Nghiên cứu ứng dụng vụn bêtông thay thế đá tự nhiên trong hỗn hợp bêtông

LỜI CAM ĐOAN

LỜI CẢM ƠN

1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN

1.1. Nguồn gốc bêtông

1.2. Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước

1.3. Các ứng dụng trong và ngoài nước

1.3.1. Chế tạo gạch block từ bê tông gạch vỡ tại Sơn La-Việt Nam

1.3.2. Chế tạo gạch block từ bê tông tái chế tại Nam Phi

1.3.3. Đường giao thông nội bộ sử dụng vụn bêtông tại Newzealand

1.3.4. Đường cao tốc sử dụng vụn bêtông tại Mỹ

1.3.5. Dự án cải tạo sân bay Changi - Singapore

1.4. Những khó khăn trong ứng dụng vụn bêtông

1.5. Những thuận lợi trong sử dụng phế thải bêtông

1.6. Sự cần thiết của đề tài và mục tiêu nghiên cứu

1.6.1. Tính cấp thiết của đề tài

1.6.2. Mục đích nghiên cứu của đề tài

1.6.3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

1.7. Phương pháp nghiên cứu

1.8. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài

2. CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT

2.1. Mối tương quan giữa cốt liệu vụn bêtông và cốt liệu thiên nhiên

2.2. Khái quát về vụn bêtông

2.3. Tính chất hoá học và thành phần khoáng của vụn bêtông

2.4. Khả năng sử dụng vụn bêtông trong bê tông

2.5. Thiết kế cấp phối bê tông vụn và vật liệu sử dụng trong thí nghiệm

2.6. Nguyên tắc của phương pháp

2.7. Các bước thực hiện

2.8. So sánh bê tông sử dụng vụn bêtông và bê tông thường

3. CHƯƠNG 3: NGUYÊN VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM

3.1. Nguyên liệu sử dụng

3.2. Cốt liệu vụn bêtông

3.3. Cốt liệu mịn (cát vàng)

3.4. Cấp phối bê tông đá và vụn bêtông

3.5. Thí nghiệm cấu kiện dầm

3.5.1. Mục đích thí nghiệm

3.5.2. Dụng cụ thí nghiệm cấu kiện dầm

3.5.3. Cảm biến đo biến dạng lá Strain Gage (cảm biến điện trở dây)

3.5.4. Cảm biến đo độ võng LVDT (Linear Variable Displacement Transducer)

3.5.5. Máy uốn cấu kiện

3.5.6. Máy ghi lực chuyển vị và biến dạng (Data Logger)

3.5.7. Công tác chuẩn bị

3.5.8. Trình tự thí nghiệm

3.6. Kiểm tra mẫu thử

4. CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM

4.1. Kết quả thí nghiệm mẫu bêtông

4.1.1. Thí nghiệm so sánh ảnh hưởng của vụn bêtông thay thế cốt liệu đá tự nhiên đến cường độ bêtông

4.1.2. Thí nghiệm so sánh ảnh hưởng của độ bảo hòa nước của vụn bêtông thay thế cốt liệu đá tự nhiên đến cường độ bêtông

4.1.3. Thí nghiệm so sánh ảnh hưởng của tỉ lệ N/X đến cường độ bêtông sử dụng vụn bêtông thay thế một phần cốt liệu tự nhiên

4.1.4. Thí nghiệm so sánh ảnh hưởng của vụn bêtông thay thế đá tự nhiên đến sự phát triển cường độ bêtông

4.2. Kết quả thí nghiệm cấu kiện dầm bêtông cốt thép 200x300x3300

4.2.1. Kết quả nén mẫu bêtông 150x150x150

4.2.2. Kết quả uốn mẫu bêtông 100x100x400

4.2.3. Kết quả thí nghiệm uốn dầm bêtông cốt thép

5. CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG NGHIÊN CỨU TIẾP THEO

5.1. Hướng nghiên cứu tiếp theo

TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Tổng quan về bêtông và ứng dụng vụn bêtông

Bêtông là một loại vật liệu xây dựng quan trọng, được hình thành từ sự kết hợp của cốt liệu thô, cốt liệu mịn và chất kết dính. Việc sử dụng vụn bêtông thay thế cho đá tự nhiên trong hỗn hợp bêtông không chỉ giúp giảm chi phí mà còn góp phần bảo vệ môi trường. Nghiên cứu cho thấy, việc thay thế này có thể làm giảm áp lực lên nguồn tài nguyên thiên nhiên, đồng thời giảm thiểu lượng chất thải xây dựng. Theo các nghiên cứu, bêtông tái chế có thể đạt được cường độ tương đương với bêtông sử dụng cốt liệu tự nhiên, nếu được thiết kế và thực hiện đúng cách. Việc áp dụng bêtông xanh và bêtông composite trong xây dựng hiện nay đang trở thành xu hướng, nhấn mạnh tầm quan trọng của việc phát triển bền vững trong ngành xây dựng.

1.1. Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước

Tại Việt Nam, nghiên cứu về ứng dụng vụn bêtông trong xây dựng còn hạn chế. Tuy nhiên, ở các nước phát triển như Mỹ và Châu Âu, bêtông tái chế đã được sử dụng rộng rãi trong nhiều ứng dụng khác nhau. Các nghiên cứu cho thấy, việc sử dụng vụn bêtông không chỉ giúp tiết kiệm chi phí mà còn giảm thiểu tác động tiêu cực đến môi trường. Các dự án như cải tạo sân bay Changi ở Singapore đã chứng minh tính khả thi của việc sử dụng vụn bêtông trong xây dựng. Những nghiên cứu này mở ra hướng đi mới cho ngành xây dựng tại Việt Nam, khuyến khích việc áp dụng công nghệ tái chế trong sản xuất vật liệu xây dựng.

II. Tính chất và khả năng sử dụng vụn bêtông

Vụn bêtông có nhiều tính chất đặc biệt, bao gồm độ hút nước cao và khối lượng thể tích thấp hơn so với đá tự nhiên. Những đặc điểm này ảnh hưởng đến tính chất bêtông khi sử dụng vụn bêtông làm cốt liệu. Nghiên cứu cho thấy, việc sử dụng vụn bêtông có thể làm giảm cường độ chịu nén của bêtông từ 5% đến 30%, tùy thuộc vào tỷ lệ thay thế. Tuy nhiên, nếu được thiết kế hợp lý, bêtông tái chế vẫn có thể đạt được cường độ cao, đáp ứng yêu cầu kỹ thuật trong xây dựng. Việc áp dụng công nghệ bêtông hiện đại có thể cải thiện đáng kể hiệu suất của bêtông tái chế, mở ra nhiều cơ hội cho việc sử dụng vụn bêtông trong các công trình xây dựng.

2.1. Thiết kế cấp phối bêtông sử dụng vụn bêtông

Thiết kế cấp phối bêtông là một yếu tố quan trọng trong việc đảm bảo chất lượng của hỗn hợp bêtông. Việc thay thế một phần đá tự nhiên bằng vụn bêtông đòi hỏi phải điều chỉnh tỷ lệ các thành phần khác trong hỗn hợp để đảm bảo cường độ và độ bền của bêtông. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng, việc tối ưu hóa tỷ lệ nước/cement (N/X) có thể cải thiện đáng kể cường độ của bêtông sử dụng vụn bêtông. Hơn nữa, việc sử dụng các phụ gia hóa học cũng có thể giúp cải thiện tính chất của bêtông, làm cho nó trở nên linh hoạt hơn trong ứng dụng thực tế.

III. Kết quả thí nghiệm và phân tích

Kết quả thí nghiệm cho thấy, việc sử dụng vụn bêtông thay thế cho đá tự nhiên có ảnh hưởng rõ rệt đến cường độ chịu nén của bêtông. Các mẫu bêtông được chế tạo với tỷ lệ vụn bêtông thay thế từ 20% đến 40% cho thấy cường độ chịu nén giảm nhẹ, nhưng vẫn nằm trong giới hạn cho phép cho các ứng dụng xây dựng. Ngoài ra, các thông số khác như độ co ngót và độ bền cũng được khảo sát, cho thấy rằng bêtông tái chế có thể đạt được hiệu suất tương đương với bêtông truyền thống. Những kết quả này khẳng định tính khả thi của việc sử dụng vụn bêtông trong xây dựng, đồng thời mở ra hướng đi mới cho việc phát triển bền vững trong ngành xây dựng.

3.1. So sánh cường độ bêtông sử dụng vụn bêtông

Các thí nghiệm so sánh cường độ bêtông giữa mẫu sử dụng vụn bêtông và mẫu sử dụng đá tự nhiên cho thấy sự khác biệt rõ rệt. Mặc dù cường độ chịu nén của bêtông sử dụng vụn bêtông có phần giảm, nhưng vẫn đáp ứng được yêu cầu kỹ thuật cho nhiều loại công trình. Việc sử dụng vụn bêtông không chỉ giúp tiết kiệm chi phí mà còn góp phần bảo vệ môi trường, giảm thiểu lượng chất thải xây dựng. Những kết quả này khẳng định rằng, bêtông tái chế có thể trở thành một lựa chọn hợp lý cho ngành xây dựng trong tương lai.

Luận văn thạc sĩ HCMUTE: Nghiên cứu ứng dụng vụn bêtông thay thế đá tự nhiên trong hỗn hợp bêtông