Nghiên cứu sự phát triển cường độ của bê tông cốt liệu thủy tinh trong môi trường nước biển và nước ngọt

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA


PHAN NHẬT LONG

NGHIÊN CỨU SỰ PHÁT TRIỂN CƯỜNG ĐỘ
CỦA BÊ TÔNG CỐT LIỆU THỦY TINH
TRONG MÔI TRƯỜNG NƯỚC BIỂN VÀ NƯỚC NGỌT
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 XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH DÂN DỤNG
VÀ CÔNG NGHIỆP

Đà Nẵng – Năm 2017


Công trình được hoàn thành tại
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

Người hướng dẫn khoa học: PGS. TS. Trương Hoài Chính

Phản biện 1: PGS. TS. Trần Quang Hưng
Phản biện 2: TS. Đào Ngọc Thế Lực

Luận văn đã được bảo vệ trước Hội đồng chấm Luận văn tốt
nghiệp thạc sĩ kỹ thuật Xây dựng công trình Dân dụng và Công
nghiệp họp tại Trường Đại học Bách khoa vào ngày 07 tháng 07

năm 2017

Có thể tìm hiểu luận văn tại:
 Trung tâm Học liệu, Đại học Đà Nẵng tại Trường Đại học Bách
khoa
 Thư viện Khoa Xây dựng Dân dụng và Công nghiệp, Trường
Đại học Bách khoa – ĐHĐN


1
MỞ ĐẦU
1. LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI
Ngày nay bê tông là một trong những loại vật liệu đang được sử
dụng rất rộng rãi trong xây dựng dân dụng, xây dựng cầu, đường.
Cùng với sự phát triển của khoa học công nghệ, ngày càng có nhiều
nghiên cứu chế tạo ra các loại bê tông khác nhau, phù hợp với đặc
tính của từng kết cấu công trình, môi trường làm việc… trong đó có
việc nghiên cứu, ứng dụng vật liệu bê tông từ các nguồn rác thải tái
chế.
Việc sử dụng bê tông cốt liệu thủy tinh (nguồn chất thải rắn trong
đó có thủy tinh y tế) là loại vật liệu sẽ đóng góp đáng kể cho việc xử
lý môi trường chất thải, tái sử dụng nguyên liệu, tiết kiệm năng
lượng, giảm diện tích bãi chôn lấp.
Vấn đề đặt ra hiện nay là xác định sự phát triển cường độ của vật
liệu này trong các môi trường khác nhau để từ đó có sự lựa chọn sử
dụng thích hợp trong thực tế xây dựng. Vì vậy, đề tài “Nghiên cứu
sự phát triển cường độ của bê tông cốt liệu thủy tinh trong môi
trường nước biển và nước ngọt” là cần thiết.
2. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU
- Xác định sự phát triển cường độ của bê tông cốt liệu thủy tinh

trong 2 môi trường nước biển và nước ngọt.
- So sánh, nhận xét kết quả.
3. ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU
- Bê tông sử dụng cốt liệu thủy tinh y tế bảo dưỡng trong môi
trường nước biển và nước ngọt.
- Nghiên cứu về tính chất cơ lý của bê tông cốt liệu thủy tinh.
- So sánh, nhận xét các kết quả thí nghiệm xác định cường độ
chịu nén.


2
4. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
- Nghiên cứu cơ sở lý thuyết về bê tông và thủy tinh.
- Nghiên cứu thực nghiệm (thí nghiệm các mẫu bê tông cốt liệu
thủy tinh được bảo dưỡng trong 2 môi trường nước biển và nước
ngọt).
5. Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI
Ý nghĩa khoa học của đề tài là nghiên cứu, so sánh sự phát triển
cường độ của bê tông cốt liệu thủy tinh trong các môi trường làm
việc khác nhau.
Nghiên cứu thực nghiệm là cơ sở để so sánh các đặc tính của vật
liệu trong môi trường làm việc thực tế. Từ đó rút ra kết luận kiến
nghị làm cơ sở khoa học để lựa chọn và áp dụng vật liệu bê tông cốt
liệu thủy tinh trong các công trình xây dựng.
6. CẤU TRÚC LUẬN VĂN
Luận văn gồm những nội dung chính như sau:
MỞ ĐẦU
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 CỦA BÊ TÔNG

CHƯƠNG 3: THÍ NGHIỆM THỰC NGHIỆM
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
TÀI LIỆU THAM KHẢO


3

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ VẬT LIỆU BÊ TÔNG
1.1. THÀNH PHẦN, CẤU TRÚC VÀ CÁC LOẠI BÊ TÔNG
1.1.1. Thành phần của bê tông
Bê tông là loại vật liệu đá nhân tạo nhận được bằng cách đổ
khuôn và làm rắn chắc một hỗn hợp hợp lí bao gồm chất kết dính,
nước, cốt liệu (cát, sỏi hay đá dăm) và phụ gia. Thành phần hỗn hợp
bê tông phải đảm bảo sao cho sau một thời gian rắn chắc phải đạt
được những tính chất cho trước như cường độ, độ chống thấm v.v...
1.1.1.1. Cấu trúc của bê tông
1.1.1.2. Sự hình thành cấu trúc của bê tông
Quá trình khô cứng của bê tông là quá trình thủy hóa của xi
măng, quá trình thay đổi lượng nước cân bằng, sự giảm keo nhớt, sự
tăng mạng tinh thể của đá xi măng. Các quá trình này làm cho bê
tông trở thành vật liệu vừa có tính đàn hồi vừa có tính dẻo.
1.1.1.3. Cấu trúc vĩ mô và cấu trúc vi mô
Cấu trúc vĩ mô: Bê tông là loại vật liệu có cấu trúc vĩ mô phức
tạp. Trong một đơn vị thể tích hỗn hợp bê tông đã lèn chặt bao gồm
thể tích của cốt liệu Vcl, thể tích hồ xi măng Vh và thể tích lỗ rỗng khí
Vk: Vcl + Vh+ Vk= 1.
Cấu trúc vi mô của bê tông được đặc trưng bằng cấu trúc của vật
rắn, độ rỗng và đặc trưng của lỗ rỗng trong từng cấu tử tạo nên bê
tông (cốt liệu, đá xi măng) cũng như cấu tạo của lớp tiếp xúc giữa
chúng.

1.1.2. Các loại bê tông
1.1.2.1. Theo dạng chất kết dính
1.1.2.2. Theo dạng cốt liệu
1.1.2.3. Theo khối lượng thể tích
1.1.2.4. Theo công dụng


4
1.2. VẬT LIỆU THỦY TINH VÀ CÁC TÍNH CHẤT CƠ LÝ
1.2.1. Phân loại thủy tinh
Thủy tinh phân làm 2 loại chính. Đó là thủy tinh vô cơ và thủy
tinh hữu cơ.
1.2.1.1. Thủy tinh vô cơ
Được chia làm các loại cơ bản như sau:
- Thủy tinh đơn nguyên tử
- Thủy tinh oxit
- Thủy tinh halogen.
1.2.1.2. Thủy tinh hữu cơ
Là một loại nhựa tổng hợp thủy tinh. Nó bao gồm các hợp chất
phân tử hữu cơ mà không tuân theo bất kì nguyên tắc bố trí nào nên
nó có cấu trúc vô định hình.
1.2.2. Tính chất cơ lý của thủy tinh
1.2.2.1. Độ cứng của thuỷ tinh
Độ bền nén dao động từ 3000-12000 kG/cm2. Độ cứng của thủy
tinh dao động từ 5-7 theo thang Mohs và thủy tinh thạch anh là thủy
tinh có độ cứng lớn nhất, mềm nhất là thủy tinh giàu PbO.
1.2.2.2. Tính chất nhiệt của thuỷ tinh
Để đặc trưng cho độ chịu nhiệt của thủy tinh cũng có thể dùng hệ
số K xác định bằng biểu thức:

K

p

 .E cd

(1.1)

Trong đó: p cường độ chịu kéo của thủy tinh ; α hệ số giãn nở
nhiệt ; E môđun đàn hồi; d mật độ ; c tỉ nhiệt.
1.2.2.3. Các tính chất khác
Thủy tinh có rất nhiều tính chất cơ lý khác nhau. Phụ thuộc vào
môi trường sử dụng đặc thù mà người ta có thể thay đổi tính chất


5
chủa nó cho phù hợp:
- Chịu nhiệt
- Không thấm
- Chịu lực
- Chống ăn mòn
- Cách âm
- Tính dẻo
- Khả năng tái chế
1.3. CƯỜNG ĐỘ CỦA BÊ TÔNG
Cường độ là chỉ tiêu quan trọng, là một đặc trưng cơ bản thể hiện
khả năng chịu lực của bê tông.
1.3.1. Cường độ chịu nén

Hình 1.1. Mẫu thí nghiệm cường độ chịu nén

Gọi lực phá hoại là P thì cường độ của mẫu là R được xác định
như sau:

R

P
A

A – diện tích tiết diện ngang của mẫu.

(1.2)


6
1.3.2. Cường độ chịu kéo

Hình 1.2. Mẫu thí nghiệm cường độ chịu kéo
Cường độ chịu kéo của bê tông Rbt được xác định theo công thức:
P
R(t ) 
(1.3)
- Đối với mẫu chịu kéo trung tâm:
A
3,5 M
R(t ) 
(1.4)
- Đối với mẫu chịu kéo khi uốn:
b h2
2.Q
(1.5)

- Đối với mẫu trụ tròn chịu nén chẻ: R(t ) 
 .l.D
Trong đó:
+ P, M: Lần lượt là lực kéo, mômen uốn làm phá hoại mẫu.
+ Q : Tải trọng tác dụng làm chẻ mẫu.
+ l : Chiều dài mẫu.
+ D : Đường kính mẫu
1.3.3. Nhân tố quyết định cường độ của bê tông
1.3.3.1. Thành phần và cách chế tạo bê tông
1.3.3.2. Điều kiện thí nghiệm
Điều kiện thí nghiệm chuẩn: không bôi trơn, tốc độ gia tải 0,2M
Pa/giây.
1.3.4. Sự phát triển cường độ của bê tông theo thời gian
1.3.4.1. Bê tông thông thường
Tuổi của bê tông là thời gian t (tính bằng ngày) kể từ khi chế tạo
đến khi thí nghiệm mẫu. Kết quả thí nghiệm cho biết quan hệ giữa R


7
và t của bê tông dưỡng hộ trong điều kiện bình thường.

Hình 1.3. Đồ thị sự phát triển cường độ của bê tông theo thời gian
1.3.4.2. Bê tông bảo dưỡng nước biển
(Akshat Dimri, 2015) Đối với bê tông thông thường và bảo
dưỡng trong môi trường nước biển, trong 7 ngày đầu tiên cường độ
không bị ảnh hưởng, tuy nhiên cường độ (kéo, nén, uốn) bị giảm dần
theo thời gian (28 và 90 ngày).
(Vicat, 1812) và (Prascal, 2006) đã phân tích: Phản ứng hóa học
của nước biển trên bê tông chủ yếu là do sự ăn mòn của magnesium
sulphate (MgSO4). Bê tông bị ăn mòn nhanh hơn bởi chất clorua có

trong nước biển làm chậm sự trương nở thế tích, đặc trưng của ăn
mòn sulphate là nước biển trở nên trắng hơn, việc ăn mòn khiến bê
tông cốt thép bị giãn nở dẫn tới nứt. Bê tông tiếp tục bị ăn mòn và
suy giảm cường độ. Trong giai đoạn đầu, cường độ của bê tông có xu
hướng gia tăng khi bị ăn mòn, nhưng sau đó theo sau là giảm cường
độ trước sự gia tăng của phản ứng. Tương tự như vậy, kali và
magnesium sulphate (KS, MgS) có trong nước muối có thể gây ra
các phản ứng sulphate trong bê tông do chúng dễ dàng phản ứng với
hydroxit canxi Ca(OH)2 trong xi măng thông qua quá trình hydrat
hóa C3S và C2S theo các phản ứng :
S + CH + 2H – CSH2+ KH
S + CH + 2H – CSH2+ MH


8
Trong đó: K là KO và M là MgO
1.4. GIÁ TRỊ TRUNG BÌNH VÀ GIÁ TRỊ TIÊU CHUẨN CỦA
CƯỜNG ĐỘ
1.4.1. Giá trị trung bình
1.4.2. Độ lệch quân phương, hệ số biến động
1.4.3. Giá trị đặc trưng
1.4.4. Giá trị tiêu chuẩn
1.4.5. Giá trị tính toán
1.5. CẤP ĐỘ BỀN VÀ MÁC CỦA BÊ TÔNG
1.5.1. Mác theo cường độ chịu nén
1.5.2. Mác bê tông theo cường độ chịu kéo
1.5.3. Cấp độ bền chịu nén B
Theo TCXDVN356 – 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.

* Tương quan giữa M và B:
- Tương quan giữa mác M và cấp độ bền B của cùng một loại bê tông
được thể hiện qua công thức: B   . .M

(1.6)

- Trong đó:
+  - Hệ số đổi đơn vị từ kG/cm2 sang (MPa; N/mm2), lấy

  0,1
+  - Hệ số chuyển đổi từ cường độ trung bình sang cường độ đặc
trưng, với xác suất đảm bảo 95%;  = (1- Sv)= 0,778.
1.5.4. Cấp độ bền chịu kéo Bt
1.5.5. Mác theo khả năng chống thấm
1.5.6. Mác theo khối lượng riêng


9
1.6. ĂN MÒN HÓA HỌC BÊ TÔNG
Đá xi măng bị ăn mòn chủ yếu là do sự tác dụng của các chất khí
và chất lỏng lên các bộ phận cấu thành xi măng đã rắn chắc (chủ yếu
là Ca(OH)2 và CaO.Al2O3.6H2O). Trong thực tế có rất nhiều chất gây
ra ăn mòn đá xi măng.
Các dạng ăn mòn cụ thể:
1.6.1. Ăn mòn hòa tan
1.6.2. Ăn mòn cacbonic
1.6.3. Ăn mòn axit
1.6.4. Ăn mòn magie
1.6.5. Ăn mòn phân khoáng
1.6.6. Ăn mòn sulphate

1.6.7. Ăn mòn của các chất hữu cơ
1.6.8. Ăn mòn do kiềm
1.7. KẾT LUẬN
Bê tông là loại vật liệu đá nhân tạo, có cấu trúc không đồng nhất
vì hình dáng, kích thước cốt liệu khác nhau, sự phân bố của cốt liệu
và chất kết dính không thật đồng đều.
Cường độ là chỉ tiêu quan trọng, là một đặc trưng cơ bản thể hiện
khả năng chịu lực của bê tông. Cường độ của bê tông phụ thuộc vào
nhiều yếu tố ảnh hưởng khác nhau trong đó có thành phần cốt liệu và
môi trường làm việc.


10

CHƯƠNG 2: VẬT LIỆU CHẾ TẠO BÊ TÔNG – PHƯƠNG
PHÁP XÁC ĐỊNH CƯỜNG ĐỘ CHỊU NÉN CỦA BÊ TÔNG
2.1. VẬT LIỆU CHẾ TẠO BÊ TÔNG NẶNG
2.1.1. Xi măng
2.1.1.1. Vai trò
Xi măng là thành phần chất kết dính để liên kết các hạt cốt liệu
với nhau tạo ra cường độ cho bê tông, như vậy chất lượng và hàm
lượng xi măng là yếu tố quan trọng quyết định cường độ chịu lực của
bê tông.
2.1.1.2. Yêu cầu kỹ thuật
Chọn chủng loại xi măng: Theo kinh nghiệm nên chọn mác xi
măng theo mác bê tông như sau là thích hợp:
Bảng 2.1. Bảng chọn mác xi măng theo mác bê tông
Mác bê

100

150

200

250

300

350

200

300

300-

400

400-

400-

500

500

tông
Mác xi
măng

400

2.1.1.3. Các chỉ tiêu cơ lý chủ yếu của xi măng pooc lăng
Các chỉ tiêu cơ lý chủ yếu của xi măng pooc lăng hỗn hợp được
quy định trong TCVN 6260:1997.
2.1.2. Nước trộn bê tông
2.1.2.1. Vai trò
Nước là thành phần giúp cho xi măng phản ứng tạo ra các sản
phẩm thủy hóa làm cho cường độ của bê tông tăng lên. Nước còn tạo
ra độ lưu động cần thiết để quá trình thi công được dễ dàng.
2.1.2.2. Yêu cầu kỹ thuật
2.1.3. Cốt liệu mịn
2.1.3.1. Vai trò


11
Là cốt liệu nhỏ cùng với xi măng, nước tạo ra vữa xi măng để lấp
đầy lỗ rỗng giữa các hạt cốt liệu lớn (đá, sỏi, thủy tinh) và bao bọc
xung quanh các hạt cốt liệu lớn tạo ra khối bê tông đặc chắc.
2.1.3.2. Yêu cầu kỹ thuật (TCVN 7570:2006)
Thành phần hạt của cát cần phải thỏa mãn theo TCVN 7570:2006

Hình 2.1. Biểu đồ quy định thành phần hạt của cát
2.1.4. Cốt liệu thô (thay đá dăm bằng thủy tinh)
2.1.4.1. Vai trò
Thủy tinh là cốt liệu lớn có cỡ hạt từ 5 - 70mm, chúng tạo ra bộ
khung chịu lực cho bê tông.
2.1.4.2. Yêu cầu kỹ thuật (TCVN 7570:2006)

Hình 2.2. Biểu đồ quy định thành phần hạt của cốt liệu lớn


12
2.2. TÍNH CHẤT VÀ CƯỜNG ĐỘ CỦA HỖN HỢP BÊ TÔNG
2.2.1. Tính công tác của hỗn hợp bê tông
2.2.1.1. Khái niệm:
Để đánh giá tính công tác của hỗn hợp bêtông người ta thường
dùng hai chỉ tiêu: độ lưu dộng và độ cứng.
2.2.1.2. Độ lưu động
Bảng 2.2. Bảng chọn kích thước khuôn theo kích thước cốt liệu
Loại khuôn

Kích thước, mm
d

D

h

No1

100 ±2

200 ±2

300 ±2

o

150 ±2

300 ±2

450 ±2

N2

Cách xác định độ lưu động của hỗn hợp bê tông

Hình 2.3. Quy trình kiểm tra độ sụt hỗn hợp bê tông
2.2.1.3. Độ cứng

Hình 2.4. Mô hình thiết bị kiểm tra độ cứng hỗn hợp bê tông


13
Bảng 2.3. Bảng chỉ tiêu độ lưu động và độ cứng
Loại hỗn hợp
bê tông

Loại hỗn
SN(cm)

ĐC(s)

hợp bê

SN(cm)

ĐC(s)

Kém dẻo

1-4

15-20

Dẻo

5-8

0-10

tông

Đặc biệt cứng

-

Cứng cao

-

Cứng

-

60-100

Rất dẻo

10-12

-

Cứng vừa

-

30-45

Nhão

15-18

-

>300
150200

2.2.2. Cường độ của bê tông
Cường độ là một đặc trưng cơ bản của bê tông, phản ánh khả
năng chịu lực của nó.
Cường độ nén của viên mẫu chuẩn được xác định theo công thức:
P
Rn  K   kG / cm2 
(2.1)
F
Trong đó : - P : Tải trọng phá hoại mẫu (daN hoặc kG).

- F : Diện tích chịu lực nén của viên mẫu (cm2 )
- K: Hệ số chuyển đổi kết quả thử nén các mẫu bê tông kích
thước khác chuẩn về cường độ của viên mẫu chuẩn.
Bảng 2.4. Bảng hệ số chuyển đổi K
Hình dáng và kích thước của mẫu, mm

Hệ số chuyển đổi K

100 x 100 x 100

0,91

Mẫu lập

150 x 150 x 150

1,00

phương

200 x 200 x 200

1,05

300 x 300 x 300

1,10

71,4 x 143 và 100 x 200

1,16

150 x 300

1,20

200 x 400

1,24

Mẫu trụ


14
2.3. PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM CƯỜNG ĐỘ CHỊU NÉN
CỦA BÊ TÔNG THEO TCVN 3118-1993
2.3.1. Thiết bị thử
Máy nén;
Thước lá kim loại;
20

2.3.1.1. Máy nén

a

Đệm truyền tải

a

2.3.1.2. Đệm truyền tải

2.3.2. Chuẩn bị mẫu thử
2.3.3. Tiến hành thử
2.4. KẾT LUẬN

Hình 2.5. Mô hình thiết bị thí nghiệm
cường độ chịu nén

Quá trình đúc mẫu, bảo dưỡng, thí nghiệm cần được xử lý đảm
bảo theo các yêu cầu mà tiêu chuẩn Việt Nam đã quy định.


15

CHƯƠNG 3: NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM
3.1. THÍ NGHIỆM THÀNH PHẦN CỐT LIỆU
3.1.1. Thành phần cát
3.1.1.1. Thí nghiệm thành phần hạt của cát
Bảng 3.1. Bảng số liệu thí nghiệm thành phần hạt của cát
Kích

Yêu cầu

thước

Khối lượng

mắt

trên sàng

sàng

(g)

Lượng sót

Lượng sót

riêng (%)

tích luỹ (%)

(mm)

kỹ thuật
(%)
TCVN
7570: 2006

2.5

27

2.70

2.70

0 - 20

1.25

252

25.20

27.90

15- 45

0.63

252

25.20

53.10

35 - 70

0.315

220

22.00

75.10

65 - 90

0.14

216

21.60

96.70

90 - 100

<0.14

33

3.30

-

≤10

Tổng

1000

-

-

-

16

Hình 3.1. Biểu đồ thành phần hạt của cát thí nghiệm
3.1.1.2. Các chỉ tiêu cơ lý
Bảng 3.2. Các chỉ tiêu cơ lý của cát thí nghiệm
STT
1

Tính chất cơ lý
Khối lượng thể tích
xốp

Đơn vị

Kết quả

kg/m3

1410

g/cm3

2.65

2

Khối lượng riêng

3

Độ hút nước

%

0.76

4

Hàm lượng bụi bùn sét

%

0.45

5

Mô đun độ lớn

-

2.37

PP thí nghiệm
TCVN 7572-6:
2006
TCVN 7572-4:
2006
TCVN 7572-4:
2006
TCVN 7572-8:

2006
TCVN 7572-2:
2006


17
3.1.2. Cốt liệu thuỷ tinh
3.1.2.1. Thu thập, xử lý thuỷ tinh y tế
3.1.2.2. Cấp phối hạt cốt liệu thuỷ tinh
Thuỷ tinh sau khi sàng phân loại được trộn theo tỷ lệ cấp phối
0,5x1 mm (TCVN 7570:2006)
Bảng 3.3. Thành phần hạt của cốt liệu lớn
Kích

Lượng sót tích lũy trên sàng, % khối lượng,

thướ

ứng với kích thước hạt liệu nhỏ nhất và lớn nhất, mm

c lỗ
sàng

5-10

5-20

100

-

-

70

-

-

40

-

20
10

5-40

5-70

10-40

10-70

20-70

0

-

0

0

0

0-10

0

0-10

0-10

0

0-10

40-70

0-10

40-70

40-70

0

0-10

40-70

…

40-70

…

0-10

40-70

…

…

90-

90-

100

100

90-

90-

90-

90-

100

100

100

100

-

-

mm

5

90100
-

3.1.3. Nước biển (sử dụng để bảo dưỡng).
Nước biển có độ khoáng hoá rất cao, thường vào khoảng 35g/l.
Nồng độ muối trong nước biển lớn hơn trong nước ngọt 2000 lần.
Trong


2

nước

2
4

biển

Na , Cl  , Mg 2

chiếm

khoảng

90%,

K ,Ca ,SO chiếm khoảng 3%, các chất còn lại chiếm 7% tổng

lượng các chất.


18
Bảng 3.4. So sánh một số thông số của vùng biển Đà Nẵng và các
khu vực
Vùng

Chỉ

Đơn

tiêu

vị

pH

-

7,8 - 8,4

7,5 - 8,3

g/l

6,5 - 18,0

g/l

1,4 - 2,5

Cl

-

SO42-

biển
Hòn gai

Vùng biển

Biển

Biển

Đà

Bantíc

Nẵng

7,5

8,0

7,7

9,0 - 18,0

18,0

19,0

0,4 - 12

0,002 - 2,2

2,6

2,6

0,2-0,9

Hải Phòng

Bắc
Mỹ

(Nguồn Trương Hoài Chính, 2008)
3.1.4. Thành phần cấp phối đúc mẫu thí nghiệm
Bảng 3.5. Bảng thành phần cấp phối thí nghiệm
Định mức

Xi măng

Cát vàng

Thuỷ tinh

Nước

PCB30 (kg)

(m )

(m )

(lít)

308

0.462

0.834

195

Quy đổi

Xi măng

Cát vàng

Thuỷ tinh

Nước

sang

PCB30 (kg)

(kg)

(kg)

(lít)

kilogram

308

651.42

884.04

195

cấp phối

3

3

3.2. QUI TRÌNH ĐÚC MẪU, BẢO DƯỠNG, THÍ NGHIỆM
CƯỜNG ĐỘ
3.2.1. Quy trình đúc mẫu thí nghiệm
3.2.1.1. Công tác chuẩn bị
3.2.1.2. Đúc mẫu bê tông
3.2.2. Bảo dưỡng mẫu thí nghiệm (TCVN 8828-2011)
3.2.3. Thí nghiệm xác định cường độ chịu nén của bê tông
3.2.3.1. Xác định diện tích chịu lực của mẫu
3.2.3.2. Xác định tải trọng phá hoại mẫu


19
3.3. MỘT SỐ HÌNH ẢNH THÍ NGHIỆM

Hình 3.2. Sàng phân loại thuỷ
tinh

Hình 3.3. Bảo dưỡng bê tông

Hình 3.4. Kết tủa muối trong quá trình bảo dưỡng bê tông

Hình 3.5. Nén phá huỷ mẫu bê tông cốt liệu thuỷ tinh


20
3.4. KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM NÉN MẪU BÊ TÔNG THUỶ
TINH
Bảng 3.6. Kết quả thí nghiệm nén mẫu bê tông
Tải trọng phá hoại P (kN)
Độ tuổi mẫu thí nghiệm (t ngày)
3
7
14
28.00

Mẫu thí nghiệm

Ký hiệu

Bê tông thuỷ tinh
bảo dưỡng nước
ngọt

Bn-M1

213.45

275.82

320.02

396.65

Bn-M2

198.18

271.44

364.58

372.04

Bn-M3

216.91

250.74

360.01

379.84

Bê tông thuỷ tinh
bảo dưỡng nước
biển

Bnb-M1

198.06

222.58

287.95

370.59

Bnb-M2

176.16

235.88

310.1

322.94

Bnb-M3

180.19

248.7

312.22

308.09

Bảng 3.7. Bảng tính giá trị cường độ mẫu thí nghiệm
Cường độ mẫu thí nghiệm (kG/cm2)
Mẫu thí

Độ tuổi mẫu thí nghiệm (t ngày)
Ký hiệu
nghiệm
3
7
14
28
Bê tông thuỷ
tinh bảo dưỡng
nước ngọt

Bn-M1

94.87

122.59

142.23

176.29

Bn-M2

88.08

120.64

162.04

165.35

Bn-M3

96.40

111.44

160.00

168.82

Bê tông thuỷ
tinh bảo dưỡng
nước biển

Bnb-M1

88.03

98.92

127.98

164.71

Bnb-M2

78.29

104.84

137.82

143.53

Bnb-M3

80.08

110.53

138.76

136.93


21
Bảng 3.8. Bảng so sánh sự phát triển cường độ của bê tông
Cường độ trung bình (kG/cm2)
Ký
Độ tuổi mẫu thí nghiệm (t ngày)
Mẫu thí nghiệm
hiệu
3
7
14
28
Bê tông thuỷ tinh
bảo dưỡng nước
93.12

118.22
154.76
170.15
Bn
ngọt
Bê tông thuỷ tinh
bảo dưỡng nước
82.13
104.76
134.85
Bnb
148.39
biển
So sánh chênh lệch cường
11.79% 11.38% 12.86% 12.79%
độ

Hình 3.6. Biểu đồ sự phát triển cường độ bê tông cốt liệu thuỷ tinh
bảo dưỡng môi trường nước ngọt


22

Hình 3.7. Biểu đồ sự phát triển cường độ bê tông cốt liệu thuỷ tinh
bảo dưỡng môi trường nước biển

Hình 3.8. Biểu đồ so sánh sự phát triển cường độ bê tông cốt liệu
thuỷ tinh trong hai môi trường bảo dưỡng

23
3.5. NHẬN XÉT
Thông qua số liệu kết quả thí nghiệm và biểu đồ sự phát triển
cường độ của bê tông cốt liệu thuỷ tinh trong hai môi trường bảo
dưỡng có thể rút ra một số nhận xét như sau:
- Sử dụng cấp phối đã cho trong Bảng 3.5, sử dụng cốt liệu thuỷ tinh,
tại 28 ngày tuổi khi bảo dưỡng trong môi trường nước ngọt, đạt
cường độ trung bình 170kG/cm2; khi bảo dưỡng trong môi trường
nước biển đạt cường độ trung bình 148,39kG/cm2.
- Cường độ bê tông cốt liệu thuỷ tinh bảo dưỡng trong môi trường
nước biển tại các ngày tuổi thí nghiệm (3, 7, 21, 28 ngày) thấp hơn
cường độ bê tông cốt liệu thuỷ tinh bảo dưỡng môi trường nước ngọt.
Nguyên nhân của việc này là do trong nước biển có các ion
Cl  , SO42 ; Các ion này gây ra phản ứng ăn mòn hoá học xảy ra trong

quá trình thuỷ hoá vữa xi măng làm giảm cường độ của bê tông.
- Sự phát triển cường độ của bê tông cốt liệu thuỷ tinh bảo dưỡng
trong môi trường nước biển giống với sự phát triển cường độ khi bảo
dưỡng trong môi trường nước ngọt. Trong 3 ngày đầu sau khi đúc
mẫu, cường độ bê tông cốt liệu thuỷ tinh phát triển nhanh khi bảo
dưỡng trong hai môi trường khác nhau, từ 7 ngày, 14 ngày, 28 ngày
cường độ bê tông có xu hướng phát triển chậm lại.
- Trong giai đoạn ban đầu từ 3 đến 7 ngày tuổi chênh lệch cường độ
giữa bê tông thuỷ tinh bảo dưỡng nước biển và nước ngọt khoảng
11%, đến 14 ngày tuổi và 28 ngày tuổi chênh lệch cường độ khi bảo
dưỡng trong hai môi trường gần 13%. Điều này cho thấy xu hướng
phát triển cường độ của bê tông cốt liệu thuỷ tinh bảo dưỡng trong
môi trường nước biển là phát triển nhanh cường độ trong thời gian
đầu nhưng chậm dần theo thời gian.