Tài liệu Nghiên cứu cường độ của bê tông sử dụng cát đụn ven biển đà nẵng thay thế một phần cát sông trong thành phần cấp phối

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA NGUYỄN ÁNH DƢƠNG NGHIÊN CỨU CƢỜNG ĐỘ CỦA BÊ TÔNG SỬ DỤNG CÁT ĐỤN VEN BIỂN ĐÀ NẴNG THAY THẾ MỘT PHẦN CÁT SÔNG TRONG THÀNH PHẦN CẤP PHỐI LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH DÂN DỤNG VÀ CÔNG NGHIỆP Đà Nẵng, năm 2019 ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA NGUYỄN ÁNH DƢƠNG NGHIÊN CỨU CƢỜNG ĐỘ CỦA BÊ TÔNG SỬ DỤNG CÁT ĐỤN VEN BIỂN ĐÀ NẴNG THAY THẾ MỘT PHẦN CÁT SÔNG TRONG THÀNH PHẦN CẤP PHỐI Chuyên ngành: Kỹ thuật xây dựng công trình dân dụng và công nghiệp Mã số: 8580201 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: TS. LÊ KHÁNH TOÀN Đà Nẵng, năm 2019 NGHIÊN CỨU CƢỜNG ĐỘ CỦA BÊ TÔNG SỬ DỤNG CÁT ĐỤN VEN BIỂN ĐÀ NẴNG THAY THẾ MỘT PHẦN CÁT SÔNG TRONG THÀNH PHẦN CẤP PHỐI Học viên: Nguyễn Ánh Dƣơng Chuyên ngành: Xây dựng dân dụng và công nghiệp Mã số: 6058.02.08 Khóa K34 Trƣờng Đại học Bách Khoa – ĐHĐN Tóm tắt - Bê tông là loại vật liệu phổ biến thƣờng đƣợc sử dụng cho kết cấu xây dựng. Bê tông truyền thống với thành phần gồm: cốt liệu lớn (đá dăm, sỏi), cốt liệu nhỏ (cát sông, suối), xi măng, nƣớc và có thể có phụ gia. Cƣờng độ chịu nén, chịu uốn là chỉ tiêu đặc trƣng đánh giá chất lƣợng của bê tông. Hiện nay, bê tông truyền thống đƣợc sử dụng phổ biến c ho các công trình xây dựng. Tuy nhu cầu sử dụng bê tông truyền thống cho các công trình xây dựng là rất lớn, nhƣng đang có những trở ngại cho việc đáp ứng nhu cầu số lƣợng đƣợc cung cấp, nhất là không đáp ứng đủ nhu cầu cát sông dùng cho chế tạo bê tông. Trong khi đó, nguồn cát đụn ven biển Đà Nẵng khá phong phú. Trong nội dung luận văn này chủ yếu đi xác định cƣờng độ chịu nén, chịu uốn theo thời gian trong các điều kiện bảo dƣỡng chuẩn tại phòng thí nghiệm của bê tông khi sử dụng cát đụn khu vực Đà Nẵng để thay thế một phần cát sông với những hàm lƣợng thay thế nhất định để chế tạo bê tông có cấp bền B20 với mốc thời gian khảo sát: 3, 7, 14, 28, 60 ngày kể từ ngày đúc mẫu bê tông. Nghiên cứu 03 cấp phối bê tông có thay thế khối lƣợng thể tích cát sông bằng cát đụn ven biển Đà Nẵng với các tỷ lệ thay thế 10%, 20% và 30%. Đánh giá tính khả thi của việc sử dụng cát đụn khu vực Đà Nẵng để thay thế cát sông với những hàm lƣợng nhất định trong việc chế tạo hỗn hợp bê tông. STRENGTH RESEARCH OF CONCRETE TO USE THE DA NANG SEA COCONUT SAND REPLACEMENT OF A PART OF RIVER SAND IN THE DISTRIBUTION Abstract - Concrete is a common material commonly used for construction structures. Traditional concrete with components including: large aggregates (macadam, gravel), small aggregates (river sand, stream), cement, water and may have additives. The compressive and bending strength is a characteristic indicator of the quality of concrete. Currently, traditional concrete is commonly used for construction works. Although the demand for traditional concrete for construction works is very large, there are obstacles to meeting the demand of the quantity supplied, especially not meeting the demand for river sand used for processing. create concrete. Meanwhile, the source of sand dunes along Da Nang coast is quite rich. The content of this thesis mainly determines the compressive strength and bending time according to standard conditions in the laboratory of concrete when using sand dunes in Da Nang to replace a part of sand. river with certain replacement contents to produce durable grade concrete B20 with survey time: 3, 7, 14, 28, 60 days from the concrete casting date. Study 03 concrete aggregates to replace the volume of sandy river sand dunes along Da Nang coast with the replacement rates of 10%, 20% and 30%. Evaluate the feasibility of using sand dunes in Da Nang to replace river sand with certain concentrations in the manufacture of concrete mixtures. MỤC LỤC MỞ ĐẦU ........................................................................................................................1 1. Lý do chọn đề tài ..........................................................................................1 2. Mục tiêu nghiên cứu .....................................................................................2 3. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu ...............................................................2 4. Nội dung nghiên cứu ....................................................................................2 5. Phƣơng pháp nghiên cứu .............................................................................2 6. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn .....................................................................3 7. Cấu trúc của luận văn ..................................................................................3 CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ BÊ TÔNG VÀ CÁC VẬT LIỆU CẤU THÀNH 4 1.1. Tổng quan về bê tông và các vật liệu cấu thành .....................................4 1.1.1. Tổng quan về bê tông ..............................................................................4 1.1.1.1. Phân loại bê tông................................................................................4 1.1.1.2. Cấu tạo và cấu trúc ............................................................................5 1.1.2. Tính chất cơ học của bê tông...................................................................5 1.1.2.1. Cường độ chịu nén .............................................................................5 1.1.2.2. Cường độ chịu kéo khi uốn .................................................................6 1.1.3. Co ngót của bê tông .................................................................................6 1.1.4. Các vật liệu cấu thành .............................................................................8 1.1.4.1. Xi măng ...............................................................................................8 1.1.4.2. Cốt liệu nhỏ (Cát) ...............................................................................8 1.1.4.3. Cốt liệu lớn (đá dăm, sỏi) ...................................................................9 1.1.4.4. Nước .................................................................................................10 1.2. Nguyên lý hình thành bê tông thông qua phản ứng thủy hóa của xi măng ................................................................................................................11 1.2.1. Giai đoạn hòa tan...................................................................................12 1.2.2. Giai đoạn hóa keo ..................................................................................12 1.2.3. Giai đoạn kết tinh ..................................................................................13 1.3. Tổng quan một số nghiên cứu ứng dụng và khai thác sử dụng cát mịn để chế tạo bê tông xi măng .............................................................................13 1.3.1. Một số nghiên cứu sử dụng cát mịn trong sản xuất bê tông ..................13 1.3.1.1. Các nghiên cứu ứng dụng ở nước ngoài ..........................................13 1.3.1.2. Các nghiên cứu ứng dụng ở trong nước ...........................................13 1.3.2. Tổng quan về khai thác sử dụng cát mịn có nguồn gốc từ cát biển để chế tạo bê tông xi măng......................................................................17 1.3.2.1. ột số nghiên cứu ngoài nước .........................................................17 1.3.2.2. ột số nghiên cứu ở iệt N m .........................................................18 1.3.3. Ảnh hƣởng của cát hạt mịn có nguồn gốc từ cát biển trong quá trình chế tạo, sử dụng bê tông xi măng .............................................................18 1.4. Nhận xét chƣơng 1 ...................................................................................19 CHƢƠNG 2: PHÂN TÍCH CHỈ TIÊU CƠ LÝ, HÓA HỌC CỦA CÁT ĐỤN VEN BIỂN VÀ PHƢƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH CƢỜNG ĐỘ CỦA BÊ TÔNG .......20 2.1. Đặc điểm cát đụn ven biển ......................................................................20 2.1.1. Tổng quan về cát đụn ven biển miền Trung Việt Nam .........................20 2.1.2. Tổng quan về cát đụn ven biển khu vực Đà Nẵng ................................20 2.2. Phƣơng pháp và các chỉ tiêu cần đánh giá khi sử dụng cát đụn .........21 2.3. Phƣơng pháp xác định cƣờng độ của bê tông .......................................21 2.3.1. Tiêu chuẩn và thiết bị thí nghiệm ..........................................................21 2.3.1.1. Các tiêu chuẩn sử dụng trong thí nghiệm ........................................21 2.3.1.2. Thiết bị sử dụng trong thí nghiệm ....................................................22 2.3.2. Thí nghiệm xác định cƣờng độ chịu nén, chịu kéo khi uốn của bê tông ............................................................................................................24 2.3.2.1. Lấy mẫu và chuẩn bị thí nghiệm.......................................................24 2.3.2.2. Tiến hành thí nghiệm ........................................................................24 2.3.2.3. Tính kết quả ......................................................................................25 2.4. Những yếu tố ảnh hƣởng đến cƣờng độ chịu nén, chịu uốn của bê tông ..........................................................................................................................26 2.4.1. Ảnh hƣởng của hàm lƣợng muối chứa trong cát ...................................26 2.4.2. Ảnh hƣởng của hàm lƣợng cát mịn trong hỗn hợp bê tông ...................26 2.4.3. Mác xi măng và tỷ lệ X/N .....................................................................26 2.4.4. Hàm lƣợng và tính chất của cốt liệu ......................................................28 2.4.6. Phụ gia tăng dẻo ....................................................................................29 2.4.7. Phụ gia đông kết nhanh .........................................................................29 2.4.8. Cƣờng độ bê tông tăng theo thời gian ...................................................29 2.4.9. Điều kiện môi trƣờng bảo dƣỡng ..........................................................29 2.4.10. Điều kiện thí nghiệm ...........................................................................30 2.5. Nhận xét chƣơng 2 ...................................................................................30 CHƢƠNG 3: THỰC NGHIỆM XÁC ĐỊNH CƢỜNG ĐỘ CỦA BÊ TÔNG SỬ DỤNG CÁT ĐỤN VEN BIỂN ĐÀ NẴNG THAY THẾ MỘT PHẦN CÁT SÔNG TRONG THÀNH PHẦN CẤP PHỐI ....................................................31 3.1. Xác định các chỉ tiêu cơ lý của các thành phần cấp phối.....................31 3.1.1. Xi măng .................................................................................................31 3.1.2. Cốt liệu nhỏ (cát) ...................................................................................32 3.1.2.1. Cát sông ............................................................................................32 3.1.2.2. Cát đụn ven biển Đà Nẵng ...............................................................33 3.1.2.3. Phối trộn hỗn hợp cát sông và cát đụn ven biển Đà Nẵng ...............35 3.1.2.4. Lự chọn các tỷ lệ phối trộn hỗn hợp cát để sử dụng chế tạo các cấp phối bê tông thí nghiệm .................................................................................40 3.1.3. Cốt liệu lớn (đá dăm 1x2 cm) ................................................................40 3.1.4. Nƣớc ......................................................................................................41 3.2. Tính toán thành phần cấp phối cho các hỗn hợp bê tông cấp bền B20 ..........................................................................................................................41 3.3. Quy trình đúc mẫu ..................................................................................43 3.3.1. Tính toán liều lƣợng vật liệu cho mẻ trộn .............................................43 3.3.2. Trộn hỗn hợp bê tông và xác định độ sụt ..............................................44 3.3.3. Chọn khuôn đúc và tiến hành đúc mẫu .................................................44 3.3.4. Quy trình bảo dƣỡng mẫu......................................................................45 3.4. Quy trình nén mẫu và kết quả thí nghiệm ............................................45 3.4.1. Quy trình nén, kéo khi uốn mẫu ............................................................45 3.4.2. Kết quả thí nghiệm ................................................................................46 3.4.2.1. Cường độ chịu nén ở tu i t 3, 7, 14, 28, 60 ngày..........................46 3.4.2.2. Cường độ chịu kéo khi uốn ở tu i t 3, 7, 14, 28, 60 ngày .............48 3.4.3. Nhận xét kết quả thí nghiệm..................................................................49 3.5. Nhận xét chƣơng 3 ...................................................................................50 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ....................................................................................52 1. Kết luận .......................................................................................................52 2. Kiến nghị .....................................................................................................52 TÀI LIỆU THAM KHẢO ..........................................................................................53 DANH MỤC CÁC HÌNH Số hiệu Tên hình Trang 1.1. Sự phá hoại mẫu thử 6 1.2. Biểu đồ Độ co ngót của đá xi măng, vữa, bê tông 7 Biểu đồ Phạm vi thành phần hạt cho phép của cát dùng chế tạo bê 1.3. 8 tông Cát ven biển tại phƣờng Hòa Hiệp Nam, Quận Liên Chiểu, thành phố 2.1 20 Đà Nẵng Cát ven biển tại phƣờng Hòa Hải, Quận Ngũ Hành Sơn, thành phố Đà 2.2 21 Nẵng 2.3. Máy trộn bê tông 300 lít 22 2.4. Bảo dƣỡng bê tông trong phòng thí nghiệm 23 2.5. Một số thiết bị thí nghiệm 23 2.6. Biểu đồ sự phụ thuộc của cƣờng độ bê tông vào lƣợng nƣớc nhào trộn 27 3.1. Cát sông Túy Loan, thành phố Đà Nẵng 32 3.2. Biểu đồ thành phần hạt của cát sông Túy Loan, thành phố Đà Nẵng 33 3.3. Mẫu cát đụn ven biển Đà Nẵng tại phòng thí nghiệm 33 3.4. Biểu đồ thành phần hạt của cát đụn ven biển Đà Nẵng tại vị trí 3 35 Biểu đồ thành phần hạt của hỗn hợp cát 01 (90% cát sông + 10% cát 3.5. 37 đụn ven biển) Biểu đồ thành phần hạt của hỗn hợp cát 02 (80% cát sông + 20% cát 3.6. 38 đụn ven biển) Biểu đồ thành phần hạt của hỗn hợp cát 03 (70% cát sông + 30% cát 3.7. 39 đụn ven biển) 3.8. Biểu đồ thành phần hạt của đá dăm 1x2 cm – mỏ đá Phƣớc Tƣờng 41 3.9. Khuôn đúc mẫu và mẫu đúc 45 Biểu đồ Sự phát triển cƣờng độ chịu nén của các mẫu thí nghiệm ứng 3.10. 47 với các ngày tuổi (3, 7, 14, 28, 60) Biểu đồ Sự phát triển cƣờng độ chịu kéo khi uốn của các mẫu thí 3.11 49 nghiệm ứng với các ngày tuổi (3, 7, 14, 28, 60) DANH MỤC CÁC BẢNG Số hiệu 1.1. 1.2. 1.3. 1.4. 1.5. 1.6. 1.7. 1.8. 3.1. 3.2. 3.3. 3.4. 3.5. 3.6. 3.7. 3.8. 3.9. 3.10. 3.11. 3.12. 3.13. 3.14. 3.15. 3.16. 3.17. 3.18. 3.19. 3.20. 3.21. Tên bảng Trang Hàm lƣợng tối đa cho phép của muối hòa tan, ion sunfat, ion clorua 10 và cặn không tan trong nƣớc trộn vữa (mg/l) Hàm lƣợng tối đa cho phép của muối hòa tan, ion sunfat, ion clorua và cặn không tan trong nƣớc dùng để rửa cốt liệu và bảo dƣỡng bê 11 tông (mg/l) Yêu cầu về thời gian đông kết của xi măng và cƣờng độ chịu nén 11 của vữa Thành phần hạt của cát đồi Vạn Ninh - Khánh Hòa 15 Thành phần hạt của hổn hợp cát với 85% cát sông + 15% cát đồi 15 Thành phần hạt của hổn hợp cát với 80% cát sông + 20% cát đồi 16 Thành phần hạt của hổn hợp cát với 75% cát sông + 25% cát đồi 16 Sự phát triển cƣờng độ chịu nén của Bê tông ứng với các ngày tuổi 17 So sánh chỉ tiêu chất lƣợng của xi măng Sông Gianh PCB40 với 31 TCVN Các chỉ tiêu cơ l của Cát sông Túy Loan, thành phố Đà Nẵng 32 Thành phần hạt của cát sông Túy Loan, thành phố Đà Nẵng 33 Hàm lƣợng muối trong các mẫu cát đụn ven biển Đà Nẵng theo kết quả kiểm nghiệm của phòng Thí nghiệm trƣờng Đại Học Bách Khoa 34 Đà Nẵng Các chỉ tiêu cơ l của cát đụn ven biển Đà Nẵng tại vị trí 3 34 Thành phần hạt của cát đụn ven biển Đà Nẵng - vị trí 3 35 Các chỉ tiêu cơ l của hỗn hợp cát 01 (90% cát sông + 10% cát đụn 36 ven biển) Thành phần hạt của hỗn hợp cát 01 (90% cát sông + 10% cát đụn ven 36 biển) Các chỉ tiêu cơ l của hỗn hợp cát 02 (80% cát sông + 20% cát đụn 37 ven biển) Thành phần hạt của hỗn hợp cát 02 (80% cát sông + 20% cát đụn ven 38 biển) Các chỉ tiêu cơ l của hỗn hợp cát 03 (70% cát sông + 30% cát đụn 38 ven biển) Thành phần hạt của hỗn hợp cát 03 (70% cát sông + 30% cát đụn ven 39 biển) Các tính chất cơ l của đá dăm 1x2 cm – mỏ đá Phƣớc Tƣờng 40 Thành phần hạt của đá dăm 1x2cm – mỏ đá Phƣớc Tƣờng 40 Thành phần cấp phối các hỗn hợp bê tông 43 Thành phần cấp phối cho một mẻ trộn bê tông 43 Độ sụt của các cấp phối bê tông thí nghiệm 44 Cƣờng độ chịu nén trung bình của các mẫu thử 46 Tỉ lệ (%) cƣờng độ chịu nén của các mẫu có sử dụng cát đụn ven biển 47 so với mẫu đối chứng chỉ dùng cát sông Cƣờng độ chịu kéo khi uốn trung bình của các mẫu thử 48 Tỉ lệ (%) cƣờng độ chịu kéo khi uốn của các mẫu có sử dụng cát đụn 48 ven biển so với mẫu đối chứng chỉ dùng cát sông 1 MỞ ĐẦU 1. Lý do chọn đề tài Đà Nẵng là một thành phố thuộc trung ƣơng, nằm trong vùng Nam Trung Bộ Việt Nam là trung tâm kinh tế, tài chính, chính trị, văn hoá, du lịch, xã hội, giáo dục, đào tạo, khoa học và công nghệ, y tế chuyên sâu của khu vực miền Trung - Tây Nguyên và cả nƣớc. Đà Nẵng là thành phố quan trọng nhất miền Trung, đồng thời cũng là một trong 5 thành phố trực thuộc Trung ƣơng ở Việt Nam, đô thị loại 1 trung tâm cấp quốc gia. Đà Nẵng nằm ở vị trí trung độ của Việt Nam, có vị trí trọng yếu cả về kinh tế - xã hội và quốc phòng - an ninh; là đầu mối giao thông quan trọng về đƣờng bộ, đƣờng sắt, đƣờng biển và đƣờng hàng không. Trong những năm gần đây, Đà Nẵng đã tích cực đầu tƣ xây dựng cơ sở hạ tầng, cải thiện môi trƣờng, nâng cao an sinh xã hội và đƣợc coi là "thành phố đáng sống" của Việt Nam. Năm 2018, Đà Nẵng đƣợc chọn đại diện cho Việt Nam lọt vào top 10 địa điểm tốt nhất để sống ở nƣớc ngoài do Tạp chí du lịch danh tiếng Live and Invest Overseas bình chọn. Với vai trò, vị trí, tiềm năng, lợi thế của mình thành phố Đà Nẵng sẽ là ƣu tiên hàng đầu để nhà nƣớc đầu tƣ phát triển mạnh mẽ và bền vững. Đi đôi với yêu cầu phát triển là nhu cầu đầu tƣ xây dựng các công trình sẽ càng tăng cao. Bê tông là loại vật liệu phổ biến thƣờng đƣợc sử dụng cho kết cấu xây dựng. Bê tông truyền thống với thành phần gồm: cốt liệu lớn (đá dăm, sỏi), cốt liệu nhỏ (cát sông, suối), xi măng, nƣớc và có thể có phụ gia. Cƣờng độ chịu nén, chịu uốn là chỉ tiêu đặc trƣng đánh giá chất lƣợng của bê tông. Hiện nay, bê tông truyền thống đƣợc sử dụng phổ biến cho các công trình xây dựng. Tuy nhu cầu sử dụng bê tông truyền thống cho các công trình xây dựng là rất lớn, nhƣng đang có những trở ngại cho việc đáp ứng nhu cầu số lƣợng đƣợc cung cấp, nhất là không đáp ứng đủ nhu cầu cát sông dùng cho chế tạo bê tông. Trong khi đó, nguồn cát đụn ven biển Đà Nẵng khá phong phú. Cát bờ biển nằm ở mép nƣớc, chịu tác động của nƣớc biển nên có độ mặn cao. Để bảo tồn cảnh quan môi trƣờng và do yếu tố kỹ thuật nên cát biển không đƣợc sử dụng làm vật liệu sản xuất bê tông. Cát đụn đƣợc hình thành tự nhiên và nằm sâu phía bên trong đất liền cách mép nƣớc trên 300 m, không chịu tác động trực tiếp của nƣớc biển. Khảo sát sơ bộ cho thấy, cát đụn ven biển Đà Nẵng có tỷ lệ lớn hạt nhỏ, mô đun độ lớn thấp và nằm trong nhóm cát mịn. Độ mịn cao, hàm lƣợng ion clorua (Cl-) và ion sun phát (SO4-2) trong cát đụn có thể ảnh hƣởng đến chất lƣợng của bê tông. Các nghiên cứu liên quan đến việc sử dụng các nguồn cát địa phƣơng bao gồm cả cát nhiễm mặn, cát mịn đã đƣợc tiến hành tại Việt Nam từ nhiều năm qua. Các nghiên cứu tiến hành với cát biển tại 13 khu vực thuộc 10 tỉnh dọc bờ biển nƣớc ta cho thấy sử dụng cát biển trong chế tạo bê tông là rất nhiều triển vọng và hiệu quả với bê tông. So với bê tông sử dụng cát sông, cƣờng độ của bê tông sử dụng cát biển thấp hơn từ 4-10%, riêng các vùng Cửa Lò, Kỳ Lôi (Hà Tĩnh), bãi biển Lăng Cô, cƣờng độ của bê tông sử 2 dụng cát sông và cát biển là xấp xỉ nhau. Với cát đụn Đà Nẵng, cần có những nghiên cứu liên quan đến hàm lƣợng ion clorua (Cl-) và ion sun phát (SO4-2), các điểm đặc thù của cát mịn. Theo Tiêu chuẩn TCVN 7570:2006 [1] đã khuyến cáo rằng: cát mịn có thành phần hạt phù hợp tiêu chuẩn, có mô đun độ lớn từ 1,0 đến 2,0 có thể sử dụng cho bê tông cấp cƣờng độ từ B15 đến B25. Do đó, việc nghiên cứu sử dụng cát đụn ven biển Đà Nẵng thay thế một phần cát sông để sản xuất bê tông là đề tài có nghĩa khoa học và thực tiễn. 2. Mục tiêu nghiên cứu Nghiên cứu cƣờng độ của bê tông khi sử dụng cát đụn ven biển Đà Nẵng để thay thế một phần cát sông trong thành phần cấp phối Bê tông theo những tỉ lệ nhất định. Thông qua các nghiên cứu thực nghiệm nhằm xác định cƣờng độ chịu nén, chịu uốn theo thời gian trong các điều kiện bảo dƣỡng chuẩn tại phòng thí nghiệm. 3. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu: hỗn hợp bê tông khi sử dụng cát đụn khu vực Đà Nẵng để thay thế một phần cát sông trong chế tạo. Phạm vi nghiên cứu: xác định cƣờng độ chịu nén, chịu uốn theo thời gian trong các điều kiện bảo dƣỡng chuẩn tại phòng thí nghiệm của bê tông khi sử dụng cát đụn khu vực Đà Nẵng để thay thế một phần cát sông với những hàm lƣợng thay thế nhất định để chế tạo bê tông có cấp bền B20, với mốc thời gian khảo sát: 3, 7, 14, 28, 60 ngày kể từ ngày đúc mẫu bê tông. Nghiên cứu 03 cấp phối bê tông có thay thế cát sông bằng cát đụn ven biển Đà Nẵng với các tỷ lệ thay thế 10%, 20% và 30% 4. Nội dung nghiên cứu Tổng quan về bê tông và nghiên cứu sử dụng cát biển trong chế tạo bê tông. Tổng quan về nguồn cát đụn khu vực Đà Nẵng. Nghiên cứu tận dụng nguồn cát đụn khu vực Đà Nẵng để thay thế một phần cát sông với những hàm lƣợng nhất định trong việc chế tạo hỗn hợp bê tông. Thí nghiệm tính chất cơ l , hóa học của cát đụn khu vực Đà Nẵng. Đánh giá tính khả thi của việc sử dụng cát đụn khu vực Đà Nẵng để thay thế cát sông với những hàm lƣợng nhất định trong việc chế tạo hỗn hợp bê tông. 5. Phƣơng pháp nghiên cứu Nghiên cứu lí thuyết bê tông, cấp phối bê tông, thí nghiệm xác định các đặc trƣng cơ lí của các thành phần cấp phối và của bê tông. Nghiên cứu thực nghiệm: thí nghiệm xác định cƣờng độ chịu nén, chịu uốn của bê tông có cấp bền B20, theo các cấp phối khác nhau. Tổng hợp, phân tích rút ra kết luận. 3 6. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn Từ kết quả nghiên cứu có thể áp dụng vào việc chế tạo những cấu kiện, sản phẩm bê tông mà trong đó có sử dụng cát đụn ven biển Đà Nẵng để thay thế một phần cát sông, góp phần giảm giá thành, đẩy nhanh tiến độ thi công xây dựng công trình. Đồng thời, việc thay thế thành công một phần cát sông bằng cát đụn trong chế tạo bê tông sẽ góp phần vào việc sử dụng cát sông có hiệu quả, tiết kiệm, giảm thiểu tác động xấu đến môi trƣờng do việc khai thác quá mức nguồn cát sông đang ngày càng cạn kiệt. 7. Cấu trúc của luận văn Ngoài phần mở đầu, kết luận và tài liệu tham khảo trong luận văn gồm có các chƣơng nhƣ sau: Chƣơng 1: TỔNG QUAN VỀ BÊ TÔNG VÀ CÁC VẬT LIỆU CẤU THÀNH Chƣơng 2: PHÂN TÍCH ĐẶC TÍNH CƠ LÝ, HÓA HỌC CỦA CÁT ĐỤN VEN BIỂN VÀ PHƢƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH CƢỜNG ĐỘ CỦA BÊ TÔNG Chƣơng 3: THỰC NGHIỆM XÁC ĐỊNH CƢỜNG ĐỘ CỦA BÊ TÔNG SỬ DỤNG CÁT ĐỤN VEN BIỂN ĐÀ NẴNG THAY THẾ MỘT PHẦN CÁT SÔNG TRONG THÀNH PHẦN CẤP PHỐI 4 CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ BÊ TÔNG VÀ CÁC VẬT LIỆU CẤU THÀNH 1.1. Tổng quan về bê tông và các vật liệu cấu thành 1.1.1. Tổng quan về bê tông Bê tông là một hỗn hợp đƣợc tạo thành từ cát, đá, xi măng, nƣớc… Trong đó cát và đá chiếm 80% - 85%, xi măng chiếm 8% - 15%, còn lại là khối lƣợng của nƣớc, ngoài ra còn có chất phụ gia thêm vào để đáp ứng yêu cầu cần thiết. Có nhiều loại bê tông tùy thuộc vào thành phần của hỗn hợp trên. Mỗi thành phần cát, đá, xi măng … khác nhau sẽ tạo thành nhiều Mác bê tông khác nhau. 1.1.1.1. Phân loại bê tông ) Phân loại 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. Do khối lƣợng thể tích của bê tông biến đổi trong phạm vi rộng nên độ rỗng của chúng cũng thay đổi đáng kể, nhƣ bê tông tổ ong dùng để cách nhiệt có r = 70 - 85%, bê tông thủy công r = 8 - 10%. b) Phân loại theo công dụng: Bê tông thƣờng dùng trong các kết cấu bê tông cốt thép (móng, cột, dầm, sàn). Bê tông thủy công, dùng để xây đập, âu thuyền, phủ lớp mái kênh, các công trình dẫn nƣớc... Bê tông dùng cho mặt đƣờng, sân bay, lát vỉa hè. Bê tông dùng cho kết cấu bao che (thƣờng là bê tông nhẹ). Bê tông có công dụng đặc biệt nhƣ bê tông chịu nhiệt, chịu axit, bê tông chống phóng xạ. Trong phạm vi chƣơng trình ta chỉ chủ yếu nghiên cứu về bê tông nặng dùng chất kết dính xi măng. c) Phân loại 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). d) Phân loại theo khối lượng thể tích: Bê tông đặc biệt nặng (ρv > 2500 kg/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 thƣờng dùng cho kết cấu chịu lực. 5 Bê tông tƣơng 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, nƣớc, cấu tử silic nghiền mịn và chất tạo rỗng, và bê tông hốc lớn (không có cốt liệu nhỏ). Bê tông đặc biệt nhẹ cũng là loại bê tông tổ ong và bê tông cốt liệu rỗng nhƣng có ρv< 500 kg/m3. 1.1.1.2. Cấu tạo và cấu trúc Hỗn hợp bê tông là hỗn hợp chứa các thành phần chủ yếu là xi măng, nƣớc, cát, cốt liệu lớn (đá, sỏi). Ngày nay khi đa số bê tông tƣơi đều có sử dụng các chất phụ gia thì phụ gia trở thành thành phần quan trọng trong hỗn hợp bê tông, có tác động đến cấu trúc của hỗn hợp bê tông. Khi nhào trộn các thành phàn khoáng vật của xi măng sẽ xảy ra phản ứng thủy hóa, các chất cấu thành trên xi măng và trở thành hỗn hợp chất kết dính gốc trong hỗn hợp bê tông và Ca(OH)2 và trở thành hỗn hợp chất kết dính gốc trong hỗn hợp bê tông. Dung dịch liên kết các cốt liệu nhỏ (cát) tạo nên dung dịch hồ kết dính vữa xi măng (đây là chất kết dính thứ cấp). Cuối cùng dung dịch hồ kết dính vữa xi măng chui vào kẽ hở của các hạt cốt liệu này và chúng tạo ra cấu trúc hỗn hợp bê tông hoàn chỉnh. Tóm lại có thể phân cấu trúc hỗn hợp bê tông thành các cấu trúc con. - Cấu trúc xƣơng của cốt liệu lớn. - Cấu trúc vi mô của hồ kết dính vữa xi măng (nhƣ là môi trƣờng liên kết các hạt cốt liệu lớn trong cấu trúc bộ xƣơng khung). - Cấu trúc tiếp giáp giữa hồ xi măng và bề mặt cốt liệu lớn (vùng tiếp giáp cốt liệu): Với các khung xƣơng cốt liệu lớn đƣợc biểu hiện qua lực dính vữa xi măng lên bề mặt các hạt cốt liệu lớn (lực dính này chỉ hình thành khi kết thúc quá trình ninh kết hỗn hợp bê tông có cấu trúc ổn định và mất hoàn toàn tính dẻo). Vùng tiếp giáp này tồn tại các lỗ rỗng do nƣớc tách ra để lại và là vùng yếu nhất trong cấu trúc bê tông. Tại đây có thể xuất hiện các vết nứt và các vùng ứng suất cục bộ đầu tiên trong bê tông khi chịu lực và chịu tác động của các yếu tố môi trƣờng gây ăn mòn với bê tông. 1.1.2. Tính chất cơ học của bê tông Cƣờng độ của bê tông là chỉ tiêu quan trọng thể hiện khả năng chịu lực của vật liệu. Cƣờng độ của bê tông phụ thuộc vào thành phần và cấu trúc của nó. Với bê tông, cần xác định cƣờng độ chịu nén và cƣờng độ chịu kéo. 1.1.2.1. Cường độ chịu nén Cƣờng độ chịu nén của bê tông là khả năng chịu ứng suất nén của mẫu bê tông. Mẫu 6 có thể chế tạo bằng các cách khác nhau: lấy hỗn hợp bê tông đã đƣợc nhào trộn để đúc mẫu hoặc dùng thiết bị chuyên dùng khoan lấy mẫu từ kết cấu có sẵn. Mẫu để đo cƣờng độ có kích thƣớc 150×150×150 mm, đƣợc thực hiện theo điều kiện chuẩn trong thời gian 28 ngày. Bê tông thông thƣờng có R = (5÷30) MPa. Bê tông có R > 40 MPa là loại cƣờng độ cao. Hiện nay, ngƣời ta đã chế tạo đƣợc các loại bê tông đặc biệt có R ≥ 80 MPa. Khi bị nén, ngoài biến dạng co ngắn theo phƣơng tác dụng lực, bê tông còn bị nở ngang. Thông thƣờng chính sự nở ngang quá mức làm cho bê tông bị nứt và bị phá vỡ. Nếu hạn chế đƣợc 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 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 nhƣ hình 1.1b. 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 nhƣ trên hình 1.1c. Cƣờng độ của mẫu đƣợc bôi trơn thấp hơn cƣờng độ của mẫu khối vuông có ma sát. Điều này có thể giải thích là do ma sát làm cản trở biến dạng ngang, với mẫu khối khi cạnh a tăng thì R giảm và cƣờng độ của mẫu hình trụ thấp hơn cƣờng độ của mẫu khối vuông. a) b) c) 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 Hình 1.1. Sự phá hoại mẫu thử 1.1.2.2. Cường độ chịu kéo khi uốn Cƣờng độ chịu uốn là một thông số đo cƣờng độ chịu kéo của bê tông. Nó đƣợc đo trên cơ sở uốn dầm bê tông. Thông thƣờng cƣờng độ chịu uốn bằng khoảng (10÷20)% cƣờng độ chịu nén của bê tông, tùy thuộc vào kích thƣớc, hình dạng của các loại cốt liệu. Tuy nhiên việc xác định mối quan hệ giữa cƣờng độ chịu uốn và cƣờng độ chịu nén của bê tông một cách chính xác nhất là thông qua việc thực hiện thí nghiệm mẫu. 1.1.3. Co ngót của bê tông Co ngót là hiện tƣợng bê tông giảm thể tích khi khô cứng trong không khí. Hiện tƣợng co ngót liên quan đến quá trình thủy hóa xi măng, đến sự bốc hơi lƣợng hơi nƣớc 7 thừa khi bê tông khô cứng. Co ngót xảy ra chủ yếu trong giai đoạn khô cứng đầu tiên của bê tông. Trong điều kiện bình thƣờng, sau vài năm thì biến dạng tỉ đối do co ngót có thể đạt đến (3÷5)10-4. Độ co ngót phát triển mạnh trong thời kỳ đầu và giảm dần theo thời gian sau đó tắt hẳn. Co ngót của bê tông có mấy dạng cơ bản sau: Hiện tƣợng tự co (Autogenous shrinkage): xảy ra do quá trình hydrat hóa của xi măng; Co khô (Drying shrinkage): xảy ra do sự thiếu hụt độ ẩm trong bê tông trong quá trình bê tông cứng hóa; Co ngót do quá trình các bô nát (Carbonation shrinkage): xảy ra do một vài sản phẩm của quá trình hydrat hóa tác dụng với CO2. Bê tông bị co ngót do nhiều nguyên nhân, trƣớc hết là sự mất nƣớc trong các gel đá xi măng. Khi mất nƣớc các mầm tinh thể xích lại gần nhau và đồng thời các gel cùng dịch chuyển làm cho bê tông bị co. Quá trình cacbonat hóa hyđrôxi can xi trong đá xi măng cũng là nguyên nhân gây ra co ngót, co ngót còn là hậu quả của việc giảm thể tích tuyệt đối của hệ xi măng - nƣớc. Ngoài ra độ co ngót còn phụ thuộc vào chế độ bảo dƣỡng. Khi bảo dƣỡng nhiệt ẩm độ co ngót xảy ra mạnh và nhanh chóng hơn trong điều kiện thƣờng nhƣng trị số cuối cùng lại nhỏ hơn (10÷15)%. Nhiệt độ chƣng hấp càng cao, độ co ngót cuối cùng càng nhỏ. Sự co của mạng tinh thể bị cốt liệu cản trở gây ra ứng suất kéo ban đầu trong đá xi măng. Sự co không đều trong khối bê tông hoặc co ngót bị ngăn trở làm phát sinh ứng suất kéo và có thể làm bê tông bị nứt. Bê tông bị nứt làm giảm cƣờng độ, độ chống thấm trong môi trƣờng xâm thực.Vì vậy đối với những kết cấu bê tông có chiều dài và diện tích lớn, để tránh nứt ngƣời ta phân đoạn để tạo thành các khe co giãn. Để giảm co ngót cần chọn thành phần thích hợp, hạn chế lƣợng nƣớc trộn, đầm chặt bê tông, giữ cho bê tông thƣờng xuyên ẩm trong giai đoạn đầu (dƣỡng hộ). Để khắc phục ảnh hƣởng xấu của co ngót cần dùng những biện pháp cấu tạo thích hợp, đặt cốt thép ở những nơi cần thiết, làm các khe co giãn trong kết cấu và tạo mạch ngừng khi thi công. Ghi chú: 1- Co ngót của đá xi măng 2- Co ngót của vữa 3- Co ngót của bê tông. Hình 1.2. Biểu đồ Độ co ngót củ đá xi măng, vữ , bê tông 8 Trị số co ngót phụ thuộc vào lƣợng, loại xi măng, lƣợng nƣớc, tỷ lệ cát trong hỗn hợp cốt liệu và chế độ bảo dƣỡng. Độ co ngót trong đá xi măng lớn hơn trong hỗn hợp và bê tông (Hình 1.2). 1.1.4. Các vật liệu cấu thành 1.1.4.1. Xi măng Xi măng là thành phần chất kết dính để liên kết các hạt cốt liệu với nhau tạo ra cƣờng độ cho bê tông. Chất lƣợng và hàm lƣợng xi măng là yếu tố quan trọng quyết định cƣờng độ cho bê tông. Hiện nay có rất nhiều loại xi măng để sản xuất bê tông nhƣ xi măng pooc lăng, xi măng pooc lăng bền sunfat, xi măng pooc lăng xỉ, xi măng pooc lăng puzolan... Việc lựa chọn mác xi măng là rất quan trọng khi thiết kế thành phần cấp phối của bê tông đểvừa đảm bảo các yêu cầu thiết kế, vừa đảm bảo tính kinh tế. Yêu cầu kỹ thuật của xi măng đƣợc quy định theo TCVN 2682 : 2009 [2]. Để có loại bê tông có chất lƣợng tốt, nên sử dụng loại xi măng có mác tỷ lệ thuận với mác bê tông cần đạt. Lƣợng xi măng dùng phải lớn hơn lƣợng xi măng tối thiểu và nhỏ hơn lƣợng xi măng tối đa do tiêu chuẩn quy định để sản xuất đƣợc bê tông có độ dẻo và tính công tác quy định mà không vƣợt hàm lƣợng nƣớc tối đa. Lƣợng xi măng tối thiểu là 300 kg/m3, lƣợng xi măng tối đa là 500kg/m3 Thành phần chính của xi măng pooc lăng bao gồm: C3S: 3CaO.SiO2(35%÷ 65%); C2S: 2CaO.SiO2(10%÷ 40%); C3A: 3CaO.Al2O3; C4AF: 4CaO. Al2O3Fe2O3; Thành phần khác (sunfat, alcali,...). Xi măng PCB 40 dùng để thiết kế cấp phối bê tông cần đạt các chỉ tiêu kỹ thuật dùng cho bê tông đƣợc quy định theo TCVN6260: 2009 [3]. 1.1.4.2. Cốt liệu nhỏ (Cát) Cát là cốt liệu nhỏ cùng với xi măng, nƣớc tạo ra vữa xi măng để lấp đầy lỗ rỗng giữa các hạt cốt liệu lớn (đá, sỏi) và bao bọc xung quanh các hạt cốt liệu lớn tạo ra khối bê tông đặc chắc. Cát cũng là thành phần hạt và hàm lƣợng tạp chất (hàm lƣợng SiO2 ≥ 98%, lƣợng bụi bẩn không lớn hơn 1%) Nếu cát có thành phần hạt hợp l sẽ tiết kiệm đƣợc xi măng, cƣờng độ bê tông sẽ cao. Thành phần hạt của cát đƣợc xác định thông qua thí nghiệm lƣợng hạt lọt qua các sàng tiêu chuẩn: theo TCVN 7570:2006 [1] là các sàng có kích thƣớc lỗ 5 mm, 2,5 mm, 1,25 mm, 0,63 mm, 0,315 mm, 0,14 mm. Khi thiết kế cấp phối, cỡ hạt của cát phải thỏa mãn đƣờng cong thực nghiệm nằm trong phạm vi cho phép ở biểu đồ thành phần hạt theo quy định TCVN 7570:2006 [1] 9 Hình 1.3. Biểu đồ phạm vi thành phần hạt cho phép củ cát dùng chế tạo bê tông 1.1.4.3. Cốt liệu lớn (đá dăm, sỏi) Cốt liệu lớn có thể sử dụng là sỏi hoặc đá dăm. Sỏi là cốt liệu cần nhiều nƣớc, tốn xi măng, dễ đầm, dễ đổ nhƣng lực dính bám với vữa xi măng nhỏ nên cƣờng độ bê tông sỏi thấp hơn bê tông đá dăm. Do đó trong xây dựng các kết cấu công trình thƣờng sử dụng cốt liệu lớn là đá dăm. Cốt liệu lớn thƣờng có kích thƣớc: (5 ÷ 70) mm (TCVN 7570:2006) [1] Chất lƣợng cốt liệu lớn đƣợc đặc trƣng bằng các yếu tố: cƣờng độ, thành phần hạt và độ lớn, lƣợng tạp chất. Cƣờng độ của đá dăm đƣợc xác định thông qua nén mẫu đá gốc, còn sỏi đƣợc xác định thông qua thí nghiệm nén trong xi lanh bằng thép và đƣợc gọi là nén dập trong trạng thái bão hòa nƣớc. Mác của đá dăm phải tƣơng đƣơng với mác của bê tông. Chất lƣợng của đá dăm ảnh hƣởng rất lớn đến chất lƣợng của bê tông. Do đó yêu cầu hàm lƣợng hạt dẹt không đƣợc vƣợt quá 25%, lƣợng hạt yếu và phong hóa không vƣợt quá 10% theo khối lƣợng, còn lƣợng tạp chất bên trong chủ yếu là đất sét, bụi, bùn, tạp chất hữu cơ, muối, đá silic vô định hình và đá diệp thạch silic thƣờng phải rất nhỏ (< 2%), theo TCVN 7572:2006 [4]. Thành phần của đá dăm đƣợc xác định thông qua thí nghiệm sàng đá trên bộ sàng tiêu chuẩn có kích thƣớc lỗ sàng là 70 mm, 40 mm, 20 mm, 10 mm và 5 mm (theo TCVN 7572:2006 [4]), từ đó xác định đƣờng kính hạt lớn nhất tƣơng ứng với cỡ sàng có lƣợng sót tích lũy nhỏ hơn và gần 5% nhất và hạt nhỏ nhất của cốt liệu tƣơng ứng với cỡ sàng có lƣợng sót tích lũy gần 95%, từ thí nghiệm này xây dựng biểu đồ thành phần hạt, nếu nằm trong phạm vi cho phép thì cấp phối đạt yêu cầu. Sau khi sàng phân tích và tính kết quả lƣợng sót tích lũy, vẽ đƣờng biểu diễn cấp phối hạt. Nếu đƣờng biểu diễn cấp phối hạt nằm trong phạm vi cho phép thì đạt tiêu chuẩn về thành phần hạt. 10 1.1.4.4. Nước Tiêu chuẩn TCVN 4506:2012 [5] yêu cầu nƣớc trộn bê tông, rửa cốt liệu và bảo dƣỡng bê tông cần có chất lƣợng thỏa mãn các yêu cầu sau: - Không chứa váng dầu hoặc váng mỡ; - Lƣợng tạp chất hữu cơ không lớn hơn 15 mg/l; - Độ pH không nhỏ hơn 4 và không lớn hơn 12,5; - Không có màu. Theo mục đích sử dụng, hàm lƣợng muối hòa tan, lƣợng ion sunfat, lƣợng ion clo và cặn không tan không đƣợc lớn hơn các giá trị quy định trong Mục 1, Bảng 1.1 (đối với nƣớc trộn bê tông) và Mục 2, Bảng 1.1 (đối với nƣớc dùng để rửa cốt liệu và bảo dƣỡng bê tông). Bảng 1.1. Hàm lượng tối đ cho phép củ muối hò t n, ion sunf t, ion cloru và cặn không t n trong nước trộn vữ (mg/l) Hàm lƣợng tối đa cho phép Mục đích sử dụng Muối hòa tan Ion Sunfat (SO42-) Ion Clo (Cl-) Cặn không tan 1. Nƣớc trộn bê tông và nƣớc trộn vữa bơm bảo vệ cốt thép cho các kết cấu bê tông cốt thép ứng lực trƣớc. 2.000 600 350 200 2. Nƣớc trộn bê tông và nƣớc trộn vữa chèn mối nối cho các kết cấu bê tông cốt thép. 5.000 2.000 1.000 200 3. Nƣớc trộn bê tông cho các kết cấu bê tông không cốt thép. Nƣớc trộn vữa xây dựng và trát. 10.000 2.700 3.500 300 Chú thích 1: Khi sử dụng xi măng cao nhôm làm chất kết dính cho bê tông, nƣớc dùng cho tất cả các phạm vi sử dụng đều phải theo quy định của Mục 1, Bảng 1.1. Chú thích 2: Trong trƣờng hợp cần thiết, có thể sử dụng nƣớc có hàm lƣợng ion clo vƣợt quá qui định của Mục 2, Bảng 1.1 để trộn bê tông cho kết cấu bê tông cốt thép, nếu tổng hàm lƣợng ion clo trong bê tông không vƣợt quá 0,6 kg/m3. Chú thích 3: Trong trƣờng hợp nƣớc dùng để trộn vữa xây, trát các kết cấu có yêu cầu trang trí bề mặt hoặc ở phần kết cấu thƣờng xuyên tiếp xúc ẩm thì hàm lƣợng ion clo đƣợc khống chế không quá 1.200 mg/L. 11 Bảng 1.2. Hàm lượng tối đ cho phép củ muối hò t n, ion sunf t, ion cloru và cặn không t n trong nước dùng để rử cốt liệu và bảo dưỡng bê tông (mg/l) Hàm lƣợng tối đa cho phép Mục đích sử dụng Muối Ion Ion Clo Cặn hòa tan Sunfat (Cl ) không tan 2(SO4 ) 1. Nƣớc bảo dƣỡng bê tông các kết cấu có yêu cầu trang trí bề mặt. Nƣớc rửa, tƣới ƣớt và 5 000 2 700 1 200 500 sàng ƣớt cốt liệu. 2. Nƣớc bảo dƣỡng bê tông các kết cấu không có yêu cầu trang trí bề mặt (trừ công trình xả 30 000 2 700 20 000 500 nƣớc) 3. Nƣớc tƣới ƣớt mạch ngừng trƣớc khi đổ tiếp bê tông tƣới ƣớt các bề mặt bê tông trƣớc khi chèn khe nối. Nƣớc bảo dƣỡng bê tông 1 000 500 350 500 trong các công trình xả nƣớc và làm nguội bê tông trong các ống xả nhiệt của khối lớn Chú thích: Khi sử dụng xi măng cao nhôm làm chất kết dính cho bê tông và vữa, nƣớc dùng để rửa cốt liệu và bảo dƣỡng bê tông phải theo quy định của Mục 1, Bảng 1.2. Bảng 1.3. Yêu cầu về thời gi n đông kết củ xi măng và cường độ chịu nén củ vữ Chỉ tiêu Thời gian đông kết của xi măng, min - Bắt đầu, không nhỏ hơn - Kết thúc, không lớn hơn Giá trị giới hạn 45 420 90 Cƣờng độ chịu nén của vữa tại tuổi 7 ngày không nhỏ hơn, % (tỷ lệ so với mẫu đối chứng) Chú thích: Mẫu đối chứng sử dụng nƣớc sinh hoạt (đạt yêu cầu QCVN 02:2009/BYT [6]) đƣợc tiến hành song song và dùng cùng loại xi măng với mẫu thử. 1.2. Nguyên lý hình thành bê tông thông qua phản ứng thủy hóa của xi măng Khi nhào trộn xi măng với nƣớc sẽ xảy ra phản ứng thủy hóa của xi măng Pooc lăng ở giai đoạn đầu xảy ra quá trình tác dụng nhanh của khoáng alit với nƣớc tạo ra hyđrosilicat canxi và hyđroxit canxi. Vì đã có hyđroxit canxi tách ra từ khoáng alit nên khoáng belit thuỷ hoá chậm hơn alit và tách ra ít Ca(OH)2 hơn. Hyđrosilicat canxi hình thành khi thuỷ hoá hoàn toàn đơn khoáng silicat tri canxi ở trạng thái cân bằng với dung dịch bão hoà hyđroxit canxi. Tỷ lệ CaO/SiO2 trong các hyđrosilicat trong hồ xi măng có thể thay đổi phụ thuộc vào thành phần vật liệu, điều kiện rắn chắc và các yếu tố khác. Phần chứa alu mô chủ yếu trong xi măng là aluminat tricanxi 3CaO.Al2O3, đây là phần hoạt động nhất. Ngay sau khi trộn với nƣớc, trên bề mặt các hạt