Lý thuyết bê tông cường độ cao

 Lý thuyết Bê tông cường độ cao     -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 concretes), theo người Pháp là BHP (BET0NS A HAUTE PERORMANCES ). - Bê tông cường độ cao (High Strength concrete) là loại bê tông có cường độ chịu nén tuổi 28 ngày, lớn hơn 60 MPa, với mẫu thử hình trụ có D = 15 cm , H = 30cm. Cường độ chịu nén sau 24 giờ ≥ 35 MPa , cường độ chịu nén ở tuổi 28 ngày ≥ 60 MPa. Mẫu thử được chế tạo, dưỡng hộ, 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.  !"#$ % 1.Cải thiện cường độ vùng chuyển tiếp -Khi tỷ lệ N/CKD =0.4-0.7, cường độ bê tông thấp hơn cường độ vữa xi măng cùng tỷ lệ; -Giảm tỷ lệ N/CKD; -Chất siêu mịn: muội silic , tro bay , metacaolanh, tro trấu có tác dụng làm đầy và hoạt tínhpuzolan SiO 2 +Ca(OH) 2 = C-S-H(phảnứng hút vôi ) -Phụ gia giảm nước mức độ cao đến 40%, qua đó làm giảm lượng nước, độ rỗng của hỗn hợp bê tông giảm làm cho bê tông có cường độ cao hơn. 2.Cải thiện cường độ đá xi măng -Các nguyên tắc ứng xử của vật liệu dòn, chẳng hạn như gốm, có thể được sử dụng để xác định quan hệ cấu trúc- tính chất của bê tông chất lượng cao. Sự phụ thuộc của cường độ chịu kéo vào độ rỗng: S=S o .e -bp . Sự phụ thuộc của cường độ chịu nén với độ rỗng : f c ’= f o ’ (1-p) m p- hệ số rỗng b- hệ số phụ thuộc vào kích thước và hình dạng của lỗ rỗng; m- hệ số phụ thuộc lực liên kết giữa các tinh thể, hình dạng và  &'()*+$,- (./ - Cấu trúc vùng chuyển tiếp có ý nghĩa quyết định đối với bê tông cường độ cao.vùng này có cấu trúc kết tinh, rỗng nhiều hơn và cường độ nhỏ hơn vùng hồ, do vùng này có chứa nước tách ra khi hồ xi măng rắn chắn. ở vùng này còn chứa các hạt xi măng chưa thủy hóa và các hạt CaO tự do. - Các đặc tính của vùng chuyển tiếp trong bê tông thường gồm mặt nứt, vết nứt, cấu trúc c-s-h và bề mặt các hydrat. Ví dụ các vết nứt xuất hiện bao quanh các hạt silic và phát triển vượt qua hồ xi măng. Trên mặt trượt của cốt liệu, các hydrat gồm tấm Ca(OH) 2 và các sợi silicat (sợi C-S-H). chúng chỉ được liên kết rất yếu vào cốt liệu và tách ra dễ dàng. Sự kết tinh có định hướng của Ca(OH) 2 cũng được quan sát thấy trên các hạt cốt liệu silic. - Vùng chuyển tiếp trong bê tông cường độ cao có độ rỗng lớn và được cải thiện nhờ muội silic. Biến đổi cấu trúc của bê tông theo cường độ phát triển theo ba cấp sau: + trong bê tông thường vùng chuyển tiếp là vùng tiếp xúc rỗng có các mặt nứt và vết nứt. cấu trúc C-S-H có dạng sợi + vùng chuyển tiếp của bê tông Câu 9: Lợi ích cơ bản của BTCDC về khả năng chịu lực và tuổi thọ khai thác kết cấu. Lợi ích về tính năng sử dụng lâu dài và tăng cường độ do đó BTCĐC được sử dụng trong kết cấu cho phép chịu tải trọng lớn hơn, và giảm được kích thước của cấu kiện bộ phận chịu lực. BTCĐC được sử dụng trong các kết cấu cầu nhằm tăng chiều dài nhịp, khẩu độ, giảm được chiều cao kết cấu và loại bỏ được các tuyến dầm không cần thiết. Do đó mang lợi ích về kinh tế. Hiện tại các nghiên cứu đang được tiến hành nhằm giải quyết các vấn đề liên quan đến thiết kế chống cắt, chịu uốn và các vấn đề nghiên cứu phát triển lắp ghép theo chiều dài cho các kết cấu dự ứng lực có cường độ khác nhau. Do cải thiện được các đặc tính về mặt cấu trúc của BT thường nên BTCĐC có độ bền với môi trường cao hơn, cùng với một số tính chất cơ học tốt hơn so với BT thường.  Câu 13: Co ngót của BTCĐC Các biến dạng tự do của bê tông (co ngót và nở) là những tính chất quan trọng nhất đối với người xây dựng. Việc kiểm tra chính xác công trình đòi hỏi tính đến các biến dạng này. Hơn nữa, các biến dạng tự do không đồng nhất trong các khối thường dẫn đến các vết nứt, các rãnh đặc biệt thấm nhập các tác nhân gây hại. Co ngót là hiện tượng BT giảm thể tích khi khô cứng trong không khí. A.Cơ chế lý – hoá của co ngót bê tông thường Hai chỉ tiêu nội tại kiểm soát các biến dạng tự do của bê tông: nhiệt độ và hàm lượng nước tự do. Ta biết rằng nhiệt độ bê tông có thể biến đổi theo thời gian, hoặc do thủy hóa (các phản ứng thường tỏa nhiệt và đóng vai trò là nguồn gây nhiệt nội tại),hoặc do trao đổi nhiệt với phần còn lại của cấu kiện hay môi trường. Sự biến đổi nhiệt độ này dẫn đến các biến dạng tự do tỉ lệ với chúng theo một hệ số quen thuộc (hệ số giãn nỡ nhiệt, giảm dần khi tăng phản ứng thủyhóa). Cũng như vậy, hàm lượng nước tự do có thể thay đổi bên trong do thủy hoá mất một phần nước, hay bên ngoài do biến đổi độ ẩm. Có thể chia co ngót thành 3 giai đoạn sau: B.Các nhân tố ảnh hưởng đến độ co ngót *Tỷ lệ N/XM Co ngót của hồ xi măng đã thủy hóa tăng nếu tỷ lệ N/XM tăng bởi vì ở tuổi muộn ta có thể xác định được lượng nước bay hơi trong hồ xi măng và tốc độ dịch chuyển nước ra bề mặt mẫu thử. *Cốt liệu Là nhân tố ảnh hưởng lớn nhất đến co ngót, chúng cản trở sự co ngót xảy ra. Tỷ lệ co ngót của BT (Sc)/ tỷ lệ co ngót của xi măng (Sp) phụ thuộc vào hàm lượng cốt liệu trong BT(a) và bằng: Sc = Sp(1-a)^n n: hệ số kinh nghiệm từ 1,2-1,7 Tính đàn hồi của cốt liệu, nguồn gốc của cốt liệu, tính chất của xi măng cũng ảnh hưởng đến co ngót. Để giảm co ngót cần lựa chọn thành phần thích hợp, hạn chế lượng nước trộn, đầm chặt BT, giữ cho BT thường xuyên ẩm trong giai đoạn đầu.  0123 -4 56'"78  .*3  9: ;9:8<3 6'=(7$ '<>8.?@A+( BC(>-DE*36 C'F=(7" ;8.<=(G ,-1'()8HIJK L*3'()8. ;":8.-M ('<1*3N<1OPQ (.?'<>?3<> 8*R<%?BG -C(S?HPQ6 AT8HIJ ;92:8 2C*L*3#U 6'28. L?2#QAT*1 C:-?E ;J3HT<3@ 6VAW(G,-*EL 82'.J3H9 #U8*R<?3 -4*3V<-C>-*R< ;XYEXZ ;JK ;C<>"*98[\]^ ?_; ?`O a bC<%A%   .(D3-M2 %.c dHC(<F?@ C2b83 .3-4\e `; `fg< e a  5;a5f hi e a `; `f*3e?Je ;T1%?"L*1% IJ ;[=#T%6-j< <3#<>*GA ;b <%(.(<%h \kgkhlm5f .(<%\kgkh^`5;m5f ;>(BnAM5; `f <>IJ JB< ;dHC<3B#-o8H =2B#P'\< ;.3-4\e lp`f ;T12T(D <35qX"%I2# 55<4 ;/6E@`555; 5555  O2 ;coC<3af ;[=#<34?%6 -j<?#'()*+ $,- >A+. a \p; fr. `;a5f IV<FE9 ;dHC<3B#-o-M8 =(D<:- a'()8. \nAMC<(EC *3*sIJ'<>$% (. @68*R<# U'()8.c<3 3-4*3'()*8 HIJ?#'8<2s HIJ;C<*3'<>8 C<(E2 *3(Tt'() .cuHa'() "G.IJv4> #E'<3'()H IJ*3'()*+,--s HIJ*3C<'()C< *E"#<32tb<w <3*+2()#8' '()8C<<1% 29<G.?b-M *3#C <<1?6''()YA ,-P)s%C<Z*3 <2s% .?# s%b'--C%>-< K#=><S(S (.*3QA6,-P) s%C<Ys% *1*3%P= %Z.(.cBnAM C<(EC*3 VAW@w"  _'()C<(. *3. .A+'2AT*"<3 <%*R<%?2 .3-4H' 2AT*"?AY1Z? C<BX*3-M?> 3(iV<'?(! !33 .cbV<1OIJ^5? `\n AM-MB9<( @%B<B9 \nAMC<(EC *3*sIJ'<>$ %(.c'()u "G.PQ xC<<1*3XbA% 2% bDA%2T1@( E@('2? +i2Ty%z5_; `5Y2y%5_;`<3 *3`;`5<3BXAQZ ;2<3#<> A+'2AT?%3 . ;C<<1<329<G >HPQ!2<% ;C<XQH@? ##2#Qb. ;b3-4%>-<Bw ,2>IJ?. Bw k>%-(C< C<YZ=9 *3A{8.c-M *32T*33 <>C< .b:lm`J-D 2T1C<sz  ?m;0?`T10?`; `?_ BnAM.:z&5;m`Jv<R- -" C<<U<3C<B%? A%2C?bb%?> E?%A%X'B *1=93 C<<3AQ>B# P'zC<3-)P' 'KF1 <1"@| <4 ./+(46b '-"4b T1%<1'5; 5 i}@0?`; `i J~  &•AM8.c .cb9:? 792:*33 HQ?bz#}D *R.>LAM8 (a<€*GB ;F34c<3 (sLAM=(7 8.c•'E(D? F34(1 >PAGBnAM•c*3 i<%E2=# CI1BnAM.c PAG3433 QU*D*BnAM.cBw 9>(7#<1"? -:-#2T1@!? 4<>C:-*3* 2BnAMT"-:- d32,2>=~ '(3-Cd3(Bn AM.Fb E$*>(B*1.  }/3_a;m&4UQ~ EBnAM.& J-F 3U0m&;005 `5;m5;lp5J- ;.(PAG4 k.>A+A4 4..AGL<G*1MT ##(7#A4*3 QEA32'9- }/‚R.-t<3&5J-? m$HLB' A%8.c*3Db $-AM22 ' ;}EDA%4PiP: *6A%L *3A%*EBUBG? z8.b9 :z&5;p5J-6 1%BnAM V47D3H*3 6 ;cC*1.c3H *364 >AbAC <1 ;61%Cɛ  . 9A%<1?DL<G -#9Bw%C|L B':8.*3(H#12 !: $z2$<GAM? (8A%2F H'E@.9bUS A%<1'*3*! Aƒ(U9*9 A%(("c$ "#b?(|LB' ;A%8*R<b$ #=$AƒLB'; A%?#B2<G AM „d246M$? ,A%b$'-     !"#$ % a'()8. _'()C<(. *3.c `'()8.. c &'()*+$,- (.*3.  p@6>#, 8B*1 . 56'"78  .(D3-MBA{ %.  .(D3-M2 %. ab8.c _.z8.  `cE8.c &•AM8.c m$HLB' A%8.c*3Db $-AM22 ' p*3-"-- P94h ( … 2 23-4.c 0123 _.z8.  "8z d@#(72ti <W YTzZ?D R>A%'-B *34?'-B*3*3b $'-QB*3Q( sE2G%b$ R'>" G2@#(72:?@C .z8-M*3 EBCB#'8 ?t@#*3'<3 E2( C#Uz  .#(7}1#(7 t?b$P:(|z V<*1#(7@*3? z`5f#(7-8?b Q"LB'Y= -Z #'.zt CA%L?(z <%@b@ ((*1VBC7*E =(D'12b <3(>-†bC <(S?L1?zX "b+ r E2(2  &'()*+$,- (.*3.  '()*+,-P)HIJ;C <b€=9<% .c'() 8.Ha*+'()C <?'()HIJ*3'() *+,-P)HIJ;C<}+ ,-P)HIJ;C<(. ?7<3‡*+$,-ˆ? *+3b'()2,?(S E"*3X" *+HAU*+31 (2HIJ(!!‚*+ 3FL%IJ 8b*3%eGA @68*+<2H IJ;C<(.H @L?*L?'();\; [*3E@A(}TAM *LP'= %B<*3-($*>=H IJ.(@(>8C<? A(H'Ye[Z *3 B>B<YB>;\;[Z)V ><2('*3C< *3(AƒA3\G2,b 91Ye[Z u> =B'(%C< B< }+<2sHIJ;C< b(S<1*3># B<t'() p*3-"-- P94h ( … 2 23-4.c ;248. c>BnAM$-L 2C$YV 9Zh ( … *1PB'<3@`f ds43K>9 €(,og‰ap*3 AG(2BnAM. 4 x-"-- \#-o.K>B#P' *3b8BC<*EYla5 BC<TZ*3PU BC,o [...].. .Lý thuyết Bê tông cường độ cao Lý thuyết Bê tông cường độ cao Câu 8: Các đặc tính được cải tiến của bê tông cường độ cao so với BT thường Bê tông chất lượng cao có cường độ chịu nén và nhiều tính chất khác được cải thiện như: mô đun đàn hồi cao hơn, cường độ chịu kéo cao, từ biến thấp hơn bê tông thường Cường độ chịu nén của bê tông là một trong những tính chất quan trọng nhất của bê tông Cường độ. .. của bê tông, đồng thời còn ảnh hưởng đến một số tính chất khác như: độ cứng, độ bền của bê tông, khả năng dính bám với cốt thép Bê tông có chất lượng cao thì cường độ chịu kéo cũng cao Tốc độ phát triển cường độ của bê tông chất lượng cao nhanh hơn bê tông thường Các loại bê tông truyền thống thường 7 ngày đạt 50% cường độ (tuổi 28 ngày), 14 ngày đạt 70-80% cường độ Nhưng đối với bê tông chất lượng cao. .. lượng xi măng, thời gian bảo dưỡng, độ ẩm Nếu các ion CO32tới được cốt thép trong bê tông, chúng sẽ ăn mòn kim loại Tỉ lệ ăn mòn cốt thép khi đó phụ thuộc điện trở của bê tông Lý thuyết Bê tông cường độ cao Lý thuyết Bê tông cường độ cao Câu 11: Trình bày phụ gia siêu dẻo chế tạo BT cường độ cao Cần sử dụng các chất giảm nước mạnh (PGSD) trong hỗn hợp bê tông cường độ cao Khi dùng PGSD lượng nước giảm... thì 7 ngày đã đạt 70-80% cường độ, 14 ngày đạt > 90% cường độ tuổi 28 ngày Các tính chất cơ học được cải tiến như vậy dẫn đến khả năng ứng dụng bê tông chất lượng cao (hình 6.1; bảng 6.1.) Những ứng dụng chính là các công trình lớn đòi hỏi cường độ nén cao và các kết cấu bê tông DƯL (cầu, hầm, nhà, cảng lớn) Lý thuyết Bê tông cường độ cao Câu 15: Độ bền của BT cường độ cao Bê tông là một vật liệu composit... lượng của bê tông Cường độ chịu nén của bê tông chất lượng cao hiện nay đã sử dụng từ 42MPa (6000 psi) đến 138 MPa (20'000 psi) và thường dùng bê tông có cường độ khoảng 84 MPa Theo tiêu chuẩn Mỹ và Anh, cường độ chịu nén được xác định bằng mẫu tiêu chuẩn hình trụ tròn150x300mm (6x12 inh-sơ) Theo tiêu chuẩn Việt Nam, cường độ chịu nén được xác định trên mẫu hình hộp lập phương 150x150x150mm Cường độ chịu... mà ta có thể c.Chống thấm Clo Mức độ thấm Clo qua vùng bê tông bảo vệ và gây ra sự ăn mòn cốt thép hệ số khuyết tật Clo ký hiệu là D và được tính theo công thức sau: Với bê tông thường: D=6,3.10-12 m2/s Với bê tông 8% SF (MS): D= 1,2.1012 m2/s Mức độ thấm Clo phụ thuộc vào thời gian,chất lượng bê tông và chiều dày lớp bê tông và nồng độ Clorit Bê tông sử dụng tro nhẹ, muội silic hoặc kết hợp giữa muội... ngót bê tông +Nước trong khoảng trống các gel C-S-H, là lượng nước giữ bởi các liên kết hidro, nằm giữa các lớp CS-H Lượng nước này mất đi khi nhiệt độ BT cao, độ ẩm dưới 11% +Nước liên kết hóa học: nằm trong các sản phẩm C-S-H không bị mất đi khi BT bị khô Nó chỉ được giải phóng khi BT bị nung, lượng nước này không ảnh hưởng đến co ngót, nhưng ảnh hưởng đến từ biến của BT Lý thuyết Bê tông cường độ cao. .. thô) Giảm nước tối đa đến 30%, lượng dùng 1,5-2% xi măng (lít), giảm độ sụt ban đầu đến 50% sau 100 phút, tạo ra độ sụt đến 22 cm, kéo dài thời gian thi công C Chất siêu dẻo thế hệ 3: PolyCacboxylat (PC) Gốc polyme cao phân tử tổng hợp, giảm muội đến 40% (tỷ lệ N/X cót thể dến 0,27), bê tông có thể đạt đến độ sụt 22cm, cho cường độ cao, Duy trì được tính công tác trong thời gian dài Loại phụ gia đặc... không cần điều chỉnh các tỉ lệ pha trộn để cải thiện khả năng làm việc của bê tông đó Trong bê tông HPC thường sử dụng PGSD để hạ thấp tỉ lệ nước/chất kết dính Các hỗn hợp này có tác dụng để hạ thấp tỉ lệ nước/chất kết dính cũng như làm tăng độ sụt của bê tông Vì khối lượng tương đối lớn chất lỏng được cho thêm vào hỗn hợp bê tông dưới dạng hợp chất làm dẻo, nên trọng lượng của những hợp chất này được... thay đổi cấu tạo phân tử để phụ gia phù hợp với các yêu cầu đặc biệt Với BT CĐC thường dùng chất siêu dẻo loại PC, với BT thường tự đầm có thể dùng loại cải tiến là: Polyme Viscocrete (PV) Lý thuyết Bê tông cường độ cao Câu 5: Cấu trúc củ BT thường và CĐC a.Phần đặc: bao gồm C-S-H, entrigite giữa các C-S-H và các gel, nước dư thừa…các hạt xi măng chưa thủy hóa +C-S-H: canxium silicat hydrat: chiếm khoảng . vôi ) -Phụ gia giảm nước 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. 2.Cải thiện cường độ đá xi măng -Các nguyên tắc. chuyển tiếp trong bê tông cường độ cao có độ rỗng lớn và được cải thiện nhờ muội silic. Biến đổi cấu trúc của bê tông theo cường độ phát triển theo ba cấp sau: + trong bê tông thường vùng. là bê tông chất lượng cao. Bê tông chất lượng cao được gọi tắt theo người Anh là HPC (High Performace concretes), theo người Pháp là BHP (BET0NS A HAUTE PERORMANCES ). - Bê tông cường độ cao