Hàm l ng xi m ng, kg/m3 250 300 350 400 250 300 350 400 Dmax, mm 20 46 44 40 39 53 51 48 46 30 41 39 37 35 46 44 42 40 40 37 35 33 32 41 39 37 35 50 36 34 32 31 40 38 36 34 60 35 33 31 30 38 36 34 33 80 34 32 30 29 37 35 33 32
33
Khi s d ng b ng này c n l u ý:
- M c ng m cát ph thu c vào l ng xi m ng trong bê tông. Khi ch a bi t hàm l ng xi m ng, thì không tra đ c b ng này đ tính m c ng m cát.
- Hàm l ng xi m ng trong b ng ch t i 400 kg/m3. Trong BTC C, hàm l ng xi m ng có th l n h n 400 kg/m3
mà b ng này không có.
- B ng này ch s d ng sau khi đã thi t k TPBT và c n đi u ch nh l i t l cát đáthích h p.
2.2.2 D a trên công th c lý thuy t:
Thành ph n h t t i u c a c t li u có th tính toán theo các công th c th c nghi m. N m 1997 Fuller và Thomson đ a ra công th c tính thành ph n h t t i
u c a h n h p c t li u d a vào k t qu thí nghi m phân tích sàng nh sau: 100 n d p D = × ;
Trong đó: p là l ng c t li u l t qua sàng d c a b sàng chu n ,%; d là đ ng kính m t sàng;
D là Dmax (kích th c danh ngh a l n nh t c a c t li u); n là h s phân b (n = 0,45 đ n 0,7).
Sau khi tính p cho t t c các sàng trong b sàng chu n, s v đ c đ ng thành ph n h t t i u c a c t li u nói chung.
Công th c trên còn có d ng khác nh sau:
0,1875 0,1875 e e e e d p D − = − ; Trong đó: S m e = 0,5 đ i v i các c t li u là s i và e = 0,8 đ i v i đá d m, còn các ký hi u khác (d,D) nh đã gi i thích trên. N m 1939 Andreason c ng đ a ra công th c:
34 100 n d p D = × v i n = 0,33 đ n 0,5
M t s nhà khoa h c khác nh Bolomey, O.Graf,… c ng đ a ra các công th c riêng đ xác đ nh thành ph n h t t i u c a c t li u.
2.2.3 Ph ng phápđ bi u.
Ph ng pháp đ bi u g m các bi u đ ; có th đ n gi n khi ph i h p hai thành ph n, nh ng c ng ph c t p khi ph i h p nhi u thành ph n h t.
2.2.4 Ph ng phápth c nghi m:
Thành ph n h t t i u c a c t li u có th xác đ nh b ng thí nghi m. Sau khi đã xác đ nh thành ph n h t c a riêng cát và đá đ u đ t yêu c u c a tiêu chu n TCVN 7570 : 2006 [19] , thì ph i h p hai lo i c t li u đó v i các t l khác nhau r i xác đ nh kh i l ng th tích (γ) và đ h ng c a các h n h p (r). T l t i u c a hai lo i c t li u đó cho thành ph n h t t i u c a c t li u, ng v i kh i l ng th tích l n nh t (γmax) ho c đ h ng nh nh t (rmin).
Ph ng pháp th c nghi m c ng có m t s cách sau đây:
a) D a vào các bi u đ ph i h p c a cát, đá và h n h p cát đá l p s n. u tiên thành ph n h t riêng r c a cát và đá ph i n m trong ph m vi cho phép (đ c th hi n b ng b ng ho c bi u đ quy đ nh) sau đó ph i h p chúng theo t l khác nhau đ đ t đ c c p ph i h n h p n m trong ph m vi cho phép c a h n h p đó (th ng đ c th hi n b ng bi u đ ). Nh v y s xác đ nh đ c t l h p lý c a h n h p cát và đá.
b) Ph i h p cát và đá đã có thành ph n h t riêng đ t yêu c u theo các t l khác nhau vàxác đ nh kh i l ng th tích và đ h ng c a t ng h n h p. V bi u đ quan h gi a t l ph i h p và kh i l ng th tích (ho c đ h ng) đ tìm t l ph i h p t i u ng v i kh i l ng th tích l n nh t ho c đ h ng nh nh t.
35
c) Ph i h p l n l t các c h t theo ph ng pháp Kirienko:
Nhà khoa h c Nga Kirienko đ xu t m t ph ng pháp chi ti t h n nh sau: Khi c t li u phân thành nhi u c h t, thì đ u tiên ph i h p hai c h t l n nh t và th hai, r i xác đ nh tính t l t i u thông qua thí nghi m γ và r ho c nh m c b. Sau đó h n h p t i u c a hai c h t đó l i ph i h p v i c h t th ba và l i tìm t l t i u. Ti p đó tr n ti p v i c h t th t cho đ n c h t cu i cùng. T đó tìm ra đ c t l ph i h p các c h t ng v i thành ph n h t t i u c a h n h p c t li u dùng cho bê tông. Ph ng pháp này khá t m và chính xác, tuy nhiên vi c phân c h t ch th c hi n đ c trong th c t đ i v i các c t li u l n (đá), còn đ i v i c t li u nh (cát) thì r t ph c t p và không th c t , vì khó phân c h t cát b ng các sàng m t nh . Vì v y th ng ti n hành ph i h p các c h t c a đá đ tìm t l ph i h p t i u c ađá, r i ph i h p v i cát; nh v y coi cát ch là m t c và là c cu i cùng.
Ph ng pháp này đ c s d ng trong nghiên c u đ tài LV đ xác đ nh thành ph n h tt i u c a BTC C.
2.3 Vai trò c a ph gia khoáng ho t tính siêu m n (PGKHTSM).
Trong BTC C, PGKHTSM đóng vai trò quan tr ng. M t s lo i PGKHTNM và PGKHTSM th ng dùng trong BTC C đã đ c đ c p đ n ch ng 1.
C s khoa h c c a vi c s d ng PGKHTSM là d a trên các hi u ng c a chúng trong h n h p bê tông và bê tông nh đ c trình bày d i đây. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
2.3.1 Ph n ng puz lanic (Pozzolanic reaction).
Trong PGKHTSM có hàm l ng l n SiO2 ho t tính, nó có th t ng tác v i Ca(OH)2 sinh ra t các ph n ng th y hóa các thành ph n khoáng c a xi m ng trong bê tông theo ph n ng puz lanic:
36
S n ph m c a ph n ng puz lanic là hydro canxi silicat vi t t t là C-S- H. Ph n ng này đã bi n Ca(OH)2 là thành ph n d hòa tan c ng đ th p và d b n mòn trong môi tr ng xâm th c thành C-S-H b n v ng và có c ng đ cùng kh n ng dính bám t t v i c t li u.
2.3.2 Hiêu ng t ng đ đ c ch c vi c u trúc c a đá xi m ng (Increased packing density). packing density).
PGKHTSM có kích th c h t r t m n, b sung vào thành ph n h t m n c a xi m ng làm cho d i các c h t liên t c trong bê tông. Khi đó, các h t ph gia siêu m n xen k gi a các h t xi m ng (xem hình 2.2), làm gi m các l r ng trong c u trúc đá xi m ng. Khi đó c u trúc đá xi m ng đ c ch c h n, đ c bi t là c u trúc vùng chuy n ti p gi a xi m ng và c t li u đ c c i thi n s góp ph n t o nên c u trúc đ c ch c h n c a bê tôngvà làm t ng c ng đ .
Hình 2.2: Các h t PGKHTSM nhét khe k gi a các h t xi m ng. 2.3.3 Hi u ng t ng vách (wall effect).
Nh đã nêu trên, Ca(OH)2 đ c sinh ra t các ph n ng th y hóa c a xi m ng l ng đ ng trên b m t các h t c t li u cùng v i n c th a trong bê tông. N c bay h i đ l i l r ng, Ca(OH)2 k t tinh có c ng đ y u (xem hình 2.3) làm cho vùng chuy n ti p gi a xi m ng và c t li u không đ c ch c và c ng đ th p kh n ng dính k t gi a xi m ng và c t li u không cao và th ng nh h n nhi u so v i c ng đ c a c t li u và đá xi m ng. Vì v y khi bê tông kém ch u l c, v t n t v th ng xuyên x y ra vùng chuy n ti p.
37
Hình 2.3: C u trúc vùng chuy n ti p trong bê tông.
CH là tinh th Ca(OH)2 hình l c l ng vùng chuy n ti p.
Khi có PGKHTSM, SiO2 ho t tính trong ph gia khoáng s t ng tác v i Ca(OH)2 và n c nh đã trình bày m c 2.3.1 t o ra C-S-H b n v ng thay th CH. Ngoài ra m t ph n ph gia khoáng không có ho t tính c ng s tác d ng xen k , làm cho vùng chuy n ti p đ c ch c h n. Vùng chuy n ti p trong tr ng h p không có PGKHT và có PGKHT đ c mô t trong hình 2.4.
Hình 2.4: Mô t vùng chuy n ti p gi a xi m ng và c t li u.
a- H n h p bê tông không có PGKHT b- Vùng chuy n ti p trong bê tông không có PGKHT
c- H n h p bê tông có PGKHT đ m n cao
d- Vùng chuy n ti p có PGKHT đ m n cao
38
Trong hình nh (a) vùng chuy n ti p trong h n h p bê tông ch có các h t xi m ng ký hi u là PC và n c. Trong hình (b) khi bê tông đông c ng, các h t xi m ng đã th y hóa bên ngoài sinh ra C-S-H, ngoài ra còn có các tinh th Ca(OH)2 ký hi u là CH và n c. Trong hình (c) trong h n h p bê tông có PGKHTSM các h t ph gia khoáng siêu m n xen k các h t xi m ng. Trong hình (d) khi bê tông đóng r n xu t hi n nhi u thành ph n C-S-H, c u trúc tr nên đ c ch c.
Nh v y PGKHTSM có tác d ng c i thi n rõ r t vùng chuy n ti p, t đó t o kh n ng t ng c ng c ng đ bê tông.
2.3.4 Hi u ng bi (ball bearing effect).
M t s PGKHTSM có các h t d ng hình c u, có kh n ng t ng tính l u đ ng c a h n h p bê tông, vì các h t này r t d tr n tr t. N u không mu n t ng tính công tác, thì có th gi m m t ph n n c tr n và t đó t ng c ng đ bê tông.
2.3.5 Hi u ng phân tán (Dispersion effect).
Các h t PGKHTSM xen k gi a các h t xi m ng, làm cho các h t xi m ng không tích t ho c ti p c n nhau mà tách xa nhau. Khi đó n c ti p xúc và xâm nh p d dàng h n và các h t xi m ng đ th c hi n ph n ng th y hóa t t h n và làm t ng c ng đ c a đá xi m ng và bê tông.
2.3.6 Kh n ng gi m đ co.
M t s PGKHT c ng có kh n ng gi m đ co c a bê tông, t đó gi m guy c n t do co ngót.
2.4 Vai trò c a ph gia siêu d o (PGSD).
Vai trò và c ch t ng d o cho h n h p BTC C c a ph gia siêu d o c ng gi ng nh trong h n h p BTT và g m ba tác d ng chính sau đây:
2.4.1 Tác d ng hóa d o do làm gi m s c c ng b m t.
PGSD là ch t ho t đ ng b m t. Vì v y, khi cho vào n c chúng làm gi m s c c ng b m t c a dung d ch. N ng đ PGSD càng cao, thì s c c ng
39 (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
b m t càng gi m nhi u. Khi cho PGSD vào h n h p bê tông, các ph n t c a PGSD bám lên b m t các pha r n (h t xi m ng, ph gia khoáng, cát, đá và s n ph m th y hóa c a xi m ng) và n m trên b m t phân chia gi a pha r n và pha l ng, làm gi m s c c ng b m t c a n c bao quanh pha r n và làm cho chi u d y c a màng n c gi m đi. Khi đó hai pha r n có th tr t lên nhau d dàng v i màng n c phân cách có chi u dày nh h n. L ng n c t do dôi ra s làm t ng đ d o c a h n h p bê tông. PGSD làm gi m s c c ng b m t càng nhi u, thì kh n ng hóa d o c a h n h p bê tông càng cao.
2.4.2 Tác d ng hóa d o do phân tán h t xi m ng, ch ng k t t .
C ch phân tán các h t xi m ng c a PGSD d a trên l c đ y t nh đi n. Các PGSD d a trên l c đ y t nh đi n g m Naptalen Focmaldehit Sunfonat, Melamin Focmaldehit Sunfonat và Amino Sunfonat; t t c các lo i PGSD này đ u có nhóm sunfonic trong phân t . Khi phân t PGSD hút bám trên b m t các pha r n, các Amino có kh n ng tách ra kh i nhóm sunfonic m nh h n so v i nhóm caboxyl, d n đ n s thay đ i đi n tích c a các h t xi m ng (pha r n). Khi đó các h t c a pha r n (xi m ng) đ u tích đi n âm, nên đ y nhau và làm cho các h t xi m ng tách r i nhau. N u không có PGSD, thì có hi n t ng các h t xi m ng tích t l i và gi n c bên trong. Nh ng khi các h t xi m ng b phân tán, n c thoát ra và làm t ng đ d o c a h n h p bê tông.
2.4.3 Tác d ng hóa d o do cu n khí:
PGSD có kh n ng cu n khí vào trong h n h p bê tông khi tr n. Các b t khí (không khí) này có đ ng kính r t nh , nh ng v i s l ng l n, phân b đ u trong h n h p bê tông. B t khí làm t ng hàm l ng v a ho c h xi m ng trong bê tông và có tác d ng nh v t đ m xen k các h t pha r n, làm cho chúng d tr t lên nhau và làm t ng đ d o c a h n h p bê tông.
40
2.5 K t lu n ch ng 2:
Ch ng 2 đ c p đ n c s lý thuy t c a đ tài LV, đ c th hi n trong vai trò c a c u trúc bê tông (đ đ c và đ r ng), đ đ c ch t c a h n h p c t li u, vai trò c a PGKHTSM và PGSD. Chính b n y u t này t o đi u ki n đ bê tông đ t c ng đ cao và th ng có các tính ch t khác c ng cao. Vì v y khi ch t o BTC C ph i quan tâm đ n b n y u t này. Ph i xác đ nh thành ph n h t t i u c a c t li u, s d ng PGKHTSM (nh silica fume…) và ph gia siêu d o đ c i thi n các tính ch t k thu t c aBTC C. Ngoài ra còn ph i đ m t t bê tông đ gi m đ r ng và t ng đ đ c ch c c a bê tông. PGKHTSM t o ra các hi u ng sau đây trong bê tông:
- T o ph n ng puz lanic (SiO2 ho t tính c a PGK tác d ng v i Ca(OH)2 t o ra CSH b n v ng);
- Hi u ng t ng đ đ c ch c vi c u trúc c a đá xi m ng (các h t PGK siêu m n chèn đ y các khe kh trong đá xi m ng và bê tông);
- Hi u ng t ng vách (c i thi n c u trúc vùng chuy n ti p);
- Hi u ng bi (các h t PGK hình c u d tr n tr t làm t ng đ d o c a h n h p bê tông);
- Hi u ng phân tán (phân tán các h t xi m ng đ th y hóa t t h n). PGSD có tác d ng: gi m s c c ng b m t, phân tán các h t xi m ng và có th cu n m t l ng không khí vào h n h p bê tông khi tr n, do đó t ng đ d o c a h n h p bê tông ho c gi m l ng n c tr n n u không mu n t ng đ d o.
41
CH NG 3: V T LI U S D NG TRONG NGHIÊN C U VÀ
PH NG PHÁP NGHIÊN C U THÍ NGHI M
3.1 V t li u.
Trong nghiên c u đ tài LV đã dùng các nguyên v t li u đ ch t o BTC C nh sau:
- Xi m ng pooc l ng h n h p PCB 40 c a nhà máy xi m ng Hoàng Th ch. Nhà máy xi m ng Hoàng Th ch là nhà máy xi m ng th hai c a Vi t Nam và có