Nghiên cứu thiết kế thành phần bê tông công trình thủy lợi theo phương pháp của pháp

1 PHẦN MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Bê tông vật liệu phổ biến xây dựng nói chung xây dựng cơng trình thủy lợi nói riêng Thành phần bê tơng có ảnh hưởng rõ rệt đến tính chất bê tơng trộn bê tơng đơng cứng có ảnh hưởng đến chất lượng bê tông, nên cần phải xác định xác thành phần bê tơng trước chế tạo đưa vào sử dụng Cho đến nước sử dụng nhiều phương pháp thiết kế thành phần bê tông khác nhau, nước ta dùng phổ biến phương pháp Nga (đã Việt Nam hóa) Mỹ, chưa thấy dùng phương pháp Pháp, phương pháp giới thiệu giáo trình Vật liệu xây dựng nhà xuất giáo dục từ năm 1992 Nước Pháp có khoa học tiên tiến có nhiều thành tựu xây dựng vật liệu bê tông đặc biệt số cơng trình bê tơng Pháp xây dựng nước ta từ lâu đến tồn Phương pháp thực tiễn Dreux-Gorisse phương pháp thống dùng phổ biến khơng Pháp mà cịn nhiều nước giới Algierie, Maroc, Tunisie Hiện Pháp Việt Nam có quan hệ đối tác chiến lược số công ty Pháp vào Việt Nam xây dựng số công trình Hy vọng tương lai quan hệ kinh tế khoa học kỹ thuật hai nước ngày phát triển Vì việc nghiên cứu ứng dụng kỹ thuật, công nghệ xây dựng Pháp, có thiết kế thành phần bê tơng vấn đề cần thiết Đề tài nghiên cứu mang tính cấp thiết định có điểm Mục đích đề tài Tổng hợp phương pháp thiết kế thành phần bê tơng có, có phương pháp Pháp, để phân tích, đánh giá, vận dụng phương pháp có hiệu chỉnh cần thiết nhằm đạt hiệu cao thiết kế thành phần bê tông Cách tiếp cận phƣơng pháp nghiên cứu Nghiên cứu sở lý thuyết cấu trúc bê tơng có ý đến tỉ lệ C tối D ưu, áp dụng phương pháp thiết kế bê tơng Pháp có hiệu chỉnh thơng qua thí nghiệm bê tơng vật liệu dùng cho bê tông Kết đạt đƣợc Nghiên cứu ứng dụng phương pháp thiết kế thành phần bê tơng Pháp, có xét đến tỉ lệ C tối ưu để đạt hiệu cao D Nội dung Luận văn: Mở đầu Chương Tổng quan bê tông, bê tông thủy công phương pháp thiết kế thành phần bê tông Chương Cơ sở lý thuyết đề tài Chương Nguyên vật liệu sử dụng PP nghiên cứu thí nghiệm Chương Thiết kế thành phần bê tơng thí nghiệm bê tơng Kết luận kiến nghị Tài liệu tham khảo Phụ lục CHƢƠNG TỔNG QUAN VỀ BÊ TÔNG, BÊ TÔNG THỦY CÔNG VÀ CÁC PHƢƠNG PHÁP THIẾT KẾ THÀNH PHẦN BÊ TÔNG 1.1 Khái niệm bê tông bê tông thủy công Bê tông loại vật liệu đá nhân tạo, nhận cách đổ khuôn làm rắn hỗn hợp hợp lý chất kết dính, nước, cốt liệu (cát, sỏi hay đá dăm), phụ gia hóa học phụ gia khống Có trường hợp cịn pha thêm cốt sợi Hỗn hợp nguyên liệu nhào trộn xong gọi hỗn hợp bê tông hay bê tông tươi Trong bê tơng cốt liệu đóng vai trị khung chịu lực Hồ xi măng (CKD) nước bao bọc xung quanh hạt cốt liệu đóng vai trị chất bôi trơn, đồng thời lấp đầy khoảng trống hạt cốt liệu Sau cứng hóa, hồ xi măng gắn kết hạt cốt liệu thành khối dạng đá gọi bê tông Bê tơng có cốt thép gọi bê tơng cốt thép Bê tông dùng rộng rãi công trình xây dựng, giao thơng, thủy lợi Bê tơng dùng cho cơng trình thủy lợi gọi bê tơng thủy công Theo tiêu chuẩn Nhà nước (TCVN 8218:2009) [25], bê tông thủy công phân loại sau: 1.1.1 Theo vị trí bê tơng so với mực nước: + Bê tông thường xuyên nằm nước; + Bê tơng vùng có mực nước thay đổi; + Bê tơng khơ (nằm vùng có mực nước thay đổi) 1.1.2 Theo hình khối kết cấu cơng trình: + Bê tông khối lớn (cạnh nhỏ không 2,5m chiều dầy lớn 0,8m - theo Tiêu chuẩn Việt nam TCVN 4453:93) [15]; + Bê tông khối khơng lớn 1.1.3 Theo vị trí kết cấu cơng trình: + Bê tơng mặt ngồi; + Bê tơng bên Như bê tơng thủy cơng có tiếp xúc với nước có khơ khơng tiếp xúc với nước; bê tơng thủy cơng có u cầu giống bê tơng cho cơng trình xây dựng Đề tài luận văn nghiên cứu thiết kế thành phần bê tông khô không tiếp xúc với nước Bê tông sử dụng cho kết cấu cơng trình phải có thành phần hợp lý để bê tông đạt yêu cầu thiết kế đề Thành phần bê tông biểu thị tỉ lệ phối hợp vật liệu thành phần bê tơng theo khối lượng theo thể tích Thành phần theo khối lượng dùng chủ yếu thực tế xây dựng cân trọng lượng xác đo lường theo thể tích Thành phần bê tơng thường biểu thị khối lượng vật liệu thành phần 1m3 hỗn hợp bê tông Để xác định thành phần bê tông hợp lý, phải thiết kế thành phần bê tông theo phương pháp quy định Dưới số phương pháp thiết kế thành phần bê tông sử dụng thực tế giới thiệu nhiều tài liệu [1,2,3,5,7,8,28,32, 34,35,36,39]: 1.2 Các phƣơng pháp thiết kế thành phần bê tông 1.2.1 Phương pháp tra bảng Đây phương pháp đơn giản đưa vào Tiêu chuẩn Việt Nam (TCVN) số tài liệu khác [4,28] Dựa vào bảng lập sẵn, tra lượng vật liệu dùng cho 1m3 bê tông Do bảng tra thành phần bê tông lớn, nên không viết Hiện vỏ bao xi măng nhiều nhà máy ghi thành phần bê tơng tính sẵn cho 1m3 dùng loại xi măng đóng bao cho số mác bê tông để thuận tiện cho người sử dụng Đây kiểu bảng tra nhà sản xuất xi măng cung cấp Nói chung phương pháp sử dụng cho cơng trình nhỏ dùng khối lượng bê tông không 100m3 mác thấp 1.2.2 Phương pháp thực nghiệm hoàn toàn Phương pháp viết tài lệu [1] dùng cho cơng trình có quy mơ to lớn (khối lượng cơng trình 5.000m3) phận có tính chất quan trọng muốn có tính tốn xác vật liệu sử dụng Khi để xác định thông số thiết kế không dùng công thức, bảng biểu đồ lập sẵn mà hoàn toàn dựa vào số liệu thực nghiệm vật liệu sử dụng cho bê tơng cơng trình Trước hết thơng qua hàng loạt thí nghiệm lập quan hệ, vẽ đường biểu diễn thực nghiệm, vào quan hệ lập để thiết kế thành phần bê tông Thông thường cần xác định quan hệ sau - Xác định mức ngậm cát tối ưu; - Xác định quan hệ độ chịu lực bê tông với tỉ lệ N ; X - Xác định lượng dùng xi măng Vì thơng số chủ yếu bê tơng có ảnh hưởng lẫn nhau, nên để tiện cho việc nghiên cứu, phân tích thực tế, tạm thời coi số yếu tố khơng đổi để xét đến quan hệ lẫn thông số khác tiến hành sau: + Xác định mức ngậm cát tối ưu: Để xác định mức ngậm cát tối ưu ta có hai cách thí nghiệm khác Cách thứ 1: Ấn định độ chịu lực (R28) bê tông, nghĩa cố định tỉ số N , thay đổi lượng cát dùng (lượng nước dùng xi măng cố định) Qua thí X nghiệm độ lưu động (độ sụt Sn) trị số khác Sn Vẽ biểu đồ quan hệ mức ngậm cát ( m  C ) với độ lưu động Hình 1.1 Mức ngậm CD cát cho Sn lớn mức ngậm cát tối ưu Làm nhiều nhóm với tỉ lệ N thay đổi tìm mức ngậm cát tối ưu ứng X X Sn với lượng dùng xi mng v nc khỏc max Độ l-u động L-ợng dùng xi măng Sn Mức ngậm cát m Hỡnh 1.1: Biểu đồ quan hệ m Sn Xmin Møc ngËm c¸t m Hình 1.2: Biểu đồ quan hệ m X Cách thứ 2: Cố định Sn với mức ngậm cát khác (ta lấy nhiều mức ngậm cát khác 2%) để đảm bảo độ lưu động định có lượng dùng xi măng nước khác Vẽ biểu đồ quan hệ mức ngậm cát với lượng dùng xi măng (Hình 1.2) Mức ngậm cát ứng với lượng dùng xi măng mức ngậm cát tối ưu Độ l-u động C-ờng độ bê tông Sn R 28 X1 X/N Tû lƯ (X/N) Hình 1.3: Biểu đồ quan h X N R28 L-ợng dùng xi măng X Hình 1.4: Biểu đồ quan hệ X Sn + Tìm quan hệ độ chịu lực (cường độ) tỉ lệ N : X Để tìm quan hệ ta cố định sụt theo yêu cầu hỗn hợp bê tông dùng nhiều lượng xi măng khác để chế tạo bê tông Muốn đạt độ lưu động yêu cầu, cần dùng lượng nước khác Kết có X khác (ứng với mức ngậm cát tối ưu) N nhóm bê tơng có tỉ số Đúc mẫu với loại hỗn hợp bê tông đó, thí nghiệm để xác định R28 bê tông Các tỉ số quan hệ R 28 X khác cho trị số R28 khác Vẽ biểu đồ N X (Hình 1.3) N + Tìm quan hệ độ lưu động Sn lượng dùng xi măng: Độ sụt bê tông hàm số phụ thuộc vào mức ngậm cát, tỉ số X (phụ N thuộc vào mác bê tông phụ thuộc vào lượng dùng xi măng khác nhau) Mức ngậm cát tìm mức ngậm cát tối ưu Với cường độ bê tông định (tỉ lệ X định), quan hệ độ sụt lượng dùng xi N măng tỉ lệ thuận tức tăng lượng xi măng, độ sụt tăng Để tìm quan hệ ta phải làm cơng tác thực nghiệm sau: Chế tạo mẻ trộn bê tơng có lượng dùng xi măng khác xác định độ lưu động khác Căn vào kết thí nghiệm vẽ đường biểu diễn quan hệ Sn X Hình 1.4 Với mác bê tơng làm thí nghiệm tương tự, lập biểu đồ quan hệ độ lưu động với lượng xi măng cho mác bê tông khác Như ta làm xong việc lập quan hệ thơng số bê tơng Muốn tính tốn thành phần bê tông theo phương pháp này, sử dụng đồ thị sau: - Đầu tiên từ độ lưu động thi công yêu cầu, dùng biểu đồ Hình 1.4 tra lượng dùng xi măng cho 1m3 bê tông - Từ mác bê tông yêu cầu, dùng biểu đồ Hình 1.3, tra tỉ số X ; từ N tính lượng nước dùng cho 1m3 bê tông - Cuối từ độ lưu động dùng biểu đồ Hình 1.1 tra mức ngậm cát Biết thơng số đó, tính tốn thành phần bê tơng 1.2.3 Phương pháp thể tích tuyệt đối (TTTĐ) a Phƣơng pháp thể tích tuyệt đối dùng công thức Bolomey Phương pháp đề cập giáo trình vật liệu xây dựng Trường Đại học Thủy Lợi [1] Đây phương pháp dựa nguyên tắc tổng thể tích tuyệt đối riêng rẽ vật liệu thành phần phải đơn vị thể tích hỗn hợp bê tơng Như coi hỗn hợp bê tơng hồn tồn đặc Ở tính tốn thành phần bê tơng, biểu thị lượng vật liệu thành phần như: Xi măng; Nước; Cát; Đá dùng cho 1m3 bê tông hay biểu diễn tỉ lệ thành phần lấy khối lượng xi măng Theo phương pháp bước tính theo thứ tự sau: Bƣớc 1: Xác định tỉ lệ X theo công thức Bolomey biết R28 Rx N Với bê tông dẻo, dùng sỏi hay đá dăm đặc chắc, dùng công thức X  R28  0, Rx   0,5  ; N  Với bê tông cứng, dùng sỏi, dùng cơng thức: X  R28  0,5Rx   0,5  ; N  Với bê tơng cứng, dùng đá dăm, dùng cơng thức: X  R28  0,55Rx   0,5  ; N  Trong đó: - R28 mác cường độ bê tông sau 28 ngày bảo dưỡng, Mpa; - Rx mác xi măng, Mpa Các công thức biểu thị quan hệ tuyến tính R28 lệ X Xác định tỉ N N N X (ngược lại tỉ lệ ) Với cơng trình nhà cửa tỉ lệ thơng thường N X X khơng có hạn chế nghiêm khắc, khơng nên vượt q 0,85 Cịn với cơng trình thủy lợi, đường sá, cầu cống, cần phải nâng cao tính bền, khả chống thấm, chống xâm thực cần quy định hạn chế tỉ lệ N X Bƣớc 2: Tính lượng nước lượng xi măng sau xác định tỉ lệ X N Tìm lượng nước sau tính lượng xi măng Lượng nước xác định theo Hình 1.5, dựa vào Dmax cốt liệu độ sụt L-ỵng n-íc 1m hỗn hợp bê tông 10 d c b a Độ sụt bê tông (Sn), cm Hỡnh 1.5: Biu đồ tra lượng nước trộn cho 1m3 hỗn hợp bê tơng Ghi chú: - Đường a dùng cho sỏi có Dmax = 10mm; - Đường b dùng cho sỏi có Dmax = 20mm; - Đường c dùng cho sỏi có Dmax = 40mm; - Đường d dùng cho sỏi có Dmax = 80mm Biểu đồ thành lập điều kiện dùng bê tông đá sỏi loại cát trung bình Trong trường hợp dùng đá dăm loại cát khác, phải điều chỉnh lượng nước sau: - Nếu dùng đá dăm, lượng nước dùng phải tăng thêm 10 lít; - Nếu dùng cát nhỏ, lượng nước dùng tăng thêm 10 lít; - Nếu dùng cát lớn, lượng nước dùng giảm 10 lít; - Nếu X có pha phụ gia khống hoạt tính phải tăng thêm 10 lít; 86 + Trong nghiên cứu đề tài luận văn thời gian điều kiện thí nghiệm có hạn, học viên cao học nghiên cứu thí nghiệm dùng phương pháp thiết kế thành phần bê tông cho mác bê tông dùng loại xi măng cốt liệu chủ yếu nghiên cứu cường độ Nếu nghiên cứu thí nghiệm nhiều loại bê tông, dùng nhiều loại xi măng cốt liệu, đưa kết luận đầy đủ Đây hướng nghiên cứu tiếp tục vấn đề 87 TÀI LIỆU THAM KHẢO TÀI LIỆU TIẾNG VIỆT Bộ môn VLXD, (1964), Giáo trình Vật liệu xây dựng, NXB Nơng thơn Bộ Thủy Lợi, (1960), Quy phạm thi công bê tông Bộ xây dựng, (2000), Chỉ dẫn kỹ thuật chọn thành phần bê tông loại, NXB Xây Dựng Bùi Ngọc Chương, (1968), Sổ tay công nhân xây dựng, NXB Nông nghiệp Nguyễn Hồng Chương, (2010), Các phương pháp thiết kế thành phần bê tông Chuyên đề Tiến sĩ kỹ thuật, ĐHXD Phạm Hữu Hanh, (2012), Bê tông cho cơng trình biển, NXB Xây dựng Phạm Duy Hữu, (2005), Vật liệu xây dựng, NXB Giao thông vận tải Phùng Văn Lự, (2008), Vật liệu xây dựng, NXB Giáo dục Phùng Văn Lự, (2013), Tài liệu giảng dậy cho cao học lý thuyết cấu trúc bê tông vật liệu xây dựng Trường ĐHXD 10 TCVN 3105:1993 Hỗn hợp bê tông bê tông nặng - Lấy mẫu, chế tạo bảo dưỡng mẫu thử 11 TCVN 3116:1993 Bê tông nặng - Phương pháp xác định độ chống thấm 12 TCVN 3118:2007 Bê tông nặng - Phương pháp xác định cường dộ chịu nén 13 TCVN 4030:2003 Xi măng - Phương pháp xác định độ mịn 14 TCVN 4453:87 Kết cấu bê tông bê tơng cốt thép tồn khối - Quy phạm thi cơng nghiệm thu 15 TCVN 4453:93 Kết cấu bê tông bê tơng cốt thép tồn khối - Quy phạm thi công nghiệm thu 16 TCVN 6016:2011 Xi măng - Phương pháp xác định tính ổn định thời gian đông kết 88 17 TCVN 6017:2014 Xi măng - Phương pháp xác định tính ổn định thời gian đông kết 18 TCVN 6260:2009 Xi măng pooclăng hỗn hợp - Yêu cầu kỹ thuật 19 TCVN 7570:2006 Cốt liệu cho bê tông vữa - Yêu cầu kỹ thuật 20 TCVN 7572-2:2006 Cốt liệu cho bê tông vữa - Phương pháp xác định thành phần hạt 21 TCVN 7572-4:2006 Cốt liệu cho bê tông vữa - Phương pháp xác định khối lượng riêng 22 TCVN 7572-6:2006 Cốt liệu cho bê tông vữa - Phương pháp xác định khối lượng thể tích 23 TCVN 7572-8:2006 Cốt liệu cho bê tông vữa - Phương pháp xác định tạp chất 24 TCVN 7572-9:2006 Cốt liệu cho bê tông vữa - Phương pháp xác định tạp chất hữu 25 TCVN 8218:2009 Bê tông thủy công - Yêu cầu kỹ thuật 26 Bạch Đình Thiên, (2013), Báo cáo tổng kết đề tài cấp Bộ "Nghiên cứu sản xuất vật liệu phụ gia chế tạo bê tông chất lượng cao từ tro trấu", ĐHXD 27 Dương Đức Tín, (1976), Báo cáo tổng kết đề tài nghiên cứu bê tông cát mịn, viện KHTL 28 Trường ĐHTL Giáo trình VLXD, (1980), NXB Nơng Nghiệp 29 Nguyễn Thúc Tun, (2004), Các phương pháp thiết kế thành phần bê tông Báo cáo hội thảo khoa học hội VLXD, Hà Nội 89 TÀI LIỆU TIẾNG ANH 30 ASTM C150 Specification for porlland cement 31 ASTM C29 Standard test method for unit weight of aggregate 32 D.C Teychené, (1975), Design of normal concrete mixes, P.H Department of environment 33 Harold, Atkins, PE, (1980), Highway Materials, Soil and concrete Prentice Hall, Cilumbus, Ohio TÀI LIỆU KHÁC 34 Amarjit Aggarwall, (1982), Civil engineering materials, India publishing housse 35 B.G.Skramtaev, (1975), Các phương pháp tính thành phần bê tơng loại (Tiếng Nga), (Bản dịch Thủy Lợi) 36 G.Dreux, (1979), Nouveau guide du béton, Paris “Editions Eyrolles” 37 Gierch/Kollektiv, (1966), Fachkiende fiir Betonwerker, Veb verlag fiir Bauwessen, Berlin 38 M Laquerbe Le Beston, Institut national des sciences appliqués, Rennes 39 V.G Mikulski, (2005), Vật liệu xây dựng, NXB ABC (Tiếng Nga) 90 PHỤ LỤC 1: NHỮNG HÌNH ẢNH THÍ NGHIỆM PLH1: Cân điện tử PLH2: Thí nghiệm thành phần hạt đá 91 PLH3: Thí nghiệm C tối ưu D PLH4: Thí nghiệm đo độ sụt 92 PLH5: Tổ khn mẫu kích thước 15x15x15cm để đúc mẫu PLH6: Thí nghiệm nén mẫu 93 PHỤ LUC 2: BÀI BÁO ĐÃ ĐƢỢC NHẬN ĐĂNG ĐĂNG TRONG TẠP TRÍ CẦU ĐƢỜNG LUẬN BÀN VỀ PHƢƠNG PHÁP THIẾT KẾ THÀNH PHẦN BÊ TÔNG CỦA PHÁP GS-TSKH Nguyễn Thúc Tuyên Kỹ sư: Trần Quang Thanh Nước Pháp mạnh xây dựng cầu đường Trường Đại học cầu đường Paris trường đại học tiếng Pháp, mà cịn có tiếng vang giới Nước Pháp nước đầu nghiên cứu sử dụng bê tông bê tông cốt thép giới Hiện Pháp Việt Nam có quan hệ đối tác chiến lược số công ty Pháp vào Việt Nam xây dựng số cơng trình, chủ yếu lĩnh vực hạ tầng, hệ thống cấp nước nhiều cơng trình hạ tầng khác Hy vọng tương lai quan hệ kinh tế khoa học kỹ thuật ngày phát triển Vì việc nghiên cứu ứng dụng kỹ thuật, cơng nghệ xây dựng Pháp, có thiết kế thành phần bê tông vấn đề cần thiết Phương pháp thiết kế thành phần bê tông mang tên Dreux-Gorisse dùng phổ biến Pháp [2,3] Nội dung cụ thể phương pháp gồm: Bƣớc Xác định đường kính lớn cốt liệu Dmax theo Bảng Bảng 1: Đường kính lớn cốt liệu Đặc tính kết cấu bê tơng Dmax Hạt tròn Hạt nghiền  0,8e  0,7e h - Khoảng cách đứng cốt thép  h  0,9h r - Bán kính trung bình cốt thép  1,4r  1,3r e - Khoảng cách nằm ngang cốt thép hm - Chiều dày tối thiểu kết cấu  hm ' R28 X  0,5 Bƣớc 2: Xác định lượng xi măng (X), theo công thức  N GRx 94 Trong đó: R28' : Cường độ chịu nén bê tông tuổi 28 ngày, kg/cm2; Rx: Cường độ chịu nén xi măng tuổi 28 ngày, kg/cm2; X: Lượng xi măng, kg/m3; N: Lượng nước, l/m3; G: Hệ số chất lượng cốt liệu, giá trị gần tra theo Bảng Bảng 2: Hệ số chất lượng cốt liệu Độ lớn hạt Chất lượng cốt liệu Dmax  16mm  25mm Dmax  40mm Dmax  63mm Rất tốt 0,55 0,60 0,65 Tốt 0,45 0,50 0,55 Trung bình 0,35 0,40 0,45 Bƣớc 3: Xác định hàm lượng xi măng (X) theo tỉ số N độ sụt Sn X dùng biểu đồ Hình Xi măng tìm phải lớn lương xi măng tối X/N 2.6 2.4 L-ỵng xi măng Kg/m 2.2 400+ Phụ gia hóa lỏng (Fluidifiant) 2.0 400 1.8 250 1.6 1.4 300 1.2 250 thiểu: X  250  B D Trong đó: B: Mác bê tơng, kg/cm2; D: Đường kính lớn cốt liệu, mm; Bƣớc 4: Xác định lượng nước theo X X biết: N Lượng nước tính ứng 1.0 200 10 12 với cốt liệu khơ có Sn (cm) Hình 1: Sự phụ thuộc lượng X vào Dmax=25mm; X Sn N Dmax  25mm, lượng nước cần phải điều chỉnh tăng giảm phụ thuộc vào Dmax tra Hình 95 Nếu cốt liệu bị ẩm, lượng nước tìm phải giảm lượng tùy thuộc vào trạng thái ẩm cốt liệu tra Bảng % +15 +10 +5 -5 -10 -15 10 16 25 40 63 100 Dmax (mm) Hình 2: Biểu đồ điều chỉnh lượng nước Bảng 3: Trạng thái ẩm cốt liệu Lượng nước cần giảm cỡ hạt, l/m3 Trạng thái ẩm cốt liệu Cát 0/5, mm Sỏi 5/12,5, mm Sỏi 5/20, mm Sỏi 20/40, mm Khô - 20 Không đáng kể Không đáng kể Không đáng kể Ẩm 40 - 60 20 - 40 10 - 30 10 - 20 Rất ẩm 80 - 100 40 - 60 30 - 50 20 - 40 Bão hòa 120 - 140 60 - 80 50 - 70 40 - 60 Bƣớc 5: Xác định đường cong cấp phối cốt liệu: Để xác định đường cấp phối hạt cốt liệu ta sử dụng sàng tiêu chuẩn: 0,080; 0,100; 0,125; 0,160; 0,200; 0,250; 0,315; 0,40; 0,50; 0,63; 0,80; 1,00; 1,25; 1,60; 2,00; 2,50; 3,15; 4,00; 5,00; 6,30; 8,00; 10; 12,5; 16; 20; 25; 31,5; 40; 50; 63; 80mm Đường cấp phối chuẩn Hình xây dựng sở hạt cốt liệu thực tế có Dmax giả thiết 20mm; xác định điểm OAB Điểm O có tọa độ O (0,08;0) Điểm B có toạn độ B (D max; 100) Điểm A có tọa độ xác định sau: 96 Hình 3: Đường cấp phối hạt hỗn hợp cốt liệu có Dmax = 20 mm - Hoành độ: Nếu Dmax20mm, điểm vùng sỏi giới hạn với mô đun 38 (tương ứng với cỡ sàng 5mm) mô đun tương ứng với Dmax sỏi - Tung độ xác định sau: Y  50  Dmax  K Trong đó: K: Hệ số phụ thuộc vào lượng xi măng, độ lèn chặt hình dạng hạt cát tra theo Bảng K = ứng với bê tơng có lượng xi măng 350kg/m3, hạt cốt liệu trịn, mơ đun độ lớn cát 2,5, độ lèn chặt trung bình Bảng 4:Bảng tra hệ số K Độ lèn chặt Lượng xi măng Hình dạng hạt cát Yếu Mạnh Trung bình Cát hạt Cát Cát hạt Cát Cát hạt Cát tròn nghiền tròn nghiền tròn nghiền 400+Phụ gia -2 -4 -2 -6 -4 400 +2 -2 -4 -2 350 +2 +4 +2 -2 300 +4 +6 +2 +4 +2 97 Tiếp Bảng 250 +6 +8 +4 +6 +2 +4 200 +8 +10 +6 +8 +4 +6 Ghi chú: - Nếu mô đun độ lớn (Mdl) cát  2,5, phải cộng thêm hệ số điều chỉnh Ks = Mdl - 15 - Nếu bê tơng dùng để bơm cần có độ dẻo cao, K phải tăng thêm giá trị Kp =  10 (tùy thuộc vào độ dẻo cần thiết) Bƣớc 6: Xác định hệ số lèn chặt (Lc) Hệ số lèn chặt Lc tỉ số thể tích tuyệt đối vật rắn (xi măng cốt liệu) 1m3 bê tông tươi Giá trị Lc lựa chọn theo Bảng Bảng 5: Xác định hệ số lèn chặt bê tông Loại HH BT Lc ứng với giá trị Dmax (mm) khác Độ lèn ép 10 12,5 20 31,5 50 80 Chọc 0,760 0,790 0,805 0,815 0,820 0,825 0,830 Chấn động yếu 0,765 0,795 0,810 0,820 0,825 0,830 0,835 Chấn động bình 0,770 0,800 0,815 0,825 0,830 0,835 0,840 thường Chán động 0,775 ,0805 0,820 0,830 0,835 ,0840 0,845 mạnh Giá trị Lc thay đổi từ 0,750 (đối với bê tông chảy, hạt nhỏ) đến 0,855 (đối với bê tông cứng, chấn động mạnh, hạt thơ) Giá trị trung bình L c 0,82 tương ứng với loại bê tông thường (D max từ 16mm đến 40mm) Giá trị Lc cho bảng ứng với cốt liệu hạt tròn, trường hợp khác phải trừ lượng từ 0,01 đến 0,03 (Đối với đá dăm trừ 0,01) Bƣớc 7: Xác định hàm lượng cốt liệu: Từ đường cấp phối chuẩn OAB ta nối điểm 95% lọt sàng đường cong cát với điểm 5% lọt sàng đường cong sỏi Tung độ giao điểm đường nối với đường cấp phối chuẩn cho tỷ lệ % thể tích tuyệt đối loại cốt liệu g1, g2, hỗn hợp cốt liệu Dẻo 98 Thể tích tuyệt đối cốt liệu: Vcl  1000Lc  X x Thế tích tuyệt đối loại cốt liệu: Vcl1  g1Vcl Vcl  g2Vcl Trong đó: g1, g2: Phần trăm thể tích loại cốt liệu, %; Vcl1, Vcl2: Thể tích tuyệt đối loại cốt liệu, dm3 Khối lượng loại cốt liệu: P1  Vcl1.a1 P2  Vcl a2 Trong đó: a1, a :Khối lượng riêng loại cốt liệu, Kg/dm3 Sau tính tốn thành phần tính tốn bê tông Thành phần phải kiểm tra điều chỉnh thông qua thực nghiệm So sánh phương pháp Pháp với phương pháp thể tích tuyệt đối dùng cơng thức Bolomey-Skramtaev dùng phương pháp thống Việt Nam đưa vào tiêu chuẩn [1,5], thấy có khác sau: 1) Hai phương pháp kết hợp tính tốn (lý thuyết) với thực nghiệm, có nghĩa xác định thành phần tính tốn, sau kiểm tra điều chỉnh thành phần tính tốn thơng qua thực nghiệm 2) Hai phương pháp tính tỉ lệ N theo công thức tương tự nhau, X hệ số A G công thức xác định khác nhau: Hệ số A phụ thuộc vào chất lượng cốt liệu, hệ số G phụ thuộc vào chất lượng cốt liệu Dmax cốt liệu lớn Trong trường hợp cụ thể A G có giá trị khác Đáng ý công thức Bolomey-Skramtaev cường độ bê tơng (Rb) xác định mẫu hình lập phương 15x15x15cm, cịn cơng thức Dreux-Gorisse xác định mẫu hình trụ 15x30cm, nhỏ Rb mẫu lập phương 1,12 lần 3) Phương pháp Việt Nam xác định lượng nước theo bảng biểu đồ X N xác định Còn phương pháp N X Pháp lại xác định lượng X trước theo biểu đồ, tính N từ tỷ lệ N lượng xi măng xác định từ tỷ lệ X xác định Lượng xi măng biểu đồ tối đa 400 Kg/m3 Đối với mác bê tơng lớn mà lượng xi măng khơng đủ, giải cách pha phụ gia hóa lỏng để giảm lượng nước trộn 3) Phương pháp Việt Nam xác định lượng đá (D) theo công thức Sau xác định lượng X, N, D, xác định lượng cát sau: 99   X D C  1.000    N  c ;  x d   Phương pháp Pháp xác định tỉ lệ cát, đá (theo thể tích tuyệt đối) theo biểu đồ Thể tích tuyệt đối cốt liệu: Vcl  1000Lc  X x (Lc tra bảng) sau tính riêng thể tích tuyệt đổi khối lượng cát đá Chúng áp dụng phương pháp Việt Nam phương pháp Pháp viết tài liệu [4] để tính tốn thành phần bê tơng, nhìn chung phương pháp Pháp tỉ mỷ phức tạp Để so sánh dùng phương pháp để tính tốn thành phần bê tông mác 30 (mẫu lập phương) Rb=27Mpa (theo mẫu hình trụ), độ sụt 5-6cm, dùng đá dăm cát vàng Kết đạt bảng Bảng 6: Thành phần bê tông theo phương pháp thiết kế Thành phần bê tông Phương pháp thiết kế thành phần bê tơng X, Kg N, lít C, Kg D, Kg Tỉ lệ N X Độ sụt Rbt cm MPa Phương pháp Pháp 400 179 576 1305 0,45 40,5 Phương pháp Việt Nam 328 170 640 1325 0,52 5,5 35,3 NHẬN XÉT Từ số liệu Bảng nhận xét sau: - Phương pháp thiết kế thành phần bê tông Pháp cho hàm lượng xi măng, nước cát cao hơn, lượng đá sấp xỉ so với phương pháp Việt Nam - Cả hai phương pháp cho cường độ cao cường độ yêu cầu, cần điều chỉnh thành phần thông qua thực nghiệm để đạt cường độ đề - Khi có yêu cầu sử dụng phương pháp Pháp để tính thành phần bê tơng, áp dụng phương pháp thực đầy đủ bước nêu 100 TÀI LIỆU THAM KHẢO Bộ xây dựng, (2000), Chỉ dẫn kỹ thuật chọn thành phần bê tông loại, NXB Xây dựng G Dreux, (1979), Nouveau Guide du Béton Paris” Éditions Eyrolles” M Laquerbe, LE BETON, Institut National des Sciences appliqués Phùng Văn Lự, Phạm Duy Hữu, Phan Khắc Trí, (2012), Giáo trình vật liệu xây dựng, NXB Xây dựng TCVN 2253-87, Kết cấu bê tông bê tông cốt thép - Quy phạm thi công nghiệm thu ... lường theo thể tích Thành phần bê tông thường biểu thị khối lượng vật liệu thành phần 1m3 hỗn hợp bê tông Để xác định thành phần bê tông hợp lý, phải thiết kế thành phần bê tông theo phương pháp. .. quan bê tông, bê tông thủy công phương pháp thiết kế thành phần bê tông Chương Cơ sở lý thuyết đề tài Chương Nguyên vật liệu sử dụng PP nghiên cứu thí nghiệm Chương Thiết kế thành phần bê tơng... nghiệm bê tơng Kết luận kiến nghị Tài liệu tham khảo Phụ lục 3 CHƢƠNG TỔNG QUAN VỀ BÊ TÔNG, BÊ TÔNG THỦY CÔNG VÀ CÁC PHƢƠNG PHÁP THIẾT KẾ THÀNH PHẦN BÊ TƠNG 1.1 Khái niệm bê tơng bê tông thủy công