THIẾT KẾ CẤP PHỐI THEO PHƯƠNG PHÁP BAILEY

Trong nghiên cứu này, phương pháp Bailey được áp dụng để thiết kế một cấp phối. Kết quả thiết kế cho thấy cấp phối này nằm gần cận dưới của đường cong cấp phối của BTN chặt 12,5mm theo TCVN 8819:2011 [5]. Các loại cốt liệu được sử dụng cho cấp phối này bao gồm: Một loại cốt liệu lớn, kí hiệu CA#1, gồm các loại đá dăm có kích cỡ từ 4,75mm đến 12,5mm. Một loại cốt liệu nhỏ, kí hiệu FA#1, gồm các loại đá dăm có kích cỡ từ 0,075mm đến 4,75mm. Bột khoáng là xi măng Holcim, được rây qua sàng 0,075mm. Ba loại cốt liệu có hàm lượng lọt sàng như Bảng 2.6.

Bảng 2.6 Phần trăm lọt sàng của ba loại cốt liệu sử dụng.

Tên cốt liệu CA-2 FA-1 MF

100% 100%

Phần trăm lọt sàng của mỗi loại cốt liệu Cỡ sàng (mm)

19 100 100 100

12,5 83,3 100 100

9,5 54,17 100 100

4,75 0 100 100

2,36 0 62,33 100

1,18 0 37,69 100

0,6 0 22,47 100

0,3 0 11,6 100

0,15 0 2,61 100

0,075 0 0 100

Tỉ trọng khối (kg/m3) 2,647 2,633 3,08 Tỷ trọng biểu kiến (kg/m3) 2,716 2,749

Khối lượng chưa đầm (kg/m3) 1305,422

Khối lượng sau đầm (kg/m3) 1422,112 1614,677 - Chọn:

+ Khối lượng được chọn bằng 103% (CUW =103%) khối lượng chưa đầm của cốt liệu thô.

+ Phần trăm mong muốn cốt liệu lọt sàng 0,075 bằng 7%.

2.4.2 Các bước tính toán

Bước 1: Chọn giá trị CUW = 103%. Chọn giá trị phần trăm cốt liệu lọt qua sàng 0,075mm mong muốn (Ptkpas0,075 = 7%) (Mục 2.4.1).

Bước 2: Bởi vì chỉ có một loại cốt liệu lớn và một loại cốt liệu nhỏ nên mỗi loại đều là 100% - như Bảng 2 - (

CA #1

I

%AC 100%), (

FA #1

I

%AF 100%)(Mục 2.4.1).

Bước 3: Xác định khối lượng mỗi loại cốt liệu thô cần thiết :

3

CA #1 CA #1

CUW  LUW giá trị CUW 1305, 422 103% 1344,585(kg / m )   với: + CUWCA#1 là khối lượng cốt liệu thô cần thiết theo khối lượng chưa đầm

của loại cốt liệu CA#1;

+ LUWCA#1 là khối lượng chưa đầm của cốt liệu thô CA#1;

Bước 4: Xác định khối lượng của mỗi loại cốt liệu thô theo phần trăm:

CA #1 CA #1

I 3

C C CA #1

W  %A CUW 1344,585 100% 1344,585(kg / m )  Với: +

CA #1

I

%AC : là phần trăm của mỗi loại cốt liệu thô đã chọn ở Bước 2;

Tổng khối lượng cốt liệu thô:

CA #1

3

C C

W  W 1344,585(kg / m ); Bước 5: Độ rỗng trong cốt liệu thô CA#1:

CA # 1

CA # 1

CA #1 I

C C A #1

sb

CUW 1344, 585

V 1 %A 100% 1 100 100% 49, 203%

G 1000 2,647 1000

   

           Với: +

CA # 1

Gsb là tỷ trọng khối của cốt liệu thô CA#1;

- Tổng độ rỗng trong cốt liệu thô:

CA # 1

C C

V  V 49, 203%; Bước 6: Khối lượng cần thiết của mỗi loại cốt liệu mịn:

FA #1 FA #1 FA #1

I 3

F F F C

W LUW %A V 1614, 667 100% 49, 203%  794, 470(kg / m )Với:

+ là khối lượng chưa đầm của loại cốt liệu mịn FA#1;

+ FA #1

I

%AF là phần trăm của mỗi cốt liệu mịn FA#1 đã chọn ở Bước 2;

- Tổng khối lượng cốt liệu mịn:

FA #1

3

F F

W  W 794, 470(kg / m );

Bước 7: Xác định thành phần phần trăm của mỗi loại cốt liệu theo khối lượng:

- Tổng khối lượng của tất cả cốt liệu: WWC WF 2139, 055(kg / m )3 ; - % của cốt liệu thô CA#1 được xác định lại:

CA # 1 CA # 1

II C C

W 1344, 585

%A 100 100 62, 859%

W 2139, 055

    

 ;

- Tổng phần trăm của cốt liệu thô:

CA #1

II II

C C

%A  %A 62,859%; - % của cốt liệu mịn FA#1 được xác định lại:

FA # 1 FA # 1

II F F

W 794, 470

%A 100 100 37,141%

W 2139, 066

    

 ;

- Tổng phần trăm của cốt liệu mịn:

FA #1

II II

F F

%A  %A 37,141%;

Bước 8: Dùng sàng cấp I xác định lượng cốt liệu mịn lẫn trong cốt liệu thô

(%FIACA #1 0%) và lượng cốt liệu thô lẫn trong phần cốt liệu mịn

(%AIFFA #137, 670%);

- % cốt liệu mịn trong loại cốt liệu thô CA#1:

CA #1 CA #1

II

FIA C CA #1

%A %A %FIA 10062,859% 0% 100  0%; - Tổng phần trăm cốt liệu mịn trong cốt liệu thô:

CA # 1

FIA FIA

%A  %A 0%; - % cốt liệu thô trong mỗi loại cốt liệu mịn:

FA #1 FA #1

II

AIF F FA #1

%A %A %AIF 10037,141% 37, 670% 100 13, 991%   ; - Tổng phần trăm cốt liệu thô trong cốt liệu mịn :

FA # 1

AIF AIF

%A  A% 13, 991%; Bước 9: Hiệu chỉnh phần trăm trộn thực tế của loại cốt liệu thô CA#1 theo hàm lượng cốt liệu mịn trong nó:

CA # 1

CA # 1 CA # 1 CA # 1

II

C AIF

B f II

C C FIA II

C

%A %A

%A %A %A 100(%)

%A

    

 

   

;

CA # 1 B f C

62,859% 13, 991%

%A 62,859% 0 100 48,868%

62,859%

    

      ;

- Hiệu chỉnh phần trăm trộn thực tế của mỗi loại cốt liệu mịn theo hàm lượng cốt

liệu thô trong nó: FA # 1

FA # 1 FA # 1 FA # 1

II

F FIA

B II

F F AIF II

F

%A %A

%A %A %A 100(%)

%A

   

 

   

;

FA # 1

B F

37,141% 0%

%A 37,141% 13, 991% 100 51,132%

37,141%

   

      ;

- Tổng phần trăm trộn của cốt liệu mịn:

FA #1

B B

F F

%A  %A 51,132%;

Bước 10: Xác định hàm lượng lọt sàng 0,075mm phân bổ trong mỗi loại cốt liệu sau hiệu chỉnh:

- % lọt sàng 0,075mm của loại cốt liệu thô CA#1:

   

CA #1 CA #1 CA #1

0,075 B f pas0,075

C C

P  %A  P 100 48,868% 0% 1000%; - % lọt sàng 0,075mm của cốt liệu mịn FA#1:

   

FA #1 FA #1 FA #1

0,075 B pas0,075

F F

P  %A P 100 51,132% 0% 1000%; Với: +

i pas0,075

P là phần trăm lọt qua sàng 0,075 của mỗi loại cốt liệu;

- Tổng phần trăm các hạt lọt qua sàng 0,075mm:

CA #1 FA #1

0,075 0,075 0,075

C F

P  (P P )0%.

Bước 11: Xác định hàm lượng hạt lọt qua sàng 0,075mm yêu cầu (để đảm bảo đúng với phần trăm lượng hạt lọt qua sàng 0,075mm thiết kế).

pas0,075 0,075 tk

M 0,075

M

P P 7% 0%

P 100 100 7%

P 100%

     

     ;

Với: + Ptkpas0,075phần trăm cốt liệu lọt qua sàng 0,075mm đã chọn ở Bước 1;

+ PM0,075 là phần trăm hạt lọt qua sàng 0,075mm của bộ khoáng.

Bước 12: Hiệu chỉnh phần trăm mỗi loại cốt liệu mịn lần cuối cùng khi hàm lượng hạt lọt qua sàng 0,075mm thay đổi:

FA # 1

FA # 1 FA # 1

B

F M

B f B

F F B

F

%A P 51,132% 7%

%A %A 100 51,132% 100 44,132%

%A 51,132%

         

Bước 13: Phần trăm phối trộn của mỗi loại cốt liệu, tính phần trăm loạt sàng của cốt liệu. Tính và kiểm tra các chỉ số Bailey.

Phần trăm phối trộn của mỗi loại cốt liệu Bảng 2.7 Phần trăm phối trộn của mỗi loại cốt liệu

Cốt liệu CA-1 FA-1 MF

Phần phối trộn 48,87% 44,13% 7,00%

Phần trăm lọt sàng theo từng cỡ sàng

Bảng 2.8 Phần trăm loạt sàng của cấp phối thiết kế theo phương pháp Bailey Cỡ sàng (mm) % Lọt sàng

19 100,00 %

12,5 91,80 %

9,5 77,60 %

4,75 51,10 %

2,36 34,50 %

1,18 23,60 %

0,6 16,90 %

0,3 12,10 %

0,15 8,20 %

0,075 7,00 %

Tính các chỉ số BaiLey

Bảng 2.9 Các sàng khống chế và lượng loạt sàng của chúng

Tên sàng Kí hiệu Cỡ sàng mắc vuông (mm) % Lọt sàng

Sàng ẵ Sàng ẵ 6,25 59,47

Sàng cấp I SCI 2,36 34,50

Sàng cấp II SCII 0,60 16,90

Sàng cấp III SCIII 0,15 8,20

Bảng 2.10 Các chỉ số Bailey

Chỉ số Giá trị Kết quả

CA 0,616 ĐẠT

FAc 0,490 ĐẠT

FAf 0,485 ĐẠT

Biểu đồ đường cong cấp phối

Hình 2.7 Biểu đồ đường cong cấp phối đi dưới vùng giới hạn thiết kế bằng phương pháp Bailey.