NghiÒn g¹ch thµnh bét, sÊy kh« ®Õn khèi lîng kh«ng ®æi. Sµng bét g¹ch qua sµng 900 lçcm2. C©n 10g ( ) bét g¹ch. ®æ níc vµo èng lêng nhá ®äc thÓ tÝch V1. §æ bét g¹ch vµo èng lêng, ®äc thÓ tÝch V2. X¸c ®Þnh khèi lîng riªng theo c«ng thøc sau: NghiÒn g¹ch thµnh bét, sÊy kh« ®Õn khèi lîng kh«ng ®æi. Sµng bét g¹ch qua sµng 900 lçcm2. C©n 10g ( ) bét g¹ch. ®æ níc vµo èng lêng nhá ®äc thÓ tÝch V1. §æ bét g¹ch vµo èng lêng, ®äc thÓ tÝch V2. X¸c ®Þnh khèi lîng riªng theo c«ng thøc sau: NghiÒn g¹ch thµnh bét, sÊy kh« ®Õn khèi lîng kh«ng ®æi. Sµng bét g¹ch qua sµng 900 lçcm2. C©n 10g ( ) bét g¹ch. ®æ níc vµo èng lêng nhá ®äc thÓ tÝch V1. §æ bét g¹ch vµo èng lêng, ®äc thÓ tÝch V2. X¸c ®Þnh khèi lîng riªng theo c«ng thøc sau: NghiÒn g¹ch thµnh bét, sÊy kh« ®Õn khèi lîng kh«ng ®æi. Sµng bét g¹ch qua sµng 900 lçcm2. C©n 10g ( ) bét g¹ch. ®æ níc vµo èng lêng nhá ®äc thÓ tÝch V1. §æ bét g¹ch vµo èng lêng, ®äc thÓ tÝch V2. X¸c ®Þnh khèi lîng riªng theo c«ng thøc sau:
Trường Đại học Thủy lợi Bộ môn Vật liệu Xây dựng Chương IV: Xi măng, Bê tông xi măng Nội dung phần bê tơng xi măng: • • • • Cốt liệu dùng cho bê tông (Xi măng, nước, cát, đá, phụ gia); Thành phần bê tông: Khái niệm tính tốn thành phần bê tơng; Sản xuất bê tơng; Thí nghiệm bê tơng; – Thí nghiệm cường độ chịu nén, cường độ chịu nén yêu cầu; – Phương pháp thí nghiệm khơng phá hoại; • Súng bật nẩy; Máy dò xâm nhập; • Thử nghiệm kéo dãn; Phương pháp siêu âm; • • • • Cơng tác ván khn; Đổ thi công bê tông; Bảo dưỡng bê tông; Cấu kiện bê tông đúc sẵn; Nước sản xuất bê tơng: • Trong sản xuất bê tơng, nước đóng vai trò quan trọng Nước dùng để rửa cốt liệu, để trộn hỗn hợp bê tơng, q trình bảo dưỡng rửa máy trộn • Sử dụng nước khơng để rửa cốt liệu làm cho hạt cốt liệu phủ lên lớp phù sa, muối, lớp vật liệu hữu Cốt liệu bị nhiễm bẩn sinh bê tơng chất lượng phản ứng hố học chúng với vữa xi măng tạo thành xương cốt liệu yếu • Trong hầu hết trường hợp, nên thực phép thử với loại cốt liệu để so sánh Nước sản xuất bê tơng: TP hóa học Nước biển Ôxit silic SiO2 2,4 0,0 6,5 9,4 22,0 3,0 - Sắt(fe) 0,1 0,0 0,0 0,2 0,1 0,0 - Canxi (Ca) 5,8 15,3 29,5 96,0 3,0 1,3 50 – 480 Magiê (Mg) 1,4 5,5 7,6 27,0 2,4 0,3 260 – 1410 Natri (Na) 1,7 16,1 2,3 183,0 215,0 1,4 2190 – 2200 Kali (K) 0,7 0,0 1,6 18,0 9,8 0,2 70 – 550 Bicacbonat (HCO3) 14,0 35,8 122,0 334,0 549,0 4,1 - Sunphát (SO4) 9,7 59,9 5,3 121,0 11,0 2,6 580 – 2810 Clo (Cl) 2,0 3,0 1,4 280,0 22,0 1,0 3960 – 20000 Nitrat (NO3) 0,5 0,0 1,6 0,2 0,5 0,0 - Tổng chất rắn tan 31,0 250,0 125,0 983,0 564,0 19,0 35.000 Tạp chất có nước sản xuất bê tơng: • Cacbonat bicacbonat Na K ảnh hưởng đến thời gian đơng kết bê tơng Cacbonat Natri khiến bê tơng đơng kết nhanh, Bicacbonat đẩy nhanh đơng kết làm chậm q trình đơng kết Khi có nồng độc cao, muối làm giảm mạnh cường độ bê tơng • Natri Clorua (NaCl) Natri Sunphat (Na2SO4) dùng với hàm lượng lớn, nước có nồng độ NaCl vượt 20000 ppm có nồng độ Na2SO4 vượt 10000 ppm thử nghiệm thành công Canxi Carbonate (CaCO3) Manhê Carbonate (MgCO3) tan thường nồng độ không đủ cao để ảnh hưởng đến tính chất bê tơng Canxi Bicacbonat (CaHCO3) Manhê (Mg(HCO3)2) có mặt số nước sinh hoạt, nồng độ tới 400 ppm coi khơng có hại Tạp chất có nước sản xuất bê tơng: • Manhê Sunphat (MgSO4) Manhê Clorua (MgCl2) tới 40000 ppm sử dụng mà không gây ảnh hưởng đến cường độ bê tông Canxi Clorua (CaCl2) sử dụng phụ gia đông cứng nhanh với lượng trộn tới 2% theo khối lượng xi măng • Nồng độ muối sắt tới 40000 ppm sử dụng thành công, nhiên, nước ngầm tự nhiên thường có nồng độ khơng lớn từ 20 đến 30 ppm • Muối manganese, thiếc, kẽm, chì, đồng làm giảm cường độ thay đổi thời gian đông kết bê tơng Các loại muối đóng vai trò chất làm chậm bao gồm Natri Iodate, Natri Photphat, Natri Arsenat, Natri Borate, có lượng nhỏ khoảng 0.1% khối lượng xi măng, chúng thể kéo dài thời gian đông kết phát triển cường độ xi măng Nồng độ Natri Sunphit thấp khoảng 100 ppm chứng nhân kiểm nghiệm Tạp chất có nước sản xuất bê tơng: • Nước biển nói chung chứa 35000 ppm muối sử dụng cho bê tông không cốt thép, cho thấy tăng cường độ sớm, giảm nhẹ cường độ tuổi 28 ngày so với thiết kế Nước biển sử dụng cho bê tông cốt thép, nhiên cốt thép khơng có lớp bảo vệ đủ dày bê tơng khơng có tính chống thấm, nguy ăn mòn ngày tăng Nước biển không nên sử dụng cho bê tông ứng suất trước • Các loại cốt liệu lấy từ biển sử dụng với nước trộn bê tông sạch, lượng muối bao bọc bề mặt cốt liệu chiếm khoảng % so với khối lượng nước trộn • Nói chung, nước trộn có chứa nồng độ axit vơ khoảng 10000 ppm khơng có ảnh hưởng bất lợi tới cường độ bê tông Mức độ chấp nhận nước trộn có chứa axít nên dựa vào nồng độ tính ppm, giá trị pH vi độ pH không thật tin cậy Tạp chất có nước sản xuất bê tơng: • Nồng độ Natri hydroxide (NAOH) tới 0.5% so với khối lượng xi măng không ảnh hưởng nhiều đến cường độ bê tông, không gây đông kết nhanh Kali hydroxide (KOH) có nồng độ tới 1,2% so với khối lượng xi măng làm giảm cường độ số loại xi măng định, không ẩnh hưởng đến cường độ loại xi măng khác • Nước thải công nghiệp nước cống rãnh vệ sinh sử dụng cho bê tơng Sau nước thải chảy qua hệ thống nước thải tốt, hàm lượng chất thải rắn thông thường thấp để gây ảnh hưởng đáng kể đến bê tông Nước thải từ xưởng thuộc da, nhà máy sơn, luyện than cốc, nhà máy hố chất, nhà máy ma kẽm… chưa đựng tạp chất có hại Với tất nguồn nước có nghi ngờ, phải làm thí nghiệm so sánh cường độ trước sử dụng nước cho sản xuất bê tơng Tạp chất có nước sản xuất bê tơng: • Nồng độ Đường nhỏ từ 0,03—0,15% so với khối lượng xi măng thường làm chậm thời gian đơng kết xi măng Cường độ giảm tuổi ngày tăng tuổi 28 ngày Khi lượng đường tăng lên tới 0,2% so với khối lượng xi măng, thời gian đông kết nhanh Khi lượng đường vượt 0,25%, thời gian ninh kết nhanh suy giảm cường độ 28 ngày tuổi Nước chứa hàm lượng 500 ppm đường cần phải kiểm nghiệm trước sử dụng • Đất sét tạp chất mịn chấp nhận với nồng độ tới 2000 ppm Dù đất sét ảnh hưởng đến tính chất khác xi măng, thường cường độ khơng bỉ ảnh hưởng nước có hàm lượng cao • Nước có nhiều phù sa cần làm lắng trước sử dụng để loại bớt lượng bùn (phù sa) đất sét lơ lửng Tạp chất có nước sản xuất bê tơng: • Khống vật dầu mỏ ành hưởng đến phát triển cường độ dầu thực vật hay dầu động vật, nhiên, nồng độ lớn 2% so với lượng xi măng, cường độ giảm khoảng 20% • Các chất bẩn vô tảo lẫn nước gây suy giảm cường độ mạnh ảnh hưởng gắn kết lượng khí lọt vào lớn • Cũng với vật liệu sử dụng sản xuất bê tơng, nước khơng có sẵn nên tiến hành thí nghiệm để so sánh tính chất Đơi hỗn hợp bê tơng hiệu chỉnh để bù lại lượng nước cho khơng làm giảm cường độ có đặc tính bất lợi khác • Nên cẩn trọng sử dụng nước có chứa axit hỗn hợp vơ cơ, xuất phản ứng bề mặt làm chậm q trình đơng kết Những mối quan tâm khác nước bảo dưỡng liên quan đến màu nhuộm bạc màu độ bẩn nước 10 Thiết kế TPBT theo ACI – PP tính tốn + TNo • Bước 1: Ước tính lượng nước (N) hàm lượng khí m bê tông (Phụ thuộc vào độ sụt yêu cầu Snyc, Dmax, loại cốt liệu lớn (Đá dăm hay đá sỏi), loại bê tơng (cuốn khí hay khơng khí) • Bước 2: Lựa chọn tỷ lệ N/X (Tra bảng phụ thuộc vào cường độ bê tông, loại bê tông khí hay khơng khí) • Bước 3: Tính lượng xi măng (Dựa vào lượng nước N tỷ lệ N/X): X = N (B1) : (N/X) (B2) • Bước 4: Ước tính lượng cốt liệu lớn (Phụ thuộc vào D max Mk) – Xác định thể tích tự nhiên đá 1m3 bê tông theo bảng; – Khối lượng đá 1m3 bê tông: Đ = VoĐ (tra bảng ) okĐ • Bước 5: Ước tính lượng cốt liệu nhỏ Cách 1: Dựa sở khối lượng: 34 Thiết kế TPBT theo ACI – PP tính tốn + TNo – B1: Tra bảng khối lượng đơn vị bê tơng tươi – B2: Tính khối lượng cát cho 1m3 bê tông = obtươi - (N+X+Đ) Cách 2: Dựa vào thể tích: – B1: Tính thể tích tuyệt đối vật liệu (nước, xi măng, đá) với thể tích bọt khí lẫn vào (Vn, VaX, VaĐ, Vbk) – B2: Tính thể tích tuyệt đối cát VaC= 1000 - (Vn + VaX + VaĐ+Vbk) – B3: Tính khối lượng cát C = VaC aC • Như vậy, xác định sơ lượng X, N, C, Đ 1m hỗn hợp bê tơng Việc tính tốn dựa vào công thức bảng biểu mà điều kiện thành lập không giống với điều kiện vật liệu bê tơng thực tế phải kiểm tra lại thực nghiệm để điều chỉnh lại thành phần bê tông cho bê tơng đạt u cầu đề 35 Hiệu chỉnh thành phần bê tông thực nghiệm • Bước Kiểm tra độ lưu động: Nguyên tắc thí nghiệm: – Trộn 10 lít HHBT theo tỷ lệ tính tốn (dùng vật liệu khơ), vật liệu ẩm phải xác định độ ẩm điều chỉnh lượng vật liệu để đảm bảo tỷ lệ TPVL tính tốn – Xác định độ sụt hhbt (Sn) theo phương pháp nón cụt – Nếu SnTN lớn hay nhỏ so với Snyc bớt thêm X đồng thời bớt thêm N để tỷ lệ N/X = Const => Rb = Const SnTN < Snyc: Cho thêm xi măng tăng lượng nước tương ứng SnTN > Snyc: Tăng thêm cát đá tỷ lệ C/Đ giữ nguyên Thực tế thí nghiệm: Thường dùng lượng XM N tương ứng (N/X không đổi) => giá trị Sn => Vẽ quan hệ Sn X => X hợp lý => N hợp lý => Sau bước điều chỉnh có tỷ lệ vật liệu mới: X1:N1:C1:Đ1 36 Hiệu chỉnh thành phần bê tơng thực nghiệm • Bước Kiểm tra cường độ: Nguyên tắc thí nghiệm: – Với tỷ lệ X, N, C, Đ điều chỉnh trên, trộn mẫu (số mẫu 3) đúc, ép mẫu => RbTN – Nếu < (RbTN - RbTK)/RbTK ≤ 15% – Nếu khơng thoả mãn phải điều chỉnh lại TPBT cách điều chỉnh X Thực tế thí nghiệm: Thường trộn mẻ 10-15 lít với lượng XM khác => đúc mẫu, xác định cường độ => Vẽ quan hệ Rb với X => X hợp lý => Sau bước điều chỉnh có tỷ lệ vật liệu mới: X2:N2:C2:Đ2 37 Hiệu chỉnh thành phần bê tơng thực nghiệm • Bước Xác định khối lượng thể tích hỗn hợp bê tông trạng thái đầm chặt – Cân bê tơng đầm chặt đựng ống lường sắt tích biết Từ tính ohhbt = G/Vo – Biết ohhbt tính thể tích thật bê tơng tươi sau điều chỉnh bước trước • Bước Tính lại lượng X, N, C, Đ cho 1m bê tông – Khi tính tốn TPBT theo phương pháp thể tích tuyệt đối coi bê tơng tươi hồn tồn đặc, khơng có lỗ rỗng Thực tế có lượng khơng khí lẫn vào Mặt khác thành phần bê tơng điều chỉnh sau bước thí nghiệm Vậy lượng vật liệu thật cho 1m bê tơng phải tính lại: Tính thể tích thực tế hỗn hợp bê tơng V ttế = (X+N+C+Đ)/obtươi Tính lại thành phần vật liệu thực tế cho 1m bê tông theo cách: X3 = X * 1000/Vttế 38 Hiệu chỉnh thành phần bê tông thực nghiệm • Bước Điều chỉnh lại thành phần bê tông theo độ ẩm thực cát đá Câ = Ck (1 + WC), Đâ = Đk (1 + WĐ), Ntr = NTT – (NC + NĐ) • Bước Tính lượng vật liệu cho mẻ trộn Cách tính hệ số sản lượng: – Khi ta có lượng X, N, C, Đ để sản xuất bê tơng, thể tích bê tơng (bê tơng tươi) thu V, thể tích hỗn hợp vật liệu Vhhbt – Vhhbt: Thể tích hỗn hợp vật liệu = VoX + VôC + VôĐ > Vbtươi (Thể tích bê tơng tươi hay thể tích thùng trộn tối thiểu => Hệ số sản lượng: Vbttuoi Vbttuoi X 1 C Đ Vhhbt Vo Voa Voa – Nếu tính cho 1m3 bê tơng (tươi) ta có: (1m3) Vbtươi < Vhhbt = VoX + VoâC + VoâĐ 39 Hiệu chỉnh thành phần bê tông thực nghiệm Vbtươi = 1000 = (VoX + VoâC + VoâĐ) = 1000/(VoX + VoâC + VoâĐ) – Trong đó: Với VoX, VôC, VôĐ thể tích tự nhiên xi măng, cát, đá dùng cho 1m3 bê tơng – Khi hệ số sản lượng tính công thức: 1000 Câ Đâ X C Đ X o 0â 0â – Từ hệ số này, tính lượng vật liệu dự trù cho mẻ trộn, lượng bê tông chế tạo từ mẻ trộn, số mẻ trộn ngày, số ngày cần thiết để thi công hết lượng bê tơng cho trước, thể tích thùng trộn cần thiết để sản xuất V dm3 (lít) bê tơng 40 Phương pháp thực nghiệm hồn tồn • Ứng dụng: Khi lượng bê tơng (thể tích bê tơng) lớn 5000m cơng trình, phận kết cấu cơng trình cấp đặc biệt, có u cầu chủ đầu tư • Nhược điểm: Khối lượng công tác thực nghiệm lớn => tốn nhân lực, tài chính, vật liệu, thời gian 41 Tính tốn bê tơng: • Xác định khối lượng bê tông cho dự án xây dựng yêu cầu tính tốn theo thể tích bê tơng tính tốn mua tính yard3 m3 • Nhà thầu hồn thành tính tốn này, bổ sung thêm lượng (tỷ lệ) hao hụt thích hợp để tính tốn khối lượng • Hệ số hao hụt thơng thường cho bê tông xây dựng khoảng từ đến 8% với giá trị thấp dùng cho bê tông đúc sẵn cao cho bê tơng đổ dầm • Hệ số hao hụt bao gồm hao hụt bê tơng lại bơm đường ống sau bơm Hệ số hao hụt nên dựa kinh nghiệm thực tiễn trước nhà thầu có sẵn liệu thống kê • Khi đặt hàng cho dự án lớn, nhà thầu tiến hành chứa bê tông thùng biết trước thể tích để giảm hao hụt bt 42 Sản xuất bê tông: Trộn bê tông: – – – Q trình trộn bê tơng hầu hết thiết bị trộn Thiết bị trộn trạm trộn, gá lắp bánh xe tháp, lắp ô tô tải để vừa vận chuyển vừa trộn, lắp đường ray xích để đổ bê tông mặt Trạm trộn bê tông lắp đặt cơng trường đòi hỏi lượng bê tơng lớn tiến độ ổn định Ví dụ công trường xây dựng đập bê tông khối lớn; với khối lượng bê tông yêu cầu lớn tiến độ đổ bê tông ổn định cho phép lắp đặt trạm trộn Thời gian trộn yêu cầu cho trạm trộn khác nhau, nói chung thường phút cho yad3 15 giây cho yad3 phần yad3 Thời gian trộn đo từ lúc toàn loại vật liệu đưa vào trống, phải đảm bảo toàn lượng nước trộn phải thêm vào truớc ¼ thời gian trộn 43 Sản xuất bê tông: Xe chở bê tơng, xả phía trước 44 Sản xuất bê tơng: Trạm trộn bê tông di động, với thùng chứa cốt liệu, xi măng, phụ gia nước riêng biệt 45 Sản xuất bê tông: Phương pháp trộn hỗn hợp bê tông: – Trên công trường, bê tông trộn cung cấp theo hình thức: Bê tộng trộn sẵn, bê tông trộn di động bê tông trộn chỗ – Trường hợp bê tông trộn sẵn, chúng đưa đến công trường xe chuyên dụng chở bê tông, vừa vừa trộn 46 Thí nghiệm bê tơng • Những mẫu bê tơng đem thí nghiệm mẫu điển hình, chúng khơng phải mẫu điển hình kết thu đại diện cho bê tơng đổ • u cầu chủ yếu bê tơng tươi tính cơng tác; thuật ngữ tổng hợp dùng để biểu thị khả bê tông trộn, vận chuyển, đổ hồn thiện mà khơng bị phân tầng Tính cơng tác thuật ngữ tương đối • Yêu cầu chủ yếu bê tơng tươi tính đồng nhất, biểu thị độ chảy bê tông xác định thí nghiệm xác định độ sụt Nếu độ sụt hỗn hợp bê tơng khống chế tính đồng tính cơng tác cần thiết cho trình đổ quy cách tỷ lệ nước/xi măng khống chế cách gián tiếp • Sự thay đổi hàm lượng nước có ảnh hưởng rõ rệt đến độ sụt 47 Thí nghiệm bê tơng – Xác định độ sụt hhbt Nón cụt tiêu chuẩn xác định độ sụt hỗn hợp bê tông tươi 48 ... 0 ,2 0,1 0,0 - Canxi (Ca) 5,8 15,3 29 ,5 96,0 3,0 1,3 50 – 480 Magiê (Mg) 1,4 5,5 7,6 27 ,0 2, 4 0,3 26 0 – 1410 Natri (Na) 1,7 16,1 2, 3 183,0 21 5,0 1,4 21 90 – 22 00 Kali (K) 0,7 0,0 1,6 18,0 9,8 0 ,2. .. 35,8 122 ,0 334,0 549,0 4,1 - Sunphát (SO4) 9,7 59,9 5,3 121 ,0 11,0 2, 6 580 – 28 10 Clo (Cl) 2, 0 3,0 1,4 28 0,0 22 ,0 1,0 3960 – 20 000 Nitrat (NO3) 0,5 0,0 1,6 0 ,2 0,5 0,0 - Tổng chất rắn tan 31,0 25 0,0... vữa xi măng tạo thành xương cốt liệu yếu • Trong hầu hết trường hợp, nên thực phép thử với loại cốt liệu để so sánh Nước sản xuất bê tơng: TP hóa học Nước biển Ôxit silic SiO2 2, 4 0,0 6,5 9,4 22 ,0