Có thể lựa chọn tỷ lệ X/CKD theo các phương pháp lý thuyết khác. Có thể áp dụng phương pháp Bôlômây-Ckramtaep cải tiến hoặc ở Pháp thường lựa chọn tỷ lệ N/CKD theo phương pháp của Faury hoặc theo công thức của Feret.
Công thức Bôlômây-Ckramtaep đã được lập dự báo cường độ của bê tông thường.
Rb = ARx(X/N+0,5) (2.2)
Cải tiến bằng cách dùng các trị số hệ số A là 0,4 thay cho 0,45 cho bê tông thường.
Ngoài ra còn có công thức của Suzuki 1 và Suzuki 2, công thức Hatori. Tổng hợp các công thức trên với 2 loại xi măng thường (PC40) và xi măng cường độ cao (PC50) được ghi ở bảng 2.8
Bảng 2.8. Quan hệ giữa cường độ nén và tỷ lệ CKD/N
Kí hiệu Công thức Cường độ nén , f'c MPa Đường
BK40 0,4*40*(X/N+0,5) 88,0 72,0 61,3 53,7 48,0 (1) BK50 0,4*50*(X/N+0,5) 110,0 90,0 76,7 67,1 60,0 (2) B40 0,6*40*(X/N+0,5) 108,0 84,0 68,0 56,6 48,0 (3) B50 0,6*50*(X/N+0,5) 135,0 105,0 85,0 70,7 60,0 (4) GT1 0,5*50*(X/N+0,5) 112,5 87,5 70,8 58,9 50,0 (5) S1 Suzuki 1 98,0 82,0 70,0 63,0 58,0 (6) Ha1 Hatori 120,0 95,0 79,0 68,0 58,0 (7) S2 Suzuki 2 110,0 90,0 80,0 72,0 65,0 (8) GT2 0,45*40*(X/N+0,5) 99,0 81,0 69,0 60,4 54,0 (9) CKD/N 5 4 3,3 2,9 2,5
Hình 2.2. Quan hệ giữa cường độ bê tông với tỷ lệ N/CKD Ghi chú:
S1: Biểu đồ Suzuki 1 S2: Biểu đồ Suzuki 2 Ha: Công thức Hatori
GT2 = 0,45x50x(X/N-0,5) GT3 = 0,45x40x(X/N-0,5)
ACI = Bằng đường biểu diễn quan hệ trên theo bảng tra ACI
Các kết quả theo ACI và công thức GT3 và S1 rất giống nhau vì vậy khi lựa chọn tỷ lệ X/N có thể tra theo bảng ACI hoặc tính theo công thức sau:
Rb = ARx(X/N+0,5) (2.3)
2.2.4.2. Xác định tỷ lệ N/CKD bằng các bảng tra của các tiêu chuẩn
Tỷ lệ N/CKD theo tiêu chuẩn 22TCN GTVT và ACI được chọn phụ thuộc vào cường độ nén ngoài thực địa f’crc. Các giá trị tối đa của N/CKD khuyên dùng đối với bê tông được sản xuất có chất giảm nước cao được tra theo bảng 2.9.
Trong thiết kế thành phần bê tông tính năng cao sử dụng khái niệm chất kết dính.
CKD=X+MS hoặc CKD=X+MS+FA
Trong đó: MS- lượng muội silic, kg.
FA- lượng tro bay, kg.
Bảng 2.9. Giá trị tối đa N/CKD khuyên dùng đối với bê tông được sản xuất có chất giảm nước cao (HRWR)
Cường độ 28 ngày ngoài công trường f'crc, MPa
Tỷ lệ N/CKD Kích thước tối đa của cốt liệu thô, tính bằng D, mm 9,5 12,5 19 25 54 28 ngày 0,44 0,42 0,4 0,43 56 ngày 0,48 0,45 0,42 0,46 62,5 28 ngày 0,38 0,36 0,35 0,34 56 ngày 0,42 0,39 0,37 0,36 69 28 ngày 0,33 0,32 0,31 0,30 56 ngày 0,37 0,35 0,33 0,32 76 28 ngày 0,30 0,29 0,27 0,27 56 ngày 0,33 0,31 0,29 0,29 83 28 ngày 0,27 0,26 0,25 0,25 56 ngày 0,30 0,28 0,27 0,26 96 28 ngày 0,24 0,24 0,23 0,22
2.2.5. Tính toán hàm lượng vật liệu kết dính
Khối lượng của vật liệu kết dính cần thiết trên 1m3 bê tông có thể xác định được bằng cách chia lượng nước cho N/CKD.
Từ hàm lượng chất kết dính xác định lượng xi măng tối ưu dùng cho bê tông. Khối lượng xi măng hợp lý được dùng ở các hỗn hợp cường độ cao được xác định thông qua các mẻ trộn thử nghiệm.
Cần đánh giá đúng tính năng của xi măng, muội silíc, hỗn hợp hoá chất và cốt liệu ở các tỷ lệ khác nhau để chỉ ra hàm lượng tối ưu của xi măng và sự kết hợp tối ưu của các vật liệu.
Có các trường hợp sử dụng chất kết dính như sau:
2.2.5.1. Chất kết dính chỉ có xi măng
CKD = X (2.4)
Lượng xi măng để đảm bảo cường độ rất lớn nhưng không được quá 550kg trong 1m3 bê tông.
2.2.5.2. Chất kết dính bao gồm xi măng và muội silic
Xác định lượng muội silic:
Thành phần muội silíc trong bê tông chiếm từ 5 - 15% theo khối lượng xi măng.
Tổng khối lượng chất kết dính:
CKD = X + MS (2.5)
Chọn tỷ lệ muội silíc ban đầu theo hướng dẫn của nhà sản xuất và theo các kết quả nghiên cứu ở các công trình tương tự. Các hỗn hợp thử tại phòng thí nghiệm với hai tỷ lệ muội silíc cách nhau khoảng 1% - 2% để xác định hàm lượng muội silíc thích hợp (% MS).
MS = % MS x CKD, kg/m3 bê tông Vậy từ công thức (2-5) ta có:
X = CKD - MS, kg/m3bê tông
Vì muội silíc có khối lượng riêng khác xi măng nên khi tính thể tích đặc của cát cần tính riêng thể tích xi măng và thể tích của muội silíc (ρX=3,1 g/cm3; ρMS=2,2 g/cm3).