Ảnh hưởng của tro bay đến độ bền và khả năng chống ăn mòn cốt thép trong bê tông by HildegardHerman

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG QUỸ PHÁT TRIỂN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ BÁO CÁO TÓM TẮT ĐỀ TÀI KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ CẤP ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG Ảnh hưởng của tro bay đến độ bền và khả năng chống ăn mòn cốt thép trong bê tông Mã số: B2017 ĐN02 21 Chủ nhiệm đề tài: TS. Nguyễn Văn Chính Đà Nẵng, 5/2019 https://tailieuhoc.vn/

i ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG QUỸ PHÁT TRIỂN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ BÁO CÁO TÓM TẮT ĐỀ TÀI KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ CẤP ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG Ảnh hưởng của tro bay đến độ bền và khả năng chống ăn mòn cốt thép trong bê tông Mã số: B2017-ĐN02-21 Xác nhận của tổ chức chủ trì Chủ nhiệm đề tài TS. Nguyễn Văn Chính Đà Nẵng, 5/2019 https://tailieuhoc.vn/

ii ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG DANH SÁCH THÀNH VIÊN THAM GIA Chủ nhiệm đề tài TS. Nguyễn Văn Chính Khoa Xây dựng Dân dụng và Công nghiệp Trường Đại học Bách Khoa Đại học Đà Nẵng Thành viên tham gia PGS TS. Trần Quang Hưng Khoa Xây dựng Dân dụng và Công nghiệp Trường Đại học Bách Khoa Đại học Đà Nẵng ThS. Lê Xuân Dũng Khoa Xây dựng Dân dụng và Công nghiệp Trường Đại học Bách Khoa Đại học Đà Nẵng https://tailieuhoc.vn/

TIN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 1. Thông tin chung: Tên đề tài: Ảnh hưởng của tro bay đến độ bền và khả năng chống ăn mòn cốt thép trong bê tông Mã số: B2017 ĐN02 21 Chủ nhiệm đề tài: TS. Nguyễn Văn Chính Tổ chức chủ trì: Trường Đại học Bách Khoa Đại học Đà Nẵng Thời gian thực hiện: 6/2017 5/2019 2. Mục tiêu: Nghiên cứu ảnh hưởng của tỉ lệ thành phần của các loại tro bay khác nhau thay thế xi măng đến các đặc tính cơ lí (cường độ chịu nén, cường độ chịu uốn, độ co ngót, khả năng chống thấm), độ bền (thông qua khả năng chống xâm thực của axit) và khả năng chống ăn mòn của cốt thép trong bê tông làm việc tại môi trường biển. Từ đó đề xuất loại tro bay phù hợp, thành phần tỉ lệ tối ưu của tro bay trong bê tông, sao cho đạt được đồ bền và khả năng chống ăn mòn tốt nhất, góp phần cho việc sử dụng tro bay trong các công trình xây dựng thực tế làm việc tại môi trường biển. Hơn nữa, khi sử dụng tro bay góp phần giảm thiểu chất thải CO2 ra môi trường, nâng cao hiệu quả kinh tế xã hội. 3. Tính mới và sáng tạo: Sử dụng tro bay từ nhà máy nhiệt điện tại Việt Nam làm thành phần thay thế xi măng nhằm nâng cao một số đặc tính cơ lý và khả năng chống ăn mòn cốt thép trong bê tông 4. Kết quả nghiên cứu: https://tailieuhoc.vn/

iii ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA -------THÔNG

• Xác định vai trò của tro bay trong việc nâng cao cường độ chịu nén và chịu kéo lâu dài của bê tông

5. Sản phẩm: • 01 bài báo khoa học trong nước (Tạp chí Khoa học và công nghệ Đại học Đà Nẵng) • 02 bài báo khoa học xuất bản trên tạp chí quốc tế SCIE (Structure and Infrastructure Engineering Journal và Materials Journal)

6. Phương thức chuyển giao, địa chỉ ứng dụng, tác động và lợi ích mang lại của kết quả nghiên cứu: Tro bay đóng góp tích cực vào việc nâng cao một số đặc tính cơ học, độ bền và khả năng chống ăn mòn cốt thép trong bê tông. Kết quả nghiên cứu của đề tài có thể được chuyển giao cho các nhà máy sản xuất bê tông và nhà máy nhiệt điện trong việc góp phần đưa tro bay vào công nghệ sản xuất bê tông. https://tailieuhoc.vn/

• Ăn mòn cốt thép trong bê tông làm suy giảm khả năng chịu uốn của dầm BTCT. Do đó cần nghiên cứu các loại vật liệu bê tông có khả năng chống ăn mòn cốt thép trong bê tông.

• 02 học viên cao học.

Tro bay thay thế xi măng ở tỉ lệ 20% và 40% góp phần nâng cao khả năng chống thấm của bê tông • Tro bay thay thế xi măng nhưng tỉ lệ N/B không thay đổi làm gia tăng co ngót của bê tông • Tro bay làm tăng khả năng chống lại sự xâm thực của axit sulphuric vào bê tông, bởi vì tro bay góp phần giảm đi sự bào mòn bề mặt, sự mất mát khối lượng, sự suy giảm cường độ chịu nén

• Tro bay góp phần nhỏ vào việc trì hoãn sự bắt đầu xuất hiện ăn mòn cốt thép trong bê tông và tỉ lệ tro bay thay thế xi măng được xem tốt nhất là 10%.

•

v Tổ chức chủ trì Ngày 10 tháng 05 năm 2019 Chủ nhiệm đề tài TS. Nguyễn Văn Chính https://tailieuhoc.vn/

1. General information: Project title: Effect of fly ash on the durability and corrosion resistance of concrete Code number: B2017-ĐN02-21 Coordinator: TS. Nguyễn Văn Chính

• When water and cementitious ration is kept constantly, fly ash contributed to increase the dry shrinkage. https://tailieuhoc.vn/

2. Objective(s): The project investigates the effect of fly ash on some mechanical properties (the compressive strength, flexural strength), physical properties (shrinkage), acid resistance and corrosion resistance of steel in concrete. Based on the test results, the optimum proportion of flyash replacement to original portlan cement is recommended. Moreover the more fly ash used to replace OPC the better sustainable construction as fly ash contributes to CO2 reduction due to Portland cement production.

3. Creativeness and innovativeness:

Using the fly ash available in Vietnam to replace origin Portland cement for improving some mechanical, physical properties; durability and corrosion resistance of steel in concrete. 4. Research results: • Fly ash contributes to increase the long term compressive strength and flexural strength of concrete • Fly ash improve the water resistance of concrete

vi INFORMATION ON RESEARCH RESULTS

Implementing institution: The University of Danang- University of Science and Duration:Technologyfrom June 2017 to May 2019

• Fly ash has a litle possitive affect on the probability of corrosion of steel in concrete and the optimum proportion is 10%.

5. Products: of Science and Technology UD) SCIE and Infrastructure Engineering Journal Materials

and

• Fly ash increases the acid resistance of concrete as it reduced the surface degradation, mass loss and compressive strength loss due to acid attack.

Journal) • 02 master students

vii

• 01 national journals published (Journal

• Corrosion of steel in concrete reduced the flexural strength of reinforced concrete beams. Therefore, the research on the material to replace OPC is neccessary.

https://tailieuhoc.vn/

• 02

journals published (Structure

Fly ash has positive contribution on some mechanical, physical properties; durability andcorrosion resistanceof steelin concrete.Theresultsof this project canbe transferred to the power station and concrete technology companies for using fly ash to replace partly OPC.

6. Transfer alternatives, application institutions, impacts and benefits of research results:

•

2. Mục tiêu đề tài Nghiên cứu ảnh hưởng của tỉ lệ thành phần của các loại tro bay khác nhau thay thế xi măng đến các đặc tính cơ lí (cường độ chịu nén, cường độ chịu uốn, độ co ngót, khả năng chống thấm), độ bền (thông qua khả năng chống xâm thực của axit) và khả năng chống ăn mòn của cốt thép trong bê tông làm việc tại môi trường biển. Từ đó đề xuất loại tro bay phù hợp, thành phần tỉ lệ tối ưu của tro bay trong bê tông, sao cho đạt được đồ bền và khả năng chống ăn mòn tốt nhất, góp phần cho việc sử dụng tro bay trong các công trình xây dựng thực tế làm việc tại môi trường biển. Hơn nữa, khi sử dụng tro bay góp phần giảm thiểu chất thải CO2 ra môi trường, nâng cao hiệu quả kinh tế xã hội. 3. Đối tượng, phạm vi nghiên cứu 3.1 Đối tượng nghiên cứu • Tìm hiểu về đặc tính thành phần hóa học của tro bay Phả Lại, Hải Dương, Việt Nam • Đặc tính cơ học của bê tông có sử dụng tro bay thay thế xi măng Portland (cường độ chịu nén, cường độ chịu uốn) Đặc tính vật lí của bê tông có sử dụng tro bay thay thế xi măng Portland (co ngót) Khả năng chống xâm thực axit của bê tông có sử dụng tro bay thay thế xi măng Portland https://tailieuhoc.vn/

1 MỞ ĐẦU 1. Tình hình nghiên cứu và tính cấp thiết của đề tài Trong các thành phần chế tạo bê tông, xi măng đóng vai trò rất quan trọng. Quá trình sản xuất xi măng tiêu thụ năng lượng rất lớn đồng thời thải ra một lượng lớn CO2 gây ô nhiễm môi trường. Các nhà khoa học đang nghiên cứu để giảm thiểu lượng khí thải CO2, bảo vệ môi trường sống. Một trong những phướng án hiệu quả nhất là nghiên cứu ra các loại vật liệu mới thay thế một phần hoặc toàn bộ xi măng cho bê tông, nâng cao độ bền kết cấu bê tông cốt thép, đồng thời đảm bảo phát triển xây dựng bền vững. Một trong những loại vật liệu có tiềm năng thay thế cho xi măng là tro bay.

•

2 • Ảnh hưởng của ăn mòn cốt thép đồi với khả năng chịu lực của dầm BTCT và khả năng chống ăn mòn của cốt thép trong bê tông có sử dụng tro bay thay thế một phần xi măng Portland 3.2 Phạm vi nghiên cứu • Tro bay nhà máy nhiệt điện Phả Lại (Hải Dương) và tro bay Duyên Hải (Trà Vinh) được sủ dụng trong công trình nghiên cứu. • Nghiên cứu thực nghiệm các đặc tính cơ lý (cường độ chịu nén, cường độ chịu uốn, co ngót), khả năng chống xâm thực axit, khả năng chống ăn mòn của cốt thép trong bê tông 4. Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu 4.1 Cách tiếp cận • Tìm hiểu các công trình nghiên cứu về tro bay trên thế giới cũng như tại Việt Nam • Tiến hành đánh giá đặc tính thành phần hóa học của loại tro bay cần nghiên cứu dựa trên các số liệu từ nhà phân phối sản phẩm tro bay • Chủ nhiệm đề tài lên kế hoạch chi tiết cho các thí nghiệm cần thực hiện và tiến hành thí nghiệm, phân tích kết quả để đưa ra kết luận 4.2. Phương pháp nghiên cứu Nghiên cứu thực nghiệm các đặc tính cơ lí, khả năng chống xâm thực axit và khả năng chống ăn mòn của bê tông có sử dụng tro bay thay thế xi măng Portland. Từ đó phân tích thảo luận kết quả để đề xuất phạm vi ứng dụng cũng như tỉ lệ thành phần tro bay hợp lí nhằm nâng cao độ bền và khả năng chống ăn mòn của cốt thép trong bê tông. 5. Nội dung nghiên cứu Nội dung nghiên cứu gồm Mở đầu Chương 1 Tổng quan về việc sử dụng tro bay thay thế xi măng Portland trong bê tông 1.1Khái niệm về tro bay và các loại tro bay https://tailieuhoc.vn/

3 1.2Các đặc tính cơ lí, độ bền của vật liệu bê tông có tro bay và tiêu chuẩn thí nghiệm áp dụng 1.3Khả năng chống ăn mòn của cốt thép trong bê tông 1.4Các nghiên cứu trên thế giới và Việt Nam Chương 2 Ảnh hưởng của tro bay đến đặc tính cơ học của bê tông 2.1 Thí nghiệm xác định cường độ chịu nén của bê tông có tro bay 2.2 Thí nghiệm xác định cường độ chịu uốn của bê tông có tro bay 2.3 Phân tích kết quả và kết luận Chương 3 Ảnh hưởng của tro bay đến khả năng chống thấm của bê tông 3.1 Giới thiệu 3.2 Chương trình thí nghiệm 3.3 Kết quả và thảo luận 3.4 Kết luận chương Chương 4 Ảnh hưởng của tro bay đến co ngót của bê tông 4.1 Lựa chọn thành phần cấp phối và tiến hành chuẩn bị mẫu thí nghiệm 4.2 Thí nghiệm xác định ảnh hưởng của tro bay đến co ngót của bê tông 4.3 Phân tích kết quả và kết luận Chương 5 Khả năng chống xâm thực axit của bê tông có tro bay 5.1 Lựa chọn thành phần cấp phối và tiến hành chuẩn bị mẫu thí nghiệm 5.2 Thí nghiệm xác định cường độ chịu nén của vật liệu sau thời gian làm việc trong môi trường axit 5.3. Phân tích kết quả và kết luận Chương 6: Khả năng chống ăn mòn của cốt thép trong bê tông tro bay 6.1 Lựa chọn thành phần cấp phối và chuẩn bị mẫu thí nghiệm https://tailieuhoc.vn/

4 6.2 Tiến hành thí nghiệm xác định khả năng ăn mòn của cốt thép trong bê tông tro bay sau thời gian ngâm mẫu trong môi trường chứa chloride 6.3 Phân tích kết quả và kết luận Kết luận chung và kiến nghị https://tailieuhoc.vn/

5 Chương 1 Nghiên cứu tổng quan về việc sử dụng tro bay thay thế xi măng trong bê tông 1.1. Tổng quan và phạm vi ứng dụng của tro bay trong lĩnh vực xây dựng 1.1.1. Khái nệm chung về tro bay Tro bay là phế thải sinh ra khi đốt các nguyên liệu hóa thạch như than đá, than nâu (Hình 1.1) [9]. Hình 1.1 Tro bay 1.1.2. Phân loại tro bay Trên thế giới hiện nay, thường phân loại tro bay theo tiêu chuẩn ASTM C618. Theo cách phân loại này thì phụ thuộc vào thành phần các hợp chất mà tro bay được phân làm hai loại là loại C và loại F [11]. Bảng 1.1. Tiêu chuẩn tro bay theo ASTM [11] Các yêu cầu theo tiêu chuẩn ASTM C618 Đơnvị

Lớn nhất /nhỏ nhất NhómF NhómC Yêu cầu hóa học SiO2 + Al2O3 + Fe2O3 % nhỏ nhất 70 50 SO3 % lớn nhất 5 5 Hàm lượng ẩm % lớn nhất 3 3 Hàm lượng mất khi nung % lớn nhất 5 5 Yêu cầu hóa học không bắt buộc Chất kiềm % 1,5 1,5 Yêu cầu vật lý Độ mịn (+325) % lớn nhất 34 34 https://tailieuhoc.vn/

6 Hoạt tính pozzolanic so với xi măng (7 ngày) % nhỏ nhất 75 75 Hoạt tính pozzolanic so với xi măng (28 ngày) % nhỏ nhất 75 75 nước yêu cầu % lớn nhất 105 105 nở trong nồi hấp % lớn nhất 0,8 0,8 cầu độ đồng đều về tỷ trọng % lớn nhất 5 5 cầu độ đồng đều về độ mịn % lớn nhất 5 5 1.1.3. Thành phần hóa học trong tro bay Bảng 1.2 Thành phần hóa họ (% lượng) Ấn Độ Australia SiO2 28,5 59,7 37,8 58,5 35,6 57,2 50,2 59,7 48,8 66,0 Al2O3 12,5 35,6 19,1 28,6 18,8 55,0 14,0 32,4 17,0 27,8 Fe2O3 2,6 21,2 6,8 25,5 2,3 19,3 2,7 14,4 1,1 13,9 CaO 0,5 28,9 1,4 22,4 1,1 7,0 0,6 2,6 2,9 5,3 MgO 0,6 3,8 0,7 4,8 0,7 4,8 0,1 2,1 0,3 2,0 Na2O 0,1 1,9 0,3 1,8 0,6 1,3 0,5 1,2 0,2 1,3 K2O 0,4 4,0 0,9 2,6 0,8 0,9 0,8 4,7 1,1 2,9 P2O5 0,1 1,7 0,1 0,3 1,1 1,5 0,1 0,6 0,2 3,9 TiO2 0,5 2,6 1,1 1,6 0,2 0,7 1,0 2,7 1,3 3,7 MnO 0,03 0,2 0,5 1,4 SO3 0,1 12,7 0,1 2,1 1,0 2,9 0,1 0,6 MKN 0,8 32,8 0,2 11,0 0,5 5,0 tro Hàm tố trong tro phụ thuộc chủ yếu vào hàm lượng của chúng có trong nguyên liệu ban đầu. 1.1.5. Cấu trúc hình thái của tro bay Hầu hết các hạt tro bay đều có dạng hình cầu với các kích thước hạt khác nhau, các hạt có kích thước lớn thường ở dạng bọc và có hình dạng rất khác nhau [16]. Các hạt tro bay được chia ra làm hai dạng: dạng đặc và dạng rỗng. 1.1 6. Một số công trình nghiên cứu về tro bay trong lĩnh vực xây dựng ở Việt Nam Nước ta hiện đang trong quá trình phát triển xây dựng cầu cống, các công trình thuỷ điện, các đê kè. Tro bay được dùng làm phụ gia bê tông khối lớn cho các công https://tailieuhoc.vn/

1.1.4. Các nguyên tố vi lượng trong

Yêu

Châu Âu Mỹ Trung Quốc

lượng các nguyên

Lượng

c của tro bay theo vùng miền [13] Thành phần Khoảng

Độ

khối

bay

vi lượng

bay

7 trình đập thuỷ điện áp dụng công nghệ đổ bê tông đầm lăn như nhà máy thuỷ điện Sơn La, Bản Vẽ, Sông Tranh 2,… và một số công trình khác như đập Bái Thượng (Thanh Hoá), đập Tân Giang (Ninh Thuận), đập Lòng Sông (Bình Thuận),… [17] 1.1 7 Ứng dụng tro bay trong một số lĩnh vực và công trình trên thế giới • Tro bay dùng làm vật liệu điền lấp • Tro bay cải thiện độ bền và kết cấu của bê tông dẫn đến tăng tuổi thọ của đường.

1.3. Phản ứng pozzolan của tro bay trong bê tông Hình 1.2.Phản ứng pozzolan của tro bay trong bê tông 1.4 Kết luận chương Với những đặc điểm trên, cùng với những nghiên cứu và phạm vi ứng dụng tro bay trong xây dựng ở Việt Nam và nước ngoài, cho thấy tro bay là một nguồn nguyên liệu phế thải công nghiệp dưới dạng bụi khí thải hạt mịn thu được từ quá trình đốt cháy Xi măng poc lăng + Nước: Calciuin Silicate hydrate (CSH): tạo cường độ bê tông Vôi tự do (CaOH): không tạo cường độ bê tông Xi măng poc lăng + Nước + Tro bay: Calciuin Silicate hydrate (CSH): tạo cường độ bê tông Vôi tự do (CaOH) + tro bay https://tailieuhoc.vn/

• Gạch không nung từ tro bay 1.2. Vai trò của tro bay đối với sự phát triển bền vững Những lợi ích của việc sử dụng tro bay trong bê tông và vữa xi măng hướng tới phát triển bền vững bao gồm: Giảm lượng khí thải CO2 ra môi trường. Giảm nguồn vật liệu xi măng poc lăng. Tái sử dụng các sản phẩm thải công nghiệp. Nâng cao độ bền của bê tông.

8 nhiên liệu thang đá trong các nhà máy nhiệt điện. Các công trình có sử dụng tro bay sẽ đem đến nhiều lợi ích to lớn và rất thiết thực cho ngành công nghiệp xây dựng, góp phần bảo vệ môi trường. https://tailieuhoc.vn/

9 Chương 2 Thí nghiệm xác định ảnh hưởng của tro bay đến đặc tính cơ học của bê tông 2.1. Giới thiệu chung Đặc tính cơ học của bê tông thể hiện qua cường độ của bê tông. Cường độ của bê tông là chỉ tiêu quan trọng thể hiện khả năng chịu lực của vật liệu. 2.2.1. Cường độ chịu nén của bê tông 2.1.2. Cường độ chịu kéo của bê tông 2.2. Chương trình thí nghiệm 2.2.1 Vật liệu sử dụng trong thí nghiệm 2.2.2. Các thành phần cấp phối của hỗn hợp bê tông Bảng 2.1. Thành phần cấp phối của hỗn hợp bê tông và chi tiết mẫu thí nghiệm Nhóm Tên mẫu N/B Xi măng (kg) Tro(TB)bay(kg) Đá (kg)1x2 (kg)Cát Nướ(kg)c Độ sụ (cm)t G1 M1(0%.0.42) 0.42 22.0 0 66 44 9.24 3 M2(10%.0.42) 0.42 19.8 2.2 66 44 9.24 3.3 M3(20%.0.42) 0.42 17.6 4.4 66 44 9.24 3.4 M4(40%.0.42) 0.42 13.2 8.8 66 44 9.24 5.5 G2 M5(0%.0.50) 0.5 22.0 0 66 44 11.0 7 M6(10%.0.50) 0.5 19.8 2.2 66 44 11.0 11 M7(20%.0.50) 0.5 17.6 4.4 66 44 11.0 19 M8(40%.0.50) 0.5 13.2 8.8 66 44 11.0 20 G3 M9(0%.0.55) 0.55 22.0 0 66 44 12.1 10 M10(10%.0.55) 0.55 19.8 2.2 66 44 12.1 20 M11(20%.0.55) 0.55 17.6 4.4 66 44 12.1 25 M12(40%.0.55) 0.55 13.2 8.8 66 44 12.1 29

https://tailieuhoc.vn/

10 2.2.3. Xác định độ sụt của hỗn hợp bê tông 2.2.4. Đúc mẫu và dưỡng hộ mẫu a. Dưỡng hộ mẫu nén b. Dưỡng hộ mẫu uốn Hình 2.1 Dưỡng hộ mẫu thí nghiệm 2.2.5. Thí nghiệm nén mẫu Hình 2.2 Thí nghiệm nén mẫu https://tailieuhoc.vn/

11 2.2.6 Thí nghiệm uốn mẫu Hình 2.3 Thí nghiệm uốn dầm bê tông theo sơ đồ 3 điểm 2.3. Các kết quả thí nghiệm và thảo luận 2.3.1. Độ sụt của hỗn hợp bê tông ướt Độ sụt của hỗn hợp bê tông được đo và kết quả trình bày ở Bảng 2.3. 2.3.2. Ảnh hưởng của tỷ lệ tro bay đến sự phát triển cường độ chịu nén của bê tông Bảng 2 2. Cường độ chịu nén của các mẫu thí nghiệm Nhóm Tên mẫu Cường độ chịu nén (MPa) tại tuổi (ngày) 1 7 14 28 56 90 G1 M1(0%.0.42) 18.03 38.45 41.53 42.00 44.86 46.15 M2(10%.0.42) 9.68 23.45 26.22 31.11 33.22 34.73 M3(20%.0.42) 11.59 27.74 30.81 38.34 44.90 44.86 M4(40%.0.42) 6.07 14.50 17.67 21.55 30.87 33.15 G2 M5(0%.0.50) 11.98 28.15 30.33 36.71 34.84 36.03 M6(10%.0.50) 10.96 23.49 27.51 31.96 35.42 38.79 M7(20%.0.50) 6.66 17.43 21.34 26.06 30.46 34.28 M8(40%.0.50) 4.47 11.26 14.83 20.82 25.23 27.27 G3 M9(0%.0.55) 10.31 21.49 27.36 29.74 35.02 34.29 M10(10%.0.55) 7.49 17.82 22.81 25.01 28.63 31.20 M11(20%.0.55) 6.06 14.51 18.83 22.88 27.01 27.46 M12(40%.0.55) 3.39 8.80 12.46 16.55 21.41 23.97 2.3.2.1Nhóm 1 (N/B=0.42) https://tailieuhoc.vn/

50403020100

Hình 2 4 Cường độ chịu nén của các mẫu nhóm G1 (N/B=0.42)

Tuổi (ngày) M1(0%.0.42) M2(10%.0.42) M3(20%.0.42) M4(40%.0.42) 0 20 40 60 80 100(MPa)nénchịuđộCường Tuổi (ngày) M5(0%.0.5) M6(10%.0.5) M7(20%.0.5) M8(40%.0.5) 4035302520151050 0 20 40 60 80 100 (MPa)nénchịuđộCường Tuổi (ngày) M9(0%.0.55) M10(10%.0.55) M11(20%.0.55) M12(40%.0.55)

(MPa)nénchịuđộCường

2.3.2.2Nhóm G2 (N/B=0.5) Hình 2 5 Cường độ chịu nén của các mẫu bê tông nhóm G2 (N/B=0.50) 2.3.2.3 Nhóm 3 (N/B=0.55)

Hình 2 6 Cường độ chịu nén của các mẫu bê tông nhómG3 (N/B=0.55) Nhận xét chung • Nhìn tổng thể, cường độ chịu nén của các mẫu có tro bay thay thế xi măng tiếp tục phát triển sau 90 ngày dưỡng hộ trong môi trường nước. Có thể thấy được rằng cường độ chịu nén của các mẫu tro bay sẽ tiếp tục phát triển mặc dù tốc độ phát triển cường độ chậm hơn so với giai đoạn đầu trước 28 ngày. Tuy nhiên 50403020100 0 20 40 60 80 100

https://tailieuhoc.vn/

13 cường độ chịu nén của mẫu đối chứng (0%TB) dường như không phát triển nhiều sau 28 ngày.

• Tro bay làm suy giảm cường độ chịu nén của bê tông ở giai đoạn đầu (trước 56 ngày), tuy nhiên càng về sau 56 ngày, tro bay góp phần gia tăng cường độ chịu nén thậm chí co mẫu có cường độ chịu nén cao hơn mẫu đối chứng. Ví dụ, mẫu 20%TB với tỉ lệ N/B=0.42 có cường độ chịu nén gần bằng mẫu đối chứng cùng nhóm 0%TB, N/B=0.42 tại thời điểm 56 ngày (Hình 2.5). Cường độ chịu nén của mẫu 10%TB khi N/B=0.5 cao hơn cường độ mẫu đối chứng 0%TB, N/B=0.5 tại thời điểm 28 ngày. Khi N/B=0.5(nhóm G2) mặc dù đến 90 ngày cường độ chịu nén của mẫu tro bay 20% và 40% vẫn nhỏ hơn mẫu đối chứng, tuy nhiên xu hướng phát triển cường độ cho thấy đến thời điểm lâu hơn cường độ chịu nén của mẫu tro bay sẽ cao hơn cường độ chịu nén mẫu đối chứng. • Nhìn chung, khi N/B=0.42 mẫu có hàm lượng tro bay 20% có cường độ chịu nén cao hơn mẫu có hàm lượng 10% và mẫu có hàm lượng 10%Tb có cường độ chịu nén cao hơn mẫu 40%TB. Khi N/B=0.5, trước 56 ngày, mẫu có hàm lượng tro bay10% có cường độ chịu nén cao hơn mẫu có 20%TB và mẫu 20%TB có cường độ chịu nén cao hơn mẫu có hàm lượng 40%TB. 2.3.3. Ảnh hưởng của tỷ lệ tro bay đến sự phát triển cường độ chịu kéo của bê tông Bảng 2 3. Cường độ chịu kéo của các mẫu bê tông Nhóm Tên mẫu Cường độ chịu kéo (MPa) tại tuổi 1(ngày)7 14 28 56 90 G1 M1(0%.0.42) 3.06 5.14 6.25 6.66 6.92 6.92 M2(10%.0.42) 1.94 4.46 4.69 5.68 5.70 6.45 M3(20%.0.42) 2.42 4.22 5.40 6.10 6.83 7.94 M4(40%.0.42) 0.75 2.35 3.95 4.89 5.67 5.87 G2 M5(0%.0.5) 2.17 4.50 5.40 5.64 6.10 5.88 M6(10%.0.5) 1.96 4.11 4.51 5.94 5.88 6.08 M7(20%.0.5) 1.31 3.25 4.23 5.58 6.06 6.36 M8(40%.0.5) 0.79 2.42 3.42 5.58 5.49 5.56 G3 M9(0%.0.55) 2.20 4.13 5.22 5.40 5.78 5.48 M10(10%.0.55) 1.69 4.03 4.54 4.64 6.08 6.37 M11(20%.0.55) 1.38 2.81 3.91 4.41 5.78 6.40 M12(40%.0.55) 0.57 2.07 2.37 3.67 4.85 5.19

https://tailieuhoc.vn/

14 Hình 2.7 Cường độ chịu kéo của mẫu nhóm G1 (N/B=0.42) 2.3.3.2 Nhóm G2 (N/B=0.5) Hình 2 8 Cường độ chịu kéo của mẫu nhóm G2 (N/B=0.5) 2.3.3.3 Nhóm G3 (N/B=0.55) Hình 2.9 Cường độ chịu kéo của mẫu nhóm G3 (N/B=0.55) 1086420 0 20 40 60 80 100 (uốn)kéochịuđộCường (MPa) Tuổi (ngày) M4(40%.0.42)M3(20%.0.42)M2(10%.0.42)M1(0%.0.42) 76543210 0 20 40 60 80 100 (uốn)kéochịuđộCường (MPa) Tuổi (ngày) M8(40%.0.5)M7(20%.0.5)M6(10%.0.5)M5(0%.0.5) 76543210 0 20 40 60 80 100 (uốn)kéochịuđộCường (MPa ) Tuổi (ngày) M12(40%.0.55)M11(20%.0.55)M10(10%.0.55)M9(0%.0.55) https://tailieuhoc.vn/

• Nằm trong phạm vi nghiên cứu tỉ lệ tro bay thay thế xi măng là 10%, 20% và 40%, tro bay làm suy giảm cường độ chịu nén của bê tông ở tuổi trước 56 ngày khi N/B=0.42 và trước tuổi 28 ngày khi N/B=0.5. Sau đó, cường độ chịu nén của các mẫu tro bay thay thế xi măng tiếp tục tăng khi được dưỡng hộ trong môi trường nước, trong khi cường độ chịu nén của mẫu đối chứng (0%TB) dường như không tăng nữa. • Tro bay làm giảm cường độ chịu kéo của bê tông ở tuổi trước 28 ngay hoặc 56 ngày tùy theo hàm lượng thay thế xi măng và N/B. Sau thời điểm 28 hoặc 56 ngày cường độ chịu kéo của mẫu tro bay sẽ tiếp tục phát triển cao hơn cường độ chịu kéo của mẫu đối chứng vì cường độ chịu kéo mẫu đối chứng (0%TB) dường như không phát triển sau 28 ngàynhưng cường độ chịu kéo mẫu tro bay(10%TB, 20%TB, 40%TB) tiếp tục phát triển https://tailieuhoc.vn/

15 2.4 Kết luận chương

16 Chương 3 Ảnh hưởng của tro bay đến khả năng chống thấm cuả bê tông 3. 1 Giới thiệu 3.2. Chương trình thí nghiệm 3.2.1 Vật liệu 3.2.2. Thành phần cấp phối hỗn hợp bê tông Bảng 3.1 Tỉ lệ thành phần cấp phối Tên Xi măng bayTro Đá 1x2 Cát Nước Phụ gia Độ sụ (cm)t M0 (0%FA) 1 0 2,7 2,2 0,3 0,008 8 M1 (10%FA) 0,9 0,1 2,7 2,2 0,3 0,008 9 M2 (20%FA) 0,8 0,2 2,7 2,2 0,3 0,008 12 M3 (40%FA) 0,6 0,4 2,7 2,2 0,3 0,008 15 3. 2.3 Thí nghiệm xác định cường độ chịu nén của bê tông 3.2.4 Thí nghiệm xác định cấp chống thấm của bê tông Hình 3.1 Thí nghiệm xác định cấp chống thấm của bê tông https://tailieuhoc.vn/

6050403020100 28

• Tro bay khi được thay thế xi măng ở tỉ lệ 20% và 40% góp phần tăng khả năng chống thấm của bê tông.

17 3.3. Kết quả và thảo luận 3.3.1 Ảnh hưởng của tro bay đến cường độ chịu nén của bê tông có phụ gia Hình 3 2 Cường độ chịu nén của các hỗn hợp bê tông 3.3.2. Ảnh hưởng của tro bay đến khả năng chống thấm của bê tông Cấp chống thấm của hỗn hợp bê tông thể hiện trong Hình 3.3. Hình 3.3 Cấp chống thấm của các hỗn hợp bê tông 3.4 Kết luận • Mặc dù hàm lượng lớn tro bay được sử dụng thay thế xi măng (40%), cường độ chịu nén và cấp chống thấm tăng sau 56 ngày tuổi.

90(MPa)nénchịuđộCường Tuổi (ngày) M0(0%FA) M1(10%FA) M2(20%FA) M3(40%FA) 12 12 1212 12 12 14 14 1414 16 16 8 10 12 14 16 18 t=28 t=56 t=90 (daN/cm2)thấmđộCấp Tuổi (ngày) M0(0%FA) M1(10%FA) M2(20%FA) M3(40%FA) https://tailieuhoc.vn/

• Với các tỉ lệ tro bay được sử dụng thay thế xi măng được khảo sát thì tỉ lệ 20% là tốt nhất vì góp phần tăng cường đồng thời cường độ chịu nén và khả năng chống thấm của bê tông sau 28 ngày. 56

4.1. Giới thiệu chung Chương này tác gải trình bày ảnh hưởng của các thành phần tỉ lệ tro bay khác nhau được sử dụng để thay thế xi măng đến co ngót khô (dry shrinkage) của bê tông. Thí nghiệm theo tiêu chuẩn Anh BS 19320 8:2009. “Xác định co ngót khô của mẫu thí nghiệm hiện trường hoặc tại phòng thí nghiệm” [32]. 4.2. Chương trình thí nghiệm 4.2.1. Vật liệu sử dụng trong thí nghiệm 4.2.2. Các thành phần cấp phối của hỗn hợp bê tông Bảng 4.1.Thành phần cấp phối của hỗn hợp bê tông và chi tiết mẫu thí nghiệm Nhóm Tên mẫu Nước/Bột Xi măng (kg) Tro(TB)bay(kg) Đá (kg)1x2 (kg)Cát Nướ(kg)c G1 M1(0%.0.42) 0.42 22.0 0 66 44 9.24 M2(10%.0.42) 0.42 19.8 2.2 66 44 9.24 M3(20%.0.42) 0.42 17.6 4.4 66 44 9.24 M4(40%.0.42) 0.42 13.2 8.8 66 44 9.24 G2 M5(0%.0.50) 0.5 22.0 0 66 44 11.0 M6(10%.0.50) 0.5 19.8 2.2 66 44 11.0 M7(20%.0.50) 0.5 17.6 4.4 66 44 11.0 M8(40%.0.50) 0.5 13.2 8.8 66 44 11.0 G3 M9(0%.0.55) 0.55 22.0 0 66 44 12.1 M10(10%.0.55) 0.55 19.8 2.2 66 44 12.1 M11(20%.0.55) 0.55 17.6 4.4 66 44 12.1 M12(40%.0.55) 0.55 13.2 8.8 66 44 12.1

4.2.3. Đúc mẫu và dưỡng hộ mẫu 4.2.4.Đo đơn vị co ngót và tính toán biến dạng co ngót https://tailieuhoc.vn/

18 Chương 4 Thí nghiệm xác định ảnh hưởng của tro bay đến co ngót của bê tông

19 Hình 4.1 Tiến hành đo đơn vị co ngót 4.3 Kết quả và thảo luận Hình 4 2 Co ngót khô của các mẫu bê tông nhóm 1(G1 N/B=0.42) Hình 4 3 Co ngót khô của các mẫu bê tông nhóm 2(G2 N/B=0.50) 250200150100500 0 10 20 30 40 50 (microkhôngótCo )strain Tuổi (ngày) M4(40%,0.42)M3(20%,0.42)M2(10%,0.42)M1(0%,0.42) 250200150100500 0 10 20 30 40 50 strain)(microkhôngótCo Tuổi (ngày) M8(40%,0.5)M7(20%,0.5)M6(10%,0.5)M5(0%,0.5) https://tailieuhoc.vn/

20 Hình 4.4. Co ngót khô của các mẫu bê tông nhóm 3(G3- N/B=0.55) 4.4. Kết luận chương • Co ngót là một trong những chỉ tiêu vật lý quan trọng đánh giá chất lượng của bê tông vì nó liên quan đến sự xuất hiện vết nứt trên bề mặt bê tông. • Tro bay thay thế xi măng nhưng tỉ lệ N/B không thay đổi làm gia tăng co ngót của bê tông • Cần phải có hướng giảm lượng nước trộn khi tro bay được sử dụng thay thế xi măng nhằm giảm co ngót khô của bê tông. 350300250200150100500 0 10 20 30 40 50 strain)(microkhôngótCo Tuổi (ngày) M12(40%,0.55)M11(20%,0.55)M10(10%,0.55)M9(0%,0.55) https://tailieuhoc.vn/

21 Chương 5 Thí nghiệm khả năng chống xâm thực axit của bê tông có tro bay 5.1. Giới thiệu chung Chương nàytác giả nghiên cứu thực nghiệm ảnh hưởng của tro baytrong khả năng chống lại sự tấn công của axit sulphuric của bê tông. Các tỉ lệ tro bay thay thế xi măng được nghiên cứu là 10%, 20% và 40%. Các thông số kỹ thuật được đưa vào đánh giá bao gồm: sự hư hại bề mặt của bê tông, sự suy giảm khối lượng và sự suy giảm cường độ chịu nén. 5.2. Chương trình thí nghiệm 5.2.1 Vật liệu 5.2.2. Thành phần cấp phối các hỗn hợp bê tông Bảng 5.1. Thành phần cấp phối của hỗn hợp bê tông và chi tiết mẫu thí nghiệm Nhóm Tên mẫu N/B Xi măng (kg) Tro(TB)bay(kg) Đá (kg)1x2 (kg)Cát Nướ(kg)c G1 M1(0%.0.42) 0.42 22.0 0 66 44 9.24 M2(10%.0.42) 0.42 19.8 2.2 66 44 9.24 M3(20%.0.42) 0.42 17.6 4.4 66 44 9.24 M4(40%.0.42) 0.42 13.2 8.8 66 44 9.24 G2 M5(0%.0.50) 0.5 22.0 0 66 44 11.0 M6(10%.0.50) 0.5 19.8 2.2 66 44 11.0 M7(20%.0.50) 0.5 17.6 4.4 66 44 11.0 M8(40%.0.50) 0.5 13.2 8.8 66 44 11.0 G3 M9(0%.0.55) 0.55 22.0 0 66 44 12.1 M10(10%.0.55) 0.55 19.8 2.2 66 44 12.1 M11(20%.0.55) 0.55 17.6 4.4 66 44 12.1 M12(40%.0.55) 0.55 13.2 8.8 66 44 12.1

https://tailieuhoc.vn/

22 5.2.3. Quy trình thí nghiệm Khả năng chống xâm thực axit của bê tông được thí nghiệm dựa trên việc hiệu chỉnh Tiêu chuẩn Mỹ ASTM C267 Tiêu chuẩn thí nghiệm về khả năng chống xâm thực hóa hoạc của vữa, và bê tông [33]. 5.3. Kết quả và thảo luận 5.3.1 Khảo sát bề mặt bê tông Hình 5.1 Bề mặt của các mẫu bê tông sau khi ngâm trong dung dịch axit 10%H2SO4 5.3.2 Sự mất mát khối lượng https://tailieuhoc.vn/

dịc

Lực nén

mẫu ngâm trong nước

mẫu

23 Bảng 5 2. Sự mất mát khối lượng của các mẫu bê tông sau khi ngâm trong dung dịch axit Nhóm Tênmẫu Khối lượng trước khi ngâm trong dung dich (g)axitsulphuric10% Khối lượng sau khi ngâm trong dung dich axit sulphuric 10%(g) Sự suy giảm khối lượng (%) G1 M1(0%.0.42) 2537.5 2248 11.4 M2(10%.0.42) 2469 2322 6.0 M3(20%.0.42) 2504 2331 6.9 M4(40%.0.42) 2524.5 2487 1.5 G2 M5(0%.0.50) 2522.5 2289 9.3 M6(10%.0.50) 2483 2316.5 6.7 M7(20%.0.50) 2548.5 2381 6.6 M8(40%.0.50) 2526.5 2516.5 0.4 G3 M9(0%.0.55) 2530 2374.5 6.1 M10(10%.0.55) 2531 2420 4.4 M11(20%.0.55) 2517 2484 1.3 M12(40%.0.55) 2445 2435 0.4 5.3.3 Sự suy giảm cường độ chịu nén Bảng 5.3. Sự suy gi phá hoại (kN) phá hoại ngâm trong dung axit sulphuric10%(kN)

chịuSựsuygiảmcườngđộnén(%) 1 M1(0%.0.42) 467.43 181.185 61.2 M2(10%.0.42) 364.815 168.195 53.9 M3(20%.0.42) 370.795 219.51 40.8 M4(40%.0.42) 336.465 220.97 34.3 2 M5(0%.0.50) 410.255 204.885 50.1 M6(10%.0.50) 338.1 213.305 36.9 M7(20%.0.50) 334.235 152.385 54.4 M8(40%.0.50) 312.055 186.865 40.1 3 M9(0%.0.55) 359.9 185.51 48.5 M10(10%.0.55) 242.795 200.64 17.4 M11(20%.0.55) 298.23 230.23 22.8 M12(40%.0.55) 247.515 217.2 12.2 https://tailieuhoc.vn/

ảm cường độ chịu nén của bê tông sau khi ngâm trong axit Nhóm Tênmẫu Lực nén

24 5.4 Kết luận chương Từ những kết quả bên trên, những kết luận sau có thể rút ra: • Tro bay làm tăng khả năng chống lại sự xâm thực của axit sulphuric vào bê tông, bởi vì tro bay góp phần giảm đi sự bào mòn bề mặt, sự mất mát khối lượng, sự suy giảm cường độ chịu nén • Tỉ lệ tro bay thay thế xi măng càng lớn thì khả năng chống xâm thực axit sulphuric càng lớn • Nằm trong giới hạn nghiên cứu của đề tài, tỉ lệ N/B=0.55 thể hiện khả năng chống xâm thực axit sulphuric tốt nhất. https://tailieuhoc.vn/

https://tailieuhoc.vn/

25 Chương 6 Thí nghiệm xác định ảnh hưởng của ăn mòn cốt thép đối với dầm bê tông và khả năng chống ăn mòn của cốt thép trong bê tông có tro bay 6.1. Ảnh hưởng của ăn mòn cốt thép trong bê tông đối với khả năng chịu uốn của dầm bê tông cốt thép 6.1.1 Giới thiệu chung Phần này tác giả sử dụng phương pháp gia tốc ăn mòn cốt thép trong dầm bằng phương pháp điệ gian (%) (mA/cm2) (mA) Phút G1 G1/0.0/0.0 0.0 0 0 0 G1/0.5/0.25 0.5 0.25 180.55 4512 G1/0.5/0.5 0.5 0.5 361.10 2256 G1/0.5/1.0 0.5 1.0 722.20 1128 G1/0.5/2.5 0.5 2.5 1805.50 450 G2 G2/0.0/0.0 0.0 0 0 0 G2/1.0/0.25 1.0 0.25 180.55 9023 G2/1.0/0.5 1.0 0.5 361.10 4512 G2/1.0/1.0 1.0 1.0 722.20 2256 G2/1.0/2.5 1.0 2.5 1805.50 902 G3 G3/0.0/0.0 0.0 0 0 0 G3/2.5/0.25 2.5 0.25 180.55 22560 G3/2.5/0.5 2.5 0.5 361.10 11280 G3/2.5/1.0 2.5 1.0 722.20 5640 900 20 20 150 100 120 210

n cực dương, từ đó xem xét ảnh hưởng của ăn mòn cốt thép đến khả năng chịu uốn của dầm bê tông cốt thép. 6.1.2 Chương trình thí nghiệm 6.1.2.1 Mẫu thí nghiệm Hình 6.1. Chi tiết dầm BTCT Bảng 6.1. Chi tiết về nhóm mẫu thí nghiệm Nhómm ẫu Tên dầm Cấp ăn mòn Mật độ dòng diện Cường độdidòng ện Thời

26 G3/ 2.5/2.5 2.5 2.5 1805.50 2256 G4 G4/0.0/0.0 0.0 0 0 0 G4/5.0/0.25 5.0 0.25 180.55 45116 G4/5.0/0.5 5.0 0.5 361.10 22560 G4/5.0/1.0 5.0 1.0 722.20 11280 G4/5.0/2.5 5.0 2.5 1805.50 4512 6.1.2 2 Gia tốc ăn mòn cốt thép trong dầm bê tông Hình 6 2. Gia tốc ăn mòn cốt thép trong các dầm BTCT 6.1.2.3 Uốn dầm bê tông cốt thép dùng sơ đồ 4 điểm Hình 6.3. Thí nghiệm uốn dầm BTCT https://tailieuhoc.vn/

27 6.1.3. Kết quả thí nghiệm 6.1.3.1. Sự suy giảm khả năng chịu uốn của dầm BTCT do ăn mòn Bảng 6.2. Giá trị lực uốn phá hoại của dầm BTCT Nhómm ẫu Tên dầm Cấp ăn mòn Tốc độ ăn mòn Lự hophác ại Chuyển vị giữa dầm (%) (mA/cm2) (kN) (mm) G1 G1/0.0/0 0.0 0 56.0 15.4 G1/0.5/0.25 0.5 0.25 54.5 11.9 G1/0.5/0.5 0.5 0.5 53.7 13.8 G1/0.5/1.0 0.5 1.0 52.7 13.1 G1/0.5/2.5 0.5 2.5 55.8 14.9 G2 G2/0.0/0 0 0 56.1 14.6 G2/1.0/0.25 1.0 0.25 53.9 12.4 G2/1.0/0.5 1.0 0.5 54.0 13.6 G2/1.0/1.0 1.0 1.0 52.4 9.9 G2/1.0/2.5 1.0 2.5 54.3 13.1 G3 G3/0.0/0 0.0 0 55.5 15.2 G3/2.5/0.25 2.5 0.25 51.2 13.4 G3/2.5/0.5 2.5 0.5 52.1 12.4 G3/2.5/1.0 2.5 1.0 51.7 14.0 G3/2.5/2.5 2.5 2.5 53.3 13.0 G4 G4/0.0/0 0.0 0 55.0 17.4 G4/5.0/0.25 5.0 0.25 47.3 14.1 G4/5.0/0.5 5.0 0.5 43.3 17.0 G4/5.0/1.0 5.0 1.0 45.2 13.4 G4/5.0/2.5 5.0 2.5 47.4 16.4 Hình 6.4. Quan hệ giữa lực uốn phá hoại và cấp độ ăn mòn G1(0.5%) G2(1.0%) G3(2.5%) G4(5%) CT (0%, 0mA/cm2) 56 56.06 55.52 54.98 0.25 mA/cm2 54.5 53.9 51.2 47.3 0.5 mA/cm2 53.7 54 52.1 43.3 1mA/cm2 52.7 52.4 51.7 45.2 2.5mA/cm2 55.8 54.3 53.3 47.4 6050403020100(kN)uốnhoạipháLực https://tailieuhoc.vn/

28 6.2 Ảnh hưởng của tro bay đến khả năng chống ăn mòn cốt thép trong bê tông 6.2.1 Giới thiệu chung Phần này trình bày nghiên cứu thực nghiệm khả năng chống lại sự xuất hiện ăn mòn cốt thép trong bê tông có sử dụng tro bay bằng cách đo nửa điện thế của cốt thép trong bê tông khi được dưỡng hộ trong dung dịch muối. 6.2.2. Chương trình thí nghiệm Khảo sát khả năng bắt đầu xuất hiện ăn mòn của cốt thép trong các mẫu bê tông có và không có tro bay được thực hiện trên những dầm BTCT kích thước mặt cắt ngang 100x100mm và chiều dài 500mm, trong đó thanh thép tròn trơn CI đường kính 8 được đặt bên dưới mặt đáy dầm (xem Hình 6 5). Sau 28 ngày dưỡng hộ trong môi trường nước, tất cả các dầm được chuyển sang bể chứa dung dịch muối Nacl 5%. Ba phần tư dầm được ngâm trong dung dịch muối nhằm mô phỏng môi trường biển của các kết cấu làm việc ngập không hoàn toàn dưới nước biển tạo ra môi trường ăn mòn [42]. Dung dich muối NaCl 5% được thay thế hằng tháng. Nửa điện thế của các thanh thép được đo đến 301 ngày. Hình 6.5. Chi tiết mẫu thí nghiệm và đo nửa điện thế của cốt thép trong dầm bê tông cốt thép electrodeReference (Ag/AgCl) Digital volt meter (DVM) 8 steel bar 500 5% NaCl solution 100 Reinforced concrete beams 100 https://tailieuhoc.vn/

29 Sau 301 ngày ngâm trong dung dịc muối NaCl 5% để đo nửa điện thế của cốt thép, tất cả các dầm được uốn theo sơ đồ 3 điểm để xác định khả năng chịu uốn (xem Hình 6.6). Hình 6.6. Thí nghiệm uốn dầm BTCT theo sơ đồ 3 điểm 6.2.3 Kết quả và thảo luận 6.2.3.1 Giá trị nửa điện thế của cốt thép -600 -500 -400 -300 -200 -100 0 0 50 100 150 200 250 300 350(vspotentialcellHalf (mV)Ag/AgCl) Time (days) a. G1(w/cm=0.42) M1(0%0.42) M2(10%0.42) M3(20%0.42) M4(40%0.42) -600 -500 -400 -300 -200 -100 0 0 50 100 150 200 250 300 350(vspotentialcellHalf (mVAg/AgCl) Time (days) b. G2(w/cm=0.5) M5(0%0.5) M6(10%0.5) M7(20%0.5) M8(40%0.5) https://tailieuhoc.vn/

tông làm

6.3 Kết luận chương • Ăn mòn cốt thép trong

30 Hình 6.7. Nửa điện thế của cốt thép trong dầm bê tông 5.2.3.2 Cường độ chịu uốn của dầm Bảng 6 3. Cường độ lúc chảy dẻo và lúc phá hoại của dầm Nhóm Tên mẫu Kích thước (mm x mm x mm) Lực chảy dẻo (kN) Lực phá hoại (kN) 1 M1(0%FA, 0.42) 100x100x500 21 21.55 M2(10%FA, 0.42) 100x100x500 15.5 16.23 M3(20%FA, 0.42) 100x100x500 16.6 18.9 M4(40%FA, 0.42) 100x100x500 16.3 17.08 2 M5(0%FA, 0.50) 100x100x500 16 17.32 M6(10%FA, 0.50) 100x100x500 17 18.45 M7(20%FA, 0.50) 100x100x500 16.2 17.97 M8(40%FA, 0.50) 100x100x500 15.8 16.95 3 M9(0%FA, 0.50) 100x100x500 14 16.71 M10(10%FA, 0.55) 100x100x500 18 19.02 M11(20%FA, 0.55) 100x100x500 14.5 17.66 M12(40%FA, 0.55) 100x100x500 15.5 18.73 bê suy

giảm khả năng chịu uốn của dầm BTCT Do đó cần nghiên cứu các loại vật liệu bê tông có khả năng chống ăn mòn cốt thép trong bê tông. -600 -500 -400 -300 -200 -100 0 0 50 100 150 200 250 300 350Ag/AgCl)(vspotentialcellHalf (mV ) Time (days) c. G3(W/CM=0.55) M9(0%0.55) M10(10%0.55) M11(20%0.55) M12(40%0.55) https://tailieuhoc.vn/

https://tailieuhoc.vn/

• Phương pháp điện cực dương có thể được sử dụng để gia tốc ăn mòn cốt thép trong bê tông. • Tro bay góp phần nhỏ vào việc trì hoãn sự bắt đầu xuất hiện ăn mòn cốt thép trong bê tông và tỉ lệ tro bay thay thế xi măng được xem tốt nhất là 10%. • Sau thời gian gia tốc ăn mòn tự nhiên trong dung dịch muối NaCl 5% thì dầm BTCT có 10% và 20% tro bay thay thế xi măng có khả năng chịu uốn lớn hơn so với dầm không có tro bay.

32 Chương 7 Kết luận chung và kiến nghị 7.1 Kết luận chung

7.1.1. Vai trò của tro bay trong ngành công nghiệp vật liệu xây dựng và phát triển bền vững • Việc sử dụng tro bay như là vật liệu thay thế trong bê tông thì đã được biết đến trước đó với nhiều ưu điểm bao gồm vấn đề kinh tế và kỹ thuật trong đó nâng cao khả năng làm việc của bê tông tươi, nâng cao độ bền của bê tông. Tro bay có thể góp phần trực tiếp vào sự phát triển bền vững đồng thời vẫn đảm bảo các yếu tố kỹ thuật khác và nâng cao hiệu quả kinh tế [28]. • Để nâng cao vấn đề xây dựng phát triển bền vững, bê tông và vữa xây dựng được sử dụng tro bay thay thế một phần xi măng. Những lợi ích của việc sử dụng tro bay trong bê tông và vữa xi măng hướng tới phát triển bền vững bao gồm:Giảm lượng khí thải CO2 ra môi trường. Giảm nguồn vật liệu xi măng poc lăng. Tái sử dụng các sản phẩm thải công nghiệp. Nâng cao độ bền của bê tông.

7.1.2. Ảnh hưởng của tro bay đến cường độ của bê tông • Khi tro bay được sử dụng để thay thế một phần xi măng với tỉ lệ tương ứng là 0% (mẫu đối chứng), 10%, 20% và 40% với tỉ lệ nước/bột (N/B)=0.42, 0.5 tương ứng thì ta thấy tro bay góp phần làm tăng độ sụt của hỗn hợp bê tông.

• Mặc dù đến 90 ngày cường độ chịu nén của các mẫu tro bay 40% vẫn nhỏ hơn mẫu đối chứng, tuy nhiên xu hướng phát triển cường độ cho thấy đến thời điểm lâu hơn cường độ chịu nén của mẫu tro bay sẽ cao hơn cường độ chịu nén mẫu đối chứng.

33 các mẫu tro bay thay thế xi măng tiếp tục tăng khi được dưỡng hộ trong môi trường nước, trong khi cường độ chịu nén của mẫu đối chứng (0%TB) dường như không tăng nữa.

• Tỷ lệ N/B và tỷ lệ tro bay thay thế một phần xi măng cần phải lựa chọn sao cho độ sụt trong bê tông được đảm bảo để cường độ chịu nén, cường độ chịu uốn trong bê tông đạt tốt nhất và đảm bảo khả năng làm việc của bê tông. Nằm trong giới hạn nghiên cứu của luận văn, tác giả đề xuất sử dụng tỉ lệ tro bay thay thế xi măng là 20%. Sau 90 ngày cường độ chịu kéo của mẫu có tro bay thay thế 20%

https://tailieuhoc.vn/

• Tổng quát tro bay làm giảm cường độ chịu kéo của bê tông ở tuổi trước 28 ngay hoặc 56 ngày tùy theo hàm lượng thay thế xi măng và N/B. Sau thời điểm 28 hoặc 56 ngày cường độ chịu kéo của mẫu tro bay sẽ tiếp tục phát triển cao hơn cường độ chịu kéo của mẫu đối chứng vì cường độ chịu kéo mẫu đối chứng (0%TB) dường như không phát triển sau 28 ngày nhưng cường độ chịu kéo mẫu tro bay (10%TB, 20%TB, 40%TB) tiếp tục phát triển. • Nên sử dụng tro bay để thay thế một phần xi măng trong quá trình tạo thành phần cấp phối bê tông. Tro được dùng chế tạo bê tông sẽ giảm được nhiều kinh phí để xử lý loại phế thải công nghiệp, hạn chế việc ô nhiễm môi trường do tro bay gây ra, đồng thời hạn chế việc sử dụng xi măng và hạn chế việc khai thác tài nguyên thiên nhiên.

• Tro bay thay thế xi măng nhưng tỉ lệ N/B không thay đổi làm gia tăng co ngót của bê tông • Cần phải có hướng giảm lượng nước trộn khi tro bay được sử dụng thay thế xi măng nhằm giảm co ngót khô của bê tông.

7.1.5 Ảnh hưởng của tro bay đến khả năng chống lại xâm thực axit của bê tông.

• Tro bay làm tăng khả năng chống lại sự xâm thực của axit sulphuric vào bê tông, bởi vì tro bay góp phần giảm đi sự bào mòn bề mặt, sự mất mát khối lượng, sự suy giảm cường độ chịu nén

• Tỉ lệ tro bay thay thế xi măng càng lớn thì khả năng chống xâm thực axit sulphuric càng lớn https://tailieuhoc.vn/

7.1.4. Ảnh hưởng của tro bay đến co ngót của bê tông • Co ngót là một trong những chỉ tiêu vật lý quan trọng đánh giá chất lượng của bê tông vì nó liên quan đến sự xuất hiện vết nứt trên bề mặt bê tông.

34 xi măng đều lớn hơn cường độ chịu kéo mẫu đối chứng và đồng thời lớn hơn cường độ chịu kéo của mẫu 10%TB và 40%TB trong khi đó cường độ chịu nén của mẫu bê tông có 20% tro bay gần bằng cường độ chịu nén của mẫu đối chứng. 7.1.3. Ảnh hưởng của tro bay đến khả năng chống thấm của bê tông • Tro bay khi được thay thế xi măng ở tỉ lệ 20% và 40% góp phần tăng khả năng chống thấm của bê tông.

• Với các tỉ lệ tro bay được sử dụng thay thế xi măng được khảo sát (10%, 20% và 40%) thì tỉ lệ 20% là tốt nhất vì góp phần tăng cường đồng thời cường độ chịu nén và khả năng chống thấm của bê tông sau 28 ngày.

• Sau thời gian gia tốc ăn mòn tự nhiên trong dung dịch muối NaCl 5% thì dầm BTCT có 10% và 20% tro bay thay thế xi măng có khả năng chịu uốn lớn hơn so với dầm không có tro bay. 7.2 Kiến nghị Từ những kết quả nghiên cứu đã đạt được trong báo cáo này, tác giả đề xuất những vấn đề sau cần tiếp tục được quan tâm nghiên cứu. • Nghiên cứu ảnh hưởng của các tỉ lệ tro bay thay thế xi măng khác nhau (5%, 15%, 25%,..) đối với các đặc tính cơ học, vật lý, độ bền và khả năng chống lại sự bắt đầu xuất hiện ăn mòn cốt thép trong bê tông • Ứng dụng những kỹ thuật nghiên cứu chuyên sâu hơn về cấu trúc vi phân tử của bê tông khi sử dụng tro bay để thay thế xi măng, ví dụ như kỹ thuật chụp ảnh SEM, kỹ thuật XRD, FTIR.

https://tailieuhoc.vn/

• Nằm trong giới hạn nghiên cứu của đề tài, tỉ lệ N/B=0.55 thể hiện khả năng chống xâm thực axit sulphuric tốt nhất. 7.1.6. Ảnh hưởng của ăn mòn cốt thép đến khả năng chịu lực của dầm BTCT và vai trò của tro bay trong việc chống ăn mòn cốt thép trong bê tông.

36 • Nghiên cứu sự làm việc và khả năng chịu lực của cấu kiện BTCT cụ thể khi tro bay được sử dụng để thay thế một phần xi măng. • Sử dụng phương pháp gia tốc ăn mòn cốt thép để nghiên cứu ảnh hưởng của tro bay đến khả năng chống ăn mòn cốt thép trong dầm BTCT. https://tailieuhoc.vn/