Thí nghiệm vật liệu xây dựng

Thí nghiệm vật liệu xây dựng bao gồm: + Mục đích thí nghiệm + Mô tả thí nghiệm + Dụng cụ thí nghiệm + Qúa trình thực hiện + Hình ảnh minh họa Bài 1: xác định khối lượng riêng, khối lượng thể tích của vật liệu Bài 2: Xác định lượng nước tiêu chuẩn của xi măng và mác xi măng Bài 3: Phân tích thành phần hạt của cốt liệu dùng trong tính toán cấp phối bê tông Bài 4: Xác định độ lưu động của hỗn hợp bê tông Bài 5: Đúc mẫu bê tông để xác định mác bê tông

BÀI GIẢNG THÍ NGHIỆM VLXD ĐẠI CƯƠNG BÀI XÁC ĐỊNH KHỐI LƯNG RIÊNG CỦA XIMĂNG – CÁT XÁC ĐỊNH KHỐI LƯNG THỂ TÍCH CỦA XIMĂNG – CÁT – ĐÁ – GẠCH ĐẤT SÉT NUNG MỤC ĐÍCH CỦA BÀI THÍ NGHIỆM  Làm quen với phương pháp thao tác thí nghiệm xác đònh hai tiêu vật lý – khối lượng riêng khối lượng thể tích - vật liệu: ximăng, cát, đá, gạch đất sét nung  ng dụng học để xác đònh khối lượng riêng khối lượng thể tích số loại vật liệu để đưa vào ứng dụng như: xác đònh khối lượng công trình, tính cấp phối bêtông v v THÍ NGHIỆM XÁC ĐỊNH KHỐI LƯNG RIÊNG Khối lượng riêng vật liệu khối lượng đơn vò thể tích vật liệu trạng thái hoàn toàn đặc Công thức tính: m (1-1) Va Trong : γa = γ a : khối lượng riêng vật liệu, đơn vò ( g/cm ; kg/m ; tấn/m ) m : khối lượng vật liệu trạng thái hoàn toàn khô, đơn vò (g; kg; ) Va : thể tích hoàn toàn đặc vật liệu, đơn vò ( cm ; m ) 1.1 XÁC ĐỊNH KHỐI LƯNG RIÊNG CỦA XIMĂNG Dụng cụ, thiết bị nguyên vật liệu cần có thí nghiệm Cân kỹ thuật, độ xác 0.1g Bình Le chatelie (H 1-1) Phểu, pipet, đũa thủy tinh, giá xúc, giấy thấm Tủ sấy, bình hút ẩm TS TRẦN VĂN MIỀN; ThS KIM HUY HOÀNG BÀI GIẢNG THÍ NGHIỆM VLXD ĐẠI CƯƠNG Ximăng, dầu hỏa Hình 1-1 – Bình Le chatelier Trình tự thí nghiệm Chúng ta quy ước rằng: hạt ximăng không tồn lổ rỗng kín Do đó, thể tích đặc mẫu ximăng thí nghiệm tổng thể tích hạt ximăng mẫu Để xác đònh thể tích đặc mẫu ximăng đem thí nghiệm dùng phương pháp “ thể tích chất lỏng bò chiếm chổ “ Để xác đònh khối lượng mẫu ximăng đem thí nghiệm ta dùng phương pháp cân Trình tự tiến hành thí nghiệm:  Ximăng sấy khô nhiệt độ 105 – 1100C hai giờ; sau đó, để nguội bình hút ẩm đến nhiệt độ phòng thí nghiệm Sàng ximăng qua sàng 0.63 để loại bỏ tạp chất hạt ximăng vón cục  Đổ dầu hỏa vào bình Le chatelier tới mặt thoáng dầu vạch số không (0) (dùng phểu thủy tinh dầu vào bình) Dùng giấy thấm hết giọt dầu dính thành bình ( phía mặt thoáng ) TS TRẦN VĂN MIỀN; ThS KIM HUY HOÀNG BÀI GIẢNG THÍ NGHIỆM VLXD ĐẠI CƯƠNG Cân 65g ximăng chuẩn bò bước Cho 65g ximăng từ từ vào bình Le chatelier Sau đó, xoay nhẹ bình để không khí xi măng thoát hết ( không bọt khí xuất )  Ghi lại vò trí mặt thoáng dầu bình Le chatelier Thể tích tăng thêm dầu thể tích đặc 65 gam ximăng  Khối lượng riêng ximăng tính theo công thức (1-1):   γa = m 65 = Va Va (g/cm3) Kết thí nghiệm xác đònh khối lượng riêng ximăng (chính xác đến 0,1g/cm3) trò số trung bình cộng lần thí nghiệm, mà kết lần thử không sai 0,02g/cm3 1.2 XÁC ĐỊNH KHỐI LƯNG RIÊNG CỦA CÁT Dụng cụ, thiết bò nguyên vật liệu cần có thí nghiệm Cân kỹ thuật, độ xác 0.1g Bình khối lượng riêng có vạch chuẩn Phểu, pipet, đũa thủy tinh, giá xúc, giấy thấm Tủ sấy, bình hút ẩm Cát, nước Trình tự thí nghiệm Chúng ta quy ước rằng: hạt cát không tồn lổ rỗng kín Do đó, thể tích đặc mẫu cát thí nghiệm tổng thể tích hạt cát mẫu Để xác đònh thể tích đặc mẫu cát đem thí nghiệm dùng phương pháp “ thể tích chất lỏng bò chiếm chổ “ Để xác đònh khối lượng mẫu cát đem thí nghiệm ta dùng phương pháp cân Trình tự tiến hành thí nghiệm:  Cát sàng qua sàng 5mm để loại bỏ hạt lớn 5mm Sau đó, cát rửa ( để loại bỏ hạt nhỏ 0.14mm ), sấy khô đến TS TRẦN VĂN MIỀN; ThS KIM HUY HOÀNG BÀI GIẢNG THÍ NGHIỆM VLXD ĐẠI CƯƠNG           khối lượng không đổi nhiệt độ 105 – 110 0C Cát để nguội bình hút ẩm đến nhiệt độ phòng Bình khối lượng riêng rửa sạch, sấy khô Cho nước vào bình khối lượng riêng tới mực nước đến vạch chuẩn Đem cân bình, ghi lại khối lượng m1 (g) Đổ nước bình đến ½ bình dừng Cân G = 500g cát chuẩn bò Cho 500g cát vào bình khối lượng riêng thật chậm Nếu lượng nước bình chưa ngập hết cát ta thêm vào cho ngập qua cát Sau đó, lắc nhẹ bình để không khí cát thoát hết ( không bọt khí thoát ) Tiếp tục cho nước vào bình tới mực nước đến vạch chuẩn Đem cân bình, ghi lại khối lượng m2 (g) Đổ hết cát nước bình ra, rửa bình Khối lượng riêng cát tuân theo công thức (1-1) Ta tính sau: γa = G 500 = G − ( m2 − m1 ) 500 − (m2 − m1 ) (g/cm3) Kết thí nghiệm xác đònh khối lượng riêng cát (chính xác đến 0,1g/cm3) trò số trung bình cộng lần thí nghiệm, mà kết lần thử không sai 0,02g/cm3 THÍ NGHIỆM XÁC ĐỊNH KHỐI LƯNG THỂ TÍCH Khối lượng thể tích vật liệu khối lượng đơn vò thể tích vật liệu trạng thái tự nhiên Công thức tính: m V0 (2-1) Trong : γ0 = γ : khối lượng thể tích vật liệu, đơn vò ( g/cm ; kg/m ; tấn/m ) m : khối lượng vật liệu trạng thái tự nhiên, đơn vò (g; kg; ) V0 : thể tích trạng thái tự nhiên vật liệu, đơn vò ( cm ; m ) TS TRẦN VĂN MIỀN; ThS KIM HUY HOÀNG BÀI GIẢNG THÍ NGHIỆM VLXD ĐẠI CƯƠNG Cần ý khối lượng thể tích vật liệu phụ thuộc vào độ ẩm ( khối lượng trạng thái tự nhiên phụ thuộc vào độ ẩm ) , xác đònh đại lượng phải nói rõ xét độ ẩm Đối với vật liệu rời ( ximăng, cát, đá … ), để xác đònh khối lượng thể tích, ta sẻ ấn đònh trước thể tích vật liệu cách đổ vật liệu từ độ cao đònh xuống thùng đong biết trước thể tích Đối với vật liệu có kích thước rõ ràng dể đo ( gạch đất sét nung, lát tráng men, gạch ximăng …), để xác đònh thể tích, ta sẻ đo kích thước chiều Đối với vật liệu có hình dáng rõ ràng cần ý: độ rỗng vật liệu gồm độ rỗng cấu trúc độ rỗng hình học vật thể xác đònh khối lượng thể tích mà có tính đến thể tích rỗng dạng hình học khối lượng thể tích biểu kiến 2.1 XÁC ĐỊNH KHỐI LƯNG THỂ TÍCH CỦA XIMĂNG 2.1.1 Dụng cụ, thiết bò nguyên vật liệu cần có Cân kỹ thuật, độ xác gam Lò sấy, bình hút ẩm Thùng chứa 2.83 lít Ximăng cần có cho lần thí nghiệm 2.1.2 Trình tự thí nghiệm       Đem ximăng sấy khô đến khối lượng không đổi Xác đònh khối lượng thùng đong 2.83 lít cân kỹ thuật, giá trò (m1 gam) Ximăng đổ vào thùng tích 2.83 lít thông qua phểu Miệng tháo phểu nằm cách mặt thùng đong 10 cm Dùng dao gạt từ sang bên cho mặt thùng Đem cân thùng chứa đầy ximăng, giá trò (m gam) Khối lượng thể tích ximăng tuân theo công thức (2-1) Ta tính sau: γ0 = m2 − m1 2830 (g/cm3) TS TRẦN VĂN MIỀN; ThS KIM HUY HOÀNG BÀI GIẢNG THÍ NGHIỆM VLXD ĐẠI CƯƠNG 2.2 XÁC ĐỊNH KHỐI LƯNG THỂ TÍCH CỦA CÁT 2.2.1 Dụng cụ, thiết bò nguyên vật liệu cần có Lò sấy, bình hút ẩm Cân kỹ thuật, độ xác gam Thùng chứa 2.83 lít Cát cần có cho lần thí nghiệm 2.2.2 Trình tự thí nghiệm       Đem cát sấy tới khối lượng không đổi Xác đònh khối lượng thùng đong 2.83 lít cân kỹ thuật, giá trò (m1 gam) Cát đổ vào thùng tích 2.83 lít thông qua phểu Miệng tháo phểu nằm cách mặt thùng đong 10 cm Dùng dao gạt từ sang bên cho mặt thùng Đem cân thùng chứa đầy cát, giá trò (m2 gam) Khối lượng thể tích cát tuân theo công thức (2-1) Ta tính sau: γ0 = 2.3 m2 − m1 2830 (g/cm3) XÁC ĐỊNH KHỐI LƯNG THỂ TÍCH CỦA ĐÁ 2.3.1 Dụng cụ nguyên vật liệu cần có Cân kỹ thuật độ xác gam Cân đồng hồ, độ xác 200 gam Thùng đong 14.16 lít Đá cần có cho lần thí nghiệm 2.3.2 Trình tự thí nghiệm  Đá phơi khô TS TRẦN VĂN MIỀN; ThS KIM HUY HOÀNG BÀI GIẢNG THÍ NGHIỆM VLXD ĐẠI CƯƠNG      Xác đònh khối lượng thùng đong 14.16 lít cân kỹ thuật, giá trò (m1 gam) Đá đổ vào thùng tích 14.16 lít, độ cao rơi so với miệng thùng đong 10 cm Dùng thước gạt từ sang bên cho mặt thùng Đem cân thùng chứa đầy đá (dùng cân đồng hồ), giá trò (m gam) Khối lượng thể tích cát tuân theo công thức (2-1) Ta tính sau: γ0 = 2.4 m2 − m1 14160 (g/cm3) XÁC ĐỊNH KHỐI LƯNG THỂ TÍCH CỦA GẠCH ĐẤT SÉT NUNG 2.4.1 Dụng cụ nguyên vật liệu cần có Lò sấy, bình hút ẩm Cân kỹ thuật, độ xác 0.1 gam Thước kẹp thước gập để đo dài Gạch đất sét nung cần cho thí nghiệm 2.4.2 Trình tự thí nghiệm Đem gạch sấy tới khối lượng không đổi Dùng cân kỹ thuật để cân khối lượng G viên gạch, đơn vò (g)  Dùng thước đo cạnh viên gạch Quy ước: cạnh dài (a), cạnh ngắn (c) cạnh có chiều dài trung gian (b) Mỗi cạnh đo lần lấy giá trò trung bình cộng để làm giá trò tính toán cạnh   aTB = a1 + a + a3 (cm) bTB = b1 + b2 + b3 (cm) TS TRẦN VĂN MIỀN; ThS KIM HUY HOÀNG BÀI GIẢNG THÍ NGHIỆM VLXD ĐẠI CƯƠNG aTB =  a1 + a + a3 (cm) Xác đònh thể tích tự nhiên viên gạch (có tính độ rỗng hình học) theo công thức: V0 = VTB = aTB * bTB * cTB  Xác đònh khối lượng thể tích biểu kiến viên gạch theo công thức: γ0 = (cm3) G V0 (g/cm3) NHẬN XÉT VỀ THÍ NGHIỆM TS TRẦN VĂN MIỀN; ThS KIM HUY HOÀNG BÀI GIẢNG THÍ NGHIỆM VLXD ĐẠI CƯƠNG Bình thử khối lượng riêng cát Thùng đong khối lượng thể tích TS TRẦN VĂN MIỀN; ThS KIM HUY HOÀNG BÀI GIẢNG THÍ NGHIỆM VLXD ĐẠI CƯƠNG Cân kỹ thuật thử khối lượng riêng khối lượng thể tích vật liệu TS TRẦN VĂN MIỀN; ThS KIM HUY HOÀNG 10 BÀI GIẢNG THÍ NGHIỆM VLXD ĐẠI CƯƠNG Bộ sàng cát đá tiêu chuẩn kích thước mắt sàng Máy sàng cát tự động TS TRẦN VĂN MIỀN; ThS KIM HUY HOÀNG 20 BÀI GIẢNG THÍ NGHIỆM VLXD ĐẠI CƯƠNG Đường bao cấp phối hạt cho phép cát sử dụng bêtông (Vùng cho phép nằm đường bao màu đen) Dmax Đường bao cấp phối hạt cho phép đá dăm sử dụng bêtông (Vùng cho phép nằm đường bao màu đỏ) TS TRẦN VĂN MIỀN; ThS KIM HUY HOÀNG 21 BÀI GIẢNG THÍ NGHIỆM VLXD ĐẠI CƯƠNG BÀI XÁC ĐỊNH ĐỘ LƯU ĐỘNG CỦA HỖN HP BÊTÔNG MỤC ĐÍCH CỦA BÀI THÍ NGHIỆM  Làm quen với phương pháp thao tác thí nghiệm xác đònh độ lưu động hỗn hợp bêtông dẻo thông thường  Từ thực nghiệm, đưa nhận xét tính công tác hỗn hợp bêtông, khả lấp đầy khuôn hỗn hợp bêtông tác động đầm lèn, so sánh với độ lưu động thiết kế ban đầu THÍ NGHIỆM XÁC ĐỊNH ĐỘ LƯU ĐỘNG CỦA HỖN HP BÊTÔNG Độ lưu động hỗn hợp bêtông tiêu quan trọng hỗn hợp bêtông, độ lưu động hỗn hợp bêtông đánh giá khả dể chảy hỗn hợp bêtông tác dụng trọng lượng thân gia công chấn động Độ lưu động hỗn hợp bêtông đánh giá thông qua độ sụt nón độ cứng hỗn hợp bêtông Đối với hỗn hợp bêtông dẻo thông thường độ lưu động đánh giá thông qua độ sụt nón 1.1        Dụng cụ, thiết bò, nguyên vật liệu cần có cho thí nghiệm Côn thử độ sụt hình nón cụt, kích thước: chiều cao h = 300mm, đường kính đáy D = 200mm, đường kính đáy d = 100mm, côn nón cụt áp dụng cỡ hạt lớn cốt liệu tới 40mm Que đầm sắt tròn trơn φ16 dài 600mm Phễu đổ hỗn hợp bêtông Thước kim loại độ xác mm Khay trộn vật liệu, bay, kim loại nhẵn ng thủy tinh dùng đong nước, cân kỹ thuật có độ xác gam Ximăng, cát, đá trạng thái khô hoàn toàn, nước cần cho nhào trộn hỗn hợp bêtông TS TRẦN VĂN MIỀN; ThS KIM HUY HOÀNG 22 BÀI GIẢNG THÍ NGHIỆM VLXD ĐẠI CƯƠNG 1.2       Trình tự tiến hành thí nghiệm Nhào trộn hỗn hợp bêtông Nón cụt tiêu chuẩn lau ẩm, đặt thẳng đứng phẳng + cứng + không thấm nước Giử ép chặt nón cụt tiêu chuẩn xuống phẳng; đổ bêtông vào nón cụt thông qua phểu; bêtông đổ vào nón cụt thành lớp; lớp đầm 25 que đầm tiêu chuẩn, đầm từ vào trong, que đầm phải song song đường sinh nón cụt; kể từ lớp bêtông thứ hai, que đầm không ăn sâu xuống lớp bêtông phía 2cm Đầm xong, dùng bay xoa phẳng mặt nón cụt, thu dọn bêtông rơi vãi chân nón cụt Từ từ nhấc nón cụt ( vòng – giây ) Đặt nón cụt tiêu chuẩn sát bên khối hỗn hợp bêtông, đặt que đầm lên nón cụt, dùng thước đo khoảng cách từ mép que đầm tới đỉnh cao khối hỗn hợp bêtông Ghi lại độ sụt đo so sánh với độ sụt thiết kế Nếu rút côn mà khối mẫu bêtông bò đổ phải thử lại mẫu khác Bộ côn thử độ sụt hỗn hợp bêtông TS TRẦN VĂN MIỀN; ThS KIM HUY HOÀNG 23 BÀI GIẢNG THÍ NGHIỆM VLXD ĐẠI CƯƠNG BÀI ĐÚC MẪU BÊTÔNG ĐỂ XÁC ĐỊNH MÁC ĐÁ BÊTÔNG Mục đích : Xác đònh cường độ chòu nén bê tông để tiến hành nghiệm thu thi công, đưa công trình vào sử dụng để đánh giá chất lượng công trình cũ Mác đá bêtông cường độ nén phá hoại (lấy giá trò trung bình) tổ mẫu thử tiêu chuẩn Tổ mẫu thử tiêu chuẩn tổ mẫu thử sau:  Tổ gồm mẫu lập phương, kích thước mẫu 150x150x150  Tổ mẫu chế tạo dưỡng hộ điều kiện chuẩn Nghóa là: sau đúc xong dưỡng hộ ngày khuôn với t = 27± 0C W > 95%; sau ngày, ta tháo khuôn ngâm ngập mẫu nước với với t = 27± 0C Thiết bò thí nghiệm : - Máy nén Thước kim loại Đệm truyền tải Tiến hành thí nghiệm : - Chuẩn bò nhóm mẫu thử nén theo TCVN 3105 : 1993 Mỗi nhóm mẫu gồm viên mẫu Mẫu chuẩn mẫu hình lập phương 150x150x150mm Các viên mẫu khác với mẫu chuẩn sau thử phải qui đổi cường độ mẫu chuẩn Kết cấu sản phẩm yêu cầu nghiệm thu thi công đưa vào sử dụng tuổi trạng thái tiến hành thử tuổi trạng thái Kiểm tra chọn mặt nén : + Khe hở lớn mặt nén thước thẳng đặt áp sát xoay theo phương không vượt 0,05mm 100mm tính từ điểm tì thước + Khe hở lớn mặt nén thành thước kẻ góc vuông đặt thành áp sát mặt kề bên mẫu lập phương đường sinh TS TRẦN VĂN MIỀN; ThS KIM HUY HOÀNG 24 BÀI GIẢNG THÍ NGHIỆM VLXD ĐẠI CƯƠNG mẫu trụ không vượt 1mm 100mm tính từ điểm tì thước mặt kiểm tra + Không chọn mặt nén mặt đáy khuôn đúc mặt hở lúc đúc mẫu mẫu hình lập phương mẫu viên nửa dầm uốn - Xác đònh diện tích chòu lực mẫu : + Là trung bình cộng diện tích củahai mặt chòu nén mẫu hình lập phương hình trụ( kích thứơc cạnh, đường kính đo với độ xác 1mm ) + Là trung bình cộng diện tích phần chung mặt chòu nén phía với đệm thép tương ứng mẫu viên nửa dầm uốn gãy - Xác đònh lực phá hoại mẫu : + Chọn thang lực nén cho lực phá hoại mẫu 20-80% thang lực chọn + Đặt mẫu vào máy nén cho mặt chòu nén nằm tâm thớt máy Vận hành máy nén mặt nén nhẹ nhàng tiếp cận với thớt máy, tiếp tăng lực liên tục với tốc độ tăng lực không đổi ± 4kgf/cm2/s mẫu bò phá hoại Tốc độ tăng lực phụ thuộc vào cường độ bê tông + Lực tối đa đạt giá trò lực phá hoại mẫu cần xác đònh Tính toán kết : - Cường độ chòu nén bê tông viên mẫu xác đònh theo công thức sau : P R = α F Trong : P : Lực phá hoại mẫu ( KG) F : Diện tích chòu lực mẫu (cm2) α : Hệ số qui đổi cường độ chòu nén viên mẫu khác mẫu chuẩn cường độ chòu nén viên mẫu chuẩn ( Bảng ) TS TRẦN VĂN MIỀN; ThS KIM HUY HOÀNG 25 BÀI GIẢNG THÍ NGHIỆM VLXD ĐẠI CƯƠNG Bảng Hình dáng kích thước mẫu (mm) Hê số qui đổi Mẫu lập phương 100x100x100 0,91 150x150x150 200x200x200 1,05 300x300x300 1,10 Mẫu trụ 71,4x143 100x200 1,16 150x300 1,20 200x400 1,24 - Đối với viên mẫu khoan cắt từ cấu kiện sản phẩm có tỉ số h/d < : P R = α .β F Với β hệ số tính đổi tra theo bảng Bảng h/d 1,9 1,8 1,7 1,6 1,5 1,4 1,3 1,2 1,1 1,0 0,98 0,97 0,96 0,95 0,94 0,93 0,92 0,91 0,90 0,89 - Cường độ chòu nén bê tông xác đònh sau : Giả sử R1< R2 < R3 R BT = R1 + R + R 3 ; ∆1 = R − R BT R BT ; ∆2 = R BT − R R BT ∆ ≤ 15%  ∆ > 15% ⇒ R BT = R BT ; Nếu  ⇒ R BT = R Nếu  ∆ ≤ 15%  ∆ > 15% TS TRẦN VĂN MIỀN; ThS KIM HUY HOÀNG 26 BÀI GIẢNG THÍ NGHIỆM VLXD ĐẠI CƯƠNG Biên thử : ST T Ký hiệu Nơi lấy Bảng Tuổi BT, điều kiện bảo dưỡng Rtk Kích thước F P R R1 R Máy nén bê tông Khuôn đúc mẫu bêtông TS TRẦN VĂN MIỀN; ThS KIM HUY HOÀNG 27 R3 BÀI GIẢNG THÍ NGHIỆM VLXD ĐẠI CƯƠNG Trình tự thiết kế cấp phối bê tông theo Bolomey Bước : Xác đònh lượng nước nhào trộn (N) Lượng nước nhào trộn phụ thuộc vào D max cốt liệu lớn, độ sụt thiết kế SN hỗn hợp bê tông Mđl cát Lượng nước nhào trộn cho 1m3 tra theo bảng sau: Bảng 4: Lượng nước nhào trộn ban đầu cho 1m3 bê tông (lit) Bước : Xác đònh tỷ lệ X/N theo công thức Bolomey a) Đối với bê tông thường, Mac bê tông < 50MPa (X/N=1,4÷2,5) R X X Rb = AR X ( − 0,5) ⇒ = b + 0,5 N N AR X b) Đối với bê tông cường độ cao, Mac bê tông ≥ 50MPa (X/N>2,5) Rb X X Rb = A1 R X ( + 0,5) ⇒ = − 0,5 N N A1 R X A A1 hệ số chất lượng vật liệu xác đònh theo bảng Bước : Xác đònh khối lượng cốt liệu lớn 1m3 bê tông γ oD D= , kg rd (k d − 1) + Với, rd độ rỗng đá, γ0D khối lượng thể tích đá (kg/m3), kd hệ số hồ xi măng lấp đầy cốt liệu lớn (tra theo bảng 6) Bước : Xác đònh khối lượng cát 1m3 bê tông X D C = [1000 − ( + + N )].γ aC , kg γ aX γ aD Với, γaX ; γaD γaC khối lượng riêng xi măng, đá cát (T/m3) TS TRẦN VĂN MIỀN; ThS KIM HUY HOÀNG 28 BÀI GIẢNG THÍ NGHIỆM VLXD ĐẠI CƯƠNG Bảng 5: Hệ số chất lượng vật liệu Bảng 6: Hệ số hồ xi măng lấp đầy cốt liệu lớn TS TRẦN VĂN MIỀN; ThS KIM HUY HOÀNG 29 BÀI GIẢNG THÍ NGHIỆM VLXD ĐẠI CƯƠNG Trình tự thiết kế cấp phối bê tông tiêu chuẩn Mỹ – ACI Bước : Chọn độ sụt SN theo kiến nghò kết cấu theo bảng Bảng 7: Độ sụt kiến nghò cho loại kết cấu khác Loại kết cấu Độ sụt SN (Type of construction) mm Móng tường chân móng Bêtông cốt thép 20 - 80 Chân móng Bêtông thường, giếng chìm kết 20 – 80 cấu phần tường Dầm tường Bêtông Cốt thép 20 – 100 Cột nhà cao tầng 20 – 100 Mặt đường khối Bêtông khối lớn 20 - 80 in 1-3 1-3 1-4 1-4 1-3 Bước : Chọn cỡ hạt lớn D max cốt liệu: Là trò số lớn xác đònh trường hợp sau : • 1/5 chiều rộng khuôn mẫu • 1/3 chiều dày • 3/4 khoảng cách cốt thép Bước : Dự tính lượng nước trộn lỗ rỗng không khí kín (air content) theo bảng Bảng 8: Dự tính lượng nước trộn gần lượng lỗ rỗng khí kín (air content) Độ sụt SN (mm) 25-50 75-100 150-175 Air content (%) Lượng nước (kg/m3)theo cỡ hạt danh đònh (mm) cốt liệu 10 12.5 20 25 40 50 70 150 207 199 190 179 166 154 130 113 228 216 205 193 181 169 145 124 242 228 216 202 190 178 160 2.5 2.0 1.5 1.0 0.5 0.3 0.2 Bước : Chọn tỷ lệ N/X theo cường độ Bêtông theo điều kiện xâm thực môi trường lấy trò số thấp theo bảng 10 TS TRẦN VĂN MIỀN; ThS KIM HUY HOÀNG 30 BÀI GIẢNG THÍ NGHIỆM VLXD ĐẠI CƯƠNG Bảng 9: Xác đònh tỉ lệ N/X theo cường độ Bêtông Cường độ chòu nén Bôtông 28 ngày, MPa 40 35 30 25 20 15 Tỉ lệ N/X (theo khối lượng) 0.42 0.47 0.54 0.61 0.69 0.79 Bảng 10: Tỉ lệ N/X tối đa Bêtông môi trường khắc nghiệt Loại kết cấu Tiết diện mỏng tiết diện cho lớp bảo hộ < 2.5cm Các kết cấu khác Kết cấu ướt liên tục thường xảy 0.45 Kết cấu chòu nước biển muối Sunfat 0.40 0.50 0.45 Biểu đồ xác đònh tỉ lệ N/X theo Cường độ Bêtông TS TRẦN VĂN MIỀN; ThS KIM HUY HOÀNG 31 BÀI GIẢNG THÍ NGHIỆM VLXD ĐẠI CƯƠNG Bước : Tính lượng xi măng X theo tỉ lệ N/X lượng nước trộn Bước : Xác đònh tỉ lệ cốt liệu thô (đá dăm sỏi sạn) đơn vò thể tích Bêtông theo Môđun độ lớn cốt liệu nhỏ (tra bảng 11) Bảng 11: Thể tích cốt liệu thô đơn vò thể tích Bêtông Cỡ hạt lớn danh đònh cốt liệu (mm) 9.5 12.5 20 25 40 50 75 150 Thể tích cốt liệu thô đơn vò thể tích Bêtông theo môđun độ lớn cốt liệu nhỏ 2.40 2.60 2.80 3.00 0.50 0.48 0.46 0.44 0.59 0.57 0.55 0.53 0.66 0.64 0.62 0.60 0.71 0.69 0.67 0.65 0.75 0.73 0.71 0.69 0.78 0.76 0.74 0.72 0.82 0.80 0.78 0.76 0.87 0.85 0.83 0.81 Biểu đồ Xác đònh khối lượng thể tích Bêtông TS TRẦN VĂN MIỀN; ThS KIM HUY HOÀNG 32 BÀI GIẢNG THÍ NGHIỆM VLXD ĐẠI CƯƠNG Bước : Tính khối lượng cốt liệu nhỏ cách sử dụng tổng khối lượng dự tính theo bảng 12 Bảng 12: Khối lượng Bêtông tươi xác đònh sơ Cỡ hạt lớn danh đònh cốt liệu Khối lượng thể tích Bêtông (mm) (kg/m3) 9.5 2280 12.5 2310 20 2345 25 2380 40 2410 50 2445 75 2490 150 2530 Bước : Hiệu chỉnh lượng nước yêu cầu theo độ ẩm cốt liệu Thông thường cốt liệu bò ẩm ướt khối lượng nước chứa cốt liệu nước mặt nước hấp thụ Nước hấp thụ phải cộng thêm vào khối lượng yêu cầu cốt liệu, nước mặt phải trừ vào lượng nước yêu cầu Bứơc : Chế tạo mẻ trộn thử Chỉ có mẻ trộn đủ nước cho độ sụt mong muốn Thí nghiện độ sụt, hàm lượng khí, dung trọng chế tạo mẫu hình trụ để xác đònh cường độ có yêu cầu Nếu không thõa mãn yêu cầu kỹ thuật phải chuẩn bò mẻ trộn với tỉ lệ phối hợp điều chỉnh Nếu hỗn hợp thoã yêu cầu ghi lại số liệu thiết kế điều chỉnh theo lượng nước cốt liệu để sử dụng Cơ chế làm việc phụ gia siêu dẻo (Superplasticizer) hỗn hợp bê tông Phụ gia siêu dẻo sử dụng thông thường loại muối có gốc axit Naphthalene formaldehyde sulphonat, Lignho sulphonat polycacboxilic Phụ gia siêu dẻo dùng với liều lượng 0,5÷1,5% theo khối lượng xi măng (tùy thuộc vào mục đích sử dụng), có tỷ trọng 1,21÷1,27g/cm3 Tác dụng phân tán hạt xi măng hồ xi măng có hỗn hợp bê tông loại phụ gia siêu dẻo thường dựa lực đẩy tónh điện Trong phân tử phụ gia siêu dẻo gốc muối sulphonat có nhóm sulphonic SO 32-, khả phân ly nhóm sulphonic SO32- mạnh nhóm carboxy tích điện âm cho hạt xi măng hỗn hợp bê tông làm ổn đònh phân tán TS TRẦN VĂN MIỀN; ThS KIM HUY HOÀNG 33 BÀI GIẢNG THÍ NGHIỆM VLXD ĐẠI CƯƠNG Phụ gia siêu dẻo thể tác dụng phân tán hấp thụ bề mặt hạt xi măng Những đặc tính xi măng có ảnh hưởng đáng kể đến khả phân tán phụ gia siêu dẻo Nếu xi măng chứa nhiều thành phần khoáng C3A C4AF lượng lớn phụ gia siêu dẻo bò hấp thụ sau kết hợp với nước lượng phụ gia siêu dẻo hấp thụ thành phần khoáng C3S C2S giảm, dẫn đến khả phân tán phụ gia siêu dẻo bò hạn chế Mức độ hấp thụ phụ gia siêu dẻo xi măng phụ thuộc vào nhiệt độ bê tông Khi nhiệt độ thấp mức độ hấp thụ phụ gia siêu dẻo chậm Tác dụng phân tán phụ gia siêu dẻo thể cách từ từ sau khoáng xi măng thủy phân Khi khoáng xi măng thủy phân tạo chất kiềm, chất kiều làm cho phân tử phụ gia siêu dẻo phát huy tác dụng phân tán hạt xi măng hồ xi măng hỗn hợp bê tông Cơ chế phân tán hạt xi măng phụ gia siêu dẻo dựa lực tónh điện TS TRẦN VĂN MIỀN; ThS KIM HUY HOÀNG 34