Tóm tắt Luận án Tiến sĩ: Nghiên cứu bê tông chất lượng cao sử dụng muội silic và nano silic cho kết cấu công trình cầu trong môi trường xâm thực

Mục tiêu của luận án "Nghiên cứu bê tông chất lượng cao sử dụng muội silic và nano silic cho kết cấu công trình cầu trong môi trường xâm thực" là sử dụng vật liệu muội silic nano silic và các loại vật liệu chế tạo bê tông thông thường, dùng qui hoạch thực nghiệm để thiết kế và chế tạo bê tông chất lượng cao có cường độ nén tối ưu của bê tông 70Mpa. Ứng dụng bê tông chất lượng cao sử dụng muội silic và nano silic trong kết cấu dầm chịu lực và tính toán tuổi thọ công trình.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Tóm tắt Luận án Tiến sĩ: Nghiên cứu bê tông chất lượng cao sử dụng muội silic và nano silic cho kết cấu công trình cầu trong môi trường xâm thực BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI LÊ HỒNG LAMNGHIÊN CỨU BÊ TÔNG CHẤT LƯỢNG CAO SỬ DỤNG MUỘI SILIC VÀ NANO SILIC CHO KẾT CẤU CÔNG TRÌNH CẦU TRONG MÔI TRƯỜNG XÂM THỰC NGÀNH: Kỹ thuật Xây dựng Công trình Đặc biệt MÃ SỐ : 958.02.06 TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SỸ NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC PGS. TS. ĐÀO DUY LÂM GS.TS. PHẠM DUY HỮU Hà Nội, 08 - 2022 0 Công trình được hoàn thành tại: TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI Người hướng dẫn khoa học: PGS. TS. ĐÀO DUY LÂM GS.TS. PHẠM DUY HỮU Phản biện 1: ……………………………………………… ……………………………………………………………. Phản biện 2 ……………………………………………… ………………………………………………………….. Phản biện 3: ……………………………………………… ……………………………………………………………..Luận án sẽ được bảo vệ trước Hội đồng chấm luận án cấp nhà nước họp tại………………………………………………………………… vào hồi giờ ngày tháng năm Có thể tìm hiểu luận án tại thư viện: …………………………………. i MỞ ĐẦU Tính cấp thiết của đề tài Hệ thống hạ tầng giao thông nói chung cũng như kết cấu hệ thốnggiao thông đường bộ, đường sắt và đường thủy-cảng biển nói riêng cóvai trò đặc biệt quan trọng trong thúc đẩy phát triển kinh tế xã hội theohướng công nghiệp hóa hiện đại hóa. Theo quy hoạch thời kì 2021-2030 tầm nhìn đến năm 2050, hệ thống giao thông đường bộ bổ sungmới có 9014km cao tốc, 29797km Quốc lộ; đối với hệ thống cảng biển,xây dựng 16 cảng biển phía Bắc và 25 cảng phía Nam. Các công trìnhdân dụng, đường sắt, nhà máy, khu công nghiệp…cần một lượng bêtông xi măng rất lớn. Cùng với phát triển số lượng thì quy mô côngtrình cũng hiện đại không kém, cần vật liệu để chế tạo bê tông cườngđộ cao (HSC), bê tông chất lượng cao (HPC) hay bê tông tính năngsiêu cao (UHPC). Hiện nay, việc nghiên cứu phối trộn bê tông HSCvà HPC chủ yếu sử dụng muội silic hoặc kết hợp tro bay xỉ lò cao, bêtông UHPC thông thường kết hợp sợi thép và sợi carbon mang lại hiệuquả rất lớn nếu được áp dụng đại trà. Mục tiêu phát triển mạng lưới công trình đường bộ và hệ thốngcảng biển phải thích ứng với biến đổi khí hậu và phát triển bền vững.Khi xây dựng công trình cầu đường ven biển, cảng biển chịu ăn mòntrực tiếp của môi trường biển như: xâm nhập ion clo, ăn mòn sunphat,… ngoài cường độ cao còn phải xem xét đến yếu tố độ bền để phùhợp với điều kiện làm việc khắc nghiệt của môi trường. Trong nhữngnăm gần đây, để nghiên cứu loại bê tông đáp ứng yêu cầu cường độcao và độ bền tốt, vật liệu nano cũng đã được sử dụng. Công nghệ nano trong bê tông là đưa các hạt có kích cỡ nanometlèn chặt các hạt lớn hơn tối ưu phân bố cỡ hạt một cách hoàn hảo, bằng 1cách kết hợp đồng nhất hạt thô và mịn trong hỗn hợp. Vật liệu nanocó kích cỡ cực nhỏ có thể lấp đầy các khoảng trống giữa xi măng vàmuội silic dẫn đến mức lèn chặt cao hơn và tạo ra một hỗn hợp vữakết dính chặt chẽ hơn, nhiều canxi silicat hydrate (C-S-H) hơn. Điềunày làm tăng đáng kể tính chất cơ học và độ bền của bê tông. Một vàivật liệu nano đã được nghiên cứu làm phụ gia bê tông, bao gồm nanosilic (nano-SiO2), nano-titan (nano-TiO2), nano-alumina (nano-Al2O3), nano- clay, nano-iron (nano-Fe2O3), và nano-CaCO3. Nano silic là một trong những vật liệu nano đầu tiên được sử dụngtrong bê tông xi măng nhưng mang lại hiệu quả vô cùng lớn, bổ sungnano silic vào bê tông làm tăng hoạt tính pozzolanic, nhiều canxisilicat hydrat (C-S-H) được tạo ra bằng cách tác dụng canxi hydroxit(CH) từ hydrat hóa. Hoạt tính pozzolanic này tạo ra gel C-S-H có độcứng cao sẽ làm cho vi cấu trúc ITZ (interfacial transition zone) đặcvà đồng nhất hơn. Do đó, sẽ làm tăng cường độ và độ bền của bê tông[18]. Điều này cải thiện cường độ và độ bền của vật liệu xi măng nhờgiảm số lượng kích thước lỗ rỗng, phá vỡ các kết nối lỗ rỗng làm tăngcao độ cứng của pha C-S-H [67]. Hơn nữa, các hạt nano silic làm tăngmật độ của vật liệu xi măng, chèn đầy các khoảng trống và lỗ rỗng,tạo điều kiện thủy hóa bằng cách tác động như những hạt nhân trungtâm, gel C-S-H tăng lên và đóng vai trò quan trọng trong việc làmchệch hướng và khóa chặt các vết nứt [59]. Trong trường hợp bê tôngthông thường, có nano silic sẽ cải thiện vi cấu trúc của vùng bề mặttrong bê tông và vữa. Thêm nano silic vào bê tông, có thể có hai cơchế phản ứng xảy ra trong quá trình hydrat hóa xi măng. Hydrat hóaxi măng được đẩy nhanh khi thêm nano silic. H2SiO2-4 phản ứng vớiCa2+ sẵn có sẽ hình thành bổ sung canxi silicat hydrat (C-S-H), các hạtC-S-H này được lan truyền trong nước giữa các hạt xi măng và nó như ...