Khi ở trong côn tiêu chuẩn, HHBT dự trữ một thế năng phụ thuộc chiều cao và khối l−ợng thể tích của nó. Khi HHBT đ−ợc giải phóng khỏi côn, thế năng dự trữ này thoạt tiên chuyển thành động năng chảy của các phần tử và năng l−ợng tiêu tốn để thắng ma sát nhớt giữa các pha và làm tăng diện tích bền mặt riêng của nó. Khi vữa bê tông ngừng chảy thì đ−ờng kính bánh vữa cũng nh− bề mặt riêng của HHBT đạt giá trị lớn nhất. Nh− vậy thế năng dự trữ ban đầu của khối vữa một phần chuyển thành năng l−ợng bề mặt của hỗn hợp, một phần sinh công thắng ma sát nhớt xuất hiện do sự tr−ợt t−ơng đối giữa các pha khi chảỵ Để tăng độ chảy xoè của HHBT, tức là tăng diện tích bề mặt riêng của nó, cần giảm sức căng bề mặt của vữa cũng nh− giảm thiểu phần năng l−ợng tiêu hao do ma sát
tr−ợt giữa các phạ Muốn vậy cần đảm bảo tính đồng nhất của HHBT trong khi chảỵ
Cũng nh− BT th−ờng, tính công tác của hỗn hợp BTCLR phụ thuộc nhiều vào l−ợng n−ớc trộn, tỷ lệ n−ớc – chất kết dính, tính chất của cốt liệu và mức ngậm cát của hỗn hợp cốt liệụ Tuy nhiên, đối với BTCLR, do khối l−ợng thể tích của hỗn hợp thấp hơn, mặt khác CLR nhẹ hơn nên có xu h−ớng nổi lên tụ tập phần trên của khối vữa, hạ thấp trọng tâm của nó, làm giảm thế năng ban đầu của khối bê tông, dẫn đến độ chảy cũng nh− vận tốc chảy của nó sẽ thấp hơn so với hỗn hợp BT nặng có cùng độ nhớt.
Xét hỗn hợp bê tông nh− là vật liệu composit gồm nền vữa xi măng và cốt liệụ Theo đó, khả năng chảy tự do và chảy v−ợt cốt thép để tự lấp đầy khuôn của HHBT phụ thuộc mức độ chênh lệch giữa vận tốc chảy của pha nền và cốt trong bê tông. Khả năng tự lèn sẽ tốt nhất khi vận tốc dịch chuyển của các pha là gần nhau nhất. Điều này chỉ đạt đ−ợc khi HHBT có độ tự chảy đủ lớn đồng thời sự cố kết giữa nền vữa và cốt liệu phải đ−ợc duy trì trong quá trình dịch chuyển, tránh đ−ợc sự phân tách phạ Khi HHBT chảy lỏng nh−ng bị phân tầng, cốt liệu dịch chuyển chậm hơn sẽ bị dồn lại và tăng mật độ tr−ớc các khe hở của cốt thép, ma sát nội tăng lên và HHBT sẽ ngừng chảỵ
Điểm khác biệt về thành phần của vật liệu sử dụng trong BTTL so với BT th−ờng là hàm l−ợng bột lớn, cốt liệu nhỏ nhiều và cốt liệu thô ít. Phụ gia siêu dẻo và vi cốt liệu là hai vật liệu không thể thiếu trong chế tạo BTTL. Những đặc điểm đó nhằm tạo ra sự t−ơng tác giữa pha nền và pha cốt, sự kết hợp cân bằng giữa hai tính chất đối lập là độ chảy và sự phân tầng của HHBT.
Nhiều tác giả đã nghiên cứu và đề xuất các mô hình lý thuết về tính l−u biến của hỗn hợp BTTL, trên cơ sở ph−ơng trình động học mô tả dòng chảy của chất lỏng Newton. Theo đó, quan hệ giữa ứng suất cắt và tốc độ biến dạng cắt , độ nhớt đ−ợc viết:
Tuy nhiên, do HHBT không hoàn toàn là chất lỏng Newton, do đó một số tác giả đã có sự điều chỉnh, đ−a ra một số mô hình gần với thực tế hơn [79]:
Mô hình Bingham: = 0,B + AB.n (2.2) Mô hình Herrschel-Bulkley: = 0,HB + AHB.nb (2.3) Mô hình Bingham cải tiến: = 0,HB + AB.n (2.4) Trong đó:
0,B, 0,HB là ứng suất cắt ban đầu của HHBT
AB, AHB là mô men cản biểu kiến, đặc tr−ng cho độ nhớt của HHBT
n và nb là tốc độ quay của roto nhúng trong HHBT, đặc tr−ng cho tốc độ biến dạng cắt.
Hình 2.1 thể hiện các đ−ờng cong giữa ứng suất cắt và tốc độ biến dạng cắt n. Theo đó, mô hình của Herrschel-Bulkley gần với kết quả thực nghiệm hơn cả.
Hình 2.1. Quan hệ giữa ứng suất cắt và tốc độ biến dạng cắt n
Đảm bảo đồng thời giữa độ chảy cao và tính đồng nhất tốt của HHBT là yếu tố cơ bản của BTTL. Để có đ−ợc điều đó, đối với BTTL, cần có sự bổ sung và điều chỉnh thành phần vật liệu sử dụng [2]. Từ kết quả của nhiều công trình nghiên cứu có thể tổng kết về vật liệu sử dụng và thành phần của BTTL nh− trong bảng 2.1.
Bảng 2.1. Vật liệu và thành phần của BTTL so với bê tông th−ờng [79]
Đặc điểm vật liệu Bê tông th−ờng Bê tông tự lèn
1. PGSD Không bắt buộc Bắt buộc