Luận văn thạc sĩ experimental study on strength and permeability of pervious concrete pavement containing fly ash blast furnace slag and silica fume

Luận văn: Nghiên cứu thực nghiệm ảnh hưởng của tro bay, xỉ lò cao và silica fume đến cường độ, tính thấm của bê tông rỗng. Tìm hiểu ngay!

• Tác giả: Trần Thanh Tuấn
• Người hướng dẫn: Associate Prof. Kohei Nagai
• Trường học: Vietnam Japan University
• Chuyên ngành: Master In Infrastructure Engineering
• Đề tài: Experimental Study On Strength And Permeability Of Pervious Concrete Pavement Using Fly Ash, Blast Furnace Slag And Silicafume
• Loại tài liệu: Luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2019
• Địa điểm: Hà Nội

Tóm tắt

I. Bê tông thấm nước Giải pháp bền vững cho hạ tầng đô thị

Trong bối cảnh đô thị hóa nhanh chóng, việc quản lý nước mưa và giảm thiểu hiệu ứng đảo nhiệt đô thị đã trở thành một thách thức lớn. Bê tông thấm nước (Pervious Concrete), hay còn gọi là bê tông rỗng, nổi lên như một giải pháp vật liệu xây dựng xanh mang tính cách mạng. Khác với bê tông truyền thống, loại vật liệu này có cấu trúc rỗng liên tục, cho phép nước mưa thấm trực tiếp qua bề mặt xuống lòng đất, giúp bổ sung nguồn nước ngầm và giảm tải cho hệ thống thoát nước. Luận văn thạc sĩ "Experimental study on strength and permeability of pervious concrete pavement containing fly ash blast furnace slag and silica fume" của tác giả Trần Thanh Tuấn (2019) tập trung vào việc cải thiện các đặc tính quan trọng của loại vật liệu này. Nghiên cứu này không chỉ khám phá tiềm năng của bê tông thấm nước trong việc xây dựng các kết cấu áo đường thấm nước mà còn hướng đến việc tối ưu hóa thành phần cấp phối. Bằng cách sử dụng các vật liệu pozzolanic như tro bay, xỉ lò cao và silica fume, nghiên cứu mở ra hướng đi mới để tạo ra sustainable concrete (bê tông bền vững) với cường độ cao hơn và độ bền tốt hơn, đồng thời tận dụng hiệu quả các phế phẩm công nghiệp, góp phần bảo vệ môi trường. Việc nghiên cứu sâu về các tính chất cơ lý của bê tông này là cực kỳ cần thiết để mở rộng phạm vi ứng dụng của chúng trong thực tiễn.

1.1. Giới thiệu tổng quan về bê tông rỗng và vai trò của nó

Bê tông rỗng, theo định nghĩa của Hiệp hội Bê tông Trộn sẵn Quốc gia Hoa Kỳ (NRMCA), là một loại bê tông có độ rỗng cao (thường từ 14-30%), được sử dụng cho các ứng dụng bề mặt phẳng, cho phép nước mưa thấm qua. Thành phần của nó bao gồm xi măng, cốt liệu thô, nước, và rất ít hoặc không có cát. Cấu trúc này giúp giảm dòng chảy bề mặt, giảm nguy cơ ngập lụt và tăng cường an toàn giao thông trong những ngày mưa. Các ưu điểm chính bao gồm: cải thiện độ an toàn khi lái xe, giảm tiếng ồn giao thông, không gây tích tụ nước và hạn chế hiệu ứng đảo nhiệt. Đây được xem là một loại vật liệu xây dựng xanh quan trọng, góp phần vào sự phát triển bền vững của cơ sở hạ tầng.

1.2. Phụ gia khoáng và xu hướng phát triển vật liệu bền vững

Xu hướng sử dụng các phụ gia khoáng cho bê tông như một phần thay thế xi măng đang ngày càng phổ biến. Các vật liệu như tro bay trong bê tông, xỉ lò cao nghiền mịn (GGBFS), và ảnh hưởng của silica fume không chỉ giúp giảm chi phí sản xuất mà còn cải thiện đáng kể các đặc tính của bê tông. Việc tận dụng các sản phẩm phụ công nghiệp này giúp giảm lượng khí thải CO2 từ quá trình sản xuất xi măng và giải quyết vấn đề xử lý chất thải. Nghiên cứu của Trần Thanh Tuấn (2019) đi sâu vào việc đánh giá hiệu quả của các vật liệu pozzolanic này khi kết hợp trong cấp phối bê tông rỗng, nhằm tạo ra một loại vật liệu vừa có tính năng thấm nước ưu việt, vừa đảm bảo độ bền của bê tông rỗng.

II. Thách thức lớn Cân bằng cường độ và hệ số thấm bê tông

Một trong những rào cản lớn nhất đối với việc ứng dụng rộng rãi bê tông thấm nước là sự đánh đổi cố hữu giữa cường độ và khả năng thấm. Về bản chất, để đạt được hệ số thấm của bê tông cao, cấu trúc vật liệu cần có độ rỗng hiệu quả lớn. Tuy nhiên, chính độ rỗng này lại làm giảm diện tích tiếp xúc giữa các hạt cốt liệu và hồ xi măng, dẫn đến cường độ chịu nén bê tông rỗng thấp hơn đáng kể so với bê tông thông thường. Các nghiên cứu trước đây (Tennis, 2004; Yang, 2003) cho thấy cường độ nén 28 ngày của bê tông thấm nước thường chỉ dao động trong khoảng 7-24 MPa, hạn chế việc sử dụng nó cho các khu vực chịu tải trọng nặng như đường cao tốc. Thách thức đặt ra cho các nhà nghiên cứu là làm thế nào để cải thiện liên kết trong ma trận xi măng, tăng cường tính chất cơ lý của bê tông mà không làm giảm đi đáng kể khả năng thấm nước. Đây chính là mục tiêu cốt lõi mà luận văn hướng tới thông qua các nghiên cứu thực nghiệm vật liệu với các loại phụ gia khoáng khác nhau, nhằm tìm ra một pervious concrete mix design tối ưu, phá vỡ giới hạn truyền thống của vật liệu này.

2.1. Phân tích mối quan hệ nghịch giữa độ rỗng và cường độ

Mối quan hệ giữa độ rỗng hiệu quả và cường độ chịu nén bê tông rỗng là một quan hệ tỷ lệ nghịch. Khi độ rỗng tăng, nước có thể di chuyển qua kết cấu dễ dàng hơn, nhưng đồng thời, cường độ của vật liệu lại giảm đi. Theo Ferguson (2005), cường độ bê tông sẽ cao hơn khi độ rỗng thấp hơn. Điều này đặt ra một bài toán tối ưu hóa phức tạp: tìm ra một điểm cân bằng lý tưởng nơi hệ số thấm của bê tông đủ cao để đáp ứng các yêu cầu về thoát nước, trong khi cường độ vẫn đủ để chịu được các tải trọng dự kiến trong thực tế như tại các bãi đỗ xe, vỉa hè, hoặc đường nội bộ.

2.2. Giới hạn ứng dụng thực tế của bê tông thấm nước hiện tại

Do cường độ chịu nén và độ bền mài mòn thấp, các ứng dụng của bê tông thấm nước (PCPC) hiện nay chủ yếu giới hạn ở các khu vực có tải trọng nhẹ như bãi đỗ xe, làn đường vai, khu vực giao thông thưa thớt. Việc mở rộng ứng dụng sang các tuyến đường có mật độ giao thông cao hơn đòi hỏi phải có những cải tiến đột phá về vật liệu. Luận văn nhấn mạnh sự cần thiết của một kế hoạch dài hạn để nghiên cứu và xác định tỷ lệ trộn tối ưu, nhằm nâng cao độ bền của bê tông rỗng mà vẫn duy trì khả năng thấm phù hợp cho các kết cấu áo đường thấm nước chịu tải trọng lớn hơn.

III. Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm vật liệu xây dựng tối ưu

Để giải quyết bài toán cân bằng giữa cường độ và độ thấm, luận văn đã áp dụng một phương pháp nghiên cứu thực nghiệm vật liệu bài bản và khoa học. Quy trình bắt đầu bằng việc thiết kế các cấp phối bê tông rỗng khác nhau, dựa trên tiêu chuẩn ACI 522 và kế thừa các kết quả nghiên cứu trước đó. Các thành phần chính bao gồm xi măng Portland thông thường, cốt liệu thô (sỏi nghiền Dmax 15mm), và các phụ gia khoáng cho bê tông. Cụ thể, nghiên cứu sử dụng tro bay trong bê tông (FA), xỉ lò cao nghiền mịn (GGBFS) làm vật liệu thay thế một phần xi măng, kết hợp với silica fume (SF) và phụ gia siêu dẻo (SP) để cải thiện tính công tác và các đặc tính sau cùng của vật liệu. Tỷ lệ nước trên chất kết dính (w/b ratio) được kiểm soát chặt chẽ để đảm bảo hồ xi măng đủ bám dính quanh cốt liệu mà không chảy xuống lấp đầy các lỗ rỗng. Quá trình thí nghiệm vật liệu xây dựng được tiến hành tại phòng thí nghiệm Komaba, Đại học Tokyo, đảm bảo tính chính xác và độ tin cậy cao. Các mẫu thử hình trụ và lăng trụ được đúc và bảo dưỡng trong điều kiện tiêu chuẩn trước khi tiến hành các phép đo quan trọng.

3.1. Quy trình thiết kế cấp phối bê tông rỗng Mix Design

Quá trình thiết kế pervious concrete mix design bao gồm việc xác định tỷ lệ tối ưu của xi măng, cốt liệu, nước và các loại phụ gia. Nghiên cứu đã thử nghiệm nhiều cấp phối khác nhau, trong đó có mẫu đối chứng (chỉ dùng xi măng), mẫu thay thế 30% xi măng bằng tro bay trong bê tông, mẫu thay thế 30% xi măng bằng xỉ lò cao nghiền mịn (GGBFS), và các mẫu kết hợp thêm 8% silica fume. Việc sử dụng phụ gia siêu dẻo (SP) giúp cải thiện tính linh động của hỗn hợp, đảm bảo hồ xi măng bao bọc đều cốt liệu, tạo nên một liên kết vững chắc hơn sau khi đông cứng.

3.2. Các thí nghiệm xác định tính chất cơ lý và hệ số thấm

Các tính chất cơ lý của bê tông được đánh giá thông qua các thí nghiệm tiêu chuẩn. Cường độ chịu nén bê tông rỗng được xác định theo ASTM C39 trên các mẫu hình trụ (10x20 cm) ở các tuổi 7 và 28 ngày. Độ rỗng của bê tông được tính toán dựa trên phương trình của Park và Tia (2004) bằng cách đo chênh lệch trọng lượng giữa mẫu khô và mẫu bão hòa nước. Hệ số thấm của bê tông cũng được xác định theo phương trình của Park và Tia, mô phỏng khả năng cho nước chảy qua mẫu. Các quy trình thí nghiệm vật liệu xây dựng này cung cấp dữ liệu định lượng chính xác để so sánh hiệu quả của các cấp phối khác nhau.

IV. Bí quyết tăng cường độ bê tông thấm nước từ xỉ lò cao

Kết quả từ nghiên cứu thực nghiệm vật liệu đã mang lại những phát hiện đột phá, đặc biệt là về vai trò của xỉ lò cao và silica fume. Phân tích cho thấy, cấp phối sử dụng kết hợp 30% xỉ lò cao nghiền mịn (GGBFS) và 8% silica fume (mẫu SG-SF) cho kết quả vượt trội nhất. Cụ thể, cường độ chịu nén bê tông rỗng ở tuổi 28 ngày của mẫu này đạt 29.42 MPa, cao hơn đáng kể so với mẫu đối chứng (21.00 MPa) và các mẫu khác. Điều đáng chú ý là sự gia tăng cường độ này không làm suy giảm quá nhiều khả năng thấm, với hệ số thấm của bê tông vẫn đạt 1,747 mm/s và độ rỗng là 13.92%. Sự thành công này có thể được giải thích bởi nhiều yếu tố. Thứ nhất, vật liệu pozzolanic như GGBFS và SF phản ứng với Canxi Hydroxit (Ca(OH)2) – một sản phẩm phụ của quá trình thủy hóa xi măng – để tạo ra thêm Gel Calcium Silicate Hydrate (CSH), giúp làm đặc chắc cấu trúc hồ xi măng và tăng cường liên kết với cốt liệu. Thứ hai, bản thân xỉ lò cao có nhu cầu nước thấp hơn, giúp tối ưu hóa tỷ lệ nước trên chất kết dính (w/b ratio) và cải thiện các đặc tính lưu biến của vữa, giúp vữa bám dính tốt hơn vào cốt liệu.

4.1. Phân tích ảnh hưởng của silica fume và xỉ lò cao GGBFS

Sự kết hợp giữa xỉ lò cao nghiền mịn (GGBFS) và silica fume tạo ra một hiệu ứng cộng hưởng mạnh mẽ. Ảnh hưởng của silica fume, với các hạt siêu mịn, giúp lấp đầy các khoảng trống vi mô giữa các hạt xi măng, làm tăng mật độ của ma trận hồ xi măng. Trong khi đó, GGBFS, một vật liệu mang tính xi măng, không chỉ tham gia vào phản ứng pozzolanic mà còn cải thiện tính công tác của hỗn hợp. Sự phối hợp này giúp tiêu thụ hoàn toàn lượng Ca(OH)2 dư thừa, chuyển hóa chúng thành các sản phẩm CSH có ích, từ đó cải thiện đáng kể cả cường độ chịu nén bê tông rỗng và độ bền của bê tông rỗng trong dài hạn.

4.2. So sánh hiệu quả với cấp phối sử dụng tro bay Fly Ash

Ngược lại với cấp phối GGBFS-SF, các mẫu sử dụng tro bay trong bê tông (FA) không cho thấy sự cải thiện đáng kể về cường độ. Thậm chí, mẫu kết hợp tro bay và silica fume (FA-SF) còn cho cường độ thấp hơn mẫu đối chứng. Luận văn giải thích rằng các hạt tro bay hình cầu và diện tích bề mặt cực lớn của silica fume làm tăng nhu cầu nước của hỗn hợp. Hơn nữa, nếu lượng phụ gia siêu dẻo không đủ để phân tán hoàn toàn, các hạt tro bay có thể bị kết tụ, tạo ra các vùng yếu trong cấu trúc hồ xi măng. Điều này cho thấy việc lựa chọn và kết hợp các vật liệu pozzolanic phải được tính toán cẩn thận để đạt hiệu quả tối ưu.

V. Ứng dụng thực tiễn và tương lai của bê tông thấm nước

Các kết quả từ nghiên cứu của Trần Thanh Tuấn (2019) mở ra một tiềm năng ứng dụng to lớn cho bê tông thấm nước thế hệ mới. Với cường độ nén 28 ngày đạt 29.42 MPa, cấp phối sử dụng xỉ lò cao nghiền mịn (GGBFS) và silica fume đã vượt qua giới hạn cường độ của nhiều loại bê tông thấm nước thông thường. Theo tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 10797:2015, yêu cầu cường độ chịu nén cho lớp mặt đường bê tông xi măng cho đường ô tô cấp thấp, bãi đỗ xe là > 9.5 MPa. Như vậy, kết quả nghiên cứu hoàn toàn đáp ứng và vượt xa yêu cầu này, cho phép xem xét ứng dụng cho các công trình có yêu cầu chịu lực trung bình và nhỏ như vỉa hè, bãi đỗ xe, đường nội bộ, sân thể thao. Việc ứng dụng loại sustainable concrete này không chỉ giúp giải quyết các vấn đề về ngập úng đô thị mà còn là một bước tiến trong việc xây dựng các công trình thân thiện với môi trường. Tương lai của vật liệu xây dựng xanh này phụ thuộc vào việc tiếp tục nghiên cứu các khía cạnh khác như độ bền mài mòn, khả năng chống đóng băng-tan băng và các giải pháp bảo trì, chống tắc nghẽn hiệu quả.

5.1. Tiềm năng ứng dụng trong kết cấu áo đường thấm nước

Với cường độ được cải thiện đáng kể, kết cấu áo đường thấm nước sử dụng cấp phối bê tông tối ưu từ nghiên cứu này có thể được triển khai rộng rãi hơn. Các khu vực như bãi đỗ xe thương mại, đường phố dân cư, và quảng trường công cộng là những ứng viên lý tưởng. Việc sử dụng vật liệu này giúp giảm chi phí xây dựng hệ thống thoát nước mưa, đồng thời tạo ra một bề mặt đường an toàn hơn, mát hơn và thẩm mỹ hơn. Đây là một giải pháp toàn diện, kết hợp lợi ích kỹ thuật, kinh tế và môi trường.

5.2. Hướng nghiên cứu tiếp theo để hoàn thiện vật liệu

Mặc dù đã đạt được những kết quả ấn tượng về cường độ và độ thấm, vẫn còn nhiều thách thức cần giải quyết. Các hướng nghiên cứu trong tương lai nên tập trung vào việc đánh giá độ bền của bê tông rỗng trong điều kiện khắc nghiệt, chẳng hạn như chu kỳ đóng băng-tan băng ở các vùng khí hậu lạnh. Ngoài ra, vấn đề tắc nghẽn lỗ rỗng do bụi bẩn và trầm tích sau một thời gian sử dụng cũng cần được nghiên cứu để đưa ra các biện pháp thi công và bảo trì hiệu quả, đảm bảo hệ số thấm của bê tông được duy trì ổn định trong suốt vòng đời của công trình.

Trích đoạn nội dung tài liệu

VIETNAM NATIONAL UNIVERSITY, HANOI VIETNAM JAPAN UNIVERSITY TRAN THANH TUAN EXPERIMENTAL STUDY ON STRENGTH AND PERMEABILITY OF PERVIOUS CONCRETE PAVEMENT USING FLY ASH, BLAST FURNACE SLAG AND SILICAFUME MASTER’S THESIS Hanoi, 2019 TIEU LUAN MOI download : [e-mail] VIETNAM NATIONAL UNIVERSITY, HANOI VIETNAM JAPAN UNIVERSITY TRAN THANH TUAN EXPERIMENTAL STUDY ON STRENGTH AND PERMEABILITY OF PERVIOUS CONCRETE PAVEMENT USING FLY ASH, BLAST FURNACE SLAG AND SILICAFUME MAJOR: MASTER IN INFRASTRUCTURE ENGINEERING CODE: RESEARCH SUPERVISOR: Associate Prof. KOHEI NAGAI Dr. DUONG QUANG HUNG Hanoi, 2019 TIEU LUAN MOI download : [e-mail] CONTENTS Acknowledgment. 7 LIST OF FIGURE.

3 LIST OF TABLE. 4 LIST OF ABBREVIATIONS. Background of Pervious Concrete Pavement. Scope and Objective.

9 CHAPTER 2: LITTERATURE REVIEW. Introduction of the development of pervious concrete. Overview of pervious concrete uses Fly ash and BFS additives. 12 CHAPTER 3: METHODOLOGY AND EXPERIMENT.

Compressive and flexural strength test. Void ratio test. Mixing Proportions and Casting Specimen. 25 CHAPTER 4: RESULTS AND DISCUSSION.

Compressive Strength of PCPC. Permeability of PCPC:. Combine slag in slurry to make porous concrete. 33 1 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.

Mortar with BFS and SF produces strength pervious concrete. Fly ash particle did not significantly enhance strength of porous concrete 35 CHAPTER 5: CONCLUSION AND RECOMMENDATION .fume 2 TIEU LUAN MOI download : [e-mail] LIST OF FIGURE Figure 3.1: Mixing PCPC with concrete mixer .2: Casting specimen at Lab .4: Curing PCPC specimen at Lab .1: Testing PCPC at Lab .2: The PCPC sample is destroyed after compression .3: Crack of PCPC after compression .4: Compressive strength development with time .5: Testing permeability of PCPC .6: Void ratio (%) of PCPC Specimen.Error! Bookmark not defined.7: Coefficient of Permeability (mm/s) .8: Hydrated Cement Paste .9: Cement Hydration Reaction .1: solution for designing PCPC road structure layers.fume 3 TIEU LUAN MOI download : [e-mail] LIST OF TABLE Table 2.1: Summary of the research results on PCPC .2: Typical mix design and properties of existing PCPC in the US (reported by Nation Ready Mix Concrete Association – NRMCA, 2004). Physical and chemical properties of OPC and GGBS .2: Mix Proportion of specimens in trial experiment .1: Compressive strength of PCPC .2: Void ratio of PCPC .3: Permeability of PCPC .fume 4 TIEU LUAN MOI download : [e-mail] LIST OF ABBREVIATIONS PCPC : Portland cement Pervious Concrete PCP : Pervious Concrete Pavement NRMACA : National Mixing Concrete Association SP : Super plasticizer SF : Silica Fume FA : Fly Ash BFS : Blast Furnace Slag GGBFS : Ground Granulated Blast Furnace Slag CSH : Calcium Silicate Hydrate AASHTO : American Association of State Highway and Transportation Officials ACI : American Concrete Institute ASTM : American Society for Testing and Materials FHWA : Federal Highway Administration - United States Department of Transportation ACPA : American Concrete Pavement Association NRMCA : Nation Ready Mix Concrete Association (LUAN.fume 5 TIEU LUAN MOI download : [e-mail] Acknowledgment My master thesis was started from my internship at The University of Tokyo in September 2018. It was really a memorable and lucky time in my life.

Experimental activities at Komaba Campus – The University of Tokyo are very interesting and useful during the internship in Japan under the supervision of Associate Professor Kohei Nagai - University of Tokyo, Japan and Dr. Duong Quang Hung - Hanoi Architectural University. From the bottom of my heart, I would like to express my gratitude to Associate Professor Kohei Nagai, Dr. Duong Quang Hung for giving me helpful advice and dedicated guidance and valuable lectures for conducting research.

It is difficult to express my gratitude to two talented and respectable professors Professor Nguyen Dinh Duc - Vietnam National University in Hanoi and Professor Hironori Kato – University of Tokyo. Two co-directors of the Master in Infrastructure Engineering program - VJU gave me useful advice and orientation in the right direction. Also, I would like to send many thanks to Dr. Phan Le Binh, lecturer, JICA long term expert who always encouraged me and Dr.

Tien Dung Nguyen Dung at VJU for his devoted and valuable support. Their support is extremely precious and always inspires me to complete the thesis. Also, without the help of my friends studying at Komaba Campus - University of Tokyo, I would not have accomplished my thesis. Therefore, I would like to thank for their help.

The last, I would like to give special thanks to MIE02-VJU classmates and students from the same course at Vietnam Japan University for supporting and accompanying me throughout my great time at Vietnam Japan University. My master thesis is also a gift for my whole family, for my parents, my wife and my lovely children because they were always beside me during the whole time I studied at VJU. Sincerely, Tran Thanh Tuan (LUAN.fume 6 TIEU LUAN MOI download : [e-mail] ABSTRACT About 30 years ago, Porous Concrete (PC) was studied for use in the United Kingdom and the United States in some traffic works. In Europe and Japan, to reduce noise and improve skid resistance, PC is also used as a very effective application material.

Research and application development of Blast Furnace Slag (BFS) are widely used in Portland Cement Pervious Concrete (PCPC).Fly ash (FA) is very important because it not only increases the surface drainage capacity of transport works but also contributes to reducing pollution as a material of environmental friendliness. According to a study in Belgium, for some PC mixtures, the 28-day compressive strength also reaches 31. However, the permeability of this mixture has not been specifically reported. Therefore, research on PCPC strength and permeability with the use of BFS, FA to replace part of cement and to achieve proper permeability is very promising and essential in the future.

PCPC is a kind of concrete mixture made from coarse aggregate, small sand content (0-20% by weight of aggregate or no sand, water from 27-43% and binder. Pervious concrete with void ratio of 14-30% and rough textured surface. In this study, the author has found some mixing proportion of porous concrete using BFS and FA to replace part of cement and reduce the amount of sand used. The author carried out the design of various mixing proportion used for PC such as ash, flying ash combined with silica fume.

The experimental process at the Komaba Lab - Tokyo University finds the results and compares the effect of each of these materials on the strength and permeability of PC. When using BFS in combination with silica fume, the mixed concrete resulted in a strength of porous concrete of 29.42 MPa with a permeability of 1,747 mm / s. It can be considered for application in a number of projects using porous concrete that can drain in reality such as parking lots, sidewalks, etc.fume 7 TIEU LUAN MOI download : [e-mail] CHAPTER 1: INTRODUCTION 1. Background of Pervious Concrete Pavement Today, along with the development of modern construction technologies, advanced and environmentally friendly materials are also focused on sustainable development.

Concrete is a common construction material in the construction industry in general and technical infrastructure in particular. In particular, Portland Cement Pervious Concrete (PCPC) or Pervious Concrete Pavement (PCP) is a material that has been researched and applied in recently as an environmentally friendly material. According to the National Mixing Concrete Association (NRMCA), porous concrete is a high porosity concrete used for flat surface concrete applications that allows water from rain and other sources to flow through. This will reduce the flow from one location and reload the groundwater level.

These are also called non-fines concrete and are made of Portland cement, coarse aggregates, water, with little or no sand and additives. The draining water PCP has many merits, such as good safety driving in rainy days, reducing noise, high anti-slippery performance of the pavement and no accumulated water, no splash and spray in rainy days, increasing the driving safety in rainy days greatly. The draining water bituminous pavement obtains widespread applications in Western Europe, US and Japan and so on. Porous concrete is used for pavement materials, it can penetrate rainwater at the source, contributing to improved driving safety, noise while reducing traffic, road heat effects in the capital.

Marketing is also overcome and contributes to sustainable development. Evaluating the environmental impact of porous concrete with non-porous or conventional concrete also gives different results. Porous pavement makes air, water and temperature penetrate into different parts of the environment, from which they undergo different storage, handling and flow processes. Therefore, porous concrete is an environmentally friendly material.fume 8 TIEU LUAN MOI download : [e-mail] Research on using fly ash and Blast Furnace Slag also contributes to reducing environmental pollution because Blast Furnace Slag pollutes water and air when left in nature.

Scope and Objective Objectives: The study on strength and permeability of PC containing fly ash, slag and silica fume is to achieve the following goals: - To investigate the effect of fly ash and Blast furnace slag, silica fume on strength and permeability of PCPC - To achieve PCPC mixture design that has necessary compressive strength and permeability suitable for practical road applications. Scope: Pervious concrete pavement has important indicators as strength, permeability, abrasion, surface texture and some other indicators. Within the scope of this thesis, the author focuses on two main indicators: strength and permeability of Pervious Concrete Pavement (PCP). The super plasticizer used in this study is a common polycarboxylate-based SP8P admixture in Japan, which increases the workability, slump for concrete and extends the setting time of cement and concrete.

Experimental process of making PCP samples at Komaba Lab, the study carried out the design, tested the compressive strength of concrete according to ACI 522 standard and determined the permeability of PCP according to Park and Tia’s Equation (2004). By using materials to replace a part of cement such as Blast Furnace Slag (BFS), Fly Ash (FA) with additives such as Super plasticizer (SP) and Silica Fume (SF) to find the optimal mixture. PCPC has enough strength and permeability to be applied in practice. Structure of thesis: Chapter 1: Introduction Chapter 2: Literature review Chapter 3: Methodology and Experiment Chapter 4: Result and discussion.

Chapter 5: Recommendation and conclusion.fume 9 TIEU LUAN MOI download : [e-mail] CHAPTER 2: LITTERATURE REVIEW 2. Introduction of the development of pervious concrete Leading institutes and associations in the field of concrete pavement in the world:  United States Department of Transportation – Federal Highway Administration (FHWA)  American Concrete Pavement Association (ACPA)  American Association of State Highway and Transportation Officials (AASHTO)  ACI Committee 522 – Pervious Concrete  Center for Transportation Research and Education, Iowa State University The issues around PCPC have been investigated as the following table: Table 2.1 Summary of the research results on PCPC No Issues Researcher 1 Construction Materials Tennis (2004); Tamai (2003); Kajio (1998). 2 PCPC Material Properties Kaijo (1998); Beeldens (2003); Tennis (2004); Strength Elsayed (2011) Ferguson(2005); Tennis (2004); Yang (2003) Porosity and permeability Tanaka (1998) 3 Surface Characteristics Noise reduction Olek (2003); Tamai (2003) Kosmatra (2002); Young (2005); Ramadhansyah 4 Pervious Pavement Design (2014) 5 Construction Husain (2015), Darshna shar (2013), 6 Maintenance Olek (2003) 7 Environment PCP using waste material Sukamal (2015) Durability of Porous Concrete Tamai (2003) An Experimental study on the water-purification properties Park, Tia (2004) of porous concrete (LUAN.fume 10 TIEU LUAN MOI download : [e-mail] According to research, author Nguyen Van Chanh pointed out that: Pervious Concrete is a type of concrete with continuous pore structure, magnetic porosity (15-35%) having the same composition as normal concrete, however coarse aggregates are used with the same grain size and contain very little or no sand. (Nguyen Van Chanh et al.

When using synthetic stone gravel with smaller size, it increases compressive strength, while increasing porosity in concrete structure and thus increasing the drainage capacity of porous concrete.