CHƯƠNG 2 CƠ SỞ PHÂN TÍCH ẢNH HƯỞNG CỦA KHOÁNG VẬT
3.2.2 Sự thay đổi tính chất của đất xi măng
3.2.2.1 Sự thay đổi khối lượng thể tích của đất xi măng
Khối lượng thể tích (g/cm3) của mẫu đất xi măng giảm khi tăng tỉ số tổng lượng nước và xi măng, wT/c (Hình 3.15, Hình 3.16 và Hình 3.7). Nguyên nhân do cùng một thể tích nhưng pha rắn đã bị thay thế bởi pha lỏng khi tạo mẫu và sau đó bốc hơi và do phản ứng thủy hóa và ninh kết của xi măng.
Hình 3.4 Sự thay đổi giới hạn chảy, giới hạn dẻo và chỉ số dẻo khi đất có hàm lượng MMT khác nhau
0 20 40 60 80 100
0 5 10
Độ ẩm, W(%)
Hàm lượng MMT, aMMT(%)
Giới hạn chảy, WL Chỉ số dẻo, IP Giới hạn dẻo, WP
49
Hình 3.5 Quan hệ giữa khối lượng thể tích và hàm lượng MMT của mẫu đất xi măng ứng với thời gian bảo dưỡng 7 ngày
1.4 1.5 1.6 1.7 1.8
0 5 10
Khối lượng thể tích, (g/cm3)
Hàm lượng MMT, aMMT(%) wT/c = 3
wT/c = 4 wT/c = 5
Hàm lượng xi măng: 20%
Thời gian bảo dưỡng: 7 ngày
Hình 3.6 Quan hệ giữa khối lượng thể tích và hàm lượng MMT của mẫu đất xi măng ứng với thời gian bảo dưỡng 14 ngày
1.4 1.5 1.6 1.7 1.8
0 5 10
Khối lượng thể tích, (g/cm3)
Hàm lượng MMT, aMMT(%) wT/c = 3
wT/c = 4 wT/c = 5
Hàm lượng xi măng: 20%
Thời gian bảo dưỡng: 14 ngày
50
Khi tăng hàm lượng MMT từ 0% đến 3,3% thì khối lượng thể tích của mẫu tăng do kích thước hạt MMT nhỏ hơn kích thước hạt Kaolinite nên các hạt MMT chèn vào khoảng trống giữa các hạt Kaolinite làm tăng mật độ hạt của hỗn hợp (Hình 3.8b).
Nhưng khi tăng hàm lượng MMT từ 3,3% đến 9,8% thì khối lượng thể tích của mẫu giảm nguyên nhân do các khe trống của các hạt Kaolinite đã được lấp đầy và bởi các hạt MMT, đồng thời khi hàm lượng MMT lớn sẽ hấp thụ nước và trương nở mạnh làm tăng thể tích đất trộn, từ đó làm giảm khối lượng thể tích mẫu (Hình 3.8c). Hàm lượng MMT tối ưu trong đất để khối lượng thể tích mẫu đất xi măng lớn nhất là 3,3%.
Hình 3.7 Quan hệ giữa khối lượng thể tích và hàm lượng MMT của mẫu đất xi măng ứng với thời gian bảo dưỡng 28 ngày
1.4 1.5 1.6 1.7 1.8
0 5 10
Khối lượng thể tích, (g/cm3)
Hàm lượng MMT, aMMT(%) wT/c = 3
wT/c = 4 wT/c = 5
Hàm lượng xi măng: 20%
Thời gian bảo dưỡng: 28 ngày
.
a) Không có MMT b) Hàm lượng MMT thấp c) Hàm lượng MMT cao Hình 3.8 Sự phân bố các hạt MMT trong hỗn hợp
51
3.2.2.2 Sự thay đổi giá trị CT-value của đất xi măng
Kết quả phân tích bằng ảnh tia X (Bảng 3.7, Hình 3.9 và Hình 3.10) cho thấy: giá trị CT-value của mẫu có hàm lượng MMT 3,3% là cao nhất, đồng nghĩa mẫu có độ chặt hay khối lượng thể tích cao nhất.
Khi mẫu đất xi măng được trộn với tỉ số wT/c nhỏ thì CT-value lớn, nghĩa là khối lượng thể tích của mẫu lớn (Hình 3.11, Hình 3.12, Hình 3.13 và Hình 3.14).
Hình 3.15 là biểu đồ so sánh các giá trị CT-value trung bình tại vị trí A-A của các mẫu đất xi măng có hàm lượng MMT khác nhau khi tỉ số tổng lượng nước và xi măng wT/c=3, 5. Khi hàm lượng MMT aMMT=0% giá trị CT-value chênh lệch 1,295 lần, hàm lượng MMT aMMT=3,3% là 1,254 lần, hàm lượng MMT aMMT=6,5% là 1,254 lần và hàm lượng MMT aMMT=9,8% là 1,261 lần. Sự chênh lệch này gần giống nhau cho mọi hàm lượng MMT.
Kết quả của sự kết hợp giữa phương pháp xác định khối lượng thể tích và tia X là một phương trình bậc nhất thể hiện mối quan hệ giữa giá trị CT-value và khối lượng thể tích của đất xi măng. Căn cứ vào biểu đồ Hình 3.16 và phương trình 3.3 có thể xác được khối lượng thể tích của đất xi măng thông qua giá trị CT-value:
CT-value = 1074,8 - 966,4 (3.3)
Bảng 3.7 Kết phân tích giá trị CT-value trung bình tại mặt cắt A-A Các trường hợp
thí nghiệm aW (%) aMMT
(%)
Tỉ số wT/c
Giá trị CT-value Tại mặt cắt A-A
Trường hợp 1 20 0 3 842
Trường hợp 3 20 0 5 650
Trường hợp 4 20 3,3 3 853
Trường hợp 6 20 3,3 5 680
Trường hợp 7 20 6,5 3 850
Trường hợp 9 20 6,5 5 675
Trường hợp 10 20 9,8 3 840
Trường hợp 12 20 9,8 5 666
52
a) Trường hợp 1 (aMMT=0%) b) Trường hợp 4 (aMMT=3,3%)
c) Trường hợp 7 (aMMT=6,5%) d) Trường hợp 10 (aMMT=9,8%)
Hình 3.9 Ảnh tia X ngang các mẫu đất xi măng có hàm lượng MMT khác nhau khi tỉ số tổng lượng nước và xi măng wT/c=3
500 600 700 800 900 1000 1100
-25.0 -12.5 0.0 12.5 25.0
CT-value
Vị trí từ tâm mẫu (mm)
TH1, CT-value tb= 842 TH4, CT-value tb= 853 TH7, CT-value tb= 850 TH10, CT-value tb= 840
wT/c=3
A A A A
Mật độ hạt thấp Cao
A A A A
53
a) Trường hợp 3 (aMMT=0%) b) Trường hợp 6 (aMMT=3,3%)
c) Trường hợp 9 (aMMT=6,5%) d) Trường hợp 12 (aMMT=9,8%)
Hình 3.10 Ảnh tia X ngang các mẫu đất xi măng có hàm lượng MMT khác nhau khi tỉ số tổng lượng nước và xi măng wT/c=5
500 600 700 800
-25.0 -12.5 0.0 12.5 25.0
CT-value
Vị trí từ tâm mẫu (mm)
TH3, CT-value tb= 650 TH6, CT-value tb= 680 TH9, CT-value tb= 675 TH12, CT-value tb= 666
wT/c=5
A A A A
Mật độ hạt thấp Cao
A A A A
54
Hình 3.11 Giá trị CT-value tại vị trí A-A của các mẫu đất xi măng có hàm lượng MMT aMMT=0%, khi tỉ số tổng lượng nước và xi măng wT/c=3, 5
500 600 700 800 900 1000 1100
-25.0 -12.5 0.0 12.5 25.0
CT-value
Vị trí từ tâm mẫu (mm)
Trường hợp 1: aMMT=0%, aw=20%, wT/c=3, CT-value tb= 842
Trường hợp 3: aMMT=0%, aw=20%, wT/c=5, CT-value tb= 650
Hình 3.12 Giá trị CT-value tại vị trí A-A của các mẫu đất xi măng có hàm lượng MMT aMMT=3,3%, khi tỉ số tổng lượng nước và xi măng wT/c=3, 5
500 600 700 800 900 1000 1100
-25.0 -12.5 0.0 12.5 25.0
CT-value
Vị trí từ tâm mẫu (mm)
Trường hợp 4: aMMT=3,3%, aw=20%, wT/c=3, CT-value tb= 853
Trường hợp 6: aMMT=3,3%, aw=20%, wT/c=5, CT-value tb= 680
55
Hình 3.13 Giá trị CT-value tại vị trí A-A của các mẫu đất xi măng có hàm lượng MMT aMMT=6,5%, khi tỉ số tổng lượng nước và xi măng wT/c=3, 5
500 600 700 800 900 1000 1100
-25.0 -12.5 0.0 12.5 25.0
CT-value
Vị trí từ tâm mẫu (mm)
Trường hợp 7: aMMT=6,5%, aw=20%, wT/c=3, CT-value tb= 850
Trường hợp 9: aMMT=6,5%, aw=20%, wT/c=5, CT-value tb= 675
Hình 3.14 Giá trị CT-value tại vị trí A-A của các mẫu đất xi măng có hàm lượng MMT aMMT=9,8%, khi tỉ số tổng lượng nước và xi măng wT/c=3, 5
500 600 700 800 900 1000 1100
-25.0 -12.5 0.0 12.5 25.0
CT-value
Vị trí từ tâm mẫu (mm)
Trường hợp 10: aMMT=9,8%, aw=20%, wT/c=3, CT-value tb= 840
Trường hợp 12: aMMT=9,8%, aw=20%, wT/c=5, CT-value tb= 666
56
Hình 3.15 Giá trị CT-value trung bình tại vị trí A-A của các mẫu đất xi măng có hàm lượng MMT khác nhau khi tỉ số tổng lượng nước và xi măng wT/c=3, 5
600 700 800 900
0 5 10
CT-value
Hàm lượng MMT, aMMT(%)
wT/c=3 wT/c=5 aw=20%
Hình 3.16 Quan hệ giữa giá trị CT-value và khối lượng thể tích của đất xi măng CT-value = 1074,8- 966,4
600 700 800 900
1.50 1.55 1.60 1.65 1.70
CT-value
Khối lượng thể tích, (g/cm3)
57