Trong Nghiên cứu ảnh hưởng của việc phối trộn cát sông với cát thạch anh đến đặc tính của bê tông siêu tính năng, nhóm nghiên cứu đã phát hiện ra sự biến đổi cường độ chịu nén, cường độ chịu kéo trực tiếp, cường độ chịu kéo khi uốn của bê tông siêu tính năng (UHPC) theo các tỷ lệ phối trộn khác nhau của cát sông và cát thạch anh đã được phân tích.
Kết quả nghiên cứu cho thấy, với điều kiện vật liệu địa phương, kỹ thuật trộn và phương pháp bảo dưỡng thích hợp thì vẫn có thể chế tạo được bê tông siêu tính năng với cường độ chịu nén, kéo, uốn đạt ngưỡng 125/8/15 MPa với cốt liệu hoàn toàn bằng cát sông. Hơn nữa, khi sử dụng cốt liệu RS để thay thế một phần hoặc toàn bộ QS trong chế tạo UHPC không những đem lại hiệu quả trong việc ứng dụng rộng rãi loại bê tông này vào thực tế xây dựng mà còn có ý nghĩa trong việc giảm thiểu các tác động bất lợi đến môi trường Bê tông siêu tính năng cao (Ultra-high performance concrete hay viết tắt là UHPC) là một loại vật liệu mới được nghiên cứu và phát triển trên thế giới từ năm 1990.
Với điều kiện vật liệu địa phương, kỹ thuật trộn và phương pháp bảo dưỡng thích hợp thì vẫn có thể chế tạo được bê tông siêu tính năng với cường độ chịu nén, kéo, uốn đạt ngưỡng 125/8/15 MPa với cốt liệu hoàn toàn bằng cát sông.
Tính năng nổi bật của loại bê tông này là có cường độ chịu nén từ 120 đến 200 MPa, cường độ chịu kéo trực tiếp, chịu uốn tăng cao, khả năng chịu tác động va chạm, chịu tải trọng lặp rất lớn và đặc biệt loại bê tông này còn được đặc trưng bởi độ cứng và độ bền cực kỳ cao. Thành phần cơ bản của UHPC bao gồm xi măng, silica fume, cát thạch anh, phụ gia siêu dẻo, cốt sợi và nước.
So với các loại bê tông khác, UHPC có tỷ lệ nước-xi măng W/C nhỏ hơn 0,25. Cát thạch anh được cho là sự lựa chọn tiêu biểu trong vai trò cốt liệu trong công nghệ chế tạo UHPC, tuy nhiên trữ lượng loại vật liệu này ở Việt Nam không nhiều, ngoài một số mỏ nằm sâu trong nội địa, phần còn lại phân bố rải rác dọc theo duyên hải các tỉnh Quảng Ninh, Quảng Trị, Huế, Đà Nẵng, Gia Lai, Đắk Lắk, Khánh Hòa… Đặc điểm nổi bật của loại vật liệu này là độ cứng lớn, hình dạng hạt có độ tròn cao và bề mặt góc cạnh, ít hàm lượng tạp chất, kích cỡ hạt đồng đều, với những yếu tố này khi sử dụng QS làm cốt liệu trong chế tạo bê tông sẽ giảm thiểu lỗ rỗng và khuyết tật xuất hiện tại vùng chuyển tiếp ITZ, đồng thời giúp cường độ bê tông tăng cao. Tuy nhiên, việc khai thác cát tự nhiên ồ ạt gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến địa mạo và môi trường.
Để khắc phục vấn đề trên nhóm nghiên cứu đã dùng vật liệu RS phối trộn với QS với những tỷ lệ khác nhau để làm cốt liệu trong chế tạo UHPC. Cát sông được khai thác tự nhiên từ triền sông nên các hình dạng loại cốt liệu này chịu ảnh bởi đặc điểm của dòng chảy, nhìn chung có bề mặt trơn nhẵn, dạng tròn cạnh hoặc bán tròn. Những yếu tố này tác động quyết định đến đặc tính làm việc của bê tông tươi và bê tông đã đông cứng. Cấp phối bê tông sử dụng cát sông RS trong đã được nghiên cứu cả trong và ngoài nước. Nhìn chung, các tài liệu đưa ra các quy định và yêu cầu cơ bản đối với RS về việc lựa chọn thành phần hạt, kích cỡ hạt để có được hỗn hợp đồng nhất, đặc sít và liên tục khi phối với các cỡ hạt khác.
Khi sử dụng RS làm cốt liệu, độ rỗng trong hỗn hợp bê tông tăng lên do hàm lượng hạt thoi dẹt trong RS nhiều hơn so với cát thạch anh. Nếu muốn giữ nguyên độ đặc sít của các thành phần vật liệu khoáng với mục đích thỏa mãn các yêu cầu về tính công tác, độ bền và cường độ của bê tông thì việc thiết kế điều chỉnh cấp phối phù hợp với loại vật liệu này để đạt được những tính năng mong muốn của hỗn hợp là hết sức cần thiết.
Ở Việt Nam, cát sông được sử dụng rộng rãi trong lĩnh vực xây dựng và đã có tiêu chuẩn hướng dẫn TCVN 7570:2006 - Cốt liệu cho bê tông và vữa [1]. Nhìn chung, nghiên cứu và ứng dụng RS trong bê tông thường và bê tông cường độ cao đã tương đối toàn diện khi nó làm cốt liệu trung gian mà cấp hạt lớn nhất là đá nghiền nằm ngoài miền cát theo tiêu chuẩn trên. Tuy nhiên, việc sử dụng RS trong bê tông UHPC vẫn chưa được nghiên cứu đầy đủ tại Việt Nam và trên thế giới.
Buildata xin giới thiệu Bài “Nghiên cứu ảnh hưởng của việc phối trộn cát sông với cát thạch anh đến đặc tính của bê tông siêu tính năng” của nhóm tác giả Bùi Thị Ninh; Nguyễn Trọng Tâm; Phạm Ngọc Sáng; Nguyễn Chí Tài; Vũ Việt Hưng (Trường Đại học Giao thông Vận tải TP Hồ Chí Minh; Viện Quy hoạch Xây dựng Miền Nam; Phân hiệu tại TP Hồ Chí Minh Trường Đại học Giao thông Vận tải). Nhóm nghiên cứu đã tiến hành thí nghiệm trên cấp phối bê tông đã được thiết kế điều chỉnh trên nền cấp phối hạt mịn M2Q, áp dụng vào điều kiện vật liệu địa phương Việt Nam.
Xem chi tiết Bài nghiên cứu TẠI ĐÂY:
Buildata
