đồ án tố nghiệp chuyên ngành: “ Vật liệu& CNXDGT

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.s:ĐẶNG THÙY CHI LỜI NÓI ĐẦU Đồ án tốt nghiệp tổng hợp kiến thức môn trang bị trường kinh nghiệm mà sinh viên thu nhận suốt q trình nghiên cứu làm đồ án Nó thể kiến thức trình độ, khả thực thi ý tưởng trước công việc, bước ngoặt việc áp dụng lý thuyết học vào cơng việc sau Đồng thời lần sinh viên xem xét, tổng hợp lại tồn kiến thức học hướng dẫn bảo giáo việ trực tiếp tham gia giảng dạy suốt trình học tập, nghiên cứu Sau thời gian tham gia học tập nghiên cứu trường, với đầy đủ yêu cầu nhà trường đề ra, em đủ điền kiện để tham gia làm đồ án tố nghiệp chuyên ngành: “ Vật liệu & CNXDGT” hướng dẫn cô: Th.s ĐẶNG THÙY CHI Nhiệm vụ đồ án đề bao gồm: Thiết kế phương án sơ theo số liệu giao Chuyên đề vật liệu công nghệ Đồ án hoàn thành với cố gắng thân giúp đỡ bảo giáo viên hướng dẫn Song hạn chế trình độ chun mơn, kinh nghiệm thực tế thân nên khơng tránh khỏi sai sót Rất mong góp ý, bảo thầy,cơ giáo để đồ án hoàn chỉnh hơn, giúp em hoàn thiện kiến thức chuyên môn để khỏi bỡ ngỡ trước công việc thực tế sau tốt nghiệp Em xin chân thành cảm ơn giúp đỡ hướng dẫn tận tình Đặng Thùy Chi tồn thể thầy giáo giúp đỡ em q trình học tập trường Hà Nội, ngày tháng năm Sinh viên NGUYỄN TIẾN HUÂN NGUYỄN TIẾN HUÂN_VẬT LIỆU &CNXDGT-K51 Page ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.s:ĐẶNG THÙY CHI NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN NỘI DUNG VÀ CHẤT LƯỢNG ĐỒ ÁN: KẾT LUẬN VÀ ĐÁNH GIÁ: Hà Nội, ngày tháng năm Giáo viên hướng dẫn TH.S ĐẶNG THÙY CHI NGUYỄN TIẾN HUÂN_VẬT LIỆU &CNXDGT-K51 Page ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.s:ĐẶNG THÙY CHI NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN ĐỌC DUYỆT NỘI DUNG VÀ CHẤT LƯỢNG ĐỒ ÁN: KẾT LUẬN VÀ ĐÁNH GIÁ: Hà Nội, ngày tháng 05 năm 2012 Giáo viên đọc duyệt TH.S: ĐẶNG THÙY CHI NGUYỄN TIẾN HUÂN_VẬT LIỆU &CNXDGT-K51 Page ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.s:ĐẶNG THÙY CHI Contents PHẦN THIẾT KẾ CƠ SỞ CƠNG TRÌNH CẦU VÀ THIẾT KẾ CHI TIẾT TRỤ CẦU CHƯƠNG GIỚI THIỆU CHUNG 1.1 Đặt vấn đề Cầu Đăkring vượt qua sông Ring thuộc địa phận Giằng( huyện Nam Giang ), tỉnh Quảng Nam Tại vị trí cầu dự kiến nhìn chung mạng lưới giao thông khu vựa phát triển.Để nâng cao đời sống kinh tế, văn hóa, phát huy tiềm nông nghiệp lâm nghiệp vùng núi cần thiết 1.2 Những để lập dự án: 1.2.1 Dự án cầu Đăkring lập dựa sở định công văn UBND tỉnh Quảng Nam việc lập dự án xây dựng cầu Đăkring 1.2.2 Hồ sơ khảo sát địa hình, địa chất thủy văn cầu Đăkring 1.2.3 Quy mô dự án đầu tư Khổ cầu - Mặt cắt ngang xe x 3,5 = 7m - Lan can x 0,5m =1m - Phân cách xe giới lề người vạch sơn - Tổng chiều rộng mặt cắt ngang cầu: 8m - Chiều dài dự kiến: từ 150m đến 200m Tải trọng thiết kế - Tải trọng: HL 93 Khổ thông thuyền - Sơng khơng thơng thuyền, có trơi - Tần suất lũ thiết kế: P = 1% Quy trình quy phạm thiết kế + Quy phạm thiết kế: - Tiêu chuẩn thiết kế cầu 22TCN272-05 - Tham khảo tiêu chuẩn thiết “ Thiết kế cầu cống theo trạng thái giới hạn 22TCN 20-79” NGUYỄN TIẾN HUÂN_VẬT LIỆU &CNXDGT-K51 Page ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.s:ĐẶNG THÙY CHI - Tiêu chuẩn thiết kế đường ô tô TCVN4054-2005 - + Các nguyên tắc thiết kế: Cầu xây dựng thiết kế vĩnh cửu có kết cấu phù hợp với tuyến đường Đáp ứng yêu cầu quy hoạch, phân tích tương lai tuyến đường Thời gian thi công ngắn Thuận tiện cho tu bảo dưỡng Giá thành xây dựng thấp Hệ thống chiếu sáng Thiết kế hệ thống chiếu sáng hoàn chỉnh dọc theo vỉa hè, cột cao – 10m đối xứng, khoảng cách cột 30m Lựa chọn phương án kỹ thuật Cơng trình thiết kế vĩnh cửu: cầu bê tông cốt thép dự ứng lực - Khổ cầu K= 7m+2x0,5m (phân cách xe giới lề người - vạch sơn).Bề rộng mặt cầu B = 8m Tải trọng: HL 93 Tần suất lũ thiết kế : P = 1% Khổ thông thuyền: sơng khơng thơng thuyền, có câu trơi + Đường hai đầu cầu: Theo tiêu chuẩn đường cấp III miền núi, cấp tốc độ 40 km/h + Quy trình, quy phạm sử dụng 1.3 Đối tượng nghiên cứu dự án đầu tư Dự án đầu tư xây dựng cầu Đăkring nghiên cứu nội dung chủ yếu sau đây: - Phân tích quy hoạch phát triển kinh tế, giao thông vận tải khu vực liên quan đến cần thiết đầu tư xây dựng cơng trình cầu - Đánh giá trạng khai thác tuyến đường cầu - Lựa chọn vị trí xây dựng cầu tuyến đường hai đầu cầu - Lựa chọn quy mơ cơng trình tiêu chuẩn kĩ thuật - Chọn phương án kỹ thuật cầu, đường hai đầu cầu giải pháp xây dựng - Phân tích hiệu kinh tế - Kiến nghị phương án đầu tư 1.4 Phạm vi dự án - Điểm đầu: Thuộc địa phận huyện Nam Giang, tỉnh Quảng Nam, hướng thị trấn Thạch Mỹ - Điểm cuối: Thuộc địa phận huyện Nam Giang, tỉnh Quảng Nam, hướng biên giới NGUYỄN TIẾN HUÂN_VẬT LIỆU &CNXDGT-K51 Page ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.s:ĐẶNG THÙY CHI CHƯƠNG ĐẶC ĐIỂM TỰ NHIÊN, KINH TẾ, XÃ HỘI TẠI VỊ TRÍ XÂY DỰNG CẦU 2.1 Đặc điểm địa hình Căn vào tờ đồ địa chất thấy khu vực hai đầu cầu dự kiến xây dựng phẳng Cầu Đăkring dự kiến xây dựng bắc qua sông Ring, nằm Quốc lộ 14D huyện Thạch Mỹ biên giới Việt Nam – Lào Khu vực khảo sát gồm nhiều loại đá đá granite, đá vôi, đá gabrođiabaz đất, cát hạt nhỏ đến vừa 2.2 Điều kiện địa chất thủy văn Cấu trúc địa chất số đặc điểm lớp đất, đá Theo kết khoan khảo sát thực địa kết hợp với kết thí nghiệm phòng, cấu trúc thiên nhiên phạm vi khảo sát từ xuống chia thành lớp sau: Lớp số 1: Đá granite phong hóa mạnh Lớp số 2: Đá granite phong hóa nứt nẻ nhiều, vỡ dăm, vỡ khối; Độ cứng cấp IV-V Lớp số 3: Đá vơi kẹp mạch can-xít, phong hóa nhẹ, nứt nẻ trung bình; Độ cứng cấp V Lớp số 4: Đá vơi nứt nẻ ít, màu xám xanh đến xám đen Độ cứng cấp VII Lớp số 5: Sét pha cát lẫn sạn; Trạng thái dẻo cứng Lớp số 6: Cát hạt nhỏ đến hạt vừa, kết cấu rời rạc, bão hòa nước Lớp số 7: Đất đắp Lớp số 8: Đá gabro-diabaz phong hóa trung bình, nứt nẻ nhiều; Độ cứng cấp IV 2.3 Hiện trạng kinh tế - xã hội khu vực: Khu vực xây dựng cầu thuộc huyện Nam Giang phía Tây tỉnh Quảng Nam Về kinh tế chủ yếu tự sản tự tiêu, mạng lưới giao thơng kém, trình độ dân trí thấp Việc xây dựng cầu phát triển hệ thống giao thông khu vực nâng cao mức sống nhân dân phục vụ phát triển kinh tế Cầu Đăkring dự kiến xây dựng nằm Quốc lộ 14D huyện Thạch Mỹ biên giới Việt Nam – Lào Tại vị trí vượt sơng chưa xây dựng cầu Việc xây dựng cầu tạo mạng lưới giao thơng mới, góp phần phát triển giao thơng vận tải khu vực Trong năm gần đây, với phát triển chung toàn xã hội, việc phát triển giao thông vùng sâu, vùng xa tổ quốc nói chung tỉnh Quảng Nam nói riêng liên quan chặt chẽ đến mạng lưới giao thông khu vực Việc xây dựng cầu NGUYỄN TIẾN HUÂN_VẬT LIỆU &CNXDGT-K51 Page ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.s:ĐẶNG THÙY CHI Đăkring Quốc lộ 14D thuộc địa phận huyện Nam Giang , tỉnh Quảng Nam góp phần cải thiện mạng lưới giao thơng khu vực Chính ý nghĩa đặc biệt kinh tế, xã hội quốc phòng nên việc đầu tư xây dựng cần thiết cấp bách CHƯƠNG CÁC PHƯƠNG ÁN VƯỢT SÔNG VÀ GIẢI PHÁP KỸ THUẬT 3.1 Quy trình thiết kế nguyên tắc chung 3.1.1 Quy trình thiết kế - Tiêu chuẩn thiết kế cầu 22TCN272-05 - Tham khảo tiêu chuẩn “Thiết kế cầu cống theo trạng thái giới hạn 22TCN 20-79” - Tiêu chuẩn thiết kế đường ô tô 4054-2005 3.1.2 Nguyên tắc chung - Cầu Đăkring xây dựng vĩnh cửu bê tông cốt thép bê tông cốt thép dự ứng lực, phù hợp với quy mô tuyến đường - Phát huy khả sẵn có cơng nghệ đơn vị thi công cầu nước - Đảm bảo kiến trúc mỹ quan NGUYỄN TIẾN HUÂN_VẬT LIỆU &CNXDGT-K51 Page ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.s:ĐẶNG THÙY CHI - Đảm bảo thoát lũ với tần suất lũ thiết kế P = 1%, không ảnh hưởng đến sản xuất cơng trình xây dựng 3.2 Các thông số kỹ thuật - Tải trọng: Hoạt tải HL93 - Khổ cầu 3.5x2+2x0.5m (phân cách người vạch sơn) Bề rộng mặt cầu B = 8m - Đường hai đầu cầu: Theo tiêu chuẩn đường cấp IV miền núi - Khổ thông thuyền: Sơng khơng thơng thuyền, có trơi - Tần suất lũ thiết kế: P = 1%; H = +261.22m 3.3 Phương án kết cấu Cầu Đăkring thiết kế với phương án so sánh: Phương án sơ 1: Cầu dầm giản đơn bê tông cốt thép DƯL mặt cắt I Phương án sơ 2: cầu dầm giản đơn bê tông cốt thép DƯL Super T Phương án sơ 3: cầu dầm BTCT đúc hẫng nhịp lien tục CHƯƠNG :PHƯƠNG ÁN SƠ BỘ CẦU DẦM GIẢN ĐƠN BÊ TÔNG CỐT THÉP DƯL MẶT CẮT I 4.1 Giới thiệu chung phương án 4.1.1 Quy mơ – Tiêu chuẩn thiết kế - Quy trình thiết kế: + 22TCN 272-2005 Bộ Giao thông vận tải + Tham khảo tiêu chuẩn “Thiết kế cầu cống theo trạng thái giới hạn 22TCN 20-79” + Tiêu chuẩn thiết kế đường ô tô TCVN4054-2005 + Hoạt tải HL93 -Sông khơng thơng thuyền, có trơi - Địa chất: Địa chất khu vực xây dựng cầu gồm lớp sau: Lớp số 1: Đá granite phong hóa mạnh Lớp số 2: Đá granite phong hóa nứt nẻ nhiều, vỡ dăm, vỡ khối; Độ cứng cấp IV-V Lớp số 3: Đá vơi kẹp mạch can-xít, phong hóa nhẹ, nứt nẻ trung bình; NGUYỄN TIẾN HUÂN_VẬT LIỆU &CNXDGT-K51 Page ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.s:ĐẶNG THÙY CHI Độ cứng cấp V Lớp số 4: Đá vơi nứt nẻ ít, màu xám xanh đến xám đen Độ cứng cấp VII Lớp số 5: Sét pha cát lẫn sạn; Trạng thái dẻo cứng Lớp số 6: Cát hạt nhỏ đến hạt vừa, kết cấu rời rạc, bão hòa nước Lớp số 7: Đất đắp Lớp số 8: Đá gabro-diabaz phong hóa trung bình, nứt nẻ nhiều; Độ cứng cấp IV - Thủy văn + Mực nước cao nhất: +261.22m NGUYỄN TIẾN HUÂN_VẬT LIỆU &CNXDGT-K51 Page ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.s:ĐẶNG THÙY CHI + Mực nước thấp nhất: + 250.33m Hình 4.1Bố trí chung cầu 177400 6050 50 33000 +269.441 2% 50 33000 +269.241 2% 50 33000 +269.576 0% 33000 2% +269.576 50 50 33000 +269.259 +269.441 2% +267.35 +264.101 +261.225 +262.45 MNCN +261.22 m +260.66 +259.45 +256.95 8 c?c khoan nh?i D = 1.0 m, L = 10 m +251.66 +254.96 +251.66 +247.76 +249.38 +253.33 c?c khoan2 nh?i +250.63 H = 250.33 m +249.33 D = 1.0 m, L3= +248.03 10 m +242.93 c?c khoan nh?i +252.73 +248.93 +244.83 D = 1.0 m, L = 10 m NGUYỄN TIẾN HUÂN_VẬT LIỆU &CNXDGT-K51 +241.10 +248.85 +245.35 4 +243.63 +241.10 c?c khoan nh?i c?c khoan nh?i D = 1.0 m, L = 10 m D = 1.0 m, L = 10 m Page 10 +249.33 +247.33 +246.73 +240.87 c?c khoan nh?i D = 1.0 m, L = 10 m +251.67 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ml(g) 55.03 55.36 55.20 GVHD: Th.s:ĐẶNG THÙY CHI m2(g) 173.13 172.40 172.30 m3(g) 139.56 139.52 139.48 (g/cm3) 2.45 2.46 2.46 3.2.4.Xi măng Tương tự bê tơng nặng, xi măng bê tơng keramzit có vai trò lấp đầy lỗ rỗng hạt cốt liệu, gắn kết hạt cốt liệu rời rạc lại với nhau, tạo thành khối rắn có cường độ cao Khác với bê tông nặng, xi măng bê tông keramzit cấu trúc xốp thành phần nặng thành phần cấu tạo nên bê tông Nếu dùng xi măng với hàm lượng nhỏ khối lượng thể tích bê tơng thấp theo, đồng thời cường độ chịu nén giảm theo ngược lại Với mối quan hệ hữu trên, để đáp ứng yêu cầu giảm thể tích mà giữ cường độ tính cơng tác hỗn hợp bê tơng, chương trình thí nghiệm sử dụng xi măng mác Chifon 400(pcb40) Đây mác xi măng cao, đảm bảo tính dễ thi cơng bê tơng keramzit Các loại xi măng thông dụng sử dụng để chế tạo bê tông xi măng poóclăng (PC) xi măng poóclăng hỗn hợp (PCB) Xi măng poóclăng theo quy định TCVN 2682:1999 xi măng nghiền từ clanhke xi măng poóclăng tỷ lệ thạch cao thích hợp, khơng có phụ gia khống hoạt tính khơng hoạt tính (chất độn mịn) Xi măng poóclăng hỗn hợp theo quy định TCVN 6260:2009 xi măng nghiền từ clanhke xi măng pclăng tỷ lệ thạch cao thích hợp, nghiền thêm lượng phụ gia khống hoạt tính phụ gia trơ với hàm lượng không 40%, phụ gia trơ đóng vai trò chất độn không vượt 20% -Hiện xi măng pooc lăng hỗn hợp chủng loại xi măng sử dụng phổ biến xây dựng Các tiêu lý chủ yếu xi măng pooc lăng hỗn hợp quy định TCVN 6260:1997 (bảng 1-2) Bảng 3.4 Bảng tiêu kỹ thuật xi măng chifon pcb40 Các tiêu - Cường độ nén, N/mm2 NGUYỄN TIẾN HUÂN_VẬT LIỆU &CNXDGT-K51 Mẫu PCB40 Page ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.s:ĐẶNG THÙY CHI , không nhỏ - 72 ± 45 phút 18 - 28 ngày ± 40 – Thời gian đông kết - Bắt đầu, phút, không nhỏ 45 - Kết thúc, giờ, không lớn 10 - Độ mịn - Phần lại sàng 0,08mm; %, khơng lớn 12 - Bề mặt riêng, xác định theo phương pháp Blaine, cm2/g, không nhỏ 2700 - Độ ổn định thể tích - Xác định theo phương pháp lơsatơlie, mm;%, không lớn 10 - Hàm lượng anhyđric sunfuric (SO3); %, không lớn 3,5 3.2.5 Phụ gia Hình 3.7.Phụ gia siêu dẻo Sika viscocrete 3000-20 dùng để trộn bê tông Để khắc phục tượng phân tầng cốt liệu keramzit có khối lượng thể tích thấp, độ nhớt hỗn hợp cần tăng lên Trong q trình thí nghiệm nhóm sử dụng phụ gia dẻo hang SIKA 3.2.6 Nước  • • • • • Nước trộn bảo dưỡng bê tông phải phù hợp với TCVNXD 302:2004 ASTM C16024 Yêu cầu kĩ thuật: (theo TCVN: 2004): (tham khảo) Nước trộn bê tông vữa cần thỏa mãn yêu cầu sau: Không chứa váng dầu váng mỡ Lượng tạp chất hữu không 15 mg/l Độ PH không lớn q khơng nhỏ 1.5 Khơng có màu dùng bê tơng vữa trang trí Theo mục đích sử dụng,hàm lượng muối hòa tan ,lượng ionsunfat,lượng ion clo,và cặn không tan không NGUYỄN TIẾN HUÂN_VẬT LIỆU &CNXDGT-K51 Page ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.s:ĐẶNG THÙY CHI Khi nước có sử dụng với cốt liệu có khả phản ứng kiềm - silic ,tổng hàm lượng ion natri kali không vượt 100 mg/1 Nước khơng chứa tạp chất làm giảm tính đơng kết hồ xi măng làm giảm cường độ nén bê tông thỏa mãn bảng so sánh đối chứng: 3.2 Phương pháp nghiên cứu 3.2.1.Nguyên tắc thiết kế cấp phối bê tông nhẹ keramzit Trong thiết kế thành phần bê tông nhẹ cốt liệu rỗng keramzit tốn tương đối phức tạp Ngồi tính cơng tác, cấp phối bê tông thực tế phải thỏa mãn hai tiêu kỹ thuật quan trọng là: khối lượng thể tích cường độ bê tơng Cường độ bê tông phụ thuộc vào cường độ vữa (lượng, mác xi măng, loại cát tỉ lệ N/X) Hàm lượng cát vàng xi măng có khả làm tăng cường độ, lại làm tăng khối lượng thể tích bê tơng Muốn làm giảm khối lượng thể tích bê tơng nhẹ dùng cát nhẹ, đồng thời làm giảm cường độ bê tông, tỷ lệ N/X ảnh hưởng tới cường độ tính cơng tác hỗn hợp bê tông, tới biến dạng mềm bê tông Các nhân tố ảnh hưởng tới tính chất định cấp phối hỗn hợp bê tông thường bê tơng Keramzit (tính cơng tác, cường độ chịu nén khối lượng thể tích) gồm có: hàm lượng cốt liệu lớn keramzit, tỉ lệ cốt liệu bé cốt liệu, tỉ lệ cát đặc cốt liệu bé, tỉ lệ N/X Khi xét đến ảnh hưởng phức tạp trên, việc thiết kế cấp phối bê tông đảm bảo yêu cầu cho trước Bảng 3.5 Thành phần cấp phối mẫu thí nghiệm Thành phần cấp phối XM(Kg) C(kg) N(lít) Mẻ trộn S(kg) 10-20 608.40 468.75 694.63 135.05 53 0.32 10-20 624 500 642.05 150.00 57 0.3 Loại sỏi Phụ gia(ml) N/X Trong trình nghiên cứu nhóm tiến hành đổ mẻ,mỗi mẻ tổ mẫu,mỗi tổ mẫu hình trụ 15cmx30xm NGUYỄN TIẾN HUÂN_VẬT LIỆU &CNXDGT-K51 Page ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.s:ĐẶNG THÙY CHI Hình 3.3.Mẫu bê tơng thí nghiệm 3.2.2Chế tạo mẫu Phương pháp thí nghiệm theo tiêu chuẩn viêt nam sử dụng.phải có hai mẫu thử cho tuổi điều kiện thử Kích thước mẫu Thơng thường sử dụng mẫu hình trụ kích thước D=150mm.h=300.Khn nói chung có đai để thuận tiện thao tác Que đầm gồm hai loại thép tròn,thẳng:loại lớn đường kính 16mm,dài 610mm,loại nhỏ đướng kính 10mm dài 305mm Hình 3.4:Thiết bị Chế tạo mẫu(khn trụ 15x15cm,Que đầm) NGUYỄN TIẾN HUÂN_VẬT LIỆU &CNXDGT-K51 Page ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.s:ĐẶNG THÙY CHI 3.2.3 Quy trình sản xuất hỗn hợp bê tơng 3.2.3.1.Quy trình trộn bê tơng • Cốt liệu khơ: Khi trộn hỗn hợp bê tơng keramzit dùng máy trộn hỗn hợp bê tông nặng, hiệu dùng máy trộn cưỡng hỗn hợp đồng Trình tự nạp nguyên vật liệu vào máy ảnh hưởng lớn đến tính chất chất lượng hỗn hợp bê tông bê tông Trộn hỗn hợp tiến hành theo bước với trạng thái tự nhiên cốt liệu • Cốt liệu ẩm: Trộn sỏi keramzit với 2/3 lượng nước cần thiết – phút, sau cho nguyên vật liệu lượng nước lại trộn tiếp phút; Trộn xi măng cát với 50% lượng nước cần thiết phút Sau trộn hỗn hợp nguyên vật liệu lượng nước lại phút • Cốt liệu ướt: Chỉ có phương án trộn tất lần • Khi sử dụng phụ gia hoạt tính bề mặt phụ gia siêu dẻo: Quy trình trộn cốt liệu thực sau: Đầu tiên cho xi măng, cốt liệu bé, phụ gia 2/3 lượng nước cần thiết trộn – phút, đổ cốt liệu lớn lượng nước lại trộn hỗn hợp bê tông đồng Để đảm bảo hỗn hợp bê tông keramzit đạt đồng nhất, thời gian trộn hỗn hợp bê tông cần tăng lên so với thời gian trộn hỗn hợp bê tông thường Trong q trình đúc mẩu thí nghiệm nhóm tiến hành q trình trộn bê tơng mẫu máy trộn bê tông : NGUYỄN TIẾN HUÂN_VẬT LIỆU &CNXDGT-K51 Page ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.s:ĐẶNG THÙY CHI Hình 3.9 Trộn máy trộn 3.2.3.2 Q trình đầm bê tơng Trong công nghệ chế tạo bê tông keramzit, chế độ đầm chặt có ý nghĩa quan trọng cốt liệu nhẹ dễ bị lên, hỗn hợp dễ bị phân tầng Hiệu đầm phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: tính cơng tác hỗn hợp bê tơng, độ lớn độ ngậm nước cốt liệu Hỗn hợp bê tông dẻo sử dụng phương pháp đầm dung , hỗn hợp bê tơng cứng dùng phương pháp đầm rung có gia tải Trong trình đúc mẫu thí nghiệm nhóm có sử dụng phương pháp đầm cạnh Hình 3.10 Đầm tay NGUYỄN TIẾN HUÂN_VẬT LIỆU &CNXDGT-K51 Page ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.s:ĐẶNG THÙY CHI 3.2.3.3Qúa trình tổn thất độ sụt Do cốt liệu keramzit có khả hút nước lớn, tạo nên độ lưu động hỗn hợp bê tông keramzit giảm nhanh chóng (tổn thất độ sụt) làm ảnh hưởng tới chất lượng thi công Hỗn hợp bê tông sau trộn trì độ lưu động khoảng 75 phút Nhưng thi công không nên dừng lâu 45 phút 3.2.3.4 Bảo dưỡng ẩm bê tông Bảo dưỡng ẩm q trình giữ cho bê tơng điều kiện tốt để ninh kết đóng rắn sau tạo hình Trong trình rắn bê tơng nhẹ keramzit, bên cạnh q trình hóa học hóa lý, tác dụng yếu tố khí hậu xảy hàng loạt trình vật lý như: trình nước, biến dạng mềm (co nở), hình thành lỗ rỗng, xuất vi vết nứt vết nứt Nhằm hạn chế trình nước biến dạng mềm cần phải áp dụng biện pháp bảo dưỡng ẩm cho bê tơng đầu đóng rắn Q trình bảo dưỡng bê tơng keramzit chia làm hai giai đoạn: Bảo dưỡng ban đầu bà bảo dưỡng Bảo dưỡng ban đầu tiến hành sau tạo hình: từ 1,5 – mùa hè tùy theo tỷ lệ N/X; Từ – mùa đông tùy theo tỷ lệ N/X Bảo dưỡng tiến hành sau kết thúc bảo dưỡng ban đầu, bê tông đạt cường độ bảo dưỡng tới hạn, nghĩa bê tông đạt đến cường độ ngừng bảo dưỡng tiếp tục đóng rắn điều kiện khí hậu tự nhiên, sau 28 ngày cường độ đạt mác thiết kết NGUYỄN TIẾN HUÂN_VẬT LIỆU &CNXDGT-K51 Page ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.s:ĐẶNG THÙY CHI Hình 3.11 Bảo dưỡng mẫu phòng thí nghiệm 3.2.3.5.Phủ đầu mẫu(Capping mẫu) Trước thí nghiệm mẫu trụ,2 mặt mẫu thường che phủ để truyền lực từ máy thí nghiệm lên mẫu thử.Vữa lưu huỳnh sử dụng để làm vật liệu phủ đầu mẫu Chương 4:Kết nghiên cứu 4.1.Nghiên cứu tính chất lý bê tơng nhẹ 4.1.1.Tính cơng tác - Ảnh hưởng số yếu tố đến độ sụt hỗn hợp bê tông Nghiên cứu ảnh hưởng số yếu tố cơng nghệ đến tính cơng tác hỗn hợp bê tông keramzit tiến hành hỗn hợp bê tơng với mật độ thể tích cốt liệu lớn dao động khoảng từ 0,38 đến 0,48, lượng dùng xi măng từ 200÷300 kg/m3.khả hút nước cốt liệu keramzit ảnh hưởng lớn tới lượng dùng nước hỗn hợp bê tông Khi nhào trộn với nước, lượng nước đáng kể bị hút cốt liệu nhẹ khiến cho lượng nước thực tế đóng góp vào tính lưu biến hỗn hợp giảm Do đó, lượng dùng nước bê tông keramzit cao so với bê tông thường Sử dụng mật độ cốt liệu hợp lý, bão hòa cốt liệu keramzit trước trộn sử dụng phụ gia giữ nước làm tăng lượng dùng nước hỗn hợp bê tông đồng thời làm tăng khả liên kết cải thiện tính chất hỗn hợp bê tơng keramzit Phụ gia giữ nước có ảnh hưởng tốt đến việc trì độ sụt hỗn hợp bê tông keramzit Lượng dùng nước hỗn hợp bê tông keramzit sử dụng phụ gia giữ nước tăng đáng kể so với không dùng phụ gia 4.1.1.1.Thiết bị thử Dùng abaraham có đường kính 203 mm,đỉnh 102mm,chiều cao 305 mm Que đầm hình tròn thép thẳng đường kính 16mm,dài 600mm NGUYỄN TIẾN HUÂN_VẬT LIỆU &CNXDGT-K51 Page ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.s:ĐẶNG THÙY CHI Hình 4.1:Thiết bị đo độ sụt 4.1.1.2.Tiến hành thử Thấm ướt khuôn đặt khuôn lên không hút nước.đặt chăn lên giá để giữ khuôn áp sát xuống nền.Đổ hỗn hợp Bê tông vào khuôn thành ba lớp,mỗi lớp 1/3 thể tích khn.Dùng que chọc 25 lần khắp lớp,khi đầm phải nghiêng que cầm.khi đầm lớp chọc que đầm tới đáy.Khi đầm lớp thứ dầm sát tới lớp dưới.Sau đầm xong lớp thứ 3,xoa mặt lớp bê tông.Ngay nhắc khỏi bê tông cẩn thận theo chiều thẳng đứng.Nhắc hết chiều cao khn 305mm 5s 4.1.1.3.Tính kết Trong q trình đúc mẫu nhóm tiến hành làm nghiệm kiểm tra độ sụt mẫu bê tông côn Abram thu kết độ sụt mẫu sau : Loại sỏi (mm) 10-20 10-20 Mẻ trộn Độ sụt (cm) 15 15 4.1.2 Khối lượng thể tích Ảnh hưởng cốt liệu đến khối lượng thể tích Ảnh hưởng mật độ cốt liệu lớn tới khối lượng thể tích bê tơng keramzit cần xem xét tương quan với yếu tố khác cấp phối bê tông Trong trường hợp, lượng dùng xi măng - theo yêu cầu cường độ, lượng dùng nước - theo yêu cầu tính NGUYỄN TIẾN HUÂN_VẬT LIỆU &CNXDGT-K51 Page ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.s:ĐẶNG THÙY CHI công tác, định giữ cố định tăng mật độ thể tích cốt liệu lớn làm giảm khối lượng thể tích bê tơng keramzit lượng dùng cát giảm Ảnh hưởng mật độ thể tích cốt liệu lớn đến khối lượng thể tích bê tông keramzit lớn khối lượng thể tích bê tơng cao Đó lượng dùng cát thường bê tông keramzit với khối lượng thể tích cao lớn nhiều so với bê tơng keramzit có khối lượng thể tích thấp Khi đó, lượng dùng cát thường thay đổi mạnh mật độ thể tích cốt liệu lớn thay đổi Đối với hỗn hợp cốt liệu nhỏ, tỷ lệ cát thường cát keramzit điều chỉnh để bê tơng có khối lượng thể tích cần thiết Khi tăng tỷ lệ cát thường, khối lượng thể tích hỗn hợp cốt liệu tăng lên Để đảm bảo yêu cầu khối lượng thể tích tuyệt đối giữ nguyên mật độ cốt liệu lớn, cần tăng thể tích vữa Khi đó, khối lượng thể tích bê tơng keramzit tăng theo Xác Định khối lượng thể tích bê tơng theo TCVN 31115-93 4.1.2.1.Thiết bị thử Cân kỹ thuật có độ xác tới 50g Thước kim loại Cân thủy tĩnh có độ xác 50g Bếp điện thùng nấu pâfin Tủ sấy 200°C 4.1.2.2.Mẫu thử Lấy viên có hình dạng bất kì.Kích thước thể tích viên lấy theo TCVN 3105-93 Sau đúc xong mẫu đưa trạng thái độ ẩm sau: -Sấy khô đến khối lượng không đổi:sấy mẫu nhiệt độ 105-110°C sau 24h lấy mẫu cân lần.Mẫu coi sấy khô đến khối lượng không đổi lầm cân khối lượng mẫu cênh lệch không 0,2% so với mẫu khô NGUYỄN TIẾN HUÂN_VẬT LIỆU &CNXDGT-K51 Page ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.s:ĐẶNG THÙY CHI -Bão hòa nước:đặt mẫu vào thùng ngâm,đổ nước ngập 1/3 chiều cao mẫu 1h.Đổ tiếp nước tới 2/3 mẫu thêm 1h nữa.Sau đổ nước ngập mẫu khoảng 5cm 4.1.2.3.Tiến hành thử Cân viên mẫu xác tới 0,2% Khi mẫu hình lập phương,hình trụ kích thước viên rùi tính thể tích 4.1.2.4.Kết Khối lượng thể tích tự nhiên mẫu 28 ngày theo tcvn 3115-93 Mẻ trộn Trung bình Trung bình Stt mẫu x Khối lượng mẫu kg 10.00 10.224 10.560 10.152 10.325 10.569 Khối lượng thể tích Kg/m3 1887 1932 1992 1915 1948 1995 10.305 1944 10 11 12 16 17 18 10.556 10.46 10.073 10.673 10.475 10.647 1992 1974 1901 2014 1977 2009 x 10,48 1977 Khối lượng thể tích khơ mẫu 28 ngày theo tcvn 3115-93 Mẻ trộn Stt mẫu Khối lượng mẫu kg NGUYỄN TIẾN HUÂN_VẬT LIỆU &CNXDGT-K51 Khối lượng thể tích Kg/m3 Page ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.s:ĐẶNG THÙY CHI 9.5 10.152 10.126 1792.90 1915.92 1911.00 Trung bình x 9,926 1873 12 13 14 10.073 9.55 9.559 29,182 Trung bình x 1901.00 1802.30 1802.32 1835 4.1.3.Cường độ nén bê tông keramzit Cường độ chịu nén thu mẫu hình trụ 10x15 quy đổi thành mẫu hình trụ 15x30 Kết thể bảng sau : Tìm thành phần bê tơng nhẹ cốt liệu rỗng keramzit tốn tương đối phức tạp Hỗn hợp bê tông xi măng phải tính cơng tác Ngồi bê tơng thực tế phải thỏa mãn hai tiêu kỹ thuật quan trọng là: khối lượng thể tích cường độ bê tông Từ thực nghiệm cho thấy, khả hút nước cốt liệu keramzit ảnh hưởng lớn tới lượng dùng nước hỗn hợp bê tông Khi nhào trộn với nước, lượng nước đáng kể bị hút cốt liệu nhẹ khiến cho lượng nước thực tế đóng góp vào tính lưu biến hỗn hợp giảm Do đó, lượng dùng nước bê tông keramzit cao so với bê tơng thường Trong q trình thí nghiệm nhóm tiến hành đúc 18 mẫu sỏi keramzit d=10-20 mm cơng ty BEMES Kích thước mẫu: hình trụ đường kính 10cm, chiều cao 20cm Và Mẫu thí nghiệm nén theo tiêu chuẩn ASTM C39 Cường độ,trọng lượng thể tích bê tơngvào nhiều yếu tố, chất lượng ngun vật liệu, tỉ lệ N/X, phụ gia, môi trường thời gian đóng rắn,… Nhưng chủ yếu phụ thuộc vào loại cốt liệu.Từ kết thí nghiệm cho thấy loại sỏi S2 cho cường độ lớn mà khối lượng thể tích lớn 4.1.3.1 Tính kết Cường độ chịu nén bê tơng tính công thức : NGUYỄN TIẾN HUÂN_VẬT LIỆU &CNXDGT-K51 Page ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Rb=α P F GVHD: Th.s:ĐẶNG THÙY CHI ( daN/cm3) Trong : P : tải trọng phá hoại mẫu (daN) F : diện tích chịu lực nén mẫu (cm2) α: hệ số tính đổi từ kết nén viên có kích thước chuẩn cường độ viên kích thước mẫu Hình dạng kích thước mẫu (mm) Hệ số tính đổi Mẫu trụ dxh = 71x143 1.16 100x200 1.16 150x300 1.2 200x400 1.24 Cường độ chịu nén mẫu trụ 15x30 (cm) thu tổng hợp bảng sau Mẻ trộn Stt mẫu Rb mẫu (KN) 310 300 340 359 289 342 260 394 350 10 11 12 13 14 15 16 17 208 267 231 290 260 275 290 300 NGUYỄN TIẾN HUÂN_VẬT LIỆU &CNXDGT-K51 Rb mẫu ( MPa) 17.5 17.5 19.6 20.3 16.6 19.4 15.3 23.2 30.2 16.5 15.7 13.6 17.1 15.3 15.6 17,1 17.6 Page ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 18 GVHD: Th.s:ĐẶNG THÙY CHI 285 16.8 4.2 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 4.2.1 Kết luận Đề tài thực nội dung - Tổng quan bê tơng nhẹ, tình hình sử dụng Bê tơng nhẹ cơng trình xây dựng giới Việt Nam - Lựa chọn vật liệu phương pháp thiết kế cấp phối Bê tơng nhẹ Keramzit - Có thể chế tạo bê tông cốt liệu rỗng từ vật liệu keramzit công ty Bemes Loại bê tông chế tạo đạt yêu cầu độ sụt, khối lượng thể tích Tuy nhiên cần có nghiên cứu thêm cường độ để khẳng định khả ứng dụng vật liệu cấu kiện chịu lực kết cấu nhà, cầu… sử dụng nguyên vật liệu nước - Nên sử dụng phương pháp thiết kế thành phần ACI 211.2 - Khi hàm lượng cốt liệu nhẹ tăng, khối lượng thể tích bê tơng giảm nhiên cường độ giảm 4.2.2 Kiến nghị - Công nghệ bê tơng nhẹ cơng nghệ tương đối Việt Nam nên cần tiếp tục quan tâm nghiên cứu ứng dụng vào cơng trình xây dựng - Nghiên cứu sâu thành phần tính chất bê tông cốt liệu nhẹ để chế tạo loại bê tông nhẹ chất lượng cao - Các cơng trình xây dựng phải dùng đến lượng bê tơng lớn, phải xây dựng đất yếu nên sử dụng bê tông nhẹ Công nghệ bê tông nhẹ thi cơng nhanh, làm giảm chi phí cho phần cơng việc khác (ví dụ: Cốp pha, biện pháp gia cố móng, ), sản xuất nhanh, sản phẩm đạt chất lượng tốt [1] Lê Đỗ Chương, Bùi Sỹ Thạnh, Phan Xuân Hoàng Vật liệu xây dựng, NXB Đại học THCN, 1977 NGUYỄN TIẾN HUÂN_VẬT LIỆU &CNXDGT-K51 Page ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.s:ĐẶNG THÙY CHI [2] Phạm Hữu, Phùng văn Lự,Phan khắc Trí Vật liệu xây dựng, NXB Giáo dục, 2003 [3] Phùng văn Lự, Nguyễn Anh Đức, Phạm Hữu Hanh, Trịnh Hồng Tùng, Bài tập Vật liệu xây dựng, NXB Giáo dục, 2001 [4] Satish Chandra,Lightweight_Aggregate_Concrete, NXB Elsevier Science, 2008 [5].Tiêu chuẩn ACI 211.2_98 [6].Tiêu chuẩn thiết kế cầu 272-05 NGUYỄN TIẾN HUÂN_VẬT LIỆU &CNXDGT-K51 Page