Luận án Nghiên cứu thành phần, đặc tính cơ lý của bê tông geopolymer tro bay và ứng dụng cho kết cấu Cầu hầm

iệt độ và thời gian bảo dưỡng[52]. Trong phạm vi nghiên cứu, tác giả lựa chọn hai 
yếu tố ảnh hưởng nhất đến cường độ nén là nồng độ mol của dung dịch kiềm NaOH 
(biến X1) và tỷ lệ khối lượng dung dịch kiềm kích hoạt/tro bay (AAS/FA - biến X2). 
 Lựa chọn các vật liệu thành phần theo kinh nghiệm của Rangan [82] như sau: 
 Tro bay Phả Lại, đạt loại F theo tiêu chuẩn ASTM C618-03 [33]. 
 Na SiO
 Tỷ lệ khối lượng dung dịch 23 2,5 ; 
 NaOH
 Cốt liệu lựa chọn có khối lượng 75% - 80% khối lượng bê tông. 
 Dựa vào cấp phối bê tông Geopolymer đã được nghiên cứu trong và ngoài nước, 
tác giả chọn giá trị biến thiên của 2 yếu tố ảnh hưởng, như Bảng 2.7. 
 Bảng 2.7: Giá trị và khoảng biến thiên của các yếu tố ảnh hưởng 
 Giá trị   
 Khoảng biến thiên 12M XM1 16 0, 40 X2 0,50 
 Bước thí nghiệm 2M 0,05 
 50 
2.4.3. Xác định lượng cốt liệu thô và cốt liệu mịn 
 Chọn khối lượng thể tích của bê tông Geopolymer tro bay là 2400 (kg/m3). 
 Cốt liệu chiếm 77% khối lượng của bê tông Khối lượng cốt liệu thô và cốt liệu 
mịn trong 1m3 bê tông là: 0,77×2400 = 1848 kg/m3. 
 Theo Hardjito và Rangan [52], cốt liệu mịn chiếm 30% tổng khối lượng của cốt 
liệu. Như vậy, khối lượng cát dùng cho 1m3 bê tông là: 0,3 × 1848 = 554,4 kg/m3. Khối 
lượng đá dăm dùng cho 1m3 bê tông là: 1848 – 554,4 = 1293,6 kg/m3. 
2.4.4. Xác định khối lượng của tro bay (FA) và dung dịch kiềm kích hoạt (AAS) 
 Tổng khối lượng FA+ AAS = 2400 – 1848 = 552 (kg). 
 Trong nghiên cứu của Rangan, cốt liệu sử dụng là cốt liệu bão hòa nước khô bề 
mặt, do vậy tỷ lệ AAS/FA lựa chọn là từ 0,3-0,45 [82]. Căn cứ vào thực tế nghiên cứu, 
tác giả sử dụng cốt liệu đá và cát là cốt liệu khô, khi trộn vào bê tông sẽ có sự hút nước 
nhất định. Nếu chọn tỷ lệ thấp như trên thì hỗn hợp bê tông sẽ quá khô, không trộn và 
thi công được. Vì vậy, trong nghiên cứu này lần lượt khảo sát cường độ ứng với tỷ lệ 
AAS/FA biến thiên từ 0,40-0,50 vời bước thí nghiệm là 0,05. Từ đó, lần lượt tính được 
khối lượng của tro bay và các thành phần của dung dịch kiềm kích hoạt như Bảng 2.8. 
 3
 Bảng 2.8: Bảng khối lượng của Na2SiO3 và NaOH cho 1m bê tông 
 Tỷ lệ Khối lượng Khối lượng Tỷ lệ 
 Na2SiO3 (kg) NaOH (kg) 
 AAS/FA FA (kg) AAS (kg) Na2SiO3/NaOH 
 0,40 394,29 157,71 112,65 45,06 
 0,45 380,69 171,31 2,5 122,36 48,95 
 0,50 368,00 184,00 131,43 52,57 
2.5. Lập kế hoạch thí nghiệm bề mặt chỉ tiêu 
 Sử dụng phương pháp quy hoạch thực nghiệm nhằm mục đích xây dựng mô hình 
toán học biểu diễn sự ảnh hưởng của hai yếu tố: Nồng độ mol của dung dịch kiềm kích 
hoạt (M) và tỷ lệ khối lượng của dung dịch kiềm kích hoạt với tro bay (AAS/FA). 
 Chọn hàm mục tiêu ở đây là cường độ nén của mẫu thử bê tông Geopolymer tro 
bay kích thước 15x30 cm chế tạo theo tiêu chuẩn ASTM C31-03 [28] và thí nghiệm nén 
theo tiêu chuẩn ASTM C39-03 [30]. 
 51 
 Xây dựng kế hoạch thí nghiệm bề mặt chỉ tiêu (Response Surface Design) nhằm 
mục đích xây dựng hàm bậc hai mô tả quan hệ giữa hàm mục tiêu và các thông số thí 
nghiệm chính xác hơn so với dạng hàm bậc nhất. Sử dụng dạng kế hoạch thiết kế hỗn 
hợp tâm xoay - mặt (Face-centered Design) với khoảng cách trong thí nghiệm dọc trục 
chọn là 1 [4]. 
 Kế hoạch thí nghiệm thể hiện trên Hình 2.12 và Bảng 2.9. 
  
 Thí nghiệm hai Thí nghiệm Thí nghiệm hỗn 
 mức đầy đủ dọc trục hợp tâm xoay
 Hình 2.12: Sơ đồ thí nghiệm hỗn hợp tâm xoay-mặt 
 Bảng 2.9: Bảng mã hóa các biến số và các điểm quy hoạch thực nghiệm 
 Biến Các điểm quy hoạch bậc hai 
 Các yếu tố ảnh hưởng Mức quy hoạch () 
 mã hóa -1 0 1 
 Nồng độ mol (M) X1 12 14 16 2,0 
 Tỷ lệ AAS/FA X2 0,40 0,45 0,50 0,05 
 Tác giả thực hiện 9 điểm thí nghiệm với 12 lần lặp, tổng số mẫu thí nghiệm hỗn 
hợp tâm xoay mặt là 9x12=108 mẫu (Hình 2.13). 
 Hình 2.13: Chế tạo mẫu cho thí nghiệm tâm xoay-mặt 
 Sau khi chế tạo, bảo dưỡng theo yêu cầu và đủ 28 ngày tuổi, toàn bộ các mẫu thí 
nghiệm sẽ được đem nén theo tiêu chuẩn ASTM C39 [30]. Kết quả nén mẫu thử cường 
độ được thể hiện trong Bảng 2.10.
 52 
 Bảng 2.10: Kết quả thí nghiệm theo kế hoạch hỗn hợp tâm xoay-mặt 
 Biến số thực Kết quả thí nghiệm nén 
Stt 
 Trung bình Y 
 X1 X2 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7 Y8 Y9 Y10 Y11 Y12 
1 12 0,40 43,03 44,36 42,14 43,42 42,35 41,95 43,87 43,25 41,46 41,91 44,20 43,70 42,97 
2 16 0,40 60,76 62,96 60,98 60,53 62,06 59,79 61,32 62,23 58,66 61,78 63,25 61,94 61,36 
3 12 0,50 37,84 36,14 37,04 34,72 37,27 36,31 38,23 35,80 36,03 35,46 36,82 37,16 36,57 
4 16 0,50 49,54 47,50 49,82 48,69 49,20 48,30 46,20 47,11 47,50 49,37 48,86 49,60 48,47 
5 12 0,45 41,45 39,92 41,45 39,13 40,03 40,09 42,13 42,35 40,71 41,11 40,37 40,09 40,74 
6 16 0,45 55,47 55,47 54,68 60,05 54,57 55,87 55,13 56,38 55,75 56,21 56,83 53,72 55,84 
7 14 0,40 52,91 53,20 54,84 56,65 55,23 52,40 58,63 54,44 54,95 54,55 54,95 55,74 54,87 
8 14 0,50 45,84 46,13 44,43 45,68 43,64 43,34 47,45 45,79 46,64 44,37 44,83 44,09 46,90 
9 14 0,45 49,75 50,71 50,09 52,41 50,15 52,75 52,13 51,11 51,45 50,37 50,94 49,58 50,95 
 53 
2.6. Phân tích kết quả thí nghiệm 
2.6.1. Phân tích hồi quy - phương sai 
 Phân tích kết quả thí nghiệm nén cho thiết kế hỗn hợp tâm xoay-mặt được tiến 
hành thông qua việc sử dụng phần mềm thống kê Minitab-17 [4]. 
 Bảng 2.11: Thông tin mô hình hồi quy cho kết quả thí nghiệm nén 
 Hệ số mã hóa 
 Giá trị phân Giá trị xác 
Số hạng Ảnh hưởng Hệ số Hệ số SE 
 phối T xuất P 
Hằng số 50,964 0,268 190,29 0,000 
X1 15,133 7,567 0,147 51,58 0,000 
X2 -9,657 -4,828 0,147 -32,92 0,000 
X1*X1 -5,360 -2,680 0,254 -10,55 0,000 
X2*X2 -1,880 -0,940 0,254 -3,70 0,000 
X1*X2 -3,240 -1,620 0,180 -9,02 0,000 
S = 1,24471 
R-sq = 97,48% R-sq (adj) = 97,36% R-sq (pred) = 97,19% 
Phương trình hồi quy không mã hóa : 
Y = -268,8 + 29,83 X1 + 468,6 X2 - 0,67 X1*X1 - 376 X2*X2 - 16,20 X1*X2 
 Bảng 2.11 cho thấy tất cả các hệ số trong phương trình hồi quy đều có giá trị xác 
suất P rất nhỏ so với mức ý nghĩa = 0,05. Vì vậy, các hệ số của mô hình hồi quy bậc 
hai đầy đủ đều có ý nghĩa thống kê. Viết lại phương trình hồi quy như sau: 
 22
 YXXXXXX 268, 0 29,83121212 468, 6 0, 67 376 16, 20 (MPa) (2.1) 
 Bảng 2.12: Phân tích phương sai ANOVA cho mô hình hồi quy đã xây dựng 
 Độ Tổng bình Trung bình Giá trị phân Giá trị xác 
 Nguồn 
 tự do phương bình phương phối F xuất P 
 Mô hình 5 6120,29 1224,06 790,07 0,000 
 Tuyến tính 2 5800,79 2900,39 1872,06 0,000 
 X1 1 4122,17 4122,17 2660,65 0,000 
 X2 1 1678,62 1678,62 1083,46 0,000 
 Bình phương 2 193,56 96,78 62,47 0,000 
 X1*X1 1 172,36 172,36 111,25 0,000 
 X2*X2 1 21,20 21,20 13,68 0,000 
 54 
 Tương tác 2 chiều 1 125,94 125,94 81,29 0,000 
 X1*X2 1 125,94 125,94 81,29 0,000 
 Sai số 102 158,03 1,55 
 Độ vênh 3 0,02 0,01 0,00 1,000 
 Sai số thuần 99 158,01 1,60 
 Tổng 107 6278,31 
 Đánh giá mức độ phù hợp của mô hình hồi quy (độ vênh) như trên Bảng 2.12, 
giá trị P = 1,000 lớn hơn nhiều so với mức ý nghĩa = 0,05. Điều này có nghĩa là dạng 
mô hình rất khớp với dữ liệu. Xem xét các thành phần riêng rẽ của mô hình hồi quy 
(tuyến tính, bình phương và tương tác), ta thấy giá trị P của các thành phần này đều rất 
nhỏ. Nghĩa là, sự có mặt của từng thành phần này đều có ý nghĩa cao trong mô hình hồi 
quy. 
 Các đồ thị đánh giá số dư của hàm Y
 Đồ thị phân bố chuẩn Đồ thị đánh giá đồng phương sai
 99,9
 4
 99
 90
 m
 ư 2
 ă
 50 n d
 n tr
 ầ
 ầ 0
 Ph
 Ph 10
 1 -2
 0,1
 -4 -2 0 2 4 40 45 50 55 60
 Phần dư Giá trị
 Đồ thị tần suất Đồ thị đánh giá tính ngẫu nhiên
 20 4
 t 15
 ư 2
 ấ
 n d
 ầ
 n su 10
 ầ 0
 Ph
 T
 5
 -2
 0
 -2 -1 0 1 2 3 4 1 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
 Phần dư Thứ tự quan sát
 Hình 2.14: Đồ thị đánh giá số dư 
 Đồ thị Phân phối chuẩn so sánh xác suất phân bố các số dư (hiển thị bằng các 
điểm) so với phân phối chuẩn (hiển thị bằng đường thẳng nét liền). Đồ thị cho thấy các 
số dư phân bố rất gần so với phân phối chuẩn. 
 Đồ thị Tần suất hiển thị tần suất xuất hiện các số dư. 
 Đồ thị đánh giá đồng phương sai biểu thị quan hệ giữa các số dư và giá trị tương 
ứng của mô hình hồi quy. Các điểm phân bố ngẫu nhiên không có quy luật nào chứng 
tỏ dữ liệu Y không bị ảnh hưởng của các yếu tố nào khác ngoài 2 biến X1, X2. 
 55 
 Đồ thị đánh giá tính ngẫu nhiên biểu diễn quan hệ giữa các số dư và thứ tự các 
điểm dữ liệu. Các điểm phân bố không ngẫu nhiên, không tuân theo quy luật nào chứng 
tỏ dữ liệu Rn đã nhập không bị ảnh hưởng bởi các yếu tố thời gian (chẳng hạn, càng về 
sau càng lớn). Hai đồ thị đánh giá đồng phương sai và đánh giá ngẫu nhiên càng phân 
bố ngẫu nhiên quanh đường 0,0 và không theo quy luật nào thì càng tốt. 
2.6.2. Đồ thị bề mặt chỉ tiêu 
 Các đồ thị bề mặt chỉ tiêu ( Hình 2.15) cho thấy sự ảnh hưởng của hai biến số X1 
và X2 đến hàm mục tiêu Y là cường độ nén. Giá trị cường độ nén tăng khi biến X1 tăng 
và X2 giảm. Sự tăng giảm của hàm mục tiêu Y không được tuyến tính theo hai biến số 
là do ảnh hưởng tương tác của hai biến số này. 
 Đồ thị đường mức của hàm Y (MPa) Đồ thị bề mặt của hàm Y 
 0,500
 Y
 < 35
 0,475 35– 40
 40– 45
 45– 50
 60
 0,450 50– 55
 X2 55– 60
 > 60 Y (MPa) 50
 0,425
 40 16
 14
 0,400 X1
 12 14 16 0,04
 0,45 12
 X1 X2 0,50
 Hình 2.15: Đồ thị đường mức và đồ thị bề mặt cho hàm hồi quy 
2.7. Xác định thành phần cấp phối cho bê tông geopolymer tro bay 
 Phương trình hồi quy cường độ nén của bê tông Geopolymer đã xác định ở trên: 
 22
 YXXXXXX 268,0 29,83121212 468,6 0,67 376 16,20   (MPa) 
 Do chưa có dữ liệu về đồ lệch chuẩn tương ứng, cho nên để xây dựng bảng thành 
phần cấp phối cho bê tông geopolymer tro bay có các cường độ đặc trưng mong muốn
 '
 fc 30,40, 50 MPa , ta xác định thành phần GPC sao cho đạt được giá trị cường độ yêu 
 '
cầu fcr theo quy định trong tiêu chuẩn ACI 318-11 [17] như sau: 
 Bảng 2.13: Quy định về cường độ nén trung bình yêu cấu theo ACI 318-11 [17] 
 Cường độ nén đặc trưng của mẫu thử (MPa) Cường độ trung bình yêu cầu (MPa) 
 ' ''
 fc 21 ffcr c 7 
 ' ''
 21 fc 35 ffcr c 8,3 
 ' ''
 fc 35 ffcr 1,10. c 5,0 
 56 
 Kết quả hồi quy xác định giá trị của hai biến X1 và X2 cho các cường độ nén yêu 
 '''
cầu tương ứng fcr 38,3MPa ; f cr 49 MPa ; f cr 60 MPa như sau: 
 Optimal X1 X2
 High 16,0 0,50
 D: 0,9987Cur [12,0] [0,4818]
 Predict Low 12,0 0,40
 Y
 Targ: 38,30
 y = 38,2955
 d = 0,99873
 Optimal X1 X2
 High 16,0 0,50
 D: 0,9980Cur [14,0] [0,4687]
 Predict Low 12,0 0,40
 Y
 Targ: 49,0
 y = 49,0285
 d = 0,99800
 Optimal X1 X2
 High 16,0 0,50
 D: 0,9997Cur [16,0] [0,4141]
 Predict Low 12,0 0,40
 Y
 Targ: 60,0
 y = 59,9921
 d = 0,99969
 Hình 2.16: Kết quả hồi quy cho các cường độ yêu cầu của GPC 
 Từ kết quả hồi quy như trên ta đưa ra lựa chọn hai biến X1 và X2 cho các cấp 
cường độ GPC như sau: 
 Bảng 2.14: Giá trị hai biến ứng với cường độ GPC yêu cầu 
 Cường độ nén Cường độ trung bình Giá trị của biến 
 Hỗn hợp ' '
 đặc trưng fc (MPa) yêu cầu fcr (MPa) X1 X2 
 G_30 30 38,3 12 0,4818 
 G_40 40 49,0 14 0,4687 
 G_50 50 60,0 16 0,4141 
 Thành phần cấp phối tương ứng của các cấp bê tông Geopolymer tro bay được 
trình bày trong Bảng 2.15 như sau: 
 57 
 Bảng 2.15: Thành phần cấp phối của GPC cấp 30, 40, 50 MPa 
 Thành phần của hỗn hợp GPC G_30 G_40 G_50 
 Tro bay (kg) 372,52 375,84 390,35 
 2,36-4,75 mm 64,68 64,68 64,68 
 4,75-9,50 mm 420,42 420,42 420,42 
 Cốt liệu lớn (kg) 
 9,50-19,0 mm 743,82 743,82 743,82 
 19,0-25,0 mm 65,68 65,68 65,68 
 Cốt liệu nhỏ (kg) 554,0 554,0 554,0 
 Dung dịch NaOH (kg) 51,28 (12 M) 50,33 (14 M) 46,18 (16 M) 
 Dung dịch Na2SiO3 (kg) 128,20 125,83 115,46 
 Tỷ lệ Na2SiO3/NaOH 2,5 2,5 2,5 
 Tỷ lệ AAS/FA 0,4818 0,4687 0,4141 
 Các mẫu được bảo dưỡng trong lò sấy ở 60oC trong 24 giờ 
2.8. Thí nghiệm kiểm tra cường độ của các hỗn hợp GPC thiết kế 
 Sau khi xác định thành phần bê tông G_30, G_40 và G_50, tác giả tiến hành đúc 
mỗi cấp phối 30 mẫu trụ 15x30 cm để kiểm tra cường độ nén. Công tác đúc mẫu được 
tiến hành theo tiêu chuẩn ASTM C192-02 [32], bảo dưỡng mẫu tiến hành theo yêu cầu 
của vật liệu đã nêu ở mục 2.3.2. Thí nghiệm xác định cường độ chịu nén được tiến hành 
theo tiêu chuẩn ASTM C39-01 [30]. Trong quá trình chế tạo mẫu thí nghiệm, có tiến 
hành kiểm tra độ sụt của các hỗn hợp bê tông geopolymer tro bay tươi. 
 Hình 2.17: Các mẫu thử kiểm tra cường độ của các cấp phối GPC nghiên cứu 
 Kết quả thí nghiệm nén được phân tích thống kê và đánh giá kết quả đã được tiến 
hành theo chỉ dẫn của các tài liệu ACI 214.R-02 [16], ACI 318-11 [17] với độ tin cậy 
99%. Kết quả xử lý thống kê cường độ nén và độ sụt trung bình của các hỗn hợp được 
tổng hợp trong Bảng 2.16, Bảng 2.17 và Bảng 2.18 như sau: 
 58 
 Bảng 2.16: Kết quả xác định cường độ nén đặc trưng của bê tông Geopolymer G_30 
 Kết quả của mẫu Độ lệch chuẩn 
 Trị số trung bình 2 Hệ số biến 
 mẫu (Rn-Rntb) 
 Rn ( MPa) Rntb ( MPa) S (MPa) sai Cv (%) 
 1 42,66 10,25 
 2 36,61 8,11 
 3 37,47 3,95 
 4 38,97 0,24 
 5 38,37 1,18 
 6 37,21 5,06 
 7 40,76 1,69 
 8 39,86 0,16 
 9 42,73 10,70 
 10 43,28 14,61 
 11 38,53 0,86 
 12 36,58 8,28 
 13 33,49 35,62 
 14 43,28 14,61 
 15 46,71 52,59 
 39,46 3,34 8,48 
 16 37,23 4,97 
 17 43,49 16,25 
 18 38,96 0,25 
 19 35,24 17,79 
 20 45,19 32,85 
 21 38,72 0,55 
 22 37,67 3,20 
 23 43,32 14,91 
 24 36,23 10,42 
 25 38,19 1,61 
 26 37,54 3,68 
 27 38,22 1,53 
 28 43,92 19,91 
 29 39,20 0,07 
 30 34,12 28,50 
 Tổng 1.183,75 324,40 
 Độ lệch chuẩn hiệu chỉnh theo ACI 318: Shc=Sx1,00 3,34 (MPa) 
 ’
 Cường độ nén đặc trưng: fc = Rntb - 2,33× Shc 31,67 (MPa) 
Độ sụt trung bình hỗn hợp S30 = 12 cm 
 59 
 Bảng 2.17: Kết quả xác định cường độ nén đặc trưng của bê tông Geopolymer G_40 
 Kết quả của mẫu Độ lệch chuẩn 
 Trị số trung bình 2 Hệ số biến 
 mẫu (Rn-Rntb) 
 Rn( MPa) Rntb ( MPa) S (MPa) sai Cv (%) 
 1 46,73 9,78 
 2 46,61 10,55 
 3 49,34 0,27 
 4 48,45 1,98 
 5 48,73 1,27 
 6 52,26 5,77 
 7 51,84 3,93 
 8 49,27 0,35 
 9 50,73 0,76 
 10 50,82 0,93 
 11 54,41 20,72 
 12 45,58 18,30 
 13 53,83 15,78 
 14 42,28 57,42 
 15 54,71 23,55 
 49,86 4,03 8,09 
 16 53,72 14,92 
 17 55,59 32,86 
 18 48,96 0,81 
 19 42,24 58,03 
 20 53,58 13,86 
 21 48,67 1,41 
 22 44,12 32,92 
 23 45,32 20,59 
 24 53,23 11,37 
 25 56,13 39,34 
 26 47,35 6,29 
 27 46,22 13,23 
 28 51,92 4,25 
 29 56,27 41,12 
 30 46,82 9,23 
 Tổng 1.495,73 471,58 
 Độ lệch chuẩn hiệu chỉnh theo ACI 318: Shc=Sx1,00 4,03 (MPa) 
 ’
 Cường độ nén đặc trưng: fc = Rntb - 2,33× Shc 40,46 (MPa) 
Độ sụt trung bình hỗn hợp S40 = 7 cm 
 60 
 Bảng 2.18: Kết quả xác định cường độ nén đặc trưng của bê tông Geopolymer G_50 
 Kết quả của mẫu Độ lệch chuẩn 
 Trị số trung bình 2 Hệ số biến 
 mẫu (Rn-Rntb) 
 Rn( MPa) Rntb ( MPa) S (MPa) sai Cv (%) 
 1 61,28 2,17 
 2 62,07 5,13 
 3 65,64 33,98 
 4 55,09 22,24 
 5 64,16 18,97 
 6 59,53 0,08 
 7 54,04 33,31 
 8 65,69 34,62 
 9 62,84 9,21 
 10 60,81 1,00 
 11 61,08 1,63 
 12 62,24 5,91 
 13 56,84 8,81 
 14 57,96 3,40 
 15 60,23 0,17 
 59,81 3,33 5,56 
 16 62,98 10,03 
 17 58,04 3,13 
 18 64,42 21,24 
 19 61,86 4,23 
 20 58,51 1,69 
 21 60,24 0,18 
 22 53,20 43,73 
 23 56,97 8,04 
 24 56,90 8,48 
 25 57,80 4,05 
 26 63,29 12,15 
 27 58,74 1,14 
 28 56,61 10,21 
 29 56,60 10,31 
 30 58,59 1,49 
 Tổng 1.794,235 320,73 
 Độ lệch chuẩn hiệu chỉnh theo ACI 318: Shc=Sx1,00 3,33 (MPa) 
 Cường độ nén đặc trưng: fc’ = Rntb - 2,33× Shc 52,06 (MPa) 
Độ sụt trung bình hỗn hợp S50 = 3 cm 
 61 
 Kết quả cho thấy cường độ đặc trưng của các mẫu thí nghiệm đều lớn hơn giá trị 
cường độ thiết kế (Hình 2.18). Độ lệch chuẩn của các thí nghiệm xác định cường độ là 
nhỏ. Do vậy, có thể khẳng định các cấp phối thiết kế đạt yêu cầu về cường độ đã đề ra. 
 60
 52,06
 50
 40,46
 ng (MPa) ng
 − 40
 31,67
 30
 20
 10
 êng ®é nÐn ®Æc tr ®Æc nÐn ®é êng
 −
 C
 0
 G_30 G_40 G_50
 Hçn hîp bª t«ng geopolymer
 Hình 2.18: Kết quả kiểm tra cường độ của các hỗn hợp GPC đã thiết kế 
2.9. Sơ bộ tính toán giá thành của bê tông geopolymer tro bay đã thiết kế 
 Trên cơ sở của thành phần vật liệu tạo thành ba hỗn hợp bê tông geopolymer đã 
thiết kế trong Bảng 2.15. Tác giả tính toán sơ bộ giá thành của 1m3 bê tông geopolymer 
và có so sánh với giá thành bê tông xi măng có cùng cường độ như sau: 
 Bảng 2.19: Sơ bộ tính toán giá thành 1m3 bê tông Geopolymer tro bay 
 Đơn Khối lượng Đơn giá Thành tiền (VNĐ) 
 Thành phần 
 vị G_30 G_40 G_50 (VNĐ) G_30 G_40 G_50 
 VẬT LIỆU VL 1.035.031 1.043.357 1.007.946
 - Cát vàng m3 0,387 0,387 0,387 240.000 92.979 92.979 92.979
 - Đá 1x2 m3 0,892 0,892 0,892 250.000 222.931 222.931 222.931
 - Nước lít 32,7 30,0 25,7 5,97 195 179 153
 - Tro bay kg 372,5 375,8 390,3 160 59.603 60.128 62.448
 - Thủy tinh lỏng kg 128,2 125,8 115,5 3.800 487.160 487.160 487.160
 - Xút vảy kg 18,5 20,3 20,5 9.300 172.162 172.162 172.162
 NHÂN CÔNG NC 180.644 180.644 180.644
 Nhân công bậc 3/7 Công 3,56 3,56 3,56 50.743 180.644 180.644 180.644
 MÁY THI CÔNG M 36.147 36.147 36.147
 62 
 - Đầm dùi 1,5kw ca 0,180 0,180 0,180 62.997 11.339 11.339 11.339
 - Máy trộn bê tông ca 0,095 0,095 0,095 91.325 8.676 8.676 8.676
 - Vận thang 0,8T ca 0,110 0,110 0,110 146.656 16.132 16.132 16.132
 TỔNG CHI PHÍ (VL+NC+M) 1.251.822 1.260.149 1.224.737 
 Bảng 2.20: Sơ bộ tính toán giá thành của 1m3 bê tông xi măng cùng cường độ: 
 Đơn Khối lượng Đơn giá Thành tiền (VNĐ) 
 Thành phần 
 vị C_30 C_40 C_50 (VNĐ) C_30 C_40 C_50 
 VẬT LIỆU VL 750.904 789.467 885.024
 - Cát vàng m3 0,575 0,475 0,478 240.000 137.958 113.891 114.797
 - Đá 1x2 m3 0,724 0,801 0,757 250.000 181.034 200.345 189.310
 - Nước Lít 166,0 166,0 173,0 5,97 991 991 1.033
 - Xi măng PC40 Kg 378,0 416,0 508,7 1140 430.920 474.240 579.884
 NHÂN CÔNG NC 180.644 180.644 180.644
 Nhân công bậc 3/7 Công 3,56 3,56 3,56 50.743 180.644 180.644 180.644
 MÁY THI CÔNG M 36.147 36.147 36.147
 - Đầm dùi 1,5kw ca 0,180 0,180 0,180 62.997 11.339 11.339 11.339
 - Máy trộn bê tông ca 0,095 0,095 0,095 91.325 8.676 8.676 8.676
 - Vận thang 0,8T ca 0,110 0,110 0,110 146.656 16.132 16.132 16.132
 TỔNG CHI PHÍ (VL+NC+M) 967.695 1.006.258 1.101.816 
 1251 1260
 1224
 1200
 1101
 1000
 1006
 967
 nh (x1000®)
 μ 800
 Gi¸ th Gi¸
 600 OPC
 GPC
 30 40 50
 C−êng ®é nÐn (MPa) 
 Hình 2.19: So sánh giá thành của 1m3 GPC với OPC 
 Có thể thấy là giá thành của bê tông geopolymer đắt hơn giá thành của bê tông xi 
măng khoảng 10-20%. Tuy nhiên, nếu có được chính sách hỗ trợ của nhà nước về thuế 
 63 
hoặc các dự án bảo vệ môi trường thì rất có khả năng giảm được giá thành của GPC về 
ngang bằng với giá thành của OPC. 
2.10. Kết luận Chương 2 
 Từ các kết quả nghiên cứu trong chương này, tác giả có một số kết luận như sau: 
 Thiết kế thành phần bê tông geopolymer tro bay theo phương pháp quy hoạch 
 thực nghiệm, khảo sát sự ảnh hưởng của hai yếu tố chính đến cường độ bê tông 
 đã được thực hiện với kết quả 3 cấp bê tông khác nhau. Từ đó, tác giả đưa ra 
 bảng cấp phối cho hỗn hợp bê tông geopolymer tro bay với các cấp cường độ 
 nén tương ứng ở tuổi 28 ngày là 30, 40 và 50 MPa. 
 Kết quả đúc mẫu thử lại cường độ cho thấy độ tin cậy cao với kết quả quá trình 
 thiết kế. 
 Quá trình chế tạo bê tông geopolymer tro bay hoàn toàn sử dụng máy móc thiết 
 bị như giống với bê tông xi măng. Công tác trộn, đúc mẫu, đầm nén, khuôn 
 được thực hiện giống như bê tông xi măng. 
 Bảo dưỡng tối ưu về cường độ và năng lượng sử dụng là sấy mẫu trong lò khô 
 ở nhiệt độ 60oC trong 24 giờ. 
 Trong điều kiện Việt Nam, giá thành GPC cao hơn OPC khoảng 10-20%. 
 64 
 CHƯƠNG 3. XÁC ĐỊNH MỘT SỐ TÍNH CHẤT CƠ HỌC CHỦ YẾU VÀ 
 ĐỘ BỀN CỦA BÊ TÔNG GEOPOLYMER TRO BAY 
3.1. Mục đích nghiên cứu 
 Mục đích nghiên cứu của luận án này là góp phần đưa GPC được đưa vào ứng 
dụng một phần cho các công trình xây dựng nói chung và công trình cầu nói riêng. Vì 
vậy, đối với các cấp phối GPC đã thiết kế ở Chương 2, cần phải xác định các tính chất 
cơ học chủ y