Luận án: Nghiên cứu tính chất Bê tông Geopolymer Tro bay Xỉ thép cho Mặt đường Ô tô Việt Nam

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI TRỊNH HOÀNG SƠN NGHIÊN CỨU MOT SO TINH CHAT CHU YEU CUA BE TONG GEOPOLYMER TRO BAY COT LIEU Xi THEP TRONG XAY DUNG MAT DUONG O TO O VIET NAM LUAN AN TIEN Si KY THUAT HÀ NỘI - 2020 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI TRỊNH HOÀNG SƠN NGHIÊN CỨU MOT SO TINH CHAT CHU YEU CUA BE TONG GEOPOLYMER TRO BAY COT LIEU Xi THEP TRONG XAY DUNG MAT DUONG O TO O VIET NAM Ngành: Kỹ thuật Xây dựng Công trình Giao thông Mã số: 9.05 Chuyên ngành: Xây dựng đường ô tô và đường thành phố LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT Người hướng dẫn khoa học: 1. NGUYÊN QUANG PHÚC HÀ NỘI - 2020 CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự do - Hạnh phúc Hà Nói, tháng _ năm 2020 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu, kết quả nêu trong luận án là trung thực và chưa được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác. Tác giá Luận án Trịnh Hoàng Sơn LỜI CẢM ƠN Sau 4 năm học tập và nỗ lực nghiên cứu tại Trường Đại học Giao thông Vận tải, được sự chỉ dẫn nhiệt tình của các thầy hướng dẫn, sự ủng hộ của nhà trường, sự giúp đỡ của thầy cô, đồng nghiệp, bạn bè, người thân, Nghiên cứu sinh (NCS) đã hoàn thành luận án “Nghiên cứu một số tính chất chứ yếu cửa bê tông geopolymer tro bay cốt liệu x/ thép trong xây dựng mặ¿ đường ô tô ở Việt Nam”.

Để hoàn thành luận án này, NCS xin được gửi lời tri ân sâu sắc nhất đến hai thầy giáo đã trực tiếp hướng dẫn là PGS.TS Đào Văn Đông, PGS. Nguyễn Quang Phúc. Các thầy đã luôn tận tình góp ý, hỗ trợ NCS ngay từ định hướng nghiên cứu ban đầu và trong suốt quá trình nghiên cứu. NCS xin dành lời cảm ơn gửi đến Ban Giám hiệu, các thầy cô giáo trong Khoa Công trình; Bộ môn Kết Cấu - Vật liệu; Bộ môn Thí nghiệm công trình; Trung tâm thí nghiệm đường bộ cao tốc của Trường Đại học Công nghệ GTVT đã luôn ủng hộ và tạo điều kiện thuận lợi cho NCS trong quá trình học tập và nghiên cứu NCS xin gtri 161 cam ơn chân thành đến Ban Giám hiệu, Phòng Đào tạo sau đại học và các thầy cô trong Khoa Công trình, Bộ môn Đường bộ của Trường Đại học GTVT đã tạo mọi điều kiện giúp đỡ.

Với lòng biết ơn sâu thắm xin được dành cho những người thân trong gia đình của NCS - những người luôn ở bên, động viên và chia sẻ giúp cho NCS vượt qua được những khó khăn trong suốt chặng đường làm nghiên cứu của mình. Trân trọng cảm ơn! Hà Nói - 11/2020 MỤC LỤC Free. nga nnnẽnnăm I LOT CAM ON cocccssssssssssssssssvvvsssssssssvssssssssssssssvssusnsssssvvsssssssusuusiiasisnisnasvevssisses ii MO DAU cocccccccccsssssssssssssssssvsvsssssasssvssssssssssssussusuasisssssvvssssssssssssvisiussssisnsssssssssssses 1 Chuong 1. TONG QUAN VE BE TONG GEOPOLYMER TRO BAY SU DUNG COT LIEU XI THEP VA MOT SO TINH CHAT CHU YEU CUA VAT LIEU TRONG XAY DUNG MAT DUONG O TO O VIET NAM.

Bêtông geopolymer tro bay côt liệu xỉ thép .-------< << 5 linh tiên on. Chât kêt dinh geopolymer tro Dayy. «6 cv ng nh ng 5 1. Đánh giá sự kêt hợp giữa chât kêt dính geopolymer tro bay và côt liệu xỉ thép thông qua các phân tích vi câu tÚC .- ¿+ + x*xk+kE*kEekEeEekEekEekeeeskesrrkrerkre 17 1.

Các yêu câu về tính chất chủ yêu của vật liệu trong xây dựng mặt đường cứng ở Việt Nam. SH ng nh 22 1. Cường độ chịu nén của bê tÔng.- --- + St 9 ng ng nếp 22 1. Cường độ kéo khi uỐÕn.

-- - + xxx EkEEvEeEEEEEEEEEekekEkEkekrkrkrkrkrkrkrkrk 23 I0 on. Độ co ngót Và Ø1ãn HỞ.- 5 tk HT TH TH TH nh nh Hàn nh kết 24 I0 on. Các kết quả nghiên cứu về tính chất chủ yêu của bê tông geopolymer tro bay côt liệu xỉ thép trong xây dựng mặt đường ô tô ở trong và ngoài 1. Tính công tác của hôn hợp bê tông 1.

Cường độ chịu kéo gián tIÊp.--- --- 6 1x ng Hết 31 IS o0 on. Những vẫn đề tôn tại luận án can giải quyêt. XÁC ĐỊNH MỘT SỐ TĨNH CHAT CO LI HOA CUA XI THÉP THAI NGUYEN VA NGHIEN CUU THIET KE THANH PHAN BE TONG GEOPOLYMER TRO BAY COT LIEU XI THEP «00. Nghiên cứu thực nghiệm xác định một số tính chất của cốt liệu xỉ thép.

Nghiên cứu các tính chât cơ lý của xỉ thép Thái Nguyên. Nghiên cứu thành phân hóa học của xỉ thép Thái Nguyên. Nghiên cứu thành phân khoáng vat của xỉ thép Thái Nguyên 2. Hàm lượng kim loại nặng trong xỉ thép Thái Nguyên.

Nghiên cứu đánh giá khả năng trương nở thê tích của côt liệu xỉ thép Thái l0 0. Nghiên cứu thiết kê thành phân bê tông geopolymer tro bay côt liệu xỉ CEP ăằằăằăằẽăẽẽẽ. Cơ sở thiệt kê thành phân bê tông geopolymer tro bay cot liệu xỉ thép. Vật liệu chê tạo bê tông geopolymer tro bay sử dụng côt liệu xỉ thép.

Công nghệ chê tạo mâu thử bê tông geopolymer tro bay côt liệu xỉ thép trong 0101510012019 0111177. Thiệt kê thành phân bê tông geopolymer tro bay côt liệu xỉ thép băng phương pháp quy hoạch thực nghiỆm. Lập kê hoạch thí nghiệm bê mặt chỉ tiêu 2. Phân tích kêt quả thí nghiỆm.

Xác định thành phân câp phôi cho bê tông geopolymer tro bay côt liệu xỉ CEP. Thí nghiệm kiêm tra cường độ của các hôn hợp GPCS thiệt kê. Thí nghiệm kiêm tra khôi lượng thê tích của các hon hợp GPCS thiệt kê. Sơ bộ tính toán giá thành của bê tông geopolymer tro bay côt liệu xỉ thép và so sánh với BTXM cùng CÂD.

-- c1 vn TH TH Hàn nh Hàng rry 82 2. Kêt luận Chương 2. -- - - - - - ng kg 83 Chương 3. NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM TRONG PHÒNG MỘT SỐ TINH CHAT CO BAN CUA BE TONG GEOPOLYMER TRO BAY SU DUNG COT LIEU XI THEP TRONG TINH TOAN KET CAU MAT DUONG Ở VIỆT NAM.

Tỷ lệ thành phân của các loại bê tông sử dụng trong nghiên cứu. Nghiên cứu vỉ câu trúc của bê tông geopolymer tro bay sử dụng côt I0) 8. Til CONG ta ng. Thời gian đông kêt.

Các tính chât cơ học của bê tông geopolymer côt liệu xỉ thép. Cường độ nén theo thời Ø141.- «c1 vn ng ng rry 97 E0). Mô đun đàn hôi và hệ sô pOISSON. DO MAL MOD.

Co ngót khô của bê tông geopolyme tro bay cốt liệu xỉ thép. Hệ sô giãn nở nhiệt của bê tông geopolyme tro bay côt liệu xi thép. Ket luận chương 3 .-- ng HH về 123 Chương 4. NGHIÊN CƯỪU ĐỀ XUẤT KET CẤU MAT DUONG SU DUNG BÈ TÔNG GEOPOLYMER TRO BAY CÓT LIỆU XỈ THÉP.

Tình hình thiệt kê mặt đường cứng băng BTXM truyền thông. Tình hình thiết kê và thi công, khai thác mặt đường cứng băng bê tông H1UHUÀ41112 0111757. Lựa chọn các thông sô thiêt kê mặt đường cứng. Các thông sô vỀ vật lIỆU.

--- ¿St St S2 SE 1111111111111 rkee 128 4. Mô hình tính tOá¡.- -¿- ¿6 62124121111 1 11 1 1 12111 H1 ng HH ngư. Lựa chọn câp hạng kỹ thuật của kêt câu mặt đường cứng sử dụng bê tông geopolymer tro bay côt liệu xỈ thép. Lựa chọn câu tạo kêt câu mặt đường.

Đề xuât kêt cầu mặt đường sử dụng bê tông geopolymer tro bay côt I0. Kêt luận chương 4. -- ng ng ng về 136 KẾT LUẬN VÀ KIÊN NGHỊ. - St 22 2212121112112 cEcrrrei 137 DANH MỤC CÔNG TRÌNH ĐÁ CÔNG BO.

Qcneey 141 TÀI LIỆU THAM KHẢO .1, 143 DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1. Vật liệu thành phân của bê tông gepolymer tro bay [102], [103]. Phương trình phản ứng geopolymer hóa [52] .- ----- 55s c+xs+x+scee 7 Hình 1. Mô hình lý thuyêt của quá trình geopolymer hóa của Duxson [Š57].

Tâm mặt đường Geopolyme đúc sắn [§7]. --- ¿+ ++s£+ex++sxzxe+ 10 Hình 1. Mẫu gạch bêtông Geopolyme chữ I dày 80mm [101]. Xây dựng đoạn đường GPC tai An D6 va Queensland (Úc) [102].

San bay Wellcamp (Uc) xây dựng băng GPC [102]. Cốt liệu xỉ thép [26]. --¿-¿- «6< 1S 121 191211 21010 HT HH ngư 12 Hình 1. Thành phân hạt xỉ thép đã được nghiên thành cốt liệu [2].

Câu trúc của xỉ thép Hình 1. Hiệu ứng tăng pha rắn trên thê tích lỗ rỗng. SEM micrographs tại vùng chuyên tiệp của bê tông [77]. Phô tán xạ năng lượng của các nguyên tô tại vùng chuyên tiêp của GPC với cốt liệu xỉ thép [77].

Phô tán xạ năng lượng của các nguyên tô tại vùng chuyên tiêp của GPC với côt liệu đá bazan [77 ].----¿- «6S kg gi, 19 Hình 1. Phô tán xạ năng lượng của các nguyên tô tại vùng chuyên tiêp của OPC với cốt liệu xỉ thép [77].----cc 2SSSEESviiEEEEEEErrrrrrrrrrtrrrreerrr 20 Hình 1. Phân tích quang phô Raman tại vùng chuyên tiêp của GPC sử dụng COt LGU XE CREP [TT] ccccssssssscccscsssssssssssssssssssvvssssssssssvevssssssssssivssssvssssvevsesee 21 Hình 1. Quá trình thay đôi ứng suât do co ngót và phát triên cường độ chịu kéo của bê tông xi măng theo thời gian [23] .---- 5+ <+++sx+ec++ 24 Hình 1.

Co ngót khô của OPC [77] Hình 1. Co ngót khô của GPC [77] Hình 2. Sơ đô khôi kê hoạch nghiên cỨu.Thí nghiệm một sô tính chât cơ lý của côt liệu xỉ thép Thái Nguyên. Loại bỏ sô liệu ngoại lai khôi lượng riêng của côt liệu xỉ thép thô theo tiêu chuân Grubbs - AS'TM EEl78.---- ¿Sexy 42 vi Hình 2.

Biêu đô tông hợp thông kê khôi lượng riêng côt liệu xỉ thép thô. Biêu đô kiêm định phân phôi chuân khôi lượng riêng của côt liệu xỉ i19: 0. Biêu đô xác định giá trị đặc trưng khôi lượng riêng của côt liệu xỉ thép "0. Pho phan tích thành phân hóa học của xỉ thép.-- --- -««cec<+xc++ 49 Hình 2.

Kêt quả phân tích thành phân khoáng vật của xỉ thép. Thí nghiệm xác định độ trương nở của côt liệu xỉ thép. Độ trương nở với khoảng tin cậy 95% cho giá trị trung bình của côt 018300. So đô khôi tính toán và thiệt kê thành phân GPC.

Vật liệu thành phân của dung dịch kiêm hóa (Gel) Hình 2. Côt liệu xỉ thép được nghiên và thu hôi kim loại dư thưa băng lò từ. Các cỡ hạt của côt liệu xỉ thép. Biêu đô câp phôi của xỉ thép cỡ hạt 4.

Biêu đô câp phôi của xỉ thép cỡ hạt 0. Máy trộn bê tông cưỡng ĐỨC .--- +6 x + *vE+EeEekeeseesrekreerre 63 Hình 2. Trộn hon hợp bê tông GÏPCS .---- (+ SH gi, 63 Hình 2.------ - + E111 1E E111 HT HT ng TH Thư 63 Hình 2. Mẫu thí nghiệm trước khi tháo khuôn.

Sơ đô thí nghiệm hôn hợp tâm xoay-mặt không gian. Chê tạo mẫu cho thí nghiệm tâm xoay-mặt. Đô thị đánh giá sÔ dư. ¿(S1 HT T HT HH gi, 74 Hình 2.