Luận án Nghiên cứu tính chất cơ học và đặc điểm phá hủy của bê tông cường độ cao sử dụng nano silica ứng dụng trong công trình cầu

g pháp và tiêu chuẩn áp dụng 
Hiện nay, có nhiều phương pháp thiết kế thành phần bê tông và bê tông 
cường độ cao, mỗi phương pháp đều có phạm vi ứng dụng riêng. Trong nghiên 
cứu sử dụng phương pháp ACI (ACI 211.4R-08) để thiết kế thành phần 
BTCĐC. 
2.2.3.2. Phương pháp ACI 
Các bước thiết kế thành phần BTCĐC sử dụng NS được tiến hành theo 
ACI 211.4R-08 [20]. Hàm lượng phụ gia siêu dẻo xác định theo hướng dẫn của 
nhà sản xuất và điều chỉnh thực tế để đảm bảo độ sụt yêu cầu của hỗn hợp bê 
tông. 
Hàm lượng silica fume và nano silica được thêm vào các hỗn hợp bê tông 
dựa trên các nghiên cứu trên thế giới, các tài liệu chuyên khảo và khuyến cáo từ 
nhà sản xuất. Silica fume và nano silica được xem như là thành phần chất kết 
dính (CKD), vì thế lượng xi măng sử dụng sẽ được hiệu chỉnh theo một tỉ lệ 
thích hợp trong quá trình tính toán cấp phối. 
Các cấp phối BTCĐC sử dụng nano silica được tính toán thiết kế theo 
phương pháp thể tích tuyệt đối dựa trên lý thuyết tối ưu về độ đặc. Với giả thiết 
tổng thể tích đặc là 1m3 (bao gồm thể tích không khí). Từng vật liệu thành phần 
chiếm 1 tỷ lệ nhất định theo khối lượng hoặc theo thể tích, với giả thiết 
1
1
n
i
i
V
=
=∑ . 
Sử dụng phương pháp thể tích tuyệt đối theo ACI 211.4R-08 để thiết kế 
hỗn hợp bê tông xi măng được tóm tắt qua 11 bước sau: 
Bước 1: Lựa chọn độ sụt và cường độ bê tông yêu cầu 
Chọn độ sụt gốc trước khi cho phụ gia siêu dẻo vào hỗn hợp bê tông 
57 
Bảng 2.12. Độ sụt của hỗn hợp bê tông có và không sử dụng phụ gia siêu dẻo 
Bê tông có dùng phụ gia siêu dẻo (PGSD) 
Độ sụt trước khi thêm PGSD 2,5 – 5cm 
Bê tông không dùng phụ gia siêu dẻo 
Độ sụt 5 – 10cm 
Độ sụt từ 2,5 cm đến 5 cm được sử dụng để lựa chọn lượng nước ban đầu. 
Độ sụt thực tế khi thi công có thể lớn hơn tùy theo yêu cầu của kết cấu công 
trình và đạt được với hàm lượng phụ gia siêu dẻo tối ưu. 
Theo ACI 318, cho phép những thành phần hỗn hợp bê tông được chọn dựa 
trên kinh nghiệm thực tế hoặc các mẻ trộn thử trong phòng thí nghiệm. Để đạt 
được cường độ chịu nén đặc trưng của dự án, thì bê tông cần phải được tính toán 
tỷ lệ sao cho cường độ chịu nén trung bình ngoài thực tế lớn hơn cường độ chịu 
nén đặc trưng f’c bằng một giá trị đủ lớn để xác suất các kết quả không đạt là 
thấp. 
Khi không xác định được độ lệch chuẩn thì cường độ chịu nén trung bình 
yêu cầu được tính theo công thức sau: 
 f’cr = 1,1f’c + 4,83 (MPa) (2.1) 
 trong đó: f’cr là cường độ nén trung bình yêu cầu, MPa 
 f’c là cường độ chịu nén đặc trưng, MPa 
Bước 2: Chọn kích thước Dmax của hạt cốt liệu lớn 
Dựa vào cường độ yêu cầu, cỡ hạt lớn nhất danh định tra Bảng 2.13 bên 
dưới chọn Dmax. 
Bảng 2.13. Xác định kích thước Dmax của hạt cốt liệu lớn 
Cường độ bê tông yêu cầu, MPa Kích thước tối đa của cốt liệu thô, mm 
<62,5 
≥62,5 
Từ 19 đến 25,4 
Từ 9,5 đến 12,5 
58 
Theo ACI 318, kích thước hạt lớn nhất danh định của cốt liệu không nên 
vượt quá 1/5 kích thước nhỏ nhất của cấu kiện, 1/3 chiều dày tấm và không quá 
3/4 khoảng trống nhỏ nhất giữa các thanh cốt thép. 
Bước 3: Chọn hàm lượng cốt liệu thô tối ưu 
Lượng cốt liệu thô tối ưu phụ thuộc vào cường độ, đặc tính, kích thước hạt 
lớn nhất và mô đun độ lớn của cốt liệu nhỏ. Lượng cốt liệu thô tối ưu được lựa 
chọn từ Bảng 2.14 bên dưới là thể tích cốt liệu thô trên một đơn vị thể tích bê 
tông. 
Bảng 2.14. Xác định thể tích đá được đầm chặt trên một đơn vị thể tích bê tông 
Thể tích đá tối ưu cho cỡ hạt danh định lớn nhất với cát sử dụng có mô đun 
2,5 – 3,2 
Cỡ hạt danh định lớn nhất (mm) 9,5 12,5 19 25 
Thể tích của đá dăm trên 1m3 bê tông 
(m3) 
0,65 0,68 0,72 0,75 
Thể tích lèn chặt của cốt liệu ở trạng thái bão hòa bề mặt khô ứng với khối 
lượng thể tích đã lèn chặt được thí nghiệm theo ASTM C29. 
Khối lượng của cốt liệu thô ở trạng thái khô tính cho 1m3 hỗn hợp bê tông 
được tính theo công thức 2.2. 
 D=ρdlc × VCA (2.2) 
ρdlc: khối lượng thể tích lèn chặt của đá (g/cm3) 
VCA: thể tích đá lèn chặt (m3) 
Bước 4: Xác định lượng nước và hàm lượng không khí. 
Lượng nước của một đơn vị thể tích bê tông được yêu cầu để tạo ra độ sụt 
đã cho phụ thuộc vào cỡ hạt lớn nhất, hình dạng hạt và cấp phối hạt, lượng xi 
măng và loại phụ gia siêu dẻo đã sử dụng. Lượng nước dự tính ban đầu được lấy 
như Bảng 2.15. 
59 
Bảng 2.15. Xác định lượng nước ban đầu cho hỗn hợp bê tông 
Độ sụt (cm) 
Lượng nước trộn (l/m3) 
Kích thước lớn nhất của đá (mm) 
9,5 12,5 19 25 
2,5 - 5 183 174 168 165 
5 – 7,5 189 183 174 171 
7,5 - 10 195 189 180 177 
Hàm lượng không khí lọt vào (%) 3 2,5 2 1,5 
(2,5)+ (2,0)+ (1,5)+ (1,0)+ 
Giá trị trong bảng phải được điều chỉnh đối với cát có độ rỗng khác 35% 
theo công thức: 
 Nđc = (rc – 35) × 4,72 (l/m3) (2.3) 
Độ rỗng của cát: 1 100 (%)clcc
c
r ρ
ρ
 
= − × 
 
 (2.4) 
trong đó: 
clcρ : khối lượng thể tích lèn chặt của cát (g/cm
3) 
cρ : khối lượng riêng của cát (g/cm
3) 
Bước 5: Lựa chọn tỉ lệ N/CKD 
Tỉ số N/CKD của bê tông có sử dụng phụ gia siêu dẻo được yêu cầu chọn 
theo 
Bảng 2.16. Xác định tỉ lệ N/CKD cho 1m3 bê tông có sử dụng PGSD 
Cường độ yêu cầu f’cr, MPa 
Tỷ lệ N/CKD 
Kích thước tối đa của cốt liệu thô, mm 
9,5 12,5 19 25 
62 
28 ngày 0,38 0,36 0,35 0,34 
56 ngày 0,42 0,39 0,37 0,36 
60 
69 
28 ngày 0,33 0,32 0,31 0,30 
56 ngày 0,37 0,35 0,33 0,32 
76 
28 ngày 0,30 0,29 0,27 0,27 
56 ngày 0,33 0,31 0,29 0,29 
83 
28 ngày 0,27 0,26 0,25 0,25 
56 ngày 0,30 0,28 0,27 0,27 
Bước 6: Tính toán hàm lượng chất kết dính 
Khối lượng của chất kết dính cho mỗi đơn vị thể tích bê tông (m3) được xác 
định bằng cách chia lượng nước nhào trộn cho mỗi đơn vị thể tích bê tông cho tỷ 
lệ N/CKD. Lượng chất kết dính là tổng khối lượng của xi măng và các thành 
phần phụ gia khoáng (silica fume, nano silica). 
Nếu chỉ dẫn kỹ thuật quy định giới hạn tối đa hoặc tối thiểu đối với lượng 
xi măng trên mỗi mét khối bê tông thì cần phải thỏa mãn yêu cầu này. Do đó, 
hỗn hợp nên được cân đối để chứa lượng chất kết dính lớn hơn cần thiết. 
Với tỷ lệ N/CKD được chọn ở trên và lượng nước N; lượng chất kết dính 
cho 1m3 bê tông được tính như sau: 
 CKD =
/
N
N CKD
 (kg) (2.5) 
* Trường hợp 1: không sử dụng nano silica, chất kết dính bao gồm xi măng 
và silica fume 
 CKD = X + SF (kg) (2.6) 
* Trường hợp 2: sử dụng nano silica 
Tính toán thay thế xi măng bởi nano silica theo tỉ lệ phần trăm khối lượng 
chất kết dính (xi măng + silica fume + nano silica). 
Các tỉ lệ NS được cho vào bê tông dựa vào sự tham khảo các công trình 
nghiên cứu có liên quan đã được thực hiện trong và ngoài nước. 
 CKD = X + SF + NS (kg) (2.7) 
61 
 NS= %NS × CKD (kg) (2.8) 
Bước 8: Xác định lượng cốt liệu nhỏ (cát) 
1. Không dùng NS 
 Vc = 1–Vđ –Vkk – Vxm – Vsf – Vn (m3) (2.9) 
2. Khi có thành phần NS 
 Vc = 1–Vđ –Vkk – Vxm – Vsf – Vns – Vn (m3) (2.10) 
trong đó: 
Vc: thể tích cát (m3) 
Vkk: thể tích không khí trong bê tông (m3) 
Vđ: thể tích đá (m3) 
Vxm: thể tích xi măng (m3) 
Vsf: thể tích silica fume (m3) 
Vn: thể tích nước (m3) 
Vns: thể tích nano silica (m3) 
Bước 9: Xác định tỷ lệ các phụ gia hóa học 
Cần sử dụng phụ gia siêu dẻo (PGSD) trong hỗn hợp bê tông cường độ cao. 
Sử dụng PGSD giúp các hạt xi măng và các chất kết dính khác phân tán trong 
hỗn hợp và có thể giảm lượng nước yêu cầu đến hơn 30%. Theo ACI 211.4R-08 
[20], có thể sử dụng PGSD vào các hỗn hợp hiện có mà không cần điều chỉnh 
các tỷ lệ pha trộn để cải thiện khả năng làm việc của bê tông. Trong bê tông 
cường độ cao thường sử dụng PGSD để hạ thấp tỷ lệ nước/chất kết dính, cũng 
như làm tăng tính lưu động của bê tông. Hầu hết, trong bê tông cường độ cao 
đều chứa các phụ gia hóa học, điều này càng quan trọng khi có thành phần các 
hạt NS. Tỷ lệ phụ gia siêu dẻo được thêm vào dựa trên khuyến nghị của nhà sản 
xuất và thí nghiệm kiểm tra độ lưu động của từng cấp phối với tỷ lệ PGSD phù 
hợp nhất. Thường từ 0,7 – 2,5 lít/100 kg xi măng và có thể nhiều hơn tùy theo 
62 
yêu cầu về độ sụt và đặc tính của kết cấu. 
Bước 10: Các mẻ trộn thử 
Đối với hỗn hợp thử được chọn tỷ lệ thành phần trong các bước tính toán 
lựa chọn ở trên, một mẻ trộn thử được chế tạo để xác định tính công tác và 
cường độ đặc trưng. Khối lượng của cát, đá dăm, và nước phải được điều chỉnh 
cho chính xác với tình trạng ẩm của cốt liệu. Với một mẻ trộn nên chọn sao cho 
sau khi nhào trộn đều đạt hỗn hợp đồng nhất, tính công tác và cường độ yêu cầu. 
 Bước 11: Lựa chọn các tỷ lệ trộn tối ưu 
Khi các tỷ lệ vật liệu thành phần đã được điều chỉnh để tạo ra khả năng làm 
việc mong muốn và các đặc tính về cường độ thì các mẫu thử cường độ nên 
được lấy từ các mẻ trộn thử nghiệm tiến hành gần giống với điều kiện thực tế 
theo các bước quy định. Các thí nghiệm cường độ cần được chế tạo từ các mẻ 
trộn thử có điều kiện giống như ở hiện trường theo các yêu cầu của ACI 318. 
Việc chuẩn bị các mẻ trộn và mẫu thử sẽ được đánh giá tốt hơn khi mà kích cỡ 
mẻ trộn thử với thiết bị, quy trình như trong điều kiện thực tế sẽ áp dụng. 
2.2.3.3. Tính toán thiết kế thành phần BTCĐC sử dụng NS 
BTCĐC theo CEB-FIP quy định có cường độ nén sau 28 ngày tối thiểu là 
60MPa trở lên. BTCĐC sử dụng trong công trình cầu thường dao động từ 60 
đến 80MPa. Trong đó, mức cường độ nén 70MPa được sử dụng khá phổ biến 
trong kết cấu cầu với các ưu điểm về độ bền, đặc điểm thi công và khả năng 
cung ứng thực tế từ các trạm trộn. Dựa trên những yếu tố trên, nghiên cứu sinh 
chọn loại BTCĐC với cường độ đặc trưng 70MPa để tiến hành thiết kế thành 
phần và thí nghiệm. 
Bê tông với cường độ đặc trưng 70MPa được tính toán thiết kế dựa theo 
phương pháp ACI. Các cấp phối sử dụng nano silica với các tỷ lệ khác nhau, cụ 
thể là 0%; 0,5%; 1%; 1,5%; 2%; 2,5% và 3% tổng lượng chất kết dính. Tỷ lệ 
phụ gia siêu dẻo được điều chỉnh theo thực tế để đảm bảo tính công tác của hỗn 
hợp bê tông. Kết quả tính toán thành phần cấp phối BTCĐC sử dụng NS được 
63 
thể hiện trong Bảng 2.17. 
Bảng 2.17. Kết quả tính toán thành phần BTCĐC 70MPa sử dụng NS 
Cấp 
phối 
Vật liệu thành phần 
XM Cát Đá SF NS PGSD Nước 
N/CKD 
(kg) (kg) (kg) (kg) (kg) (lit) (lit) 
NS0,0 544 661 1049 28,6 0,0 5,4 155 0,27 
NS0,5 541 660 1049 28,6 2,8 6,5 155 0,27 
NS1,0 538 659 1049 28,6 5,7 7,4 155 0,27 
NS1,5 535 658 1049 28,6 8,6 7,6 155 0,27 
NS2,0 532 657 1049 28,6 11,5 8,7 155 0,27 
NS2,5 529 656 1049 28,6 14,3 9,3 155 0,27 
NS3,0 527 655 1049 28,6 17,2 9,8 155 0,27 
Ghi chú: XM – Xi măng, NS – Nano silica, SF – Silica fume, PGSD – Phụ gia 
siêu dẻo, N/CKD – Nước/chất kết dính. 
2.3. Thí nghiệm một số tính chất cơ học chủ yếu BTCĐC sử dụng NS 
2.3.1. Kế hoạch thí nghiệm 
Thí nghiệm trong chương này tập trung xác định một số tính chất cơ học 
chủ yếu như cường độ nén, cường kéo khi uốn và mô đun đàn hồi của BTCĐC 
sử dụng NS. 
Các thí nghiệm được thực hiện tại Phòng thí nghiệm VLXD, Trung tâm 
KHCN GTVT – Trường Đại học Giao thông Vận tải – Hà Nội, Phòng Thí 
nghiệm Công trình giao thông LAS XD – 72 – Trường Đại học Công nghệ Giao 
thông Vận tải. 
Thí nghiệm cường độ nén và mô đun đàn hồi được tiến hành trên mẫu thử 
hình trụ đường kính 150mm, chiều cao 300mm. Cường độ kéo khi uốn được thí 
nghiệm trên mẫu dầm kích thước 150x150x600 mm. Ảnh hưởng của NS đến sự 
phát triển cường độ nén và cường độ kéo khi uốn sẽ được kiểm tra đánh giá tại 
64 
các ngày tuổi khác nhau là 3 ngày, 7 ngày, 28 ngày và 56 ngày. Đối với mô đun 
đàn hồi của BTCĐC sẽ được đánh giá tại 28 ngày tuổi. Số lượng mẫu phục vụ 
các thí nghiệm nén, uốn và mô đun đàn hồi được tổng hợp trong Bảng 2.18. 
Bảng 2.18. Số lượng mẫu thí nghiệm tính chất cơ học BTCĐC sử dụng NS 
TT 
Nội dung thí 
nghiệm 
Cấp phối Ngày tuổi 
Số lượng 
mẫu 
Hình dạng 
mẫu 
Kích thước 
mẫu (cm) 
1 
Cường độ 
nén 
NS0,0 3, 7, 28, 56 24 
Hình trụ 15×30 
2 NS0,5 3, 7, 28, 56 24 
3 NS1,0 3, 7, 28, 56 24 
4 NS1,5 3, 7, 28, 56 24 
5 NS2,0 3, 7, 28, 56 24 
6 NS2,5 3, 7, 28, 56 24 
7 NS3,0 3, 7, 28, 56 24 
8 
Cường độ 
kéo khi uốn 
NS0,0 3, 7, 28, 56 24 
Hình lăng 
trụ 
15×15×60 
9 NS0,5 3, 7, 28, 56 24 
10 NS1,0 3, 7, 28, 56 24 
11 NS1,5 3, 7, 28, 56 24 
12 NS2,0 3, 7, 28, 56 24 
13 NS2,5 3, 7, 28, 56 24 
14 NS3,0 3, 7, 28, 56 24 
15 
Mô đun đàn 
hồi 
NS0,0 28 6 
Hình trụ 15×30 
16 NS0,5 28 6 
17 NS1,0 28 6 
18 NS1,5 28 6 
19 NS2,0 28 6 
20 NS2,5 28 6 
21 NS3,0 28 6 
65 
2.3.2. Chuẩn bị mẫu thí nghiệm 
2.3.2.1. Quy trình trộn hỗn hợp bê tông cường độ cao sử dụng NS 
Diện tích bề mặt đặc trưng của các hạt NS rất cao cùng với các tính chất 
đặc biệt của các hạt silica ở kích thước nanomet làm cho việc phân tán NS trở 
nên khó khăn hơn. Do đó, các phương pháp phân tán đặc biệt như trộn bằng các 
thiết bị sóng siêu thanh có thể được yêu cầu, làm tăng đáng kể chi phí chế tạo bê 
tông. Để tránh áp dụng các quy trình đặc biệt, hỗn hợp BTCĐC sử dụng NS 
được nghiên cứu trộn bằng phương pháp trộn thông thường với loại máy trộn 
cưỡng bức. Tuy nhiên, để đảm bảo các mẫu trộn có thành phần vật liệu đồng 
nhất và các hạt NS phân tán trong bê tông với mức độ ổn định cao, nghiên cứu 
đề xuất quy trình trộn trên cơ sở tham khảo các nghiên cứu trước và kinh 
nghiệm từ quá trình trộn thử với trình tự như sau: 
- NS được hòa với 50% lượng nước cần thiết, khấy tốc độ cao để các hạt 
NS phân tán đồng đều; 
- Cho hỗn hợp cát, đá, xi măng, silica fume trộn trước trong 3 phút; 
- Cho 20% lượng nước cho vào hỗn hợp cát, đá, xi măng trộn 1 phút; 
- Cho hỗn hợp NS, 50% lượng nước vào hỗn hợp trộn trong 2 phút; 
- Khuấy đều 20% lượng nước và phụ gia siêu dẻo, sau đó thêm vào hỗn 
hợp và 10% lượng nước còn lại có tác dụng điều chỉnh sẽ được thêm vào trộn 
trong 2 phút cho đến khi hỗn hợp đồng nhất; 
- Nghỉ máy trộn trong vòng 1 phút để chất siêu dẻo phản ứng, giúp đạt hiệu 
quả tốt hơn; 
- Trộn lại trong 1 phút để tránh mất độ sụt và đảm bảo tính đồng nhất của 
hỗn hợp. 
Hình 2.10. Sơ đồ trộn hỗn hợp bê tông sử dụng nano silica 
XM + 
SF + 
cát + 
đá 
20% 
nước 
NS + 
50% 
nước 
20% 
nước + 
PGSD 
3 phút 1 phút 2 phút 3 phút Hỗn 
hợp bê 
tông +10% nước điều chỉnh 
66 
2.3.2.2. Chuẩn bị vật liệu 
Căn cứ vào thể tích của một mẻ trộn tính toán khối lượng tương ứng của 
từng loại vật liệu thành phần. Các thành phần vật liệu như cát, đá, xi măng, 
silica fume, phụ gia siêu dẻo được cân đong sẵn sàng trước khi bắt đầu trộn. 
Riêng nano silica sẽ được hòa chung với 50% lượng nước yêu cầu và được 
khuấy với tốc độ cao, đảm bảo các hạt nano silica phân tán đều trong hỗn hợp 
(Hình 2.11). 
Hình 2.11. Cân và khuấy đều nano silica với nước 
Hình 2.12. Chuẩn bị vật liệu cho một mẻ trộn 
2.3.2.3. Kiểm tra độ sụt 
Độ sụt của hỗn hợp bê tông được thực hiện theo tiêu chuẩn ASTM C143 
[25] và tham khảo TCVN 3016:1993 [4]. 
* Thiết bị kiểm tra độ sụt: 
- Dụng cụ đo độ sụt là côn Abrams hình nón cụt có kích thước 
67 
200x100x300mm, đáy và miệng hở; 
- Que đầm hình tròn có đường kính bằng 16mm, dài 600mm; 
 - Phễu đổ hỗn hợp; 
- Tấm thép dày 5mm; 
 - Thước đo độ sụt chuyên dụng; 
Hình 2.13. Xác định độ sụt của hỗn hợp BTCĐC sử dụng NS 
* Nhận xét: Hỗn hợp BTCĐC khi thêm NS có độ sụt giảm so với hỗn hợp 
đối chứng không có NS (Hình 2.13). Tỷ lệ sụt giảm của độ sụt tỷ lệ thuận với 
hàm lượng NS tăng thêm, hàm lượng phụ gia siêu dẻo sử dụng được điều chỉnh 
để đảm bảo tính lưu động của hỗn hợp bê tông theo yêu cầu. 
2.3.2.4. Trộn, đổ khuôn và đầm chặt mẫu 
* Thiết bị trộn và đúc mẫu: 
- Máy trộn cưỡng bức với dung tích trộn 60 lit. 
- Khuôn mẫu: 
+ Mẫu hình trụ có kích thước 15x30cm; 
+ Mẫu dầm có kích thước 15x15x60cm. 
Yêu cầu mặt trong của khuôn phải nhẵn, độ cong vênh của các đường sinh 
khuôn trụ phải không vượt quá 0,05mm trên 100mm chiều dài. Khuôn phải được 
vệ sinh, bôi trơn trước khi đúc mẫu. 
- Máy đầm rung tần số 2800-3000 vòng/phút, biên độ 0,35 – 0,5mm. 
68 
- Que đầm: thanh thép tròn có đường kính 16mm, dài 600mm 
Hình 2.14. Trộn, đúc và đầm chặt mẫu 
2.3.2.5. Bảo dưỡng mẫu 
Mẫu thí nghiệm được phủ ẩm ở nhiệt độ trong phòng cho tới khi tháo 
khuôn rồi được bảo dưỡng tiếp cho đến ngày thử mẫu. Bảo dưỡng mẫu bằng 
cách ngâm mẫu trong nước (Hình 2.15). 
Hình 2.15. Bảo dưỡng mẫu BTCĐC sử dụng NS 
2.3.3. Thí nghiệm cường độ nén BTCĐC sử dụng NS 
Sau khi đúc và bảo dưỡng, các mẫu được tiến hành kiểm tra cường độ nén 
theo các ngày tuổi. Thí nghiệm cường độ chịu nén được tiến hành theo tiêu 
chuẩn ASTM C39 [26]. Máy dùng để thí nghiệm cường độ nén của mẫu bê tông 
là loại máy nén điện tử San 3000 với tải trọng tối đa 3000kN nén mẫu với tốc độ 
tăng tải 0,3MPa/s. 
69 
Hình 2.16. Thí nghiệm cường độ nén BTCĐC sử dụng NS 
2.3.3.1. Kết quả thí nghiệm cường độ nén BTCĐC sử dụng NS 
Kết quả thí nghiệm cường độ nén thực hiện theo tiêu chuẩn ASTM C39 
được thể hiện trong phụ lục II của luận án. 
Ảnh hưởng của NS đến cường độ nén BTCĐC theo các ngày tuổi được thể 
hiện thông qua biểu đồ Hình 2.17. 
Hình 2.17. Ảnh hưởng của NS đến cường độ nén của BTCĐC 
So sánh kết quả cường độ nén trên Hình 2.17 nhận thấy, đối với các mức 
ngày tuổi khác nhau, cường độ nén tăng dần khi tỉ lệ NS sử dụng nhỏ hơn hoặc 
bằng 1,5%. Tuy nhiên, khi tỉ lệ NS tăng lên từ 2 đến 3% cường độ nén tăng 
không đáng kể và có xu hướng giảm so với tỉ lệ NS sử dụng 1,5%. Nguyên nhân 
có thể kể đến là do các hạt NS phân tán không đồng đều khi tỉ lệ sử dụng vượt 
quá ngưỡng 1,5%, nguyên nhân này khó tránh khỏi khi hỗn hợp bê tông được 
0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0
50
55
60
65
70
75
80
85
90
95
C
ư
ờ
ng
 đ
ộ 
né
n 
(M
P
a)
Tỉ lệ NS (%)
 3 ngày
 7 ngày
 28 ngày
 56 ngày
70 
trộn bằng các thiết bị trộn cưỡng bức thông thường, các hạt NS dư thừa không 
được phân tán đều, có thể bị tích tụ và tạo thành các vùng yếu trong cấu trúc bê 
tông. Vấn đề này cũng xảy ra tương tự như trong các nghiên cứu của các tác giả 
Chithra và cộng sự [39], Khaloo [70], Zhang và cộng sự [110], Trần Hữu Bằng 
[14]. 
Mặt khác, cường độ nén BTCĐC ở các giai đoạn 3 và 7 ngày tuổi chịu sự 
ảnh hưởng của NS lớn hơn so với giai đoạn 28 và 56 ngày tuổi. Điều này có thể 
quan sát qua độ dốc của các đường cong thể hiện sự phát triển cường độ theo tỉ 
lệ NS và ngày tuổi trên Hình 2.17. Cụ thể đối với giai đoạn 3 và 7 ngày tuổi, 
cường độ nén BTCĐC sử dụng 1,5% NS cao hơn mẫu 0% NS là 13,58% và 
10,18%, ở giai đoạn 28 và 56 ngày tuổi mức tăng này là 6,09% và 5,53%. Kết 
quả này cho thấy, khi sử dụng NS trong BTCĐC có thể giúp phát triển cường độ 
nén ở giai đoạn tuổi sớm tốt hơn so với giai đoạn muộn. Sự phát triển cường độ 
nén ở giai đoạn tuổi sớm có thể do khả năng kích hoạt các phản ứng pozzolan 
của các hạt NS tăng tốc sự hình thành các gel C-S-H. 
Kết quả thí nghiệm cường độ nén BTCĐC sử dụng NS có đặc điểm phát 
triển cường độ và mức độ ảnh hưởng của tỉ lệ NS đến cường độ nén tương đồng 
với một số nghiên cứu của các tác giả khác. Điển hình như của Khaloo và cộng 
sự [70], Chithra và cộng sự [39], Givi và cộng sự [50]. Theo các nghiên cứu 
trên, các tác giả đều sử dụng một chuỗi các tỉ lệ NS để thêm vào BTCĐC, kết 
quả cho thấy cường độ nén được tăng cường theo các độ tuổi khác nhau và khi tỉ 
lệ NS đạt đến một ngưỡng nhất định (1,5÷2%) thì sự gia tăng cường độ nén bị 
giảm. 
2.3.3.2. Phân tích thống kê kết quả thí nghiệm cường độ nén BTCĐC sử 
dụng NS 
Để đánh giá độ tin cậy và sự ảnh hưởng của các yếu tố đến kết quả thu 
được từ quá trình thí nghiệm, kết quả thí nghiệm cường độ nén BTCĐC sử dụng 
NS được phân tích thống kê bằng phần mềm thống kê Minitab19. 
71 
a. Phân tích phần dư thống kê và tương tác của các yếu tố 
Hình 2.18. Biểu đồ phân tích phần dư thống kê kết quả thí nghiệm Rn 
Thông qua các đồ thị đánh giá số dư Rn (Hình 2.18) cho thấy, 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 thể hiện các số dư 
phân bố rất gần so với phân phối chuẩn. Đồ thị tần