Bài giảng Vật liệu xây dựng: Chương 9 - ĐH Bách khoa TP.HCM

[r]

(1)

Vật Liệu Xây Dựng (Construction Materials)

Bộ môn Vật liệu Silicat Khoa Công Nghệ Vật Liệu

Đại học Bách Khoa Tp Hồ Chí Minh

VLXD-Thiết kế cấp phối bê-tông 9-2

Thiết kế cấp phối bê-tơng thường

Các tiêu chí chung bê-tơng chế tạo

Tính cơng tác Cường độ chịu lực Độ bền sử dụng

Bề mặt không rỗ, phân tầng Giá thành sản phẩm hợp lý

Thành phần sử dụng

Xi-măng và/hoặc PGKHT thay thế xi-măng Cốt liệu lớn, nhỏ

Nước

Phụ gia hóa học điều chỉnh

(2)

Các thông số kỹ thuật bê-tông

Cường độ chịu lực. Tỉ lệ Nước/XM hay N/X.

Kích thước cốt liệu và thành phần. Hàm lượng bọt khí trong hỗn hợp. Độ sụt và tính cơng tác.

Lượng nước sử dụng.

Loại và lượng xi-măng sử dụng. Phụ gia sử dụng.

Phương pháp thiết kế cấp phối

Theo tiêu chuẩn Việt Nam

Thiết kế với khối bê-tông đặc 1m3

Theo hướng dẫn của ACI-American Concrete

Institute

Thiết kế với khối bê-tơng gồm thành phần đặc+khí=1m3

Theo TCVN: Các thông số cần biết

Các yêu cầukỹ thuật về bê-tông

Các yêu cầu về điều kiện thi cơng: hình dạng kết

cấu, thi công…

Yêu cầu vềsử dụng vật liệu

- Xi măng

- Cát - Đá

- Phụgia.

- Nước

Sử dụng vật liệu

Bê-tôngMáMácc< < 400 (40MPa)400 (40MPa)

-Cát: có thểsửdụng cát có Modulđộlớn M=1,5-2,5

M<2,0 chỉdùng cho bê tông Mác<350

-Xi măng: sửdụng xi măng mác cao cho bê tơng

mác thấp Ví dụ sửdụng xi măng PCB 40 30

Lượng xi măng tối thiểu (kg) sửdụng cho 1m3 bê tông:

180 210

220 240

ĐS=10-16mm

160 180

200 220

ĐS =1-10mm

70 40

20 10

(3)

Y/c sử dụng vật liệu

Bê tông MáMácc400 400 --600600

-Xi măng: Sửdụng xi măng PCB 40, PCB 50 kết hợp với

phụgia hóa dẻo siêu dẻo

-Cát: Sửdụng cát có cấp phối nằm giới hạn biểuđồ

chuẩn theo TCVN 1770: 1986

Modul độ lớn cát sửdụng M=2,3-3,0

-Đá:

Chỉnên dùngđá dăm vàđá có nhiều cỡhạt

Mác củađá dăm phải lớn 1,5 lần

Hàm lượng hạt thoi dẹt≤15%

Bê-tơngcó u cầuđặc biệt

- Bê tơng cóđồng thời cườngđộuốn nén Mối tương quan

giữa cườngđộuốn nén:

Cát đá chọn theo phương án bê tông Mác 400–600 Độ

sụt Bê tơng phải nhỏ 8cm

- Bê tơng có độchống thấm, cấp áp lực nước lớn mà 4–6

viên mẫu thử chưa cho nước thấm qua (TCVN 3116: 1993) 50/6,0 35/5,5

35/5,0 30/4,5

25/4,0 20/3,5

15/3,0

50/5,5 40/5,0

35/4,5 30/4,0

25/3,5 20/3,0

15/2,5

Rnén/Ruốn (MPa)

Cấp

- Tương quan cườngđộnén vàđộchống thấm:

- Cường độ xi măng sửdụng không lần cường độBT

- Cát: nên sửdụng cát có M=1,5 -2,4 cho Mác < 350

- Sửdụng kết hợp với phụgia hóa dẻo siêu dẻo

- Hàm lượng hạt mịn kích thước ≤0,3mm dùng cho BT

chống thấm cấp

700-800 600-650

10

600-700 500-550

20

500-600 450-500

40

Cốt liệu đá dăm Cốt liệu sỏi

Hàm lượng hạt mịn (kg) 1m3bê-tông Dmax cốt

liệu

Bê tơng cóu cầu về độmài mịn

- Các cấu kiện yêu cầu độmài mòn như: bó vỉa, lát đường, sàn nhà cơng nghiệp

- Mác BT cho kết cấu chống mài mịn thơng thường từ

300-500

-Độmài mịn BT chủyếu phụthuộc vào khảnăng mài

mòn cốt liệu

- Nên sửdụng xi măng có cườngđộcao BTđộsụt thấp

- Mối tương quan cườngđộ, vật liệu cấpđộmài

(4)

> 80 20 – 40

Rnén, MPa

Đá dăm granite

-Đá dăm, cát M=2,0 -2,3

-Đá dăm granite Cốt liệu thông thường

Nguyên vật liệu

0,1 – 0,3 Ít

3

0,3 – 0,6 Trung bình

2

0,6 – 0,9 Nhiều

1

Gíá trị Mm, g/cm3

Độ mài mịn Cấp

VLXD-Thiết kế cấp phối bê-tơng 9-14

Bê tông cóu cầu khơng co ngót

- Bê tơng khơng co ngót bê tơngđồng thời khử đượcđộ

co cứng vàđộco mềm thỏa điều kiện sau:

Sau 14 ngày dưỡngẩm liên tục, độdãn dài từ0,1-0,4mm/m

14 ngày không dưỡngẩmđộdãn dài không thấp

hơn 0,02mm/m

- Sửdụng phụgia chống co tỉlệphụgia sửdụng từ

5-15% so với xi-măng

- Sửdụng cát có modul M=2,4-3,3

Bê-tông thi cơng bằng bơm

-Độsụt cao từ12-18cm

- Kích thước hạt cốt liệu lớn không vượt 1/3 đường kínhống bơm hàm lượng hạt thoi dẹt≤15%

- Lượng xi măng hợp lý từ350-420 kg/m3, lượng xi măng

tối thiểu khơng 280 kg/m3

- Nên sửdụng phụgia hóa dẻo siêu dẻo

Trình tự thiết kế bê-tông

1 Chọnđộsụt của hỗn hợp BT

- Bảngđộsụt sốkết cấu BT (đầm máy, thời gian

thi công 45 phút)

3 - -10

Đường, nền, sàn

3 - 11 -12 Cột

3 - 11 -12 Dầm, tường bêtông cốt thép

3 - -10

Móng bêtơng, giếng chìm, tường phần ngầm

3 - -10

Móng tường móng bêtơng cốt thép

Tối thiểu

Tối đa

(5)

Trình tự thiết kế bê-tơng

- Khiđầm tay, chọnđộsụt cao – cm

- Thời gian thi công kéo dài thêm 30 – 45 phút, chọnđộ

sụt cao từ2 -3 cm

2 Lượng nước trộn N(kg) theo độ sụt chọn

185 190 195 195 200 205 205 210 215 215 220 225 11-12 180 185 190 190 195 200 200 205 210 210 215 220 9-10 175 180 185 185 190 195 195 200 205 205 210 215 -8 170 175 180 180 185 190 190 195 200 200 205 210 5-6 165 170 175 175 180 185 185 190 190 195 200 205 3-4 155 160 165 165 170 175 175 180 185 185 190 195 1-2 2.5-3,0 2,0-2,4 1,5-1,9 2,5-3,0 2,0-2,4 1,5-1,9 2,5-3,0 2,0-2,4 1,5-1,9 2,5-3,0 2,0-2,4 1,5-1,9

Môđun độlớn cát, M

70 40

20 10

Kích thước hạt lớn cốt liệu Dmax, mm Độ

sụt, cm

- Lượng nước trộnởbảng cho lượng xi măng từ200–

400kg/m3, lượng xi măng > 400kg/m3 cần hiệu chỉnh lại

- Khi sửdụng cát có M<1,5 lượng nước tăng thêm 5l/1m3, M>3,0 lượng nước giảmđi 5l/1m3

- Khi sửdụng sỏi lượng nước giảmđi 10l/1m3

- Khi sửdụng phụgia hóa dẻo siêu dẻo trừlượng nước giảm

do phụgia

- Khi BT có yêu cầu độsụt cao, dùng phụ gia kết hợp thì:

+ Độ sụt 13-16cm, kết hợp PG hóa dẻo tra bảngởdịngĐS=7-8, kết hợp PG hóa dẻo cao tra ởdịngĐS=5-6, kết hợp PG siêu dẻo tra dòng ĐS=3–4

+ Độ sụt 17-20cm, kết hợp PG hóa dẻo tra bảngởdịngĐS=9-10, kết hợp PG hóa dẻo cao tra dịngĐS=7-8, kết hợp PG siêu dẻo tra dịng ĐS=5–6

3 Xácđịnh tỉlệN/X

- Khi N/X ≤2.5 (1)

- Khi N/X > 2.5 (2)

5 , + = x n AR R N X , − = x n R A R N X

Trongđó:

Rx: cườngđộthực tếcủa xi măng 28 ngày

Rn: cườngđộ BT = giá trịMác x hệsốan tồn1,1(trên mẫu

chuẩn có kích thước 150x150x150mm)

(6)

VLXD-Thiết kế cấp phối bê-tơng 9-21 0,25 0,40 0,32 0,5 0,29 0,45 - Ximăng hoạt tính thấp, pooclăng hỗn hợp chứa 15% phụ giakhoáng

- Đá có tiêu phù hợp với TCVN 1772 : 1987

- Cát mịn có M < 2,0 Kém 0,27 0,43 0,35 0,55 0,32 0,50 - Ximăng hoạt tính trung bình, pooclăng hỗn hợp, chứa 10 - 15% phụ giakhoáng - Đá chất lượng phù hợp với TCVN 1771 :1987

- Cát chất lượng phù hợp với TCVN 1771 :1986, M = 2,0 - 3,4

Trung bình 0,30 0,47 0,38 0,60 0,34 0,54 - Ximăng hoạt tính cao, khơng trộn phụ gia

khoáng

- Đá sạch, đặc chắc, cường độ cao, cấp phối hạt tốt

- Cát sạch, M = 2,4 - 2,7 Toát A1 A A1 A A1 A Pp nhanh TCVN 4032:1985 (pp deûo) TCVN 6016:1995

Hệ số A A1ứng với xi-măng thử cường độ theo Chỉ tiêu đánh giá

Chất luợng vật liệu

Bảng hệsốchất lượng cốt liệu:

- Khi thiết kếbê-tôngởtuổi t ngày, cườngđộnén Rtđược

quy theo R28ởtuổi 28 ngày:

- Đối với BT chống thấm tỉlệN/X tối thiểu theo bảng sau

1,2 1,15 1,1 0,7 0,5 k1 180 90 60 28

Tuổi bêtông, ngày

1 28 k R R t ngay = 2,5 (0,40) 2,4 (0,42) 2,2 (0,45) 2,0 (0,50) 1,8 (0,55) 1,65 (0,6)

X/N tối thiểu hoặc N/X tối đa

B12 (CT12) B10 (CT10) B8 (CT8) B6 (CT6) B4 (CT4) B2 (CT2)

Độchống thấm yêu cầu

4 Xác định hàm lượng xi măng X(kg), phụgia

- Lượng xi măngđược xácđịnh:

với N lượng nước xác định ban đầu

- Khi X > 400kg/m3, xác định lại lượng nước hiệu chỉnh

Nhcbằng :

Xác định lại lượng xi măng:

- Lượng phụ gia xác định:

PG = Xhcx (%PG), với %PG tỉ lệ so với xi-măng xN N X X = N X N Nhc / 10 400 10 − − = hc hc xN N X X =

Trình tự thiết kế bê-tơng

5 Xác định hàm lượng cốt liệu lớn Đ(kg)

- Thểtích vữa hồ:

với ρX: Khối lượng riêng của xi măng 3,1g/cm3.

- Xác định hệsốvữa dư Kdtheo bảng (Bê-tơng có ĐS=2-12cm)

N X V

x h = +

ρ 1,40 1,38 1,36 1,33 1,30 1,26 1,22 1,17 1,12 1,07 1,50 1,47 1,45 1,43 1,40 1.37 1,33 1,29 1,24 1,29 1,14 1,75 1.55 1.53 1.51 1.48 1.45 1.41 1.37 1.32 1.27 1.22 2,00 1,57 1,55 1,53 1,50 1,47 1,43 1,39 1,34 1,29 1,24 2,25 1,59 1,57 1,55 1,52 1,49 1,45 1,41 1,36 1,31 1,26 2,50 1,63 1,61 1,59 1,56 1,53 1,49 1,45 1,40 1,35 1,30 2,75 1,66 1,64 1,62 1,59 1,56 1,52 1,48 1,43 1,38 1,33 3,00 450 425 400 375 350 325 300 275 250 225

Kdứng với giá trịVh

(7)

+ Cốt liệu lớn sỏi Kd= giá trịbảng + 0,06

+ Bê-tơng cóĐS=14-18:

Cát M < : Kd= giá trịbảng + 0,1

Cát M = 2-2,5 : Kd= giá trịbảng + 0,15 Cát M > 2,5 : Kd= giá trịbảng + 0,2

- Hàm lượng cốt liệu lớn Đ(kg)được xácđịnh:

ρvđ: khối lượng thểtích xốp cốt liệu lớn, kg/m3

rđ: độrỗng cốt liệu lớn, xác định từ khối lượng riêng đá 2,66-2,68

g/cm3

1 ) 1

( − +

=

d d

vd K r

Đ ρ

6 Xácđịnh hàm lượng cốt liệu bé C(kg)

- Hàm lượng cốt liệu bé (C) được xácđịnh:

ρc: Khối lượng thể tích cát, 2,62-2,65 g/cm3 ρn: Khối lượng riêng nước, g/cm3

ρx: Khối lượng riêng xi măng, 3,1 g/cm3 ρđ: Khối lượng riêng đá, 2,66-2,68 g/cm3

c n d x

N

Đ

X

C ρ

ρ ρ

ρ ×

 

 

   

 

+ + − = 1000

7 Xây dựng thành phần cấp phối theo tính toán X,

N, C, Đ, PG và thành phần khảo sát thử X±10%.

8 Hiệu chỉnh cốt liệu theo độ ẩm và hạt > 5mm

Chc=C x (1+x/100) với x hàm lượng hạt > 5mm

Đhc=Đ - (Chc-C)

Ctt= C x (1+Wc/100)

Đtt= Đ x (1+Wđ/100)

Ntt = N – [(Đtt - Đhc) + (Ctt - Chc)]

9 Kiểm tra và hiệu chỉnh độ sụt TCVN 3106:1993

10 Xác định cường độ nén TCVN 3105:1993

Định dạng
Số trang	7
Dung lượng	190,27 KB