Xỏc định cấp phối bờ tụng bằng phương phỏp tra bảng kết hợp với thực nghiệm
1. Nguyờn tắc của phương phỏp
Căn cứ vào điều kiện cơ bản về nguyờn vật liệu, độ sụt và mỏc bờ tụng yờu cầu ta sử dụng bảng tra để xỏc định sơ bộ thành phần vật liệu cho 1m3 bờ tụng x sau đú tiến hành kiểm tra bằng thực nghiệm theo vật liệu thực tế sẽ thi cụng trờn cụng trường và điều chỉnh để cú cấp phối bờ tụng phự hợp nhất.
2.Cỏc bước thực hiện
Bước 1: Tra bảng để xỏc định sơ bộ thành phần vật liệu cho 1m3 bờ tụng. Căn cứ vào:
-Loại mỏc xi măng -Độ sụt
-Cỡ hạt lớn nhất của cốt liệu (Dmax) -Mỏc bờ tụng
Để tra bảng xỏc định sơ bộ thành phần vật liệu cho 1m3 bờ tụng
Sau khi tra bảng tỡm được thành phần vật liệu cho 1m3 bờ tụng cần lập 3 thành phần định hướng.
- Thành phần 2 là thành phần tăng 10% xi măng so với lượng xi măng ở thành phần 1, lượng nước như thành phần 1. Thành phần cốt liệu lớn và nhỏ cũng tớnh lại theo lương xi măng và lượng nước đó hiệu chỉnh.
-Thành phần 3 là thành phần giảm 10% xi măng so với lượng xi măng ở thành phần 1, lượng nước như thành phần 1. Thành phần cốt liệu lớn và nhỏ cũng tớnh lại theo lượng xi măng.
Bước 2: Kiểm tra bằng thực nghiệm:
Sau khi lập 3 thành phần định hướng ta tiến hành kiểm tra bằng thực nghiệm với nguyờn vật liệu thực tế sẽ thi cụng. Khi thớ nghiệm phải đồng thời tiến hành kiểm tra 3 thành phần đó xỏc định ở bước sơ bộ, thụng qua đú chọn thành phần đỏp ứng yờu cầu về chất lượng bờ tụng, điều kiện thi cụng và đủ sản lượng 1m3.
Trỡnh tự thực hiện như sau:
- Dự kiến thể tớch của cỏc mẻ trộn thớ nghiệm
Tựy thuộc vào số lượng mẫu, kớch thước mẫu bờ tụng cần đỳc để kiểm tra cường độ mà trộn mẻ hỗn hợp bờ tụng với thể tớch chọn theo bảng 1.
- Tớnh liều lượng vật liệu cho cỏc mẻ trộn thớ nghiệm:
Từ liều lượng vật liệu của 1m3 bờ tụng đó xỏc định được ở bước sơ bộ cho 3 thành phần sẽ xỏc định được khối lượng vật liệu cho mỗi mẻ trộn theo thể tớch đó dự kiến.
- Kiểm tra độ sụt của hỗn hợp bờ tụng và điều chỉnh thành phần vật liệu để hỗn hợp bờ tụng đạt độ sụt theo TCVN 3106 : 1993
- Đỳc mẫu bờ tụng (TCVN 3105:1993):
- Xỏc định khối lượng thể tớch của hỗn hợp bờ tụng nặng (TCVN 3108:1993)
- Xỏc định thể tớch thực tế của cỏc mẻ trộn hỗn hợp bờ tụng đó thớ nghiệm (TCVN 3108:1993)
- Bảo dưỡng cỏc mẫu bờ tụng (TCVN 3105:1993)
- Xỏc định cường độ nộn của bờ tụng nặng theo phương phỏp phỏ hủy mẫu (TCVN 3118:1993)
Trờn cơ sở 3 thành phần đó thớ nghiệm, chọn một thành phần cú cường độ nộn thực tế (Rtt) vượt mỏc bờ tụng yờu cầu thiết kế theo cường độ nộn. Nếu trộn bờ tụng bằng cỏc trạm trộn tự động thỡ lấy độ vượt mỏc khoảng 10%. Nếu trộn bờ tụng bằng cỏc trạm trộn cõn đong thủ cụng thỡ lấy độ vượt mỏc khoảng 15%.
Căn cứ vào liều lượng vật liệu thực tế đó sử dụng trong quỏ trỡnh thớ nghiệm cho mẻ trộn đạt độ sụt và đồng thời đạt mỏc yờu cầu đó được chọn ta tiến hành tớnh lại liều lượng vật liệu cho 1m3 bờ tụng theo cỏc cụng thức sau :
Trong đú:
- X1, N1,C1,Đ1 : - Lượng xi măng, nước, cỏt, đỏ (sỏi) đó dung cho mẻ trộn thớ nghiệm sau khi đó kiểm tra đạt độ sụt và cường độ chịu lực(mẻ trộn đó được chọn) cú thể tớch Vm lớt , kg.
- Xht; Nht; Cht; Đht : - Lượng xi măng, nước, cỏt, đỏ (sỏi) dựng cho 1m3 bờ tụng sau khi đó kiểm tra đạt độ sụt và cường độ chịu lực(mẻ trộn đó được chọn), kg.
Từ thành phần của bờ tụng trờn ta biểu thị khối lượng xi măng (kg) và thể tớch cốt liệu (m3) nước (l). Cỏch tớnh như sau:
Trong đú: ρvcht , ρvdht ( kg/m3) là khối lượng thể tớch xốp của cỏt và đỏ dăm (kg/m3) thực tế xỏc định tại hiện trường (bài thớ nghiệm số 3).
Như vậy qua cỏc bước tra bảng xỏc định sơ bộ, kiểm tra bằng thực nghiệm và điều chỉnh lại ta đó xỏc định được thành phần vật liệu cho 1m3 bờ tụng.
3. Bảng tra thành phần vật liệu cho 1m3 bờ tụng thụng thường: 3.1 . Khi dựng xi măng PC30 (hoặc PCB 30):
a. Khi độ sụt của hỗn hợp bờ tụng: 2 - 4 cm
+ Đỏ Dmax = 20 mm . (40- 70)% cỡ 0,5 x 1 cm và (60 - 30)% cỡ 1 x 2 cm
+ Đỏ Dmax = 40 mm .( 40- 70)% cỡ 1 x 2 cm và (60 - 30)% cỡ 2 x 4 cm .
+ Đỏ Dmax = 20 mm . (40- 70)% cỡ 0,5 x 1 cm và (60 - 30)% cỡ 1 x 2 cm .
+ Đỏ Dmax = 40 mm .(40- 70)% cỡ 1 x 2 cm và (60 - 30)% cỡ 2 x 4 cm
c. Khi độ sụt của hỗn hợp bờ tụng : 14 - 17cm
+ Đỏ Dmax = 20 mm. (40- 70)% cỡ 0,5 x 1 cm và (60 - 30)% cỡ 1 x 2 cm .
+ Đỏ Dmax = 40 mm. (40- 70)% cỡ 1 x 2 cm và (60 - 30)% cỡ 2 x 4 cm
3.2. Khi dựng xi măng PC40 (hoặc PCB40):
a. Khi độ sụt của hỗn hợp bờ tụng : 2 - 4 cm
+ Đỏ Dmax = 20 mm. (40- 70)% cỡ 0,5 x 1 cm và (60 - 30)% cỡ 1 x 2 cm .
b. Khi độ sụt của hỗn hợp bờ tụng : 6 - 8 cm + Đỏ Dmax = 20 mm. (40- 70)% cỡ 0,5 x 1 cm và (60 - 30)% cỡ 1 x 2 cm . + Đỏ Dmax = 40 mm. ( 40- 70)% cỡ 1 x 2 cm và (60 - 30)% cỡ 2 x 4 cm c. Khi độ sụt của hỗn hợp bờ tụng : 14 - 17 cm + Đỏ Dmax = 20 mm. (40- 70)% cỡ 0,5 x 1 cm và (60 - 30)% cỡ 1 x 2 cm + Đỏ Dmax = 40 mm. (40- 70)% cỡ 1 x 2 cm và (60 - 30)% cỡ 2 x 4 cm
. 2III.5.2. Thớ nghiệm cường độ bờ tụng (TCVN 3118 : 1993)
1. Lấy mẫu (TCVN 4453 : 1995)
- Nếu đợt đổ ≥ 1000m3 thỡ lấy 03 tổ mẫu(9 mẫu hỡnh trụ)/500m3 - Nếu đợt đổ ≤ 1000m3 thỡ lấy 03 tổ mẫu (9 mẫu hỡnh trụ) /100m3
2. Chuẩn bị mẫu thử
- Chuẩn bị mẫu thử nộn theo nhúm mẫu, mỗi nhúm mẫu gồm 3 viờn. Khi sử dụng bờ tụng khoan cắt từ kết cấu, nếu khụng cú đủ 3 viờn thỡ được phộp lấy 2 viờn làm một nhúm mẫu thử.
3. Tiến hành thử
- Xỏc định diện tớch chịu lực của mẫu
- Đặt mẫu vào mỏy nộn sao cho một mặt chịu nộn đó chọn nằm đỳng tõm thớt dưới của mỏy. Vận hành mỏy cho mặt trờn của mẫu nhẹ nhàng tiếp cận với thớt trờn của mỏy. Tiếp đú tăng tải liờn tục với vận tốc khụng đổi cho tới khi mẫu bị phỏ hoại. Dựng tốc độ gia tải nhỏ đối với cỏc mẫu bờ tụng cú cường độ thấp, tốc độ gia tải lớn đối với cỏc mẫu bờ tụng cường độ cao.
- Lực tối đa đạt được là giỏ trị tải trọng phỏ hoại mẫu.
4. Tớnh toỏn kết quả
5. Bỏo cỏo kết quả thớ nghiệm
Kết quả thớ nghiệm cường độ bờ tụng gồm cỏc nội dung sau - Tờn cụng trỡnh, tờn dự ỏn và hạng mục ỏp dụng.
- Đơn vị yờu cầu. - Nguồn gốc vật liệu. - Tiờu chuẩn thớ nghiệm - Cường độ nộn
- Tờn người thớ nghiệm, tờn cơ quan thớ nghiệm. - Tiờu chuẩn thớ nghiệm.
. VIIII.6. Thớ nghiệm thộp (TCVN 197:2002; TCVN 198:2008; TCVN 1651-1:2008;
TCVN 1651-2:2008)
. 1 1. Lấy mẫu
- Đối với mỗi loại đường kớnh, mỗi loại mỏc thộp, một lụ thộp ≤20T sẽ lấy 9 mẫu
thử để thớ nghiệm cỏc tớnh chất cơ lý của thộp: 3 mẫu kộo, 3 mẫu uốn, 3 mẫu hàn.
. 22. Thiết bị thớ nghiệm - Mỏy kộo thộp. - Mỏy cắt. - Cõn. - Thước… . 33. Cỏch thực hiện 3.1. Thộp cõy, thanh, định hỡnh, ống 3.1.1.Thử kộo
Mẫu thộp cõy hoặc thộp hàn sẽ được cắt thành đoạn 60cm, mỗi tổ mẫu gồm 3 mẫu thử kộo. Mẫu thộp sau khi gia cụng xong sẽ được vạch từng đoạn = 5d để xỏc định độ gión dài của thanh thộp, đồng thời ta tiến hành cõn mẫu để xỏc định khối lượng thộp/1m dài.
Sau khi gia cụng mẫu xong ta tiến hành cho mẫu thộp lờn mỏy kộo để xỏc định giới hạn bền kộo và giới hạn bền đứt của mẫu thộp.
3.1.2. Thử uốn
Mẫu thử uốn được cắt sao cho chiều dài của mẫu phự hợp với đường kớnh bỳa uốn của loại mỏc thộp mà ta đó thử kộo.
3.2. Thộp tấm
Thộp tấm, tựy vào chiều dày mà ta gia cụng đến kớch thước phự hợp, đo kớch thước mẫu để xỏc định tiết diện của mẫu. Mẫu sau khi gia cụng sẽ được đưa vào mỏy kộo để xỏc định bền kộo và giới hạn bền đứt.
. 44. Tớnh toỏn kết quả
5. Bỏo cỏo kết quả thớ nghiệm
Kết quả thớ nghiệm cỏc chỉ tiờu cơ lý thộp cõy và thộp tấm gồm cỏc nội dung sau - Tờn cụng trỡnh, tờn dự ỏn và hạng mục ỏp dụng.
- Đơn vị yờu cầu. - Nguồn gốc vật liệu. - Tiờu chuẩn thớ nghiệm.
- Giới hạn bền kộo, giới hạn bền đứt, độ gión dài, mẫu uốn nứt hay khụng nứt (đối với thộp cõy, thộp tấm)
- Tỡnh trạng phỏ hủy mối hàn, chất lượng mối hàn, giới hạn bền kộo, giới hạn bền đứt (đối với thộp cõy hàn)
- Tiờu chuẩn đỏnh giỏ.
. VIIIII.7. Đất đắp
. 1II.7.1. Xỏc định thành phần hạt (TCVN 4198 : 1995) 1. Lấy mẫu
Mẫu đất được lấy tại hiện trường hoặc tại mỏ theo yờu cầu của TVGS với khối lượng khoảng 20kg để thớ nghiệm xỏc định thành phần hạt.
2. Thiết bị thớ nghiệm
- Cõn kỹ thuật.
- Bộ sàng (cú ngăn đỏy) cú kớch thước lỗ: 10; 5; 2; 1; 0,5; 0,25 và 0,1mm - Cối sứ và chày bọc cao su.
- Tủ sấy. - Bỏt đựng đất. - Dao con.
- Tỉ trọng kế. - Phễu thủy tinh. - Cỏc bỡnh tam giỏc. - Nhiệt kế.
- Que khuấy.
- Đồng hồ bấm dõy.
- Thước thẳng dài 20cm cú vạch chia milimet. - Quả lờ cao su.
3. Tiến hành thớ nghiệm
3.1. Xỏc định thành phần hạt của đất bằng phương phỏp sàng
Mẫu được lấy theo phương phỏp chia tư. Cõn mẫu đất đó chia trờn cõn kĩ thuật
Lấy một mẫu đất và cõn khối lượng của nú, đổ mẫu đất vào bộ sàng tiờu chuẩn và lắc bằng tay hoặc bằng mỏy. Sàng cho đến khi kiểm tra khụng thấy một hạt đất nào rơi xuống giấy nữa mới thụi..
Cõn riờng từng nhúm hạt cũn lại trờn cỏc rõy và lọt xuống ngăn đỏy
3.2. Xỏc định thành phần hạt của đất bằng phương phỏp sàng ướt
Lấy một mẫu đất trung bỡnh, cõn khối lượng của nú và đổ đất vào cỏc bỏt nhỏ đó được cõn trước. Dung nước làm ẩm đất và nghiền đất bằng chày cú đầu bọc cao su. Sau đú đổ nước vào đất, khuấy đục huyền phự và để lắng 10 đến 15 giõy. Đổ nước cú cỏc hạt khụng lắng (thể vẩn) qua rõy cú lỗ 0,1mm.
Cứ tiến hành khuấy đục và đổ lờn sàng như vậy cho đến khi nước bờn trờn cỏc hạt lắng xuống hoàn toàn trong mới thụi.
Dựng quả lờ cao su bơm nước dội sạc cỏc hạt cũn lại trờn sàng vào bỏt, gạn đổ nước trong bỏt đi.
Sấy đất trong cỏc bỏt cho đến khi trạng thỏi khụ giú và cõn bỏt với đất để tỡm khối lượng của đất sau khi dội rửa cỏc hạt nhỏ hơn 0,1mm qua sàng.
Sàng đất đó được rửa bỏ cỏc hạt cú kớch thước nhỏ hơn 0,1mm qua bộ sàng tiờu chuẩn Cõn riờng từng nhúm hạt bị giữ lại trờn cỏc rõy.
3.3. Xỏc định thành phần hạt của đất bằng phương phỏp tỉ trọng kế
Khi phõn tớch cỏc mẫu đất cú huyền phự khụng kết tủa, để rửa hạt và pha loóng huyền phự, đều phải dựng nước cất cú thờm dung dịch NH4OH nồng độ 25% theo liều lượng 0,5cm3 cho một lớt nước cất.
Cỏch chuẩn bị mẫu trung bỡnh để phõn tớch
a) Bằng phương phỏp chia tư, lấy một mẫu đất 200g ở trạng thỏi khụ giú và sàng qua bộ sàng cú kớch thước lỗ 10; 5; 2; 1; 0,5mm.
b) Cũng bằng phương phỏp chia tư, lấy một mẫu đất trung bỡnh đó lọt qua sàng cú kớch thước lỗ 0,5mm, cho vào trong một bỏt đó biết khối lượng và cõn bỏt cú chứa đất để xỏc định khối lượng của đất cú cỡ hạt nhỏ hơn 0,5mm dựng vào phõn tớch.
c) Rửa trụi cỏc hạt trờn sàng 0,1mm bằng tia nước vào bỏt và dựng chày cú đầu bọc cao su nghiền kĩ, sau đú đổ huyền phự mới tạo thành trong bỏt qua rõy 0,1mm vào ống đo. Cứ tiếp tục nghiền phần đất đọng lại trong bỏt và đổ huyền phự qua sàng cho đến khi phần nước ở trờn cỏc hạt (cũn lại dưới đỏy bỏt) hoàn toàn trong.
Đổ dồn cỏc hạt cũn lại trờn sàng và cỏc hạt lắng lại ở đỏy bỏt vào một bỏt hay lọ thuỷ tinh cú khối lượng biết trước, đun cho bốc hơi. Sau đú, đem sấy đến khối lượng khụng đổi, rồi cho qua sàng cú kớch thước lỗ 0,25 và 0,1mm.
Cho cỏc hạt đó lọt qua sàng cú lỗ 1mm vào ống đo chứa huyền phự, để tiến hành phõn tớch bằng tỉ trọng kế.
Cõn cỏc nhúm hạt bị giữ lại trờn cỏc sàng để xỏc định lượng chứa của chỳng. Đổ thờm nước vào ống đo (nếu cần) cho đỳng 1000cm3.
+ Tiến hành phõn tớch bằng tỉ trọng kế.
a) Dựng que để khuấy huyền phự trong thời gian 1 phỳt (cứ hai giõy kộo lờn đẩy xuống một lần), ghi điểm thụi khuấy và sau 20 giõy thận trọng thả tỉ trọng kế vào trong huyền phự.
b) Tiến hành đọc đợt đầu mật độ của huyền phự theo mộp trờn của mặt khum qua 30 giõy, 1 phỳt, 2 phỳt, và 5 phỳt từ khi thụi khuõý và khụng lấy tỉ trọng kế ra khỏi ống đo.
c) Lấy tỉ trọng kế ra khỏi huyền phự và cho vào trong ống dựng nước cất.
Khuấy lại huyền phự lần thứ hai và cho tỉ trọng kế vào huyền phự để đọc mật độ của nú. Đọc tiếp tỉ trọng kế sau 15 phỳt; 30 phỳt; 1,5; 2; 3; và 4 giờ kể từ khi ngừng khuấy. Sau mỗi lần đọc xong, lấy tỉ trọng kế ra khỏi huyền phự và nhỳng vào ống đựng nước sạch, đo nhiệt độ và khụng khuấy lại.
d) Kiểm tra nhiệt độ của huyền phự với độ chớnh xỏc đến 0,5oC trong vũng 5 phỳt đầu (trước khi bắt đầu thớ nghiệm) và sau mỗi lần đo mật độ của nú bằng tỉ trọng kế.
e) Vẽ đường thành phần hạt trong hệ toạ độ nửa lụgarit: trờn trục hoành biểu thị lụgarit của đường kớnh hạt và trờn trục tung - lượng chứa phần trăm của cỏc hạt.
f) Kết quả phõn tớch được trỡnh bày dưới dạng bảng, trong đú nờu rừ lượng chứa phần trăm của cỏc hạt cú kớch thước lớn hơn 10; từ 10 đến 5; từ 5 đến 2; từ 2 đến 1; từ 1 đến 0,5; từ 0,5 đến 0,25; từ 0,25 đến 0,1; từ 0,1 đến 0,05; từ 0,05đến 0,01; từ 0,01 đến 0,005 (hoặc từ 0,01 đến 0,002) và nhỏ hơn 0,005 (hoặc nhỏ hơn 0,002mm).
. 2III.7.2. Xỏc định giới hạn chảy, chỉ số dẻo (TCVN 4197 : 2012)
1. Chuẩn bị mẫu
Mẫu đất được hong khụ, dựng phương phỏp chia tư để lấy khoảng 300g đất, loại bỏ cỏc di tớch thực vật lớn hơn 1mm rồi cho vào cối sứ và dựng chày cú đầu bọc cao su để nghiền nhỏ. Cho đất đó nghiền qua rõy 1mm và loại bỏ phần ở trờn rõy. Đưa đất lọt qua rõy đựng vào bỏt, rút nước cất vào bỏt đựng đất, dựng dao con trộn đều cho đến trạng thỏi như hồ đặc.
2. Phương phỏp xỏc định giới hạn dẻo của đất
Dựng dao con nhào kỹ mẫu đất đó được chuẩn bị với nước cất. Sau đú lấy một ớt đất và dựng mặt phẳng trong lũng bàn tay hoặc cỏc đầu ngún tay lăn đất nhẹ nhàng trờn kớnh nhỏm cho đến khi thành que trũn cú đường kớnh bằng 3mm.
Nếu với đường kớnh đú, que đất vẫn cũn giữ được liờn kết và tớnh dẻo, thỡ đem vờ nú thành hũn và tiếp tục lăn đến chừng nào que đất đạt đường kớnh 3mm, nhưng bắt đầu bị rạn nứt ngang và tự nú góy ra thành những đoạn nhỏ dài khoảng 3 đến 10mm.
Nhặt cỏc đoạn của que đất vừa đứt, bỏ vào hộp nhụm cú nắp để xỏc định độ ẩm.