Nghiên cứu nâng cao cường độ chịu kéo và khả năng chống mài mòn của bê tông cát mịn

• Tác giả: Ngọ Văn Toản
• Người hướng dẫn: TS. Hoàng Minh Đức
• Trường học: Viện Khoa học Công nghệ Xây dựng
• Chuyên ngành: Kỹ thuật vật liệu
• Đề tài: Nghiên Cứu Nâng Cao Cường Độ Chịu Kéo Khi Uốn Và Khả Năng Chống Mài Mòn Của Bê Tông Cát Mịn Đối Với Mặt Đường Bê Tông Xi Măng
• Loại tài liệu: luận án tiến sĩ
• Năm xuất bản: 2019
• Địa điểm: Hà Nội

• LỜI CẢM ƠN
• LỜI CAM ĐOAN
• MỞ ĐẦU
• 0.1. Tính cấp thiết của đề tài
• 0.2. Mục tiêu nghiên cứu
• 0.3. Đối tƣợng và nội dung nghiên cứu
• 0.3.1. Đối tƣợng nghiên cứu
• 0.3.2. Nội dung nghiên cứu
• 0.4. Ý nghĩa khoa học
• 0.5. Ý nghĩa thực tiễn
• 0.6. Những đóng góp khoa học mới của luận án
• 0.7. Các bài báo liên quan đã công bố
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU VÀ SỬ DỤNG CỦA BÊ TÔNG CÁT MỊN
• 1.1. Tổng quan về tình hình nghiên cứu và sử dụng của bê tông cát mịn
• 1.2. Phân loại và yêu cầu kỹ thuật đối với cát làm cốt liệu cho bê tông
• 1.3. Tình hình nghiên cứu và sử dụng bê tông cát mịn trên thế giới
• 1.4. Tình hình nghiên cứu và sử dụng bê tông cát mịn ở Việt Nam
• 1.5. Đặc điểm, tính chất của bê tông xi măng làm đường
• 1.6. Đặc điểm, tính chất và yêu cầu kỹ thuật đối với mặt đường bê tông xi măng
• 1.7. Yêu cầu kỹ thuật đối với mặt đường bê tông xi măng
• 1.8. Cơ sở khoa học của luận án
• 1.9. Mục tiêu nghiên cứu
• 1.10. Đối tƣợng và nội dung nghiên cứu
• 1.10.1. Đối tƣợng nghiên cứu
• 1.10.2. Nội dung nghiên cứu
• 2. CHƯƠNG 2: VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 2.1. Vật liệu sử dụng trong nghiên cứu
• 2.2. Cốt liệu nhỏ
• 2.3. Cốt liệu lớn
• 2.4. Phương pháp nghiên cứu
• 2.5. Các phương pháp thí nghiệm tiêu chuẩn
• 2.6. Các phương pháp thí nghiệm phi tiêu chuẩn
• 3. CHƯƠNG 3: NÂNG CAO CƯỜNG ĐỘ CHỊU KÉO KHI UỐN VÀ KHẢ NĂNG CHỐNG MÀI MÒN CỦA BÊ TÔNG CÁT MỊN ĐỐI VỚI MẶT ĐƯỜNG BÊ TÔNG XI MĂNG
• 3.1. Tính chất của hỗn hợp bê tông
• 3.2. Lựa chọn thành phần bê tông nghiên cứu
• 3.3. Quan hệ giữa lượng dùng nước và tính công tác của hỗn hợp bê tông
• 3.4. Khả năng duy trì tính công tác của hỗn hợp bê tông
• 3.5. Phân tầng của hỗn hợp bê tông
• 3.6. Tính chất của bê tông
• 3.7. Quan hệ cường độ chịu nén của bê tông với cường độ chịu nén của xi măng và tỷ lệ xi măng trên nước
• 3.8. Quan hệ cường độ chịu kéo khi uốn của bê tông với cường độ chịu kéo khi uốn của xi măng và tỷ lệ xi măng trên nước
• 3.9. Tương quan cường độ chịu nén và cường độ chịu kéo khi uốn của bê tông sử dụng cát mịn và bê tông sử dụng cát mịn phối hợp mạt đá vôi
• 3.10. Độ mài mòn của bê tông
• 3.11. KẾT LUẬN CHƯƠNG 3
• 4. CHƯƠNG 4: NGHIÊN CỨU MỘT SỐ TÍNH CHẤT CỦA BÊ TÔNG CÁT MỊN ĐỐI VỚI MẶT ĐƯỜNG BÊ TÔNG XI MĂNG
• 4.1. Một số tính chất của bê tông
• 4.2. Mất nước và co mềm của bê tông
• 4.3. Co ngót của bê tông
• 4.4. Sự phát triển cường độ của bê tông theo thời gian
• 4.5. Độ chống thấm nước của bê tông
• 4.6. Mô đun đàn hồi của bê tông
• 4.7. Một số biện pháp công nghệ nâng cao khả năng chống nứt cho bê tông cát mịn đối với mặt đường bê tông xi măng trong giai đoạn đầu đóng rắn
• 4.8. KẾT LUẬN CHƯƠNG 4
• 5. CHƯƠNG 5: ỨNG DỤNG THỰC TẾ VÀ ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ KINH TẾ
• 5.1. Một số ứng dụng kết quả nghiên cứu
• 5.2. Đánh giá hiệu quả kinh tế
• 5.3. KẾT LUẬN CHƯƠNG 5
• KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO
• PHỤ LỤC

I. Giới thiệu về bê tông cát mịn

Bê tông cát mịn là một loại vật liệu xây dựng quan trọng, đặc biệt trong lĩnh vực xây dựng mặt đường bê tông xi măng. Cường độ bê tông và khả năng chống mài mòn của nó là những yếu tố quyết định đến độ bền và tuổi thọ của công trình. Việc nghiên cứu và cải thiện các tính chất này không chỉ giúp nâng cao chất lượng công trình mà còn giảm thiểu chi phí bảo trì trong tương lai. Theo nghiên cứu, việc sử dụng cát mịn thay thế cho cát thô trong bê tông có thể mang lại nhiều lợi ích về mặt kinh tế và kỹ thuật. Đặc biệt, trong bối cảnh nguồn cát thô ngày càng khan hiếm, việc khai thác và sử dụng cát mịn là một giải pháp khả thi và bền vững.

1.1. Tính chất của bê tông cát mịn

Bê tông cát mịn có những tính chất cơ lý đặc trưng, bao gồm cường độ chịu kéo và khả năng chống mài mòn. Các nghiên cứu cho thấy rằng, khi sử dụng cát mịn, cường độ chịu kéo khi uốn của bê tông có thể được cải thiện đáng kể. Điều này có thể được giải thích bởi cấu trúc hạt mịn của cát, giúp tăng cường sự liên kết giữa các hạt trong hỗn hợp bê tông. Hơn nữa, khả năng chống mài mòn của bê tông cát mịn cũng được nâng cao, giúp tăng cường độ bền cho mặt đường bê tông xi măng. Việc nghiên cứu và tối ưu hóa các thành phần của bê tông cát mịn là rất cần thiết để đạt được những tính chất tốt nhất cho ứng dụng thực tế.

II. Nâng cao cường độ chịu kéo và khả năng chống mài mòn

Nâng cao cường độ chịu kéo và khả năng chống mài mòn của bê tông cát mịn là một trong những mục tiêu chính của nghiên cứu này. Các phương pháp cải thiện bao gồm việc điều chỉnh tỷ lệ nước và xi măng, cũng như việc sử dụng các phụ gia hóa học. Nghiên cứu cho thấy rằng, việc tối ưu hóa tỷ lệ nước trên xi măng có thể giúp cải thiện đáng kể cường độ chịu nén và cường độ chịu kéo khi uốn của bê tông. Hơn nữa, việc sử dụng các loại phụ gia siêu dẻo cũng góp phần nâng cao tính công tác của hỗn hợp bê tông, từ đó cải thiện khả năng thi công và chất lượng công trình. Các thí nghiệm thực tế đã chỉ ra rằng, bê tông cát mịn có thể đạt được các chỉ tiêu kỹ thuật tương đương hoặc thậm chí vượt trội so với bê tông truyền thống.

2.1. Phương pháp nghiên cứu

Phương pháp nghiên cứu bao gồm việc thực hiện các thí nghiệm tiêu chuẩn để đánh giá các tính chất cơ lý của bê tông cát mịn. Các thí nghiệm này bao gồm xác định cường độ chịu nén, cường độ chịu kéo khi uốn, và độ mài mòn của bê tông. Kết quả từ các thí nghiệm này sẽ được phân tích để đưa ra các khuyến nghị về tỷ lệ phối trộn và các loại phụ gia phù hợp. Việc áp dụng các phương pháp thí nghiệm hiện đại sẽ giúp đảm bảo tính chính xác và độ tin cậy của kết quả nghiên cứu, từ đó có thể đưa ra các giải pháp tối ưu cho việc sử dụng bê tông cát mịn trong thực tế.

III. Ứng dụng thực tế và đánh giá hiệu quả kinh tế

Kết quả nghiên cứu cho thấy bê tông cát mịn không chỉ đáp ứng được các yêu cầu kỹ thuật mà còn mang lại hiệu quả kinh tế cao. Việc sử dụng cát mịn thay thế cho cát thô giúp giảm chi phí vật liệu, đồng thời tận dụng được nguồn tài nguyên sẵn có tại địa phương. Các công trình ứng dụng bê tông cát mịn đã cho thấy khả năng chịu tải tốt và độ bền cao, góp phần nâng cao chất lượng hạ tầng giao thông. Đánh giá hiệu quả kinh tế cho thấy, việc áp dụng bê tông cát mịn có thể giảm chi phí xây dựng từ 10-15% so với bê tông truyền thống. Điều này không chỉ có lợi cho các nhà thầu mà còn cho các cơ quan quản lý nhà nước trong việc đầu tư xây dựng cơ sở hạ tầng.

3.1. Đánh giá hiệu quả kinh tế

Đánh giá hiệu quả kinh tế của việc sử dụng bê tông cát mịn cho thấy nhiều lợi ích rõ rệt. Các công trình sử dụng bê tông cát mịn không chỉ tiết kiệm chi phí mà còn giảm thiểu thời gian thi công. Hơn nữa, với khả năng chống mài mòn tốt, bê tông cát mịn giúp giảm chi phí bảo trì trong tương lai. Việc áp dụng bê tông cát mịn trong các công trình giao thông, xây dựng sẽ góp phần nâng cao hiệu quả đầu tư và phát triển bền vững cho ngành xây dựng. Các số liệu thống kê cho thấy, tỷ lệ hư hỏng của mặt đường bê tông cát mịn thấp hơn so với bê tông truyền thống, từ đó khẳng định giá trị thực tiễn của nghiên cứu này.