Bê tông (gốc từ béton trong tiếng Pháp) là một loại đá nhân tạo, hình thành bằng cách đổ khuôn và làm rắn chắc lại một hỗn hợp thích hợp bao gồm chất kết dính (các lọai xi măng), nước, cốt liệu( cát, sạn, sỏi, đá dăm) và phụ gia( nếu có). Hỗn hợp các loại nguyên liệu trên (xi măng, nước, cốt liệu, phụ gia) mới nhào trộn để đồng nhất nhưng chưa rắn chắc gọi là hỗn hợp bê tông hay gọi là bê tông tươi. Trong bê tông, cốt liệu đóng vai trò là bộ khung chịu lực, hồ xi măng (xi măng và nước) bao bọc xung quanh các hạt cốt liệu đóng vai trò là chất bôi trơn đồng thời lấp đầy
TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUY NHƠN Đề tài: BÊ TÔNG GV hướng dẫn: TS Trần Thị Thu Phương Nhóm thực hiện: Lớp Sư Phạm Hóa K35 1) 2) 3) 4) 5) 6) Nguyễn Hồng Huynh Nguyễn Tấn Lộc Nguyễn Phạm Hương Nguyên Nguyễn Văn Thường Trần Thành Trung Bùi Thị Ngọc Trúc Lời nói đầu Trên đà phát triển Việt Nam kỉ 21, để làm tiền đề cho nghiệp công nghiệp hóa, đại hóa, công trình nhà cao tầng dự án sở hạ tầng cầu, đường cảng triển khai thiết kế, xây dựng từ nhà đầu tư, thiết kế nhà thầu nước quốc tế Chúng ta mong muốn công trình tồn lâu dài, đến 100 năm chi phí bảo trì thấp Tính bền bê tông loại vật liệu xây dựng có tính định cho bền vững công trình Hiểu tiêu chuẩn xi măng/bê tông giúp đơn vị thiết kế, tư vấn giám sát, thi công chọn loại xi măng/bê tông thích hợp cho dự án cụ thể Bê tông có tính công tác tốt chất lượng cao hình thành công trình bền vững với thời gian, giúp xây dựng Việt Nam bền vững cho hệ tương lai Chương 1: ĐỊNH NGHĨA, PHÂN LOẠI BÊ TÔNG VÀ HỖN HỢP BÊ TÔNG XI MĂNG BÊ TÔNG XI MĂNG CỐT THÉP VÀ BÊ TÔNG ỨNG SUẤT TRƯỚC I) Định nghĩa: Bê tông (gốc từ béton tiếng Pháp) loại đá nhân tạo, hình thành cách đổ khuôn làm rắn lại hỗn hợp thích hợp bao gồm chất kết dính (các lọai xi măng), nước, cốt liệu( cát, sạn, sỏi, đá dăm) phụ gia( có) Hỗn hợp loại nguyên liệu (xi măng, nước, cốt liệu, phụ gia) nhào trộn để đồng chưa rắn gọi hỗn hợp bê tông hay gọi bê tông tươi Trong bê tông, cốt liệu đóng vai trò khung chịu lực, hồ xi măng (xi măng nước) bao bọc xung quanh hạt cốt liệu đóng vai trò chất bôi trơn đồng thời lấp đầy khoảng trống hạt cốt liệu Trong trình đông kết phát triển cường độ hồ xi măng gắn kết hạt cốt liệu thành khối tương đối đồng gọi bê tông Bê tông xi măng có cốt thép gọi bê tông xi măng cốt thép Những chất phụ gia đưa vào hỗn hợp bê tông xi măng nhằm mục đích cải thiện số tính chất hỗn hợp bê tông tăng tính lưu động hỗn hợp bê tông, điều chỉnh thời gian ninh kết, nâng cao tính chống thấm bê tông, … Trong bê tông xi măng cốt liệu thường chiếm 80-85% xi măng porlan chiếm 15-20% khối lượng bê tông Bê tông xi măng loại vật liệu quan trọng sử dụng rộng rãi xây dựng dân dụng, công nghiệp, thủy lợi, cầu đường… có ưu điểm sau: - Có cường độ nén cao biến đổi phạm vi rộng từ 100, 200 đến 900, 1000 daN/cm2 - Giá thành tương đối hạ Tuy có nhược điểm: nặng, cách âm, cách nhiệt II) Phân loại bê tông: Có nhiều cách phân loại bê tông, thường theo cách: 1) Phân loại theo khối lượng thể tích: Đây cách phân loại thường dùng khối lượng riêng cuả thành phần tạo nên bê tông gần (đều khoáng chất vô cơ) nên khối lượng thể tích bê tông phản ánh độ đặc Theo cách phân loại chia bê tông thành loại: • Đặc biệt nặng: khối lượng riêng lớn 2500kg/m 3, chế tạo cốt liệu đặc từ loại đá chứa quặng Bê tông ngăn tia X tia gama • Bê tông nặng: (còn gọi bê tông thường) có khối lượng riêng từ 18002500 kg/m3 chế tạo từ loại đá đặc loại đá chứa quặng Loại bê tông sử dụng phổ biến xây dựng dùng sản xuất cấu kiện chịu lực • Bê tông nhẹ: có khối lượng riêng từ 500-1800 kg/m 3, gồm bê tông chế tạo từ cốt liệu rỗng thiên nhiên, nhân tạo bê tông tổ ong không cốt liệu, chứa lượng lớn lỗ rỗng kín • Bê tông đặc biệt nhẹ: có khối lượng riêng nhỏ 500kg/m có cấu tạo tổ ong với mức độ rỗng lớn chế tạo từ loại rỗng nhẹ có độ rỗng lớn (không cát) 2) Phân loại theo chất kết dính: • Bê tông xi măng: Chất kết dính xi măng chủ yếu xi măng poóclăng loại xi măng khác • Bê tông silicat: Chế tạo từ nguyên liệu vôi cát silic nghiền, qua xử lí chưng hấp nhiệt độ áp suất cao • Bê tông thạch cao: Chất kết dính thạch cao xi măng thạch cao • Bê tông xỉ: Chất kết dính loại xỉ lò cao công nghiệp luyện thép xỉ nhiệt điện, phải qua xử lí nhiệt ẩm áp suất thường hay áp suất cao • Bê tông polime: Chất kết dính chất dẻo (polime) phụ gia vô 3) Phân loại theo phạm vi sử dụng: • Bê tông công trình: Sư dụng kết cấu công trình chịu lực, yêu cầu có cường độ thích hợp tính chống biến dạng • Bê tông công trình cách nhiệt: Vừa yêu cầu chịu tải trọng vừa cách nhiệt, dùng kết cấu bao che • Bê tông cách nhiệt: Bảo đảm yêu cầu cách nhiệt kết cấu bao che có độ dày không lớn • Bê tông thủy công: Ngoài yêu cầu chịu lực chống biến dạng, cần có độ chống thấm tính bền vững môi trường xâm thực cao • Bê tông làm đường: Dùng làm lát mặt đường, đường làm băng sân bay… loại bê tông cần có cường độ cao, tính chống mài mòn lớn chịu biến đổi lớn mặt nhiệt độ độ ẩm • Bê tông ổn định hóa học: Ngoài yêu cầu thỏa mãn tiêu chí kĩ thuật khác, cần chịu tác dụng xâm thực dung dịch muối, axit, kiềm chất mà không bị phá hoại hay giảm tuổi thọ công trình • Bê tông chịu lửa: Chịu tác dụng lâu dài nhiệt độ cao sử dụng • Bê tông trang trí: Dùng trang trí bề mặt công trình, có màu sắc yêu cầu chịu tác dụng thường xuyên thời tiết • Bê tông nặng chịu xạ: Dùng công trình đặc biệt, ngăn xạ tia gama hay xạ notron III) Bê tông cốt thép: 1) Khái niệm: Bê tông loại vật liệu dòn, cường độ chịu nén lớn, khả chịu kéo chịu uốn thấp 1/10 đến 1/15 cường độ chịu nén Đây nhược điểm bê tông xi măng Qua nghiên cứu thực tế sử dụng phối hợp vật liệu bê tông cốt thép tạo nên bê tông cốt thép khắc phục nhược điểm nói Sở dĩ có tính ưu việt lý sau: • Lực bám dính bê tông cốt thép lớn • Bê tông bảo vệ thép không gỉ • Độ dãn nở nhiệt hai loại vật liệu xấp xỉ 2) Phân loại cấu kiện bê tông cốt thép: Căn vào cách đặt cốt thép, loại bê tông dùng, trọng lượng, cấu trúc, công dụng cấu kiện, người ta chia làm loại: • Theo cách đặt cốt thép: Cấu kiện có cốt thép Nếu có cốt thép ứng suất trước không • Theo loại bê tông: Bê tông nặng bê tông nhẹ • Theo cấu trúc, trọng lượng: Cấu kiện đặc rỗng, nặng nhẹ • Theo công dụng gồm có: Nhóm cấu kiện dùng cho nhà công trình công cộng Nhóm cấu kiện dùng cho nhà công nghiệp Nhóm cấu kiện dùng cho công trình thủy lợi Nhóm cấu kiện dùng cho công trình giao thông 3) Qui trình sản xuất cấu kiện bê tông xi măng cốt thép: a) Các phương pháp tạo hình: Quá trình sản xuất bê tông xi măng cốt thép thường có công đọan: Chế taọ hỗnn hợp bê tông, gia công cốt thép, chuẩn bị cốt thép – taọ hình – dưỡng hộ trang trí bề mặt cấu kiện Có phương pháp tạo hình cấu kiện: Phương pháp khuôn cố định • Phương pháp khuôn di động • Phương pháp dây chuyền liên tục (phương pháp cán) Mỗi phương pháp có ưu, nhược điểm riêng • Tạo hình theo phuơng pháp khuôn cố định thuận lợi cho việc đúc cấu kiện có kích thước lớn nặng, để cấu kiện di chuyển trình chế tạo gây khó khăn tốn công sức Do phương pháp giảm tiêu hao công sức, thiết bị đơn giản, vốn đầu tư thấp nên sử dụng rộng rãi nhà máy công trường Song phương pháp có nhược điểm mức độ khí hóa thấp Tạo hình theo phương pháp khuôn di động xe có lợi mức độ khí hóa cao khâu, có nhược điểm vốn đầu tư trang thiết bị cao linh hoạt chuyển sang sản xuất cấu kiện Tạo hình theo phương pháp khuôn di động theo nhóm máy ngược lại Tạo hình theo phương pháp dây chuyền liên tục có suất cao có nhược điểm sản xuất cấu kiện có kích thước hạn chế tương đối tốn xi măng dùng loại bê tông hạt mịn b) Vật liệu chế tạo bê tông xi măng cốt thép: • Hỗn hợp bê tông xi măng • Cốt thép: gồm có loại thép: Thép tròn, thép sợi, thép cán nóng Các loại thép thường dùng đặc trưng chúng Các loại thép Đường kính (mm) Giới hạn chảy (KG/cm2) Giới hạn bền (KG/cm2) Thép tròn CT3 6-40 2.400 3.800 CT3 có kéo nguội đến 2.800KG/cm2 CT5 CT5 có kéo nguội đến 4.500KG/cm2 6-22 2.800 3.800 10 Như 10-40 2.800 5.000 19 Như 10-40 4.500 5.000 Như 25r2C 6-40 4.000 6.000 14 Chế tạo cột thép ư.s trước Độ dãn dài Phạm vi sử dụng tương đối (%) Chế tạo cột 25 thép thường 25r2C có kéo 6-40 5.500 6.000 Như nguội đến 5.5000KG/cm2 có gờ, lưới thép, thép cáp, tép cán bẹp trạng thái nguội Yêu cầu cốt thép có giới hạn chảy cao, bề mặt sạch, vẩy sắt hay bị gỉ 30Xr2C 20X^ 20XrCT 10-32 6-40 6-32 6.000 6.000 6.000 9.000 9.000 9.000 6 Như Như Như c) Qui trình sản xuất cấu kiện bê tông xi măng cốt thép: Có công đoạn: Công đoạn 1: Chế tạo hỗn hợp bê tông gia công cốt thép Đối với cốt thép cần nắn thẳng, đánh rỉ cắt cốt thép có chiều dài theo yêu cầu Sau dùng máy hàn điện để hàn thành khung lưới thép Việc căng cốt thép để chế tạo kết cấu ứng suất trước sử dụng phương pháp học hay phương pháp nhiệt cuả dòng điện Phương pháp học, phương pháp nhiệt: Xem cốt thép điện trơ, cho dòng điện chạy qua thép bị nung nóng dãn dài ra, lúc ta cố định đầu thép bị nung nóng, nguội thép sinh rạ ứng suất trước Phương pháp hiệu không cần thiết bị kéo căng phức tạp • Công đoạn Tạo hình cấu kiện Có thể theo phương pháp khuôn cố định, phương pháp khuôn di động, phương pháp dây chuyền liên tục • Công đoạn Dưỡng hộ cấu kiện Thường dưỡng hộ nhân tạo với cách: - Hấp phòng có nhiệt độ 1000c áp suất tiêu chuẩn - Hấp ốctôclavơ nhiệt độ (175-250)0C (8-12) at - Trong bể nước nóng, hay sức nóng cuả dòng điện Hấp phòng chia làm loại: loại liên tục lò tunnel, loại gián đoạn lò phòng Chế độ hấp phụ thuộc vào yêu cầu cường độ bê tông, công nghê chế tạo,tính chất xi măng Thông thường chế độ hấp: tăng nhiệt (2-3) giờ, hấp (6-8) làm nguội Như trình hấp (10-13)giờ Đối với bê tông dùng xi măng portland hấp dùng nước bão hoà nhiệt độ (85-90)0C • IV) Khái niệm bê tông xi măng cốt thép ứng suất trước: Bê tông xi măng cốt thép có nhược điểm: • Năng lực chịu kém, nên phần chịu kéo kết cấu bê tông cốt thép có tác dụng lớp bảo vệ cốt thép khả chịu lực • Để độ dãn dài thép kéo xấp xỉ với độ dãn dài bê tông xi măng để bê tông không đứt vỡ, nên bê tông cốt thép phải dùng thép có cường độ thấp, độ dãn dài kéo bé.( Độ dãn dài bê tông 1-2 mm/m, thép dãn căng gấp 5-7 lần so với bê tông) Để khắc phục nhược điểm trên, người ta tìm cách tăng khả chịu kéo bê tông cách nén trước bê tông vùng chịu kéo Phương pháp thực hiện: kéo trước cốt thép buông để gây tác dụng nén trước bê tông, tạo nên bê tông ứng suất nén trước tức làm cho bê tông tiềm tàng chịu kéo Khi kết cấu chịu tác dụng ngoại lực gây nên lực kéo bê tông để phần ứng suất nén trước có bị nén chịu kéo Do khả chịu kéo bê tông tăng lên đáng kể xấp xỉ cường độ chịu nén Loại bê tông có khả người ta gọi bê tông ứng suất trước ( dư ứng lực) Cốt thép sử dụng bê tông ứng suất trước thép sợi có cường độ cao căng trước thiết bị đặc biệt Có phương pháp chế tạo bê tông ứng suất trước 1) Phương pháp kéo căng cốt thép trước: Kéo căng trước cốt thép đổ hỗn hợp bê tông sau Khi hỗn hợp bê tông rắn thả kích căng cốt thép Cốt thép lực căng co lại lực bám dính bê tông cót thép, bê tông bị nén tạo nên ứng suất nén trước bê tông 2) Phương pháp kéo căng cốt thép sau: Khi đúc bê tông đặt ống nhỏ khuôn cấu kiện luồn cốt thép qua ống nhỏ này, sau đổ hỗn hợp bê tông lấp lên ống Khi hỗn hợp bê tông rắn ta kéo căng cốt thép neo đầu cốt thép vào neo tì vào đầu cấu kiện bê tông Cốt thép sau bỏ lực căng co lại ép chặt vào neo truyền lực nén cho cấu kiện bê tông gây nên ứng suất nén trước bê tông Còn khe hở ống luồn cốt thép lấp kín cách vữa xi măng mác cao Việc tạo nên ứng suất trước cấu kiện bê tông cốt thép ngăn ngừa vết nứt sinh vùng kéo, mà làm giảm lượng dùng thép, giảm trọng lượng cấu kiện, nâng cao tính bền vững công trình Chương 2: HỖN HỢP BÊ TÔNG XI MĂNG I) Tính chất lí, đặc trưng lưu biến hỗn hợp bê tông: 1) Hai yêu cầu hỗn hợp bê tông: Bê tông tươi cần thỏa mãn yêu cầu sau: • Tính đồng hỗn hợp bê tông có nhào trộn phải trì trình vận chuyển, bơm, đổ khuôn dầm chặt, không bị phân tầng , tách nước • Tính công tác tốt (hay tính dễ đổ khuôn) phù hợp với phương pháp điều kiện tạo hính sản phẩm Nếu tính công tác tốt hỗn hợp bê tông dễ dàng nhanh chóng lấp đầy khuôn, giữ tính liên kết toàn khối đồng Tính công tác đặc trưng khả lưu động (chảy) mức độ dẻo hỗn hợp 2) Thành phần nội lực tương tác: a) Thành phần: Hỗn hợp bê tông tươi hệ phân tán (nước vật chất rắn gồm: xi măng, cốt liệu, có phản ứng hóa học giữ nước xi măng) nên hệ có nhiều thành phần phức tạp khác kích thước, hình dạng tính chất: • Những hạt phân tán chất kết dính • Những hạt cốt liệu • Nước • Phụ gia • Không khí b) Nội lực: Giữa chúng tồn nội lực: lực dính phân tử, sức căng bề mặt nước mao quản, lực ma sát nhớt ( độ nhớt), ma sát khô Và chúng không ngừng biến đổi kết cấu nội bộ, ví dụ: Do trình thủy hóa xi măng tạo dạng hạt keo, sau hạt keo keo tụ lại tạo nên mầm kết tinh làm hỗn hợp rắn Quá trình làm thay đổi không ngừng tính chất đặc trưng lưu biến hỗn hợp bê tông 3) Sự hình thành độ nhớt kết cấu tính xúc biến hồn hợp bê tông: Hồ xi măng thành phần tạo nên cấu trúc hỗn hợp bê tông.Hồ xi măng hệ phân tán Chính phát triển trình hyđrat hóa khoáng hóa xi măng làm bề mặt phân chia pha phát triển nhanh, sinh số lượng lớn hợp chất làm tăng độ phân tán hạt pha rắn hồ xi măng Điều dẫn đến tăng lượng nước hấp phụ hệ, tăng lực dính phân tử hạt xi măng làm tăng lực kết dính tính dẻo hồ xi măng.Mặt khác, tác dụng lực dính phân tử hạt màng nước bao bọc tạo nên kết cấu không gian liên tục tạo cho hồ xi măng có kết cấu bao đầu gọi độ nhớt kết cấu Lượng xi măng, thời gian nhào trộn xi măng với nước, nhiệt độ môi trường có ảnh hưởng nhiều đến cường độ kết cấu ban đầu.Trong hỗn hợp bê tông với lượng hồ xi măng đủ để tạo nên môi trường liên tục, hạt cốt liệu nhỏ lớn phân bố cho chúng không tiếp xúc có tính chất thể nhớt, dẻo đặc trưng lưu biến hồ xi măng II) Các loại hỗn hợp bê tông: 1) Hai loại hỗn hợp bê tông: Dựa vào tính dẻo bê tông tươi chia hỗn hợp bê tông thành loại sau: • Hỗn hợp bê tông dẻo (lưu động) • Hỗn hợp bê tông cứng Hỗn hợp bê tông dẻo hỗn hợp dẻo có đặc tính liên tục cấu tạo, cốt liệu hỗn hợp trạng thái lơ lửng môi trường liên tục hồ xi măng, bảo đảm tính kết dính, không bị phân tầng hỗn hợp bê tông có tính lưu động cao Do hỗn hợp bê tông dẻo tương đối dễ nhào trộn, dễ tạo hình chủ yếu dựa vào tác dụng trọng lượng thân hay dùng ngoại lực tác dụng thêm không lớn Hỗn hợp bê tông cứng hỗn hợp xốp rời (tính liên tục kém) gồm thành phần rời rạc hạt cốt liệu gắn với keo xi măng đặc, nội lực ma sát khô lớn, nên đổ khuôn lèn chặt yêu cầu thiết phải dùng ngoại lực tác dụng mạnh 2) Cách xác định tính công tác: • Chỉ tiêu tính công tác hỗn hợp bê tông dẻo xác định độ sụt SN(cm) • Chỉ tiêu tính công tác hỗn hợp bê tông cứng gọi độ cứng ĐC(S), xác định nhớt keeskix thuật Vebe Độ cứng hỗn hợp bê tông xác định phương pháp Skramtaev thời gian tính giây để khối bê tông hình nón cụt tiêu chuẩn chảy dàn khuôn hình lập phương (20x20x20)cm tác dụng bàn chấn động III) Các yếu tố ảnh hưởng đến tính chất hỗn hợp bê tông: Tính chất hỗn hợp bê tông chịu ảnh hưởng yếu tố sau: • Hàm lượng nước ban đầu hỗn hợp • Lượng xi măng tính chất xi măng • Cấp phối hạt hỗn hợp cốt liệu tính chất cốt liệu • Bản chất phụ gia hoạt tính bề mặt • Tác dụng gia công chấn động 1) Ảnh hưởng hàm lượng nước ban đầu: Lượng nước dùng để nhào trộn hỗn hợp bê tông bao gồm: • Nước để thủy hóa khoáng hóa xi măng, để hồ xi măng dẻo linh động • Nước để bôi trơn cốt liệu nước tự Nếu lượng nước ban đầu hỗn hợp bê tông bé, nước đủ bao bọc mặt hạt xi măng tạo nên màng nước hấp phụ Màng nước liên kết chắt chắn với hạt xi măng, cốt liệu lực hút phân tử nên hỗn hợp bê tông chưa có độ dẻo Nếu tiếp tục tăng lượng nước hình thành nước tự lượng nước phân bố vào ống mao quản thông nhau, hốc rỗng vật liệu làm màng nước hấp phụ bề mặt hạt vật liệu dày thêm Do tạo điều kiện thuận lợi cho hạt vật liệu dịch chuyển, lực nội ma sát giảm xuống, độ dẻo hỗn hợp tăng lên 2) Ảnh hưởng loại, lượng dùng tính chất xi măng: Loại lượng xi măng ảnh hưởng đến độ dẻo hỗn hợp bê tông, cụ thể: • Loại xi măng: thể độ dẻo tiêu chuẩn (lượng nước tiêu chuẩn) xi măng Khi xi măng có lượng nước tiêu chuẩn lớn với lượng nước nhào trộn định, độ nhớt hồ xi măng tăng độ lưu động bê tông Lượng nước tiêu chuẩn phụ thuộc vào độ mịn thành phần khoáng hóa xi măng( thể qua khối lượng riêng xi măng) • Lượng xi măng: với lượng nước nhào trộn, người ta thấy với lượng dùng xi măng thay đổi phạm vi từ (250-400) kg/cm hỗn hợp bê tông, tính công tác bê tông không bị ảnh hưởng đáng kể tăng lượng dùng xi măng 400kg/cm độ nhớt hồ xi măng tăng, tính lưu động hỗn hợp bê tông hạ thấp tăng nồng độ hạt xi măng hồ xi măng muốn giữ cho tính lưu động không đổi phải tăng lượng dùng nước 3) Ảnh hưởng hàm lượng cốt liệu tính chất cốt liệu: Cỡ hạt, cấp phối hạt, tính chất bề mặt đặc trưng chất lượng khác cốt liệu có ảnh hưởng lớn đến tính chất hỗn hợp bê tông: • Nếu thay đổi cỡ hạt, cấp phối hạt hỗn hợp cốt liệu, tổng điện tích mặt cốt liệu thay đổi đáng kể lượng nước nhào trộn không đổi, tính chất lưu động hỗn hợp bê tông thay đổi rõ ràng • Hình dạng, tính chất, bề mặt, tính hút nước cốt liệu ảnh hưởng đến tính chất lưu động hỗn hợp bê tông Hỗn hợp bê tông dùng cốt liệu đá cuội, sỏi có hình dạng hạt tròn, bề mặt nhẵn, với lượng nước nhào trộn có tính lưu động lớn hỗn hợp từ bê tông dùng đá dăm, bề mặt nhám 4) Ảnh hưởng chất phụ gia hoạt tính bề mặt: Do hoạt tính bề mặt cao, nên chất phụ gia hấp thụ dạng màng mỏng bề mặt hạt chất kết dính hạt mịn khác gây tác dụng thấm ướt bề mặt hạt Khi cho phụ gia hoạt tính bề mặt với liều lượng bé (0.05-0.2%) so với lượng dùng xi măng cho phép giảm (10-20)% lượng dùng nước, giảm tương ứng (7-10)% lượng dùng xi măng bê tông nên hạ thấp tỉ lệ N/X, nâng cao cường độ bê tông, tính chống thấm, tính bền vững tính chống xâm thực bê tông Theo hiệu tác dụng, chia phụ gia hoạt tính bề mặt thành nhóm: ưa nước, ghét nước, tạo vi bọt Thường sử dụng kết hợp nhiều loại 5) Ảnh hưởng gia công chấn động: Gia công chấn động phương pháp có hiệu để nâng cao tính lưu động hỗn hợp bê tông Nó làm cho hỗn hợp bê tông cứng lưu động trở thành dẻo dẻo nhiều tạo điều kiện chế tạo, đổ khuôn lèn chặt dễ dàng Thực chất gia công chấn động chỗ tác dụng dao động kích thích truyền cho phần tử hỗn hợp xung lực bé lặp lại thường xuyên có tính chu kỳ.Dưới tác dụng xung lực đó, phần tử hỗn hợp thực dao động cưỡng với biên độ dao động bé Vì phần tử hỗn hợp có hình dạng, kích thước, khối lượng tính chất mặt khac nên vận tốc dao động khác nên gradien vận tốc biến dạng cắt phần tử gần nhau, lamg giảm lực nội ma sát chúng, dẫn đến phá hoại kết cấu, độ nhớt kết cấu giảm đáng kể, hỗn hợp chảy dẻo có tính lưu động cao gần thể lỏng Chương 3: NHỮNG TÍNH CHẤT CỦA BÊ TÔNG XI MĂNG Tính hút nước bão hòa nước: Trong kết cấu bê tông có mao quản độ rỗng, nên hút lượng nước định từ môi trường xung quanh hút nước đến bão hòa trực tiếp tiếp xúc với nước Độ ẩm cân bê tông phụ thuộc vào độ rỗng tính chất phần rỗng, cấu tạo bê tông Với bê tông thường cốt liệu đặc chắc, độ hút ẩm thường không đáng kể bỏ qua, với bê tông nhẹ cốt liệu rỗng ngược lại độ hút ẩm đạt tới (20-25) % Độ hút nước lớn bê tông xi măng cốt liệu đặc thường xuyên ơr trạng thái baõ hòa nước đạt tới (4-8) % theo khối lượng (10-20) % theo thể tích Khi bão hòa nước, cường độ bê tông giảm Tỉ số cường độ bê tông trạng thái bão hòa nước trạng thái khô gọi hệ số mềm Với bê tông xi măng nặng hệ số mềm dao động pham vi 0.85-0.9 Sự hút nước bão hòa liên tiếp dẫn đến biến đổi thể tích bê tông biến dạng dài sản phẩm không lớn, việc bão hòa nước sấy khô liên tiếp nhiều lần, biến dạng lặp đi, lặp lại liên tục dẫn đến phá hoại mối liên kết chất kết dính cốt liệu nên làm giảm cường độ bê tông II) Tính thấm nước: Trong bê tông tồn hệ thống mao quản lỗ rỗng (kể bê tông đặc chắc) Nguyên nhân nước tự bay hơi, lèn chặt kém, cấp phối tính không hợp lí, xi măng co ngót hay giãn nở vượt giới hạn cho phép gây ứng suất làm xuất vết nứt nên nước chất lỏng khác thấm qua tác dụng áp lực thủy tĩnh Sự tác dụng áp lực thủy tĩnh nước thấm qua mao quản thô có tiết diện >1µm thông hốc rỗng bé miền tiếp xúc đá xi măng cốt liệu Để đảm bảo khả chống thấm cho kết cấu hay công trình bê tông dùng ba biện pháp sau đây: • Nâng cao độ đặc bê tông • Tăng chiều dày cấu kiện bê tông • Nén trước trình sản xuất cấu kiện để triệt tiêu ứng suất kéo xuất tác dụng áp lực thủy tĩnh III) Tính chất nhiệt lý bê tông: 1) Tính dẫn nhiệt: I) Là tính chất vật lí quan trọng bê tông Nó liên quan mật thiết với cấu tạo bê tông cấu trúc vật liệu thành phần Tính dẫn nhiệt phụ thuộc vào trạng thái ẩm nhiệt độ bê tông 2) Nhiệt dung tỉ nhiệt: Nhiệt dung nhiệt lượng mà vật liệu thu sau bị đốt nóng Bê tông từ chất kết dính vô cốt liệu khoáng trạng thái khô, tùy theo mức độ rỗng cốt liệu có tỉ nhiệt phạm vi từ 0.18-0.2 Kcal/kg.0C Tỉ nhiệt hỗn hợp bê tông, tùy theo hàm lượng nước có hỗn hợp biến đỏi phạm vi từ 0.28-0.33 Kcal/kh.0C Các yếu tố ảnh hưởng đến tỉ nhiệt: - Ảnh hưởng độ ẩm - Ảnh hưởng thành phần cấu tạo 3) Hế số giãn nở nhiệt: Đối với phần lớn loại bê tông đót nóng đến 100 oC, hệ số dãn dài trung bình 10.10-6 nên bê tông cốt thép bị đốt nóng có độ dãn dài tương đối đồng đều, mối liên kết bê tông thép không bị phá hoại IV) Tính chất học bê tông: 1) Cường độ chịu nén bê tông Cường độ chịu nén tiêu quan trọng tính chất học cuả bê tông Trong trường hợp chịu tải đơn giản nhất- nén dọc trục- mẫu bê tông chịu đồng thời biến dạng nén biến dạng kéo ngang theo phương thẳng góc với nhiều tác dụng lực nén Nguyên nhân phá hoại bê tông nén vượt sức chống đỡ biến dạng nở ngang Sự phá hoại xảy phá hoại mối tiếp xúc đá xi măng với cốt liệu đứt vỡ thân đá xi măng thân hạt cốt liệu Cường độ chịu nén cuả bê tông chịu ảnh hưởng nhiều nhân tố: Cường độ đá xi măng Độ đặc cấu trúc bê tông Chất lượng tính chất bề mặt cốt liệu Điều kiện môi trường dưỡng hộ… 2) Cường độ chịu kéo: Cường độ chịu kéo bê tông thua nhiều so với cường độ chịu nén Cường độ chịu kéo bê tông thường xác định phương pháp gián tiếp Ví dụ: xác định theo cường độ kéo uốn mẫu bê tông có kích thước tiêu chuẩn chuyển thành cường độ kéo dọc trục cách nhân với hệ số chuyển 0.58 Theo TCVN 3199-1993 mẫu để xác định cường độ kéo uốn bê tông có hình dạng kích thước mẫu xác định cường độ lăng trụ sơ đồ thí nghiệm uốn 3) Sự kết dính bê tông cốt thép: Với cốt thép trơn cường độ dính kết tạo nên hai yếu tố: * Lực kết dính bề mặt tiếp xúc xi măng với cốt thép tốt (Cường độ dính kết phụ thuộc trực tiếp vào cường độ bê tông, tính chất dính kết đá xi măng) * Lực ma sát xuất cốt thép bê tông chúng dịch chuyển tương Trị số lực ma sát phụ thuộc vào bền tiếp xúc, tính chất vật liệu bề mặt tiếp xúc với trị số lực theo hướng dịch chuyển tác dụng vào cốt thép Đối với cốt thép có gờ lực ma sát không ý nghĩa Khi vai trò lực dính với bề mặt tiếp xúc tăng lên trở nên chủ yếu, đồng thời xuất nhân tố bổ sung móc dính bê tông với gỏ nhô cốt thép Khi dịch chuyển cốt thép ơhair khắc phục chống lại nhiều móc bê tông có hình rãnh gờ cốt thép.Cường độ dính kết bê tông cốt thép phụ thuộc vào mật độ tiếp xúc bê tông cốt thép V) Tính chất đàn hồi – dẻo bê tông: 1) Mô đun đàn hồi bê tông: Bê tông vật thể đàn hồi- dẻo Nên biến dạng gồm thành phần: biến dạng đàn hồi biến dạng dẻo mức độ lớn đáng kể tác dụng ngoại lực tải trọng Môđun đàn hồi bêt ông cường độ đặc trưng quan trọng vật liệu kết cấu chịu lực Khi môđun đàn hồi tăng, cần thiết phải tăng tương ứng độ cứng kết cấu cách tăng tiết diện kết cấu tăng cường cốt thép v.v… Việc hạ thấp phần môđun đàn hồi tăng tương ứng tính biến dạng bê tông có ý nghĩa khả quan, có tác dụng đẩy lùi thời điểm phá hoại vật liệu công trình 2) Từ biến bê tông: Khi chịu tải trọng tác dụng không đổi thời gian dài biến dạng bê tông ngày tăng Người ta gọi tượng từ biến Biến dạng dẻo từ biến xuất sau biến dạng đàn hồi thời gian ngắn sau chịu tải Từ biến bê tông có lợi cho kết cấu công trình từ biến loại bỏ phần lực tập trung bê tông cốt thép, làm cho ứng suất bê tông phân bố lại trở nên Đối với bê tông thủy công thể tích lớn từ biến loại bỏ phần ứng lực phá hoại biến hình nhiệt độ gây nên Tuy nhiên từ bieens bất lợi cho kết cấu bê tông cốt thép ứng suất trước làm tác dụng việc nén trước bê tông 3) Tính bền vững biện pháp chống ăn mòn: 4) Tính co nở, nhiệt thủy hóa hỗn hợp bê tông đóng rắn: 5) Tính chịu lửa, chịu nhiệt bê tông: Chương 4: BÊ TÔNG XI MĂNG DUNG DỊCH CỐT LIỆU ĐẶC CHẮC (BÊ TÔNG NẶNG) Bê tông nặng đá nhân tạo chế tạo từ hỗn hợp gồm xi măng, cát, đá dăm (sỏi, sạn), nước phụ gia có.Nó có khối lượng thể tích từ (1800-2500) kg/m ( trạng thái khô) Loại phổ biến có khói lượng thể tích (2200-2300) kg/m 3, có độ đặc trưng tương ứng 0.85-0.9, độ hút nước dao động từ 4-7 % theo khối lượng • Vật liệu dùng cho bê tông nặng 1) Xi măng: Hiện lọa xi măng sử dụng phổ biến sản xuất bê tông nặng PC40, PC50, PCB30, PCB40 Ngoài theo yêu cầu riêng dùng loại xi măng đặc biệt xi măng dãn nở, xi măng bền sunfat, xi măng chịu axit 2) Cốt liệu: Cỡ hạt từ 0.15-5 mm cốt liệu nhỏ (cát) Cỡ hạt từ 5-70 mm cốt liệu lớn (đá dằm, sỏi sạn) Cốt liệu lớn nhỏ bê tông thành phần có ảnh hưởng trực tiếp đến tính chất hỗn hợp bê tông, đến lượng nước hỗn hợp, lượng dùng xi măng, tính chất lý đàn hồi bê tông.Do việc lựa chọn thích hợp cốt liệu loại, giá thành, đặc tính kĩ thuật có tác dụng định đến chất lượng giá thành bê tông • Cốt liệu lớn dùng bê tông có loại: - Đá dăm sản xuất cách đập vỡ vật liệu đá thiên nhiên loại xỉ quặng kim loại đen màu - Sỏi dạng vật liệu đá dạng tách rời có sãn thiên nhiên • Cốt liệu nhỏ phân làm loại: - Cát nhân tạo nghiền nhỏ đá thiên nhiên - Cát thiên nhiên gồm cát sông, cát biển, cát núi có sãn thiên nhiên Khi chọn cốt liệu thường xét đặc trưng sau: + Tính chất vật lý cấu trúc cốt liệu + Hình dạng, độ lớn cấp phối hạt + Hàm lượng tạp chất có hại 3) Nước dùng nhào trộn hỗn hợp bê tông: Nước có vai trò thủy hóa khoáng xi măng cung cấp nước để hỗn hợp bê tông có độ lưu động cần thiết Nước để nhào trộn hõn hợp bê tông dùng nước thiên nhiên không chứa muối axit, tạp chất chất bẩn, dầu mỏ nước thoát từ thành phố, khu công nghiệp Nước có hàm lượng muối lớn 500mg/lít chứa 2700mg/l ion SO4 2hoặc pH bé nước mang tính axit dùng nhào trộn bê tông Nước biển nhào trộn bê tông trừ trường hợp công trình bê tông cốt thép làm việc điều kiện khí hậu nóng môi trường khô ẩm thay đổi thường xuyên Lượng nước nhào trộn phụ thuộc vào loại hỗn hợp bê tông, môđun độ lớn cát, xi măng cốt liệu lớn ... phân bố vào ống mao quản thông nhau, hốc rỗng vật liệu làm màng nước hấp phụ bề mặt hạt vật liệu dày thêm Do tạo điều kiện thuận lợi cho hạt vật liệu dịch chuyển, lực nội ma sát giảm xuống, độ... dung tỉ nhiệt: Nhiệt dung nhiệt lượng mà vật liệu thu sau bị đốt nóng Bê tông từ chất kết dính vô cốt liệu khoáng trạng thái khô, tùy theo mức độ rỗng cốt liệu có tỉ nhiệt phạm vi từ 0.18-0.2 Kcal/kg.0C... cốt liệu( cát, sạn, sỏi, đá dăm) phụ gia( có) Hỗn hợp loại nguyên liệu (xi măng, nước, cốt liệu, phụ gia) nhào trộn để đồng chưa rắn gọi hỗn hợp bê tông hay gọi bê tông tươi Trong bê tông, cốt liệu