Xem mẫu
- Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com
- Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com
Vi n khoa h c và công ngh xây d ng giao thông
Trư ng ñ i h c GTVT
Huuphamduy@gmail.com
L I TÁC GI
Hi n nay xu th trên th gi i và Vi t Nam là ngày càng nâng cao ch t lư ng v t
li u, ch t lư ng công trình xây d ng nh t là các công trình c u ñư ng.
Cu n sách này ph n nào cung c p cho ñ c gi các ki n th c hi n ñ i v bê tông xi măng,
bê tông cư ng ñ cao, bê tông át phan và v t li u Polime. Các lý thuy t và các tiêu chu n
m i cũng ñư c trình bày trong cu n sách này. L n tái b n này có b sung thêm các k t
qu nghiên c u v bê tông năm 2003-2005.
Sách ñư c dùng làm tài li u h c t p chính cho h c viên cao h c ngành Xây d ng
Công trình Giao thông, ngoài ra còn là tài li u tham kh o cho cán b nghiên c u và k
sư.
Do th i gian và trình ñ có h n, ch c ch n cu n sách còn có nh ng thi u sót.
Tác gi mong nh n ñư c nh ng ý ki n ñóng góp c a các ñ c gi và ñ ng nghi p ñ
l n tái b n sau ñư c hoàn thi n hơn.
PGS.TS. PH M DUY H U
CÁC T KHÓA
1
- Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com
Ph m Duy H u; V t li u xây d ng m i; Bê tông cư ng ñ cao; Bê tông ch t lư ng cao;
C u trúc c a bê tông; Bê tông siêu d o; Bê tông asphalt; V t li u Polyme; C t s i
cacbon; C t s i th y tinh.
2
- Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com
CHƯƠNG 1
CÁC YÊU C U CHUNG ð I V I
BÊ TÔNG XI MĂNG POÓC LĂNG
1.1. Khái quát
Bê tông xi măng poóc lăng có thành ph n là xi măng poóc lăng, c t li u nh , c t
li u thô, các ch t ph gia và nư c. Thành ph n bê tông ñư c ch t o theo yêu c u v
cư ng ñ , tính công tác theo yêu c u riêng, ñ c tính k t c u… tiêu chu n v v t li u công
trình.
Bê tông xi măng poóc lăng theo TCVN và ACI ñư c phân lo i theo cư ng ñ nén
28 ngày. Tính công tác c a bê tông ph i ñ m b o yêu c u k thu t ho c trong các quy
ñ nh ñ c bi t. Bê tông c ñi n có cư ng ñ t 10-20MPa. Bê tông thư ng có cư ng ñ
nén t 20-50MPa, còn bê tông ch t lư ng cao và r t cao có cư ng ñ nén t 50-200MPa.
Trong các trư ng h p ñ c bi t có th yêu c u tu i 3, 7, 26 ngày. Bê tông có ba tr ng thái
(ư t, m m, c ng r n) và t ng tr ng thái có nh ng yêu c u riêng.
1.2. V t li u
ð có bê tông ñ m b o yêu c u ch t lư ng v t li u ph i ñư c chú ý ñ u tiên. Yêu
c u v v t li u ñư c quy ñ nh cho t ng v t li u ch t o bê tông v i yêu c u v k t c u và
công ngh ch t o bê tông thích h p.
1.2.1. Xi măng Poóc lăng
Xi măng poóc lăng ph i phù h p v i yêu c u tiêu chu n qu c gia ho c theo các tiêu
chu n qu c t khác. Cư ng ñ ch u nén theo ngày, cư ng ñ ch u kéo, thành ph n
khoáng v t, th i gian ninh k t, tính n ñ nh th tích và ñ b n là nh ng yêu c u chính.
Lo i xi măng ñ c bi t phù h p v i các yêu c u trong các quy ñ nh ñ c bi t. N u
không có yêu c u nào ñư c nêu trong các quy ñ nh ñ c bi t xi măng ph i phù h p v i
yêu c u c a AASHTO M85 lo i I ho c lo i II ho c TCVN.
Mác xi măng thư ng ñư c xác ñ nh theo cư ng ñ nén (xem b ng 1.1)
3
- Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com
B ng 1.1. T ng h p v các lo i xi măng trên th gi i
Cư ng ñ ch u nén
Phương pháp th
MPa
Nư c S hi u
Kích thư c,
V t li u T om u N/X 1 3 7 28
mm
30 X/C=1/3 40x40x130 Rung 0.5 - 12 - 30
(250cm3)
35 15 35
ðc 40 20 40
45 25 45
50 25 50
55 25 - 55
275 1/2.5 40x40x160 - 0.44 - - 16 28
(25cm3)
325 - - - - - 12 19 33
Trung
425 - - - - - 16 25 43
Qu c
525 - - - - - 21 32 53
625 - - - - - 27 41 63
725 - - - - - 36 - 73
4 1/3 40x40x160 0.4 - - - 40
00 50
Nga 500 55
550 60
600
OPC 1/3 70.6 Ch n ñ ng 0.4 - 23 - 42
12000
±400.2'
Anh
OPC bê tông 101.6 ñm 0.6 - 13 - 30
1/2.5/3.5
OPC 1/2.75 50 ñm 0.485 - 13 20 29
M
Type 1
PC 30 1/3 40x40x160 ch n ñ ng 0.4 30
Vi t
PC 40 40
Nam
PC 50 50
4
- Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com
T t c xi măng dùng trong vi c ch t o bê tông ñúc t i ch ñ i v i các b m t c a
các b ph n gi ng nhau c a m t k t c u ph i dùng m t lo i.
Ngư i k sư ph i xác ñ nh các t l h n h p trên cơ s các th nghi m th c hi n v i
các v t li u ñư c s d ng trong công trình. Các t l ph i ñ m b o ñ s n xu t bê tông
v i hàm lư ng xi măng n m trong dung sai ±2,5% ñ i v i các lo i bê tông ñang s n xu t.
Lư ng xi măng dùng ph i l n hơn lư ng xi măng t i thi u và nh hơn lư ng xi măng t i
ña do tiêu chu n quy ñ nh ñ s n xu t ñư c bê tông có ñ d o và tính gia công quy ñ nh
mà không vư t hàm lư ng nư c t i ña. Lư ng xi măng t i thi u là 300kg/m3. Lư ng xi
măng t i ña là 525kg/cm3 bê tông.
Hàm lư ng xi măng, hàm lư ng nư c, c t li u thô, ñ s t và tr ng lư ng g n ñúng
c a c t li u nh và thô ñ i v i m i lo i bê tông ph i theo ch d n.
1.2.2. C t li u
Kh i lư ng c t li u nh và thô ñư c xác ñ nh trong thi t k và d a trên các phương
pháp tính và thí nghi m quy ñ nh. Nên s d ng th tích c t li u l n nh t có th và ñư ng
kính c t li u thô nh nh t có th .
Các kh i lư ng tương ñ i c a c t li u nh và thô ñư c tính v i ñơn v xi măng d a
trên vi c s d ng cát thiên nhiên có mô ñun ñ m n trong ph m vi 2,6-3,2, và các phương
pháp ñ bê tông không c n ñ n t n s ch n ñ ng cao.
Khi dùng cát có c h t thô, lư ng tương ñ i c t li u nh ph i tăng lên. ð i v i cát
m n hơn lư ng tương ñ i c t li u nh ph i gi m.
Kh i lư ng c t li u ñư c tính b ng kilôgam hàm lư ng xi măng và s lít nư c quy
ñ nh c n thi t cho m i lo i bê tông. Các t l này không ñư c thay ñ i trong khi ti n
hành d án xây d ng.
Kh i lư ng theo m c a các c t li u ñó ñư c thi t k c n ñư c hi u ch nh kh i
lư ng v i ñ m th c t .
Khi ñ nh lư ng c t li u ñ i v i các k t c u có kh i lư ng bê tông không l n (15m3)
n u không th ñ t ñư c tính d ñ và d gia công mong mu n có th thay ñ i kh i lư ng
c t li u ho c dùng ph gia nhưng không có trư ng h p nào hàm lư ng xi măng ch ñ nh
ban ñ u b thay ñ i.
1.2.3. Nư c
Trong c ng t c b t ng c t thép thư ng, nư c ñ b o dư ng, ñ r a c t li u và ñ
tr n không ñư c có d u và không ñư c ch a quá 1g/lít clorit như Cl, cũng không ch a
quá 1,3h/lít sunphát như SO4 .
Ngoài các yêu c u trên, nư c ñ b o dư ng bê tông không ñư c ch a các t p ch t
v i lư ng ñ ñ làm m t màu bê tông ho c ăn mũn b m t.
5
- Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com
1.2.4. Ph gia
Hi n nay thư ng dùng ph gia tăng d o, ph gia gi m nư c và làm ch m r n ch c
ñ i v i Bê tông xi măng poóc lăng, bê tông ng su t trư c, các k t c u ñúc s n và ng bê
tông c t thép. Lư ng ph gia s d ng ph i phù h p v i li u lư ng do nhà s n xu t quy
ñ nh, v i s ch p thu n c a ngư i k sư. Lư ng ph gia s d ng ph i trong ph m vi 0,15
t i 0,25% t ng lư ng xi măng cho m t m ñơn v c a bê tông tr n và cho phép gi m hàm
lư ng xi măng t i t i ña 10% c a lư ng quy ñ nh v i các yêu c u cư ng ñ nén.
Các ph gia hóa ch t, khi s d ng ph i phù h p v i các yêu c u c a AASHTO
M194.
Không ñư c dùng các hoá ch t ph gia ñ c bi t ñ thay xi măng, các ph gia ch a
clorit như Cl quá 1% theo tr ng lư ng không ñư c s d ng trong bê tông ng su t trư c
và bê tông c t thép. N u dùng ph gia ñ hút không khí, ñ gi m t l nư c - xi măng, ñ
làm ch m ho c làm tăng nhanh th i gian ñông c ng, ho c ñ tăng nhanh s phát tri n
cư ng ñ chúng ph i ñư c s d ng v i t l li u lư ng do nhà s n xu t khuy n cáo theo
quy ñ nh trong các quy ñ nh ñ c bi t theo ch d n c a ngư i k sư.
Li u lư ng các ph gia ph i ñư c cân b ng ñong chính xác cho t ng m bê tông
b ng các phương pháp ñư c ch p thu n.
Tr khi có quy ñ nh khác ñ i v i ch t hút không khí, các m u ph gia ki n ngh s
d ng ph i do Nhà th u n p cho ngư i k sư trư c v ý ñ s d ng và làm th nghi m
xác ñ nh s phù h p v i các tính ch t c n có. Các ph gia chưa qua th nghi m không
ñư c s d ng.
M i lo i ph gia b t kỳ ñ u ph i n ñ nh v tính ch t trong toàn b qúa trình s
d ng nó vào công trình. N u th y r ng ch t ph gia cung c p không n ñ nh v tính ch t
ph i ng ng ngay vi c s d ng.
Ph gia pha ch d ng l ng, ph gia l ng ph i có ñ kh năng ñ ñ m t l n toàn
b kh i lư ng c n thi t cho m t m tr n. Ph gia l ng ñư c vào nư c trư c khi ñ vào
m t m tr n. N u dùng nhi u hơn m t lo i ph gia l ng, m i lo i ph i ñư c pha ch b ng
thi t b riêng ñ chúng không ch u nh hư ng l n nhau.
Ch t hút không khí: Ch t hút không khí c n phù h p v i các quy ñ nh c a ASTM
C260.
Ch t gi m nư c: Khi s d ng các ch t gi m nư c li u lư ng cho phép c a ch t ph
gia không vư t quá li u lư ng d n ñ n s co ngót trong bê tông khi khô quá 20% khi
ñư c dùng trong bê tông ng su t trư c ñúc s n; 10% khi dùng trong bê tông ng su t
trư c ñ t i ch ; 10% khi dùng trong bê tông m t ñư ng không có c t thép.
Ch t gi n nư c ph i làm gi m yêu c u v nư c c a bê tông ñó cho t nh t 7% khi
d ng v i li u lư ng t i ña mà nhà s n xu t khuy n cáo. Không ñư c dùng ch t làm ch m
ñông c ng v i li u lư ng l n các lư ng mà nhà s n xu t khuy n cáo, cũng không nhi u
6
- Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com
hơn mà li u lư ng ñ ñ t ñư c vi c làm ch m mong mu n. Cư ng ñ c a bê tông ch a
ch t ph gia v i lư ng do ngư i k sư ch ñ nh tu i 48 gi và lâu hơn không ñư c nh
hơn cư ng ñ c a bê tông tương t không có ch t ph gia. Ph gia không ñư c nh
hư ng có h i ñ n hàm lư ng không khí trong bê tông.
1.3. Yêu c u bê tông trong giai ño n ñông c ng
1.3.1. Yêu c u v cư ng ñ nén
Yêu c u v cư ng ñ nén là yêu c u quan tr ng và t i thi u ñ i v i bê tông tr ng
thái c ng r n. Cư ng ñ bê tông ph thu c vào lư ng nư c, công ngh ch t o bê tông,
thành ph n và ch t lư ng thi công bê tông.
Khi ch t lư ng bê tông ñư c ch ñ nh b ng cư ng ñ nén, c n xác ñ nh ch t lư ng
b ng cách th các m th ñ i v i các v t li u ñó ñư c thi t k chính xác v i các thi t b
tr n và các phương th c thi công d ñ nh cho d án. Vi c ñ bê tông có cư ng ñ quy
ñ nh không b t ñ u cho t i nhà th u s n xu t m t m th theo thi t k h n h p ñư c s
d ng và phù h p v i các yêu c u v cư ng ñ m th . Cư ng ñ bê tông có th xác ñ nh
trên m u h nh tr ho c h nh l p phương có kích thư c 15cm. Cư ng ñ nén trung b nh
c a ba m u th b t ng ñúc liên ti p, ph i b ng ho c l n hơn cư ng ñ nén quy ñ nh
tu i 28 ngày ho c tu i quy ñ nh c th là 3,7,14 ho c 90 ngày không có quá m t trong
các m u th có cư ng ñ nh hơn cư ng ñ quy ñ nh và m u th ñó ph i có cư ng ñ ít
nh t b ng 90% cư ng ñ quy ñ nh th nghi m theo AASHTO ho c theo tiêu chu n qu c
gia.
V i m v t li u th yêu c u thi t b tr n, phương th c và kích c c a v t li u ph i
gi ng như khi s d ng trên công tr nh.
Cư ng ñ bê tông dùng cho công tr nh s ñư c xác ñ nh t các th nghi m trên các
m u th . M t th nghi m cư ng ñ ph i g m có cư ng ñ trung b nh t i thi u 3 m u
th , ch ñ t v t li u l y t m t kh i duy nh t c a bê tông. Khi m t m u th nào ñó cho
th y r vi c l y m u ho c th nghi m kh ng ñúng ñ n, m u th ñó ph i lo i b và th
nghi m cư ng ñ ph i l y cư ng ñ c a c c m u cũn l i.
Các m u bê tôgn th nghi m ñư c b o dư ng t i ñ a ñi m làm vi c ít nh t trong
m t ngày và sau ñó mang ñ n ñi m th khi các m u ñó ñó ñư c b o dư ng theo ñ m
tiêu chu n cho t i th i gian th nghi m.
Trong các trư ng h p c n thêm s li u có th s d ng phương pháp không phá ho i
m u.
1.3.2. Yêu c u v bi n d ng
Bê tông c n có mô ñun ñàn h i thích h p và bi n d ng do t bi n và co ngót phù
h p v i k t c u.
7
- Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com
1.4. Yêu c u ñ i v i bê tông tr ng thái ư t
Sau khi nhào tr n bê tông tr ng thái ư t c n có d o nh t ñ nh ñ ñ m b o vi c v n
chuy n. Bê tông ư t c n ñ m b o ñ ñ ng nh t không phân t ng và phân ly. ð d o,
không phân ly và phân t ng là nh ng ch tiêu ch t lư ng chính ñ m b o vi c ñ khuôn,
ñ m ch c bê tông d dàng nh t mà v n t o ra ñư c bê tông có ñ ch t c n thi t. Do yêu
c u có th s d ng các lo i ph gia ñ ñi u ch nh ñ s t và th i gian gi ñ s t, th i gian
r n ch c, ninh k t.
ð d o c a bê tông ñư c xác ñ nh b ng côn Abram v i bê tông d o và b ng d ng
c ño ñ c ng v i bê tông c ng (ñ s t ≈ 0 cm) v i bê tông c ng, ñ d o bê tông ñư c
xác ñ nh b ng th i gian ñ có th ñ m ch c bê tông tính b ng giây. ð d o c a bê tông
c ng kho ng 60-120 giây (bê tông siêu c ng ñ m ch c b ng lu ch n ñ ng dùng trong xây
d ng ñư ng).
Bê tông d o ho c siêu d o thư ng có ñ s t, ñư c th theo côn Abram bi n ñ i t 4-
10cm và 10-20cm.
Các lo i bê tông d o và siêu d o thư ng có t l N/X = 0,3 - 0,4 và có s d ng ph
gia d o ho c siêu d o, trong trư ng h p ñ c bi t cso th dùng N/X ñ n 0,25. ð s t
thư ng t 8-20cm. V i bê tông t ñ m c n xác ñ nh ñ ch y s t (D ≥ 80cm) và th i gian
ch y trong d ng c thí nghi m.
Yêu c u sau khi tr n xong bê tông ph i có ñ d o phù h p v i yêu c u v ñ d o và
ph i gi ñư c ñ d o trong th i gian t 30-60 phút. M c ñ gi m ñ d o trong th i gian
trên không nên quá 10%. tr ng thái ư t bê tông c n gi nư c, t c ñ bay hơi ch m ñ
tránh gây n t tr ng thái ư t.
ð m b o ñư c các yêu c u trên là r t khó khăn và ph i ñư c ki m tra thư ng xuyên
trong quá trình ch t o bê tông. ð m b o các yêu c u trên ch c ch n s t o ra bê tông có
ch t lư ng cao.
1.5. Yêu c u ñ i v i bê tông tr ng thái m m.
Bê tông c n tránh b tác ñ ng cơ h c gây n t. tr ng thái này c n b o dư ng ch t
ch ñ phát tri n cư ng ñ , tránh co ngót l n gây n t (do m t nư c).
1.6. Các yêu c u khác
Ngoài b n yêu c u trên bê tông ñ c bi t ph i tho mãn các yêu c u ñ c bi t. V i bê
tông làm c u, tuỳ theo công ngh có th yêu c u cư ng ñ bê tông ñ m b o tu i
3,7,14,28 ho c 56 ngày. Bê tông cho c u l n thư ng yêu c u có cư ng ñ cao tu i s m
(3,7 ngày).
Bê tông trong các công trình th y công thư ng yêu c u ñ ch ng th m cao. Bê tông
các khu v c n i ghép c u không co ngót ho c n khi r n ch c. Bê tông nh ng k t c u
8
- Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com
quá nhi u c t thép ho c k t c u có nhi u góc c nh không có kh năng ñ m ch c c n có
tính t ñ c l i (g i là bê tông t ñ m).
1.7. Yêu c u v ñi u ki n b o dư ng bê tông
Vi c b o dư ng bê tông nh m t o ra môi trư ng ñ bê tông phát tri n cư ng ñ và
ph i tuân theo các quy ñ nh riêng.
Phương pháp nư c: Bê tông ph i gi liên t c m ư t b ng cách tư i nư c trong
m t th i gian t i thi u là 7 ngày sau khi bê tông ñã ñư c ñúc. Có th s d ng bông, gi ,
th m ho c cát m ph lên làm m t môi trư ng b o dư ng ñ gi m trong th i gian b o
dư ng.
Khi s d ng bông, gi , th m ho c cát ph lên ñ gi ñ m b ng cách tư i nư c v i
m t vòi nư c t o ra m t l p sương ch không thành tia nư c cho t i khi b m t bê tông
ñư c ph b ng môi trư ng b o dư ng. ð m v i vòi phun không ñư c ñưa tr c ti p
b ng áp l c vào bê tông và không ñư c phép tích t trên b m t bê tông v i kh i lư ng
l n ñ t o ra m t dòng ho c tràn trên b m t. Cu i th i kỳ b o dư ng các b m t bê tông
ph i làm s ch m i th .
Phương pháp màng b o dư ng ch ng th m: B m t bê tông l ra khi hoàn thi n
ph i ñư c phun nư c, dùng m t vòi phun mù t o thành m t l p sương ch không ph i
thành tia, cho t i khi bê tông ñã ñông c ng, sau ñó ph màng b o dư ng.
Màng b o dư ng ph i gi t i ch trong m t th i gian không ít hơn 72 gi .
Gi y ch ng nư c ph i gi phù h p v i các yêu c u k thu t c a AASHTO M139.
Các t m d o (polietilen) ph i phù h p v i các quy ñ nh c a AASHTO M171.
Gi y ch ng th m nư c ho c màng d o ph i làm thành t ng t m có b r ng ñ ñ
ph toàn b b m t bê tông.
T t c các khe n i c a các t m ph i g n kín v i nhau b ng xi măng sao cho khe n i
không th m nư c. Khe n i ph i ph lên nhau ít nh t 10cm.
CÂU H I ÔN T P
1. Trình bày v các v t li u thành ph n ñ ch t o bê tông xi măng;
2. Các yêu c u c a bê tông các tr ng thái khác nhau.
9
- Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com
CHƯƠNG 2
C U TRÚC VÀ CƯ NG ð C A BÊ TÔNG XI MĂNG
Cư ng ñ bê tông ph thu c vào ñ ñ c c a bê tông. Nâng cao trình ñ công ngh ,
l a ch n h p lý thành ph n bê tông s có c u trúc h p lý, ñ ñ c và cư ng ñ bê tông
cao. Như v y gi a c u trúc và cư ng ñ bê tông có m i liên h ch c ch . C i ti n c u
trúc s ñ n ñ n nh ng bi n ñ i v cư ng ñ bê tông.
2.1. C u trúc vi mô c a bê tông
H n h p bê tông là h n h p ch a các thành ph n ch y u: xi măng, nư c,cát, c t
li u l n (s i, ñá). Ngày nay khi ña s bê tông ñ u có s tham gia c a ph gia thì ph gia
tr thành thành ph n quan tr ng trong h n h p bê tông hi n ñ i có tác ñ ng ñ n c u trúc
vi mo c a h n h p bê tông. Khi nhào tr n các thành ph n khoáng v t c a xi măng v i
nhau s x y ra ph n ng th y hoá các ch t c u thành nên xi măng (thành ph n chính
C3S2, C2S, C3AF, C3A) t o nên các ch t ng m nư c (C2SnH2, CSH, C3AF.n2H2O, CFH,
C3A.n3H2O, CAH và Ca(OH)2) và tr thành h n h p ch t k t dính g c trong h n h p bê
tông. Dung d ch dính liên k t các c t li u nh (cát) t o nên dung d ch h k t dính v a xi
măng (ñây là ch t k t dính th c p). Cu i cùng dung d ch h k t dính v a xi măng b
chui vào k h c a các h t c t li u này và chúng t o ra c u trúc h n h p bê tông hoàn
ch nh. Tóm l i có th phân c u trúc h n h p bê tông thành c u trúc con:
- C u trúc xương c a c t li u l n.
- C u trúc vi mô c a h k t dính v a xi măng (như là môi trư ng liên k t các h t c t
li u l n trong c u trúc b xương khung).
- C u trúc ti p giáp gi a h xi măng và b m t c t li u l n (vùng ti p giáp c t li u):
v i khung xương c t li u l n ñư c bi u hi n qua l c dính v a xi măng lên b m t các h t
c t li u l n (và l c dính này ch hình thành khi k t thúc quá trình ninh k t và h n h p bê
tông có c u trúc n ñ nh và m t hoàn toàn tính d o). Vùng ti p giáp này t n t i các l
r ng do nư c tách ra ñ l i và là vùng y u nh t trong c u trúc bê tông. T i ñây có th
xu t hi n các v t n t và các vùng ng su t c c b ñ u tiên trong bê tông khi ch u l c và
ch u tác ñ ng c a các y u t môi trư ng.
2.1.2. C u trúc c t li u l n
C u trúc c t li u l n t o nên khung ch u l c ph thu c cư ng ñ b n thân c t li u
l n, tính ch t c u trúc (di n ti p xúc gi a các h t c t li u) và cư ng ñ liên k t gi a các
h t. Tuy nhiên, thư ng cư ng ñ b n thân c a c t li u l n là cao nên ta lo i ra kh i di n
y u t nh hư ng. Trong vi c ch t o h n h p bê tông ngư i ta luôn mong mu n xây
d ng m t mô hình h n h p bê tông trong ñó các h t c t li u l n ti p xúc nhi u chi u v i
nhau và có h k t dính v a xi măng liên k t gi a chúng. Xây d ng mô hình này nh m
10
- Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com
ñưa c u trúc c t li u l n tr thành c u trúc chính, quy t ñ nh tính ch t c u trúc vi mô c a
bê tông và quy t ñ nh tính ch t ch u l c h n h p c a bê tông. Lúc này c u trúc c a v a xi
măng chuy n xu ng th y u và ch có tính ch t liên k t. V m t ch u l c ñó v a xi măng
ch ch u l c tương tác do liên k t gi a các h t c t li u l n trong b khung mà không ch u
l c n i t ng trong lòng nó. Cách xây d ng mô hình c u trúc bê tông như v y có kh năng
t o ra bê tông mác r t cao và gi m ñư c nh ng tác ñ ng vô cùng ph c t p c a c u trúc
h k t dính v a xi măng v i tính ch t c u trúc vi mô c a bê tông. Tuy nhiên, mô hình
ñưa ra này ch thu n tuý lý thuy t mà r t khó hay không có kh năng t o ñư c trên th c
t nhưng nó ñưa ra nguyên t c cho t t c các công ngh bê tông là tăng ñ m nh c a c u
trúc b xương khung c t li u trên cơ s :
+ Tăng di n ti p xúc gi a các h t c t li u l n (gi a hai h t v i nhau và c a các h t
xung quanh m t h t).
+ Không gian h trong b khung xương là nh nh t.
+ Chi u dày c a liên k t h xi măng v i các h t c t li u là hi u qu (ch nh m m c
ñích liên k t).
V y các y u t nh hư ng cơ b n t i c u trúc bê tông là c t li u (kích thư c, tính
ch t b m t), phương pháp thi t k thành ph n bê tông (c p ph i), ñ c tính k thu t c a
c t li u, k thu t tác ñ ng cơ h c, ngoài ra có m t y u t quan tr ng ñó là tính linh ñ ng
c a dung d ch h v a xi măng (khi dung d ch v a xi măng càng linh ñ ng d o thì c u
trúc c t li u l n càng m nh). Nhưng toàn b tính ch t ph c t p trong c u trúc vi mô c a
bê tông l i n m liên k t gi a v a xi măng v i các h t c t li u.
2.1.2. C u trúc vi mô c a ñá xi măng.
Các h t xi măng khi thu hoá bao quanh các h t là l p nư c và quá trình th y hoá
th c hi n d n t ngoài h t vào bên trong ngay t c kh c t o l p màng k t dính bao quanh
h t xi măng mà b n ch t là liên k t ion gi a ph n t h n h p xi măng và phân t nư c,
l p màng này dày theo th i gian th y hoá và ngoài nó là l p nư c t do. Tuy nhiên, l p
màng liên k t này l i c n tr s thâm nh p c a nư c và cùng v i th i gian tính linh ñ ng
c a các phân t nư c và xi măng gi m d n do v y làm gi m d n t c ñ th y hoá. L p
liên k t h t xi măng - nư c d y d n cùng v i nó l p nư c t do bao ngoài h t xi măng
m ng d n, thêm vào ñó s linh ñ ng c a các h t xi măng ph n do màng nư c gây tính
nh t cho các h t (có th tính nh t này ñư c b sung do tác ñ ng c a ph gia) ph n do tác
ñ ng c a vi c tr n hay tác ñ ng cơ h c có ñi u ki n g n nhau d n d n hình thành liên k t
và xoá b ranh gi i gi a các h t xi măng. Màng liên k t xi măng nư c bao quanh các h t
c t li u nh và kéo chúng vào hình thành c u trúc h k t dính v a xi măng Có th mô t
tóm t t c u trúc vi mô c a v a xi măng trong h n h p bê tông như sau:
Các h t xi măng liên k t v i nư c (lo i liên k t ion) t o nên l p dính (bao quanh h t
và dày theo ti n trình th y hoá) làm cơ s ñ liên k t các h t xi măng v i nhau (liên k t
11
- Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com
cơ h c) xoá b ranh gi i các h t và ñ ng th i chúng còn liên k t cơ h c v i c t li u nh
(cát) t o nên c u trúc con v a xi măng liên k t c u k t d n và t o nên c u trúc n ñ nh có
tính ch t cơ lý. Nhưng ph n ng thu hoá v n ti p t c x y ra, do v y trong c u trúc v n
t n t i b ph n lõi h t là kh i xi măng khan và không gian, gi a các h t xi măng liên k t
là kho ng r ng có ch a nư c.
Các y u t tham gian vào c u trúc:
+ Vai trò c a h t cát: M i nhìn có th nghĩ s tham gia c a h t cát là th a, nhưng
nó l i có vai trò h t s c quan tr ng trong ph n tăng cư ng n ñ nh không gian c a các h t
xi măng liên k t, nó có tác d ng như ch t ho t tính tăng cư ng s linh ñ ng c a các h t
xi măng và ph n t nư c kích thích quá trình thu hoá, ñ ng th i dư i tac ñ ng c a cơ
h c và s linh ñ ng c a b n thân trong dung d ch huy n phù (giai ño n nư c liên k t keo
gi a các h t xi măng) làm gi m b t s c n tr c a màng liên k t xi măng nư c t o cho s
thâm nh p c a ph n t nư c vào bên trong h t ñ th y hoá ti p. Do ñó tác d ng cu i
cùng là gi m lư ng l r ng trong c u trúc, tăng ñ b n, kh năng ch u l c c a c u trúc.
+ Các h t xi măng th y hoá: Tuy r ng l c dính k t các h t xi măng tuỳ thu c ph n
l n vào lo i xi măng (hàm lư ng các thành ph n trong xi măng), nhưng m c ñ linh
ñ ng c a các h t xi măng - nư c phá v th cân b ng t m th i làm cho các h t xít nhau
hơn t o nên th cân b ng n ñ nh hơn và gi m các l r ng, l c dính các h t cũng cao hơn.
Th i ñi m và kho ng th i gian tác ñ ng cơ h c có nh hư ng t i l c dính này. Ngoài ra
t c ñ , m c ñ ph n ng thu hoá nh hư ng t i hàm lư ng h t xi măng ñư c th y hoá,
mong mu n h t th i gian b o dư ng bê tông ho c th i gian b t ñ u ch u l c thì hàm
lư ng xi măng trong lõi h t xi măng chưa ñư c th y hoá là nh nh t. ðây cũng là m t
y u t ñ tăng cư ng ñ c a ñá xi măng.
12
- Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com
M t s ñ c ñi m c a ph n ng thu hoá h t xi măng
- Là lo i ph n ng ch m d n và kéo dài r t lâu. M t s lý thuy t còn nêu r ng ñây là
lo i ph n ng r t khó k t thúc (ñi u này lý gi i ph n nào cư ng ñ c a bê tông tăng d n
theo th i gian t t nhiên là không xét t i nh hư ng c a môi trư ng, ñi u ki n ch ưc l c).
- Thông thư ng theo thí nghi m th y r ng hàm lư ng xi măng chưa thu hoá sau 28
ngày kho ng dư i 20% hàm lư ng toàn b h t.
- ðây là lo i ph n ng có sinh nhi t lư ng (ch y u là do thành ph n C3A, C3S th y
hoá sinh ra). N u b qua tác ñ ng c a bên ngoài t ng lư ng nhi t ph thu c vào lo i xi
măng và lư ng xi măng.
T c ñ và m c ñ c a ph n ng thu hoá ph thu c vào y u t sau: ñ m n c a h t
xi măng, nhi t ñ n i t i trong h n h p, tác ñ ng cơ h c (tuy nhiên n u th i gian ñ m mà
l n l i gi m t c ñ th y hoá), ph gia tác ñông, t c ñ t o nhi t.
+ Các l r ng trong c u trúc: L r ng luôn t n t i trong c u trúc v a xi măng và
nh hư ng r t l n t i tính b n c a c u trúc này. Ph i tìm cách gi m t i ña hàm lư ng l
r ng. Nguyên nhân t o ra l r ng:
- Do tính không th xít ñư c c a các h t xi măng khi liên k t.
- Do lư ng nư c t do (lư ng còn l i sau ph n ng thu hoá và lư ng nư c t do
này thư ng chi m 10-20% t ng lư ng nư c s d ng, tuỳ theo lo i bê tông).
- Do hàm lư ng b t khí t o ra trong quá trình tr n.
Như v y nguyên t c gi m ñ r ng (tăng ñ ch t) là:
- Gi m t i ña có th lư ng nư c không c n cho th y hoá.
- T o ñ linh ñ ng cho các h t xi măng khi th y hoá.
- Tác d ng cơ h c h p lý ñ gi m tr l c c a liên k t xi măng nư c lúc ñ u giúp
các h t xít nhau hơn. L r ng ñư c t n t i dư i hai d ng. L r ng trong kho ng không
gi a các h t và l r ng t n t i dư i d ng các màng lư i mao d n.
Tính ch t c u trúc v a – xi măng ñư c bi u hi n qua liên k t gi a các h t xi măng
và hàm lư ng h t xi măng ñư c thu hoá. L r ng trong c u trúc là luôn luôn t n t i
ngay c khi lư ng nư c s d ng là t i thi u (ch c n cho thu hoá toàn b lư ng xi
măng), lư ng l r ng này s tăng m t cách t nhiên theo m c ñ tăng hàm lư ng nư c
ngoài th y hoá và s tăng hàm lư ng xi măng cũng như kích thư c h t xi măng.
C u trúc vi mô c a v a xi măng ñóng vai trò quan tr ng trong t o l p c u trúc bê
tông và trong bê tông cư ng ñ cao tác ñ ng c a nó v i tính ch t c u trúc bê tông còn
hơn c tác ñ ng c a c u trúc c t li u l n.
Mu n tăng ñ m nh c a c u trúc này ph i tăng ñ linh ñ ng c a b n thân các h t xi
măng, tác ñ ng cơ h c h p lý ñ tăng kh năng x p xít c a các h t xi măng làm gi m
hàm lư ng lõo r ng t nhiên. Gi m t i ña lư ng nư c th a không c n cho th y hoá cho
13
- Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com
toàn b xi măng, gi m lư ng b t khí t o thành, kích thích ph n ng thu hoá sao cho
hàm lư ng lõi xi măng khan c a h t là ít nh t khi h t giai ño n b o dư ng.
2.1.3. C u trúc vùng ti p giáp gi a h xi măng và c t li u
vùng ti p giáp gi a v a xi măng và c t li u t n t i các l p v a xi măng áp sát b
m t c t li u, các vùng ch a nư c do s tách nư c bên trong c a v a xi măng, các l r ng
do nư c b c hơi và các h t CaO t do cũn l i.
vùng này t n t i l c dính gi a ñá xi măng và c t li u. C u trúc t t nh t vùng
ti p giáp t o ra l c dính k t t i ña và có l r ng t i thi u. S thay ñ i ñ m vùng này
chính là nguyên nhân gây ra các bi n d ng theo th i gian cho bê tông. Lo i bê tông thi t
k v i t l N/X th p, ñư c tr n h p lý, ñư c ñ m ch c h p lý s t o ra vùng ti p giáp t t
nh t và t o ra l c dính cao nh t. Vùng ti p giáo này là vùng quan tr ng nhưng y u nh t
c a c u trúc bê tôn. V i bê tông truy n th ng v t n t ñ u tiên trong bê tông xu t hi n t i
ñây và phát tri n trong c u trúc h xi măng ñã ñông c ng. V i bê tông cư ng ñ cao do
lư ng nư c s d ng ít hơn và do tác ñ ng c a mu i Silíc, c u trúc vùng ti p giáp ñư c
c i thi n ñáng k , không có CaO t do, ñ m th p, l c dính ñư c nâng cao, t o ra ch t
lư ng m i cho bê tông xi măng.
2.2. Các giai ño n hình thành c u trúc vi mô c a h n h p bê tông: có th chia thành 3
giai ño n sau:
- Giai ño n chưa hình thành c u trúc: Lúc này bê tông là h n h p bi n ñ ng, ñư c
tính k t th i gian tr n t t c thành ph n c a bê tông cho t i khi b t ñ u ninh k t. Tính
d o c a h n h p v n b o toàn, hàm lư ng xi măng thu hoá trong giai ño n này là l n
nh t. Các h t xi măng b t ñ u ninh k t (môi trư ng ti p xúc gi a các h t xi măng chuy n
t d ng huy n phù sang d ng keo).
- Giai ño n hình thành c u trúc không n ñ nh: lúc này h n h p b t ñ u phát sinh
l c k t dính, nhưng l c k t dính k t tinh còn nh , ñã hình thành c u trúc cân b ng m i
b n v ng hơn và làm l c dính phát tri n cao hơn. Trong giai ño n này h n h p ñã m t
d n tính d o, hình thành tính ch t cơ lý. Ph n cu i giai ño n này tính d o ñã m t, b t ñ u
t o nên tính ch t tinh th n ñ nh và n u tác ñ ng cơ h c s làm phá ho i c u trúc tinh
th , l c dính gi m nhanh và không còn phát tri n ñư c n a. Giai ño n này b t ñ u t khi
b t ñ u ninh k t t i khi k t thúc ninh k t.
- Giai ño n c u trúc n ñ nh: Là d ng c u trúc tinh th , l c dính phát tri n ñ u. Ph n
ng thu hoá v n còn nhưng r t y u. Ch còn tác d ng c u trúc qua các dư ng h bên
ngoài (nh ñ m và nhi t ñ phát tri n ñ u l c dính và t o ra nh hư ng ph c a ng
su t nhi t trong h n h p bê tông, kich thích ph n ng thu hoá). Quá trình này b t ñ u t
khi quá trình r n k t xu t hi n, bê tông m t hoàn toàn tính d o, l c dính ch y u b t ñ u
trong giai ño n này.
14
- Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com
2.3. Trên cơ s c u trúc vi mô ñánh giá các y u t nh hư ng t i yêu c u cư ng ñ
c a bê tông
2.3.1. Xét y u t cư ng ñ d ng c u trúc vi mô c a bê tông
C u trúc c a h n h p bê tông bao g m ba t p h p con như ñã phân tích trên.
Nhưng th c t và thí nghi m ñã ch ra r ng ñi m m u ch t trong c u trúc ch u l c c a bê
tông l i t p trung hai t p con: c u trúc vi mô c a v a xi măng và l c dính k t gi a nó
v i các c t li u l n trong c u trúc khung xương. Vi c hình thành cư ng ñ ch u l c trên
cơ s c a c u trúc ta xét m t m u mô hình bê tông ch u l c tác d ng:
- T p h p khung xương xét ñ i di n A
- T p h p c u trúc v a xi măng B
- T p h p l c dính AB.
Dư i tác d ng c a l c P trong h n h p xu t hi n n i l c sinh ra ng su t σA, σB.
Còn l c dính xu t hi n l c m t và sinh ra ng su t b m t τAB. Cư ng ñ gi i h n c a ñá
trong bê tông thư ng r t cao do v y tính ch t ch u l c c a c u trúc bê tông ph thu c gi i
h n cư ng ñ c a σA, τAB. Các thí nghi m l i ch ra r ng ñi m y u nh t trong c u trúc t p
trung t p h p l c dính AB. Do v y tính ch t ch u l c c a bêtông ph thu c tính ch t
dính bám gi a xi măng và c t li u l n (thí nghi m cho th y ñi m ch u l c c c h n v t
n t b t ñ u hình thành t i b m t AB, sau ñó phát tri n qua l p v a xi măng gi a các b
m t AB, cu i cùng m u b phá hu (v i c ba trư ng h p ch u l c nén và u n, kéo).
Cư ng ñ gi i h n c a ng su t m t τBA chính là cư ng ñ l c dính. V y ñi m th
nh t ñ tác ñ ng tăng cư ng ñó là tăng cư ng ñ dính Rτ gi a v a xi măng và c t li u
l n. Phân tích khi giá tr c a t i tác d ng làm cho ng su t m t gi a v a xi măng và c t
li u ñ t giá tr cư ng ñ dính Rd thì b t ñ u xuât shi n các v t n t m t trên m t liên k t.
Bê tông ñã b t ñ u vào giai ño n phá ho i nhưng v n chưa b phá ho i n u ti p t c tăng
t i t i m t giá tr nào ñó sinh ra ng su t n i trong v a xi măng vư t quá kh năng ch u
l c c a nó thì phát sinh v t n t xuyên n i các v t n t m t v i nhau t o nên ñư ng n t
rích r c toàn b làm bê tông phá hu .
Vì v y, ñi m th hai cho vi c tác ñ ng tăng cư ng ñ c a bê tông là tăng cư ng ñ
v a xi măng Rv.
Nhưng ta bi t r ng khi hình thành các v t n t m t làm tính ñ ng nh t c a v a xi
măng gi m, do ñó kh năng ch u l c c a v a xi măng lúc này (trong bê tông) nh hơn
cư ng ñ c a v a xi măng Rv (khi là m u li n kh i) và chính kh năng ch u l c c a v a
xi măng trong s tác ñ ng c a c t li u l n làm gi m tính ñ ng nh t và cư ng ñ c a bê
tông. Do v y v m t tương quan cư ng ñ c a bê tông là giá tr n m gi a cư ng ñ dính
(Rj) và cư ng ñ v a xi măng (Rv). Ta có bi u ñ quan h c a cư ng ñ bê tông và
cư ng ñ dính (Rj) theo th i gian căn c theo thí nghi m ñư c công nhân c a giáo sư
Oztrekin (Th Nhĩ Kỳ).
15
- Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com
ð c trưng c a l c dính:
- L c dính là ñ i lư ng ñ c trưng cho c u trúc ch u l c c a b n thân v t li u bêtông.
- L c dính phát tri n ch m (ñi u ñó lý gi i vì sao sau 28 ngày cư ng ñ c a bê tông
v n tăng l n do s phát tri n c a l c dính và ñ c trưng c a ph n ng thu hoá v n ti p
t c th y hoá xi măng khan làm tăng ñ m nh c a c u trúc v a xi măng).
- Sau 70 ngày cư ng ñ dính (Rd) và cư ng ñ ch u u n c a v a xi măng (Ruv) x p
x b ng nhau.
Giáo sư Oztrekin còn ñưa ra công th c th c nghi m v m i quan h c a các cư ng
ñ trên cho th y các ngày tu i.
Cư ng ñ ch u u n:
Rub = 0,428Rnv + 0,128Rd + 0,08 (MPa)
(H s tương quan là 0,983)
Cư ng ñ ch u nén:
Rnb = 0,526 Rnv + 2,665 Rd + 3,3 (MPa)
(H s tương quan trung bình0,985)
Tuy nhiên cư ng ñ l c dính có th khác nhau t i m i m t liên k t v a xi măng và
m i c t li u l n. Cũng như ngay c t p h p v a xi măng cũng tư ng tư ng có vô s m t
ph ng c t qua nó và m i m t ph ng l i có cư ng ñ ch u l c khác nhau (T t nhiên l c
dính m i m t dính gi a v a xi măng và c t li u cũng khác nhau tuỳ theo di n tích m t
liên k t, l c dính D = RdF, trong ñó F là di n tích m t ngoài c a c t li u), và ch c ch n
bê tông b phá hu theo m t ph ng không gian rích r c y u nh t (ñó là m t n i các t p
h p, có cư ng ñ ch u l c là bé nh t). Chính m t không gian y u c c b này l i quy t
ñ nh t i cư ng ñ bê tông và cùng nó chi ph i lý lu n v vi c tăng cư ng ñ c a v a xi
măng và cư ng ñ dính. Như v y ñ s d ng ñi m m u ch t 1 và 2 ph i d a trên cơ s
bê tông có cư ng ñ ñ ng nh t cao ñ các m t không gian có trong h n h p bê tông là
bình ñ ng nhau và xác su t ñ tìm ra m t m t không gian y u là th p.
V y ñi m m u ch t th ba ñ tăng cư ng ñ c a bê tông là ph i tăng tính liên t c
ñ ng nh t c a h n h p bê tông (Các bi u hi n tr c quan qua ñ ch t c a bê tông). ði m
này là m t cách th hi n s tham gia c a t p h p c u trúc khung c t li u l n vào vi c
tăng cư ng ñ c a bê tông.
Như v y, xét v m t c u trúc các y u t làm tăng cư ng ñ c a bê tông là ph i tác
ñ ng vào làm tăng cư ng ñ dính (Rd), tăng cư ng ñ xi măng (Rv) và tăng tính ñ ng
nh t c a bê tông.
2.3.2. Các hư ng k thu t làm tăng cư ng ñ dính (Rd)
Cư ng ñ dính xu t hi n khi bê tông k t thúc quá trình ninhk t và giá tr c a nó tăng
d n theo th i gian t i giá tr c c ñ i c a cư ng ñ bê tông nhưng nó cũng gi m d n giai
ño n bê tông b bão hoà theo th i gian s d ng và ñi u ki n s d ng. Cư ng ñ dính (Rd)
16
- Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com
ph thu c vào m t s y u t sau: lo i xi măng, hình d ng c t li u, tính ch t b m t, tính
ch t cơ lý m t c t li u (tính ch t nhi t m), áp l c ép v a xi măng vào ñá.
T t nhiên ta có th th y khi s d ng xi măng cư ng ñ cao, c t li u có t ng di n b
m t l n (cùng ñư ng kính) tính ch t b m t nhám và s ch thì tăng ñư c cư ng ñ dính
Rd. Nhưng ñây t p trung xem xét hai nhân t quan tr ng, áp l c ép v a xi măng, tính
ch t nhi t m c a c t li u.
N u t o ñư c l c ép v a xi măng vào c t li u qua thi t b ñ m rung l n thì áp l c ép
gi a ñá xi măng và c t li u s l n. Nhưng n u th i ñi m k t thúc ñ m quá dài thì l i có
tác d ng ngư c l i phá hu liên k t m i t o thành và làm l c dính không th ph c h i l i
ñư c.
Tính ch t nhi t m c a c t li u có liên quan t i d s hình thành và ñ l n c a ng
su t nhi t riêng phát sinh t i l p v a ti p xúc tr c ti p v i c t li u, ng su t nhi t riêng
gây tính không liên t c c a v a xi măng t i b m t ti p xúc và làm cho liên k t này ti n
nhanh hơn t i gi i h n cư ng ñ (cư ng ñ dính gi m). B n ch t c a hi n tư ng trên là
ch : c t li u ñá (thư ng là d ng ñá vôi) có tính ch t hút nư c, lư ng hút nư c kho ng
5%. Khi tr n vào trong h n h p bê tông nó b t ñ u hút nư c, k t thúc quá trình ninh k t
liên k t v a xi măng- c t li u m i th c s xu t hi n và phát tri n n ñ nh, vào lúc này
vi c hút nư c c a c t li u làm cho xi măng t i l p v a ti p xúc b m t nư c cho quá
trình thu hoá b ch m l i ñ t ng t, lõi xi măng khan trong các h t xi măng ti p xúc v i
ñá y u hơn các l p xa hơn. ðó là nguyên nhân d n ñ n cư ng ñ dính suy gi m. Ngoài
ra, vi c hút nư c c a ñá có th phát sinh ng nhi t trong l p v a xi măng ti p xúc do s
chênh l ch nhi t lư ng s n sinh t ph n ng thu hoá gi a l p v a xi măng ti p xúc v i
c t li u và l p v a măng lân c n nó.
ng xu t nhi t còn phát sinh do s chênh l ch nhi t ñ c a l p v a xi măng và c t
li u. Nhi t lư ng sinh ra trong quá trình thu hoá làm cho nhi t ñ c a l p v a xi măng
cao hơn c t li u có s truy n nhi t t l p v a xi măng ti p xúc cho c t li u làm phát sinh
s chênh l ch nhi t ñ gi a c t li u và l p v a lân c n v i l p ti p xúc, k t qu là phát
sinh ng su t trong l p v a xi măng ti p xúc. B n ch t ñây gi ng v i b n ch t hi n
tư ng phát sinh ng su t riêng t i l p m t bê tông ti p xúc v i môi trư ng, vì ng su t
k t h p v i s c n tr s d ch v c a l p bê tông do c t thép mà ñã phát sinh ra n t do có
ngót.
L i d ng tính ch t nhi t m này vào s tác ñ ng tăng cư ng ñ dính Rt là làm cho
ñá no nư c trư c khi tr n chung các thành ph n và có th ph i làm l nh c t li u (khi th i
ti t nóng) trư c khi tr n. Tuy nhiên ñây ch là bi n pháp k thu t nh ñơn gi n và r t c n
thi t.
17
- Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com
Ngoài ra ñ tránh xu t hi n ñi m trên m t c t li u y u c c b ph i ñ m b o s bao
ph ñ u trên kh p b m t c t li u b ng v a xi măng. ði u này có ñư c nh k thu t tr n
và tính linh ñ ng c a v a xi măng.
Tóm l i, hư ng k thu t s là:
- Tác ñ ng cơ h c h p lý.
- C i thi n tính ch t nhi t m c a c t li u.
- Tăng tính linh ñ ng c a các h t xi măng thu hoá.
2.3.3. Các hư ng k thu t tăng cư ng ñ v a c a xi măng (Rv)
Cư ng ñ v a xi măng (Rv) ph thu c cư ng ñ xi măng, lư ng xi măng s d ng,
l c ép ch t các h t xi măng vào nhau và h t xi măng quanh h t cát, làm gi m t i ña ñ
r ng trong c u trúc v a xi măng, gi m hàm lư ng lõi xi măng khan chưa ñư c thu hoá.
Tuy nhiên, gi i pháp tăng cư ng ñ nh vi c tăng hàm lư ng xi măng là gi i pháp
không hi u qu , lý do là do tính ch t không th x p xít nhau c a các h t xi măng t t y u
gây ra các l r ng trong c u trúc v a xi măng. Tăng cư ng ñ v a xi măng (Rv) cho m c
ñích tăng cư ng bê tông. T t nh t là s d ng xi măng có ch t lư ng cao v i hàm lư ng
xi măng h p lý. ði u này còn cho phép gi m các hi u ng ph trong bê tông.
2.4. Cư ng ñ c a bê tông
2.4.1. Xác ñ nh cư ng ñ c a bê tông
Thư ng vi c này ph i th c hi n ngay trên m u chu n. M u th có th là m u l p
phương 15x 15x 15 cm. K t qu th trên m u này khá n ñ nh, do ñã lo i tr nh hư ng
phá hu c c b do n ngang. các nư c Châu Âu, M , Nh t l i d a trên cơ s m u tr
15x 30 cm h p lý v m t ch u l c th c t . Quy trình xác ñ nh cư ng ñ trong ñi u ki n
nghiêm ng t (ñi u ki n dư ng b , b m t m u, s lư ng m u, cách l y m u trong h n
h p, cách gia tăng t i…) và giá tr cư ng ñ là kêt qu s k t h p các giá tr ch u l c c c
h n và tính xác su t c a k t qu th . Cách ñánh giá cư ng ñ qua các bư c sau:
- L y m u th h n h p bê tông, dư ng h trong ñi u ki n tiêu chu n.
- Tác d ng l c ñ xác ñ nh giá tr c c h n c a cư ng ñ t ng m u bê tông (Ri).
- Tính các giá tr xác su t:
n
∑R i
i −1
Cư ng ñ trung bình: Rm = , n: s lư ng m u th .
n
n
∑ (R − R )2
i m
H s l ch chu n: S R = i =1
n =1
SR
H s tán: CV =
Rm
- Xác ñ nh cư ng ñ tiêu chu n theo công th c sau:
18
- Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com
RTC= Rm (1-1,64 Cv)
RTC
Cư ng ñ tính toán: RTT = ( K 〉1)
K
K- H s an toàn xét t i s b t l i do tính không ñ ng nh t hay không n ñ nh trong
thi công, lo i b tác ñ ng b t l i t o ra m u kém ph m ch t (thư ng h s K≈ 1,3 và bê
tông mác cao thì h s K≥1,3 và bê tông mác r t cao thì h s K thư ng l n hơn n a).
Cv- H s bi n sai nói lên s bi n ñ ng v s li u cư ng ñ c a m u và cư ng ñ
trung bình c a lô m u. Bên trong thì h s Cv bi u hi n trình ñ thi công, m c ñ n ñ nh
trong ch t o bê tông. Công ngh càng cao và n ñ nh thì h s Cv càng nh . Các quy
trình ñ u quy ñ nh gi i h n c a Cv và v i mác càng cao thì h s Cv ñòi h i càng gi m
(ñây là v n ñ khó ñ t ñư c Vi t Nam n u chúng ta không có công ngh bê tông m nh
và ñ ng b ) và s tác ñ ng c a v t li u bê tông t i công trình càng l n. Khi s n xu t mác
bê tông l n hơn M500, ñòi h i Cv< 0,125.
Chú ý ñây h s 1,64 là h s xác su t ñ m b o s lư ng m u có cư ng ñ l n
hơn cư ng ñ trung bình ñ t 95% hay vi t RTC= 0,795 Rm (khi l y Cv= 0,125).
ð ti n hành so sánh khi c n thi t ngư i ta ph i tính ñ i cư ng ñ m u l p phương
và m u tr tròn theo công th c:
R
1) RTru = 0, 77 − m .RLP ( R0 = 1000 MPa ≈ 10000kG / cm2 )
R
0
R
2) LT = 1,16 ÷ 1, 24 (Tiêu chu n VN 3118- 93)
RTru
3) RTr = (0,72÷ 0,77)RLP; RLP: Cư ng ñ m u l p phương
ð so sánh và phân lo i s d ng khái ni m c p bê tông là giá tr cư ng ñ ch u nén
m u tiêu chu n.
2.4.2. Các lo i cư ng ñ c a bê tông
Các lo i cư ng ñ c a bê tông ñư c ch d n trong các quy ñ nh thi t k , ñư c xây
d ng trên cơ s ý tư ng tính toán riêng bi t. Do v y m i tiêu chu n l i có quy ñ nh khác
nhau v s lư ng, ñ c ñi m c a m i lo i cư ng ñ . V i s hoàn thi n v m t lý thuy t thì
quy ñ nh v cư ng ñ c n c th t o ra cơ s ñ các tính toán thi t k gi ng v i s làm
vi c th c c a k t c u.
Cư ng ñ ñư c phân lo i như sau:
- Theo tr ng thái gi i h n tính toán:
+ Cư ng ñ tiêu chu n: RTC (tr ng thái gi i h n 2,3).
+ Cư ng ñ tính toán: RTT (tr ng thái gi i h n 1).
- Theo giai ño n tính toán: V i các k t c u ñư c tính toán thi t k theo 2 giai ño n
thi công và khai thác, c n xác ñ nh:
+ Cư ng ñ giai ño n thi công.
19
nguon tai.lieu . vn