CHƯƠNG 2. CƠ SỞ KHOA HỌC
2.2. Yêu câu nguyên liệu
- Khái niệm: Là sản phẩm nghiền mịn của hỗn hợp clinker, thạch cao (3-5%) và phụ gia công nghệ nếu có.
Theo TCVN 6260-2009: Xi măng pooc lăng hỗn hợp - yêu cầu kỹ thuật, các chỉ tiêu chất lượng của xi măng pooc lăng hỗn hợp được quy định trong bảng sau: [3]
Tên chỉ tiêu Mức
PCB30 PCB40 PCB50 1. Cường độ nén, mặt phẳng, không nhỏ hơn:
(TCVN 6016 : 1995 ) - 3 ngày ± 45 phút.
- 28 ngày ± 8 giờ.
14 30
18 40
22 50 2. Thời gian đông kết, phút:
(TCVN 6017 : 1995 ) - Bắt đầu, không nhỏ hơn.
- Kết thúc không lớn hơn.
45 420 3. Độ nghiền mịn, xác định theo:
(TCVN 4030 : 2003)
- Phần còn lại trên sàng kích thước lỗ 0,09 mm, %, không lớn hơn.
- Bề mặt riêng, phương pháp Blaine, cm2/g, không nhỏ hơn.
10 2800 4. Độ ổn định thể tích, xác định theo phương pháp Le
Chatelier, mm, không lớn hơn. (TCVN 6017 : 1995 ) 10 5. Hàm lượng anhydric sunphuric (SO3), %, không lớn
hơn.( TCVN 141 : 2008) 3,5
6. Độ nở autoclave(1), %, không lớn hơn (TCVN 7711 :
2007) 0,8
Bảng 2.12 Các chỉ tiêu chất lượng của xi măng pooc lăng hỗn hợp
- Cliker là sản phẩm thu được sau khi nung hỗn hợp nghiền mịn từ nguyên liệu chủ yếu đá vôi và khoáng sét để kết khối thành các khoáng canxi silic, canxi aluminat…
- Vai trò của xi măng: Khi thủy hóa tạo ra hồ xi măng có vai trò liên kết các thành phần rời rạc như cát, đá lại và khi đóng rắn tạo thành một khối cứng.
2.2.2. Cốt liệu lớn
Theo TCVN 7570- 2006: Cốt liệu cho bê tông và vữa - yêu cầu kỹ thuật, các chỉ tiêu chất lượng của đá được trình bày như sau
- Cốt liệu lớn có thể được cung cấp dưới dạng hỗn hợp nhiều cỡ hạt hoặc các cỡ hạt riêng biệt. Thành phần hạt của cốt liệu lớn, biểu thị bằng số lượng sót tích lũy trên các sàng, được quy định trong bảng.
- Đá làm cốt liệu lớn cho bê tông phải có cường độ thử trên mẫu đá nguyên khai hoặc mác xác định thông qua giá trị độ nén dập trong xi lanh:
+ Khi dùng đá gốc phún xuất, biến chất: lớn hơn 2 lần cấp cường độ nén của bê tông.
+ Khi dùng đá gốc trầm tích: lớn hơn 1,5 lần cấp cường độ chịu nén của bê tông.
Kích thước lỗ sàng mm
Lượng sót tích lũy trên sàng, % khối lượng, ứng vói kích thước hạt liệu nhỏ nhất và lớn nhất, mm
5-10 5-20 5-40 5-70 10-40 10-70 20-70
100 - - - 0 - 0 0
70 - - 0 0-10 0 0-10 0-10
40 - 0 0-10 40-70 0-10 40-70 40-70
20 0 0-10 40-70 … 40-70 … 90-100
10 0-10 40-70 … … 90-100 90-100 -
5 90-100 90-100 90-100 90-100 - - -
Bảng 2.13 Thành phần hạt của cốt liệu lớn
Mác đá dăm xác định theo giá trị độ nén dập trong xi lanh được quy định trong bảng:
Mác đá dăm
Độ nén dập trong xi lanh ở trạng thái bão hòa nước, % khối lượng Đá trầm tích Đá phún xuất xâm
nhập và đá biến chất
Đá phún xuất phun trào
140 - Đến 12 Đến 9
120 Đến 11 Lớn hơn 12 đến 16 Lớn hơn 9 đến 11
100 Lớn hơn 11 đến 13 Lớn hơn 16 đến 20 Lớn hơn 11 đến 13 80 Lớn hơn 13 đến 15 Lớn hơn 20 đến 25 Lớn hơn 13 đến 15
60 Lớn hơn 15 đến 20 Lớn hơn 25 đến 34 -
40 Lớn hơn 20 đến 28 - -
30 Lớn hơn 28 đến 38 - -
20 Lớn hơn 38 đến 54 - -
Bảng 2.14 Mác của đá dăm từ đá thiên nhiên theo độ nén dập
- Hàm lượng hạt thoi dẹp trong cốt liệu lớn không vượt quá 15% đối với bê tông cấp cao hơn B30 và không vượt quá 35% đối với cấp B30 và thấp hơn.
- Hàm lượng bùn, bụi, sét trong cốt liệu lớn tùy theo cấp phối bê tông không vượt quá giá trị quy định trong bảng:
Cấp bê tông Hàm lượng bùn, bụi, sét, % khối lượng, không lớn hơn
Cao hơn B30 1.0
Từ B15 đến B30 2.0
Thấp hơn B15 3.0
Bảng 2.15 Hàm lượng bùn, bụi, sét trong cốt liệu lớn 2.2.3. Cốt liệu nhỏ
Theo TCVN 7570- 2006: Cốt liệu cho bê tông và vữa – yêu cầu kỹ thuật, chỉ tiêu chất lượng của cát được trình bày như sau:[5]
- Theo giá trị mô đun độ lớn, cát dùng cho bê tông được phân ra hai nhóm chính:
+ Cát thô khi mô đun độ lớn trong khoảng từ lớn hơn 2.0 đến 3.3.
+ Cát mịn khi mô đun độ lớn trong khoảnh từ 0.7 đến 2.0.
- Thành phần hạt của cát, biểu thị qua lượng sót tích lũy trên sàng, nằm trong phạm vi quy định trong bảng.
- Cát thô có thành phần hạt như quy định trong bảng dưới được sử dụng để chế tạo bê tông.
Kích thước lỗ sàng Lượng sót tích lũy trên sàng, % khối lượng
Cát thô Cát mịn
2.5 mm Từ 0 đến 20 0
1.25 mm Từ 15 đến 45 Từ 0 đến 15
630 μm Từ 35 đến 70 Từ 0 đến 35
315 μm Từ 65 đến 90 Từ 5 đến 65
140 μm Từ 90 đến 100 Từ 65 đến 90
Lượng qua sàng 140 μm, không
lớn hơn 10 35
Bảng 2.16 Thành phần hạt của cát - Cát mịn được sử dụng chế tạo bê tông như sau:
+ Cát có mô đun lớn từ 0.7 đến 1 (thành phần hạt như trong bảng) có thể được sử dụng chế tạo bê tông cấp thấp hơn B15.
+ Cát có mô đun lớn từ 1 đến 2 (thành phần hạt như trong bảng) có thể được sử dụng chế tạo bê tông cấp từ B15 đến B25.
+ Hàm lượng các tạp chất (sét cục và các tạp chất dạng cục; bùn, bụi và sét) trong cát được quy định trong bảng:
Tạp chất Hàm lượng tạp chất, % khối lượng, không lớn hơn Bê tông cấp cao hơn
B30
BT cấp thấp hơn và bằng B30
Sét cục và các tạp chất dạng
cục Không được có 0.25
Hàm lượng bùn, bụi, sét. 1.50 3.00
Bảng 2.17 Hàm lượng các tạp chất trong cát
- Tạp chất hữu cơ trong cát khi xác định theo phương pháp so màu không được thẫm hơn màu chuẩn.
2.2.4. Nước
Theo TCVN 4506-2012: Nước cho bê tông và vữa – yêu cầu kỹ thuật, các chỉ tiêu chất lượng của nước được trình bày như sau:[6]
- Không chứa váng dầu hoặc váng mỡ.
- Độ pH không nhỏ hơn 4 và không lớn hơn 12.5.
- Không có màu khi dùng cho bê tông và vữa trang trí.
- Theo mục đích sử dụng, hàm lượng muối hòa tan, lượng ion sunfat, lượng ion clo và cặn không tan không được lớn hơn các giá trị quy định trong bảng:
Mục đích sử dụng
Mức cho phép, mg/l Muối
hòa tan
Ion sunfat
Ion clo
Cặn không
tan 1. Nước trộn bê tông và nước trộn vữa bơm
bảo vệ cốt thép cho các kết cấu bê tông cốt
thép ứng lực trước. 2000 600 350 200
2. Nước trộn bê tông và nước trộn vữa chèn
mối nối cho các kết cấu bê tông cốt thép. 5000 2000 1000 200 3. Nước trộn bê tông cho các kết cấu bê tông
không cốt thép. Nước trộn vữa xây và trát. 10000 2700 3500 300 Bảng 2.18 H/l tối đa muối hòa tan,ion sunfat,ion clo và cặn trong nc trộn BT vữa - Khi nước sử dụng cùng với cốt liệu có khả năng gây phản ứng kiềm – silic, tổng hàm lượng ion natri và kali không được lớn hơn 1000 mg/l.
- Nước không được chứa tạp chất với liều lượng làm thay đổi thời gian đông kết của hồ xi măng hoặc làm giảm cường độ nén của bê tông và thỏa mãn các yêu cầu ở bảng 2.8 khi so sánh đối chứng.
Chỉ tiêu kĩ thuật Giới hạn cho phép Thời gian đông kết của xi măng phải đảm bảo:
- Bắt đầu, h - Kết thúc, h
Không nhỏ hơn 1 Không lớn hơn 12 Cường độ chịu nén của vữa tại tuổi 28 ngày, % so với
mẫu đối chứng. Không nhỏ hơn 90
Bảng 2.19 Giới hạn cho phép thời gian đông kết và cường độ của hồ XM và BT 2.2.5. Phụ gia
- Yêu cầu: Phụ gia các loại phải thỏa mãn TCVN 8826-2011 và 8827-2011.[7]
- Vai trò: Phụ gia cho bê tông là những hợp chất hay hỗn hợp các hợp chất chất vô cơ, hữu cơ có nguồn gốc tự nhiên hay tổng hợp mà khi cho một lượng nhỏ vào hỗn hợp bê tông sẽ làm thay đổi tính chất công nghệ của bê tông tươi hay tính chất sử dụng của bê tông đã hóa rắn theo ý muốn. Bằng việc sử dụng các phụ gia khác nhau người ta có thể chế tạo ra bê tông có cường độ đặc biệt cao, có độ đặc chặt, khả năng chống thấm và độ dẻo cao.
Khi sử dụng phụ gia cho bê tông sẽ cải thiện các tính chất của bê tông cũng như hỗn hợp bê tông, cụ thể như tăng tính lưu động của hỗn hợp bê tông, giảm lượng dùng nước và xi măng, điều chỉnh thời gian ninh kết và rắn chắc, nâng cao cường độ và tính chống thấm của bê tông.
Phụ gia khoáng là các vật liệu khoáng vô cơ có nguồn gốc tự nhiên hoặc nhân tạo, được phân ra thành hai loại là PGK hoạt tính và PGK không hoạt tính.Đặc điểm là sử dụng lượng xi măng ít, lượng nước nhào trộn thấp, trong bê tông không đủ lượng hồ xi măng để lấp đầy khoảng rỗng giữa các hạt cốt liệu và bôi trơn bề mặt các hạt cốt liệu, dẫn đến hỗn hợp bê tông dời rạc và kém dẻo.
Phụ gia hóa học là chất được đưa vào mẻ trộn trước hoặc trong quá trình trộn với một liều lượng nhất định (không lớn hơn 5 % khối lượng xi măng), nhằm mục đích thay đổi một số tính chất của hỗn hợp bê tông và bê tông sau khi đóng rắn.
- Phân loại:
+ Phụ gia hóa dẻo giảm nước: Chất phụ gia làm tăng độ sụt của hỗn hợp bê tông khi giữ nguyên tỉ lệ N/X, hoặc làm giảm lượng nước trộn mà vẫn giữ nguyên độ sụt của hỗn hợp bê tông, bê tông có cường độ cơ học cao hơn.
+ Phụ gia chậm đông kết: Phụ gia làm giảm tốc độ phản ứng giữa xi măng và nước, do đó kéo dài thời gian đông kết của bê tông.
+ Phụ gia đóng rắn nhanh: Phụ gia làm tăng nhanh tốc độ phản ứng ban đầu giữa xi măng và nước, do đó rút ngắn thời gian đông kết của bê tông và làm tăng cường độ của bê tông ở tuổi ngắn ngày.
+ Phụ gia hóa dẻo - chậm đông kết: Phụ gia kết hợp được cả chức năng của phụ gia hóa dẻo và phụ gia chậm đông kết.
+ Phụ gia hóa dẻo - đóng rắn nhanh: Phụ gia kết hợp được các chức năng của phụ gia hóa dẻo) và phụ gia đóng rắn nhanh.
+ Phụ gia siêu dẻo (giảm nước mức cao): Phụ gia cho phép giảm một lượng lớn nước trộn không nhỏ hơn 12 % mà vẫn giữ nguyên được độ sụt của hỗn hợp vữa bê tông, thu được bê tông có cường độ cao hơn.
+ Phụ gia siêu dẻo-chậm đông kết: Phụ gia kết hợp được chức năng của phụ gia siêu dẻo và phụ gia chậm đông kết.
- Yêu cầu về độ đồng nhất:
+ Phụ gia hóa học có cùng một nguồn gốc phải có thành phần hóa học như của nhà sản xuất công bố và phải thỏa mãn các yêu cầu về độ đồng nhất.
+ Khi phụ gia được sử dụng trong bê tông cốt thép ứng suất trước, nhà sản xuất phải cung cấp bằng văn bản về hàm lượng ion clo của phụ gia và làm rõ có hay không sử dụng thêm clorua trong quá trình sản xuất phụ gia đó.
2.2.6 Yêu cầu đối với vật liệu thép
- Cốt thép dùng phải phù hợp với các tiêu chuẩn tương ứng sau:[8]
+ Thép thanh dùng làm cốt chịu lực trong bê tông là thép cán nóng theo TCVN 1651- (1 và 2):2008.
+ Thép cuộn các bon thấp kéo nguội dùng làm cốt thép phân bố, cấu tạo trong bê tông phải phù hợp với TCVN 6288:1997.
+ Các lô sản phẩm thép cần thí nghiệm các chỉ tiêu cơ lý được lấy theo quy định hiện hành.
- Hàn nối cốt thép phải tuân theo các quy định của quy trình hàn.
- Sai lệch khoảng cách bố trí thép so với thiết kế đối với các thanh thép chịu lực là ≤ 10 mm; đối với thép đai là ≤ 10 mm; sai lệch đối với lớp bảo vệ cốt thép là ± 5 mm.
- Dùng cốt thép các bon thấp kéo nguội, phù hợp với yêu cầu trong bảng sau:
Đường kính d Giới hạn chảy cực tiểu rpo,2
Giới hạn bền kéo rm
Độ giãn dài
tương đối Uốn nguội
mm n/ mm2 n/ mm2 %
4 - 12 500 550 12 1800 d=a
Bảng 2.20 Giá trị giới hạn của thép kéo nguội - Trên mặt cốt thép không có vết nứt, dập, xoắn, vẩy sắt, dầu mỡ.
- Sai số đường kính của cốt thép ± 0.2 mm, kiểm tra có tính chất đại diện.
- Diện tích của cốt thép không được nhỏ hơn so với thiết kế 5%.
- Cường độ của cốt thép không được nhỏ hơn so với thiết kế 5%.
2.2.7 Các yêu cầu cơ bản đánh giá chất lượng hỗn hợp bê tông và bê tông:
- Hỗn hợp bê tông cần được sản xuất phù hợp với các yêu cầu của tiêu chuẩn này và các quy trình công nghệ được phê duyệt.
- Hỗn hợp bê tông sản xuất phải bảo đảm đạt các yêu cầu cơ bản của hỗn hợp bê tông và bê tông:
+ Tính công tác; + Cường độ bê tông (nén, kéo...);
+ Kích thước lớn nhất của hạt cốt liệu;
+ Thời gian đông kết; + Độ tách nước và tách vữa;
+ Hàm lượng bọt khí;
+ Tính bảo toàn các tính chất của hỗn hợp bê tông theo thời gian (tính công tác, độ tách nước và tách vữa, hàm lượng bọt khí) khi có yêu cầu;
+ Khối lượng thể tích; + Các tính chất khác.
- Nhà sản xuất phải bảo đảm chế tạo hỗn hợp bê tông đạt các chỉ tiêu chất lượng định trước của hỗn hợp bê tông phù hợp với điều kiện vận chuyển trong hợp đồng mua - bán.
- Mức độ phân tầng (độ tách nước và độ tách vữa) của hỗn hợp bê tông không được vượt quá các giá trị quy định trong bảng dưới:
Mác hỗn hợp bê tông theo tính công tác
Độ phân tầng, % không vượt quá các giá trị
Độ tách nước Độ tách vữa
SC 0.1 2
C4, C1 0.2 3
D1, D2 0.4 3
D3, D4 0.8 4
Bảng 2.21 Giá trị giới hạn về độ phân tầng của hỗn hợp bê tông
- Lựa chọn thành phần hỗn hợp bê tông: Khi sử dụng các phương pháp chọn thành phần bê tông khác cần phải tuân thủ tính hệ thống trong các chỉ dẫn và các tiêu chuẩn áp dụng.
- Đối với hỗn hợp bê tông trộn khô, độ ẩm của các vật liệu chế tạo không vượt quá 0,1 % theo khối lượng.