Kích th c m t sàng D, µm 0,119 0,129 0,141 0,154 0,167
L ng l t qua D,% 10 25 50 75 90
Kích th c trung bình c a h t SF là: 0,141 µm
Xác đ nh l ng sót sàng 45 µm là 3,6%. Bi u đ thành ph n h t c a SF đ c phân tích b ng máy Laze Coulter đ c th hi n nh trong hình 3.5.
54 Các ch tiêu tính ch t v t lý c a SF nh trong b ng 3.16. B ng 3.16: Tính ch t v t lý c a SF Elkem. Tính ch t n v Giá tr Kh i l ng riêng Kg/dm3 2,2 Kh i l ng th tích Kg/l 0,9 m % 0,5 L ng m t khi nung % 4,41 Ch s ho t tính c ng đ % 106 120 - Tu i 7 ngày - Tu i 28 ngày Hàm l ng SF đ c ki n ngh b ng 5 - 15% kh i l ng ch t k t dính trong bê tông.
3.1.6 Ph gia siêu d o.
Ph gia siêu d o s d ng trong nghiên c u đ tài LV là ph gia gi m n c m c đ cao PA - 2003 c a Công ty c ph n t v n thí nghi m công trình giao thông 1. Tính ch t k thu t, tác d ng và s d ng ph gia này đ c gi i thi u trong tài li u gi i thi u và h ng d n s d ng ph gia c a công ty và đ c đ a vào ph l c 2 c a LV. Kh i l ng riêng (t tr ng) c a ph gia đ c s d ng trong thi t k thành ph n BTC C, nên đ c thí nghi m l i theo TCVN 8826 : 2011 [18] b ng t tr ng k , đ c th vào ng đong đ ng ph gia l ng PA - 2003.
K t qu đ t đ c ρsd = 1,17 g/cm3, gi ng nh s li u c a Công ty c ph n t v n thínghi m công trình giao thông 1.
3.2 Các ph ng pháp thí nghi m.
55
và thí nghi m BTC C theo các ph ng pháp đ c quy đ nh trong các TCVN hi n hành nh d i đây. Ngoài ra còn s d ng các ph ng pháp ch a tiêu chu n hóa và ch d n k thu t c a B Xây d ng.
• i v i xi m ng, ph gia khoáng và ph gia hóa dùng các tiêu chu n: - TCVN 4030 : 2003 đ xác đ nh đ m n;
- TCVN 6017 : 2014 đ xác đ nh l ng n c tiêu chu n và th i gian đông k t c a xi m ng;
- TCVN 6016 : 2011 đ xácđ nh c ng đ nén c a xi m ng;
- Ph ng pháp Laze Coulter đ xác đ nh thành ph n h t c a PGK; - TCVN 8827 : 2011 đ xác đ nh l ng l t sàng 45 µm c a SF;
- TCVN 8826 : 2011 đ xác đ nh kh i l ng riêng c a PGSD PA - 2003; - ASTM C 618 - 2000 v ph gia khoáng.
• i v i c t li u dùng các tiêu chu n:
- TCVN 7570 : 2006 v yêu c u k thu t đ i v i c t li u; - TCVN 7572 : 2006 v các ph ng pháp thí nghi m.
• i v i h n h p bê tông và bê tông dùng các tiêu chu n: - TCVN 3105 : 1993 v đúc m u và b o d ng bê tông; - TCVN 3106 : 1993 v xác đ nh đ s t c a h n h p bê tông; - TCVN 3118 : 1993 v xác đ nh c ng đ nén c a bê tông;
- Ch d n k thu t ch n thành ph n bê tông các lo i, 2000, NXB Xây d ng. - Thi t k thành ph n BTC C theo ph ng pháp th tích tuy t đ i.
3.3 K t lu n ch ng 3.
Nguyên v t li u đ ch t o BTC C cho nghiên c u đ tài LV g m: - Xi m ng PCB40 Hoàng Th ch ch a kho ng 15% ph gia khoáng tro x Ph L i;
56
- Cát vàng sông Lô thu c lo i thô v i mô đun đ l n Mđl= 2,45; - á d m bazan Hòa Th chv i Dmax = 20 mm;
- Ph gia siêu d o PA - 2003 c a công ty c ph n t v n thí nghi m công trình giao thông 1.
ã xác đ nh thành ph n khoáng c a PCB40 và m t s ch tiêu tính ch t c a nguyên v t li u (xi m ng, cát, đá, silica fume, ph gia siêu d o).
ã dùng ph ng pháp Kirienko đ ph i h p hai c h t đá (5 - 10 mm) và (10 - 20 mm) đ t kh i l ng th tích l n nh t và đ r ng nh nh t. Sau đó ph i h p cát và đá đ đ c h n h p cát đá có kh i l ng l n nh t. ó là h n h p cát đá có thành ph n h t t i u trong BTC C nghiên c u. K t qu ph i h p đ t đ c nh sau:
T l theo kh i l ng hai c đá và cát theo th tích đ m ch t l n l t là 36 : 100. T l theo kh i l ng c a cát và đá là 34 : 100.
57
CH NG 4: NGHIÊN C U TH C NGHI M VÀ XU T CÔNG
NGH CH T O BTC C MÁC 65 MPa. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
4.1 Thi t k thành ph n BTC C.
Trong ch ng 1 đã gi i thi u hai ph ng pháp thi t k thành ph n BTC C: ph ng pháp c a M (ASTM 211.4) và ph ng pháp th tích tuy t đ i c a Nga. Qua so sánh hai ph ng pháp, th y r ng ph ng pháp c a Nga thu n ti n h n và phù h p v i tiêu chu n v thí nghi mbê tông và c t li u n c ta. Vì v y h c viên đã ch n ph ng pháp c a Nga trong nghiên c u đ tài LV và thi t k thành ph n bê tông mác 65 MPa theo các b c nh sau:
B c 1:Xác đ nh các thông s ban đ u.
• i v i bê tông và h n h p bê tông: - s t: Sn = 4 - 6cm
- C ng đ thi t k BTC C Rtk = 65 MPa; v i h s an toàn 1,1 thì Ryc = 65 × 1,1 = 71,5 MPa
• i v i xi m ng:
- Xi m ng PCB 40 Hoàng Th ch pha ph gia tro x v i t l 15% theo kh i l ng PCB 40. - Kh i l ng riêng c a PCB 40 là 3,05 kg/dm3 • i v i c t li u: - Kh i l ng riêng c a cát ρc = 2,65 kg/dm3 - Kh i l ng riêng c a đá ρđ = 2,75 kg/dm3 - Kh i l ng th tíchkhông đ m ch t c a đá là γđ = 1,71kg/l (h n h p 2 c đá (5 - 10mm ) và (10 - 20 mm)) - Dmax c a đá = 20 mm • i v i silica fume:
58
- Kh i l ng riêng c a silica fume ρsf = 2,2 kg/dm3
- Hàm l ng c a silica fume trong bê tông = 5% kh i l ng CKD - C ng đ nén c a CKD (95% PCB 40 + 5% silica fume) RCKD = 51 MPa
• i v i ph gia siêu d o PA - 2003:
- T tr ng (kh i l ng riêng) ρsd = 1,15 kg/l
- Hàm l ng ph gia siêu d o trong bê tông = 1,5% kh i l ng CKD. B c 2:Xác đ nh t l CKD/N và N/CKD 0, 5 yc ckd CKD R A R N = × × + ; V y ta có: yc 0, 5 ckd R CKD N = A R − × ; đây h s A = 0,43 ng v i c t li ulo i t t nên ta có: 71, 5 0, 5 3, 26 0, 5 2, 76 0, 43 51 CKD N = − = − = × ; V y: 1 0, 36 2, 76 N CKD = =
B c 3:Xác đ nh hàm l ng n c trong 1 m3h n h p bê tông.
Theo bi u đ hình 1.5 v i đ s t 4 - 6 cm (l y trung bình 5cm) tra đ c N = 182 lít. Do có ph gia siêu d o PA - 2003 nên có th gi m 15% l ng n c tr n. V y l ng n c tr n N′ = 155 lít
B c 4:Xác đ nh hàm l ng ch t k t dính trong 1 m3h n h p bê tông. Có t l N/CKD = 0,31 nên CKD = 155 431
0, 36 = kg; Hàm l ng xi m ng PCB 40 chi m 95% kh i l ng CKD
59
Hàm l ng silica fume chi m 5% kh i l ng ch t k t dính SF = 5% × 431 = 22 kg
B c 5:Xác đ nh hàm l ng đá trong 1 m3h n h p bê tông.
1000 D= 1 D D D r α γ ρ × + Trong đó: αlà h s tr t tra bi u đ hình 1.6 đ c α = 1,48 γD là kh i l ng th tích x p c a h n h p 2 c đákhông đ m ch t xác đ nh b ngthí nghi m theo TCVN 7572 - 6 : 2006 xác đ nh γD = 1,71 kg/dm3 1000 1000 D= 1414 1, 48 0, 397 1 0, 344 0, 363 1, 71 2, 75 kg == × + +
B c 6:Xác đ nh hàm l ng ph gia siêu d o trong 1 m3h n h p bê tông. Ph gia siêu d o PA - 2003 chi m 1,5% kh i l ng ch t k t dính nên có:
SD = 1,5% × 431 = 6,5 kg
B c 7:Xác đ nh hàm l ng cát trong 1 m3h n h p bê tông. 409 22 6, 5 1414 1000 155 2, 65 480 3, 05 2, 2 1,17 2, 75 C= − − − − − × = kg
n đây đã xác đ nh đ c thành ph n tính toán c a BTC C nh sau:
409 22 480 1414 6, 5 155 X kg SF kg C kg D kg SD kg N l = = = = = = Trong đó: 1 1414 0, 36 374 1, 36 D × kg == ; D2=1414 - 374 = 1040 kg. T hàm l ng cát (480 kg) và đá (1414 kg) đã tính đ c, xác đ nh t l cát và đá theo kh i l ng nh sau:
60 480 0, 339 1414 C D = = T l C/D tính toán b ng 0,339 r t g n v i t l C/D t i u là 0,34. Nh v y không c n đi u ch nh hàm l ng cát đá đã tính toán.
Thành ph n tính toán c a bê tông ph i đ c ki m tra b ng th c nghi m đ có nh ng hi u ch nh c n thi t.
Tr n m th v i thành ph n bê tông đã tính toán và ki m tra đ s t đ c Sn = 5 cm. úc 3 m u bê tông hình l p ph ng 15 × 15 × 15 cm đ thí nghi m c ng đ nén (ký hi u B1). Ngoài ra c ng tr n 2 m bê tông khác v i hàm l ng CKD t ng và gi m 10%, r i xác đ nh đ s t theo TCVN 3106 : 1993 [29] và đúc 3 m u t m i m tr n đó (ký hi u B2, B3).
M u bê tông đ c ch t o và b o d ng m theo TCVN 3105 : 1993 [28] Sau 28 ngày tính t ngày đúc, 3 nhóm m u bê tông B1, B2, B3 đ c thí nghi m nén trên máy th y l c theo TCVN 3118 : 1993 [30]. K t qu thí nghi m đ c ghi trong b ng 4.1 (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
B ng 4.1: K t qu thí nghi m đ s t và c ng đ nén BTC C C p ph i bê tông CKD, kg s t, cm C ng đ nén, MPa M u 1 M u 2 M u 3 Trung bình B1 431 5 75,2 73,9 74,8 74,6 B2 474 4,6 77,3 80,1 79,3 78,9 B3 388 5,8 66,3 70,7 69,6 68,9
Quan h gi a c ng đ nén c a bê tông và hàm l ng CKD đ c bi u th trong hình 4.1
61
Hình 4.1: Quan h gi a c ng đ nén và hàm l ng CKD trong BTC C.
Nh v y c ng đ yêu c u 71,5 MPa và 78,6 MPa ( ng v i c ng đ thi t k là 65 MPa và 70 MPa) ng v i CKD b ng 407 kg/m3 và 469 kg/m3đi u ch nh l i theo th tích tuy t đ i, BTC C có thành ph n nh trong b ng 4.2.
B ng 4.2: Thành ph n BTC C nghiên c u
STT
Thành ph n v t li u trong 1 m3h n h p bê tông
s t, cm C ng đ nén, MPa X, kg SF, kg C, kg D, kg N, l SD, kg 1 390 20 484 1426 156 6,2 5 71,5 2 440 23 474 1396 153 6,9 4,5 78,6
4.2 C ng đ nén và phát tri n c ng đ nén theo th i gian c aBTC C.
C ng đ nén c a BTC C đã đ c trình bày m c 4.1 và c ng đ c a hai lo i bê tông tu i 28 ngày đ c trình bày b ng 4.2. đánh giá s phát tri n c ng đ nén trong th i gian 28 ngày, đã đúc thêm 2 nhóm m u (m i nhóm 3 m u) cho m i lo i bê tông có thành ph n nh trong b ng 4.2.
62
Ti n hành thí nghi m c ng đ nén tu i 3 ngày và 7 ngày k t qu đ t đ c nh trong b ng 4.3.
B ng 4.3: Phát tri n c ng đ nén c a BTC C theo th i gian
STT C ng đ nén c a BTC C các tu i
3 ngày 7 ngày 28 ngày
1 38,6 / 54% 59,6 / 83% 71,7 / 100% 2 41,7 / 53% 65,8 / 84% 78,6 / 100%
Ghi chú: Trong b ng này s trên g ch chéo là giá tr c ng đ nén, s d i g ch chéo là t l ph n tr m so v i c ng đ nén tu i 28 ngày. ó là h s phát tri n c ng đ Kt; v i t là th i gian.
i chi u v i b ng h s phát tri n c ng đ nén c a BTT Kt các tu i nêu trên đ c gi i thi u trong tài li u [2], th y r ng các h s K3 và K7 trong b ng 4.3 l n h n rõ r t. i u này ch ng t r ng BTC C phát tri n c ng đ s m nhanh h n BTT.
4.3 Xác đ nh c ng đ kéo c a BTC C.
Trong m t s tr ng h p bê tông trong k t c u ch u l c kéo. Khi đó c n ph i xác đ nh c ng đ kéo c a bê tông. Ph ng pháp thí nghi m tr c ti p c ng đ kéo c a bê tông là ph ng pháp kéo d c tr c. Tuy nhiên ph ng pháp này khá ph c t p yêu c u ph i dùng m u bê tông là m u tr hai đ u g n hai thanh thép, đ t đúng trung tâm và th ng hàng; n u không, k t qu thí nghi m s không chính xác. M t khác m u bê tông ch u kéo d c tr c ph i đ c thí nghi m trên máy thí nghi m kéo, lo i máy này r t hi m các phòng thí nghi m VLXD. Vì v ytrong b tiêu chu n thí nghi m bê tông n m 1993 không có tiêu chu n thí nghi m này, mà thay vào đó là thí nghi m c ng đ kéo khi u n theo TCVN 3119 : 1993 [29] và thí nghi m c ng đ
63
kéo khi b a (ép ch ) theo TCVN 3120 : 1993 [31]; đó là các ph ng pháp thí nghi m kéo gián ti p.
Ph ng pháp thí nghi m kéo khi b a t ng đ i đ n gi n, có th dùng m u l p ph ng tiêu chu n có c nh b ng 15cm; đó chính là m u đ thí nghi m c ng đ nén c a bê tông. Ngoài ra thí nghi m đ c ti n hành trên máy ép th y l c, mà h u h t các phòng thí nghi m VLXD đ u có. Nh v y, ph ng pháp thí nghi m kéo khi b a r t thu n l i và đã đ c ch n dùng đ xác đ nh c ng đ kéo c a BTC C trong LV này. ây c ng là m t ph ng pháp xác đ nh c ng đ kéo c a bê tông đ c dùng ph bi n nhi u n c.
Khi dùng ph ng pháp này, ngoài vi c ph i chu n b 3 m u bê tông hình l p ph ng 15 × 15 × 15 cm, còn ph i chu n b 6 thanh đ m b ng g dài 15cm, d y 5mm r ng 15cm. úc m u và b o d ng m u nh đ i v i m u thí nghi m nén. Sau 28 ngày l y 3 m u ra đ thí nghi m ép ch . M u đ c đ t trên th t ép d i c a máy nén và t a trên 1 thanh đ m; còn thanh đ m th hai đ t m t trên c a m u. Hai t m đ m đ c đ t song song v i nhau chính gi a hai m t trên và d i c a m u và song song