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

LUẬN VĂN THẠC SỸ
KỸ THUẬT XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH DÂN DỤNG
VÀ CÔNG NGHIỆP

Đà Nẵng – Năm 2017


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: 60580208
LUẬN VĂN THẠC SỸ
KỸ THUẬT XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH DÂN DỤNG

VÀ CÔNG NGHIỆP

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

Đà Nẵng – Năm 2017


i

LỜI CAM ĐOAN
Tôi cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu, kết quả
nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công
trình nào khác.
Tác giả luận văn

Phan Nhật Long


ii

MỤC LỤC
Trang
LỜI CAM ĐOAN ...................................................................................................... i
MỤC LỤC ................................................................................................................. ii
TÓM TẮT LUẬN VĂN ............................................................................................v
DANH MỤC KÝ HIỆU .......................................................................................... vi
DANH MỤC BẢNG BIỂU .................................................................................... vii
DANH MỤC HÌNH VẼ ........................................................................................ viii
MỞ ĐẦU ....................................................................................................................1

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ VẬT LIỆU BÊ TÔNG.......................................3
1.1. THÀNH PHẦN, CẤU TRÚC VÀ CÁC LOẠI BÊ TÔNG .................................3
1.1.1. Thành phần của bê tông............................................................................3
1.1.2. Cấu trúc của bê tông .................................................................................3
1.1.3. Các loại bê tông ........................................................................................5
1.2. VẬT LIỆU THỦY TINH VÀ CÁC TÍNH CHẤT CƠ LÝ .................................6
1.2.1. Phân loại thủy tinh ....................................................................................6
1.2.2. Tính chất cơ lý của thủy tinh ....................................................................6
1.3. CƯỜNG ĐỘ CỦA BÊ TÔNG .............................................................................8
1.3.1. Cường độ chịu nén ...................................................................................8
1.3.2. Cường độ chịu kéo .................................................................................10
1.3.3. Nhân tố quyết định cường độ của bê tông ..............................................11
1.3.4. Sự phát triển cường độ của bê tông theo thời gian .................................12
1.4. GIÁ TRỊ TRUNG BÌNH VÀ GIÁ TRỊ TIÊU CHUẨN CỦA CƯỜNG ĐỘ ....14
1.4.1. Giá trị trung bình ....................................................................................14
1.4.2. Độ lệch quân phương, hệ số biến động ..................................................14
1.4.3. Giá trị đặc trưng......................................................................................15
1.4.4. Giá trị tiêu chuẩn ....................................................................................15
1.4.5. Giá trị tính toán .......................................................................................15
1.5. CẤP ĐỘ BỀN VÀ MÁC CỦA BÊ TÔNG........................................................15
1.5.1. Mác theo cường độ chịu nén ..................................................................15
1.5.2. Mác bê tông theo cường độ chịu kéo .....................................................16
1.5.3. Cấp độ bền chịu nén B ...........................................................................16
1.5.4. Cấp độ bền chịu kéo Bt ...........................................................................16


iii
1.5.5. Mác theo khả năng chống thấm ..............................................................16
1.5.6. Mác theo khối lượng riêng .....................................................................16
1.6. ĂN MÒN HÓA HỌC BÊ TÔNG ......................................................................17

1.6.1. Ăn mòn hòa tan ......................................................................................17
1.6.2. Ăn mòn cacbonic ....................................................................................18
1.6.3. Ăn mòn axit ............................................................................................18
1.6.4. Ăn mòn magie ........................................................................................18
1.6.5. Ăn mòn phân khoáng .............................................................................18
1.6.6. Ăn mòn sulphate .....................................................................................18
1.6.7. Ăn mòn của các chất hữu cơ ..................................................................19
1.6.8. Ăn mòn do kiềm .....................................................................................19
1.7. KẾT LUẬN ........................................................................................................19
CHƯƠNG 2: VẬT LIỆU CHẾ TẠO BÊ TÔNG – PHƯƠNG PHÁP XÁC
ĐỊNH CƯỜNG ĐỘ CHỊU NÉN CỦA BÊ TÔNG ...............................................20
2.1. VẬT LIỆU CHẾ TẠO BÊ TÔNG NẶNG ........................................................20
2.1.1. Xi măng ..................................................................................................20
2.1.2. Nước trộn bê tông ...................................................................................21
2.1.3. Cốt liệu mịn ............................................................................................22
2.1.4. Cốt liệu thô (thay đá dăm bằng thủy tinh) ..............................................25
2.2. TÍNH CHẤT VÀ CƯỜNG ĐỘ CỦA HỖN HỢP BÊ TÔNG ...........................26
2.2.1. Tính công tác của hỗn hợp bê tông ........................................................26
2.2.2. Cường độ của bê tông .............................................................................30
2.3. PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM CƯỜNG ĐỘ CHỊU NÉN CỦA BÊ TÔNG
THEO TCVN 3118-1993 ..........................................................................................31
2.3.1. Thiết bị thử .............................................................................................31
2.3.2. Chuẩn bị mẫu thử ...................................................................................32
2.3.3. Tiến hành thử ..........................................................................................33
2.4. KẾT LUẬN ........................................................................................................33
CHƯƠNG 3: NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM ..................................................34
3.1. THÍ NGHIỆM THÀNH PHẦN CỐT LIỆU ......................................................34
3.1.1. Thành phần cát .......................................................................................34
3.1.2. Cốt liệu thuỷ tinh ....................................................................................35
3.1.3. Nước biển (sử dụng để bảo dưỡng) ........................................................39

3.1.4. Thành phần cấp phối đúc mẫu thí nghiệm .............................................40


iv
3.2. QUI TRÌNH ĐÚC MẪU, BẢO DƯỠNG, THÍ NGHIỆM CƯỜNG ĐỘ ......41
3.2.1. Quy trình đúc mẫu bê tông .....................................................................41
3.2.2. Bảo dưỡng mẫu thí nghiệm (TCVN 8828-2011) ...................................41
3.2.3. Thí nghiệm xác định cường độ chịu nén của bê tông ............................42
3.3. MỘT SỐ HÌNH ẢNH THÍ NGHIỆM ...............................................................43
3.4. KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM NÉN MẪU BÊ TÔNG THUỶ TINH .....................46
3.5. NHẬN XÉT .......................................................................................................49
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ................................................................................50
DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO ...............................................................51


v

TÓM TẮT LUẬN VĂN
NGHIÊN CỨU SỰ PHÁT TRIỂN CƯỜNG ĐỘ
CỦA BÊ TÔNG CỐT LIỆU THỦY TINH
TRONG MÔI TRƯỜNG NƯỚC BIỂN VÀ NƯỚC NGỌT
Học viên: Phan Nhật Long

Chuyên ngành:
Kỹ thuật Xây dựng công trình Dân dụng và công nghiệp

Mã số: 60.58.02.08

Khóa: K31 Trường Đại học Bách khoa - ĐHĐN

Tóm tắt - Bê tông là loại vật liệu đang được sử dụng rộng rãi trong xây dựng dân
dụng, xây dựng cầu, đường. Thông qua chất lượng bê tông có thể đánh giá chất lượng của
toàn bộ công trình. 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. 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 phù hợp trong thực tế xây dựng.
Từ khóa - bê tông thuỷ tinh; rác thải thuỷ tinh; tái chế thuỷ tinh; cường độ bê tông; sự phát
triển cường độ bê tông.
RESEARCH THE DEVELOPMENT STRENGTH OF GLASS CONCRETE IN
SEAWATER AND FRESHWATER.
Abstract - Concrete is a popular material using in civil engineering, bridge and road
construction. The construction quality can be evaluated by concrete performance.
Nowadays, there are the high developments in Science and Technology to study and apply
many kinds of concrete which are suitable with structure and environment of constructions
include reusing the waste materials. The use of glass in concrete (including medical glass)
as aggregate will significantly contribute to reduce the impact to environment. The
problem is that determining the strength development of this material in different
environments to make suitable choice for this material in the real construction.
Key words - glass concrete; waste glass; recycle glass; strength of concrete; the
development strength of concrete.


vi

DANH MỤC KÝ HIỆU
Bn

Mẫu bê tông cốt liệu thuỷ tinh bảo dưỡng nước ngọt

Bnb

Mẫu bê tông cốt liệu thuỷ tinh bảo dưỡng nước biển

M1 ; M2 ; M3

Mẫu thử số 1, số 2, số 3

R3; R7; R14; R28

Cường độ mẫu thử tại thời điểm 3 ngày, 7 ngày, 14 ngày, 28
ngày


vii

DANH MỤC BẢNG BIỂU
Số hiệu
bảng

Tên bảng

Trang

2.1.

Bảng chọn mác xi măng theo mác bê tông

20

2.2.

Khống chế lượng xi măng tối thiểu cho 1m3 bê tông

20

2.3.

Các chi tiêu cơ lý của xi măng pooc lăng hỗn hợp

21

2.4.

Chỉ tiêu thành phần hạt của cát

24

2.5.

Bảng phân loại nhóm cát

24

2.6.

Yêu cầu thành phần hạt cốt liệu lớn

25

2.7.

Bảng chọn kích thước khuôn theo kích thước cốt liệu

27

2.8.

Bảng chỉ tiêu độ lưu động và độ cứng

30

2.9.

Bảng quy định kích thước viên mẫu thí nghiệm cường độ

30

2.10.

Bảng hệ số chuyển đổi K

31

3.1.

Bảng số liệu thí nghiệm thành phần hạt của cát

34

3.2.

Các chỉ tiêu cơ lý của cát thí nghiệm

35

3.3.

Thành phần hạt của cốt liệu lớn

39

3.4.

So sánh một số thông số của vùng biển Đà Nẵng và các khu
vực

39

3.5.

Các thành phần chủ yếu của nước biển

40

3.6.

Bảng thành phần cấp phối thí nghiệm

41

3.7.

Kết quả thí nghiệm nén mẫu bê tông

46

3.8.

Bảng tính giá trị cường độ mẫu thí nghiệm

46

3.9.

Bảng so sánh sự phát triển cường độ của bê tông

47


viii

DANH MỤC HÌNH VẼ
Số hiệu
hình

Tên hình

Trang

1.1.

Mẫu thí nghiệm cường độ chịu nén

9

1.2.

Sự phá hoại mẫu thử khối vuông

10

1.3.

Mẫu thí nghiệm cường độ chịu kéo

11

1.4.

Đồ thị sự phát triển cường độ của bê tông theo thời gian

12

2.1.

Biểu đồ quy định thành phần hạt của cát

23

2.2.

Biểu đồ xác định nhóm cát

24

2.3.

Biểu đồ quy định thành phần hạt của cốt liệu lớn

26

2.4.

Khuôn nón cụt thí nghiệm độ sụt bê tông

27

2.5.

Quy trình kiểm tra độ sụt hỗn hợp bê tông

28

2.6.

Độ sụt của hỗn hợp bê tông

28

2.7.

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

29

2.8.

Mô hình thiết bị thí nghiệm cường độ chịu nén

32

3.1.

Biểu đồ thành phần hạt của cát thí nghiệm

34

3.2.

Thùng chứa, túi đựng thủy tinh thải y tế

35

3.3.

Chai lọ thủy tinh trước khi xử lý

36

3.4.

Dụng cụ bảo hộ xử lý chai lọ thuỷ tinh

36

3.5.

Tháo nắp và vệ sinh chai thuỷ tinh

37

3.6.

Đập nhỏ chai thuỷ tinh y tế

38

3.7.

Thuỷ tinh sau khi xử lý

38

3.8.

Sàng phân loại thuỷ tinh

43

3.9.

Thí nghiệm xác định khối lượng riêng thể tích cốt liệu thuỷ
tinh

43

3.10.

Thí nghiệm xác định thành phần cấp phối cát

43

3.11.

Thí nghiệm kiểm tra độ sụt mẫu bê tông cốt liệu thuỷ tinh

43

3.12.

Đúc mẫu bê tông cốt liệu thuỷ tinh

43


ix
Số hiệu

hình

Tên hình

Trang

3.13.

Bảo dưỡng bê tông

43

3.14.

Nén mẫu bê tông cốt liệu thuỷ tinh

44

3.15.

Xuất số liệu kết quả thí nghiệm nén mẫu bê tông

44

3.16.

Kết tủa muối trong quá trình bảo dưỡng bê tông

44

3.17.

Nén phá huỷ mẫu bê tông cốt liệu thuỷ tinh

44

3.18.

Kết quả thí nghiệm nén mẫu Bnb - R3 - M1

45

3.19.

Kết quả thí nghiệm nén mẫu Bn – R3 - M1

45

3.20.

Kết quả thí nghiệm nén mẫu Bnb – R7 - M1

45

3.21.

Kết quả thí nghiệm nén mẫu Bn – R7 - M1

45

3.22.

Kết quả thí nghiệm nén mẫu Bnb – R14 - M1

45

3.23.

Kết quả thí nghiệm nén mẫu Bn – R14 - M1

45

3.24.

Kết quả thí nghiệm nén mẫu Bnb – R28 - M1

46

3.25.

Kết quả thí nghiệm nén mẫu Bn – R28 - M1

46

3.26.

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

47

3.27.

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

48

3.28.

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

48


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. Tỷ lệ sử dụng bê tông trong xây dựng
nhà chiếm khoảng 40%, xây dựng cầu đường khoảng 15% tổng khối lượng bê tông.
Thông qua chất lượng bê tông có thể đánh giá chất lượng của toàn bộ công trình. 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.
Trong điều kiện Việt Nam, hiện nay lượng chất thải rắn sinh hoạt là rất lớn, ước
tính khoảng 12,8 triệu tấn/năm, trong đó lượng rác thải thủy tinh đặc biệt là lượng rác

thải rắn thủy tinh y tế tại các bệnh viện là rất lớn, chiếm khoảng 0,4 – 5%. Lượng rác
thải thủy tinh không nhiều như các loại rác thải khác nhưng việc thu hồi và tái chế
thủy tinh mang lại nhiều lợi ích như: tái sử dụng nguyên liệu, tiết kiệm năng lượng,
giảm diện tích bãi chôn lấp.
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.
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 phù 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.
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).


2
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: NGHIÊN CỨU 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...
Hỗn hợp nguyên liệu mới nhào trộn gọi là hỗn hợp bê tông.
Hỗn hợp bê tông sau khi cứng rắn, chuyển sang trạng thái đá gọi là bê tông.
Trong bê tông, cốt liệu đóng vai trò là bộ khung chịu lực. Hồ chất kết dính bao
bọc xung quanh hạt cốt liệu, chúng là chất bôi trơn, đồng thời lấp đầy khoảng trống và
liên kết giữa các hạt cốt liệu. Sau khi cứng rắn, hồ chất kết dính gắn kết các hạt cốt
liệu thành một khối tương đối đồng nhất và được gọi là bê tông.
Chất kết dính có thể là xi măng các loại, thạch cao, vôi và cũng có thể là chất kết
dính hữu cơ (polime). Trong bê tông xi măng cốt liệu thường chiếm 80 - 85%, còn xi

măng chiếm 10 - 20% khối lượng.
Bê tông được sử dụng rộng rãi trong xây dựng vì chúng có những ưu điểm sau:
Cường độ chịu lực cao, có thể chế tạo được những loại bê tông có cường độ, hình dạng
và tính chất khác nhau. Giá thành rẻ, khá bền vững và ổn định đối với mưa nắng, nhiệt
độ, độ ẩm.
Tuy vậy chúng còn tồn tại những nhược điểm:
- Khối lượng riêng lớn (ρv = 2200 - 2400kg/m3)
- Thời gian thi công lâu: bê tông cần thời gian để đông cứng, trong thời gian này
chất lượng bê tông chịu nhiều ảnh hưởng của thời tiết, môi trường... Nhược điểm này
có thể khắc phục bằng cách sử dụng bê tông đúc sẵn lắp ghép hoặc bán lắp ghép.
- Khả năng tái sử dụng thấp: việc tháo dỡ, vận chuyển và tái sử dụng bê tông sau
khi sử dụng rất tốn kém và tiêu hao nhiều công sức.
- Tốn chi phí cho hệ thống dàn giáo, ván khuôn.
1.1.2. Cấu trúc của bê tông
1.1.2.1. Sự hình thành cấu trúc của bê tông
Sau khi tạo hình các cấu tử của hỗn hợp bê tông được sắp xếp chặt chẽ hơn.
Cùng với sự thuỷ hoá của xi măng, cấu trúc của bê tông được hình thành. Giai đoạn
này gọi là giai đoạn hình thành cấu trúc. Khoảng thời gian hình thành cấu trúc, cũng
như cường độ đầu tiên của bê tông phụ thuộc vào thành phần của bê tông, dạng chất
kết dính và phụ gia hoá học. Hỗn hợp bê tông cứng và kém dẻo với tỷ lệ nước-xi măng


4
không lớn có giai đoạn hình thành cấu trúc ngắn. Việc dùng xi măng và phụ gia rắn
nhanh rút ngắn giai đoạn hình thành cấu trúc. Trong trường hợp cần duy trì tính công
tác của hỗn hợp bê tông trong lúc vận chuyển cũng như thời tiết nóng có thể dùng phụ
gia chậm cứng rắn.
Bê tông 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, trong bê tông vẫn còn lại
một ít nước thừa và những lỗ rỗng li ti (do nước thừa bốc hơi).

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.
1.1.2.2. 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.
Khi thi công nếu đầm nén tốt thể tích lỗ rỗng khí sẽ giảm đi, điều đó cho phép
tăng cường độ chịu lực, tăng khả năng chống thấm và cải thiện nhiều tính chất kỹ thuật
khác. Cần lưu ý đến tỷ lệ N/X, lượng nước, lượng xi măng phải thích hợp để đảm bảo
cấu trúc của bê tông được đặc chắc.
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.
Lượng nước nhào trộn một phần dùng để bôi trơn hạt cốt liệu, một phần dùng để
tạo thành hồ của đá xi măng, còn một phần bị cốt liệu rỗng hút vào. Vì vậy hỗn hợp bê
tông dẻo sau khi đổ khuôn còn có xảy ra sự tách nước ở bên trong, nước sẽ đọng lại
trên bề mặt hạt cốt liệu lớn và làm yếu mối liên kết giữa chúng với phần vữa.
Độ bền của mối liên kết giữa cốt liệu và đá xi măng phụ thuộc vào bản chất của
cốt liệu, vào độ rỗng, độ nhám của bề mặt, độ sạch của cốt liệu, cũng như vào loại xi
măng và độ hoạt tính của nó; vào tỷ lệ N/X và điều kiện rắn chắc của bê tông.
Độ rỗng trong bê tông bao gồm những lỗ rỗng nhỏ li ti và lỗ rỗng mao quản. Độ
rỗng của nó có thể lên tới 10 -15% và bao gồm:
- Lỗ rỗng trong đá xi măng (lỗ rỗng gen, lỗ rỗng mao quản, lỗ rỗng do khí cuốn
vào);
- Lỗ rỗng trong cốt liệu;
- Lỗ rỗng giữa các hạt cốt liệu (khoảng không gian giữa các hạt cốt liệu không
được chèn hồ xi măng).

5
Để nâng cao độ đặc của bê tông trong quá trình thi công cần lưu ý các biện
pháp kỹ thuật để hạn chế tối đa lỗ rỗng giữa các hạt cốt liệu, nhờ đó có thể cải thiện
cấu trúc của bê tông theo hướng có lợi.
1.1.3. Các loại bê tông
1.1.3.1. Theo dạng chất kết dính
Bê tông xi măng, bê tông silicat (chất kết dính là vôi), bê tông thạch cao, bê
tông chất kết dính hỗn hợp, bêtông polime, bê tông dùng chất kết dính đặc biệt.
1.1.3.2. Theo dạng cốt liệu
Bê tông cốt liệu đặc, bê tông cốt liệu rỗng, bê tông cốt liệu đặc biệt (chống
phóng xạ, chịu nhiệt, chịu axit).
1.1.3.3. Theo khối lượng thể tích
Bê tông đặc biệt nặng (ρv > 2500kg/m3), chế tạo từ cốt liệu đặc biệt, dùng cho
những kết cấu đặc biệt.
Bê tông nặng ( ρv = 2200 - 2500 kg/m3), chế tạo từ cát, đá, sỏi thông thường
dùng cho kết cấu chịu lực.
Bê tông tương đối nặng (ρv = 1800 - 2200 kg/m3), dùng chủ yếu cho kết cấu
chịu lực.
Bê tông nhẹ ( ρv = 500 - 1800 kg/m3), trong đó gồm có bê tông nhẹ cốt liệu
rỗng (nhân tạo hay thiên nhiên), bê tông tổ ong (bê tông khí và bê tông bọt), chế tạo từ
hỗn hợp chất kết dính, nước, cấu tử silic nghiền mịn và chất tạo rỗng, và bê tông hốc
lớn (không có cốt liệu nhỏ).
Bêtông đặc biệt nhẹ cũng là loại bê tông tổ ong và bê tông cốt liệu rỗng nhưng
có ρv < 500 kg/m3.
Do khối lượng thể tích của bê tông biến đổi trong phạm vi rộng nên độ rỗng của
chúng cũng thay đổi đáng kể, như bê tông tổ ong dùng để cách nhiệt có r = 70 - 85%,
bê tông thủy công r = 8 - 10%.
1.1.3.4. Theo công dụng
Bê tông kết cấu thông thường: dùng trong các kết cấu bê tông cốt thép (móng,

cột, dầm, sàn).
Bê tông thủy công: dùng để xây dựng đập, âu thuyền, phủ lớp mái kênh, các
công trình dẫn nước...
Bê tông dùng cho mặt đường, sân bay, lát vỉa hè.
Bê tông dùng cho kết cấu bao che (thường là bê tông nhẹ).
Bê tông có công dụng đặc biệt như bê tông chịu nhiệt, chịu axit, bê tông chống
phóng xạ.


6
1.2. VẬT LIỆU THỦY TINH VÀ CÁC TÍNH CHẤT CƠ LÝ
1.2.1. Phân loại thủy tinh
Thành phần loại thông thường được dùng làm cửa kính, chai, lọ,... là hỗn hợp của
natri silicat, canxi silicat và silic đioxit, có thành phần gần đúng viết dưới dạng các
oxit là Na2O.CaO.6SiO2Na2O.CaO.6SiO2. Thủy tinh loại này được sản xuất bằng cách
nấu chảy một hỗn hợp gồm cát trắng, đá vôi và sođa ở 14000C.
Thủy tinh không có cấu trúc tinh thể mà là chất vô định hình, nên không có nhiệt
độ nóng chảy xác định. Khi đun nóng nó mềm dần rồi mới chảy, do đó có thể tạo ra
những đồ vật và dụng cụ có hình dạng như ý muốn.
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: là loại thủy tinh có chứa một nguyên tố hóa học thuộc
bảng 5, 6 trong bảng hệ thống tuần hoàn S, Se, P. Để có được thủy tinh, người ta làm
lạnh nhanh các chất nóng chảy.
- Thủy tinh oxit : là loại thủy tinh từ một loại oxit hoặc các oxit. Để xác định lớp
thủy tinh nào đó chú ý đến lớp tạo thành thủy tinh: B2O2 ; SiO2 ; GeO2 ;...
- Thủy tinh halogen: hai halogen có khả năng tạo thủy tinh là BeF2 ; ZnCl2 ;... .
Trên cơ sở đó tạo nên nhiều loại thủy tinh.
- Thủy tinh hancon : là loại thủy tinh làm từ các hợp chất của S, Se, Te.

- Thủy tinh hỗn hợp : đi từ hỗn hợp các chất có khả nẵng tạo tủy tinh như Oxithalogen, Oxit – hancon, Halogen – Khancon.
- Thủy tinh kim loại : là một hệ hơn 2 cấu tử. Trong đó một cấu tử điển hình : Fe
Pb, … còn cấu tử kia là nguyên tố chiếm vị trí trung gian giữa kim loại và chất điện
môi (Si, P).
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
Thủy tinh khác nhau có độ bền nén, kéo, uốn khác nhau và dao động trong một
khoảng khá rộng. Độ bền nén dao động từ 3000-12000 kG/cm2. Độ bền kéo và uốn
xấp xỉ nhau vì 2 dạng này có liên quan chặt chẽ nhau, thường nhỏ hơn bền nén khoảng
10-15 lần. Độ chịu va đập của thủy tinh biểu hiện một tính chất rất đặc trưng của nó là
tính giòn và được đo bằng công cần thiết để phá hủy 1 đơn vị mẫu thử.


7
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.
Các tính chất cơ học này của thủy tinh phụ thuộc mạnh vào trạng thái bề mặt của
mẫu thử, hình dạng mẫu, kích thước mẫu, nhiệt độ thí nghiệm và tốc độ tăng tải trọng
khi thử. Nói chung độ bền cơ học của thủy tinh theo các nhà nghiên cứu khác nhau
thường không giống nhau.
1.2.2.2. Tính chất nhiệt của thuỷ tinh
Thủy tinh là loại vật liệu dẫn nhiệt rất kém, đây là một trong những nguyên nhân
gây ra ứng suất phá hủy thủy tinh khi đốt nóng hay làm lạnh đột ngột. Thành phần hóa
ảnh hưởng rất ít đến độ dẫn nhiệt. Phần lớn thủy tinh có độ dẫn nhiệt trong khoảng
0,0017 - 0,0032Cal/cm.s.oC ở nhiệt độ thường. Thủy tinh thạch anh có độ dẫn nhiệt tốt
nhất, khi thêm các ôxyt khác vào độ dẫn nhiệt sẽ giảm. Ngược với độ dẫn nhiệt, tỉ
nhiệt của thủy tinh phụ thuộc vào thành phần hóa và vào nhiệt độ. Trong phạm vi nhiệt

độ thường thủy tinh có tỉ nhiệt vào khoảng 0,08 - 0,25Cal/g.oC.
Thông thường độ chịu nhiệt được xác định bằng hiệu số nhiệt độ làm lạnh đột
ngột mà thủy tinh không bị phá hủy. 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.
Chiều dày của sản phẩm thủy tinh có ảnh hưởng đến độ chịu nhiệt của nó. Chiều
dày càng lớn độ chịu nhiệt càng giảm và sản phẩm càng lớn độ bền nhiệt càng kém.
Yếu tố quyết định độ bền nhiệt của thủy tinh là hệ số giãn nở 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 chủa nó cho phù hợp:
Chịu nhiệt: một số loại thủy tinh được tạo ra từ các chất như cát silic và oxit
boric khi nung ở nhiệt độ cao. Thủy tinh loại này có thể chịu được nhiệt độ cao khoảng
500 -1000oC tùy theo vật liệu chế tạo nên nó.
Không thấm: Phân lớn thủy tinh đều ngăn cách với chất lỏng hay không cho chất
lỏng xuyên qua do đặc tính liên kết cao và dày của các nguyên tử cấu thành. Sử dụng
thích hợp để chứa chất lỏng.
Chịu lực: Giống như một số vật liệu chịu lực khác. Nếu thêm các chất phụ gia
hay được chế tạo đặc biệt thì thủy tinh có khả năng chịu lực rất tốt. Mỗi nguyên vật

8
liệu tạo nên thủy tinh cho nó một khả năng chịu lực riêng, có thể lên đến 9001000kg/m2.
Chống ăn mòn: Khả năng nầy được ứng dụng tốt trong y tế. Đa phần được sử
dụng làm vật chứa các dung môi đặc biệt là dung môi có tính ăn mòn cao như axit,
bazơ,.. dễ bay hơi như chât khử khuẩn, cồn,…
Cách âm: Thủy tinh còn có khả năng cách âm nhờ vào cấu tạo đặc biệt khi sản
xuất. Đó là tạo nên nhiêu lỗ rỗng trong lòng thỷ tinh và được tổng hợp bởi các hợp
chất đặc biệt như sét, xỉ,… Nhưng loại thủy tinh này lại không có khả năng chịu lực
cao.
Tính dẻo: Nếu thay đổi cấu trúc các phân tử cấu thành nên thủy tinh bằng các
phân tử mang tính đàn hồi thì thủy tinh lại có khả năng mới; khả năng uốn dẻo.
Tính chất này kết hợp với tính chịu lực sẽ tạo nên loại vật liệu chông va đập cực
cao. Ứng dụng trong chế tạo các bộ phận bảo vệ.
Khả năng tái chế: Đa phần các loại thủy tinh đều có khả năng tái chế được nếu
nung nóng đến khi nóng chảy. Sau đó lại được dùng tái chế thành sản phẩm khác, việc
này giúp bảo vệ môi trường rất lớn vì thủy ting không phân hủy trong môi trường tự
nhiên.
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.
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 đi thí nghiệm mẫu. Thí nghiệm phá hoại là phương
pháp xác định cường độ 1 cách trực tiếp và phổ biến nhất. Ngoài ra còn có thể dùng
các phương pháp gián tiếp không phá hoại mẫu thử như: dùng sóng siêu âm, ép lõm
viên bi trên bề mặt bê tông.
1.3.1. Cường độ chịu nén
Trong kết cấu xây dựng, bê tông chịu nhiều tác động khác nhau: chịu nén, uốn,
kéo, trượt, trong đó chịu nén là ưu thế lớn nhất của bê tông. Do đó, người ta thường
lấy cường độ chịu nén là chỉ tiêu đặc trưng để đánh giá chất lượng bê tông.
Theo tiêu chuẩn xây dựng của Việt Nam (TCVN 3105:1993, TCVN 4453:1995),

mẫu dùng để đo cường độ là một mẫu bê tông hình lập phương có kích thước 150 mm
× 150 mm × 150 mm, được dưỡng hộ trong điều kiện tiêu chuẩn quy định trong TCVN
3105:1993, trong thời gian 28 ngày sau khi bê tông ninh kết. Sau đó được đưa vào máy
nén để đo ứng suất nén phá hủy mẫu (qua đó xác định được cường độ chịu nén của bê
tông), đơn vị tính bằng MPa (N/mm²) hoặc daN/cm² (kg/cm²).


9

Hình 1.1. Mẫu thí nghiệm cường độ chịu nén
Với khối trụ tròn thường có diện tích đáy A = 200 cm2; chiều cao h = 2D = 320
mm. Khi khoan mẫu từ kết cấu có sẵn thường lấy mẫu trụ tròn có đường kính D = 50 ÷
150 mm; chiều cao h = (1÷1,5)D.
Thí nghiệm bằng máy nén. Tăng lực nén từ từ cho đến khi mẫu bị phá hoại. Gọi
lực phá hoại là P thì cường độ của mẫu là R được xác định như sau:

R

P
A

(1.2)

A – diện tích tiết diện ngang của mẫu.
Đơn vị tính của R thường dùng là MPa (Meega Pascan) hoặc kG/cm2
1MPa = 106 Pa = 106 N/m2= N/mm2= 9,81 kG/cm2.
Bê tông thông thường có R = 5 ÷ 30 MPa. Bê tông có R > 40MPa là loại cường
độ cao. Hiện nay, người ta đã chế tạo được các loại bê tông đặc biệt có R ≥ 80MPa.
Khi bị nén, ngoài biến dạng co ngắn theo phương tác dụng của lực, bê tông còn bị nở
ngang. Thông thường chính sự nở ngang quá mức làm cho bê tông bị nứt và bị phá vỡ.

Nếu hạn chế được mức độ nở ngang của bê tông có thể làm tăng khả năng chịu
nén của nó. Trong thí nghiệm nếu không bôi trơn mặt tiếp xúc giữa mẫu thử và bàn
máy nén thì tại đó sẽ xuất hiện lực ma sát có tác dụng cản trở sự nở ngang, kết quả
mẫu bị phá hoại theo hình tháp đối đỉnh. Nếu bôi trơn mặt tiếp xúc để bê tông tự do nở
ngang thì khi biến dạng ngang quá mức trong mẫu sẽ xuất hiện các vết nứt dọc và sự
phá hoại xảy ra như Hình 1.2. Cường độ của mẫu được bôi trơn thấp hơn cường độ của
mẫu khối vuông có ma sát.


10

Hình 1.2. Sự phá hoại mẫu thử khối vuông
1 – mẫu; 2 – bàn máy nén; 3 – ma sát; 4 – bê tông bị ép vụn;
5 – hình tháp phá hoại; 6 – vết nứt dọc trong mẫu
Vì ma sát làm cản trở biến dạng ngang mà với mẫu khối vuông khi tăng cạnh a thì R
giảm và cường độ của mẫu hình trụ thấp hơn cường độ của mẫu khối vuông.
Các phương pháp xác định cường độ chịu nén của bê tông gồm 2 phương pháp
chính :
- Phương pháp trực tiếp: là lấy mẫu thử tại công trình cần xác định bằng cách
khoan trực tiếp hay đúc riêng mẫu (các số liệu của mẫu đúc đều giống với mẫu ở công
trình), sau đó đưa vào phòng thí nghiệm để kiểm tra. Ở phương pháp này gây phá hoại
trực tiếp mẫu thí nghiệm và cho kết quả chính xác với sai số nhỏ.
- Phương pháp gián tiếp: là dùng các thiết bị chuyên dụng như: máy bắn bê
tông, máy đo cường độ nén, ... để tiến hành đo trực tiếp cường độ bê tông tại chỗ .
Phương pháp này có độ chính xác thấp hơn phương pháp trực tiếp
1.3.2. Cường độ chịu kéo
Cường độ chịu kéo của bê tông được xác định bằng cách lấy bằng cường độ chịu
kéo trung bình Rm của mẫu thử chuẩn, tính theo đơn vị (kG/cm2).
Mẫu chịu kéo uốn tiết diện chữ nhật cạnh b, h (thường a= 10cm; b= h=15cm)
hoặc mẫu trụ tròn. Sơ đồ đặt tải trọng xem Hình 1.3:

11

Hình 1.3. Mẫu thí nghiệm cường độ chịu kéo
Cường độ chịu kéo của bê tông Rbt được xác định theo công thức:
- Đối với mẫu chịu kéo trung tâm:

R(t ) 

P
A

(1.3)

- Đối với mẫu chịu kéo khi uốn:

R(t ) 

3,5 M
b h2

(1.4)

- Đối với mẫu trụ tròn chịu nén chẻ:

R(t ) 

2.Q
 .l.D

(1.5)

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

Các giá trị Mác chịu kéo theo quy phạm:
+ Bê tông nặng: K10, K15, K20, K25, K30, K40.
+ Bê tông nhẹ: K10, K15, K20, K25, K30.
1.3.3. Nhân tố quyết định cường độ của bê tông
1.3.3.1. Thành phần và cách chế tạo bê tông
Chất lượng và số lượng xi măng: Với cường độ bê tông đã dự kiến, khi dùng xi
măng chất lượng cao hơn thì số lượng sẽ ít hơn. Trong một giới hạn nào đó khi tăng
lượng xi măng cũng sẽ tăng cường độ bê tông nhưng nói chung hiệu quả không cao và
thường làm tăng biến dạng co ngót gây hậu quả xấu. Khi cần có bê tông cường độ cao
nên dùng xi măng mác cao với số lượng hợp lý.


12

Độ cứng, độ sạch và tỉ lệ thành phần của cốt liệu (cấp phối): Khi chọn được cấp
phối hợp lí không những tăng được cường độ bê tông mà còn sử dụng xi măng một
cách tiết kiệm.
Tỉ lệ nước - xi măng: Khi tỉ lệ này tăng lên thì cường độ và độ đặc chắc của bê
tông đều bị giảm và biến dạng do co ngót tăng.
Chất lượng của việc nhào trộn vữa bê tông, độ đầm chắc của bê tông khi đổ
khuôn và điều kiện bảo dưỡng.
1.3.3.2. Điều kiện thí nghiệm
Khi bị nén ngoài biến dạng co ngắn theo phương lực tác dụng, bê tông còn bị nở
ngang, chính sự nở ngang quá mức làm bê tông bị phá vỡ. Hạn chế sự nở ngang sẽ làm
tăng khả năng chịu nén của bê tông.
Trong thí nghiệm nếu không bôi trơn bề mặt tiếp xúc thì ma sát tại mặt tiếp xúc
hạn chế sự nở ngang của bê tông cho nên cường độ khi nén sẽ lớn hơn khi ta bôi trơn
bề mặt tiếp xúc. Cũng do ma sát nên mẫu bé có cường độ lớn hơn.
Tốc độ gia tải có ảnh hưởng đến giá trị cường độ thu được. Tốc độ gia tải quy
định là 0.2MPa/giây thì cường độ đạt được là R. Khi gia tải rất nhanh cường độ của bê
tông có thể đạt được (1.15 ÷ 1.2)R, còn khi gia tải rất chậm cường độ chỉ đạt được
(0.85 ÷ 0.9)R.
Thí nghiệm nén một mẫu bê tông đến ứng suất vượt quá 0.9R (nhưng ≤ 0.95R)
rồi giữ nguyên lực nén trong thời gian dài thì đến một lúc nào đó mẫu sẽ bị phá hoại.
Đó là hiện tượng bê tông bị giảm cường độ khi tải trọng tác dụng dài hạn.
Điều kiện thí nghiệm chuẩn: không bôi trơn, tốc độ gia tải 0,2MPa/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 và t của bê tông dưỡng hộ
trong điều kiện bình thường thể hiện trên Hình 1.4.

Hình 1.4. Đồ thị sự phát triển cường độ của bê tông theo thời gian

13
Trong quá trình khô cứng cường độ tăng dần lên, thời gian đầu tăng nhanh, sau
tăng chậm dần. Với bê tông dùng xi măng Pooclăng chế tạo và bảo dưỡng bình thường
cường độ tăng nhanh trong 28 ngày đầu.
Để biểu diễn sự tăng R theo t có thể dùng công thức thực nghiệm của B.G.
Xkramtaep theo quy luật logarit, dùng được khi t = 7 ÷ 300 ngày.

R  0,7R 28 lg t

(1.6)

Công thức của viện nghiên cứu bê tông Mỹ ACI:

R  R 28

t
a  b.t

(1.7)

a, b: hệ số phụ thuộc vào loại xi măng. Thông thường a= 4; b= 0,85, với xi măng đông
cứng nhanh a= 2,3; b= 0,92
Nếu dùng xi măng puzơlan thời gian tăng Rbđ là 90 ngày.
Trong môi trường thuận lợi (nhiệt độ dương, độ ẩm cao) sự tăng cường độ có thể
kéo dài trong nhiều năm còn trong điều kiện khô hanh hoặc nhiệt độ thấp sự tăng
cường độ trong thời gian sau này là không đáng kể.
Dùng hơi nước nóng để bảo dưỡng bê tông cũng như dùng phụ gia tăng cường độ
có thể làm cường độ tăng rất nhanh trong thời gian vài ngày đầu nhưng sẽ làm cho bê
tông giòn hơn và có cường độ cuối cùng (sau vài năm) thấp hơn so với bê tông được

bảo dưỡng trong điều kiện tự nhiên và không dùng phụ gia.
1.3.4.2. Bê tông bảo dưỡng nước biển
(Akshat Dimri, 2015) [9] 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).
Các yếu tố ảnh hưởng đến cường độ của bê tông trong môi trường nước biển là:
sự ăn mòn cốt thép gây ra bởi ion Cl  , phản ứng ăn mòn sulphate gây nứt phá huỷ nếu
cốt liệu có hoạt tính kiềm ở trong bê tông.
(Vicat, 1812) và (Prascal, 2006) [15] 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 :


14
S + CH + 2H – CSH2+ KH
S + CH + 2H – CSH2+ MH
Trong đó: K là KO và M là MgO
Sự ăn mòn của magnesium sulphate (MgS) là phản ứng khá phức tạp vì nó tạo ra
magiê hiđroxit hoà tan tan trong nước, làm cho phản ứng với thạch cao tạo thành; MgS
sẽ phản ứng với gel calcium sulphate (CSH) cùng với phản ứng của magiê sunphat
Trong khi canxi hydroxit kết hợp với silic hydrat (S^M) tạo ra bởi phản ứng với các
chất kết dính để tạo thành các sản phẩm không dính M4SH8.
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 các mẫu thử là R1, R2,…, Rn. Các giá trị đó có thể giống hoặc khác nhau. Giá trị
trung bình cường độ của các mẫu thử ký hiệu là Rm, gọi tắt là cường độ trung bình
được tính theo công thức sau:
n

Rm 

R
i 1

i

(1.8)

n

1.4.2. Độ lệch quân phương, hệ số biến động
Đặt i  Ri  Rm và gọi là độ lệch. Với số lượng mẫu n đủ lớn (n ≥ 15) tính độ
lệch quân phương σ theo công thức:



 R  R 
i

2

m

n 1

(1.9)

Hệ số biến động υ được tính theo công thức:




Rm

(1.10)

Dùng hệ số biến động υ để đánh giá mức độ đồng nhất của bê tông. Giá trị υ càng
bé thì bê tông có độ đồng nhất càng cao va ngược lại. Quy trình công nghệ, điều kiện
chế tạo bê tông có ảnh hưởng quyết định đến υ.
Với công nghệ ổn định, có kiểm tra chặt chẽ về thành phần của bê tông và chất
lượng thi công có thể lấy υ = 0,135. Với điều kiện thi công bình thường mà thiếu số
liệu thống kê thì có thể lấy υ = 0,15.