CHƯƠNG 3: CƠ SỞ KHOA HỌC
4.5. Ảnh hưởng của thành phần hạt đến tính chất bê tông rỗng
Tính chất của vật liệu bê tông rỗng đã được khảo sát phụ thuộc vào hàm lượng xi măng, lượng nước nhào trộn, thời gian dưỡng hộ mẫu. Qua đó, thành phần tỷ lệ giữa cốt liệu và xi măng cũng như tỷ lệ hồ – cốt liệu ảnh hưởng đến cường độ bê tông rỗng. Kết quả nghiên cứu khi thay đổi thành phần hạt của cốt liệu được trình bày trong bảng sau:
Bảng 4.3. Cường độ bê tông rỗng với thành phần hạt khác nhau
Cường độ chịu nén (kG/cm2) Ký hiệu mẫu Tỷ lệ nước/xi
măng 5-10 mm 10-20 mm 20-30 mm
A3C1 0.27 45.23 73.23 33.54
A3C2 0.31 49.43 77.31 39.43
A3C3 0.35 59.56 112.5 49.46
A3C4 0.39 72.29 105.32 59.56
A3C5 0.43 74.23 109.4 53.21
Bảng 4.4. Hệ số thấm của bê tông rỗng với thành phần hạt khác nhau
Hệ số thấm (m/s) Ký hiệu mẫu Tỷ lệ nước/xi
măng 5-10 mm 10-20 mm 20-30 mm
A3C1 0.27 0.0042 0.00739 0.0106
A3C2 0.31 0.00382 0.00584 0.00875
A3C3 0.35 0.00326 0.00549 0.00636
A3C4 0.39 0.00257 0.00472 0.00363
A3C5 0.43 0.00181 0.00412 0.00321
10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130
0.27 0.31 0.35 0.39 0.43
Tỷ lệ nước/ximang
Cường độ chịu nén Rn(KG/cm2)
cốt liệu 5-10 mm cốt liệu 10-20 mm cốt liệu 20-30 mm
Hình 4.8. Mối quan hệ giữa tỷ lệ nước-xi măng và cường độ chịu nén với thành phần hạt khác nhau
Kết quả cho thấy khi thành phần hạt từ 10 – 20 mm sẽ cho cường độ chịu nén cao hơn cấp phối có thành phần hạt là 5-10 mm và cấp phối hạt 20-30 mm sẽ cho cường độ chịu nén thấp nhất. Hình 4.8 cũng cho thấy cấp phối hạt 5-10 mm cho cường độ tốt nhất ứng với tỷ lệ nước – xi măng là 0,43. Đối với cấp phối có thành phần hạt là 10-20 mm thì cường độ chịu nén cao nhất ứng với tỷ lệ nước – xi măng là 0,35.
Do đó, bê tông rỗng có cùng hàm lượng xi măng, cùng hàm lượng nước nhào trộn thì cường độ chịu nén sẽ thay đổi khi thay đổi thành phần cấp hạt. Sự thay đổi giá trị cường độ cao nhất ứng với tỷ lệ nước – xi măng khác nhau là do khi thay đổi thành phần hạt cốt liệu sẽ làm thay đổi tổng diện tích tiếp xúc của cốt liệu, do đó khi diện tích tiếp xác càng tăng thì yêu cầu của độ linh động của hồ xi măng càng tăng.
Khi đó, cốt liệu có kích thước từ 5-10 mm sẽ cần độ linh động của hồ xi măng cao hơn là cấp hạt 10-20 mm. Cường độ chịu nén của bê tông rỗng dùng cấp hạt 10-20 mm cao hơn cấp hạt 5-10 mm có thể là do hàm lượng xi măng đủ bao bọc cát hạt cốt liệu, làm giảm cường độ của bê tông. Đối với cấp hạt 20-30mm cho thấy cường
độ chịu nén thấp nhất là do lượng hồ xi măng độ linh động cao sẽ làm giảm khả năng bám dính của hồ trên bề mặt cốt liệu.
Thành phần cấp hạt đóng vai trò quan trọng trong việc quyết định đến cường độ chịu nén của bê tông rỗng. Ngoài việc lựa chọn hàm lượng xi măng thích hợp, cấp phối tính toán cần phải quan tâm đến việc lựa chọn thành phần cấp hạt phù hợp với khả năng làm việc của hồ xi măng.
Ảnh hưởng của thành phần cấp hạt khác nhau đến hệ số thấm của bê tông rỗng được trình bày trong bảng 4.4.
0 0.002 0.004 0.006 0.008 0.01 0.012
0.27 0.31 0.35 0.39 0.43
tỷ lệ nước /ximang
hệ số thấm (m/s)
cốt liệu 5-10 mm cốt liệu 10-20 mm cốt liệu 20-30 mm
Hình 4.9. Ảnh hưởng của thành phần hạt khác nhau đến hệ số thấm của bê tông rỗng
Kết quả nghiên cứu cho thấy, tỷ lệ nước –xi măng tăng từ 0,27 đến 0,43 thì hệ số thấm của bê tông rỗng càng giảm như hình 4.9. Đối với cấp phối hạt 5-10 mm, hệ số thấm có giá trị 0,0042 đến 0,00181 m/s. Khi thay đổi cấp phối hạt 20-30 mm, thì hệ số thấm có giá trị từ 0,0106 đến 0,00321 m/s. Do đó, cấp phối hạt càng lớn thì hệ số thấm của bê tông rỗng càng tăng, vật liệu càng dễ dàng thoát nước.
y = -42317x + 2104.9 R2 = 0.6409
1760 1780 1800 1820 1840 1860 1880 1900 1920 1940 1960
0.004 0.0045 0.005 0.0055 0.006 0.0065 0.007 0.0075 0.008 hệ số thấm (m/s)
Khối lượng thể tích (kg/m3)
Hình 4.10. Mối quan hệ giữa hệ số thấm và khối lượng thể tích
Hình 4.10 cho thấy hệ số thấm quan hệ với khối lượng thể tích của vật liệu rỗng. Tính chất thoát nước của vật liệu bê tông rỗng phụ thuộc nhiều vào độ rỗng của vật liệu, được thể hiện qua giá trị khối lượng thể tích vật liệu. Quan hệ tuyết tính giữa hệ số thấm và khối lượng thể tích được biểu diễn bằng công thức: