.1. Ý nghĩa khoa học 3 (1) Luận án đã phân tích và làm rõ được mức độ đóng góp về cường độ của tro bay, xỉ lò cao nghiền mịn, hỗn hợp tro bay- xỉ lò cao khi thay thế xi măng trong bê tông cát. (2) Phân tích và làm rõ các tính chất cường độ và độ thấm ion clo của bê tông cát sử dụng kết hợp tro bay và xỉ lò cao từ đó đưa ra được phương pháp thiết kế thành phần bê tông cát có xét đến độ bền lâu qua hệ số thấm ion clo. (3) Làm rõ các tính chất chủ yếu của bê tông cát cấp B45 sử dụng kết hợp tro bay và xỉ lò cao, có độ thấm ion clo < 1000 Culong dùng làm vật liệu cho các kết cấu bê tông, bê tông cốt thép trong môi trường biển Miền Trung; đã ứng dụng thử nghiệm thành công loại bê tông này cho kết cấu Tetrapod tại Cảng Vũng Áng. 4.2. Ý nghĩa thực tiễn (1) Đề xuất được thành phần cấp phối bê tông cát sử dụng tro bay, xỉ lò cao và phương pháp thiết kế thành phần bê tông cát có xét đến độ bền thấm ion clo cho kết cấu bê tông cốt thép trong môi trường biển Miền Trung. (2) Bổ sung số liệu thực nghiệm giúp khẳ ...