Đề tài Nghiên cứu một số tính chất của xi măng nhiều cấu tử, có khối lượng riêng lớn để chế tạo bê tông siêu nặng

n¨ng l­îng tù do vµ x¶y ra qu¸ tr×nh tÝch tô, dÝnh kÕt c¸c h¹t nhá lªn c¸c h¹t lín, lªn bÒ mÆt bi ®¹n, thµnh v¸ch m¸y nghiÒn, dÉn ®Õn qu¸ tr×nh nghiÒn mÞn cµng khã. Khi cã mÆt phô gia siªu dÎo lµ chÊt ho¹t ®éng bÒ mÆt, chóng hÊp phô lªn bÒ mÆt c¸c h¹t r¾n, t¹o thµnh mµng hÊp phô ®¬n ph©n tö lµm gi¶m n¨ng l­îng tù do bÒ mÆt, c¸c h¹t cã ®iÖn tÝch bÒ mÆt cïng dÊu ®Èy nhau, Ýt dÝnh kÕt víi nhau, dÔ tr­ît lªn nhau, hÖ linh ®éng h¬n, viÖc nghiÒn tiÕp theo dÔ dµng h¬n. Trong qu¸ tr×nh nghiÒn c¸c h¹t r¾n lu«n tån t¹i c¸c vÕt nøt kh«ng liªn tôc, h¹t chØ vì khi lùc va ®Ëp ®ñ lín. C¸c chÊt ho¹t ®éng bÒ mÆt x©m nhËp s©u vµo c¸c vÕt vi nøt, hÊp phô lªn thµnh v¸ch vÕt nøt lµm gi¶m lùc t­¬ng t¸c gi÷a hai thµnh v¸ch, ®ång thêi hai thµnh v¸ch vÕt nøt tÝch ®iÖn cïng dÊu ®Èy nhau, t¹o nªn lùc chÎ lµm gi¶m ®é cøng cña h¹t, do ®ã h¹t dÔ vì h¬n, hiÖu qu¶ nghiÒn cao h¬n. ¶nh h­ëng cña phô gia tr¬ ®Õn mét sè tÝnh chÊt cña xi m¨ng Khèi l­îng riªng Phô gia tr¬ tõ c¸c lo¹i quÆng cã khèi l­îng riªng lín ®­îc ®­a vµo trong thµnh phÇn cña xi m¨ng víi t¸c dông chÝnh lµ lµm t¨ng khèi l­îng riªng cña xi m¨ng. Chóng em kh¶o s¸t ¶nh h­ëng cña phô gia tr¬ ®Õn khèi l­îng riªng cña xi m¨ng th«ng qua mét sè mÉu xi m¨ng nghiÒn cïng phô gia tr¬ trong thêi gian 30 phót. KÕt qu¶ cho trong b¶ng 8. B¶ng 8: Khèi l­îng riªng cña xi m¨ng Méu Ký hiÖu ga (g/cm3) MÉu Ký hiÖu ga (g/cm3) 1 XE –20–0–30 3,15 6 XB –20–0–30 3,12 2 XE –30–0–30 3,26 7 XB –30–0–30 3,21 3 XE –40–0–30 3,39 8 XB –40–0–30 3,32 4 XE –50–0–30 3,52 9 XB –50–0–30 3,42 5 XE –60–0–30 3,66 10 XB–60–0–30 3,54 NhËn xÐt: KÕt qu¶ trªn cho thÊy khèi l­îng riªng cña c¸c lo¹i xi m¨ng cã sö dông phô gia tr¬ lín h¬n so víi xi m¨ng th­êng, vµ khi hµm l­îng phô gia tr¬ cµng lín th× khèi l­îng riªng cña xi m¨ng cµng t¨ng. Khèi l­îng riªng cña c¸c lo¹i xi m¨ng sö dông phô gia tr¬ lµ Inmenit lín h¬n khèi l­îng riªng cña c¸c lo¹i xi m¨ng sö dông phô gia tr¬ lµ Barit víi cïng hµm l­îng. Hay hiÖu qu¶ lµm t¨ng khèi l­îng riªng cho xi m¨ng cña Inmenit lµ cao h¬n so víi Barit. §iÒu ®ã lµ do khèi l­îng riªng cña Inmenit (4,37g/cm3), lín h¬n khèi l­îng riªng cña Barit (4,24 g/cm3). VËy, khèi l­îng riªng cña xi m¨ng t¨ng theo hµm l­îng phô gia tr¬ tõ c¸c lo¹i quÆng cã khèi l­îng riªng lín vµ phô thuéc vµo tõng lo¹i phô gia tr¬. L­îng n­íc tiªu chuÈn vµ thêi gian ®«ng kÕt L­îng n­íc tiªu chuÈn vµ thêi gian ®«ng kÕt lµ mét chØ tiªu quan träng ®¸nh gi¸ chÊt l­îng vµ kh¶ n¨ng sö dông cña xi m¨ng. KÕt qu¶ kh¶o s¸t trªn c¸c mÉu xi m¨ng nghiÒn cïng phô gia tr¬ ®­îc tr×nh bµy trong b¶ng 9. B¶ng 9: L­îng n­íc tiªu chuÈn, thêi gian ®«ng kÕt cña xi m¨ng nghiÒn cïng phô gia tr¬ trong 30 phót TT KÝ hiÖu lo¹i xi m¨ng L­îng n­íc tiªu chuÈn (%) Thêi gian ®«ng kÕt (phót) B¾t ®Çu KÕt thóc 1 X– 0 – 0 – 30 29,60 95 165 2 XE –20–0–30 23,60 65 120 3 XE –30–0–30 23,00 61 125 4 XE –40–0–30 22,20 55 130 5 XE –50–0–30 20,50 53 140 6 XE –60–0–30 19,60 45 165 7 XB –20–0–30 26,00 75 115 8 XB –30–0–30 25,70 70 120 9 XB –40–0–30 24,40 60 150 10 XB –50–0–30 23,00 52 170 11 XB –60–0–30 22,10 50 180 NhËn xÐt: * L­îng n­íc tiªu chuÈn C¸c kÕt qu¶ trªn cho thÊy, l­îng n­íc tiªu chuÈn cña xi m¨ng chÞu ¶nh h­ëng cña hµm l­îng phô gia tr¬. Khi hµm l­îng phô gia tr¬ trong xi m¨ng t¨ng, l­îng n­íc tiªu chuÈn cña xi m¨ng gi¶m. Tû lÖ gi¶m n­íc cña mÉu chøa 60% phô gia tr¬ so víi mÉu chøa 20% phô gia tr¬ lµ 16,95% víi Inmenit vµ 15,0% víi Barit. §ång thêi, kh¶ n¨ng gi¶m n­íc trong c¸c mÉu sö dông phô gia tr¬ lµ Inmenit lín h¬n c¸c mÉu sö dông phô gia tr¬ lµ Barit ë cïng tû lÖ. Tû lÖ gi¶m n­íc so víi mÉu ®èi chøng (X–0–0–30): Khi sö dông 20 ¸ 60% Inmenit lµ: 20,27–33,78%. Khi sö dông 20 ¸ 60% Barit lµ: 12,16–25,34%. HiÖn t­îng trªn cã nguyªn nh©n chñ yÕu lµ ¸i lùc víi n­íc cña c¸c h¹t phô gia tr¬ vµ c¸c h¹t clanhke kh¸c nhau, ®ång thêi ¸i lùc víi n­íc cña c¸c h¹t phô gia tr¬ kh¸c nhau lµ kh¸c nhau nªn bÒ dµy mµng n­íc hÊp phô trªn bÒ mÆt c¸c h¹t còng kh¸c nhau. MÆt kh¸c, phô gia tr¬ cã trong thµnh phÇn xi m¨ng ®ãng vai trß nh­ vi cèt liÖu vµ nã kh«ng cã ph¶n øng víi n­íc. N­íc trong hå xi m¨ng chØ bao bäc, t¹o mµng n­íc hÊp phô quanh h¹t vi cèt liÖu ®ã vµ cã vai trß lµ chÊt b«i tr¬n. Cßn h¹t clanhke xi m¨ng, ngoµi l­îng n­íc hÊp phô lªn bÒ mÆt cßn cÇn mét l­îng n­íc ®Ó thuû ho¸ c¸c khãang. Do ®ã, c¸c lo¹i xi m¨ng cã hµm l­îng vµ lo¹i phô gia tr¬ kh¸c nhau cã l­îng n­íc tiªu chuÈn kh¸c nhau. * Thêi gian ®«ng kÕt Khi sö dông phô gia tr¬, thêi gian b¾t ®Çu vµ kÕt thóc ®«ng kÕt cña hÇu hÕt c¸c mÉu ®Òu gi¶m so víi mÉu ®èi chøng. Trong ®ã, c¸c mÉu sö dông phô gia Inmenit b¾t ®Çu ®«ng kÕt sím h¬n c¸c mÉu sö dông phô gia Barit cã cïng hµm l­îng. Theo chiÒu khi t¨ng phô gia tr¬, thêi gian b¾t ®Çu ®«ng kÕt gi¶m, nh­ng chªnh lÖch gi÷a c¸c mÉu kh«ng lín, thêi gian kÕt thóc ®«ng kÕt t¨ng dÇn. §iÒu nµy cã thÓ gi¶i thÝch nh­ sau: Thêi ®iÓm b¾t ®Çu ®«ng kÕt cña xi m¨ng lµ thêi ®iÓm hå xi m¨ng b¾t ®Çu mÊt tÝnh dÎo. Theo c¸c kÕt qu¶ vÒ l­îng n­íc tiªu chuÈn, khi hµm l­îng phô gia tr¬ t¨ng th× tû lÖ N/X gi¶m. ChÝnh v× vËy, hå xi m¨ng cña c¸c mÉu cã chøa phô gia tr¬ nhanh chãng b¾t ®Çu mÊt tÝnh dÎo h¬n so víi mÉu ®èi chøng. Thêi ®iÓm kÕt thóc ®«ng kÕt cña xi m¨ng lµ thêi ®iÓm hå xi m¨ng hoµn toµn mÊt tÝnh dÎo. Mµ nguyªn nh©n lµm mÊt tÝnh dÎo cña hå xi m¨ng lµ do c¸c h¹t clanhke xi m¨ng ph¶n øng víi n­íc t¹o ra c¸c s¶n phÈm thuû ho¸ lµm gi¶m l­îng n­íc cã trong hå xi m¨ng. Bªn c¹nh ®ã cßn cã mét l­îng n­íc mÊt ®i do c¸c nguyªn nh©n kh¸c nh­ bay h¬i,... Hµm l­îng phô gia tr¬ t¨ng th× hµm l­îng xi m¨ng (PC40–Bót S¬n) gi¶m ®ång nghÜa víi hµm l­îng c¸c kho¸ng cã kh¶ n¨ng thuû ho¸ còng gi¶m. V× vËy, khi hµm l­îng phô gia tr¬ t¨ng, mÆc dï l­îng n­íc tiªu chuÈn gi¶m nh­ng thùc tÕ tû lÖ n­íc trªn c¸c kho¸ng cã kh¶ n¨ng thuû ho¸ l¹i t¨ng. Do ®ã, l­îng n­íc trong hå xi m¨ng cßn d­ nhiÒu lµm kÐo dµi thêi gian kÕt thóc ®«ng kÕt. C­êng ®é nÐn KÕt qu¶ thÝ nghiÖm c­êng ®é nÐn cña c¸c mÉu v÷a cã cïng tÝnh c«ng t¸c (v÷a cã ®é bÑt lµ 11,5 cm) ®­îc tr×nh bµy trong b¶ng 10. B¶ng 10: C­êng ®é nÐn cña c¸c mÉu v÷a cña xi m¨ng nghiÒn cïng phô gia tr¬ trong 30 phót KÝ hiÖu lo¹i xi m¨ng N/X (%) C­êng ®é chÞu nÐn ë c¸c tuæi (N/mm2) 1 ngµy 3 ngµy 7 ngµy 28 ngµy X– 0 – 0 – 30 39,09 21,47 30,70 44,80 49,07 XE –20–0–30 37,70 26,00 34,00 42,60 47,60 XE –30–0–30 36,70 25,00 30,20 38,10 41,20 XE –40–0–30 34,81 20,00 27,50 34,40 37,50 XE –50–0–30 34,81 12,00 22,80 29,30 32,80 XE –60–0–30 32,80 8,60 14,40 18,40 22,50 XB –20–0–30 40,45 19,10 33,60 44,80 49,20 XB –30–0–30 39,80 19,30 28,00 36,00 42,00 XB –40–0–30 38,00 18,30 26,20 31,50 37,00 XB –50–0–30 37,30 13,33 22,80 26,53 30,67 XB –60–0–30 36,50 8,20 14,90 19,80 26,00 H×nh 2: Sù ph¸t triÓn c­êng ®é cña v÷a xi m¨ng XE–a–0–30. H×nh 3: Sù ph¸t triÓn c­êng ®é cña v÷a xi m¨ng XB–a–0–30. NhËn xÐt: Hµm l­îng phô gia tr¬ cµng lín th× c­êng ®é cµng gi¶m. Víi hµm l­îng phô gia tr¬ lµ 20–30%, c­êng ®é tuæi 1 ngµy cao h¬n mÉu ®èi chøng (X–0–0–30). C­êng ®é tuæi 28 ngµy cña mÉu chøa 20% phô gia tr¬ xÊp xØ mÉu ®èi chøng. Nguyªn nh©n cã thÓ lµ do xi m¨ng nghiÒn cïng phô gia tr¬ cã ®é mÞn lín h¬n so víi mÉu ®èi chøng. §Æc biÖt lµ hµm l­îng c¸c h¹t cã kÝch th­íc nhá h¬n 10 mm lín h¬n so víi xi m¨ng ®èi chøng. Mµ c¸c h¹t xi m¨ng cã kÝch th­íc nhá h¬n 10 mm lµ thµnh phÇn quyÕt ®Þnh ®Õn c­êng ®é cña xi m¨ng ë tuæi ng¾n ngµy. Víi hµm l­îng phô gia tr¬ lµ 50–60%, c­êng ®é tuæi 28 ngµy gi¶m m¹nh so víi mÉu ®èi chøng do hµm l­îng clanhke xi m¨ng qu¸ nhá. Trong ®ã, mÉu sö dông phô gia tr¬ lµ Inmenit gi¶m m¹nh h¬n mÉu sö dông Barit. ¶nh h­ëng cña phô gia siªu dÎo vµ phô gia tr¬ ®Õn mét sè tÝnh chÊt cña xi m¨ng Khi nghiÒn chung xi m¨ng cïng phô gia siªu dÎo vµ phô gia tr¬, ngoµi nh÷ng t¸c ®éng ¶nh h­ëng ®Õn tû diÖn tÝch bÒ mÆt cßn cã c¸c t¸c ®éng ®Õn qu¸ tr×nh thuû ho¸ vµ h×nh thµnh cÊu tróc cña hå vµ ®¸ xi m¨ng. §Ó kh¶o s¸t c¸c t¸c ®éng nµy, chóng em tiÕn hµnh c¸c thÝ nghiÖm thö l­îng n­íc tiªu chuÈn, thêi gian ®«ng kÕt vµ c­êng ®é nÐn cña c¸c mÉu nghiÒn trong thêi gian 30 phót. MÉu ®èi chøng lµ xi m¨ng PC40 Bót S¬n nghiÒn 30 phót (X–0–0–30) víi c¸c tÝnh chÊt c¬ lý ®­îc nªu trong b¶ng 11. B¶ng 11: TÝnh chÊt c¬ lý cña xi m¨ng PC40 Bót S¬n nghiÒn 30 phót (X–0–0–30) TT ChØ tiªu KÕt qu¶ Ph­¬ng ph¸p thÝ nghiÖm 1 Thêi gian ®«ng kÕt ( phót ) – B¾t ®Çu – KÕt thóc 95 165 TCVN 6017 – 1995 2 Khèi l­îng riªng ( g/cm3) 3,1 TCVN 4050 – 1985 3 L­îng n­íc tiªu chuÈn ( % ) 29,6 TCVN 6017 – 1995 4 C­êng ®é nÐn ( N/mm2) – Sau 1 ngµy – Sau 3 ngµy – Sau 7 ngµy – Sau 28 ngµy 21,47 30,70 44,80 49,07 TCVN 6016 – 1995 5 §é æn ®Þnh thÓ tÝch (%) 8,5 TCVN 4031– 1985 Xi m¨ng nghiÒn cïng PGT(20%) vµ PGSD trong 30 phót Qu¸ tr×nh kh¶o s¸t ®­îc ®¸nh gi¸ qua c¸c chØ tiªu: a) L­îng n­íc tiªu chuÈn, thêi gian ®«ng kÕt KÕt qu¶ thÝ nghiÖm ®­îc ghi trong b¶ng 12. B¶ng 12:. L­îng n­íc tiªu chuÈn, thêi gian ®«ng kÕt cña xi m¨ng nghiÒn cïng PGT(20%) vµ PGSD trong 30 phót KÝ hiÖu lo¹i xi m¨ng L­îng n­íc tiªu chuÈn (%) Thêi gian ®«ng kÕt (phót) B¾t ®Çu KÕt thóc X– 0 – 0 – 30 29,60 95 165 XE –20–0–30 23,63 65 120 XE–20–1 –30 17,88 65 115 XE–20–1,5 –30 17,25 63 130 XE–20–2 – 30 16,88 62 135 XE–20–2,5 –30 16,38 60 145 XB –20–0–30 26,00 75 115 XB–20–1 –30 18,50 70 120 XB–20–1,5 –30 17,20 67 135 XB–20–2 – 30 16,50 55 142 XB–20–2,5 –30 15,00 47 155 NhËn xÐt: Khi cã mÆt phô gia siªu dÎo, l­îng n­íc tiªu chuÈn tiÕp tôc gi¶m. Kh¶ n¨ng gi¶m n­íc cña mÉu chøa 1% phô gia siªu dÎo so víi mÉu kh«ng chøa phô gia siªu dÎo cã 20% phô gia tr¬ lµ: 24,33% víi mÉu chøa Inmenit vµ 28,85% víi mÉu chøa Barit. L­îng n­íc tiªu chuÈn tiÕp tôc gi¶m khi hµm l­îng phô gia siªu dÎo t¨ng lªn. So víi c¸c mÉu kh«ng chøa phô gia siªu dÎo, thêi gian b¾t ®Çu ®«ng kÕt gi¶m, thêi gian kÕt thóc ®«ng kÕt t¨ng nh­ng kh«ng lín h¬n mÉu ®èi chøng (x–0–0–30). Nh×n chung, c¸c mÉu chøa phô gia Inmenit cã thêi gian b¾t ®Çu ®«ng kÕt dµi h¬n nh­ng l¹i kÕt thóc ®«ng kÕt sím h¬n c¸c mÉu chøa phô gia Barit cã cïng hµm l­îng phô gia siªu dÎo. b) C­êng ®é nÐn KÕt qu¶ thÝ nghiÖm c­êng ®é cña c¸c mÉu v÷a cã cïng tÝnh c«ng t¸c ®­îc tr×nh bµy trong b¶ng 13. B¶ng 13: C­êng ®é nÐn cña v÷a xi m¨ng nghiÒn cïng PGT(20%) vµ PGSD trong 30 phót KÝ hiÖu lo¹i xi m¨ng N/X (%) C­êng ®é chÞu nÐn ë c¸c tuæi (N/mm2) 1 ngµy 3 ngµy 7 ngµy 28 ngµy X– 0 – 0 – 30 39,09 21,47 30,7 44,80 49,07 XE –20–0–30 39,09 26,00 34,00 42,60 47,60 XE –20–1 –30 31,06 27,47 40,40 48,53 53,20 XE –20–1,5–30 27,45 32,00 46,53 54,20 58,93 XE –20–2 –30 27,87 31,20 38,13 44,13 48,53 XE –20–2,5–30 26,17 29,73 36,80 40,70 43,47 XB –20–0 –30 40,45 19,10 33,60 44,80 49,20 XB –20–1 –30 30,43 33,60 44,67 48,00 50,93 XB –20–1,5–30 27,66 35,60 45,47 50,80 54,00 XB –20–2 –30 27,78 33,47 42,27 43,87 47,47 XB –20–2,5–30 26,67 28,80 37,73 40,70 44,90 H×nh 4: Sù ph¸t triÓn c­êng ®é cña v÷a xi m¨ng XE–20–b–30. H×nh 5; Sù ph¸t triÓn c­êng ®é cña v÷a xi m¨ng XB–20–b–30. NhËn xÐt: Khi nghiÒn cïng phô gia siªu dÎo, c­êng ®é tuæi 1 ngµy vµ 3 ngµy cña tÊt c¶ c¸c mÉu ®Òu lín h¬n mÉu ®èi chøng (X–0–0–30). §iÒu ®ã mét lÇn n÷a chøng tá: c¸c mÉu nghiÒn cïng phô gia siªu dÎo cã ®é mÞn cao h¬n nªn kh¶ n¨ng thuû ho¸ cña c¸c h¹t clanhke xi m¨ng ë tuæi sím ngµy triÖt ®Ó h¬n. ë tuæi 7 vµ 28 ngµy, c­êng ®é c¸c mÉu chøa 1% vµ 1,5% siªu dÎo cã c­êng ®é cao h¬n mÉu ®èi chøng cho dï trong c¸c mÉu nµy 20% xi m¨ng ®· ®­îc thay thÕ bëi phô gia tr¬ (Inmenit hoÆc Barit). §ã lµ do t¸c dông gi¶m n­íc cña phô gia siªu dÎo lµm gi¶m l­îng lç rçng trong ®¸ xi m¨ng, mÆt kh¸c l­îng phô gia tr¬ cã t¸c dông ®iÒn ®Çy khiÕn cho cÊu tróc ®¸ xi m¨ng ®Æc ch¾c h¬n. Xi m¨ng nghiÒn cïng PGT(30%) vµ PGSD trong 30 phót Qu¸ tr×nh kh¶o s¸t ®­îc ®¸nh gi¸ qua c¸c chØ tiªu: a) L­îng n­íc tiªu chuÈn, thêi gian ®«ng kÕt KÕt qu¶ thÝ nghiÖm ®­îc ghi trong b¶ng 14. B¶ng 14: L­îng n­íc tiªu chuÈn, thêi gian ®«ng kÕt cña xi m¨ng nghiÒn cïng PGT(30%) vµ PGSD trong 30 phót KÝ hiÖu lo¹i xi m¨ng L­îng n­íc tiªu chuÈn (%) Thêi gian ®«ng kÕt (phót) B¾t ®Çu KÕt thóc X– 0 – 0 – 30 29,60 95 165 XE –30–0–30 23,00 61 125 XE–30–1 –30 17,63 60 120 XE–30–1,5 –30 16,88 58 140 XE–30–2 – 30 15,88 60 180 XE–30–2,5 –30 15,75 57 200 XB –30–0–30 25,70 70 120 XB–30–1 –30 17,80 67 130 XB–30–1,5 –30 17,00 65 145 XB–30–2 – 30 16,13 60 150 XB–30–2,5 –30 14,88 58 179 NhËn xÐt: Khi t¨ng hµm l­îng phô gia tr¬ lªn 30%, l­îng n­íc tiªu chuÈn cña c¸c mÉu ®Òu gi¶m so víi mÉu ®èi chøng, thêi gian b¾t ®Çu ®«ng kÕt cña c¸c mÉu ®Òu gi¶m so víi mÉu ®èi chøng, thêi gian kÕt thóc ®«ng kÕt cu¶ hÇu hÕt c¸c mÉu lµ gi¶m so víi mÉu ®èi chøng, trõ c¸c mÉu: X-E chøa 2; 2,5 % siªu dÎo vµ X-B 2,5% siªu dÎo. b) C­êng ®é nÐn. KÕt qu¶ thÝ nghiÖm c­êng ®é cña c¸c mÉu v÷a cã cïng tÝnh c«ng t¸c ®­îc tr×nh bµy trong b¶ng 15. B¶ng 15: C­êng ®é nÐn cña v÷a xi m¨ng nghiÒn cïng PGT(30%) vµ PGSD trong 30 phót KÝ hiÖu lo¹i xi m¨ng N/X (%) C­êng ®é chÞu nÐn ë c¸c tuæi (N/mm2) 1 ngµy 3 ngµy 7 ngµy 28 ngµy X– 0 – 0 – 30 39,09 21,47 30,7 44,80 49,07 XE –30–0–30 37,70 25,00 30,20 38,10 41,20 XE –30–1 –30 29,60 27,17 40,30 46,00 48,67 XE –30–1,5–30 26,40 30,00 43,73 47,60 51,47 XE –30–2 –30 27,66 25,87 34,00 41,07 46,53 XE –30–2,5–30 26,17 26,80 32,30 39,50 42,53 XB –30–0 –30 39,80 19,30 28,00 36,00 42,00 XB –30–1 –30 30,43 29,73 40,93 45,47 47,73 XB –30–1,5–30 27,66 28,40 42,00 47,50 49,60 XB –30–2 –30 26,17 30,00 39,87 44,13 46,70 XB –30–2,5–30 25,53 28,53 36,53 40,40 44,80 H×nh 6: Sù ph¸t triÓn c­êng ®é cña v÷a xi m¨ng XE–30–b–30. H×nh 7: Sù ph¸t triÓn c­êng ®é cña v÷a xi m¨ng XB–30–b–30. NhËn xÐt: Víi c¶ hai lo¹i phô gia tr¬: C­êng ®é cña tÊt c¶ c¸c mÉu nghiÒn cïng phô gia siªu dÎo cao h¬n mÉu kh«ng chøa phô gia siªu dÎo. C­êng ®é tuæi 1 ngµy vµ 3 ngµy cña tÊt c¶ c¸c mÉu cã phô gia siªu dÎo vÉn cao h¬n mÉu ®èi chøng. ë tuæi 28 ngµy, chØ cßn mÉu nghiÒn cïng 1,5% phô gia siªu dÎo cã c­êng ®é cao h¬n mÉu ®èi chøng. C­êng ®é tuæi 28 ngµy cña mÉu XE–30–1,5–30 cao h¬n mÉu XE–30–1,5–30 lµ 3,63%. Xi m¨ng nghiÒn cïng PGT(40%) vµ PGSD trong 30 phót Qu¸ tr×nh kh¶o s¸t ®­îc ®¸nh gi¸ qua c¸c chØ tiªu: a) L­îng n­íc tiªu chuÈn, thêi gian ®«ng kÕt KÕt qu¶ thÝ nghiÖm ®­îc ghi trong b¶ng 16. B¶ng 16: L­îng n­íc tiªu chuÈn, thêi gian ®«ng kÕt cña xi m¨ng nghiÒn cïng PGT(40%) vµ PGSD trong 30 phót KÝ hiÖu lo¹i xi m¨ng L­îng n­íc tiªu chuÈn (%) Thêi gian ®«ng kÕt (phót) B¾t ®Çu KÕt thóc X– 0 – 0 – 30 29,60 95 165 XE –40–0–30 22,20 55 130 XE–40–1 –30 17,00 55 160 XE–40–1,5 –30 16,25 53 176 XE–40–2 – 30 15,25 58 210 XE–40–2,5 –30 15,38 55 235 XB –40–0–30 24,40 60 150 XB–40–1 –30 16,13 57 145 XB–40–1,5 –30 15,70 60 180 XB–40–2 – 30 15,25 75 227 XB–40–2,5 –30 14,63 70 250 NhËn xÐt: L­îng n­íc tiªu chuÈn gi¶m kh«ng lín. Thêi gian kÕt thóc ®«ng kÕt t¨ng. Thêi gian b¾t ®Çu ®«ng kÕt cña c¸c mÉu cã hµm l­îng phô gia siªu dÎo lín (2%, 2,5%)cã xu h­íng t¨ng lªn thËm chÝ b¾t ®Çu ®«ng kÕt sau mÉu kh«ng chøa phô gia siªu dÎo (XE –40–0–30, XB –40–0–30). b) C­êng ®é nÐn. KÕt qu¶ thÝ nghiÖm c­êng ®é cña c¸c mÉu v÷a cã cïng tÝnh c«ng t¸c ®­îc tr×nh bµy trong b¶ng 17. B¶ng 17: C­êng ®é nÐn cña v÷a xi m¨ng nghiÒn cïng PGT(40%) vµ PGSD trong 30 phót KÝ hiÖu lo¹i xi m¨ng N/X (%) C­êng ®é chÞu nÐn ë c¸c tuæi (N/mm2) 1 ngµy 3 ngµy 7 ngµy 28 ngµy X– 0 – 0 – 30 39,09 21,47 30,7 44,80 49,07 XE –40–0–30 36,70 20,00 27,50 34,40 37,50 XE –40–1 –30 28,27 23,20 36,13 42,80 45,30 XE –40–1,5–30 26,40 23,73 41,60 45,07 47,73 XE –40–2 –30 26,40 22,13 34,13 40,00 43,50 XE –40–2,5–30 25,00 24,27 30,80 35,80 39,87 XB –40–0 –30 38,80 18,30 26,20 31,50 37,00 XB –40–1 –30 29,00 26,53 37,20 42,80 45,30 XB –40–1,5–30 26,40 28,40 39,33 46,67 47,80 XB –40–2 –30 26,17 26,13 36,00 40,27 43,30 XB –40–2,5–30 25,32 22,67 32,93 39,20 41,33 H×nh 8: Sù ph¸t triÓn c­êng ®é cña v÷a xi m¨ng XE–40–b–30. H×nh 9: Sù ph¸t triÓn c­êng ®é cña v÷a xi m¨ng XB–40–b–30. NhËn xÐt: Khi thay thÕ 40% xi m¨ng b»ng phô gia tr¬, c­êng ®é cña c¸c mÉu gi¶m. Víi c¶ hai lo¹i phô gia tr¬, c­êng ®é tuæi 28 ngµy cña c¸c m©u ®Òu thÊp h¬n mÉu ®èi chøng. Nh­ng c­êng ®é tuæi 1 ngµy vµ 3 ngµy cña c¸c mÉu cã phô gia siªu dÎo vÉn cao h¬n mÉu ®èi chøng. C­êng ®é cña c¸c mÉu nghiÒn cïng phô gia siªu dÎo cao h¬n mÉu kh«ng chøa phô gia siªu dÎo. Xi m¨ng nghiÒn cïng PGT(50%) vµ PGSD trong 30 phót Qu¸ tr×nh kh¶o s¸t ®­îc ®¸nh gi¸ qua c¸c chØ tiªu: a) L­îng n­íc tiªu chuÈn, thêi gian ®«ng kÕt KÕt qu¶ thÝ nghiÖm ®­îc ghi trong b¶ng 18. B¶ng 18:.L­îng n­íc tiªu chuÈn, thêi gian ®«ng kÕt cña xi m¨ng nghiÒn cïng PGT(40%) vµ PGSD trong 30 phót KÝ hiÖu lo¹i xi m¨ng L­îng n­íc tiªu chuÈn (%) Thêi gian ®«ng kÕt (phót) B¾t ®Çu KÕt thóc X– 0 – 0 – 30 29,60 95 165 XE –50–0–30 20,50 53 140 XE–50–1 –30 16,25 55 200 XE–50–1,5 –30 15,63 50 220 XE–50–2 – 30 14,75 65 250 XE–50–2,5 –30 14,50 90 300 XB –50–0–30 23,00 52 170 XB–50–1 –30 15,50 55 162 XB–50–1,5 –30 14,63 60 215 XB–50–2 – 30 14,88 80 273 XB–50–2,5 –30 13,63 75 302 NhËn xÐt: L­îng n­íc tiªu chuÈn tiÕp tôc gi¶m. Thêi gian kÕt thóc ®«ng kÕt t¨ng m¹nh, ®Æc biÖt ë c¸c mÉu cã hµm l­îng phô gia siªu dÎo cao. Thêi gian b¾t ®Çu ®«ng kÕt t¨ng khi hµm l­îng siªu dÎo t¨ng nh­ng vÉn ng¾n h¬n so víi mÉu ®èi chøng. b) C­êng ®é nÐn KÕt qu¶ thÝ nghiÖm c­êng ®é cña c¸c mÉu v÷a cã cïng tÝnh c«ng t¸c ®­îc tr×nh bµy trong b¶ng 19. B¶ng 19: C­êng ®é nÐn cña v÷a xi m¨ng nghiÒn cïng PGT(50%) vµ PGSD trong 30 phót KÝ hiÖu lo¹i xi m¨ng N/X (%) C­êng ®é chÞu nÐn ë c¸c tuæi (N/mm2) 1 ngµy 3 ngµy 7 ngµy 28 ngµy X– 0 – 0 – 30 39,09 21,47 30,7 44,80 49,07 XE –50–0–30 34,81 12,00 22,80 29,30 32,80 XE –50–1 –30 28,27 19,20 33,00 37,40 40,70 XE –50–1,5–30 25,19 19,90 35,00 40,13 42,67 XE –50–2 –30 25,19 17,33 30,50 33,87 38,50 XE –50–2,5–30 24,04 18,67 27,73 32,00 35,20 XB –50–0 –30 37,30 13,33 22,80 26,53 30,67 XB –50–1 –30 29,00 21,20 30,93 37,10 38,67 XB –50–1,5–30 26,40 23,00 34,00 38,90 41,47 XB –50–2 –30 25,00 22,27 29,70 34,70 37,40 XB –50–2,5–30 24,20 19,87 28,00 32,00 34,93 H×nh 10: Sù ph¸t triÓn c­êng ®é cña v÷a xi m¨ng XE–50–b–30. H×nh 11: Sù ph¸t triÓn c­êng ®é cña v÷a xi m¨ng XB–50–b–30. NhËn xÐt: Khi t¨ng thªm 10% phô gia tr¬, c­êng ®é cña c¸c mÉu gi¶m m¹nh. Víi c¶ hai lo¹i phô gia tr¬, c­êng ®é tuæi 28 ngµy cña c¸c m©u ®Òu thÊp h¬n mÉu ®èi chøng. Cßn c­êng ®é tuæi 1 ngµy vµ 3 ngµy cña c¸c mÉu cã phô gia siªu dÎo chØ xÊp xØ mÉu ®èi chøng. C­êng ®é cña c¸c mÉu nghiÒn cïng phô gia siªu dÎo cao h¬n mÉu kh«ng chøa phô gia siªu dÎo. Xi m¨ng nghiÒn cïng PGT(60%) vµ PGSD trong 30 phót Qu¸ tr×nh kh¶o s¸t ®­îc ®¸nh gi¸ qua c¸c chØ tiªu: a) L­îng n­íc tiªu chuÈn, thêi gian ®«ng kÕt KÕt qu¶ thÝ nghiÖm ®­îc ghi trong b¶ng 20. B¶ng 20: L­îng n­íc tiªu chuÈn, thêi gian ®«ng kÕt cña xi m¨ng nghiÒn cïng PGT(40%) vµ PGSD trong 30 phót KÝ hiÖu lo¹i xi m¨ng L­îng n­íc tiªu chuÈn (%) Thêi gian ®«ng kÕt (phót) B¾t ®Çu KÕt thóc X– 0 – 0 – 30 29,60 95 165 XE –60–0–30 19,60 45 165 XE–60–1 –30 16,25 50 230 XE–60–1,5 –30 16,00 60 262 XE–60–2 – 30 14,50 100 468 XE–60–2,5 –30 14,00 145 540 XB –60–0–30 22,10 50 180 XB–60–1 –30 15,75 52 225 XB–60–1,5 –30 15,00 60 281 XB–60–2 – 30 14,88 82 305 XB–60–2,5 –30 13,25 84 390 NhËn xÐt: Khi hµm l­îng phô gia tr¬ t¨ng lªn 60%, l­îng n­íc tiªu chuÈn gi¶m kh«ng ®¸ng kÓ. Kh¶ n¨ng gi¶m n­íc cña mÉu chøa 1% phô gia siªu dÎo so víi mÉu kh«ng chøa phô gia siªu dÎo cã 60% phô gia tr¬ lµ: 17,09% víi mÉu chøa Inmenit vµ 28,73% víi mÉu chøa Barit. Thêi gian b¾t ®Çu vµ kÕt thóc ®«ng kÕt t¨ng m¹nh ë c¸c mÉu cã 2% hoÆc 2,5% siªu dÎo nh­ng vÉn n»m trong tiªu chuÈn. b) C­êng ®é nÐn KÕt qu¶ thÝ nghiÖm c­êng ®é cña c¸c mÉu v÷a cã cïng tÝnh c«ng t¸c ®­îc tr×nh bµy trong b¶ng 21. B¶ng 21: C­êng ®é nÐn cña v÷a xi m¨ng nghiÒn cïng PGT(60%) vµ PGSD trong 30 phót KÝ hiÖu lo¹i xi m¨ng N/X (%) C­êng ®é chÞu nÐn ë c¸c tuæi (N/mm2) 1 ngµy 3 ngµy 7 ngµy 28 ngµy X– 0 – 0 – 30 39,09 21,47 30,7 44,80 49,07 XE –60–0–30 32,80 8,60 14,40 18,40 22,50 XE –60–1 –30 27,22 12,67 24,00 30,00 35,20 XE –60–1,5–30 25,00 13,87 29,20 36,00 40,00 XE –60–2 –30 24,26 10,27 24,40 28,13 31,30 XE –60–2,5–30 23,15 6,30 16,50 22,20 28,00 XB –60–0 –30 36,50 8,20 14,90 19,80 26,00 XB –60–1 –30 27,88 15,47 25,33 30,80 33,80 XB –60–1,5–30 25,58 18,80 28,93 35,47 37,47 XB –60–2 –30 25,00 14,80 23,70 27,30 30,60 XB –60–2,5–30 24,20 9,20 21,10 25,30 27,60 H×nh 12: Sù ph¸t triÓn c­êng ®é cña v÷a xi m¨ng XE–60–b–30. H×nh 13: Sù ph¸t triÓn c­êng ®é cña v÷a xi m¨ng XB–60–b–30. NhËn xÐt: Khi thay thÕ 60% xi m¨ng b»ng phô gia tr¬, c­êng ®é cña c¸c mÉu gi¶m m¹nh. Víi c¶ hai lo¹i phô gia tr¬, c­êng ®é ë tÊt c¶ c¸c tuæi cña c¸c mÉu ®Òu thÊp h¬n mÉu ®èi chøng nh­ng vÉn cao h¬n mÉu kh«ng chøa phô gia siªu dÎo. C­êng ®é tuæi sím ngµy cña c¸c mÉu cã chøa siªu dÎo ph¸t triÓn nhanh so víi mÉu kh«ng chøa siªu dÎo (ë tuæi 7 ngµy c­êng ®é ®· ®¹t 90¸95% c­êng ®é tuæi 28 ngµy). MÉu chøa 1,5% phô gia siªu dÎo vÉn cã c­êng ®é cao nhÊt. So víi c­êng ®é tuæi 28 ngµy cña mÉu ®èi chøng, mÉu XE–60–1,5–30 ®¹t 81,52%, XB–60–1,5–30 ®¹t 76,36%. KÕt luËn C¸c kÕt qu¶ nghiªn cøu trªn cho thÊy, phô gia tr¬ tõ c¸c lo¹i quÆng cã khèi l­îng riªng lín khi nghiÒn cïng xi m¨ng vµ phô gia siªu dÎo ngoµi kh¶ n¨ng lµm t¨ng khèi l­îng riªng cña xi m¨ng cßn cã c¸c t¸c ®éng lín ®Õn tÝnh chÊt cña xi m¨ng nh­: lµm gi¶m l­îng n­íc tiªu chuÈn, rót ng¾n thêi gian b¾t ®Çu ®«ng kÕt, lµm t¨ng c­êng ®é. Nh­ vËy, b»ng ph­¬ng ph¸p nghiÒn chung xi m¨ng th­êng víi phô gia siªu dÎo vµ phô gia tr¬ tõ c¸c lo¹i quÆng cã khèi l­îng riªng lín cã thÓ thay thÕ mét phÇn lín xi m¨ng b»ng phô gia tr¬ (®Õn 60%) mµ c­êng ®é vÉn cao. Ta cã thÓ ¸p dông lo¹i xi m¨ng cã khèi l­îng riªng lín nµy ®Ó chÕ t¹o bª t«ng siªu nÆng mµ ®¶m b¶o h¹n chÕ ®­îc c¸c nh­îc ®iÓm ®· ®Ò cËp khi sö dông ph­¬ng ph¸p chÕ t¹o bª t«ng siªu nÆng cã sö dông bét cèt liÖu nÆng nghiÒn mÞn trén chung trong qu¸ tr×nh trén hçn hîp bª t«ng. Nghi£n cøu x¸c ®Þnh l­îng phô gia tr¬ vµ phô gia siªu dÎo hîp lý trong xi m¨ng nhiÒu cÊu tö Lùa chän cÊp phèi cña xi m¨ng nhiÒu cÊu tö cã khèi l­îng riªng lín M« h×nh to¸n m« t¶ hÖ: Nghiªn cøu ¶nh h­ëng cña c¸c yÕu tè c«ng nghÖ ®Çu vµo tíi tÝnh chÊt cña hÖ xi m¨ng nhiÒu cÊu tö cã khèi l­îng riªng lín ®­îc thùc hiÖn dùa trªn kÕt qu¶ kh¶o s¸t m« h×nh cña hÖ. Tõ kÕt qu¶ nghiªn cøu nªu trªn cña c¸c mÉu kh¶o s¸t, chóng em quyÕt ®Þnh lËp quy ho¹ch thùc nghiÖm bËc hai t©m xoay víi d¹ng ph­¬ng tr×nh ®­êng cong bËc hai ®Ó m« t¶ hÖ xi m¨ng nhiÒu cÊu tö cã khèi l­îng riªng lín. Víi môc tiªu lµ t×m cÊp phèi tèi ­u cña hÖ xi m¨ng nhiÒu cÊu tö cã khèi l­îng riªng lín, chóng em x©y dùng m« h×nh to¸n cho hÖ dùa trªn c¬ së lý thuyÕt cña ph­¬ng ph¸p quy ho¹ch th­c nghiÖm. KÕt qu¶ kh¶o s¸t cho thÊy tÝnh chÊt cña hÖ xi m¨ng nhiÒu cÊu tö cã khèi l­îng riªng lín bÞ chi phèi bëi: hµm l­îng vµ b¶n chÊt cña phô gia kho¸ng, phô gia siªu dÎo vµ thêi gian nghiÒn cña hÖ. Trong ®Ò tµi nµy, nh÷ng yÕu tè ®Çu vµo cña hÖ ®­îc nghiªn cøu lµ: TØ lÖ phô gia kho¸ng trong hÖ. TØ lÖ phô gia siªu dÎo so víi xi m¨ng. Thêi gian nghiÒn cïng cña hÖ. Kho¶ng biÕn thiªn cña c¸c biÕn ®Çu vµo nµy ®­îc x¸c ®Þnh th«ng qua c¸c nghiªn cøu th¨m dß s¬ bé. Ngoµi ra, ®Ó ®¬n gi¶n ho¸ viÖc tÝnh to¸n c¸c hÖ sè cña hµm môc tiªu m« t¶ tÝnh chÊt cña hÖ, ta tiÕn hµnh m· ho¸ c¸c biÕn ®Çu vµo. C¸c biÕn ®Çu vµo ®­îc m· ho¸ cã kho¶ng thay ®æi tõ: – a ®Õn: + a. Ngoµi ra cßn mét sè nh©n tè ®Çu vµo kh¸c cña hÖ ph¶i ®­îc gi÷ kh«ng ®æi trong suèt qu¸ tr×nh thÝ nghiÖm, nh­: Lo¹i vËt liÖu dïng trong thÝ nghiÖm. ThiÕt bÞ gia c«ng nguyªn vËt liÖu. §iÒu kiÖn, tr×nh tù thÝ nghiÖm. C¸c hµm môc tiªu cña hÖ gåm: C­êng ®é chÞu nÐn cña xi m¨ng nhiÒu cÊu tö cã khèi l­îng riªng lín. Khèi l­îng riªng cña xi m¨ng nhiÒu cÊu tö cã khèi l­îng riªng lín. Nh­ vËy ®Ó t×m ®­îc ph­¬ng tr×nh m« t¶ hÖ ta ph¶i thùc hiÖn quy ho¹ch thùc nghiÖm bËc hai t©m xoay, víi: Sè nh©n tè kh¶o s¸t: n= 3. Sè thÝ nghiÖm trong quy ho¹ch: N= 2n + 2*n + No Víi: 2n : lµ sè thÝ nghiÖm toµn phÇn bËc 1. 2*n : lµ sè thÝ nghiÖm t¹i ®iÓm sao. No : lµ sè thÝ nghiÖm lÆp tai t©m. VËy sè thÝ nghiªm trong quy ho¹ch lµ: N = 20. C¸c nh©n tè kh¶o s¸t trong quy ho¹ch: + Hµm l­îng phô gia tr¬ trong hÖ: X1. + Hµm l­îng phô gia siªu dÎo so víi xi m¨ng theo khèi l­îng: X2. + Thêi gian nghiÒn cña hÖ: X3. T­¬ng quan gi÷a c¸c gi¸ trÞ m· ho¸ víi gi¸ trÞ thùc sö dông trong quy ho¹ch ®­îc cô thÓ trong b¶ng 22. B¶ng 22: Mèi quan hÖ gi÷a biÕn thùc vµ biÕn m·. BiÕn sè ®Çu vµo BiÕn sè m· ho¸ Gi¸ trÞ thùc cña biÕn sè t­¬ng øng víi gia trÞ m· ho¸ –a –1 0 +1 +a TØ lÖ phô gia tr¬,% so víi tæng khèi l­îng hÖ X1 20 28 40 52 60 TØ lÖ phô gia siªu dÎo,% so víi xi m¨ng X2 1,159 1,5 2 2,5 2,841 Thêi gian nghiÒn,phót X3 20 30 45 60 70 M« h×nh to¸n cña hÖ cã d¹ng: q = b0 + C¸c hÖ sè cña ph­¬ng tr×nh ®­îc tÝnh to¸n theo c¸c hÖ sè thùc nghiÖm ®­îc cho trong b¶ng tra, ®©y lµ c¸c hÖ sè gÇn ®óng vµ ®­îc tÝnh riªng cho tõng d¹ng m« h×nh quy ho¹ch thùc nghiÖm. C¸c hÖ sè ®­îc ghi trong b¶ng 23 (tra theo tµi liÖu [10]). B¶ng 23: C¸c hÖ sè thùc nghiÖm. Sè nh©n tè: n Gi¸ trÞ ®iÓm sao: a C¸c hÖ sè A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7 3 1,682 0,1663 0,5688 0,8732 0,125 0,0625 0,0069 0,0568 C¸c hÖ sè cña ph­¬ng tr×nh håi quy m« t¶ hÖ ®­îc tÝnh to¸n theo c«ng thøc sau: bo = bi = bij = Víi: u i; u,i =1 3. bii = §Ó t×m ®­îc ph­¬ng tr×nh hµm to¸n m« t¶ hÖ, chóng em lËp ma trËn thùc nghiÖm nh­ trong b¶ng 24. B¶ng 24 – Ma trËn kÕ ho¹ch thùc nghiÖm TT BiÕn thùc BiÕn m· y X1 X2 X3 x1 x2 x3 x1x2 x1x3 x2x3 x21 x22 x23 1 28 1,5 60 –1 –1 +1 +1 –1 –1 +1 +1 +1 y1 2 28 2,5 60 –1 +1 +1 –1 –1 +1 +1 +1 +1 y2 3 52 1,5 60 +1 –1 +1 –1 +1 –1 +1 +1 +1 y3 4 52 2,5 60 +1 +1 +1 +1 +1 +1 +1 +1 +1 y4 5 28 1,5 30 –1 –1 –1 +1 +1 +1 +1 +1 +1 y5 6 28 2,5 30 –1 +1 –1 –1 +1 –1 +1 +1 +1 y6 7 52 1,5 30 +1 –1 –1 –1 –1 +1 +1 +1 +1 y7 8 52 2,5 30 +1 +1 –1 +1 –1 –1 +1 +1 +1 y8 9 20 2 45 –1,682 0 0 0 0 0 2,829 0 0 y9 10 60 2 45 1,682 0 0 0 0 0 2,829 0 0 y10 11 40 1,159 45 0 –1,682 0 0 0 0 0 2,829 0 y11 12 40 2,841 45 0 1,682 0 0 0 0 0 2,829 0 y12 13 40 2 20 0 0 1,682 0 0 0 0 0 2,829 y13 14 40 2 70 0 0 1,682 0 0 0 0 0 2,829 y14 15 40 2 45 0 0 0 0 0 0 0 0 0 y15 16 40 2 45 0 0 0 0 0 0 0 0 0 y16 17 40 2 45 0 0 0 0 0 0 0 0 0 y17 18 40 2 45 0 0 0 0 0 0 0 0 0 y18 19 40 2 45 0 0 0 0 0 0 0 0 0 y19 20 40 2 45 0 0 0 0 0 0 0 0 0 y20 Sau khi tÝnh to¸n vµ ®­a ra hµm to¸n m« t¶ hÖ, chóng em tiÕn hµnh kiÓm tra møc ¶nh h­ëng cña c¸c nh©n tè, tiÕn tíi lo¹i bá nh÷ng sè h¹ng kh«ng cã nghÜa theo chuÈn sè Student vµ kiÓm tra tÝnh t­¬ng hîp cña m« h×nh theo chuÈn sè Fisher. Sau khi kiÓm tra tÝnh t­¬ng hîp cña m« h×nh chóng em sö dông phÇn mÒm to¸n Maple 9 ®Ó xö lý sè liÖu, tõ ®ã ®­a ra cÊp phèi tèi ­u cho tõng lo¹i xi m¨ng nhiÒu cÊu tö cã khèi l­îng riªng lín. Trong ®Ò tµi nµy, chóng em thùc hiÖn kh¶o s¸t sù ¶nh h­ëng cña hai lo¹i phô gia tr¬ lµ: Barit vµ Inmenit ®Õn tÝnh chÊt cña xi m¨ng nªn cã hai hÖ, t­¬ng øng cã hai m« h×nh vµ cã hai ph­¬ng tr×nh hµm to¸n ®Ó m« t¶ hÖ. Sau ®©y, chóng em xin tr×nh bµy cô thÓ cho tõng hÖ. a) Ph­¬ng tr×nh hµm to¸n m« t¶ hÖ xi m¨ng nhiÒu cÊu tö sö dông phô gia tr¬ lµ: Barit. Gi¸ trÞ c­êng ®é nÐn cña c¸c mÉu thùc nghiÖm sö dông phô gia tr¬ lµ Barit ®­îc cho trong b¶ng 25. B¶ng 25: C­êng ®é cña c¸c mÉu thùc nghiÖm sö dông phô gia tr¬ lµ Barit TT Gi¸ trÞ biÕn m· C­êng ®é (N/mm2) X1 X2 X3 1 28 1,5 60 57,6 2 28 2,5 60 52,13 3 52 1,5 60 41,33 4 52 2,5 60 40,53 5 28 1,5 30 54,13 6 28 2,5 30 48,13 7 52 1,5 30 43,6 8 52 2,5 30 44,53 9 20 2 45 45,33 10 60 2 45 34,67 11 40 1,159 45 54,27 12 40 2,841 45 48,13 13 40 2 20 52,67 14 40 2 70 44,67 15 40 2 45 42,13 16 40 2 45 45,6 17 40 2 45 48,27 18 40 2 45 45,33 19 40 2 45 46,13 20 40 2 45 48 TÝnh to¸n c¸c hÖ sè cña ph­¬ng tr×nh håi quy: Gi¸ trÞ c¸c hÖ sè ®­îc tÝnh to¸n vµ ghi trong b¶ng 26. B¶ng 26: HÖ sè ph­¬ng tr×nh håi quy HÖ sè PTHQ Gi¸ trÞ cña hÖ sè HÖ sè PTHQ Gi¸ trÞ cña hÖ sè b0 46,29 b22 2,005 b1 4,388 b33 0,868 b2 -1,586 b12 1,45 b3 1,241 b13 1,717 b11 -1,954 b23 0,15 KiÓm tra kÕt qu¶ tÝnh to¸n theo phÇn mÒm Maple 9.01, ta ®­îc ph­¬ng tr×nh hµm to¸n m« t¶ hÖ nh­ sau: R28 = 46,28995716 – 4,387833637x1 – 1,954109854x12 –1,586402590x2 +2,004712728x22 + 1,241765415x3 + 0,8683185538x32 + 1,45x1x2 – 1,7175 x1x3 – 0,15 x2x3 – 0,2825 x1x2 x3. KÕt luËn: KÕt qu¶ xö lý b»ng phÇn mÒm Maple 9 cho thÊy: KÕt qu¶ tÝnh to¸n theo c«ng thøc lµ chÝnh x¸c. KiÓm tra tÝnh cã nghÜa cña c¸c hÖ sè theo chuÈn sè Student. §iÒu kiÖn: Ttt > Ttra.Víi Ttra ®­îc tra theo c¸c chØ sè: Møc cã nghÜa: p = 0,05. BËc tù do cña hÖ: fo = No – 1 = 6 – 1 = 5. Ta cã: Ttra = 2,57. KÕt qu¶ tÝnh to¸n c¸c hÖ sè ph­¬ng sai cña tõng sè h¹ng ®­îc ghi trong b¶ng 27. B¶ng 27: HÖ sè ph­¬ng sai cña c¸c sè h¹ng HÖ sè PTHQ Gi¸ trÞ Ttt cña hÖ sè HÖ sè PTHQ Gi¸ trÞ Ttt cña hÖ sè b0 76,92 b22 3,29 b1 11,00 b33 0,29 b2 3,97 b12 4,99 b3 3,11 b13 5,21 b11 2,78 b23 2,28 KÕt luËn: Sau khi kiÓm tra tÝnh cã nghÜa cña c¸c hÖ sè ta thÊy: cã hai hÖ sè kh«ng tho¶ m·n ®iÒu kiÖn cña chuÈn sè Student lµ: b23 vµ b33. Qua ®ã thÊy r»ng: T¸c ®éng t­¬ng hç cña phô gia siªu dÎo vµ thêi gian nghiÒn, thêi gian nghiÒn qu¸ lín kh«ng cã t¸c ®éng tíi hÖ lµ kh«ng ®¸ng kÓ. Nã kh«ng lµm thay ®æi tÝnh chÊt cña hÖ nhiÒu. KiÓm tra tÝnh t­¬ng hîp cña m« h×nh theo chuÈn sè: Fisher. §iÒu kiÖn: Ft < Ftra. Víi Ftra ®­îc tra theo c¸c chØ sè: Møc cã nghÜa: q = 9,05. BËc tù do cña hÖ: fo = 5. BËc tù do cßn l¹i: fad = foct – fo. Víi: -foct bËc d­ cña hÖ. -Foct = N– l. Trong ®ã: N : Sè thÝ nghiÖm, N = 20. L : Sè hÖ sè lo¹i bá trong kiÓm tra Student. Ftra = 4,7. Ft = 1,85. KÕt luËn: M« h×nh to¸n cña hÖ t­¬ng hîp so víi thùc tÕ. Sau ®©y lµ kÕt qu¶ xö lý b»ng phÇn mÒm Maple ®èi víi ph­¬ng tr×nh hµm to¸n m« t¶ hÖ xi m¨ng nhiÒu cÊu tö cã khèi l­îng riªng lín sö dông phô gia tr¬ lµ quÆng: Barit. T×m cùc ®¹i c­êng ®é: Hµm ®¹t cùc ®¹i t¹i: X1 = –1,682. X2 = –1,682. X3 = 1,682. Víi gi¸ trÞ cùc ®¹i cña hµm to¸n lµ: 69,068 N/mm2. H×nh 14: M« h×nh kh«ng gian t¹i X1 = 1,682 (phô gia tr¬ lµ quÆng Barit=60%) Víi môc tiªu chÕ t¹o ra lo¹i xi m¨ng nhiÒu cÊu tö cã khèi l­îng riªng lín, chóng em kh¶o s¸t hÖ khi l­îng phô gia tr¬ cho vµo lµ lín nhÊt, cô thÓ t¹i gi¸ trÞ X1 = 1,682, ®­îc gi¸ trÞ c­êng ®é lín nhÊt cña hÖ: 47,48 N/mm2. T¹i: X2 = 1,682 X3 = –1,682. NhËn thÊy, c­êng ®é xi m¨ng ®¹t m¸c 400, mµ khèi l­îng thÓ tÝch cña nã lµ lín nhÊt, nªn chän cÊp phèi cña xi m¨ng nhiÒu cÊu tö cã khèi l­îng riªng lín sö dông phô gia tr¬ lµ Barit lµ: X1 =1,682, X2 = 1,682, X3 =–1,682 CÊp phèi thùc cña mÉu lµ: XB-60-2,841-20 (60% Barit, 40% xi m¨ng, 2,841% siªu dÎo, thêi gian nghiÒn 20 phót). Trong c¸c phÇn sau ký hiÖu mÉu xi m¨ng cã cÊp phèi nµy lµ: X-B. b) Ph­¬ng tr×nh hµm to¸n m« t¶ hÖ xi m¨ng nhiÒu cÊu tö sö dông phô gia tr¬ lµ: Inmenit. Gi¸ trÞ c­êng ®é nÐn cña c¸c mÉu thùc nghiÖm sö dông phô gia tr¬ lµ Inmenit ®­îc cho trong b¶ng 28. B¶ng 28: C­êng ®é cña c¸c mÉu thùc nghiÖm sö dông phô gia tr¬ lµ Inmenit TT Gi¸ trÞ biÕn m· C­êng ®é (N/mm2) X1 X2 X3 1 28 1,5 60 50,4 2 28 2,5 60 39,33 3 52 1,5 60 28,13 4 52 2,5 60 13,87 5 28 1,5 30 51,2 6 28 2,5 30 43,73 7 52 1,5 30 44,89 8 52 2,5 30 38,2 9 20 2 45 48,6 10 60 2 45 38 11 40 1,159 45 51,96 12 40 2,841 45 45,72 13 40 2 20 41,07 14 40 2 70 46,67 15 40 2 45 50,67 16 40 2 45 47,2 17 40 2 45 49,87 18 40 2 45 48,27 19 40 2 45 51,33 20 40 2 45 51,47 TÝnh to¸n c¸c hÖ sè cña ph­¬ng tr×nh håi quy: Gi¸ trÞ c¸c hÖ sè ®­îc tÝnh to¸n vµ ghi trong b¶ng 29. B¶ng29: HÖ sè ph­¬ng tr×nh håi quy. HÖ sè PTHQ Gi¸ trÞ cña hÖ sè HÖ sè PTHQ Gi¸ trÞ cña hÖ sè b0 49,95 b22 -1,679 b1 -5,67 b33 -3,436 b2 -3,66 b12 -0,3 b3 -2,7 b13 -4,486 b11 -3,637 b23 -1,396 KiÓm tra kÕt qu¶ tÝnh to¸n b»ng tay theo phÇn mÒm Maple 9.01 ta ®­îc ph­¬ng tr×nh hµm to¸n m« t¶ hÖ nh­ sau: R28= 50,00582389-5,66684875x1-3,637213960x12 – 3,659743182x2 – 1,679010639x22 – 2,699526323x3 – 3,435738159x32 – 0,301250x1x2 – 4,48625x1x3 – 1,39625x2x3 – 0,49625x1 x2 x3 KÕt luËn: KÕt qu¶ xö lý b»ng phÇn mÒm Maple 9 cho thÊy: KÕt qu¶ tÝnh to¸n theo c«ng thøc chÝnh x¸c. KiÓm tra tÝnh cã nghÜa cña c¸c hÖ sè theo chuÈn sè Student. §iÒu kiÖn: Ttt > Ttra. Víi: Ttra theo c¸c chØ sè: Møc cã nghÜa: p = 9,05. BËc tù do cña hÖ: fo = No – 1 = 6 – 1 = 5. Ttra = 2.57 KÕt qu¶ tÝnh to¸n c¸c hÖ sè ph­¬ng sai cña tõng sè h¹ng ®­îc ghi trong b¶ng30. B¶ng 30: HÖ sè ph­¬ng sai cña c¸c sè h¹ng. HÖ sè PTHQ Gi¸ trÞ Ttt cña hÖ sè HÖ sè PTHQ Gi¸ trÞ Ttt cña hÖ sè b0 70,73 b22 7,33 b1 12,09 b33 2,28 b2 7,81 b12 7,94 b3 5,76 b13 3,65 b11 0,49 b23 7,5 KÕt luËn: Trong ph­¬ng tr×nh hµm to¸n m« t¶ hÖ cã hai hÖ sè kh«ng tho¶ m·n ®iÒu kiÖn cña chuÈn sè. §ã lµ: b11 vµ b33. Qua ®ã thÊy r»ng t¸c dông cña viÖc t¨ng thêi gian nghiÒn qu¸ l©u còng nh­ viÖc t¨ng hµm l­îng phô gia tr¬ qu¸ lín ®Òu kh«ng ¶nh h­ëng nhiÒu ®Õn tÝnh chÊt cña hÖ. KiÓm tra tÝnh t­¬ng hîp cña m« h×nh theo chuÈn sè: Fisher. §iÒu kiÖn: Ft < Ftra. Víi Ftra ®­îc tra theo c¸c chØ sè: Møc cã nghÜa: q = 0,05 BËc tù do cña hÖ: fo = 5 BËc tù do cßn l¹i: fad = foct – fo Víi: foct bËc d­ cña hÖ. Foct = N– l Trong ®ã: N: Sè thÝ nghiÖm, N = 20. l: Sè hÖ sè lo¹i bá trong kiÓm tra Student. Ftra = 4,7 Ft = 2,1 KÕt luËn: M« h×nh t­¬ng hîp víi thùc tÕ. Sau ®©y lµ kÕt qu¶ xö lý b»ng phÇn mÒm Maple ®èi víi ph­¬ng tr×nh hµm to¸n m« t¶ hÖ xi m¨ng nhiÒu cÊu tö cã khèi l­îng riªng lín sö dông phô gia tr¬ lµ quÆng: Inmenit. T×m cùc trÞ: Hµm to¸n m« t¶ hÖ cã gi¸ trÞ cùc ®¹i lµ: 54,27, t¹i: X1=–9,93, X2=–1,108, X3= 9,366 M« h×nh kh«ng gian cña hÖ t¹i gi¸ trÞ X1=1 ®­îc m« t¶ trªn h×nh 15. H×nh 15: M« h×nh kh«ng gian cña hÖ t¹i gi¸ trÞ X1 =1. Theo kÕt qu¶ trªn cïng víi môc tiªu lµ chÕ t¹o ra lo¹i xi m¨ng nhiÒu cÊu tö cã khèi l­îng riªng lín, chóng em tiÕn hµnh kh¶o s¸t hÖ b»ng phÇn mÒm Maple t¹i ®iÓm: X1 = 1. Chóng em thu ®­îc gi¸ trÞ c­êng ®é lín nhÊt cña hÖ lµ: 45,15 N/mm2 t¹i X2 = –0,69 ,X3= –0,85. Chóng em lùa chän cÊp phèi cña xi m¨ng nhiÒu cÊu tö cã khèi l­îng riªng lín sö dông phô gia tr¬ lµ Inmenit lµ: X1= 1, X2= 0, X3= 0 MÉu cã cÊp phèi thùc lµ: XE-52-2-45 (52% Inmenit, 48% xi m¨ng, 2% siªu dÎo, thêi gian nghiÒn 45 phót). Trong c¸c phÇn sau ký hiÖu mÉu xi m¨ng cã cÊp phèi nµy lµ: X-E. Kh¶o s¸t mét sè tÝnh chÊt cña xi m¨ng nhiÒu cÊu tö cã khèi l­îng riªng lín Tõ c¸c kÕt qu¶ cã ®­îc tõ phÇn 4.2.1, chóng em chän dïng hai lo¹i xi m¨ng: XB–60–2,841–20 (Ký hiÖu lµ X–B) vµ XE– 52–2–45 (Ký hiÖu lµ X–E). C¸c tÝnh chÊt c¬ lý cña hai lo¹i xi m¨ng trªn ®­îc tr×nh bµy trong b¶ng31. B¶ng 31: TÝnh chÊt c¬ lý cña xi m¨ng nhiÒu cÊu tö cã khèi l­îng riªng lín TT ChØ tiªu Lo¹i xi m¨ng X–E X–B 1 Thêi gian ®«ng kÕt ( phót ) – B¾t ®Çu – KÕt thóc 60 225 60 255 2 Khèi l­îng riªng ( g/cm3) 3,63 3,57 3 L­îng n­íc tiªu chuÈn ( % ) 15,13 14,13 4 C­êng ®é nÐn ( N/mm2) – Sau 1 ngµy – Sau 3 ngµy – Sau 7 ngµy – Sau 28 ngµy 20 28,6 34 45,5 18,7 27,4 33,8 44,6 5 §é æn ®Þnh thÓ tÝch (%) 4,3 5,1 NhËn xÐt: C¶ hai lo¹i xi m¨ng trªn ®Òu tho¶ m·n c¸c yªu cÇu kü thuËt vÒ thêi gian b¾t ®Çu kÕt thóc ®«ng kÕt vµ ®é æn ®Þnh thÓ tÝch, l­îng N/X thÊp, c­êng ®é cao (so víi tÝnh to¸n ®¹t 100,1% víi mÉu X–E vµ ®¹t 94,73% víi mÉu X–B). §Ó lµm râ b¶n chÊt ho¸ lý cña hai lo¹i xi m¨ng trªn, chóng em sö dông ph­¬ng ph¸p ph©n tÝch nhiÖt TGA–DTA. BiÓu ®å ph©n tÝch nhiÖt TGA–DTA cña c¸c mÉu X–E , X–B vµ mÉu ®èi chøng PC40–Bót S¬n ®­îc ®­a ra d­íi ®©y. H×nh 16. BiÓu ®å TGA–DTA cña mÉu PC40–Bót S¬n. H×nh 17. BiÓu ®å TGA–DTA cña mÉu X–E. H×nh 18. BiÓu ®å TGA–DTA cña mÉu X–B. Trong thêi gian ®Çu khi t¨ng nhiÖt ®é tõ 70oC÷250oC, ®­êng TGA thÓ hiÖn sù gi¶m khèi l­îng nhanh chãng, ®­êng DTA thÓ hiÖn ph¶n øng thu nhiÖt do sù mÊt n­íc liªn kÕt ho¸ lý cña c¸c hydr«silic¸t canxi. Tû lÖ gi¶m khèi l­îng ë mÉu ®èi chøng lµ 10,26%, lín h¬n so víi mÉu X–E (7,089%) vµ mÉu X–B (5,266%). Nguyªn nh©n lµ do mét hµm l­îng lín xi m¨ng ®· ®­îc thay thÕ bëi phô gia tr¬ nªn hµm l­îng hydr«silic¸t canxi trong c¸c mÉu X–E, X–B gi¶m xuèng so víi mÉu ®èi chøng. Trong kho¶ng nhiÖt ®é tõ 400oC÷500oC cã sù gi¶m khèi l­îng ®ét ngét cña c¸c mÉu do Ca(OH)2 bÞ ph©n huû. Tû lÖ gi¶m khèi l­îng ë mÉu ®èi chøng lµ 4,228%, lín h¬n so víi mÉu X–E (2,737%) vµ mÉu X–B (2,474%). KÕt qu¶ nµy cã ®­îc còng do trong thµnh phÇn xi m¨ng cã mét hµm l­îng lín phô gia tr¬. ë nhiÖt ®é tõ 500oC ®Õn 1000oC, qu¸ tr×nh gi¶m khèi l­îng nhá h¬n. Sù gi¶m khèi l­îng nµy lµ do qu¸ tr×nh ph©n huû c¸cbon¸t, sù mÊt n­íc liªn kÕt ho¸ häc trong c¸c m¹ng l­íi tinh thÓ cña s¶n phÈm CSH ë nhiÖt ®é cao. KÕt luËn C¸c kÕt qu¶ nghiªn cøu mét sè tÝnh chÊt cña c¸c mÉu xi m¨ng X–E (XE–52–2–45) vµ X–B (XB–60–1,159–20) cho thÊy, hai lo¹i xi m¨ng trªn ®Òu cã thÓ øng dông ®Ó chÕ t¹o bª t«ng siªu nÆng. Kh¶o s¸t mét sè tÝnh chÊt cña V÷A Vµ bª t«ng siªu nÆng sö dông xi m¨ng nhiÒu cÊu tö cã khèi l­îng riªng lín Bª t«ng siªu nÆng Bª t«ng siªu nÆng ®­îc chÕ t¹o trong ®Ò tµi sö dông cèt liÖu lín vµ cèt liÖu nhá lµ quÆng Barit Tuyªn Quang cã c¸c tÝnh chÊt nh­ ®· tr×nh bµy trong phÇn 3.1.4, vµ dïng xi m¨ng nhiÒu cÊu tö cã khèi l­îng riªng lín (X–B, X–E) võa ®­îc chÕ t¹o. Ký hiÖu mÉu bª t«ng sö dông xi m¨ng X–B lµ: BTX–B. Ký hiÖu mÉu bª t«ng sö dông xi m¨ng X–E lµ: BTX–E. Bª t«ng dïng trong ®Ò tµi cã cÊp phèi tÝnh cho mét M3 bª t«ng nh­ sau: B¶ng 32: CÊp phèi bª t«ng. Ký hiÖu mÉu Xi m¨ng cã KLR lín (kg) C¸t (kg) N­íc (kg) §¸ Barit (kg) §é sôt (mm) KLTT hçn hîp (t/m3) 5 – 10 10 – 20 BTX–B 625 825 221 537 1130 150 3,51 BTX–E 521 872 190 623 1308 160 3,67 Sau ®©y lµ mét vµi chØ tiªu c¬ b¶n cña bª t«ng Khèi l­îng thÓ tÝch cña bª t«ng C¸c mÉu bª t«ng b¶o d­ìng trong ®iÒu kiÖn m«i tr­êng Èm sau 28 ngµy ®­îc ®em c©n khèi l­îng, ®o kÝch th­íc vµ tÝnh to¸n khèi l­îng thÓ tÝch. KÕt qu¶ ®­îc ghi trong b¶ng 33. B¶ng 33: Khèi l­îng thÓ tÝch cña bª t«ng KÝ hiÖu mÉu KÝch th­íc mÉu Khèi l­îng mÉu (g) KLTT (g/cm3) a (mm) b (mm) c (mm) V (cm3) BTX–B 100,2 100,3 100,4 1009 3583,3 3,55 BTX–E 102 100,2 100,2 1024 3716,7 3,63 C­êng ®é nÐn C¸c mÉu bª t«ng ®­îc chÕ t¹o, b¶o d­ìng vµ kiÓm tra c­êng ®é ë c¸c tuæi 3,7,28 ngµy. KÕt qu¶ ®­îc ghi trong b¶ng 34. B¶ng 34: C­êng ®é cña bª t«ng Ký hiÖu mÉu R3(N/mm2) R7(N/mm2) R28(N/mm2) BTX–B 27,3 25,7 40 BTX–E 29,1 38 45,8 H×nh 19: Tèc ®é ph¸t triÓn c­êng ®é cña bª t«ng dïng xi m¨ng cã phô gia tr¬ lµ Barit vµ Inmenit NhËn xÐt: ë tuæi tõ 3 ®Õn 7 ngµy, tèc ®é ph¸t triÓn c­êng ®é cña hai lo¹i bª t«ng lµ nh­ nhau. ë tuæi tõ 7 ®Õn 28 ngµy, tèc ®é ph¸t triÓn c­êng ®é cã sù kh¸c biÖt râ rÖt. C­êng ®é bª t«ng tuæi 7 ngµy ®¹t ®­îc 66,99% khi sö dông phô gia tr¬ lµ Barit vµ ®¹t 56,16% khi sö dông phô gia tr¬ lµ Inmenit. Tèc ®é ph¸t triÓn c­êng ®é cña hai lo¹i bª t«ng sau tuæi 7 ngµy cã xu h­íng gi¶m nh­ng ®èi víi bª t«ng X–E tèc ®é ph¸t triÓn vÉn cßn cao. V× thÕ cÇn kh¶o s¸t sù ph¸t triÓn c­êng ®é cña mÉu X–E ë tuæi dµi ngµy h¬n. MÉu Ðp thö c­êng ®é vì theo c¸c ®­êng däc theo th©n mÉu vµ c¸c vÕt vì cã xu h­íng ¨n s©u vµo th©n m©u ë gi÷a nh­ h×nh 20. MÉu bª t«ng Barit MÉu bª t«ng Inmenit H×nh 20: MÉu sau khi thö c­êng ®é. NhËn thÊy, c¸c mÉu Inmenit vµ Barit ®Òu cã cïng mét kiÓu ph¸ ho¹i. C¸c vÕt nøt vì ®i trùc tiÕp qua cèt liÖu lín. Qua ®ã thÊy ®­îc c­êng ®é cña ®¸ bª t«ng lµ kh¸ lín vµ vïng chuyÓn tiÕp gi÷a cèt liÖu vµ ®¸ xi m¨ng cã liªn kÕt v÷ng ch¾c. §èi víi c¸c mÉu Inmenit c¸c vÕt nøt vì nµy xuÊt hiÖn ngay khi Ðp c¸c mÉu ë tuæi 3 ngµy, cßn c¸c mÉu Barit th× chØ xuÊt hiÖn ë tuæi 7 ngµy. Qua ®ã thÊy râ ®­îc c­êng ®é cña ®¸ xi m¨ng dïng phô gia tr¬ lµ Inmenit cao h¬n so víi ®¸ xi m¨ng dïng phô gia tr¬ lµ Barit. C¸c t¸c gi¶ [12,13] ®­a bét Barit nghiÒn mÞn vµo hçn hîp bª t«ng trong qu¸ tr×nh nhµo trén víi hµm l­îng 30%. TÝnh chÊt cña bª t«ng ®­îc nªu trong b¶ng 35. B¶ng 35: C­êng ®é cña bª t«ng MÉu ChÊt kÕt dÝnh (kg) Cèt liÖu (kg) N­íc (l/m3) Phô gia siªu dÎo (kg/m3) N­íc (l/m3) C­êng ®é nÐn (N/mm2) Khèi l­îng thÓ tÝch (g/cm3) §é sôt (cm) 1 515 2372 243 - 243 333 2,93 4,5 2 550 2905 164 5,5 164 360 3,55 7 So s¸nh víi kÕt qu¶ cña c¸c t¸c gi¶ trªn nhËn thÊy, mÆc dï cã hµm l­¬ng cèt liÖu n¨ng nghiÒn mÞn lín h¬n (52% hoÆc 60%) vµ tÝnh c«ng t¸c tèt h¬n (§é sôt S=15 cm), khèi l­îng thÓ tÝch cao h¬n nh­ng c­êng ®é cña c¸c mÉu bª t«ng BTX–B, BTX–E ®Òu lín h¬n so víi mÉu bª t«ng cã hµm l­îng Barit nghiÒn mÞn lµ 30% [11, 12]. §iÒu ®ã cho thÊy râ ­u thÕ cña lo¹i xi m¨ng nhiÒu cÊu tö cã khèi l­îng riªng lín nµy. Kh¶ n¨ng chèng thÊm n­íc cña bª t«ng Kh¶ n¨ng chèng thÊm cña bª t«ng lµ mét tÝnh chÊt quan träng cña bª t«ng. Nã thÓ hiÖn ®é bÒn l©u cña bª t«ng, kh¶ n¨ng chèng thÊm cµng cao th× ®é bÒn cña bª t«ng cµng cao. Kh¶ n¨ng chèng thÊm cña bª t«ng phô thuéc vµo cÊu tróc cña nã. Khi cÊu tróc cña bª t«ng cµng ®Æc ch¾c th× kh¶ n¨ng chèng thÊm cµng cao. Thùc chÊt, n­íc chØ thÊm ®­îc qua bª t«ng th«ng qua c¸c lç rçng trong bª t«ng, cô thÓ lµ c¸c lç rçng mao qu¶n th«ng nhau trong bª t«ng. C¸c lç rçng nµy lµ c¸c lç rçng trong ®¸ xi m¨ng, c¸c lç rçng vµ c¸c vÕt nøt tÕ vi trong vïng chuyÓn tiÕp cña ®¸ xi m¨ng vµ cèt liÖu. Kh¶ n¨ng chèng thÊm cña bª t«ng ®­îc ®¸nh gi¸ th«ng qua ®é thÊm cña nã, vµ nã cã thÓ ®­îc biÓu diÔn b»ng: hÖ sè thÊm K – hÖ sè thÊm D’Arcy. HÖ sè thÊm nµy ®­îc tÝnh to¸n theo biÓu thøc: Víi: Q: L­u l­îng thÊm qua mÉu (M3/s). K: HÖ sè thÊmD’Arcy (m/s). S: DiÖn tÝch bÒ mÆt mÉu chÞu ¸p lùc (m2). P: §é chªnh lÖch ¸p suÊt gi÷a hai bÒ mÆt mÉu, tinh b»ng cét n­íc (m). h: ChiÒu cao cña mÉu (m). HÖ sè thÊm cña bª t«ng ®­îc ghi trong b¶ng 36. B¶ng 36: HÖ sè thÊm cña bª t«ng siªu nÆng trong ®Ò tµi Lo¹i mÉu DiÖn tÝch thÊm (m2) ChiÒu cao thÊm (m) L­u l­îng thÊm (g) ¸p lùc thÊm (atm) Thêi gian thÊm (s) HÖ sè thÊm (m/s) BTX–B 0,01 0,1 4,33 20 21600 10,02x10-12 BTX–E 0,01 0,1 2 27,5 10800 6,73x10-12 Theo b¶ng trªn, ta thÊy bª t«ng ®óc b»ng xi m¨ng X–E cã kh¶ n¨ng chèng thÊm cao h¬n. So s¸nh víi bª t«ng sö dông phô gia kho¸ng ho¹t tÝnh cã c­êng ®é t­¬ng ®­¬ng (xem B¶ng 36 lÊy tõ tµi liÖu [16]) thÊy bª t«ng sö dông phô gia kho¸ng ho¹t tÝnh cã hÖ sè thÊm n­íc thÊp h¬n. Song, so víi bª t«ng kh«ng sö dông phô gia kho¸ng th× bª t«ng siªu nÆng cã hÖ sè thÊm n­íc b»ng hoÆc thÊp h¬n, mÆc dï dïng Ýt xi m¨ng h¬n. B¶ng 36. HÖ sè thÊm n­íc vµ c­êng ®é cña bª t«ng nÆng sö dông tro trÊu [16] Ký hiÖu mÉu XM (kg) Tro trÊu (kg) N­íc (kg) C¸t vµng (kg) §¸ bazalt (kg) §é sôt (mm) R28 (daN/cm2) HÖ sè thÊm (m/s) 5 – 10 10 – 20 CT2 350 0 207 838 340 711 50 340 10,5x10-12 CT3 297,5 52,5 207 823 334 698 40 430 2,4x10-12 V÷a tr¸t V÷a tr¸t ®­îc kh¶o s¸t trong ®Ò tµi sö dông c¸t Barit ®­îc chuÈn bÞ vµ cã tÝnh chÊt c¬ lý nh­ trong phÇn 3.1.4 vµ xi m¨ng nhiÒu cÊu tö cã khèi l­îng riªng lín võa ®­îc chÕ t¹o. MÉu v÷a tr¸t dïng xi m¨ng nhiÒu cÊu tö cã khèi l­îng riªng lín dïng phô gia tr¬ lµ Barit vµ Inmenit ®­îc kÝ hiÖu lÇn l­ît lµ: VTX–B vµ VTX–E. CÊp phèi v÷a cã cïng tÝnh c«ng t¸c ®­îc tr×nh bµy trong b¶ng 37. B¶ng 37: CÊp phèi v÷a tÝnh cho 1 m3 Lo¹i v÷a C¸t (kg) Xi m¨ng (kg) N­íc (kg) §é lón cña chuú (cm) VTX–B 3111,1 813,3 390 8 VTX–E 3111,1 793,3 350 8 MÉu v÷a ®­îc chÕ t¹o vµ b¶o d­ìng theo tiªu chuÈn TCVN 3121–1979 vµ ®­îc dïng ®Ó kh¶o s¸t c¸c tÝnh chÊt c¬ lý. C­êng ®é nÐn cña v÷a tr¸t C¸c mÉu sau khi ®­îc chÕ t¹o ®­îc ®em ®i b¶o d­ìng trong ®iÒu kiÖn Èm vµ ®­îc x¸c ®Þnh c­êng ®é nÐn theo tiªu chuÈn ë c¸c tuæi: 1,3,7,28 ngµy. C­êng ®é cña v÷a ®­îc ghi trong b¶ng 38. B¶ng 38: Sù ph¸t triÓn c­êng ®é cña v÷a Lo¹i v÷a R1 (N/mm2) R3 (N/mm2) R7 (N/mm2) R28 (N/mm2) VTX–B 2,24 10,92 17,2 19,64 VTX–E 2,64 13,48 19,8 21,88 NhËn xÐt: Tèc ®é ph¸t triÓn c­êng ®é cña c¸c mÉu v÷a ë tuæi ng¾n ngµy rÊt nhanh, sau ®ã gi¶m dÇn. §Õn tuæi 7 ngµy, c­êng ®é cña chóng ®· ®¹t trªn 85% c­êng ®é tuæi 28 ngµy. Nh­ng mÉu VTX–E cã c­êng ®é cao h¬n so víi mÉu VTX–B, vµ tèc ®é ph¸t triÓn c­êng ®é cña c¸c mÉu ë tuæi ng¾n ngµy cña VTX–E còng cao h¬n. H×nh 21: Tèc ®é ph¸t triÓn c­êng ®é cña v÷a tr¸t. Khèi l­îng thÓ tÝch cña v÷a tr¸t C¸c mÉu v÷a sau khi ®­îc chÕ t¹o vµ ®­îc b¶o d­ìng trong m«i tr­êng Èm ®Õn tuæi 28 ngµy ®­îc ®em x¸c ®Þnh khèi l­îng thÓ tÝch. KÕt qu¶ ®­îc ghi trong b¶ng 39. B¶ng 39: Khèi l­îng thÓ tÝch cña v÷a tr¸t. Lo¹i v÷a KÝch th­íc mÉu (cm) ThÓ tÝch (cm3) Khèi l­îng mÉu (g) KLTT (g/cm3) a b h VTX–B 5,1 5 5 127,5 344 2,69 VTX–E 5,06 5,06 5 128,18 348,5 2,72 NhËn xÐt: Khèi l­îng thÓ tÝch cña v÷a tr¸t chÕ t¹o tõ hai lo¹i xi m¨ng cã khèi l­îng riªng lín võa chÕ t¹o còng lín h¬n so víi v÷a cã cïng thµnh phÇn nh­ng sö dông ph­¬ng ph¸p trén chung (KLTT= 2,624 g/cm3 [11]). PhÇn iii KÕt luËn vµ kiÕn nghÞ A. KÕt luËn B»ng ph­¬ng ph¸p ho¹t ho¸ c¬–ho¸, ta cã thÓ chÕ t¹o ®­îc xi m¨ng nhiÒu cÊu tö cã khèi l­îng riªng lín trªn c¬ së xi m¨ng s½n cã t¹i c¸c nhµ m¸y vµ nguån nguyªn liÖu quÆng cã khèi l­îng riªng lín cã trong n­íc. Lo¹i xi m¨ng nµy cã c­êng ®é t­¬ng ®­¬ng xi m¨ng ban ®Çu, víi l­îng n­íc tiªu chuÈn gi¶m kho¶ng 40 ÷ 50% vµ khèi l­îng riªng t¨ng kho¶ng 15÷17% so víi xi m¨ng poãc l¨ng. Tõ lo¹i xi nhiÒu cÊu tö cã khèi l­îng riªng lín vµ c¸t nÆng ®­îc chÕ t¹o tõ quÆng Barit cã thÓ chÕ t¹o ®­îc v÷a tr¸t cã tÝnh c«ng t¸c tèt, cã c­êng ®é chÞu nÐn ®¹t ®Õn 21,88 daN/cm2 vµ khèi l­îng thÓ tÝch 2,69÷2,72 g/cm3. Tõ lo¹i xi nhiÒu cÊu tö cã khèi l­îng riªng lín nµy vµ cèt liÖu nÆng tõ quÆng Barit, cã thÓ chÕ t¹o ®­îc c¸c lo¹i bª t«ng siªu nÆng cã khèi l­îng thÓ tÝch 3600÷3800 kg/m3, c­êng ®é 400 daN/cm2. Hçn hîp bª t«ng cã tÝnh c«ng t¸c tèt (®é sôt =15 cm) mµ kh«ng bÞ ph©n tÇng, t¸ch n­íc. HÖ sè thÊm n­íc tõ 6,73.10-12÷10,02. 10-12. Nh­ vËy, xi m¨ng nhiÒu cÊu tö cã khèi l­îng riªng lín ®· thÓ hiÖn ­u ®iÓm v­ît tréi cña nã so víi ph­¬ng ph¸p sö dông bét cèt liÖu nÆng nghiÒn mÞn ®­a vµo trong qu¸ tr×nh trén bª t«ng. B. KiÕn nghÞ Më réng kÕt qu¶ nghiªn cøu víi c¸c lo¹i phô gia siªu dÎo, phô gia tr¬ tõ c¸c lo¹i quÆng cã khèi l­îng riªng lín kh¸c ®Ó t×m ®­îc c¸c c¸ch phèi hîp tèi ­u cho tõng lo¹i cô thÓ. Më réng nghiªn cøu xi m¨ng nhiÒu cÊu tö cã khèi l­îng riªng lín cã sö dông phô gia kho¸ng ho¹t tÝnh. Sö dông c¸c ph­¬ng ph¸p ph©n tÝch hiÖn ®¹i ®Ó hiÓu râ c¸c t¸c dông phô trong qu¸ tr×nh nghiÒn t¸c ®éng ®Õn c¸c tÝnh chÊt cña hÖ CKD nµy. §©y còng lµ mét h­íng ®Ó chÕ t¹o c¸c lo¹i xi m¨ng m¸c cao vµ cã khèi l­îng riªng lín trªn nguån nguyªn liÖu s½n cã trong n­íc. TµI liÖu tham kh¶o 1. Gi¸o tr×nh chÊt kÕt dÝnh–Bé m«n c«ng nghÖ vËt liÖu x©y dùng. 2. NguyÔn TÊn Quý – NguyÔn ThiÖn RuÖ –Gi¸o tr×nh c«ng nghÖ bª t«ng xi m¨ng I–Nhµ xuÊt b¶n gi¸o dôc. 3. Phïng V¨n Lù, Ph¹m Duy H÷u, Phan Kh¾c TrÝ - Gi¸o tr×nh vËt liÖu x©y dùng – Nhµ xuÊt b¶n gi¸o dôc 1997 4. TrÇn Quèc To¸n– D­¬ng §¨ng TuÊn - Nghiªn cøu mét sè tÝnh chÊt cña xi m¨ng siªu dÎo ho¸– §å ¸n tèt nghiÖp– §¹i häc X©y dùng– 6/2004. 5. NguyÔn Hång S¬n - Nghiªn cøu chÕ t¹o chÊt kÕt dÝnh cã l­îng dïng n­íc thÊp sö dông cho bª t«ng c­êng ®é cao–LuËn v¨n th¹c sü– §¹i häc X©y dùng 2003. 6. NguyÔn Xu©n L©m - Nghiªn cøu chÕ t¹o v÷a vµ bª t«ng c¶n x¹ tõ vËt liÖu Barit vµ Limanhit ViÖt Nam cho c¸c c«ng trißnh phßng chiÕu chôp X–quang. –LuËn v¨n th¹c sü– §¹i häc X©y dùng 2003. 7. TS. TrÇn Ngäc TÝnh - Nghiªn cøu thiÕt kÕ cÊp phèi bª t«ng rÊt nÆng sö dông cèt liÖu quÆng Barit Tuyªn Quang, xi m¨ng Bót S¬n PC40 dïng trong c¸c c«ng tr×nh c¶n x¹ ë ViÖt Nam - §Ò tµi nghiªn cøu- 2004. 8. TrÇn Lª Th¾ng - Nghiªn cøu chÕ t¹o bª t«ng ®Æc biÖt nÆng c¶n phãng x¹ sö dông trong x©y dùng Nhµ m¸y ®iÖn h¹t nh©n ë ViÖt Nam–LuËn v¨n tèt nghiÖp– §¹i häc X©y dùng 2004. 9. Ngä V¨n To¶n, TrÇn §øc Trung - Nghiªn cøu ¶nh h­ëng cña phô gia tro trÊu vµ phô gia siªu dÎo ®Õn tÝnh chÊt cña hå, v÷a vµ bª t«ng - LuËn v¨n tèt nghiÖp– §¹i häc X©y dùng 2003. 10. Akhnazarova, S. L, Kapharove - Tèi ­u ho¸ thùc nghiÖm trong ho¸ häc vµ c«ng nghiÖp ho¸ häc - Moskva, 1978. 11. NguyÔn Minh TuyÓn – Ph¹m V¨n Thiªm - Kü thuËt hÖ thèng c«ng nghÖ ho¸ häc – Nhµ xuÊt b¶n Khoa häc vµ Kü thuËt Hµ Néi, 1997, TËp 1. 12. Kho¸ng s¶n ViÖt Nam – ViÖn Khãang s¶n. 13 Kho¸ng vËt vµ th¹ch häc – NguyÔn Minh Gi¸m – Nhµ xuÊt b¶n X©y Dùng – 1991. 14 ChØ dÉn chän thµnh phÇn bª t«ng c¸c lo¹i – Bé X©y dùng, Nhµ xuÊt b¶n X©y dùng, Hµ Néi, 2000. 15 TrÇn Quèc B¶o – ChÊt trî nghiÒn vµ hiÖu qu¶ trong nghµnh c«ng nghiÖp xi m¨ng – th«ng tin khoa häc kü thuËt xi m¨ng – 1997. 16 Durability of hight unit weight and hight strength iron ore aggregate mortar and concrete – China institute of water resources and hydropower research. 17 Properties of heavyweight concrete produced with Barite – Osmangazi University. 18 Hight strength concrete – ASCE. 19 R.A. Boulton - Innovation and creating with magnetite high density aggregate. 20 Power T.C., Brownyardt.L. - Hight strength concrete from low water demand cement. 21 Taylor – H.F.W – The chemistry of cements – academic Press – London – 1964. 22 Cheng-Yi Huang and R.F. Feldman, “Influence of Silica Fume on the Microstructural Development in Cement Mortars”, Cement and Concrete Research, Vol.15, 1985, pp.285-291. 23 J.A. Larbi, “Microstructural of the Intefacial Zone Around Aggregate Particles in Concrete”, Heron, Delft, 1993. 24 C128-97 Standard Test Method for Specific Gravity and Absorption of Fine Aggregate. 25 C127-88 Standard Test Method for Specific Gravity and Absorption of Coarse Aggregate.