Bê tông - Phần 5 ppsx

235 Thông thờng dùng chế độ hấp nh sau: tăng nhiệt trong 2 ữ 3 giờ từ nhiệt độ thờng đến nhiệt độ hấp, hấp 6 ữ 8 giờ và làm nguội trong 2 giờ từ nhiệt độ hấp xuống nhiệt độ thờng. Đối với bê tông dùng xi măng pooclăng, nhiệt độ hấp 85 ữ 90C trong môi trờng hơi nớc bão hòa; còn đối với xi măng pooclăng puzơlan nhiệt độ hấp bằng 90 ữ 95C. Trong điều kiện ở công trờng, không có phòng chng hấp ở nớc ta đã dùng phơng pháp hấp trong lều bạt. Lều bạt đợc đóng kín, bên trong để cấu kiện, xả hơi nớc nóng vào để hấp cấu kiện bê tông. Phơng pháp này cơ động, giải quyết đợc yêu cầu chng hấp cấu kiện ở hiện trờng, tuy nhiên có nhợc điểm là mất nhiệt nhiều. 4. Vận chuyển và bảo quản Các cấu kiện bê tông cốt thép có cờng độ cao, nhng lại rất dòn, cho nên phải đợc vận chuyển và bảo quản cẩn thận, tránh va chạm mạnh, làm sứt mẻ góc cạnh và phát sinh vết nứt. Các cấu kiện cần đợc xếp thành từng hàng ngay ngắn trên các đà gỗ để tránh va chạm khi đặt xuống. Nói chung các cấu kiện phải đợc xếp theo chiều chịu tải trọng. Các tấm lát cần xếp nằm, các sà nặng chữ I và các dàn nặng phải xếp nghiêng. Khi vận chuyển bằng các loại xe chuyên dụng, các cấu kiện bằng bê tông cốt thép cần đợc xếp dọc theo chiều chuyển động. Trên công trờng các cấu kiện cần đợc xếp trong tầm với của các loại cần trục để tránh việc di chuyển tốn công sức. Đ5.5. phơng hớng v biện pháp tiết kiệm xi măng trong bê tông Xi măng là một loại vật liệu đắt tiền. Tiết kiệm đợc xi măng thì sẽ hạ đợc giá thành bê tông và công trình. Tính toán cho thấy rằng nếu tiết kiệm đợc 10% khối lợng xi măng sử dụng trong phạm vi cả nớc thì từ nay đến năm 1980, hàng năm có thể dành ra 15 đến 20 triệu đồng tiền vốn xây lắp. Việc tiết kiệm xi măng không chỉ có ý nghĩa kinh tế mà còn có ý nghĩa về kỹ thuật. Khi xi măng giảm thì độ co ngót của bê tông cũng giảm, khả năng chống nứt nẻ tăng. Đặc biệt trong bê tông khối lớn nói chung, công trình thủy lợi nói riêng việc giảm xi măng sẽ làm giảm lợng nhiệt thủy hóa, tránh đợc hiện tợng nứt nẻ do nhiệt thủy hóa gây nên. Trong sự nghiệp xây dựng chủ nghĩa xã hội, việc tiết kiệm nguyên vật liệu đợc coi là một yêu cầu thờng xuyên và một chính sách kinh tế. Vì vậy việc tiết kiệm xi măng 236 không chỉ đợc đặt ra trong lúc chúng ta còn thiếu xi măng mà ngay cả khi ta đã sản xuất đủ dùng, thậm chí có thừa để xuất khẩu. Dới đây là một số phơng hớng và biện pháp tiết kiệm xi măng trong bê tông. Các biện pháp này cũng có thể áp dụng cho vữa xây dựng. I. Các biện pháp có liên quan đến ximăng 1. Tăng độ mịn của ximăng Độ mịn xi măng càng cao, tức là hạt xi măng càng nhỏ thì hoạt tính (mác) của xi măng càng cao, nh vậy có thể giảm lợng dùng xi măng trong bê tông nhng vẫn đảm bảo yêu cầu về cờng độ. 2. Nghiền ớt ximăng Chở clanhke tới công trình hoặc xí nghiệp bê tông và nghiền ớt. Làm nh vậy có hai cái lợi: - Clanhke không giảm phẩm chất trong quá trình vận chuyển và cất giữ, ngay cả khi tiếp xúc với môi trờng không khí ẩm ớt. Việc nghiền ớt làm cho xi măng nhỏ hơn và thủy hóa tốt hơn do đó tăng cờng độ bê tông. Nếu giữ nguyên cờng độ bê tông thì lợng xi măng có thể giảm đi. 3. Bảo quản tốt xi măng trong quá trình vận chuyển và bảo quản theo đúng điều lệ về bảo quản xi măng để xi măng không bị giảm phẩm chất và mác xi măng giảm xuống. Theo tài liệu nớc ngoài trong quá trình cất giữ dù đợc đảm bảo tốt phẩm chất của xi măng cũng giảm nh sau: Sau 3 tháng giảm 20%; Sau 6 tháng giảm 30%; Sau 12 tháng giảm 40%. Trong điều kiện khí hậu nóng và ẩm ở nớc ta phẩm chất của xi măng có thể giảm nhiều hơn. Bảo quản tốt xi măng cũng là một biện pháp tiết kiệm ximăng. 4. Không để xi măng đổ vãi trong khi vận chuyển bảo quản và sử dụng ở hiện trờng. Khi dùng không hết bao thì bọc kín để xi măng không bị giảm phẩm chất. 5. Thay thế xi măng bằng các kết dính mác thấp nh vôi thủy, vôi puzơlan, chất kết dính đôlômi - puzơlan, v.v trong các trờng hợp cho phép. 6. Dùng xi măng pooclăng puzơlan để chế tạo bê tông ở trong nớc, dới đất, ở nơi ẩm ớt thay cho xi măng pooclăng. Trong xi măng pooclăng puzơlan có một phần là puzơlan, nên tiết kiệm đợc clanhke của xi măng pooclăng. II. Các biện pháp có liên quan đến cốt liệu 237 1. Dùng cốt liệu có cấp phối tốt Khi đó mức hổng của cốt liệu nhỏ, lợng vữa xi măng dùng để nhét khe kẽ của cốt liệu sẽ giảm, nhờ đó có thể tiết kiệm đợc ximăng. Dùng cấp phối gián đoạn cũng có thể đạt đợc mục đích đó. 2. Dùng cốt liệu có phẩm chất tốt Theo công thức tính cờng độ bê tông bôlômây - xkrămtaep, ứng với các loại vật liệu khác nhau sẽ có các hệ số khác nhau. Ngời ta phân ra làm ba loại vật liệu (chủ yếu là cốt liệu): loại kém, loại vừa và loại tốt (bảng 5.18). Theo tài liệu Liên Xô khi chế tạo bê tông mác 300 bằng xi măng mác 400 với độ khô cứng của hỗn hợp bê tông là 30 giây, và cốt liệu có D max = 10mm, thì lợng dùng xi măng trong bê tông ứng với các loại cốt liệu có phẩm chất khác nhau nh sau: - Với cốt liệu phẩm chất tốt, lợng xi măng bằng 306 kg/m 3 (100%). - Với cốt liệu phẩm chất trung bình, lợng xi măng bằng 323kg/m 3 (105%). - Với cốt liệu phẩm chất kém, lợng xi măng bằng 345kg/m 3 (113%). 3. Dùng đá có D max lớn và cát có M đl lớn Khi đó lợng vữa xi măng để nhét khe kẽ và bao mặt ngoài hạt cốt liệu giảm đi, do đó tiết kiệm đợc một phần xi măng. Khi dùng mức ngậm cát trong hỗn hợp cát đá hoặc trong bê tông nhỏ cũng tiết kiệm đợc xi măng. 4. Dùng cốt liệu có lợng ngậm tạp chất nhỏ, đặc biệt là cốt liệu sạch có lợng ngậm mica ít III. Các biện pháp có liên quan đến bê tông 1. Không dùng một loại bê tông đồng nhất cho toàn bộ công trình mà dùng các mác bê tông khác nhau theo yêu cầu của từng bộ phận công trình. 2. Tính chính xác thành phần bê tông, kiểm tra lại kết quả tính toán bằng thực nghiệm. Lợng dùng xi măng phải tính theo khối lợng. 3. Xác định bê tông theo loại cờng độ yêu cầu. 4. Dùng mức ngậm cát hợp lý nhất Cát là cốt liệu nhỏ có mức hổng và tỉ diện lớn hơn nhiều so với đá, do đó yêu cầu nhiều vữa xi măng để nhét khe kẽ và bao mặt ngoài. Nếu mức ngậm cát lớn lợng vữa xi măng phải nhiều, nhng nếu mức ngậm cát nhỏ quá không đủ nhét kẽ đá thì vữa xi măng cũng phải nhiều để nhét kẽ đá thay cát. Vì vậy nếu mức ngậm cát hợp lý sẽ đảm bảo lợng vữa xi măng ít nhất, do đó tiết kiệm ximăng. 5. Tận dụng thời kỳ sau của bê tông. ở Liên Xô đối với bê tông công trình thủy lợi dùng mác bê tông ở tuổi 180 ngày. 238 ở nớc ta, Bộ Thủy lợi cũng có thông tri số 3317 TL/KT quy định dùng mác bê tông ở tuổi 60, 90 ngày trong xây dựng các công trình thủy lợi và quy định các hệ số tính đổi từ cờng độ bê tông R 60 và R 90 ra R 28 nh sau: R 60 = 1,15R 28 R 90 = 1,25R 28 Sở dĩ quy định dùng mác bê tông ở tuổi dài ngày nh vậy là vì trong thực tế ít có công trình hoặc kết cấu nào sau 28 ngày từ khi đổ bê tông đá phải chịu đủ lực thiết kế, mà thờng là 6 tháng đến một vài năm. Nếu dùng cờng độ bê tông ở tuổi 28 ngày để thiết kế công trình thì sẽ lãng phí. Để tính sơ bộ lợng xi măng tiết kiệm đợc trong 1m 3 bê tông thì dùng R 90 thay R 28 , có thể làm nh sau: Thí dụ cờng độ yêu cầu của bê tông là 200kG/cm 2 . Lấy R 90 = 200kG/cm 2 , vậy 28 200 R 160 1, 25 ==kG/cm 2 nếu lấy R 90 = 200 kG/cm 2 , cờng độ sẽ thừa R = 40kG/cm 2 . Công thức Bôlômây - Xkrămtaep khi X 1, 25 N : bx X RAR 0,5 N = Nếu giữ nguyên R x mà muốn tăng cờng độ bê tông R b thì phải tăng một lợng xi măng tơng ứng là X. bb x xbx x bx b x XX RRAR 0,5 N XXX AR 0,5 R AR 0,5 AR NNN X RAR N R.N X A.R + + = += + = = Nếu A = 0,60, N = 170 l, R x = 400 và R b = 40kG/cm 2 . thì : 40 170 X28k g 0,6 400 ì = = ì Nh vậy trong 1m 3 bê tông tiết kiệm đợc 28 kg xi măng khi dùng R 90 thay R 28 . 239 6. Dùng bê tông khô ( N X = 0,3 0,4; SN = 0 hoặc ĐC = 60 200 giây) hoặc bê tông khô vừa ( N X = 0,4 0,5; SN = 0 1 hoặc ĐC = 30 60 giây). Trong bê tông khô lợng nớc dùng ít. Lợng nớc càng ít mà bê tông vẫn đảm bảo đầm tốt thì cờng độ càng tăng lên (xem hình 5.25, nhánh bên phải của biểu đồ). Tuy nhiên cần phải thấy rằng bê tông càng khô trộn và đầm càng khó khăn, phải dùng máy trộn cỡng bức và máy đầm mạnh phải đảm bảo chất lợng thi công bê tông. ở nớc ta một số nơi đã dùng bê tông khô tới mác 200 và 150, tỉ lệ N X = 0,43 ữ 0,45. Phẩm chất bê tông tốt, bê tông đặc chắc, mặt kết cấu mịn nhẵn. Trong mỗi mét khối bê tông tiết kiệm đợc khoảng 10 ữ 20 kg ximăng. Ngoài ra bê tông khô còn có u điểm cứng nhanh hơn, điều này càng quan trọng đối với bê tông đúc sẵn. Khi dùng bê tông dẻo phải 10 ữ 15 ngày mới đúc đợc một tấm nhng khi dùng bê tông khô thì chỉ cần 5 ngày và thời gian thi công đợc rút ngắn rất nhiều. Trong hoàn cảnh nớc ta cha có nhiều máy trộn cỡng bức nhng việc tăng cờng trộn và đầm cũng đem lại hiệu quả nhất định. Theo tài liệu nớc ngoài khi chế tạo loại bê tông mác 300 với xi măng mác 400 và cốt liệu lớn với D max = 20mm, nếu ta tăng độ khô cứng của bê tông từ 25 giây lên 100 giây mà không thay đổi tỉ lệ N X thì có thể tiết kiệm đợc khoảng 25kg xi măng trong 1m 3 bê tông, nghĩa là khoảng 9% lợng dùng xi măng trong bê tông. 7. Pha phụ gia khoáng vật Khi mác xi măng quá cao so với yêu cầu có thể pha phụ gia hoạt tính để giảm mác xi măng đến mác xi măng yêu cầu. Khi mác xi măng cao quá. Nếu tính toán theo công thức Bômômây - Xkrămtaep thì lợng xi măng sẽ ít. Nhng khi xi măng ít quá thì không đảm bảo độ đặc chắc và tính bền của bê tông, nên vẫn phải tăng xi măng để đảm bảo độ đặc chắc và tính bền. Nếu pha phụ gia khoáng vật nghiền nhỏ vào bê tông thì không cần phải tăng xi măng nữa, nh vậy là tiết kiệm đợc một phần xi măng trong bê tông. Cách tính lợng phụ gia khoáng vật pha vào bê tông và xi măng có thể tiến hành theo hai hớng sau đây: a) Tính lợng phụ gia pha vào bê tông khi N X theo yêu cầu của cờng độ lớn hơn theo yêu cầu tính bền để tiết kiệm xi măng trong bê tông (1) . (1) Theo phơng pháp giới thiệu trong tài liệu của . . Xpata. 240 Coi lợng phụ gia không làm thay đổi yêu cầu nớc của xi măng hỗn hợp (coi lợng phụ gia nh một thành phần của chất dính kết). Yêu cầu phải thỏa mãn hai điều kiện sau đây: - Tỉ số 1 N x XPG = + (khi có pha phụ gia) không đợc lớn hơn trị số tra ở bảng 5.21. - Tỉ số 2 N x X = không đợc lớn hơn trị số xác định theo công thức của Bôlômây - Xkrămtaep để đảm bảo cờng độ yêu cầu của bê tông. Theo cờng độ có thể cho phép tỉ lệ N X lớn hơn theo yêu cầu của tính bền thì x 2 > x 1 . 1 N x XPG = + nên N = x 1 (X + PG) x 2 = N X nên N = x 2 .X Khi đó: x 2 (X + PG) = x 2 X và: 21 1 X(x x ) PG x = Trong đó: X - lợng xi măng trong 1m 3 bê tông đã tính đợc theo yêu cầu cờng độ (khi đã biết N X và N nh trong mục 2C.III Đ5.2); x 1 - tỉ lệ N X xác định theo bảng 5.21; x 2 - tỉ lệ N X xác định theo yêu cầu cờng độ (tính theo công thức Bôlômây - Xkrămtaep. Nếu biết lợng chất dính kết, để đảm bảo yêu cầu tính bền (hỗn hợp xi măng + phụ gia) thì lợng phụ gia pha thêm có thể tính theo các công thức sau đây (theo các công thức nêu trên). X = (X + PG) 1 2 x x Và: PG = (X + PG ) X Dới đây là một ví dụ cụ thể: 241 Nếu theo điều kiện cờng độ 2 N x0,7 X == và theo điều kiện tính bền 1 N x0,6 XPG == + và lợng dùng xi măng trong 1m 3 bê tông theo yêu cầu của cờng độ X = 250 kg/m 3 khi đó lợng phụ gia khoáng vật pha trộn vào bê tông sẽ bằng: 3 21 1 X(x x ) 250(0,7 0,6) PG 40k g /m x0,6 == = và lợng chất dính kết trong bê tông sẽ bằng 250 + 40 = 290 kg/m 3 . Nếu x 2 vẫn bằng 0,7 và x 1 vẫn bằng 0,6. Nhng lợng chất dính kết theo yêu cầu của tính bền là 250kg/m 3 thì lợng xi măng sẽ bằng: X = (X + PG) 1 2 x 0,6 250 214 x0,7 == kg/m 3 . và lợng phụ gia: PG = 250 - 214 = 36 kg/m 3 . b) Xác định tỉ lệ pha phụ gia khoáng vật thích hợp và xác định mác xi măng sau khi pha phụ gia. Mục đích chủ yếu của hớng này là giảm mác xi măng khi mác xi măng quá cao theo yêu cầu của mác bê tông và tất nhiên cũng để tiết kiệm xi măng (phần xi măng nghiền từ clanhke) trong bê tông. Cơ sở của phơng hớng này là: - Lợng phụ gia khoáng vật hoạt tính pha vào xi măng phải bảo đảm để thành phần SiO 2 hoạt tính trong phụ gia đủ hút hết vôi (tác dụng hết với vôi) do C 3 S trong xi măng sinh ra khi tác dụng với nớc (thủy hóa). - Cơ sở để xác định mác xi măng hỗn hợp sau khi pha phụ gia hoạt tính là mác xi măng mới sẽ tỉ lệ với lợng clanhke trong xi măng hỗn hợp. Nếu khi không pha phụ gia, xi măng có mác là R 1 và khi pha phụ gia lợng xi măng thực tế có trong hỗn hợp chỉ là X% thôi thì mác xi măng mới sẽ là: 1 2 R RX 100 = Ví dụ: pha phụ gia khoáng vật hoạt tính chất puzơlan vào xi măng (clanhke) mác 500 để đợc xi măng puzơlan, biết rằng trong puzơlan có 60% SiO 2 hoạt tính còn trong clanhke có 50% C 3 S. Xác định lợng puzơlan pha trộn và mác xi măng puzơlan. Khi C 3 S tác dụng với nớc sẽ sinh phản ứng: 3CaO.SiO 2 + nH 2 O = 2CaO. SiO 2 . (n-1)H 2 O + Ca(OH) 2 242 228 74 Khi SiO 2 hút vôi Ca(OH) 2 sẽ sinh ra CaO. SiO 2 . H 2 O. Nh vậy nên SiO 2 là 60 thì Ca(OH) 2 là 74. Trong clanke có 50% C 3 S thì lợng vôi Ca(OH) 2 sinh ra sẽ là: 74 50 16,5% 228 = Lợng SiO 2 cần thiết để hút hết lợng vôi đó sẽ là: 60 16,5 74 ì Trong puzơlan có 60% SiO 2 , vậy lợng puzơlan cần thiết phải pha vào xi măng sẽ là: 60 16,5 100 22% 74 60 ì = Nh vậy cứ 100% clanhke pha với 22% puzơlan và tỷ lệ xi măng (clanhke) trong xi măng puzơlan là: 100 82% 122 = Mác xi măng puzơlan sẽ là: x.pu x 82 82 R R 500. 410 100 100 == = Nh vậy coi R x.pu = 400. 8. Pha phụ gia cứng nhanh để tăng cờng độ ban đầu của bê tông. Khi cờng độ ban đầu (chẳng hạn cờng độ ở tuổi 3 ngày) đợc coi là cờng độ thiết kế thì việc dùng phụ gia cứng nhanh có tác dụng tăng cờng độ. Chẳng hạn pha phụ gia CaCl 2 sẽ có thể tăng gấp đôi cờng độ bê tông ở tuổi 3 ngày. Ví dụ nh khi yêu cầu R 3 = 200kG/cm 2 mà không pha phụ gia CaCl 2 thì lợng xi măng sẽ hao phí thêm tới 65% khi giữ nguyên lợng nớc trong bê tông. 9. Pha phụ gia hoạt tính bề mặt Khi pha phụ gia này độ dẻo của bê tông tăng lên và lợng nớc có thể giảm. Do đó, lợng xi măng cũng giảm nhng độ dẻo và cờng độ bê tông vẫn đảm bảo. Khả năng tiết kiệm xi măng có thể đạt tới 8 ữ 12%. IV. Các biện pháp có liên quan đến thi công bê tông 1. Dùng các biện pháp tăng cờng độ của bê tông nh đầm hai lần, trộn hai pha (trộn trớc và vữa xi măng sau đó thêm cát và đá) v.v 243 a) Phơng pháp đầm hai lần đã đợc nghiên cứu nhiều ở nớc ngoài và nớc ta cũng đã đợc nghiên cứu. Kết quả nghiên cứu thấy rằng việc đầm lại nên tiến hành trong thời gian khi bê tông bắt đầu ninh kết cho đến khi kết thúc ninh kết. - Việc đầm lại có thể làm tăng cờng độ bê tông tới 40 ữ 50%. Do đó cũng có tác dụng giảm lợng ximăng. - Việc đầm lại còn làm tăng khả năng chống thấm của bê tông, tăng tính dính bám của bê tông với cốt thép là giảm hiện tợng co nứt khi bê tông khô cứng. b) Phơng pháp trộn hai pha đợc áp dụng ở Pháp và Đức. Đầu tiên trộn xi măng với nớc và một ít cát, sau đó mới trộn thêm cát và đá. Do xi măng đợc trộn, tới với nớc, nên việc thủy hóa xi măng đợc thực hiện tốt hơn, nâng cao đợc cờng độ bê tông. 2. Dùng phơng pháp đầm tốt để tăng độ đặc chắc của bê tông Ví dụ nh khi chế tạo bê tông mác 400 nếu độ đặc chắc của bê tông tăng từ 92% lên tới 98% thì tất nhiên cờng độ tăng lên và từ đó tiết kiệm đợc tới 126 kg xi măng trong 1m 3 bê tông (khoảng 40% lợng dùng xi măng trong 1m 3 bê tông). 3. Trộn đá hộc vào bê tông sẽ giảm đợc một khối lợng bê tông tơng đơng với thể tích đá hộc. Theo tài liệu của Liên Xô bằng cách này có thể tiết kiệm đợc 20 ữ 30% khối lợng xi măng dùng. Kết quả thí nghiệm ở ta cho thấy bằng cách trộn đá hộc độ co ngót của bê tông sẽ giảm và lợng xi măng tiết kiệm đợc vào khoảng 20%. 4. Không để bê tông vơng vãi. . công bê tông. ở nớc ta một số nơi đã dùng bê tông khô tới mác 200 và 150 , tỉ lệ N X = 0,43 ữ 0, 45. Phẩm chất bê tông tốt, bê tông đặc chắc, mặt kết cấu mịn nhẵn. Trong mỗi mét khối bê tông. Trong bê tông khô lợng nớc dùng ít. Lợng nớc càng ít mà bê tông vẫn đảm bảo đầm tốt thì cờng độ càng tăng lên (xem hình 5. 25, nhánh bên phải của biểu đồ). Tuy nhiên cần phải thấy rằng bê tông. ximăng. Ngoài ra bê tông khô còn có u điểm cứng nhanh hơn, điều này càng quan trọng đối với bê tông đúc sẵn. Khi dùng bê tông dẻo phải 10 ữ 15 ngày mới đúc đợc một tấm nhng khi dùng bê tông khô thì