Luận án tiến sĩ về công tác hỗn hợp bê tông và kỹ thuật bảo dưỡng bê tông tự lèn trong điều kiện ...

Luận án tiến sĩ kỹ thuật phân tích nghiên cứu tính công tác hỗn hợp bê tông và kỹ thuật bảo dưỡng bê tông tự lèn trong điều kiện khí, xây dựng cơ sở lý luận, kiểm chứng thực

• Tác giả: Nguyễn Hùng Cường
• Người hướng dẫn: PGS.TS Hồ Ngọc Khoa
• Trường học: Trường Đại Học Xây Dựng
• Chuyên ngành: Kỹ thuật Xây dựng
• Đề tài: Nghiên Cứu Công Tác Hỗn Hợp Bê Tông Và Bảo Dưỡng Bê Tông Tự Lèn Tại Việt Nam
• Loại tài liệu: luận án tiến sĩ
• Năm xuất bản: 2020
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ TÍNH CÔNG TÁC CỦA HỖN HỢP BÊ TÔNG VÀ BẢO DƢỠNG BÊ TÔNG TỰ LÈN
• 1.1. MỘT SỐ KHÁI NIỆM VÀ THUẬT NGỮ
• 1.2. MỘT SỐ ĐẶC TRƢNG CƠ BẢN CÔNG NGHỆ BÊ TÔNG TỰ LÈN
• 1.3. NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG BÊ TÔNG TỰ LÈN TRÊN THẾ GIỚI VÀ VIỆT NAM
• 1.4. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU VỀ TÍNH CÔNG TÁC CỦA HỖN HỢP BÊ TÔNG TỰ LÈN VÀ BẢO DƢỠNG BÊ TÔNG TỰ LÈN
• 1.5. NHỮNG VẤN ĐỀ ĐẶT RA VÀ ĐỊNH HƢỚNG NGHIÊN CỨU CỦA LUẬN ÁN
• 2. CHƯƠNG 2: CƠ SỞ KHOA HỌC VỀ TÍNH CÔNG TÁC CỦA HỖN HỢP BÊ TÔNG VÀ BẢO DƢỠNG BÊ TÔNG TỰ LÈN
• 2.1. ẢNH HƢỞNG CỦA ĐIỀU KIỆN KHÍ HẬU VIỆT NAM ĐẾN CÔNG TÁC BÊ TÔNG
• 2.2. TÍNH CÔNG TÁC CỦA HỖN HỢP BÊ TÔNG TỰ LÈN
• 2.3. MẠNG NƠ RON NHÂN TẠO ANN TRONG NGHIÊN CỨU TÍNH CÔNG TÁC CỦA HỖN HỢP BTTL
• 2.4. QUÁ TRÌNH THỦY HÓA VÀ PHÁT TRIỂN CẤU TRÚC CỦA BÊ TÔNG VÀ BÊ TÔNG TỰ LÈN GIAI ĐOẠN ĐẦU ĐÓNG RẮN
• 2.5. BẢO DƢỠNG BÊ TÔNG TỰ LÈN
• 3. CHƯƠNG 3: VẬT LIỆU SỬ DỤNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 3.1. VẬT LIỆU THÀNH PHẦN SỬ DỤNG CHO BÊ TÔNG TỰ LÈN
• 3.2. THIẾT KẾ CẤP PHỐI VÀ CHẾ TẠO HỖN HỢP BÊ TÔNG TỰ LÈN CHO THỰC NGHIỆM
• 3.3. PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VÀ THÍ NGHIỆM
• 4. CHƯƠNG 4: NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT QUY TRÌNH, YÊU CẦU KỸ THUẬT ĐẢM BẢO TÍNH CÔNG TÁC CỦA HỖN HỢP BÊ TÔNG TỰ LÈN
• 4.1. MẪU, ĐIỀU KIỆN VÀ NỘI DUNG THÍ NGHIỆM
• 4.2. KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM
• 4.3. DỰ BÁO TÍNH CÔNG TÁC HỖN HỢP BÊ TÔNG TỰ LÈN BẰNG MÔ HÌNH MẠNG NƠ RON NHÂN TẠO ANN
• 4.4. ĐỀ XUẤT QUY TRÌNH VÀ YÊU CẦU KỸ THUẬT ĐẢM BẢO TÍNH CÔNG TÁC HỖN HỢP BÊ TÔNG TỰ LÈN TRONG ĐIỀU KIỆN KHÍ HẬU VIỆT NAM
• 4.5. ỨNG DỤNG KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ CỤ THỂ TRONG THỰC TẾ THI CÔNG
• 5. CHƯƠNG 5: NGHIÊN CỨU KỸ THUẬT BẢO DƢỠNG BÊ TÔNG TỰ LÈN TRONG ĐIỀU KIỆN KHÍ HẬU VIỆT NAM
• 5.1. MẪU, ĐIỀU KIỆN VÀ NỘI DUNG THÍ NGHIỆM
• 5.2. THÍ NGHIỆM NGHIÊN CỨU QUÁ TRÌNH VẬT LÝ TRONG GIAI ĐOẠN ĐẦU ĐÓNG RẮN
• 5.3. LỰA CHỌN PHƢƠNG PHÁP BẢO DƢỠNG BÊ TÔNG TỰ LÈN PHÙ HỢP ĐIỀU KIỆN KHÍ HẬU VIỆT NAM
• 5.4. XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ KỸ THUẬT PHƢƠNG PHÁP BẢO DƢỠNG CHE NI LÔNG CHO BÊ TÔNG TỰ LÈN
• TUYỂN TẬP CÁC BÀI BÁO CÔNG BỐ KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI LUẬN ÁN TRÊN CÁC TẠP CHÍ CHUYÊN NGÀNH
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng quan về tính công tác của hỗn hợp bê tông và bảo dưỡng bê tông tự lèn

Nghiên cứu về hỗn hợp bê tông và bảo dưỡng bê tông tự lèn tại Việt Nam đã chỉ ra rằng, bê tông tự lèn (BTTL) là một loại vật liệu xây dựng tiên tiến, có khả năng tự lèn mà không cần đến sự can thiệp của các thiết bị cơ khí. Đặc điểm này giúp cho việc thi công các công trình xây dựng trở nên dễ dàng và hiệu quả hơn. Tuy nhiên, để đảm bảo chất lượng của BTTL, việc kiểm soát tính công tác của hỗn hợp bê tông là rất quan trọng. Tính công tác của BTTL phụ thuộc vào nhiều yếu tố như thành phần vật liệu, điều kiện thi công và đặc biệt là điều kiện khí hậu. Việc nghiên cứu và ứng dụng các phương pháp bảo dưỡng phù hợp sẽ giúp duy trì độ ẩm và cường độ của bê tông, từ đó nâng cao chất lượng công trình.

1.1 Đặc điểm công nghệ thi công bê tông tự lèn

Công nghệ thi công bê tông tự lèn có những đặc điểm riêng biệt so với bê tông truyền thống. BTTL có khả năng chảy và lấp đầy các khuôn mà không cần đến sự can thiệp của các thiết bị rung. Điều này giúp giảm thiểu thời gian thi công và tăng cường độ bền cho các kết cấu. Tuy nhiên, việc kiểm soát tính công tác của BTTL là rất cần thiết, vì sự suy giảm tính công tác có thể dẫn đến việc tăng độ rỗng và giảm cường độ nén của bê tông. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng, việc sử dụng phụ gia siêu dẻo và điều chỉnh tỷ lệ nước trên xi măng là những yếu tố quan trọng trong việc cải thiện tính công tác của BTTL.

1.2 Bảo dưỡng bê tông

Bảo dưỡng bê tông là một trong những yếu tố quyết định đến chất lượng và độ bền của công trình. Việc bảo dưỡng đúng cách giúp duy trì độ ẩm cần thiết cho quá trình thủy hóa của bê tông, từ đó nâng cao cường độ và độ bền của BTTL. Các phương pháp bảo dưỡng như tưới nước, che phủ bằng ni lông hay sử dụng các hóa chất bảo dưỡng đều có những ưu điểm và nhược điểm riêng. Nghiên cứu cho thấy, trong điều kiện khí hậu Việt Nam, việc sử dụng phương pháp che ni lông có thể giúp giảm thiểu sự bay hơi nước và duy trì độ ẩm cho bê tông, từ đó nâng cao chất lượng công trình.

II. Tình hình nghiên cứu về tính công tác của hỗn hợp bê tông tự lèn và bảo dưỡng bê tông tự lèn

Tình hình nghiên cứu về tính công tác của hỗn hợp bê tông tự lèn tại Việt Nam hiện nay đang trong giai đoạn phát triển. Nhiều nghiên cứu đã chỉ ra rằng, việc cải thiện tính công tác của BTTL không chỉ phụ thuộc vào thành phần vật liệu mà còn liên quan đến các yếu tố công nghệ và điều kiện khí hậu. Các nghiên cứu gần đây đã áp dụng các mô hình mạng nơ ron nhân tạo (ANN) để dự đoán tính công tác của BTTL dựa trên các thông số kỹ thuật. Điều này mở ra hướng đi mới trong việc tối ưu hóa quy trình thiết kế và thi công BTTL, giúp nâng cao hiệu quả và chất lượng công trình.

2.1 Tình hình nghiên cứu về tính công tác

Nghiên cứu về tính công tác của BTTL đã được thực hiện tại nhiều cơ sở nghiên cứu và trường đại học. Các kết quả cho thấy, việc điều chỉnh tỷ lệ nước trên xi măng và sử dụng các phụ gia siêu dẻo là những yếu tố quan trọng trong việc cải thiện tính công tác. Ngoài ra, các nghiên cứu cũng chỉ ra rằng, điều kiện khí hậu Việt Nam có ảnh hưởng lớn đến tính công tác của BTTL, đặc biệt là trong các giai đoạn đầu của quá trình thi công.

2.2 Tình hình nghiên cứu về bảo dưỡng bê tông tự lèn

Bảo dưỡng BTTL là một lĩnh vực nghiên cứu quan trọng, ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng và độ bền của bê tông. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng, việc bảo dưỡng đúng cách giúp duy trì độ ẩm và cường độ của bê tông, từ đó nâng cao chất lượng công trình. Các phương pháp bảo dưỡng như tưới nước, che phủ bằng ni lông hay sử dụng hóa chất bảo dưỡng đều có những ưu điểm và nhược điểm riêng. Việc lựa chọn phương pháp bảo dưỡng phù hợp với điều kiện khí hậu Việt Nam là rất cần thiết để đảm bảo chất lượng bê tông.

Trích đoạn nội dung tài liệu

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG NGUYỄN HÙNG CƢỜNG NGHIÊN CỨU TÍNH CÔNG TÁC HỖN HỢP BÊ TÔNG VÀ KỸ THUẬT BẢO DƢỠNG BÊ TÔNG TỰ LÈN TRONG ĐIỀU KIỆN KHÍ HẬU VIỆT NAM Chuyên ngành: Kỹ thuật Xây dựng Mã số: 9580201 LUẬN ÁN TIẾN SỸ Hà Nội - 2020 luan an luan an LỜI CẢM ƠN Tác giả xin chân thành gửi lời cảm ơn sâu sắc tới PGS.TS Hồ Ngọc Khoa, TS Bùi Danh Đại đã hết lòng giúp đỡ trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu. Tác giả xin chân thành cảm ơn trƣờng Đại học Xây dựng, Khoa Xây dựng Dân dụng và Công nghiệp, Khoa Vật liệu xây dựng, Khoa Sau đại học, Phòng thí Nghiệm Vật liệu xây dựng (LASXD115), Bộ môn Công nghệ và Quản lý xây dựng, Bộ môn Công Nghệ vật liệu xây dựng, Nhà máy bê tông Vĩnh Tuy đã giúp đỡ và tạo điều kiện cho NCS trong quá trình tiến hành nghiên cứu của luận án. Trân trọng cảm ơn sâu sắc PGS.TSKH Trần Hoài Linh về các trao đổi học thuật. Xin chân thành cảm ơn toàn thể bạn bè, đồng nghiệp đã tạo điều kiện, động viên, khích lệ tôi hoàn thành Luận án này. Đặc biệt xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới gia đình, ngƣời thân đã luôn sát cánh, đồng hành cùng NCS trong suốt quá trình thực hiện luận án. Hà Nội, ngày 28 tháng 05 năm 2020 Tác giả luận án Nguyễn Hùng Cƣờng luan an i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu, kết quả đƣợc trình bày trong luận án là trung thực và chƣa từng đƣợc ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác. Hà Nội, ngày 28 tháng 05 năm 2020 Tác giả luận án Nguyễn Hùng Cƣờng luan an ii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN . i DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT . vii DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU . ix DANH MỤC BẢNG BIỂU . x DANH MỤC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ . xii MỞ ĐẦU . 2 CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ TÍNH CÔNG TÁC CỦA HỖN HỢP BÊ TÔNG VÀ BẢO DƢỠNG BÊ TÔNG TỰ LÈN .1 MỘT SỐ KHÁI NIỆM VÀ THUẬT NGỮ .1 Bê tông tự lèn.2 Đặc điểm công nghệ thi công bê tông tự lèn .3 Tính công tác của hỗn hợp bê tông tự lèn .4 Mất nƣớc do bay hơi nƣớc của bê tông .5 Biến dạng mềm của bê tông .6 Bảo dƣỡng bê tông .7 Mạng nơ ron nhân tạo ANN .2 MỘT SỐ ĐẶC TRƢNG CƠ BẢN CÔNG NGHỆ BÊ TÔNG TỰ LÈN.1 Đặc điểm vật liệu chế tạo bê tông tự lèn .2 Nguyên lý cấp phối và cấu trúc thành phần .3 Phân loại bê tông tự lèn .4 Đặc điểm về tính chất cơ lý của bê tông tự lèn .5 Một số đặc điểm thi công bê tông tự lèn .3 NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG BÊ TÔNG TỰ LÈN TRÊN THẾ GIỚI VÀ VIỆT NAM .1 Khái quát lịch sử quá trình nghiên cứu bê tông tự lèn trên thế giới .2 Ứng dụng bê tông tự l n trên thế giới. 17 luan an iii 1.3 Nghiên cứu và ứng dụng bê tông tự l n tại Việt Nam .4 TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU VỀ TÍNH CÔNG TÁC CỦA HỖN HỢP BÊ TÔNG TỰ LÈN VÀ BẢO DƢỠNG BÊ TÔNG TỰ LÈN .1 Tình hình nghiên cứu về tính công tác của hỗn hợp bê tông tự lèn .2 Tình hình nghiên cứu về bảo dƣỡng bê tông tự lèn .5 NHỮNG VẤN ĐỀ ĐẶT RA VÀ ĐỊNH HƢỚNG NGHIÊN CỨU CỦA LUẬN ÁN .1 Những vấn đề đặt ra .2 Định hƣớng nghiên cứu của luận án . 28 CHƢƠNG 2: CƠ SỞ KHOA HỌC VỀ TÍNH CÔNG TÁC CỦA HỖN HỢP BÊ TÔNG VÀ BẢO DƢỠNG BÊ TÔNG TỰ LÈN .1 ẢNH HƢỞNG CỦA ĐIỀU KIỆN KHÍ HẬU VIỆT NAM ĐẾN CÔNG TÁC BÊ TÔNG .1 Đặc điểm khí hậu Việt Nam .2 Ảnh hƣởng của điều kiện khí hậu đến công tác bê tông.2 TÍNH CÔNG TÁC CỦA HỖN HỢP BÊ TÔNG TỰ LÈN.1 Thông số kỹ thuật của tính công tác hỗn hợp bê tông tự lèn .2 Ảnh hƣởng của vật liệu thành phần đến tính công tác của hỗn hợp BTTL.3 Ảnh hƣởng của yếu tố công nghệ, khí hậu đến tính công tác hỗn hợp BTTL36 2.3 MẠNG NƠ RON NHÂN TẠO ANN TRONG NGHIÊN CỨU TÍNH CÔNG TÁC CỦA HỖN HỢP BTTL .4 QUÁ TRÌNH THỦY HÓA VÀ PHÁT TRIỂN CẤU TRÚC CỦA BÊ TÔNG VÀ BÊ TÔNG TỰ LÈN GIAI ĐOẠN ĐẦU ĐÓNG RẮN .1 Quá trình thủy hóa và hình thành cấu trúc ban đầu của bê tông .2 Quá trình đ ng rắn và phát triển cƣờng độ của bê tông tự lèn .3 Các yếu tố ảnh hƣởng đến quá trình thủy h a và đ ng rắn bê tông tự lèn .4 Ảnh hƣởng của quá trình thủy h a đến cấu trúc lỗ rỗng bê tông .5 Quá trình vật lý xảy ra trong quá trình đ ng rắn bê tông .5 BẢO DƢỠNG BÊ TÔNG TỰ LÈN. 51 luan an iv 2.1 Bản chất của bảo dƣỡng bê tông.2 Các thông số kỹ thuật bảo dƣỡng bê tông .3 Các phƣơng pháp bảo dƣỡng bê tông . 53 CHƢƠNG 3: VẬT LIỆU SỬ DỤNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .1 VẬT LIỆU THÀNH PHẦN SỬ DỤNG CHO BÊ TÔNG TỰ LÈN .2 THIẾT KẾ CẤP PHỐI VÀ CHẾ TẠO HỖN HỢP BÊ TÔNG TỰ LÈN CHO THỰC NGHIỆM .1 Phƣơng pháp thiết kế cấp phối bê tông tự lèn .2 Xác định các thông số kỹ thuật thiết kế cấp phối bê tông tự lèn .3 Chế tạo hỗn hợp bê tông tự lèn .3 PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VÀ THÍ NGHIỆM.1 Phƣơng pháp xác định sự suy giảm tính công tác của hỗn hợp BTTL .2 Phƣơng pháp ứng dụng mạng nơ ron nhân tạo ANN trong dự báo tính công tác hỗn hợp bê tông tự lèn .3 Phƣơng pháp xác định mất nƣớc và biến dạng mềm của BTTL .4 Phƣơng pháp xác định cƣờng độ nén của bê tông tự lèn .5 Phƣơng pháp xác định các thông số kỹ thuật bảo dƣỡng bê tông tự lèn . 71 CHƢƠNG 4: NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT QUY TRÌNH, YÊU CẦU KỸ THUẬT ĐẢM BẢO TÍNH CÔNG TÁC CỦA HỖN HỢP BÊ T NG TỰ LÈN .1 MẪU, ĐIỀU KIỆN VÀ NỘI DUNG THÍ NGHIỆM.1 Mẫu hỗn hợp bê tông tự lèn thí nghiệm .2 Điều kiện khí hậu thí nghiệm .3 Nội dung thí nghiệm .2 KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM .1 Ảnh hƣởng của nhiệt độ ban đầu hỗn hợp đến tính công tác .2 Ảnh hƣởng của điều kiện lƣu giữ đến tính công tác.3 Ảnh hƣởng của điều kiện khí hậu đến tính công tác .4 Ảnh hƣởng của sự suy giảm tính công tác đến cƣờng độ nén của BTTL .3 DỰ BÁO TÍNH CÔNG TÁC HỖN HỢP BÊ TÔNG TỰ LÈN BẰNG MÔ HÌNH MẠNG NƠ RON NHÂN TẠO ANN .1 Mô hình dự báo tính công tác và cƣờng độ bê tông theo thành phần vật liệu chế tạo .2 Mô hình dự báo tính công tác theo yếu tố nhiệt độ và thời gian lƣu giữ .4 ĐỀ XUẤT QUY TRÌNH VÀ YÊU CẦU KỸ THUẬT ĐẢM BẢO TÍNH CÔNG TÁC HỖN HỢP BÊ TÔNG TỰ LÈN TRONG ĐIỀU KIỆN KHÍ HẬU VIỆT NAM .1 Quy trình cơ bản thiết kế cấp phối, trộn, lƣu giữ và vận chuyển hỗn hợp bê tông tự lèn .2 Quy trình xây dựng mô hình ANN dự báo các thông số tính công tác của hỗn hợp BTTL .3 Quy trình thiết kế cấp phối sử dụng dữ liệu mạng ANN .4 Đảm bảo tính công tác của hỗn hợp bê tông tự lèn trong vận chuyển – lƣu giữ ở điều kiện khí hậu Việt Nam .5 ỨNG DỤNG KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ CỤ THỂ TRONG THỰC TẾ THI CÔNG .1 Mô tả dữ liệu, điều kiện, yêu cầu thi công .2 Kết quả xử lý . 109 CHƢƠNG 5: NGHIÊN CỨU Ỹ THUẬT BẢO DƢỠNG BÊ T NG TỰ LÈN TRONG ĐIỀU IỆN H HẬU VIỆT NAM .1 MẪU, ĐIỀU KIỆN VÀ NỘI DUNG THÍ NGHIỆM.1 Mẫu bê tông tự lèn thí nghiệm.2 Điều kiện thí nghiệm .3 Nội dung thí nghiệm . 114 luan an vi 5.2 THÍ NGHIỆM NGHIÊN CỨU QUÁ TRÌNH VẬT LÝ TRONG GIAI ĐOẠN ĐẦU ĐÓNG RẮN .1 Kết quả thí nghiệm đo mất nƣớc và biến dạng mềm .2 Phân tích kết quả nghiên cứu .3 LỰA CHỌN PHƢƠNG PHÁP BẢO DƢỠNG BÊ TÔNG TỰ LÈN PHÙ HỢP ĐIỀU KIỆN KHÍ HẬU VIỆT NAM .1 Ảnh hƣởng của mất nƣớc và biến dạng mềm đến chất lƣợng bê tông tự lèn122 5.2 Lựa chọn phƣơng pháp bảo dƣỡng bê tông tự lèn phù hợp.4 XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ KỸ THUẬT PHƢƠNG PHÁP BẢO DƢỠNG CHE NI LÔNG CHO BÊ TÔNG TỰ LÈN .1 Xác định hình thức và thời gian bảo dƣỡng ban đầu .2 Xác định thông số kỹ thuật bảo dƣỡng tiếp theo .3 Kỹ thuật bảo dƣỡng bê tông tự lèn bằng phƣơng pháp che ni lông trong điều kiện khí hậu Việt Nam . 138 TUYỂN TẬP CÁC BÀI BÁO CÔNG BỐ KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI LUẬN ÁN TRÊN CÁC TẠP CHÍ CHUYÊN NGÀNH . 141 TÀI LIỆU THAM KHẢO.