Phƣơng pháp này đƣợc dùng rộng rãi vì nó có ịch sử sử dụng từ kết cấu b tông cốt iệu ớn. Có thể sử dụng nhiều phƣơng thức rung: rung toàn khối, rung mặt hoặc rung ván khuôn.
Rung toàn khối đƣợc dùng à chủ yếu [4, 5, 36, 38] với nguy n ý cấu tạo chung à vật rung gắn với hệ khung cứng, đặt tr n hệ ò xo và đƣợc k ch rung bằng động cơ. Hiệu ứng đầm chặt phụ thuộc các thông số rung nhƣ bi n độ, gia tốc, độ cứng o xo…n n có thể điều ch nh các thông số để có đƣợc hiệu quả đầm chặt cao nhất.
Rung mặt có thể dùng chế tạo các kết cấu mỏng và phẳng do ảnh hƣởng của dao động ch đƣợc truyền đến chiều sâu nhất định khoảng 200 mm, thƣờng đƣợc dùng để đầm chặt các mặt đƣờng bê tông [16]. Các máy rung đƣợc chế tạo dựa vào phƣơng truyền rung và h n hợp bê tông [14, 22] và tùy từng loại công trình, kết cấu để sử dụng cho thích hợp, các máy rung bề mặt thƣờng dùng các cơ cấu rung công dụng chung nhƣ đầm bàn, đầm thƣớc, máy rung ch n đá…
Các máy rung đặt trong nhƣ chày rung cán cứng, cán mềm và khối chày rung… đƣợc thả ngập vào h n hợp để truyền dao động ra xung quanh, thích
hợp với h n hợp b tông ƣu động. Các máy rung thể t ch nhƣ rung cốt pha, rung vỏ bun-ke, bàn rung..dao động đƣợc truyền qua khuôn tới toàn thể tích của h n hợp, đƣợc dùng phổ biến để chế tạo các kết cấu bê tông dạng dầm, cột, tấm. Tƣơng tác giữa máy và h n hợp ảnh hƣởng lớn đến làm chặt h n hợp cũng đã đƣợc nghiên cứu [15].
Để tăng hiệu quả đầm chặt, có thể kết hợp các phƣơng pháp tr n nhƣ va rung, ép rung...[22]
1.5. Một số t nh chất lƣu iến ảnh hƣởng độ rung l n chặt ê t ng
Các t nh chất của ƣu biến hay t nh công tác cũng nhƣ cƣờng độ của h n hợp b tông bị ảnh hƣởng bởi thành phần h n hợp của nó và iều ƣợng của từng thành phần trong h n hợp, các t nh chất của các thành phần đặc biệt à hình dạng cốt iệu, k ch cỡ ớn nhất, cấp phối, độ xốp, cấu trúc mặt ngoài của cốt iệu , và ƣợng tham gia của vữa nƣớc và xi măng , t ệ pha trộn, thời gian để chờ sau khi pha trộn. Trong phạm vi nghi n cứu này ch hạn chế bàn luận một số t nh chất ch nh.
1.5.1 Sự điều ch nh h n h p
Vữa b tông đƣợc điều ch nh để có đƣợc khả năng àm việc t nh công tác cần thiết trong x y dựng và để chắc chắn à b tông đó khi đông cứng sẽ có các t nh chất nhƣ y u cầu.
Một h n hợp b tông với thành phần cốt iệu hạt thô thiếu vữa để ấp đầy ch r ng sẽ sinh ra mất t nh d nh và độ inh động. Loại h n hợp đó gọi à “thô” và tốn nhiều công sức để đổ và đầm. Cƣờng độ và độ thấm của oại vữa thô này, ngay cả khi rất đặc cũng k m hơn nhiều so với oại vữa tỷ ệ thông thƣờng. Vữa khô cũng có thể do ƣợng kh thấp, việc tăng ƣợng kh có thể àm giảm t nh hiệu quả của ƣợng hạt mịn. Mặt khác ƣợng vƣợt quá của hạt mịn hoặc ƣợng kh trong h n hợp b tông quá nhiều àm tăng t nh d nh của h n hợp, g y khó khăn cho sự di chuyển. Ảnh hƣởng ớn nhất của ƣợng hạt mịn nhiều quá trong vữa à àm tăng diện t ch bề mặt của hạt trong h n hợp do đó cần phải tăng ƣợng nƣớc để bao phủ hết bề mặt hạt. Điều này dẫn đến àm tăng độ co ngót khi
khô và t nh nứt tăng. Trừ khi ƣợng xi măng đƣợc tăng n để giữ t ệ nƣớc- xi măng, còn nếu không thì oại vữa có ƣợng hạt mịn ớn sẽ bị giảm về cƣờng độ. Thực hành trong thực tế à khi điều ch nh t ệ trong h n hợp b tông có ƣợng hạt mịn nhiều cần tăng cƣờng ƣợng xi măng hơn bình thƣờng để h n hợp b tông đạt ƣợng hạt mịn tối ƣu. Lƣợng xi măng cũng ảnh hƣởng đến t nh công tác của h n hợp b tông. H n hợp có ƣợng xi măng cao nói chung d nh hơn và k m inh động, đặc biệt à ở mức thông thƣờng của độ sụt của b tông đổ tại ch . Hơn nữa t ệ nƣớc- xi măng thấp đi và ƣợng vật iệu hydrat cao n àm giảm t nh công tác của của h n hợp ngay sau khi trộn mẻ đầu.
Các nghi n cứu của Bazenov [64] cũng cho thấy do tăng đáng kể bề mặt riêng của cốt liệu hạt nhỏ n n hàm ƣợng nƣớc cùng xi măng tăng 10-15% so với cốt liệu to dẫn đến độ co ngót tăng. Với cốt liệu nhỏ chủ yếu à cát, độ r ng vĩ mô ớn hơn h n hợp cát-đá. Mặt khác hàm ƣợng khí chứa trong h n hợp bê tông phụ thuộc vào một số yếu tố nhƣ : chất ƣợng vật liệu ban đầu, thành phần
cấp phối, công nghệ trộn và phƣơng pháp đầm lèn, cũng theo [64] thể tích không
khí cuốn theo rất khó xác định bằng tính toán. Vì vậy để xác định thành phần b tông có thể bắt đầu từ việc xác định ƣợng xi măng- nƣớc theo công thức :
Rbt A R. xm XM 0,8 N (1.1) Trong đó A = 0,65-0,8 là hệ số thực nghiệm xm
R mác xi măng; Rbt mác bê tông
Sau đó tr n cơ sở các mẫu thí nghiệm kiểm tra xác định độ r ng thực tế của h n hợp bê tông và hệ số đầm chặt bằng tỷ số giữa tỷ trọng thực tế và tỷ trọng tính
toán của vật liệu, khi xác định đƣợc thể tích không khí cuốn theo (KC sẽ xác
định đƣợc ch nh xác cƣờng độ nén bê tông: . ( ) 0,8 bt xm C XM R A R K N (1.2)
Từ cƣờng độ nén bê tông, theo tài liệu [64] có thể xác định đƣợc cƣờng độ chịu kéo và chịu uốn của nó qua đồ thị sau:
Hình 1.10 Quan hệ cƣờng độ bê tông chịu uốn và kéo vào cƣờng độ chịu nén
1 - Ru của bê tông hạt mịn; 2- Ru của b tông thƣờng; 3- Rk của bê tông hạt mịn
1.5.2 Tính đ ng nhất
T nh đồng nhất của b tông khi đƣợc đo bằng độ sụt nón ch ra ƣợng nƣớc tƣơng đối trong h n hợp. Một ƣợng nƣớc tăng n hay độ sụt cao hơn mức cần thiết à để thu đƣợc sản phẩm b tông có khả năng àm việc có t nh chảy ớn hơn và àm giảm ma sát. Đáng chú ý hơn nữa à ƣợng nƣớc tăng th m đã àm tăng t ệ nƣớc - xi măng và có ảnh hƣởng không mong muốn à àm giảm ực d nh trong h n hợp và àm tăng khả năng bị ph n tầng và r nƣớc quá nhiều. Cũng à bình thƣờng khi sử dụng nhiều nƣớc hơn so với mức cần thiết, ý à các đặc t nh của ƣu biến đã đƣợc cải thiện; thực ra à sản phẩm nhƣ vậy sinh ra kết quả ngƣợc ại. Cũng nhƣ à độ sụt hay ƣợng nƣớc quá thấp sinh ra các đặc t nh không mong muốn của h n hợp b tông do mất t nh inh động và khả năng chịu n n và có thể sinh ra sự chậm trễ không cần thiết và khó khăn khi đổ và đầm chặt. Sự tăng của 1% không kh thì tƣơng đƣơng với tăng 1% của cốt iệu mịn hoặc tăng ƣợng nƣớc đơn vị đến 3%. Loại vữa quá khô cũng có thể sinh ra sự mất ực d nh và ph n tầng dạng “khô”.
1.5.3 ộ c ng v sự c ng h a
Bị mất khả năng àm việc nhanh có thể i n quan tới nhiệt độ b tông đạt mức đ nh. Việc sử dụng sớm xi măng cƣờng độ cao, sự thiếu hụt xi măng trong thạch cao, và việc sử dụng h n hợp phụ gia, tất cả những cái đó àm tăng tốc độ đông kết. Khô, xốp, hoặc dễ vỡ vụn sẽ nhanh chóng àm giảm khả năng àm việc do việc hấp thụ nƣớc của h n hợp hoặc do sự tăng diện t ch bề mặt bị ƣớt. Sử dụng xi măng sai có thể bị cứng sớm và àm mất khả năng àm việc của b tông trừ khi thời gian trộn có thể nới rộng để giữ đƣợc độ dẻo của nó. Sự tƣơng tác giữa các dịch thể hóa chất khác nhau hoặc sự có mặt của các hợp chất hóa học có thể gia tăng tốc độ đông cứng hoặc g y ra các phản ứng khác àm giảm khả năng àm việc. Trong các trƣờng hợp ở nơi xảy ra b tông mất khả năng àm việc thì cơ bản phải vận chuyển, đổ và đầm càng nhanh càng tốt. Việc th m nƣớc àm thay đổi t nh đồng nhất nói chung sẽ àm giảm chất ƣợng của sản phẩm cuối cùng.
1.5.4 nh dạng cốt li u v cách cấu tạo của ch ng
Hình dạng của cốt iệu và k ch thƣớc phần tử của chúng nói chung à các yếu tố đáng chú ý ảnh hƣởng đến t nh ƣu biến của b tông. Ti u chuẩn b tông cũng quan tâm tới yếu tố này cho việc điều ch nh phù hợp với mẫu thử nghiệm. Với bê tông hạt mịn, t ệ phần trăm r ng cần ấp đầy vữa sẽ ớn hơn, đòi hỏi ƣợng nƣớc cần nhiều hơn. Loại hạt mịn góc cạnh àm tăng nội ma sát trong h n hợp và đòi hỏi nhiều nƣớc hơn so với hạt cát tự nhi n trơn tròn để đạt đƣợc khả năng àm việc đề ra các nghi n cứu của Hughes; Kaplan; Lees; Murdock [36])
1.5.5 Cấp phối hạt
Cốt iệu b tông phải có cấp phối tốt để thu đƣợc khả năng àm việc tốt. Việc thiếu các k ch thƣớc đặc biệt của cốt iệu hoặc sự thay đổi ph n bố k ch thƣớc có thể có hiệu quả r rệt với độ r ng và khả năng àm việc. Nói chung những ảnh hƣởng đó ớn hơn đối với cấp phối hạt mịn so với cấp phối hạt thô. Khi cấp phối hạt mịn trở n n mịn hơn, ƣợng nƣớc đòi hỏi sẽ tăng n và vữa sẽ trở n n d nh hơn. Khi phần hạt mịn trở n n thô hơn, ực d nh giảm đi và h n hợp (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
trở n n thô hơn và có khuynh hƣớng tăng về từ biến. Điều ch nh cấp phối hạt mịn rất cần thiết để đảm bảo khả năng àm việc nhƣ đã đề cập những thay đổi đã xảy ra ở tr n.
Ngoài ra chất ƣợng b tông đƣợc cải thiện bằng cách tăng k ch thƣớc ớn nhất của cốt iệu. Một sự tăng nhƣ vậy sẽ àm giảm ƣợng hạt mịn cần thiết để giữ ƣợng hạt mịn đảm bảo khả năng àm việc, nhƣ vậy sẽ dẫn đến giảm diện t ch bề mặt bị ƣớt và ƣợng xi măng cần thiết để giữ t ệ nƣớc – xi măng không đổi.
1.5.6 Ph gia
Sự có mặt của phụ gia hóa chất hoặc phụ gia khoáng sẽ ảnh hƣởng đến các t nh chất ƣu biến của h n hợp b tông. Một số phụ gia hóa học sẽ cải thiện khả năng àm việc và khả năng bơm với độ sụt đã có. Gia tăng hoặc ức chế sẽ àm giảm hoặc tăng thời gian của khả năng àm việc của h n hợp đã t nh toán. Phụ gia x m nhập kh àm tăng ực d nh và giảm xu hƣớng từ biến của h n hợp b tông. Phụ gia khoáng chất nhƣ puzonan và đặc biệt à tro bay, có thể cải thiện khả năng àm việc và nói chung àm giảm sự r nƣớc.
Một số phụ gia giảm nƣớc quy mô ớn có thể đƣợc sử dụng chặt chẽ để thu đƣợc ch ợi nhờ giảm t ệ nƣớc - xi măng hoặc tạm thời àm tăng t nh đồng nhất của h n hợp b tông mà không sinh ra nhiều hiệu quả ngƣợc khi phối hợp với vữa ƣớt. Loại h n hợp b tông đặc biệt có phụ gia giảm nƣớc phạm vi rộng nói chung giữ cho t nh ổn định kể cả với vữa có độ sụt cao.
1.5.7 ết luận về ảnh hư ng của lưu biến đến rung lèn chặt b t ng.
Những hiểu biết về các t nh chất ƣu biến rất có ợi cho việc ựa chọn h n hợp b tông àm cho việc đầm chặt có hiệu quả hơn. Các quá trình i n quan àm r hơn về ƣu biến của b tông tƣơi cũng đã thu đƣợc một số kết quả trong những năm gần đ y nhƣ các báo cáo đã công bố [36], nhƣng về các kết quả để cung cấp cho ngành công nghiệp x y dựng để có thể dùng cách thử đơn giản ở phòng th nghiệm và hiện trƣờng vẫn cần nghiên cứu làm rõ. Trong phạm vi của
nghiên cứu này tác giả ch đi s u về tính chất cơ học của dao động để đầm chặt bê tông.
1. . Rung l n chặt h n hợp ê t ng
1.6.1 i i thi u chung
Dao động đã đƣợc sử dụng rộng rãi và đa dạng [2, 6, 7, 8, 9, 11, 12, 21] trong việc nghiên cứu lý thuyết, thiết kế và chế tạo các thiết bị, máy móc trong nhiều ngành kinh tế, kỹ thuật khác nhau. Các hiện tƣợng dao động đã đƣợc mô tả bằng các mô hình toán học, các phƣơng trình và ời giải, từ đó xác định đƣợc các yếu tố đặc trƣng cho dao động nhƣ bi n độ dao động, gia tốc, vận tốc, tần số, chu kỳ và pha dao động, về thời gian và các đại ƣợng cần thiết khác.
Các bài toán dao động thƣờng là các bài toán khá phức tạp, nên khi giải chúng [6, 9, 11, 14, 47, 48] thƣờng tuân theo một số bƣớc thể hiện rõ tính logic và sự lập luận rõ ràng và chặt chẽ:
- Tùy theo yêu cầu của thực tế tiến hành xây dựng các mô hình cơ học thích
hợp.
- T nh toán, xác định các đại ƣợng vật ý trong mô hình nhƣ k ch thƣớc,
khối ƣợng, độ cứng.
- Xuất phát từ các nguyên lý của động lực học để xây dựng các phƣơng trình vi phân chuyển động của mô hình.
- Giải phƣơng trình và ph n t ch đánh giá các kết quả thu đƣợc, xem xét sự
phù hợp, t nh đúng đắn của mô hình và phƣơng pháp đã áp dụng.
- Kết luận về quy luật ứng xử của hiện tƣợng nghiên cứu.
Hệ phƣơng trình vi ph n tuyến tính hệ số hằng số áp dụng để giải hệ dao động tuyến tính [8, 9, 10, 12, 13, 18, 20, 21, 23, 24, 52] uôn uôn tìm đƣợc nghiệm. Đối với các hệ dao động phi tuyến [6, 9, 11, 19, 49, 50, 51,53, 60, 61, 62, 63, 65, 68] biểu diễn bằng các phƣơng trình vi ph n phi tuyến, thƣờng dùng phƣơng pháp số để tìm nghiệm vì tính phức tạp của bài toán, không tìm đƣợc nghiệm tƣờng minh. Khi các hệ số của phƣơng trình vi ph n phụ thuộc ch vào
thời gian ta có dao động tham số và thuộc loại dao động phi tuyến [9, 16, 40, 42, 67 ,69, 71, 74, 79, 80, 81].
Dựa tr n cơ sở lý thuyết dao động, nhiều loại máy rung đã đƣợc chế tạo với các mục đ ch khác nhau. Theo Bukhoski [68] có thể phân theo công dụng phục vụ công nghệ nhƣ các máy rung làm chặt và tạo hình: trộn rung, sàng rung, vận chuyển rung, hoặc các phƣơng pháp kết hợp rung và p nhƣ rung p y t m, rung p hƣớng kính.
Phân loại theo nguồn kích rung có thể chia ra: k ch động bằng khối lệch tâm, bằng điện từ, xung lực.., hoặc phân loại theo khối ƣợng tham gia dao động: một, hai hay nhiều khối ƣợng; và một số cách phân loại khác nữa.
Khi dùng phƣơng pháp rung để đầm lèn chặt h n hợp bê tông thì quá trình đầm chặt [17, 41, 66, 70, 72, 73, 75, 77, 78] đóng vai trò quan trọng nhất đến chất ƣợng của sản phẩm bê tông.
Có hơn 90% sản phẩm b tông đƣợc tạo tạo hình i n quan đến phƣơng pháp rung. Dƣới tác dụng của dao động, pha rắn trong h n hợp sẽ chuyển động với gia tốc khác nhau, nhờ vậy ma sát của giữa chúng giảm rất nhanh, các hạt
cốt liệu đƣợc lèn chặt vào các ch trống, đẩy nƣớc và không khí ra ngoài. Trong
rung đúc chế tạo kết cấu bê tông và nhất là kết cấu vỏ mỏng XMLT, nguồn kích động thƣờng dùng à k ch động bằng khối lệch tâm. Dạng bài toán dao động đƣợc sử dụng nhiều à dao động cƣỡng bức có cản nhớt với sơ đồ nguyên lý rung một khối ƣợng [2, 3, 4, 38, 43, 44].
1.6.2 Phân tích cố ết đầm chặt của quá tr nh rung
(adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});