Sử dụng các loại cốt liệu khác nhau để thiết kế cấp phối bê tông

CÍAIQ ƯBND TỈNH BÌNH DƯƠNG NAM CỘNG HỊA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦ DẦU MỘT Độc lập - Tự - Hạnh phúc THÔNG TIN KÉT QUẢ NGHIÊN cứu CỦA ĐÈ TÀI Thông tin chung: - Tên đề tài: Sử dụng loại cốt liệu khác để thiết kế cấp phối bê tông - Sinh viên thực hiện: Nguyễn Thị Hằng - Lớp: DI 1XD01 Khoa: Xây Dựng Năm thứ: số năm đào tạo: - Nguời hướng dẫn: TS Nguyễn Huỳnh Tấn Tài, ThS Tràn Minh Phụng Mục tiêu đề tài: Nghiên cứu loại cấp phó bê tơng sử dụng loại vật liệu đia phương khác sở so sánh tỉ lệ N/XM, hàm lượng cát, loại đá- sỏi cấp phối bê tông sử dụng cho cơng trình xây dựng nhiều địa phương khác Tính mói sáng tạo: Thiết kế cấp phối bê tông với loại cốt liệu khác để so sánh hàm lượng N/XM, hàm lượng cát, đá, cấp phối vật liệu khác Quan sát phát triển cường độ bê tông theo thời gian Kết nghiên cứu: So sánh tỉ lệ N/XM, hàm lưọng cát, đá cấp phối bê tông sử dụng cốt liệu đá 0,5x1, 1x2 sỏi theo hai loại bảng tính, bảng tính cấp phối theo tiêu chuàn định mức nhà nước công thức lý thuyết tính tốn cấp phối kết hợp thí nghiệm thực tể Đóng góp mặt kinh tế - xã hội, giáo dục đào tạo, an ninh, quốc phòng khả áp dụng đề tài: Tạo điều kiện nghiên cứu cho sinh viên hiểu rõ vật liệu bê tông mặt lý thuyết thực tế, cụ thể hiểu phát triển cường độ bê tông theo thời gian, khác thành phần cấp phối sử dụng với loại cốt liệu khác Vận dụng phù hợp loại cấp phối vật liệu khác vào hạng mục khác cơng trình xây dựng Công bố khoa học sinh viên tù’ kết nghiên cứu đề tài (ghi rõ họ tên tác giả, nhan để yếu tổ xuất có) nhận xét, đánh giá sở áp dụng kết nghiên cứu (nếu có)' Qua nghiên cứu sinh viên hiểu rõ cấp phổi bê tơng dùng cho cơng trình xây dựng sử dụng vật liệu địa phương, phù họp với điều kiện xây dựng thức tế Kẻt đăng báo tạp chí trường đại học Thủ Dầu Một vào số Ngày 14 tháng năm 2013 Sinh viên chịu trách nhiệm thực đề tài Nguyễn Thị Hằng Nhận xét người hướng dẫn đóng góp khoa học sinh viên thực đề tài (phần người hướng dẫn ghi): - Tìm hiểu rõ phát triển cường độ bê tông theo thời gian So sánh khác thực tế lý thuyết - Vận dụng cơng thức tính cấp phối bê tơng kiểm chứng tính đắn lý thuyết - Ket nghiên cứu xác nhận tính đắn kiến thức lý thuyết học Giúp sinh viên hiểu rõ vật liệu bê tơng, từ làm tảng vững cho môn học hoạt động nghề nghiệp sau Như vậy, nhóm sinh viên hoàn thành tốt nhiệm vụ, mục tiêu đặt đề tài Ngày 14 tháng năm 2013 Xác nhận lãnh đạo khoa Người hưóng dẫn TS Nguyễn Ke Tường TS Nguyễn Huỳnh Tẩn Tài UBND TỈNH BÌNH DƯƠNG NAM CỘNG HỊA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT Độc lập - Tụ - Hạnh phúc TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦ DẦU MỘT THÔNG TIN VÈ SINH VIÊN CHỊU TRÁCH NHIỆM CHÍNH THựC HIỆN ĐỀ TÀI I sơ Lược VÈ SINH VIÊN: Họ tên: Nguyễn Thị Hằng Sinh ngày: 10 tháng năm 1993 Nơi sinh: Đắk Lắk Lớp:DllXD01 Khóa: 2011-2016 Khoa: Xây Dựng Điện thoại: 01658935047 Email: nhang 182@yahoo.com.vn Họ tên: Lê Minh Quân Sinh ngày: 11 tháng năm 1993 Nơi sinh: Bình Dương Lóp: D11XD01 Khóa: 2011-2016 Khoa: Xây Dựng Họ tên: Nguyễn Trọng Nghĩa Sinh ngày: tháng năm 1992 Nơi sinh: Bình Dương Lớp: D11XD01 Khóa: 2011-2016 Khoa: Xây Dựng Họ tên: Nguyễn Hải Long Sinh ngày: tháng năm 1993 Nơi sinh: cần Thơ Lớp: D11XD01 Khóa: 2011-2016 Địa liên hệ: Dray Sap - Krơng Ana, Đắk Lắk Khoa: Xây Dựng Họ tên: Nguyễn Sỹ Vương Sinh ngày: tháng 11 năm 1993 Nơi sinh: Nghệ An Lớp:DllXD01 Khóa: 2011-2016 Khoa: Xây Dựng II Q TRÌNH HỌC TẬP (kê khai thành tích sinh viên từ năm thứ đến năm học): Nguyễn Thị Hằng * Năm thứ 1: Ngành học: Xây dựng dân dụng công nghiệp Khoa: Xây dựng Kết xếp loại học tập: Khá * Năm thứ 2: Ngành học: Xây dựng dân dụng công nghiệp Khoa: Xây dựng Ket xếp loại học tập: Giỏi Lê Minh Quân * Năm thứ 1: Ngành học: Xây dựng dân dụng công nghiệp Khoa: Xây dựng Kết xểp loại học tập: Trung bình - Khá * Năm thứ 2: Ngành học: Xây dựng dân dụng công nghiệp Khoa: Xây dựng Kết xếp loại học tập: Trung bình - Khá Nguyễn Trọng Nghĩa * Năm thứ 1: Ngành học: Xây dựng dân dụng công nghiệp Kết xếp loại học tập: Trung bình - Khá Khoa: Xây dựng * Năm thứ 2: Ngành học: Xây dựng dân dụng công nghiệp Khoa: Xây dựng Kết xếp loại học tập: Trung bình - Khá Nguyễn Hải Long * Năm thứ 1: Ngành học: Xây dựng dân dụng công nghiệp Khoa: Xây dựng Kết xếp loại học tập: Trung bình - Khá * Năm thứ 2: Ngành học: Xây dựng dân dụng công nghiệp Khoa: Xây dựng Kết xếp loại học tập: Trung bình - Khá Nguyễn Sỹ Vương * Năm thứ 1: Ngành học: Xây dựng dân dụng công nghiệp Khoa: Xây dựng Kết xếp loại học tập: Trung bình - Khá * Năm thứ 2: Ngành học: Xây dựng dân dụng công nghiệp Khoa: Xây dựng Kết xếp loại học tập: Trung bình Ngày 14 tháng năm 2013 Xác nhận lãnh đạo khoa Sinh viên chịu trách nhiệm thực đề tài TS Nguyễn Ke Tường Nguyễn Thị Hằng TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦ DẦU MỘT Khoa Xây Dựng CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM ĐỘC lập - Tự - Hạnh phúc Bình Dương, ngày 15 tháng năm 2013 Kính gửi: Ban tổ chức Giải thưởng “Tài khoa học trẻ Đại học Thủ Dầu Một” Chúng tên là: Nguyễn Thị Hằng Lê Minh Quân Nguyễn Trọng Nghĩa Nguyễn Hải Long Nguyễn Sỹ Vương Sinh viên năm thứ:2/Tổng số năm đào tạo: Sinh ngày 10 tháng 02 năm 1993 Sinh ngày 11 tháng năm 1993 Sinh ngày 01 tháng 01 năm 1992 Sinh ngày 06 tháng 01 năm 1993 Sinh ngày 02 tháng 11 năm 1993 Lóp, khoa : DI 1XD01, khoa Xây dựng Ngành học: Xây dựng dân dụng công nghiệp Thông tin cá nhân sinh viên chịu trách nhiệm chính: Địa liên hệ: Dray Sap - Krông Ana, Đắk Lắk Số điện thoại (cố định, di động): 01658935047 Địa email: nhang 182@yahoo.com.vn Chúng tơi làm đơn kính đề nghị Bộ Giáo dục Đào tạo cho gửi đề tài nghiên cứu khoa học để tham gia xét Giải thưởng “Tài khoa học trẻ Việt Nam” năm 2013 128 Khi sử dụng xi măng để chế tạo bê tông, việc lựa chọn mác xi mãng đặc biệt quan trọng vừa phải đảm bảo cho bê tông đạt mác thiết kể, vừa phải đảm bảo yêu cầu kinh tẻ Nẻu dùng xi măng mác thấp để chế tạo bê tơng mác cao lượng xi măng sử dụng cho lm bê tông nhiều nên khơng đảm bảo kinh tế kỳ thuật bê tơng bị co ngót tỏa nhiệt làm cho cấu kiện bị nứt Nếu dùng xi măng mác cao đế chế tạo mác thấp lượng xi măng tính tốn để sử dụng cho m bê tơng khơng dủ để liên kết toàn hạt cốt liệu với nhau, khơng đảm bảo mác bê tơng cân thiết kẻ Vì cần phải tránh dùng xi măng mác thấp để che tạo bê tông mác cao ngược lại Để tránh trường họp thứ 2, lượng xi măng tối thiểu cho lm bê tông (kg) phải phù họp với quy định bảng 130 129 Bảng 5: Lượng xi mãng tối thiểu 131 Điều kiện làm việc kết cấu cơng trình - Trực tiếp tiêp xúc với 132 136 Phương pháp đầm chặt Băng tay 137 133 Bằng máy 140 265 142 240 141 250 143 220 147 220 148 200 nước 145 - Bị ảnh hưởng mưa gió 146 - Khơng bị ảnh mưa gió 150 (b) Nưóc 149 151 - Vai trò nước: Nước thành phần phản ứng với khoáng vật xi măng tạo sản phẩm thủy hóa làm bê tơng có cường độ Nước thành phần lưu động cần thiết cho trình thi cơng dễ dàng - Tính chất nước : 152 Nước đê chế tạo bê tông phải đảm bảo chất lượng tốt, không gây ảnh hường đến đông kết rắn xi măng khơng gây ăn mịn cốt thép Nước dùng loại nước dùng cho sinh hoạt nước máy, nước giễng Các loại nước không dùng nước đầm, ao, hồ, nước cống rãnh, nước chứa dầ mỡ, đường có ph < 4, nước có chứa sunphat lớn 0,72 % (tính theo lượng ion so4’) Nước biển dùng để chế tạo bê tông cho kết cấu làm việc nước biển, tổng loại muối nước biến không vượt 35g lít nước Chất lượng nước đánh giá phân tích hóa học, ngồi mặt định tính đánh giá sơ cách so sánh cường độ bê tông chế tạo nước nước cần kiểm tra 153 1.2 Thiết kế cấp phối bê tông 154 Hai đặc trưng quan trọng bê tơng cường độ tính dẻo hỗn họp bê tông 155 (a) Cường độ bê tông 156. _Cường độ bê tông đặc trưng bê tông, phản ánh khả chịu lực Trong kết cấu xây dựng, bê tơng làm việc trạng thái khác nhau: nén, uốn, trượt Trong bê tơng làm việc trạng thái chịu nén tốt nhất, J £ 157 khả chịu kéo bê tông kém, 15 ’ 10 khả chịu nén Thí nghiệm xác định cường độ nén bê tông người ta đúc viên mẫu chuẩn hình lập phương cạnh 15 cm, có thê đúc viên mẫu có dạng kích thước khác Kích thước cạnh nhỏ viên tùy theo cỡ hạt lớn cốt liệu dùng để chế tạo bê tông quy định bảng 158 Bảng 6: Kích thước cạnh nhỏ viên mẫu 160 Kích thước cạnh nhỏ viên mẫu (cạnh mẫu 159 Cỡ hạt lớn hình lập phương, cạnh tiết diện mẫu lăng trụ,đường kính cốt liệu mẫu trụ) 161 169 10 20 162 100 163 165 40 70 164 150 167 100 166 168 200 300 170 Khi tiến hành thí nghiệm cường độ nén viên mẫu khác viên mẫu chuẫn ta phải chuyến cường độ viên mẫu chuẩn Cường độ nén viên mẫu chuẩn xác định theo công thức : 171 172 = Ẳ -p Trong đồ : - p : tải trọng phá hoại mẫu, kG (daN) - F : Diện tích chịu lực nén viên mẫu, cm2 173 - K : Hệ số chuyển đổi kết thử nén mẫu bê tông kích thước khác viên chuẩn cường độ viên mẫu chuẩn kích thước 150 X 150 X 150mm Giá trị K lấy theo bảng 174 Bảng 7: Hệ số chuyển đổi 175 Hình dáng kích thước mẫu, mm 177 Mầu lập phương 176 Hệ số chuyển đổi 178 179 181 100x100x100 150x150x150 180 0,91 182 1,00 183 185 200x200x200 300x300x300 184 1,05 186 1,10 187 189 Mau trụ (dxh) 71,4x143 100x200 188 190 191 150x300 192 1,16 193 200x400 194 1,20 196 1,24 195 197 198 Khi nén mẫu thử nửa dầm giá trị hệ số chuyển lấy mẫu hình lập phương diện tích chịu nén Cường độ bê tông tăng theo thời gian khoảng thời gian dịnh, trình ràn cường độ bê tông tăng lên Từ dến 14 ngày đầu cường độ phát triển nhanh, sau 28 ngày chậm dần tăng đến vài năm, gần theo quy luật logarit: 199 = vơi 3 150mm.Sau dó tiến hành ầm hịn họp mong khn hoạc bả rung 28Ùu-3uuO vịng/phút, biên độ 0.35-0.50mm đến hết bọt khí hồ ximăng đều, sau làm tiếp lóp xoa mặt mẫu 360. -—+ Ghi lại thông so mẫu dán lên bếrnặt mẫu -361 362 + Dũ'ng hộ mẫu bêtơng điều kiện nhiệt độ 27±2°c, độ ẩm > 95% ngày thử mẫu 363 364 (e) Nén mẫu: - Xác định diện tích chịu lực mẫu Hỉnh 4: Đầm bê tơng - Đo xác tới lmm cặp cạnh song song cua hai mặt nén cặp đường kính vng góc với đơi mặt chịu nén, xác định diện tích hai mặt chịu nén theo giá trị trung bình cặp cạnh cặp đường kính đo Diện tích chịu lực nén mẫu trung bình số học diện tích cua hai mặt - Xác định tải trọng phá hoại mẫu - Chọn thang lực thích họp máy đế nén tải trọng phá hoại nằm khoảng 20-80% tải trọng cực đại thang lực nén chọn Không nén mẫu thang lực 365 - Lực tối đa đạt giá trị tải trọng phá hoại mầu 366 367 Hình 5: mâu belong 368 (f) Tính toán kết quả: 369 - Cường độ nén viên mẫu bê tơng (R) tính daN/cm2 (KG/cm2) theo công thức: 370 371 p R a -ĩ 372 Trong đó: 373 p - Tải trọng phá hoại, tính bang daN; 374 F - Diện tích chịu lực viên mẫu, tính cm2; 375 a - Hệ số tính đổi kết thử nén viên mẫu thư bê tơng kích thước khác viên chuẩn cường độ viên mẫu chuân kích thước 150x 150x150mm 376 Theo tiêu chuân định mức cấp phối hỗn họp bê tông [5]: 377 Bảng 10: Định mức cấp phối hỗn họp bê tông 378 379 382.383 390 STT Loại vật liệu quy 384 cách 401 402 Đá Dmax =10mm 408 409 Đá Dmax =20mm 381 Vật liệu dùng cho mẻ trơn 24 380 Mác lít hỗn hon tônp 385 386 387 389 388 392 394 395 C 396 Đ 399 N bê ưó‘c Xi át vàng 393 397 ( 400 (lí (kg) tơng măng sỏi) t) 403 404 405 406 407 (kg) 200 7.4 6.8 92 410 200 411 7.032 412 413 414 4.5 7.23 68 415 3.2 Kết thí nghiệm 416. -Kết thí nghiệm đo cường độ mẫu bê tông Mác 200 đá Dmax^20 417 418 Rn _ ỈQĩĩ „ p , , R=C( — 419 Dựa vào cơng thức: n28 lỈJ?a r ta có kêt sau: 420 Bảng 11: Phát triển cường độ mẫu bê tông Mác 200 đá Dmax=20 421 Thời 432.giancường 443 độ bê tông đá dăm 499 422 423 424 425 426 427 428 429 430 431 10 14 433.3 434.4 435.436 437.8 438 439 440.21441 8442 446 447.448 451 453 449 445 234.7 450 452 454 20 444 D10 456 457 455 cường 466 467 468 477 479.490 488 tông tiêu 478.489 239.5 458.459 460 469.470 471 480.481 482 491.492 493 chuan 500 242 461 472 483 494 57 462 463 464 465 473 474 484 485 475 486 476 487 495 496 497 498 110 165 190 00 Kết thí nghiệm đo cường độ mẫu bê tông Mác 200 đá Dmax=10 Bảng 12: Phát triển cường độ mẫu bê tông Mác 200 đá Dmax=10 501 512 Thời gian cường độ bê tông đá dăm 524 535 cường 546 độ bê tông tiêu chuẩn 502 503 514 20 504 505 506 515 516.517 518 234.7 507 508 509 10 520 519 239 521 525 526 527.528 529 530 531 242 538.539 541 542 536 537 540 543 20 55 110 510 14 165 21 511 522 28 523 533.257 544 545 190 200 547 Kết thí nghiệm đo cường độ mẫu bê tông Mác 200 sỏi Dmax= 10 Bảng 13: Phát triển cường độ mẫu bê tông Mác 200 sỏi Dmax=l0 Kết đo cường độ mẫu bê tông Mác 200 theo tiêu chuẩn: 548 549 550 Hình 6: Biếu đồ so sánh phát triển cường độ bê tông rắn theo thời gian ♦ cường độ bê tông đá dăm D10 ■ cường độ bê tông tiêu chuẩn - - -Log (cường độ bê tông tiêu chuẩn) Log (cường độ bê tông đá dăm D10) Thời gian (ngày) 551 bê tông Mac200 đá D20 thực tế với cường độ tiêu chuẩn 552 Hình7: Biêu so sảnh phát triên cường độ bê tông theo thời gian bê tông Mac200 đá D10 với cường độ tiêu chuẩn 553 554 555 Hĩnh 8: Biếu đồ so sánh phát triển cường độ bê tông theo thời gian bê tông Mac200 sỏi D10 với cường độ tiêu chuẩn 556 557 Hình 9: Biểu đồ so sánh phát triển cường độ bê tông theo thời gian bê tông Mac200 đá dăm DIO; D20 sỏi D10 với cường độ tiêu chuẩn 558 - KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ♦ cường độ bê tông đá dăm D10 Có thể sử dụng nhiều loại cốt liệu cấp phối khác đế chế tạo bê tông ■ cường độ bê tông đá dăm D20 À cường độ bê tông sỏi D10 Thời gian (ngày) - Bê tông phát triển cường độ theo thời gian, quy luật phát triển theo hàm log 559. _ - Hiện cốt liệu đá sử dụng rộng rãi để chế tạo bê tông song số trường hợp khơng có cốt liệu ta sử dụng cốt liệu sỏi thay nhiên cần ý đến lượng xi măng cần dùng Để chế tạo bê tông sỏi tốn nhiều xi măng han giàmdirợngmườc^cân dùng, 560 Ngoài để rút ngắn thời gian liên kết bê tông mà đảm bảo cường độ ta sử dụng số phụ gia 561 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] GS TSKH Phùng Văn Lự, Giảo trình vật liệu xây dựng, NXB GIÁO DỤC, năm 2009 [2] Th.s Phan Thế Vinh - Th.s Trần Hữu Bằng, Giáo trình vật liệu xây dựng, NXB xây dựng, năm 2009 [3] Giáo trình vật liệu xây dựng, NXB XÂY DỤNG, năm 2011 [4] Phạm Huy Chính, Thỉễt kể thành phẫn bê tơng, NXB XAY DƯNG, năm 2010 [5] Tiêu chuẩn Việt Nam, TCVN 3118 : 1993 ... sáng tạo: Thiết kế cấp phối bê tông với loại cốt liệu khác để so sánh hàm lượng N/XM, hàm lượng cát, đá, cấp phối vật liệu khác Quan sát phát triển cường độ bê tông theo thời gian Kết nghiên... Nghiên cứu loại cấp phó bê tơng sử dụng loại vật liệu đia phương khác sở so sánh tỉ lệ N/XM, hàm lượng cát, loại đá- sỏi cấp phối bê tông sử dụng cho cơng trình xây dựng nhiều địa phương khác Tính... tốn để sử dụng cho m bê tơng khơng dủ để liên kết tồn hạt cốt liệu với nhau, khơng đảm bảo mác bê tơng cân thiết kẻ Vì cần phải tránh dùng xi măng mác thấp để che tạo bê tông mác cao ngược lại Để