Thiết Kế Và Thử Nghiệm Tính Năng Của Bê Tông Sử Dụng Sợi Gia Cường Polypropylene Có Cấp Độ Bền B 15

i

LỜI CẢM ƠN

Thực hiện khóa luận tốt nghiệp là khoảng thời gian hết sức cần thiết của

sinh viên. Đó là khoàng thời gian sinh viên tiếp cận với thực tế, nhằm củng cố

và vận dụng những kiến thức đã đƣợc học trong nhà trƣờng vào thực tế.

Để hoàn thành tốt khóa luận tốt nghiệp ngoài sự phấn đấu nỗ lực của

bản thân, em đã nhận đƣợc sự giúp đỡ tận tình của tập thể cá nhân trong và

ngoài trƣờng.

Nhân dịp này, em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến các thầy, cô giáo là

giảng viên trong bộ môn Kỹ thuật công trình trƣờng Đại học Lâm Nghiệp Việt

Nam những ngƣời đã dạy dỗ truyền đạt kiến thức cho em trong quá trình học tập

tại trƣờng.

Đặc biệt, em xin chân thành cảm ơn đến các thầy giáo TS. Đặng Văn

Thanh và ThS Nguyễn Văn Quân – giảng viên trƣờng Đại học Lâm nghiệp Việt

Nam đã tận tình hƣớng dẫn em thƣợc hiện thành công khóa luân tốt nghiệp này.

Do thời gian làm khóa luận tốt nghiệp có hạn, kiến thức và kinh nghiệm

bản thân còn hạn chế không thể tránh khỏi nhƣỡng sai sót trong quá trình thực

hiện, em rất mong nhận đƣợc sự góp ý của các thầy cô giáo và tất cả các bạn

sinh viên để khóa luận này đƣợc hoàn thiện hơn.

Em xin chân thành cảm ơn!

Hà Nội, ngày…….tháng……. năm…………

Sinh viên

Trần Thị Thu Nga

ii

MỤC LỤC

ĐẶT VẤN ĐỀ....................................................................................................... 1

Chƣơng 1: TỔNG QUAN, NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU. 3

1.1. Tổng quan về bê tông..................................................................................... 3

1.1.1. Một số vấn đề chung về bê tông.................................................................. 3

1.1.2. Tính chất cơ bản của bê tông ...................................................................... 5

1.2. Tổng quan về bê tông sợi polypropylen....................................................... 10

1.2.2 Tổng quan về bê tông sợi polypropylen..................................................... 12

1.3. Xác định nội dung và phƣơng án nghiên cứu .............................................. 15

Chƣơng 2: VẬT LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .......................... 17

2.1. Yêu cầu vật liệu chế tạo bê tông .................................................................. 17

2.1.1. Yêu cầu đối với xi măng ........................................................................... 17

2.1.2. Yêu cầu đối với cốt liệu nhỏ ..................................................................... 18

2.1.3. Yêu cầu đối với cốt liệu lớn ...................................................................... 21

2.1.4. Yêu cầu đối với nƣớc ................................................................................ 24

2.1.5. Yêu cầu đối với phụ gia ............................................................................ 25

2.1.6. Sợi gia cƣờng ............................................................................................ 26

2.2. Các phƣơng pháp thí nghiệm ....................................................................... 28

2.2.2. Thí nghiệm xác định độ sụt của hỗn hợp bê tông ..................................... 37

2.2.3. Thí nghiệm xác định cƣờng độ chịu nén của bê tông ............................... 39

2.2.4. Thí nghiệm xác định cƣờng độ chịu kéo khi uốn của bê tông.................. 43

Chƣơng 3: TÍNH TOÁN LÝ THUYẾT THÀNH PHẦN................................... 47

BÊ TÔNG SỢI POLYPROPYLENE.................................................................. 47

3.1. Các phƣơng pháp thiết kế thành phần bê tông............................................. 47

3.2. Xác định phƣơng pháp thiết kế thành phần bê tông sợi polypropylene ...... 48

3.3. Trình tự và kết quả tính toán lý thuyết......................................................... 49

3.3.1. Xác định lƣợng nƣớc nhào trộn................................................................. 49

3.3.2. Xác định tỉ lệ xi măng/nƣớc...................................................................... 50

3.3.3. Xác định lƣợng xi măng và sợi gia cƣờng ................................................ 51

iii

Chƣơng 4: THỰC NGHIỆM VÀ HIỆU CHỈNH THÀNH PHẦN .................... 55

BÊ TÔNG SỢI POLYPROPYLENE.................................................................. 55

4.1. Tổng hợp kết quả tính toán lý thuyết và thí nghiệm kiểm tra...................... 55

4.2. Kiểm tra và hiệu chỉnh theo độ sụt............................................................... 55

4.3. Kiểm tra và hiệu chỉnh theo cƣờng độ chịu nén .......................................... 58

4.4. Kiểm tra và lựa chọn hàm lƣợng sợi theo cƣờng độ chịu kéo uốn .............. 60

4.4.2. Kết quả và phân tích kết quả thí nghiệm................................................... 61

4.5. Phân tích tổng hợp và lựa chọn thành phần hợp lý...................................... 63

KẾT LUẬN – TỒN TẠI – KIẾN NGHỊ ............................................................ 64

1. Kết luận ........................................................................................................... 64

2. Tồn tại.............................................................................................................. 65

3. Kiến nghị......................................................................................................... 65

TÀI LIỆU THAM KHẢO.......................................................................................

iv

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 2-1. Lựa chọn mác xi măng theo cấp bê tông............................................ 17

Bảng 2-2. Một số chỉ tiêu kỹ thuật của xi măng PCB-40 ................................... 18

Bảng 2-3. Thành phần hạt của cát....................................................................... 18

Bảng 2-4. Quy định về hàm lƣợng tạp chất trong cát ......................................... 19

Bảng 2-5. Hàm lƣợng các tạp chất trong cát....................................................... 20

Bảng 2-6. Hàm lƣợng ion Cl￾trong cát............................................................... 20

Bảng 2-7. Thành phần hạt của cốt liệu lớn ......................................................... 22

Bảng 2-8. Hàm lƣợng bùn, bụi, sét trong cốt liệu lớn......................................... 22

Bảng 2-9. Mác của đá dăm từ đá thiên nhiên theo độ nén dập........................... 23

Bảng 2-10. Quy định với nƣớc trộn hỗn hợp bê tông (mg/l).............................. 24

Bảng 2-11. Đặc tính kỹ thuật của sợi Polypropylene ......................................... 27

Bảng 2-12. Kích thƣớc bên trong của côn sụt Abrams....................................... 38

Bảng 2-13. Hệ số điều chỉnh khi kích thƣớc mẫu không tiêu chuẩn .................. 42

Bảng 2-14 Hệ số tính đổi cƣờng độ kéo khi uốn ................................................ 46

Bảng 3-1. Độ sụt hỗn hợp bê tông nên dùng cho dạng kết cấu .......................... 49

Bảng 3-2. Lƣợng nƣớc dùng trộn bê tông, kg/m3

............................................... 50

Bảng 3-3. Hệ số chất lƣợng vật liệu.................................................................... 51

Bảng 3-4. Lƣợng xi măng tối thiểu theo TCVN ................................................. 52

Bảng 3-5. Hệ số dƣ vữa trong bê tông ................................................................ 53

Bảng 3-6. Kết quả tính toán lý thuyết các thành phần vật liệu ........................... 54

Bảng 4-1. Tổng hợp kết quả thiết kế và thí nghiệm............................................ 55

Bảng 4-2. Kết quả kiểm tra độ sụt lần trộn thứ nhất........................................... 57

Bảng 4-3. Kết quả hiệu chỉnh các thành phần vật liệu theo độ sụt..................... 58

Bảng 4-4. Kết quả kiểm tra độ sụt đạt yêu cầu ................................................... 58

Bảng 4-6. Thành phần vật liệu chế tạo các nhóm mẫu ....................................... 60

Bảng 4-7. Kết quả thí nghiệm ảnh hƣởng tới cƣờng độ chịu kéo uốn................ 61

v

DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình 2-1. Sợi gia cƣờng Polypropylene.............................................................. 27

Hình 2-2. Dụng cụ đo độ sụt của hỗn hợp bê tông ............................................. 39

Hình 2-3. Máy nén thủy lực xác định cƣờng độ chịu nén................................... 43

Hình 2-4a. Sơ đồ thí nghiệm kéo khi uốn, đặt một tải........................................ 43

Hình 2-4b. Sơ đồ thí nghiệm kéo khi uốn, đặt 2 tải............................................ 44

Hình 2-5. Thiết bị và bố trí thí nghiệm xác định cƣờng độ chịu kéo khi uốn .... 46

Hình 4-1. Hình ảnh làm thí nghiệm đo độ sụt..................................................... 57

Hình 4-2. Hình ảnh làm thí nghiệm xác định cƣờng độ chịu nén....................... 59

Bảng 4-5. Kết quả kiểm tra cƣờng độ chịu nén .................................................. 60

Hình 4-3. Quan hệ hàm lƣợng sợi và cƣờng độ chịu kéo uốn ............................ 61

1

ĐẶT VẤN ĐỀ

Trong sự nghiệp công nghệ hóa, hiện đại hóa đất nƣớc ngành xây dƣợng

cơ bản đóng một vai trò hết sức quan trọng. Cùng với sự phát triển mạnh mẽ của

mỗi lĩnh vực khoa học công nghệ, ngành xây dựng cơ bản đã và đang có những

bƣớc tiến đáng kể. Để đáp ứng đƣợc nhu cầu ngày càng cao của xã hội, xu

hƣớng và nhu cầu xây dụng công trình có độ phức tạp về kỹ thuật ngày càng lớn

thì yêu cầu về vật liệu chế tạo cũng thay đổi.

Bê tông đƣợc biết đến rộng rãi là một loại nguyên liệu xây dựng linh hoạt

và ít tốn kém, tuy nhiên nó cũng cũng có những mặt hạn chế vốn có. Đối với các

tiêu chuẩn chung của xây dựng thì bê tông khá dễ gãy và thiếu tính dẻo dai, khi

đƣợc đặt trong nhiệt độ cực nóng của lửa, bê tông có thể nổ và vở vụn. Với

những vấn đề trên thì bê tông có chiều hƣớng gãy nứt khi còn mới là những khe

nứt nhỏ không thể thấy bằng mắt thƣờng, thƣờng xảy ra do sức căng từ bên

trong làm nó lún & co ngót chỉ sau 24 giờ. Còn nứt sau một thời igan sử dụng

bắt nguồn từ sự co ngót do thoát hơi nƣớc qua nhiều tháng, nhiều năm dẫn đến

khô & gãy. Trong cả hai trƣờng hợp trên thì những vết nứt này có thể ảnh hƣởng

xấu đến tổng thể nguyên vẹn của bê tông và không cho phép nó duy trì trạng

thái ban đầu cũng nhƣ không đạt đƣợc hiệu quả cao nhất.

Để khắc phục những nhƣợc điểm đó cảu bê tông thì việc sử dụng sợi bê

tông sợi gia cƣờng là một giải pháp hữu hiệu. Các nghiên cứu cho thấy: mỗi loại

sợi khi đƣa vào thành phần của bê tông sẽ tạo ra những loại bê tông hỗn hợp

khác nhau. Nó có thể giúp cho bê tông giảm rò rỉ, chống rạn nứt co ngót, tăng

cƣờng độ bê tông, rút ngắn thời gian hoàn thiện, tạo độ bền, mô đun đàn hồi lớn

hơn, cƣờng độ chịu uốn cao hơn, độ thấm nƣớc thấp hơn, khả năng chịu mài

mòn lớn hơn và độ bền cao hơn…

Các công trình nghiên cứu về chủ đề này cũng khá phổ biến, tuy nhiên

nhằm đánh giá tính chính xác và khách quan cần tiến hành thí nghiệm trực tiếp.

2

Với mục đích nghiên cứu kiểm nghiệm một số tính chất của bê tông

thƣờng và bê tông sử dụng sợi gia cƣờng qua đó làm sáng, so sánh và rút ra kết

luận cho những ƣu nhƣợc điểm của bê tông.

Từ những phân tích trên, đề tài “Thiết kế và thử nghiệm tính năng của

bê tông sử dụng sợi gia cường polypropylene có cấp độ bền B15” có tính cấp

thiết và thực tiễn cao.