ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT

BÁO CÁO TỔNG KẾT

ĐỀ TÀI KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ CẤP TRƯỜNG

NGHIÊN CỨU CẢI THIỆN ĐỘ BỀN AXIT CỦA BÊ TÔNG HẠT
NHỎ TRONG XÂY DỰNG CƠNG TRÌNH Ở MƠI TRƯỜNG XÂM

THỰC CÔNG NGHIỆP
Mã số: T2021-06-24

Chủ nhiệm đề tài: TS. Nguyễn Tấn Khoa

Đà Nẵng, 11/2022

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT

BÁO CÁO TỔNG KẾT

ĐỀ TÀI KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ CẤP TRƯỜNG

NGHIÊN CỨU CẢI THIỆN ĐỘ BỀN AXIT CỦA BÊ TÔNG HẠT
NHỎ TRONG XÂY DỰNG CƠNG TRÌNH Ở MƠI TRƯỜNG XÂM

THỰC CÔNG NGHIỆP
Mã số: T2021-06-24

Xác nhận của cơ quan chủ trì đề tài Chủ nhiệm đề tài

(ký, họ tên, đóng dấu) (ký, họ tên)

DANH SÁCH THÀNH VIÊN THAM GIA NGHIÊN CỨU ĐỀ TÀI

1. ThS. Phạm Thị Hoàng Lý: trường Đại học Bách Khoa- Đại học Đà Nẵng.
Email:
Điện thoại: 0906.563.956

T21-06-24 i

MỤC LỤC
MỞ ĐẦU..............................................................................................................1
1. Tính cấp thiết của đề tài.................................................................................................1
2. Mục tiêu nghiên cứu......................................................................................................1
3. Nội dung nghiên cứu.....................................................................................................2
4. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu.................................................................................2
5. Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu....................................................................2
6. Kết cấu đề tài.................................................................................................................2
7. Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn của đề tài..........................................................2
Chương 1. TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU..........................4
1.1.......................................................................................................................... Tổn

g quan các nghiên cứu về bê tông hạt nhỏ...............................................4

1.1.1. Định nghĩa bê tông hạt nhỏ............................................................................................4
1.1.2. Phân loại bê tông hạt nhỏ...............................................................................................4
1.1.3. Nguyên tắc phối tạo bê tông hạt nhỏ.............................................................................4
1.1.4. Các nghiên cứu về bê tông hạt nhỏ trong và ngoài nước...............................................5


1.2.................................................................................................................... T
ổng quan các nghiên cứu về sự ảnh hưởng của điều kiện xâm thực do axit
trong mơi trường cơng nghiệp đến tính chất bê tông.....................................14

1.2.1. Cơ chế phá hoại của sự tấn công do axit đối với bê tông............................................14
1.2.2. Các nghiên cứu về ảnh hưởng của điều kiện xâm thực do axit đến các tính chất của
bê tông...................................................................................................................................15

1.3. Các giải pháp cải thiện độ bền kháng axit trong bê tơng...............18
1.4. Phân tích lựa chọn vật liệu sử dụng để cải thiện độ bền kháng axit trong bê tông hạt nhỏ

............................................................................................................................. 19
1.5. Kết luận chương 1..............................................................................22

CHƯƠNG 2. NGHIÊN CỨU VẬT LIỆU CHẾ TẠO VÀ KẾ HOẠCH THÍ
NGHIỆM CÁC LOẠI BÊ TÔNG HẠT NHỎ CÓ ĐỘ BỀN KHÁNG AXIT
......................................................................................................................... 23
2.1. Vật liệu sử dụng chế tạo bê tông hạt nhỏ................................................23

2.1.1. Xi măng.......................................................................................................................23
2.1.2. Cốt liệu nhỏ..................................................................................................................24
2.1.3. Phụ gia khoáng............................................................................................................25
2.1.4. Phụ gia siêu dẻo...........................................................................................................26

2.2. Thiết kế thành phần bê tông hạt nhỏ.......................................................26

2.2.1. Lý thuyết phương pháp thiết kế thành bê tông tông hạt nhỏ.......................................26
2.2.2. Xác định cường độ yêu cầu của bê tông và các yêu cầu khác đối với bê tông cho

cơng trình biển.............................................................................................................28

2.2.3. Trình tự thiết kế thành phần bê tông hạt nhỏ...............................................................29
2.2.4. Thiết kế thành phần các loại bê tông hạt nhỏ...............................................................30
2.2.5. Chọn thành phần cấp phối các loại bê tông trong nghiên cứu.....................................33

2.3. Công tác đúc và bảo dưỡng các mẫu bê tông hạt nhỏ.............................33

2.4. Phương pháp thí nghiệm.........................................................................35

2.5. Kết luận Chương 2..................................................................................36
CHƯƠNG 3. NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA MÔI TRƯỜNG AXIT
ĐẾN TÍNH CHẤT ĐĨNG RẮN CỦA BÊ TƠNG HẠT NHỎ VÀ ĐỀ
XUẤT CẤP PHỐI BÊ TƠNG HẠT NHỎ CĨ ĐỘ BỀN KHÁNG AXIT
CHO CÁC CÔNG TRÌNH XÂY DỰNG TRONG MƠI TRƯỜNG XÂM

THỰC CÔNG NGHIỆP.................................................................................38
3.1. Nghiên cứu ảnh hưởng của mơi trường axit đến tính chất độ hút nước
của các loại bê tông hạt nhỏ............................................................................38
3.2. Nghiên cứu ảnh hưởng của mơi trường axit đến sự xói mịn bề mặt và
suy giảm khối lượng của các loại bê tông hạt nhỏ..........................................41
3.3.Nghiên cứu ảnh hưởng của môi trường axit đến sự suy giảm cường độ
chịu nén và cường độ kéo uốn của các loại bê tông hạt nhỏ..........................44
3.4. Phân tích hiệu quả kinh tế, mơi trường của các loại bê tông hạt nhỏ sử
dụng PGK để cải thiện tính chất độ bền kháng axit......................................49

3.4.1. Phân tích hiệu quả kinh tế.....................................................................................49
3.4.2. Phân tích hiệu quả môi trường..............................................................................51

3.5. Đề xuất các cấp phối bê tơng hạt nhỏ có độ bền kháng axit cao cho các
cơng trình xây dựng trong môi trường xâm thực công nghiệp.......................51
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ......................................................................54


DANH MỤC BẢNG

Bảng 2. 1. Thành phần hóa của xi măng, tro bay và xỉ lò cao nghiền mịn....................23
Bảng 2. 2. Các chỉ tiêu cơ, lý của xi măng PCB40 Nghi Sơn.........................................23
Bảng 2. 3. Các chỉ tiêu vật lý và hóa học của cát nghiền và cát mịn.............................24
Bảng 2. 4. Thành phần cấp phối cốt liệu của các cấp phối bê tông hạt nhỏ.................24
Bảng 2. 5. Các chỉ tiêu cơ, lý của tro bay Vĩnh Tân 2....................................................25
Bảng 2. 6. Các chỉ tiêu chất lượng của XL S95 Hòa Phát Dung Quất..........................26
Bảng 2. 7. Các chỉ tiêu của phụ gia siêu dẻo Basf 8713................................................26
Bảng 2. 8. Cường độ chịu nén đặc trưng và cường độ chịu nén trung bình dự kiến của
BTHN trong nghiên cứu...................................................................................................29
Bảng 2. 9. Thành phần cấp phối của các hỗn hợp bê tông hạt nhỏ...............................33
Bảng 3. 1. Độ hút nước của các loại bê tông hạt nhỏ dưỡng hộ trong nước.................38
Bảng 3. 2. Độ hút nước của các loại bê tông hạt nhỏ dưỡng hộ trong nước dung dịch
axit H2SO4 5%..................................................................................................................38
Bảng 3. 3. Kết quả thay đổi khối lượng của các loại BTHN trong môi trường axit H2SO4
5% theo thời gian............................................................................................................41
Bảng 3. 4. Cường độ chịu nén của các loại BTHN trong điều kiện dưỡng hộ nước và
dung dịch axit H2SO4 5%................................................................................................44
Bảng 3. 5. Cường độ kéo uốn của các loại BTHN trong điều kiện dưỡng hộ nước và
dung dịch axit H2SO4 5%................................................................................................47
Bảng 3. 6. Giá thành của các loại bê tơng hạt nhỏ có tỷ lệ N/CKD 0,32......................49
Bảng 3. 7. Giá thành của các loại bê tơng hạt nhỏ có tỷ lệ N/CKD 0,32......................50
Bảng 3. 8. Bảng phân tích đặc tính kỹ thuật và kinh tế của các loại BTHN sử dụng trong
điều kiện xâm thực do axit...............................................................................................52

DANH MỤC HÌNH

Hình 1. 1. Ngọn đèn biển ở cảng Said...............................................................................6

Hình 1. 2. Đường tàu điện ngầm St. Petersburg, nguồn [76]..........................................6
Hình 1. 3. Đường bê tông cát : La teste et Le Pyla, ở tỉnh Aquitaine..............................7
Hình 1. 4 Bê tơng cát dùng các cơng trình xây dựng, giao thơng. Nguồn [76].............11
Hình 1. 5. Bê tơng cát dùng cho các cơng trình ngầm, điêu khắc. nguồn [76].............11
Hình 2. 1. Thành phần hạt cốt liệu của các cấp phối bê tơng hạt nhỏ...........................25
Hình 2. 2. Một số loại khn đúc mẫu thí nghiệm..........................................................34
Hình 2. 3. Cơng tác trộn và đúc mẫu các loại bê tông hạt nhỏ......................................35
Hình 3. 1. Độ hút nước của các loại BTHN trong mơi trường nước..............................39
Hình 3. 2. Độ hút nước của các loại BTHN trong mơi trường axit H2SO4 5%..............39
Hình 3. 3. Sự bào mòn bề mặt của các loại BTHN trong dung dịch H2SO4 5% ở 28 ngày
.......................................................................................................................................41
Hình 3. 4. Sự bào mòn bề mặt của các loại BTHN trong dung dịch H2SO4 5% ở 90 ngày
.......................................................................................................................................41
Hình 3. 5. Sự thay đổi khối lượng của các loại BTHN trong môi trường axit H2SO4 5%
.......................................................................................................................................42
Hình 3. 6. Cường độ chịu nén của các loại BTHN trong mơi trường nước...................44
Hình 3. 7. Cường độ chịu nén của các loại BTHN trong dung dịch H2SO4 5%............45
Hình 3. 8. Cường độ kéo uốn của các loại BTHN trong mơi trường nước....................47
Hình 3. 9. Cường độ kéo uốn của các loại BTHN trong dung dịch H2SO4 5%.............48
Hình 3. 10. Giá thành của các loại bê tơng hạt nhỏ có tỷ lệ N/CKD 0,32.....................50
Hình 3. 11. Giá thành của các loại bê tơng hạt nhỏ có tỷ lệ N/CKD 0,36.....................51

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT VÀ KÝ HIỆU

35XL20TB : 35% xỉ lò cao nghiền mịn và 20% tro bay
40XL : 40% xỉ lò cao nghiền mịn
BĐV : Bột đá vôi
BTHN : Bê tông hạt nhỏ
BTHNTNC : Bê tông hạt nhỏ tính năng cao
BTT : Bê tông thường

CKD : Chất kết dính
ĐC : Đối chứng
HM : Hạt mịn
MS : Muội silic
N/CKD : Tỷ lệ nước trên chất kết dính
PGK : Phụ gia khoáng
SEM : Kính hiển vi điện tử
TB : Tro bay
TRT : Tro trấu
XL : Xỉ lò cao nghiền mịn

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

TRƯỜNG ĐH SƯ PHẠM KỸ THUẬT Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

THÔNG TIN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU

T21-06-24 1. Thông tin chung:

- Tên đề tài: Nghiên cứu cải thiện độ
bền axit của bê tông hạt nhỏ trong xây
dựng cơng trình ở mơi trường xâm thực
công nghiệp

- Mã số: T2021 - 06 - 24

- Chủ nhiệm: Nguyễn Tấn Khoa

- Thành viên tham gia: Phạm Thị Hoàng Lý


- Cơ quan chủ trì: Trường Đại học Sư phạm
Kỹ thuật

- Thời gian thực hiện: từ 12/2021 đến 11/2022

2. Mục tiêu:

Thiết kế thành phần bê tông hạt nhỏ sử
dụng cát mịn, tro bay và xỉ lò cao với 2 tỷ lệ
N/CKD 0,32 và 0,36. Đánh giá sự ảnh hưởng
của môi trường axit đến các tính chất cường
độ chịu nén, cường độ kéo uốn, sự suy giảm
khối lượng, độ hút nước của bê tông hạt nhỏ
sử dụng các phụ gia khoáng. Đề xuất được
các cấp phối bê tông hạt nhỏ với các thành
phần phụ gia khoáng phù hợp để nâng cao độ
bền kháng axit của bê tông hạt nhỏ trong môi
trường xâm thực công nghiệp.

3. Tính mới và sáng tạo:

Các kết cấu bê tông, kết cấu bê tông cốt
thép làm việc ở các môi trường xâm thực
công nghiệp thường bị phá hủy khá nhanh do
hiện tượng xâm thực của dung dịch axit làm
phân rã bê tơng và ăn mịn cốt thép. Đặc tính
kháng axit của bê tơng đóng vai trị quan
trọng đối với loại bê tông dùng làm các kết
cấu ở các cơng trình thường xun tiếp xúc
với nước thải công nghiệp, tuy nhiên các

vii

nghiên cứu về tính chất này hầu
như rất ít ở Việt Nam. Việc sử
dụng kết hợp xỉ lò cao nghiền
mịn và tro bay thay thế một phần
xi măng trong bê tơng hạt nhỏ để
cải thiện các đặc tính kháng axit
của bê tơng là giải pháp mới và
mang tính khả thi, tính kinh tế và
phù hợp với định hướng phát
triển bền vững lĩnh vực vật liệu
xây dựng.

4. Tóm tắt kết quả nghiên cứu:

Trong điều kiện bình
thường, bê tơng hạt nhỏ sử dụng
40% xỉ lị cao thay thế xi măng
có tác dụng cải thiện rất tốt đặc
tính cường độ. Trong điều kiện
phơi nhiễm trong mơi trường axit
sunfuric, loại bê tơng sử dụng kết
hợp 35% xỉ lị cao và 20% tro
bay tỏ ra hiệu quả nhất trong việc
giảm tác động từ môi trường axit
gây ra đối với các tính chất đóng
rẵn của bê tơng.

5. Tên sản phẩm:


T21-06-24 vii

- 01 bài báo đăng trên IEEE, Hội thảo Công trình xanh AtiGB 2022 lnf thứ 7;

- 01 báo cáo tổng kết đề tài

6. Hiệu quả, phương thức chuyển giao kết quả nghiên cứu và khả năng áp dụng:

- Tác động và lợi ích mang lại:

Về mặt khoa học, đề tài góp phần làm sáng tỏ hơn tác dụng của tro bay và xỉ lò cao
trong việc cải thiện độ bền của bê tông hạt nhỏ do axit trong môi trường công nghiệp.Về
mặt kinh tế và môi trường, việc sử dụng các loại phụ gia khoáng xỉ lò cao và tro bay
thay thế một phần xi măng trong bê tông hạt nhỏ mang lại hiệu quả về môi trường và
kinh tế do tận dụng được phụ phẩm công nghiệp. Về mặt đào tạo, kết quả nghiên cứu có
thể sử dụng làm tài liệu tham khảo cho Giảng viên và sinh viên chuyên ngành Xây dựng
tại trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật. Góp phần nâng cao chất lượng đào tạo ngành xây
dựng tại ĐH Đà Nẵng.

- Phương thức chuyển giao:

Kết quả nghiên cứu được chuyển giao thông qua việc nâng cao kiến thức khoa học
và công nghệ trong lĩnh vực đào tạo kỹ sư, cao học các chuyên ngành Xây dựng và các
ngành có liên quan. Kết quả nghiên cứu cịn có thể chuyển giao công nghệ vật liệu bê
tông đến các đơn vị thiết kế, thi công, sản xuất cấu kiện, ban quản lý dự án các cơng
trình xây dựng.

- Địa chỉ ứng dụng:


Các trường đại học đào tạo bậc kỹ sư, cao học các chuyên ngành xây dựng. Các đơn vị
thiết kế, thi công, sản xuất cấu kiện, ban quản lý dự án các cơng trình xây dựng.

Ngày tháng 11 năm 2022

TM. Hội đồng Khoa Chủ nhiệm đề tài
Chủ tịch (ký, họ và tên)

(ký, họ và tên)

TS. Phan Tiến Vinh TS. Nguyễn Tấn Khoa

XÁC NHẬN CỦA TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT

T21-06-24 viii

INFORMATION ON RESEARCH RESULTS
1. General information:

Project title: Study on improving the acid resistance of fine-grained concrete
in building construction in aggressive industrial environment

Code number: T2021-06-24

Coordinator: Nguyen Tan Khoa

Implementing institution: The University of Technology and Education,
University of Danang

Duration: from 12/2021 to 11/2022


2. Objective(s):

Concrete mixture were designed with 2 water to binder ratios using fine sand, fly
ash and ground granulated blast furnace slag. Evaluation of the influence of acidic
environment on the properties of compressive strength, flexural strength, mass loss, and
water absorption of fine-grained concrete using mineral admixtures. Proposed concrete
mixture of fine-grained concrete with suitable mineral ratios to improve the acid
resistance of fine-grained concrete in aggressive industrial environments.

3. Creativeness and innovativeness:

Concrete structures, reinforced concrete structures working in aggressive
industrial environments are often destroyed quite quickly due to the attack of acidic
solutions, which degrade concrete and corrode reinforcement. Acid resistance properties
of concrete play an important role for concrete used as structures in buildings frequently
exposed to industrial wastewater, but studies on this property are almost limited in
Vietnam. The combined use of ground granulated blast furnace slag and fly ash as
partial replacement of cement in fine-grained concrete to improve the acid resistance
properties of concrete is a new solution, economical and suitable solution, consistent
with the sustainable development orientation of the field of building materials.

4. Research results:

In normal conditions, fine-grained concrete uses 40% ground granulated blast furnace
slag to replace cement, which greatly improves strength properties. In sulfuric acid
exposure conditions, fine-grained concrete using a combination of 35% ground
granulated blast furnace slag and 20% fly ash was most effective in reducing the acidic
environment's impact on the harder properties of concrete.


5. Products:

- 01 scientific paper published in the Proceedings of the Scientific Conference and
Application of New Technology in the 7th IEEE Green Building (ATiGB).

- 01 report summarizing the topic.

6. Effects, transfer alternatives of reserach results and applicability:

- Impact and benefits :

Scientifically, the topic contributes to clarifying the effect of fly ash and blast furnace
slag in improving the durability of fine-grained concrete due to acid in the industrial
environment. Economically and environmentally, the using mineral additives, ground
granulated blast furnace slag and fly ash to replace a part of cement in fine-grained
concrete is environmental and economic efficiency by taking advantage of industrial by-
products. In terms of training, the research results can be used as a reference for
lecturers and students majoring in Construction at the University of Technical
Education. Contributing to improving the quality of construction training at the
University of Danang.

- Transfer method:

Research results are transferred through improving scientific and technological
knowledge in the field of engineer training, master's degree in Construction and related
fields. The research results can also transfer the technology of concrete materials to
design and construction companies, construction project management boards.

- Application address:


Universities provide engineering training and master's degrees in construction majors.
design and construction companies, construction project management boards

1. Tính cấp thiết của đề tài MỞ ĐẦU

T21-06-24 Các kết cấu, cơng trình dẫn và xử lý nước
thải bằng bê tông, bê tông cốt thép trong các khu
công nghiệp hiện nay thường bị hư hỏng sau
khoảng thời gian ngắn sử dụng. Điều này là do
nguồn nước thải và các hóa chất độc hại được thải
ra từ các xưởng, nhà máy chứa rất nhiều chất gây
hại gây xâm thực đối với bê tông như các ion
sunfat, ion clo, các loại axit hữu cơ, axit vô cơ đặc
biệt trong đó là sự tấn cơng do các axit sunfuric
gây ra. Các vùng vật liệu bê tông khi tiếp xúc
thường xuyên với môi trường axit sunfucric
thường bị mất đặc tính vật liệu rất nhanh, trong đó
phổ biến là vấn đề suy giảm cường độ. Cơ chế của
sự suy giảm cường độ này là do axit sunfuric khi
tấn công vào bê tông gây ra các phản ứng hòa tan
thành phần Ca(OH)2 và gel C-S-H, các thành phần
quan trọng này khi bị mất đi, vi cấu trúc bê tông
cũng sẽ bị phá hủy. Ngoài ra các sản phẩm tạo
thành sau phản ứng hịa tan của bê tơng cịn tạo ra
sự trương nở từ bên trong gây ra nứt, vỡ bê tông.

Nhiều nghiên cứu cho thấy rằng, khả năng
chống axit của bê tơng có thể được cải thiện thơng
qua việc giảm tỷ lệ N/CKD, giảm lượng xi măng,
tăng lượng sử dụng các loại phụ gia khoáng hoạt

tính. Việc giảm tỷ lệ N/CKD làm giảm lượng lỗ
rỗng của bê tơng, các chất có hại sẽ khó xâm nhập
hơn. Việc giảm lượng xi măng làm giảm lượng
C3A và Ca(OH)2, đây đều là những chất tạo ra các
phản ứng hóa học có hại. Việc bổ sung các loại
phụ gia khoáng như silica fume, xỉ lò cao, tro bay
vừa có thể giúp giảm lượng sử dụng xi măng, tiêu
thụ lượng Ca(OH)2 và tạo ra lượng C-S-H nhiều
hơn, vi cấu trúc của bê tông cũng trở nên đặc chắc
hơn. Đặc biệt các loại phụ gia khoáng này đều là
các phụ phẩm công nghiệp, việc tận dụng được
các loại vật liệu này rất phù hợp với định hướng

1

phát triển bền vững trong
lĩnh vực xây dựng

Thành phố Đà Nẵng
đóng vai trị là trung tâm
công nghiệp của khu vực
Bắc Trung Bộ và duyên hải
Nam Trung Bộ, các ngành
cơng nghiệp ở Đà Nẵng
đang có sự phát triển vượt
bậc trong thời gian gần đây.
Quy mô đầu tư, mở rộng và
xây mới các khu công
nghiệp ở Đà Nẵng, thúc đẩy
nhu cầu sử dụng vật liệu bê

tông có độ bền cao để xây
dựng các kết cấu cơng trình
thốt nước, cơng trình xử lý
hóa chất, nước thải cơng
nghiệp độc hại. Do đó đề tài
“Nghiên cứu cải thiện độ
bền axit của bê tơng hạt nhỏ
trong xây dựng cơng trình ở
mơi trường xâm thực cơng
nghiệp” có tính thực tế, thời
sự và cấp thiết.

2. Mục tiêu nghiên cứu

- Nghiên cứu các yếu tố
ảnh hưởng đến tính chất độ
bền kháng axit của bê tơng
hạt nhỏ trong môi trường
xâm thực công nghiệp

T21-06-24 2

- Nghiên cứu thực nghiệm đánh giá sự ảnh hưởng của mơi trường axit đến các tính
chất của bê tông hạt nhỏ sử dụng các phụ gia khoáng.

- Đề xuất được các cấp phối bê tông hạt nhỏ với các thành phần phụ gia khoáng phù
hợp để nâng cao độ bền kháng axit của bê tông hạt nhỏ trong môi trường xâm thực công
nghiệp.

3. Nội dung nghiên cứu

Nghiên cứu tính cơng tác, tính chất cơ học và tính chất kháng axit của bê tơng hạt

nhỏ sử dụng phụ gia khoáng
Nghiên cứu đề xuất các cấp phối bê tông hạt nhỏ tối ưu để nâng cao độ bền kháng

axit
4. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
Đối tượng nghiên cứu: Độ bền chống axit của bê tông hạt nhỏ
Phạm vi nghiên cứu: Bê tông hạt nhỏ có tỷ lệ N/CKD = 0,32 và 0,36
5. Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu
Cách tiếp cận: Nghiên cứu thực nghiệm xác định sự suy giảm cường độ chịu nén,

cường độ kéo uốn và sự thay đổi khối lượng của các loại bê tông hạt nhỏ sử dụng phụ
gia khống trong các mơi trường axit khác nhau. Từ kết quả thí nghiệm đánh giá sự ảnh
hưởng của loại mơi trường axit, loại phụ gia khống sử dụng đến tính chất của bê tơng
hạt nhỏ và đề xuất được cấp phối bê tông hạt nhỏ sử dụng phụ gia khống có độ bền
kháng axit tốt nhất.

Phương pháp nghiên cứu: Phương pháp lý thuyết kết hợp với thực nghiệm
6. Kết cấu đề tài

Phần mở đầu
Chương 1. Tổng quan các vấn đề nghiên cứu
Chương 2. Nghiên cứu vật liệu chế tạo và kế hoạch thí nghiệm các loại bê tơng
hạt nhỏ có độ bền kháng axit
Chương 3. Nghiên cứu ảnh hưởng của môi trường axit đến tính chất đóng rắn của
bê tơng hạt nhỏ và đề xuất cấp phối bê tơng hạt nhỏ có độ bền kháng axit cho các cơng
trình xây dựng trong mơi trường xâm thực công nghiệp
Kết luận và Kiến nghị
7. Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn của đề tài

- Hiệu quả khoa học: góp phần hiểu rõ hơn tác dụng của tro bay và xỉ lò cao trong
việc cải thiện độ bền của bê tông hạt nhỏ do axit trong môi trường công nghiệp.

- Việc sử dụng các loại phụ gia khống xỉ lị cao và tro bay thay thế một phần xi
măng trong bê tông hạt nhỏ mang lại hiệu quả về môi trường và kinh tế do tận dụng
được phụ phẩm công nghiệp (các phụ phẩm này nếu khơng tận dụng và xử lý có thể gây
ơ nhiễm môi trường) và giảm lượng xi măng (giảm giá thành và giảm lượng phát thải
CO2 gây hiệu ứng nhà kính).

- Về đào tạo: Kết quả nghiên cứu có thể sử dụng làm tài liệu tham khảo cho Giảng
viên và sinh viên chuyên ngành Xây dựng tại trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật. Góp
phần nâng cao chất lượng đào tạo ngành xây dựng tại ĐH Đà Nẵng.

Chương 1. TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU

1.1. Tổng quan các nghiên cứu về bê tông hạt nhỏ

1.1.1. Định nghĩa bê tông hạt nhỏ

Bê tơng hạt nhỏ (BTHN) hay cịn gọi là bê tông cát, là một loại đá nhân tạo nhận
được sau khi tạo hình và làm rắn chắc một hỗn hợp hợp lý bao gồm: cát thô, cát mịn,
chất độn mịn, xi măng, nước, một hoặc nhiều loại phụ gia khoáng (PGK) [7, 76, 90].
Các PGK như tro bay (TB), xỉ lò cao nghiền mịn (XL), muội silic (MS), bột đá vôi
(BĐV), … và các puzolan tự nhiên thường được sử dụng làm chất độn để sản xuất
BTHN. Trên thế giới, BTHN hiện nay có thể xem là loại bê tông thân thiện với môi
trường và được nhiều tác giả nghiên cứu và ứng dụng [11, 12, 19, 31, 85, 91].

BTHN được phân biệt với vữa xi măng bởi thành phần của nó (có thêm phụ gia
khống), liều lượng chất kết dính (CKD) thấp hơn, cường độ cao hơn và tương tự như
bê tơng truyền thống. Về thành phần, nó được phân biệt với bê tơng thơng thường vì sử

dụng một lượng lớn cát (S), khơng có đá dăm hoặc sử dụng một ít đá dăm và các PGK.
Nhưng về cường độ và lượng xi măng gần như tương tự nhau [105].

Trong BTHN có thể sử dụng thêm đá dăm sao cho tỷ lệ đá/cốt liệu bé hơn 0,3, lúc
này nó được gọi là BTHN nặng. Việc bổ sung này nhằm tăng cường độ cứng của khung
cốt liệu BTHN. Chất độn mịn trong BTHN là một thành phần cốt liệu quan trọng dùng
cho bê tông này, chất độn mịn có vai trị là kéo dài dải cấp phối cốt liệu của cát, chất
độn mịn là cốt liệu mịn chèn đầy vào các lỗ hổng giữa các hạt cát, để tăng độ đặc cho
khung cốt liệu của BTHN [84]. So với bê tông thường (BTT), BTHN là sự nhỏ hóa
đường kính của các hạt cốt liệu nên hồn tồn có thể sử dụng được nguồn cát hạt mịn
dồi dào có mơ đun độ lớn bé hơn 2 mà ít được sử dụng trong bê tơng thơng thường [84].

1.1.2. Phân loại bê tông hạt nhỏ

Có nhiều cách phân loại đối với BTHN như phân loại theo tỷ lệ cốt liệu lớn sử
dụng, theo cường độ, theo tính chất sử dụng, … [78]. Cụ thể như sau:

 Phân loại theo tỷ lệ cốt liệu lớn thêm vào:
- Bê tơng hạt nhỏ có cốt liệu lớn: Đá dăm hoặc sỏi (cỡ hạt > 4.75 mm) chiếm đến

30% khối lượng hỗn hợp cốt liệu.
 Bê tơng hạt nhỏ khơng có cốt liệu lớn, thành phần cốt liệu chỉ có cát (cỡ hạt ≤ 4.75 mm).
 Phân loại theo cường độ của Bê tông hạt nhỏ:
- Bê tông hạt nhỏ thường: có cường độ chịu nén (Rb) từ 20 đến 45 MPa
- Bê tông hạt nhỏ chất lượng cao: có cường độ chịu nén cao (Rb> 45 MPa), khả năng

chống thấm ion Clo và chống mài mòn cao, …

1.1.3. Nguyên tắc phối tạo bê tông hạt nhỏ


Do BTHN là vật liệu đá nhân tạo nên nguyên lý phối tạo của vật liệu bê tông là cố

gắng tạo ra một khối đá từ các loại cốt liệu sao cho độ đặc của khối đá cao nhất [80]. Độ
đặc của BTHN phụ thuộc rất nhiều yếu tố nhưng trước tiên nó bị ảnh hưởng bởi cỡ hạt
lớn nhất của cốt liệu và được điều hòa bởi dải cấp phối cốt liệu của nó.

Đối với bê tơng thường, cốt liệu thơ đóng vai trị bộ khung chịu lực cho bê tơng,
cốt liệu mịn vừa góp phần cũng cố bộ khung cốt liệu đồng thời cùng với xi măng, nước
tạo ra vữa xi măng để lấp đầy lỗ rỗng giữa các hạt cốt liệu lớn và bao bọc xung quanh
các hạt cốt liệu lớn tạo ra khối bê tông đặc chắc [79].

Trên cơ sở nguyên lý này BTHN cũng áp dụng tương tự, tuy nhiên do BTHN chỉ
sử dụng cốt liệu có đường kính hạt từ 5 mm trở xuống nên có sự dịch chuyển dải cốt liệu
so với BTT. Dải cấp phối cốt liệu trong BTHN được “nhỏ hóa” đi so với BTT. Nghĩa là
chúng ta có thể sử dụng phối hợp cốt liệu cát thơ (cát nghiền, cát thơ có mơ đun Mk > 2)
với cát mịn (Mk < 2) làm khung cốt liệu kết hợp với các hạt mịn trong cát (< 75 µm) và
chất độn mịn (chủ yếu các hạt nhỏ hơn 75 µm) đóng vai trị chèn đầy khung cốt liệu để
làm tăng độ đặc và cải thiện tính dễ thi cơng của hỗn hợp bê tông [84].

Sự “nhỏ hóa” dải cấp phối cốt liệu giúp BTHN có thể tận dụng được loại cát hạt
mịn (Mk < 2) trong bê tông, loại cát mịn rất phổ biến và có trữ lượng rất lớn ở khu vực
duyên hải Nam Trung Bộ nước ta. Theo TCVN 7570:2006 khuyến cáo cát mịn có mơ
đun độ lớn Mk = 1,0-2,0 mới chỉ cho phép sử dụng rất hạn chế để chế tạo bê tông cấp
cường độ từ B15 đến B25 [27].

Chất độn mịn trong BTHN được sử dụng để chèn khung cốt liệu, giảm lỗ rỗng
giữa các hạt cốt liệu và giảm liều lượng xi măng sử dụng (lượng xi măng bằng 60-70%

so với vữa xi măng cát). Bởi vậy độ rỗng trong BTHN nhỏ hơn, lượng xi măng sử
dụng ít hơn nhưng cường độ sẽ lớn hơn so với vữa xi măng khi cùng tỷ lệ nước - xi


măng (N/X).
Như vậy, nguyên tắc cấu tạo của BTHN tương tự như BTT gồm nguyên tắc tổ
chức cấp phối cốt liệu và nguyên tắc chèn đầy khung cốt liệu. Hỗn hợp cấp phối cốt liệu
của BTHN là một cấp phối cốt liệu có dải hạt liên tục từ 0–5 mm có thành phần từ ba
cỡ hạt: cát thơ từ 0,63-5,0 mm; cát mịn 0,075-0,63 mm, CĐM và PGK (< 0.075 mm).
Cấp phối cốt liệu của BTHN được “nhỏ hóa” so với BTT. Với một cấp phối cốt liệu
nhất định có một độ rỗng được tính tốn theo dải cấp phối d/D, khoảng rỗng này được
lấp đầy bằng hỗn hợp gồm: xi măng, CĐM và PGK nhưng phải đảm bảo tính cơng tác
của bê tơng khi thi cơng. Lỗ rỗng càng được lấp đầy thì độ linh động của hỗn hợp bê
tông càng thấp, tuy nhiên vấn đề này hiện nay có thể giải quyết bằng các loại phụ gia
hóa dẻo và siêu dẻo.

1.1.4. Các nghiên cứu về bê tơng hạt nhỏ trong và ngồi nước

1.1.4.1. Các nghiên cứu và ứng dụng bê tông hạt nhỏ trên thế giới

Để giảm thiểu lượng cốt liệu lớn (đá dăm hoặc sỏi) trong thành phần của bê tông
xi măng truyền thống và tăng độ đồng nhất của bê tông, bê tông hạt nhỏ (bê tông cát) đã