VLXD org beton va vua xay dung

CHƯƠNG BÊ TÔNG VÀ VỮA XÂY DỰNG 3.1 Khái niệm phân loại bê tông 3.1.1 Khái niệm Bê tông loại vật liệu đá nhân tạo nhận cách đổ khuôn làm rắn hỗn hợp hợp lí bao gồm chất kết dính, nước, cốt liệu (cát, sỏi hay đá dăm) phụ gia Thành phần hỗn hợp bê tông phải đảm bảo cho sau thời gian rắn phải đạt tính chất cho trước cường độ, độ chống thấm v.v Hỗn hợp nguyên liệu nhào trộn gọi hỗn hợp bê tông Hỗn hợp bê tông sau cứng rắn, chuyển sang trạng thái đá gọi bê tơng Trong bê tơng, cốt liệu đóng vai trị khung chịu lực Hồ chất kết dính bao bọc xung quanh hạt cốt liệu, chúng chất bôi trơn, đồng thời lấp đầy khoảng trống liên kết hạt cốt liệu Sau cứng rắn, hồ chất kết dính gắn kết hạt cốt liệu thành khối tương đối đồng gọi bê tơng Bê tơng có cốt thép gọi bê tơng cốt thép Bê tơng loại vật liệu giịn, cường độ chịu nén lớn, cường độ chịu kéo thấp (chỉ − cường độ chịu nén) Để khắc phục nhược điểm này, người ta 15 10 thường đặt cốt thép vào để tăng cường khả chịu kéo bê tông kết cấu chịu uốn, chịu kéo Loại bê tông gọi bê tông cốt thép Vì bê tơng cốt thép có lực bám dính tốt, có hệ số dãn nở nhiệt xấp xỉ nhau, nên chúng làm việc đồng thời Nếu cốt thép bảo vệ chống gỉ tốt với bê tơng tạo nên loại vật liệu có tuổi thọ cao Cốt thép đặt bê tơng trạng thái thường, trạng thái có ứng suất (dự ứng lực) Chất kết dính xi măng loại, thạch cao, vơi chất kết dính hữu (polime) Trong bê tông xi măng cốt liệu thường chiếm 80 - 85%, xi măng chiếm 10 - 20% khối lượng Bê tông bê tông cốt thép sử dụng rộng rãi xây dựng chúng có ưu điểm sau: Cường độ chịu lực cao, chế tạo loại bê tơng có cường độ, hình dạng tính chất khác Giá thành rẻ, bền vững ổn định mưa nắng, nhiệt độ, độ ẩm Tuy chúng tồn nhược điểm: Nặng (ρv = 2200 - 2400kg/m3), cách âm, cách nhiệt (λ = 1,05 - 1,5 kCal/m.0C.h), khả chống ăn mòn 3.1.2 Phân loại a Theo dạng chất kết dính: Bê tơng xi măng, bê tơng silicat (chất kết dính vơi), bê tơng thạch cao, bê tơng chất kết dính hỗn hợp, bêtơng polime, bê tơng dùng chất kết dính đặc biệt b Theo dạng cốt liệu: Bê tông cốt liệu đặc, bê tông cốt liệu rỗng, bê tông cốt liệu đặc biệt (chống phóng xạ, chịu nhiệt, chịu axit) c Theo khối lượng thể tích: 32 Bê tơng đặc biệt nặng (ρv > 2500kg/m3), chế tạo từ cốt liệu đặc biệt, dùng cho kết cấu đặc biệt Bê tông nặng ( ρv = 2200 - 2500 kg/m3), chế tạo từ cát, đá, sỏi thông thường dùng cho kết cấu chịu lực Bê tông tương đối nặng (ρv = 1800 - 2200 kg/m3), dùng chủ yếu cho kết cấu chịu lực Bê tông nhẹ ( ρv = 500 - 1800 kg/m3), gồm có bê tơng nhẹ cốt liệu rỗng (nhân tạo hay thiên nhiên), bê tông tổ ong (bê tông khí bê tơng bọt), chế tạo từ hỗn hợp chất kết dính, nước, cấu tử silic nghiền mịn chất tạo rỗng, bê tơng hốc lớn (khơng có cốt liệu nhỏ) Bêtông đặc biệt nhẹ loại bê tông tổ ong bê tông cốt liệu rỗng có ρv < 500 kg/m3 Do khối lượng thể tích bê tơng biến đổi phạm vi rộng nên độ rỗng chúng thay đổi đáng kể, bê tơng tổ ong dùng để cách nhiệt có r = 70 - 85%, bê tông thủy công r = - 10% d Theo công dụng Bê tông kết cấu thông thường: dùng kết cấu bê tơng cốt thép (móng, cột, dầm, sàn) Bê tơng thủy công: dùng để xây dựng đập, âu thuyền, phủ lớp mái kênh, cơng trình dẫn nước Bê tơng dùng cho mặt đường, sân bay, lát vỉa hè Bê tông dùng cho kết cấu bao che (thường bê tơng nhẹ) Bê tơng có cơng dụng đặc biệt bê tơng chịu nhiệt, chịu axit, bê tơng chống phóng xạ Trong phạm vi chương trình ta chủ yếu nghiên cứu bê tơng nặng dùng chất kết dính xi măng 3.2 Vật liệu chế tạo bê tông nặng 3.2.1 Xi măng a Vai trò Xi măng thành phần chất kết dính để liên kết hạt cốt liệu với tạo cường độ cho bê tông, chất lượng hàm lượng xi măng yếu tố quan trọng định cường độ chịu lực bê tông b Yêu cầu kỹ thuật Khi sử dụng xi măng để chế tạo bê tông ta cần ý yêu cầu sau đây: Chọn chủng loại xi măng: Để chế tạo bê tơng ta dùng xi măng pooclăng, xi măng pooclăng bền sunfat, xi măng pooclăng xỉ hạt lò cao, xi măng pooclăng puzolan, xi măng pooclăng hỗn hợp, xi măng tỏa nhiệt loại xi măng khác thỏa mãn yêu cầu quy phạm phải chọn chủng loại xi măng phù hợp với đặc điểm kết cấu tính chất mơi trường thi cơng để đảm bảo tính bền vững lâu dài kết cấu Chọn mác xi măng để vừa phải đảm bảo cho bê tông đạt mác thiết kế, vừa phải đảm bảo yêu cầu kinh tế Nếu dùng xi măng mác thấp để chế tạo bê tơng mác cao lượng xi măng sử dụng cho 1m3 bê tông nhiều nên không đảm bảo kinh tế 33 Nếu dùng xi măng mác cao để chế tạo bê tơng mác thấp lượng xi măng tính tốn để sử dụng cho 1m3 bê tơng khơng đủ để liên kết tồn hạt cốt liệu với nhau, mặt khác tượng phân tầng hỗn hợp bê tông dễ xảy ra, gây nhiều tác hại xấu cho bê tơng Vì cần phải tránh dùng xi măng mác thấp để chế tạo bê tông mác cao ngược lại không dùng xi măng mác cao để chế tạo bê tông mác thấp Theo kinh nghiệm nên chọn mác xi măng theo mác bê tơng sau thích hợp (bảng - 1) Bảng - 100 150 200 250 300 350 Mác bê tông 200 300 300-400 400 400-500 400-500 Mác xi măng Trong trường hợp dùng xi măng mác cao để chế tạo bê tơng mác thấp cần khống chế lượng xi măng tối thiểu cho 1m3 bê tông (kg) phải phù hợp với quy định (bảng - 2) Bảng - 10 20 40 70 Kích thước lớn cốt liệu, Dmax, mm 220 200 180 160 Độ sụt hỗn hợp bê tơng 1÷10 cm 240 220 210 180 Độ sụt hỗn hợp bê tơng 11÷16 cm Sau chọn chủng loại mác xi măng cần kiểm tra tiêu lý chủ yếu độ mịn, lượng nước tiêu chuẩn, thời gian đông kết, cường độ chịu lực thực tế v.v… để sử dụng cho phù hợp theo số liệu thời điểm sử dụng 3.2.2 Nước a Vai trò Nước thành phần giúp cho xi măng phản ứng tạo sản phẩm thủy hóa làm cho cường độ bê tông tăng lên Nước tạo độ lưu động cần thiết để trình thi cơng dễ dàng b.u cầu kỹ thuật Nước để chế tạo bê tông phải đảm bảo chất lượng tốt, không gây ảnh hưởng xấu đến thời gian đông kết rắn xi măng không gây ăn mòn cho cốt thép Nước dùng loại nước dùng cho sinh hoạt nước máy, nước giếng Các loại nước không dùng nước đầm, ao, hồ, nước cống rãnh, nước chứa dầu mỡ, đường, nước có chứa sunfat lớn 0,27% (tính theo hàm lượng ion SO 24- ), lượng hợp chất hữu vượt 15mg/l, độ pH nhỏ lớn 12,5 Nước biển dùng để chế tạo bê tông cho kết cấu làm việc nước biển, tổng loại muối không vượt 35g lít nước biển Tuỳ theo mục đích sử dụng hàm lượng tạp chất khác phải thoả mãn TCVN 302:2004 3.2.3 Cốt liệu nhỏ:Cát a Vai trò 34 Cát cốt liệu nhỏ với xi măng, nước tạo vữa xi măng để lấp đầy lỗ rỗng hạt cốt liệu lớn (đá, sỏi) bao bọc xung quanh hạt cốt liệu lớn tạo khối bê tông đặc Cát thành phần với cốt liệu lớn tạo khung chịu lực cho bê tông Cát dùng để chế tạo bê tơng cát thiên nhiên hay cát nhân tạo có cỡ hạt từ 0,14 đến mm b Yêu cầu kỹ thuật (TCVN 7570:2006) Chất lượng cát để chế tạo bê tông nặng phụ thuộc chủ yếu vào thành phần hạt, độ lớn hàm lượng tạp chất, yêu cầu kỹ thuật cát Thành phần hạt Cát có thành phần hạt hợp lý độ rỗng nhỏ, lượng xi măng ít, cường độ bê tơng cao Thành phần hạt cát xác định cách lấy 1000g cát (đã sấy khơ) lọt sàng có kích thước mắt sàng mm để sàng qua lưới sàng có kích thước mắt sàng 2,5; 1,25; 0,63; 0,315; 0,14 mm Sau sàng cát lưới sàng có kích thước mắt sàng từ lớn đến nhỏ ta xác định lượng sót riêng biệt lượng sót tích lũy sàng Lượng sót riêng biệt: (%) tỷ số lượng sót sàng so với toàn lượng cát đem thí nghiệm: a i = m i ⋅ 100(%) m Trong đó: - mi : lượng cát cịn sót lại sàng i, g - m : lượng cát đem sàng, g Tính lượng sót tích lũy : (%) sàng, tổng lượng sót riêng biệt kể từ sàng lớn a2,5 đến sàng cần xác định Ai = a2,5 + a1,25 + + , % Thành phần hạt cát cần phải thỏa mãn theo TCVN 7570:2006 (bảng - 3) Bảng - 2,5 1,25 0,63 0,315 0,14 Kích thước mắt sàng, mm 15-45 35-70 70-90 90-100 Lượng sót tích lũy sàng, % 0-20 Từ yêu cầu thành phần hạt theo TCVN 7570:2006 ta xây dựng biểu đồ chuẩn (hình -1) Sau sàng phân tích tính kết lượng sót tích lũy ta vẽ đường biểu diễn cấp phối hạt Nếu đường biểu diễn cấp phối hạt nằm phạm vi cho phép loại cát có đủ tiêu chuẩn thành phần hạt để chế tạo bê tông Độ lớn Độ lớn cát có ảnh hưởng đến lượng dùng xi măng biểu thị mơđun độ lớn Hình 3-1: Biểu đồ xác định thành phần hạt cát Mô đun độ lớn (Mđl) xác 35 định công thức: Mđl = A2,5 + A1, 25 + A0, 63 + A0,315 + A0,14 100 Trong đó: - A2,5; A1,25; A0,63; A0,315; A0,14: Lượng sót tích lũy sàng có kích thước mắt sàng tương ứng 2,5; 1,25; 0,63; 0,315; 0,14 mm Theo môđun độ lớn, khối lượng thể tích xốp, lượng hạt nhỏ 0,14 mm đường biểu diễn thành phần hạt, cát dùng cho bê tông nặng chia làm nhóm: to, vừa, nhỏ nhỏ (bảng - 4) Bảng - Mức theo nhóm cát Tên tiêu To Vừa Nhỏ Rất nhỏ Lớn 2,5 đến đến nhỏ 0,7 đến nhỏ Mô đun độ lớn đến 3,3 2,5 hơn 2.Khối lượng thể tích xốp, 1400 1300 1200 1150 kg/m3, khơng nhỏ 3.Lượng hạt nhỏ 0,14 mm tính % khối lượng 10 10 20 35 cát, không lớn Tùy theo nhóm cát mà đường biểu diễn thành phần hạt nằm vùng gạch biểu đồ sau (bảng 3-5 hình 3-2) Bảng 3-5 Nhóm cát To Vừa Nhỏ Rất nhỏ Vùng Vùng Vùng Vùng Cát đảm bảo tiêu bảng 3-4, thuộc nhóm to vừa cho phép sử dụng cho bê tông tất mác, cát nhóm nhỏ phép sử dụng cho bê tơng mác tới 300, cịn cát nhóm nhỏ phép sử dụng cho bê tông mác tới 100 Lượng tạp chất Cát chất lượng bê tông tốt TCVN Theo 7570:2006 cát dùng cho bê tông nặng phải đảm bảo độ theo quy Hình 3-2: Biểu đồ xác định nhóm cát định bảng 3-6 36 Bảng 3-6 Tên tiêu Sét, sét, tạp chất khác dạng cục Lượng hạt 5mm, tính % khối lượng cát, không nhỏ Hàm lượng muối gốc sunfat, sunfit tính SO3, tính % khối lượng cát, không lớn Hàm lượng mi ca, tính % khối lượng cát, khơng lớn Hàm lượng bùn, bụi, sét tính % khối lượng cát, không lớn Mức theo mác bê tông Nhỏ 100 150 - 200 Lớn 200 Không Không Không 10 10 10 1 1,5 1 3 Đối với bê tông mác 400 trở lên hàm lượng bùn, bụi sét không lớn 1% khối lượng cát Khi cát ẩm thể tích bị biến đổi, độ ẩm - 7% thể tích cát tăng lên 20 ÷ 30% Vì định lượng cát theo thể tích cần phải hiệu chỉnh lại thể tích theo độ ẩm thực tế 3.2.4 Cốt liệu lớn: Đá (sỏi) a Vai trò Đá, sỏi cốt liệu lớn có cỡ hạt từ - 70mm, chúng tạo khung chịu lực cho bê tơng Sỏi có đặc điểm hạt tròn nhẵn, độ rỗng diện tích mặt ngồi nhỏ nên cần nước, tốn xi măng mà dễ đầm, dễ đổ, lực dính kết với vữa xi măng nhỏ nên cường độ bê tông thấp bê tông dùng đá dăm Ngồi đá dăm sỏi chế tạo bê tơng cịn dùng sỏi dăm (dăm đập từ sỏi) b Yêu cầu kỹ thuật (TCVN 7570:2006) Chất lượng hay yêu cầu kỹ thuật cốt liệu lớn đặc trưng tiêu thành phần hạt, độ lớn hàm lượng tạp chất Thành phần hạt Thành phần hạt cốt liệu lớn xác định thông qua thí nghiệm sàng kg đá (sỏi) khơ sàng tiêu chuẩn có kích thước lỗ sàng 70; 40; 20; 10; mm Sau sàng người ta xác định lượng sót riêng biệt (ai ) lượng sót tích lũy (Ai), đồng thời xác định đường kính lớn Dmax đường kính nhỏ Dmin cốt liệu Dmax đường kính lớn cốt liệu tương ứng với cỡ sàng có lượng sót tích lũy nhỏ gần 10% Dmin đường kính nhỏ cốt liệu tương ứng với cỡ sàng có lượng sót tích lũy lớn gần 90% Thành phần hạt đá (sỏi) phải thỏa mãn theo TCVN 7570:2006 (bảng 3- 7) 37 Bảng - Kích thước lỗ sàng Dmin Lượng sót tích lũy sàng % 90 - 100 (D + D max 40 - 70 ) Dmax 1,25Dmax - 10 Từ yêu cầu thành phần hạt theo tiêu chuẩn người ta xây dựng biểu đồ chuẩn (hình - 3) Sau sàng phân tích tính kết lượng sót tích lũy, ta vẽ đường biểu diễn cấp phối hạt Nếu đường biểu diễn cấp phối hạt nằm phạm vi cho phép loại đá (sỏi) có đủ tiêu chuẩn thành phần hạt để chế tạo bê tơng Đường kính cỡ hạt lớn Đường kính cỡ hạt lớn đá (sỏi, sỏi dăm) chọn để sử dụng phải đảm bảo đồng thời yêu cầu sau đây: Khơng vượt q 1/5 kích thước nhỏ mặt ván khuôn Không vượt q 3/4 kích thước thơng thuỷ hai cốt thép kề Hình 3-3: Biểu đồ thành phần hạt cốt liệu lớn Không vượt 1/3 chiều dày tấm, Khơng vượt q 1/3 đường kính ống bơm bê tông (với bê tông sử dụng công nghệ bơm) Trong thực tế đá dăm, sỏi phân cỡ hạt sau : - Từ đến 10 mm - Lớn 10 đến 20 mm - Lớn 20 đến 40 mm - Lớn 40 đến 70 mm Trong thành phần hạt cốt liệu lớn hàm lượng hạt thoi, dẹt không vượt 35% theo khối lượng, hàm lượng hạt mềm yếu phong hóa khơng lớn 10% theo khối lượng Hàm lượng tạp chất Theo quy phạm hàm lượng tạp chất sunfat sunfit (tính theo SO3) đá dăm, sỏi sỏi dăm không vượt 1% theo khối lượng Hàm lượng hạt sét, bùn, bụi xác định cách rửa không vượt trị số bảng - Trong cục sét khơng vượt qúa 0,25% Khơng cho phép có màng sét bao phủ hạt đá dăm, sỏi tạp chất bẩn khác gỗ mục, cây, rác lẫn vào * Ghi : Hạt thoi dẹt hạt có chiều rộng chiều dày nhỏ hay 1/3 chiều dài Hạt mềm yếu hạt đá dăm có giới hạn bền nén trạng thái bão hòa nước nhỏ 200.105 N/mm2 38 Hạt phong hóa hạt đá dăm nguồn gốc mácma có giới hạn bền nén trạng thái bão hòa nước nhỏ 800.105 N/mm2, hạt đá dăm nguồn gốc biến chất có giới hạn bền nén trạng thái bão hòa nước nhỏ 400.105 N/mm2 Bảng 3-8 Hàm lượng sét, bùn, bụi cho phép không lớn hơn, % khối lượng Loại cốt liệu Đối với bê tông Đối với bê tông mác 300 mác 300 cao Đá dăm từ đá mác ma đá biến chất 2 Đá dăm từ đá trầm tích 3 Sỏi sỏi dăm 1 3.2.5 Phụ gia a Vai trò Trong công nghệ chế tạo bê tông nay, phụ gia sử dụng phổ biến Phụ gia thường có tác dụng cải thiện tính chất hỗn hợp bê tông bê tông Mỗi loại phụ gia có tác dụng khác tăng tính dẻo, giảm lượng nưóc nhào trộn, chậm đông kết, rắn nhanh v.v… b Phân loại Theo TCVN 324:2004, phụ gia hố học dùng cho bê tơng vữa chia thành nhóm - Phụ gia hố dẻo giảm nước - Phụ gia chậm đơng kết - Phụ gia đóng rắn nhanh - Phụ gia hố dẻo chậm đơng kết - Phụ gia hố dẻo đóng rắn nhanh - Phụ gia siêu dẻo (giảm nước mức cao) - Phụ gia siêu dẻo chậm đông kết c Một số loại phụ gia thường dùng * Phụ gia hóa dẻo KĐT2 (do Việt Nam sản xuất) ♦ Cơng dụng: - Tăng tính dẻo cho hỗn hợp bê tơng, giảm nước trộn - Làm chậm đông kết XM - Tăng cường độ bê tơng giảm ÷ 8% XM - Chống nứt cho bê tông khối lớn tác dụng làm chậm trình tỏa nhiệt ♦ Đặc tính kỹ thuật ( 20 TCVN 173: 89) - Dạng lỏng, mầu đen - Dễ phân tán nước - Độ pH : 10 -12 - ρv : 1,15 - 1,19 (g/ml) - Khơng chứa hợp chất có Clo * Phụ gia siêu dẻo SD - 83 (do Việt Nam sản xuất) ♦ Công dụng: 39 - Chế tạo hỗn hợp bê tơng có độ sụt cao dùng thi công theo phương pháp bơm phun, tự đầm, chế tạo cấu kiện bê tơng cốt thép dày, có hình dạng phức tạp - Giảm 18-25 % lượng nước trộn bê tông, tăng cường độ nén bê tông tuổi 28 ngày 20-40 %, chế tạo bê tông cường độ cao, chống thấm tốt, tiết kiệm xi măng Tăng tốc độ phát triển cường độ bê tông, hiệu chế tạo cấu kiện bê tông cốt thép đúc sẵn, bê tông thi công chỗ ♦ Đặc tính kỹ thuật: - Là chất lỏng màu nâu đen, không chứa Clo - ρv : 1,15-1,19 (g/ml) * Phụ gia SIKAMENT R4 (do hãng Si ka - Thuỵ Sĩ sản xuất) ♦ Công dụng Sikament R4 chất hố dẻo hiệu cao có tác dụng kéo dài thời gian đông kết để sản xuất bê tông chảy điều kiện khí hậu nóng, đồng thời tác nhân giảm nước làm tăng cường độ cuối cho bê tơng Sikament R4 đem lại đặc tính sau: - Khả giảm nước đến 20%, đặc biệt thích hợp với khí hậu nóng - Hiệu tăng dẻo cao mà không cần tăng tỷ lệ nước/ximăng hạn chế tượng bê tơng bị phân tầng, trì độ sụt bê tông lâu dài - Cường độ ban đầu sau bê tông tăng cách đáng kể - Giảm tượng co ngót, tăng khả chống thấm Sikament R4 dùng cho bê tông chảy thi công: Tấm sàn, cấu kiện mỏng có mật độ cốt thép dày, tường cột, dầm ♦ Đặc tính kỹ thuật - Màu nâu đậm, khối lượng riêng 1,18 - 1,2 (kg/l) - Đóng gói 5; 25; 200 lít/thùng * Phụ gia SIKAMENT 163 EX (do hãng Sika - Thụy Sĩ sản xuất) ♦ Công dụng Sikament 163 EX dùng tương tự phụ gia Sikament R4, làm giảm nước hiệu cao chất siêu hoá dẻo để sản xuất bê tơng có cường độ cao khí hậu nóng Tác dụng kép Sikament 163EX làm cho bê tông đông cứng nhanh với cường độ ban đầu cường độ cuối cao Sikament 163EX đem lại đặc tính sau: - Khả giảm nước đến 25% - Cải thiện tính thi cơng cách đáng kể mà khơng cần tăng nước - Thúc đẩy trình rắn sau đông kết - Cường độ ban đầu sau tăng đáng kể, khoảng 30% - Đặc biệt thích hợp cho việc đúc bê tơng nhiệt độ cao - Tăng khả chống thấm, cải thiện bề mặt hồn thiện, tăng khả chống ăn mịn, giảm co ngót, khơng ăn mịn cốt thép Sikament 163EX dùng cho bê tông chảy loại kết cấu sau: - Tấm sàn móng, tường, cột, dầm - Cấu kiện mỏng có mật độ cốt thép dày - Bê tông dự ứng lực 40 - Cấu kiện bê tơng sản xuất xí nghiệp đúc sẵn cho nơi cần tháo khuôn nhanh sớm chịu tải ♦ Đặc tính kỹ thuật - Màu nâu - ρv :1,18 - 1,2 (kg/l) - Đóng gói: 5; 25; 200 lít/thùng - Liều lượng: 0,6 - 1,5lít/100kg ximăng * Phụ gia SIKAMENT NN ♦ Đặc tính kỹ thuật Sikament NN dung dịch có tính vừa chất siêu dẻo dùng để sản xuất bê tông chảy lỏng tác nhân giảm nước đáng kể để đạt cường độ ban đầu cuối cao Khối lượng riêng: 1,18 - 1,22 kg/lít Đóng gói: 5; 25; 200 lít/thùng Liều lượng: 0,6-2lít/100kg xi măng ♦ Công dụng - Giảm nước đến 30% tuỳ thuộc vào liều lượng phụ gia - Tăng tính thi cơng đổ bê tơng cho cấu kiện móng có cốt thép dày đặc - Giảm khối lượng cơng việc đầm - Đơng kết bình thường khơng bị trì hoãn - Giảm đáng kể rủi ro bị phân tầng - Sau 16 cường độ nén tăng 100% - Cường độ sau 28 ngày tăng 40% Sikament NN dùng để sản xuất bêtông chảy cho: - Tấm sàn móng, tường cột trụ cầu - Cấu kiện mỏng có mật độ cốt thép dày - Sikament NN tác nhân giảm nước giúp bê tông sớm đạt cường độ cao cấu kiện bê tông đúc sẵn bê tơng dự ứng lực 3.3 Tính dẻo hỗn hợp bê tông 3.3.1 Các tiêu đánh giá tính dẻo Tính tính dẻo( tính cơng tác, tính dễ tạo hình) tính chất kỹ thuật hỗn hợp bê tơng, biểu thị khả lấp đầy khuôn đảm bảo độ đồng điều kiện đầm nén định Tính dẻo đựợc đánh giá độ lưu động (độ sụt SN, cm) khối hỗn hợp bê tông khn hình nón cụt có kích thước tùy thuộc vào cỡ hạt lớn cốt liệu (hình 3-4 bảng 39) độ cứng (ĐC, s) Hình 3-4: Khn nón cụt a Độ sụt (độ lưu động) Tay cầm; Thành khuôn; Độ sụt khối hỗn hợp bê tông Gối đặt chân; Đường hàn tán xác định khn hình nón 41 a Khái niệm mác bê tông theo độ chống thấm Dưới áp lực thuỷ tĩnh nước thấm qua lỗ rỗng mao quản Thực tế nước thấm qua lỗ rỗng có đường kính lớn 1μm, màng nước hấp phụ mao quản có chiều dày đến 0,5μm Đối với cơng trình có yêu cầu cầu độ chống thấm nước cần phải xác định độ chống thấm theo áp lực thuỷ tĩnh thực dụng Mác bê tông theo độ chống thấm áp lực nước tối đa (atm) mà áp lực có mẫu thử hình trụ d = h = 150 mm chưa bị nước thấm qua Căn vào tiêu chia bê tông thành loại mác chống thấm: CT-2, CT-4, CT-6, CT-8, CT-10, CT-12 b Phương pháp xác định (TCVN 3116:1993) Để kiểm tra mức độ chống thấm bê tông cần chuẩn bị mẫu thí nghiệm hình trụ d = h = 150 mm Sau lắp mẫu vào thiết bị thí nghiệm (hình 3-9) bơm nước tạo áp lực tăng dần cấp, cấp daN/cm2 Thời gian giữ mẫu cấp áp lực nước 16 Tiến hành tăng áp tới thấy bề mặt viên mẫu xuất nước thấm qua khố van ngừng thử viên mẫu Sau tiếp tục thử mẫu cịn lại Hình 3-9: Thiét bị xác định tính chống thấm bêtơng 1.Bơm ; 2.Thùng đẳng áp ; 3.Đồng hồ áp lực ; 4.Van chịu áp lực ; 5.Mẫu thử ; Áo mẫu c Các biện pháp nâng cao khả chống thấm Để nâng cao khả chống thấm cho bê tông cần lựa chọn thành phần vật liệu cách hợp lý, nhào trộn kỹ, đầm chặt tốt bảo dưỡng kịp thờI thường xuyên 3.5 Xác định thành phần vật liệu cho bê tông nặng 3.5.1 Khái niệm Thiết kế thành phần bê tơng tìm tỷ lệ hợp lý loại nguyên vật liệu nước, xi măng, cát, đá sỏi cho 1m3 bê tông cho đạt tiêu kỹ thuật kinh tế Thành phần bêtông biểu thị khối lượng loại vật liệu dùng 1m3 bê tông hay tỷ lệ khối lượng (hoặc thể tích) đơn vị khối lượng (hoặc thể tích) xi măng Để tính tốn thành phần bê tông phải dựa vào số điều kiện như: 50 Cường độ bê tông yêu cầu (mác bê tông): Thông thường người ta lấy cường độ chịu nén bê tông sau 28 ngày dưỡng hộ làm cường độ yêu cầu Tính chất cơng trình: Phải biết cơng trình làm việc mơi trường nào, khơ hay nước, có mơi trường xâm thực mạnh khơng Đặc điểm kết cấu cơng trình: Kết cấu có cốt thép hay khơng có cốt thép, cốt thép dày hay thưa, biết tiết diện cơng trình rộng hay hẹp Mục đích để lựa chọn độ dẻo hỗn hợp bê tông độ lớn đá (sỏi) cho hợp lý Điều kiện nguyên vật liệu : Như mác loại xi măng, loại cát, đá dăm hay sỏi tiêu lý chúng Điều kiện thi công: Thi công giới hay thủ công Để xác định thành phần bê tông ta dùng nhiều phương pháp khác tính tốn kết hợp với thực nghiệm tra bảng có sẵn kiểm tra thực nghiệm 3.5.2 Cách xác định thành phần vật liệu cho 1m3 bê tông phương pháp tính tốn kết hợp với thực nghiệm a Ngun tắc phương pháp Phương pháp tính tốn lý thuyết kết hợp với việc tiến hành kiểm tra thực nghiệm dựa sở lý thuyết "thể tích tuyệt đối“ theo phương pháp Bolomey-Skramtaev, nghĩa tổng thể tích tuyệt đối (hồn tồn đặc) vật liệu 1m3 bê tơng 1000 (lít): VX + VN + VC + VĐ = 1000 (lít) (3-5) Trong : - VX, VN, VC, VĐ: Thể tích hồn toàn đặc xi măng, nước, cát, đá 1m3 bê tơng, lít b Các bước thực Bước 1: Tính sơ thành phần vật liệu cho 1m3 bê tơng Lựa chọn tính cơng tác (độ sụt, độ cứng): Căn vào đặc điểm kết cấu chọn tiêu độ sụt (SN, cm) theo bảng 3-11 Xác định lượng nước: Căn vào tiêu tính cơng tác lựa chọn, loại cốt liệu lớn, cỡ hạt lớn cốt liệu (Dmax), mô đun độ lớn cát tra bảng 3-17 để tìm lượng nước cho 1m3 bê tơng Bảng 3-17 Kích thước hạt lớn đá dăm, Dmax, mm 10 20 40 70 Số Độ Mô đun độ lớn cát, Mdl thứ sụt,cm tự 1,5÷ 2,0÷ 2,5÷ 1,5÷ 2,0÷ 2,5÷ 1,5÷ 2,0÷ 2,5÷ 1,5÷ 2,0÷ 2,5÷ 1,9 2,4 3,0 1,9 2,4 3,0 1,9 2,4 3,0 1,9 2,4 3,0 1 ÷ 195 190 185 185 180 175 175 170 165 165 160 155 ÷ 205 200 195 195 190 185 185 180 175 175 170 165 ÷ 210 205 200 200 195 190 190 185 180 180 175 170 ÷ 215 210 205 205 200 195 195 190 185 185 180 175 ÷ 10 220 215 210 210 205 200 200 195 190 190 185 180 11 ÷ 12 225 220 215 215 210 205 205 200 195 195 190 185 51 Lượng nước xác định bảng ứng với cốt liệu lớn đá dăm, xi măng pooclăng thông thường có giá trị khơng đổi lượng xi măng sử dụng tính cho 1m3 bê tơng khoảng 200÷400 kg/m3 Khi lượng xi măng sử dụng tính cho 1m3 bê tơng lớn 400 kg/m3 lượng nước tra bảng điều chỉnh theo nguyên tắc cộng thêm 1lít cho 10 kg xi măng tăng Phụ gia sử dụng dạng bột tính xi măng để điều chỉnh lượng nước Khi sử dụng cốt liệu lớn sỏi, lượng nước giảm 10 lít Khi sử dụng xi măng pooclăng hỗn hợp, xi măng pooclăng xỉ lượng nước cộng thêm 10 lít Khi sử dụng xi măng pooclăng puzolan, lượng nước cộng thêm 15 lít Khi sử dụng cát có Mđl = 1÷1,4 lượng nước tăng thêm lít Khi sử dụng cát có Mđl >3 lượng nước giảm lít X : Xác định tỷ lệ N X tính theo công thức Bolomey-Skramtaev sau : Tỷ lệ N Rb ⎞ X ⎛X = + 0,5 = 1,4 ÷ 2,5 ⎟ : A.R x ⎠ N ⎝N Rb ⎞ X ⎛X = − 0,5 > 2,5 ⎟ : - Đối với bê tông cường độ cao ⎜ A R x ⎠ N ⎝N - Đối với bê tơng thường ⎜ (3-6) (3-7) Trong : - Rb : Cường độ bê tông ( kG/cm2 ), lấy mác bê tông yêu cầu theo cường độ nhân với hệ số an toàn 1,1 trạm trộn tự động; 1,15 trạm trộn cân đong thủ công - Rx : Cường độ thực tế xi măng, kG/cm2 - A, A1: Hệ số chất lượng vật liệu xác định theo bảng 3-15 ⎛X ⎞ ⎟ N (kg) (3-8) Xác định lượng xi măng : X = ⎜ N ⎝ ⎠ X Trong đó: tỷ lệ lượng nước N xác định N Đem so sánh lượng xi măng tìm với lượng xi măng tối thiểu (bảng 3-2), thấp phải lấy lượng xi măng tối thiểu để tính tiếp Để giữ nguyên X cường độ bê tơng theo thiết kế ban đầu tỷ lệ phải khơng thay đổi, N lượng nước phải tính lại Khi lượng xi măng tính lớn 400 kg cần hiệu chỉnh lại lượng nước theo nguyên tắc cộng thêm lít cho 10 kg xi măng tăng Sau giữ nguyên tỷ lệ X tính tính lại lượng xi măng theo lượng nước hiệu chỉnh N Hàm lượng phụ gia (PG) tính theo % hàm lượng xi măng 52 Xác định lượng cốt liệu lớn (đá sỏi) cốt liệu nhỏ : Để xác định lượng cốt liệu lớn nhỏ phải dựa vào nguyên tắc nêu, tức thể tích 1m3 (hoặc 1000 lít) hỗn hợp bê tông sau đầm chặt bao gồm thể tích hồn tồn đặc cốt liệu thể tích hồ xi măng Gọi thể tích hồn tồn đặc xi măng, nước, cát, đá (sỏi) VX; VN; VC; VĐ ta có : VX + VN + VC + VĐ = 1000 X C Ð + N + + = 1000 (3-9) Hay ρX ρC ρÐ Mặt khác vữa xi măng (xi măng, nước cát) 1m3 hỗn hợp cần phải nhét đầy lỗ rỗng có kể đến hệ số dư vữa α bao bọc hạt cốt liệu lớn hỗn hợp bê tông đạt độ dẻo cần thiết Xuất phát từ ta biểu diễn tương quan đại lượng phương trình sau : X C Ð + N + = ⋅ rÐ ⋅ α (3-10) ρX ρC ρ VÐ Hình 3-10: Biểu đồ xác định hệ số trượt Trong : (hệ số dư vữa) - ρĐ , ρVĐ : Khối lượng riêng, khối lượng thể tích đá (sỏi), kg/l - rĐ : Độ rỗng đá (sỏi) - α: Hệ số trượt (hệ số dư vữa) Đối với hỗn hợp bê tơng cứng α = 1,05÷1,15 Đối với hỗn hợp bê tơng dẻo cần SN = 2÷12 cm giá trị α tra theo biểu đồ (hình 3-10) bảng 3-17 Để xác định giá trị α cần xác định thể tích hồ xi măng: X + N (lít) (3-11) VH = ρX Từ (3-6) (3-7) ta tính lượng cốt liệu lớn : Ð= hoặc: Lượng cát: Ð = 1000 α rÐ + ρVÐ ρÐ (kg) ρ vÐ (kg) rD (α − 1) + ⎡ ⎛ X Ð + N + C = ⎢1000 − ⎜⎜ ρÐ ⎝ ρX ⎣ (3-12) (3-13) ⎞⎤ ⎟⎟ ⎥ ρ C (kg) (3-14) ⎠⎦ Trong : - ρX ; ρC : Khối lượng riêng xi măng, cát (kg/l) - Hệ số dư vữa α dùng cho hỗn hợp bê tông dẻo Hệ số dư vữa bảng dùng cho hỗn hợp bê tông sử dụng cốt liệu lớn đá dăm, dùng sỏi giá trị α bảng cộng thêm 0,06 53 Thành phần cấp phối cho 1m3 bê tông biểu thị khối lượng nguyên vật liệu (kg) tỷ lệ pha trộn theo khối lượng, lấy khối lượng xi măng làm chuẩn Bảng 3-18 X Mô Hệ số dư vữa α ứng với thể tích hồ xi măng VH = + N (l/m3) ρx đun độ lớn 250 275 300 325 350 375 400 425 450 cát 225 1,33 1,38 1,43 1,48 1,52 1,56 1,59 1,62 1,64 1,66 3,0 1,30 1,35 1,40 1,45 1,49 1,53 1,56 1,59 1,61 1,63 2,75 1,26 1,31 1,36 1,41 1,45 1,49 1,52 1,55 1,57 1,59 2,4 1,24 1,29 1,34 1,39 1,43 1,47 1,5 1,53 1,55 1,57 2,25 1,22 1,27 1,32 1,37 1,41 1,45 1,48 1,51 1,53 1,55 2,0 1,14 1,19 1,24 1,29 1,33 1,37 1,40 1,43 1,45 1,47 1,75 1,07 1,12 1,17 1,22 1,26 1,30 1,33 1,36 1,38 1,40 1,5 Sau tính thành phần vật liệu cho 1m3 bê tông cần lập thành phần định hướng - Thành phần (thành phần bản) tính - Thành phần thành phần tăng 10% xi măng so với lượng xi măng thành phần Lượng nước thành phần 1, X > 400 kg lượng nước phải hiệu chỉnh lại Thành phần cốt liệu lớn nhỏ tính lại theo lương xi măng lượng nước hiệu chỉnh - Thành phần thành phần giảm 10% xi măng so với lượng xi măng thành phần Lượng nước thành phần Thành phần cốt liệu lớn nhỏ tính lại theo lượng xi măng Ví dụ: Tính tốn thành phần vật liệu cho bê tơng mác 200 (theo cường độ chịu nén, kG/cm2) tuổi 28 ngày Mẫu chuẩn 150 x 150 x 150 mm Bê tơng khơng có u cầu đặc biệt, mơi trường sử dụng thông thường Điều kiện thi công giới Đặc điểm kết cấu: sàn BTCT, dày 10cm, giới hạn Dmax 20 mm Vật liệu chế tạo: - Xi măng Nghi Sơn PCB 30 Cường độ thực tế: 37,8 N/mm2 (thí nghiệm theo TCVN 6016:1995) Khối lượng riêng : ρx= 3,1 g/cm3 - Sỏi có khối lượng riêng : ρđ = 2,56 g/cm3, khối lượng thể tích xốp : ρvđ = 1520 kg/m3 Đường kính hạt lớn Dmax= 20mm Độ rỗng sỏi Vr = 41,0% - Cát vàng có khối lượng riêng: ρc = 2,62 g/cm3 Mơ đun độ lớn: Mđl = 2,5 Khơng có lượng hạt 5mm - Phụ gia: khơng sử dụng Trình tự tính tốn thành phần bê tơng sau: - Chọn độ sụt: Căn vào đặc điểm kết cấu bê tông tra bảng 3-11, chọn SN=7÷8cm 54 - Xác định lượng nước N: Căn vào độ sụt, mô đun độ lớn cát Dmax tra bảng 3-17 N =195 lít, dùng sỏi nên phải giảm 10 lít N = 185lít - Xác định tỉ lệ X /N: áp dụng công thức (3-6) với hệ số A = 0,50 (tra bảng 315) Rb X 200.1,15 = + 0,5 = + 0,5 = 1,712 N A.R x 0,50.378 - Xác định hàm lượng ximăng X: áp dụng công thức (3-8): X X = ( ).N=1,712.185 = 317 kg N So sánh lượng xi măng tính với lượng xi măng tối thiểu qui định (bảng 3-2) thấy đạt yêu cầu, điều chỉnh - Hiệu chỉnh N: X< 400 kg nên hiệu chỉnh - Xác định hàm lượng phụ gia : không sử dụng - Xác định hàm lượng cốt liệu lớn (sỏi): Để xác định hệ số dư vữa α cần tính thể tích hồ xi măng, áp dụng cơng thức X 317 +N= + 185 = 287 (lít) VH = (3.9): ρX 3,1 Xác định hệ số dư vữa α: tra bảng 5-18 : có α = 1,38 dùng sỏi nên phải thêm 0,06, α = 1,38+0,06 =1,44 Xác định hàm lượng cốt liệu lớn Đ: Áp dụng công thức (3-13): ρ vÐ 1520 = = 1287 kg Ð= rd (α − 1) + 0.41.(1,44 − 1) + Xác định hàm lượng cốt liệu nhỏ C: Áp dụng công thức (3-14): ⎡ ⎡ ⎛ X Ð N ⎞⎤ ⎛ 317 1287 ⎞⎤ + + 185 ⎟⎥.2,62 = 550(kg ) + ⎟⎟⎥.ρ c = ⎢1000 − ⎜ C = ⎢1000 − ⎜⎜ + ⎝ 3,1 2,56 ⎠⎦ ⎝ ρ x ρ Ð ρ n ⎠⎦ ⎣ ⎣ Lập thành phần định hướng: Lấy thành phần 1là thành phần sở kết tính tốn ta tính thêm thành phần để lập thành thành phần định hướng Thành phần thành phần ứng với lượng xi măng tăng, giảm 10% lượng cốt liệu tính lại theo trình tự bước nêu Sau tính tốn ta có thành phần định hướng sau: Thành phần vật liệu cho 1m3 bê tông Thành phần bê tông X,kg C, kg Đ, kg N, lít PG, lít Thành phần 1- Cơ sở 317 500 1287 185 Thành phần 2-tăng 10% xi măng 349 536 1274 185 Thành phần 3-giảm 10% xi măng 285 567 1297 185 Bước 2: Kiểm tra thực nghiệm Bước tính sơ ta xác định lượng xi măng, nước, cát, đá (sỏi) cho 1m hỗn hợp bê tông Song q trình tính ta dựa vào số bảng tra, biểu 55 đồ, công thức, mà điều kiện thành lập bảng tra, biểu đồ cơng thức khác với với điều kiện thực tế Vì phải kiểm tra thực nghiệm để xem với liều lượng vật liệu tính tốn hỗn hợp bê tơng bê tơng có đạt u cầu kỹ thuật khơng Khi thí nghiệm phải đồng thời tiến hành kiểm tra thành phần tính bước sơ bộ, thơng qua chọn thành phần đáp ứng u cầu chất lượng bê tông, điều kiện thi công cho đủ sản lượng 1m3 Trình tự thực sau: *Tính liều lượng vật liệu cho mẻ trộn thí nghiệm: Tùy thuộc vào số lượng mẫu, kích thước mẫu bê tông cần đúc để kiểm tra cường độ mà trộn mẻ hỗn hợp bê tông với thể tích chọn theo bảng 3-19 Bảng 3-19 Mẫu lập phương Thể tích mẻ trộn với số viên mẫu cần đúc, lít kích thước cạnh, cm 12 10 x 10 x 10 12 16 15 x 15 x 15 12 24 36 48 20 x 20 x 20 25 50 75 100 30 x 30 x 30 85 170 255 340 Từ liều lượng vật liệu 1m3 bê tơng tính bước tính sơ cho thành phần xác định khối lượng vật liệu cho mẻ trộn theo thể tích cần có * Kiểm tra tính cơng tác hỗn hợp bê tông : Đột sụt độ cứng Khi kiểm tra độ sụt xảy trường hợp sau: - Độ sụt thực tế độ sụt yêu cầu - Độ sụt thực tế nhỏ hay lớn độ sụt yêu cầu Khi kiểm tra độ cứng xảy trường hợp tương tự : - Độ cứng thực tế độ cứng yêu cầu - Độ cứng thực tế lớn nhỏ độ cứng yêu cầu Nếu độ sụt thực tế nhỏ độ sụt yêu cầu khoảng 2÷3cm phải tăng thêm lít nước cho m3 bê tông Nếu độ sụt thực tế nhỏ độ sụt u cầu 4÷5cm trở lên phải tăng nước X xi măng cho tỷ lệ không thay đổi hỗn hợp bê tông đạt N tính cơng tác theo u cầu Để tăng cấp độ sụt khoảng 2-3cm cần thêm lít nước Nếu độ sụt thực tế lớn độ sụt yêu cầu khoảng 2-3cm phải tăng thêm lượng cốt liệu cát đá (sỏi) khoảng 2÷3% so với khối lượng ban đầu Nếu độ sụt thực tế lớn độ sụt u cầu khoảng 4÷5cm trở lên phải tăng thêm đồng thời lượng cốt liệu cát, đá (sỏi) xi măng khoảng 5% so với khối lượng ban đầu Trong trình kiểm tra thực nghiệm cần ghi lại lượng vật liệu thêm vào mẻ trộn để sau điều chỉnh lại bước * Đúc mẫu bê tông: Lấy hỗn hợp bê tông đạt độ sụt để đúc mẫu bê tông Đúc mẫu khn có kích thước tiêu chuẩn khn mẫu có hình dạng, kích thước khác 56 theo TCVN3105:1993 Số mẫu đúc thường 3, mẫu tùy thuộc vào cường độ bê tông cần phải xác định thêm tuổi *Xác định khối lượng thể tích hỗn hợp bê tông lèn chặt: Ngay sau đúc mẫu, cần xác định khối lượng thể tích hỗn hợp bê tông lèn chặt khuôn − mk m ρ vh = k + bt ( kg / l ) Vk Trong đó: - ρvh : Khối lượng thể tích hỗn hợp bê tơng lèn chặt (kg/l) - mk + bt: Khối lượng khuôn chứa hỗn hợp bê tông đúc mẫu (kg) - mk : Khối lượng khuôn (kg) - Vk : Thể tích khn (lít) * Xác định thể tích thực tế mẻ trộn thí nghiệm: Trong q trình kiểm tra thực nghiệm, thêm nguyên vật liệu vào để hỗn hợp bê tơng đạt tính dẻo u cầu nên thể tích mẻ trộn thí nghiệm dự kiến ban đầu thay đổi, cần tính thể tích thực tế mẻ trộn (3 mẻ cho thành phần) công thức sau: X + N + C1 + Ð1 Vm = (lít) ρ vh Trong : - Vm : Thể tích thực mẻ trộn thí nghiệm (lít) - X1 ; N1 ; C1 ; Đ1 : Lượng xi măng, nước, cát, đá (sỏi) dùng mẻ trộn thí nghiệm sau kiểm tra kể nguyên vật liệu thêm vào (kg) * Kiểm tra cường độ : Sau bảo dưỡng điều kiện tiêu chuẩn đủ 28 ngày, mẫu xác định cường độ chịu nén theo TCVN 3118:1993 Nếu mẫu thí nghiệm có hình dáng kích thước khơng tiêu chuẩn phải chuyển cường độ mẫu tiêu chuẩn Trên sở thành phần thí nghiệm, chọn thành phần có cường độ nén thực tế (Rtt) vượt mác bê tông yêu cầu thiết kế theo cường độ nén Nếu trộn bê tông trạm trộn tự động lấy độ vượt mác khoảng 10% Nếu trộn bê tơng trạm trộn cân đong thủ cơng lấy độ vượt mác khoảng 15% Bước 3: Xác định lại khối lượng vật liệu thực tế cho 1m3 bê tông * Thành phần vật liệu cho 1m3 bê tông chưa kể đến độ ẩm cốt liệu trường: Trong trình kiểm tra thực nghiệm ta thêm nguyên vật liệu để bê tông đạt yêu cầu kỹ thuật nên liều lượng vật liệu cho 1m3 bê tông thay đổi phải tính lại Tiến hành tính lại liều lượng vật liệu theo công thức sau : X C X' = × 1000 (kg) ; C' = × 1000 (kg) Vm Vm § N N' = × 1000 (l) ; Ð' = × 1000 (kg) Vm Vm 57 Trong : -X1, N1,C1,Đ1 : - Lượng xi măng , nước, cát, đá (sỏi) dùng cho mẻ trộn thí nghiệm tích Vm (lít) sau kiểm tra (kg) -X’; N’; C’; Đ’ : - Lượng xi măng, nước, cát, đá (sỏi) dùng cho 1m3 bê tông sau kiểm tra (kg) * Thành phần vật liệu ẩm: Khi tính tốn sơ thành phần vật liệu cho 1m3 bê tông ta giả thiết ngun vật liệu hồn tồn khơ, thực tế cát đá ln bị ẩm nên phải tính đến để điều chỉnh lại lượng nguyên vật liệu cho xác Lượng nguyên vật liệu ẩm trường tính theo cơng thức sau: Xht = X’(kg) Cht = C’.(1 + WC) (kg) Đht = Đ’.(1 + WĐ)(kg) Nht = N’ - (C’.WC + Đ’.WĐ) (lít) Trong -Xht, Cht, Đht, Nht: lượng xi măng, cát ẩm, đá ẩm nước sử dụng cho 1m3 bê tông trường (kg) -X’, C’, Đ’, N’: lượng xi măng, cát, đá, nước, theo thiết kế điều kiện cốt liệu khô cho 1m3 bê tông (kg) - WC ,WĐ : độ ẩm cát đá (%) Như qua bước tính sơ bộ, kiểm tra thực nghiệm điều chỉnh lại ta xác định thành phần vật liệu cho 1m3 bê tông Tùy theo điều kiện thi công thực tế mà ta biểu thị cấp phối theo cách khác Nếu điều kiện thi cơng bê tơng khơng có thiết bị định lượng cân (kg) ta nên biểu thị cấp phối tỷ lệ pha trộn theo thể tích, lấy thể tích tự nhiên xi măng làm chuẩn 3.5.3 Cách xác định thành phần vật liệu cho 1m3 bê tông phương pháp tra bảng kết hợp với thực nghiệm a Bảng tra thành phần vật liệu cho 1m3 bê tơng Căn vào tính chất lý chủ yếu vật liệu, mác bê tông yêu cầu, tiêu tính dẻo cần thiết hỗn hợp bê tơng, người ta tính thành phần vật liệu cho loại bê tông mác thông thường (100-400) lập bảng theo phụ lục Ví dụ: Bảng tra thành phần vật liệu cho 1m3 bê tông dùng xi măng PC40 (hoặc PCB40), độ sụt hỗn hợp bê tông 6-8 cm, đá dăm có Dmax = 20 với loại bê tơng mác 150-400 sau: Bảng 3-20 Thành phần Mác bê tông Đơn vị vật liệu 150 200 250 300 350 400 Xi măng Kg 246 296 344 394 455 458 Cát vàng m 0,495 0,475 0,456 0,436 0,400 0,424 Đá dăm m 0,891 0,881 0,872 0,862 0,851 0,861 Nước Lít 195 195 195 195 200 181 Phụ gia Phụ gia dẻo hóa 58 Ghi chú: Đá dăm có (40- 70)% cỡ 0,5 x cm (60 - 30)% cỡ x cm b Nguyên tắc phương pháp Trên giả thiết điều kiện nguyên vật liệu tính chất hỗn hợp bê tơng bê tơng người ta tính tốn kiểm tra để có liều lượng vật liệu cho loại bê tông thông dụng Nhưng thực tế thi cơng với liều lượng vật liệu hỗn hợp bê tông bê tông chưa đạt yêu cầu theo thiết kế trước thi cơng thức ta phải kiểm tra lại để có điều chỉnh cho phù hợp với điều kiện thực tế công trường Như nguyên tắc phương pháp tra bảng để tìm sơ thành phần vật liệu cho 1m3 bê tơng sau phải kiểm tra thực nghiệm để có thành phần hợp lý c Các bước thực Bước 1:Tra bảng xác định sơ thành phần vật liệu cho 1m3 bê tông Khi tra bảng xác định sơ thành phần vật liệu cho 1m3 bê tông cần phải vào yếu tố : - Loại mác xi măng - Độ sụt - Dmax cốt liệu lớn - Mác bê tông Sau tra bảng xác định thành phần vật liệu cho 1m3 bê tông cần lập thành phần định hướng tương tự phương pháp tính kết hợp với thực nghiệm Bước 2: Kiểm tra thực nghiệm (tương tự phương pháp tính kết hợp với thực nghiệm) Bước : Xác định lại khối lượng vật liệu thực tế cho 1m3 bê tông (tương tự phương pháp tính kết hợp với thực nghiệm) 3.5.4 Hệ số sản lượng bê tông ứng dụng a Hệ số sản lượng bê tông Trong thực tế, chế tạo bê tông vật liệu sử dụng trạng thái tự nhiên (VVX; VVC; VVĐ) thể tích hỗn hợp bê tông sau nhào trộn (Vb) luôn nhỏ tổng thể tích tự nhiên nguyên vật liệu, điều thể hệ số sản lượng bê tông β β = V VX Vb + V VC + V V§ Khi biết lượng nguyên vật liệu cho 1m3 bê tông trường hệ số sản lượng bê tơng xác định theo công thức sau : β= X ht ρ VX ht 1000 C ht § ht + + ρ VC ht ρ V§ ht Trong - Xht, Cht, Đht: - Khối lượng xi măng, cát, đá (sỏi) dùng cho 1m3 bê tông (kg) - ρVXht ; ρVCht ; ρVĐht : Khối lượng thể tích xi măng, cát, đá(sỏi) trường (kg/l) 59 Tùy thuộc vào độ rỗng cốt liệu, giá trị β thực tế thường 0,6 - 0,7 b Ứng dụng Hệ số sản lượng bê tơng ứng dụng để tính lượng ngun vật liệu cho mẻ trộn máy có dung tích sản xuất (hay dung tích hữu ích) thùng trộn Vo (l) β V β V N0 = N ht (l) X0 = X ht (kg) ; 1000 1000 β V β V Ð0= Ð ht (kg) C0 = C ht (kg) ; 1000 1000 Trong : - Xo, No, Co, Đo: - Lượng xi măng, nước, cát, đá (sỏi) dùng cho mẻ trộn (kg) - Xht, Nht, Cht, Đht: - Lượng xi măng, nước, cát, đá (sỏi) dùng cho 1m3 bê tông trường (kg) Để dễ áp dụng thực tế cơng trường khơng có điều kiện định lượng cân tự động ta nên chuyển đổi khối lượng cát, đá theo thể tích 3.6 Vữa xây dựng 3.6.1 Khái niệm phân loại vữa xây dựng a Khái niệm Tương tự bê tông, vữa xây dựng loại vật liệu đá nhân tạo thành phần bao gồm chất kết dính, nước, cốt liệu nhỏ phụ gia Các thành phần nhào trộn theo tỷ lệ thích hợp, nhào trộn hỗn hợp có tính dẻo gọi hỗn hợp vữa, sau cứng rắn có khả chịu lực gọi vữa Phụ gia có tác dụng cải thiện tính chất hỗn hợp vữa vữa Do khơng có cốt liệu lớn nên cường độ chịu lực vữa thấp so với bê tông sử dụng lượng loại chất kết dính Mặt khác vữa có cốt liệu nhỏ, xây trát phải trải thành lớp mỏng, diện tích tiếp xúc với xây, với mặt trát với khơng khí lớn, nước dễ bị đi, lượng nước nhào trộn vữa cần lớn so với bê tông b Phân loại Vữa xây dựng thường phân loại theo loại chất kết dính, theo khối lượng thể tích theo cơng dụng vữa Theo chất kết dính: vữa xi măng, vữa vôi, vữa thạch cao vữa hỗn hợp (xi măng - vôi; xi măng - đất sét) Theo khối lượng thể tích: vữa nhẹ ρv ≤1500 kg/m3 , vữa nặng ρv > 1500 kg/m3, Theo công dụng: vữa xây, vữa trát, vữa láng, lát, ốp, vữa trang trí, vữa chống thấm v.v 3.6.2 Vật liệu chế tạo vữa a Chất kết dính Để chế tạo vữa thường dùng chất kết dính vơ vơi khơng khí, thạch cao xây dựng, xi măng pooclăng, xi măng pooclăng hỗn hợp loại xi măng pooclăng khác 60 Việc lựa chọn sử dụng loại chất kết dính phải đảm bảo cho vữa có cường độ độ ổn định điều kiện cụ thể Trong môi trường khơng khí khơ, cơng trình tạm nên dùng vữa vôi (nếu nguồn cung cấp thuận lợi rẻ tiền) Để đảm bảo cường độ độ dẻo khơng có u cầu đặc biệt nên dùng vữa tam hợp mác 10 - 75 Trong môi trường ẩm ướt nên dùng vữa xi măng mác 75-150 Vôi rắn khơng khí thường dùng dạng vơi nhuyễn bột vôi sống Nếu dùng vôi nhuyễn phải lọc hạt sạn Thạch cao thường sử dụng để chế tạo vữa trang trí, có độ mịn bóng cao b Cốt liệu Cốt liệu cát xương chịu lực cho vữa đồng thời cát cịn có tác dụng chống co ngót cho vữa làm tăng sản lượng vữa Để chế tạo vữa sử dụng cát thiên nhiên cát nhân tạo nghiền từ loại đá đặc đá rỗng Chất lượng cát có ảnh hưởng nhiều đến cường độ vữa Cát phải đảm bảo yêu cầu chủ yếu theo bảng 3-21 Bảng 3-21 Mức theo mác vữa Tên tiêu Nhỏ Lớn 75 75 1- Môđun độ lớn không nhỏ 0,7 1,5 2- Sét, tạp chất dạng cục khơng có Khơng có 3- Lượng hạt lớn mm khơng có khơng có 4- Khối lượng thể tích, kg/m , không nhỏ 1150 1250 5- Hàm lượng bùn, bụi sét bẩn,%, không lớn 10 6- Hàm lượng muối sunfat, sunfit tính SO3 theo % khối lượng cát, không lớn 7- Lượng hạt nhỏ 0,14mm, %, không lớn 35 20 c Phụ gia Khi chế tạo vữa dùng tất loại phụ gia bê tông Việc sử dụng phụ gia loại nào, hàm lượng phải kiểm tra thực nghiệm d Nước Nước dùng để chế tạo vữa nước Tuỳ theo mục đích sử dụng hàm lượng tạp chất phải thoả mãn TCVN 302: 2004 3.6.3 Các tính chất hỗn hợp vữa vữa a Độ lưu động hỗn hợp vữa Độ lưu động hỗn hợp vữa tính chất quan trọng đảm bảo suất thi công chất lượng khối xây Độ lưu động đánh giá độ cắm sâu vào hỗn hợp vữa côn tiêu chuẩn nặng 300 ± 2g (hình 3-11), độ lưu động tính cm xác định sau: 61 Hình 3-11: Dụng cụ thử độ lưu động vữa 1.Mũi côn; 2.Xô đựng vữa 3.Đồng hồ có vạch chia; 4.Ốc vặn ; 8-Bảng chia ;9- Phễu Hỗn hợp vữa trộn xong đổ vào phễu, dùng thép φ10 φ12 đầm vào vữa phễu 25 sau lấy bớt vữa cho mặt vữa thấp miệng phễu cm Dằn nhẹ phễu - lần mặt bàn hay cứng Đặt phễu côn hạ côn xuống cho mũi côn chạm vào mặt vữa thả vít cho rơi tự xuống hỗn hợp vữa phễu Đọc mức đồng hồ đo để xác định độ cắm sâu côn (S, cm) Độ lưu động hỗn hợp vữa lấy theo kết trung bình cộng hai lần thử lấy mẫu vữa Độ lưu động hỗn hợp vữa bê tông phụ thuộc vào nhiều yếu tố lượng nước nhào trộn, loại chất kết dính, lượng chất kết dính b Cường độ chịu lực vữa Định nghĩa mác vữa Cường độ chịu nén tiêu quan trọng để đánh giá chất lượng loại vữa thông thường Cường độ chịu nén vữa xác định thí nghiệm mẫu vữa hình khối có cạnh 7,07cm Dựa cường độ chịu nén mà định mác vữa Mác vữa trị số giới hạn cường độ chịu nén trung bình mẫu vữa hình khối lập phương có cạnh 7,07 cm, chế tạo bảo dưỡng 28 ngày điều kiện tiêu chuẩn (to = 27± 2oC, độ ẩm tùy thuộc vào loại chất kết dính sử dụng vữa) Theo tiêu chuẩn TCVN 4314 :1986, có loại mác vữa thơng dụng sau : ; 10 ; 25 ; 50 ; 75 ; 100 ; 150 ; 200 ; 300 Phương pháp xác định Giới hạn bền chịu nén vữa thử cách nén vỡ mẫu vữa hình lập phương kích thước 7,07 x 7,07 x 7,07 cm nửa mẫu dầm sau chịu uốn Xác định mẫu lập phương có kích thước 7,07 x 7,07 x 7,07 cm Khi hỗn hợp vữa có độ lưu động nhỏ cm, mẫu đúc khuôn thép có đáy, cịn hỗn hợp vữa có độ lưu động lớn cm mẫu đúc khn thép khơng có đáy Sau bảo dưỡng đủ số ngày quy định mẫu vữa đem nén Kết phép thử tính trung bình cộng giá trị viên mẫu thử Sai số kết viên mẫu với giá trị trung bình khơng vượt q ± 15% với mẫu tạo hình dưỡng hộ phịng thí nghiệm không vượt ± 20% với mẫu chế tạo công trường Nếu trong viên mẫu thử khơng đạt u cầu phải tiến hành thực lại Xác định nửa mẫu dầm sau chịu uốn: Để xác định cường độ chịu nén vữa người ta sử dụng nửa mẫu dầm sau chịu uốn, mẫu dầm có kích thước 160 x 40 x 40 Để chuyển giới hạn bền chịu nén vữa xác định cách thử nửa mẫu dầm sang giới hạn bền chịu nén xác định mẫu lập phương điều kiện chế tạo bảo dưỡng nhân với hệ số 0,8 cho mẫu vữa mác 100 Với vữa mác từ 100 trở lên giới hạn bền nén mẫu nửa dầm giới hạn bền nén mẫu lập phương 62 Các yếu tố ảnh hưởng tới cường độ chịu lực vữa Cường độ chịu lực vữa phụ thuộc vào loại chất kết dính, lượng chất kết dính, tỷ lệ nước/chất kết dính, chất lượng cát, điều kiện bảo dưỡng thời gian cứng rắn c Tính chống thấm Vữa trát mặt ngồi khối xây cơng trình chịu áp lực nước cần phải có tính chống thấm tương ứng Tính chống thấm xác định cách cho mẫu vữa dày cm chịu áp lực nước lúc đầu 0,5 atm, sau tăng lên atm, sau tăng 1,5 atm, sau tăng atm để 24 mà nước khơng thấm qua coi vữa có tính chống thấm 3.6.4 Xác định thành phần vật liệu cho vữa a Khái niệm chung Tương tự bê tơng để có cấp phối vữa xác phải tiến hành tính tốn tra bảng tìm sơ thành phần vật liệu cho 1m3 vữa, sau kiểm tra thực nghiệm điều chỉnh lại cho phù hợp với điều kiện thực tế b Xác định thành phần vật liệu cho vữa phương pháp tra bảng kết hợp với kiểm tra thực nghiệm Bảng tra thành phần vật liệu cho 1m3 vữa Căn vào tính chất lý chủ yếu vật liệu, loại vữa, mác vữa yêu cầu, người ta tính thành phần vật liệu cho loại vữa mác thông thường (25-150) lập bảng theo phụ lục Ví dụ: thành phần vật liệu cho 1m3 vữa xi măng dùng xi măng PC30 (hoặc PCB 30) cát có mơ đun độ lớn Mđl > 2, cho loại mác vữa bảng 3-22: Bảng 3-22 Thành phần Mác vữa Đơn vị vật liệu 25 50 75 100 125 Xi măng kg 116,01 213,02 296,03 385,04 462,05 Cát vàng m 1,19 1,15 1,12 1,09 1,05 Các bước thực Bước 1:Tra bảng tìm sơ thành phần vật liệu cho 1m3 vữa Khi tra bảng tìm sơ thành phần vật liệu cho 1m3 vữa cần phải vào yếu tố : - Loại vữa (vữa xi măng, vữa tam hợp) - Loại mác ximăng - Môdun độ lớn cát - Mác vữa Bước 2: Kiểm tra thực nghiệm Chuẩn bị liều lượng vật liệu: Lấy số liệu tính tốn làm chuẩn, tính thêm hai thành phần vữa với lượng xi măng chênh lệch ± 15% Dùng thành phần để thí nghiệm Lượng xi măng thành phần thí nghiệm tính cho lít cát Trộn vữa thí nghiệm điều chỉnh độ dẻo: 63 Đổ lít cát vào chảo trộn, đổ tiếp xi măng dùng bay trộn xi măng cát khô phút Sau đổ nước vào (nếu vữa xi măng - cát) cho nước vào vôi hồ hịa thành sữa vơi đổ vào (nếu vữa tam hợp) Trộn thêm - phút thấy hỗn hợp vữa đồng đem thử độ dẻo Khi thử độ dẻo hỗn hợp vữa, trị số thu lớn yêu cầu cho thêm - 10% khối lượng xi măng cát tính, trộn thêm - phút thử lại Nếu trị số nhỏ yêu cầu cho thêm - 10% nước vào Cứ đạt độ lưu động yêu cầu tiến hành đúc mẫu Đúc mẫu xác định cường độ: Sau tạo vữa có độ dẻo yêu cầu, từ mẻ trộn cần đúc ba mẫu có kích thước 70,7 x 70,7 x 70,7 (hoặc 40 x 40 x 160) Các mẫu sau bảo dưỡng đủ 28 ngày quy định đem nén để xác định cường độ chịu nén vữa Từ thành phần thí nghiệm, thành phần đạt mác yêu cầu chọn để thi công Bước : Xác định lại khối lượng vật liệu thực tế cho 1m3 vữa Tương tự bê tông ta xác định lại thành vật liệu cho 1m3 vữa sau kiểm tra thực nghiệm biểu thị cấp phối cách dễ áp dụng trường 3.6.5 Vữa khô chế tạo sẵn Hiện người ta cịn chế tạo loại vữa khơ trộn sẵn từ xi măng, cát để phục vụ cho công tác sửa chữa kết cấu bị hư hỏng xây dựng thi công với khối lượng vữa không lớn mà yêu cầu phải dùng loại vữa có chất lượng cao Để chế tạo vữa loại phải sử dụng cát có thành phần hạt hợp qui phạm, rửa sấy khô Khi chế tạo vữa loại pha thêm phụ gia để cải thiện tính dẻo tốc độ rắn cường độ chịu lực vữa việc pha trộn phụ gia phải thí nghiệm kiểm tra để xác định ảnh hưởng hàm lượng thích hợp phụ gia vữa Yêu cầu kỹ thuật vữa phải thỏa mãn TCVN 4314: 2003 Vữa khô chế tạo có thành phần thích hợp với mác vữa thông dụng M50, M75, M100, M150 Loại vữa xây tơ chế tạo sẵn thường đóng bao xi măng với khối lượng ;10 ; 20 ; 50 kg Để đảm bảo chất lượng, vữa khô phải bảo quản xi măng để chống ẩm 64 ... xuất nước thấm qua khố van ngừng thử viên mẫu Sau tiếp tục thử mẫu cịn lại Hình 3-9: Thiét bị xác định tính chống thấm bêtông 1.Bơm ; 2.Thùng đẳng áp ; 3.Đồng hồ áp lực ; 4.Van chịu áp lực ; 5.Mẫu... dụng Hệ số sản lượng bê tông ứng dụng để tính lượng nguyên vật liệu cho mẻ trộn máy có dung tích sản xuất (hay dung tích hữu ích) thùng trộn Vo (l) β V β V N0 = N ht (l) X0 = X ht (kg) ; 1000 1000... theo mục đích sử dụng hàm lượng tạp chất khác phải thoả mãn TCVN 302:2004 3.2.3 Cốt liệu nhỏ:Cát a Vai trò 34 Cát cốt liệu nhỏ với xi măng, nước tạo vữa xi măng để lấp đầy lỗ rỗng hạt cốt liệu lớn