Luận văn thạc sĩ ảnh hưởng của tỉ lệ tro bay đến sự phát triển cường độ chịu kéo của bê tông

..

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

TẠ VÕ KA TƠ

ẢNH HƯỞNG CỦA TỈ LỆ TRO BAY ĐẾN SỰ
PHÁT TRIỂN CƯỜNG ĐỘ CHỊU KÉO
CỦA BÊ TÔNG

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT
XÂY DỰNG CƠNG TRÌNH DÂN DỤNG VÀ CƠNG NGHIỆP

Đà Nẵng - Năm 2018


ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

TẠ VÕ KA TƠ

ẢNH HƯỞNG CỦA TỈ LỆ TRO BAY ĐẾN SỰ
PHÁT TRIỂN CƯỜNG ĐỘ CHỊU KÉO
CỦA BÊ TÔNG

Chuyên ngành: Kỹ thuật Xây dựng Cơng trình DD&CN
Mã số: 60.58.02.08

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT
XÂY DỰNG CƠNG TRÌNH DÂN DỤNG VÀ CƠNG NGHIỆP

Người hướng dẫn khoa học: TS. NGUYỄN VĂN CHÍNH

Đà Nẵng - Năm 2018


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

T V Ka T


NH HƯỞNG CỦA TỈ Ệ TRO BA Đ N S PHÁT TRIỂN
CƯỜNG Đ CHỊU K O CỦA B T NG
H
M

T V K T

K
K

X

N

K ,T

- ĐHĐN

T mt t
H
,
,
,

,

,T

,
O2 V
L

X

P

F

Đ =
%
4 % T

%,

/

K

(N/B)

4

,

ĩ

q
,

N/B=

L

N
N/B = 4

,

9
% S

%TB

9

ặ

4 %TB

ù

N/B=

9
T

Từ kh a:

N/B
N/B= 4
%

,

,

,

/

,

Abstract
Nowadays, concrete is widely used as construction building materials in the world. The
mechanical and physical properties of concrete depend upon the mix proportions, type of cement, type
of aggregates, cement content, water content, etc. Sand, coarse aggregates come from the natures
which will not enough for construction industry in the future while cement production causes pollution

and other environment problems including CO2 emmission. Therefore, it is really necessary to conduct
the research to find out the alternative materials to replace partly orginal portland cement (OPC) in the
concrete mix.The project studied the effect of class F fly ash from Pha Lai power station on the
development of flexural strength of concrete. The mix composition was cement: sand: coarse
aggregate of 1:2:3 and kept constrantly during the project while orginal portland cement was replaced
by class F fly ash on the mass basic of total cementitious material (total of OPC and fly ash) at the
replacement portion of 0%, 10%, 20% and 40% when the water and cementitious material (CM) ratio
was constant at 0.42 and 0.5 for Group1 and Group 2 respectively. The flexural strength tests were
conducted on the sample dimensions of 100x100x500 mm and determined up to 90 days. The test
results show that fly ash increased the workability of fresh concrete proving that fly ash consumed less
water than OPC. In general fly ash reduced the flexural strength at age before 56 days when W/CM
=0.42 and at age before 28 days when W/CM=0.5, then the flexural continued to increase. The flexural
strengths of 20%FA replacement at 90 days were higher than that of the control samples. The flexural
strengths of 10%FA replacement were close or higher than that of the control samples depending on
the W/CM. The flexural strengths of 40%FA replacement were less than that of the control samples
and predicted to continue develop after 90 days. Within the range of investigation the authors
recommend that 20%FA replacement should be used.
Key words: concrete, fly ash, flexural strength, W/CM, workability.


MỤC ỤC
TRANG PHỤ BÌA
ỜI CAM ĐOAN ..........................................................................................................3
MỤC ỤC ......................................................................................................................5
DANH MỤC CÁC B NG............................................................................................. 7
DANH MỤC CÁC HÌNH ............................................................................................ 8
MỞ ĐẦU .........................................................................................................................1
Lý
.....................................................................................................1
M

..................................................................................................2
Đ
.............................................................................................. 2
4 P
.................................................................................................2
ĩ
.....................................................................................2
B
.......................................................................................................3
CHƯ NG 1. T NG QUAN VÀ PHẠM VI ỨNG DỤNG CỦA TRO BA
TRONG XÂ D NG ....................................................................................................4
T NG QU N V TRO BAY ..................................................................................4
K
...............................................................................4
P
................................................................................................ 4
ặ
..................................................................................6
T
............................................................. 6
........................................................7
....................................................................8
4
.....................................................................................9
T NH U V
V
NG
NG
TRO B Y TRONG L NH V
X Y

NG ..................................................................................................................10
T
..................................................................................11
M
............................................................... 12
V
ị
.........................................13
4 P
zz
.................................................13
1.2.5
ĩ
.........14
1.2.5 T
ù
.......................................................... 14
1.2.5.2. Tro bay trong bê tơng ..............................................................................15
1.2.5 G
....................................................................15
1.2.5 4 S
............................................................ 16
1.2.5 L
................................................................................16
1.2.6 T
ù
.....................................................................16
1.2.7 T
................................................................................16

1.2.8 T
ẻ ........................................................17
1.2.9 T
......................................................................20
1.2.10 T
ý
V Nam ......................24
CHƯ NG 2. KHÁI NIỆM VẬT IỆU S DỤNG VÀ THI T BỊ TH
NGHIỆM XÁC ĐỊNH CƯỜNG Đ CHỊU K O CỦA B T NG .......................28
NG Đ
H UK O
B T NG ........................................................... 28
T
,
.....................................................28
.......................................................................29
V T LI U S
NG TRONG TH NGHI M ...................................................29
2.2.1.
(
) ............................................................................................. 29
Đ
(
) ......................................................................................30
X
...........................................................................................................32
4 T
(
N

N
P L ) ............................ 33
N
................................................................................................................35
THI T B S
NG TRONG TH NGHI M .....................................................37
2.3.1. Ván khuôn .......................................................................................................37
M
............................................................................................. 38
Đ
....................................................................................................39
4 T
............................................................................................. 39
P ò
................................................................................39
CHƯ NG 3. TH NGHIỆM XÁC ĐỊNH NH HƯỞNG CỦA TRO BA
Đ N S PHÁT TRIỂN CƯỜNG Đ CHỊU K O CỦA B T NG .....................40
GI THI U HUNG ........................................................................................... 40
V TL US
NG ........................................................................................... 40
TH NH PH N
P PH
H N H P B T NG ........................... 40
4 X
Đ NH Đ S T
TH NH PH N
P PH I ............................ 41
Đ
M UV
NG H M U ......................................................................42

TH NGH M X
Đ NH
NG Đ
H U K O ..........................................44
Q
.........................................................................................44
T
.......................................................45
K T QU TH NGH M V TH O LU N ..............................................45
Đ
......................................................................45
S
...............46
K T UẬN CHUNG VÀ KI N NGHỊ .....................................................................49
TÀI IỆU THAM KH O........................................................................................... 51
QU T ĐỊNH GIAO ĐỀ TÀI UẬN VĂN (bản sao)


DANH MỤC CÁC B NG
Số hiệu
bảng

Tên bảng

1.1.

T

1.2.

T

e

T

B L

1.3.
2.1.

T

2.2.

H

2.3.

T

2.4.

M

2.5.

Y

e

Trang

STM

5
ù

6
ồ

7
29

-trongcát

30
30
e

31
31

2.6.
2.7.

32
S

X

2.10.

P B4

ù
K q
H

35
ò

,

,

ò

,

,

ặ
clorua

2.12.

ặ

33

34

P

H
2.11.

G

T VN

2.8.
2.9.

S

ù

36

37

37

3.1.

T

40

3.2.

K q

45

3.3.
3.4.

46
S

46


DANH MỤC CÁC HÌNH
Số hiệu
hình
1.1.
1.2.
1.3.

Tên hình
T

P

Trang

L

4

S

8

B

ặ

9

1.4:

ắ

1.5:

HF

HF

10
10

1.6:

P

P zz

1.7.

Đ

1.8.

T

15

2.1.

V

38

2.2.

M

38

2.3

M

39

2.4.

K

39

P

14

e

P

14

3.1.

41

3.2.

T

41

3.3.

Q

42

3.4.

B

43

3.5.

S

3.6.

Đ

ặ

44

3.7.

Đ

ặ

45

3.8.

S
(N/B=0.42)

3.9.

S

ồ

44

G
óm G2 (N/B=0.5)

47
47


1

MỞ ĐẦU
1. ý do chọn đề tài
T
(

F ),

e
L

,

ò
,
,

ý

,

ĩ
,

ặ

q

[
T

,
,
,

,

,
,

/

,

,

,

,

q

ồ
e

,

e

e

T
,

,

,

S O2 ù
,

,

q

ẻ T
,

e

,

ặ

V
(vì tro bay có giá rất thấp)
T

,

ý,

ặ

T

,

e

ù

q

H

ặ

[

,
T
,

,

,

,
,
,

CO2
,

ị

ị
q

,

[


2
N

,

ồ
ồ

X

+

,

N
,

,

q

,
ồ

q

T

,

ý

[4
V
ò
t
”
2. Mục tiêu của đề tài
-N

t

3. Đối tượng nghiên cứu
-Đ
ò
P
Lý ( Đ N ),

ĩ
(
G

,

Đ
N

B

Q
N

N ),
P L

-T
9
4. Ph m vi nghiên cứu
-T
BS EN 12390-1:2000’ Thí
nghiệm bê tơng- Phần 1: Hình dáng, kích thước và những yêu cầu khác về mẫu thí
nghiệm và ván khn’; BS EN 12390-2:2009’ Thí nghiệm bê tơng- Phần 2: Đúc và
dưỡng hộ mẫu’, BS EN 12390-5:2009- Thí nghiệm bê tông- Phần 3: Cư ng độ ch u
k o của mẫu thí nghiệm’.
%,
10%, 20% và 40%.
-P
-Đ
5.

ngh a thực tiễn của đề tài
X
,
q

q

/


3
6. Bố cục uận văn
Ngoà
T
K

,
q
,

T
K t uận và ki n nghị.

ồ


4

CHƯ NG 1
T NG QUAN VÀ PHẠM VI ỨNG DỤNG CỦA TRO BA
TRONG XÂ D NG
1.1. T NG QUAN VỀ TRO BA
1.1.1. Kh i nệm chung về tro bay
T
,
q
ắ

ồ
e

ò
ồ
STM -

m
T

M

zz

4%)
nanomet = 1x10-9 )

”

ò ,
– 600m2/kg.

ồ

1.1.2. Phân o i tro bay
T

V

,

(
ù

)

– 50 nanomet (1

i

q
N

ù

S O2, Al2O3, Fe2O3 (

,

Hình 1.1. Tro bay t i nhà máy Phả

ắ

ồ

M ,
”

ù

[5].

V


5
Ở

, ù

e

T e
Q

BJ

T

-230-9

H ,T

,
T

%

%)

ặ
,

(

ặ

O
ặ

O

O
T e

màu
[6].

T e

,

 L

F

 L

I

 L
T

[7].

H

O

H

O

H

O

%
%

%

%
e

,

STM

T e

F [8].
Bảng 1.1. Tiêu chuẩn tro bay theo ASTM C618
Các yêu cầu theo tiêu chuẩn ASTM C618

Đ n
vị

ớn nhất
/nhỏ nhất

Nhóm

Nhóm

F

C

Yêu cầu hóa học
SiO2 + Al2O3 + Fe2O3

%

70

50

SO3

%

5

5

%

3

3

%

5

5

%

1,5

1,5

%

34

34

%

75

75

%

75

75

%

105

105

%

0,8

0,8

H
H
u cầu hóa học khơng bắt buộc
C
Yêu cầu vật lý
Đ

(+

)

H

zz

(

H
ngày)

zz

(

L
Đ

ồ

)

Y

ồ

%

5

5

Y

ồ

%

5

5


6
P

e

STM

Tro bay là

F

hàm

(SiO2+Al2O3+Fe2O3)

Tro bay là

C

hàm

(SiO2+Al2O3+Fe2O3)

%
%

1.1.3. C c đ c trưng của tro bay
1.1.3.1. T n p n
c ong o
T
ồ

q
T

ò

%

,

%

H

ồ
Al2O3, Fe2O3, TiO2, M O,

O,
,

,Z ,

S O 2,

ò

ặ

T

,B ,P ,

ồ
[9].
Bảng 1.2. Thành phần hóa học của tro bay theo vùng miền
Khoảng (% khối ượng)

Thành
phần

Châu Âu

Mỹ

Trung Quốc

Ấn Độ

Australia

SiO2

28,5-59,7

37,8-58,5

35,6-57,2

50,2-59,7

48,8-66,0

Al2O3

12,5-35,6

19,1-28,6

18,8-55,0

14,0-32,4

17,0-27,8

Fe2O3

2,6-21,2

6,8-25,5

2,3-19,3

2,7-14,4

1,1-13,9

CaO

0,5-28,9

1,4-22,4

1,1-7,0

0,6-2,6

2,9-5,3

MgO

0,6-3,8

0,7-4,8

0,7-4,8

0,1-2,1

0,3-2,0

Na2O

0,1-1,9

0,3-1,8

0,6-1,3

0,5-1,2

0,2-1,3

K2O

0,4-4,0

0,9-2,6

0,8-0,9

0,8-4,7

1,1-2,9

P2O5

0,1-1,7

0,1-0,3

1,1-1,5

0,1-0,6

0,2-3,9

TiO2

0,5-2,6

1,1-1,6

0,2-0,7

1,0-2,7

1,3-3,7

MnO

0,03-0,2

-

-

0,5-1,4

-

SO3

0,1–12,7

0,1–2,1

1,0–2,9

-

0,1–0,6

MKN

0,8–32,8

0,2–11,0

-

0,5-5,0

-

Tùy thu
B L
ồ
e


7
Bảng 1.3. Thành phần hóa học tro bay ở Ba an từ các nguồn nguyên liệu
khác nhau [10]
o i tro
bay
T

Thành phần (%)
SiO2

Al2O3

Fe2O3

TiO2

MgO

CaO

e

ZS- 14

54,1

28,5

5,5

1,1

1,9

1,8

ZS- 17

41,3

24,1

7,1

1,0

2,0

2,7

ZS- 13

27,4

6,6

3,8

1,0

8,2

34,5

ZS-16

47,3

31,4

7,7

1,6

1,9

1,7

Than nâu

K q
,
e (ZS-14 và ZSnâu (ZS-

)

nâu (ZS-

)

T

q
)

q
ò

q

q
S O2 và Al2O3,

Q
/

Fe2O3, M O
ò
STM

/
O T

Đ

ồ

T

Q
T

T

,

Q

T e

Q

Đ

T

Q

[11].

1.1.3.2. Các ngu ên ố vi lượng ong o
Q
H
q
q

H

ặ

.
q
,
, ,H ,M ,N

P

q
T

,


8
T
ồ

ắ

ĩ

ặ

K
ắ

ù

q

ĩ

[9].
1.1.3.3. Cấu úc ìn
H

ái củ

ro bay

,
ặ
,

, ắ

ặ
,

,
e
tinh oxit silic và các oxit khác [12].

Thơng

/

M

,

Hình 1.2. Sự tương phản về kích thước giữa của các h t trong khoảng kích thước
thư ng nhiều hơn


9

Hình 1.3. Biểu diễn đặc trưng d ng cầu các h t tro bay hình cầu lớn và các h t nhỏ
ặ

, - ,

/

z
,

,4- ,

/
, -

(

,
,

/

)

1.1.3.4. Cấu úc ên trong
e
HF,
bên trong.
H

q
q

,

ý

ò
4

ắ ( /
%,
ắ,
B

B

e T

)


10

Hình 1.4: Cấu trúc h t tro bay sau khi tiếp xúc ngắn với dung d ch HF

Hình 1.5: Cấu trúc tro bay tiếp xúc với dung d ch HF trong th i gian dài
ặ
, 2O3.2SiO2
S

ù

,
ù

ồ

4 M
q

P

ý
ù

q

ò

1.2. T NH ƯU V ỆC VÀ ỨNG DỤNG CỦA TRO BA
XÂY D NG

TRONG

NH V C


11
1.2.1. T nh ưu việc của tro bay
B
ặ
ắ
q

,

.
M
,
 Tăng m c bê tông: B
T q
e

,
Đ

,

,

q

tro bay. T

,

[13].

 Chống r n nứt giảm co gảy cải thiện bề m t sản phẩm và c t nh chống
thấm cao: T
T
S
ẻ
P
q
ẻ

,
N

T
[13].

,

ò

 T nh chịu ực cao của bê tông tự k o với tro bay: X

,
,
T

,

Tro bay

Đ
ù
q
21. Tro bay
[13].

e
S O3

PH

e
Đ

,

 Chống được sự xâm nhập của ACID SU FURIC của bê tông hiện đ i: Khi
ặ SO2 ặ
H2SO4(
S
),
,

M
ặ
e
N
e
Đ
, ù T
,
e
H2SO4
[13].


12
 T o t nh bền Su fat cho bê tông của xi măng port and X

S

G

,

,
ặ ,

q

V

,

O

Đ

ặ

%

ặ

,
ặ

S
ù ,

e

,

M

,
,

N

,

ù

ặ

ồ

,

ặ

[13].

 T c dụng của Tro bay đ n vấn đề h nhiệt cho bê tơng: Khi thi cơng các
ặ
ị

N

ị

4

N
,
R

N

R

G

ị

;

;
Q

ù
– 60% [13].

bay
1.2.2. Một số ứng dụng nổi bật của tro bay
T
,
B

%-

tro

%
, -2

tro bay

;L
trình và l
"K

e
O"

;
%)

(

"

; ặ
,
;
K

,

,
bê tơng.
T

,

,
ẻ

%,
,

ị

;

%

"


13
S

ò

1.2.3. Vai trò của tro bay đối với sự ph t triển bền vững
N
,
, ị

Tro
ịq
q

e
lý.

T

e
ịq

V

.
ồ
,

T
ồ

q
Đ

,
N
ồ

+G
+G
+T

O2 ra mơ
ồ

+N

tơng

1.2.4. Phản ứng pozzo an của tro bay trong bê tông
X
ồ 4

T
S
e
C3S (3CaO.SiO2), Dicalcium Silicate C2S (2CaO.SiO2), Tricalcium Aluminate C3A
(3CaO.Al2O3)and Tetracalcium alumina-ferrite C4AF (4CaO.Al2O3.Fe2O3) N
bê tông (CSH- hydrated calc
,
H
-

4 V

e)

T
SH

e
SH

zz


14
e ( SH)

Calciuin Silicate
Xi m

ng + N

:
Vôi t do (CaOH): khơng

X

+N

S

+T

bê tơng

e

e ( SH)

Vơi t do (CaOH) + tro bay

Hình 1.6: Phản ứng Pozzolan của tro bay trong bê tông
1.2.5. Ứng dụng của tro bay trong một số nh vực xây dựng và công nghiệp
1.2.55.1. T o
T
T
e,

dùng l m vậ liệu điền lấp
ù
ồ

ù
,

,

T

ặ
ĩ

ồ

ắ

[14].

Hình 1.7. Đập Puylaurent ở Pháp


15

Hình 1.8. tơng asphalt s d ng tro bay
1.2.5.2. Tro bay trong bê tơng
T
T
,

%

H

,
,
P

,

Ge

Be E

M
e

e (Đ

M

)

cơng trình xây
P
e
ù

trung tâm châu Âu [14].
1.2.5.3
T
,

c

ng nung

o
G

,

ò
,

ỞĐ ,
,

[15].


16
1.2.5 4 Sản p ẩm g c ố p lá
G
L
e ,
,

ặ

o
G

ồ

ồ
,

L

ồ

[ 4
m vậ liệu cố n

1.2.5
N

,
ò

,

ồ

,
,

[ 4

1.2.6. Tro bay d ng trong nông nghiêp
M

[16,17 P
V

ồ

H

, H P

H

làm
,

O

T
ồ

(>

,
,

%) [18].
N

,

,

,

,
ng.

N
,

N

,

q
Mặ

ắ
ặ

ồ

,

[29,20].

1.2.7. Tro bay àm chất hấp phụ
T
,
,

ặ

T

ẻ

q
e
ù

ặ ze
NO , SO ,

,

,
òq

,
W

,
W [21


17
[22-23 ,
khí [24 ,

[25-26 ,

[27-28].
1.2.8. Tro bay trong cơng nghệ nhựa nhiệt dẻo
N
9%
Đ
T

ò

,

q

H

,T

Q

,T

T
Q

N
Q

,
,

Đ

e
4,

%
e (PE)

ù

T
PE T

X

,

,T

,T
Đ

e

,

T

(

%)
q

Âu [29].
ẻ
z

ắ

ù
e
T

e

q

z Z Y
e
(PV )
Vật liệu
z PV
[30 Y L
ee
(PET)

q

PET,
,

PET

% [31 S
K

z

/

,

,M S
(<

μ )
-OH

ặ

K
q

%,
,
[32 X F M
z

glyxe
K q

,
, MP ,
ồ
,4
z PV /
compozit PVC kh
ẻ /
e
ắ
z
z PV /
,F Y
%,
ò
T
ẻ
PE

ẻ

e-

ẻ
4,
z [3

4 MP
,
,
PV

PP

ẻ
[34 S

[35].

V

ò