Nghiên cứu ảnh hưởng của phụ gia hóa học và khoáng đến độ bền và tính thi công của bê tông xi măng cho áo đường cứng

• Tác giả: Phạm Trọng Trí
• Người hướng dẫn: TS. Lê Anh Tuấn
• Trường học: Đại học Bách Khoa - Đại học Quốc gia TP. Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Xây dựng đường ô tô và đường thành phố
• Đề tài: Nghiên cứu ảnh hưởng của phụ gia hóa học và khoáng đến độ bền và tính thi công của bê tông xi măng
• Loại tài liệu: luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2014
• Địa điểm: TP. Hồ Chí Minh

• LỜI CAM ĐOAN
• 1. CHUONG 1: TONG QUAN
• 1.1. Sự cần thiết của dé tài nghiên cứu
• 1.2. Tóm tắt nghiên cứu tổng quan
• 1.3. Tổng quan về đường bê tông xi măng
• 1.3.1. Tình hình ứng dụng đường bê tông xi măng ở các trên thế giới
• 1.3.2. Sự phát triển mặt đường bê tông xi măng ở Việt Nam
• 1.4. Đánh giá ưu nhược điểm mặt đường bê tông xi măng
• 1.5. Nhược điểm
• 1.6. Giải pháp dé xuất hạn chế khắc phục những nhược điểm đường bê tông xi măng
• 1.7. Phụ gia bê tông xi măng
• 1.7.1. Lich sử nghiên cứu va sử dung phụ gia bê tông trên thé giới
• 1.7.2. Dinh nghia, phan loai
• 1.8. Các loại phụ gia hóa học tăng cường độ tudi sớm va tinh dé thi công
• 1.8.1. Phụ gia giảm nước
• 1.8.1.1. Chất tăng dẻo giảm nước (phụ gia hoạt tính bề mặt)
• 1.8.1.2. Các chất hóa dẻo giảm nước
• 1.8.2. Phu gia siéu déo
• 1.8.3. Phu gia đông cứng nhanh
• 1.9. Các loại phụ gia khoáng
• 1.10. Dac tinh cua bé tong xi mang
• 1.10.1. Tính dé thi công
• 1.10.2. Sức chống mài mòn
• 1.10.3. Tính kinh tế
• 1.11. Mục đích nghiên cứu và phạm vi nghiên cứu
• 2. CHUONG 2: CƠ SỞ KHOA HỌC
• 2.1. Cơ sở hóa học của xi măng
• 2.2. Cơ sở hóa học của phụ gia
• 2.3. Cơ chế đóng ran bê tông trong điều kiện khí hậu nóng 4m Việt Nam
• 2.3.1. Giai đoạn hoa tan xi măng
• 2.3.2. Giai đoạn hình thành cấu trúc đông tụ
• 2.3.3. Giai đoạn hình thành cau trúc ban đầu
• 2.3.4. Giai đoạn hình thành cau trúc đóng ran
• 2.3.5. Giai đoạn phát triển cường độ
• 2.4. Cơ sở thiết kế, thi công mặt đường bê tông xi măng
• 2.4.1. Câu tạo mặt đường bê tông xi măng
• 2.4.2. Kết cấu của mặt đường bê tông xi măng
• 2.4.3. Tắm bê tông xi măng
• 2.4.4. Lớp phân cách
• 2.4.5. Lớp móng trên
• 2.4.6. Lớp móng dưới
• 2.4.7. Các khe nối
• 3. CHƯƠNG 3: NGUYEN VAT LIEU VÀ PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIEM
• 3.1. Nguyên vật liệu
• 3.1.1. Xi măng
• 3.2. Cấp phối bê tông xi măng mặt đường
• 3.3. Phương pháp thí nghiệm và tạo mẫu
• 3.3.1. Phương pháp tạo mẫu
• 3.3.2. Phương pháp thí nghiệm
• 4. CHƯƠNG 4: THỰC NGHIEM VÀ ĐÁNH GIA KET QUÁ THỰC NGHIỆM
• 4.1. Ảnh hưởng của các loại phụ gia đến thời gian bắt đầu ninh kết
• 4.1.1. Ảnh hưởng của các loại phụ gia hóa học đến thời gian bắt đầu ninh kết
• 4.1.2. Ảnh hưởng của các loại phụ gia khoáng đến thời gian bắt đầu ninh kết
• 4.1.3. Đánh giá ảnh hưởng của phụ gia hóa học và phụ gia khoáng đến tính chất của bê tông xi măng
• 4.1.4. Ảnh hưởng của kết hợp các loại phụ gia hóa hoc và phụ gia khoáng đến thời gian bắt đầu ninh kết
• 4.2. Ảnh hưởng của các loại phụ gia đến thời gian kết thúc ninh kết
• 4.2.1. Ảnh hưởng của các loại phụ gia hóa học đến thời gian kết thúc ninh kết
• 4.2.2. Ảnh hưởng của các loại phụ gia khoáng đến thời gian kết thúc ninh kết
• 4.2.3. Đánh giá ảnh hưởng của phụ gia hóa học và phụ gia khoáng đến thời gian kết thúc ninh kết của bê tông xỉ măng
• 4.2.4. Ảnh hưởng của kết hợp các loại phụ gia hóa hoc và phụ gia khoáng đến thời gian kết thúc ninh kết
• 4.3. Ảnh hưởng của các loại phụ gia đến thời gian ninh kết
• 4.3.1. Ảnh hưởng của các loại phụ gia hóa học đến thời gian ninh kết
• 4.3.2. Ảnh hưởng của các loại phụ gia khoáng đến thời gian ninh kết
• 4.3.3. Đánh giá ảnh hưởng của phụ gia hóa học và phụ gia khoáng đến thời gian ninh kết của bê tông xi măng
• 4.3.4. Ảnh hưởng của kết hợp các loại phụ gia hóa học và phụ gia khoáng đến thời gian ninh kết
• 4.4. Ảnh hưởng của các loại phụ gia đến cường độ chịu nén
• 4.4.1. Ảnh hưởng của các loại phụ gia hóa học đến cường độ chịu nén
• 4.4.2. Anh hưởng cua các loại phụ gia hóa hoc đến cường độ chịu nén thời gian | ngày
• 4.4.3. Ảnh hưởng của các loại phụ gia hóa học đến cường độ chịu nén thời gian 3 ngày
• 4.4.4. Ảnh hưởng của hàm lượng các loại phụ gia hóa học đến cường độ chịu nén thời gian 7 ngày
• 4.4.5. Ảnh hưởng của hàm lượng các loại phụ gia hóa học đến cường độ chịu nén thời gian 28 ngày
• 4.4.6. Ảnh hưởng của các loại phụ gia khoáng đến cường độ chịu nén
• 4.4.7. Ảnh hưởng của các loại phụ gia khoáng đến cường độ chịu nén thời gian Ï ngày
• 4.4.8. Ảnh hưởng của các loại phụ gia khoáng đến cường độ chịu nén thời gian 3 ngày
• 4.4.9. Ảnh hưởng của các loại phụ gia khoáng đến cường độ chịu nén thời gian 7 ngày
• 4.4.10. Ảnh hưởng của các loại phụ gia khoáng đến cường độ chịu nén thời gian 28 ngày
• 4.4.11. Ảnh hưởng của kết hợp các loại phụ gia hóa học và khoáng đến cường độ chịu nén
• 4.4.12. Ảnh hưởng của kết hợp các loại phụ gia hóa học và khoáng đến cường độ chịu nén thời gian | ngày
• 4.4.13. Ảnh hưởng của kết hợp các loại phụ gia hóa học và khoáng đến cường độ chịu nén thời gian 3 ngày
• 4.4.14. Ảnh hưởng của kết hợp các loại phụ gia hóa học và khoáng đến cường độ chịu nén thời gian 7 ngày
• 4.4.15. Ảnh hưởng của kết hợp các loại phụ gia hóa học và khoáng đến cường độ chịu nén thời gian 28 ngày
• 4.5. Ảnh hưởng của các loại phụ gia đến cường độ chịu uốn
• 4.5.1. Ảnh hưởng của các loại phụ gia hóa học đến cường độ chịu uốn
• 4.5.2. Ảnh hưởng của các loại phụ gia khoáng đến cường độ chịu uốn
• 4.5.3. Anh hưởng của kết hợp các loại phụ gia hóa học và phụ gia khoáng đến cường độ chịu uốn
• 4.6. Đánh giá ảnh hưởng của phụ gia hóa học và phụ gia khoáng từ kết quả thực nghiệm
• 4.6.1. Ảnh hưởng về thời gian bắt đầu ninh kết
• 4.6.2. Ảnh hưởng về thời gian kết thúc ninh kết
• 4.6.3. Ảnh hưởng thời gian ninh kết của bê tông
• 4.7. Ảnh hưởng cường độ chịu nén của bê tông từ kết quả thực nghiệm
• 4.7.1. Cường độ chịu nén của bê tông | ngày tuổi
• 4.7.2. Cường độ chịu nén của bê tông 3 ngày tuổi
• 4.7.3. Cường độ chịu nén của bê tông 7 ngày tuổi
• 4.7.4. Cường độ chịu nén của bê tông 28 ngày tuổi
• 4.8. Ảnh hưởng về cường độ chịu uốn của bê tông 28 ngày tuổi từ kết quả thực nghiệm
• 5. CHUONG 5: KET LUAN VA HUONG PHAT TRIEN CUA DE TAI
• 5.1. Hướng phát triển của dé tài
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Tổng quan về nghiên cứu

Nghiên cứu tập trung vào ảnh hưởng của phụ gia hóa học và phụ gia khoáng đến độ bền bê tông và tính thi công bê tông xi măng dùng cho áo đường cứng. Phụ gia hóa học như Lignosulphonate, Polymer sulphonate Melamine, và Sodium Naphthalene Lignosulphonate được sử dụng với hàm lượng 0,5-1,5%. Phụ gia khoáng như Silicafume và Tro bay được thử nghiệm với hàm lượng 5-15% và 10-30%. Kết quả cho thấy sự kết hợp các loại phụ gia này giúp cải thiện thời gian ninh kết, giảm nước, và tăng cường độ chịu nén và chịu uốn của bê tông.

1.1. Mục đích nghiên cứu

Mục đích chính của nghiên cứu là tối ưu hóa độ bền bê tông và tính thi công bê tông xi măng thông qua việc sử dụng phụ gia hóa học và phụ gia khoáng. Nghiên cứu nhằm xác định hàm lượng phụ gia tối ưu để cải thiện thời gian ninh kết, giảm nước, và tăng cường độ chịu nén và chịu uốn của bê tông dùng cho áo đường cứng.

1.2. Phạm vi nghiên cứu

Nghiên cứu tập trung vào việc thử nghiệm các loại phụ gia hóa học và phụ gia khoáng trong bê tông xi măng. Các thí nghiệm được thực hiện để đánh giá ảnh hưởng của các loại phụ gia này đến thời gian ninh kết, cường độ chịu nén, và cường độ chịu uốn của bê tông. Kết quả nghiên cứu sẽ được áp dụng trong thiết kế và thi công áo đường cứng.

II. Cơ sở khoa học và phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu dựa trên cơ sở hóa học của xi măng và cơ chế tác dụng của phụ gia. Các phương pháp thí nghiệm bao gồm tạo mẫu bê tông, đo thời gian ninh kết, và đánh giá cường độ chịu nén và chịu uốn. Phụ gia hóa học và phụ gia khoáng được sử dụng để cải thiện tính chất của bê tông, bao gồm thời gian ninh kết và cường độ chịu lực.

2.1. Cơ sở hóa học của xi măng

Xi măng là vật liệu chính trong bê tông, và quá trình rắn chắc của xi măng được nghiên cứu kỹ lưỡng. Phụ gia hóa học và phụ gia khoáng tác động đến quá trình này bằng cách thay đổi thời gian ninh kết và cường độ chịu lực của bê tông.

2.2. Phương pháp thí nghiệm

Các phương pháp thí nghiệm bao gồm tạo mẫu bê tông, đo thời gian ninh kết, và đánh giá cường độ chịu nén và chịu uốn. Phụ gia hóa học và phụ gia khoáng được sử dụng với các hàm lượng khác nhau để xác định ảnh hưởng của chúng đến tính chất của bê tông.

III. Kết quả và đánh giá

Kết quả nghiên cứu cho thấy sự kết hợp phụ gia hóa học và phụ gia khoáng giúp cải thiện đáng kể thời gian ninh kết và cường độ chịu lực của bê tông. Cụ thể, sử dụng phụ gia hóa học siêu dẻo và phụ gia khoáng Silicafume với hàm lượng 10% giúp giảm thời gian ninh kết từ 45-65 phút và tăng cường độ chịu nén lên 115-120% so với mẫu không sử dụng phụ gia.

3.1. Ảnh hưởng của phụ gia đến thời gian ninh kết

Kết quả cho thấy phụ gia hóa học và phụ gia khoáng giúp giảm thời gian ninh kết của bê tông. Sử dụng phụ gia hóa học siêu dẻo và phụ gia khoáng Silicafume với hàm lượng 10% giúp giảm thời gian ninh kết từ 45-65 phút so với mẫu không sử dụng phụ gia.

3.2. Ảnh hưởng của phụ gia đến cường độ chịu lực

Sử dụng phụ gia hóa học và phụ gia khoáng giúp tăng cường độ chịu nén và chịu uốn của bê tông. Cường độ chịu nén 28 ngày tuổi đạt 350-370 kG/cm², tăng 115-120% so với mẫu không sử dụng phụ gia. Cường độ chịu uốn 28 ngày tuổi đạt 42-44 kG/cm², tăng 105-110% so với mẫu không sử dụng phụ gia.

IV. Kết luận và hướng phát triển

Nghiên cứu đã chứng minh rằng việc sử dụng phụ gia hóa học và phụ gia khoáng giúp cải thiện đáng kể độ bền bê tông và tính thi công bê tông xi măng. Kết quả nghiên cứu có thể được áp dụng trong thiết kế và thi công áo đường cứng, giúp giảm thời gian và chi phí thi công. Hướng phát triển tiếp theo là nghiên cứu sâu hơn về ảnh hưởng của các loại phụ gia khác đến tính chất của bê tông.

4.1. Kết luận

Nghiên cứu đã chứng minh rằng phụ gia hóa học và phụ gia khoáng có ảnh hưởng tích cực đến độ bền bê tông và tính thi công bê tông xi măng. Sử dụng các loại phụ gia này giúp giảm thời gian ninh kết và tăng cường độ chịu lực của bê tông.

4.2. Hướng phát triển

Hướng phát triển tiếp theo của nghiên cứu là tìm hiểu sâu hơn về ảnh hưởng của các loại phụ gia khác đến tính chất của bê tông. Ngoài ra, nghiên cứu cũng có thể mở rộng sang các ứng dụng khác của bê tông trong xây dựng.