9.1 định nghĩa
Có thể dự đốn trước hoạt động của bê tơng ựối với nguy cơ phân tầng. Chúng tôi gọi khả năng phân tầng là khả năng của bê tơng ắt hoặc nhiều đối với phân tầng.
9.2 đo ựộ phân tầng
Một dụng cụ khá ựơn giản cho phép ựo chỉ số ựộ phân tầng bằng cách cho bê tông rơi trên mẫu cốt thép, sau đó phân tắch bê tơng ở dưới nước như trong trường hợp phân tầng.
Sau khi rơi liên tiếp lên cốt thép bê tơng có thể được tách ra làm hai phần: phần ở giữa C và phần bên ngoài m nhờ một xi lanh như dược chỉ ra trong sơ ựồ dưới ựây:
độ phân tầng ựược xét bởi công thức sau ựây:
ISe = K G M M G M M m m m c c . + +
ISe là tỉ số giữa độ giầu vữa của bê tơng C ở bên trong của ống trụ phân chia với độ giàu vữa của bê tơng m ở bên ngồi chắnh ống trụ đó.
Chỉ số ựộ phân tầng càng lớn. Các giá trị của ISe luôn luôn lớn hơn 1 vì ln ln có sự phân tầng của bê tơng, sau khi đi qua trong máy phân tầng. Các giá trị biến ựổi trong phạm vi từ 1,05 ựến 1,9; K là hệ số điều chỉnh tắnh đến thời gian chảỵ
K = 45 60 +
t
Hệ số K này có xu hướng làm tăng ISe trong trường hợp thời gian ựổ thùng ra rất ngắn và làm giảm ISe trong trường hợp ngược lại:
độ phân tầng phụ thuộc vào thành phần hạt của cát, cát q thơ (modun độ nhỏ cao) cho bê tông dễ phân tầng hơn.
10. Tắnh đồng nhất của bê tơng
Một trong các chuẩn mực quan trọng nhất ảnh hưởng đến chất lượng của bê tơng là tắnh đồng nhất, nghĩa là có khả năng có cùng thành phần ở tất cả các điểm trong bê tông. Về mặt cấu trúc phải bảm ựảm sự xếp chồng của các hạt cốt liệu với nhau, càng hoàn hảo càng tốt. để làm ựược việc này, cần thiết có các phương tiện cơ học cho phép dịch chuyển của các thành phần và ựặc biệt các hạt cốt liệu, mà việc này không ựược kéo theo sự phân tầng dù có sự khác nhau về kắch thước và tỉ trọng. Hai loại lực chắnh chống lại sự dịch chuyển của vật liệu: lực ma sát và trọng lực. Tồn tại các ma sát bề mặt giữa hỗn hợp và thành khuôn, nội ma sát của bê tông do sự gồ ghề và góc cạnh của cốt liệu và các loại ma sát khác phức tạp do tắnh nhờn rất dễ biến đổi của các hỗn hợp bê tông.
CÂU HỎI ÔN TẬP
1. Các tắnh chất lưu biến của hỗn hợp bê tơng tươỉ
2. Tắnh cơng tác và các yếu tố ảnh hưởng đến tắnh cơng tác của hỗn hợp bê tông tươỉ
3. Các phương pháp xác định tắnh cơng tác của hỗn hợp bê tơng tươỉ
Chương 4 CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO BÊ TƠNG
1. Cơng nghệ chế tạo bê tơng
Bê tơng tươi có hoạt động lưu biến và chúng cần ựược tắnh dễ ựổ. đặc trưng của tắnh dễ đổ, mặc dù khó hiểu và ln ln cịn chưa được rõ ràng nhưng rất quan trọng trong thực tế sản xuất bê tơng, vì nó tạo điều kiện cho việc ựổ bê tông trong khuôn và tạo độ đặc chắc và các tắnh chất cơ học lâu dài của bê tông và kết cấu bê tông cốt thép.
Muốn thu được bê tơng có chất lượng cao thì mọi giai ựoạn chế tạo cần phải cẩn thận, tỉ mỉ. Thành phần giống hệt nhau nhưng khi thi cơng có thể thu được bê tơng tốt hoặc bê tông xấụ Nếu khơng thi cơng đúng qui trình thì chất lượng của bê tông rất kém. Do vậy cần phải biết những qui ựịnh ở mỗi giai ựoạn chế tạo bê tông. Công nghệ bê tông gồm những giai đoạn thi cơng bê tơng như sau:
a) Cân ựong b) Nhào trộn c) Vận chuyển
d) đổ khuôn ự) đầm chặt e) Bảo dưỡng
g) Hoàn thiện h) Kiểm tra chất lượng
1.1. Cân đong
Có hai phương pháp chuẩn bị vật liệu:
Chuẩn bị theo thể tắch: khơng phải là phương pháp hay ựể xác ựịnh thành phần vật liệu vì rất khó khăn khi xác định thể tắch của vật liệu dạng hạt rời rạc. Vắ dụ khi được đầm chặt cát ẩm có thể tắch nhỏ hơn rất nhiều so với cát khơ. Vì vậy khi cân đong vật liệu cho bê tông chất lượng cao chỉ dùng phương pháp xác ựịnh theo khối lượng. Tuy nhiên ựối với bê tơng dùng cho cơng trình khơng quan trọng hay lượng dùng ắt có thể chuẩn bị vật liệu theo thể tắch.
Xi măng ln ln được xác định theo khối lượng, khơng bao giờ được xác định theo thể tắch. Nói chung, cho mỗi mẻ trộn, thì dùng xi măng theo từng baọ Thể tắch của một bao xi măng là 35 lắt (50 kg).
Nước ựược xác ựịnh theo kg hoặc theo lit sau cho thuân lợị Trong trường hợp này hai ựơn vị là như nhau vì khối lượng riêng của nước là 1kg/lit. Hàm lượng nước ựược xác ựịnh dựa vào tỷ số nước/xi măng và khối lượng của xi măng; vắ dụ, nếu tỷ số nước/xi măng = 0.5, thì lượng nước dùng để nhào trộn với một bao xi măng là 0.5 x50 =25kg hay 25 lắt. Hàm lượng nước này bao gồm cả lượng nước có trong độ ẩm của cốt liệụ
Chuẩn bị vật liệu theo khối lượng là phương pháp chắnh xác. Với bê tông chất lượng cao, hệ thống cân đong phải chắnh xác. Sử dụng hệ thống cân chắnh xác, thuận
tiện và đơn giản. Có rất nhiều hệ thống cân khác nhaụ Các loại cụ thể phụ thuộc vào loại vật liệụ Cân khối lượng lớn thường dùng hệ thống tự ựộng. Sử dụng hệ thống cân tự ựộng yêu cầu phải có kỹ sư giỏi, có kinh nghiệm. ở phần tiếp theo sẽ ựiều chỉnh hàm lượng nước theo ựộ ẩm của cốt liệụ đối với những cơng trình nhỏ, hệ thống cân bao gồm 2 thùng, mỗi thùng ựược gắn với một hệ thống địn bẩy có thể điều chỉnh tải trọng. Khi quay ựến một ựiểm nào đó thì thùng đựng tự ựổ vật liệu rạ Do vậy một thùng vừa nhận vật liệu cịn thùng kia lại đổ vật liệu vào mẻ trộn. Với cơng trình nhỏ thì chỉ cần máy cân có một cánh tay địn đơn giản.
Hệ thống cân tự động có thể hoạt động với cơng suất lớn lớn hoặc nhỏ. Người ựiều khiển chỉ cần ấn một hoặc hai nút ựể cân tất cả các loại vật liệu khác nhau, khi loại vật liệu nào đã được cung cấp đủ thì nó sẽ tự ngắt, khơng thêm vào nữạ Hệ thống cân ựong tự ựộng này ựược chạy bằng ựiện hoạt ựộng trên cơ sở hệ thống phiếu ựục lỗ. Loại máy này ựặc biệt thắch hợp khi chế tạo hỗn hợp bê tơng thành phẩm và phải liên tục thay ựổi tỷ lệ thành phần hỗn hợp ựáp ứng địi hỏi của các khách hàng khác nhaụ
Hệ thống máy cân ựong cần phải được kiểm tra, bảo dưỡng thường xun để có thể hoạt ựộng liên tục. Ln phải kiểm tra sao cho cánh tay địn khi cân ln thăng bằng, nếu sai sót phải sửa chữa ngaỵ
Khi thi cơng cơng trình nhỏ, không cần cân xi măng; xi măng được tắnh thành nhiều bao, mỗi bao 50kg. Thực tế tai nhà máy thì mỗi bao nặng 50 kg nhưng do vận chuyển ựến nhiều nơị.. sẽ mất mát ựi một chút xi măng. đặc biệt nếu xi măng ựược ựựng trong bao bằng sợi ựaỵ Do vậy lượng xi măng ở công trường luôn thấp hơn, thậm chắ có lúc mất hơn 5kg/baọ đây cũng là nguyên nhân gây ra sai sót trong giai ựoạn cân ựọng vật liệụ đối với bê tơng dùng cho các cơng trình lớn, quan trọng thì phải cân ựong chắnh xác khối lượng, tỷ lệ của các thành phần.
Chuẩn bị lượng nước. Khi ựã cân xong các thành phần cốt liệu, xi măng thì phải xác định chắnh xác lượng nước nhào trộn. Bổ xung thêm nước bằng cách ựổ dần từng xơ (theo lắt) thì sẽ khơng chắnh xác vì sẽ có lượng nước đổ ra ngồi vv... Nước thường ựược ựựng trong các thùng ựược ựặt nằm ngang hoặc thẳng ựứng phù hợp với máy trộn. Các thùng này ựược ựổ ựầy trước mỗi mẻ trộn. Việc ựổ nước vào nhào trộn cũng được thiết kế sao cho có thể ựiều chỉnh ựược lượng nước. Cũng có thể lắp thêm các cơng tơ để đo khối lượng nước ựã ựổ vào máy trộn.
Với hệ thống máy nhào trộn bê tơng hiện đại thì việc điều chỉnh khối lượng vật liệu ựược thực hiện tự ựộng bởi một chắp vi xử lý, do vậy việc cân đong là rất chắnh xác, và cịn điều chỉnh sao cho phù hợp với ựộ ẩm của cốt liệụ độ ẩm của cốt liệu ựược xác ựịnh tự ựộng bởi một máy cảm biến sau ựó ựiều chỉnh ngay lượng nước nhào trộn.
1.2. Nhào trộn
Nhào trộn kỹ hỗn hợp vật liệu sẽ thu được bê tơng đồng nhất. Khi nhào trộn phải ựảm bảo hỗn hợp phải ựồng nhất, cả về màu sắc và cấu trúc.
Nhào trộn bằng máy tạo ra bê tơng đồng nhất và giống nhau trong một mẻ và giữa các mẻ, nó thắch hợp đối với bê tơng cốt thép và bê tơng khối lớn. Nhào trộn bằng máy khơng những hiệu quả mà cịn kinh tế vì khối lượng bê tơng nhào trộn được là rất lớn.
Có rất nhiều loại máy trộn bê tơng. Chúng được phân làm hai loại là máy trộn từng mẻ và máy trộn liên tục. Máy trộn từng mẻ sẽ chế tạo bê tơng thành từng đợt, sau một khoảng thời gian ta thu ựược một mẻ bê tơng. Cịn máy trộn liên tục thì bê tơng ln được tạo ra khơng ngừng cho ựến khi dừng máỵ Loại máy trộn liên tục ựược sử dụng khi thi công khối lớn như Cầu, ựường và ựập ngăn nước. Với cơng trình bình thường thì sử dụng máy trộn từng mẻ. Máy trộn từng mẻ ựược chia làm nhiều loại vắ dụ như: máy có thùng nghiêng, thùng khơng nghiêng, thùng lật, hay máy cưỡng bức.
1.2.1. Máy trộn bê tông
Các máy trộn bê tơng là các máy quay đơn giản của thùng theo trục của nó, có thể nằm ngang hoặc hơi nghiêng. Trọng lực là lực chắnh tác động phối hợp các vật liệu thành hỗn hợp bê tông.
Có 3 loại máy trộn bê tơng chắnh như sau: - Máy trộn có trục nghiêng hoặc có thùng lật - Máy trộn có trục nằm ngang
- Máy trộn có 3 phần hình cơn.
Máy trộn có trục nghiêng hoặc thùng lật
đối với dung tắch sản xuất khơng vượt q 500l/mẻ trộn và để đạt được bê tơng có phẩm chất trung bình, các máy trộn thơng thường đạt được cấu tạo theo ngun tắc thùng lật
Thùng, ựược làm quay xung quanh trục của nó, có thể tạo độ nghiêng khác nhau, tuỳ theo ựộng tác ựang nạp vật liệu, trộn hoặc đổ bê tơng ra khỏi máỵ
Việc nạp và ựổ ra của máy ựược thực hiện bằng một cửa duy nhất ựược ựịnh tâm trên trục quay của thùng. Việc trộn các phần tử trở nên tốt hơn khi ựộ nghiêng của trục thùng so với ựường nằm ngang nhỏ hơn.
Máy trộn bê tơng có trục nằm ngang
đối với máy trộn bê tơng có cơng suất lớn hơn 500l/mẻ trộn, khơng thể sử dụng thùng lật, vì trọng lượng vật liệu quá lớn. Khi ựó người ta sử dụng một thiết bị mà thùng ựược quay xung quanh trục nằm ngang.
Nguyên tắc là cuốn vật liệu lên phắa trên, rồi lại để rơi xuống ở ựáy của máy trộn theo trọng lượng.
Ngoài ra việc trộn chỉ thực hiện ựúng, nếu các cánh có các hình dạng được nghiên cứu ựể truyền chuyển động vào bê tơng trong khi rơi theo hướng trục; nếu không, các thành phần của bê tông dịch chuyển trong các mặt phẳng tương ựối thẳng ựứng và hỗn hợp được trộn khơng tốt. Các thiết bị này mạnh và hoạt ựộng ựơn giản, nhưng chúng có hệ số đổ đầy thấp hơn hệ số đổ đầy của máy trộn bê tơng có thùng lật.
Các máy trộn có ba phần hình cơn chỉ là trường hợp riêng của máy trộn có trục nằm ngang.
Trong loại thiết bị này, việc trộn vật liệu ựược thực hiện bằng hai cánh xoắn của thùng. Khi chạy bình thường, các cánh cuốn vật liệu ra phắa sau của thùng. Nhờ có dạng hình cơn của nó, khi đó các vật liệu được đưa về phắa trước, từ đó nó tạo nên một hoạt ựộng ựi qua ựi laị song song với trục quaỵ
Trong khi thùng quay, vật liệu ựược kéo theo cùng một lúc ra phắa sau và về phần trên của thùng, từ đó chúng lại rơi xuống dưới tác dụng của trọng lực. đảo ngược chiều quay của thùng để đổ bê tơng ra, các cánh lại ựẩy vật liệu ra cửa tháọ
Trật tự đưa vật liệu khơ vào dường như khơng có ảnh hưởng lớn đến tắnh đồng nhất của mẻ trộn, nó vẫn tốt trong tất cả các trường hợp.
Với loại thiết bị này người ta ln đạt được bê tơng tốt hơn so với các hệ thống nêu trên.
1.2.2. Máy nhào bê tông
Máy nhào là máy trộn ựược các thành phần của bê tơng và bảo đảm tắnh đồng nhất do sự dịch chuyển của cánh trộn. Năng lượng ựược chuyển thành dịch chuyển cưỡng bức của các thành phần một cách tổng quát sao cho bảo ựảm ựược sự ựảo lộn thường xuyên và việc trộn hoàn hảo hỗn hợp. Máy nhào là loại máy trộn tốt.
Tuy nhiên ựể bảo ựảm trộn mạnh, các máy nhào ựược lắp ựộng cơ mạnh hơn nhiều (gấp hai hoặc ba lần) so với các máy trộn có thể tắch bê tơng trộn ngang, tiêu thụ năng lượng lớn hơn. Bảo ựảm một sự ựồng nhất tốt hơn.
Máy nhào có dạng hình trụ. Chiều cao nhỏ so với đường kắnh. Tồn tại một vài loại máy nhào có thể tắch lớn có thể cho lưu lượng bằng 5m3 và lớn hơn. Thiết bị khi hoạt động gần như hồn tồn đóng kắn, trừ phi chỗ đổ ra của thùng kắn hoặc của băng chuyền, điều đó giới hạn sự bay ra của bụi và giảm thất thoát xi măng. Máy được bố trắ nhiều cửa ựể ựưa xi măng, phụ gia và cốt liệu vào việc kiểm tra bằng mắt bê tông ựã sản xuất.
Bốn loại máy nhào:
- Thùng cố ựịnh với bộ cánh quay và ựồng tâm
- Thùng cố định có một hoặc hai bộ quay của các cánh quay lệch tâm (bộ quay kiểu nhảy van hoặc bánh răng hành tinh)
- Thùng quay với một hoặc hai bộ cố ựịnh và lệch tâm của các cánh quay theo hướng ngược lại (ngược chiều)
Các loại máy nhào cho chất lượng bê tơng tốt. Tuy nhiên do cát có tỷ diện quá lớn nên khả năng tương tác giữa xi măng và cát cần ựược lưu ý bằng cách chọn thời gian trộn hợp lý. Trong trường hợp bê tông vẫn tồn tại các hạt xi măng phải chỉnh thời gian trộn.
1.2.3. Máy nhào có tác dụng mạnh
Có hai loại máy nhào có tác dụng mạnh là: - Máy trộn kiểu tuốc bin
- Máy nhào ngược dòng được trang bị các lịng quấy hoặc xốy ốc
Máy trộn kiểu tuốc bin là những máy ựơn giản và cổ ựiển (nhóm thứ nhất), nhưng chúng ta bố trắ một số cánh được nâng cao và nó quay với tốc độ lớn (3,5 ựến 4m/sec theo ựường chu vi thay vì 2,5m/sec là giá trị trung bình đối với các loại khác). Cơng suất rất lớn. Tuy nhiên phải chỉ ra rằng các máy này, do quan niệm thiết kế và cách hoạt ựộng nên chi tiết dễ bị mài mòn nhiều hơn.
Máy nhào ngược dịng được lắp các lồng quấy hoặc xốy ốc là các máy được dự kiến để sử dụng trong cơng nghiệp bê tơng hiện đạị
Trong các máy này, tất cả hệ thống trộn quay ngược chiều với thùng. Việc bố trắ theo nhiều tầng của các bộ phận trộn cho một chiều cao chất tải lớn và trộn mạnh các thành phần của bê tông.
Các lồng quay hoặc các xốy ốc là những bộ phận phụ để kắch động. Chúng cho phép ựáp ứng ựược kỹ thuật trộn ựược gọi là phương pháp trộn hỗn hợp hai phạ (phương pháp trộn riêng rẽ)
- Pha thứ nhất: tạo ra một loại vữa