Luận án tiến sĩ: Nghiên cứu đặc trưng lưu biến của bê tông tự lèn cho thi công siêu cao tầng

• Tác giả: Cù Thị Hồng Yến
• Người hướng dẫn: PGS. Hồ Hữu Chỉnh
• Trường học: Đại học Bách Khoa - Đại học Quốc Gia Thành phố Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Kỹ Thuật Xây Dựng Công Trình Dân Dụng Và Công Nghiệp
• Đề tài: Nghiên Cứu Lưu Biến Hỗn Hợp Bê Tông Tự Lèn Cho Công Trình Siêu Cao Tầng
• Loại tài liệu: luận án tiến sĩ
• Năm xuất bản: 2021
• Địa điểm: Thành phố Hồ Chí Minh

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• TÓM TẮT LUẬN ÁN
• ABSTRACT
• LỜI CÁM ƠN
• MỤC LỤC
• 1. CHƯƠNG 1: TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU HỖN HỢP BÊ TÔNG TỰ LÈN DÙNG THI CÔNG BƠM CHO CÔNG TRÌNH SIÊU CAO TẦNG
• 1.1. Tình hình các nghiên cứu trên thế giới về các tính chất của hỗn hợp BTTL dùng bơm cho công trình siêu cao tầng
• 1.2. Giới thiệu BTTL và các thông số kỹ thuật đặc trưng của hỗn hợp BTTL
• 1.3. Tình hình về nghiên cứu các thông số kỹ thuật về tính công tác và đặc trưng lưu biến của hỗn hợp BTTL
• 1.4. Tình hình về nghiên cứu hỗn hợp BTTL thi công bơm cho công trình siêu cao tầng
• 1.5. Tình hình nghiên cứu trong nước về đặc tính lưu biến của hỗn hợp bê tông
• 1.6. Kết luận chương 1
• 2. CHƯƠNG 2: NHỮNG CƠ SỞ KHOA HỌC TIẾP CẬN NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU
• 2.1. Đặc trưng lưu biến của hỗn hợp BTTL
• 2.2. Cấu trúc của hỗn hợp bê tông
• 2.3. Mô hình Bingham đánh giá tính lưu biến cho BTTL
• 2.4. Tính xúc biến (Thixotropy) của hỗn hợp BTTL
• 2.5. Ảnh hưởng của các nguyên vật liệu thành phần đến tính lưu biến của hỗn hợp BTTL
• 2.5.1. Ảnh hưởng của hàm lượng xi măng và tính chất của hồ xi măng
• 2.5.2. Ảnh hưởng của phụ gia vô cơ hoạt tính đến tính chất lưu biến của hỗn hợp BTTL
• 2.5.3. Ảnh hưởng của phụ gia hóa học đến tính chất lưu biến của hỗn hợp BTTL
• 2.5.3.1. Phụ gia siêu dẻo – kéo dài thời gian ninh kết (HRWRA)
• 2.5.3.2. Phụ gia điều chỉnh độ nhớt (VMA)
• 2.5.3.3. Các chất phụ gia tăng cường độ nhớt (VEA)
• 2.6. Ảnh hưởng của tính chất cốt liệu và cấp phối hạt của hỗn hợp cốt liệu đến tính chất lưu biến của hỗn hợp bê tông
• 2.6.1. Ảnh hưởng của cốt liệu tính chất lưu biến của hỗn hợp BTTL
• 2.6.2. Ảnh hưởng của thành phần cỡ hạt của cốt liệu tính chất lưu biến của hỗn hợp BTTL
• 2.7. Ảnh hưởng của quy trình trộn
• 2.8. Đánh giá khả năng bơm của hỗn hợp bê tông
• 2.8.1. Tính đồng nhất của hỗn hợp BTTL
• 2.8.2. Tính công tác của hỗn hợp BTTL
• 2.8.3. Cơ sở khoa học của thí nghiệm tách nước
• 2.9. Vai trò của các thông số lưu biến trong tính toán bơm hỗn hợp BTTL
• 2.10. Kết luận chương 2
• 3. CHƯƠNG 3: VẬT LIỆU SỬ DỤNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 3.1. Thực nghiệm tính chất nguyên vật liệu sử dụng
• 3.1.1. Chất kết dính
• 3.1.2. Cốt liệu nhỏ
• 3.1.3. Cốt liệu lớn
• 3.1.4. Phụ gia hóa học
• 3.2. Thiết kế cấp phối BTTL nghiên cứu
• 3.3. Các phương pháp thí nghiệm đánh giá các thông số kỹ thuật về tính công tác của BTTL
• 3.3.1. Thí nghiệm đo độ chảy xòe và T500
• 3.3.2. Thí nghiệm Tv
• 3.3.3. Thí nghiệm sàng phân tầng
• 3.3.4. Thí nghiệm L box
• 3.3.5. Thí nghiệm U box
• 3.3.6. Thí nghiệm tách nước
• 3.4. Phương pháp xác định đặc tính lưu biến của BTTL bằng lưu biến kế ICAR
• 3.5. Phương pháp thực nghiệm xác định co ngót với vòng kiềm chế
• 3.5.1. Thí nghiệm vòng kiềm chế
• 3.5.2. Mức độ kháng nứt trong thí nghiệm vòng kiềm chế
• 3.6. Phương pháp đánh giá ảnh hưởng toàn bộ các yếu tố của nguyên vật liệu thành phần đến các thông số kỹ thuật về tính công tác và tính lưu biến của hỗn hợp BTTL nghiên cứu
• 3.7. Kết luận chương 3
• 4. CHƯƠNG 4: THIẾT LẬP VÙNG ĐẶC TRƯNG LƯU BIẾN CỦA HỖN HỢP BTTL DÙNG ĐỂ THI CÔNG BƠM CHO CÔNG TRÌNH SIÊU CAO TẦNG
• 4.1. Phân tích và đánh giá ảnh hưởng của nguyên vật liệu thành phần đến đặc tính kỹ thuật, tính lưu biến và khả năng bơm của hỗn hợp BTTL nghiên cứu
• 4.1.1. Ảnh hưởng của nguyên vật liệu thành phần đến các thông số kỹ thuật của hỗn hợp BTTL dùng bơm cho công trình siêu cao tầng
• 4.1.2. Ảnh hưởng của tỉ lệ N/CKD đến các thông số kỹ thuật của hỗn hợp BTTL
• 4.2. Thiết lập quan hệ giữa các thông số kỹ thuật về tính công tác và khả năng bơm của hỗn hợp BTTL
• 4.2.1. Quan hệ giữa tỉ lệ phân tầng SR và các thông số kỹ thuật về tính công tác
• 4.2.2. Quan hệ giữa lượng nước tách ra V và các thông số kỹ thuật của tính công tác
• 4.3. Mối quan hệ giữa các thông số kỹ thuật về tính công tác và tính lưu biến của BTTL bơm cho công trình siêu cao tầng
• 4.3.1. Quan hệ giữa ứng suất chảy và các thông số kỹ thuật về tính công tác
• 4.3.2. Quan hệ giữa độ nhớt dẻo và các thông số kỹ thuật về tính công tác
• 4.4. Thiết lập vùng đặc trưng lưu biến của hỗn hợp BTTL dùng để bơm cho công trình siêu cao tầng
• 4.5. Khả năng duy trì các thông số kỹ thuật về tính công tác và lưu biến của hỗn hợp BTTL nghiên cứu
• 4.6. Đánh giá tính chất cơ học của BTTL nghiên cứu
• 4.7. Kết luận chương 4
• 5. CHƯƠNG 5: ÁP DỤNG BƠM NGANG THỰC NGHIỆM HỖN HỢP BÊ TÔNG TỰ LÈN
• 5.1. Tính toán áp lực bơm ngang kiểm chứng
• 5.2. Thiết lập các thí nghiệm bơm ngang kiểm chứng
• 5.3. Kiểm chứng với cấp phối bất kỳ trong vùng tính công tác đề xuất
• 5.4. Kết luận chương 5
• KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• Kết luận chung
• Kiến nghị về hướng nghiên cứu tiếp theo
• DANH MỤC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO
• DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH
• DANH MỤC BẢNG BIỂU
• DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
• DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU

Tóm tắt

I. Giới thiệu về bê tông tự lèn

Bê tông tự lèn (bê tông tự lèn) là một loại bê tông có khả năng chảy tự do mà không cần sự can thiệp của máy móc. Đặc điểm nổi bật của loại bê tông này là tính lưu biến cao, cho phép nó lấp đầy các khu vực khó tiếp cận mà không cần phải rung lắc. Nghiên cứu về lưu biến bê tông cho thấy rằng các thông số như độ chảy xòe (SF), ứng suất chảy (τ0) và độ nhớt dẻo (µ) có vai trò quan trọng trong việc xác định khả năng thi công của bê tông. Đặc biệt, trong các công trình siêu cao tầng, việc sử dụng hỗn hợp bê tông có tính lưu biến tốt là rất cần thiết để đảm bảo chất lượng và độ bền của công trình.

1.1. Tính chất của bê tông tự lèn

Tính chất của bê tông tự lèn bao gồm khả năng chảy, độ bền và khả năng chống phân tầng. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng, để đạt được tính chất này, cần phải điều chỉnh tỷ lệ các thành phần trong hỗn hợp bê tông. Việc sử dụng phụ gia hóa học như phụ gia siêu dẻo và phụ gia điều chỉnh độ nhớt có thể cải thiện đáng kể tính lưu biến của bê tông. Đặc biệt, trong các công trình siêu cao tầng, việc duy trì tính chất này là rất quan trọng để đảm bảo quá trình thi công diễn ra suôn sẻ và hiệu quả.

II. Nghiên cứu lưu biến hỗn hợp bê tông tự lèn

Nghiên cứu về lưu biến bê tông tập trung vào việc xác định các thông số kỹ thuật cần thiết cho việc thi công bơm bê tông. Các thông số như T500, Tv, và SR được sử dụng để đánh giá khả năng bơm của hỗn hợp bê tông. Kết quả nghiên cứu cho thấy rằng, mối quan hệ giữa các thông số này là tuyến tính, cho phép xây dựng biểu đồ quan hệ giữa ứng suất chảy và độ nhớt dẻo. Điều này giúp xác định vùng tính công tác cho các hỗn hợp bê tông bơm đứng, đặc biệt là trong các công trình siêu cao tầng.

2.1. Phân tích các thông số lưu biến

Các thông số lưu biến như ứng suất chảy và độ nhớt dẻo được xác định thông qua các thí nghiệm thực nghiệm. Việc sử dụng lưu biến kế ICAR cho phép đo chính xác các thông số này, từ đó đánh giá khả năng bơm của hỗn hợp bê tông. Kết quả cho thấy rằng, các hỗn hợp bê tông có hàm lượng tro bay và silica fume phù hợp sẽ có tính lưu biến tốt, đảm bảo khả năng bơm thẳng đứng cho các công trình siêu cao tầng mà không bị phân tầng.

III. Ứng dụng trong công trình siêu cao tầng

Việc ứng dụng bê tông tự lèn trong các công trình siêu cao tầng mang lại nhiều lợi ích. Đầu tiên, khả năng bơm của hỗn hợp bê tông giúp tiết kiệm thời gian thi công. Thứ hai, tính lưu biến cao giúp giảm thiểu nguy cơ tách nước và phân tầng trong quá trình thi công. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng, với các cấp phối đạt yêu cầu, khả năng kháng phân tầng và tách nước của hỗn hợp bê tông là rất cao, đảm bảo chất lượng công trình.

3.1. Đánh giá khả năng bơm

Khả năng bơm của hỗn hợp bê tông được đánh giá thông qua các thí nghiệm thực nghiệm. Kết quả cho thấy rằng, các hỗn hợp bê tông có tỷ lệ phân tầng (SR) dưới 15% và tách nước thấp sẽ đảm bảo khả năng bơm tốt. Điều này rất quan trọng trong các công trình siêu cao tầng, nơi mà chiều cao và áp lực bơm là rất lớn. Việc duy trì các thông số kỹ thuật về tính công tác và lưu biến là yếu tố quyết định đến sự thành công của quá trình thi công.