Nghiên Cứu Sử Dụng Cát Biển Làm Cốt Liệu Bê-tông Xi-măng-Nguyễn Quang Thiết

- ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINHTRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA CÔNG NGHỆ VẬT LIỆU BỘ MÔN SILICAT o0o LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG CÁT BIỂN LÀ M CỐT LIỆU BÊ-TÔNG XI-MĂNG GVHD: TS.
- Nội dung luận văn:NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG CÁT BIỂN LÀ M CỐT LIỆU BÊ-TÔNG XI- MĂNG2.
- Tổ ng quan về đặc trưng và nghiên cứu sử du ̣ng cát biể n trong bê-tông xi-măng.
- Đánh giá chỉ tiêu cốt liê ̣u, thiế t kế cấ p phố i, thực nghiê ̣m và đánh giá cố t liê ̣u cát biể n ở hai cấ p đô ̣ sử du ̣ng vữa xi-măng và bê-tông xi-măng trong phòng thí nghiê ̣m.
- Đề tài: Nghiên cứu sử dụng cát biển làm cốt liệu bê-tông xi-măng3.
- 1Chương 1: TỔNG QUAN LÝ THUYẾT BÊ-TÔNG.
- 7 1.1 Khái niê ̣m Bê-tông và bê-tông xi-măng.
- Cố t liê ̣u bê-tông.
- Thiế t kế cấ p phố i bê-tông thương phẩ m.
- BÊ-TÔNG XI-MĂNG M300 SỬ DỤNG CÁT BIỂN.
- Thiết kế cấp phối chế ta ̣o bê-tông.
- Kế t quả đo độ sụt của hỗn hợp bê-tông (TCVN 3106:1993.
- Kế t quả đo khối lượng thể tích của hỗn hợp bê-tông nặng (TCVN .
- Kế t quả đo thể tích thực tế của mẻ trộn hỗn hợp bê-tông nặng (TCVN 3108:1993.
- Bảo dưỡng mẫu bê-tông (TCVN 3105:1993.
- Kế t quả đo khối lượng thể tích của bê-tông (TCVN 3115:1993.
- Kế t quả đo cường độ nén của bê-tông nặng theo phương pháp phá hủy.
- 25Hình 1.13: Xác định cường độ chịu nén của bê-tông.
- 30Hình 1.14: Cường độ của bê-tông tăng theo thời gian.
- 31Hình 1.15: Cường độ của bê-tông tương ứng với tuổi 1, 10, 28 và t ngày.
- 33Hình 1.17: Xâm thực bê-tông do bị mài mòn, rửa trôi cống Vàm Đồn – Bến Tre.
- 80Hình 3.12: Biểu đồ cường độ bê-tông ở ngày tuổi.
- 102Hình III: Khuôn đúc mẫu bê-tông.
- 70 xiiiBảng 3.16: Cấp phối bê-tông theo TCVN [14.
- 76Bảng 3.17: Độ sụt của bê-tông.
- 76Bảng 3.18: Khối lượng thể tích của mẫu bê-tông sử dụng xi-măng bền sunphat.
- 77Bảng 3.19: Khối lượng thể tích mẫu bê-tông sử dụng xi-măng bền sunfat có sử dụng phụgia sikament 2000AT.
- 78Bảng 3.20: Cấp phối cho một mẻ trộn hỗn hợp bê-tông sử dụng xi-măng bền sunphát.
- 79Bảng 3.21: cấp phối cho một mẻ trộn hỗn hợp bê-tông sử dụng xi-măng bền sunfat vàphụ gia sikament 2000AT.
- 79Bảng 3.22: Khối lượng thể tích của mẫu bê-tông sử dụng xi-măng bền sunphat.
- 81Bảng 3.23: Khối lượng thể tích của mẫu bê-tông sử dụng xi-măng bền sunfat và phụ giasikament 2000AT.
- 81Bảng 3.24: Cường độ nén mẫu bê-tông 3 ngày tuổi.
- 82Bảng 3.25: Cường độ nén mẫu bê-tông 7 ngày tuổi.
- 82Bảng 3.26: Cường độ nén mẫu bê-tông 28 ngày tuổi.
- 82Bảng 3.27: Cường độ nén mẫu bê-tông 60 ngày.
- 83Bảng 3.28: Cường độ nén mẫu bê-tông 90 ngày.
- cho phép khai thác cát sỏi biển, cát vỏ sò để chế tạo bê-tông xi-măng không cố t thép.
- Ngoài ra cát biển xung quanh các bờ biển của Vương quốc Anh đã được sử dụngtrong sản xuất bê-tông trong nhiều thập kỷ qua [3].
- Ở Trung Quốc, nơi các khu vực duyên hải ven biển nguồn cát biển rất dồi dào, cátbiển đã được sử dụng tương đố i rộng rãi trong xây dựng bê-tông vì sự thuận tiện trongSVTH: Nguyễn Quang Thiết Page 2Luận Văn Tốt Nghiệp GVHD: T.S Nguyễn Khánh Sơnkhai thác mỏ và giao thông vận tải và chi phí thấp hơn, chi phí của cát biển là chỉ khoảng50-70% cát sông thông thường [4].
- Khối lượng thể tích của hỗn hợp bê-tông và khối lượng thể tích bê-tông cho 2 loại cấp phối trên.
- Từ đó có hướng đề xuấ t thić h hơ ̣p cho viê ̣c khaithác sử du ̣ng nguồ n nguyên liê ̣u dồ i dào này phu ̣c vu ̣ phát triể n xây dựng cơ sở ha ̣ tầ ngđấ t nước.SVTH: Nguyễn Quang Thiết Page 6Luận Văn Tốt Nghiệp GVHD: T.S Nguyễn Khánh Sơn Chương 1: TỔNG QUAN LÝ THUYẾT BÊ-TÔNG ̣ bê-tông và bê-tông xi-măng1.1 Khái niêm1.1.1.
- Phân loại theo khối lượng thể tích (dung trọng)SVTH: Nguyễn Quang Thiết Page 7Luận Văn Tốt Nghiệp GVHD: T.S Nguyễn Khánh Sơn Đây là cách phân loại thường được dùng nhất vì khối lượng riêng của các thành phần tạo nên bê-tông gần như nhau (đều là các khoáng chất vô cơ) nên khối lượng thể tích của bê-tông phản ánh độ đặc chắc của nó.
- Theo cách phân loại này có thể chia bê- tông thành 4 loại.
- Bê-tông này ngăn được các tia X và tia.
- Bê-tông nặng: (còn gọi là bê-tông thường) mv kg/m3 chế tạo từ các loại đặc chắc và các loại đá chứa quặng.
- Loại bê-tông này được sử dụng phổ biến trong xây dựng cơ bản và dùng sản xuất các cấu kiện chịu lực.
- Phân theo chất kết dính dùng trong bê-tông  Bê-tông xi-măng: Chất kết dính là xi-măng và chủ yếu là xi-măng pooclang và các dạng khác của nó.
- Bê-tông silicat: Chế tạo từ nguyên liệu vôi và cát silic nghiền, qua xử lý chưng hấp ở nhiệt độ và áp suất cao.
- Bê-tông thạch cao: Chất kết dính là thạch cao hoặc xi-măng thạch cao.
- Bê-tông polime: Chất kết dính là chất dẻo hóa học và phụ gia vô cơ.SVTH: Nguyễn Quang Thiết Page 8Luận Văn Tốt Nghiệp GVHD: T.S Nguyễn Khánh Sơn 3.
- Phân loại theo phạm vi sử dụng  Bê-tông công trình: sử dụng ở các kết cấu và công trình chịu lực, yêu cầu có cường độ thích hợp và tính chống biến dạng.
- Bê-tông công trình cách nhiệt: Vừa yêu cầu chịu được tải trọng vừa cách nhiệt, dùng ở các kết cấu bao che như tường ngoài, tấm mái.
- Bê-tông cách nhiệt: bảo đảm yêu cầu cách nhiệt của các kết cấu bao che có độ dày không lớn.
- Bê-tông làm đường: Dùng làm tấm lát mặt đường, đường băng sân bay.
- loại bê- tông này cần có cường độ cao, tính chống cọ mòn lớn và chịu được sự biến đổi lớn về nhiệt độ và độ ẩm.
- Bê-tông chịu lửa: Chịu được tác dụng lâu dài của nhiệt độ cao trong quá trình sử dụng.
- Bê-tông trang trí: Dùng trang trí bề mặt công trình, có màu sắc yêu cầu và chịu được tác dụng thường xuyên của thời tiết.
- Bê-tông nặng chịu bức xạ: Dùng ở các công trình đặc biệt, hút được bức xạ của tia  hay bức xạ notron.SVTH: Nguyễn Quang Thiết Page 9Luận Văn Tốt Nghiệp GVHD: T.S Nguyễn Khánh Sơn1.2 Chấ t kế t dính xi-măng và quá trin ̀ h thủy hóa1.2.1.
- Các lỗ rỗng này ảnhhưởng trực tiếp đến cường độ của đá xi-măng và bê-tông sau này.
- Vì vậy, lượng N/X thích hợp hết sức quan trọng đối với cường độcủa đá xi-măng và bê-tông về sau.
- Lỗ không khí lẫn vào khi trộn XM hoặc bê-tông: Kích thước tương đối lớn, có thể nhìn thấy bằng mắt thường.
- Yêu cầu về xi-măng Xi-măng dùng để làm bê-tông phải không gây ra bất kỳ hiệu ứng có hại nào đếnchất lượng của bê-tông.
- Chất lượng xi-măng dùng để sản xuất bê-tông phải đáp ứng được yêu cầu tiêucông nghiệp của mỗi quốc gia, hoặc của một tiêu chuẩn quốc tế.
- Cốt liêụ bê-tông Mục đích sử dụng cốt liệu là thay đổi tính chất bê-tông: độ cứng, modul E, màimòn.
- Xu thế hiệnnay là giảm đường kính cốt liệu lớn để tăng cường sự đồng nhất và tránh các ứng suất cụcbộ trong khối bê-tông.
- Cốt liệu nhỏ dùng bê-tông phải không được gây bất cứ hiệu ứng có hại nào đếnchất lượng bê-tông và không làm tăng lượng xi-măng trong bê-tông.
- Trong bê-tông cốt liệu mịn chiếm 35 – 45% thể tích cốtliệu.
- Các chất này có thể tác động xấu đến chất lượng bê-tông và cốt thép.SVTH: Nguyễn Quang Thiết Page 26Luận Văn Tốt Nghiệp GVHD: T.S Nguyễn Khánh Sơn  Nước ven biển và nước biển thường có chứa sunfat, ion clorit và các ion khác có thể gây nở bê-tông và ăn mòn cốt thép, giảm cường độ bê-tông.
- Chỉ nên sử dụng nước biển trong các loại bê-tông cường độ rất thấp và không sử dụng cốt thép1.4.2.
- Trong các trường hợp này, việc dùngmột loại phụ gia có tỷ diện lớn như xi-măng phải không làm tăng hàm lượng nước yêucầu của bê-tông.1.4.2.2.
- Phụ gia hóa họcSVTH: Nguyễn Quang Thiết Page 27Luận Văn Tốt Nghiệp GVHD: T.S Nguyễn Khánh Sơn Phụ gia hóa sử dụng để làm bê-tông không được gây ra bất kỳ hiệu ứng nào có hạiđến chất lượng bê-tông.
- Mỗi phụ gia chỉ được dùng sau khi đã có sự đánh giá để minh chứng rằng nó sẽkhông có hiệu ứng có hại đến chất lượng của bê-tông dự kiến.
- Cường độ nén thường được dùng làm cường độ đặc trưng cho tất cả các loại bê-tông.
- Cường độ uốn cũng là một thuộc tính quan trọng khi bê-tông dùng trong việc xâydựng bê-tông lớp mặt.
- Cường độ bê-tông tỷ lệ nghịch với tỷ lệ N/X.
- Các tính chất cơ lý Tính năng cơ học của bê-tông là chỉ các loại cường độ và biến dạng.
- của bê-tông.
- Cường độ của Bê-tông:SVTH: Nguyễn Quang Thiết Page 29Luận Văn Tốt Nghiệp GVHD: T.S Nguyễn Khánh Sơn Cường độ là chỉ tiêu cơ học quan trọng, là một đặc trưng cơ bản của bê-tông, phảnánh khả năng chịu lực của vật liệu.
- Thường căn cứ vào cường độ để phân biệt các loại bê-tông.
- Cường độ của bê-tông phụ thuộc vào thành phần và cấu trúc của nó.
- Để xác địnhcường độ của bê-tông phải làm các thí nghiệm, thí nghiệm phá hoại mẫu là phương phápxác định cường độ một cách trực tiếp và dùng phổ biến.
- Ngoài ra có thể dùng các PP giántiếp: siêu âm, ép lõm viên bi trên bề mặt bê-tông..
- Np Cường độ chịu nén: Rn  F Để xác định cường độ chịu nén của bê-tông thường người ta thí nghiệm nén cácmẫu lập phương có cạnh a cm, hay khối lăng trụ đáy vuông, khối trụ tròn.
- Hình 1.13: Xác định cường độ chịu nén của bê-tông Bê-tông thường có Rn=100 ÷ 600 kg/cm .
- Cường độ khối vuông (kí hiệu R) để xácđịnh mác bê-tông về chịu nén.
- Các nhân tố ảnh hưởng đến cường độ của bê-tông.
- Thành phần và cách chế tạo bê-tông: Đây là nhân tố quyết định đến cường độ bê- tông.
- Tỉ lệ N/X.SVTH: Nguyễn Quang Thiết Page 30Luận Văn Tốt Nghiệp GVHD: T.S Nguyễn Khánh Sơn  Chất lượng của việc trộn vữa bê-tông, đầm và bảo dưỡng bê-tông.
- Các yếu tố này đều ảnh hưởng đến cường độ bê-tông nhưng mức độ có khác nhau.Thí dụ tỉ lệ N/X ảnh hưởng lớn đến Rn.
- Điều kiện dưỡng hộ: Môi trường có nhiệt độ và độ ẩm lớn thì thời gian ninh kết của bê-tông có thể rútngắn đi rất nhiều.
- Nếu dưỡng hộ bê-tông bằng hơi nước nóng thì cường độ tăng nhanhSVTH: Nguyễn Quang Thiết Page 31Luận Văn Tốt Nghiệp GVHD: T.S Nguyễn Khánh Sơntrong vài ngày đầu nhưng bê-tông sẽ dòn hơn và có cường độ cuối cùng thường thấp hơnso với bê-tông dưỡng hộ trong điều kiện tiêu chuẩn.1.6.2.
- Xâm thực sulfat, kiề m: Xi-măng và bê-tông có thể phải làm việc trong các môi trường nước có chứa cácloại muối khác nhau, đặc biệt là nước biển, nước ngầm, nước công nghiệp và tác dụngcủa dòng nước chảy xiết.
- Tùy thuộc vào các tác nhân ăn mòn chứa trong nước mà tácdụng ăn mòn của chúng đối với đá xi-măng và bê-tông có khác nhau.
- Nói chung, các tính chất của cốt liệu bê-tông là khá ổn định, khoángsilicat trong cốt liệu tồn tại dưới dạng khoáng kết tinh (khoáng quarzt), ổn định.
- Phản ứng ăn mòn dạng này xảy ra khi trong xi-măng có chứa alkali (đặc biệt làNa2O) và trong cốt liệu bê-tông có SiO2 hoạt tính.
- Khi được kiểm tra đạtSVTH: Nguyễn Quang Thiết Page 36Luận Văn Tốt Nghiệp GVHD: T.S Nguyễn Khánh Sơnyêu cầu về chất lượng cốt liệu cho vữa xi-măng và bê-tông xi-măng theo tiêu chuẩn mớiđược đưa vào thí nghiệm.
- Sau đó kết luận tính chất của vữa xi-măng Từ các thí nghiệm trên vữa xi-măng đươ ̣c dùng làm cơ sở và đinh ̣ hướng trongthiế t kế chế ta ̣o mẫu bê-tông M300.
- Nhằm xác định cường độ nén của bê-tông, khốilượng thể tích của hỗn hợp bê-tông, bê-tông qua mẫu bê-tông 15x15x15 cm.2.1.
- Bằ ng cách làm sa ̣ch này đảm bảo cát biể n không mang các tác du ̣ng có ha ̣inhư ăn mòn vào cấ u kiê ̣n bê-tông cố t thép.
- mẫu (g) mẫu (g) sàng lũy đun SVTH: Nguyễn Quang Thiết Page 41Luận Văn Tốt Nghiệp GVHD: T.S Nguyễn Khánh Sơn Trung bình 1,097Do đó mô-đun độ lớn của cát biển trong nghiên cứu này là: 1,097 Nhâ ̣n xét: Mô-đun cát biển trong nghiên cứu này khá nhỏ so với cát tiêu chuẩn đểsử dụng trong bê-tông nặng theo mục tiêu nghiên cứu của đề tài

Xem thử không khả dụng, vui lòng xem tại trang nguồn
hoặc xem Tóm tắt