Luận án tiến sĩ: Nghiên cứu chế tạo bê tông nhẹ cường độ cao sử dụng hạt vi cầu rỗng từ tro bay

Luận án tiến sĩ nghiên cứu nghiên cứu chế tạo bê tông nhẹ cường độ cao sử dụng hạt vi cầu rỗng từ tro bay cenospheres, phân tích chuyên sâu, xây dựng mô hình lý thuyết, đề xuất

• Tác giả: Lê Việt Hùng
• Người hướng dẫn: PGS.TS Nguyễn Văn Tuấn
• Trường học: Trường Đại học Xây dựng Hà Nội
• Chuyên ngành: Kỹ thuật vật liệu
• Đề tài: Nghiên Cứu Chế Tạo Bê Tông Nhẹ Cường Độ Cao Sử Dụng Hạt Vi Cầu Rỗng Từ Tro Bay
• Loại tài liệu: luận án tiến sĩ
• Năm xuất bản: 2023
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ BÊ TÔNG NHẸ VÀ BÊ TÔNG NHẸ SỬ DỤNG CENOSPHERE
• 1.1. TỔNG QUAN VỀ BÊ TÔNG NHẸ KẾT CẤU
• 1.1.1. Khái niệm và phân loại về bê tông nhẹ
• 1.1.2. Tình hình nghiên cứu và ứng dụng bê tông nhẹ kết cấu
• 1.1.3. Bê tông nhẹ cường độ cao và các ứng dụng của nó
• 1.1.4. Tình hình nghiên cứu và ứng dụng bê tông nhẹ tại Việt Nam
• 1.2. BÊ TÔNG NHẸ SỬ DỤNG CENOSPHERE
• 1.2.1. Giới thiệu về bê tông nhẹ sử dụng cenosphere
• 1.2.2. Hạt vi cầu rỗng từ tro bay (Cenosphere)
• 1.2.3. Một số tính chất của bê tông nhẹ cenosphere
• 1.2.4. Nhận xét chung
• 2. CHƯƠNG 2: CƠ SỞ KHOA HỌC VỀ LỰA CHỌN VẬT LIỆU, XÂY DỰNG MÔ HÌNH CƯỜNG ĐỘ CHỊU NÉN VÀ THIẾT KẾ CẤP PHỐI CHO FAC-HSLWC
• 2.1. CƠ SỞ KHOA HỌC LỰA CHỌN VẬT LIỆU CHO FAC-HSLWC
• 2.1.1. Cơ sở khoa học lựa chọn cốt liệu cho FAC-HSLWC
• 2.1.2. Cơ sở khoa học sử dụng PGK cho FAC-HSLWC
• 2.1.3. Cơ sở khoa học dùng cốt sợi phân tán polypropylene
• 2.2. CƠ SỞ KHOA HỌC XÂY DỰNG MÔ HÌNH DỰ ĐOÁN CƯỜNG ĐỘ CHỊU NÉN CHO FAC-HSLWC
• 2.2.1. Một số mô hình dự đoán cường độ bê tông
• 2.2.2. Một số mô hình dự đoán cường độ với bê tông cốt liệu nhẹ
• 2.2.3. Hướng đề xuất xây dựng mô hình dự đoán cường độ chịu nén cho hệ FAC-HSLWC đề xuất
• 2.3. CƠ SỞ KHOA HỌC XÂY DỰNG PHƯƠNG PHÁP THIẾT KẾ THÀNH PHẦN CẤP PHỐI CHO FAC-HSLWC
• 2.3.1. Các phương pháp thiết kế cấp phối bê tông và bê tông nhẹ
• 2.3.2. Hướng đề xuất xây dựng phương pháp thiết kế cấp phối cho FAC-HSLWC đề xuất
• 3. CHƯƠNG 3: VẬT LIỆU SỬ DỤNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 3.1. VẬT LIỆU SỬ DỤNG TRONG NGHIÊN CỨU
• 3.1.1. Xỉ hạt lò cao nghiền mịn
• 3.1.2. Phụ gia siêu dẻo
• 3.2. PHƯƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM
• 3.2.1. Các phương pháp thí nghiệm theo tiêu chuẩn
• 3.2.2. Các phương pháp thí nghiệm phi tiêu chuẩn
• 4. CHƯƠNG 4: NGHIÊN CỨU LỰA CHỌN THÀNH PHẦN CẤP PHỐI CHO FAC-HSLWC
• 4.1. NGHIÊN CỨU LỰA CHỌN THÀNH PHẦN CKD PHÙ HỢP CHO FAC-HSLWC
• 4.1.1. Lựa chọn thành phần CKD theo độ lèn chặt tối ưu
• 4.1.2. Lựa chọn thành phần CKD theo phương pháp tối ưu tính công tác và cường độ chịu nén
• 4.2. THIẾT KẾ THÀNH PHẦN CẤP PHỐI CHO FAC-HSLWC
• 4.2.1. Lựa chọn kích thước hạt cốt liệu cát cho FAC-HSLWC
• 4.2.2. Lựa chọn tỷ lệ cốt liệu/CKD cho FAC-HSLWC
• 4.2.3. Nghiên cứu lựa chọn tỷ lệ CKD và cốt liệu theo phương pháp đúc mẫu
• 4.2.4. Thí nghiệm kiểm chứng thành phần cấp phối cơ sở của FAC-HSLWC
• 5. CHƯƠNG 5: XÂY DỰNG MÔ HÌNH DỰ ĐOÁN CƯỜNG ĐỘ VÀ PHƯƠNG PHÁP THIẾT KẾ CẤP PHỐI CHO FAC-HSLWC
• 5.1. CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN CƯỜNG ĐỘ CHỊU NÉN CỦA FAC-HSLWC
• 5.1.1. Ảnh hưởng của cường độ đá CKD
• 5.1.2. Ảnh hưởng của hàm lượng hồ CKD
• 5.1.3. Ảnh hưởng của tỷ lệ FAC/CL
• 5.1.4. Ảnh hưởng của Dmax cốt liệu
• 5.1.5. Nghiên cứu ảnh hưởng của hàm lượng cốt sợi PP
• 5.1.6. Nghiên cứu tốc độ phát triển cường độ chịu nén theo thời gian
• 5.1.7. Kiểm tra sự phù hợp của mô hình đề xuất
• 5.2. XÂY DỰNG PHƯƠNG PHÁP THIẾT KẾ CẤP PHỐI CHO FAC-HSLWC
• 5.2.1. Nguyên tắc chung
• 5.2.2. Các bước thiết kế cấp phối FAC-HSLWC
• DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH CÔNG BỐ CỦA TÁC GIẢ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO
• PHỤ LỤC 1 - KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM CHẤT KẾT DÍNH CHO CHẾ TẠO FAC-HSLWC
• PHỤ LỤC 2 - KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM HỖN HỢP BÊ TÔNG VÀ BÊ TÔNG FAC-HSLWC
• PHỤ LỤC 3 - KẾT QUẢ PHÂN TÍCH PHƯƠNG SAI CÁC MÔ HÌNH CHO CÁC TÍNH CHẤT CỦA CHẤT KẾT DÍNH VÀ FAC-HSLWC
• PHỤ LỤC 4 - HỆ SỐ QUY ĐỔI CƯỜNG ĐỘ CHỊU NÉN CỦA FAC-HSLWC VỚI MẪU THÍ NGHIỆM CÓ KÍCH THƯỚC KHÁC MẪU LẬP PHƯƠNG TIÊU CHUẨN 15x15x15 CM
• PHỤ LỤC 5 - KHẢ NĂNG CHỊU TẢI CỦA TẤM SÀN BTCT SỬ DỤNG FAC-HSLWC

Tóm tắt

I. Giới thiệu chung về bê tông nhẹ cường độ cao

Bê tông nhẹ cường độ cao, hay còn gọi là bê tông nhẹ, đã trở thành một trong những vật liệu xây dựng quan trọng trong ngành xây dựng hiện đại. Việc nghiên cứu và phát triển loại bê tông này không chỉ giúp giảm trọng lượng công trình mà còn nâng cao tính năng chịu lực. Sử dụng hạt vi cầu từ tro bay (cenosphere) trong chế tạo bê tông nhẹ cường độ cao mang lại nhiều lợi ích vượt trội. Hạt vi cầu này có cấu trúc rỗng, giúp giảm khối lượng và cải thiện khả năng cách nhiệt. Nghiên cứu cho thấy, bê tông nhẹ cường độ cao có thể đạt được cường độ nén vượt trội so với bê tông truyền thống, nhờ vào sự kết hợp tối ưu giữa các thành phần. Theo một số tài liệu, bê tông nhẹ cường độ cao có thể đạt cường độ nén lên đến 50 MPa, điều này mở ra nhiều ứng dụng mới trong xây dựng, đặc biệt là trong các công trình yêu cầu tính nhẹ và bền.

1.1. Tình hình nghiên cứu và ứng dụng

Tình hình nghiên cứu về bê tông nhẹ cường độ cao tại Việt Nam và thế giới đang ngày càng phát triển. Nhiều nghiên cứu đã chỉ ra rằng việc sử dụng tro bay làm vật liệu thay thế cho cốt liệu trong bê tông không chỉ giúp tiết kiệm chi phí mà còn nâng cao tính bền vững của công trình. Các ứng dụng của bê tông nhẹ cường độ cao rất đa dạng, từ các công trình dân dụng như nhà ở cho đến các công trình công nghiệp, cầu đường. Sự phát triển của công nghệ cũng đã tạo điều kiện thuận lợi cho việc sản xuất và ứng dụng bê tông nhẹ cường độ cao, giúp giảm thiểu tác động tiêu cực đến môi trường.

II. Cơ sở khoa học về lựa chọn vật liệu

Việc lựa chọn vật liệu cho bê tông nhẹ cường độ cao là một yếu tố quan trọng quyết định đến chất lượng và hiệu suất của sản phẩm cuối cùng. Nghiên cứu đã chỉ ra rằng, việc sử dụng hạt vi cầu từ tro bay trong bê tông không chỉ giúp giảm trọng lượng mà còn cải thiện tính năng cơ lý. Cốt liệu nhẹ như cenosphere có khả năng tạo ra cấu trúc bê tông đồng nhất, tăng cường độ bền và khả năng chịu nén. Nghiên cứu cũng cho thấy rằng, việc kết hợp tro bay với các loại phụ gia siêu dẻo có thể cải thiện đáng kể tính công tác của hỗn hợp bê tông. Các thí nghiệm đã chỉ ra rằng, bê tông nhẹ cường độ cao sử dụng cenosphere có thể đạt được các tiêu chuẩn chất lượng cao, đáp ứng được các yêu cầu khắt khe trong xây dựng.

2.1. Tính chất của vật liệu

Tính chất của các vật liệu sử dụng trong chế tạo bê tông nhẹ cường độ cao có ảnh hưởng lớn đến hiệu suất và độ bền của sản phẩm. Tro bay không chỉ cung cấp các thành phần hóa học cần thiết cho bê tông mà còn giúp cải thiện tính chất cơ lý của bê tông. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng, hạt vi cầu từ tro bay có cấu trúc rỗng, làm giảm khối lượng và tăng khả năng cách nhiệt, đồng thời cải thiện khả năng chịu lực. Việc phân tích các tính chất vật lý như độ hút nước, độ bền kéo và cường độ chịu nén của bê tông nhẹ cường độ cao là rất cần thiết để đánh giá hiệu quả của các thành phần trong hỗn hợp. Kết quả từ các thí nghiệm cho thấy, bê tông nhẹ cường độ cao có thể đạt được cường độ chịu nén lên đến 60 MPa, mở ra nhiều cơ hội ứng dụng trong các công trình xây dựng hiện đại.

III. Phương pháp nghiên cứu và thực nghiệm

Phương pháp nghiên cứu và thực nghiệm đóng vai trò quan trọng trong việc chế tạo và đánh giá hiệu suất của bê tông nhẹ cường độ cao. Các phương pháp thí nghiệm được áp dụng bao gồm các tiêu chuẩn quốc tế và các phương pháp phi tiêu chuẩn nhằm đảm bảo tính chính xác và độ tin cậy của kết quả. Việc lựa chọn các thành phần như tro bay, hạt vi cầu và các phụ gia khác cần được thực hiện dựa trên các tiêu chí cụ thể để đảm bảo chất lượng của bê tông. Các thí nghiệm đã chỉ ra rằng, việc điều chỉnh tỷ lệ giữa các thành phần trong hỗn hợp có thể ảnh hưởng lớn đến cường độ và tính công tác của bê tông. Kết quả nghiên cứu cho thấy rằng, sử dụng hạt vi cầu từ tro bay không chỉ cải thiện tính chất cơ lý mà còn giúp giảm thiểu tác động đến môi trường, phù hợp với xu hướng phát triển bền vững trong xây dựng.

3.1. Các phương pháp thực nghiệm

Các phương pháp thực nghiệm được áp dụng trong nghiên cứu bao gồm thí nghiệm xác định cường độ chịu nén, độ hút nước và các chỉ tiêu cơ lý khác của bê tông. Các thí nghiệm này được thực hiện theo tiêu chuẩn để đảm bảo tính chính xác và độ tin cậy của kết quả. Việc sử dụng các thiết bị hiện đại giúp nâng cao độ chính xác trong việc đo lường và phân tích các chỉ tiêu chất lượng của bê tông nhẹ cường độ cao. Kết quả từ các thí nghiệm cho thấy rằng, bê tông nhẹ cường độ cao có thể đạt được các chỉ tiêu vượt trội so với bê tông truyền thống, mở ra nhiều cơ hội ứng dụng trong xây dựng hiện đại.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ BÊ TÔNG NHẸ VÀ BÊ TÔNG NHẸ SỬ DỤNG CENOSPHERE 1.1 TỔNG QUAN VỀ BÊ TÔNG NHẸ KẾT CẤU 1.1 Khái niệm và phân loại về bê tông nhẹ Theo cấu tạo thành phần của bê tông có thể định nghĩa bê tông nhẹ là loại bê tông được chế tạo bằng cách sử dụng cốt liệu nhẹ hoặc chứa các lỗ rỗng không khí được tạo ra bởi phụ gia tạo khí trong quá trình nhào trộn và trước khi đóng rắn. Theo KLTT có thể định nghĩa bê tông nhẹ là loại có KLTT nhỏ hơn bê tông thông thường. Tuy nhiên giới hạn KLTT cận trên của bê tông nhẹ không thống nhất trong các tiêu chuẩn các nước trên thế giới. Theo TCXD 191:1996 [3], bê tông nhẹ là loại bê tông với KLTT trong nhỏ hơn 1800 kg/m3, được cấu tạo bởi cốt liệu nhẹ như đá bọt, keramzit, agloporit.

Tiêu chuẩn thiết kế kết cấu bê tông và bê tông cốt thép của Việt Nam TCVN 5574:2018 quy định bê tông nhẹ là loại có KLTT không quá 2000 kg/m3 [96]. Tiêu chuẩn Châu Âu EN 206-1 [27] qui định giới hạn cận trên của bê tông nhẹ là 2000 kg/m3 trong khi trong tiêu chuẩn của Mỹ như ASTM C125 và ACI 213 thì mức này là 1920 kg/m3. Theo tiêu chuẩn BS EN 13055-1:2002[25] thì bê tông cốt liệu nhẹ là loại bê tông chứa cốt liệu có KLTT không quá 2000 kg/m3 hoặc KLTT xốp (đổ đống) không quá 1200 kg/m3, bao gồm các loại cốt liệu sau: (1) Cốt liệu tự nhiên; (2) Cốt liệu nhân tạo nguồn gốc tự nhiên, chế biến từ phụ phẩm công nghiệp; (3) Phụ phẩm công nghiệp; (4) Cốt liệu tái chế. Tiêu chuẩn Nga GOST 25820-14 Bê tông cốt liệu nhẹ [50] quy định bê tông nhẹ là loại bê tông sử dụng chất kết dính xi măng, cốt liệu lớn vô cơ dạng xốp (tự nhiên hoặc nhân tạo), cốt liệu nhỏ vô cơ xốp hoặc đặc chắc và phụ gia để điều chỉnh tính chất của hỗn hợp bê tông và bê tông.

Như vậy tiêu chuẩn này cũng không đưa ra quy định về KLTT của bê tông nhẹ mà chỉ quy định là cốt liệu lớn hoặc nhỏ phải là loại cốt liệu dạng xốp. Theo TCVN 9029:2017 về Bê tông nhẹ - Sản phẩm bê tông bọt và bê tông khí không chưng áp – Yêu cầu kĩ thuật [1], bê tông nhẹ được định nghĩa là loại bê tông có KLTT khô nhỏ hơn 1800 kg/m3. Theo cấu tạo có thể chia bê tông nhẹ thành 3 nhóm chính (Hình 1. Ngoài cách phân loại trên, bê tông nhẹ còn được phân loại theo công dụng thành các loại như (1) Bê tông nhẹ chịu lực (2) Bê tông nhẹ không chịu lực; (3) Bê tông nhẹ cách nhiệt.

Hiện nay, loại bê tông nhẹ chịu lực hay còn được là bê tông nhẹ kết cấu chủ yếu là các loại bê tông cốt liệu nhẹ. Bê tông tổ ong hiện nay chủ yếu là loại bê tông nhẹ chứa bọt khí 7 như bê tông bọt, bê tông khí, bê tông khí chưng áp. Bê tông nhẹ tổ ong thường được sử dụng làm tường ngoài, tường ngăn, trần ngăn và các kết cấu khác trong công trình với mục đích giảm nhẹ khối lượng công trình và nâng cao khả năng cách nhiệt của kết cấu bao che. Bê tông lỗ rỗng lớn Bê tông tổ ong Bê tông cốt liệu nhẹ Hình 1.1 Hình dạng cấu trúc cơ bản của bê tông nhẹ 1.2 Tình hình nghiên cứu và ứng dụng bê tông nhẹ kết cấu Bê tông nhẹ được sử dụng cho kết cấu chịu lực hiện nay chủ yếu là bê tông cốt liệu nhẹ (LWAC).

Tiêu chuẩn kỹ thuật đối với bê tông nhẹ cho kết cấu của một số tiêu chuẩn thể hiện trong Bảng 1. Tiêu chuẩn ACI 318-19 qui định bê tông nhẹ kết cấu là loại bê tông cốt liệu nhẹ có cường độ chịu nén từ 17 MPa trở lên, KLTT 1440- 2160 kg/m3. ACI 213-14 quy định bê tông nhẹ kết cấu là bê tông sử dụng cốt liệu nhẹ theo ASTM C330 [18] với KLTT xốp không quá 1120 kg/m3. Tiêu chuẩn Châu Âu EN 206:2013 phân loại bê tông cốt liệu nhẹ theo mối quan hệ giữa KLTT và cường độ chịu nén như thể hiện trong Hình 1.

Tiêu chuẩn thiết kế kết cấu bê tông của Châu Âu EN 1992 (Eurocode 1992) qui định cấp cường độ chịu nén tối thiểu của bê tông nhẹ là LC8/9 tức cường độ chịu nén đặc trưng mẫu trụ 8 MPa và cường độ chịu nén đặc trưng mẫu lập phương là 9 MPa.1 Yêu thuật với bê tông nhẹ kết cấu của một số tiêu chuẩn Tiêu chuẩn KLTT (kg/m3) Cấp cường độ chịu nén 28 ngày TCVN 5574-18 ≤ 2000 Từ cấp B15 trở lên CEB-FIP 2010 800-2000 (trạng thái khô) LC8-LC80 (8-80 MPa) ACI 318-19 1440-2160 (trạng thái khô Cường độ tối thiểu 17 MPa tự nhiên) Cường độ phổ biến 21-35 MPa EN 206-1 ≤ 2000 8-80 MPa (LC8-LC80) JGJ 51-2002 ≤ 1950 (trạng thái khô) 10-38,5 MPa (LC5.0-LC60) 8 Sử dụng cát nhẹ Sử dụng cát thường Khối lượng thể tích (kg/dm3) Hình 1.2 Qui định cấp cường độ và KLTT khô của bê tông nhẹ theo EN 206-1 [27] Bê tông cốt liệu nhẹ có thể được sử dụng cho các ứng dụng kết cấu, với cường độ tương đương với bê tông trọng lượng bình thường. Về cơ bản, việc sử dụng bê tông nhẹ kết cấu mang lại nhiều lợi ích bao gồm: giảm tĩnh tải cho công trình do đó tiết kiệm cho kết cấu nền móng và gia cố, giảm kích thước kết cấu, tăng diện tích hoặc số tầng của công trình; cải thiện tính chất nhiệt; cải thiện khả năng chống cháy; chống động đất, tiết kiệm trong vận chuyển và xử lý các cấu kiện đúc sẵn; giảm ván khuôn. Một ưu điểm của bê tông nhẹ cần phải kể đến là có khả năng chống cháy cao hơn bê tông thường do tính dẫn nhiệt thấp hơn, hệ số giãn nở nhiệt thấp hơn và tính ổn định nhiệt vốn có của cốt liệu đã được nung nóng đến hơn 1093 °C, như được báo cáo trong ACI 216. Khi độ dày của tấm sàn được xác định bằng khả năng chống cháy chứ không phải theo tiêu chí kết cấu (ví dụ: tấm ghép, tấm waffle), tính năng vượt trội của bê tông nhẹ sẽ làm giảm độ dày của tấm, dẫn đến khối lượng bê tông thấp hơn đáng kể [58].

Đối với mỗi loại cốt liệu nhẹ, sẽ cho khả năng chế tạo ra loại bê tông nhẹ có KLTT và cường độ trong một khoảng nhất định. ACI 213-14 đưa ra khoảng KLTT của bê tông tùy thuộc vào loại cốt liệu nhẹ. Theo đó bê tông nhẹ được chia ra thành 3 loại bê tông KLTT nhẹ, bê tông cường độ trung bình, bê tông kết cấu. Trong đó bê tông KLTT nhẹ có KLTT từ 300 đến 800 kg/m3; bê tông cường độ trung bình có KLTT từ 800 đến 1400 kg/m3 và bê tông kết cấu có KLTT từ 1400 đến 1900 kg/m3.

Bê tông nhẹ kết cấu chủ yếu là loại bê tông sử dụng cốt liệu nhẹ từ đất sét nung, tro bay vê viên nung, xỉ phồng nở, đá phiến sét nở, các loại cốt liệu nung từ lò quay. Ngoài các loại cốt liệu nhẹ phổ biến như đề cập ở trên, hiện nay nhiều loại cốt liệu nhẹ khác cũng đang được nghiên cứu sử dụng cho bê tông nhẹ như bê tông cốt liệu polystyrene (EPS), cốt liệu nhẹ từ vỏ cọ dầu [13], thủy tinh bọt từ thủy tinh tái chế [128]. Nghiên cứu của Yu và ccs sử dụng thủy tinh phồng nở tái chế đạt KLTT tuổi 28 ngày 1280 kg/m3 với độ bền lâu tốt nhưng cường độ chịu nén chỉ đạt đến 23,3 MPa. Bê tông nhẹ sử dụng thủy tinh phồng nở được sử dụng chủ yếu làm vật liệu 9 cách nhiệt với KLTT trong khoảng 1280-1490 kg/m3, cường độ chịu nén tương ứng khoảng 22-31 MPa [93].

Lý giải về cường độ thấp của bê tông nhẹ, các nghiên cứu chủ yếu cho rằng do kích thước các lỗ rỗng lớn và cấu trúc rỗng của hạt nhẹ tạo hệ thống lỗ rỗng có kích thước lớn trong cấu trúc của bê tông. Một số loại bê tông nhẹ khác được phát triển gần. Yu (2015) [128] nghiên cứu sử dụng cốt liệu nhẹ là được tái chế từ thủy tinh, được nung phồng nở tạo các hạt có cấu trúc rỗng. Loại bê tông ULWC trong nghiên cứu của Yu có KLTT khoảng 650- 700 kg/m3, độ dẫn nhiệt đạt 0,12 W/(m.K) và cường độ chịu nén 28 ngày đạt khoảng 10-12 MPa.2 dưới đây thống kê kết quả nghiên cứu tính chất của bê tông sử dụng một số loại cốt liệu nhẹ được nghiên cứu và phát triển những năm gần đây [125].

Nhìn chung, các loại bê tông nhẹ cho kết cấu được sử dụng phổ biến hiện nay là bê tông cốt liệu nhẹ như đất sét nung, tro bay vê viên nung, xỉ phồng nở, đá phiến sét nở, các loại cốt liệu nung từ lò quay. Tùy thuộc vào chất lượng, KLTT của cốt liệu nhẹ, cường độ chịu nén của các loại bê tông nhẹ này đạt được cường độ chịu nén phổ biến trong khoảng 20-55 MPa tương ứng với KLTT của bê tông 1440-1920 kg/m3.2 Thống kê một số kết quả nghiên cứu về bê tông cốt liệu nhẹ trên thế giới [125] TLTK Loại cốt Tỷ lệ KLTT KLTT Cường Trạng thái Hệ số liệu/Dmax N/CKD ẩm khô độ chịu mẫu thử dẫn nhiệt (kg/m3) (kg/m3) nén (W/m.K) (MPa) Blanco và Cenosphere/ 0,3 1090- 1050- 5-30,1 Dưỡng ẩm 0,46-0,6 ccs 4 mm 1415 1350 Sấy 100 oC 0,36-0,46 Uycal và Đá bọt - 2270- - - 1,46-0,78 ccs (Pumice)/16mm 1329 Gül và ccs Perlite/16 0,7 1773– 1590– 11,3- - 0,82-1,23 1984 1800 25,1 Topçu và Diatomite/4mm 0,2 - 900 6 0% 0,13 ccs Pumice/4 mm 1500 9 0,44 Mounanga Bọt PU phế 0,6-0,7 1261- 900- 23-3,2 - 1,44-0,31 và ccs thải/10mm 2165 1980 Bão hòa 2,34-0,68 Tangdirolu Perlite/15 mm 0,4- - 1798- 60-80 0% 1,47-1,76 0,65 1883 Sengul và Perlite phồng 0,55 392- 354- 0,1-28,8 0% 0,6-0,13 ccs nở/2–4 mm 1937 1833 Kim và ccs Tro đáy mịn/0.6 0,47 1800- 1500- 22-8 0% 0,54-0,36 mm & 1553 1210 đá sét phổng nở/19 mm 10 TLTK Loại cốt Tỷ lệ KLTT KLTT Cường Trạng thái Hệ số liệu/Dmax N/CKD ẩm khô độ chịu mẫu thử dẫn nhiệt (kg/m3) (kg/m3) nén (W/m.K) (MPa) Wang & High impact 0,55 - 1980- 37-19 - 0,61-0,27 Meyer polystyrene/ 1560 2.36 mm Huang và Cenosphere/600 0,26 1649- 1483- 44,3- - 0,29-0,37 ccs lm & đuôi quặng 2001 1890 48,1 sắt/300 lm Yu và ccs Thủy tinh phồng 0,38- 1280- 1100- 23-30 0% 0,49-0,85 nở/4.0 mm 0,59 1460 1380 Yun và ccs Bọt thủy tinh/ĐK 0,55 2011- 1900- 43,9- - 2,25-1,41 trung bình 65 m 2370 2260 24,6 Gao và ccs Aerogel/4 mm 0,38- 1000- 900- 8,3-60 - 0,26-1,9 0,39 2050 1950 1.3 Bê tông nhẹ cường độ cao và các ứng dụng của nó Theo ACI 213-14 [11] thì bê tông nhẹ cường độ cao (High-Strength Lightweight Concrete- HSLWC) là loại bê tông nhẹ kết cấu có cường độ lớn hơn 40 MPa.