Giáo trình trộn đổ dầm bê tông

Thành phần vật liệu của bê tông, tính chất kỹ thuật chủ yếu của bê tông, liều lượng trộn bê tông, xác định cấp phối bê tông bằng thực nghiệm kết hợp bảng tra.Phương pháp trộn bê tông bằng thủ công, bằng máy, phương pháp đổ và đầm BT

GIÁO TRÌNH GIẢNG DẠY MÔN TRỘN, ĐỔ, ĐẦM BÊ TÔNG

BÀI 1: THÀNH PHẦN VẬT LIỆU CỦA BÊ TÔNG

1. Định nghĩa:

– Bê tông là vật liệu đá nhân tạo do hỗn hợp các chất kết dính vô cơ (xi măng, vôi, silic, thạch cao,…) nước và các hạt rời rạc của cát, sỏi, đá dăm (được gọi là cốt liệu) nhào trộn theo một tỷ lệ thích hợp rắc chắc lại mà thành Cũng có thể dùng chất kết dính hữu cơ như bi tum, gudrong chế tạo lên bê tông atphan, hoặc chất dẻo chế tạo thành bê tông polime

– Trong bê tông ngoài những thành phần cơ bản trên có thể thêm vào những chất phụ gia nhằm cải thiện tính chất của bê tông như tính lưu động, giảm lượng nước

và xi măng, điều chỉnh thời gian linh kết và rắn chắc, nâng cao tính chống thấm của bê tông

– Cường độ nén của bê tông biến đổi trong phạm vi rộng và có thể đạt giá trị từ 100; 200 đến 900; 1000 da/m2

2. Phân loại theo khối lượng thể tích:

– Bê tông đặc biệt nặng: m >2500kg/m3 có thể ngăn được ti X và tia γ

– Bê tông nặng (còn gọi là bê tông thường): m = 1800 – 2500 kg/m3 sử dụng phổ biến trong các kết cấu chịu lực

– Bê tông nhẹ: m = 500 – 1800 kg/m3

– Bê tông đặc biệt nhẹ: m < 500kg/m3

3. Phân loại theo phạm vi sử dụng:

– Bê tông công trình: Sử dụng trong các kết cấu công trình chịu lực, yêu cầu có cường độ thích hợp và tính chống biến dạng

– Bê tông công trình cách nhiệt: Vừa chịu lực vừa yêu cầu cách nhiệt, dùng ở các kết cấu bao che như tường ngoài, mái

– Bê tông cách nhiệt: Đảm bảo yêu cầu cách nhiệt của các kết cấu bao che có độ dày không lớn

– Bê tông thủy công: Yêu cầu chịu lực, chống biến dạng, độ đặc chắc cao, chống thấm, ổn định dưới tác dụng xâm thực của môi trường nước

– Bê tông làm đường: Có cường độ cao, tính chống cọ mòn lớn, chịu được sự biến đổi lớn viề nhiệt độ và độ ẩm

– Bê tông ổn định hóa học: Chịu tác dụng xâm thực của dung dịch muối, axit, kiềm

mà không bị phá hoại hay giảm chất lượng

– Bê tông chịu lửa: Chịu được tác dụng lâu dài của nhiệt độ cao trong quá trình sử dụng

– Bê tông trang trí: Dùng để trang trí bề mặt công trình, có màu sắc yêu cầu và chịu được tác động thường xuyên của thời tiết

– Bê tông nặng chịu bức xạ: Dùng ở các công trình đặc biệt, hút được bức xạ của tia

γ hay bức xạ notron

4. Thành phần vật liệu:

– Cốt liệu lớn: Đá, sỏi, đá dăm

– Cốt liệu nhỏ: Cát, đá nghiền

– Chất kết dính: Xin măng pooclang, xi măng rắn nhanh, xi măng bền sunfat, xi măng trắng, xi măng màu, xi măng xỉ quặng, xi măng pooclang pudolan, xi măng chịu lửa, xi măng chịu axit

– Phụ gia

BÀI 2: TÍNH CHẤT KỸ THUẬT CHỦ YẾU CỦA BÊ TÔNG

1. Những tính chất của bê tông dưới tác dụng vật lý của nước:

– Tính hút nước và bão hòa nước: Do bê tông có kết cấu mao quản và rỗng nên có thể bị hóa ẩm do hút một lượng hơi nước nhất định từ môi trường không khí chung quanh hoặc có thể hút đến bão hòa nước khi tiếp xúc trực tiếp với nước Khi bão hòa nước, cường độ bê tông sẽ giảm Sự hút nước và bão hòa nước liên tiếp sẽ dẫn đến dự biến đổi thể tích của bê tông và biến dạng dài của sản

phẩm.Nếu hiện tượng bão hòa nước rùi sấy khô liên tiếp nhiều lần, sự biến dạng lặp đi lặp lại liên tục dẫn đến phá hoại mối liên kết và làm lay chuyển kết cấu bê tông

– Tính thấm nước: Bê tông có kết cấu rỗng mao quản (kể cả bê tông đặc chắc) nên

có tính thấm nước và chất lỏng khác dưới tác dụng của áp lực thủy tĩnh Để đảm bảo tính chống thấm cho kết cấu hay công trình bê tông, có thể dùng các biện pháp sau:

+Nâng cao độ đặc chắ của bê tông: Giảm nhỏ tỷ lệ N/X, đầm chặt khi thi công, bảo dưỡng theo phương pháp chưng hơi

+Tăng chiều dày cấu kiện bê tông +Sử dụng phụ gia hoạt tính bề nặt trong hỗn hợp bê tông

2. Tính chất nhiệt lý của bê tông:

– Tính dẫn nhiệt: Là tính chất vật lý kiến trúc quan trọng của bê tông sử dụng ở các công trình dân dụng Nó liên quan mật thiết đến cấu tạo bê tông và cấu trúc các vật liệu thành phần Tính dẫn nhiệt phụ thuộc vào trạng thái ẩm và nhiệt độ của

bê tông, độ ẩm và nhiệ độ tăng thì tính dẫn nhiệt tăng Bê tông có độ đặc chắc càng cao thì dẫn nhiệt càng tốt

– Tính dãn nở vì nhiệt: Đối với phần lớn các loại bê tông khi đố nóng đến 100oC

hệ số dãn dài chung bình là 10.10-6 gần với hệ số dãn dài của thép 12.10-6 nên khi

bê tông và cốt thép bị đốt nóng do có hệ số dãn dài tương đối đồng đều nên liên kết giữa cốt thép và bê tông ko bị phá hoại

3. Tính chất cơ học của bê tông:

– Sức chịu nén: Là tiêu chuận quan trong nhất trong tính chất cơ học của bê tôn Cường độ chịu nén của bê tông chịu ảnh hưởng của nhiều nhân tố, trước hết là tính chất của các vật liệu thành phần tạo lên bê tông, và cuối cùng là điều kiện rắn chắc và sự phát triển cường độ của bê tông

– Sức chịu kéo: Cường độ chịu kéo của bê tông bé hơn rất nhiều so với cường độ chịu nén của bê tông

– Sự kết dính giữa bê tông và thép: Một đặc tính quan trọng của bê tông cốt thép là

sự dính kết giữa bê tông và cốt thép Nó đảm bảo cho hai loại vật liệu này cùng làm việc đồng thời với nhau, cường độ kết dính này phụ thuộc vào nhiều nhân tố

có liên quan đến tính chất của bê tông, hình dáng của cốt thép và điều kiện tiếp xúc giữa bê tông và cốt thép

4. Tính đàn hồi, tính dẻo của bê tông:

– Bê tông là vật thể đàn hồi – dẻo, nó mang đặc tính của vật thể đàn hồi và có biến dạng dẻo ở mức độ lớn đáng kể dưới tác dụng của ngoại lực và tải trọng

5. Tính bền vững của bê tông:

– Tính bền vững trong môi trường xâm thực: Xâm thực cơ lý, xâm thực sinh vật, xâm thực hóa học Để nâng cao tính bền vững của bê tông trong môi trường công tác, kéo dài tuổi thọ công trình có thể dùng các biện pháp sau

+Nâng cao độ chắc và tính đồng nhất của bê tông, dùng các loại cốt liệu đặc chắc có tính ổn định lớn

+Chọn dùng các loại xi măng thích hợp với môi trường sử dụng, hoặc dùng các chất phụ gia hóa học trống xâm thực

+Bảo vệ bề mặt công trình thường xuyên làm việc trong môi trường xâm thực bằng các lớp vật liệu chống xâm thực để găn cách tác dụng trực tiếp của môi trường đến công trình

– Tính chịu lửa và chịu nhiệt của bê tông: Tính chịu lửa của bê tông là khả năng chịu tác dụng của lửa trong thời gian ngắn, còn tính chịu nhiệt của bê tông là khả năng không bị phá hoại của bê tông dưới tác dụng của nhiệt độ cao trong điều kiện sử dụng

BÀI 3: LIỀU LƯỢNG VẬT LIỆU PHA TRỘN BÊ TÔNG

I. KHÁI QUÁT CHUNG:

1. Ý nghĩa của việc xác định cấp phối bê tông:

– Xác định cấp phối bê tông là tìm ra tỷ lệ hợp lý các loại nguyên vật liệu nước, xi măng, cát, đá hoặc sỏi cho 1m3 bê tông để đạt các chỉ tiêu kỹ thuật và kinh tế phù hợp với điều kiện thực tế tại công trường

2. Các cách biểu thị cấp phối bê tông:

– Thành phần của bêtông thường được biểu thị khối lượng xi măng (kg) và thể tích cốt liệu(m3) nước(l) Cũng có thể biểu thị bằng tỷ lệ về khối lượng (hoặc thể tích) trên một đơn vị khối lượng (hoặc thể tích) xi măng Nếu trộn bê tông trong phòng thí nghiệm, hoặc tại trạm trộn có hệ thống định lượng tự động thì cấp phối

bê tông được biểu thị bằng khối lượng các loại vật liệu dùng trong 1m3 bê tông (kg)

3. Các cách xác định cấp phối bê tông:

Để xác định cấp phối bê tông có thể thực hiện bằng 2 phương pháp – Xác định cấp phối bê tông bằng phương pháp tính toán kết hợp với thực nghiệm – Xác định cấp phối bê tông bằng phương pháp tra bảng kết hợp với thực nghiệm

Trong nội dung giáo trình lý thuyết đã trình bày cách xác định cấp phối bêtông bằng phương pháp tính toán kết hợp với thực nghiệm Nội dung phần hướng dẫn thí nghiệm sẽ giới thiệu cách xác định cấp phối bê tông bằng phương pháp tra bảng kết hợp với thực nghiệm

II. XÁC ĐỊNH CẤP PHỐI BÊ TÔNG BẰNG PHƯƠNG PHÁP TRA BẢNG KẾT HỢP VỚI THỰC NGHIỆM:

1. Nguyên tắc của phương pháp:

– Căn cứ vào điều kiện cơ bản về nguyên vật liệu, độ sụt và mác bê tông yêu cầu ta

sử dụng bảng tra để xác định sơ bộ thành phần vật liệu cho 1m3 bê tông x sau đó tiến hành kiểm tra bằng thực nghiệm theo vật liệu thực tế sẽ thi công trên công trường và điều chỉnh để có cấp phối bê tông phù hợp nhất

2. Các bước thực hiện:

Bước 1: Tra bảng để xác định sơ bộ thành phần vật liệu cho 1m3 bê tông

Căn cứ vào:

– Loại mác xi măng

– Độ sụt

– Cỡ hạt lớn nhất của cốt liệu (Dmax)

– Mác bê tông

Để tra bảng xác định sơ bộ thành phần vật liệu cho 1m3 bê tông (các bảng từ 4-2 đến 4-13)

Sau khi tra bảng tìm được thành phần vật liệu cho 1m3 bê tông cần lập 3 thành phần định hướng

– Thành phần 1 (thành phần cơ bản) như đã tra bảng

– Thành phần 2 là thành phần tăng 10% xi măng so với lượng xi măng ở thành phần 1 Lượng nước như thành phần 1 Thành phần cốt liệu lớn và nhỏ cũng tính lại theo lương xi măng và lượng nước đã hiệu chỉnh

– Thành phần 3 là thành phần giảm 10% xi măng so với lượng xi măng ở thành phần 1 Lượng nước như thành phần 1 Thành phần cốt liệu lớn và nhỏ cũng tính lại theo lượng xi măng

Chú ý: Khi tra bảng, cốt liệu biểu thị bằng m3 nhưng để bước kiểm tra thực nghiệm được chính xác ta cần chuyển cách biểu thị từ thể tích sang khối lượng (kg)

Để chuyển cách biểu thị từ thể tích sang khối lượng (kg) cần sử dụng số liệu về khối lượng thể tích xốp của cát và đá dăm (kg/m3) thực tế xác định được ở bài thí nghiệm số 3 Cách tra bảng, chuyển cách biểu thị từ thể tích sang khối lượng (kg) và lập 3 thành phần định hướng thể hiện ở ví dụ sau:

Ví dụ:

– Sử dụng bảng tra để xác định sơ bộ và lập 3 thành phần định hướng liều lượng vật liệu cho 1m3 bê tông M250, dùng xi măng PCB30, đá dăm Dmax=40mm, độ sụt 6-8cm Thực tế xác định được ρvcht=1350kg/m3; ρvdht=1400kg/m3, khối lượng riêng của xi măng là: 3,0 kg/l; của cát và đá là 2,6kg/l

Ta thực hiện như sau:

Từ điều kiện về nguyên vật liệu và mác bê tông yêu cầu tra bảng 4-5 có:

Thành phần I:

XI=405 kg

CI=0,427m3

ĐI=0,858m3

NI=185 lít

Với ρvcht=1350kg/m3 ; ρvdht=1400kg/m3 ta có:

XI=405 kg

CI=0,427m3 x 1350kg/m3 = 576,45kg

ĐI=0,858m3 x 1400kg/m3 =1201,2 kg

NI=185 lít

– Để thể tích bê tông không thay đổi thì thể tích hoàn toàn đặc của cát và đá phải giảm đúng bằng thể tích hoàn toàn đặc của xi măng tăng (hay thể tích bê tông tăng)

Tức là: Vc giảm+ Vđ giảm=13,5 lít

Ta tính được:

Cgiảm=11,4 kg

Đgiảm=23,7 kg

Vậy ta có liều lượng vật liệu thành phần II là:

XII= 405 + 40,5 kg

CII= 576,45 - 11,4=565 kg

ĐII=1201,2 - 23,7=1177,5 kg

NII=185 lít

Thành phần III là:

Giảm 10% xi măng: x= 405.0,1=40,5 kg Δ

– Tương tự như tính thành phần II, khi lượng xi măng giảm thì lượng cát đá sẽ tăng lên, ta có liều lượng vật liệu thành phần III là:

XIII = 405 - 40,5kg = 364,5kg

CIII = 576,45 + 11,4 = 588kg

ĐIII = 1201,2 + 23,7 = 1225kg

NIII=185 lít

Bước 2: Kiểm tra bằng thực nghiệm:

– Sau khi lập 3 thành phần định hướng ta tiến hành kiểm tra bằng thực nghiệm với nguyên vật liệu thực tế sẽ thi công Khi thí nghiệm phải đồng thời tiến hành kiểm tra 3 thành phần đã xác định ở bước sơ bộ, thông qua đó chọn thành phần đáp ứng yêu cầu về chất lượng bê tông, điều kiện thi công và đủ sản lượng 1m3 Trình tự thực hiện như sau:

– Dự kiến thể tích của các mẻ trộn thí nghiệm

Tùy thuộc vào số lượng mẫu, kích thước mẫu bê tông cần đúc để kiểm tra

cường độ mà trộn mẻ hỗn hợp bê tông với thể tích chọn theo bảng 4-1

– Tính liều lượng vật liệu cho các mẻ trộn thí nghiệm:

Từ liều lượng vật liệu của 1m3 bê tông đã xác định được ở bước sơ bộ cho 3 thành phần sẽ xác định được khối lượng vật liệu cho mỗi mẻ trộn theo thể tích đã dự kiến – Kiểm tra độ sụt của hỗn hợp bê tông và điều chỉnh thành phần vật liệu để hỗn hợp bê tông đạt độ sụt

Phần này thực hiện như bài 3 phần II mục 1

Trong quá trình kiểm tra bằng thực nghiệm cần ghi lại lượng vật liệu đã thêm vào các

mẻ trộn để sau này điều chỉnh lại ở bước 3

– Đúc mẫu bê tông (TCVN 3105:1993):

Phần này thực hiện như bài 3 phần II mục 2

– Xác định khối lượng thể tích của hỗn hợp bê tông nặng (TCVN 3108:1993) Phần này thực hiện như bài 3 phần II mục 3

– Xác định thể tích thực tế của các mẻ trộn hỗn hợp bê tông đã thí nghiệm (TCVN 3108:1993)

Phần này thực hiện như bài 3 phần II mục 4

– Bảo dưỡng các mẫu bê tông (TCVN 3105:1993)

Phần này thực hiện như bài 3 phần III mục 1

– Xác định cường độ nén của bê tông nặng theo phương pháp phá hủy mẫu (TCVN 3118:1993)

Phần này thực hiện như bài 3 phần III mục 2

– Trên cơ sở 3 thành phần đã thí nghiệm, chọn một thành phần có cường độ nén thực tế (Rtt) vượt mác bê tông yêu cầu thiết kế theo cường độ nén Nếu trộn bê tông bằng các trạm trộn tự động thì lấy độ vượt mác khoảng 10% Nếu trộn bê tông bằng các trạm trộn cân đong thủ công thì lấy độ vượt mác khoảng 15%

Bước 3: Xác định lại khối lượng vật liệu thực tế cho 1m3 bê tông:

– Căn cứ vào liều lượng vật liệu thực tế đã sử dụng trong quá trình thí nghiệm cho

mẻ trộn đạt độ sụt và đồng thời đạt mác yêu cầu đã được chọn ta tiến hành tính lại liều lượng vật liệu cho 1m3 bê tông theo các công thức sau:

Trong đó

– X1, N1,C1,Đ1 Lượng xi măng, nước, cát, đá (sỏi) đã dùng cho mẻ trộn thí nghiệm sau khi đã kiểm tra đạt độ sụt và cường độ chịu lực(mẻ trộn đã được chọn) có thể tích Vm lít, kg

– Xht; Nht; Cht; Đht: - Lượng xi măng, nước, cát, đá (sỏi) dùng cho 1m3 bê tông sau khi đã kiểm tra đạt độ sụt và cường độ chịu lực(mẻ trộn đã được chọn), kg

– Từ thành phần của bêtông trên ta biểu thị khối lượng xi măng (kg) và thể tích cốt liệu (m3) nước (l) Cách tính như sau: C D

– Trong đó: ρvcht, ρvdht ( kg/m3) là khối lượng thể tích xốp của cát và đá dăm (kg/m3) thực tế xác định tại hiện trường (bài thí nghiệm số 3)

– Như vậy qua các bước tra bảng xác định sơ bộ, kiểm tra bằng thực nghiệm và điều chỉnh lại ta đã xác định được thành phần vật liệu cho 1m3 bê tông

III. BẢNG TRA THÀNH PHẦN VẬT LIỆU CHO 1M 3 BÊ TÔNG THÔNG THƯỜNG:

1. Khi dùng xi măng PC30 (hoặc PCB 30):

a. Khi độ sụt của hỗn hợp bê tông: 2 - 4 cm

– Đá dmax = 20 mm (40- 70)% cỡ 0,5 x 1 cm và (60 - 30)% cỡ 1 x 2 cm

– Đá dmax = 40 mm (40 - 70)% cỡ 1 x 2 cm và (60 - 30)% cỡ 2 x 4 cm

b. Khi độ sụt của hỗn hợp bê tông : 6 - 8 cm

– Đá dmax = 20 mm (40 - 70)% cỡ 0,5 x 1 cm và (60 - 30)% cỡ 1 x 2 cm

– Đá dmax = 40 mm (40 - 70)% cỡ 1 x 2 cm và (60 - 30)% cỡ 2 x 4 cm

c. Khi độ sụt của hỗn hợp bê tông : 14 - 17cm

– Đá dmax = 20 mm (40- 70)% cỡ 0,5 x 1 cm và (60 - 30)% cỡ 1 x 2 cm

– Đá dmax = 40 mm (40- 70)% cỡ 1 x 2 cm và (60 - 30)% cỡ 2 x 4 cm

2. Khi dùng xi măng PC40 (hoặc PCB40):

a. Khi độ sụt của hỗn hợp bê tông : 2 - 4 cm

– Đá dmax = 20 mm (40- 70)% cỡ 0,5 x 1 cm và (60 - 30)% cỡ 1 x 2 cm

– Đá dmax = 40 mm (40- 70)% cỡ 1 x 2 cm và (60 - 30)% cỡ 2 x 4 cm

b. Khi độ sụt của hỗn hợp bê tông : 6 - 8 cm

– Đá dmax = 20 mm (40- 70)% cỡ 0,5 x 1 cm và (60 - 30)% cỡ 1 x 2 cm

– + Đá dmax = 40 mm ( 40- 70)% cỡ 1 x 2 cm và (60 - 30)% cỡ 2 x 4 cm

c. Khi độ sụt của hỗn hợp bê tông : 14 - 17 cm

– Đá dmax = 20 mm (40- 70)% cỡ 0,5 x 1 cm và (60 - 30)% cỡ 1 x 2 cm

– Đá dmax = 40 mm (40- 70)% cỡ 1 x 2 cm và (60 - 30)% cỡ 2 x 4 cm

BÀI 4: TRỘN BÊ TÔNG BẰNG THỦ CÔNG

Mục tiêu của bài:

– Kiến thức:

– Mô tả được cấu tạo, tác dụng của từng loại dụng cụ.

– Trình bày được các yêu cầu kỹ thuật trộn bê tông bằng thủ công.

– Trình bày được trình tự, kỹ thuật trộn.

– Kỹ năng:

– Sử dụng thành thạo dụng cụ trộn.

– Trộn được vữa bê tông đảm bảo yêu cầu kỹ thuật.

– Thái độ:

– Nghiêm túc trong công việc, có ý thức tổ chức kỷ luật.

– Có tác phong công nghiệp, có tính cẩn thận, chịu khó.

– Hợp tác tốt với nhóm, tổ để thực hiện công việc.

– Tuân thủ mọi quy định về an toàn lao động và vệ sinh môi trường.

1. Dụng cụ:

– Xẻng

– Dụng cụ đong vật liệu

– Cân lớn

2. Yêu cầu kỹ thuật

– Vật liệu dùng để trộn bê tông phải là vật liệu sạch

– Xi măng, cát, đá dăm hoặc sỏi để chế tạo hỗn hợp bê tông được cân theo khối lượng

– Nước và chất phụ gia cân đong theo thể tích

– Chỉ trộn tay đối với lượng bê tông không lớn

– Sàn trộn phải đủ cứng, sạch và không hút nước

– Hỗn hơp bê tông sau khi trộn phải đều và đạt được độ sụt theo thiết kế

– Đảm bảo các yêu cầu về vệ sinh và an toàn lao động

3. Kỹ thuật trộn

– Trước khi trộn cần tưới ẩm sàn trộn để chống hút nước từ hỗn hợp bê tông – Trộn đều cát và xi măng

– Sau đó cho đá vào trộn đều thành hỗn hợp khô

– Cuối cùng cho nước và trộn đều cho đến khi được hỗn hợp đồng màu và có độ sụt như quy định

BÀI 5: TRỘN BÊ TÔNG BẰNG MÁY

Mục tiêu của bài:

– Kiến thức:

• Mô tả được cấu tạo, tính năng tác dụng của máy trộn.

• Trình bày được các yêu cầu kỹ thuật trộn bê tông bằng máy.

• Trình bày được trình tự, kỹ thuật trộn.

– Kỹ năng:

• Sử dụng được máy trộn, đảm bảo an toàn

• Trộn được vữa bê tông đảm bảo yêu cầu kỹ thuật.

– Thái độ:

• Nghiêm túc trong công việc, có ý thức tổ chức kỷ luật.

• Có tác phong công nghiệp, có tính cẩn thận, chịu khó.

• Tuân thủ liều lượng pha trộn đã tính toán cho cối trộn bằng máy.