Nghiên cứu thành phần cấp phôi cốt liệu thủy tinh y tế để sản xuất bê tông

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

HUỲNH THỊ MỸ DUNG

NGHIÊN CỨU THÀNH PHẦN CẤP PHỐI CỐT LIỆU
THỦY TINH Y TẾ ĐỂ SẢN XUẤT BÊ TÔNG

Chuyên ngành: KỸ THUẬT XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH
DÂN DỤNG VÀ CÔNG NGHIỆP
Mã số: 60 58 02 08

TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

Đà Nẵng – Năm 2018


Công trình được hoàn thành tại
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

Người hướng dẫn khoa học:
PGS. TS. TRƯƠNG HOÀI CHÍNH

Phản biện 1: TS. LÊ KHÁNH TOÀN

Phản biện 2: TS. ĐẶNG CÔNG THUẬT

Luận văn sẽ được bảo vệ trước Hội đồng chấm
Luận văn tốt nghiệp thạc sĩ kỹ thuật họp tại trường Đại học Bách
khoa vào ngày 27 tháng 01 năm 2018

Có thể tìm luận văn tại:
- Trung tâm Học liệu, Đại học Đà Nẵng tại Trường Đại học Bách
khoa
- Thư viện khoa Xây dựng, Trường Đại học Bách khoa – ĐHĐN


1
MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài
Bê tông là vật liệu được sử dụng rộng rãi trong xây dựng với khối
lượng rất lớn. Khi tính toán thiết kế kết cấu bê tông và bê tông cốt
thép cần phải xác định được thành phần cấp phối hợp lí của bê tông.
Quy chế Quản lý chất thải y tế (2007) đã bổ sung nội dung tái chế
chất thải rắn (CTR) y tế không nguy hại làm căn cứ để các cơ sở y tế
thực hiện. Tuy nhiên, nhiều địa phương chưa có cơ sở tái chế, do vậy
việc quản lý tái chế các CTR y tế không nguy hại còn gặp nhiều khó
khăn. Trong thực tế hiện nay, các cơ sở y tế đặc biệt là các bệnh viện
(BV) đã thải ra môi trường một lượng lớn các chất thải y tế, trong đó
có chất thải rắn cụ thể chai lọ thuốc bằng thủy tinh.
Do vậy đề tài “Nghiên cứu thành phần cấp phối cốt liệu thủy tinh
y tế để sản xuất bê tông” là cần thiết góp phần để xử lý lượng chất thải
rắn trong y tế tại địa phương và tạo ra một sản phẩm xây dựng có khả
năng ứng dụng vào thực tế.
2. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
- Đối tượng nghiên cứu:
+ Vật liệu bê tông sử dụng cốt liệu thủy tinh.
- Phạm vi nghiên cứu:
+ Nghiên cứu sự thay đổi về cường độ chịu nén của bê tông
thủy tinh theo thời gian, từ khi mẫu bê tông được 3 ngày tuổi cho đến

khi 28 ngày tuổi. Nghiên cứu với hai cấp phối thủy tinh, mẫu thí
nghiệm lập phương 15x15x15 cm được đúc, bảo dưỡng và thí nghiệm
trong phòng. So sánh cường độ chịu nén giữa các cấp bền của bê tông
đá dăm thông thường và bê tông cốt liệu thủy tinh, từ đó suy ra cấp
bền của bê tông thuỷ tinh tương ứng.


2
3. Phương pháp nghiên cứu
- Phương pháp lí thuyết:
Thu thập tài liệu; tìm hiểu lý thuyết tính chất cơ lý của vật liệu bê
tông (bê tông thủy tinh) và các phương pháp xác định cường độ của bê
tông.
- Nghiên cứu thực nghiệm:
Thiết kế thành phần cấp phối, tiến hành thí nghiệm xác định cường
độ của mẫu bê tông theo hai lượng cấp phối khác nhau trên cùng một
loại cốt liệu (cát, thủy tinh, xi măng), các vật liệu được lấy từ một
nguồn.
- Tổng hợp số liệu, lập biểu đồ qui luật thay đổi về giá trị cường độ
chịu nén theo thời gian, nhận xét, rút ra kết luận và kiến nghị.
4. Kết quả dự kiến
- Xây dựng biểu đồ quan hệ Giá trị cường độ chịu nén của bê tông
thủy tinh theo thời gian.
- Các bình luận đánh giá kết quả thí nghiệm và kiến nghị.
5. Bố cục luận văn
- Ngoài phần mở đầu, kết luận và kiến nghị, nội dung luận văn
được trình bày gồm có 3 chương:
Chương 1: Tổng quan về vật liệu bê tông.
Chương 2: Vật liệu chế tạo bê tông, phương pháp xác định
cường độ chịu nén.

Chương 3: Thí nghiệm thực nghiệm đánh giá sự thay đổi
cường độ chịu nén của bê tông thủy tinh theo thời gian.


3
CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN VỀ VẬT LIỆU BÊ TÔNG
1.1. Khái niệm chung
- Bê tông là hỗn hợp gồm: vật liệu đá nhân tạo và các chất kết
dính vô cơ như: xi măng, vôi silic, thạch cao,...,và nước cùng với
những cốt liệu khác như cát, sỏi, đá răm được trộn theo một tỷ lệ thích
hợp tạo thành một khối bê tông rắn chắc khi đông cứng.
1.2. Thành phần, cấu trúc và các loại bê tông
1.2.1. Vật liêu, thành phần của bê tông
- Bê tông là một loại đá nhân tạo được chế tạo từ các vật liệu rời
(cát, đá, sỏi) và chất kết dính. Vật liệu rời được gọi là cốt liệu, gồm
các cỡ hạt khác nhau, loại bé là cát có kích thước 1 – 5 mm, loại lớn là
sỏi hoặc đá dăm có kích thước 5 – 40 mm hoặc lớn hơn. Chất kết dính
thường là xi măng trộn với nước hoặc các chất dẻo khác.
1.2.2. Cấu trúc của bê tông
- Bê tông có cấu trúc không đồng nhất vì hình dáng, kích thước
các hạt cốt liệu khác nhau, sự phân bố của cốt liệu và chất kết dính
không thật đồng đều, trong bê tông vẫn còn lại một ít nước thừa và
những lỗ rỗng li ti (do nước thừa bốc hơi).
1.2.3. Các loại bê tông
- Tùy theo thành phần và cấu trúc của bê tông mà người ta phân
loại chúng theo nhiều cách khác nhau: theo cấu trúc, theo khối lượng
riêng, theo thành phần, theo phạm vi sử dụng, …
1.3. Cường độ của bê tông R
- Cường độ là chỉ tiêu quan trọng thể hiện khả năng chịu lực của

vật liệu. Cường độ của bê tông phụ thuộc vào thành phần và cấu trúc
của nó. Để xác định cường độ của bê tông người ta dùng thí nghiệm
mẫu.


4
1.3.1. Thí nghiệm mẫu xác định cường độ chịu nén
1.3.1.1. Chuẩn bị mẫu thử
1.3.1.2. Thí nghiệm mẫu
1.3.1.3. Sự phá hoại của mẫu thử
1.3.2. Cường độ chịu kéo Rt
1.3.2.1. Thí nghiệm xác định cường độ chịu kéo
1.3.2.2. Quan hệ giữa cường độ chịu kéo và cường độ chịu nén
1.3.3. Các yếu tố ảnh hưởng đến cường độ bê tông
1.3.3.1. Ảnh hưởng của cường độ đá xi măng
1.3.3.2. Ảnh hưởng của cốt liệu
1.3.3.3. Ảnh hưởng của cấu tạo bê tông
1.3.3.4. Ảnh hưởng của phụ gia
1.3.3.5. Ảnh hưởng của điều kiện môi trường
1.4. Giá trị trung bình và giá trị tiêu chuẩn của cường độ
1.4.1. Giá trị trung bình
- Khi thí nghiệm n mẫu thử của cùng một loại bê tông thu được
các giá trị cường độ của mẫu thử là R1, R2, …, Rn. Các giá trị đó có
thể giống hoặc khác nhau. Giá trị trung bình cường độ của mẫu thử kí
hiệu là Rm, gọi tắt là cường độ trung bình.
1.4.2. Độ lệch quân phương, hệ số biến động
- Đặt i  Ri  Rm và gọi là độ lệch. Dùng hệ số  để đánh
giá mức độ đồng chất của bê tông. Giá trị càng bé bê tông có độ
đồng chất cao và ngược lại.
1.4.3. Giá trị đặc trưng xi măng

- Giá trị đặc trưng của cường độ của bê tông gọi tắt là cường độ
tiêu chuẩn, được lấy bằng cường độ đặc trưng của mẫu thử Rch nhân


5
với hệ số kết cấu

 KC . Hệ số này kể đến sự làm việc của bê tông thực

tế trong kết cấu có khác với sự làm việc của mẫu thử.
1.5. Cấp độ bền và mác của bê tông
1.5.1. Mác theo cường độ chịu nén

-

Đây là khái niệm theo tiêu chuẩn cũ TCVN 5574 – 1991. Mác

bê tông ký hiệu bằng chữ M, là con số lấy bằng cường độ trung bình
của mẫu thử chuẩn, tính theo đơn vị Kg/cm2. Mẫu thử chuẩn là khối
vuông a = 15 cm, tuổi 28 ngày. Theo tiêu chuẩn TCVN 5574 – 1991
bê tông có các mác M50; M75; M100; M150; M200; M250; M300;
M350; M400; M450; M500; M600.
1.5.2. Cấp độ bền chịu nén
- Tiêu chuẩn thiết kế kết cấu bê tông cốt thép TCXDVN 356 –
205 cũng như tiêu chuẩn nhà nước TCVN 6025 – 1995 (Bê tông –
Phân mác theo cường độ chịu nén) quy định phân biệt chất lượng bê
tông theo cấp bền chịu nén, kí hiệu B. Đó là con số lấy bằng cường độ
đặc trưng của mẫu thử chuẩn, tính theo đơn vị MPa. Mẫu thử chuẩn là
khối vuông a=15cm. Theo TCXDVN 356 – 2005 bê tông có các cấp
độ bền B3,5; B5; B7,5; B10; B12,5; B15; B20; B25; B30; B35; B40;

B45; B50; B55; B60.
1.5.3. Cấp độ bền chịu kéo Bt
- Khi mà sự chịu lực của kết cấu được quyết định chủ yếu bởi
khả năng chịu kéo của bê tông thì ngoài cấp độ bền B còn cần quy
định thêm cấp độ bền chịu kéo Bt. Đó là con số lấy bằng cường độ đặc
trưng về kéo của bê tông theo đơn vị MPa. Theo tiêu chuẩn TCXDVN
356 – 205 bê tông có các cấp độ bền chịu kéo như sau: Bt0,5; Bt0,8;
Bt1,2; Bt1,6; Bt2,0; Bt2,4; Bt2,8; Bt3,2; Bt3,6; Bt4,0.


6
1.5.4. Mác theo khả năng chống thấm và theo khối lượng riêng
- Đối với các kết cấu có yêu cầu hạn chế thấm cần quy định mác
theo khả năng chống thấm W, lấy bằng áp suất lớn nhất (atm) mà mẫu
chịu được để nước không thấm qua.
1.6. Các tính chất chủ yếu của hỗn hợp bê tông và bê tông
1.6.1. Tính co nở thể tích của bê tông
1.6.1.1. Hiện tượng
1.6.1.2. Nguyên nhân
1.6.1.3. Tác hại
1.6.2. Tính chịu nhiệt
1.6.3. Tính công tác của bê tông
1.7. Kết luận chương 1
- Qua nội dung nghiên cứu tổng quan về bê tông, xét thấy bê tông
là vật liệu có cấu trúc đa dạng, độ bền cao, được sử dụng rộng rãi và
không thể thiếu trong xây dựng. Bê tông được sử dụng trong các điều
kiện khai thác khác nhau, cùng kết hợp hài hòa về kiến trúc và môi
trường xung quanh, có nguồn nguyên liệu chế tạo phong phú, giá
thành thấp.
- Cường độ bê tông không những phụ thuộc vào chất lượng và

cấp phối vật liệu sử dụng mà còn phụ thuộc vào quá trình trộn bê tông
và chịu ảnh hưởng của nhiều yếu tố khác. Do đó thiết kế đúng cấp
phối bê tông và nhào trộn đúng qui trình kỹ thuật thì cường độ của bê
tông đạt hiệu quả cao.
- Chính vì vậy, việc nghiên cứu thành phần cấp phối của bê tông
sử dụng cốt liệu thủy tinh phải nghiên cứu sâu và thực hiện thí nghiệm
cẩn thận để cho kết quả chính xác.


7
CHƯƠNG 2
NGHIÊN CỨU THAY THẾ CỐT LIỆU TRONG THÀNH PHẦN
CHẾ TẠO BÊ TÔNG
2.1. Các loại cốt liệu chế tạo bê tông
2.1.1. Cốt liệu mịn
2.1.2. Cốt liệu thô (đá dăm)
2.1.3. Cốt liệu thô (thủy tinh y tế)
2.1.3.1. Tổng quan về thủy tinh y tế
- Thủy tinh là một chất rắn vô định hình, đồng nhất, có gốc silicat,
thường được pha trộn thêm các tạp chất để có tính chất theo ý muốn.
- Thủy tinh – một trong những loại vật liệu có lịch sử tồn tại hàng
ngàn năm được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực của đời sống.
Thủy tinh được cho phép thu hồi sử dụng phế thải và là loại vật liệu
vĩnh cửu, không bị mốc, mối mọt, dễ rửa sạch, mãi mãi như mới trước
sự phá hoại của môi trường.
- Thủy tinh là sản phẩm nhân tạo có thể chứa trong mình hầu hết
tất cả các nguyên tố của bảng hệ thống tuần hoàn.
- Thủy tinh thạch anh có tỷ trọng nhỏ nhất (2,203 g/cm3), thủy
tinh chứa nhiều các ôxyt kim loại nặng như PbO (đến 7g/cm3). Tỷ
trọng của các loại thủy tinh thông dụng đạt 2,5g/cm3 (2,45 - 2,55

g/cm3).
- Mô đun đàn hồi của thủy tinh (480 - 830 MPa)
- Độ bền của thủy tinh: nén 5 - 20 MPa, kéo 0.35 - 1 MPa. Độ bền
kéo và uốn thấp hơn so với độ bền nén từ 10 - 15 lần. Độ bền của thủy
tinh phụ thuộc vào trạng thái bề mặt mẫu thử, kích thước mẫu, nhiệt
độ, tốc độ gia tải khi thử, tạp chất trong thủy tinh.


8
- Độ cứng của thủy tinh dao động từ 5 - 7 theo thang Mohs, thủy
tinh thạch anh là thủy tinh có độ cứng lớn nhất, mềm nhất là thủy tinh
giàu PbO.
- Độ giòn của thủy tinh phụ thuộc vào hình dạng, kích thước của
mẫu thử và phương pháp gia nhiệt chúng. Khi cho vào thành phần
thủy tinh các ôxyt như B2O3, MgO cường độ va đập của chúng tăng,
độ giòn giảm.
- Nhiệt dung riêng là lượng nhiệt cần thiết để đốt nóng một đơn vị
khối lượng thủy tinh lên 1ºC. Khi cho vào thành phần thủy tinh các
ôxyt kim loại như PbO, BaO, … nhiệt dung riêng của thủy tinh giảm,
ngược lại khi cho thêm Li2O, BeO, MgO nhiệt dung riêng của chúng
tăng.
- Độ dẫn nhiệt của thủy tinh được đặc trưng bởi hệ số dẫn nhiệt λ.
Hệ số dẫn nhiệt là lượng nhiệt trong một đơn vị thời gian đi qua hai bề
mặt đối diện nhau của 1cm3 thủy tinh khi hiệu nhiệt độ giữa các bề
mặt là 1ºC.
λ = 0,71 - 1,34 w/m ºC. Do thủy tinh có hệ số dẫn nhiệt bé nên
khi đốt nóng và làm nguội cần thận trọng do gradient nhiệt độ giữa
tâm và bề mặt chúng lớn. Thủy tinh tấm có hệ số dẫn nhiệt ở trong
khoảng 0 - 100 ºC là 0,87 - 0,93 w/m. ºC. Các ôxyt tạo thành thủy tinh
có thể sắp xếp trong dãy theo mức độ giảm ảnh hưởng của chúng đến

độ dẫn nhiệt:
Mg > Na2O > CaO > Al2O3 > SiO2
Độ bền nhiệt của thủy tinh phụ thuộc vào độ dẫn nhiệt, hệ số
dãn nở nhiệt theo chiều dài, nhiệt dung riêng của nó. Ngoài ra độ bền
nhiệt còn phụ thuộc vào cường độ kéo của thủy tinh và mô đun đàn


9
hồi. Độ bền nhiệt của cấu kiện thủy tinh phụ thuộc vào các yếu tố như
hình dạng, kích thước và chiều dày của chúng.
2.1.3.2. Nguồn gốc chai lọ thủy tinh được sử dụng trong thí
nghiệm.
- Tất cả chai lọ được sử dụng có nguồn gốc từ bệnh viện Đa
Khoa tỉnh Trà Vinh. Trước khi được nhận về làm thí nghiệm tất cả các
chai lọ đã được phân loại, kiểm tra và xử lý kim tiêm, ống dẫn dịch,
tiệt trùng huyết thanh ngay tại bệnh viện.

Hình 2.6. Lò đốt chất thải Hình 2.7. Rác thải thủy Hình 2.8. Rác thải nhựa
y tế không được tái chế
tinh y tế được phân loại
y tế được phân loại

Hình 2.10. Chai lọ thủy Hình 2.13. Chai lọ được Hình 2.15. Chai lọ sau
tinh được tập kết
ngâm và rửa lại bằng 3 ngày được ngâm
nước sạch
trong chất tẩy
Riêng đối với 50% số chai có nhãn được làm bằng keo giấy thì
phải xử lý bằng cách ngâm các chai này vào hố có chứa chất tẩy Javen
trong 3 ngày sau đó mới bốc được phần vỏ chai.

Sau khi tách toàn bộ nắp chai, vỏ và các chất còn lại trong chai
thì chai được rửa sạch lại một lần nữa bằng nước sạch sau đó úp
ngược và phơi nắng một ngày để chai lọ thủy tinh khô hoàn toàn.


10
Phần nhãn chai và nút chai được làm bằng nhựa tái chế nên
không tái chế lại và được xem là chất thải không độc hại nên được bỏ
vào thùng rác, phần nắp nhôm bao quanh nút được thu mua để tái chế.

Hình 2.16. Chai lọ
được phơi khô

Hình 2.17. Chai lọ
được thu gom vào bao
chờ xử lý

Hình 2.18. Chai lọ được
đập vỡ bằng búa và phân
loại

Hiện tại, trên địa bàn tỉnh Trà Vinh vẫn chưa có cơ sở nào thu
gom, xử lý và tái chế rác thải thủy tinh y tế. Lượng rác thải này bấy
lâu nay được một công ty vận chuyển về Tiền Giang để tái chế. Do
vậy, quá trình chế tạo cốt liệu thủy tinh phải được làm bằng thủ công.

Hình 2.19. Ray để loại bỏ
các mãnh thủy tinh có độ
thoi dẹt lớn

Hình 2.20. Thủy tinh
được phân loại

2.2. Các nghiên cứu và ứng dụng của thủy tinh
2.2.1. Sợi thủy tinh
2.2.2. Thủy tinh bột
2.2.3. Thủy tinh bọt
2.2.4. Tái chế thủy tinh
2.3. Phương pháp xác định cường độ chịu nén (Theo tiêu chuẩn
Việt Nam 3118:1993).


11
2.3.1. Qui trình lấy mẫu, bảo dưỡng và thí nghiệm
2.3.1.1. Lựa chọn cấp phối
2.2.1.2. Quy trình trộn bê tông trong phòng thí nghiệm
2.3.2. Thiết bị thử
2.3.3. Chuẩn bị mẫu thử
Viên chuẩn để xác định cường độ nén của bê tông là viên mẫu
lập phương kích thước 150x150x150 (mm).
2.3.4. Tiến hành thử
2.3.5. Tính kết quả
- Cường độ nén của từng viên mẫu bê tông (R n) được tính bằng
MPa, theo công thức:
Rn =

P
F

(2.1)

Trong đó: P – tải trọng phá hoại, kN;
F – diện tích chịu nén của viên mẫu, cm2.
2.3.6. Biên bản thử: trong biên bản thử ghi rõ:
- Kí hiệu mẫu.
- Nơi lấy mẫu.
- Tuổi bê tông, điều kiện bảo dưỡng, trạng thái mẫu lúc thử.
- Mác bê tông thiết kế.
- Kích thước từng viên mẫu.
- Diện tích chịu nén của từng viên.
- Tải trọng phá hoại từng viên.
- Cường độ chịu nén của từng viên và cường độ chịu nén trung
bình.
- Chữ ký của người thử.


12
2.4. Xây dựng đề cương thí nghiệm
2.4.1. Phương pháp thiết kế cấp phối bê tông
2.4.1.1. Chọn độ sụt cho bê tông
2.4.1.2. Chọn lượng nước nhào trộn (N)
2.4.1.3. Xác định tỉ lệ X/N
2.4.1.4. Xác định hàm lượng xi măng, phụ gia
2.4.1.5. Hàm lượng cốt liệu lớn (Đá hoặc sỏi – Thủy tinh)
2.4.1.6. Xác định hệ số dư vữa hợp lí Kd
2.4.2. Thiết kế thành phần cấp phối của bê tông B15, B20
2.4.2.1. Vật liệu sử dụng
Bảng 2.9. Vật liệu sử dụng trong thí nghiệm
STT

Loại vật liệu

1

Xi măng

2

Đá

3

Cát

4

Thủy tinh

5

Nước

6

Phụ gia

Tên vật liệu
Tây Đô - PCB40
Đá 1x2 dùng cho
bê tông

Cát dùng cho bê
tông
Thủy tinh – chai,
lọ y tế (thay đá)
Nước sinh hoạt

2.4.2.2. Cấp phối B15:
2.4.2.3. Cấp phối B20:

-

Xem kết
quả

Ngày thử
nghiệm

Phụ lục 1

01/06/2017

Phụ lục 2

01/06/2017

Phụ lục 3

01/06/2017

Phụ lục 4

01/06/2017

-

-


13
Bảng 2.16: Bảng tổng hợp các cấp phối cho 1m3 bê tông các loại
Cấp bền

Cấp
phối
100% đá

Đá

Cát

Thủy tinh

XM

Nước

(kg)

(kg)

(kg)

(kg)

(lít)

B15/1 1105

831

-

297

133

B15/2

552

831

489

297

151

-

831

979

297

170

B20/1 1093

749

-

344

135

B20/2

546

749

484

344

154

-

749

968

344

172

Ký
hiệu

Ghi
chú

50% đá
B15

50% thủy tinh
100% thủy tinh B15/3
100% đá
50% đá

B20

50% thủy tinh
100% thủy tinh B20/3

2.5. Kết luận chương 2

Để xác định chính xác giá trị cường độ bê tông trong phòng thí
nghiệm thì trong quá trình thí nghiệm cần đảm bảo các bước triển khai
theo Tiêu chuẩn và cần chú ý đến những yếu tố ảnh hưởng đến cường
độ bê tông trong phòng thí nghiệm như: đúng cấp phối bê tông, quy
trình trộn, đổ và đầm bê tông theo Tiêu chuẩn, bảo dưỡng mẫu thử.
Với khối lượng lý thuyết trình bày các phương pháp xác định
cường độ bê tông trong phòng thí nghiệm theo TCVN 3118:1993;
TCVN 3119:1993 như trên đủ cơ sở để thực hiện khối lượng công
việc ở Chương 3: Thí nghiệm thực nghiệm đánh giá sự thay đổi cường
độ chịu nén của bê tông thủy tinh theo thời gian.


14
CHƯƠNG 3
THÍ NGHIỆM THỰC NGHIỆM ĐÁNH GIÁ SỰ THAY
ĐỔI CƯỜNG ĐỘ CHỊU NÉN CỦA BÊ TÔNG THỦY
TINH THEO THỜI GIAN
3.1. Thực hiện thí nghiệm
3.1.1 Chuẩn bị vữa bê tông
- Mẫu thử được chuẩn bị trong phòng thí nghiệm.
- Mẫu thử được chế tạo theo nguyên tắc: dùng vật liệu đúng
theo tiêu chuẩn; cân đong vật liệu bảo đảm sai số không vượt quá 1%
đối với xi măng, nước trộn và phụ gia, 2% đối với cốt liệu; trộn hỗn
hợp theo qui trình và thiết bị để tạo ra hỗn hợp có chất lượng.
- Trước khi thử hoặc đúc khuôn, toàn bộ cốt liệu mẫu được trộn
đều bằng máy trộn. Sau đó, các chỉ tiêu của hỗn hợp bê tông được tiến
hành thử ngay không chậm hơn 5 phút các viên mẫu bê tông cần đúc
cũng được tiến hành ngay không chậm hơn 15 phút kể từ lúc lấy xong
toàn bộ mẫu.

Hình 3.1. Cân cát
nghiền

Hình 3.3. Cân thủy tinh

Hình 3.2. Cân đá

Hình 3.4. Cân xi măng

Hình 3.5. Trộn bê
tông đá

Hình 3.6. Trộn bê
tông thủy tinh


15

Hình 3.7. Bê tông đá

Hình 3.8. Bê tông Hình 3.12. Đo độ sụt
thủy tinh
– Cốt liệu thủy tinh
3.1.2. Đúc mẫu bê tông:

- Mẫu thử được đúc theo từng lô sản phẩm đổ tại chổ. Số
lượng mẫu thử lấy theo qui phạm và tiêu chuẩn hiện hành.
- Mẫu bê tông được đúc thành các viên theo các tổ. Tổ mẫu
thử gồm 3 viên.

Hình 3.13. Chuẩn bị
khuôn mẫu

Hình 3.14. Đổ bê
tông vào khuôn

Hình 3.16. Tháo
Hình 3.17. Các tổ
khuôn
mẫu
3.1.3. Hình dáng và kích thước viên mẫu

Hình 3.15. Láng mặt

Hình 3.18. Bảo
dưỡng bê tông

Kích thước là 150x150x150mm.
Sai số kích thước của tất cả các viên mẫu đúc so với kích thước
cạnh chúng không vượt quá 1%.


16

Hình 3.19. Kích thước và hình dáng mẫu
3.1.4. Số tổ mẫu cần đúc
- Số tổ mẫu cần đúc đối với mẫu bê tông thường:
+ Cấp độ bền B15: 3 viên x 4 = 12 viên
+ Cấp độ bền B20: 3 viên x 4 = 12 viên
- Số tổ mẫu cần đúc đối với cấu kiện bê tông 50% thủy tinh:

+ Cấp độ bền B15: 3 viên x 4 = 12 viên
+ Cấp độ bền B20: 3 viên x 4 = 12 viên
- Số tổ mẫu cần đúc đối với cấu kiện bê tông 100% thủy tinh:
+ Cấp độ bền B15: 3 viên x 4 = 12 viên
+ Cấp độ bền B20: 3 viên x 4 = 12 viên
Tổng cộng có 72 mẫu. Các mẫu để xác định cường độ nén của
bê tông ở các thời điểm sản phẩm khỏi khuôn ở tuổi 3, 7, 14, 28 ngày
đêm.
3.1.5. Khuôn đúc mẫu
Các viên mẫu bê tông được đúc trong các khuôn kín, không
thấm nước, không gây phản ứng với xi măng và có bôi chất chống
dính trên các mặt tiếp xúc với hỗn hợp.
Khuôn đúc mẫu phải đảm bảo độ cứng và ghép chắc chắn để
không làm sai lệch kích thước, hình dáng viên đúc. Mặt trong của
khuôn phải nhẵn phẳng và không có các vết lồi lõm sâu quá 80
micrômét.
Khi hỗn hợp có độ cứng trên 20 giây hoặc có độ sụt dưới 4cm:
đỗ hỗn hợp vào khuôn thành một lớp với khuôn có chiều cao 150mm


17
trở xuống. Đổ xong thì kẹp chặt khuôn lên bàn rung tần số 2800 –
3000 vòng/phút, biên độ 0.3t5 – 0.5 mm rồi rung cho tới khi thoát hết
bọt khí lớn và hồ xi măng nổi đều. Dùng bay gạt bỏ hỗn hợp thừa và
xoa phẳng mặt mẫu.
Khi hỗn hợp có độ cứng 10 tới 20 giây

Hình 3.20. Vệ sinh
Hình 3.21. Đổ và đầm bê tông
khuôn đúc mẫu

3.2. Tiến hành thí nghiệm mẫu thử
3.2.1. Thí nghiệm cường độ nén bê tông 3 ngày tuổi:

Hình 3.22. Mẫu bê tông được đưa
Hình 3.23. Mẫu bê tông bị phá
vào máy nén 3 ngày tuổi
hoại sau khi nén 3 ngày tuổi
3.2.2. Thí nghiệm cường độ uốn bê tông 7 ngày tuổi
3.2.3. Thí nghiệm cường độ uốn bê tông 14 ngày tuổi:
3.2.4. Thí nghiệm cường độ uốn bê tông 28 ngày tuổi:

Hình 3.24. Mẫu bê Hình 3.26. Mẫu bê Hình 3.26. Mẫu bê tông
tông được đưa vào tông được đưa vào được đưa vào máy nén
máy nén 7 ngày tuổi
máy nén 14 ngày tuổi 28 ngày tuổi


18
3.3. Tính kết quả
Ví dụ: Thí nghiệm cường độ nén bê tông có cấp độ bền B15/1:
- Thí nghiệm cường độ nén bê tông 3 ngày tuổi:
+ Cường độ nén của từng viên mẫu bê tông M1:
P 319.94  103

 14, 22 N / mm2
F
150  150
+ Cường độ nén của từng viên mẫu bê tông M2:
Rn 

P 325,82  103

 14, 48 N / mm2
F
150  150
+ Cường độ nén của từng viên mẫu bê tông M3:
Rn 

P 333,1  103

 14,80 N / mm2
F 150  150
- Thí nghiệm cường độ nén bê tông 7 ngày tuổi:
+ Cường độ nén của từng viên mẫu bê tông M1:
Rn 

P 406,57  103

 18,07 N / mm2
F
150  150
+ Cường độ nén của từng viên mẫu bê tông M2:
Rn 

P 394,9  103

 17,55 N / mm2
F
150  150
+ Cường độ nén của từng viên mẫu bê tông M3:

Rn 

P 367, 2  103

 16,32 N / mm2
F
150  150
- Thí nghiệm cường độ nén bê tông 14 ngày tuổi:
+ Cường độ nén của từng viên mẫu bê tông M1:
Rn 

P 429,8  103

 19,1N / mm2
F
150  150
+ Cường độ nén của từng viên mẫu bê tông M2:
Rn 

P 404,89  103

 18,0 N / mm2
F
150  150
+ Cường độ nén của từng viên mẫu bê tông M3:
Rn 


19
P 401,8  103


 17,86 N / mm2
F
150  150
- Thí nghiệm cường độ nén bê tông 28 ngày tuổi:
+ Cường độ nén của từng viên mẫu bê tông M1:
Rn 

P 505,84  103

 22,84 N / mm2
F
150  150
+ Cường độ nén của từng viên mẫu bê tông M2:
Rn 

P 490, 26  103

 21,79 N / mm2
F
150  150
+ Cường độ nén của từng viên mẫu bê tông M3:
Rn 

P 490, 2  103

 21,79 N / mm2
F
150  150
- Kết quả tính toán được lập thành bảng sau:

Bảng 3.1: Kết quả thí nghiệm tổng hợp đối với cấp bền B15
Rn 


20
Bảng 3.2: Kết quả thí nghiệm tổng hợp đối với cấp bền B20

3.3.1. Thí nghiệm cường độ nén bê tông có cấp độ bền B15.
3.3.2. Thí nghiệm cường độ nén bê tông có cấp độ bền B20.
3.4. Biểu đồ quan hệ cường độ của bê tông theo thời gian.
3.4.1. Biểu đồ quan hệ cường độ của bê tông thường và bê tông
thủy tinh - cấp bền B15.

Hình 3.30. Kết quả thí nghiệm xác định cường độ chịu nén của bê
tông thường và bê tông thủy tinh - Cấp bền B15


21

3.4.2. Biểu đồ quan hệ cường độ của bê tông thường và bê tông
thủy tinh - cấp bền B20.

Hình 3.35. Kết quả thí nghiệm xác định cường độ chịu nén của bê
tông thường và bê tông thủy tinh - Cấp bền B20
3.5. So sánh kết quả trên các mẫu thử
3.5.1. So sánh cường độ của bê tông có cấp độ bền B15
Bảng 3.27. Sự chênh lệch cường độ chịu nén giữa Bê tông thường và
Bê tông thủy tinh (50% đá+50% Thủy tinh) cấp bền B15
Thời gian
Cường độ

Cường độ Bê tông
thường (daN/cm2)
Cường độ Bê tông
thủy tinh (daN/cm2)
Chênh lệch (%)

3 ngày

7 ngày

14 ngày

28 ngày

14,50

17,31

18,32

22,02

13,35

15,46

17,20

20,48

1,09

1,12

1,07

1,08

Bảng 3.28. Sự chênh lệch cường độ chịu nén giữa Bê tông thường và
Bê tông thủy tinh (100% Thủy tinh) cấp bền B15
Thời gian
Cường độ
Cường độ Bê tông
thường (daN/cm2)
Cường độ Bê tông
thủy tinh (daN/cm2)
Chênh lệch (%)

3 ngày

7 ngày

14 ngày

28 ngày

14,50

17,31

18,32

22,02

10,56

13,79

15,33

18,01

1,37

1,26

1,20

1,22


22
Bảng 3.29. Sự chênh lệch cường độ chịu nén giữa bê tông thủy tinh
(50% thủy tinh và 100% thủy tinh) cấp bền B15
Thời gian
Cường độ
Cường độ Bê tông
thường (daN/cm2)
Cường độ Bê tông
thủy tinh (daN/cm2)

Chênh lệch (%)

3 ngày

7 ngày

14 ngày

28 ngày

13,35

15,46

17,20

20,48

10,56

13,79

15,33

18,01

1,26

1,12

1,12

1,14

3.5.2. So sánh cường độ của bê tông có cấp độ bền B20
Bảng 3.30. Sự chênh lệch cường độ chịu nén giữa bê tông thường và
bê tông thủy tinh (50% đá+50% thủy tinh) cấp bền B20
Thời gian
Cường độ
Cường độ Bê tông
thường (daN/cm2)
Cường độ Bê tông
thủy tinh (daN/cm2)
Chênh lệch (%)

3 ngày

7 ngày

14 ngày

28 ngày

21,06

25,72

26,71

33,45

15,61

18,84

19,91

23,43

1,35

1,37

1,34

1,43

Bảng 3.31. Sự chênh lệch cường độ chịu nén giữa bê tông thường và
bê tông thủy tinh (100% Thủy tinh) cấp bền B20
Thời gian
Cường độ
Cường độ Bê tông
thường (daN/cm2)
Cường độ Bê tông
thủy tinh (daN/cm2)
Chênh lệch (%)

3 ngày

7 ngày

14 ngày

28 ngày

21,06

25,72

26,71

33,45

11,73

13,93

15,85

18,80

1,80

1,85

1,69

1,78

Bảng 3.32. Sự chênh lệch cường độ chịu nén giữa bê tông thủy tinh

(50% thủy tinh và 100% thủy tinh) cấp bền B20
Thời gian
Cường độ
Cường độ bê tông
thường (daN/cm2)
Cường độ bê tông
thủy tinh (daN/cm2)
Chênh lệch (%)

3 ngày

7 ngày

14 ngày

28 ngày

15,61

18,84

19,91

23,43

11,73

13,93

15,85

18,80

1,33

1,35

1,26

1,25


23
3.6. Kết luận chương 3
Dựa vào kết quả thí nghiệm thực tế để đánh giá sự thay đổi về
cường độ chịu nén theo thời gian của bê tông thường so với bê tông
thủy tinh ở hai cấp bền B15 và B20 ta nhận thấy:
- Ở cấp bền B15: khi thay thế 50% lượng đá bằng thủy tinh thì
khả năng chịu nén đạt khoảng 93% so với cấp phối đá thông thường;
Khi thay thế hoàn toàn cốt liệu bằng thủy tinh thì cường độ chịu nén
đạt khoảng 81,8% so với cấp phối đá thông thường.
- Ở cấp bền B20: khi thay thế 50% lượng đá bằng thủy tinh thì
khả năng chịu nén đạt khoảng 70,2% so với cấp phối đá thông thường;
Khi thay thế hoàn toàn cốt liệu bằng thủy tinh thì cường độ chịu nén
đạt khoảng 56,2% so với cấp phối đá thông thường.
- Ở cả hai cấp bền khi thay thế 100% cốt liệu đá thông thường
bằng thủy tinh thì cường độ chịu nén đều dao động trong khoảng 18
(daN/cm2).