Luận văn: Khả năng chống mài mòn của bê tông Geopolymer sợi mềm

Luận văn thạc sĩ nghiên cứu khả năng chống mài mòn của bê tông geopolymer sử dụng sợi mềm, đánh giá độ bền cơ học và ứng dụng thực tiễn công trình.

• Tác giả: Trần Quốc Phong
• Người hướng dẫn: PGS. Phan Đức Hùng
• Trường học: Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Kỹ thuật Xây dựng Công trình Dân dụng và Công nghiệp
• Đề tài: Nghiên cứu khả năng chống mài mòn của bê tông Geopolymer sử dụng sợi mềm
• Loại tài liệu: Luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2019
• Địa điểm: Thành phố Hồ Chí Minh

Tóm tắt

I. Tổng quan về bê tông geopolymer chống mài mòn

Bê tông geopolymer là vật liệu xây dựng thân thiện môi trường thay thế xi măng truyền thống. Được sản xuất từ phản ứng giữa vật liệu giàu silic (tro bay, xỉ lò cao) và dung dịch kiềm (NaOH, Na2SiO3), geopolymer có khả năng chịu nhiệt cao, cường độ phát triển nhanh và độ bền lâu dài. Sợi mềm (polypropylene) được bổ sung nhằm tăng cường khả năng chống mài mòn bằng cách giảm sự hình thành vết nứt vi mô. Nghiên cứu tập trung đánh giá hiệu quả của sợi mềm với các tỷ lệ 0,5–2% khối lượng, kết hợp chiều dài sợi 10–50mm. Kết quả cho thấy geopolymer gia cường sợi có khả năng chống mài mòn vượt trội so với bê tông xi măng thông thường.

1.1. Cơ sở lý thuyết về geopolymer

Geopolymer hình thành từ phản ứng hóa học giữa aluminosilicate (tro bay, metakaolin) và dung dịch kiềm, tạo thành cấu trúc polymer vô cơ 3D. Davidovits (1972) lần đầu tiên giới thiệu khái niệm này, chứng minh khả năng thay thế xi măng nhờ ưu điểm vượt trội: cường độ cao sau 24 giờ, chịu nhiệt lên 1200°C, và giảm phát thải CO2 80%. Cơ chế chống mài mòn của geopolymer dựa trên độ cứng cao và cấu trúc đặc chắc, ngăn ngừa sự xâm nhập của các tác nhân gây hại. Đặc biệt, khả năng kháng axit và kiềm giúp geopolymer bền vững trong môi trường khắc nghiệt.

1.2. Vai trò của sợi mềm trong bê tông

Sợi polypropylene (PP) được lựa chọn do độ bền cơ học cao, độ giãn dài thấp và khả năng phân tán tốt trong hỗn hợp bê tông. Khi bổ sung sợi, chúng tạo mạng lưới 3D hấp thụ năng lượng va đập, giảm thiểu sự lan truyền vết nứt. Nghiên cứu sử dụng 4 cấp phối sợi (0,5–2%) với chiều dài 10–50mm nhằm tối ưu hóa hiệu quả chống mài mòn. Sợi PP còn cải thiện khả năng chống co ngót, tăng độ dẻo dai cho bê tông geopolymer, đặc biệt trong các kết cấu chịu tải trọng động.

II. Vấn đề chống mài mòn của bê tông truyền thống

Bê tông xi măng truyền thống gặp hạn chế nghiêm trọng trong chống mài mòn do cấu trúc xốp và độ cứng thấp. Các yếu tố như tải trọng động, hóa chất xâm thực, và nhiệt độ biến đổi gây ra sự bào mòn bề mặt nhanh chóng. Hệ quả là giảm tuổi thọ công trình, tăng chi phí bảo trì. Đặc biệt, bê tông xi măng dễ bị nứt do co ngót nhiệt, tạo điều kiện cho mài mòn lan rộng. Khả năng chống mài mòn của bê tông xi măng phụ thuộc vào mác xi măng, tỷ lệ nước/xi măng, và cốt liệu. Tuy nhiên, hiệu quả chống mài mòn vẫn thấp hơn so với yêu cầu kỹ thuật trong các môi trường khắc nghiệt như cầu đường, nhà máy xi măng.

2.1. Nguyên nhân gây mài mòn bê tông

Mài mòn bê tông chủ yếu do tác động cơ học (ma sát, va đập) và hóa học (axit, kiềm). Tải trọng động từ giao thông hoặc máy móc tạo ra ứng suất cục bộ, phá hủy liên kết xi măng. Hóa chất xâm nhập qua các vết nứt, phản ứng với Ca(OH)2 tạo thành canxi cacbonat dễ bị rửa trôi. Nhiệt độ cao cũng làm giãn nở cốt liệu, gây nứt bề mặt. Ngoài ra, sự thay đổi độ ẩm khiến bê tông co ngót không đều, hình thành vết nứt vi mô. Các yếu tố này kết hợp làm giảm đáng kể khả năng chống mài mòn của bê tông truyền thống.

2.2. Hạn chế của bê tông xi măng

Bê tông xi măng có độ bền thấp trước mài mòn do cấu trúc lỗ rỗng và độ cứng không đồng đều. Cường độ phát triển chậm, đặc biệt trong điều kiện nhiệt độ thấp. Khả năng chống thấm kém khiến nước và hóa chất dễ dàng xâm nhập, phá hủy cốt liệu. Ngoài ra, sản xuất xi măng thải ra lượng lớn CO2 (khoảng 0,9 tấn CO2/tấn xi măng), gây ô nhiễm môi trường. Chi phí bảo trì cao do tuổi thọ ngắn, đặc biệt trong các công trình giao thông hay công nghiệp. Những hạn chế này thúc đẩy nghiên cứu vật liệu thay thế như geopolymer.

III. Phương pháp nghiên cứu khả năng chống mài mòn

Nghiên cứu sử dụng phương pháp thực nghiệm kết hợp phân tích vi cấu trúc. Các mẫu bê tông geopolymer được chế tạo với tỷ lệ sợi PP 0,5–2% và chiều dài 10–50mm. Thí nghiệm chống mài mòn tiến hành theo tiêu chuẩn ASTM C131/C131M (thiết bị Los Angeles). Kết quả đánh giá thông qua tỷ lệ mất khối lượng sau 500 vòng quay. Phân tích vi cấu trúc bằng kính hiển vi điện tử quét (SEM) xác định sự phân bố sợi và mức độ liên kết giữa sợi và nền geopolymer. Kết quả cho thấy mẫu có 1,5% sợi dài 35mm đạt khả năng chống mài mòn tối ưu, giảm 40% tỷ lệ mất khối lượng so với mẫu không sợi.

3.1. Quy trình chế tạo mẫu thí nghiệm

Mẫu bê tông geopolymer được chế tạo từ tro bay (loại F), dung dịch kiềm (NaOH 14M + Na2SiO3), và cốt liệu cát. Sợi polypropylene (PP) được cắt thành 4 chiều dài (10, 20, 35, 50mm) và phân tán đều trong hỗn hợp. Hỗn hợp được đổ vào khuôn kích thước 150×150×150mm, rung chặt trong 60 giây. Sau 24 giờ, mẫu được tháo khuôn và bảo dưỡng ở 60°C trong 7 ngày. Quá trình chế tạo đảm bảo độ ẩm ổn định và nhiệt độ đồng đều nhằm tránh sai lệch kết quả thí nghiệm.

3.2. Phương pháp đánh giá chống mài mòn

Khả năng chống mài mòn được đánh giá bằng máy Los Angeles theo tiêu chuẩn ASTM C131. Mẫu hình trụ (100×100mm) được quay 500 vòng với tốc độ 30–33 vòng/phút. Tỷ lệ mất khối lượng sau thí nghiệm phản ánh độ chống mài mòn. Bên cạnh đó, phương pháp đo độ cứng bề mặt ( Shore D) và phân tích vi cấu trúc (SEM) giúp xác định mối quan hệ giữa tỷ lệ sợi, chiều dài sợi và khả năng chống mài mòn. Kết quả được so sánh với mẫu đối chứng (không sợi) để đánh giá hiệu quả gia cường.

IV. Kết luận và ứng dụng trong xây dựng

Nghiên cứu chứng minh bê tông geopolymer gia cường sợi polypropylene có khả năng chống mài mòn vượt trội so với bê tông xi măng truyền thống. Kết quả thí nghiệm cho thấy mẫu chứa 1,5% sợi dài 35mm giảm 40% tỷ lệ mất khối lượng sau 500 vòng quay. Cơ chế chống mài mòn dựa trên sự phân tán sợi đều, tạo mạng lưới hấp thụ năng lượng và ngăn ngừa vết nứt lan rộng. Bê tông geopolymer còn thân thiện môi trường, giảm phát thải CO2 80% so với xi măng. Ứng dụng tiềm năng trong các công trình giao thông, nhà máy xi măng, và kết cấu biển.

4.1. Kết quả nghiên cứu nổi bật

Kết quả nổi bật nhất là khả năng chống mài mòn tối ưu khi sử dụng 1,5% sợi PP dài 35mm. Tỷ lệ mất khối lượng giảm 40% so với mẫu không sợi, chứng tỏ hiệu quả gia cường vượt trội. Phân tích vi cấu trúc (SEM) cho thấy sợi phân tán đều, liên kết chặt chẽ với nền geopolymer. Ngoài ra, cường độ nén và độ cứng bề mặt tăng 25% so với mẫu đối chứng. Nghiên cứu cũng xác định mối quan hệ tuyến tính giữa tỷ lệ sợi và khả năng chống mài mòn, giúp tối ưu hóa cấp phối trong thực tế.

4.2. Triển vọng ứng dụng thực tế

Bê tông geopolymer gia cường sợi PP hứa hẹn ứng dụng rộng rãi trong các công trình chịu tải trọng động cao như cầu đường, sân bay, và nhà máy xi măng. Khả năng chống mài mòn và thân thiện môi trường giúp giảm chi phí bảo trì và phát thải CO2. Tại Việt Nam, nguồn tro bay dồi dào từ các nhà máy nhiệt điện là nguyên liệu lý tưởng để sản xuất geopolymer. Ứng dụng sớm sẽ nâng cao tuổi thọ công trình, đáp ứng xu hướng xây dựng bền vững. Các nghiên cứu tiếp theo nên tập trung vào tối ưu hóa cấp phối và đánh giá tuổi thọ trong điều kiện khí hậu nhiệt đới.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Ngành sản xuất xi măng poóclăng truyền thống hiện nay đang tạo áp lực lớn lên môi trường khi trung bình sản xuất 1 tấn xi măng sẽ phát thải trực tiếp khoảng 1 tấn khí CO2 vào khí quyển. Tại Việt Nam, các công trình hạ tầng ven biển như đê kè chắn sóng tại Cà Mau, Kiên Giang và tuyến móng truyền tải điện tại Kiên Hải thường xuyên đối mặt với sự xâm thực khốc liệt từ sóng biển và dòng chảy xiết. Tác động cơ học của dòng nước làm bào mòn lớp bề mặt bê tông, rửa trôi cốt liệu và đẩy nhanh quá trình ăn mòn kết cấu, làm suy giảm tuổi thọ công trình nhanh chóng.

Nhằm giải quyết thách thức này, đề tài tập trung nghiên cứu khả năng chống mài mòn của bê tông Geopolymer sử dụng tro bay nhiệt điện kết hợp gia cường sợi mềm Polypropylene (PP). Nghiên cứu được thực hiện tại Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh vào tháng 8 năm 2019. Mục tiêu trọng tâm là đánh giá mức độ ảnh hưởng của 4 loại chiều dài sợi PP (tỷ lệ l/d từ 330 đến 1670) và 4 cấp hàm lượng sợi (từ 0,5% đến 2,0%) đến cường độ chịu nén cùng độ mài mòn của bê tông. Đề tài mở ra giải pháp tận dụng hiệu quả nguồn phụ phẩm tro bay công nghiệp chứa trên 80% oxit hoạt tính, giúp chế tạo vật liệu xanh có độ bền cơ học cao phục vụ xây dựng bền vững.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu ứng dụng lý thuyết Geopolymer của Joseph Davidovits (năm 1994) và mô hình phản ứng kiềm hóa tro bay của Hardjito và Rangan (năm 2005). Bản chất của công nghệ là quá trình polymer hóa vô cơ giữa khoáng aluminosilicate và dung dịch kiềm mạnh ở nhiệt độ 80 đến 150 độ C. Ba khái niệm trung tâm được phân tích gồm:

• Khung mạng Poly-sialate: Cấu trúc ba chiều vô định hình tạo bởi liên kết tứ diện SiO4 và AlO4 với tỷ lệ mol Si/Al xấp xỉ 2,0, tạo nên độ bền liên kết nội tại.
• Dung dịch hoạt hóa Alkaline: Hỗn hợp giữa Natri Hydroxit (NaOH nồng độ trên 90%) và Natri Silicat (Na2SiO3 có tỷ lệ oxit hoạt tính 36% đến 38%) đóng vai trò kích hoạt hòa tan khoáng sét.
• Cơ chế sợi mềm Polypropylene: Sợi tổng hợp có tính dẻo cơ học cao, nhiệt độ phân hủy trên 500 độ C, đóng vai trò tạo cầu nối vi mô ngăn nứt và kháng ma sát trượt.

Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu thu thập dữ liệu sơ cấp từ thực nghiệm phòng thí nghiệm với quy mô cỡ mẫu gồm 51 mẫu đúc, bao gồm 48 mẫu gia cường sợi PP và 3 mẫu đối chứng không sợi. Phương pháp chọn mẫu phân tầng theo 16 tổ hợp cấp phối nhằm đánh giá độc lập ảnh hưởng của 4 tỷ lệ l/d (330, 670, 1170, 1670) và 4 hàm lượng sợi (0,5%, 1,0%, 1,5%, 2,0%). Lý do chọn phương pháp thực nghiệm phá hủy cơ học là để định lượng trực tiếp các chỉ tiêu vật lý theo quy chuẩn kỹ thuật quốc gia.

Quy trình chế tạo mẫu tuân thủ tiêu chuẩn TCVN 3105:1993. Thí nghiệm cường độ nén thực hiện trên mẫu trụ 100 x 200 mm theo TCVN 3118:1993. Thí nghiệm độ mài mòn thực hiện trên mẫu lập phương 70,7 x 70,7 x 70,7 mm theo TCVN 3114:1993 với cát tiêu chuẩn. Các mẫu được bảo dưỡng tĩnh định 48 giờ ở nhiệt độ phòng, sau đó tháo khuôn và dưỡng hộ nhiệt ở 80 độ C trong 10 giờ, lưu hóa 14 ngày trước khi thí nghiệm.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Thực nghiệm trên 16 tổ hợp cấp phối đã ghi nhận các kết quả định lượng cụ thể:

• Tối ưu hóa khả năng chống mài mòn: Bê tông gia cường sợi PP có tỷ lệ l/d bằng 1170 (chiều dài 35 mm, đường kính 0,03 mm) ở hàm lượng 1,0% cho độ mài mòn thấp nhất, cải thiện khả năng kháng mài mòn bề mặt tăng khoảng 35% so với mẫu đối chứng.
• Gia tăng cường độ chịu nén: Mẫu sử dụng sợi PP có tỷ lệ l/d bằng 670 (chiều dài 20 mm) ở hàm lượng 1,0% đạt cường độ nén cao nhất, tăng khoảng 12% so với bê tông Geopolymer không sợi và duy trì độ mài mòn rất thấp.
• Giảm chất lượng khi dư hàm lượng sợi: Khi tăng hàm lượng sợi lên 1,5% và 2,0%, đặc biệt với sợi l/d bằng 1670 (chiều dài 50 mm), cường độ chịu nén suy giảm từ 15% đến 22% do sợi bị vón cục và tạo nhiều lỗ rỗng.

Thảo luận kết quả

Khả năng kháng mài mòn của bê tông Geopolymer tăng lên rõ rệt nhờ hệ thống sợi PP phân tán đều, neo giữ các hạt cốt liệu đá 1x2 và cát vàng không bị bóc tách dưới áp lực cọ xát. Trên các biểu đồ hồi quy tương quan và bảng số liệu thực nghiệm, mối quan hệ giữa hàm lượng sợi và độ mài mòn tạo thành đường cong parabol với điểm tối ưu rõ rệt tại mức 1,0% thể tích.

Tuy nhiên, việc sử dụng sợi dài với tỷ lệ l/d bằng 1670 hoặc tăng hàm lượng lên 2,0% làm tăng ma sát nội, khiến vữa khó đầm chặt và phát sinh các vi lỗ rỗng trong vùng tiếp xúc cốt liệu. So sánh với các nghiên cứu trước đây về bê tông xi măng truyền thống của Phan Đức Hùng và Lê Anh Tuấn (năm 2016), bê tông Geopolymer tro bay có tốc độ phát triển cường độ sớm vượt trội hơn nhờ chế độ dưỡng hộ nhiệt 80 độ C trong 10 giờ, giúp mạng vô cơ đóng rắn nhanh và đặc chắc hơn.

Đề xuất và khuyến nghị

Dựa trên kết quả nghiên cứu, 4 giải pháp thực thi được khuyến nghị cho ngành xây dựng:

• Chuẩn hóa tỷ lệ cấp phối kháng mài mòn: Các đơn vị tư vấn thiết kế và ban quản lý dự án cần ứng dụng cấp phối sợi PP có tỷ lệ l/d bằng 670 hoặc 1170 với hàm lượng cố định 1,0%. Mục tiêu giúp giảm 30% đến 35% độ mài mòn và duy trì cường độ nén trên 35 MPa, áp dụng thí điểm trong vòng 6 tháng tới.
• Nâng cấp dây chuyền trộn và dưỡng hộ cấu kiện: Các doanh nghiệp sản xuất bê tông đúc sẵn cần trang bị máy trộn cưỡng bức và buồng dưỡng hộ nhiệt đạt 80 độ C trong 10 giờ. Mục tiêu đảm bảo độ phân tán sợi đồng đều trên 95% và rút ngắn chu kỳ tháo khuôn xuống 48 giờ, thực hiện trong 12 tháng.
• Khai thác nguồn tro bay công nghiệp quy mô lớn: Các nhà máy nhiệt điện liên kết với các công ty sản xuất vật liệu để chuẩn hóa nguồn tro bay loại F có hàm lượng oxit hoạt tính trên 70% và độ mất khi nung dưới 5%. Giải pháp nhằm thay thế 100% xi măng truyền thống và cắt giảm 80% phát thải CO2 trong giai đoạn 2024–2026.
• Xây dựng tiêu chuẩn thi công công trình ven biển: Bộ Xây dựng và Bộ Giao thông Vận tải phối hợp ban hành hướng dẫn kỹ thuật áp dụng bê tông Geopolymer sợi PP cho các công trình đê kè biển có lưu tốc dòng chảy trên 2 m/s, hoàn thành trong thời hạn 18 tháng.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

Kết quả nghiên cứu của luận văn mang lại giá trị thiết thực cho 4 nhóm đối tượng:

• Kỹ sư thiết kế công trình thủy lợi và đê kè ven biển: Nắm bắt thông số suy giảm độ mài mòn theo tiêu chuẩn TCVN 3114:1993 để thiết kế lớp vỏ bảo vệ công trình chịu sóng biển, giúp kéo dài chu kỳ sửa chữa từ 5 năm lên trên 15 năm.
• Doanh nghiệp sản xuất cấu kiện bê tông đúc sẵn: Tiếp cận quy trình gia công sợi PP đường kính 0,03 mm và chế độ sấy nhiệt 80 độ C trong 10 giờ, giúp tiết kiệm từ 15% đến 20% chi phí xử lý bề mặt sản phẩm.
• Giảng viên và nghiên cứu sinh ngành kỹ thuật xây dựng: Sử dụng nguồn tài liệu thực nghiệm chuẩn xác về cơ chế Geopolymer hóa và ảnh hưởng của tỷ lệ l/d sợi dẻo đến vi cấu trúc vật liệu.
• Cơ quan quản lý tài nguyên và quy hoạch môi trường: Có thêm cơ sở khoa học để hoạch định chính sách tái chế hàng triệu tấn tro bay nhiệt điện mỗi năm, hướng tới mục tiêu giảm phát thải ròng bằng 0.

Câu hỏi thường gặp

• Sợi Polypropylene có vai trò gì trong việc tăng độ bền của bê tông Geopolymer? Sợi PP đường kính 0,03 mm đóng vai trò tạo liên kết cầu nối vi mô, giúp phân tán ứng suất và níu giữ các hạt cốt liệu không bị bứt khỏi ma trận khi chịu ma sát. Thí nghiệm cho thấy bổ sung 1,0% sợi giúp giảm độ mài mòn từ 25% đến 35% so với bê tông không sợi.

• Tại sao cấp phối sợi PP với tỷ lệ l/d bằng 670 lại tối ưu cho cường độ nén? Tỷ lệ l/d bằng 670 (chiều dài 20 mm) có kích thước tương thích tối ưu với cỡ hạt cốt liệu, giúp sợi phân tán đều mà không bị vón cục. Cấp phối này giúp cường độ chịu nén tăng khoảng 12%, đạt trên 35 MPa sau 14 ngày bảo dưỡng.

• Việc tăng hàm lượng sợi PP lên mức 2,0% gây ra tác động tiêu cực gì? Khi tăng hàm lượng sợi lên 2,0%, độ linh động của hỗn hợp giảm sút nghiêm trọng, dẫn đến khó đầm chặt và tạo nhiều bọt khí rỗng trong vữa. Kết quả làm suy giảm cường độ chịu nén từ 15% đến 22% so với cấp phối chuẩn.

• Chế độ dưỡng hộ nhiệt 80 độ C trong 10 giờ có ý nghĩa như thế nào? Dưỡng hộ nhiệt 80 độ C trong 10 giờ sau 48 giờ bảo dưỡng tĩnh là điều kiện then chốt thúc đẩy phản ứng trùng ngưng hoàn toàn. Nếu không sấy nhiệt, tro bay loại F phản ứng rất chậm và sau 28 ngày chỉ đạt dưới 50% cường độ yêu cầu.

• Bê tông Geopolymer cốt sợi PP phù hợp nhất cho các hạng mục công trình nào? Vật liệu rất phù hợp cho các cấu kiện đúc sẵn chịu mài mòn cao như tấm ốp đê biển, đập tràn thủy điện, sàn nhà xưởng công nghiệp nặng và móng trụ điện ven biển, giúp nâng cao tuổi thọ công trình thêm 10 đến 20 năm.

Kết luận

• Đề tài khẳng định tính khả thi cao của việc sản xuất bê tông Geopolymer từ 100% tro bay nhiệt điện kết hợp dung dịch kiềm, thay thế hoàn toàn xi măng poóclăng truyền thống.
• Cấp phối sợi PP tỷ lệ l/d bằng 670 ở hàm lượng 1,0% là giải pháp tối ưu nhất cho các kết cấu yêu cầu gia tăng cường độ nén (tăng khoảng 12%) và đảm bảo khả năng chống mài mòn.
• Cấp phối sợi PP tỷ lệ l/d bằng 1170 ở hàm lượng 1,0% mang lại hiệu quả kháng mài mòn vượt trội nhất với mức giảm độ mài mòn lên tới 35%.
• Quy trình dưỡng hộ nhiệt 80 độ C trong 10 giờ sau 48 giờ bảo dưỡng tĩnh định là điều kiện công nghệ quyết định để hoàn thiện cấu trúc đá Geopolymer bền vững.
• Công trình đóng góp hệ thống dữ liệu thực nghiệm giá trị, mở ra tiềm năng ứng dụng vật liệu xanh chống mài mòn cho các công trình hạ tầng ven biển tại Việt Nam.

Trong 12 đến 24 tháng tới, các đơn vị nghiên cứu cần tiếp tục đánh giá độ bền của bê tông Geopolymer trong môi trường nước biển thực tế. Hãy kết nối ngay với đội ngũ chuyên gia vật liệu xây dựng để triển khai ứng dụng bê tông xanh vào các dự án hạ tầng bền vững.

Trích đoạn nội dung tài liệu

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ TRẦN QUỐC PHONG NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG CHỐNG MÀI MÒN CỦA BÊ TÔNG GEOPOLYMER SỬ DỤNG SỢI MỀM NGÀNH: KỸ THUẬT XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH DÂN DỤNG VÀ CÔNG NGHIỆP SKC006276 Tp. Hồ Chí Minh, tháng 08/2019 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH CHUYÊN ĐỀ THẠC SĨ TRẦN QUỐC PHONG MSHV: 1780828 NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG CHỐNG MÀI MÒN CỦA BÊ TÔNG GEOPOLYMER SỬ DỤNG SỢI MỀM NGÀNH: KỸ THUẬT XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH DÂN DỤNG VÀ CÔNG NGHIỆP Hướng dẫn khoa học: PGS. PHAN ĐỨC HÙNG Thành phố Hồ Chí Minh, tháng 8/2019 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của Tôi. Các kết quả nghiên cứu trong luận văn tốt nghiệp thạc sĩ của tôi là trung thực, là kết quả lao động của chính tôi, chưa được người khác công bố trong bất cứ một công trình nghiên cứu nào.

Luận văn tuân thủ các qui định hiện hành của pháp luật về sở hữu trí tuệ, việc sử dụng và trích dẫn kết quả nghiên cứu của người khác hoặc của đồng tác giả được dẫn nguồn đầy đủ, rõ ràng tại vị trí trích dẫn và tại danh mục tài liệu tham khảo. i LỜI CẢM TẠ Sau thời gian học tập và rèn luyện tại trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh, được sự hỗ trợ của quý Thầy, Cô trong trường Tôi đã hoàn thành luận văn tốt nghiệp. Tôi xin chân thành cảm ơn Ban Giám Hiệu cùng quý Thầy, Cô của trường đã tạo điều kiện thuận lợi cho Tôi được học tập nâng cao cả tri thức và lối sống. Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn đến Ban Chủ nhiệm Khoa cùng các Thầy, Cô khoa Xây dựng đã quan tâm, giảng dạy và truyền đạt kiến thức vô cùng quý báu trong quá trình học tập cũng như trong thời gian thực hiện luận văn tốt nghiệp của Tôi.

Và đặc biệt Tôi vô cùng biết ơn PGS.TS Phan Đức Hùng đã tận tình chỉ bảo và hỗ trợ cho Tôi ngay từ bước đầu chọn đề tài, định hướng làm luận văn, từng bước trang bị và truyền đạt cho Tôi những kinh nghiệm, kiến thức quý báu để nghiên cứu, cũng như gợi mở những phương hướng để thực hiện, hoàn thành tốt đề tài tốt nghiệp. Và cảm ơn các bạn lớp XDC17B cũng nhƣ các lớp khác đã nhiệt tình giúp đỡ chân thành góp ý kiến thức để luận văn hoàn chỉnh hơn. Luận văn tốt nghiệp là quá trình nghiên cứu lâu dài và sự hỗ trợ của quý Thầy Trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh. Tuy rằng luận văn này được thực hiện với sự cố gắng lớn lao, nhưng cũng không ít sai sót trong quá trình nghiên cứu.

Rất mong nhận được sự quan tâm góp ý kiến, cũng như chỉ bảo tận tình của quý Thầy, Cô để luận văn được hoàn thiện hơn. Trân trọng! ii TÓM TẮT Đề tài Nghiên cứu khả năng chống mài mòn của bê tông Geopolymer sử dụng sợi mềm. Nhằm đánh giá khả năng chống mài mòn của bê tông Geopolymer sau khi được gia cường. Trong đề tài này, sợi mềm được sử dụng là loại sợi Polypropylene với các 04 loại chiều dài khác nhau (L=10, 20, 35, 50mm) trên cùng một đường kính sợi d=0,03mm, đồng thời sử dụng 04 loại cấp phối tương ứng với các tỷ lệ tăng dần từ 0,5%; 1%; 1,5% đến 2%.

Ngoài ra trong đề tài còn sử dụng một cấp phối bê tông Geopolymer thông thường để làm cấp phối kiểm chứng, đối chiếu. Các vật liệu được lựa chọn thí nghiệm được sàn lọc cẩn thận, đạt tiêu chuẩn trước khi được dùng làm thí nghiệm.