TIÊU CHUẨN QUỐC GIA CÁT MỊN CHO BÊ TÔNG VÀ VỮA Fine sand for concrete and mortar

TCVN TIÊU CHUẨN QUỐC GIA TCVN 10796:2015 Xuất lần CÁT MỊN CHO BÊ TÔNG VÀ VỮA Fine sand for concrete and mortar HÀ NỘI - 2015 TCVN 10796:2015 TCVN 10796:2015 Mục lục Trang Lời nói đầu … Phạm vi áp dụng Tài liệu viện dẫn Yêu cầu kỹ thuật .6 Phụ lục A (Tham khảo) Hướng dẫn sử dụng cát mịn để chế tạo bê tông Phụ lục B (Tham khảo) Hướng dẫn sử dụng cát mịn để chế tạo vữa xây dựng 18 Phụ lục C (Tham khảo) Quy trình sàng rửa cát 21 Phụ lục D (Tham khảo) Phương pháp phối hợp cát mịn với cát hạt thô 24 Phụ lục E (Tham khảo) Các ví dụ tính tốn thiết kế cấp phối bê tông sử dụng cát mịn 30 Phụ lục F (Tham khảo) Các ví dụ tính toán thiết kế cấp phối vữa sử dụng cát mịn 34 TCVN 10796:2015 Lời nói đầu TCVN 10796:2015 xây dựng dựa việc soát xét, chuyển đổi tiêu chuẩn ngành TCXD 127:1985 kết nghiên cứu đề tài có mã số TC 26-12 “nghiên cứu sử dụng cát mịn vùng đồng sông Cửu Long để chế tạo bê tông vữa xây dựng” TCVN 10796:2015 Viện Vật liệu Xây dựng - Bộ Xây dựng biên soạn, Bộ Xây dựng đề nghị, Tổng Cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng thẩm định, Bộ Khoa học Công nghệ công bố TCVN 10796:2015 TIÊU CHUẨN QUỐC GIA TCVN 10796:2015 Cát mịn cho bê tông vữa Fine sand for concrete and mortar Phạm vi áp dụng Tiêu chuẩn quy định sử dụng cát tự nhiên, mịn, làm cốt liệu cho bê tông vữa xây dựng Tài liệu viện dẫn Các tài liệu viện dẫn sau cần thiết cho việc áp dụng tiêu chuẩn Đối với tài liệu viện dẫn ghi năm cơng bố áp dụng phiên nêu Đối với tài liệu viện dẫn khơng ghi năm cơng bố áp dụng phiên nhất, bao gồm sửa đổi, bổ sung (nếu có) TCVN 2682:2009, Xi măng poóc lăng – Yêu cầu kỹ thuật; TCVN 3105:1993, Hỗn hợp bê tông nặng bê tông nặng – Lấy mẫu, chế tạo bảo dưỡng mẫu; TCVN 3106:1993, Hỗn hợp bê tông nặng – Phương pháp thử độ sụt; TCVN 3108:1993, Hỗn hợp bê tông nặng – Phương pháp xác định khối lượng thể tích; TCVN 3118:1993, Bê tơng nặng – Phương pháp xác định cường độ nén; TCVN 3121:2003, Vữa xây dựng – Phương pháp thử; TCVN 4033:1995, Xi măng poóc lăng puzơlan – Yêu cầu kỹ thuật; TCVN 4314:2003, Vữa xây dựng – Yêu cầu kỹ thuật; TCVN 4316:2007, Xi măng pc lăng xỉ lị cao – u cầu kỹ thuật; TCVN 4506:2012, Nước cho bê tông vữa – Yêu cầu kỹ thuật; TCVN 5574:2012, Kết cấu bê tông bê tông cốt thép – Tiêu chuẩn thiết kế; TCVN 6016:2011, Xi măng – Phương pháp thử – Xác định cường độ; TCVN 6067:2004, Xi măng poóc lăng bền sun phát – Yêu cầu kỹ thuật; TCVN 6260:2009, Xi măng poóc lăng hỗn hợp – Yêu cầu kỹ thuật; TCVN 7570:2006, Cốt liệu cho bê tông vữa – Yêu cầu kỹ thuật; TCVN 8826:2011, Phụ gia hóa học cho bê tông; TCVN 10796:2015 TCVN 9202:2012, Xi măng xây trát; TCVN 9205:2012, Cát nghiền cho bê tông vữa; TCVN 9340:2012, Hỗn hợp bê tông trộn sẵn – Yêu cầu đánh giá chất lượng nghiệm thu Yêu cầu kỹ thuật 3.1 Cát mịn có mơ đun độ lớn từ 0,7 đến 2,0; thành phần hạt cát phải thỏa mãn quy định Bảng TCVN 7570:2006 Hàm lượng tạp chất (sét cục tạp chất dạng cục; bùn, bụi sét) cát phải 3.2 thỏa mãn quy định Bảng TCVN 7570:2006 Tạp chất hữu cát xác định theo phương pháp so màu, không thẫm 3.3 màu chuẩn thỏa mãn 4.1.6 TCVN 7570:2006 Hàm lượng chlorine cát, tính theo ion Cl - tan axit, phải thỏa mãn quy định 3.4 Bảng TCVN 7570:2006 3.5 Khả phản ứng kiềm - silic cát phải thỏa mãn 4.1.8 TCVN 7570:2006 CHÚ THÍCH: 1) Cát tự nhiên khai thác, không đạt yêu cầu nêu phải xử lý, sàng rửa theo quy trình tham khảo Phụ lục C 2) Để cải thiện mô đun độ lớn cát mịn, sử dụng cát mịn phối hợp với cát hạt thô hoặc cát nghiền (gọi chung cát hạt thô) để đạt mô đun lớn 2,0 với tính chất đáp ứng tiêu chuẩn TCVN 7570:2006, Cốt liệu cho bê tông vữa - Yêu cầu kỹ thuật Phương pháp phối hợp cát hạt mịn cát hạt thô tham khảo Phụ lục D 3) Hướng dẫn sử dụng cát mịn để chế tạo bê tông tham khảo phụ lục A 4) Hướng dẫn sử dụng cát mịn để chế tạo vữa xây dựng tham khảo phụ lục B 5) Các ví dụ tính tốn thiết kế cấp phối bê tông sử dụng cát mịn tham khảo phụ lục E 6) Các ví dụ tính toán thiết kế cấp phối vữa sử dụng cát mịn tham khảo phụ lục F TCVN 10796:2015 Phụ lục A (Tham khảo) Hướng dẫn sử dụng cát mịn để chế tạo bê tông A.1 Yêu cầu chung vật liệu để chế tạo bê tông vữa xây dựng A.1.1 Xi măng Tùy theo mục đích sử dụng lựa chọn loại xi măng poóc lăng tuân thủ TCVN 2682:2009, xi măng poóc lăng hỗn hợp tuân thủ TCVN 6260:2009, xi măng poóc lăng puzơlan tuân thủ TCVN 4033:1995, xi măng pc lăng xỉ lị cao tn thủ TCVN 4316:2007, xi măng poóc lăng b ền sun phát tuân thủ TCVN 6067:2004 Nên sử dụng xi măng poóc lăng xây trát theo TCVN 9202:2012 để chế tạo vữa xây dựng A.1.2 Cốt liệu lớn Các yêu cầu kỹ thuật cốt liệu lớn tuân thủ theo TCVN 7570:2006 A.1.3 Cốt liệu nhỏ Yêu cầu kỹ thuật cốt liệu nhỏ đáp ứng quy định nêu Điều Cát mịn có mơ đun độ lớn từ 0,7 đến 1,0 nên sử dụng để chế tạo bê tông cấp thấp B15 Cát mịn có mơ đun độ lớn từ 1,1 đến 1,2 nên sử dụng để chế tạo bê tơng cấp đến B25 Cát mịn có mơ đun độ lớn từ 1,3 đến 2,0 nên sử dụng để chế tạo bê tông cấp đến B45 hoặc cao CHÚ THÍCH: Khi chế tạo bê tơng cấp cao B45 cần phải có số liệu thực nghiệm kiểm tra chất lượng bê tông thỏa mãn yêu cầu kỹ thuật theo tiêu chuẩn hành A.1.4 Nước Nước trộn cho bê tông vữa xây dựng phải đáp ứng yêu cầu TCVN 4506:2012 A.1.5 Phụ gia hóa học Yêu cầu kỹ thuật phụ gia hóa học phải đáp ứng TCVN 8826:2011 A.2 Hướng dẫn tính tốn thành phần bê tơng sử dụng cát mịn Các thơng số cần biết trước: - Tính chất bê tông:  Cấp bê tông yêu cầu B, tuổi bê tơng, loại mẫu; TCVN 10796:2015  Kích thước cấu kiện thi công, mật độ cốt thép, điều kiện thi công: thời gian trộn tới thi công, loại phương tiện thi công (loại bơm, đầm máy, đầm tay…), nhiệt độ môi trường,… Vật liệu chế tạo bê tông: -  Xi măng: cường độ thực tế tuổi 3, 7, 28 ngày; khối lượng riêng, khối lượng thể tích xốp;  Cốt liệu lớn: khối lượng thể tích, khối lượng thể tích xốp, kích thước lớn hạt cốt liệu (Dmax), độ ẩm;  Cát mịn: khối lượng thể tích, khối lượng thể tích xốp, mơ đun độ lớn, lượng hạt lớn mm, lượng hạt nhỏ 0.14 mm, độ ẩm;  Phụ gia hóa học: loại, mức độ giảm nước (%), khả kéo dài đông kết, khối lượng riêng, v.v… A.2.1 Bước 1: Chọn tính cơng tác Chọn tính cơng tác hợp lý hỗn hợp bê tông phù hợp cho dạng kết cấu đầm máy chọn theo Bảng A.1 Bảng A.1 – Tính cơng tác bê tơng cho dạng kết cấu Độ sụt mm Nhỏ Lớn Mác hỗn hợp bê tơng theo tính cơng tác TCVN 9340:2012 Móng tường móng bê tơng cốt thép từ 30 đến 40 từ 90 đến 100 D1, D2 Dầm, tường cột bê tông cốt thép từ 30 đến 40 từ 110 đến 120 D2, D3 Đường, nền, sàn từ 30 đến 40 từ 90 đến 100 D1, D2 Khối lớn từ 30 đến 40 từ 70 đến 80 D1, D2 Bê tông bơm từ 90 đến 140 từ 140 đến 200 D3, D4 Đặc điểm kết cấu công trình CHÚ THÍCH: Với kết cấu khơng có bảng chọn độ sụt tương đương điều kiện thi công với kết cấu A.2.2 Bước 2: Chọn lượng nước trộn bê tông Lượng nước trộn bê tông sơ theo Bảng A.2 TCVN 10796:2015 Bảng A.2 – Lượng dùng nước cho m3 bê tơng, kg (vật liệu khơ hồn tồn) Lượng dùng nước tương ứng với D max cốt liệu lớn mô đun độ lớn cát M n Kích thước lớn cốt liệu lớn D max mm Hỗn hợp bê tông với 10 Độ cứng s 20 40 Mô đun độ lớn cát 70 Độ sụt Từ 0,7 Từ 1,1 Từ 1,6 Từ 0,7 Từ 1,1 Từ 1,6 Từ 0,7 Từ 1,1 Từ 1,6 Từ 0,7 Từ 1,1 Từ 1,6 mm đến 1,0 đến 1,5 đến 2,0 đến 1,0 đến 1,5 đến 2,0 đến 1,0 đến 1,5 đến 2,0 đến 1,0 đến 1,5 đến 2,0 Từ 30 đến 40 Từ 20 đến 25 Từ 12 đến 15 Từ đến Từ đến 180 175 100 170 165 160 160 155 150 150 145 140 190 185 180 180 175 170 170 165 160 160 155 150 200 195 190 190 185 180 180 175 170 170 165 160 210 205 200 200 195 190 190 185 180 180 175 170 215 210 205 205 200 195 195 190 185 185 180 175 220 215 210 210 205 200 200 195 190 190 185 180 225 220 215 215 210 205 205 200 195 195 190 185 230 225 220 220 215 210 210 205 200 200 195 190 235 230 225 225 220 215 215 210 205 205 200 195 Từ 10 đến 20 Từ 30 đén 40 Từ 50 đến 60 Từ 70 đến 80 Từ 90 đến 100 Từ 110 đến 120 Từ 130 đến 150 - CHÚ THÍCH 1: Nếu dùng cốt liệu lớn sỏi, lượng nước lấy giảm 10 L CHÚ THÍCH 2: Khi lượng xi măng bê tông 400 kg/m với tăng thêm 10 kg, lượng nước cộng thêm L CHÚ THÍCH 3: Khi sử dụng xi măng có hàm lượng phụ gia khống lớn cần xác định lại lượng nước trộn cho phù hợp CHÚ THÍCH 4: Khi dùng phụ gia dẻo hóa lượng giảm nước lấy theo hướng dẫn sử dụng phụ gia A.2.3 Bước 3: Xác định tỷ lệ xi măng/nước (X/N) Để xác định tỷ lệ xi măng/nước trước tiên phải xác định cường độ bê tông phịng thí nghiệm - Lựa chọn cường độ bê tơng phịng thí nghiệm (R n) Từ cấp độ bền u cầu bê tơng (B) tính mác bê tông theo cường độ chịu nén (M) theo tương quan công thức sau: B = M (1 - 1,64 v) (1) đó: v hệ số biến động cường độ mẫu thử chuẩn, phụ thuộc vào trình độ cơng nghệ sản xuất bê tơng TCVN 10796:2015 Khi hệ số biến động cường độ chịu nén chấp nhận v = 0,136 tương quan mác cấp bê tông tham khảo Phụ lục A tiêu chuẩn TCVN 5574:2012 Trong trường hợp khơng có u cầu cụ thể khác tạm tính R n theo công thức (2): Rn = M K (2) đó: K hệ số an tồn; K = 1,10 sở trộn bê tông có hệ thống tự động cân đong định lượng có nguồn cung cấp vật liệu tương đối ổn định K = 1,15 ứng với sở trộn bê tông cân đong thủ công nguồn cung cấp vật liệu ổn định ; Rn cường độ bê tơng phịng thí nghiệm ứng với mẫu lập phương cạnh 15 cm tuổi 28 ngày, tính megapascan (MPa) Nếu mẫu hình trụ cần quy đổi theo quy định hành; M mác bê tông theo cường độ nén, tính megapascan (MPa) - Xác định tỷ lệ X/N Xác định Rn theo công thức sau: Rn = A Rx ( X ± 0,5) N (3) Khi Rn X X ≤ 2,5 = + 0,5 A Rx N N (4) Khi Rn X X > 2,5 = - 0,5 B Rx N N (5) đó: X lượng xi măng cho m3 bê tơng, tính kilơgam, kg; N lượng nước cho m bê tơng, tính kilơgam, kg; Rn cường độ chịu nén yêu cầu bê tơng tuổi 28 ngày phịng thí nghiệm, tính megapascan, MPa; Rx cường độ chịu nén xi măng tuổi 28 ngày theo phương pháp chuẩn TCVN 6016:2011, tính megapascan, MPa; A, B hệ số phụ thuộc vào phẩm chất cốt liệu Hệ số A chọn khoảng từ 0,42 đến 0,56; hệ số B chọn khoảng từ 0,27 đến 0,32 Khi mơ đun cát nhỏ nên chọn A,B khoảng giá trị thấp mô đun cát lớn chọn A,B khoảng giá trị cao A.2.4 Bước 4: Tính lượng dùng xi măng (X) phụ gia hóa học Lượng dùng xi măng tính theo cơng thức: 10 TCVN 10796:2015 Phụ lục C (Tham khảo) Quy trình sàng rửa cát C.1 Khát quát chung Biện pháp loại bỏ tạp chất có hại cát hiệu rửa sàng phân loại Mục đích biện pháp hạn chế loại bỏ tạp chất có hại cát, tùy theo u cầu mục đích sử dụng có phương pháp sàng rửa khác để cát có tính chất đạt u cầu so với tiêu chuẩn hành Chất lượng đầu vào cát trước sàng rửa: cát khai thác trực tiếp từ lịng sơng, Cát mịn có tính chất hàm lượng bụi bùn sét cao, tạp chất hữu sẫm màu chuẩn, hàm lượng hạt mịn nhỏ 0,14 mm không đạt yêu cầu kỹ thuật Sản phẩm cát sau sàng rửa: phải đáp ứng tính chất theo Điều Đặc điểm thiết bị sàng rửa: thiết bị đơn giản, dễ áp dụng Có thể áp dụng chế tạo thiết bị sàng rửa với công suất theo yêu cầu sử dụng Tuy nhiên phương pháp tiêu tốn lượng nước lớn Quy trình thích hợp thực sàng rửa khu vực đầu mỏ khai thác, nơi trung chuyển tập kết cát với khối lượng lớn Trong Phụ lục C trình bày quy trình xử lý sàng rửa cát có cơng suất 01 hệ thống 1500 m cát/ngày C.2 Các yêu cầu hệ thống sàng rửa cát Diện tích tối thiểu để lắp đặt hệ thống xử lý cát khoảng 1500 m2 bao gồm: - Thiết bị xử lý sàng rửa (thiết bị chính); - Thiết bị bơm hút cát; - Hầm thu cát sạch; - Bãi chứa cát thành phẩm; - Hầm lắng lọc nước bụi bẩn; - Hệ thống điện hoặc động máy nổ; - Phương tiện giới để bốc cung cấp cát thành phẩm; Nước dùng để xử lý sàng rửa cát phải nước ngọt, sạch, không chứa tạp chất làm xấu tính chất cát Nếu sử dụng nguồn nước bẩn phải bố trí hầm lắng lọc xử lý nước trước sử dụng 21 TCVN 10796:2015 C.3 Quy trình xử lý sàng rửa cát C.3.1 Sơ đồ quy trình Xà lan chứa cát chưa xử lý Máy bơm cát Máy bơm nước Thiết bị sàng rửa cát Hố thu rác Cát + nước Sân phơi Nước thải Thành phẩm (cát sạch) Hình C.1 Sơ đồ sàng rửa cát C.3.2 Thuyết minh quy trình Cát lấy từ mỏ vận chuyển xà lan tới bến sông Sử dụng máy bơm hút máy nổ hoặc mô tơ điện Máy bơm hút có cánh hút khuấy trộn tạo hỗn hợp nước cát Máy bơm hút nước cát theo ống dẫn vào thiết bị sàng rửa Ở cuối ống dẫn máy bơm hút cát có gắn vòi xả tạo áp lực tạo vận tốc cao để tăng va đập cát nước cát với nước xả vào lưới sàng thiết bị rửa cát Thiết bị sàng rửa: hệ thống gồm nhiều tầng lưới sàng có kích thước mắt sàng mm với góc nghiêng khác lưới sàng Cát nước liên tục chảy qua tầng lưới sàng khoảng thời gian định Kết cuối cát rửa tạp chất có hại cát loại bỏ Tại lưới sàng bổ sung thêm lượng nước để tăng hiệu rửa cát Lượng nước đưa thêm vào điều chỉnh phụ thuộc vào chất lượng đầu vào đầu cát Tại lưới sàng thứ cát phân loại tách rác, sét cục tạp chất có kích thước lớn mm Thiết bị sàng rửa cát thiết kế nhiều lưới sàng với độ nghiêng khác để tăng thời gian di chuyển cát nước lưới sàng Cát nước đưa qua nhiều lưới sàng với nhiều độ nghiêng khác với biên độ rung thích hợp làm cho cát rửa 22 TCVN 10796:2015 Sau sàng rửa lưới cuối cát nước đổ máng thu cát nước phương tiện thu cát nước chảy vào hầm thu cát Cát lắng xuống đáy hầm, sử dụng thiết bị giới đưa cát từ hầm thu lên sân bãi phơi Nếu cát không rửa theo yêu cầu điều chỉnh lại lượng nước thêm vào thiết bị Các tạp chất bụi bùn sét, hữu cơ… chảy theo dòng nước nằm mặt cát chảy bể lắng lọc trước ngồi Tại thành phần lắng lại thu hồi để sử dụng cho cát lấp bùn, sét, hữu sử dụng cho phân hữu hoặc vật liệu san lấp, lượng nước thải theo cống ngồi mơi trường Cát thu sân bãi với tính chất đầu sản phẩm đạt theo yêu cầu C.3.3 Các thông số công đoạn thiết bị sàng rửa - Máy bơm hút cát công suất lớn 250 Hp, sử dụng đường ống dẫn đường kính 220 mm - Máy bơm cung cấp nước với công suất lớn 30 Hp - Thiết bị máy sàng rửa với kích thước: chiều cao 3,15 m; rộng 2,6 m; dài 2,65 m - Lưới sàng thép gắn thiết bị với qui cách 1200 mm x 2200 mm, lỗ lưới sàng mm, máy bố trí tối thiểu ba tầng lưới sàng - Hầm thu cát thiết kế thép hoặc bê tơng kiên cố kích thước, chiều rộng m, dài 12 m, cao 1,4 m có cửa cuối hầm - Sân phơi chứa cát: tùy theo diện tích ban đầu để xây hạng mục trên, phần lại dùng để làm bãi chứa cát thành phẩm - Máy giới (máy xúc): tùy vào trường hợp cụ thể để chọn số lượng công suất giới máy xúc với công suất tương ứng - Các thơng số cơng suất thiết bị tham khảo thêm bảng sau: Bảng C.1 – Các thông số thiết bị sàng rửa Số lưới sàng Kích thước lỗ sang mm Kích thước liệu nạp lớn mm Công suất động rung KW Tần số rung r/min Biên độ rung kép mm Công suất sàng rửa cát m3/h Kích thước sàng (D×R) mm 50 1200×600 2,7 Từ 730 đến 800 Từ đến 150 2400×1200 4,0 Từ 730 đến 800 Từ đến 200 2400×1800 7,5 Từ 730 đến 800 Từ đến 300 2400×3000 12,5 Từ 730 đến 800 Từ đến ≥3 30 23 TCVN 10796:2015 Phụ lục D (Tham khảo) Phương pháp phối hợp cát mịn với cát hạt thô D.1 Khái quát chung Phương pháp phối hợp hai loại cốt liệu không hợp tiêu chuẩn thành hỗn hợp có thành phần hạt hợp tiêu chuẩn Điều kiện để dùng phương pháp biểu đồ cấp phối hạt hai loại cốt liệu phải nằm hai phía vùng quy định cho phép tiêu chuẩn Nếu chúng nằm phía vùng quy định khơng phối hợp với Nội dung phương pháp tìm tỷ lệ phối hợp cho cấp hạt Sau tổng hợp khoảng phối hợp tất cấp hạt để tìm tỷ lệ phối hợp chung cho hỗn hợp D.2 Phương pháp giản đồ Phương pháp dùng biểu đồ để phối hợp hai loại cốt liệu với Nội dung phương pháp: Tìm tỷ lệ phối hợp cát mịn cát nghiền với số liệu cho trước Bảng D.1 Bảng D.1 – Bảng số liệu cát mịn, cát nghiền Lượng sót tích lũy, %, tương ứng với kích thước sàng mm 2,5 1,25 0,63 0,315 0,14