Chương 1 : TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU
3.1. THÍ NGHIỆM XÁC ĐỊNH CÁC ĐẶC TRƯNG CƯỜNG ĐỘ CỦA CÁC
3.2.4. Thí nghiệm xác định cường độ nén và ép chẻ của các mẫu CPĐD GCXM 4%
4% chứa hàm lượng hạt quá cỡ khác nhau khoan ngồi hiện trường
Trước khi thí nghiệm nén và ép chẻ, các mẫu CPĐD GCXM 4% chứa hạt quá cỡ khoan ngồi hiện trường được gia cơng cắt phẳng hai đầu đảm chiều cao của mẫu tối thiểu là 100 mm. Đối với các mẫu thí nghiệm xác định cường độ nén, cả hai đáy trên và dưới của mẫu trụ được làm phẳng (capping) bề mặt để hạn chế sai số trong quá
Bảng 3. 9. Hệ số hiệu chỉnh cường độ nén mẫu CPĐD GCXM 4% khoan ở hiện trường theo tỷ số h/d
Đường kính trong mũi khoan là 10 cm Đường kính trong mũi khoan là 15 cm Tỷ số h/d của mẫu khoan Hệ số hiệu chỉnh cường độ nén mẫu khoan Tỷ số h/d của mẫu khoan Hệ số hiệu chỉnh cường độ nén mẫu khoan 1,0 1,07 1,0 1,08 1,2 1,09 1,1 1,09 1,4 1,12 1,2 1,10 1,6 1,15 1,3 1,11 1,8 1,18
Thí nghiệm xác định cường độ nén của các mẫu khoan thực hiện theo TCVN 8858:2011 [2], cường độ nén của từng viên mẫu tính theo cơng thức (3.2), trong đó k là hệ số điều chỉnh tuỳ theo tỷ số h/d của mẫu khoan ở hiện trường được xác định theo Bảng 3.10. Thí nghiệm xác định cường độ ép chẻ của các mẫu khoan tiến hành theo TCVN 8862:2011 [9], cường độ ép chẻ của từng viên mẫu tính theo cơng thức (3.3).
Trong quá trình gia cơng mẫu, có một số mẫu bị sứt, vỡ hai đầu dẫn đến khơng đạt chuẩn nên được loại bỏ, do đó số mẫu cịn lại cho mỗi tổ mẫu là khoảng 4-6 mẫu. Kết quả thí nghiệm cường độ nén R và cường độ ép chẻ R của các mẫu CPĐD GCXMn ec
4% chứa hạt quá cỡ khoan ở hiện trường là giá trị trung bình của 4-6 viên mẫu được thể hiện trong Bảng 3.11 và Hình 3.11.
Hình 3. 8. Gia cơng và làm phẳng bề mặt các mẫu CPĐD GCXM 4% khoan từ hiện trường
Bảng 3. 10. Kết quả thí nghiệm cường độ nén và ép chẻ trung bình của các mẫu
CPĐD GCXM chứa hạt q cỡ thi cơng ngồi hiện trường
Hỗn hợp Tuổi mẫu Rectb (MPa) Rntb(MPa)
18QC 14 ngày7 ngày 0,560,73 7,649,76
25QC 14 ngày7 ngày 0,670,87 11,298,84
32QC 14 ngày7 ngày 0,720,95 12,379,77
Hình 3. 9. Thí nghiệm xác định cường độ nén và cường độ ép chẻ của các mẫu CPĐD GCXM 4% chứa hạt quá cỡ khoan ở hiện trường
Kết quả trên Hình 3.11 cho thấy hàm lượng hạt quá cỡ ảnh hưởng đáng kể đến các đặc trưng cường độ của CPĐD GCXM, sự gia tăng hàm lượng hạt quá cỡ dẫn đến sự gia tăng cường độ. Cường độ ép chẻ của CPĐD GCXM ở 7 ngày tuổi tăng khoảng 19,64 và 28,57%, ở 14 ngày tuổi tăng khoảng 19,18% và 30,14% (Hình 3.11a); cường
độ nén của CPĐD GCXM ở 7 ngày tuổi tăng khoảng 15,71% và 27,88%, ở 14 ngày tuổi tăng khoảng 15,68 và 26,74% tương ứng với hàm lượng hạt quá cỡ từ 18% tăng lên 25% và 32% (Hình 3.11b).
a. Sự phát triển cường độ ép chẻ b. Sự phát triển cường độ nén
Hình 3. 10. Ảnh hưởng của hàm lượng hạt quá cỡ đến cường độ ép chẻ và cường độ nén của CPĐD GCXM 4% thi cơng ngồi hiện trường
Các kết quả trên có thể được giải thích như sau: (1) các hỗn hợp chứa hạt quá cỡ sẽ làm tăng khả năng chống biến dạng và tăng độ chặt (Bảng 3.9) của các hỗn hợp; (2) khi hàm lượng hạt quá cỡ tăng lên làm cho tổng diện tích bề mặt được làm ướt của hỗn hợp giảm xuống, vì lượng xi măng và lượng nước trong các hỗn hợp là như nhau nên dẫn đến lượng hồ xi măng bao bọc xung quanh các hạt cốt liệu nhiều hơn. Đối với bê tông xi măng, lượng hồ xi măng bao bọc nhiều trên bề mặt cốt liệu sẽ làm giảm ma sát giữa các hạt dẫn đến tăng độ sụt, đồng thời lượng nước tự do (khơng có mặt trong các sản phẩm hydrat hóa) trên bề mặt cốt liệu cũng nhiều hơn và có thể dẫn đến suy giảm cường độ của bê tông, một số nghiên cứu về ảnh hưởng của kích cỡ cốt liệu thơ đến cường độ của bê tơng đã chứng minh điều đó [19, 20, 21, 22]. Tuy nhiên đối với CPĐD GCXM, lượng hồ xi măng bao bọc nhiều trên bề mặt cốt liệu lại là một lợi thế, vì lượng nước và đặc biệt là lượng XM trong hỗn hợp quá ít nên lượng hồ xi măng gần như chỉ đủ để bao bọc các hạt cốt liệu mà khơng có lượng hồ XM dư thừa trong hỗn hợp (hỗn hợp rất khô sau khi trộn và đầm lèn), điều này dẫn đến sự gia tăng cường độ của các hỗn hợp chứa hạt quá cỡ. Ngoài ra, các hỗn hợp chứa hạt quá cỡ sẽ đạt độ chặt nhanh hơn khi đầm lèn so với hỗn hợp không chứa hạt quá cỡ do giảm ma sát giữa các hạt. Nghiên cứu của E.O. Ekwulo et al [13] cho thấy rằng cường độ chịu nén của vật liệu GCXM (bê tông nghèo) tăng tỉ lệ thuận với kích cỡ hạt của cốt liệu thô, một
nghiên cứu khác của E.O. Ekwulo et al [12] cũng kết luận rằng sự vắng mặt của các hạt cốt liệu có kích cỡ lớn trên sàng 19 mm làm giảm cường độ nén và mô đun đàn hồi của vật liệu GCXM.