BÊ TÔNG VÀ CÁC LOẠI SẢN PHẨM BÊ TÔNG

Chương Bê tông sản phẩm bê tơng Chương BÊ TƠNG VÀ CÁC LOẠI SẢN PHẨM BÊ TƠNG 5.1 Khái niệm chung bê tơng 5.1.1 Khái niệm chung bê tông Bê tông loại vật liệu đá nhân tạo, nhận cách đổ khuôn làm rắn hỗn hợp hợp lý chất kết dính (CKD), nước, cốt liệu (cát, sỏi hay đá dăm) phụ gia Hỗn hợp nguyên liệu nhào trộn xong gọi hỗn hợp bê tơng hay bê tơng tươi Vai trị cốt liệu: Trong bê tơng, cốt liệu đóng vai trị khung chịu lực chiếm từ 80-85% khối lượng bê tơng Vai trị chất kết dính: Hồ CKD bao bọc xung quanh hạt cốt liệu đóng vai trị chất bôi trơn, đồng thời lấp đầy khoảng trống hạt cốt liệu Sau cứng hoá hồ CKD gắn kết hạt cốt liệu thành khối dạng đá gọi bê tông Hồ CKD chiếm 15-20% Bê tông bê tông cốt thép sử dụng rộng rãi xây dựng đại vì: Ưu điểm: - Cường độ tương đối cao - Có thể chế tạo loại bê tơng có cường độ, hình dạng tính chất khác - Giá thành hợp lý - Bền vững ổn định mưa nắng, nhiệt độ, độ ẩm Nhược điểm: - Kết cấu bê tông nặng nề 0 = 2200  2400kg/m3 - Cách âm, nhiệt kém, số trường hợp chống ăn mịn 5.1.2 Phân loại: Theo dạng chất kết dính: Bê tơng xi măng Bê tơng silicat (CKD vôi) Bê tông thạch cao Bê tông CKD hỗn hợp Bê tông polime Bê tông dùng CKD đặc biệt Theo dạng cốt liệu: Bê tông cốt liệu đặc Bê tông cốt liệu rỗng Bê tông cốt liệu đắc biệt (chống phóng xạ, chịu nhiệt, chịu axit) Theo khối lượng thể tích: - Bê tơng đắc biệt nặng: (0 >2500kg/m3) chế tạo từ cốt liệu đặc biệt nặng, dùng cho kết cấu đặc biệt - Bê tông nặng: (0 = 2200  2500kg/m3) chế tạo từ cát, sỏi, đá bình thường, dùng cho kết cấu chịu lực 53 Chương Bê tông sản phẩm bê tông - Bê tông tông tương đối nặng: (0 = 1800  2200kg/m3) dùng chủ yếu cho kết cấu chịu lực - Bê tông nhẹ: (0 = 500  1800kg/m3) + Bê tông nhẹ cốt liệu rỗng: dùng cốt liệu rỗng + Bê tơng tổ ong: (bê tơng khí, bê tông bọt) chế tạo từ hỗn hợp CKD, nước, cấu tử silic nghiền mịn chất tạo rỗng + Bê tông hốc lớn - Bê tông đặc biệt nhẹ: loại bê tôg tổ ong bê tôg cốt liệu rỗng có 0 < 500 kg/m3 Theo công dụng: - Bê tông thường: dùng kết cấu bê tơng cốt thép (móng, cột, dầm, sàn ) - Bê tông thuỷ công: dung để xây đập, âu thuyền, phủ lớp mái kênh, cơng trình dẫn nước, - Bê tông dùng cho mặt đường, sân bay, vỉa hè Bê tông dùng cho kết cấu bao che - Bê tơng có cơng dụng đắc biệt bê tơng chịu nhiệt, chịu axit, bê tơng chống phóng xạ 5.2 Cấu trúc bê tông xi măng 5.2.1 Sự hình thành cấu trúc bê tơng Sau đầm nén cấu tử hỗn hợp bê tông xép lại chặt chẽ hơn, với thuỷ hố xi măng cấu trúc bê tơng dược hình thành (giai đoạn gọi giai đoạn hình thành cấu trúc) Quá trình hình thành: sản phẩm hình thành xi măng thuỷ hố tăng lên, đến lúc chúng tách khỏi dung dịch bão hoà Số lượng sản phẩm tách tăng lên đến mức cấu trúc keo tụ chuyển sang cấu trúc tinh thể, làm cho cường độ bê tông tăng lên Sự hình thành cấu trúc tinh thể sinh tượng nhược nhau: tăng cường độ hình thành nội ứng suất mạng lưới tinh thể (đó nguyên nhân sinh vết nứt giảm cường độ bê tơng) Khoảng thời gian hình thành cấu trúc cường độ dẻo bê tông phụ thuộc vào yếu tố sau: - Thành phần bê tông - Dạng chất kết dính phụ gia hố học Hỗn hợp bê tông cứng dẻo với tỷ lệ N/XM khơng lớn có giai đoạn hình thành cấu trúc ngắn Việc dùng xi măng phụ gia rắn nhanh rút ngắn giai đoạn hình thành cấu trúc Trong trường hợp cần trì tính cơng tác hỗn hợp bê tông lúc vận chuyển cung thời tiết nóng dùng phụ gia chậm cứng hố 5.2.2 Cấu trúc vĩ mơ cấu trúc vi mô: 5.2.2.1 Cấu trúc vĩ mô: Bê tông loại vật liệu đá nhân tạo khác có cấu trúc vĩ mô phúc tạp Xét đơn vị thể tích hỗn hợp bê tơng lèn chặt bao gồm: thể tích cốt liệu Vcl, thể tích hồ xi măngVh thể tích lỗ rỗng Vk Vcl + Vh + Vk = (5-1) Khi dầm nén tốt thể tích lỗ rỗng khí có tể coi khơng đáng kể (Vk = 2-3%) lúc Vcl + Vh = hay: Vcl + X/aX + N =1 54 Chương Bê tông sản phẩm bê tông Vcl = - X/aX - N Vcl = - (1/aX + N/X) X (5-2) Trong aX khối lượng riêng xi măng (T/m3); N, X: lượng dùng ximăng dùng nước cho đơn vị thể tích bê tơng lèn chặt 5.2.2.2 Cấu trúc vi mô: Được đặc trưng cấu trúc vật rắn, độ rỗng đặc trưng lỗ rỗng cấu tử tạo nên bê tông (đá, CKD, cốt liệu) cấu tạo lớp tiếp xúc chúng Cốt liệu có ảnh hưởng đến hồ xi măng bê tơng hình thành cấu trúc Nước nhào trộn bê tơng phần dùng để bôi trơn hạt cốt liệu, phần tạo thành cấu trúc đá xi măng Còn phần lớn bị cốt liệu rỗng hút vào Vì hỗn hợp bê tơng dẻo sau đổ khn xẩy tách nước bên trong, nước đọng lại bề mặt hạt cốt liệu lớn làm yếu mối liên kết chúng với phần vữa Vết nứt co ngót bên phát triển men theo vùng liên kết yếu Sự tách lớp bên phá huỷ toàn khối đồng thất bê tông, dẫn đến không đồng tính chất Vùng tiếp xúc cốt liệu đá xi măng có ảnh hưởng đến làm việc đồng hời phận, đến tính tốn khối độ ổn định bê tông Về thành phần tính chất, vùng tiếp xúc khác với vùng đá xi măng khác Do thuỷ hoá C3S mà bề mặt cốt liệu có tinh thể Ca(OH) CaCO3 có tương tác hoá học cốt liệu với sản phẩm thuỷ hố xi măng ỏ điều kiện bình thường tương tác tăng cường điều kiện gia công nhiệt Độ bền mối liên kết cốt liệu dá xi măng phụ thuộc vào yếu tố: - Bản chất cốt liệu; - Độ rỗng; - Độ nháp rám bề mặt; - Độ của mặt cốt liệu; - Phụ thuộc vào loại xi măng, độ hoạt tính nó; - Tỷ lệ N/X điều kiện rắn bê tông Độ rỗng cốt liệu Trong bê tông bao gồm lỗ rỗng nhỏ li ti lỗ rỗng mao quản Độ rỗng lên tới 10-15% bao gồm: - Lỗ rỗng đá xi măng (lỗ rỗng ren, lỗ rỗnh mao quản, lỗ rỗng khí vào) - Lỗ rỗng cốt liệu - Lỗ rỗng hạt cốt liệu (khoảng không gian hạt cốt liệu không chèn đầy hồ xi măng Với bê tông cốt liệu đặc, đầm nén tốt độ rỗng hình thành chủ yếu đá xi măng lượng khí vào thi cơng Theo giáo sư Gortrakov G.I, thể tích bê tơng tính cơng thức: Vrb = (N/X – 0,5) + 0,29X + (0,02  0,06) (5-3) (N/X – 0,5).X: Thể tích rỗng mao quản, phụ thuộc vào lượng nước nhào trộn, lượng xi măng mức độ thuỷ hố() 55 Chương Bê tơng sản phẩm bê tơng 0,29X: Thể tích lỗ rỗng gen (0,02  0,06): Thể tích rỗng khí vào 5.3 Tính chất hỗn hợp bê tơng xi măng 5.3.1 Tính lưu biến Hỗn hợp bê tơng vật thể vật lý đồng xi măng, nước, cốt liệu phụ gia Chúng tương tác với lực liên kết vật lý hoá học Hồ xi măng (xi măng nước) thành phần tạo thành cấu trúc chủ yếu Khi tăng trình thuỷ hoá xi măng, độ phân tán pha rắn tăng lên, làm cho độ nhớt khả dính kết hồ xi măng tăng lên; hỗn hợp bê tông bắt đầu xuất biến dạng đàn hồi cường độ cấu trúc Mặt khác, chảy nhão giống chất lỏng quánh Vì hỗn hợp bê tơng coi vật thể đàn hồi- dẻo qnh Nó vừa mang tính chất chất rắn vừa có tính chất chất lỏng lý tưởng Bản chất lưu biến hỗn hợp bê tơng biểu diễn phương trình sau:  = /E + ( - 0)/.t (5-4) Trong - ứng suất hỗn hợp bê tông E- môđun đàn hồi 0- ứng suất trượt hỗn hợp bê tông - độ nhớt động hỗn hợp bê tông t- thời gian Dưới tác dụng chấn động, lực tương tác cấu tử vật chất bị phá huỷ, làm cường độ cấu trúc hỗn hợp be tơng, có nghĩa 0 tiến tới khơng hỗn hợp bê tơng tồn chất lỏng nặng quánh, dễ dàng lấp đầy khn 5.3.2 Tính cơng tác hỗn hợp bê tơng Tính cơng tác hay cịn gọi tính dễ tạo hình tính chất kỹ thuật hỗn hợp bê tông biểu thị khả lấp đầy khuôn đảm bảo độ đồng điều kiện đầm nén định Để đánh giá tính cơng tác người ta sử dụng tiêu: 5.3.2.1 Độ lưu động Là tiêu tính chất quan trọng hỗn hợp bê tơng, dánh giá khả dễ chảy bê tông tác dụng trọng lượng thân rung động Độ lưu động xác định độ sụt SN (cm)của hình nón cụt hộn hợp bê tơng Hình 1.1 Cách xác định độ dẻo (Sụt) SN hỗn hợp bê tông 5.3.2.2 Độ cứng 56 Chương Bê tông sản phẩm bê tông Được xác định thời gian rung động cần thiết để san lèn chặt hỗn hợp bê tông nhớt kế kỹ thuật Dựa vào tiêu độ lưu động dộ cứng người ta phân biệt hỗn hợp bê tông thành loại bê tông cứng, cứng cao, cứng vừa, Các tiêu độ lưu động độ cứng lựa chọn theo loại kết cấu theo kích thước, theo mật độ cốt thép phương tiện thi công.Việc lựa chọn thực theo bảng sau đây: Bảng 1.1 Các tiêu độ lưu động độ cứng Kết cấu phương pháp chế tạo Cấu kiện bê tông cốt thép tháo khuôn sớm Tấm phủ đường ôtô, đường Bê tơng tồn khối cốt thép Cột, dầm, xà bê tông cốt thép Bê tông nhiều cốt thép Các chi tiết lắp ghép nhà Bê tông dày cốt thép ĐC (gy) 20-10 10-6 6-4 4 2 - SN(cm) 1-2 2-4 4-8 8-10 12-18 18-24 5.3.2.3 Độ giữ nước Được đặc trưng khả giữ nước để đảm bảo độ đồng hỗn hợp q trình vận chuyển, đổ khn đầm nén Khi đầm nén hỗn hợp bê tông dẻo, hạt cốt liệu có khuynh hướng chìm xuống xích lại gàn nhau, nước bị ép tách khỏi cốt liệu cốt thép, lên phía với xi măng chiu qua kẽ hở côtfa ngoài, toạ thành lỗ rỗng, làm khả chống thấm nước bêtông giảm Một phần nước thừa đọng lại bên hỗn hợp tạo thành hốc rỗng, ảnh hưởng xấu đến cấu trúc tính chất bê tông Việc giảm lượng nước nhào trộn nâng cao khả giữ nước hỗn hợp bê tông thực sử dụng phụ gia hoạt động bề mặt lựa chọn thành phần hạt cốt liệu cách hợp lý 5.3.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến tính cơng tác hỗn hợp bê tông 5.3.3.1 Lượng nước nhào trộn Là yếu tố quan trọng định tính cơng tác hỗn hợp bê tông Lượng nước nhào trộn bao gồm lượng nước tạo hồ xi măng lượng nước dùng cho cốt liệu (độ cần nước) Lượng nước hồ xi măng xác định độ lưu biến hồ xác định tính chất hỗn hợp bê tơng- độ lưu động độ cứng Khả hấp thụ nước cốt liệu đặc tính cơng nghệ quan trọng Khi diện tích bề mặt hạt cốt liệu thay đổi, hay nói cách khác, tỷ lệ cấp hạt cốt liệu, độ lớn đặc trưng bề mặt cốt liệu thay đổi độ cần nước thay đổi Vì vậy, xác định thành phần bê tơng việc xác định tỷ lệ cốt liệu nhỏ- cốt liệu lớn tối ưu để đảm bảo cho hồ xi măng nhỏ quan trọng Để đảm bảo cho bê tơng có cường độ yêu cầu tỷ lệ N/X phải giữ giá trị khơng đổi độ cần nước cốt liệu tăng dẫn đến chi phí nhiều xi măng Việc xác định lượng nước nhào trộn phải thơng qua tiêu tính cơng tác có tính đến loại độ lớn cốt liệu (H8-5) Mà tính cơng tác lại phụ thuộc vào độ nhớt thể tích hồ xi măng Khi lượng nước cịn q ít, tác dụng lực hút phân tử, nước đủ để hấp thụ vật rắn mà chưa tạo độ lưu động hỗn hợp Lượng nước tăng lên dến giới hạn xuất nước tự do, màng nước bề mặt vật rắn dày thêm, nội ma sát chúng giảm xuống, độ lưu động tăng lên Lượng nước ứng với lúc hỗn hợp bê tơng có độ lưu động tốt mà không bị phân tầng gọi khả giữ nước hỗn hợp Đối với hỗn hợp bê tơng dùng xi măng pooclăng lượng nước khoảng 1,65Ntc (Ntc- lượng nuớc tiêu chuẩn xi măng) 57 Chương Bê tông sản phẩm bê tông 5.3.3.2 Loại lượng xi măng Nếu hỗn hợp bê tơng có đủ xi măng để với nước lấp đầy lỗ rỗng cốt liệu, bọc bôi trơn bề mặt chúng độ lưu động tăng Tuy nhiên, lý giá thành nên lượng xi măng khơng thể q nhiều Độ lưu động cịn phụ thuộc loại xi măng phụ gia vô nghiền mịn, thân loại xi măng có đặc tính riêng tiêu tính chất, Htc, độ mịn, thời gian ninh kết rắn 5.3.3.3 Lượng vữa xi măng Nếu vữa xi măng (hồ xi măng + cốt liệu nhỏ) đủ để lấp đầy lỗ rỗng cốt liệu lớn hỗn hợp bê tông cứng Để tạo cho hỗn hợp bê tơng có độ lưu động phải đẩy xa hạt cốt liệu lớn bọc xung quanh chúng lớp vữa xi măng (H8-6) Do thể tích phần vữa thể tích rỗng cốt liệu lớn nhân với hệ số trượt  (1,05-1,15 hỗn hợp bê tông cứng, 1,2-1,5 hộ hợp bê tông dẻo) 5.3.3.4 Phụ gia hoạt động bề mặt Chỉ cần dùng với lượng nhỏ (0,05-0,3% khối lượng xi măng) độ lưu động hỗn hợp tăng lên đáng kể Có chế tăng dẻo phụ gia giải thích tác dụng làm giảm sức căng mặt mặt phân cách (giữa pha nước rắn, khí nước) Các loại phụ gia hoạt động bề mặt thường dùng phụ gia ưa nước, phụ gia kị nước phụ gia tạo bọt - Phụ gia ưa nước: có nhiều loại, loại phổ biến muối canxi lignosulfonat Khi muối hấp phụ bề mặt xi măng làm phân tử nước bề mặt bị phá hoại phần giải phóng, làm cho hạt xi măng ưa nước, dễ thấm ứt Như có phụ gia hồ xi măng hồ xi măng cần lượng nước hơn, lực dính kết hạt xi măng giảm, dễ trơn trượt lên nhau, làm độ lưu động hỗn hợp bê tông tăng - Phụ gia kị nước: loại xà phịng natri, axidon, petrolatum oxy hố Khi hấp phụ bề mặt hạt xi măng, hút bám ion canxi, gốc cacbuahyđrơ chúng hướng phía ngồi, gốc có tính kị nước nên khơng bị thấm ướt Nhưng lớp mỏng phân tử định hướng có khả trượt lên cách dễ dàng làm cho độ lưu động hỗn hợp bê tơng tăng lên - Phụ gia bọt khí: chủ yếu xà phòng natri axit hữu Khi nhào trộn bê tông, phụ gia theo vào lượng khơng khí Các bọt khí làm giảm sức căng mặt chất lỏng mặt phân cách khí- lỏng Lượng bọt khí nhờ có phân tử phụ gia mà ổn định chất lỏng, đồng thời làm tăng thể tích hồ xi măng Do độ lưu động hỗn hợp bê tơng tăng lên Chú ý: Phụ gia hoạt động bề mặt phần phần làm kéo dài trình thuỷ hoá xi măng làm chậm tốc độ phát triển cường độ bê tông 5.3.3.5 Gia công chấn động Là biện pháp có hiệu để làm cho hỗn hợp bê tông cứng dẻo trở thành dẻo chảy, dễ đổ khuôn đầm chặt Khi chấn động phân tử hỗn hợp bê tông bị dao động cưỡng liên tục xếp lại cách chặt chẽ Khi tần số dao động đạt đến giá trị đo nội ma sát hỗn hợp giảm đến mức nhỏ xuất áp lực chống lại tác dụng trọng lực Hỗn hợp bị phân tách theo độ lớn, hình dạng khối lượng hạt Cấu trúc ban đầu bị phá hoại Độ cứng hỗn hợp giảm xuống, phần tử xếp lại chặt chẽ Kết hỗn hợp lèn chặt 5.4 Cường độ bê tông 58 Chương Bê tông sản phẩm bê tông Trong kết cấu xây dựng bê tơng làm việc trạng thái khác nhau: nén, kéo, uốn, trượt Trong bê tông làm việc trạng thái chịu nén tốt Vì cường độ chịu nén tiêu tính chất quan trọng bê tơng Dựa vào cường độ chịu nén giới hạn trung bình mẫu bê tơng hình lập phương có cạnh 15cm dưoững hộ 28 ngày điều kiện tiêu chuẩn (nhiệt độ 202C, độ ẩm khơng khí 90-100%), định mác bê tông sau: 100, 150, 200, 250, 300, 400, 500 600 Khi dùng mẫu có kích thước khơng tiêu chuẩn, kết thí nghiệm phải nhân với hệ số điều chỉnh K Bảng 1.1 Bảng tra hệ số K theo kích thước mẫu mác bê tơng Kích thước mẫu, cm 20 x 20 x 20 15 x 15 x 15 10 x 10 x 10 150 1,06 1,00 0,96 Hệ số K mác bê tông 200 300 1,05 1,05 1,00 1,00 0,94 0,92 400 1,04 1,00 0,90 Trong trình cứng rắn, cường độ bê tông không ngừng tăng lên Từ đến 14 ngày cường độ phát triển nhanh, sau 28 ngày chậm dần tăng hàng chục năm sau gần tuân theo quy luật logarit: Rn/R28 = lgn/lg28 với n>3 (5-4) Trong đó: Rn, R28 - cường độ bê tông tuổi n 28 ngày; n- tuổi bê tơng Ngồi thời gian, cường độ bê tơng cịn phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác Đá xi măng (mác xi măng, N/X) có ảnh hưởng lớn đến cường độ bê tông Điều giáo sư N.B Belaev thể công thức: Rb28 = Rx/k(N/X)n , kg/cm2 (5-5) Trong đó: Rb28- cường độ nén giới hạn bê tông tuổi 28 ngày; Rx- mác xi măng; n, k- hệ số phụ thuộc vào chất lượng nguyên vật liệu, bê tông nặng n = 1,5; dùng đá dăm k = 3,5; sỏi k = Sự phụ thuộc cường độ bê tông vào N/X thực chất phụ thuộc vào thể tích rỗng tạo lượng nước dư thừa Hình 1.2 Sự phụ thuộc cường độ bê tông vào lượng nước nhào trộn 59 Chương Bê tông sản phẩm bê tông a- vùng hỗn hợp bê tông cứng không đầm chặt được; b - vùng hỗn hợp bê tơng có cường độ độ đặc cao nhất; c-vùng hỗn hợp bê tông dẻo; d - vùng hỗn hợp bêtông chảy Độ rỗng r tạo lượng nước thừa dược xác định công thức: r = (N - X)/1000 (.100%) (5-6) Trong đó: N,X- lượng nước lượng xi măng 1m3 bê tông; - Lượng nước liên kết hố học tính % khối lượng xi măng; Ở tuổi 28 ngày lượng nước liên kết hoá học khoảng 15- 20% Thực chất quan hệ cường độ Rb N/X biểu diễn đường cong phức tạp Trong thực tế, để đơn giản hai nhà bác học B.I Bolomey Skramtaev chuyển thành đường thẳng theo công thực sau: + Đối với bê tơng có: X/N = 1,4-2,5 Rb = ARx (X/N 0,5) + Đối với bê tơng có: (5-7) X/N > 2,5 thì: Rb = A1Rx(X/N + 0,5) (5-8) (Hai cơng thức dùng cho bê tông đăc dùng xi măng pooclăng, nước cótt liệu đạt yêu cầu quy phạm) Trong đó: A A1 hệ số xác định theo chất lượng cốt liệu phương pháp xác định mác xi măng Bảng 2.1 Hệ số A A1 theo phương pháp xác định mác ximăng Chất lượng cốt liệu Chất lượng cao (đá phún xuất đặc, cát tạp chất) Chất lượng trung bình Chất lượng thấp (sỏi, cát hạt nhỏ) A, mác xi măng xác định theo phương pháp cứng mềm A1, mác xi măng xác định theo phương pháp cứng mềm 0,5 0,65 0,33 0,43 0,45 0,4 0,6 0,55 0,30 0,27 0,40 0,37 Cốt liệu: Sự phân bố hạt cốt liệu tính chất (độ nhám, số lượng lỗ rỗng hở, tỉ diện tích) có ảnh hưởng đến cường độ bê tơng Bình thường hồ xi măng lấp đầy lỗ rỗng hạt cốt liệu đẩy chúng xa chút Trong trường hợp phát huy vai trò cốt liệu nên cường độ bê tông cao yêu cầu cốt liệu có cường độ cao cường độ bê tông 1,5- lần Khi bê tông chứa lượng hồ xi măng lớn hơn, hạt cốt liệu bị đẩy xa đến mức chúng khơng có tác dụng tương hỗ với Khi đó, cường độ đá xi măng cường độ vùng tiếp xúc đóng vai trị định đến cường độ bê tông, nên yêu cầu cường độ cốt liệu mức thấp Cấu tạo bê tơng (biểu thị độ đặc nó) có ảnh hưởng đến cường độ bê tông Khi thiết kế thành phần bê tơng ngồi việc đảm bảo cho bê tơng có độ đặc cao việc lựa chọn độ lưu độngvà phương pháp thi cơng thích hợp có ý nghĩa quan trọng Đối với hỗn hợp bê tông, ứng với điều kiện đầm nén định có tỉ lệ nước thích hợp Nếu tăng mức độ đầm nén tỉ lệ nước thích hợ giảm xuống cường độ bê tông tăng lên Cường độ bê tông phụ thuộc vào mức độ đầm chặt thông qua hệ số lèn K1: K1 = ’v/v (5-9) Trong đó: 60 Chương Bê tơng sản phẩm bê tơng ’v- khối lượng thể tích thực tế hỗn hợp bê tông sau lèn chặt, kg/cm3; v- khối lượng thể tích tính tốn hỗn hợp bê tông, kg/m3; Hộn hợp bê tông cứng có K1 = 0,95-0,98 Phụ gia rắn nhanh: có tác dụng đẩy nhanh q trình thuỷ hố xi măng nên làm tăng nhanh phát triển cường độ bê tông dưỡng hộ điều kiện tự nhiên sau dưỡng hộ nhiệt Ngoài ra, phụ gia rắn nhanh cịn có tác dụng tăng tính chống thấm nước bê tông Phụ gia rắn nhanh phỏ biến CaCl2 Nó dùng với hàm lượng điều kiện cho phép 5.5 Tính biến dạng bê tông Bê tông loại vật liệu đàn hồi dẻo Biến dạng gồm có phần: biến dạng đàn hồi biến dạng dẻo 5.5.1 Biến dạng đàn hồi: Tuân theo định luật Húc:  = E, kg/cm2 (5-10) Trong đó: - ứng suất bê tơng; - biến dạng tương đối cm/cm; E- môđun đàn hồi bê tông, kG/cm2 Biến dạng đàn hồi bê tông xảy tải trọng tác dụng nhanh tạo ứng suất không lớn (nhỏ 0,2 cường độ giới hạn) Tính đàn hồi bê tông giai đoạn (đh) đặc trưng mơđun đàn hồi ban đầu tính theo công thức: Eđh = 106/1,7 + (360/Rb28 , kg/cm2 (5-11) Trong đó: Rb28- cường độ chịu nén bê tông tuổi 28 ngày, kg/cm2; Môđun đàn hồi bê tông tăng lên hàm lượng cốt liệu lớn, cường độ môđun đàn hồi cốt liệu tăng lên hàm lượng xi măng, tỉ lệ N/X giảm 5.5.2 Biến dạng dẻo biến dạng dư Nếu ứng suất vượt 0,2 cường đọ giới hạn bê tơng, ngồi biến dạng đàn hồi cịn đo biến dạng dư Như biến dạng bê tông tổng biến dạng đàn hồi (đh) biến dạng dư (d) b = đh + d (5-12) Đặc trưng biến dạng bê tông là: Ebd = /b = / (đh + d) , kg/ cm2 (5-13) Cũng loại vật liệu gốm khác, biến dạng bê tông trước bị phá hoại thường khơng lớn lám (0,5-1,5 mm/m) 5.5.3 Tính co nở bê tơng Trong q trình rắn chắc, bê tơng thường phát sinh biến dạng thể tích: nở nước co lại khơng khí Về giá trị tuyệt đối độ co lớn nở 10 lần 5.6 Vật liệu để chế tạo bê tông nặng 5.6.1 Xi măng 61 Chương Bê tông sản phẩm bê tông Loại xi măng: phổ biến xi măng pooclăng, ngồi cịn sử dụng loại xi măng khác tuỳ theo điều kiện môi trường điều kiện kết cấu: xi măng xỉ, xi măng puzolan, xi măng pooclăng bền sunfat Mác xi măng: Phải đảm bảo đạt mác bê tông thiết kế vừa đảm bảo yêu cầu kinh tế (đảm bảo bê tông với giá thành thấp bê tơng xi măng tốt nhất) Để thoả mãn đồng thời yêu cầu ta nên: Tránh dùng XM mác thấp để chế tạo bê tơng mác cao ngược lại (vì theo tính tốn cần lượng xi măng q nên không đủ để bao quanh hạt cốt liệu, khơng đảm bảo u cầu) Bảng 1.1 Chọn mác ximăng theo mác bê tông Mác bê tông Mác XM (nên chọn) Mác XM (cho phép) 100 200 - 150 300 - 200 300 400 250 400 - 300 400 500 350 400 500 400 500 600 500 600 - 600 lớn 600 - Để thoả mãn yêu cầu thứ phải tuân theo quy định lượng xi măng tối thiểu Bảng 1.2 Lượng ximăng tối thiểu Điều kiện làm việc kết cấu cơng trình Trực tiếp tiếp xúc với nước Bị ảnh hưởng mưa gió khơng có phương tiện bảo vệ Khơng bị ảnh hưởng mưa gió Phương pháp đầm chặt Bằng tay 265 Bằng máy 240 250 220 220 200 5.6.2 Cốt liệu nhỏ – cát Cát dùng để chế tạo bê tơng cát thiên nhiên hay cát nhân tạo có cỡ hạt từ 0,14 đến 5mm Chất lượng cát phụ thuộc vào thành phần khoáng, thành phần hạt hàm lượng tạp chất 5.6.2.1 Thành phần hạt độ lớn cát: Được xác định cách sàng 1000g cát sàng tiêu chuẩn: 0,14; 0,315; 0,63; 1,25; 2,5mm Lượng sót riêng biệt sàng a i(%), tỉ số % lượng sót sàng mi so với toàn lượng cát đem thí nghiệm m: = (mi/m).100% (5-13) Xác định lượng sót tích luỹ A i(%) sàng, tức tổng lượng sót riêng biệt kể từ sàng lớn a2,5 đến sàng cần xác định ai: Ai = a2,5 + a1,25 + + Thành phần hạt cần nằm phạm vi cho phép biểu đồ chuẩn Độ lớn cát có ảnh hưởng đến lượng dùng xi măng biểu thị thông số: - Môđun độ lớn - Tỉ diện tích - Độ cần nước * Mơđun độ lớn Mđl xác định công thức: Mđl = A2,5 + A1,25 + A0,63 + A0,315 + A0,14 / 100 (5-14) Môđun độ lớn đơn giản biểu thị số, khơng có ý nghĩa vật lý 62 Chương Bê tông sản phẩm bê tông *Tỉ diện tích Là tổng diện tích bề mặt hạt cát đơn vị khối lượng (cm2/g) *Độ cần nước Nyc Nyc xác định theo lượng nước nhào trộn vào hỗn hợp xi măng- cát (X:C = 1:2) cho khối vữa hình nón cụt sau chấn động bàn dằn (30 30 giây) có đường kính đáy 170 mm Nyc = (N/X – Ntc)/2 (5-15) Trong đó: N/X- Tỉ lệ nước- xi măng tương ứng với bánh vữa có đường kính đáy 170mm,% Ntc- lượng nước tiêu chuẩn xi măng, % 5.6.2.2 Hàm lượng tạp chất Các hạt nhỏ lẫn cát: d < 0,14mm làm Nyc cát tăng lượng dùng xi măng bê tông, nên lượng hạt nhỏ không vượt 10%, riêng lượng hạt bụi bùn sét