Việc sử dụng tro trong sản xuất bê tông mác tối ựa là M60 (M50 theo mẫu hình trụ) có thể giảm nhu cầu nước trong bê tông, giảm nhiệt ựộ bê tông và giảm
ựược chi phắ. Tuy nhiên, vì sự thay ựổi về các ựặc tắnh hoá học của tro, nên các tắnh chất cường ựộ cao ựạt ựược của bê tông có thể bị ảnh hưởng. Do ựó, ắt nhất cần sử dụng hai hàm lượng tro khác nhau cho các hỗn hợp trộn thử nghiệm ựồng dạng. Các bước sau ựây cần hoàn tất ựối với một hỗn hợp ựồng dạng ựể xác ựịnh tỉ lệ .
Vì thành phần hoá học khác nhau, nên các ựặc tắnh ựể có thể ựạt ựược cường ựộ và làm giảm lượng nước của tro sẽ khác nhau ựối với từng kiểu tro và nguồn gốc trọ Do vậy, các tắnh chất này cũng như khả năng có sẵn của tro cần ựược cân nhắc ựến khi lựa chọn tro ựể sử dụng.
Lượng xi măng ựược thay thế bởi tro phụ thuộc vào kiểu tro ựược sử dụng. Các mức thay thế khuyên dùng ựược cho trong bảng 3.5 áp dụng ựối với hai loại trọ Với mỗi hỗn hợp thử nghiệm ựồng dạng ựược thiết kế nên lựa chọn phần trăm thay thế từ bảng nàỵ
Khi ựã chọn ựược phần trăm thay thế thì trọng lượng của tro dùng cho mỗi hỗn hợp thử nghiệm ựồng dạng có thể tắnh ựược bằng cách nhân tổng trọng lượng của các vật liệu kết dắnh với phần trăm thay thế ựược lựa chọn trước ựó.
Bảng 3.5 - Các giá trị khuyên dùng cho phần thay thế
tro của xi măng Poóc lăng
Loại tro Giỏ trị thay thế (% khối lượng)
Tro cấp F Tro cấp C
15 ựến25 20 ựến 35
Trọng lượng còn lại của vật liệu kết dắnh tương ứng với trọng lượng của xi măng. Do ựó, ựối với mỗi hỗn hợp, trọng lượng của tro cộng với trọng lượng của xi măng phải bằng với trọng lượng các vật liệu kết dắnh ựược tắnh .
Thể tắch tro: Vì sự khác nhau về khối lượng riêng thể tắch của xi măng và tro, nên thể tắch của các vật liệu kết dắnh trên m3 sẽ khác với dung tắch tro cho dù trọng lượng của các vật liệu kết dắnh vẫn không thay ựổị Do vậy, ựối với mỗi hỗn hợp, thể tắch của các vật liệu kết dắnh nên ựược tắnh toán bằng cách cộng thể tắch của tro với thể tắch của xi măng.
3.9.1- Chất giảm nước và chất làm chậm ựông cứng -
Khối lượng các chất này ựược sử dụng trong bê tông là khác nhau và phụ thuộc vào từng hỗn hợp ựó cũng như ứng dụng của chúng . Nói chung, có khuynh hướng sử dụng lớn hơn bình thường hoặc khối lượng tối ựa của các hỗn hợp nàỵ điển hình là khi dùng 1% phụ gia này, lượng nước trộn có thể giảm ựi 5 ựến 8% .Tăng hàm lượng cát ựể bù lại tổn thất về thể tắch vì giảm nước trong hỗn hợp.
3.9.2 - Các chất giảm nước mạnh (PGSD) :
Cần sử dụng các chất giảm nước mạnh (PGSD) trong hỗn hợp bê tông cường ựộ caọ Khi dùng PGSD lượng nước giảm từ 10 - 25%. Tương ứng, cần phải tăng hàm lượng cát ựể bù lại tổn thất về thể tắch do giảm nước trong hỗn hợp.
Hàm lượng chất PGSD sử dụng phải ựược xác ựịnh thông qua các thắ nghiệm ở phòng thắ nghiệm với các tỉ lệ liều lượng khác nhau ựể xác ựịnh mức ựộ ảnh hưởng ựến cường ựộ bê tông, khả năng làm việc của hỗn hợp bê tông và tỉ lệ phụ gia thắch hợp.
Có thể sử dụng PGSD vào các hỗn hợp hiện có mà không cần ựiều chỉnh các tỉ lệ pha trộn ựể cải thiện khả năng làm việc của bê tông ựó.
Trong bê tông cường ựộ cao thường sử dụng PGSD ựể hạ thấp tỉ lệ nước / chất kết dắnh. Các hỗn hợp này có tác dụng ựể hạ thấp tỉ lệ nước / chất kết dắnh cũng như làm tăng ựộ sụt của bê tông. Vì khối lượng tương ựối lớn chất lỏng ựược cho thêm vào hỗn hợp bê tông dưới dạng hợp chất làm dẻo, nên trọng lượng của những hợp chất này ựược gộp vào trong tắnh toán tỉ lệ nước / chất kết dắnh.
3.10 - Các mẻ trộn thử .
Bê tông cường ựộ cao yêu cầu một số lượng lớn các mẻ trộn thử . Ngoài các mẻ trộn thử trong phòng thắ nghiệm, các mẻ trộn thử với quy mô ngoài thực tế cũng cần ựược sử dụng ựể tái tạo lại những ựiều kiện sản xuất ựiển hình.
Các mẻ trộn thử trong phòng thắ nghiệm ựược chuẩn bị theo "Phương pháp tiêu chuẩn ựể tiến hành và xử lý các mẫu kiểm tra bê tông trong phòng thắ nghiệm" ASTM C 192 hoặc TCVN 3105 - 93 ( Lấy mẫu chế tạo và bảo dưỡng mẫu thử bê tông nặng ).
Lựa chọn các nguồn vật liệu ựã qua sơ chế bằng cách tiến hành kiểm tra so sánh với tất cả các thông số , ngoại trừ vật liệu ựó ựã ựược sử dụng liên tục. Bằng cách kiểm tra có thể tìm ựược các khối lượng tối ưu của các vật liệu tối ưu, xác ựịnh ựược sự kết hợp tốt nhất và các tỉ lệ tốt nhất của vật liệu ựược sử dụng.
Khi một hỗn hợp có triển vọng ựã ựược thiết lập, các mẻ trộn thử nghiệm trong phòng thắ nghiệm cần phải xác ựịnh ựược các tắnh chất của những hỗn hợp ựó. Phải xác ựịnh ựược cường ựộ, ựộ co ngót và mô ựun ựàn hồi của bê tông ở các tuổi 3,7,14,28 ngày hoặc 56, nếu cần 90 ngàỵCần ựánh giá nhu cầu về nước, tốc ựộ mất ựộ sụt, lượng nước chảy ra ngoài, sự phân ly, khối lượng ựơn vị . Về tắnh công tác và khả năng ựổ có thể rất khó xác ựịnh, thì ắt nhất cũng nên cố gắng dự báo kết quả theo phương pháp chuyên giạ Khi các kết quả không ựạt , cần ựiều chỉnh lại thiết kế và thử lại cho ựến khi ựạt yêu cầu .
Cần tiến hành các mẻ trộn với quy mô sản xuất tại công trường. Các mẻ trộn thử trong phòng thắ nghiệm thường thể hiện mức cường ựộ tương ựối cao hơn là nó có thể ựạt ựược trong sản xuất thực tế . Nhu cầu về nước trong thực tế, sản lượng của bê tông có thể khác với thiết kế trong phòng thắ nghiệm. Nhiệt ựộ môi trường và các ựiều kiện về thời tiết có ảnh hưởng ựến tắnh năng của bê tông. Thực tế sản xuất và các thao tác kiểm tra chất lượng sẽ ựược ựánh giá tốt hơn khi các mẻ trộn thử nghiệm với quy mô sản xuất ựược chuẩn bị bằng cách sử dụng các máy móc thiết bị và con người mà nó ựã từng ựược sử dụng trong công việc thực tế.
Các kết quả thắ nghiệm tại hiện trường cũng phải ựạt yêu cầu mới ựược tiến hành sản xuất .
3.11. VÍ DỤ: Thiết kế thành phần bê tông cường ựộ 70 MPa
dùng muội silic và phụ gia siêu dẻo Thụy sĩ
Các dữ liệu cho trước .
Tắnh toán mẻ trộn ở phòng thắ nghiệm .
Cường ựộ bê tông qui ựịnh : Rb = 70 MPa ( mẫu D=15; H=30) độ sụt hỗn hợp bê tông : 15 cm
Xi măng PC 40 , ρ X = 3,1 g/cm3
Cát sông có mô ựun ựộ lớn M k = 2,8, khối lượng riêng 2,65 g/cm3, khối lượng thể tắch γc = 1,7 g/cm3 , ựộ hấp phụ nước 1% , ựộ ẩm cát Wc = 2% .
đá dăm granit, khối lượng riêng của ựá là 2,85 kg/cm3, khối lượng thể tắch: 1,5 g/cm3 . Khối lượng thể tắch ở trạng thái ựầm chặt γự = 1,602 g/cm3 Rự = 160 daN/cm2
Các bước tắnh toán như sau :
Bước 1 : Tắnh Ryc = (70+9,65)/0,9 = 88,5 MPa ; Rycc = 79,65 MPa
Bước 2 : Xác ựịnh ựường kắnh lớn nhất của cốt liệu lấy
Dmax = 9,5 mm - 12,7mm ( Ryc > 75 MPa), chọn Dmax= 12,7
Bước 3 : Tra bảng 3.2 xác ựịnh tỷ lệ X / (X+S) = 0,3
Bước 4 : Tra bảng 3.1 xác ựịnh lượng nước với ựộ sụt ban ựầu : 3 cm D max = 13,7 mm là 174 lắt/m3 bê tông (ựộ rỗng cát là 35%) .
Sử dụng phụ gia siêu dẻo, lượng nước giảm 6% N =163,6 =164 lắt.
Bước 5 : Tắnh lượng xi măng + muội si lắc (MS) X + MS = 164 : 0,3 = 546 kg Hàm lượng muội si lắc là 8%.
Vậy : MS = 8% (X + M S) = 0,08 x 546 = 43 kg X = 546 - 43 = 503 kg
Bước 6 : Xác ựịnh hàm lượng ựá (Kg/m3 bê tông )
Thể tắch ựá dăm ựã ựầm chặt : Tra bảng 3.4 ựược V ự = 0,65 Lượng ựá : D = 0,68 x 1602 = 1090 kg/m3 bê tông
Bước 7 : Tắnh toán hàm lượng phụ gia siêu dẻo Thụy sĩ loại RN ký hiệu là SD (kg).
SD = 1,5 lắt/100 kg
Vậy SD = 490 x 0,01 lắt = 4,90 lắt /m3 bê tông .
Bước 8 : Xác ựịnh lượng cát (kg/m3 bê tông) Vax = 503 : 3.1 = 162 lắt Vas = 43 : 2,2 = 19,5 lắt VaN = 164 lắt Vaự = 1090 : 2,85 = 382 Vkk = 20 lắt Vac = 1000 - (162+19,5+164+382.4+20) = 252,1
C = 252,1 x 2,65 = 668 kg/m3
γ b = 668 + 1090 + 164 + 546 = 2468 kg/m3
Bước 9 : Xác ựịnh thành phần bê tông : Thành phần bê tông : N01 là: X = 503 kg N = 164 kg
MS = 43 kg Tỉ lệ N/ (N + MS) = 0,3 C = 668 kg PGSD = 7,0 lớt/m3 đ = 1090 kg