Nghiên cứu việc sử dụng cát biển ở tỉnh khánh hòa để chế tạo bê tông xi măng trong xây dựng đường ô tô,luận văn thạc sỹ xây dựng đường ô tô và đường thành phố

1 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI - - TRẦN ĐÌNH HẢO NGHIÊN CỨU VIỆC SỬ DỤNG CÁT BIỂN Ở TỈNH KHÁNH HỊA ĐỂ CHẾ TẠO BÊ TƠNG XI MĂNG TRONG XÂY DỰNG ĐƯỜNG Ô TÔ LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC KỸ THUẬT CHUYÊN NGÀNH: XÂY DỰNG ĐƯỜNG ÔTÔ VÀ ĐƯỜNG THÀNH PHỐ MÃ SỐ : 60 – 58 – 30 GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS LÊ VĂN BÁCH Thành phố Hồ Chí Minh - 2012 LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành luận án bên cạnh nỗ lực thân, tác giả nhận động viên giúp đỡ nhiệt tình q thầy cơ, đồng nghiệp, bạn bè gia đình Cho phép tác giả gửi lời cảm ơn chân thành đến thầy, cô Bộ môn Đường bộ, khoa Cơng trình, Phịng Đào tạo Đại học sau Đại học, Ban Giám hiệu Trường Đại học Giao thông Vận tải, Trường Đại học Giao thông Vận tải – sở Đặc biệt, tác giả bày tỏ lòng biết ơn chân thành đến TS Lê Văn Bách, người trực tiếp hướng dẫn, giúp đỡ tận tình suốt trình thực luận án Với cố gắng thân, đề tài hồn thành, trình độ tác giả có hạn, nên đề tài khơng tránh khỏi hạn chế định, mong nhận ý kiến đóng góp quý báu người đọc đồng nghiệp MỤC LỤC MỞ ĐẦU Chương 1: TỔNG QUAN VỀ NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG CÁT BIỂN CHẾ TẠO BÊ TÔNG XI MĂNG 11 1.1 Khái quát lịch sử phát triển kết cấu bê tông giới nước.11 1.2 Các nghiên cứu sử dụng cát biển để chế tạo bê tông xi măng 12 1.2.1 Các nghiên cứu nước sử dụng cát biển để chế tạo bê tông xi măng 12 1.2.2 Các nghiên cứu ứng dụng bê tông xi măng làm đường ô tô nghiên cứu sử dụng cát biển để chế tạo bê tông xi măng Việt Nam 14 1.3 Các tính chất đặc trưng cát biển 19 1.3.1 Sơ lượt nguồn gốc cát biển 19 1.3.2 Các tính chất đặc trưng cát biển 19 1.4 Các nghiên cứu công bố ảnh hưởng cát biển đến tính chất bê tông xi măng 22 1.4.1 Các nghiên cứu công bố ảnh hưởng cát biển đến tính chất bê tơng xi măng nước 22 1.4.2 Các nghiên cứu công bố ảnh hưởng cát biển đến tính chất bê tông xi măng Việt Nam 24 1.5 Tình hình khai thác sử dụng cát biển 26 1.5.1 Tình hình khai thác sử dụng cát biển giới 26 1.5.2 Tình hình khai thác sử dụng cát biển Việt Nam 28 1.6 Vật liệu cát biển khu vực Nam Trung Bộ khả áp dụng bê tông xi măng khu vực 29 1.6.1 Nguồn vật liệu cát biển khu vực Nam Trung Bộ 29 1.6.2 Cát biển hạt mịn để chế tạo bê tông xi măng khu vực khả ứng dụng loại vật liệu xây dựng nền, mặt đường ô tô 30 Chương 2: NGHIÊN CỨU CÁT BIỂN Ở TỈNH KHÁNH HÒA 33 2.1 Khái quát đặc điểm tự nhiên, tình hình kinh tế - xã hội tỉnh Khánh Hòa.33 2.1.1 Khái quát đặc điểm tự nhiên tỉnh Khánh Hòa 33 2.1.2 Khái quát tình hình kinh tế - xã hội tỉnh Khánh Hòa 35 2.2 Giới thiệu chung cát biển tỉnh Khánh Hòa 38 2.3 Thí nghiệm xác định tiêu lý vật liệu cát biển tỉnh Khánh Hòa 40 2.3.1 Thí nghiệm xác định thành phần hạt mô đun độ lớn cát (TCVN 7572-2 : 2006) 41 2.3.2 Thí nghiệm xác định khối lượng riêng cát (TCVN 7572-4: 2006) 43 2.3.3 Thí nghiệm xác định khối lượng thể tích xốp độ hổng cát (TCVN 7572-6 : 2006) 45 2.3.4 Thí nghiệm xác định độ ẩm cát (TCVN 7572-7 : 2006) 46 2.3.5 Thí nghiệm xác định hàm lượng bụi, bùn, sét có cát (TCVN 75728 : 2006) 47 2.3.6 Thí nghiệm xác định tạp chất hữu cát (TCVN 7572-9 : 2006) 48 2.3.7 Thí nghiệm xác định lượng clorua cát (TCVN 7572-15 : 2006)49 Chương 3: NGHIÊN CỨU LÝ THUYẾT VÀ THỰC NGHIỆM TRONG PHÒNG ĐỂ XÁC ĐỊNH CÁC CHỈ TIÊU CƠ LÝ CHỦ YẾU CỦA BÊ TÔNG XI MĂNG DÙNG CÁT BIỂN Ở KHÁNH HÒA 51 3.1 Nguyên lý hình thành cường độ bê tơng xi măng 51 3.1.1 Cấu trúc vi mô bê tông 51 3.1.2 Cấu trúc cốt liệu lớn 52 3.1.3 Cấu trúc vi mô đá xi măng 53 3.1.4 Cấu trúc vùng tiếp giáp hồ xi măng cốt liệu 56 3.1.5 Các giai đoạn hình thành cấu trúc vi mô hỗn hợp bê tông 56 3.2 Các yếu tố ảnh hưởng tới yêu cầu cường độ bê tông sở cấu trúc vi mô 57 3.2.1 Xét yếu tố cường độ dạng cấu trúc vi mô bê tông 57 3.2.2 Các hướng kỹ thuật làm tăng cường độ dính 59 3.2.3 Các hướng kỹ thuật tăng cường độ vữa xi măng 60 3.3 Cường độ bê tông 61 3.3.1 Xác định cường độ bê tông 61 3.3.2 Các yếu tố ảnh hưởng tới cường độ bê tông 62 3.4 Nghiên cứu thực nghiệm phòng việc sử dụng cát biển Khánh Hịa để chế tạo bê tơng xi măng M150, M200, M250, M300 63 3.4.1 Chuẩn bị vật liệu 63 3.4.2 Tính toán thành phần vật liệu 64 3.4.3 Tiến hành thí nghiệm 64 3.5 Thí nghiệm xác định tiêu lý chủ yếu bê tông xi măng dùng cát biển Khánh Hòa 66 3.5.1 Thí nghiệm xác định cường độ nén bê tông dùng cát biển Khánh Hòa 66 3.5.2 Thí nghiệm xác định cường độ chịu kéo uốn kéo dọc trục bê tông dùng cát biển Khánh Hòa 68 3.6 Kết thí nghiệm 69 3.7 Một số nhận xét 74 Chương 4: KẾT LUẬN, KIẾN NGHỊ VÀ ĐỊNH HƯỚNG NGHIÊN CỨU, PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI 7651 4.1 Kết luận 76 4.1.1 Về vật liệu cát biển tỉnh Khánh Hòa 76 4.1.2 Về cường độ bê tông xi măng 76 4.1.3 Về mặt kinh tế 77 4.1.4 Ý nghĩa khoa học thực tiễn luận án 78 4.2 Kiến nghị 79 4.3 Các hướng nghiên cứu 80 TÀI LIỆU THAM KHẢO 81 Phụ lục A Một số hình ảnh công tác đúc, nén mẫu 83 Phụ lục B Các tiêu lý cát vàng, cát biển đá 1x2 888 Phụ lục C Tính tốn thành phần vật liệu cho 1m3 bê tông 99 Phụ lục D Thời gian đúc, nén mẫu, kết thí nghiệm xác định cường độ mẫu bê tông xi măng biểu đồ tăng trưởng cường độ bê tông xi măng cát vàng loại cát biển 103 MỞ ĐẦU Việt Nam quốc gia giai đoạn phát triển xây dựng đất nước theo hướng cơng nghiệp hố, đại hố, xây dựng đời sống xã hội phát triển nhằm theo kịp nước tiên tiến khu vực giới Trong giai đoạn này, nhiệm vụ đặt phải xây dựng hệ thống kết cấu hạ tầng kinh tế - xã hội hồn chỉnh đồng Trong hạ tầng giao thông đường phận quan trọng kết cấu hạ tầng xã hội nói chung kết cấu hạ tầng giao thơng nói riêng, cần phát triển trước bước để tạo tiền đề, làm động lực phát triển kinh tế xã hội, phục vụ nghiệp cơng nghiệp hóa, đại hóa Đảng Nhà nước, đáp ứng trình hội nhập khu vực quốc tế, góp phần đảm bảo an ninh, quốc phòng đất nước Hơn nữa, Đảng Nhà nước ta khẳng định để phát triển kinh tế biển, ven biển phải triển khai xây dựng khu kinh tế, khu công nghiệp tập trung khu chế xuất ven biển gắn với phát triển khu đô thị ven biển năm lĩnh vực ưu tiên mang tính chiến lược để tạo đột phá cho phát triển kinh tế biển thời kỳ đến năm 2020 xa Do đó, cơng xây dựng sở hạ tầng, sở hạ tầng giao thơng mang tính thiết yếu cấp bách Xây dựng sở hạ tầng nói chung xây dựng đường tơ nói riêng cần khối lượng lớn vật liệu xây dựng Một nguyên tắc thiết kế đường ô tô tận dụng vật liệu địa phương để xây dựng đường, móng, mặt đường nhằm giảm chi phí xây dựng cơng trình Trong đó, khối lượng vật liệu xây dựng như: đất, đá cần phải sử dụng để xây dựng đường, móng đường mặt đường tuyến đường mới, tuyến đường nâng cấp, mở rộng lớn Nếu tận dụng nguồn vật liệu sẵn có địa phương giảm giá thành vận chuyển vật liệu đến mức thấp nhất, giảm chi phí xây dựng cơng trình cách đáng kể Bê tơng bê tơng cốt thép loại vật liệu quan trọng sử dụng xây dựng như: xây dựng dân dụng, công nghiệp, giao thông, thủy lợi… chiếm khối lượng lớn Vật liệu xây dựng dùng để chế tạo bê tông xi măng thường dùng đá, cát vàng (cát hạt trung hạt lớn), xi măng, Theo quy trình hành theo thói quen truyền thống người ta thường dùng cát vàng thỏa mãn tiêu chuẩn qui định để chế tạo bê tông xi măng Tuy nhiên, nhu cầu xây dựng ngày tăng, nên trữ lượng cát vàng (cát sông) ngày giảm đi, đồng thời việc khai cát vàng mức, bừa bãi làm ảnh hưởng nghiêm trọng đến môi trường sinh thái, gây sạt lở bờ sông, ảnh hưởng đến khu vực dân cư cơng trình dọc sơng Hơn nữa, vấn đề vận chuyển cát vàng đến cơng trình địa phương ven biển hải đảo (nơi khan cát vàng) khó khăn giá thành cao Trong nguồn cát biển địa phương ven biển nước ta nói chung Nam Trung Bộ nói riêng dồi đa dạng, cát biển phân bố diện rộng, lộ thiên, dễ khai thác vận chuyển, giá thành rẻ, khai thác lâu dài Vật liệu cát biển dùng để chế tạo bê tông xi măng nhiều nước giới Việt Nam nghiên cứu ứng dụng từ lâu Kết cho thấy dùng cát biển chế tạo bê tông xi măng vào xây dựng nền, mặt đường tơ, đường sân bay có hiệu định Việc nghiên cứu sử dụng cát biển thay cát vàng làm bê tông xi măng xây dựng đường tơ có ý nghĩa lớn làm giảm giá thành xây dựng cơng trình, đảm bảo tiến độ thi cơng, giảm khó khăn khâu thai thác vận chuyển (đặc biệt địa phương ven biển, hải đảo) Hiện nay, tỉnh ven biển Việt Nam, tỉnh Khánh Hòa, nhu cầu sử dụng vật liệu bê tông xi măng để phục vụ nhu cầu xây dựng cơng trình giao thông, thủy lợi, xây dựng dân dụng công nghiệp, quốc phòng ven biển hải đảo ngày cao Tuy nhiên xuất điều trái ngược ven biển hải đảo có khối lượng lớn cát nhiễm mặn, loại cát lại không phép sử dụng để chế tạo bê tông xi măng Vấn đề đặt cho nhà khoa học, nhà quản lý vấn đề: “Nghiên cứu sử dụng cát biển để chế tạo bê tơng xi măng” Cát biển tỉnh Khánh Hịa phân bố dọc theo bờ biển dài gần 200 km, diện tích 10.000 ha, có trữ lượng lớn, lộ thiên, dễ khai thác vận chuyển, giá thành rẻ Nếu đưa loại vật liệu cát biển tỉnh Khánh Hịa chế tạo bê tơng xi măng xây dựng móng, mặt đường tơ thay cho loại vật liệu thường dùng xây dựng đường hạ giá thành xây dựng, góp phần làm phong phú đa dạng loại vật liệu dùng xây dựng móng, mặt đường tơ địa phương Hơn nữa, thực tế xây dựng đường cho thấy khu vực chịu nhiều ảnh hưởng mưa bão, lũ lụt thường xun tỉnh Khánh Hịa nói riêng miền Trung nói chung dùng bê tơng xi măng để xây dựng móng, mặt đường tơ giải pháp kinh tế kỹ thuật có hiệu Nên việc lựa chọn, sử dụng loại vật liệu địa phương rẻ tiền để xây dựng cơng trình mang tính ổn định lâu dài cần thiết Do nói nguồn vật liệu chỗ để chế tạo bê tông xi măng tỉnh Khánh Hòa dồi dào, cần phải khai thác sử dụng Điều nói lên việc nghiên cứu sử dụng cát biển hạt mịn tỉnh Khánh Hịa vào cơng tác chế tạo bê tơng xi măng dùng xây dựng móng, mặt đường ô tô cần thiết cấp bách, vừa có ý nghĩa thực tiễn, vừa có ý nghĩa khoa học Mục tiêu nghiên cứu đề tài Nghiên cứu sử dụng vật liệu cát biển tỉnh Khánh Hịa để chế tạo bê tơng xi măng dùng xây dựng móng, mặt đường tơ nhằm: - Nghiên cứu để tận dụng nguồn tài nguyên sẵn có địa phương làm vật liệu xây dựng với trữ lượng lớn, khai thác, vận chuyển dễ dàng giá thành thấp Hiện trữ lượng cát dọc bờ biển tỉnh Khánh Hòa lớn nên việc nghiên cứu để sử dụng vào xây dựng móng, mặt đường ô tô phù hợp - Nghiên cứu công nghệ chế tạo bê tông xi măng sử dụng cát biển Khánh Hịa, loại vật liệu sẵn có khu vực ứng dụng loại vật liệu xây dựng đường tơ để giảm chi phí xây dựng cơng trình Điều có ý nghĩa địa phương ven biển hải đảo - Cát biển tỉnh Khánh Hịa có đặc điểm nằm gần tuyến giao thông nông thôn, tuyến giao thông liên xã, liên huyện, xen kẽ khu dân cư, đồng ruộng Nên việc khai thác sử dụng cát biển góp phần giải tượng cát bay, cát nhảy, lũ cát vào mùa mưa bão làm ô nhiễm môi trường, an toàn giao thông, lấp đồng ruộng Đây vấn đề quan tâm lớn tỉnh duyên hải Nam Trung Bộ vào mùa mưa bão Nội dung nghiên cứu luận án: Việc nghiên cứu sử dụng vật liệu cát để chế tạo bê tông xi măng nhiều nhà khoa học nước giới quan tâm từ lâu, đặc biệt lĩnh vực xây dựng đường ô tô Nhưng đặt vấn đề nghiên cứu lý thuyết thực nghiệm việc sử dụng vật liệu cát mịn bờ biển tỉnh Khánh Hòa để chế tạo bê tông xi măng dùng xây dựng nói chung xây dựng đường tơ nói riêng chưa quan tâm Trong luận án này, với hạn chế định mặt thời gian, đặt vấn đề nghiên cứu số nội dung chủ yếu mà theo tổng kết giới nước chưa có tác giả đặt vấn đề, nghiên cứu chưa sâu cát biển bê tông xi măng sử dụng cát biển tỉnh Khánh Hịa, là: - Nghiên cứu sử dụng vật liệu cát mịn bờ biển tỉnh Khánh Hòa (cát biển khu vực: Nha Trang, Ninh Hòa Cam Ranh) để chế tạo bê tơng xi măng phịng thí nghiệm, xác định số tiêu chủ yếu sau: + Xác định thành phần hạt, tính chất lý chủ yếu cát mịn bờ biển tỉnh Khánh Hịa + Xác định tính chất lý chủ yếu bê tông xi măng dùng cát biển hạt mịn bờ biển tỉnh Khánh Hòa theo loại mác bê tông khác nhau: M150, M200, M250, M300 Đó tiêu: độ sụt bê tơng, khối lượng thể tích, cường độ nén Rn (Rn: 03, 07, 14, 21, 28, 45, 60, 90), cường độ chịu kéo uốn Rku (Rku28) Nghiên cứu quy luật phát triển cường độ bê tông xi măng theo ngày tuổi khác nhau: 03, 07, 14, 21, 28, 45, 60, 90 ngày - Kết nghiên cứu thực nghiệm phòng sở để nghiên cứu sâu triển khai ứng dụng Từ kết thực nghiệm phịng phân tích rút nhận xét, đánh giá, kết luận kiến nghị phạm vi sử dụng, định hướng nghiên cứu, phát triển sâu sử dụng vật liệu cát hạt mịn bờ biển Khánh Hòa để chế tạo bê tông xi măng Phương pháp nghiên cứu: - Phương pháp thống kê: Thông qua việc thu thập tài liệu, số liệu từ kết cơng trình nghiên cứu ngồi nước, tiến hành tổng hợp, phân tích tài liệu, đề xuất giải pháp sử dụng cát biển để chế tạo bê tông xi măng xây dựng đường ô tô - Nghiên cứu lý thuyết nhằm có nhìn tổng quan hình thành, kiến tạo biến đổi vật liệu cát biển để chế tạo bê tông xi măng giới khu vực - Nghiên cứu thực nghiệm nhằm xác định tính chất vật liệu hỗn hợp bê tơng, tính chất bê tơng xi măng Trong thực nghiệm có dùng phương pháp đối chứng để so sánh số tiêu bê tông xi măng dùng cát biển bê tông xi măng dùng cát vàng thông thường - Tổng hợp kết quả, phân tích, kết luận đề xuất phạm vi ứng dụng hướng 10 nghiên cứu tiếp tục bê tông xi măng sử dụng cát biển tỉnh Khánh Hịa nói riêng Việt Nam nói chung Phạm vi nghiên cứu đề tài: - Phạm vi nghiên cứu đề tài giới hạn cho số khu vực cát biển tỉnh Khánh Hòa mà chưa nghiên cứu khu vực khác để khái quát cho tồn cát biển tỉnh Khánh Hịa - Đề tài đề cập đến tiêu lý cát biển Khánh Hòa bê tơng xi măng cát biển Khánh Hịa mà chưa sâu nghiên cứu tiêu lý khác cát biển (như: hàm lượng loại khoáng chất có cát biển, hàm lượng silic, khả phản ứng kiềm - silic,…) tiêu lý bê tông xi măng sử dụng cát biển Khánh Hòa (như: cường độ chịu nén, cường độ chịu kéo uốn với thời gian lâu hơn; xác định mơ đun đàn hồi, độ mài mịn, độ chống thấm nước, độ hút nước, độ co, …) - Hạn chế đề tài dừng mức độ nghiên cứu phịng thí nghiệm 100 C = {1000 - [(X/x) + (N/n) + (Đ/đ)]}c C.2 Bê tông xi măng mác 200 C.2.1 Các số liệu biết trước - Mác bê tông cần đạt R28 (kg/cm2): - Mác xi măng thực tế Rx (kg/cm2): - Cát vàng có: + Thành phần cỡ hạt: trung bình + Khối lượng thể tích xốp oc (g/cm3): + Khối lượng riêng c (g/cm3): - Đá dăm có: + Thành phần cỡ hạt: trung bình + Đường kính lớn Dmax (mm): + Khối lượng thể tích xốp ođ (g/cm3): + Khối lượng riêng đ (g/cm3): + Tỷ lệ kẽ hổng hạt : - Bê tơng dùng để chế bị mẫu thí nghiệm - Hệ số chất lượng cốt liệu (trung bình) A: + Khối lượng riêng xi măng x (g/cm3): + Khối lượng riêng nước n (g/cm3): C.1.2 Tính tốn thành phần vật liệu: - Tính lượng nước N (lít) cho 1m3 bê tơng: Từ hai điều kiện: + Đường kính cỡ hạt lớn Dmax = 20mm + Độ sụt = 2-4cm Từ suy lượng nước cần thiết N (lít): = 853,319 200 500 1,470 2,64 20 1,366 2,776 0,501 0,45 3,1 = 190 N/X = ARx / (R28 + 0,5ARx) = + Xác định lượng xi măng X (kg) cho 1m3 bê tông: X = N/(N/X) = Từ lượng xi măng, tra bảng hệ số k (phụ thuộc lượng X): - Tính lượng đá dăm D (kg) cát C (kg) cho 1m3 bê tơng: + Tính lượng đá dăm D (kg) cho 1m3 bê tông: D = 1000 / [(k/ođ) + 1/đ] = + Tính lượng cát C (kg) cho 1m bê tông: C = {1000 - [(X/x) + (N/n) + (Đ/đ)]}c = 0,720 - Tính lượng xi măng X (kg) cho 1m3 bê tông: + Xác định tỷ lệ N/X: 263,89 1,41 1.139,77 829,74 101 C.3 Bê tông xi măng mác 250 C.3.1 Các số liệu biết trước - Mác bê tông cần đạt R28 (kg/cm2): - Mác xi măng thực tế Rx (kg/cm2): - Cát vàng có: + Thành phần cỡ hạt: trung bình + Khối lượng thể tích xốp oc (g/cm3): + Khối lượng riêng c (g/cm3): - Đá dăm có: + Thành phần cỡ hạt: trung bình + Đường kính lớn Dmax (mm): + Khối lượng thể tích xốp ođ (g/cm3): + Khối lượng riêng đ (g/cm3): + Tỷ lệ kẽ hổng hạt : - Bê tơng dùng để chế bị mẫu thí nghiệm - Hệ số chất lượng cốt liệu (trung bình) A: + Khối lượng riêng xi măng x (g/cm3): + Khối lượng riêng nước n (g/cm3): C.1.2 Tính tốn thành phần vật liệu: - Tính lượng nước N (lít) cho 1m3 bê tơng: Từ hai điều kiện: + Đường kính cỡ hạt lớn Dmax = 20mm + Độ sụt = 2-4cm Từ suy lượng nước cần thiết N (lít): - Tính lượng xi măng X (kg) cho 1m3 bê tông: + Xác định tỷ lệ N/X: 250 500 1,470 2,64 20 1,366 2,776 0,501 0,45 3,1 = 190 N/X = ARx / (R28 + 0,5ARx) = + Xác định lượng xi măng X (kg) cho 1m3 bê tông: X = N/(N/X) = Từ lượng xi măng, tra bảng hệ số k (phụ thuộc lượng X): - Tính lượng đá dăm D (kg) cát C (kg) cho 1m3 bê tơng: + Tính lượng đá dăm D (kg) cho 1m3 bê tông: D = 1000 / [(k/ođ) + 1/đ] = + Tính lượng cát C (kg) cho 1m bê tông: C = {1000 - [(X/x) + (N/n) + (Đ/đ)]}c = 0,62 306,11 1,44 1.125,66 807,20 102 C.4 Bê tông xi măng mác 300 C.4.1 Các số liệu biết trước - Mác bê tông cần đạt R28 (kg/cm2): - Mác xi măng thực tế Rx (kg/cm2): - Cát vàng có: + Thành phần cỡ hạt: trung bình + Khối lượng thể tích xốp oc (g/cm3): + Khối lượng riêng c (g/cm3): - Đá dăm có: + Thành phần cỡ hạt: trung bình + Đường kính lớn Dmax (mm): + Khối lượng thể tích xốp ođ (g/cm3): + Khối lượng riêng đ (g/cm3): + Tỷ lệ kẽ hổng hạt : - Bê tơng dùng để chế bị mẫu thí nghiệm - Hệ số chất lượng cốt liệu (trung bình) A: + Khối lượng riêng xi măng x (g/cm3): + Khối lượng riêng nước n (g/cm3): C.1.2 Tính tốn thành phần vật liệu: - Tính lượng nước N (lít) cho 1m3 bê tông: Từ hai điều kiện: + Đường kính cỡ hạt lớn Dmax = 20mm + Độ sụt = 2-4cm Từ suy lượng nước cần thiết N (lít): = - Tính lượng xi măng X (kg) cho 1m bê tông: + Xác định tỷ lệ N/X: N/X = ARx / (R28 + 0,5ARx) = + Xác định lượng xi măng X (kg) cho 1m bê tông: X = N/(N/X) = Từ lượng xi măng, tra bảng hệ số k (phụ thuộc lượng X): - Tính lượng đá dăm D (kg) cát C (kg) cho 1m3 bê tơng: + Tính lượng đá dăm D (kg) cho 1m3 bê tông: D = 1000 / [(k/ođ) + 1/đ] = + Tính lượng cát C (kg) cho 1m3 bê tông: C = {1000 - [(X/x) + (N/n) + (Đ/đ)]}c = 300 500 1,470 2,64 20 1,366 2,776 0,501 0,45 3,1 190 0,55 348,33 1,46 1.116,44 780,01 103 Phụ lục D Thời gian đúc, nén mẫu, kết thí nghiệm xác định cường độ mẫu bê tông xi măng biểu đồ tăng trưởng cường độ bê tông xi măng cát vàng loại cát biển D.1 Bê tông xi măng M150 D.1.1 Thời gian đúc, nén mẫu, kết thí nghiệm Cường Kích Loại cát Số Tuổi Cường độ (kg/cm2) độ trung thước ký lượng Ngày đúc Ngày nén mẫu bình mẫu hiệu mẫu (ngày) (cm) R1 R2 R3 Rtb 10/4/2012 13/4/2012 17/4/2012 24/4/2012 Cát vàng 15x15x15 (CV) 24 01/5/2012 08/5/2012 25/5/2012 09/6/2012 09/7/2012 15x15x60 Cát biển 15x15x15 Nha Trang (NT) 15x15x60 Cát biển Ninh 15x15x15 Hòa (NH) 15x15x60 14 88,89 83,56 87,11 114,67 116,89 108,44 135,56 148,00 145,78 21 168,44 28 174,22 45 183,11 60 184,89 90 185,33 86,52 113,33 143,11 171,56 172,89 179,11 180,44 167,11 196,89 182,22 188,15 18,72 99,85 133,78 158,52 166,37 169,78 174,96 177,33 161,33 183,11 192,00 193,33 176,74 184,74 186,22 03 10/4/2012 28/5/2012 11/4/2012 14/4/2012 18/4/2012 25/4/2012 02/5/2012 24 09/5/2012 26/5/2012 10/6/2012 28 14 21 28 45 60 18,33 18,85 18,97 103,56 102,67 93,33 124,89 137,33 139,11 154,67 168,00 152,89 162,22 170,22 166,67 163,56 173,73 172,44 167,56 184,00 173,33 170,67 186,22 175,11 10/7/2012 90 03 11/4/2012 09/5/2012 28 172,00 186,67 176,00 178,22 17,15 17,52 17,00 16,92 12/4/2012 15/4/2012 19/4/2012 26/4/2012 03/5/2012 24 10/5/2012 27/5/2012 11/6/2012 14 21 28 45 60 97,78 123,11 146,67 160,44 162,67 165,33 165,78 11/7/2012 90 166,22 162,67 03 12/4/2012 10/5/2012 28 16,29 98,22 134,67 143,11 146,22 155,11 160 161,78 16,92 88,89 121,78 155,11 162,22 165,78 169,33 171,56 94,963 126,52 148,29 156,29 161,18 164,88 166,37 172 166,96 16,47 16,56 104 Kích thước mẫu (cm) Loại cát ký hiệu Cát biển Cam 15x15x15 Ranh (CR) Cường Số Tuổi Cường độ (kg/cm2) độ trung lượng Ngày đúc Ngày nén mẫu bình mẫu (ngày) R1 R2 R3 Rtb 13/4/2012 16/4/2012 20/4/2012 27/4/2012 04/5/2012 24 11/5/2012 28/5/2012 12/6/2012 12/7/2012 15x15x60 03 13/4/2012 11/5/2012 14 21 28 45 60 90,22 125,33 157,78 159,56 166,67 175,11 176,44 99,11 122,67 148 156 159,11 170,22 171,11 100,44 113,78 158,22 162,67 169,78 171,56 172,44 96,59 120,59 154,66 159,41 165,18 172,29 173,33 90 176,44 171,56 172,89 173,63 28 17,84 17,53 16,83 17,4 D.1.2 Biểu đồ tăng trưởng cường độ bê tông xi măng cát vàng cát biển BIỂU ĐỒ TĂNG TRƯỞNG CƯỜNG ĐỘ BÊ TÔNG M150 CỦA CÁT VÀNG VÀ CÁT BIỂN NHA TRANG 200,00 180,00 Cường độ (kg/cm3) 160,00 CV 140,00 NT 120,00 100,00 80,00 60,00 40,00 20,00 10 20 30 40 50 60 Tuổi mẫu (ngày) 70 80 90 Hình D.1.2.1 Biểu đồ tăng trưởng cường độ bê tơng xi măng cát vàng cát biển Nha Trang 100 105 BIỂU ĐỒ TĂNG TRƯỞNG CƯỜNG ĐỘ BÊ TÔNG M150 CỦA CÁT VÀNG VÀ CÁT BIỂN NINH HÒA 200,00 180,00 140,00 CV 120,00 NH 100,00 80,00 60,00 40,00 20,00 10 20 30 40 50 60 Tuổi mẫu (ngày) 70 80 90 100 Hình D.1.2.2 Biểu đồ tăng trưởng cường độ bê tông xi măng cát vàng Sông Ba cát biển An Hải BIỂU ĐỒ TĂNG TRƯỞNG CƯỜNG ĐỘ BÊ TÔNG M150 CỦA CÁT VÀNG VÀ CÁT BIỂN CAM RANH 200,00 180,00 160,00 140,00 Cường độ (kg/cm3) Cường độ (kg/cm3) 160,00 CV CR 120,00 100,00 80,00 60,00 40,00 20,00 10 20 30 40 50 60 Tuổi mẫu (ngày) 70 80 90 Hình D.1.2.3 Biểu đồ tăng trưởng cường độ bê tông xi măng cát vàng Sông Ba cát biển Sông Cầu 100 106 D.2 Bê tông xi măng M200 D.2.1 Thời gian đúc, nén mẫu, kết thí nghiệm Loại cát ký hiệu Kích thước mẫu (cm) Cát vàng 15x15x15 (CV) 15x15x60 Cát biển 15x15x15 Nha Trang (NT) 15x15x60 Cát biển Ninh 15x15x15 Hòa (NH) 15x15x60 Cường Số Tuổi Cường độ (kg/cm2) độ trung lượng Ngày đúc Ngày nén mẫu bình mẫu (ngày) R1 R2 R3 Rtb 14/4/2012 17/4/2012 120,89 119,11 109,78 116,59 21/04/2012 142,22 139,11 148,89 143,41 28/04/2012 14 181,78 188,89 180,00 183,56 05/05/2012 21 208,00 205,78 198,67 204,15 12/05/2012 28 215,11 224,44 222,67 220,74 29/05/2012 45 223,11 234,67 224,89 227,56 13/06/2012 60 226,22 235,56 228,00 229,93 13/07/2012 90 226,67 240,00 230,22 232,30 03 14/4/2012 12/05/2012 15/4/2012 18/4/2012 28 25,09 137,33 126,67 128,44 130,81 22/04/2012 148,89 151,11 162,67 154,22 29/04/2012 14 196,89 190,22 189,78 192,30 06/05/2012 21 208,44 198,67 194,67 200,59 13/05/2012 28 209,78 208,89 200,89 206,52 30/05/2012 45 210,67 212,44 205,78 209,63 14/06/2012 60 214,22 216,89 209,33 213,48 14/07/2012 90 215,11 217,33 212,00 214,81 03 15/4/2012 13/05/2012 16/4/2012 19/4/2012 28 22,69 130,67 129,78 138,67 133,04 23/04/2012 164,44 166,67 154,67 161,93 30/04/2012 14 174,67 183,11 184,89 180,89 07/05/2012 21 192,44 200,00 198,67 197,04 14/05/2012 28 206,22 203,11 202,22 203,85 31/05/2012 45 210,22 206,67 207,11 208,00 15/06/2012 60 211,11 208,44 210,67 210,07 15/07/2012 03 16/4/2012 14/5/2012 90 212,00 209,78 211,56 211,11 28 16,29 24 24 24 25,29 21,91 16,92 25,85 22,84 25,41 22,48 16,47 16,56 107 Loại cát ký hiệu Kích thước mẫu (cm) Cường Số Tuổi Cường độ (kg/cm2) độ trung lượng Ngày đúc Ngày nén mẫu bình mẫu (ngày) R1 R2 R3 Rtb 17/4/2012 20/4/2012 Cát biển Cam 15x15x15 Ranh (CR) 24/04/2012 01/05/2012 08/05/2012 15/05/2012 01/06/2012 16/06/2012 14 21 28 45 60 141,78 160,44 189,33 204,44 206,67 216,44 217,78 16/07/2012 90 218,22 221,33 220,89 220,15 03 17/4/2012 15/05/2012 28 22,68 24 15x15x60 129,78 163,56 199,56 205,33 212,89 216,44 220,44 22,83 132,44 173,33 200,00 216,00 216,89 220,00 220,89 23,81 134,67 165,78 196,30 208,59 212,15 217,63 219,70 23,11 D.2.2 Biểu đồ tăng trưởng cường độ bê tông xi măng cát vàng cát biển BIỂU ĐỒ TĂNG TRƯỞNG CƯỜNG ĐỘ BÊ TÔNG M200 CỦA CÁT VÀNG VÀ CÁT BIỂN NHA TRANG 250 Cường độ (kg/cm3) 200 CV NT 150 100 50 0 10 20 30 40 50 60 Tuổi mẫu (ngày) 70 80 90 Hình D.2.2.1 Biểu đồ tăng trưởng cường độ bê tông xi măng cát vàng cát biển Nha Trang 100 108 BIỂU ĐỒ TĂNG TRƯỞNG CƯỜNG ĐỘ BÊ TÔNG M200 CỦA CÁT VÀNG VÀ CÁT BIỂN NINH HÒA 250 Cường độ (kg/cm3) 200 CV NH 150 100 50 0 10 20 30 40 50 60 Tuổi mẫu (ngày) 70 80 90 100 Hình D.2.2.2 Biểu đồ tăng trưởng cường độ bê tông xi măng cát vàng cát biển Ninh Hòa BIỂU ĐỒ TĂNG TRƯỞNG CƯỜNG ĐỘ BÊ TÔNG M200 CỦA CÁT VÀNG VÀ CÁT BIỂN CAM RANH 250 Cường độ (kg/cm3) 200 CV CR 150 100 50 0 10 20 30 40 50 60 Tuổi mẫu (ngày) 70 80 90 Hình D.2.2.3 Biểu đồ tăng trưởng cường độ bê tông xi măng cát vàng cát biển Cam Ranh 100 109 D.3 Bê tông xi măng M250 D.3.1 Thời gian đúc, nén mẫu, kết thí nghiệm Loại cát ký hiệu Kích thước mẫu (cm) Cát vàng 15x15x15 (CV) 15x15x60 Cát biển 15x15x15 Nha Trang (NT) 15x15x60 Cát biển Ninh 15x15x15 Hòa (NH) 15x15x60 Cường Số Tuổi Cường độ (kg/cm2) độ trung lượng Ngày đúc Ngày nén mẫu bình mẫu (ngày) R1 R2 R3 Rtb 18/4/2012 21/4/2012 142,22 152,00 151,11 148,44 25/04/2012 188,00 177,33 175,11 180,15 02/05/2012 14 215,56 224,44 221,78 220,59 09/05/2012 21 239,11 249,33 252,00 246,81 16/05/2012 28 268,44 273,78 267,11 269,78 02/06/2012 45 274,22 281,33 282,67 279,41 17/06/2012 60 280,00 283,56 284,89 282,82 17/07/2012 90 283,56 285,78 287,11 285,48 03 18/4/2012 16/05/2012 19/4/2012 22/4/2012 28 164,89 163,11 150,22 159,41 26/04/2012 192,89 202,22 204,44 199,85 03/05/2012 14 229,78 220,00 232,00 227,26 10/05/2012 21 253,78 246,67 244,89 248,45 17/05/2012 28 262,22 257,33 256,44 258,66 03/06/2012 45 263,11 264,44 257,33 261,63 18/06/2012 60 263,56 264,44 260,00 262,67 18/07/2012 90 264,89 265,33 261,78 264,00 03 19/4/2012 17/05/2012 28 20/4/2012 23/04/2012 172,00 166,22 165,78 168,00 27/04/2012 201,33 211,11 212,89 208,44 04/05/2012 14 229,78 231,56 241,78 234,37 11/05/2012 21 238,22 246,22 249,33 244,59 18/05/2012 28 258,67 250,67 257,33 255,56 04/06/2012 45 260,44 256,44 261,33 259,40 19/06/2012 60 261,33 258,22 262,22 260,59 19/07/2012 90 262,22 259,56 262,67 261,48 03 20/4/2012 18/05/2012 28 27,25 24 24 24 31,29 28,44 30,88 28,52 27,95 29,99 28,04 28,28 30,72 28,33 27,83 110 Loại cát ký hiệu Kích thước mẫu (cm) Cường Số Tuổi Cường độ (kg/cm2) độ trung lượng Ngày đúc Ngày nén mẫu bình mẫu (ngày) R1 R2 R3 Rtb Cát biển Cam 15x15x15 Ranh (CR) 21/4/2012 24/04/2012 165,78 175,11 177,33 172,74 28/04/2012 213,33 212,00 204,89 210,07 05/05/2012 14 251,56 245,78 253,33 250,22 12/05/2012 21 260,00 250,67 257,78 256,15 19/05/2012 28 264,89 260,89 265,33 263,70 05/06/2012 45 268,89 266,22 270,67 268,59 20/06/2012 60 269,78 268,00 271,56 269,78 20/07/2012 90 270,22 269,33 272,00 270,52 03 21/4/2012 19/05/2012 28 24 15x15x60 28,69 28,84 29,99 29,17 D.3.2 Biểu đồ tăng trưởng cường độ bê tông xi măng cát vàng cát biển BIỂU ĐỒ TĂNG TRƯỞNG CƯỜNG ĐỘ BÊ TÔNG M250 CỦA CÁT VÀNG VÀ CÁT BIỂN NHA TRANG 300 Cường độ (kg/cm3) 250 CV 200 NT 150 100 50 0 10 20 30 40 50 60 Tuổi mẫu (ngày) 70 80 90 Hình D.3.2.1 Biểu đồ tăng trưởng cường độ bê tông xi măng cát vàng cát biển Nha Trang 100 111 BIỂU ĐỒ TĂNG TRƯỞNG CƯỜNG ĐỘ BÊ TÔNG M250 CỦA CÁT VÀNG VÀ CÁT BIỂN NINH HÒA 300 Cường độ (kg/cm3) 250 CV 200 NH 150 100 50 0 10 20 30 40 50 60 Tuổi mẫu (ngày) 70 80 90 100 Hình D.3.2.2 Biểu đồ tăng trưởng cường độ bê tông xi măng cát vàng cát biển Ninh Hòa BIỂU ĐỒ TĂNG TRƯỞNG CƯỜNG ĐỘ BÊ TÔNG M250 CỦA CÁT VÀNG VÀ CÁT BIỂN CAM RANH 300 Cường độ (kg/cm3) 250 CV 200 CR 150 100 50 0 10 20 30 40 50 60 Tuổi mẫu (ngày) 70 80 90 Hình D.3.2.3 Biểu đồ tăng trưởng cường độ bê tơng xi măng cát vàng cát biển Cam Ranh 100 112 D.4 Bê tông xi măng M300 D.4.1 Thời gian đúc, nén mẫu, kết thí nghiệm Loại cát ký hiệu Kích thước mẫu (cm) Cát vàng 15x15x15 (CV) 15x15x60 Cát biển 15x15x15 Nha Trang (NT) 15x15x60 Cát biển Ninh 15x15x15 Hòa (NH) 15x15x60 Cường Số Tuổi Cường độ (kg/cm2) độ trung lượng Ngày đúc Ngày nén mẫu bình mẫu (ngày) R1 R2 R3 Rtb 22/4/2012 25/4/2012 175,56 178,22 186,67 180,15 29/04/2012 222,67 215,11 221,33 219,70 06/05/2012 14 260,00 257,33 244,44 253,92 13/05/2012 21 275,11 286,67 289,78 283,85 20/05/2012 28 315,11 318,22 306,67 313,33 06/06/2012 45 318,22 324,00 315,11 319,11 21/06/2012 60 319,11 325,78 315,56 320,15 21/07/2012 90 320,44 327,11 316,89 321,48 03 22/4/2012 20/05/2012 23/4/2012 26/4/2012 28 33,76 200,44 184,89 203,11 196,15 30/04/2012 220,89 222,67 230,22 224,59 07/05/2012 14 270,22 282,22 284,44 278,96 14/05/2012 21 281,33 291,56 296,89 289,93 21/05/2012 28 293,78 304,44 306,67 301,63 07/06/2012 45 301,33 306,67 309,33 305,78 22/06/2012 60 302,22 307,56 309,78 306,52 22/07/2012 90 302,67 307,56 309,78 306,67 03 23/4/2012 21/05/2012 24/4/2012 27/4/2012 28 30,43 196,89 200,00 207,56 201,48 1/5/2012 242,22 245,33 233,78 240,44 08/05/2012 14 269,78 267,11 255,11 264,00 15/05/2012 21 290,22 288,44 281,78 286,81 22/05/2012 28 302,67 300,00 293,78 298,82 08/06/2012 45 304,00 301,33 295,56 300,30 23/06/2012 60 304,89 301,78 296,44 301,04 23/07/2012 90 306,67 302,67 297,78 302,37 03 24/4/2012 22/05/2012 28 28,97 24 24 24 33,91 30,60 29,79 32,97 29,57 30,08 33,55 30,20 29,61 113 Loại cát ký hiệu Kích thước mẫu (cm) Cường Số Tuổi Cường độ (kg/cm2) độ trung lượng Ngày đúc Ngày nén mẫu bình mẫu (ngày) R1 R2 R3 Rtb Cát biển Cam 15x15x15 Ranh (CR) 25/4/2012 28/4/2012 205,78 204,00 196,00 201,93 02/05/2012 258,22 248,44 260,44 255,70 09/05/2012 14 276,89 279,11 270,67 275,56 16/05/2012 21 297,33 299,11 292,00 296,15 23/05/2012 28 307,11 307,56 303,11 305,93 09/06/2012 45 309,33 310,22 307,11 308,89 24/06/2012 60 310,22 310,67 308,44 309,78 24/07/2012 90 311,56 312,44 309,78 311,26 03 25/4/2012 23/05/2012 28 31,24 24 15x15x60 30,89 30,19 30,77 D.4.2 Biểu đồ tăng trưởng cường độ bê tông xi măng cát vàng cát biển BIỂU ĐỒ TĂNG TRƯỞNG CƯỜNG ĐỘ BÊ TÔNG M300 CỦA CÁT VÀNG VÀ CÁT BIỂN NHA TRANG 350 300 Cường độ (kg/cm3) 250 CV NT 200 150 100 50 0 10 20 30 40 50 60 Tuổi mẫu (ngày) 70 80 90 Hình D.4.2.1 Biểu đồ tăng trưởng cường độ bê tông xi măng cát vàng cát biển Nha Trang 100 114 BIỂU ĐỒ TĂNG TRƯỞNG CƯỜNG ĐỘ BÊ TÔNG M300 CỦA CÁT VÀNG VÀ CÁT BIỂN NINH HÒA 350 Cường độ (kg/cm3) 300 250 CV NH 200 150 100 50 0 10 20 30 40 50 60 Tuổi mẫu (ngày) 70 80 90 100 Hình D.4.2.2 Biểu đồ tăng trưởng cường độ bê tông xi măng cát vàng cát biển Ninh Hòa BIỂU ĐỒ TĂNG TRƯỞNG CƯỜNG ĐỘ BÊ TÔNG M300 CỦA CÁT VÀNG VÀ CÁT BIỂN CAM RANH 350 Cường độ (kg/cm3) 300 250 CV CR 200 150 100 50 0 10 20 30 40 50 60 Tuổi mẫu (ngày) 70 80 90 Hình D.4.2.3 Biểu đồ tăng trưởng cường độ bê tông xi măng cát vàng cát biển Cam Ranh 100