Thông tin chuyên ngành Vật liệu xây dựng Việt Nam

Bê tông

Bê tông làm từ cát biển và nước biển

(30/11/2017 3:32:10 PM) Đây là vấn đề được đề cập trong một đề tài nghiên cứu khoa học của nhóm tác giả PGS.TS Vũ Ngọc Anh, Ths Đào Kim Thành (trường Đại học Xây dựng Miền Trung) và NCS. Nguyễn Thanh Thản (Viện Khoa học công nghệ Xây dựng). Từ nghiên cứu thực nghiệm, nhóm tác giả đề xuất chế tạo các loại bê tông có cấp độ bền từ B15 đến B45 từ cát biển, nước biển, nhưng thay thế cốt thép thông thường bằng cốt sợi thủy tinh GFRP.


Các nhà khoa học nghiên cứu thực nghiệm tại trường Đại học Xây dựng miền Trung.

Nhóm nghiên cứu đã thí nghiệm, quan sát độ ăn mòn, xác định đặc trưng cơ học của thép và GFRP khi ngâm chúng trong môi trường xâm thực nước biển. Đồng thời, thí nghiệm dầm bê tông cát biển đặt cốt thép và cốt GFRP trong môi trường xâm thực nước biển, đánh giá khả năng chịu uốn ở những thời điểm ăn mòn khác nhau.

Cụ thể, tại phòng thí nghiệm trường Đại học xây dựng Miền Trung, những thanh thép và thanh cốt sợi thuỷ tinh GFRP đường kính f10 được cắt có chiều dài 60cm rồi ngâm vào nước biển theo kiểu nửa khô nửa ướt (30cm ngâm dưới nước, 30cm còn lại trên mực nước).

Quan sát bằng mắt thường thấy sau 2 đến 3 ngày các thanh thép bắt đầu có màu đỏ của gỉ sắt xuất hiện ở vài vị trí gần phần tiếp giáp mực nước, những thanh GFRP không có biểu hiện gì đặc biệt.

Sau thời gian 3 tháng, phần phía trên thanh thép trong vùng 15cm đến 20cm chuyển hoàn toàn sang màu đỏ. Nhiều vị trí xuất hiện các vảy cứng có kích thước 0,5mm đến 1mm. Phần vảy cứng này do thép bị ăn mòn vào sâu nên lớp gỉ dày tạo thành vảy cứng.

Sau 6 tháng, trên bề mặt cốt thép ở phần tiếp giáp mực nước hiện tưởng gỉ phát triển mạnh, phần thép ngập nước có một lớp màng mỏng màu nâu đỏ bám kín bề mặt, khi rửa sạch và quan sát thấy có các lỗ nhỏ do ăn mòn bởi ion clo. Các thanh cốt GFRP vẫn không thay đổi màu.

Sau mỗi chu kỳ 3 tháng, 6 tháng, 12 tháng, nhóm nghiên cứu lấy 3 thanh thép và 3 thanh GFRP làm thí nghiệm chịu kéo.
 

Thí nghiệm uốn dầm.

Thí nghiệm cho thấy: Sau 3 tháng ngâm trong nước biển, các chỉ tiêu cơ học của thép và GFRP khi kéo không có gì thay đổi. Sau 6 tháng thí nghiệm ăn mòn giới hạn chảy của thép thí nghiệm giảm khoảng 2%, nhưng giới hạn bền giảm 6,1%. Sau 12 tháng, giới hạn chảy giảm 4,9%, nhưng giới hạn bền giảm 15,3%. Ngược lại, với GFRP khi ngâm trong môi trường xâm thực thì dấu hiệu suy giảm cường độ kéo không rõ ràng.

Để xác định hao hụt đường kính thép, nhóm đã cắt 10mm dài tại vị trí ăn mòn mạnh nhất và rửa sạch, sau đó cân rối so sánh với thời điểm trước khi ăn mòn. Kết quả cho thấy cho thấy sau 3 tháng không ghi nhận được sự sụt giảm trọng lượng, sau 6 tháng trọng lượng giảm 4,9% tương đương giảm 0,25% đường kính. Sau 12 tháng trọng lượng giảm 14%, tương đương giảm 0,81% đường kính.

Kết quả nghiên cứu trên cũng phù hợp với nghiên cứu đã công bố trước đây cho biết thép CT3 có thể bị ăn mòn khoảng 52,3μm/năm tại vùng biển Khánh Hoà, 41,4μm/năm tại Kiên Giang, 39,3μm/năm tại Vinh, 31,46μm/năm tại Hải Phòng. Ngược lại với thép thì với GFRP không có hiện tượng hư hại bề mặt do xâm thực nước biển.

Thí nghiệm trên có thể khẳng định đặc tính ưu việt của GFRP là không bị suy giảm cường độ và suy giảm diện tích tiết diện trong môi trường xâm thực mặn.

Từ kết quả nghiên cứu trên, nhóm tác giả tiếp tục chế tạo dầm bê tông cốt thép và dầm bê tông cốt GFRP từ cát biển, với thành phần cấp phối B30.

Theo đó, 6 cặp dầm (3 cặp bê tông cốt thép và 3 cặp GFRP) được gia tải và thí nghiệm ngâm trong bể nước biển. Các dầm này được đặt trong môi trường xâm thực nước biển theo hai chế độ, chế độ ngâm chìm trong nước biển và chế độ khô ướt.

Sau 6 tháng (dự kiến sẽ nghiên cứu tiếp sau 12 tháng và 18 tháng) dầm bê tông cốt thép và dầm bê tông cốt GFRP được mang ra thí nghiệm uốn để đánh giá khả năng chịu lực, sau đó quan sát cốt thép cũng như GFRP bị ăn mòn.

Kết quả cho thấy, về mặt chịu lực, dầm bê tông cốt thép và dầm bê tông cốt GFRP sau 6 tháng thí nghiệm trong môi trường xâm thực nước biển vẫn chưa có dấu hiệu suy giảm khả năng chịu lực.

Với dầm bê tông cốt GFRP khi ngâm trong nước biển dường như cho khả năng chịu lực cao hơn dầm ở môi trường khô và khô – ướt. Lý do có thể là bê tông ngâm nước cho phát triển cường độ cao hơn khi bê tông không ngâm.

Sau khi thí nghiệm, dầm tiếp tục được phá bỏ bê tông để quan sát bề mặt cốt thép. Đối với thép của dầm ngâm trong nước biển và dầm đặt phía trên trên mực nước chịu tác dụng của môi trường khô – ướt thì đều xuất hiện sự ăn mòn cốt thép tại vị trí vết nứt của dầm.
 
Cốt GFRP và cốt thép sau khi được phá bỏ bê tông.
 
Riêng đối với các thanh GFRP trong hai dầm ngâm trong nước biển và môi trường ướt khô vẫn giữ được màu trắng như ban đầu.

Qua thí nghiệm hai loại dầm cho thấy với dầm bê tông cốt thép, mặc dù ăn mòn chưa đủ để làm suy giảm khả năng chịu lực nhưng qua quan sát sự hình thành và phát triển của ăn mòn trên bề mặt cốt thép, có thể khẳng định là với chiều dày lớp bê tông bảo vệ 50mm theo tiêu chuẩn TCVN 9346-2012 thì cốt thép chịu lực trong dầm vẫn nhanh chóng bị ăn mòn bởi các vết nứt do co ngót, do ngoại lực gây ra… Ngược lại với dầm bê tông cốt sợi GFRP thì hoàn toàn không bị ăn mòn.

Từ nghiên cứu trên, nhóm tác giả nhận định, trong những trường hợp đặc biệt như ở nơi đảo xa, khan hiếm vật liệu không nhiễm mặn hay vì lý do kinh tế, chúng ta có thể dùng cát biển và nước biển để chế tạo bê tông và dùng cốt phi kim loại như GFRP để tăng cường trong vùng bê tông chịu kéo là hoàn toàn khả thi.

PGS.TS Vũ Ngọc Anh cho biết thêm, trong thời gian tới, các dầm thí nghiệm còn lại sẽ tiếp tục được đánh giá khả năng chịu lực ở tháng thứ 12 và 18, đồng thời các thí nghiệm trên cấu kiện chịu nén đặt cốt GFRP cũng sẽ được tiến hành. Khi đó, các số liệu sẽ khẳng định tính đúng đắn của nhận định trên.
 
VLXD.org (TH/ Xây dựng)

 

Các tin khác:

Bê tông tổ ong - Vật liệu hiệu quả trong tương lai (P3) ()

So sánh cường độ bê tông sỏi và bê tông đá dăm ()

Bê tông tổ ong - Vật liệu hiệu quả trong tương lai (P2) ()

Xuất hiện nhiều loại bê tông mới ()

Bê tông tổ ong - Vật liệu hiệu quả trong tương lai (P1) ()

Khuyết tật thường gặp của cấu kiện bê tông - Nguyên nhân và khắc phục (P2) ()

Khuyết tật thường gặp của cấu kiện bê tông - Nguyên nhân và khắc phục (P1) ()

Phát triển loại bê tông mới có khả năng chống chịu động đất (video) ()

Sự khác biệt giữa bê tông thông thường và bê tông cường độ cao ()

Bê tông của người La Mã được hình thành từ vật liệu chủ chốt nào? ()

Chứng khoán:

CK

KL

Giá

+/-

GDNN

BBS

0

9.60

0.00

0

BCC

44800

7.40

-0.20

0

BHT

0

4.00

0.00

0

BT6

41630

5.50

-0.20

0

BTS

2

4.50

0.00

0

CCM

0

24.50

0.00

0

CTI

172540

35.15

-0.45

0

CVT

1060365

50.90

-0.50

3800

CYC

7980

2.40

0.00

0

DC4

1700

10.30

-1.10

0

DHA

0

29.70

0.00

0

DIC

0

6.10

0.00

0

DXV

10

3.82

-0.14

0

GMX

0

25.00

0.00

0

HCC

4400

16.60

0.00

0

HLY

0

15.60

0.00

0

HOM

0

4.10

0.00

0

HPS

0

7.00

0.00

0

HT1

4410

14.75

-0.45

0

HVX

0

4.10

0.00

0

MCC

0

13.80

0.00

0

NAV

10

5.00

0.00

0

NHC

0

36.40

0.00

0

NNC

20040

48.40

-0.30

0

QNC

20000

3.00

0.00

0

SCC

0

1.90

0.00

0

SCJ

3800

3.40

0.10

0

SCL

0

3.00

0.00

0

SDN

0

35.00

0.00

0

SDY

0

7.70

0.00

0

SHN

204400

9.90

-0.10

0

TBX

0

9.00

0.00

0

TCR

6120

3.42

0.22

0

TMX

100

7.60

-0.80

0

TSM

0

2.70

0.00

0

TTC

500

18.40

-0.10

0

TXM

0

9.70

0.00

0

CK

KL

Giá

+/-

GDNN

API

100

28.90

0.00

0

ASM

1098520

10.05

-0.75

0

B82

0

2.40

0.00

0

BCE

9160

5.85

0.03

0

BCI

51340

41.90

0.30

29170

C47

4400

11.60

-0.50

0

C92

0

10.00

0.00

0

CCL

42240

4.60

-0.13

0

CDC

0

17.50

0.00

0

CID

0

4.10

0.00

0

CID

100

2.90

0.70

0

CII

534340

31.35

-0.55

0

CLG

20

3.83

-0.27

0

CNT

6

9,7

-0,3

0

CNT

1800

2.90

-0.50

0

CSC

2200

24.50

0.00

0

CTD

92910

166.00

-3.50

0

CTN

14200

1.30

0.10

0

D11

0

15.70

0.00

0

D2D

3600

73.80

3.80

0

DC2

0

6.50

0.00

0

DIG

809400

27.40

-0.70

0

DIH

0

12.20

0.00

0

DLG

180700

3.20

-0.10

0

DLR

0

9.40

0.00

0

DRH

123220

18.85

-0.75

0

DTA

4500

7.25

-0.05

0

DXG

1223580

37.00

-1.20

0

HAG

1318480

7.00

-0.19

0

HBC

605600

42.40

-1.60

0

HDC

26070

14.40

-0.30

0

HDG

41680

47.00

-1.10

0

HLC

0

7.00

0.00

0

HQC

1951870

2.27

-0.05

0

HTI

1010

15.60

-0.35

0

HU1

20

9.50

0.36

0

HU1

0

0

0

0

HU3

101480

14.10

0.85

0

HUT

590150

8.70

-0.20

600

ICG

0

6.40

0.00

0

IDI

958390

13.00

-0.70

0

IDJ

40400

3.10

0.00

0

IDV

1000

31.80

-0.40

0

IJC

80950

9.20

-0.24

0

ITA

579100

3.01

-0.05

0

ITC

990

14.30

-0.60

0

KAC

0

15.55

0.00

0

KBC

1171890

12.90

-0.55

0

KDH

19700

35.85

-1.10

0

L10

0

17.90

0.00

0

L18

0

8.60

0.00

0

LCG

20

9.70

-0.45

0

LGL

10260

9.30

-0.01

0

LHC

0

56.00

0.00

0

LHG

43770

21.30

-0.40

0

LIG

6400

3.90

0.00

0

LM8

2050

25.00

0.70

0

LUT

0

2.10

0.00

0

MCG

140

3.39

0.20

0

MDG

0

13.50

0.00

0

NBB

19570

23.75

-1.75

0

NDN

191728

15.70

-0.40

0

NHA

0

12.20

0.00

0

NKG

140960

29.70

-1.20

0

NTB

439

7,7

0,3

0

NTB

81851

0.50

0.00

0

NTL

109860

9.50

-0.30

0

NVT

1534720

7.07

0.46

0

OGC

282600

2.09

-0.06

0

PDR

261560

38.40

-1.00

0

PFL

297505

1.60

0.10

0

PFL

141500

1.50

0.00

0

PHC

71700

17.00

-0.30

0

PHH

5100

6.90

-0.10

0

PHH

21100

7.00

0.00

0

PPI

34160

1.52

-0.01

0

PSG

47600

0.80

0.00

0

PSG

10

6,2

0,2

0

PTC

60

6.11

0.00

0

PTL

500

3.61

-0.09

0

PVA

4

14,7

0,9

7

PVA

28200

1.20

0.00

0

PVL

42600

2.30

0.00

0

PVR

16900

2.80

0.20

0

PVV

800

1.40

0.10

400

PVX

1535849

2.10

-0.10

0

PXA

0

1.10

0.00

0

PXI

6400

2.10

0.00

0

PXL

341300

1.90

0.00

0

PXS

25800

7.68

-0.03

0

PXT

0

3.90

0.00

0

QCG

423450

13.30

-0.50

0

RCL

0

19.00

0.00

0

REE

520000

37.60

-1.10

0

S96

56400

1.00

-0.10

0

S96

2

12,6

0,8

10

S99

675

5.10

0.00

0

SC5

0

24.20

0.00

0

SD2

1

4.70

0.00

0

SD3

6

6,4

0,4

0

SD3

6000

6.60

-0.40

0

SD5

300

9.70

0.00

0

SD6

500

6.60

0.20

0

SD7

0

3.40

0.00

0

SD9

0

8.40

0.00

0

SDH

0

1.90

0.00

0

SDT

0

7.80

0.00

0

SDU

0

11.50

0.00

0

SIC

0

12.90

0.00

0

SJE

0

28.00

0.00

0

SJS

34000

31.50

-0.10

0

STL

5500

3.30

0.00

0

STL

7

12,8

0,8

0

SZL

10

34.45

0.45

0

TDC

70250

9.01

-0.05

0

TDH

140230

15.10

-0.50

0

THG

560

42.90

0.30

0

TIG

190800

3.70

-0.30

0

TIX

0

30.10

0.00

0

TKC

500

26.70

0.00

0

TV1

10

17.85

0.45

0

TV2

15150

111.30

-3.70

0

TV3

0

25.30

0.00

0

TV4

0

15.80

0.00

0

UDC

10010

3.45

-0.10

0

UIC

18370

30.40

0.30

0

V11

5

4,9

0,2

0

V11

0

1.00

0.00

0

V12

0

11.00

0.00

0

V15

31000

1.10

0.00

0

V15

30500

0.90

0.00

0

V21

0

19.40

0.00

0

VC1

0

12.00

0.00

0

VC2

0

14.20

0.00

0

VC3

75400

19.30

-0.30

0

VC5

8800

1.90

0.00

0

VC7

0

17.50

0.00

0

VC9

0

13.00

0.00

0

VCG

587414

23.10

-0.80

13200

VCR

0

3.10

0.00

0

VE1

4100

19.10

0.10

0

VE2

0

11.40

0.00

0

VE3

0

11.00

0.00

0

VE9

25688

7.30

0.50

0

VHH

2

4,5

-0,3

0

VHH

0

1.40

0.00

0

VIC

667400

108.20

0.20

0

VMC

22730

50.80

-1.70

0

VNE

60760

6.76

-0.24

0

VNI

45340

4.40

0.00

0

VNI

0

6.60

0.00

0

VPH

44330

9.27

-0.30

0

VRC

62320

20.20

-0.60

0

VSI

20

19.90

1.30

0

Hà Nội

12°C

Đà Nẵng

19°C

TP.HCM

22°C

Toàn cảnh Hội thảo khởi động Diễn đàn doanh nghiệp VLXD BMF2019

Xem các video khác

Tỷ giá

Giá vàng

Mã ngoại tệ Tỷ giá