Ebook công nghệ bê tông nhẹ phần 1

N G UYÊN VĂN P H IÊ U - TS N(;UY ÊN VĂN C H Á N H CÔNG NGHỆ BÊ TÔNG NHẸ (Tài bản) NHÀ XUẤT BẢN XẢV DỤN(; HÀ NỒI - 2010 LỜI NÓI ĐẦU M ột n h ữ n g vấn đề quan trọng n h ấ t tiến khoa học - k ĩ th u ậ t xây dựng vấn đ ề g iả m khôi lượng kết cấu công trinh, bời vỉ g iả m khối lượng kết cấu công trin h làm g iả m đáng k ể khối lượng kết cấu m óng từ làm g iả m giá th n h cơng trìn h xây dự n g nh ấ t công trin h cao tầng Thực t ế cho thấy k h i thay gạch đặc gạch rỗng, bêtông tổ ong, silicát xốp bằ n g bê tông nhẹ với cốt liệu rỗng th i khối lượng tường bao che ngăn cách có t h ể g iả m đ i ' lần; sử d ụ n g kết cấu bao che ưà ngăn cách nhiều lớp từ vật liệu kết cấu, cách nhiệt, cách âm chống cháy th ỉ khối lượng tường g iả m đ i - lần Ngoài việc g iả m khối lượng kết cấu, g iả m chi p h í lao động c h ế tạo lắp ghép, cải thiện tính chất nhiệt k ĩ th u ậ t kết cấu, Đ iều đó, cho phép tiết kiệ m đưỢc năn g lượng khai thác tạo nên khả lựa chọn g iải p h p kết cấu H iện nay, nước ta chưa sả n x u ấ t nhiều loại vật liệu cách am , cách nh iệt chống cháy từ khoáng, m loại vật liệu thường m từ vật liệu hữ u d ễ kiếm , Cuốn ”C ô n g n g h ê b ê tô n g nhe** trin h bày kh đầy đ ủ sở công nghệ: công nghệ bêtông nhẹ bêtông tổ ong Sách giú p cho sinh viên trường cao đẳng, đại học theo học chuyên ngành "Sản xu ấ t vật liệu, cấu kiện kết cấu xây dựng", chuyên ngành có liên quan khác, nghiên cứu sâu vấn đ ề liên quan tới việc tổ chức đ ú n g đ ắ n q trinh cơng nghệ N ó củng b ổ su n g cho giáo trin h m ôn học "Công nghệ vật liệu cách n h iệ t”, "Công nghệ cấu kiện bêtông bêtông cốt thép" m tài liệu th a m khảo k h i làm đồ án m ơn học tốt nghiệp N gồi ra, sách cịn g iú p cho k ĩ sư cơng nghệ xăy dựng, k ĩ sư xây dựng, nhà sả n xu ấ t vật liệu nhẹ cấu kiện hiếu biết sâu hơn, sử d ụ n g có hiệu vật liệu cách àm , cách nhiệt, chống cháy S c h g m p h ầ n : chương 1, 2, (p h ầ n I), (p h ầ n II), 2, (p h ầ n III) T S N g u y ễ n V ă n C h n h chủ n h iệ m m ô n V ật liệu x â y dự ng, K hoa K ỹ th u ậ t xâ y d ự n g T rư n g Đ ại học B ách khoa, th n h p h ố H C h í M in h viết; C hương 4, (p h ả n I), (p h ầ n II), ly (p h ầ n III) N g u y ễ n V ăn P h iê u viết Các tác giả xin bày tỏ hỉếỉ ơn scni sắc quan va cá nhcììì giúp đỡ việc biên soạn quyên sách Đặc biệt cám ơn PGS TS Vủ M inh Đức nhiệm Khoa Vật liệu xăy d ự ng TrườiìíỊ Đại học X ãv dựìiĩỊ H Nội đọc i'ờ íỊĨp y chi) thào Với lịng m o n g m u ố n CUĨIÍỊ cấ p n ghệ vả p h ụ c vụ b n đọc, SOỈĨÍỊ n â ỉ ĩ g lực cu hạn, rnà vấn đề lại phứ c tạp, I'ì cậy ỉronq quà trình hiỏn SOỌỈỈ hăn khCrn^ tránh khỏi nhữ ng thiếu sót Tác qiả mong nghiệp vá độc qiủ chí giáo bơ sung cỉc cuổh sách ngày cànq hòan thiện hiỉn C ác tá c g iá Phẩn I BÊTỒNG XỐP VÀ SILICÁT XỐP Chương CÁC LOẠI BÊTƠNG NHẸ VÀ CÁC TÍNH CHẤT VẬT LÝ CỦA CHÚNG Bétịng xốp (hay bêtơng tổ ong) vạt liệu đá nhân tạo Chúng có nhiểu lỗ rỏiig nlió, lớn dạng lỗ (hố) với dạng mao dẫn khác Các loại bêtơng có dược q trình cứng rắn hay hố hợp thủy nhiệt hỗn hợp ximăng, chất kết díiili hỏn hợp hay chất kết dính vơi - cát, dược trộn với nước tạo rỗng, với loại vi cốt liệu phân tán khác Khi gia công nhiệt ám cốt liệu tácdụng tương hỗ tích cực với vơi cá c Síin phẩm lliủy hố củ a xiiiiăng Bctơng xốp phân biệt: / Theo ílạnt^ chất tạo rổiiiỊ (ÍIIỢC (lìim>: a) G asbêtơng (bêtịng khí) gassilicát (silicát khí) Các lỗ rỗng chíing tạo nên nở phồng khối gas tách thời gian ninh kết nó; b) Bêtỏng bọt silicál bọt (các lỏ rỗiiíỊ tạo nên nhờ bọt khối tạo bọt hay trộn với bọt chế tạo trước); c) Gasbètông bọt gassilicát bọt (các lỗ rỗii), tạo nên nở phồng khối tạo bọt); Theo loại chút kết ílinli cíược (lùiii^: a) Gasbêtơng bơtơng bọt đươc chế tạo với việc dùng ximăng pclăng, ximăng ncíclin hay ximăim xí với phụ gia hay khịng có phụ gia vơi thạch cao; b) Gassilicát silicát bọt (silicát xốp) với việc dùng vôi hỗn hợp vớithạch cao hay (hàm lượng cho phép clinker ximăng khơng q %); c) Thạch cao khí thạch cao với viéc dùng thạch cao; d) M anhêzít khí inanhêzít bọt với việc sử dụng chất kết dính manhê Nếu hỗn hợp (khối) xốp có chứa tro hay xỉ, vật liệu chế tạo ihố gọi là: "bêtơn" tro khí", "bêtơng xí khí”, "bêtơng tro bọt", v.v Chúng ta cịn biết nhiều bêtơng xốp với cốt liệu rỗng khác Thí dụ, bêtơng kêrăm zít, bêtơng đá bọt, bêtơng aglơporít cứng rắn điều kiện nhiệt độ thường thùng chưng hấp (áptôclap); Theo đặc trưng cứng rắn: a) Cứng rắn tự nhiên (trong nhiều trưòng hợp q trình cứng rắn khơng thật kinh tế thịíi gian q dài biến dạng co ngót lớn); b) Cứng rắn áp suất thường, bể dưỡng hộ, khuôn nhiệt (đốt nóng tiếp xúc), khn đặc biệt với đốt nóng điện, v.v c) Cứng rắn thủy hố ximăng pclăng hay hố hợp thủy nhiệt (trong trường hợp d ù n g cá c cấu tử vôi - cát n g h iền thùng ch n g hấp áp lực cao; d) Cacbonát hố, cứng rắn buồng kín tác dụng khí cacbơníc; e) Cứng rắn hỗn hợp, nghĩa kết hợp phương pháp khác (a - e) Các loại bêtơng xốp có khối lượng thể tích trạng thái sấy khơ đến khối lượng khơng đổi '(kg/m^): cách nhiệt 250 - 500, cách nhiệt - kết cấu - từ 500 đến 900 kết cấu từ ‘ 00 đến: 1200 Bêtơng xốp vói khối lượng thể tích 350 kg/m^ thuộc vật liệu xây dựiig nhẹ cách nhiệt, cịn với khối lượng thể tích 400 - 600kg/m^ - thuộc vật liệu cách nhiệt nặng Có nhiều yếu tố ảnh hưcmg đến phẩm chất bêtơng xốp silicát xốp Chúng gồm có: Chất lượng vơi (hàm lượng ơxýt hoạt tính CaO + MgO; nhiệl độ lôi, thời gian tôi, hàm lượng "cục lửa"), ximăng poóclăng, cấu tử silíc ơxýt (liàm lượng SiO^; AUO 3; PciO,, vật chất sét v.v Tỷ lệ tỷ lệ cấu tử silíc ơxýt vơi; cấu tử silíc ơxýt ximãng; cấu tử silíc ơxýt chất kết dính hỗn hợp; vơi ximăng chất kết dính hỗn hợp; Đặc tính lượng dùng tỷ đối chất tạo rỗng cấu trúc vĩ mô xuất hiện; Độ phân tán cấu tử, thường xác định theo tỷ diện tích bề m ặt thành phần hạt cấu tử (lượng sót sàng 0,09 0,63, lượng lọt qua sàng 0,063); Tỷ lệ cỡ hạt hỗn hợp nguyên liệu, có tỷ diện tích bề m ặt khác diện tích bề m ặt cấu trúc vĩ mô xuất hiện; Tỷ lệ nước vật chất rắn; Chiểu cao kích thước khn; Nhiệt độ khối bắt đầu kết thúc trình nở phồng; Các thao tác chế độ công nghệ; trộn cấu tử hỗn hợp bêtông xốp (máy trộn trục đứng, turbin, chấn động, thủy động, v.v ); nở phồng (rót, chấn đống, xung động, lắc đẩy); vận chuyển từ vị trí tạo hình đến vị trí cắt đầu thừa, gia công nhiệt sơ bộ, cắt tổ hợp để đưa vào áptôclap; 10 Các biện pháp chế độ gia cơng nhiệt ẩm (có tính đến tính khối lớn); 11 Biện pháp phưofng tiện để có cấu kiện với mức độ hoàn thiện cao (trát hoàn thiện; chỉnh sửa v.v ) Để đánh giá khách quan đắn cấp phối lựa chọn bêtông xốp, thao tác chế độ công nghệ chế tạo nó, người ta áp dụng mơ hình tốn học với việc sử dụng phương pháp toán - thống kê quy hoạch thực nghiệm Nhưng chí với điều kiện mơ hình tốn học cần phải ch ế tạo 45 seri mẫu, khác biệt theo tham số khác Việc chế tạo bêtông xốp silicát xốp, loại bêtông khác (nặng, nhẹ, ch ịu nhiệt, V.V ) với đ ộ đ n g cao có ý n ghĩa lớn đ ố i với v iệc sản xuất cấu kiện chất lượng cao Cãn vào cường độ bêtông xốp chia thành mác M ác bêtông xốp tiêu nhỏ khoảng, quy định điều kiện kỹ thuật, cường độ chịu nén, có giá trị trung bình giới hạn cường độ chịu nén, thu thí nghiệm mẫu lập phương 10 xlOxlOcm hay mẫu loại kích thước khác (với việc sử dụng hệ số tương ứng), gia công nhiệt ẩm tương ứng hay cứng rắn điều kiện ẩm tiêu chuẩn thời gian 28 ngày đêm Bêtơng xốp thuộc loại vật liệu giịn Các tính chất đàn hồi dẻo chúng đặc trưng hộ số đàn hồi: E ".p Trong đó; ,p - biến dạng đàn hồi biến dạng tương đối toàn phần, xác định với = 0,5R lăng trụ từ bêtông xốp, thí nghiệm với thời gian chịu đimg mức (cấp) tải trọng 15 phút Thông thường bêtông xốp E = 0,92 0,97 Độ dẫn nhiệt bêtông xốp phụ thuộc vào khối lượng thể tích vào hàm lượng ẩm Đối với mẫu trạng thái khô độ dẫn nhiệt 18°c thường gần trị số sau hay nhỏ hom chúng: Khối lượng thể 170- tích, kg/m^ 200 Độ dẫn nhiệt, 0,062 W/(m.°C) 300-400 500 600 700 800 900 1000 0,093 - 0,116- 0,1 0,151 - 0,174- 0,186- 0,209 - 0,105 0,128 44 0,163 0,198 0,233 0,250 Bêtông xốp với khối lượng thể tích 300 - 500 kg/m^ thuộc loại vật liệu dẫn nhiệt trung bình, cịn với khối lượng thể tích 700 - 800kg/m^ thuộc vật liệu cách nhiệt với độ dẫn nhiệt cao Khi bị làm ẩm độ dẫn nhiệt bêtơng xốp tăng xác định theo công thức: khô 1-I 100 Trong đó: - độ dẫn nhiệt tính tốn; độ dẫn nhiệt tính tốn bctơng xốp khơ; tăng thêm độ dẫn nhiệt % độ ẩm thể tích, %; W- độ ẩm vật liệu, % theo thể tích Các trị số ơ„ loại bêtơng xốp sau (%): Khối lượng thể tích (kg/m^) §w 300 8,2 500 7,2 700 6,3 800 4,5 1000 1100 1200 2,8 Những nghiên cứu gần rằng, dẫn nhiêt tươníỊ đương (nghĩa tính đến trao đổi nhiệt trao đổi khối lượng) phụ thuộc vào độ ẩm nhiệt độ, mà vào chênh lệch nhiệl độ, với vật liệu tham gia vào trao đổi nhiệt trao đổi khối lượng khoảng thòd gian không lớn, vào tốc độ tăng hay giảm nhiệt độ khoảng thời gian cấu kiện Vói bề dày yêu cầu cấu kiện người ta lấy trị số độ dẫn nhiệt, tính đến độ ẩm tương đương, % theo thể tích Độ hút nước độ ẩm bêtông xốp phụ thuộc vào khối lượng thể tích độ ẩm khơng khí (bảng ) Bảng I l Độ ẩm độ hút nước loại bétông xốp Khối lượng Lượng ẩm hấp thụ theo thể tích ẩm tương đối Độ ẩm theo thể ưch qua - ngày khơng khí, % theo khối lương đẻm ngâm từ từ nước, thể tích, kg/m^ 40 60 80 97 100 Dúng cốt liệu silíc ơxýt Dúng tro 300 0,7 1,1' 1,5 3,1 21 30 500 1,4 1,8 2,9 6,2 9,4 26 36 700 2,6 8,5 12 30 41 900 2,8 3,4 5,2 12 16 ,35 45 1000 3,2 3,8 13 18 38 48 Độ ám tương đối (p khơng khí cànc cao, độ ấm bêtông xốp cao Độ ẩm theo khối lượng tính đổi theo cơng thức (%)■ 1UƠ0W„ I khị Khi tính tốn bề dày kết cấu, người la lấy hàm lượng ấm theo thể tích bêtịng xốp từ X đến %, kết cấu mái lấy 15% Hệ số giãn nỏ' dài nhiệt theo nliiổLi số liệu khác biến động từ 8.10'’ đến S,8.1U‘’, cịn đốt n ó n g từ - 80 đến 20-26ơ°C từ Ịl,6 ,1 " đ ê n 10 ,6 i0 '’ độ Độ co ngót cúa bêtơng xốp cứng rắn khơng khí với khối lượiig thể tích 600 - 800kg/nr' tuối 300 ngày đêm đạt 5mm/m với khối lưọng thể tích 1300kg/m’ đạt 2mm/m Bêtơng xốp chưng hấp áptơclap có độ co ngót từ 0,05 đến 0,4mm/m, silicát bọt gần 0,65m m/m gasbêtông từ 0,1 đến 0,5mm/m Khi nước vật chất rắn giám độ co ngót giảm Độ dính kết (dính bám) bêtỏiig xốp với cốt thép 1,6 - 2,5 MPa khối lượng thc lícli 700 - 800kg/m \ thêm vào dó số thứ thuộc mẫu qua ba tháng sau gia cơng Iihiệt ẩm áptơclap, cịn s ố thứ hai thuộc cá c mẫu qưa tháng Khi c ó mặt lớp bọc chống gi phụ ihuộc vào mơi trường khai thác cường độ dính kết theo số liệu giãm di 20 - 25% CYic loại bơtơng xốp có hệ số thâm nước thấm khơng khí sau (bảng 1.2) Bảng 1.2 (ỉiá trị cúa hệ sô Hê sỏ’ Khổi lượng thể tích, Của độ thâm nước I-I, Ykhõ^ kg/m' 10^,g/m.giờ.Pa (g/m,giờ,mm cột thủy ngăn) Độ thấm khơng khí i 10\ g/(m.giờ.Pa) [kg/(m,giờ.mm cột nước)! 300 0,0248 (3,3) 0,92(9) 400 0,0203 (2.7) 0,72 (7) 500 0,0169(2,25) 0,5 (5) 600 0,0132(1,75) 0,35 (3,5) 700 0,0117(1,55) 0,26 (2,5) 900 0,0105(1.4) 0,15(1,5) Độ nhiệt loại bêtông xốp cao loại bêtông nặng Chương CÁC QUÁ TRÌNH VẬT LÝ VÀ HỐ LÝ TRONG SẢN XUẤT BÊTƠNG XỐP Các loại bêtông xốp chế tạo từ khối dẻo (các huyền phù nồng độ cao, có tính chất hệ đàn hồi nhóft dẻo), cách cho bọt khơng khí vào hay bị nơ phồng q trình ninh kết tạo nên bọt khí (gas) chúng Cấu trúc rỗng khối loại bêtông xốp silicát xốp tạo nên do: Tạo bọt khối, cho chất tạo bọt vào nó; Trộn hỗn hợp với bọt chế tạo trước; Tạo khí thời kỳ ninh kết hỗn hợp, Nở phồng hỗn hợp nhớt dẻo kết trình xảy đồng thời ciia phản ứng hố học, thí dụ, bột nhôm kiềm (hyđrát ôxýt canxi dung dịch kiềm natri, v.v ) có m ặt tham gia nước q trình hố lý ninh kết hỗn hợp Có thể xem xét tác dụng tưcmg hỗ phần tử bột nhơm với hyđrát ơxýt canxi theo phản ứng hố học sau đây: 2A1 + Ca(OH )2 + ÓH.O = S C aO A lA H p + 3H =1260 kJ/g.moỉ Biết khối lượng phân tử (AI - 27; Ca- 40,1; o -16; H-1 c -12), tính rằng: Cho 54 phần theo khối lượng AI yêu cầu phải tốn 222,3 phần theo khối lượng Ca( H )2 108 phần theo khối lượng nước Sản phẩm phản ứng (theo khối lượng) 378 phần 3CaO /VI2O H 2O phần H Sự tách khí bắt đầu với nồng độ ban đầu xác định ion h' đrô (PH) khối (12,9 - dùng vôi sống dùng vôi sống, 40°C) Cơ chế nở phồng khối sau; Ngay sau tiếp xúc phần tử bột nhôm với dung dịch nước vôi với đạt nhiệt độ không 35°c (theo số số liệu - không 20°C) bắt đầu tách hyđrô vùng gần kề với phần tử bột nhôm tạo nên áp lực gas, tác động lên khối nhóft dẻo Nhưng m lực gas tạo nên không vượt ứng suất chuyển vị giới hạn T„, khối khơng nở phồng Ngay sau giá trị ứng suất chuyên vị giới hạn khối nhỏ lực, gas tạo nên, bắt đầu nở phồng Khi tổ chức đắn q trình cơng nghệ xẩy khối hồn tồn khơng cịn bột nhơm Trong suốt q trình nở phổng khối phải có độ nhớt dẻo T|j vừa đủ, 10 khác bọt gas bị phá vỡ gas khỏi khối vơ ích Trong nhiều trưcmg hợp mà chọc thủng gas khỏi khối kết thúc sớm khối đạt độ nhớt dẻo cần thiết, bị sẹp (lắng xuống) Sự sử dụng chất tạo khí đạt hoàn toàn trường hợp, mà tách gas kết thúc sớm lúc khối độ lưu động cần thiết, nghĩa sớm hon đạt trị số tới hạn định ứng suất chuyển vỊ giới hạn độ nhớt dẻo khối, ứhg suất chuyển vị giới hạn ứng suất lớn tất ứng suất tĩnh, hệ Nó đặc trưng số áp lực tối thiểu đó, mà gây nên bắt đầu chuyển dịch khối nhớt - dẻo Các giá trị Tg rỊj tăng theo mức độ ninh kết khối xốp, liên quan với điều xác định tính chất lưu biến người ta tính đến thay đổi chúng theo thời gian Các yếu tố làm giảm tương đối ứng suất chuyển vị giới hạn chấn động, độ nhớt dẻo khối làm tăng độ tạo khí mở rộng bể m ặt hoạt tính hố học tách nhanh sản phẩm phản ứng đặt sở cho cơng nghệ chế tạo bêtơng khí chấn động m ột sô' nhà máy đồng thời người ta sử dụng cơng nghệ rung chu kỳ Thí dụ, nhà m áy bêtông cốt thép N°1 Riga người ta tạo hình cấu kiện từ hỗn hợp bêtơng khí có độ chảy theo Sutard Icm, chấn động thực theo chu kỳ với thời gian - 2,5 phút, khuôn bàn rung -1 phút Nhưng không dùng gia trọng Hiện để ngăn ngừa bột nhôm lên bể mặt khối thuỷ, người ta cho thêm phụ gia chất hoạt tính bề mặt (nhũ tương nhựa thơng, xà phịng, sulfanơl, phụ gia tăng dẻo loại) Chúng tạo nên bề mặt làm ướt ranh giới paraphin nước, kết hạt (phần tử) bột nhơm chìm nước Theo sị' số liệu, dùng chất hoạt tính bé mặt (nhũ tương nhựa thông 0,51 cho Im^ bêtông khí với khối lượng thể tích 300kg/m^) lỗ rỗng có kích thước 0,15 - 0,2 mm so với khơng dùng chất hoạt tính bề mặt Q trình tạo khí xuất tác dụng nước dung dịch nước vôi kiềm với nước ôxy già, CaC, bột kẽm, v.v Sự ninh kết hỗn hợp đặc trưng tăng độ nhớt nó, bắt đầu qua m ột vài phút sau chế tạo kết thúc sau vài giờ, trường hợp dùng chấn động kết hợp sau vài phút Ninh kết hồ xim ăng kết tạo thành khoảng khơng rỗng nó, ban đầu chứa đầy nước tạo thành dạng phần tử dạng gel, phần tử nhỏ có hình dạng dạng sợi, tơ dạng Kết đầu cấu trúc có ban đầu thê với cưòfng độ nhỏ gồm hyđrôalum inát hyđrôsulfôaluminát canxi F M Lee rằng, phần tử cực nhỏ ximăng ninh kết có kích thước nhỏ, khoảng gần lOÔ, gần với kícli thước phần tử keo Cho nên, tỷ diện tích bề 11 25000.0,115 (100-20) = 92 nghìn kcal hay 385,186 nghìn kJ; Các thành phần rắn hỗn hợp bêtông xốp: 78000.0.25 (100 - 40) = 1165 nghìn kcal hay 4877,62 nghìn kJ; Nước 32000.1 (100 - 40) =1920 nghìn kal hay 7680 nghìn kJ; Entanpi m ôi trường nước không khí, chiếm thể tích tự do, bằng; 275 - 120 = 155m'; 155.638.5.0.598 = 59,182 nghìn kcal, hay 247,789 nghìn kJ; Để đốt nóng lófp cách nhiệt áptơclap (khối lượng thể tích bơng khống cách nhiệt y = 0 k g /m \ bề dày ,1 in, khối lượng lớp bơng khống cách nhiệt 304.0,1.200 = 6080kg) 6080.0,2 23+100 -2 = 46,268 nghìn kcal, hay 193,72 nghìn kJ; Tổn thất nhiệt qua thành lófp cách nhiệt áptơclap 2.304.0,5638 (100 - 23) = 26,395 nghìn kcal, hay 110,510 nghìn kJ Khi tổn thất nhiệt xác định theo công thức: K ,= hay ỏ, Ỗ2 X,i X, ''■2 0,5638.1,163 0,032 a 40 w /(m - 0,1 0,06 = ,5 638kcal/(m l°C h) 9,41 °C) = 0,6557 W /(m l°C ) Trong đó: ỗ| Ơt - bề dày thành áptơclap lớp bơng khống, tương ứng 0,032 ,l m; À| Ầ.2 - độ dẫn nhiệt thép bơng khống, tưcmg ứng 40 0,06 kcal/(m lgiờ.°C ) a = c tv.l “ tmt + ^vl Trong đó: " t,„ + V ínit 10 i - nhiệt độ vỏ (thép), 45°C; mt + 273 100 - nhiệt độ mơi trưịng xung quanh, 23°C; A - hệ số phụ thuộc vào hình dạng áptôclap, 2,20; Q - xạ nhiệt xám, 4kcal /(mlgiờ.°C); a = ,2 ^ -2 + -2 45 + 273 23 + 273 100 100 = 9,41 kcal/(m-.h.°C), hay 10,95W /(m lK)' 73 Tổn thất nhiệt qua bề mặt không cách nhiệt áptôclap: 2.20,2.12,69 (100-23) = 39,476 nghìn kcal, hay 165,278 nghìn kJ K ,= :( Ô ,:Ầ ,+ l:a ,) = 1: (0,032: + 1: 12,51)= 12,69 kcal/(m^h.°C) hay 14,758 W /(m^K); a , = ,2 ^ 0 - + ( 100 + 273 0 -2 100 23 + 273 100 = 12,51kcal/(m^h.°C), hay 14,6W /(m l°C) 10 Để thổi áptôclap tốn khoảng kg nước với áp suất IM Pa cho lin^ cấu kiện, nghía 5.563,9.108 « 356,01 nghìn kcal hay 1490,5 nghìn kJ; 11 Những tổn thất khơng tính -10% tốn thất tính trừ tổn thất nhiệt, dùng để thổi 133,26 nghìn kcal, hay 557,932.10’^ kJ Tổng lượng nhiệt tổn thất từ khoản thứ đến khoản thứ chín: 684,65 + 503,7 + 92 +1165 + 1920 + 59,182 + 46,268 + 356,01 +26,395 4892,68 nghìn kcal, hay 20484, 673 nghìn kJ; + 39,476 = 12 Entanpi nước ngưng tụ: 10' 100 (684,65 + 503,7 + 92 + 1165 + 1920 + 59,182 + 46,268 + ,6 ,5 -1 0 , + 356,01 + 26,395 + 39,476 + 133,36 - 256,68) = 885,66 ' kcal, hay 3708,081 nghìn kJ Tống chi phí nhiệt lượng thời kỳ thứ là: 684,65 + 503,7 + 92 +1165 +1920 + 59,182 + 46,268 + 356,01 + 26,395 + + 39,476 + 133,26 + 885,66 = 5911,60 nghìn kcal, hay 23676,687 nghìn kJ Lượng nhiệt cần thiết có tính đến lượng nhiệt thủy hóa ximăng; 5911,60 - 256,68 = 5654,92.10'^ kcal, hay 23676,019 nghìn kJ Tổng lượng dùng nước thời kỳ thứ nhất: -'2 ^ Z ^ ,h a y l0 -’ ^ 2779,75 663,9 = 8517,729kg Thời kỳ 2a Lượng dùng nhiệt áp lực dư từ đến 0,3 MPa để đốt nóng thứ nhất: Kết cấu áptôclap: 132300.0,115 (143 - 100) = 654,23 nghln kcal, hay 2739,13 nghìn kJ; 74 Khn: 20.3000.0.115 (143 - 100) = 296,7 nghìn kcal, hay 1242,22 nghìn kJ; Va gơng: 4.2500.0.115 (143 - 100) = 49,12 nghìn kcal, hay 205,65 nghìn kJ; Của thành phần rắn hỗn hợp bêtông xốp: 78000.0.25 (143 - 100) = 838,5 nghìn kcal, hay 3510,63 nghìn kJ; Nước hỗn họp bêtơng xốp: 32000.1 (143 - 100) = 1376 nghìn kcal, hay 5761,04 nghìn kJ Mỏi trường nước khơng khí, chiếm tích tự áptơclap; (155.653,4.2,125) - 59,18 = 156,03 nghìn kcal, hay 623,26 nghìn kJ; Nhiệt lượng lớp cách nhiệt tích trữ: 6080.0,2 143+100 - 100] = 26,14 nghìn kcal, hay 109,443 nghìn kJ; Tổn thất nhiệt qua thành lớp cách nhiệt áptơclap 1.304.0,5638 (143 - 23) = 20,576 nghìn kcal, hay 86,11 nghìn kj; a = 9,14 kcal/(nr.giờ.°C ), hay 10,95 nghìn kJ; K = 0,5638 kcal/(mvh.°C), hay 0,6557 W /(nr.°C ); Tổii thất nhiệt qua bể mặt không cách nhiệt 1.20,2.12,69 (143 -23) = 30,76 nghìn kcal = 128,786 nghìn kJ K, = K = 12,69 kcal/(nr.h.°C ), hay 14,758 W /(m'.°C); cx = ,2 ^ - + (143+ 273)'^ (23 + 273)-* 100' 100^ -2 hay 17,103W /(m l°C ); lơ Tổn lliât bên 10% tất tốn thất tính tốn 344,805 nghìn kcal = 1443, 63 nghìn kj Tống lượng tổn thất tính tốn từ khoản đến 654,43 + 296,7 + 49,12 + S38,5 + 1376 + 156,03 + 26,14 + 20,567 + 30,76 = = 3448,05 nghìn kcal, hay 14436,296 nghìn kJ; 11 Entanpi nước ngưng tụ: 10 ' - — - ì (654,23 + 296,7 + 49,12 + 838,5 + 1376 U ,4 - ,6 ) J + 156,03 + 26,14 + 20,567 + 3Ơ, 76 + 344,805 - 222,12) = 1005,8 nghìn kcal 75 hay 421 1,0X3 nghìn kJ Tổng nhiệt lượng tiêu tốn thời kỳ 2a; , + , + , + 8 , + 1376 + 156,03 + , + , + + 30,76 + 344,805 + 1005,8 - 4798,665 nghìn kcal, hay 20090,988 nghìn kJ Tống lượng dùng nước thời kỳ 2a (không tính đến lượng nước cluiyến xa từ áptơclap bên cạnh) ,.,,1 ,0 4576,535 , 10' _—— hay 10’ — — — = ,8 kcal; 2785,45 665,5 Thòi kỳ 2b Lưọng dùng nhiệt áp suất dư từ 0,3 đến 1MPa đê đốt nóng giờ; Kết cấu cúa áptơclap: 132300.0.115 (183,2 - 143) =611,62 nghìn kcal, hay 2560,73 nghìn kJ; Khn: 20.3000.0.115 (183,2 - 143) = 277,38 nghìn kcal, hay 1161,33 nghìn kJ; Vagóng: 4.2500.0.115 (1K3,2 - 143) = 46,23 nghìn kcal, hay 193,56 nghìn kJ; Của thành phần rắn hồn hợp bêtông xốp: 78000.0.25 (183,2 - 143) = 783,9 nghìn kcal, hay 3282,02 nghìn kJ; Nước: 32000.1(183,2 - 143) = 1286,4 nghìn kcal, hay 5385,90 nghìn kJ; Của mơi trường nước khơng khí, chiếm thê tích tự áptơclap: 155.663,9 5,53 - 215,214 = 353,85 nghìn kcal, hay 1481,50 nghìn kJ; Lứp cách nhiệt áptôclap; 6080.0,2 '183,2 + 143' _ 143 = 24,44 nghìn kcal, hay 102,32 nghìn kJ; Tổn ihấl nhiệt qua thành lứp cách nhiệt; 1.304.0.5638 (183,2 - 23) = 27,457 nghìn kcal, hay 114,957 nghìn kJ; (X = 9,41 kcal/(m lh.°C ) = 10,95 W /(m l°C ); K, = 0,5638 kcal/(nr.h.°C ) = 0,6557 W /(m l°C ) Hồn nhiệt qua bể mặt khịng che chắn; 1.20,2.16,24 (1X3,2 - 23)= 52,56 nghìn kcaì, hay 220,06 nghìn kJ; a = 16,45 kcal/(nr,h.°C ) = 19,129 W /(m '.°C); K - p - = 16,24 kcal/(niMi.°C); 40 76 ^ ,4 10 Những tổn thất khơng tính đưưc chiếm 10% khoản tính được: 346,384 nghìn kcal, hay 1450,24 nghìn kJ Tổng lượng tổn thất nhiệt từ khoán thứ đến khoản thứ chín gồm: 611,62 + 277,38 + 46,23 + 783,9 + 1286,4 + 353,85 + 24,44 + 27,457 + 52,56 = = 3463,84 nghìn kcal, hay 14502,4 nghìn ki, 1 Entanpi nước ngưng tụ (611,62 + 277,3H + 46,23 + 783,9 + 1286,4 + 353,85 + 24,44 + 6 ,9 -1 ,6 + 27,457 + 52,56 + 346,384 - 296,352) = 1363,5 nghìn kcal, hay 5708,702 nghìn kJ Tất cá tiêư tốn nhiệt chiếm: 611,62 + 277,38 + 46,23 + 783,9 + 1286,9 + 353,85 + 24,44 + 27,457 + + 52,56 + 346,38 + 1363,5 - 5173,72 nghìn kcal, hay 21661,331 nghìn kJ Lượng nhiệt cần thiết c ó tính đến tỏa Iihiệt xiiĩiăng: 5173,72 - 296,35 = 4877,37 nghìn kcal, hay 20797,38 nghìn kJ Tổng lượng dùng nước chu kỳ: 10 ' 20797,78 ^ 4877,37 hay 10 — = 7346,54kg 2779.75 663,9 Thời kỳ Lượng dùng nhiệt lượng đốt nóiig nhiệt thời gian giờ: Tổn thất nhiệt qua thành lóp cách nhiệt: 8.304.0,5638 (183,2 - 23) = 219,66 nghìn kcal, hay 919,672 kJ; Tổn thất nhiệt qua bể mặt không cách nhiệt: , , ( , - 23 ) = , Iighìn kcal, hay , nghìn kJ; Eiitanpi nước ngư ng tụ: ’ (2 19,660 6 ,9 -1 ,6 + 420,426 - 275,88) = 141,326 nghìn kcal, hay 591,704 nghìn kJ T ổ n g lượng nhiệt tiêLi tốn thời kỳ 3: , 6 + , + 141 ,3 26 = 701,421 nghìn kcal, hay 1 , kJ Lượng nhiệt cần thiết thịi kỳ có tính đếii nhiệt thủy hóa ximăng: , - , 8 = 5 , nghìn kcal, hay , 6 nghìn kJ ' ĩổ n g lượng dùng lurớc thòi kỳ 3: 10- ^ ^ 2779.75 h y IO ^ Í“^ = 76l.45Kkg 663,9 77 T h i kỳ 4a Lượng nhiệt m ang vào hạ áp lực dư từ đến 0,3 MPa, làm nguội giờ: Kết cấu áptôclap: 132300.0.115 (143-183,2) = - 611,62 nghìn kcal, hay - 2560,73 nghìn kj Khn: 20.3000.0,115(143 - 183,2) = - 277,38 nghìn kcal, hay - 1161,2 nghìn kJ; Vagơng: 4.2500.0.115 (143 - 183,2) = -46,23 nghìn kcal, hay - 193,56 nghìn kJ; 4.5 Bê tơng khí; (78000.0,25 + 32000.1) (143 - 183,2) = - 2070,3 nghìn kcal, hay - 8667,93 nghìn kJ; Do thay đổi entanpi nước, chiếm thể tích tự áptơclap: 155(653,4.2,125 - 663,9.5,53) = - 353,85 nghìn kcal, hay - 1481,5 nghìn kJ; Cách nhiệt; 6080.0,2 ( 183,2 +143 Y = -2 ,4 nghìn kcal, hay - 102,32 nghìn kJ; Ngưng tụ: 1005,8 143,6 1363,72 ^ 185,6 141,326^ 185,6 10-^ = 15113kg nước ngưng tụ tạo thành thời kỳ 2a, 2b (nước ngưng tụ tạo thành thời kỳ , tiong thổi khơng phải tính dến nó); Tổn thất nhiệt qua bề mặt cách nhiệt không cách nhiệt (cũng thời kỳ 3) 10'^ ^ ^ ^ = -8 ,0 nghìn kcal, hay - 335,019 nghìn kJ Tồn nhiệt lượng giải phóng ra: 611,62 + 277,38 + 46,23 + 2070,3 + 353,85 + 24,44 + 80,02 = = 3463,84 nghìn kcal, hay 14500kJ Thờ i kỳ 4b Xác định nhiệt lượng giải phóng hạ áp lực dư từ 0,3 đến M Pa làm nguội 0,5 Kết cấu áptơclap: 132300.0.115 (100-143) = - 654,23 nghìn kcal, hay - 2739,13 nghìn kJ; Khn: 20.3000.0.115 (100-143) = -296,7 nghìn kcal, hay - 1242,22 nghìn kJ; 78 V ag ỏn g: 0 , 1 ( 0 - ) = - nghìn kcal, hay - , ng hìn kJ; 4,5, Bètịng khí: ( 0 , + 0 ) ( 0 - ) = - 2 , nghìn kcal, hay - , nghìn kJ D o s ự thay đ ổ i e n t a i i p i CLia h i nước, c h i ế m t h ể tích t ự củ a áptôclap: 155 ( , , - , , , ) = - 56 ,0 nghìn kcal, hay - , nghìn kJ Cách nhiệt; 6080.0,2 00 (143+100) = - , nghìn kcal, hay , 4 nghìn kJ; - Nướ c n s n g tụ; 15,113 ( 0 - 143) = - , nghìn kcal, hay , ng hìn kJ; Truyền nhiệt qua bể niãt c c h nhiệl (143 + 100) 0,5.304.0,5638 -23 = 8,4 nghìn kcal, hay 5, nghìn kJ lơ Truyển nhiệt qua bề mặt cá ch nhiệt: 0,5.20,2.16,24 (143+100) = , nghìn kcal, hay ngh ìn kJ -23 l o n nhiệt lượn" giải ph ón g , nghìn kcal hay , nghìn kJ Tổn Ihất nliiệt trontỉ cá c đườnỉí ốn" dẫn nước 5% , 9 nghìn kcal, hay , kJ Lượng nhiệt c ó ihc ch u y ển ]ại nồi n g nước: , ,, 15997,252 ’ , ,,3 3K 19,873 10' —^ hay 10 — s: k g 2779,75 663,9 'S7‘S4 cho Im': - - - - - ^ k g / m ^ 120 Chi phí nhiệt lượng nước ghi bảng 1.15 Bảng 1.15 Chi phí nhiệt lượng nước theo thịi kỳ Chi phi Tnời kỳ Nhiêt lương Hơi nước, Thời gian Chi phí thời ký, nước, kg (nghin kcal) (nghìn kJ) kg 5654,92 23676,019 8517,729 4258,855 2a 4576,535 - 3463,84 = 11 12,695 4658,631 1675 542 1676,0 2b 4877,37 20797,38 7346,54 7346.54 505,532 2116,561 761,458 95,181 Tổ-ig cộng 12150,517 51248,591 18301,269 12 - L ợ n g nước cần chi phí c h o Im ' cấu kiện là: , : = 152,51 kg 79 Thường công suất nhà máy (mVnăm), trang bị áptôclap, xác định theo công thức: p = V nT K ,,m K , Trong đó: V- thể tích hữu ích áptơclap (275m^); 24 n- hệ số quay vịng áptơclap ngày ( — = 1, ); T- số ngày làm việc năm (305.0,92 = 282 ngày) - hệ số chứa đầy áptôclap (với công nghệ cắt 0,40 - 0,44 cao hơn); m- số áptôclap; K - hệ số xuất xưởng cấu kiện, lấy 0,975 Số ngày làm việc thực tế áptôclap năm là: 365 - 112 = 253 ngày, (365 số ngày năm) Số ngày nghỉ ngày lễ: 52 X + = 112 ngày Khi đó: p = 275.1,6.253.0,4.3.0,975 = 133,5 nghìn m ' Đối với nhà m áy công suất 220m^ cấu kiện bêtông xốp số lượng cần thiết áptôcláp là: 220.3 , m=—^ »5 133,5 Lẽ tự nhiên là, chưng hấp cấu kiện dày 20 - 24 cm khuôn riêng hệ số chứa đầy áptơclap thấp 0,40 có trị số khoảng 0,27 - 0,3 Trong trường hợp này: 220.3.0.4 , m=— = ,7 « áptơclap 173.5.0.3 Theo ngun tắc, điều khiển chế độ gia công nhiệt áptôclap tiến hành tư động Để đẩy nhanh đốt nóng cấu kiện thời kỳ đầu trình gia cơng nhiệt người ta đẩy khơng khí tích lũy áptôclap cách thổi nước, với qua - phút sau xả vào áptôclap van đường ống dẫn 80 Hình ĩ.19 Sơ đ th iế t h i ÍỊÌCIO liê n ccíc p tơ d a p n \ị fií;h iệ p ; 1- van bào hiểm; 2- manôm ét tự ghi lừ xa; 3- manômét màng; 4- dụng cụ đo chân không; 5- nhiệt kế; - áplôclap; 7- đồng hồ hơi; 9- phin lọc mỡ; 10- bơm chân không; 11- đường ống dẫn nước đến; 12- đường ốn g dẫn đê xả nước vào khí quyến tạo chân không áplôclap; 13- nước ngưng tụ nước ngưng tụ mở, cách chân khơng hóa với việc tạo nên độ giảm áp 0,0133 - 0,2 MPa (100 - 150mm cột thủy ngân) trước xả hcfi vào áptơclap C hán khơng hóa Trên hình 1.19 m tả sơ đồ thiết bị giao liên áptôclap công nghiệp với việc sử dụng chân khơng hóa Để đạt chân khơng hóa người ta dùng bofm chân không Người ta lựa chọn bơm chân khơng với tính tốn đó, Im^ cấu kiện nạp vào áptôclap phải khơng khí T hí dụ, áptôclap với sức chứa 168 , mVphút hỗn hợp nước không với hộ số chứa đầy 0,3 cần phải hút lượng hỏn hợp nước không khí 168.0,3 0,2 = lOmVphút Lượng hỗn hợp nước khơng khí hút nhờ thiết bị bơm chân khơng RM K -4, có số vịng quay 720 vịng/phút, cơng suất động điện 79/70 kW , hút độ giảm áp 0% - 27m 7phút 30% - 20mVphút, 50% - UmVphút 60% - llm V phút, 80% - SmVphút 90% - 2m Vphút Trình tự mở van, khóa thực chu trình gia cơng nhiệt (xem hình 1.19) mô tả Các thao tác Đẩy khơng khí khỏi ảptơclap cách chân khơng hóa Chuyển xả nước từ àptôclap 8; chân khơng hóa Khi khồng cố chân khơng hóa tờng hựp Kìổi Nâng áp lực dư trì 0,8 -1 ,2 MPa Chuyển xả nước từ áptôclap sang áptôclap Giảm àp lực dư đến MPa Xả (tháo) nước ngưng tụ Chân khơng hóa khoảng khơng áptỏclap N° van, khóa mở (các van cịn lại phải đóng) ,1 ,1 7,15 ,7 ,1 ,6 ,1 9,1 ,1 ,3 ,1 ,1 5,15 ,1 ,1 ,1 8, Nâng áp lực sau chân khơng hóa (khi thực sấy cách hạ áp suất) ,3 ,1 ,1 81 Phần II CỐT LIỆU RỖNG DÙNG CHO BÊTÕNG NHẸ m m Để chế tạo bêtông nhẹ người ta dùng cốt liệu rỗng tự nhiên nhân tạo Cốt liệu rỗng lià vật liệu rời có Mhối lượng thể tích hạt với kích thước từ đến 40mm (dăm hay sỏ j) không lớn hofn lOOOkg/m^ hạt 5mm (cát) không lớn 1200kg/m \ Căn vào nguồn gốc tạo thành, người ta chia cốt liệu rỗng thành ba nhóm; tự nhiên, nhân tạo (được chế tạo đặc biệt) sản phẩm phụ (phế thải) công nghiệp Cốt liệu tự nhiên dùng rộng rãi khống mỏ có nguồn gốc phún xuất: - Đá bọt - khống rỗng có cấu trúc rỗng hay dạng sợi, thủy tinh phún xuất axít - Xỉ phún xuất - khống rỗng lớn có cấu trúc rỗ hay rỗng, thủy tinh phún xuất câíp phối kiềm; - Tro núi lửa - khống rỗng nhỏ thủy tinh tro phún xuất hóa đá ximăng Ngồi ra, người ta cịn dùng khống rỗng có nguồn gốc trầm tích để làm cốt liệu cho bêtơng nhẹ, như; - Khống cácbơnat - đá vơi rỗng, đá vơi - vỏ sị, tro đá vơi; - Khống silíc ơxýt - ơpơk, trêpel, điatơm ít, v.v cp't liệu rỗng nhân tạo gồm: - Kêrămzít chủng loại (xungizít, sỏi tro, kêrăm zít sét - tro, argillít trêpel nở phồng), có cách nung cho nở phổng viên chế tạo sẵn từ khoáng sét sét (cát - sét), hỗn hợp tro xỉ hay tro - bay nhà máy nhiệt điện; - Termơlít, có cách nung với thiêu kết phối liệu từ khống sét vật liệu alum ơsilicát khác, phế thải khai thác, gia công đốt nhiên liệu rắn (tro nhiệt điện, thải phẩm làm giầu than) Xỉ bọt tạo thành tạo rỗng chất nóng chảy xỉ cơng nghiệp luyện kim hóa chất: - Xỉ hạt - có làm nguội đột ngột chất nóng chảy xỉ cơng nghiệp luyện kim hóa chất; - Perlít nở phồ ng tạo thành nở ph ng nu ng c c thủy tinh phún xuất chứa nước (perlít, ốpsiđian) - Verm iculít nở phồng, có nở phồng mica hyđrát hóa tự nhiên nung Để chế tạo bêtông nhẹ người ta sử dụng sản phẩm phụ (thải phẩm) sau công nghiệp: 82 - Xỉ nhiên liệu tạo thành đốt cháy hay gia cơng hóa học ăngtraxít, than đá than bùn; - Xỉ luyện kim thải, tạo thành làm nguội tự nhiên chất nóng chảy xỉ luyện kim; - Hỗn hợp tro - xỉ tro bay hạt thơ, có đốt cháy nhiên liệu rắn trạng thái bụi Căn vào hình dạng hạt đặc tính bề mặt cốt liệu rỗng chia ra: - Sỏi hạt có dạng giống hạt sỏi có bề mặt ngồi nhẩn đặc Cốt liệu giống sỏi sau gia công nhiệt không qua đập; - Dăm hạt với hình dạng có góc cạnh với bề mật rỗng Dăm có đập nguyên liệu tự nhiên hay vật liệu sau nung - Cát hạt có hình dạng gần trịn có hình dạng góc cạnh Theo kích thước hạt cốt liệu rỗng chia ra: cát nhỏ với hạt kích thước l,25m m , cát thơ với hạt từ 1,25 đến 5mm, cốt liệu lớn có cỡ hạt - 10, -2 , - m m Theo khối lượng thể tích đổ đống cốt liệu rỗng chia thành mác sau đây: 100, 150, 200, 250, 300, 400, 500, 600, 700, 800, 1000, 1200, 1400 Khối lượng thể tích đổ đống m ỗi mác cốt liệu phải giới hạn sau đây: mác 0 100kg/m \ mác 150 từ 100 đến 150 kg/m^ mác 200 từ 150 đến 0 kg/nr' v.v Tlieo cưừiig độ cốt liệu rỗng lớn chia thành mác sau đây; 25, 35, 50, 75, 1(X), 125, 150, 200, 300 350 Mác theo cường độ xác định theo kết xác định theo cưímg độ cốt liệu cách ép xilanh giá trị cường độ loại cốt liệu rỗng khác phải thỏa mãn yêu cầu, ghi bảng II Bảng II.1 Mác cốt liệu rỗng theo cường độ chúng ép tro n g xilanh, M Pa Sỏi kẻrămzít Cốt liệu dăm r5ng (kêrămzít (loại trừ xỉ bọt chủng loại nó) dãm aglơpơrít) 25 ,5 -0 ,6 (5 -6 ,9 ) ' 35 Màc cốt liệu theo Xỉ bọt Dăm aglôpôrit 0,4-0,49 (4 -4 ,9 ) 0,2-0,29 (2 -2 ,9 ) 0,3-0,39 (3 -3 ,9 ) 0,7 - 0,99 (7-9,9) 0,5 - 0,69 (5 - 6,9) 0,3 -0 ,3 (3 -3,9) 0,4-0,49 (4 -4 ,9 ) 50 ,0 -1 ,4 (1 -1 ) 0,7-0,89 (7 -8 ,9 ) 0,4 - 0,49 (4-4,9) 0,5-0,59 (5 -5 ,9 ) 75 ,5 -1 ,9 (1 -1 ,9 ) ,9 -1 ,1 (9 -1 ,9 ) 0,5 - 0,69 (5 - 6,9) 0,6-0,69 (6 -6 ,9 ) 100 - 2,49 (20 - 24,9) ,2 -1 ,4 (1 -1 ,9 ) 0,7 - 0,89 (7 -8,9) - 79 (7 -7 ,9 ) 125 2,5 - 3,29 (25 - 32,9) ,5 -1 ,7 (1 -1 ,9 ) 0,9-1,09 (9-10,9) 0,8-0,89 (8-8,9) 150 ,3 -4 ,4 (33-44,9) ,8 -2 ,1 (1 -2 ,9 ) ^-1 ,3 (1 -1 ,9 ) 0,9 -0 ,9 (9-9,9) 200 ,5 -5 ,4 (45-54,9) 2,2-2,69 (22-26,9) ,4 -1 ,7 (1 -1 ,9 ) -1 ,9 (-1,9) 250 5,5 - 6,49 (55 - 64,9) 2,7 - 3,29 (27 - 32,9) ,8 -2 ,1 (1 -2 ,9 ) -1 ,9 ( -1 ) 300 6,5 - 7,99 (65 -79,9) 3,3 - 3,99 (33-39,9) 2,2 -2 69 (2 -2 9) ,4 -1 ,5 (1 -1 ,9 ) 350 8,0 (80) 4,0 (40) 2,7 (27) 1,6(16) cường độ 83 Căn vào khối lượng thể tích cường độ định bêtông nhẹ, người ta quy định yêu cầu sau khối lượng thể tích đổ đống cốt liệu rỗng dùng mác theo cường độ (bảng II.2) Mác thiết kế bêtông nhẹ 35 50 75 100 150 200 250 300 350 400 Mác cốt liệu rỗng lớn theo -7 5 -1 0 -1 75-150 75 -200 100-250 125 -3Q0 125-350 200 - 350 250 - 350 cường độ Trên đưa mác khuyên cáo cốt liệu rỗng (theo cường độ) để chế tạo bêtơng nhẹ’ Đối với cốt liệu rỗng cịn có yêu cầu độ bền vững chống phân rã, lượng nung, ẩm số khác Bảng II.2 Mác khuyến cáo cốt liệu rỗng lớn (theo khối lượng thể tích đổ đống) để ch ế trạo bẻtơng nhẹ vói khơi lượng thể tích khác Khối lượng thể tích bêtơng nhẹ Bêtông trạng thái khồ, kg/m^ Cách nhiệt Kết cấu - cách nhiệt 400 150-250 - 500 250 - 300 - 600 300 - 400 200 - 300 700 - -4 0 800 - 00 -5 0 900 -1000 - 400 - 600 1100- 1200 - 500 - 700 1300-1400 - 600 - 800 400 - 600 1500-1600 - 700-100 500 - 800 1700-1800 - - 600 - 1000 Kết cấu Người ta chế tạo cát rỗng theo công nghệ đặc biệt (trong lị lớp sơi, lớp p h u n lê n V.V ) h a y b ằ n g c c h đ ậ p v s n g c c c ố t liệ u r ỗ n g lớ n , c ũ n g n h c c c ụ c v i kích thước lớn 40mm Căn vào thành phần hạt loại cát chia thành chủng loại sau: cát thường (không phân thành cỡ hạt) với hạt có kích thước 5mm, cát to - từ 1,25 đến 5m m, nhỏ - l,25m m Đối với cát dùng để chế tạo bêtông nhẹ kết cấu - cách nhiệt kết cấu có yêu cầu cấp phối hạt, chúng ghi bảng II.3 ' Đối với bêtông nhẹ cách nhiệt mác cốt liệu lớn theo cường độ khơng tiêu chuẩn hóa 84 Mác cát theo khối lượng thể tích, dùng để chế tạo bêtông nhẹ, phải phù hợp với giá trị sau đây; bêtông cách nhiệt - không lớn 300; bêtông kết cấu cách nhiệt - không lớn hofn 1000; bêtông nhẹ kết cấu: mác 150 - 250 - không 600; mác 300 - 500 - không 800 Bảng II.3 C ấp phối hạt khuyến cáo (lượng sót tồn phần sàng) % theo thể tích cát rỗng đẽ chế tạo bêtơng nhẹ Bêtơng Kích thước mắt sàng, mm Ghi chú: Kết cấu - cách nhiệt Kết cấu -1 0 -1 2,5 10-40 -3 1,25 -6 -5 0,63 -7 -6 0,315 -8 -8 0,14 -9 -1 0 Lọt qua sàng 0,14, % 10-30 -1 C ấ p p h ố i h t đ ố i v i b ê tô n g nhẹ cách n h iệ t k h ô n g tiê u ch u ẩn hóa 85 Chương CỐT LIỆU RỖNG T ự NHIÊN 1.1 CỐ T LIỆU NGUỔN G ố c PHÚN XUẤT 1.1.1 Đá bọt Đá bọt - khoáng phún xuất, tạo thành từ dung nham dạng thủy tinh nở phổng Cấu trúc đá bọt đặc tính lỗ rỗng đa dạng - cấu trúc hạt nhỏ cấu trúc hạt lớn, với lỗ rỗng dạng hang hốc, dạng sợi dạng hàm ếch Mầu sắc đá bọt - từ trắng - xám đến nâu Căn vào cấu trúc, tính chất lý theo tuổi địa chất đá bọt cnia thành hai loại ani ỉitơít Đá bọt loại ani xốp hơn, nhẹ hon Độ rỗng có dạng bọt nhỏ, dạng sợi, kích thước lỗ rỗng từ vài phần micrôn đến - 3mm Đá bọt litơít có cấu trúc đặc, lỗ rỗng có dạng tia, lỗ rỗng kéo dài đến 0,5m m Đá bọt loại ani - thuộc niẽn đại thứ tư, đá bọt litơít - nièn đại Ihứ ba Đá bọt thuộc loại khoáng axít, có chứa từ 6 đến 72% SiO^ Ngồi ra, thành phần đá bọt AI2O (13 - 18%) kiềm (A - 9%) có vai trị quan trọng Các tính chất - lý số loại đá bọt, dùng để chế tạo loại bêtông nhẹ khác nhau, ghi bảng II.4 Bảng II.4 Các tính chát lý sô loại đá bọt Loại đá bọt Các tính chất Ani Litơít Dăm 300 - 600 700 - 900 Cát 500 - 900 900-1200 Độ đặc, g/cm^ 2,26-2,48 2,36-2,4 Độ rỗng dăm, % -7 5 -4 Độ hút nước dăm, % theo khối lượng -6 -1 Giới hạn cường độ chịu nén cục dăm, MPa ,5 -3 ,0 -2 0,86 0,95 Khối lượng thể tích đổ đống, kg/m^: Hệ số mềm 86 Để chế tạo bêtông nhẹ cách nhiệt kết cấu cách nhiệt người ta thường dùng đá bọt loại ani Trên sở chúng người ta có bêtơng với khối lượng thể tích từ 500 đến 1400kg/m^ cường độ tương ứng từ - 10 MPa Trên sở đá bọt litơít người ta chế tạo bêtơng nhẹ với khối lượng ihể tích từ 1400 đến 1800kg/m’ cường độ từ 10 đến 40M Pa 1.1.2 Xí phún xuất Xỉ phún xuất khoáng xốp, tạo thành từ thủy tinh phún xuất kiềm, đơi từ cấp phối trung tính Hàm lượng SiO, chúng biến động từ 50 đến 60%, AUO từ 17 đến 24% CaO + MgO từ đến 12% x ỉ phún xuất có cấu trúc hạt lớn dạng lỗ hang hốc m ầu tối Theo cấu trúc tính chất - lý xỉ phún xuất có hai loại: loại thứ có độ rỗng cao khối lượng thể tích nhỏ, loại thứ hai nặng Các tính chất hai loại xỉ phún xuất ghi bảng II.5 Bảng II.5 Các tính chất lý - xỉ phún xuất Loại xỉ phún xuất Càc tính chất Thứ Thứ hai Dăm 400 - 500 650-950 Cát 600 - 750 950-1300 Độ đặc, g/cm^ ,6 -2 ,8 ,6 -2 ,9 0Ộ hút nước dăm, % theo khối lượng -3 -2 10 10 - 20 Khối lượng thể tích đổ đống, kg/m’ : Giới hạn cường độ chịu nén cục dám, MPa 87