P BTĐL F: Hàm lượng phụ gia khoáng.
2.3.3. Ảnh hưởng của thấm tới quá trình phát triển cường độ RCC
2.3.3.1. Khái niệm về hệ số thấm Kt của bê tông:
Hệ số thấm được định nghĩa là tốc độ nước chảy ra thành dòng qua một đơn vị diện tích của vật liệu xốp (ở đây bê tơng cũng được coi là vật liệu xốp) dưới một đơn vị gradient thủy lực ở nhiệt độ tiêu chuẩn, thông thường là 20P
o
P
C. Kt được xác định theo công thức Darcy có dạng như sau:
).t P S(P a V K 2 1 n t − = (m/giờ ) (2-11) Trong đó:
Vn: Thể tích nước thấm qua khối bê tơng (mP
3
P
). a: Chiều dày khối bê tông (m ).
S: Diện tích tiết diện của khối bê tơng mà nước thấm qua (mP
2
P
). PR1R, PR2R: Áp suất thủy tĩnh tại hai mặt khối bê tông (mét cột nước). t: Thời gian nước thấm qua mẫu bê tông (giờ).
Như vậy: Kt chính là thể tích nước thấm qua khối bê tơng có chiều dày 1m, diện tích tiết diện 1mP
2
P
, độ chênh lệch áp suất thủy tĩnh ở hai mặt bê tông bằng 1m cột nước và trong thời gian là 1 giờ.
2.3.3.2. Khái niệm về mác chống thấm W của bê tông:
Mác chống thấm là khả năng của bê tông không cho nước thấm qua dưới áp lực thủy tĩnh. Khi thí nghiệm xác định độ chống thấm của tổ mẫu (6 viên hình trụ, kích thước 150 x 150 mm) là cấp áp lực lớn nhất mà ở trong đó 4 trong 6 viên mẫu chưa bị nước thấm qua. Từ áp lực nước mà ở đó 4 trong 6 viên đã bị thấm nước (áp lực mà tại đó dừng việc thử) trừ đi 2 sẽ cho mác chống thấm của bê tông W.
Như vậy: Mác chống thấm của bê tông W là hiệu số của cấp áp lực khi dừng thử (tính bằng atm) mà ở đó bốn trong sáu viên mẫu thử đã bị nước xuyên qua trừ đi 2. Áp lực đó gọi là mác chống thấm của bê tơng.
2.3.3.3. Mối quan hệ giữa mác chống thấm W và hệ số thấm Kt của bê tông đầm lăn RCC M15
Thành phần cấp phối của BTĐL M15 được lấy từ kết quả nghiên cứu của Phòng nghiên cứu vật liệu cho cơng trình đập BTĐL Nước Trong – tỉnh Quảng Ngãi. Vật liệu sử dụng gồm:
+ Xi măng PC 40 Kim Đỉnh hoặc Hồng Mai có các chỉ tiêu kỹ thuật đạt tiêu chuẩn dùng cho BTĐL.
+ Cát tại sơng Nước Trong được bổ sung 14 ÷ 18% thành phần hạt mịn dưới sàng 0,14 mm bằng phụ gia khống nghiền mịn.
+ Đá dăm tại cơng trình có chỉ tiêu cơ lý đạt yêu cầu dùng cho bê tông thủy công và nằm trong vùng không gây phản ứng kiềm cốt liệu.
+ Phụ gia khống hoạt tính dùng Tro bay Nhiệt điện Phả lại, puzơlan Núi Voi–Quảng ngãi và Phong Mỹ có các chỉ tiêu cơ lý đạt yêu cầu cho sản xuất BTĐL. + Phụ gia hóa học dùng loại SIKA TM – 25 chuyên dụng hóa dẻo và kéo dài thời gian đơng kết cho hỗn hợp BTĐL.
Kết quả thí nghiệm mác chống thấm W và hệ số thấm Kt của bê tông RCC mác M15 được thể hiện trong Bảng 2.4.
Bảng 2.4: Kết quả thí nghiệm mác chống thấm W và hệ số thấm Kt của bê
tông RCC M 15 ở các tuổi 28, 56, 90 và 180 ngày. RCC 15 STT Tuổi mẫu [ ngày ] Mác chống thấm W [atm] Hệ số thấm Kt [cm/s] 1 28 0 1,7.10 P -7 2 56 0 1,6.10 P -7 3 90 2 1,25.10 P -7 4 180 2 5,9.10 P -8
W: Mác chống thấm của bê tông được xác định theo TCVN 3116 : 1993 “ Bê tông nặng – Phương pháp xác định độ chống thấm nước ”.
Kt: Hệ số thấm nước của bê tông được xác định theo tiêu chuẩn CRD–C48– 92 “ Standard Test Method for Water Permeability of Concrete ”.
2.3.3.4. Mối quan hệ giữa mác chống thấm W và hệ số thấm Kt của bê tông đầm lăn RCC M20
Kết quả nén sau 90 ngày theo tài liệu của Phòng nghiên cứu vật liệu đã đạt yêu cầu thiết kế. Mẫu để thí nghiệm khả năng chống thấm của bê tông đầm lăn là mẫu hình trụ, kích thước 15 x 15 cm. Số lượng mẫu như sau:
chống thấm W.
+ 3 tổ x 4 viên x 4 tuổi = 48 viên hình trụ để thí nghiệm hệ số thấm.
Kết quả thí nghiệm mác chống thấm W và hệ số thấm Kt của bê tông RCC mác M20 được thể hiện trong Bảng 2.5.
Bảng 2.5: Kết quả thí nghiệm mác chống thấm W và hệ số thấm Kt của bê
tông RCC M 20 ở các tuổi 28, 56, 90 và 180 ngày. RCC 20 STT Tuổi mẫu [ ngày ] Mác chống thấm W [ atm ] Hệ số thấm Kt [ cm/s ] 1 28 0 1,36.10 P -7 2 56 2 3,4.10 P -8 3 90 2 7,9.10 P -9 4 180 4 4,5.10 P -9
W : Mác chống thấm của bê tông được xác định theo TCVN 3116 : 1993 “
Bê tông nặng – Phương pháp xác định độ chống thấm nước ”;
Kt : Hệ số thấm nước của bê tông được xác định theo tiêu chuẩn CRD – C 48 – 92 “ Standard Test Method for Water Permeability of Concrete ”
2.3.3.5. Mối quan hệ giữa mác chống thấm W và hệ số thấm Kt của các loại bê tơng cơng trình thủy lợi
Kết quả nghiên cứu thí nghiệm tính chất chống thấm của các loại bê tơng cơng trình thủy lợi theo thời gian 28, 56, 90 và 180 ngày biểu thị theo mác chống thấm W và hệ số thấm Kt được trình bày tổng hợp trong Bảng 2.6.
Bảng 2.6: Kết quả thí nghiệm mác chống thấm W và hệ số thấm Kt của bê
tơng cơng trình thủy lợi ở các tuổi 28, 56, 90 và 180 ngày. STT
LOẠI VÀ MÁC
BT [ MPa ]
TÍNH CHẤT CHỐNG THẤM CỦA BÊ TÔNG THEO THỜI GIAN
28 ngày 56 ngày 90 ngày 180 ngày
W [at.] Kt [ cm/s ] W [ at.] Kt [ cm/s ] W [ at.] Kt [ cm/s ] W [ at.] Kt [ cm/s ] 1 RCC 10 0 2,1.10 P -7 2,0.10 P -7 1,9.10 P -7 7,6.10 P -8 2 RCC 15 0 1,7.10 P -7 0 1,6.10 P -7 2 1,25.10 P -7 2 5,9.10 P -8 3 RCC 20 0 1,36.10 P -7 2 3,4.10 P -8 2 7,9.10 P -9 4 4,5.10 P -9
Chú thích:
W – Mác chống thấm của bê tông, atm; Xác định theo TCVN 3116 – 1993. K – Hệ số thấm của bê tông , cm/s; Xác định theo tiêu chuẩn CRD – 48 – 92. Từ kết quả thí nghiệm ta xây dựng được đường quan hệ giữa cường độ RCC và hệ số thấm. Khi hệ số thấm trong RCC thay đổi thì cường độ kháng nén sẽ thay đổi theo. Quan hệ giữa cường độ kháng nén của RCC và hệ số thấm được biểu thị theo công thức:
R=-0,0554Kt+21,5 (2-12) Trong đó:
R: Cường độ kháng nén của RCC tuổi 90 ngày (Mpa ). Kt: Hệ số thấm (m/s)