Trang 1 LÊ THANH CHÂUSỰ PHÁT TRIỂN TÍNH CHẤT CỦA MỘT SỐ BÊTƠNG CƯỜNG ĐỘ CAO - NGHIÊN CỨU SỰ PHÁTTRIỂN CƯỜNG ĐỘ CHỊU NÉN BÊ TÔNG CƯỜNGĐỘ CAO HPC TRONG KHOẢNG GIÁ TRỊ TỪ 60MPA ĐẾN 80 MPALU
Nhiệm vụ nghiên cứu của luận văn
Luận văn có nhiệm vụ tìm hiểu cấu trúc của bê tông cường độ cao so với bê tông thường, nguyên lý chế tạo, thành phần cấp phối và các đặc điểm, tính chất liên quan đến cường độ cũng như sự phát triển của cường độ chịu nén của bê tông HPC, từ đó vận dụng chế tạo mẫu bê tông HPC sử dụng một số thành phần vật liệu địa phương và đánh giá sự phát triển cường độ của chúng theo thời gian Nghiên cứu về ảnh hưởng của hàm lượng đá trong thành phần cấp phối cũng được tiến hành trong nghiên cứu này.
Phương pháp nghiên cứu của luận văn
Luận văn này sử dụng các phương pháp nghiên cứu sau đây:
- Tìm hiểu, tổng hợp lý thuyết, tài liệu trong nước và quốc tế liên quan đến cường độ và sự phát triển cường độ của bê tông HPC Tìm hiểu tiêu chuẩn, quy trình thí nghiệm bê tông HPC Tìm hiểu thành tố cấu tạo và sự ảnh hưởng đến chất lượng của bê tông HPC.
- Thí nghiệm mẫu thực tế.
- Phân tích, tổng hợp, đánh giá.
BÊ TÔNG CƯỜNG ĐỘ CAO VÀ SỰ PHÁT TRIỂN CƯỜNG ĐỘ
Khái niệm
Bê tông chất lượng cao là một thế hệ bê tông mới có thêm các phẩm chất được cải thiện thể hiện sự tiến bộ trong công nghệ vật liệu và kết cấu xây dựng Xét về cường độ chịu nén thì đó là bê tông cường độ cao (High Strength Concrete) xét tổng thể các tính năng thì gọi là bê tông chất lượng cao.
Bê tông chất lượng cao được gọi tắt theo người Anh là HPC (High Performace Concrete), theo người Pháp là BHP (Betons A Haute Perormances) Bê tông cường độ cao là loại bê tông có cường độ chịu nén tuổi 28 ngày, lớn hơn 60 MPa ( tương ứng với Mac BT 800), với mẫu thử hình trụ có D = 15cm, H = 30cm. Cường độ chịu nén sau 24h > 35 MPa (tương ứng Mac BT 450), cường độ chịu nén ở tuổi 28 ngày > 60MPa Mẫu thử được chế tạo, bảo dưỡng, thử theo các tiêu chuẩn hiện hành.
Thành phần bê tông cường độ cao có thể dùng hoặc không dùng muội silic hoặc dùng kết hợp với tro bay Khi sử dụng muội silic chất lượng bê tông được nâng cao hơn
Tiêu chuẩn của Bắc Mỹ qui định bê tông cường độ cao là loại bê tông có cường độ chịu nén ở tuổi 28 ngày ≥ 42 MPa.
Theo CEB.FIP qui định bê tông chất lượng cao có cường độ nén sau 28 ngày tối thiểu là 60 MPa và có các tính năng vật lý và cơ học cao
Ngày nay trình độ kiến thức về loại bê tông này đã cho phép ứng dụng bê tông chất lượng cao trong công trình lớn, chủ yếu ở ba lĩnh vực: Các ngôi nhà nhiều tầng,các công trình biển và các công trình giao thông (cầu, đường, hầm) Các đặc tính cơ học mới của bê tông cường độ cao cho phép người thiết kế sáng tạo ra loại kết cấu mới có chất lượng cao hơn.
Ngày nay bê tông là một trong những loại vật liệu đang được sử dụng rất rộng rãi trong xây dựng, xây dựng cầu, đường Tỷ lệ sử dụng bê tông trong xây dựng nhà chiếm khoảng 40%, xây dựng cầu đường khoảng 15% tổng khối lượng bê tông.
Bê tông có cường độ chịu nén cao, môđun đàn hồi phù hợp với kết cấu bê tông cốt thép và bê tông cốt thép dự ứng lực.
Bê tông bền nước và ổn định với các tác động của môi trường.
Giá thành của bê tông hợp lý là do tận dụng được các nguyên liệu địa phương.
Vì vậy kết cấu bê tông chiếm 60% các kết cấu xây dựng.
Nhược điểm cơ bản của bê tông là có cường độ chịu kéo chưa cao và khối lượng công trình bê tông cốt thép còn lớn Cường độ chịu nén của bê tông thường chỉ đạt tối đa 50MPa và độ sụt tối đa 7 cm.
Con đường phát triển của bê tông là cải tiến hệ thống cấu trúc, thành phần,công nghệ bằng cách sử dụng phụ gia, các chất hỗ trợ công nghệ cao (bảo dưỡng,trợ bơm…) và các phương pháp công nghệ mới để tìm ra các bê tông chất lượng cao Các bê tông chất lượng cao phải đáp ứng các yêu cầu về cường độ, độ bền, tính kinh tế Những tính chất đặc biệt này tạo ra khả năng sáng tạo ra các kết cấu xây dựng và công nghệ xây dựng mới Tổng quát về hệ thống phát triển HPC sẽ bao gồm ba bộ phận là vật liệu mới có tính năng mới, công nghệ mới tạo ra kết cấu mới.
Cấu trúc của bê tông và bê tông cường độ cao
Bê tông xi măng poóc lăng là một vật liệu không đồng nhất và rỗng Lực liên kết các cốt liệu (cát và đá) được tạo ra do hồ xi măng cứng Cấu trúc của hồ xi măng là những hyđrat khác nhau trong đó nhiều nhất là các silicát thủy hóa C-S-H dạng sợi và Ca(OH)2 kết tinh dạng tấm lục giác khối, chồng lên nhau và các hạt xi măng chưa được thủy hoá ðộ rỗng của vữa xi măng poóc lăng là 25 đến 30% về thể tích với N/X = 0,5 Thể tích rỗng này gồm hai loại: (a) lỗ rỗng của cấu trúc C-S-H, kích thước của nó khoảng vài mm, (b) lỗ rỗng mao quản giữa các hyđrát, bọt khí, khe rỗng; kích thước của chúng khoảng vài mm đến vài mm Khi bê tông chịu lực trong cấu trúc xuất hiện vết nứt cũng làm tăng độ rỗng của bê tông.
Sự yếu về đặc tính cơ học của bê tông là do độ rỗng mao quản và nước cho thêm vào bê tông để tạo tính công tác của bê tông tươi Sự cải thiện cường độ có thể đạt được nhờ nhiều phương pháp làm giảm độ rỗng (nén, ép, rung ), giảm tỉ lệ N/X (phụ gia) và sử dụng sản phẩm mới là xi măng không có lỗ rỗng lớn và xi măng có hạt siêu mịn đồng nhất Loại thứ nhất chứa pôlime, loại thứ hai chứa muội silic (xi măng cường độ cao)
Mối quan hệ trên có thể tạo ra những loại bê tông cốt thép cường độ cao bằng cách cải tiến cấu trúc của vữa xi măng làm đặc vữa xi măng, cải thiện độ dính kết của xi măng - cốt liệu và các giải pháp công nghệ khác.
Cần phân loại bê tông cường độ cao và chất lượng cao Có thể phân loại bê tông chất lượng cao theo cường độ, thành phần vật liệu chế tạo và theo tính dễ đổ.
1.2.1 Phân loại theo cường độ nén
Căn cứ vào cường độ nén ở ngày 28 mẫu hình trụ D cm, H0 cm có thể chia bê tông thành 4 loại như
Bảng 1.1: Phân loại bê tông theo cường độ chịu nén.
Cường độ nén, MPa Loại bê tông
60 - 80 Bê tông cường độ cao
100 - 150 Bê tông cường độ rất cao
Bê tông truyền thống và bêtông thường được áp dụng chủ yếu trong xây dựng cầu đường ở Việt Nam Bêtông cường độ cao đó được nghiên cứu và có đủ điều kiện để phát triển ở Việt Nam.
1.2.2 Phân loại theo thành phần vật liệu chế tạo
Bêtông cường độ cao không sử dụng muội silic: là loại bêtông không sử dụng silic siêu mịn, chỉ cần giảm tỷ lệ N/X và sử dụng các chất siêu dẻo tăng tính công tác. Bêtông chất lượng cao sử dụng muội silic: trong thành phần có lượng muội silic từ (5 đến 15) % so với lượng xi măng và chất siêu dẻo.
Bê tông chất lượng cao sử dụng tro bay: loại bê tông này sử dụng tro bay với liều lượng từ (15 á 30) % so với lượng xi măng để tăng độ bền nước, giảm nhiệt độ của bê tông tươi và giảm giá thành của bê tông.
Bê tông chất lượng cao hỗn hợp: để đảm bảo chất lượng của bê tông và giảm giá thành có thể sử dụng kết hợp cả tro bay và muội silic với các liều lượng tối ưu.
Bê tông cường độ cao cốt sợi: là bê tông cường độ cao có hoặc không có muội silic nhưng có thành phần cốt sợi Cốt sợi có thể là kim loại, sợi thủy tinh, sợi carbon hoặc các loại sợi khác tùy theo yêu cầu về tính năng và giá thành.
Các loại bê tông trên được sử dụng trong các kết cấu khác nhau và cho các tính năng khác nhau Tuy nhiên, khi tính toán thiết kế kết cấu và thiết kế thi công cũng có những lưu ý khác nhau.
Trong thực tế các quy luật về bê tông chất lượng cao thường được thành lập trên cơ sở các quy luật của bê tông cường độ thấp Vì vậy cần lưu ý khi sử dụng các công thức này, nếu cần thiết thì phải tiến hành các thử nghiệm thích hợp với vật liệu và phạm vi sử dụng.
Nguyên lý chế tạo bê tông cường độ cao
Khi tỷ lệ N/CKD = 0,4 – 0,7, cường độ bê tông thấp hơn cường độ vữa xi măng cùng tỷ lệ, do đó để chế tạo được bê tông cường độ cao thì nguyên tắc đầu tiên là phải giảm hàm lượng nước, tức là giảm tỷ lệ N/CKD Ngoài ra cần tăng hàm lượng chất siêu mịn để lấp được các lỗ rỗng, tức là tăng sự đặc chắc cho vật liệu. Chất siêu mịn thường được sử dụng là muội silic, tro bay, metacaolanh, tro trấu có tác dụng của hoạt tính puzolan SiO2+Ca(OH)2 = C-S-H (phản ứng hút vôi).
Phụ gia giảm nước có thể sử dụng ở mức độ cao đến 40%, qua đó làm giảm lượng nước, độ rỗng của hỗn hợp bê tông giảm làm cho bê tông có cường độ cao hơn
Hình 1.1 Quan hệ giữa lượng phụ gia siêu dẻo và phụ gia khoáng theo khối lượng chất kết dính, độ chảy từ 210 – 230mm.
Hình 1.2 Ảnh hưởng của hàm lượng FA đến sự phát triển của cường độ nén của bê tông theo thời gian, hàm lượng SF cố định 10%, N/CKD = 0.18
Trong đó : FA là từ viết tắt của fly ash : tro bay
FS là từ viết tắt của silica fume : mụi silic
Thành phần bê tông cường độ cao
Thông thường công thức thành phần tổng quát của bê tông cường độ cao là: Đá = 1000-1200 kg; Cát = 600-700 kg; Xi măng = 400-520 kg; Muội silic = 5- 15%; tỷ lệ N/X =0,25-0,35; chất siêu dẻo từ 1 – 1,5 lít/100 kg XM và một phần chất làm chậm
Chất lượng của xi măng ảnh hưởng lớn đến các tính chất của bê tông cường độ cao Thông thường lượng xi măng dùng cho bê tông cường độ cao từ 400 kg/ m 3 ÷ 593 kg/m 3
Xi măng pooc lăng PC40 có thể sử dụng cho bê tông có cấp đến 70 MPa Với các bê tông ở cấp 80 MPa ÷ 100 MPa nên chọn xi măng PC50.
Các chất kết dính phụ thêm được sử dụng thông dụng trong sản xuất bê tông cường độ cao là tro bay hoặc muội silic Tro bay dùng cho bê tông có các chỉ tiêu chất lượng của tro bay đạt TCVN 10302:2014.
Cốt liệu nhỏ (cát) phải đạt các yêu cầu của tiêu chuẩn TCVN 7572:2006, với mô đun độ lớn (Mk) trong khoảng 2,5÷3,2 là thích hợp cho bê tông cường độ cao.
Bê tông cường độ cao được chế tạo từ cốt liệu đá có cường độ cao với cường độ nén của đá gốc từ 100 MPa trở lên Mỗi cỡ hạt cốt liệu sẽ cho bê tông đạt một mức cường độ lớn nhất có thể Loại cỡ hạt lớn nhất Dmax 19÷25mm sẽ cho bê tông sản xuất có cường độ lên đến 62 MPa và loại từ 9,5÷12,5mm cho bê tông đạt lớn hơn 62MPa.
Thí nghiệm bê tông cường độ cao
Bê tông cường độ cao là bê tông có cường độ chịu nén đặc trưng (kí hiệu là fc’) lớn hơn hoặc bằng 55 MPa ở tuổi 28 ngày theo tiêu chuẩn ASTM C39 và thí nghiệm mẫu hình trụ có đường kính D0 mm và chiều cao H00 mm. Điều kiện đảm bảo về cường độ chịu nén của bê tông theo tiêu chuẩn ACI 318 phải thỏa mãn như sau:
-Thứ nhất: trung bình của 3 kết quả thí nghiệm liên tiếp không được thấp hơn fc’ với xác suất là kết quả thấp hơn fc’ là 1% và
-Thứ hai: với không có kết quả thí nghiệm đơn lẻ nào thấp hơn 0,9fc’ với xác suất là kết quả thấp hơn fc’ là 1%.
Bê tông cường độ cao thí nghiệm ở độ tuổi 7 ngày, 28 ngày hoặc 1 năm. Tùy theo yêu cầu của công trình và vật liệu chế tạo có thể chọn tuổi bê tông cho thiết kế phù hợp và kinh tế. Để đo cường độ bê tông phải có ít nhất hai mẫu thử nghiệm cho mỗi tuổi và các điều kiện thử.
1.5.1 Mô tả phương pháp thí nghiệm (xem tiêu chuẩn)
Bê tông tươi thí nghiệm theo TCVN 3118: 1993 theo mẫu hình lập phương, có kích thước 15cm×15cm×15cm, được đúc từ cùng một mẫu hỗn hợp bê tông,được bảo dưỡng trong cùng một điều kiện.
Sự phát triển cường độ theo thời gian
1.6.1 Cấu trúc chung của bê tông sử dụng các cốt liệu truyền thống và vữa xi măng chất lượng cao để tạo ra bê tông cường độ cao
Ba đặc tính của vật liệu ảnh hưởng đến cấu trúc của BT CĐC là thành phần và cấu trúc vi mô của hồ XM, bản chất của liên kết giữa hồ XM – cốt liệu và chất lượng của cốt liệu trong điều kiện công nghệ và môi trường ít biến đổi Cấu trúc bê tông cường độ cao cũng gồm 3 cấu trúc con tương tự như bê tông xi măng Phần được cải thiện nhiều nhất là cấu trúc hồ XM và cấu trúc vùng tiếp giáp giữa hồ XM và cốt liệu Cấu trúc cốt liệu về cơ bản là không biến đổi
Cấu trúc của cốt liệu lớn tạo nên khung chịu lực cho bê tông, nó phụ thuộc vào cường độ bản thân cốt liệu lớn, tính chất cấu trúc (diện tiếp xúc giữa các hạt cốt liệu) và cường độ liên kết giữa các hạt Thông thường, cường độ bản thân giữa các hạt có cấp phối hạt hợp lý đã giải quyết được các lỗ rỗng trong bê tông và tăng diện tích tiếp xúc giữa các hạt cốt liệu (giữa các hạt với nhau và các hạt xung quanh 1 hạt) Trong bê tông cường độ cao nên sử dụng các cốt liệu truyền thống và các chỉ dẫn chặt chẽ hơn
1.6.2 Cấu trúc cốt liệu trong BT thường và BT cường độ cao
BT dùng các chất kết dính vô cơ là các loại vật liệu đá nhân tạo, không nung. Thành phần bao gồm chất kết dính vô cơ, dung môi (nước), cốt liệu đá hay sỏi và phụ gia, được nhào trộn theo tỉ lệ nhất định, rắn chắc mà thành.
BT CĐC có tỉ lệ nước/XM=0,25 Sử dụng phụ gia siêu mịn là tro bay hoặc hạt silic siêu mịn.
Sử dụng các cốt liệu truyền thống và vữa XM chất lượng cao để chế tạo ra BT CĐC Cấu trúc cũng tương tự BT xi măng.
* Cốt liệu lớn và nhỏ có dạng khoáng thiên nhiên hay nhân tạo có hình dạng kích thước đặc trưng bề mặt cường độ rất khac nhau, tùy theo kích cỡ hạt từ 0,14- 150mm (khi cỡ hạt 0,14 – 5mm là cát và 5 – 150mm là sỏi hay đá dăm)
– Chiếm không gian làm giảm lượng dùng chất kết dính, hạ giá thành BT.
– Cốt liệu lớn làm khung chịu lực được hồ xi măng gắn kết lại.
– Cốt liệu nhỏ tăng nồng độ đặc, đảm bảo khả năng co ngót cho BT.
– Cát có thành phần hạt hợp lý sẽ tiết kiệm được XM, cường độ BT sẽ cao. + Lượng tạp chất trong cốt liệu ngăn cản liên kết giữa đá XM và vữa với bề mặt các hạt cốt liệu, gây ăn mòn, môi trường xâm thực đá xi măng và bê tông.
+Hạt nhỏ (bùn, bụi, sét) sẽ làm tăng dung lượng đá xi măng sử dụng trong bê tông Hạt bụi, bùn, sét biến đổi thể tích lớn khi độ ẩm thay đổi, có thể dẫn đến phá hoại cấu trúc bê tông nên phải khống chế chặt chẽ.
Cốt liệu thô (đá) và nhỏ (cát) hình thành cấu trúc khung xương trong BT cường độ cao Về cơ bản vẫn dùng cốt liệu truyền thống để tạo, không có cải tiến lớn.
Cốt liệu nhỏ (cát) có mô đun
Cốt liệu thô (đá) quyết định cường độ và độ dẻo của BT CĐC phụ thuộc vào đường kính và hàm lượng cốt liệu.
BT có cường độ nén >75 MPa thì kích thước cốt liệu nên giữ từ 12,7-9,5 mm. Kích thước 19,5-25,4 sử dụng BT nén từ 60-75MPa mẫu lập phương.
Kích thước hạt lớn nhất 10-20mm theo TCVN hoặc 9,5-25 theo tiêu chuẩnASTM-220, Hoa Kỳ.
Các thành phần cơ bản tạo nên bê tông cường độ cao
Lựa chọn xi măng cho bê tông cường độ cao không nên chỉ dựa trên các thử nghiệm khối lập phương nhưng cũng phải bao gồm các thử nghiệm về cường độ so sánh của bê tông ở 28, 56,và 91 ngày Đối với bê tông cường độ cao, xi măng nên sản xuất cường độ khối vữa tối thiểu trong 7 ngày xấp xỉ 30 MPa (4350 psi) Hỗn hợp thử có hàm lượng xi măng từ 400 đến 550 kg / m3 (675 đến 930 lb / yd3) nên được thực hiện cho mỗi loại Dùng xi măng Poóc lăng từ PC40 trở lên phù hợp vớiTCVN 2682:2009 Thành phần hóa học và độ mịn của xi măng phải phù hợp với tiêu chuẩn TCVN 2682:2009 Xi măng pooc lăng PC40 có thể sử dụng cho bê tông có cấp đến 70 MPa Với các bê tông ở cấp 80 MPa ÷ 100 MPa nên chọn xi măng PC50 Cần xem xét việc sử dụng lượng xi măng không quá cao để hạn chế sự mất độ sụt sớm, co ngót dẻo lớn và nhiệt độ tối đa của hỗn hợp bê tông để không quá mức gây nứt Cần yêu cầu nhà máy xi măng cung cấp chứng chỉ kiểm tra xi măng trong xilô trong vòng 6 ÷ 12 tháng trước khi sử dụng bao gồm chỉ số về các đặc tính cường độ và chỉ số về độ mịn của xi măng Trước khi sử dụng xi măng cần kiểm tra chất lượng của xi măng theo tiêu chuẩn Việt Nam phù hợp Việc kiểm tra cần được tiến hành trên các mẻ trộn thử nghiệm.
Cần thử nghiệm cả tính tỏa nhiệt và có những chỉ dẫn cần thiết về độ tỏa nhiệt của xi măng, cần kiểm tra tối ưu hỗn hợp xi măng với các phụ gia khoáng, cần lựa chọn tương thích phụ gia giảm nước với loại xi măng.
Cốt liệu thô và cốt liệu mịn được sử dụng trong bê tông cường độ cao cần đáp ứng những yêu cầu kỹ thuật theo TCVN 7570:2006 Các yêu cầu về độ bền cốt liệu có thể sử dụng TCVN 7570:2006 Cấp phối hạt và hình dạng của các hạt cốt liệu nhỏ là yếu tố quan trọng trong quá trình sản xuất của bê tông cường độ cao Hình dạng hạt và đặc điểm bề mặt ảnh hưởng lớn đến lượng nước yêu cầu nhào trộn và cường độ chịu nén của bê tông như đối với cốt liệu thô Cốt liệu nhỏ trong cùng một cấp phối cốt liệu khi chênh lệch 1% độ rỗng sẽ làm lượng nước yêu cầu giảm 4,72 lít/m 3 Liều lượng hồ được yêu cầu trên một đơn vị thể tích của hỗn hợp bê tông giảm xuống để tương ứng với thể tích của cốt liệu thô chống lại việc tăng thêm cốt liệu nhỏ Bởi lẽ liều lượng CKD trong bê tông cường độ cao là lớn, thể tích của các hạt nhỏ xu hướng tăng cao Do đó thể tích của cát có thể giữ ở mức tối thiểu cần thiết để đạt được tính thi công và độ đặc Cốt liệu nhỏ với mô đun độ lớn (Mk) trong khoảng 2,5÷3,2 là thích hợp cho bê tông cường độ cao Hỗn hợp bê tông được chế tạo với cốt liệu tốt có mô đun độ lớn nhỏ hơn 2,5 có tính công tác kém, và lượng nước yêu cầu lại nhiều hơn Cũng có thể trộn cát từ các nguồn khác nhau để tăng thêm cấp phối để chế tạo bê tông cường độ cao hơn Nếu cát nhân tạo được dùng, nên chú ý xem xét đến việc có thể tăng thêm lượng nước cần thiết cho tính công tác của bê tông Kích thước hạt và sự tăng diện tích bề mặt tiếp xúc của cát nhân tạo so với cát tự nhiên có thể ảnh hưởng quan trọng đến lượng nước yêu cầu.
Các tính chất của cát phải đạt các yêu cầu của tiêu chuẩn TCVN 7572:2006.
Trong thành phần của bê tông cường độ cao, các loại cốt liệu thô được yêu cầu phải xem xét một cách đặc biệt vì chúng là thành phần chiếm thể tích lớn nhất trong bê tông, ảnh hưởng lớn đến cường độ và tính chất khác của bê tông Thông thường, bê tông cường độ cao được chế tạo từ cốt liệu đá có cường độ cao với cường độ nén của đá gốc từ 100 MPa trở lên Cốt liệu thô sẽ ảnh hưởng đáng kể đến cường độ và đặc tính cấu trúc của bê tông Vì thế, cốt liệu thô nên được chọn sao cho đủ cứng, không nứt nẻ hoặc dễ vỡ, sạch và bề mặt không bị phong hóa Cốt liệu thường dùng là đá vôi, đá granit, đá bazan Các đặc tính của cốt liệu thô ảnh hưởng đến đặc tính của dính kết giữa cốt liệu và vữa, lượng nước nhào trộn yêu cầu Dùng các cỡ hạt cốt liệu nhỏ hơn để đạt cường độ cao hơn Mỗi cỡ hạt cốt liệu sẽ cho bê tông đạt một mức cường độ lớn nhất có thể Loại cỡ hạt lớn nhất Dmax 19÷25mm sẽ cho bê tông sản xuất có cường độ lên đến 62 Mpa và loại từ 9,5÷12,5mm cho bê tông đạt lớn hơn 62MPa Việc sử dụng cốt liệu thô với kích thước lớn nhất cần lưu ý vì ảnh hưởng đến mô đun đàn hồi, từ biến và co ngót khô
Các chỉ tiêu kỹ thuật của cốt liệu lớn được thử nghiệm theo tiêu chuẩn TCVN 7572:2006.
Nước trộn và bảo dưỡng bê tông phải phù hợp với TCVN 4506:2012.
Tro bay, silica fume, hoặc xỉ thường là bắt buộc trong sản xuất bê tông cường độ cao; Không thể đạt được độ tăng cường độ thu được từ các vật liệu xi măng bổ sung này nếu chỉ sử dụng xi măng bổ sung Các vật liệu xi măng bổ sung này thường được bổ sung với liều lượng từ 5% đến 20% hoặc cao hơn theo khối lượng xi măng vật liệu Một số thông số kỹ thuật chỉ cho phép sử dụng tối đa 10% silica fume, trừ khi có bằng chứng chỉ ra rằng bê tông được sản xuất với liều lượng lớn hơn sẽ có cường độ, độ bền và độ ổn định thể tích đạt yêu cầu Tỷ lệ nước trên vật liệu xi măng nên được điều chỉnh để khả năng làm việc như nhau trở thành cơ sở so sánh giữa các hỗn hợp thử Đối với mỗi bộ vật liệu, sẽ có một loại xi măng bổ sung tối ưu nhất.
Hàm lượng vật liệu mà tại đó cường độ không tiếp tục tăng với lượng lớn hơn và hỗn hợp trở nên quá dính để xử lý đúng cách Xi măng trộn có chứa tro bay, silica fume, xỉ hoặc đất sét nung có thể được sử dụng để chế tạo bê tông cường độ cao có hoặc không có bổ sung vật liệu bổ sung xi măng.
Các chất kết dính phụ thêm được sử dụng thông dụng trong sản xuất bê tông cường độ cao là tro bay hoặc muội silic Ngoài ra có thể sử dụng xỉ lò cao nghiền mịn, tro trấu hoặc metakaolanh để giảm bớt lượng xi măng sử dụng, kiểm soát sự gia tăng nhiệt độ của bê tông trong giai đoạn đầu và có thể giảm nhu cầu về nước với tính công tác nhất định.
Tro bay dùng cho bê tông có các chỉ tiêu chất lượng của tro bay đạt TCVN 10302:2014
Muội silic là vật liệu pozzulan rất mịn, thành phần chính của muội chủ yếu là SiO2 vô định hình có tỷ diện tích bề mặt rất cao (20-23m²/g), nên muội có độ hoạt tớnh cao, đường kớnh trung bỡnh khoảng 0,1 àm nhỏ hơn kớch thước của hạt xi măng khoảng 100 lần.
Khối lượng riêng của muội silic khoảng 2,2 g/cm 3 Chỉ tiêu kỹ thuật của muội silic được quy định theo ASTM C1240
1.7.4 Phụ gia siêu hóa dẻo
Phụ gia siêu dẻo gốc polycarboxylate của hãng BASF Việt Nam, có tên thương phẩm là Glenium ACE388 SureTec (dạng lỏng, màu hổ phách, khối lượng riêng 1,07g/cm3 , hàm lượng ion clorua < 0,1, mức độ độc hại theo tiêu chuẩn ECC 99/45 là không độc, hàm lượng sử dụng < 2lit/100kg xi măng) và nước thủy cục tại Đà Nẵng.
Trong sản xuất bê tông khi giảm tỷ lệ N/CKD bằng cách giảm lượng nước yêu cầu sẽ tạo ra cường độ nén cao hơn Vì vậy cần sử dụng phụ gia hóa học Bê tông cường độ cao có thể sử dụng nhiều loại phụ gia: phụ gia giảm nước, phụ gia giảm nước mức cao, phụ gia chậm ninh kết, phụ gia đông cứng nhanh, phụ gia cuốn khí, phụ gia hạn chế ăn mòn cốt thép Phụ gia hóa học phải phù hợp với quy định của ASTM C494/C494 M Lượng phụ gia hóa học được tính theo phần trăm của khối lượng chất kết dính, hoặc tính bằng l% khối lượng xi măng Phụ gia kéo dài ninh kết hỗ trợ cho việc kiểm soát quá trình hydrát hóa ban đầu và có thể kiểm soát tốc độ đông rắn xi măng làm cho bê tông có thể thi công dễ dàng hơn Liều lượng các phụ gia làm chậm được chọn bằng phương pháp thực nghiệm theo yêu cầu tăng cường độ và yêu cầu về tốc độ đông rắn của bê tông Phụ gia giảm nước ở mức cao là một chất làm dẻo mạnh, có tác động nhiều nhất trong các hỗn hợp bê tông nhiều xi măng và các vật liệu kết dính khác Phụ gia giảm nước cao giúp phân tán các hạt xi măng, giảm lượng nhào trộn đến hơn 30 %, vì vậy làm tăng cường độ nén của bê tông
Phụ gia giảm nước nước mức cao sẽ làm cường độ bê tông tăng nhanh hơn đặc biệt ở các giai đoạn đầu (trước 3 ngày) Cần sử dụng loại phụ gia giảm nước cao phù hợp với xi măng cả về chủng loại và liều lượng Phụ gia giảm nước cao được trộn vào bê tông tại nhà máy ở công trình theo hướng dẫn của người sản xuất và thông qua thí nghiệm để bê tông đạt được yêu cầu kỹ thuật và hiệu quả kinh tế
1.7.5 Ví dụ một số cấp phối tiêu biểu
YÊU CẦU KỸ THUẬT ĐƠN VỊ TC:
Mác BT ( concrete class ) M600R28 CÔNG TRÌNH: Độ Sụt (cm) 14 ± 2 cm Mẫu: 15x15x15
Dmax ( Max size of Agg.) 20 mm Địa Chỉ:
Hạng mục ( Used for ): THIẾT KẾ CẤP PHỐI Ngày thí nghiệm/ Trial date: 29/06/2021
Yêu cầu bê tông( concrete Requirement) + > Đạt cường độ ≥ 100% sau 28 ngày
VẬT LIỆU ĐỘ HT BM
Cát (sand) 1,43 Đá (C.A.Dmax20mm) 0,45 Đá (C.A.Dmax10mm) 0,45 20%
Mac bê tông Xi măng 1 Xi măng 2 Tro bay Nước N/CKD Đá 1x2 Đá 0.5x1 Cát Bột khí C/(C+Đ)
Concrete class Cement Cement Fly Water W/C Dmax20mm Dmax10mm Sand Lotus 301T Sik a PP1 Lotus 301H Air cont S/A
Kg/dm3 Kg Kg kg Lit Kg Kg Kg Lit Kg Lít %
Mac bê tông Xi măng 1 Xi măng 2 Tro bay Nước Cát Đá 1x2 Đá 0.5x1 Mẻ trộn Độ ẩm cát Độ ẩm đá
Concrete class Cememt Cement Fly Water Sand Dmax20mm Dmax10mm Lotus 301T Sik a PP1 Lotus 301H Mix batching M of sand M of C.A
(Aver.) Độ Sụt/Xòe KẾT QUẢ NÉN MẪU THỬ Kg/cm 2 compressive strength of test results
Lotus 301H 1,17 (Dosage by volume per weight of cement)
THÀNH PHẦN CẤP PHỐI CHO 1 M 3 Composition of mix design for 1 m 3
Thành phần thực tế theo mẻ trộn sau khi hiệu chỉnh độ ẩm BATCH TRIAL MIX ACTUAL ADJUST (M 3 )
Lotus 301T 1,17 Lượng dùng theo trọng lượng xi măng Sika PP1 2,15 Lượng dùng theo trọng lượng xi măng
Hòa Nhơn 2,69 1,446 Tỉ lệ đá phối
Tro bay 2,3 Đại Lộc 2,65 1,491 Modul ĐL (FA) 2.6
Xỉ lò cao 2,9 Hòa Phát S95
THÔNG SỐ CƠ BẢN CỦA VẬT LIỆU
NGUỒN GỐC TR LƯỢNG RIÊNG KL THỂ TÍCH GHI CHÚ
BẢNG THIẾT KẾ CẤP PHỐI BÊ TÔNG
Sự phát triển của cường độ bê tông theo thời gian
Ngày tuổi Cường độ nén
MPa (psi) Độ bền uốn MPa (psi)
* Thí nghiệm nén mẫu bê tông
Tiến hành lấy mẫu bê tông Sau đó bảo dưỡng 28 ngày Cuối cùng người ta nén mẫu để biết được cường độ chịu nén của bê tông Thí nghiệm nén mẫu này cho chúng ta biết được đặc tính của bê tông - có đúng với cường độ mong muốn hay không Cường độ chịu nén của bê tông trong xây dựng dân dụng thường thay đổi từ
150 kG/cm 2 đến 300 KG/cm 2 , và có thể cao hơn trong các công trình thương mại, công nghiệp.
Trong thực tế khi thi công, vì áp lực tiến độ của công trình, có thể gặp nhiều trường hợp bê tông nén mẫu bê tông sau 4 ngày và 7 ngày (R4 và R7) Tất nhiên, ở đây bê tông cần có phụ gia để tác động quá trình thủy hóa và tạo cường độ cho bê tông Mặt hạn chế của các loại bê tông này là co ngót rất mạnh, ảnh hưởng tới sự phát triển của bê tông và có thể sẽ xuất hiện nhiều vết nứt, nếu không bảo dưỡng bê tông tốt.
Cường độ chịu nén của bê tông phụ thuộc vào nhiều yếu tố như tỷ lệ nước/ximăng, cường độ xi măng, chất lượng cốt liệu, kiểm soát chất lượng trong quá trình trộn và đổ bê tông.
Thí nghiệm nén mẫu bê tông được thực hiện trên mẫu lập phương hoặc mẫu hình trụ Các tiêu chuẩn khác nhau yêu cầu nén loại mẫu khác nhau Tiêu chuẩn Việt Nam thì yêu cầu nén mẫu lập phương Tiêu chuẩn ACI của Mỹ thì yêu cầu nén mẫu hình trụ Tuy nhiên, chúng ta cũng thể quy đổi số liệu từ kết quả nén dạng mẫu hình lập phương sang số liệu nén mẫu trụ, và ngược lại.
Tiêu chuẩn lấy mẫu bê tông quy định Việt Nam thường lấy mẫu lập phương, có kích thước 15cmx15cmx15cm. Đầu tiên bạn cần chuẩn bị khuôn có kích thước 15x15x15cm Sau đó bê tông được đổ vào khuôn và được lèn đúng cách để không có khoảng trống nào.
Tiếp theo cần bảo dưỡng mẫu bê tông đúng cách Mẫu bê tông được giữ ẩm 24h giờ Sau 24 giờ các mẫu được lấy ra khỏi khuôn để ngâm vào nước bảo dưỡng.
Bề mặt trên của mẫu cần được làm phẳng và mịn.
Những mẫu này được thí nghiệm bằng máy nén sau 7 ngày hoặc 28 ngày bảo dưỡng Tải trọng tác dụng lên mẫu nên tăng dân dần với tốc độ 140kg/cm2 mỗi phút, cho đến khi mẫu bị phá hoại Tải trọng lúc mẫu phá hoại, chia cho diện tích 225cm(15x15) cho ra cường độ chịu nén của bê tông, đơn vị là Kg/cm2.
Số lượng mẫu mỗi lần thí nghiệm ít nhất là 3 mẫu Nếu có bất kỳ mẫu nào có cường độ chênh lệch quá 15% cường độ trung bình, thì nên loại bỏ mẫu đó.
Một số lưu ý về kiểm soát chất lượng và thi công bê tông cường độ cao
Bê tông chất lượng cao được định nghĩa là một thế hệ bê tông mới được bổ sung thêm các phụ gia bê tông nhằm đem lại sự tiến bộ trong công nghệ vật liệu và kết cấu xây dựng Nếu xét một cách tổng thể các tính năng của bê tông thì nó gọi là bê tông chất lượng cao còn nếu xét về cường độ chịu nén thì đó là bê tông cường độ cao.
Theo CEB.FIP quy định bê tông chất lượng cao có cường độ nén sau 28 ngày tối thiểu là 60MPa, các tính năng vật lý và cơ học cao.
Trên thực tế với sự phát triển về kiến thức và công nghệ, bê tông chất lượng cao đang được thị trường đón nhận, đem lại hiệu quả và giá trị to lớn cho các công trình giao thông, công trình công cộng, các tòa nhà cao tầng, công trình biển… Ngoài ra với các đặc tính cơ học mới của bê tông cường độ cao thì người thiết kế còn có thể tạo ra những loại kết cấu mới với chất lượng cao hơn.
Trong thực tế bê tông cần có độ đặc rất cao, vì đó là đặc điểm chính của cấu tạo bê tông Ý kiến đầu tiên của vật liệu bê tông là cố gắng tái tạo lại một khối đá đi từ các loại cốt liệu Độ đặc chắc của hỗn hợp như vậy được tạo nên sẽ được điều hoà bởi dải cấp phối của nó, nghĩa là phụ thuộc đối với độ lớn cực đại của cốt liệu. Kích cỡ của cốt liệu lớn khoảng 20-25mm Các hạt nhỏ, do đặc tính vật lý bề mặt gây nên sự vón tụ tự nhiên của các hạt xi măng Sự vón tụ hạt xi măng càng ít chất lượng bê tông càng cao (vì độ dẻo, cường độ…)
Từ ý tưởng đó những nghiên cứu đầu tiên là sử dụng một vài sản phẩm hữu cơ để khôi phục xi măng lơ lửng trong nước ở thành phần hạt ban đầu của bê tông tươi
(bao gồm từ 1-80 m) Sau đó có thể làm cho các tinh thể của hỗn hợp dài ra bằng cách thêm vào một sản phẩm cực mịn, có phản ứng hoá học, nó tiến tới lấp đầy các khe của đống hạt mà xi măng không lọt được Muội silic sản phẩm phụ của công nghiệp điện luyện kim, sản xuất silicon Đó là sản phẩm tốt được dùng phổ biến để chế tạo bê tông cường độ cao Việc áp dụng các nguyên tắc đơn giản nêu trên cho phép đưa ra công thức bê tông cường độ cao
Công thức thành phần tổng quát của bê tông cường độ cao là: Đ00-1200 kg; C`0-700 kg; X@0-520 kg; MS=5-15%; tỷ lệ N/X =0,25- 0,35; chất siêu dẻo từ 1 – 1,5 lít/100 kg XM và một phần chất làm chậm (Đ- đá; X- xi măng; C- cát; N- nước; MS- muội silic).
Các thành phần truyền thống (cốt liệu, xi măng và hỗn hợp) phải có phẩm chất tốt, có sự lựa chọn chặt chẽ cần thiết nếu muốn vượt quá 100 Mpa về cường độ trung bình ở 28 ngày Ngoài ra do sự giảm tỷ lệ N/X mà có thể chuyển bê tông xi măng cường độ cao (cường độ nén từ 50 đến 80 MPa) sang bê tông cường độ rất cao CĐRC.
Mục tiêu của các nghiên cứu hiện đại là cải thiện cấu trúc của vữa xi măng để đạt đến độ rỗng đá xi măng nhỏ nhất, đồng thời cải thiện cấu trúc chung để bê tông có độ rỗng nhỏ nhất, khi đó bê tông sẽ có cường độ chịu nén là lớn nhất Con đường đó chỉ cho phép tăng cường độ nén , tuy nhiên cường độ kéo được tăng chậm hơn. ðể cải thiện khả năng chịu kéo của bê tông phải sử dụng các vật liệu mới là cốt sợi kim loại, cốt sợi pôlime hoặc cốt sợi các bon.
Một số ứng dụng điển hình
Trong lĩnh vực xây dựng hiện đại, tính ứng dụng của bê tông cường độ cao được thể hiện trong rất nhiều lĩnh vực Nổi bật nhất trong các công trình xây dựng cầu, đường, nhà cao tầng và các công trình thủy điện có quy mô lớn.
1.11.1 Ưu điểm của bê tông cường độ cao
Sử dụng bê tông cường độ cao trong các công trình xây dựng có khả năng rút ngắn khả năng thời gian thi công nên giảm bớt được nguồn nhân lực Đảm bảo tiết kiệm được chi phí nhưng hiệu quả vẫn tăng lên vượt trội vì loại vật liệu này giúp giảm kích thước cấu kiện, giảm được khối lượng bê tông thương phẩm sử dụng trong quá trình xây dựng
Bê tông cường độ cao làm giảm kích thước cho móng vì khối lượng nguồn vật liệu cấu thành đã được giảm bớt do dùng cốt liệu đặc biệt được tinh sạch và đạt chất lượng cao.
Bê tông cường độ cao còn làm tăng chiều dài cho nhịp, từ đó giảm đáng kể số lượng trụ để giúp nhà đầu tư tiết kiệm đáng kể được một hạng mục.
Làm giảm chiều dài bản và chiều cao của dầm.
CHƯƠNG 2 PHÂN TÍCH, ĐÁNH GIÁ MỘT SỐ NGUỒN VẬT LIỆU TẠI ĐỊA BÀN MIỀN TRUNG SỬ DỤNG CHO CHẾ TẠO BÊ TÔNG
Vật liệu đá
Đá xây dựng có thể được phân loại sau đây Đá 5×7: Là loại sản phẩm có kích thước lớn từ 50-70mm Đây là một trong các loại được dùng trong xây dựng Loại này thường được sử dụng để làm chân đế gạch bông, gạch lót sàn, làm phụ gia cho công nghệ làm bê tông đúc ống cống và đặc biệt loại này thường được dùng làm nền móng cho các loại công trình giao thông. Đá 4×6: Đây là sản phẩm đá có kích cỡ lớn tầm khoảng 40-60mm và thường được sử dụng để làm đường, móng nhà xưởng, công trình vì loại này sẽ có khả năng chịu được độ nén cao Đá 0x4: Là một hỗn hợp gồm các hạt có kích thước từ 0-40mm Đá 0x4 thường được dùng chủ yếu làm đá cấp phối cho nền đường, được sử dụng để dặm vá hoặc là làm mới nguyên một tuyến lộ Đây là một trong các loại dùng trong xây dựng rất tốt, tạo độ bền vững chắc vì do tính kết dính của nó khi gặp nước, ngoài ra 0x4 còn dùng để san lấp nền móng nhà, xưởng,… Tùy vào mục đích sử dụng khác nhau mà có thể lựa chọn loại 0x4 phù hợp, các kích thước hạt phổ biến thường được lựa chọn là loại có kích thước hạt từ 0-25mm, 0-37,5mm, hay từ 0-45mm. Đá 1×2: Là loại có kích cỡ 10 × 28mm (hoặc nhiều loại kích cỡ khác như:10×22mm còn gọi là đá 1×2 quy cách (1×1), 10×25mm còn được gọi là 1×2 bê tông; 10×16mm,… tuy theo nhu cầu sử dụng của khác hàng mà lựa chọn những kích cỡ khác nhau) Loại này được dùng để đổ bê tông, làm nhà cao tầng, đường băng sân bay, cầu cảng, đường quốc lộ và đặc biệt chúng được sử dụng phổ biến tại các nhà máy bê tông tươi hoặc là bê tông nhựa nóng, v.v… Đá mi sàng: Cũng giống như mi bụi, mi sàng sẽ được sàng tách ra từ sản phẩm đá khác nhưng có kích cỡ lớn hơn từ 5mm đến 10mm Loại này dùng làm chân đế gạch bông, gạch lót sàn hoặc phụ gia cho công nghệ bê tông đúc ống cống và thi công các công trình giao thông và một số phụ gia cho các loại VLXD khác
Mi bụi Là mạt đá, có kích cỡ từ 0 đến 5mm, được sàng tách ra từ các loại sản phẩm đá khác Loại bột này thường được dùng làm chân cho đế gạch bông, gạch lót sàn, phụ gia cho công nghệ bê tông để đúc ống cống, dùng trong các công trình giao thông và phụ gia cho các loại VLXD khác.
Nguồn đá dùng để tiến hành đúc mẫu thí nghiệm là ở nguồn đá được lấy ở Hòa Nhơn – Đà Nẵng.
Tính chất của đá ở mỏ tại Hòa Nhơn – Đà Nẵng : Do tính chất đặc thù ở TP Đà Nẵng,
Vật liệu cát
Cát xây dựng ở Việt Nam chia ra 4 loại thông dụng: Cát vàng xây dựng, cát san lấp, cát xây tô, cát bê tông Cát xây tô, cát bê tông là loại cát sông sau khi khai thác được rửa loại sạch các tạp chất hữu cơ, đảm bảo cỡ hạt theo tiêu chuẩn TCVN
1770 – 86 để sử dụng đúng cho từng loại công việc, đảm bảo yêu cầu kỹ thuật. Nguồn khai thác cát để tiến hành đúc mẫu thí nghiệm là ở nguồn cát được khai thác ở Đại Lộc – Quảng Nam.
Tính chất của cát ở Đại Lộc – Quảng Nam
Xi măng
Xi măng dùng để đúc mẫu thí nghiệm là xi măng Sông Gianh được sản xuất tại Đà Nẵng Được sản xuất theo tiêu chuẩn TCVN 6260-1997, TCVN 2682-
Kết quả thí nghiệm xi măng R3
Kết quả thí nghiệm xi măng R28
Phụ gia
Phụ gia bê tông là những hợp chất hay hỗn hợp các chất vô cơ, hữu cơ có nguồn gốc tự nhiên hay tổng hợp mà khi cho một lượng nhỏ vào hỗn hợp bê tông sẽ làm thay đổi tính chất công nghệ của bê tông, hay tính chất sử dụng của bê tông đã hóa rắn theo ý muốn; tăng tính lưu động của hỗn hợn bê tông, giảm lượng dùng nước và xi măng, điều chỉnh thời gian ninh kết và rắn chắc, nâng cao cường độ và tính chống thấm của bê tông Hiện nay, có rất nhiều loại phụ gia có mặt trên thì trường Việt Nam với những tính năng ưu việt như Phụ gia giảm nước, Phụ gia kéo dài thời gian ninh kết, Phụ gia siêu hóa dẻo… tuy nhiên chi phí lại cao hơn so với mặt bằng chung ở Đà Nẵng loại phụ gia chất lượng cao, chi phí hợp lý thì chưa được phổ biến rộng rãi
Trong phần chế tạo cấp phối bê tông M700 ở đề tài này, tác giả dùng thêm phụ gia Lotus 301M , Sika PP1
Sika PP1 có tác dụng tăng cường độ (rất ít), chủ yếu là chống ăn mòn
Tro bay
- Nguốc gốc tro bay chuyên dùng cho bê tông tươi ở những tỉnh miền Trung được lấy ở Vũng Áng – Hà Tĩnh.
- Các tính chất cơ bản của tro bay : Tăng Mac bê tông, Giảm khả năng xâm thực của nước, chống chua mặn, Hạ nhiệt cho bê tông.
- Tro bay vốn là phế liệu của các nhà máy nhiệt điện chạy bằng than cám lúc này đây đã trở thành một mặt hàng vật liệu xây dựng (VLXD) được nhiều người quan tâm.Nhà máy Nhiệt điện Phả Lại, nguồn cung cấp tro bay duy nhất đã được nhiều người tìm đến và viếng thăm nhà máy kể cả khách nước ngoài Sở dĩ tro bay được quan tâm như thế, vì như một tài liệu kinh điển về bê tông đã viết: tro bay là một puzzolan phổ biến nhất cho bê tông Khi nhu cầu nhiều mà tro bay lại không đủ cung cấp Có nhiều người còn lo rằng nếu quyết định dùng tro bay trong bê tông cho công trình lớn như vậy, liệu có đủ tro bay để dùng và việc cung cấp có kịp tiến độ thi công không? và rồi đường sá xa xôi như thế, giá tro bay sẽ đội lên, thì giá phế phẩm tro bay và chính phẩm xi măng có khi xấp xỉ nhau Có dự án xây dựng biết lo xa tính trước và để giữ thế chủ động trong thi công đã quyết định thay thế tro bay bằng một loại puzzolan thiên nhiên nào đó ở gần công trình xây dựng, đó cũng là điều tốt: sử dụng tro bay trong xây dựng giống như đi săn, bằng một mũi tên bắn được 3 con thỏ, có nghĩa là đạt được 3 lợi ích không nhỏ chút nào: một là ngành xây dựng có phụ gia khoáng hoạt tính pha vào xi măng và bê tông để cải thiện tính chất của nó theo hướng mong muốn, hai là nhà máy nhiệt điện có thêm lợi ích và ba là môi trường không bị ô nhiễm Hồ chứa tro bay Phả Lại là một kho vàng đen nho nhỏ, có lúc vơi, đầy, nhưng không bao giờ cạn.
- Ứng dụng trong xây dựng đường ô tô và sân bay:
- Việc sử dụng phụ gia tro bay trong xây dựng đường đã được nghiên cứu bước đầu và chưa được ứng dụng nhiều trong sản xuất Dưới đây là một số hướng nghiên cứu về vấn đề này.
+ Trong việc xây dựng các loại mặt đường cứng (đường ô tô và mặt đường sân bay), cũng có các yêu cầu như đối với các loại công trình khác sử dụng bê tông Những vấn đề cơ bản ở đây là : Yêu cầu về cường độ, về không chế phát sinh nhiệt chống nứt, về công tác đầm lèn bê tông vv Nếu nghiên cứu sử dụng phụ gia tro bay chắc chắn sẽ đạt hiệu quả cao.
+ Với tính chất của tro bay, nếu chúng cấp phối đá dăm sẽ tăng độ dính kết, giảm độ phân tầng cho cấp phối đá dăm, tăng cường độ cho vật liệu.
+ Trong bê tông nhựa, theo các tài liệu của Mỹ, tro bay còn làm phụ gia cho bê tông nhựa, giảm lượng nhựa đồng thời tăng ổn định dính bám giữa các cốt liệu, chống hoá già cho bê tông nhựa.
+ Trong đất gia cố, nếu dùng đất gia cố với tro bay sẽ có cường độ khá cao, loại vật liệu này hoàn toàn có thể sánh với gia cố vôi và một số hoá chất chất khác Loại đất gia cố này dùng làm móng đường hoặc gia cố lề, mái dốc ta luy sẽ có hiệu quả cao vì độ ổn định và tính dính kết của nó.
Kết luận
- Như vậy, các nguồn vật liệu cơ bản tại địa phương hoàn toàn có khả năng đáp ứng được để chế tạo bê tông cấp độ bền B45, B50, B55.
THÍ NGHIỆM VÀ ĐÁNH GIÁ SỰ PHÁT TRIỂN CƯỜNG ĐỘ CỦA BÊ TÔNG CƯỜNG ĐỘ CAO VÀ ĐÁNH GIÁ SỰ ẢNH HƯỞNG CỦA HÀM LƯỢNG ĐÁ
Cấp phối cơ sở bê tông đề xuất
Trong nghiên cứu này, cấp phối có thành phần như bảng dưới đây được đề xuất trên cơ sở tham khảo tài liệu và thực nghiệm nhiều lần tại phòng thí nghiệm, dự kiến chế tạo bê tông cấp bền B50 tương ứng với M700
Hình 3.1 Cân, đo khối lượng vật liệu cát, đá cho cấp phối
Hình 3.2 Cân, đo khối lượng xi măng, nước, sika cho cấp phối
Hình 3.3 Đo độ sụt, đúc mẫu cho cấp phối
Sự phát triển của bê tông theo thời gian
Hình 3.4 Nén mẫu 1 ngày tuổi
Hình 3.5 Nén mẫu 2 ngày tuổi
Hình 3.6 Nén mẫu 3 ngày tuổi
Hình 3.7 Nén mẫu 7 ngày tuổi
Hình 3.8 Nén mẫu 14 ngày tuổi
BẢNG THEO DÕI CƯỜNG ĐỘ BÊ TÔNG THEO THỜI GIAN
Diện tích chịu ép (cm2)
Cường độ mẫu (daN/cm2 )
Cường độ yêu cầu (daN/cm2 )
Ảnh hưởng của hàm lượng cốt liệu đá
Phân tích ảnh hưởng của cốt liệu đá đến các tính chất về phát triển cường độ theo thời gian.
Đánh giá tính khả thi của cấp phối bê tông
3.5.1 Đánh giá về kỹ thuật
Theo như thí nghiệm này, ta có thể sản xuất đại trà tại địa phương
3.5.2 Đánh giá về giá thành
- Giá thành về vật liệu
- Giá thành về thi công
- Khả thi: o Chế tạo các cấu trúc kiến trúc đặc biệt o Xây dựng công trình nhà? o Xây dựng công trình cầu? o Chế tạo các sản phẩm hạ tầng như hào kỹ thuật, tấm chắn rác, nắp hố ga? o Thủy điện, nhà máy nước. o Khả thi cho sửa chữa các công trình hạ tầng, giao thông, sân bay, cầu cảng không. o Sử dụng ở vị trí nào trong công trình dân dụng, công nghiệp….
Đánh giá sản phẩm bê tông chế tạo từ hỗn hợp vữa trộn sẵn
Việc chế tạo bê tông cường độ cao có yêu cầu khá cao về công nghệ như đã trình bày ở các phần trước, do đó hiện tại có nhiều đơn vị sản xuất với trang thiết bị hiện đại đã chế tạo các hỗn hợp vữa trộn sẵn Người sử dụng chỉ cần trộn vữa với một tỉ lệ đá thích hợp thì có thể chế tạo được bê tông với cường độ khá cao vào có