LUẬN ÁN TIẾN SĨ NGÀNH VẬT LIỆU VÀ CÔNG NGHỆ VẬT LIỆU XÂY DỰNG nghiên cứu chế tạo bê tông keramzit chịu lực có độ chảy cao

B
B
ộ
ộ


G
G
i
i
á
á
o
o


d
d
ụ
ụ
c
c


v
v
à
à

đ
đ
à
à
o
o


t
t
ạ
ạ
o
o


T
T
r
r


ờ
ờ
n
n
g
g

đ
đ
ạ
ạ
i
i


h
h
ọ
ọ
c
c


x
x
â
â
y
y


d
d
ự
ự
n

n
g
g




=
=
=
=
=
=
=
=


*
*
*
*
*
*


=
=
=
=
=

=
=
=








T
T
h
h
S
S
.
.


N
N
g
g
u
u
y
y
ễ

ễ
n
n


D
D
u
u
y
y


H
H
i
i
ế
ế
u
u






n
n
g

g
h
h
i
i
ê
ê
n
n


c
c
ứ
ứ
u
u


c
c
h
h
ế
ế


t
t
ạ

ạ
o
o




b
b
ê
ê


t
t
ô
ô
n
n
g
g


k
k
e
e
r
r
a

a
m
m
z
z
i
i
t
t


c
c
h
h
ị
ị
u
u


l
l
ự
ự
c
c


c

c
ó
ó


đ
đ
ộ
ộ


c
c
h
h
ả
ả
y
y


c
c
a
a
o
o

l
l
u
u
ậ
ậ
n
n


á
á
n
n


t
t
i
i
ế
ế
n

n


s
s
ĩ
ĩ


k
k
ỹ
ỹ


t
t
h
h
u
u
ậ
ậ
t
t

H
H
à
à


n
n
ộ
ộ
i
i


-
-


2
2
0
0
1
1
0
0

B
B
ộ
ộ


G
G
i
i
á
á
o
o


d
d
ụ
ụ
c
c


v
v
à

à


đ
đ
à
à
o
o


t
t
ạ
ạ
o
o


T
T
r
r


ờ
ờ
n
n
g

g


đ
đ
ạ
ạ
i
i


h
h
ọ
ọ
c
c


x
x
â
â
y
y


d
d
ự

ự
n
n
g
g




=
=
=
=
=
=
=
=


*
*
*
*
*
*


=
=
=

=
=
=
=
=










T
T
h
h
S
S
.
.


N
N
g
g
u

u
y
y
ễ
ễ
n
n


D
D
u
u
y
y


H
H
i
i
ế
ế
u
u

n
n
g
g
h
h
i
i
ê
ê
n
n


c
c
ứ
ứ
u
u


c
c
h
h
ế
ế

t
t
ạ
ạ
o
o




b
b
ê
ê


t
t
ô
ô
n
n
g
g


k
k
e
e

r
r
a
a
m
m
z
z
i
i
t
t


c
c
h
h
ị
ị
u
u


l
l
ự
ự
c
c

c
c
ó
ó


đ
đ
ộ
ộ


c
c
h
h
ả
ả
y
y


c
c
a
a
o
o

C
C
h
h
u
u
y
y
ê
ê
n
n


n
n
g
g


n
n

h
h


:
:


V
V
ậ
ậ
t
t


l
l
i
i
ệ
ệ
u
u


v
v

C
C
ô
ô
n
n
g
g


n
n
g
g
h
h
ệ
ệ


V
V
L
L
X
X
D
D

M
M
ã
ã


s
s
ố
ố




:
:


6
6
2
2
.
.
5
5
8
8

.
.
8
8
0
0
.
.
0
0
1
1






l
l
u
u
ậ
ậ
n
n


á
á

n
n


t
t
i
i
ế
ế
n
n


s
s
ĩ
ĩ


k
k
ỹ
ỹ


t
t
h
h

u
u
ậ
ậ
t
t






n
n
g
g


ờ
ờ
i
i


h
h


ớ
ớ

n
n
g
g


d
d
ẫ
ẫ
n
n


k
k
h
h
o
o
a
a


h
h
ọ
ọ
c
c

1
1
.
.


G
G
S
S
.
.


T
T
S
S
K
K
H
H
.
.


P
P

h
h
ù
ù
n
n
g
g


v
v
ă
ă
n
n


l
l
ự
ự




2
2
.
.

T
T
S
S
.
.


t
t
r
r
ầ
ầ
n
n


b
b
á
á


v
v
i
i

ệ
ệ
t
t






















H
H
à
à

n
n
ộ
ộ
i
i






2
2
0
0
1
1
0
0





-i-
Lời nói đầu

Luận án tiến sỹ kỹ thuật: Nghiên cứu chế tạo bê tông keramzit chịu
lực có độ chảy cao, đợc thực hiện tại Trờng Đại học Xây dựng, dới sự
hớng dẫn khoa học của GS. TSKH. Phùng Văn Lự và TS. Trần Bá Việt.
Tác giả xin nói lời cảm ơn sâu sắc đối với GS. TSKH. Phùng Văn Lự và
TS. Trần Bá Việt về sự hớng dẫn tận tình trong quá trình thực hiện luận án.
Tác giả xin chân chân thành cảm ơn tập thể các thầy cô giáo thuộc Khoa
Vật liệu Xây dựng, Khoa Đào tạo Sau đại học, Trờng Đại học Xây dựng đã
có nhiều ý kiến đóng góp về chuyên môn và giúp đỡ quý báu trong quá trình
thực hiện luận án.
Xin trân trọng cảm ơn sự giúp đỡ của Phòng thí nghiệm VLXD, Phòng
thí nghiệm Công trình thuộc Trung tâm thí nghiệm và kiểm định công trình
Xây dựng Trờng Đại học Kiến trúc Hà Nội. Xin cảm ơn sự hợp tác của
Viện chuyên ngành Bê tông, Trung tâm T vấn chống ăn mòn và Xây dựng -
Viện Khoa học công nghệ Xây dựng, Công ty xi măng Nghi Sơn và nhà phân
phối sản phẩm của Aqalon.
Xin trân trọng cảm ơn các Nhà khoa học và các đồng nghiệp đã đọc và
đóng góp những ý kiến quý báu về nội dung của luận án.
Tác giả xin nói lời biết ơn đến những ngời thân trong gia đình bởi sự
động viên và chia sẻ khó khăn trong thời gian thực hiện luận án.

Tác giả luận án



-ii-


Lời cam đoan

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi.
Các số liệu, kết quả nêu trong luận án là trung thực và cha từng đợc ai
công bố trong bất kỳ công trình nào khác.

Tác giả luận án


















-iii-
Mục lục

Trang
Lời nói đầu
i
Lời cam đoan

ii
Mục lục
iii
Danh mục các ký hiệu, các chữ viết tắt
vii
Danh mục các bảng
x
Danh mục các hình vẽ v đồ thị
xi
Mở đầu 1
1. Tính cấp thiết của đề tài
1
2. Mục đích nghiên cứu 2
3. Đối tợng và phạm vi nghiên cứu
2
4. Phơng pháp nghiên cứu
3
5. ý nghĩa khoa học của luận án
3
6. Những đóng góp mới của luận án
3
Chơng 1. Tình hình nghiên cứu v sử dụng bê tông keramzit
chịu lực có độ chảy cao
5
1.1. Tình hình nghiên cứu và sử dụng BTK chịu lực trên thế giới 5
1.1.1. Keramzit - cốt liệu rỗng cho bê tông nhẹ chịu lực 5
1.1.2. Tình hình nghiên cứu về BTK chịu lực 6
1.1.3. Tình hình sử dụng BTK chịu lực trên thế giới 15
1.2. Tình hình nghiên cứu và sử dụng BTK ở Việt Nam 16
1.2.1. Tình hình sản xuất sỏi keramzi

t
16
1.2.2. Tình hình nghiên cứu và sử dụng BTK 17
1.3. Kết luận chơng 1 20
Chơng 2. Cơ sở khoa học về bê tông keramzit chịu lực
có độ chảy cao
21
2.1. Khái niệm về bê tông keramzit chịu lực có độ chảy cao 21

-iv-
2.2. Cơ chế tự chảy và biện pháp tăng độ chảy của HHBT 21
2.3. Cơ chế phân tầng và biện pháp giảm phân tầng cho HHBTK 27
2.4. Các biện pháp cải thiện tính chất cơ lý của BTK chịu lực
30
2.5. Cơ chế biến dạng thể tích của BTK trong quá trình rắn chắc
33
2.6. Các phơng pháp giảm co ngót cho BTK chịu lực
37
2.6.1. Điều chỉnh thành phần bê tông và chất kết dính
37
2.6.2. Sử dụng phụ gia giảm co và phụ gia bù co
38
2.6.3. Sử dụng cốt sợi phân tán
38
2.6.4. Sử dụng cốt liệu rỗng ngậm nớc
40
2.7. Bảo dỡng bên trong cho BTK chịu lực có độ chảy cao
41
2.7.1. Cơ sở khoa học của bảo dỡng bên trong
41

2.7.2. Cơ sở khoa học về trao đổi nớc giữa KRZ và đá xi măng
44
2.7.2.1. Cấu trúc rỗng và hiện tợng hút nớc của KRZ
44
2.7.2.2. Sự dịch chuyển nớc từ bên trong KRZ đến đá xi măng
45
2.7.3. ảnh hởng của nhiệt độ bảo dỡng đến biến dạng của BTK
49
2.8. Kết luận chơng 2
51
Chơng 3. Vật liệu sử dụng v Phơng pháp nghiên cứu 52
3.1. Vật liệu sử dụng
52
3.1.1. Chất kết dính
52
3.1.2. Nớc
53
3.1.3. Phụ gia khoáng
53
3.1.4. Phụ gia siêu dẻo
53
3.1.5. Phụ gia ổn định độ nhớt
53
3.1.6. Cốt sợi phân tán
54
3.1.7. Cốt liệu rỗng keramzit
55
3.1.8. Cốt liệu nhỏ
56
3.2. Các phơng pháp nghiên cứu

56
3.2.1. Các phơng pháp tiêu chuẩn
56
3.2.2. Các phơng pháp cha có trong tiêu chuẩn
57

-v-
3.2.2.1. Xác định độ mất nớc của bê tông
57
3.2.2.2. Xác định độ co mềm và co khô của bê tông.
58
3.2.2.3. Xác định độ phân tầng của hỗn hợp BTK.
59
3.2.2.4. Xác định thời gian chảy qua phễu (V- Funnel Test)
60
3.2.2.5. Xác định khả năng tự lèn của HHBTK bằng dụng cụ hộp L
60
3.2.2.6. Xác định độ các thông số bảo dỡng ẩm BTK
60
3.3. Phơng pháp quy hoạch thực nghiệm
61
3.4. Sơ đồ khối của quá trình nghiên cứu
63
3.5. Kết luận chơng 3
64
Chơng 4. Nghiên cứu thiết kế thnh phần bê tông keramzit
chịu lực có độ chảy cao
65
4.1. Đặt vấn đề
65

4.2. Thiết kế thành phần BTK chịu lực có độ chảy cao
65
4.2.1. Lựa chọn hàm lợng tro tuyển và mức ngậm cát hợp lý
65
4.2.2. Quy hoạch bậc 2 tâm xoay và ma trận quy hoạch thực nghiệm
67
4.2.3. Thiết lập các phơng trình hồi quy thực nghiệm
69
4.2.4. ảnh hởng của thành phần đến tính công tác của HHBTK
71
4.2.5. ảnh hởng của thành phần đến khối lợng thể tích của BTK
76
4.2.6.
ảnh hởng của thành phần đến cờng độ của BTK
78
4.3. Xác định cấp phối tối u cho BTK
80
4.4. Nghiên cứu sử dụng cốt sợi trong BTK chịu lực có độ chảy cao
84
4.4.1. Nghiên cứu ảnh hởng của sợi ARG đến tính chất của BTK
84
4.4.2. Tối u hoá hàm lợng và chiều dài của sợi ARG
87
4.5. Kết luận chơng 4
89
Chơng 5. Nghiên cứu công nghệ chế tạo bê tông keramzit chịu lực
có độ chảy cao trong điều kiện khí hậu Việt Nam
90
5.1. Đặt vấn đề
90

5.2. Nghiên cứu quá trình hút nớc của keramzi
t
91

-vi-
5.3. ảnh hởng của các CĐCN đến tính công tác của HHBTK
91
5.3.1. Mô tả mẫu nghiên cứu
91
5.3.2. Độ hút nớc ban đầu của keramzit khi áp dụng nội bảo dỡng
94
5.3.3. Độ chảy và tổn thất độ chảy của hỗn hợp BTK
97
5.3.4. Độ phân tầng của hỗn hợp BTK
98
5.3.5. Khả năng tự lèn của hỗn hợp BTK
99
5.3.6. Bình luận về hiệu quả nâng cao tính công tác của HHBT
101
5.4. ảnh hởng của các CĐCN đến biến dạng mềm của BTK
102
5.5. ảnh hởng của các CĐCN đến tính chất cơ lý của BTK
108
5.5.1. Cờng độ của BTK 108
5.5.2. Mô đun đàn hồi của BTK 111
5.5.3. Khả năng chống thấm nớc và thấm ion Clo của BTK 112
5.6. ảnh hởng của các CĐCN đến cấu trúc vi mô của BTK
115
5.7. ảnh hởng của nội bảo dỡng đến mức độ thuỷ hoá của xi
măng trong BTK

118
5.8. ảnh hởng của các CĐCN đến lực bám dính giữa BTK và CT
121
5.9. Nghiên cứu bảo dỡng BTK chịu lực có độ chảy cao trong điều
kiện khí hậu Việt Nam
122
5.10. Nghiên cứu biến dạng cứng của BTK chịu lực có độ chảy cao
134
5.11. Nghiên cứu sự làm việc của tấm sàn BTK dới tải trọng
127
5.12. Phân tích hiệu quả kinh tế - kỹ thuật khi sử dụng BTKCL-ĐCC
5.13. Kết luận chơng 5
132
134
Kết luận chung v kiến nghị 135
I. Kết luận chung 135
II. Kiến nghị
137
Danh mục các công trình công bố của tác giả 138
Ti liệu tham khảo 140
Phần Phụ lục -


-vii-
Danh mục các ký hiệu, các chữ viết tắt

Bê tông BT
Bê tông nặng thông thờng BTNA
Bê tông keramzit BTK
Bê tông keramzit chịu lực BTKCL

Bê tông keramzit chịu lực độ chảy cao BTKCL-ĐCC
Bê tông keramzit cốt thép BTKCT
Bê tông tự lèn (Self-Compacting Concrete) BTTL (hoặc SCC)
Bê tông cốt liệu rỗng
BTCLR
Bê tông keramzit tự lèn
BTKTL
Bê tông cốt sợi
BTCS
Bê tông cốt thép BTCT
Bê tông keramzit cốt sợi BTKCS
Cát vàng (cát nặng) C
Chất bột (lợng chất bột) B
Chất kết dính CKD
Cấp phối bê tông sử dụng KRZ khô Kd
Cấp phối bê tông sử dụng KRZ ớt Kw
Cấp phối bê tông sử dụng KRZ ớt và cốt sợi thuỷ tinh Kwg
Cấp phối bê tông sử dụng KRZ ứơt và sợi polypropylen Kwp
Cấp phối bê tông sử dụng KRZ khô và cốt sợi thuỷ tinh Kdg
Cấp phối bê tông sử dụng KRZ ớt và phụ gia nhớt Kwv
Cấp phối BT cốt liệu nặng (Normal-weight Aggregate) NA
Co hoá học của xi măng (Chemical Shringkage) CS
Cốt liệu CL
Cốt liệu rỗng CLR
Cốt liệu lớn CLL
Cốt liệu bé CLB
Cốt thép CT

-viii-
Cờng độ nén R

n

Cờng độ nén tuổi y ngày R
ny

Cờng độ kéo tuổi y ngày R
ky
Cờng độ kéo R
k
Cờng độ kéo khi uốn R
ku
Cờng độ nén của bê tông 28 ngày bảo dỡng tiêu chuẩn R
TC

Chế độ công nghệ CĐCN
Đờng kính lớn nhất của cốt liệu D
max

Đờng kính nhỏ nhất của cốt liệu d
min

Độ ẩm tơng đối RH
Độ đặc đ
Độ rỗng r
Độ sụt của HHBT SN
Độ chảy sụt tự do của HHBT (Slump Flow) D (hoặc SF)
Độ chảy của HHBT qua vòng J-ring D
j
(hoặc D
J

)
Độ phân tầng của HHBT PT
Hệ số truyền nhiệt

Hệ số phẩm chất Kpc
Hỗn hợp bê tông hay bê tông tơi HHBT
Hỗn hợp bê tông keramzit HHBTK
Keramzit KRZ
Khối lợng riêng của keramzit

k
Khối lợng thể tích

o
(hoặc
v
)
Khối lợng thể tích đổ đống của keramzit
tn
K

,
bđ
Khối lợng thể tích hạt cốt liệu

h
Khối lợng thể tích hạt trong hồ xi măng

hxm
Khối lợng thể tích bão hoà khô bề mặt

ossd
Khối lợng thể tích của bê tông ở trạng thái khô

bk
,
dr
Khối lợng thể tích sau tháo khuôn (demoulding density)

d

Khối lợng thể tích BT tháo khuôn sau 28 ngày bảo dỡng

v
(hoặc
vb
)

-ix-
Mật độ thể tích của keramzit trong BTK

Mô đun độ lớn của cốt liệu M
đl

Mô đun đàn hồi của BT E
b
Mô đun đàn hồi của cốt liệu E
h

Mức ngậm cát của cốt liệu theo thể tích V

C
/V
CL
Nớc N
Phụ gia PG
Phụ gia siêu dẻo PGSD
Phụ gia siêu dẻo genium G51 G51
Phụ gia biến tính độ nhớt PGN
Sợi polypropylen PP
Sợi thuỷ tinh bền kiềm ARG
Tỷ lệ nuớc trên xi măng N/X
Tỷ lệ nớc trên chất kết dính N/CKD
Tỷ lệ nớc trên bột N/B
Tro tuyển nhiệt điện Tr
Thể tích của bê tông V
b
Thể tích hạt của cát vàng V
C
Thể tích đặc của chất kết dính V
CKD
Thể tích hạt của cốt liệu V
CL
Thể tích hạt của cốt liệu rỗng V
CLR
Thể tích hạt của cốt liệu lớn V
CLL
Thể tích hạt của cốt liệu bé V
CLB
Thể tích đặc của tro tuyển V
T

Thể tích hạt của keramzit V
K
Tính công tác của HHBT TCT
Vùng chuyển tiếp giữa đá xi măng với cốt liệu ITZ
Vi cốt liệu VCL
Xi măng XM (hoặc X)


-x-
Danh mục các bảng
Bảng 1.1. Yêu cầu kỹ thuật của CLR dùng trong BTCLR chịu lực
Bảng
1.2.` Thành phần hạt yêu cầu của CLR cho BTCLR chịu lực
Bảng
2.1. Vật liệu và thành phần của BTTL so với bê tông thờng
Bảng
2.2. Tính chất vật lý của các khoáng và sản phẩm thuỷ hoá XM
Bảng
2.3. Độ co hoá học của các khoáng của xi măng khi hidrat
Bảng
3.1. Tính chất cơ lý của xi măng Nghi Sơn PCB40.
Bảng
3.2. Tính chất của tro tuyển Phả Lại
Bảng
3.3. Tính chất cơ lý của sợi thuỷ tinh bền kiềm ARG
Bảng
3.4. Tính chất cơ lý của keramzit Bemes
Bảng
3.5.
T

T
í
í
n
n
h
h


c
c
h
h
ấ
ấ
t
t


c
c
ơ
ơ


l
l
ý
ý

c
c
ủ
ủ
a
a


c
c
á
á
t
t


v
v
à
à
n
n
g
g
Bảng
3.6. Danh mục tiêu chuẩn nớc ngoài sử dụng trong nghiên cứu
Bảng
3.7.
Tiêu chuẩn chấp nhận cho BTTL cốt liệu có Dmax 20mm

Bảng
3.8 Ma trận quy hoạch thực nghiệm bậc 2 tâm xoay với k = 3.
Bảng
3.9 Ma trận quy hoạch thực nghiệm bậc hai tâm xoay với k = 2
Bảng
4.1. Miền giá trị của các biến mã và biến thực
Bảng
4.2. Cấp phối BTK theo kế hoạch thực nghiệm
Bảng
4.3. Kết quả thí nghiệm các tính chất của HHBT và BTK.
Bảng
4.4. Thang nguyện vọng theo Harrington
Bảng
4.5. Điều kiện biên cho các hàm mục tiêu
Bảng
4.6. Giá trị y
i
*
và giá trị nguyện vọng q
i
*
để xác định n
Bảng
4.7. Kết quả tính toán tìm hàm nguyện vọng chung Q theo các hàm
nguyện vọng riêng phần q
i
của các hàm mục tiêu.
Bảng
4.8.
Giá trị phù hợp của

*, m* và hàm mục tiêu theo N/CKD
Bảng
4.9. Miền giá trị của các biến mã và biến thực nghiên cứu BTKCS
Bảng
4.10. Ma trận thực nghiệm và kết quả thí nghiệm BTKCS
Bảng
4.11. Giá trị biến thực tìm đợc trên cơ sở tối u hoá hàm mục tiêu
Bảng
4.12. Kết quả thí nghiệm tính chất của BTK cốt sợi ARG

-xi-
Bảng
5.1. Các mẫu BTK sử dụng trong nghiên cứu
Bảng
5.2. Cấp phối BTK và bê tông nặng tự lèn
Bảng
5.3. Quy trình trộn áp dụng cho các cấp phối
Bảng
5.4. Các giá trị đo T50; D
0
và DJ của HHBT
Bảng
5.5. Kết quả thí nghiệm tính công tác của hỗn hợp BTK
Bảng
5.6. Cờng độ (daN/cm
2
), khối lợng thể tích (kg/m
3
) của bê tông ở

các tuổi khác nhau.
Bảng
5.7. Kết quả thí nghiệm khả năng chống thấm của BTK
Bảng
5.8. Kết quả thí nghiệm thấm ion Clo của các mẫu bê tông
Bảng
5.9. Chỉ số CPS khi phân tích X-Ray các mẫu
Bảng
5.10. Độ bám dính giữa cốt thép và BTK chịu lực có độ chảy cao
Bảng
5.11. Sự thay đổi cờng độ BTK theo thời gian bảo dỡng ẩm
Bảng
5.12. Vật liệu bê tông và cốt thép cho tấm sàn
Bảng
5.13. Kết quả tính toán thép và khả năng kháng nứt của tấm sàn

Danh mục các hình v đồ thị
Hình 1.1.a Các bọt khí trong vùng ITZ khi sử dụng cốt liệu khô
Hình 1.1.b Vùng ITZ khi sử dụng cốt liệu hút nớc trớc khi trộn
Hình 1.2.
ảnh hởng của thể tích cốt liệu đến độ co của BT
sử dụng các loại CLR khác nhau (so với độ co của nền vữa)
Hình 2.1.
Quan hệ giữa ứng suất cắt

và tốc độ biến dạng cắt n
Hình 2.2. Mô hình co ngót của hệ xi măng nớc
Hình 2.3. Cấu trúc (a) và phân bố lỗ rỗng của Kerramzit (b)
Hình 3.1. Mô tả dụng cụ đo co ngót của BTCLR
Hình 4.1. Độ đặc của hỗn hợp tro - cát phụ thuộc tỷ lệ phối trộn

Hình 4.2. Độ đặc của hỗn hợp cốt liệu phụ thuộc mức ngậm cát
Hình 4.3. Đồ thị độ chảy của HHBTK khi x
1
= 0
Hình 4.4. Đồ thị độ chảy của HHBTK khi x
2
= 0
Hình 4.5. Đồ thị độ chảy của HHBTK khi x
3
= 0

-xii-
Hình 4.6. Đồ thị khả năng tự lèn của HHBTK khi x
1
= 0
Hình 4.7. Đồ thị khả năng tự lèn của HHBTK khi x
2
= 0
Hình 4.8. Đồ thị khả năng tự lèn của HHBTK khi x
3
= 0
Hình 4.9. Đồ thị độ phân tầng của HHBTK khi x
1
= 0
Hình 4.10. Đồ thị độ phân tầng của HHBTK khi x
2
= 0
Hình 4.11. Đồ thị độ phân tầng của HHBTK khi x
3
= 0

Hình 4.12. Đồ thị khối lợng thể tích của BTK khi x
1
= 0
Hình 4.13. Đồ thị khối lợng thể tích của BTK khi x
2
= 0
Hình 4.14. Đồ thị khối lợng thể tích của BTK khi x
3
= 0
Hình 4.15. Đồ thị cờng độ nén Y
R
của BT khi x
1
= 0
Hình 4.16. Đồ thị cờng độ nén Y
R
của BT khi x
2
= 0
Hình 4.17. Đồ thị cờng độ nén Y
R
của BT khi x
3
= 0
Hình 5.1. Độ hút nớc của Keramzit phụ thuộc thời gian ngâm mẫu
Hình 5.2. Quan hệ giữa N/CKD và lợng nớc cần bù co hoá học
Hình 5.3. Độ chảy sụt tự do (Do) và tổn thất độ chảy của HHBT
Hình 5.4. Độ chảy và tổn thất độ chảy J-ring (DJ) của HHBT
Hình 5.5. Hình ảnh thí nghiệm độ chảy tự do và độ chảy J-ring
Hình 5.6. Độ phân tầng của HHBT

Hình 5.7. BTK có sợi ARG: (a)- cắt dọc mẫu trụ 15x30cm
Hình 5.8. Mức tự lèn (Do - DJ) của HHBT
Hình 5.9. Hệ số tự lèn của HHBT - Thí nghiệm bằng dụng cụ L-box
Hình 5.10. Biến thiên nhiệt độ và độ ẩm không khí
Hình 5.11. Mất nớc của BTK theo thời gian (mùa lạnh)
Hình 5.12. Biến dạng mềm của BTK - keramzit ớt (mùa lạnh)
Hình 5.13 Biến dạng mềm của BTK - keramzit khô và ớt (mùa lạnh)
Hình 5.14. Biến thiên nhiệt độ và độ ẩm không khí ngày hè 20/6/2008
Hình 5.15. Mất nớc của BTK trong những giờ đầu (mùa nóng)
Hình 5.16. Biến dạng mềm của các mẫu BTK (mùa nóng)
Hình 5.17. Cờng độ của BTK với Hp ban đầu khác nhau
Hình 5.18. Sự phát triển cờng độ của BTK và BT thờng

-xiii-
Hình 5.19. Sự phát triển cờng độ của BTK có mặt cốt sợi
Hình 5.20. Sự phát triển cờng độ của BTK và BT nặng tự lèn
Hình 5.21. Mô đun đàn hồi của BTKTL so sánh với BT nặng tự lèn
Hình 5.22. Mác chống thấm của BTK và BTTL
Hình 5.23. Độ thấm ion Clo của các mẫu bê tông
Hình 5.24. Hình SEM của các mẫu BTK và BT thờng
Hình 5.25. Hệ số thuỷ hoá của CKD theo tuổi mẫu
Hình 5.26. Nhiệt độ và độ ẩm môi trờng (từ ngày 16/10/2007)
Hình 5.27. Biến dạng cứng 28 ngày đầu của BTK (từ ngày 16/10/2007)
Hình 5.28. Nhiệt độ và độ ẩm môi trờng (từ ngày 21/6/2008)
Hình 5.29. Biến dạng cứng của BTK trong 28 ngày đầu (từ ngày 21/6/2008)
Hình 5.30. Biến dạng cứng dài ngày của BTK (từ ngày 21/6/2008)
Hình 5.31. Sơ đồ chất tải lên tầm sàn
Hình 5.32. Sơ đồ bố tr
í
các đồng hồ đo biến dạng

Hình 5.33. Quan hệ tải trọng - biến dạng kéo (+) và nén (-)
Hình 5.34. Quan hệ tải trọng - biến dạng vùng chịu kéo (giữa nhịp bản)
Hình 5.35. Quan hệ tải trọng - biến dạng vùng nén (giữa nhịp bản)
Hình 5.36. Quan hệ tải trọng - độ võng của tấm sàn (giữa nhịp bản)
Các hình ảnh trong phần Phụ lục:
Kết quả X-Ray của các mẫu BTK ở tuổi 3, 7 và 28 ngày.
Kết quả phân tích nhiệt vi sai của các mẫu ở các tuổi 3, 7 và 28 ngày.
Biểu đồ thành phần hạt của xi măng PCB40 Nghi Sơn.
Biểu đồ thành phần hạt của tro tuyển Phả Lại.
Kết quả thí nghiệm chống thấm nớc của bê tông.
Kết quả thí nghiệm độ thấm ion Clo của bê tông.

Một số ảnh chụp trong quá trình nghiên cứu thực nghiệm.
Một số hình ảnh chế tạo và thi công BTK tại hiện trờng.


- 1 -
Mở đầu

Bê tông cốt liệu rỗng (BTCLR) nói chung và bê tông keramzit (BTK) nói
riêng đã và đang trở thành vật liệu xây dựng khá phổ biến trong xây dựng hiện
đại. Chúng đợc sử dụng trong xây dựng dân dụng, xây dựng công nghiệp và
xây dựng giao thông. Đặc biệt hiệu quả khi sử dụng chúng trong xây dựng nhà
cao tầng, xây dựng cầu, công trình trên biển, các công trình trên nền đất yếu.
Chúng cũng đợc dùng trong các kết cấu vỏ mỏng, tấm cong, trong kết cấu bê
tông cốt thép ứng suất trớc và một số lĩnh vực khác để giảm tải trọng công trình,
tiết kiệm chi phí nguyên vật liệu, nâng cao hệ số phẩm chất kết cấu.
1. Tính cấp thiết của đề ti
Hiện nay ở nớc ta việc xây dựng mới nhiều nhà cao tầng là một nhu cầu
bức thiết. Từ hàng chục năm nay, nhiều công trình nghiên cứu và thực tế sử dụng

trên thế giới đã minh chứng rằng, BTCLR là vật liệu thể hiện rõ những đặc tính
u việt, có thể thoả mãn những yêu cầu khắt khe về tải trọng công trình, yếu tố vi
khí hậu cho không gian ở [8], [9], [10]. Hơn nữa, sử dụng BTCLR nói chung và
BTK nói riêng có thể giảm đáng kể tổng giá trị công trình, mặc dù đơn giá của
nó cao hơn [52].
Tuy nhiên, công nghệ chế tạo bê tông BTCLR có những yêu cầu riêng so
với bê tông nặng. Đối với BTCLR, rất dễ xảy ra hiện tợng phân tầng khi vận
chuyển và tạo hình sản phẩm do quá trình nổi lên của cốt liệu nhẹ, khó đảm bảo
sự phù hợp giữa ba yếu tố: phơng pháp thi công, chế độ lèn chặt và tính công
tác, tổn thất độ sụt của hỗn hợp bê tông khá lớn, Những đặc tính này trong thi
công là nguyên nhân làm cho ứng dụng của chúng khó đợc phổ biến. Vì vậy
nghiên cứu chế tạo BTCLR chịu lực, trên cơ sở hỗn hợp bê tông có độ chảy cao
và có tính năng tự lèn, sẽ khắc phục đợc những nhợc điểm cơ bản nêu trên
trong quá trình thi công.
Trong những năm gần đây, cùng với sự phát triển mới về phụ gia cho bê
tông, công nghệ bê tông tự lèn đợc quan tâm nghiên cứu và ứng dụng bởi những

- 2 -
đặc tính u việt của nó. Sử dụng bê tông tự lèn có thể giảm 5-10% tổng chi phí
công trình, cải thiện điều kiện lao động và môi trờng, rút ngắn thời gian thi
công [25].
2. Mục đích nghiên cứu
Việc nghiên cứu chế tạo bê tông keramzit chịu lực, mà hỗn hợp bê tông có
độ chảy cao và tự lèn, không những đáp ứng một phần nhu cầu bức thiết về vật
liệu nhẹ cho xây dựng mà còn là một sự đột phá mang tính khoa học, nhằm mang
lại một hiệu quả kép của hai loại vật liệu tiên tiến - bê tông tự lèn và bê tông nhẹ.
Vì vậy mục đích nghiên cứu của luận án là:
- Nghiên cứu chế tạo BTK chịu lực, mác M25 M30, khối lợng thể tích
của bê tông
bk

1800 kg/m
3
, hỗn hợp bê tông có độ chảy cao (D = 600 750
mm) và có tính tự lèn, sử dụng làm sàn và mái bê tông cốt thép đổ tại chỗ hoặc
làm lớp bê tông đổ bù sàn lắp ghép.
- Nghiên cứu chế độ công nghệ nhằm nâng cao chất lợng cho BTK chịu
lực có độ chảy cao và tự lèn, phù hợp với điều kiện sử dụng vật liệu và môi
trờng khí hậu miền Bắc Việt Nam.
3. Đối tợng v phạm vi nghiên cứu
3.1. Đối tợng nghiên cứu
Đối tợng nghiên cứu là bê tông keramzit chịu lực chế tạo từ hỗn hợp bê
tông có độ chảy cao (BTKCL-ĐCC), gồm các nội dung sau:
- Nghiên cứu tổng quan về BTKCL-ĐCC;
- Nghiên cứu cơ sở khoa học về BTKCL-ĐCC;
- Nghiên cứu ảnh hởng của thành phần cấp phối đến tính công tác và tính
chất cơ lý của BTKCL-ĐCC. Xác định cấp phối tối u của BTKCL-ĐCC theo
nguyện vọng thiết kế.
- Nghiên cứu một số chế độ công nghệ nhằm nâng cao chất lợng cho
BTKCL-ĐCC trong điều kiện vật liệu và khí hậu địa phơng. Đánh giá các tính
chất của nó trong điều kiện khí hậu Hà Nội.
- Nghiên cứu sự làm việc của bản sàn BTCT chế tạo từ BTKCL-ĐCC.

- 3 -
3.2. Phạm vi nghiên cứu
Nghiên cứu chế tạo BTK chịu lực, hỗn hợp bê tông có độ chảy cao và tự lèn,
đạt các chỉ tiêu công tác và tính chất cơ lý theo mục tiêu đề ra, trong điều kiện
khí hậu nhiệt đới ẩm của khu vực Hà Nội.
4. Phơng pháp nghiên cứu
Nghiên cứu lý thuyết kết hợp với nghiên cứu thực nghiệm. Phần nghiên cứu
lý thuyết chủ yếu là phân tích, diễn giải. Phần nghiên cứu thực nghiệm đợc tiến

hành theo các phơng pháp tiêu chuẩn của Việt Nam và nớc ngoài. Do tính chất
của đối tợng nghiên cứu nên đề tài đã sử dụng một số phơng pháp nghiên cứu
thực nghiệm đặc thù, tuy cha có trong tiêu chuẩn, nhng đã đợc nhiều nhà
khoa học trên thế giới và trong nớc khuyến cáo sử dụng.
5. ý nghĩa khoa học của luận án
- Phân tích và làm sáng tỏ ảnh hởng của vật liệu và thành phần cấp phối
đến tính công tác và tính chất cơ lý của BTKCL-ĐCC.
- Nghiên cứu làm sáng tỏ cơ sở khoa học về hiện tợng phân tầng của
HHBT và sự biến đổi thể tích khi rắn chắc của BTCLR. Trên cơ sở đó đề xuất các
giải pháp hạn chế phân tầng và giảm co ngót cho BTKCL-ĐCC.
- Phân tích và làm sáng tỏ cơ sở khoa học của bảo dỡng từ bên trong cho
BTCLR chịu lực. Nghiên cứu lý thuyết về ảnh hởng của nhiệt độ và độ ẩm đến
hiệu quả của bảo dỡng từ bên trong. Nghiên cứu làm rõ cơ sở khoa học về sự
trao đổi nớc giữa CLR và nền đá xi măng trong quá trình rắn chắc, từ đó đề xuất
giải pháp nội bảo dỡng áp dụng cho BTKCL-ĐCC trong điều kiện khí hậu Việt
Nam.
6. Những đóng góp mới của luận án
Lần đầu tiên luận án đã nghiên cứu thành công sản phẩm bê tông đạt
đồng thời các yếu tố: nhẹ, chịu lực, có độ chảy cao và tính tự lèn. Bằng quy
hoạch thực nghiệm, đã thiết lập đợc các hàm hồi quy mô tả quan hệ giữa thành
phần cấp phối đến các tính công tác và tính chất cơ lí của BTKCL-ĐCC; tối u

- 4 -
hoá đợc cấp phối BTK theo yêu cầu thiết kế, trên cơ sở thiết lập và xử lý hàm
nguyện vọng Harrington.
Luận án đã xây dựng đợc các hàm hồi quy mô tả ảnh hởng của chiều
dài và hàm lợng cốt sợi thuỷ tinh bền kiềm (ARG) đến các tính công tác và tính
chất cơ lý của BTKCL-ĐCC; đã xác định đợc các thông số tối u của cốt sợi
ARG theo các mục tiêu kỹ thuật và công nghệ.
Luận án đã nghiên cứu và đề xuất các phơng pháp hạn chế phân tầng,

giảm co ngót cho BTKCL-ĐCC, và minh chứng bằng thực nghiệm hiệu quả của
các phơng pháp đó.
Lần đầu tiên nghiên cứu đề xuất giải pháp nội bảo dỡng cho BTKCL-
ĐCC. Đã thiết lập đợc công thức tính toán độ hút nớc cần thiết của keramzit có
xét đến ảnh hởng của nhiệt độ và sự trao đổi nớc của bê tông với môi trờng;
minh chứng đợc hai thông số kỹ thuật bảo dỡng ẩm bê tông khi áp dụng chế
độ nội bảo dỡng, trong điều kiện khí hậu mùa đông và mùa hè ở khu vực Hà
Nội.
Bằng lý thuyết và thực nghiệm luận án đã minh chứng hiệu quả của giải
pháp sử dụng keramzit ngậm nớc kết hợp với cốt sợi phân tán hoặc phụ gia biến
tính độ nhớt, trong việc nâng cao chất lợng cho BTKCL-ĐCC.
Luận án đã nghiên cứu ứng dụng BTKCL-ĐCC chế tạo tấm sàn bê tông
cốt thép; minh chứng bằng thực nghiệm khả năng làm việc dới tải trọng của tấm
sàn BTKCL-ĐCC so với tấm sàn bê tông nặng cùng mác.









- 5 -
Chơng 1
Tình hình nghiên cứu v sử dụng
Bê tông keramzit chịu lực có độ chảy cao
1.1. Tình hình nghiên cứu v sử dụng BTK chịu lực trên thế giới
1.1.1. Keramzit - cốt liệu rỗng cho bê tông nhẹ chịu lực
Si keramzit (KRZ) là một loại vt liu đợc sản xuất bằng cách nung nở

phồng đất sét dễ chảy, diệp thạch sét hay á sét ở nhiệt độ khoảng 10501250
o
C.
Các nớc Châu Âu gọi sản phẩm này là Leca hay Liapor, ở Nga gọi là Keramzit.
Đặc điểm cơ bản của KRZ là cấu tạo lỗ rỗng nhỏ và phần lớn ở dạng kín. Dạng
hạt chủ yếu hình cầu, ô van, hình trứng hay trụ. Nhờ cấu tạo và dạng hạt nh vậy
nên KRZ c s dng lm ct liu rng cho bờ tụng. Mặc dù nó có độ rỗng lớn,
khối lợng thể tích từ 500 đến 1200 kg/m
3
, nhng vẫn có cờng độ cao, độ hút
nớc nhỏ, tốc độ hút nớc trong hỗn hợp bê tông so với các loại ct liu rng
khác chậm hơn [7], [10].
Chất lợng của CLR dùng để chế tạo bê tông nhẹ chịu lực đợc đánh giá
theo tiêu chuẩn ASTM C330-99 hoặc TCVN 6220-97. Yêu cầu kỹ thuật của CLR
dùng cho BT nhẹ chịu lực đợc thể hiện trong bảng 1.1. Thành phần hạt yêu cầu
của CLR đợc quy định nh trong bảng 1.2.
Bảng 1.1. Yêu cầu kỹ thuật của CLR dùng trong BTCLR chịu lực [33]
TT Chỉ tiêu kỹ thuật
Tiêu chuẩn thí
nghiệm
Giới hạn cho
phép
1 Tạp chất hữu cơ ASTM C40
Không đậm hơn
màu chuẩn
2 Hàm lợng Fe
2
O
3
ASTM C 641

1,5mg/200g
3 Mất khi nung ASTM C114
5%
4 Tạp chất sét ASTM C142
2%
5
Khối lợng thể tích đổ đống:
- Đối với cát nhẹ
- Đối với sỏi nhẹ
- Hỗn hợp cát nhẹ và sỏi nhẹ
ASTM C29

1120 kg/m
3
880 kg/m
3
1040 kg/m
3


- 6 -
Bảng 1.2. Thành phần hạt yêu cầu của CLR cho BTCLR chịu lực [33]
Nhóm CLR
theo cỡ hạt,
mm
Lợng lọt sng, %, (theo khối lợng) đối với các cỡ sng (mm)
25 19 12,5 9,5 4,75 2,36 1,18 0,3 0,15
4,75 -:- 0
(Cát nhẹ)
- - - 100

85-
100
- 40-80 10-35 5-25
25,0 -:- 4,75
95-
100
- 25-60 - 0-10 - - - -
19,0 -:- 4,75 100
90-
100
- 10-50 0-15 - - - -
12,5 -:- 4,75
- 100
90-
100
40-80 0-20 0-10 - - -
9,5 -:- 2,36 - - 100
80-
100
5-40 0-20 0-10 - -
12,5 -:- 0 - 100
95-
100
- 50-80 - - 5-20 2-5
9,5 -:- 0 - - 100
90-
100
65-90 35-65 - 10-25 5-15
Để chế tạo BTCLR chịu lực, trong các tài liệu [21], [56] còn quy định một
số tính chất cơ lý khác của CLR (khối lợng thể tích đổ đống lớn nhất; khối

lợng thể tích hạt; cờng độ tối thiểu khi nén giập) phù hợp với khối lợng thể
tích và mác của bê tông.
1.1.2. Tình hình nghiên cứu về bê tông keramzit chịu lực
Hiện nay, có 3 phơng pháp chính để tính toán thành phần BTK chịu lực:
(a)- Phơng pháp của Viện Bê tông Mỹ ACI 211.2-98 [38]; (b)- Phơng pháp
của Satish Chandra và Leif Berntsson [52]; và (c)- Phơng pháp của Nga [21].
Các phơng pháp này có khác nhau về trình tự tính toán, số liệu thực nghiệm
cũng nh logic tiếp cận vấn đề. Tuy nhiên chúng có điểm chung là sự kết hợp
giữa tính toán sơ bộ và hiệu chỉnh cấp phối bằng thực nghiệm. Trong thực tế,
thành phần hỗn hợp bê tông phải hiệu chỉnh nhiều lần mới mang lại hiệu quả
kinh tế kỹ thuật. Một số nghiên cứu khác đã đa ra chỉ dẫn hay nguyên tắc thiết
kế thành phần áp dụng cho BTCLR cờng độ cao, BTCLR vận chuyển bằng bơm,

- 7 -
BTCLR có khả năng tự đầm [55], [56], [59], [61], [62], [73]. Tuy nhiên, phần lớn
những kết quả nghiên cứu này mới chỉ mang tính định hớng.
Nhiều nghiên cứu cho rằng, nên cho cốt liệu hút nớc trớc khi cho vào trộn
bê tông, đặc biệt khi chế tạo bê tông có độ chảy cao, vận chuyển bằng bơm. Tuy
nhiên việc sử dụng cốt liệu ớt có thể gây một số bất lợi sau: bê tông ẩm ớt lâu
gây ảnh hởng đến các vật liệu khác tiếp xúc với nó; ảnh hởng đến độ ẩm trong
nhà; khối lợng thể tích và hệ số truyền nhiệt của bê tông tăng; có thể làm giảm
cờng độ và độ chống thấm đối với bê tông mác thấp [10], [52].
Do đặc thù dễ bị phân tầng của cốt liệu nhẹ trong vận chuyển và quá trình
tạo hình, do đó trong một thời gian dài, việc nghiên cứu BTK chủ yếu để chế tạo
hỗn hợp bê tông cứng, kém dẻo, có độ sụt không vợt quá 20cm. Gần đây, để
phù hợp với tiến bộ trong công nghệ xây dựng hiện đại, nhu cầu vận chuyển BTK
bằng bơm tăng lên. Hơn nữa, công nghệ bê tông tự lèn đợc phát triển, thể hiện
đợc đặc tính u việt của nó. Điều đó đã tạo động lực để các nhà khoa học
nghiên cứu chế tạo BTK có độ chảy cao và BTK có tính năng tự lèn. Loại bê tông
này tổng hợp đợc những đặc tính u việt của hai loại vật liệu: bê tông nhẹ và bê

tông tự lèn.
Dự án nghiên cứu về BTK chịu lực của liên minh Châu Âu EuroLightCon
[56] đã chế tạo thành công BTK có độ chảy cao và ứng dụng sản phẩm vào thực
tế xây dựng, cải tạo nhiều công trình tại châu Âu. Trên cơ sở sử dụng phụ gia
siêu dẻo, phụ gia biến tính độ nhớt, kết hợp với hàm lợng chất bột cao, cấp phối
hợp lý, đã chế tạo thành công những hỗn hợp BTK có tính công tác tốt, độ chảy
lớn, dễ bơm, tốn ít chi phí đầm chặt.
Từ năm 2002, đã có một số tác giả quan tâm đến nghiên cứu về BTK có khả
năng tự lèn [61], [62], [77], [73]. Nhìn chung, lý thuyết về tính lu biến của hỗn
hợp bê tông nặng tự lèn có thể áp dụng cho BTK tự lèn. Gerick, Yao [73] cho
rằng, điều quan trọng trong chế tạo BTK tự lèn là tính lu biến của hồ xi măng.
Để hồ xi măng có độ nhớt cao nhng ứng suất chảy lại thấp, tỷ lệ nớc trên chất
kết dính (theo thể tích đặc) nên giao động trong khoảng 0,85
1,0. Tổng lợng

- 8 -
bột mịn trong bê tông phải đủ lớn, khoảng 550 650 kg/m
3
bê tông. Mức ngậm
cốt liệu nhỏ của cốt liệu từ 45 50% tính theo thể tích. Nên sử dụng xi măng có
thành phần khoáng C
3
A thấp, để giảm nớc tiêu chuẩn và giảm tổn thất độ chảy
của hỗn hợp bê tông theo thời gian.
Lo, Tang, Cui và A. Nadeem [73] đã tiến hành so sánh các tính chất của bê
tông nhẹ tự lèn (sử dụng cốt liệu phiến sét nung nở phồng, hàm lợng chất kết
dính 500-650 kg/m
3
) và bê tông nặng tự lèn, có cùng cờng độ nén. Kết quả thực
nghiệm cho thấy, khối lợng thể tích của BTK bằng 75%, mô đun đàn hồi bằng

80% so với bê tông nặng. Tính công tác của hai loại hỗn hợp bê tông xấp xỉ nh
nhau.
Michael Haist, Vicktor Mechtcherin và Harald S. Muler [61] đã nghiên cứu
ảnh hởng của cốt sợi phân tán đến tính chất của BTK có khả năng tự lèn. Sợi
thuỷ tinh bền kiềm (ARG), sợi PP và sợi thép đã đợc sử dụng trong nghiên cứu.
Các tác giả đã nghiên cứu ảnh hởng của tỷ lệ nớc trên chất kết dính đến tính
lu biến của hồ xi măng, của vữa cũng nh của HHBT. Kết quả nghiên cứu cho
thấy, tỷ lệ nớc trên chất kết dính trong BTK tự lèn thích hợp trong khoảng 0,7
0,8 (theo thể tích đặc). Sự có mặt của sợi thuỷ tinh hoặc sợi polypropylen với
hàm lợng lớn hơn 0,1% đã làm giảm đáng kể độ chảy của HHBT. Sợi thép với
hàm lợng 0,5% làm giảm không nhiều độ chảy của HHBT nhng làm tăng đáng
kể cờng độ kéo-uốn và khả năng bền va đập của bê tông nhẹ. Cả ba loại sợi trên,
với hàm lợng phù hợp, ảnh hởng không nhiều đến cờng độ nén của bê tông.
C.L. Hwang, M.F. Hung và C. H. Tsai [62] đã nghiên cứu chế tạo bê tông
nhẹ có độ chảy lớn, sử dụng CLR chất lợng cao. Khác với các nghiên cứu khác,
các tác giả đã sử dụng thuật toán thiết kế hỗn hợp có độ đặc cao nhất thuật toán
DMDA (Density Mixture Design Alglorithm) và chế tạo đợc hỗn hợp bê tông
có độ sụt từ 210 250mm, độ chảy xoè đạt 400 600mm, khối lợng thể tích
của bê tông tơi trong khoảng 1700 2000 kg/m
3
, cờng độ nén 28 ngày tuổi đạt
28 40 MPa.

- 9 -
Quá trình trộn hỗn hợp BTK và thiết bị trộn, nhìn chung, cũng tơng tự nh
bê tông nặng. Sau nhiều năm nghiên cứu và đúc kết kinh nghiệm, đã đa ra quy
trình trộn 2 giai đoạn: giai đoạn 1- trộn vữa, bao gồm xi măng, phụ gia khoáng
mịn, cát và khoảng 2/3 nớc trộn. Giai đoạn 2- thêm KRZ lớn cùng lợng nớc
còn lại (cùng phụ gia tăng dẻo nếu có) và trộn đến kết thúc [52]. Phơng pháp
này tạo đợc HHBT có tính đồng nhất cao, chất lợng tốt, rất phù hợp đối với

BTK kết cấu có khối lợng thể tích thấp. Độ hút nớc của cốt liệu nhẹ cỡ nhỏ
ảnh hởng mạnh đến tính chất của hỗn hợp bê tông. Với mục đích ớc lợng thời
gian trộn, nhiều khi cần xác định đờng cong hút nớc theo thời gian của KRZ.
Thực nghiệm chứng tỏ, chỉ sau vài phút đầu, trong HHBT, độ hút nớc của cốt
liệu với cỡ hạt nhỏ hơn 8 hoặc 10mm, đã hầu nh không tăng nữa [52]. Khi cần
thiết có thể bổ sung nớc trong quá trình trộn, tuy nhiên phải giám sát chặt chẽ
quá trình [39], [52].
Vận chuyển hỗn hợp BTK chịu lực cũng đợc thực hiện nh với bê tông
thờng, tuy nhiên cần chú ý xảy ra hiện tợng phân tầng do KRZ nổi lên trên,
đặc biệt khi sử dụng phơng pháp bơm hỗn hợp BTK có độ chảy cao. Theo các
tác giả, khi bơm, KRZ hút nhiều nớc của hồ xi măng do áp lực bơm gây nên,
sau khi ra khỏi ống bơm, áp lực giảm đột ngột, nớc trong cốt liệu lại tách ra.
Điều đó làm mất tính đồng nhất của bê tông và cờng độ sẽ giảm xuống, tuy
nhiên sự suy giảm này là không nhiều. Các nghiên cứu cũng đa ra khuyến cáo,
chỉ vận chuyển bằng bơm khi sự suy giảm cờng độ sau khi bơm so với trớc khi
bơm không vợt quá 10% [56]. Với bê tông vận chuyển bằng bơm, phép thử độ
chảy xoè hợp lý hơn phép đo độ sụt. Độ chảy hợp lý của HHBT trong khoảng
600 650 mm [52].
Đối với BTK, có thể sử dụng các phơng pháp và các thiết bị tạo hình nh
đối với bê tông nặng. Tuy nhiên, so với bê tông nặng, việc tạo hình cấu kiện BTK
cần gia tải bề mặt. Lèn chặt bằng rung động quá mức sẽ làm giảm tính đồng nhất
của bê tông do KRZ có xu hớng nổi lên bề mặt cấu kiện. Thực tế cho thấy rằng,

- 10 -
với BTK, nên sử dụng máy đầm mặt, thiết bị rung kết hợp ép bề mặt với biên độ
giao động bé tần số giao động cao (ít nhất là 200Hz).
Cũng nh bê tông nặng thông thờng, bảo dỡng là quá trình quan trọng,
nhằm bảo đảm cho BTK có đầy đủ điều kiện tốt để đóng rắn và phát triển cờng
độ sau khi thi công, ảnh hởng đến sự phát triển cờng độ, khả năng chống thấm
và độ bền của nó. Nghiên cứu sự ảnh hởng của điều kiện bảo dỡng tới sự phát

triển cờng độ, mô đun đàn hồi, mức độ co nở, hình thành vết nứt, khả năng
chống thấm của bê tông, các tác giả đã đi đến kết luận: ảnh hởng nhiều và mạnh
nhất tới các tính chất của bê tông là môi trờng nhiệt độ và độ ẩm thấp [10].
Trong điều kiện đó, cờng độ bê tông có thể giảm 20 50%, mô đun đàn hồi
giảm 10-15% so với bê tông đợc bảo dỡng chuẩn. Tuy nhiên những nghiên cứu
này mới chỉ tiến hành đối với bê tông sử dụng KRZ ở trạng thái khô ban đầu, sử
dụng phơng pháp bảo dỡng truyền thống. Đối với BTK chịu lực sử dụng cốt
liệu nhẹ ngậm nớc với mục đích bảo dỡng từ bên trong, các vấn đề trên cha
đợc quan tâm nghiên cứu.
Có khá nhiều công trình nghiên cứu vi cấu trúc của các loại KRZ và vi cấu
trúc của bê tông cũng nh ảnh hởng của chúng đến các tính chất của hỗn hợp bê
tông và bê tông [52], [71], [77]. Nhiều công trình đã đi sâu nghiên cứu cấu trúc
rỗng của cốt liệu, sự hình thành cấu trúc và đặc trng cấu trúc vi mô của bê tông
KRZ. Việc tạo đợc bê tông nhẹ có cấu trúc tối u là vấn đề khá phức tạp, liên
quan tới nhiều yếu tố vật liệu và công nghệ.
Neville. A [78], M.Z.Ximônov [10], Zhang M. H [77] và các tác giả khác
cùng đ
a ra mô hình về cấu trúc của BTK, nghiên cứu và lý giải quá trình hình
thành vùng tiếp xúc, đá xi măng và các yếu tố ảnh hởng tới cấu trúc, tới các tính
chất kỹ thuật của bê tông.
Satish Chandra, Leif Berntsson [52], và các tác giả khác [63], [71], [77]
cũng đã tiến hành nghiên cứu ảnh hởng của cốt liệu đến vi cấu trúc của bê tông
nhẹ, đặc điểm của vùng chuyển tiếp giữa đá xi măng với cốt liệu (ITZ), phản ứng
xảy ra trên bề mặt cốt liệu. Bằng các phơng pháp nghiên cứu hiện đại, các tác