Thông tin chuyên ngành Xi măng Việt Nam

Nguyên, nhiên liệu

Nghiên cứu ảnh hưởng của phụ gia siêu dẻo đến tính chất của bê tông siêu tính năng - UHPC

21/04/2022 8:10:57 AM

Bài viết trình bày kết quả nghiên cứu về vai trò và sự ảnh hưởng của phụ gia siêu dẻo trong chế tạo bê tông siêu tính năng - UHPC. Thông qua các thử nghiệm tính chất cơ lý của hỗn hợp UHPC và UHPC, có thể đưa ra được các đánh giá và số liệu tham khảo về việc lựa chọn chủng loại phụ gia và hàm lượng của chúng cho tính toán cấp phối UHPC để đảm bảo được mức tối ưu nhất về tính công tác và cường độ.

I. Tổng quan

1. UHPC - Vật liệu thành phần

Một sản phẩm tiên tiến nhất hiện nay của công nghệ bê tông tại Việt Nam chính là bê tông siêu tính năng - UHPC sử dụng cốt sợi thép phân tán. Điều này được khẳng định sau thành công của việc áp dựng công nghệ này vào sửa chữa mặt cầu Thăng Long.

UHPC là một vật liệu có sự kết hợp hài hoà giữ các loại bê tông khác như HPC, SCC và FRC với điểm đặc biệt là có độ bền rất cao, độ dẻo dai lớn.


Khả năng làm việc của UHPC phụ thuộc rất nhiều vào tỉ lệ N/CKD. Nhờ sử dụng phụ gia siêu dẻo một cách hợp lý cho hỗn hợp thành phần UHPC có được tối ưu hoá về độ đặc chắc. Cùng với đó là sự phân tán 3D của cốt sợi thép mà UHPC có được cường độ chịu nén lên tới 200 MPa, Modul đàn hồi lên tới 60 GPa, cường độ chịu kéo trực tiếp và cường độ chịu kéo khi uốn lần lượt là 15 MPa, 45 MPa (ở tuổi 28 ngày). Phụ gia siêu dẻo còn giúp hỗn hợp UHPC có tính chất tự chảy, tự lèn chặt tạo ra một sản phẩm có bề mặt đẹp, chất lượng cao và giảm nhân công trong chế tạo.


Các phụ gia siêu dẻo được sử dụng trong chế tạo UHPC thường là loại có gốc Polycarboxylate (PCE). Tuy vậy, liều lượng phụ gia cần thiết phụ thuộc rất lớn vào sự tương thích giữa các vật liệu thành phần.

Để làm rõ được ảnh hưởng trên, đã nghiên cứu chế tạo UHPC với 3 loại phụ gia siêu dẻo khác nhau là PCE 1, PCE 2 và PCE 3 để so sánh, đánh giá.


2. Phương pháp nghiên cứu và các tiêu chuẩn áp dụng

Các vật liệu trên cấu thành nên UHPC đáp ứng các tiêu chuẩn về vật liệu:

- TCVN 6282:2009, Xi măng Poóc lăng - yêu cầu kỹ thuật;

- TCVN 8826:2011, Phụ gia hoá học cho bê tông và vữa;

- TCVN 9036:2011, Nguyên liệu để sản xuất thuỷ tinh - cát - yêu cầu kỹ thuật;

- TCVN 11586:2016, Xỉ hạt lò cao nghiền mịn dùng cho bê tông và vữa;

- ASTM A820/A820M-16, Standard Specification for Steel Fibers for Fiber-Reinforced Concrete.

Các mẫu thí nghiệm tính chất cơ lý có kích thước như sau:

- Cường độ chịu nén: mẫu lập 4x4x16 cm và mẫu trụ d10xh20 cm;

- Cường độ chịu kéo: mẫu 5x10x50 cm;

- Cường độ chịu kéo khi uốn: mẫu lập phương 10x10x40 cm;

Các chỉ tiêu tính chất cơ lý thực hiện theo các tiêu chuẩn sau:

- TCCS 02:2017/IBST, Bê tông tính năng siêu cao UHPC - hướng dẫn thiết kế kết cấu;

- NF P18-470:2016, Ultra High Performance Fibre Reinforced Concrete - Specifications, performance, production and conformity;

- ASTM C1856/C1856M-17, Standard Practice for Fabricating and Testing Specimens of Ultra - High Performance Concrete;

- ASTM C469/C469M-14e1, Standard Test Method for Static Modulus of Elasticity and Poisson's Ratio of Concrete in Compression;

- ASTM C1609/C1609M - 19a, Standard Test Method for Flexural Performance of Fiber-Reinforced Concrete (Using BeamWith Third - Point Loading);


Các mẫu UHPC được bảo dưỡng ở cùng một điều kiện: sau khi đúc và làm phẳng mặt, mẫu được bảo dưỡng ẩm tự nhiên; sau 24 giờ tiếp theo, mẫu tiếp tục được bảo dưỡng nhiệt ẩm tại 80°C trong thời gian 72 giờ tiếp theo; sau cùng, mẫu tiếp tục được bảo dưỡng ẩm tại điều kiện phòng thí nghiệm đến đủ 7 ngày tuổi, rồi để tự nhiên đến 28 ngày để thử kết quả.

II. Nội dung kỹ thuật

1. Giới thiệu vật liệu và thiết bị sử dụng

a) Vật liệu thành phần trong nghiên cứu này bao gồm:


b) Các thiết bị sử dụng:

- Máy nén (ứng suất - biến dạng) bê tông 2.000 kN;

- Máy kéo – uốn (ứng suất – biến dạng) bê tông 100 kN;

- Cone Suttard: d50 x h100 mm;

- Cone ASTM C230/C230M-21: d70/100 x h50 mm;

- Khuôn mẫu chịu nén: d10 x h20 cm;

- Khuôn mẫu chịu kéo: 5 x 10 x 50 cm;

- Khuôn mẫu chịu kéo khi uốn: 10 x 10 x 40 cm;

2. Cấp phối thử nghiệm

Các yêu cầu đặt ra đối với thiết kế cấp phối UHPC:

- Đảm bảo việc sử dụng 3 loại phụ gia trên giúp UHPC có tính công tác trong thi công với độ chảy xoè tới thiểu >10 cm (cone Suttard) và >15 cm (cone ASTM C230/C230M-21);

- Đáp ứng các yêu cầu về chỉ tiêu cường độ.
 

3. Kết quả thử nghiệm hỗn hợp UHPC

Các chỉ tiêu thử nghiệm ở Bảng 3 dưới đây được thực hiện trong điều kiện nhiệt độ và độ ẩm của phòng thí nghiệm:



4. Kết quả thử nghiệm UHPC

a) Kết quả cường độ chịu nén
 

b) Kết quả cường độ chịu kéo trực tiếp và chịu kéo khi uốn



III. Kết luận

1. Cả 3 loại phụ gia gốc PCE trên đều có thể sử dụng trong sản xuất, chế tạo UHPC và cho kết quả tốt.

2. Phụ gia PCE 3 có liều lượng sử dụng trên 1 m³ UHPC chỉ bằng 1/2 so với 2 loại phụ gia PCE 1 và PCE 2.

3. Về tính công tác và hàm lượng bọt khí, ứng với cả 3 loại phụ gia đều cho kết quả đáp ứng yêu cầu.

4. Cường độ chịu kéo trực tiếp đạt trên 9,3 MPa, lớn nhất là 11,2 MPa.

5. Cường độ kéo khi uốn của UHPC ứng với cả 3 loại phụ gia đồng biến theo thời gian, và R5 bằng khoảng 93% so với R28, R 28 đạt trên 27 MPa.

6. Cường độ kéo khi uốn tại vết nứt đầu tiên của UHPC ứng với cả 3 loại phụ gia lớn hơn 15 MPa.

7. Độ võng đàn hồi, tại ứng suất 15 MPa, khi kéo uốn ứng với cả 3 loại phụ gia lớn hơn 200 μm/m.

8. Phụ gia siêu dẻo PCE 1 để chế tạo UHPC cho chất lượng cao nhất; PCE 3 cho hiệu quả kinh tế cao nhất. Như vậy tuỳ thuộc yêu cầu mà có thể lựa chọn loại phụ gia phù hợp để chế tạo các loại UHPC khác nhau.

Tài liệu tham khảo

1. FHWA-HRT-18-036, Properties and Behavior of UHPC-Class Material.

2. ASTM C1856/C1856M-17, Standard Practice for Fabricating and Testing Specimens of Ultra-High Performance Concrete.

3. ASTM C469/C469M-14e1, Standard Test Method for Static Modulus of Elasticity and Poisson's Ratio of Concrete in Compression. 1. ASTM C1609/C1609M-19a, Standard Test Method for Flexural Performance of FiberReinforced Concrete (Using Beam With Third - Point Loading).

ximang.vn (TH/ TC Xây dựng)

 

Share |

Các tin khác:

Nghiên cứu thực nghiệm một số tính chất của bê tông sử dụng cát biển (P2) ()

Nghiên cứu thực nghiệm một số tính chất của bê tông sử dụng cát biển (P1) ()

Tối đa hóa việc đốt nhiên liệu bằng CFD ()

Hướng tới phát triển các loại nhiên liệu tốt nhất (P2) ()

Hướng tới phát triển các loại nhiên liệu tốt nhất (P1) ()

Sử dụng tro bay nhiệt điện thay thế đất sét sản xuất clinker xi măng ()

Tổng quan về các chất phụ gia và chất độn cho bê tông ()

Nghiên cứu khả năng phân tán nano Silica trong hệ phụ gia siêu dẻo và nước ()

Ứng xử cơ học của bê tông cốt liệu tái chế sử dụng xi măng và chất kết dính kiềm (P2) ()

Ứng xử cơ học của bê tông cốt liệu tái chế sử dụng xi măng và chất kết dính kiềm (P1) ()

bannergiavlxd
faq

Bảng giá :

Chủng loại

ĐVT

Giá bán

Insee

1.000đ/tấn

1.800

Starcemt

1.000đ/tấn

1.760

Chifon

1.000đ/tấn

1.530

Hoàng Thạch

1.000đ/tấn

1.490

Bút Sơn

1.000đ/tấn

1.450

Chủng loại

ĐVT

Giá bán

Insee đa dụng

1.000đ/tấn

1.830

Kiên Giang

1.000đ/tấn

1.670

Vicem Hà Tiên

1.000đ/tấn

1.650

Tây Đô

1.000đ/tấn

1.553

Hà Tiên - Kiên Giang

1.000đ/tấn

1.440

Chủng loại

ĐVT

Giá bán

Xem bảng giá chi tiết hơn

Chủng loại

ĐVT

Giá bán

Hòa Phát

đồng/kg

18.940

Việt Ý

đồng/kg

18.890

Việt Đức

đồng/kg

18.880

Kyoei

đồng/kg

18.880

Việt Nhật

đồng/kg

18.820

Thái Nguyên

đồng/kg

19.390

Chủng loại

ĐVT

Giá bán

Hòa Phát

đồng/kg

19.040

Việt Ý

đồng/kg

18.990

Việt Đức

đồng/kg

19.180

Kyoei

đồng/kg

19.080

Việt Nhật

đồng/kg

18.920

Thái Nguyên

đồng/kg

19.540

Chủng loại

ĐVT

Giá bán

Hòa Phát

đồng/kg

18.890

Việt Ý

đồng/kg

18.840

Việt Đức

đồng/kg

18.830

Kyoei

đồng/kg

18.830

Việt Nhật

đồng/kg

18.770

Thái Nguyên

đồng/kg

19.340

Xem bảng giá chi tiết hơn

Vicem hướng tới công nghệ mới ngành Xi măng

Xem các video khác

Thăm dò ý kiến

Theo bạn, giá xi măng bình quân năm 2022 sẽ diễn biến như thế nào?