3. Các phương pháp tắnh tốn thành phần bê tơng hiện hành
3.3. Phương pháp của DREUX-
Phương pháp này là một phương pháp mới ựược ựề xuất bởi các ông DREUX và GORISSE của C.ẸB.T.P. ( D Ờ G )
Các dữ liệu cơ bản
ạ Tắnh chất của cơng trình
Cần biết tắnh chất của cơng trình: cơng trình khối lớn hay cơng trình cao và mỏng, cốt thép ắt hoặc nhiềụ.. Cần phải biết chiều dầy tối thiểu của kết cấu, việc ựặt cốt thép ở vùng cốt thép dầy nhất, khoảng cách tối thiểu giữa cốt thép và lớp phủ ứng với ván khuôn.
Muốn ựạt ựược cường ựộ danh nghĩa σỖn chịu nén ở tuổi 28 ngày, và có kể đến sự phân tán và sai số quân phương S, phải sử dụng ựược cường ựộ yêu cầu ở tuổi 28 ngày, σỖ28, như sau:
σỖ28 = σỖn + 0.8 . S
Nếu chấp nhận sai số quân phương trung bình khoảng 20% của giá trị trung bình, người ta có thể chấp nhận qui ựịnh gần ựúng như sau:
σỖ28 = σỖn + 15%
c. Tắnh dễ đổ mong muốn c. Tắnh dễ ựổ mong muốn
Nó làm hàm số của tắnh chất cơng trình, mức độ khó khăn trong thi cơng, phương tiện đầm chặt... Nói chung nó có thể được định nghĩa bằng ựộ dẻo mong muốn, ựược đo bằng độ sụt của cơn ABRAMS (xem bảng 2.9)
Bảng 2.9. đánh giá tắnh dễ đổ qua tham khảo độ sụt của côn ABRAMS
độ dẻo Sự ựầm chặt độ sụt H, tắnh bằng cm Rất khô Khô Dẻo Mềm Lỏng Chấn ựộng mạnh Chấn ựộng tốt Chấn động thơng thường đầm chọc Chọc nhẹ 0 ựến 2 3 - 5 6 - 9 10 - 13 ≥ 14
Kắch cỡ lớn nhất chấp nhận được của cốt liệu ( D)
Người ta áp dụng các quy định đã được cơng bố và được tóm tắt trong bảng 2.10 Bảng 2.10. ựánh giá D theo các kết cấu sẽ đổ bê tơng
Kắch cỡ D
đặc tắnh của các kết cấu sẽ đổ bê tơng
Cốt liệu sàng Cốt liệu
nghiền
e: khoảng cách của các cốt thép nằm ngang D ≤ 0.9e D ≤ 0.8e
c: bề dày lớp phủ giữa cốt thép và ván khuôn D ≤ 0.8c D ≤ 0.7c
r: bán kắnh trung bình của mắt cốt thép D ≤ 1.8r D ≤ 1.6r
R: bán kắnh trung bình của khn D ≤ 1.2R D ≤ R
hm: bề dày nhỏ nhất của kết cấu D < hm/4
Liều lượng xi măng
đánh giá gần ựúng tỉ số X/N theo cường độ trung bình mong muốn σỖ28 ( Cường ựộ yêu cầu ). σỖ28 = A1.σỖc − 5 . 0 N X trong đó:
σỖ28 = cường độ nén trung bình mong muốn ở tuổi 28 ngàỵ σỖc = mác thực của xi măng ở tuổi 28 ngàỵ
N = liều lượng nước tổng cộng cho vật liệu khơ, được biểu thị bằng l/m3. G = hệ số về cốt liệu ựược cho trong bảng 2.11 dưới ựây
Bảng 2.11. Các giá trị gần ựúng của A1
Hệ số cốt liệu A1 Chất lượng của cốt liệu
D ≤ mịn 16mm 25 ≤ D vừa ≤ 40 D ≥ to 63
Rất tốt 0.55 0.60 0.65
Tốt Ờ thông thường 0.45 0.50 0.55
Thường 0.35 0.40 0.45
Các giá trị của G giả ựịnh rằng việc ựầm chặt bê tông ựược thực hiện tốt, về ngun tắc bê tơng được chấn động.
- Liều lượng xi măng nhỏ nhất
- Tiêu chuẩn N.F.D 18-305 (bê tơng trộn sẵn) quy định:
X (kg/m3) ≥ 2505
D B
+
B là cường độ bê tơng được tắnh bằng daN/cm2.
Tập 65 của Pháp về cơng trình bê tơng cốt thép xác ựịnh liều lượng xi măng tối thiểu chỉ rất ựặc biệt mới thấp hơn 300kg/m3 ( bê tông gầy).
đối với bê tơng ở trong nước ăn mịn hoặc nước biển, thông tư số 23 của Bộ thiết bị Pháp khuyến cáo rằng: X (kg/m3) ≥ 5700 D Khi biết tỷ lệ N X
cẩn thận trong xác ựịnh liều lượng nước. Thật vậy, khi chọn chẳng hạn một liều lượng xi măng ắt, sẽ tìm được lượng nước ắt; có nguy cơ là khi đó được bê tơng q khơ và ngược lạị Vậy liều lượng xi măng là hàm số của
N X
, nhưng cũng là hàm số của liều lượng nước N cần thiết ựể ựạt ựược tắnh dễ ựổ tốt. DREUX và GORISSE ựã ựề nghị một ựổ biểu cho phép ựánh giá gần ựúng Xmin theo tỉ lệ
N X
và ựộ dễ ựổ mong muốn, mà theo phương pháp này nó phải được coi là dữ kiện của bài toán.
Liều lượng nước
Sau khi ựã chọn liều lượng xi măng X, xác ựịnh ựược liều lượng gần ựúng của nước tổng cộng ựể dự kiến. Liều lượng này là tạm thời, và dĩ nhiên nên hiệu chỉnh về sau bằng một vài thắ nghiệm về độ dẻo, tắnh dễ đổ và lượng nước có trong cát và ựá. Chất lượng của cốt liệu :
- đá: Phải có chất lượng tốt về mặt khống vật, đủ cứng và thật sạch, nhưng hình dạng của ựường cong thành phần hạt, ắt nhiều lõm xuống, có ảnh hưởng khơng lớn bằng ảnh hưởng của cát.
- Cát: là thành phần có ảnh hưởng lớn đối với bê tơng.
độ sạch của nó được kiểm tra bằng phép thử ựương lượng cát
Tắnh modun độ nhỏ của nó bằng: tổng các lượng sót % được chuyển sang đơn vị (số thập phân) trên các sàng có modun bằng 23, 26, 29, 32, 35, 38. Mong muốn là modun độ nhỏ có giá trị nằm trong khoảng 2,2 - 2,8. Theo TCVN qui ựịnh này cũng ựược qui ựịnh tương tự.
đường cong thành phần hạt sẽ ựược so sánh với phạm vi tối ưu ựược ghi trong các tiêu chuẩn và trong trường hợp cần thiết người ta ựiều chỉnh bằng cách thêm một loại cát mịn hoặc một chất tăng dẻo cuốn khắ, nếu như cát dự kiến là rất thơ.
Cần tiến hành lựa chọn thành phần hạt tham chiếu (hợp lý) ựược ghi trong các tiêu chuẩn. Từ ựó vẽ các thành phần hạt của các cốt liệu (cát và ựá). Căn cứ vào ựường kắnh lớn nhất của các cốt liệu ựể xác ựịnh tỷ lệ thành phần các cốt liệu cho bê tông bằng phương pháp đồ biểu (xem hình 2.3.)
Hình 2.3. Thành phần hạt và mơ đun độ lớn của cát
Hệ số ựầm chặt này bằng tỉ số của thể tắch tuyệt đối của các chất rắn (xi măng và cốt liệu) thực tế được chứa đựng trong một thể tắch nào đó của bê tơng tươi để đổ với chắnh thể tắch đó của bê tơng.
Các giá trị của γ biến đổi từ 0.75 đối với bê tơng hạt nhỏ có ựộ sệt mềm ựược ựổ và ựầm chọn ựơn giản ựến bằng 0.855 ựối với bê tơng đá cuội có độ sệt khơ và được ựầm bằng chấn ựộng. γ = 0.82 là giá trị trung bình tốt đối với bê tơng thơng thường (16 < D < 40mm)
Liều lượng cốt liệu:
Xác ựịnh bằng phương pháp biểu ựồ (xem giáo trình VLXD Ờ Tác giả Phùng Văn
Lự, Phạm Duy HữuẦ). Thắ dụ về thành phần bê tông 2 cốt liệu xem hình 2.4. Kết quả có tỷ lệ các thành phần cốt liệu là g1, g2, g3 (ựá, ựá nhỏ, cátẦ)
Ghi chú:
S- Cát G- đá
OAB- đường cong tham chiếu OAB- đường cong thực tế
Hình 2.4. Vắ dụ về lựa chọn thành phần hạt bê tông cỡ 0-5 và 5-25 mm
Thể tắch tuyệt đối của tập hợp các cốt liệu cho 1m3 bê tông là: Với lượng xi măng là x thì Vx=x/3.1. Thể tắch của cốt liệu là
VC = 1000γ-Vx
Thể tắch tuyệt đối của mỗi cốt liệu khi đó là: V1 = g1Vc
V2 = g2Vc V3 = g3Vc
Nếu khối lượng thể tắch đặc của mỗi loại cốt liệu này là ρ1, ρ2 và ρ3 thì các khối lượng của mỗi loại cốt liệu này là:
P1 = V1ρ1 P2 = V2ρ2 P3 = V3ρ3
Thắ nghiệm - hiệu chỉnh
Vấn ựề cịn lại là thắ nghiệm thành phần bê tơng đã ựược xác ựịnh bằng một vài thắ nghiệm để đưa ra các hiệu chỉnh cần thiết. để thực hiện các hiệu chỉnh này, DREUX và GORISSE ựề nghị các giải pháp sau:
ạ Cường độ khơng đạt
Trong trường hợp này phải: Tăng liều lượng xi măng, giảm liều lượng nước; nhưng vì vấn đề cấp bách là giữ ựược ựộ dẻo ựầy dủ, người ta có thể tuỳ tình hình phải nhờ đến phụ gia tăng dẻọ Có thể tăng cường ựộ bằng cách giảm liều lượng phần tử nhỏ của cát để có lợi cho các phần tử lớn hơn, điều đó dẫn đến tăng moựun ựộ nhỏ; khi đó phải chú ý đến việc giảm tắnh dễ đổ , tăng sự phân tầng.
Có thể tăng tỉ lệ đ/C (tỉ lệ giữa đá và cát) bằng cách giảm một chút lượng cát ựể có lợi cho đá. Nếu thiếu thời gian, thì có thể thực hiện một vài thắ nghiệm nén ở tuổi 7 ngày và tham khảo hệ số cường ựộ giữa các tuổi của bê tông như sau:
' 7 ' 28 σ σ = 1.45
Như vậy cường ựộ ựạt ựược ở tuổi 7 ngày phải vào khoảng 70% của cường ựộ 28 ngày với xi măng có tốc độ cứng hố bình thường.
b. Tắnh dễ đổ khơng ựủ, có sự phân tầng
Trong trường hợp này phải xác nhận rằng cát không có mun độ nhỏ q lớn, người ta có thể thêm một loại cát nhỏ ựể hiệu chỉnh modun hoặc cần ựến chất tăng dẻọ Nếu bê tơng có vẽ q khơ, người ta tăng liều lượng nước, có chú ý đến sự giảm cường ựộ mà việc tăng nước có thể gây nên. Người ta cũng có thể cải thiện tắnh dễ đổ và giữa sự phân tầng bằng cách tăng liều lượng các phần tử nhỏ nhất ựể cho các hạt to hơn, điều đó lại làm giảm tỉ lệ đ/C.