TÀI LIỆU KỸ THUẬT XI MĂNG BÊ TÔNG

TÀI LIỆU KỸ THUẬT HOLCIM

Holcim (Vietnam) Ltd.

Ấn baœn lần 1, 2013

Xi măng & Bê tông

Tài liệu kỹ thuật

Bản quyền

C2013, Holcim (Vietnam) LtdTất cả các hành vi như in lại một phần hay toàn bộ

cuốn sách này bằng phiên bản tiếng Việt và/ hay

tiếng Anh dưới bất kỳ hình thức sao chép nào, việc

lưu trữ, phiên dịch cần được sự đồng ý của tác giả

Những yêu cầu sử dụng đặc biệt phải gửi văn bản

xin phép sử dụng đến công ty Holcim (Vietnam)

Tác giả

Nhóm tư vấn kỹ thuậtHolcim (Vietnam) LtdCám ơn mọi đóng góp của Tiến sĩ Silvia Vieira Mcs

– Holcim Group Support Ltd

Xuất bản

Xuất bản lần 1 bằng phiên bản tiếng Việt

Xuất bản lần 1 bằng phiên bản tiếng Anh

Miễn trừ trách nhiệm

Cuốn sách này chỉ được sử dụng cho các mục đích

tham khảo, Công ty Holcim (Vietnam) không chịu

trách nhiệm cho bất kỳ ứng dụng sai và/ hoặc hiểu

sai nội dung của cuốn sách

Ghi chú

Holcim Việt Nam

Được thành lập năm 1912 tại làng Holderbank, Thụy Sĩ, Holcim là

một trong những tập đoàn hàng đầu thế giới về công nghệ xi

măng và vật liệu xây dựng Sau 100 năm phát triển, Holcim đã có

mặt trên 70 quốc gia ở khắp các lục địa, với hơn 90.000 nhân viên

Ngày nay, Holcim đã trở thành một biểu tượng hàng đầu trong

ngành cung cấp xi măng và cốt liệu (đá dăm, cát và đá nghiền),

cũng như bê tông thương phẩm và các dịch vụ xây dựng khác.

Holcim Việt Nam, được thành lập năm 1993, với mạng lưới gồm 4

nhà máy phía nam: Hòn Chông, Hiệp Phước, Cát Lái, Thị Vải, luôn

đảm bảo năng lực cung cấp cho dự án Để đáp ứng nhu cầu khác

nhau của các ứng dụng khác nhau, Holcim Việt Nam đã nghiên cứu

và phát triển một hệ thống các sản phẩm xi măng mang lại hiệu

quả tối ưu cho các dự án.

Năm 2005, Holcim Beton được thành lập và trở thành đơn vị cung

cấp bê tông thương phẩm hàng đầu tại phía nam Việt Nam, có thể

đưa ra những giải pháp dịch vụ cải tiến, sản phẩm chất lượng cao

cho các công trình xây dựng Sau những năm hoạt động, Holcim

Việt Nam đã đồng hành cùng các đơn vị thầu thi công, chủ đầu tư

hàng đầu trong và ngoài nước, cung cấp bê tông cho thi công

những dự án lớn.

Lời nói đầu

Trên đà phát triển của Việt Nam trong thế kỷ 21, để làm tiền đề cho sự nghiệp công nghiệp hóa, hiện đại

hóa, các công trình nhà cao tầng và các dự án cơ sở hạ tầng như cầu, đường và cảng … đã và đang được triển

khai thiết kế, xây dựng từ các nhà đầu tư, thiết kế và nhà thầu trong nước cũng như quốc tế

Chúng ta mong muốn những công trình này tồn tại lâu dài, có thể đến 100 năm, và chi phí bảo trì thấp Tính

bền của bê tông là một loại vật liệu xây dựng có tính quyết định cho sự bền vững của công trình Cuốn Tài

Liệu Kỹ Thuật này sẽ giúp các bạn có cái nhìn tổng quát về những ứng dụng của bê tông theo tiêu chuẩn

Việt Nam và quốc tế

Hiểu hơn tiêu chuẩn của xi măng/ bê tông có thể giúp các đơn vị thiết kế, tư vấn giám sát, thi công chọn

được loại xi măng/ bê tông thích hợp cho từng dự án cụ thể Bê tông có tính công tác tốt và chất lượng cao

sẽ hình thành một công trình bền vững với thời gian, giúp xây dựng một Việt Nam bền vững cho thế hệ

tương lai

Sẽ có những điểm không chính xác trong việc thống kê các tiêu chuẩn khi những tiêu chuẩn thường rất

phức tạp và ngành công nghiệp xây dựng ở Việt Nam thay đổi rất nhanh Do đó, nhằm cải tiến cuốn Tài Liệu

Kỹ Thuật này được hoàn chỉnh hơn, chúng tôi mong nhận được những đóng góp, phản hồi từ phía bạn đọc

qua địa chỉ email technical.service-vnm@holcim.com

Trân trọng

Pieter Keppens

Giám đốc Tiếp thị – Kỹ thuật

Phần I

Xi măng và Bê tông 11

Phần II Ứng dụng cho những yêu cầu đặc biệt 49

B Bê tông và xi măng trong môi trường xâm thực (nước biển, nước thải…) 50

Phần III

Nguyên nhân và biện pháp

phòng ngừa những khuyết tật trong bê tông 62

Phần IV

Tổng quan các hệ thống tiêu chuẩn 76

C Khuyến cáo về các giá trị định mức trong thành phần bê tông 97

1 Xi măng

Tổng quan

Xi măng là chất kết dính thủy lực – một loại vật liệu

mà khi trộn với nước sẽ có khả năng tự rắn chắc,

dù ở trong môi trường không khí hoặc môi trường

nước Vữa hồ xi măng đã đóng rắn có khả năng chịu

nước và có cường độ cao Đối với các loại bê tông

không có yêu cầu đặc biệt, loại xi măng thông dụng

nhất tại Việt Nam là xi măng Portland hỗn hợp, loại

PCB40, tuân thủ theo tiêu chuẩn Việt Nam (TCVN

6260) Đối với các ứng dụng vữa, hồ và bê tông dân

dụng cho các công trình nhỏ, sản phẩm xi măng

mác thấp hơn (PCB30) cũng được sử dụng

Một vài loại vật liệu được sử dụng để trộn trong xi

măng như là: đá vôi, puzzolan hay xỉ lò cao, việc lựa

chọn vật liệu trộn phụ thuộc vào nguồn vật liệu sẵn

có ở mỗi vùng

Những tiêu chuẩn quốc tế tương đương cho xi măng

Portland hỗn hợp tuân theo TCVN 6260 bao gồm:

• Tiêu chuẩn Mỹ ASTM C1157: loại GU (Ứng dụng

nhưng không được sử dụng rộng rãi tại Việt Nam

như là xi măng thông dụng

Phương pháp thí nghiệm tuân theo tiêu chuẩn Việt

Nam tương tự như với tiêu chuẩn châu Âu (EN), chỉ

khác về yêu cầu nhiệt độ phòng thí nghiệm (270C

thay vì 20oC) cho phù hợp với điều kiện khí hậu tại

Việt Nam

Tiêu chuẩn ASTM sử dụng hệ thống phương pháp thí

nghiệm và các yêu cầu kỹ thuật hoàn toàn khác so với

2 hệ thống tiêu chuẩn TCVN/EN (không thể so sánh)

Tại Việt Nam, phần lớn các phòng thí nghiệm vật

liệu xây dựng trung lập đều được trang bị đầy đủ

các thiết bị thí nghiệm tuân theo hệ thống tiêu

chuẩn TCVN & ASTM, nhưng không tuân theo tiêu

chuẩn EN

Kiềm tra chất lượng xi măng và sự hợp quy

Chất lượng và sự hợp quy của các loại xi măng ở Việt Nam được đảm bảo bởi ba hệ thống kiểm soát:

• Kiểm soát sản xuất tại nhà máy

• Hệ thống quản lý chất lượng

• Kiểm nghiệm từ đơn vị trung lập bên ngoài

Quy trình kiểm soát chất lượng

Mỗi một bước của quy trình sản xuất xi măng, từ khai thác mỏ cho đến vận chuyển xi măng đi tiêu thụ, mẫu vật liệu đều được lấy để phân tích kiểm nghiệm Không có sự sai lệch trong sản xuất đảm bảo cho xi măng có sự ổn định và chất lượng cao

Phương pháp kiểm tra xi măng được mô tả trong tiêu chuẩn TCVN 6017 : 1995 và ISO 9597 : 2008

Hệ thống quản lý chất lượng

Hầu hết các nhà máy xi măng đều xây dựng một hệ thống quản lý chất lượng được chứng nhận tuân theo tiêu chuẩn ISO 9001 : 2008 Bên cạnh đó, một số nhà máy cũng có phòng thí nghiệm để kiểm tra chất lượng xi măng được chứng nhận thuộc hệ thống VILAS và tuân theo tiêu chuẩn ISO 17025

Điều này đảm bảo quá trình hoạt động của nhà máy được chuẩn hóa, minh bạch và dễ kiểm soát

Kiểm nghiệm từ đơn vị trung lập bên ngoài

Thử nghiệm nội bộ được bổ sung bởi các kiểm nghiệm từ đơn vị trung lập bên ngoài Kiểm nghiệm bên ngoài được thực hiện bởi một viện kiểm nghiệm đã được công nhận Ở miền nam Việt Nam, Trung tâm thử nghiệm và đảm bảo chất lượng 3 (QUATEST 3) là trung tâm kiểm nghiệm được biết đến nhiều nhất Ngoài ra, từ tháng 11 năm 2012, các loại xi măng ở Viêt Nam phải được dán nhãn dấu hợp quy CR

Xi măng và Bê tông

A Thành phần của bê tông

Khuyến cáo từ Holcim

Đối với bê tông thông thường, loại xi măng được đề xuất sử dụng để đảm bảo an toàn trong cung ứng đối với các dự án là:

• TCVN 6260:2009 – PCB 40

• ASTM C1157:2008 – GU

Lưu trữ xi măng và thời hạn sử dụng của xi măng

Nếu xi măng không được bảo quản tốt trong một thời gian dài, nó sẽ hút ẩm, đây là nguyên nhân làm cho xi măng bị vón cục và có thể làm giảm khả năng phát triển cường độ Nếu cục xi măng có thể bị bóp vỡ bằng tay thì khả năng mất cường độ sẽ không đáng kể

Xi măng có thể được lưu trữ trong bao hoặc trong si-lô trong một thời gian giới hạn Xi măng bao nên được lưu trữ ở nơi khô ráo là tốt nhất Bao xi măng xếp chồng lên nhau và để ngoài trời trong một thời gian ngắn cũng phải được đặt trên tà vẹt gỗ cho thông hơi Tấm bạt nhựa bọc bên ngoài cũng không được tiếp xúc trực tiếp với các bao xi măng vì nước đọng lại trên tấm bạt nhựa có thể làm ướt chúng

2 Nước trộn bê tông

Nước dùng để trộn vữa và bê tông phải tuân theo tiêu chuẩn kỹ thuật quy định trong TCXDVN 302:

2004 hoặc ASTM C1602 Nước đáp ứng được yêu cầu của những tiêu chuẩn này có thể dùng để rửa cốt liệu và bảo dưỡng bê tông Theo các tiêu chuẩn này, nước uống có thể được dùng làm nước trộn bê tông mà không cần phải kiểm tra Việc sử dụng nước biển để làm nước trộn bê tông cốt thép là tuyệt đối không được phép

Giới thiệu

Nước trộn bê tông là lượng nước tổng cộng chứa trong bê tông tươi, tỉ lệ nước/ xi măng được tính toán dựa trên lượng nước này Nước trộn bê tông bao gồm:

• Lượng nước được cho trực tiếp vào cấp phối

• Lượng ẩm bề mặt cốt liệu

• Lượng nước chứa trong phụ gia hóa học và phụ gia khoáng

(silica-fume, bột màu vô cơ )Trong kỹ thuật bê tông, lượng nước trộn có hai chức năng Nó cần thiết cho quá trình thủy hóa xi măng; và giúp hỗn hợp bê tông mềm dẻo, dễ thi công và đầm nén tốt

Những yêu cầu đối với nước trộn bê tông

Theo tiêu chuẩn TCXDVN 302 : 2004, nước trộn bê tông phải đáp ứng được những yêu cầu sau đây:

• Không chứa cặn dầu và váng dầu

• Hàm lượng hữu cơ < 15mg/l

• 4 < pH < 12.5

• Không màu

• Tùy theo từng loại bê tông, hàm lượng sun-phát và hàm lượng clo phải tuân theo yêu cầu được quy định trong bảng I.1 (TCXDVN 302 : 2004)

Baœng I.1 - Hàm lượng clo và sun-phát giới hạn trong nước trộn bê tông, ứng với các loại bê tông khác nhau

Mục đích sử dụng

Mức tối đa cho phép (mg/l)

Muốihoà tan

Ion Sun-phát (SO4-2)

Ion Clo

3 Cốt liệu mịn

Thành phần hạt

Cốt liệu mịn gồm có cát tự nhiên, cát nghiền, hoặc

phối trộn cả hai loại này Để sử dụng trong bê tông,

cốt liệu mịn phải tuân theo yêu cầu quy định trong

TCVN 7570: 2006 hoặc ASTM C33 (tiêu chuẩn kỹ

thuật cho cốt liệu trong bê tông) ƠŒ miền nam Việt

Nam, có ba nguồn cốt liệu mịn được sử dụng trong

bê tông (FM: Mô-đun độ lớn):

• Cát sông Đồng Nai: FM = 2.40 (tốt- nhưng không

có số lượng lớn để cung cấp)

• Cát sông Mêkông: FM = 1.1 –1.6 (quá mịn)

• Cát nghiền : FM = 4.0 (quá thô)

Khi cát sử dụng trong bê tông quá mịn thì cấp phối

bê tông sẽ không có tính kinh tế, vì cát quá mịn sẽ

làm tăng lượng nước trộn, do đó phải tăng lượng xi

măng Khi cát sử dụng quá thô sẽ làm bê tông thô

ráp và không có tính công tác vì bê tông chứa quá

nhiều khoảng trống giữa các hạt, hồ xi măng không

lấp đầy được hết các khoảng trống này

Theo tiêu chuẩn ASTM C33, một cấp phối hạt tốt cho

cốt liệu mịn dùng trong bê tông phải có đường cấp

phối hạt nằm giữa hai đường giới hạn như hình I.1

Tại miền nam Việt Nam, rất khó tìm được loại cát đáp

ứng được yêu cầu về cấp phối hạt theo tiêu chuẩn

ASTM C33 Trong thực tế, cát Mêkông được kết hợp

với cát nghiền để đạt được cấp phối hạt tốt nhất

Tạp chất hữu cơ

Cốt liệu mịn phải không chứa lượng tạp chất hữu cơ

có hại Cốt liệu mịn chứa lượng tạp chất hữu cơ quá

lớn sẽ làm trì hoãn sự đông kết cuœa bê tông, giảm

cường độ và độ bền của bê tông

Cốt liệu mịn trước khi sử dụng nên được kiểm tra

hàm lượng hữu cơ theo tiêu chuẩn TCVN 7572-9 :

2006 hoặc ASTM C40 (Phương pháp kiểm tra hàm

lượng tạp chất hữu cơ của cốt liệu mịn trong bê

tông) Khi mẫu cốt liệu được thử nghiệm cho ra màu

tối hơn màu chuẩn, hay là lớn hơn màu số 3 trong

bảng so màu, thì mẫu cốt liệu sẽ được xem là chứa

hàm lượng tạp chất hữu cơ có hại Khi đó, nên có

thêm những thử nghiệm để đánh giá trước khi sử

dụng để trộn bê tông

Tạp chất khác

Bùn, bụi, sét Những tạp chất này cũng có những tác

động xấu đến bê tông Chính vì vậy, trước khi sử

dụng để trộn bê tông nên có những thử nghiệm để

kiểm tra hàm lượng các tạp chất này tuân theo tiêu

chuẩn TCVN 7572-8 : 2006 (Phương pháp thí

nghiệm kiểm tra hàm lượng bùn, bụi, sét) hoặc ASTM C117 (phương pháp thí nghiệm kiểm tra hàm lượng hạt mịn hơn 75μm)

Phản ứng kiềm- cốt liệu

Đối với bê tông làm việc trong môi trường ẩm ướt, môi trường không khí ẩm, hoặc tiếp xúc trực tiếp với mặt đất ẩm (nền móng, cầu, đường hầm…), cốt liệu (mịn và thô) không được chứa các thành phần có thể phản ứng với hàm lượng kiềm trong bê tông tạo ra phản ứng kiềm – cốt liệu Phản ứng giãn nở này có thể gây nứt trong bê tông, làm giảm cường độ và độ bền của bê tông Khả năng phản ứng kiềm-cốt liệu của cốt liệu nên được kiểm tra theo tiêu chuẩn TCVN 7572-14: 2006 (Xác định khả năng phản ứng kiềm-cốt liệu) hoặc ASTM C289 (Phương pháp hóa học), ASTM C1260 hoặc ASTM C227 (Phương pháp sử dụng thanh vữa)

Hình I.2

Kiểm tra hàm lượng tạp chất hữu cơ bằng bảng so màu

Hình I.1: Cấp phối hạt tốt cho cốt liệu nhỏ trong bê tông

10 0 20 30 40 50 60 70 80 90 100 9.50

Kích thước mắt sàng (mm)

Giới hạn mịn (ASTM C33) Đường phối trộn

Giới hạn thô (ASTM C33)

4 Cốt liệu thô

Giới thiệu

Cốt liệu thô tạo nên cấu trúc khung đỡ cho bê tông và phaœi tuân theo yêu cầu kỹ thuật quy định trong tiêu chuẩn TCVN 7570: 2006 hoặc ASTM C33 (tiêu chuẩn kỹ thuật cho cốt liệu trong bê tông)

Các đặc tính kỹ thuật

Những đặc tính kỹ thuật quan trọng nhất của cốt liệu thô:

• Khối lượng riêng

• Khối lượng thể tích và độ ẩm

• Thành phần khoáng, hình dạng hạt, và cấu trúc bề mặt

• Tạp chất

• Thành phần hạt

• Độ ổn định thể tích trong môi trường sun-phát

Bảng I.2

Phân loại cốt

liệu theo khối

lượng riêng

       

Hình I.3

Trạng thái ẩm

cuœa cốt liệu

Khối lượng thể tích và độ ẩm

Khối lượng thể tích là khối lượng vật liệu trên một đơn vị thể tích ở trạng thái xốp bao gồm lỗ hổng giữa các hạt Nó bị ảnh hưởng mạnh bởi độ ẩm cuœa cốt liệu (Hình I.3) Chính vì vậy hai đặc điểm khối lượng thể tích và độ ẩm có liên quan mật thiết với nhau Phương pháp để kiểm tra khối lượng thể tích của cốt liệu tuân theo TCVN 7572-6: 2006 hoặc ASTM C29 (Phương pháp thí nghiệm kiểm tra khối lượng thể tích và độ rỗng của cốt liệu)

Trạng thái ẩm của cốt liệu có thể thay đổi từ khô hoàn toàn đến ẩm ướt, tùy thuộc điều kiện cụ thể

Tỷ trọng

Tỷ trọng của cốt liệu là tỷ lệ giữa khối lượng riêng của cốt liệu thô với khối lượng riêng của nước Tỷ trọng là thông số quan trọng để xác định mối quan hệ giữa khối lượng và thể tích để tính toán các vấn đề khác nhau liên quan đến thể tích, ví dụ như độ rỗng bên trong hạt cốt liệu Phương pháp để xác định tỷ trọng và độ hút nước của cốt liệu thô được quy định trong TCVN 7572-4 : 2006 hoặc ASTM C127 (Xác định tỷ trọng, khối lượng thể tích và độ hút nước của cốt liệu)

Cốt liệu chuẩn 2700 Đá trầm tích, đá nghiền Sản phẩm bê tông cốt thép, hoặc không có cốt thép

Cốt liệu nhẹ < 2000 Đất sét phồng, polystyrene Bê tông bao phủ, bê tông ở đỉnh, bê tông mái dốcCốt liệu cứng > 2500 Quartz, corundum, silicon carbide Tấm bê tông cứng, bê tông chịu mài mòn

Tạp chất

Những tạp chất bám dính trên bề mặt cốt liệu thô,

thường là bụi bẩn sinh ra trong quá trình phong

hóa, sẽ làm giảm chất lượng bê tông Những tạp

chất này có thể ảnh hưởng đến tính đông kết của bê

tông, và giảm khả năng bám dính giữa hồ xi măng

và cốt liệu Vì vậy, cốt liệu thô nên được rửa sạch

trước khi dùng cho bê tông (Hình I.4.)

Thành phần hạt

Thành phần hạt và cỡ hạt lớn nhất của cốt liệu thô

là một thông số quan trọng trong cấp phối bê tông

Thành phần hạt của cốt liệu được xác định theo tiêu

chuẩn TCVN 7572-2 hoặc ASTM C136 (thí nghiệm

xác định thành phần hạt của cốt liệu)

Thành phần hạt của cốt liệu, hay sự phân bố cỡ hạt,

cùng với cấu trúc bề mặt, bề mặt riêng và hình dạng

hạt của cốt liệu có thể quyết định lượng nước yêu

cầu trong bê tông Chính vì vậy, đây là chỉ tiêu cơ lý

quan trọng nhất của cốt liệu thô

Cỡ hạt lớn nhất cuœa cốt liệu (Dmax) là kích thước mắt

sàng nhoœ nhất mà 90% hạt cốt liệu có thể lọt qua,

cỡ hạt cốt liệu lớn nhất sẽ được giới hạn đối với

từng ứng dụng khác nhau, phụ thuộc vào: khoaœng

cách cốt thép, kích thước cấu kiện và khaœ năng bơm

cuœa bê tông Việc lựa chọn cỡ hạt cốt liệu lớn nhất

theo hướng dẫn như hình I.5

Việc sưœ dụng cốt liệu có kích thước nhoœ hơn yêu cầu sẽ làm tăng lượng nước trộn, tăng hàm lượng xi măng để đạt được cùng một cường dêộ

Chất lượng khoáng, hình dạng hạt và cấu trúc bề mặt

Cốt liệu xốp hoặc quá mềm (ví dụ: đá bị phong hóa) làm suy giảm chất lượng bê tông Tương tự như thành phần hạt và cấu trúc bề mặt, hình dạng hạt thường xác định khả năng đầm chặt và lượng nước yêu cầu của bê tông (Hình I.6)

Hạt cốt liệu dạng khối rất tốt cho cấp phối bê tông, nó làm giảm lượng nước yêu cầu và tăng tính công tác của bê tông Ngược lại, hạt có dạng thoi, dẹt sẽ làm tăng lượng nước yêu cầu và làm giảm tính công tác của bê tông Hàm lượng hạt thoi, dẹt được xác định theo tiêu chuẩn TCVN 7572-13 (Xác định hàm lượng thoi, dẹt của cốt liệu thô)

Hình I.6

Hình dạng cốt liệu thô

Đạt yêu cầu

Không đạt yêu cầu

Thoi & dẹt

Hình I.4 - Sàng và rửa cốt liệu

Hình I.5 - Lựa chọn cỡ hạt lớn nhất cuœa cốt liệu thô

     

5 Phụ gia hóa học

Định nghĩa và phân loại

Phụ gia hóa học là một dạng hóa chất được trộn thêm vào bê tông, bằng những tác động hóa học hay vật lý, nó sẽ làm thay đổi một số đặc tính cuœa bê tông như tính công tác, sự đông kết, cũng như quá trình đóng rắn

Ở Việt Nam, yêu cầu về tính chất của những loại phụ gia hóa học khác nhau được quy định trong tiêu chuẩn TCVN 8826: 2011 hoặc ASTM C494 (tiêu chuẩn kỹ thuật cho phụ gia hóa học trong bê tông)

Liều Lượng

Phụ gia hóa học được trộn vào bê tông với một lượng rất nhỏ và ở dạng lỏng là chủ yếu Liều lượng thông thường khoảng 0.4 – 2% tính trên khối lượng

xi măng Trên thực tế, lượng phụ gia sẽ được khuyến cáo từ nhà sản xuất Nếu liều lượng phụ gia vượt quá 1% thì lượng nước có trong phụ gia (hàm lượng chất lỏng) phải được xem như một phần cuœa lượng nước trộn bê tông Liều lượng thấp hơn khuyến cáo thường làm giảm đáng kể hiệu quả mong muốn, nhưng liều lượng cao hơn có thể tạo ra những hiệu ứng không mong muốn như làm chậm quá trình đông kết hoặc làm giaœm cường độ

Những phụ gia hóa học quan trọng và phổ biến

Theo tiêu chuẩn ASTM C494, gồm có 7 loại phụ gia hóa học (từ loại A đến loại G) Ở Việt Nam, có ba loại phụ gia phổ biến đang được sử dụng:

a/ Phụ gia giảm nước và làm chậm đông kết

Phụ gia loại này thuộc dòng Lignosulphonate, có thể được sử dụng với liều lượng 0.4-0.6%, để giảm khoảng 6%-12% lượng nước trộn

Phụ gia giảm nước giúp cho bê tông đạt được cùng độ sụt với lượng nước yêu cầu thấp hơn, hoặc với cùng một lượng nước thì nó có tác dụng làm tăng độ sụt Phụ gia làm chậm đông kết rất hữu ích khi bê tông được vận chuyển trong một quãng đường dài cần yêu cầu duy trì độ sụt và kéo dài thời gian đông kết khi bê tông được thi công dưới môi trường có nhiệt độ cao

b/ Phụ gia giảm nước trung bình

Loại phụ gia này thuộc dòng napthalene sulphonate,

thường dùng với liều lượng 0.7-1.2%, nó có thể giảm 15-25% lượng nước trộn yêu cầu

Phụ gia giảm nước trung bình giúp lượng nước yêu cầu có thể giảm nhiều hơn để làm tăng cường độ hoặc duy trì độ sụt ở công trường Nó có thể giúp bê tông đạt được tính ổn định và tính công tác ngay cả khi giảm một lượng nước đáng kể Cũng như hầu hết các loại phụ gia, napthalenes có thể trì hoãn thời gian bắt đầu đông kết của bê tông, tùy thuộc vào công thức hóa học của phụ gia

c/ Phụ gia giảm nước cao

Phụ gia loại này thuộc dòng polycarboxylate Liều

lượng phổ biến là 0.8 –1.8%, tùy vào khuyến cáo từ nhà cung cấp Nó có thể giảm (20% – 35%) lượng nước yêu cầu để sản xuất bê tông với độ ổn định cao, cường độ cao cũng như tính công tác tốt hơn Liều lượng tối ưu cần phải được xác định dựa vào từng cấp phối cụ thể và những yêu cầu kỹ thuật đặc biệt

Những loại phụ gia khác

Nhiều loại phụ gia khác cũng đang được sử dụng như:

• Phụ gia làm tăng cường độ sớm

• Phụ gia cuốn khí

• Phụ gia gây ức chế ăn mònNhững loại phụ gia đặc biệt này rất hiếm khi sử dụng ở Việt Nam Những thông tin cụ thể sẽ được cung cấp từ những nhà cung cấp phụ gia khác nhau

Hình I.7: Phụ gia hóa học dùng cho bê tông

6 Các loại vật liệu khác trong

bê tông

Sợi

Sợi polypropylene là một loại sợi hữu cơ được sử

dụng trong bê tông để giúp chống lại nguy cơ nứt

do co ngót Hàm lượng sợi polypropylene thường

dùng khoảng 0.7 – 1kg trong 1m3 bê tông (Hình I.8)

Sợi thép được phân bố đều vào bê tông sẽ làm tăng

một số tính chất cơ học của bê tông, đặc biệt là khả

năng chịu uốn (dai) và chịu kéo Hiệu quả của sợi

thép phụ thuộc vào độ dài, đường kính và hình dạng

của nó Ứng dụng chính của sợi thép là trong sản

xuất sàn công nghiệp, để thay thế cho lưới cốt thép

trong bê tông (Hình I.9)

Sợi thủy tinh được sử dụng để gia cường cho cấu

kiện đúc sẵn có bề dày mỏng Việc sử dụng sợi thủy

tinh phải rất tinh tế, đòi hỏi tư vấn kinh nghiệm sưœ

dụng từ các chuyên gia có uy tín (Hình I.10)

Silica fume

Được biết đến như là bụi oxit silic hay oxit silic ở dạng

hạt siêu mịn (Hình I.11), có hoạt tính pozzolanic cao

do độ mịn cao và hàm lượng oxit silic vô định hình

cao Silica fume được sử dụng với liều lượng 5-10%

tính trên khối lượng xi măng có thể cải thiện một số

tính chất của bê tông như:

• Giảm thiểu độ rỗng của bê tông, giúp tăng độ

bền bê tông, tăng khả năng chống lại sự xâm

thực của muối, sun phat và những hóa chất xâm

thực khác

• Quá trình cacbonat hóa chậm hơn, chính vì thế

cốt thép sẽ được bảo vệ tốt hơn

• Góp phần làm tăng cường độ bê tông, có thể sử

dụng để sản xuất bê tông cường độ cao

Việc thêm silica fume vào cấp phối bê tông sẽ

làm giảm tính công tác và thay đổi tính chất

lưu biến của bê tông (tính chảy) Tính công tác

yêu cầu sẽ đạt được nếu thêm vào một loại phụ

gia siêu dẻo đặc biệt

Như đã biết silica fume rất mịn, nên phải đặc

biệt chú ý đến việc trộn nó vào trong bê tông

một cách đồng nhất Nếu silica fume không

được phân bố đều trong bê tông, hiệu quaœ tăng

cường độ và độ bền cho bê tông sẽ giaœm

Những phụ gia khoáng khác (pozzolan, tro bay)

Tại nhiều quốc gia, tro bay chất lượng cao (saœn phẩm phụ của ngành nhiệt điện) được sử dụng phổ biến trong sản xuất bê tông, nó cũng có hoạt tính pozzolan và góp phần tạo nên cường độ của bê tông

Tại Việt Nam, việc sử dụng pozzolan (Hình I.12) và tro bay (Hình I.13) chỉ giới hạn ở lĩnh vực bê tông đầm lăn (RCC) trong xây dựng đập thủy điện Nguồn tro bay hiện có không thích hợp cho bê tông chảy vì:

• Hàm lượng mất khi nung cao (do trong tro bay còn tồn tại lượng lớn than chưa cháy)

• Lượng nước yêu cầu cao

• Khó tương thích với phụ gia hóa học

• Chất lượng không ổn định do quản lý chất lượng còn hạn chế

Màu vô cơ

Màu vô cơ được dùng để nhuộm màu cho bê tông và vữa (Hình I.14) Hợp chất màu oxit gần như là sự lựa chọn duy nhất có thể đáp ứng yêu cầu tiêu chuẩn về sự ổn định cũng như cường độ bê tông Màu vô cơ không gây bất kỳ hiệu ứng hóa học nào trên bê tông Nhưng khi trộn màu vô cơ thì bê tông thường có lượng nước yêu cầu cao, vì nó có độ mịn cao Vấn đề này có thể giải quyết bằng cách thêm vào một loại phụ gia giảm nước cao Liều lượng của màu vô cơ thường là vài phần trăm tính trên khối lượng xi măng, tùy vào cường độ màu mong muốn Liều lượng sử dụng thích hợp sẽ được khuyến cáo từ nhà cung cấp

Sản xuất bê tông với bề mặt màu hoàn mỹ cần phải có kinh nghiệm lâu năm Để bề mặt bê tông có màu sáng và đồng đều đòi hỏi phải có cấp phối bê tông đồng nhất sử dụng xi măng trắng và cát có màu sáng Màu của các loại đá dăm hay sỏi sử dụng trong bê tông không ảnh hưởng nhiều đến việc nhuộm màu bê tông

Phần cặn còn lại của bê tông đã nhuộm màu phải được tháo bỏ hoàn toàn khỏi máy trộn, xe bồn bê tông và tất cả các thiết bị vận chuyển khác, giúp cho mẻ trộn bê tông màu mới không bị nhiễm bẩn Ngay cả loại màu vô cơ tốt nhất cũng không thể ngăn chặn sự giảm chất lượng màu của bê tông từ những tạp chất bẩn khác

Hình I.14: Sản phẩm bê tông sản xuất từ xi măng trắng

được nhuộm màu vô cơ

Hình I.13

Tro bay

Hình I.12

Puzzolan

sau khi đóng rắn

1 Thành phần của bê tông

Bê tông là một vật liệu hỗn hợp mà thành phần bao gồm cốt liệu nhỏ, cốt liệu lớn và chúng được kết dính với nhau bằng hồ xi măng Cốt liệu chiếm khoảng 60-75% theo thành phần khối lượng và thể tích của bê tông (hình I.15), chúng là thành phần quan trọng cấu thành tính kỹ thuật và tính kinh tế của bê tông và cốt liệu giữ vai trò chính về cường độ và độ bền của bê tông

Nhưng khi xem xét đến khái niệm bề mặt riêng, đó là tổng diện tích bề mặt của các thành phần trong bê tông Tính toán theo cách này, tổng diện tích bề mặt của thành phần xi măng vượt trội hẳn so với các thành phần khác trong bê tông vì vậy xi măng và hồ xi măng là yếu tố chính trong việc xác định nhiều tính chất của bê tông

Cấp phối bê tông

Trong thành phần cấp phối bê tông, nhà sản xuất trước tiên phải quan tâm đến việc tối ưu các yếu tố:

• Tính công tác

• Cường độ

• Chi phí sản xuất

• Độ bền

Tầm quan trọng của tỷ lệ nước /xi măng (N/X)

Tỷ lệ N/X là chỉ tiêu chính để đánh giá chất lượng bê tông và là một chỉ tiêu được sử dụng rộng rãi để xác định các tính chất của bê tông (hình I.16)

Mối liên hệ giữa tỷ lệ N/X và yêu cầu về tính chất của bê tông được xác định dựa vào thực tế Vì vậy kỹ

sư thiết kế thường yêu cầu cụ thể tỷ lệ N/X cho từng loại bê tông nhất định

xi măng

nước

nước khơng khí

Phần trăm theo thể tích Phần trăm theo khối lượng Phần trăm theo

Hình I.15 - Thành phần bê tông

Hình I.16 - Ảnh hưởng của tỷ lệ N/X đến tính chất của bê tông

Bê tơng tươi

Tỉ lệ nước/

xi măng cao

Lựa chọn tỷ lệ N/X

Trước hết, việc lựa chọn tỷ lệ N/X sẽ phụ thuộc vào

môi trường tiếp xúc và tải trọng mà cấu kiện sẽ tiếp

nhận (hình I.17) Khuyến cáo tỷ lệ N/X cho những

môi trường khác nhau được tham khảo theo EN 206

hoặc ACI 318

Hàm lượng xi măng tối thiểu

Với một hàm lượng xi măng vừa đủ, trong suốt quá

trình thủy hóa sẽ tạo ra đủ lượng Canxi hydroxide

cho bê tông, làm cho bê tông có tính kiềm cao và

độ rỗng thấp, điều này đảm bảo cho cốt thép không

bị tấn công trước các yếu tố gây ăn mòn Mặt khác,

khi hàm lượng xi măng trong bê tông lớn sẽ làm

tăng nguy cơ dẫn đến vết nứt co ngót do nhiệt thủy

hóa tăng

Theo tiêu chuẩn châu âu EN 206 dành cho bê tông

cốt thép, với kích thước lớn nhất của cốt liệu là

32mm, thông thường nên sử dụng ít nhất 300 kg xi

măng trên một m3 bê tông Hàm lượng xi măng có

thể giảm xuống còn 250kg trên 1m3 nếu cấu kiện

thường xuyên được bảo vệ trước môi trường ăn mòn

và các yếu tố xâm thực khác

Theo tiêu chuẩn TCXDVN 327:2004 bê tông và bê

tông cốt thép trong môi trường biển yêu cầu:

Cũng giống như tiêu chuẩn châu âu EN 206, hàm

lượng xi măng tối thiểu cũng sẽ tăng khi bê tông

tiếp xúc với môi trường xâm thực (tham khảo phần

IV.C)

Bê tông với độ rỗng thấp

Với thành phần hạt cốt liệu được thiết kế tốt, đường

cong thành phần hạt liên tục sẽ sản xuất được bê

tông với tính công tác tốt, độ dính kết cao, tránh

hiện tượng phân tầng Bê tông sau khi đóng rắn sẽ

có độ rỗng nhỏ, điều này rất tốt cho độ bền của bê

tông (Hình I.18 và I.19)

Hình I.17

Ảnh hưởng của tỷ lệ N/X đến cường độ 28 ngày tuổi của bê tông

Hình I.18

Hạt cốt liệu với chỉ một kích thước làm cho những khoảng trống không đươc lấp đầy dẫn đến độ thấm cuœa bê tông cao

Hình I.19

Với thành phần hạt liên tục những lỗ rỗng được lấp đầy làm cho bê tông có độ thấm thấp

Khu vực Hàm lượng xi măng tối thiểu (kg/m 3 )

Vùng khí quyển và

Baœng I.3 - Hàm lượng xi măng tối thiểu phụ thuộc vào môi

trường tiếp xúc (TCXDVN 327)

Tỷ lệ nước/ xi măng Phạm vi ứng dụng thơng thường (0.45 - 0.60) Phạm vi ứng dụng đặc biệt

2]

Thành phần cấp phối theo thể tích tuyệt đối

Trong thực tế, thành phần của cấp phối bê tông được xác đinh dựa trên thể tích đặc tuyệt đối Thể tích của mỗi thành phần được tính toán dựa trên 1m3 hỗn hợp bê tông sau khi đầm lèn, và nhận được bằng cách chia khối lượng của mỗi thành phần có trong 1m3 bê tông cho khối lượng riêng của chúng

Ví dụ:

Khối lượng riêng

Yêu cầu kỹ thuật: Hàm lượng xi măng 325 kg/m3

Tỷ lệ Nước/Xi măng 0.48 Phụ gia hóa dẻo 1% theo khối lượng xi măng ( = ~ 3 kg)

Dự đoán : Độ rỗng thông thường 1.5% (=15 l) Thành phần Khối lượng (kg) Khối lượng riêng (kg/m3) Thể tích (m3)

1) Nước trộn= nước thêm vào + lượng ẩm trong cốt liệu Các kí hiệu từ  đến  chỉ ra trình tự tính toán cấp phối bê tông

Trên thực tế để tính toán hàm lượng cốt liệu, lượng ẩm ở trong cốt liệu (thông thường 4 – 6% cho cát và

1 – 3% cho sỏi) phải được cộng thêm vào cho mỗi thành phần nguyên vật liệu tương ứng và lượng ẩm này được trừ ra trong tổng hàm lượng nước cần cho cấp phối

Thể tích của bọt khí (thông thường từ 1 –2 %) cũng như thể tích của lượng bọt khí cuốn vào phải được xem xét trong cấp phối Ví dụ về tính toán hàm lượng cốt liệu ơœ trạng thái khô trong cấp phối bê tông

Ảnh hưởng của các yếu tố khác tới tính công tác và cường độ của bê tông

Bên cạnh phụ gia, có nhiều yếu tố khác ảnh hưởng tới tính công tác của bê tông Khi thay đổi một hoặc nhiều yếu tố trên không những ảnh hưởng tới tính công tác mà còn aœnh hươœng đến những tính chất khác cuœa bê tông như cường độ Nhưng thường thì sự thay đổi tính công tác và cường độ có chiều hướng đối ngược nhau Bảng I.4 chỉ ra tác động của những sự thay đổi trong thành phần cấp phối bê tông ảnh hưởng đến tính công tác và cường độ tại tuổi 28 ngày của bê tông

Baœng I.4

Ảnh hưởng của các yếu tố khác tới tính công tác và cường độ của bê tông

Hình I.20

Thiết bị xác định độ sụt của hỗn hợp bê tông

2 Tính công tác

Để kết cấu bê tông đạt được chất lượng cao, yêu cầu

hỗn hợp bê tông phải có tính công tác phù hợp với

phương pháp thi công, phương pháp đầm lèn cũng

như hình dạng của kết cấu và sự bố trí của cốt thép

trong bê tông

Tính công tác của bê tông ảnh hưởng đến tốc độ thi

công và khả năng lèn chặt của hỗn hợp bê tông Khi

công tác lèn chặt hỗn hợp bê tông không tốt, đó có

thể là nguyên nhân làm suy giảm cả cường độ lẫn

độ bền của bê tông

Có nhiều phương pháp thí nghiệm khác nhau để xác

định tính công tác của hỗn hợp bê tông, bao gồm;

xác định độ sụt, độ cứng Vebe, độ chảy xòe Việc lựa

chọn phương pháp thí nghiệm phù hợp phải dựa

vào tính công tác cũng như ứng dụng của bê tông

Để có kết quả đáng tin cậy, mỗi thí nghiệm về tính công

tác của bê tông nên phù hợp với khoảng ứng dụng của

nó, theo tiêu chuẩn châu Âu EN 206 quy định:

• Sử dụng thí nghiệm xác định độ sụt của bê tông

khi: độ sụt ≥ 10 mm và ≤ 210 mm

• Sử dụng thí nghiệm xác định độ cứng Vebe của

hỗn hợp bê tông khi: độ cứng ≤ 30 giây và > 5 giây;

• Sử dụng thí nghiệm xác định độ chảy xòe của

hỗn hợp bê tông khi: đường kính chảy xòe > 340

• Đối với hỗn hợp bê tông khô: độ cứng nằm trong

khoảng 5 giây đến 50 giây

• Đối với hỗn hợp bê tông dẻo: độ sụt từ 10 đến

220 (mm)

• Đối với hỗn hợp bê tông chảy dẻo: độ chảy từ

260 đến 400 (mm)

a Thí nghiệm xác định độ sụt:

Thí nghiệm xác định độ sụt là thí nghiệm phổ biến và được sử dụng rộng rãi để xác định tính công tác của hỗn hợp bê tông Thí nghiệm đơn giản này được thực hiện tại công trường để xác định nhanh mẻ bê tông có được chấp nhận hay không

Thí nghiệm đo độ sụt xác định khả năng chảy của hỗn hợp bê tông dưới tác dụng của tải trọng bản thân không sử dụng biện pháp đầm rung Phương pháp này thích hợp với các loại bê tông có độ lưu động trung bình và cao với khoảng độ sụt từ 10 đến

210 mm (theo tiêu chuẩn EN 206)Tiêu chuẩn xác định độ sụt của hỗn hợp bê tông được sử dụng rỗng rãi ở Việt Nam bao gồm:

• TCVN 3106

• ASTM C143

• EN 12350-2Các thiết bị được sưœ dụng trong thí nghiệm xác định độ sụt: khuôn, chày đầm, thước đo (Hình I.20)…thiết

bị được mô tả giống như hình dưới:

Tính công tác Cường độ tại 28 ngày Những thay đổi

Cốt liệu tròn hơn

Cấp phối hạt liên tục hơn

Ảnh hưởng tích cực Ảnh hưởng tiêu cực Ảnh hưởng không đáng kể

Nhiều đá nghiền (góc cạnh)

Nhiều nước hơn

Nhiệt độ bê tông cao hơn

Sử dụng phụ gia siêu dẻo

Sử dụng phụ gia cuốn khí

Dùng phụ gia chậm đông kết

- Theo tiêu chuẩn châu Âu EN và tiêu chuẩn Việt Nam TCVN, độ sụt chính là khoảng cách theo phương đứng giữa đỉnh của côn đo so với điểm cao nhất của mẫu bê tông sau khi sụt xuống.

- Theo tiêu chuẩn ASTM, độ sụt là khoảng cách theo phương đứng giữa đỉnh của côn đo và điểm giữa của bề mặt bê tông cao nhất sau khi sụt xuống

Thí nghiệm xác định độ sụt chỉ có giá trị nếu như mẫu bê tông sau khi sụt xuống phải đối xứng Nếu mẫu bê tông bị méo mó, thí nghiệm cần được thực hiện lại (Hình I.23) nếu tiếp tục sai, lúc đó thí nghiệm xác định độ sụt không phù hợp với ứng dụng cuœa bê tông (theo tiêu chuẩn EN 12350-2)

Tùy thuộc vào ứng dụng mà độ sụt bê tông được đề xuất theo giá trị bảng sau:

Cấu kiện cần đầm rung tốt (đầm dùi):

cột, sàn, dầm …Bê tông đổ xả hoặc bê tông bơm

180-200

Cấu kiện với mức độ đầm rung thấp:

• Cọc khoan nhồi

• Tường chắn

• Lõi thang máyBê tông đổ xả hoặc bê tông bơm

Hình I.23 - Các hình dạng "sụt bê tông" đúng và sai

Baœng I.5

Khoaœng độ sụt

cho những ứng

dụng khác nhau

cuœa bê tông

b Thí nghiệm xác định độ chảy:

Phương pháp xác định độ chảy được sử dụng để xác

định tính công tác của hỗn hợp bê tông chảy dẻo với

độ sụt rất cao Tại độ sụt cao, lớn hơn 200mm,

thông thường hỗn hợp bê tông có khuynh hướng

phân tầng, hiện tượng này ảnh hưởng xấu đến chất

lượng của bê tông Để bê tông đạt được chất lượng

tốt với độ sụt cao, cấp phối bê tông cần thiết kế đặc

biệt, nhằm tránh hiện tượng phân tầng và đạt được

yêu cầu về độ ổn định

Có 2 loại bê tông chảy, chúng được phân biệt

như sau (tham khaœo phần II.E):

• Bê tông có độ chảy cao (độ chảy xòe: từ 450mm

đến 650mm)

• Bê tông tự lèn có độ chảy xòe > 650 mm

Thí nghiệm này dùng dụng cụ giống như thí nghiệm

đo độ sụt, nhưng xác định đường kính của lớp bê

tông tràn ra

Độ chảy xòe của hỗn hợp bê tông được xác định

theo tiêu chuẩn ASTM C1611 hoặc EN 12350-8 Theo

tiêu chuẩn ASTM, có 2 cách để xác định độ chảy xòe

của hỗn hợp bê tông:

• Đo thuận côn

• Đo ngược côn

Phương pháp đo thuận côn (tương tự như phương pháp xác đinh độ sụt) được sử dụng phổ biến tại Việt Nam Độ chảy xòe là giá trị trung bình hai đường kính lớn nhất vuông góc của hỗn hợp bê tông sau khi chảy xòe ra

Bê tông với độ lưu động cao được sử dụng cho các kết cấu với mật độ cốt thép dày đặc như dầm chuyển tiếp, lõi thang máy… hoặc sử dụng cho những nơi khó thi công lèn chặt

c Thí nghiệm VEBE:

Phương pháp xác đinh độ cứng Vebe được sử dụng để xác định tính công tùác của hỗn hợp bê tông gần như khô cứng Độ cứng Vebe là thời gian (đo bằng giây) cần thiết để hỗn hợp bê tông làm bằng mặt và lèn chặt trong thiết bị với khoảng từ 5 giây đến 30 giây (EN 206) Bê tông loại này được sử dụng trong một số ứng dụng:

• Bê tông đầm lăn dùng cho thi công đập thủy điện (RCC)

• Bê tông mặt đường, bãi cảng container

• Sản phẩm đúc sẵn: cọc đúc sẵn

Hình I.25

Kết cấu với mật độ cốt thép dầøy đặc

Hình I.26

Dầm chuyển tiếp

Hình I.24: Thí nghiệm xác định độ chaœy xoè cuœa bê tông

tươi

Hỗn hợp bê tông được đầm vào trong côn giống như côn sử dụng trong thí nghiệm xác định độ sụt Côn được đặt trong thùng chứa của thiết bị và đặt trên bàn Vebe, sau khi côn được nhấc ra khỏi hỗn hợp bê tông, bàn Vebe được rung với tốc độ rung tiêu chuẩn Thời gian để bê tông lèn chặt được ghi nhận.

Những tiêu chuẩn được sử dụng rộng rãi để xác định độ cứng Vebe:

EN thí nghiệm được mô tả chi tiết hơn

d Thí nghiệm độ chảy bê tông bằng bàn dằn:

Thí nghiệm đo độ chảy của bê tông bằng bàn dằn được dùng để xác định tính công tác của bê tông dưới tác dụng của lực đầm lèn Ở Việt Nam, tiêu chuẩn EN 12350-5 được sử dụng để xác định độ chảy của hỗn hợp bê tông bằng bàn dằn

Để thực hiện thí nghiệm, côn đo được đặt tại trung tâm của bàn dằn và bê tông được đầm thành 2 lớp vào trong khuôn bằng chày đầm Bàn dằn được dằn bằng tay với khoảng cách dằn là 40mm và được dằn tổng cộng 15 lần Đo đường kính ngang của lớp bê tông sau khi dằn để xác định độ chảy xòe của hỗn hợp bê tông

Hình I.27

Thi công đập

thủy điện bằng

bê tông đầm lăn

(RCC)

Hình I.28

Thiết bị xác định độ cứng Vebe

Cần đo độ sụt

Tay quay

Côn đo Thùng chứa

Bàn Vebe Đĩa mica phẳng

Côn đo

Mặt trên bàn dằn

Bản lề

Tay cầm

Khớp giới hạn chiều cao dằn

Mặt dưới bàn dằn

200mm

200mm

700mm 40mm

30mm

Hình I.30 - Thiết bị xác định độ chaœy cuœa bê tông Hình I.29 - Thí nghiệm xác định độ chaœy cuœa bê tông bằng

bàn dằn

3 Cường độ chịu nén của bê tông

Một trong những đặc tính quan trọng nhất của bê

tông là cường độ, nó là tham số đầu vào quan trong

để thiết kế cấu trúc bê tông Bê tông là một vật liệu

chịu nén rất tốt nhưng khả năng chịu kéo lại kém

hơn nhiều

Hiện có nhiều phương pháp để đo lường cường độ

bê tông, như cường độ nén, cường độ uốn, cường

độ kéo

a Cường độ chịu nén:

Cường độ nén là khả năng của vật liệu hoặc cấu trúc

chịu lực đẩy dọc trục đẳng hướng Khi đạt đến cường

độ nén giới hạn của bê tông thì nó sẽ bị phá hủy

Cường độ nén của bê tông là một thông số phổ biến

nhất mà các kỹ sư thường sưœ dụng trong việc thiết

kế công trình và những cấu trúc khác Cường độ nén

được đo lường bằng việc thử nghiệm trên mẫu bê

tông hình trụ (150x300mm) hoặc hình lập phương

(150mm) được đúc, đầm, bảo dưỡng và thử nghiệm

trong điều kiện chuẩn

Dạng mẫu, cũng như phương pháp lấy mẫu, bảo

dưỡng và thử nghiệm được quy định theo các tiêu

chuẩn sau:

- TCVN 3105 :1993 & TCVN 3118:1993

- EN 12390-2 & EN 12390-3

- ASTM C31 & ASTM C39

Để nhận được kết quả chính xác đối với mẫu trụ, mặt trên của mẫu trụ nên được làm mặt bằng lớp mỏng xi măng Portland cứng hoặc hồ lưu huỳnh được đông cứng và dưỡng hộ cùng với mẫu theo tiêu chuẫn ASTM C617

Phương pháp làm mặt này phải được thực hiện cẩn thận, đặc biệt đối với bê tông cường độ cao

Cường độ nén thông thường được xác định trên mẫu được thử nghiệm ở tuổi 28 ngày Đối với những ứng dụng đặc biệt, như bê tông khối lớn, RCC…

cường độ bê tông có thể được xác định ở những tuổi trễ hơn như 56 ngày hay 90 ngày

Trong trường hợp cường độ sớm được yêu cầu, để xoay vòng thanh chống hay ván khuôn, hay đối với bê tông dự ứng lực, ngoài cường độ ở tuổi 28 ngày thì ở những tuổi sớm (1 ngày, 3 ngày ) cũng được quy định một cách phổ biến

Đôi khi, những kích thước mẫu khác nhau được sử dụng – Hệ số quy đổi sau đây có thể được sử dụng tính toán quy về mẫu có kích thước tiêu chuẩn (mẫu lập phương 150mm)

(nguồn: TCVN 3118:1993)

Hình I.31 - Mẫu lập phương và mẫu trụ

Hình I.31 - Thí nghiệm nén mẫu

Baœng I.6 - Hệ số quy đổi cường độ về kích thước mẫu chuẩn

(mẫu vuông 150mm)

Hình I.33

Dụng cụ làm mặt mẫu và mẫu sau khi làm mặt và thử nghiệm

Hình dạng và kích thước mẫu (mm) Hệ số tương đương

Tại Việt Nam, bê tông được phân loại dựa trên cấp bê tông và mác bê tông.

Mác bê tông (TCXDVN 239:2006)

Mác bê tông là giá trị trung bình làm tròn đến hàng đơn vị MPa cường độ nén của các viên mẫu bê tông khối lập phương kích thước 150x150x150mm được đúc, đầm, bảo dưỡng và thí nghiệm theo tiêu chuẩn

ở tuổi 28 ngày đêm Mác bê tông ký hiệu là "M".

Cấp bê tông (TCXDVN 356:2005)

Cấp bê tông là giá trị cường độ nén của bê tông với xác suất đảm bảo 0,95 Cấp bê tông được ký hiệu là

"B" (theo TCXDVN 356:2005)

Tương quan giữa cấp bê tông và mác bê tông theo cường độ chịu nén được xác định qua công thức:

B = M(1 – 1.64v)Trong đó:

v – Hệ số biến động cường độ bê tông

Theo tiêu chuẩn châu âu EN 206, bê tông được phân

loại dựa trên cường độ chịu nén của mẫu trụ với đường kính 150mm và chiều cao 300mm (fck, mẫu trụ) hay mẫu lập phương với kích thước 150mm (fck, mẫu lập phương) tại 28 ngày tuổi Ví dụ: kí hiệu C30/37 được giải thích như sau:

• C viết tắt của từ concrete (bê tông)

• 30 cường độ chịu nén của bê tông được xác định

dựa trên mẫu trụ (d=150 mm, h=300 mm),

• 37 cường độ chịu nén của bê tông được xác định

dựa trên mẫu lập phương (150x150x150mm)

Tiêu chuẩn EN 206 quy định có 16 cấp bê tông, từ C8/10 đến C100/115

Theo hệ thống tiêu chuẩn Mỹ, có 2 tiêu chuẩn chính

đề cập về yêu cầu kỹ thuật cho bê tông: ASTM C94–

Tiêu chuẩn về yêu cầu kỹ thuật cho bê tông tươi và ACI 318- Các yêu cầu theo bộ luật xây dựng cho cấu kiện bê tông và phần chú giải, caœ hai tiêu chuẩn này không đề cập tới việc phân loại bê tông dựa trên cường độ

b Cường độ chịu uốn

Cường độ uốn của bê tông Cường độ uốn được đo lường bằng việc gia tải lên mẫu dầm bê tông 150x150 mm với chiều dài nhịp ít nhất bằng 3 lần chiều cao Cường độ uốn được thể hiện bằng MPa và được xác định bằng phương pháp thử theo ASTM C78 (4 điểm tải), ASTM C293 (3 điểm tải) hay EN 12390-1

Cường độ uốn thường khoảng bằng 10% đến 20% của cường độ nén tùy thuộc vào loại, kích thước và khối lượng cốt liệu thô được sử dụng Tuy nhiên, có thể đạt được mối tương quan tốt nhất đối với cốt liệu cụ thể bằng những thử nghiệm trong phòng thí nghiệm đối với những cốt liệu và cấp phối đã được cung cấp Mẫu uốn được chuẩn bị và dưỡng hộ phù hợp với ASTM C42 hoặc C31 hoặc C92 hoặc EN 12350-1 và EN 12390-2

Kết cấu mặt đường thường được thiết kế theo cường độ uốn yêu cầu Do đó, việc thiết kế cấp phối tại phòng thí nghiệm được dựa trên cường độ uốn có thể được yêu cầu, hoặc một hàm lượng chất kết dính có thể được chọn từ những kinh nghiệm trước đó để đạt được cường độ uốn cần thiết Đôi khi nó được dùng cho lĩnh vực kiểm soát và nghiệm thu mặt đường hay sàn Rất ít khi sử dụng chỉ tiêu cường độ uốn cho thí nghiệm bê tông

Phụ thuộc vào việc sử dụng thực tế, thí nghiệm cường độ uốn bê tông có thể quy định ở những ngày tuổi khác nhau như: 3 ngày, 7 ngày, 28 ngày, 56 ngày

Hình I.34 - 4 điểm tải

Hình I.35 - 3 điểm tải

Load

c Đánh giá kết quả cường độ nén

Phương pháp lấy mẫu và thử nghiệm

Những phương pháp thông thường cho việc lấy mẫu bê tông, bảo dưỡng và thử nghiệm được tổng hợp như

bảng bên dưới:

Tất cả có 3 bước rất quan trọng để đảm bảo độ tin

cậy của kết quả:

• Việc lấy mẫu bê tông và tạo mẫu bê tông phải

được thực hiện chính xác, do đó những mẫu bê

tông lập phương mới thực sự đại diện cho mẻ

trộn bê tông Đặc biệt là điều kiện tại công

trường, đôi khi điều này bị lãng quên, mà nó có

thể dẫn đến việc rớt cường độ của mẫu bê tông

• Việc dưỡng hộ trong hồ – đối với việc vận chuyển

mẫu bê tông ở tuổi sớm cần có sự chú ý cụ thể

Bất cứ một xử lý bất cẩn nào cũng có thể ảnh

hưởng đến cường độ cuối của chúng

• Cuối cùng, cường độ nén của mẫu bê tông được

xác định trong phòng thí nghiệm Kinh nghiệm

cho thấy rằng kỹ năng của nhân viên phòng thí

nghiệm có thểù ảnh hưởng đáng kể đến kết quả

thử nghiệm cuối cùng Tốc độ gia tải nén mẫu

bê tông được yêu cầu chú ý đặc biệt

EN 12390-3:2002 đưa ra hình dạng mẫu cho những

mẫu đạt yêu cầu và không đạt yêu cầu được thể

hiện cho mẫu vuông và trụ trong những hình ảnh

bên cạnh

Khi thí nghiệm nén mẫu, nếu hình dạng mẫu sau

khi nén không phù hợp thì kết quả đạt được sẽ

không thể hiện đúng cường độ nén của bê tông, và

có thể dẫn đến sự không đáp ứng được các yêu cầu

của dự án

F E

Sau đây là một số nguyên nhân có thể dẫn đến việc cường độ mẫu không đạt yêu cầu:

Mẫu lập phương

• Bề mặt mẫu lập phương không phẳng và song song

• Mẫu lập phương không đặt đúng tâm của máy nén

• Bê tông tươi bị phân tầng trong thời gian đầm

Mẫu trụ

• Phương pháp làm mặt không phù hợp hoặc thực hiện không tốt

• Mẫu trụ đặt không đúng tâm của máy nén

• Bê tông tươi bị phân tầng trong thời gian đầm

Máy nén

• Bề mặt đế nén không phẳng

• Sự lệch tâm của máy nén

• Thang đo cuœa máy nén không phù hợp (20-80 lực tối đa)

Đánh giá kết quả thử nghiệm

Kết quả thử nghiệm từ mẫu lập phương hay mẫu trụ chủ yếu được dùng để xác định xem hỗn hợp bê tông được vận chuyển tới có đạt được cường độ theo yêu cầu của hồ sơ kỹ thuật hay không

Kết quả thử nghiệm cường độ có thể được dùng để kiểm soát chất lượng, nghiệm thu bê tông, hoặc

dùng để ước lượng cường độ trong cấu kiện bê tông để có kế hoạch phù hợp cho việc tháo ván khuôn hay đánh giá đầy đủ việc bảo dưỡng và bảo vệ được dành cho cấu kiện

Kết quả thử nghiệm trên mẫu bê tông, đạt được yêu cầu theo mác của bê tông phù hợp với các tiêu chuẩn, được đánh giá như sau:

TCXDVN 356:2005 - TCXDVN 374:2006 TCVN 4453:1995

Mẫu lập phương 150 mm

1 tổ = 2 viên mẫu Mẫu lập phương 150 mm

Mẫu trụ 300x150mm

1 tổ = 3 viên mẫu

Baœng I.8

Những nguyên

nhân dẫn đến

cường độ mẫu

không đạt yêu cầu

Baœng I.9

Đánh giá kết quaœ

cường độ

Không ít hơn một tổ mẫu

fmin : cường độ mẫu thấp

nhất

fmed: cường độ mẫu giữa

fmax: cường độ mẫu cao

nhất

∆1 = fmax - fmed ;

∆2 = fmed - fmin

f’c : cường độ nén quy định

f’cr : Cường độ nén trung bình

fmin: Cường độ mẫu thấp nhất

fmax: Cường độ mẫu cao nhất

• Nếu ∆1 và ∆2 đều nhỏ

hơn 15% cuœa fmed, thì

favg =(fmin + fmed + fmax)/3

• Nếu caœ ∆1 hoặc ∆2 đều

lớn hơn 15% cuœa fmed,

thì favg = fmed

• Nếu (fmax – fmin) / fcm> 15%

thì mẫu này không có giá trị

• Nếu không, f = fcm

• Nếu (fmax – fmin) / fcm> 15% thì tỗ mẫu không có giá trị

Khi gặp trường hợp rớt mẫu, tham khảo mục 19 tiêu chuẩn ASTM C94 – 2005

favg = cường độ trung bình của tất cả các mẫu hợp lệ

Đối với C20 hoặc lớn hơn Tiêu chí 1

(cường độ trung bình):

•2 mẫu đầu tiên: favg ≥ fck +1

•3 mẫu đầu tiên: favg ≥ fck +2

• 4 mẫu liên tiếp bất kỳ:

favg ≥ fck + 3

Tiêu chí 2 (Từng mẫu riêng biệt):

Tất cả các mẫu hợp lệ:

f ≥ fck - 3

Đối với C7.5 đến C15 Tiêu chí 1

(cường độ trung bình):

•2 mẫu đầu tiên: favg ≥ fck

•3 mẫu đầu tiên: favg ≥ fck+1

• 4 mẫu liên tiếp bất kỳ:

favg ≥ fck + 2

Tiêu chí 2 (Từng mẫu riêng biệt):

Tất cả các mẫu hợp lệ:

f≥ fck–2

favg = Cường độ trung bình của tất cả các mẫu hợp lệ

Tiêu chí 1 (cường độ trung bình):

favg ≥ fck + 4

Tiêu chí 2 (Từng mẫu riêng biệt):

Tất cả các mẫu hợp lệ:

f≥ fck - 4

d So sánh cường độ giữa các tiêu chuẩn khác nhau:

Mỗi tiêu chuẩn đều có hệ thống riêng của nó để đánh giá sự phù hợp của kết quả thí nghiệm đối với các yêu cầu tiêu chuẩn

Để so sánh các tiêu chuẩn khác nhau thì rất khó Về nguyên tắc, không nên biên dịch một tiêu chuẩn thành một tiêu chuẩn khác Để đảm bảo sự phù hợp

trong thiết kế, bê tông nên được thử nghiệm phù hợp với tiêu chuẩn (TCVN, ASTM, EN, BS), được dùng cho thiết kế

Sơ đồ dưới đây cho thấy những liên hệ giữa TCVN,

EN và BS, cho trường hợp mẫu lập phương (không cùng tỷ lệ)

So sánh cường độ

giữa các tiêu

chuẩn kháùc nhau

cho trường hợp

mẫu lập phương

4 Các đặc tính kỹ thuật quan

trọng khác của bê tông

a Khối lượng thể tích của bê tông

Khối lượng thể tích của bê tông (cả bê tông tươi hay

bê tông đã đóng rắn) rất được các nhà kỹ thuật

quan tâm do nhiều nguyên nhân khác nhau, quan

trọng nhất là ảnh hưởng của nó đến kết cấu thiết kế

và cường độ nén

Bằng cách sử dụng nguồn cốt liệu phù hợp cũng

như cấp phối hợp lý, khối lượng thể tích của bê tông

có thể tăng một cách đáng kể (bê tông nặng) hay

giảm (bê tông nhẹ)

Đối với bê tông tươi:

Khối lượng thể tích có vai trò quan trọng trong việc

kiểm soát khối lượng bê tông (so với cấp phối thiết

kế) tại trạm trộn bê tông tươi Thông thường các cấp

phối bê tông tươi dao động trong khoảng 2200 –

2500 kg/m3 (TCXDVN 374:2006), phụ thuộc vào loại

cốt liệu và cấp phối sử dụng

Dựa vào khối lượng thể tích của bê tông tươi đã

đầm dùi, kỹ sư vận hành trạm có thể kiểm tra cấp

phối bê tông bị thiếu hay thừa khối: có nghĩa là cấp

phối bê tông sau khi đầm dùi có thể tích vượt quá

hay thấp hơn 1m3

Phương pháp xác định khối lượng thể tích của bê

tông tươi tuân theo tiêu chuẩn ASTM C138, EN

12350 – 6, TCVN 3108:1993

Đối với bê tông đã đóng rắn:

Trước khi tiến hành kiểm tra cường độ của bê tông,

nên xác định khối lượng thể tích của viên mẫu bê

tông (mẫu lập phương, mẫu trụ…) và so sánh với cấp

phối của bê tông để kiểm tra công tác tạo mẫu, đầm

nén, hàm lượng bọt khí,…

Ví dụ: một cấp phối bê tông có khối lượng thể tích là

mẫu này sẽ thấp hơn nhiều so với cường độ thiết kế.

Khối lượng thể tích của bê tông đóng rắn được xác

định bằng cách đo đạc các kích thước của viên mẫu

rồi tính toán khối lượng hoặc theo phương pháp cân

thủy tĩnh (theo tiêu chuẩn EN 12390 – 7).

b Hàm lượng bọt khí

Hàm lượng bọt khí của bê tông là một tính chất quan trọng để gián tiếp đánh giá chất lượng của bê tông

Trong bê tông tươi luôn tồn tại một hàm lượng bọt khí đáng kể Một trong những nguyên nhân chính của việc đầm dùi bê tông là để loại bỏ các bọt khí này Nếu công tác đầm dùi không được tốt, bọt khí sẽ còn lưu lại trong bê tông và làm cho cường độ của bê tông bị giảm một cách đáng kể

Thông thường, bê tông có hàm lượng bọt khí dao động từ 0.5 – 2.5% Bê tông có độ sụt cao thường có hàm lượng bọt khí thấp hơn so với bê tông có độ sụt thấp Bên cạnh đó, các loại phụ gia hóa dẻo/siêu hóa dẻo có thể làm tăng hàm lượng bọt khí trong bê tông dẫn đến việc sụt giảm cường độ của bê tông

Trong một vài trường hợp, hàm lượng bọt khí trong bê tông có thể tăng lên đến 4 – 6% khi sử dụng các loại phụ gia cuốn khí, để tăng khả năng chống lại các hư hoœng do băng giá gây ra cho bê tông Đối với môi trường khí hậu nóng ẩm như Việt Nam, bê tông thường không sử dụng phụ gia cuốn khí như mục đích trên

Hàm lượng bọt khí trong bê tông được xác định theo tiêu chuẩn ASTM C231, TCVN 3111:1993

Hình I.40

Thiết bị đo hàm lượng bọt khí

Theo kinh nghiệm

cứ 1% hàm lượng bọt khí sẽ làm giaœm 4-5% cường độ bê tông

Thiết bị hiệu chỉnh

Mối cặp

Thùng chứa

Khoang không khí Van tích áp Đồng hồ đo áp lực Van điều khiển không khí Bơm

Van B Van A

c Hiện tượng tách nước

Hiện tượng tách nước là một dạng của sự phân tầng, khi đó nước trong bê tông bị tách và nổi trên bề mặt khối đổ bê tông Hiện tượng tách nước chủ yếu xuất hiện đối với các cấp phối bê tông có tính công tác cao

Việc tách nước quá mức có thể gây ra các ảnh hưởng không tốt đến chất lượng của bê tông:

• Bụi bề mặt khối đổ, do các hạt xi măng bị phần nước tách mang theo lên bề mặt khối đổ

• Làm bạc màu bề mặt khối đổ bê tông

• Giảm liên kết giữa cốt liệu lớn/ cốt thép và vữa

xi măngTuy nhiên, hiện tượng tách nước không hoàn toàn có hại cho bê tông Lượng nước bị tách nếu được kiểm soát trong một giới hạn cho phép sẽ bảo vệ cho bề mặt bê tông tránh được các vết nứt co ngót dẻo (trong điều kiện thời tiết nóng và gió)

Đối với ứng dụng bê tông sàn, hiện tượng tách nước của bê tông là một đặc tính rất quan trọng:

• Giới hạn lượng nước tách giảm thiểu các vết nứt cho bê tông

• Nếu lượng nước tách quá nhiều sẽ làm trì hoãn công tác hoàn thiện bề mặt cho bê tông và có thể gây ra hiện tượng phân lớp

Hiện tượng tách nước trong bê tông có thể giảm thiểu bằng cách:

• Giaœm tyœ lệ nước/ xi măng

• Bê tông được trộn và đồng nhất kỹ

• Cấp phối phù hợp với cấp phối hạt của cát

• Tăng hàm lượng xi măng trong cấp phối

Phương pháp xác định lượng nước tách trong bê tông được quy định trong tiêu chuẩn ASTM C232 (hoặc TCVN 3109:1993) Độ tách nước được xác định thông qua phần trăm lượng nước thoát ra khỏi bê tông

d Thời gian ninh kết của bê tông

Sau khi xi măng trộn với nước sẽ xảy ra phản ứng hóa học, sau đó bê tông bắt đầu ninh kết và chuyển dần sang trạng thái đóng rắn Thời gian ninh kết của bê tông được định nghĩa là khoảng thời gian từ lúc mới trộn cho đến khi bê tông đóng rắn Thời gian ninh kết của bê tông được xác định qua 2 thông số: (ASTM C403 – phương pháp xác định thời gian ninh kết của bê tông)

• Thời gian bắt đầu ninh kết: là khoảng thời gian từ khi bắt đầu trộn cho đến khi khả năng kháng lực của bê tông là 500psi (3.5 MPa)

• Thời gian kết thúc ninh kết: là khoảng thời gian từ khi bắt đầu trộn cho đến khi khả năng kháng lực của bê tông là 4000psi (27.6 MPa)

Cần phân biệt rõ không để nhầm lẫn thời gian ninh kết với khả năng duy trì độ sụt và cường độ sớm của bê tông Ba đặc tính này của bê tông rất khác với nhau, thậm chí đôi khi các đặc tính này trông có vẻ như có liên quan tương đồng với nhau

Hình I.41 - Hiện tượng bê tông bị tách nước

Hình I.44 - Đồ thị thể hiện giá trị lực kháng xuyên theo

thời gian và đường cong để xác định thời gian ninh kết vuœa bê tông

0 1000 2000 3000 4000 5000

Thời gian, phút

Thời điểm kết thúc ninh kết

Thời điểm

Thời gian ninh kết của bê tông phụ thuộc nhiều vào

loại phụ gia sử dụng, ví dụ như một vài loại phụ gia

có tính năng kéo dài thời gian ninh kết của bê tông

Do vậy, đối với các ứng dụng đặc biệt yêu cầu thời

gian ninh kết khác nhau, việc lựa chọn loại phụ gia

sử dụng (tương thích với xi măng, hàm lượng sử

dụng) và tính công tác của bê tông (độ sụt, độ chảy,

lượng nước sử dụng) phải được kiểm soát chặt chẽ

e Tính thấm

Để xác định độ bền của bê tông, tính thấm của bê tông là thông số rất quan trọng, hơn cả cường độ của bê tông

Tại Việt Nam tính thấm của bê tông được chia làm 2 loại chính:

• Độ chống thấm nước – tính chống thấm của bê tông đối với nước

• Độ thấm Clo – tính chất dành cho bê tông trong môi trường xâm thực (nước biển, ngập mặn…)

Độ thấm nước:

Đối với các công trình xây dựng hiện nay (nhà cao tầng, cơ sở hạ tầng), ngoài yêu cầu về cường độ, bê tông còn được quy định về độ chống thấm nước đối với các kết cấu đặc biệt tiếp xúc trực tiếp với nước như: tầng hầm cho nhà cao tầng, đê, đập,…

Độ chống thấm nước được phân làm 6 cấp độ: B2, B4, B6, B8, B10 và B12 (phương pháp thí nghiệm được quy định trong TCVN 3116:1993)

Độ chống thấm nước của bê tông được xác định bằng cấp áp lực nước tối đa mà ở đó bốn trong sáu viên mẫu thử chưa bị nước xuyên qua

Thông thường, bê tông có cường độ cao sẽ có độ chống thấm nước cao Do đó từ Mác của bê tông ta có thể sơ bộ đánh giá được cấp chống thấm nước của bê tông

Mác Bê tông Cấp chống thấm nước

Khi sử dụng hàm lượng phụ gia quá liều có thể

làm trì hoãn sự ninh kết cuœa bê tông đến một

ngày hoặc thậm chí lâu hơn

Hình I.46 - Máy đo độ thấm nước cuœa bê tông

Hình I.45

Phương pháp thí nghiệm xác định độ thấm nước cuœa bê tông

Baœng I.11

Cấp chống thấm tương đương với các mác bê tông

Tính kháng lại sự thẩm thấu ion clo của bê tông là một thông số quan trọng để đánh giá độ bền của bê tông trong môi trường xâm thực Với bê tông có độ thấm clo thấp, cốt thép sẽ được bảo vệ chống lại ăn mòn do clo, từ đó độ bền của kết cấu tăng lên một cách đáng kể.

Phương pháp xác định độ chống thấm clo của bê tông được quy định trong tiêu chuẩn ASTM C1202 hoặc TCXDVN 360:2005

Xác định dòng điện lượng truyền qua mẫu bê tông khoan dạng hình trụ dày 51mm với đường kính 102

mm hoặc mẫu trụ tương đương trong suốt 6 giờ Từ điện lượng đo được (đơn vị cu-lông) ta có thể đánh giá được độ thấm clo của mẫu bê tông

Theo tiêu chuẩn ASTM C1202, độ chống thấm clo của bê tông được phân làm 5 cấp độ:

Điện lượng truyền qua

Độ thấm clo của bê tông có thể được cải thiện bằng cách:

• Sử dụng xi măng hỗn hợp, với phần trăm phụ gia khoáng trộn vào cao

• Giảm tỉ lệ nước/ xi măng để làm bê tông đặc chắc hơn

• Sử dụng phương pháp đầm dùi và bảo dưỡng hiệu quả

Hình I.47

Thiết bị xác định

nhanh độ thấm clo

Baœng I.12 - Phân loại độ thấm clo cuœa bê tông dựa vào điện

lượng truyền qua

5 Sản xuất và vận chuyển

Định lượng nguyên vật liệu thành phần

Sản xuất bê tông là một quá trình liên kết chặt chẽ

giữa kỹ thuật bê tông và thiết bị sản xuất Việc định

lượng nhằm cung cấp thành phần nguyên vật liệu

trong một cấp phối bê tông như cốt liệu, xi măng,

phụ gia, nước…một cách có kiểm soát, để việc sản

xuất trở nên chính xác Hai hệ thống được dùng để

định lượng nguyên vật liệu đó là định lượng theo

thể tích và định lượng theo khối lượng Thông

thường định lượng theo khối lượng cho kết quả

chính xác hơn Mọi trạm trộn phải thiết lập quy

trình định lượng và đưa vật liệu vào máy trộn cho

phù hợp Điều này đảm bảo cho:

• Sự phân tán đồng đều thành phần vật liệu

• Kiểm soát những yếu tổ ảnh hưởng đến quá

trình trộn

• Kiểm soát ảnh hưởng hàm lượng phụ gia tối ưu

• Tính hiệu quả của trạm trộn

• Hao mòn máy móc

Nhào trộn thành phần nguyên vật liệu

Quá trình trộn

Máy trộn phải trộn các thành phần nguyên vật liệu rời

rạc thành một hỗn hợp đồng nhất Bên cạnh đó buồng

trộn phải đáp ứng một số yêu cầu và nhiệm vụ sau:

• Công suất trộn lớn

• Thời gian trộn ngắn

• Phân tán được xi măng và phụ gia

• Tối ưu hóa việc kết dính các hạt cốt liệu bằng vữa

hồ xi măng

• Xả nhanh

• Lâu hao mòn

Tại các trạm trộn bê tông tươi, máy trộn trục ngang

là loại được sử dụng rất phổ biển, để trộn những mẻ

bê tông riêng rẽ Mỗi loại máy trộn đều có quy định

kích thước nhỏ nhất của mỗi mẻ trộn, dưới mức này

thì chất lượng của bê tông tươi bị giảm

Thời gian trộn

Thời gian trộn phụ thuộc vào loại máy trộn (máy

trộn trục đứng hay trục ngang) Thời gian trộn nên

được xác định bằng thử nghiệm

Nếu thêm một lượng nhỏ nước cần thiết trong suốt

quá trình trộn để đạt được tính công tác của bê

tông thì thời gian trộn phải được kéo dài một cách

hợp lý Hình I.48 thể hiện mức độ đồng nhất cuœa

hỗn hợp bê tông theo thời gian trộn, tăng nhanh

trong khoaœng thời gian đầu và dần tiệm cận với

đường đồng nhất lý tươœng

Bê tông nên được cấp tới công trường ngay sau khi sản xuất xong tại trạm và phaœi được thi công ngay, tránh trì hoãn kéo dài thời gian thi công để đảm bảo chất lượng bê tông Trong suốt quá trình vận chuyển, bê tông rất dễ xaœy ra hiện tượng phân tầng, đặc biệt đối với các lọai bê tông có độ chaœy deœo cao;

vì vậy cần sưœ dụng xe trộn bê tông chuyên dụng trong trường hợp vận chuyển đường dài hay trong điều kiện giao thông khó khăn

Trong suốt quá trình vận chuyển, bê tông cần được bảo vệ khỏi những yếu tố như mưa, sự tiếp xúc từ ánh nắng mặt trời, gió và những yếu tố tương tự

Tùy thuộc vào điều kiện thời tiết của ngày thi công bê tông mà có các biện pháp thích hợp để bảo vệ bê tông (che phủ bê tông,…)

Khi cấp bê tông đến công trường bằng xe bồn, bê tông nên được trộn ngay thêm từ 1 đến 2 phút trước khi đổ Việc thêm nước tại công trường phải được phòng tránh, vì lượng nước này là không thể kiểm soát và không thể trộn một cách triệt để Nếu việc thi công bê tông bị trì hoãn quá lâu, bê tông lúc này nên sử dụng cho ứng dụng ít quan trọng hơn (ví dụ: bê tông san lấp, bê tông nghèo…)

Hình I.48

Biểu đồ đường cong thể hiện mức độ đồng nhất của hỗn hợp bê tông theo thời gian trộn

Định nghĩa: thời gian trộn được tính bắt đầu khi

tất cả các nguyên vật liệu thành phần được đưa

vào máy trộn.

6 Thi công và đầm chặt

Vận chuyển và đổ bê tông

Ở Việt Nam có 3 phương pháp chính để trung chuyển bê tông được sử dụng: bằng máng, bằng phễu và bằng bơm Tùy thuộc vào vị trí thi công, loại kết cấu, tính công tác của bê tông, tính kinh tế và tiến độ thi công mà một trong những phương pháp trên được lựa chọn Các phương pháp được chỉ ra trong bảng I.13

Phương pháp trung

Máng

Một vài cấu kiên nhỏ như

Việc cung cấp và thi công bê tông phải đảm bảo

thống nhất với nhau Bê tông nên được đổ với tốc độ

không đổi thành những lớp theo phương ngang với

độ dày đồng đều nhau Để tránh hiện tượng phân

tầng, bê tông không được đổ cao hơn 50 tới 70 cm

Khi chiều cao rơi lớn hơn 1.5 m yêu cầu phải dùng

máng đổ hoặc ống “ruột ngựa”

Công tác đầm lèn

Đầm lèn tốt là yêu cầu tiên quyết để đaœm baœo độ bền

cuœa bê tông, những ưu điểm của bê tông được đầm

lèn tốt:

• Đặc chắc hơn

• Cải thiện độ bền

• Cường độ tốt

• Tính bám dính của cốt thép với bê tông tốt hơn

Các phương pháp đầm lèn

Việc lựa chọn phương pháp đầm lèn phụ thuộc vào tính công tác của bê tông và mật độ cốt thép có trong cấu kiện Phương pháp thông thường và có hiệu quả tốt nhất được sử dụng là phương pháp rung Công tác đầm lèn thường được thi công với thiết bị đầm dùi hoặc thiết bị đầm mặt

Thông thường khi đầm lèn bê tông các phương pháp trên thường được kết hợp với nhau Lực rung của thiết bị hoàn toàn lớn hơn lực ma sát giữa các hạt cốt liệu, làm các hạt cốt liệu riêng rẽ xích lại gần nhau và bọt khí được thoát ra khỏi bề mặt bê tông dưới dạng bong bóng khí (hàm lượng khí sau khi đầm lèn khoảng 1.5%) Những khoảng trống được lấp đầy bởi vữa hồ xi măng- cát và bê tông trở nên đặc chắc nhờ trọng lượng bản thân

Mức độ ảnh hưởng của đầu đầm rung điện với tần số cao (bảng I.14)

Kinh nghiệm cho thấy rằng đối với bê tông thông thường, tần số của thiết bị rung với khoảng 12,000 CPM cho kết quả tốt nhất Tần số của thiết

bị rung nên tăng lên (tới 18,000 CPM) cho bê tông cốt liệu nhỏ

Hình I.53 - Bê tông bị phân tầng do chiều cao đổ quá cao

Hình I.54 - Bê tông bị rổ bề mặt

Đường kính đầu rung [mm]

Đường kính aœnh hươœng [mm]

Khoœang cách giữa các điểm dầm [cm]

Việc đầm lèn tốt cần đảm bảo nguyên tắc

• Đầu của thiết bị rung nhanh chóng nhúng vào trong hỗn hợp bê tông, đặt tại điểm thấp nhất trong một khoảng thời gian ngắn rồi dịch chuyển dần dần sang vị trí khác Bề mặt của bê tông sau khi đầm phải se lại Nếu bề mặt không se lại nguyên nhân có thể do tính công tác của bê tông quá thấp làm cho bê tông đông kết sớm hoặc do thời gian rung không đủ dài Khoảng cách giữa các điểm đặt thiết bị rung phải đều nhau

• Đầu thiết bị rung không được dùng để san bằng bê tông

• Việc đầm rung nên kết thúc khi các hạt cốt liệu lớn đã được bao bọc bởi một lớp mỏng vữa và những bong bóng khí lớn hơn thỉnh thoảng xuất hiện

• Các điểm đầm nên được đặt đủ gần nhau thể đường kính vùng ảnh hưởng có thể bao phủ nhau

• Nếu bê tông được đổ thành nhiều lớp, đầu của thiết bị đầm nên xuyên đến lớp đã được đầm trước từ 10 đến 15 cm Điều này đảm bảo sự liên kết tốt giữa hai lớp bê tông (Hình I.56)

Theo kinh nghiệm

Khoảng cách giữa các điểm đầm=

8 đến 10 lần đường kính của đầu thiết bị đầm

Hình I.57

Khoảng cách giữa