Bài giảng Bê tông đặc biệt: Chương 2 - Bùi Đức Vinh

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:56

Thêm vào BST

Báo xấu

3
lượt xem 1
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Chương 2 bài giảng Bê tông đặc biệt trình bày nguyên tắc lựa chọn và thiết kế thành phần bê tông phù hợp với từng yêu cầu kỹ thuật. Tìm hiểu cách xác định tỷ lệ cấp phối, lựa chọn vật liệu, phụ gia và các yếu tố ảnh hưởng đến tính chất của bê tông đặc biệt. Tài liệu hữu ích cho sinh viên ngành xây dựng, kỹ sư vật liệu và chuyên gia thiết kế bê tông hiệu suất cao.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Bê tông đặc biệt: Chương 2 - Bùi Đức Vinh

Khoa Kỹ Thuật Xây Dựng, ĐHBK TpHCM –Bê tông đặt biệt-CI4153- 2020 BÊ TÔNG ĐẶC BIỆT Special Concretes in Construction Mã số môn học: CI 4153 BM Vật liệu xây dựng, Khoa Kỹ Thuật Xây Dựng Đại Học Bách Khoa Tp HCM Email: vlxd-bk@hcmut.edu.vn Facebook.com/vlxd-bk Phiên bản 2022 Chương 2: Lựa chọn và thiết kế th.phần bê tông Dr.-Ing. Bùi Đức Vinh 1 of 56
Khoa Kỹ Thuật Xây Dựng, ĐHBK TpHCM –Bê tông đặt biệt-CI4153- 2020 CHƯƠNG 2 THIẾT KẾ VÀ LỰA CHỌN TP VL BÊ TÔNG  Thiết kế thành phần cấp bê tông theo “CHỈ DẪN KỸ THUẬT CHỌN THÀNH PHẦN BÊ TÔNG CÁC LOẠI“ THEO QUYẾT ĐỊNH SỐ 778/1998/QĐ-BXD NGÀY 05/9/1998  Thiết kế lựa chọn thành phần bê tông theo PCA • Hỗn hợp bê tông • Bê tông cứng – Tính nhất quán – Cường độ (Strength) (Consistency) – Độ bền (Durability) – Tính ổn định – Thẩm mỹ (Appearance) – Tính đồng nhất – Kinh tế (Economy) – Tính công tác – Khả năng hoàn thiện Chương 2: Lựa chọn và thiết kế th.phần bê tông Dr.-Ing. Bùi Đức Vinh 2 of 56
Hoang Vinh Technology Research and Construction Consultants 14/2 Bau Bang St., Ward 13, Tan Binh Dist., HCMC Tel.: + 84-8-38123009, Fax: +84-8-38426209 Khoa Kỹ Thuật Xây Dựng, ĐHBK TpHCM –Bê tông đặt biệt-CI4153- 2020 Web: www.hoangvinh.vn; email: info@hoangvinh.vn Building Materials Cường độ chịu nén 25 N/mm² Ký hiệu cấp phối HV-RCC-M25-G-P30 Thời gian đầm Thể tích 1000.0 Liter BÊ TÔNG NẶNG Ngày trộn mẫu 15.09.2012 14:00:00 PM Ghi chú: Bê tông đầm lăn M25 Nhiệt độ môi trường Người sử dụng: Thời gian Vebe yêu cầu 30s - 40s Độ sụt yêu cầu 0.0 mm K.Lượng Thể tích Điều chỉnh 1000.0 Ltr. Thành phần [kg/m³] [dm³/m³] Với T.phần cốt Nguyên liệu với độ ẩm Lượng bọt khí V%=Luftg. 1.54 % -- 15.4 liệu khô thực tế Xi măng FICO PC50 z 6.77 % 210.0 67.7 210.0 kg 210.00 kg Puzzolana 1 (Fly ash, RHA) 0.00 % 0.0 0.0 0.0 kg 0.00 kg Thiết kế thành phần cấp Puzzolana 2 (đá tự nhiên) Silicafume sf 3.50 % 0.00 % 90.0 0.0 35.0 0.0 90.0 kg 90.00 kg phối bê tông Nước w 14.300 143.0 143.0 143.0 kg 98.60 kg Phụ gia Kéo dài t.gian n.kết Sika plastiment fm 0.11 % 1.26 1.05 1.3 kg 1.260 kg Siêu dẻo giảm nước 0.11 % 1.26 1.05 1.3 kg 1.260 kg Thể tích vữa (Vol.%) Sợi thép (ø0,16×13 mm) 0.0 0.00 0.0 kg 0.000 kg Sợi thép (ø0,16×6 mm) 0.0 0.00 0.0 kg 0.000 kg Côt liệu % 1 Đá nghiền Đ2 Dmax 19 49.0 % 1397.3 489.6 1397.3 kg 1423.4 kg 2 Đá nghiền Đ5 Dmax 5 23.6 % 684.3 236.1 684.3 kg 702.6 kg 3 Cát C1 0.0 % 0.0 0.0 0.0 kg 0.0 kg Tổng cộng 73 % Bê tông 98.89 % 2525 1000.0 W/C-Tỉ lệ xi măng/nước 0.681 W/B-Tỉ lệ W/(C+PUZ) 0.477 Khối lượng riêng vật liệu rd rd 1 Đá nghiền Đ2 Dmax 19 2.854 Độ ẩm = 1.87% Xi măng FICO PC50 3.100 2 Đá nghiền Đ5 Dmax 5 2.898 Độ ẩm = 2.67% Puzzolana 1 (Fly ash, RHA) 2.570 3 Cát C1 2.643 Độ ẩm = 4.38% Kéo dài t.gian n.kết Sika plastiment 1.200 4 Puzzolana 2 (đá tự nhiên) 2.575 Siêu dẻo giảm nước 1.200 5 Silicafume 3.100 Thiết bị/dụng cụ Vật liệu Thời gian (sec.) Lượng (%) 1 Máy trộn Cát + xi măng + Puz 30 2 Vebe Nước (70% + 30%) 120 3 Đầm búa Cốt liệu lớn 180 Phụ gia (70% + 30%) Chương 2: Lựa chọn và thiết kế th.phần bê tông Dr.-Ing. Bùi Đức Vinh •33 of 56
IV. Thiết kế cấp phối bê tông theo TCVN Khoa Kỹ Thuật Xây Dựng, ĐHBK TpHCM –Bê tông đặt biệt-CI4153- 2020 IV.1 Các yêu cầu chung • Cường độ nén/uốn (Strength) • Khả năng tạo hình (Placeability) • Độ bền (Durability) • Hoàn thiện bề mặt (Finishability) • Vật liệu sẵn có (Available Materials • Tính thẩm mỹ (Appearance) • Khả năng chống thấm (Impermeability) • Khả năng chịu mài mòn (Abrasion Resistance) • Tính kinh tế (Economics) CHỈ DẪN KỸ THUẬT CHỌN THÀNH PHẦN BÊ TÔNG CÁC LOẠI" THEO QUYẾT ĐỊNH SỐ 778/1998/QĐ-BXD NGÀY 05/9/1998 Chương 2: Lựa chọn và thiết kế th.phần bê tông Dr.-Ing. Bùi Đức Vinh 4 of 56
IV.2 Các dữ liệu thiết kế Khoa Kỹ Thuật Xây Dựng, ĐHBK TpHCM –Bê tông đặt biệt-CI4153- 2020 Chương 2: Lựa chọn và thiết kế th.phần bê tông Dr.-Ing. Bùi Đức Vinh 5 of 56
IV. Thiết kế cấp phối bê tông theo TCVN Khoa Kỹ Thuật Xây Dựng, ĐHBK TpHCM –Bê tông đặt biệt-CI4153- 2020 IV.2 Các điều kiện cần biết trước • Mác bêtông yêu cầu RB [MPa] • Độ dẻo yêu cầu SNyc (cm) • Điều kiện làm việc của công trình : môi trường nước, khô, xâm thực hay không xâm thực, có yêu cầu chống thấm hay không. • Điều kiện thi công : tay hay máy, nắng hay mưa,… Các tính chất nguyên vật liệu : + Mác và chủng loại ximăng [40,30,…;PCB,PC,…] + Loại cát, đá dăm hay sỏi,…[cỡ hạt, cỡ đá,…] + Các chỉ tiêu cơ lý của ximăng, cát, đádăm, …[ax, ac, ađ, ođ, oc, ox] + Phụ gia sử dụng Chương 2: Lựa chọn và thiết kế th.phần bê tông Dr.-Ing. Bùi Đức Vinh 6 of 56
IV. Thiết kế cấp phối bê tông theo TCVN Khoa Kỹ Thuật Xây Dựng, ĐHBK TpHCM –Bê tông đặt biệt-CI4153- 2020 • Các tiêu chí cơ bản cho lựa chọn : – Mục đích sử dụng – Điều kiện và môi trường làm việc – Kích thước khối đổ – Yêu cầu về các tính chất vật lý • Cường độ và độ bền vật liệu theo thời gian Chương 2: Lựa chọn và thiết kế th.phần bê tông Dr.-Ing. Bùi Đức Vinh 7 of 56
IV. Thiết kế cấp phối bê tông theo TCVN Khoa Kỹ Thuật Xây Dựng, ĐHBK TpHCM –Bê tông đặt biệt-CI4153- 2020 IV.3 Biểu diễn thành phần cấp phối Tính toán hay thiết kế thành phần bê tông là tìm tỷ lệ hợp lý các nguyên vật liệu thành phần : cát, đá, ximăng, nước sao cho hỗn hợp bêtông đạt các chỉ tiêu kỹ thuật yêu cầu và tiết kiệm nguyên vật liệu nhất. Các thành phần trên được biểu diễn bằng 2 cách : + Liều lượng nguyên vật liệu trong 1m3 bêtông [kg/m3] + Biểu diễn bằng tỷ lệ theo khối lượng hay thể tích, lấy khối lượng hay thể tích làm đơn vị : X N C D : : : X X X X Chương 2: Lựa chọn và thiết kế th.phần bê tông Dr.-Ing. Bùi Đức Vinh 8 of 56
IV. Thiết kế cấp phối bê tông theo TCVN Khoa Kỹ Thuật Xây Dựng, ĐHBK TpHCM –Bê tông đặt biệt-CI4153- 2020 IV.3 Phương pháp và trình tự thiết kế cấp phối Thiết kế cấp phối bê tông bằng các phương pháp : Phương pháp tra bảng Phương pháp thực nghiệm hoàn toàn Phương pháp tính toán kết hợp thực nghiệm được sử dụng phổ biến nhất hiện nay vì : + Tính toán đơn giản + Khối lượng thực nghiệm không nhiều + Kết quả có độ chính xác tương đối cao Chương 2: Lựa chọn và thiết kế th.phần bê tông Dr.-Ing. Bùi Đức Vinh 9 of 56
IV. Thiết kế cấp phối bê tông theo TCVN Khoa Kỹ Thuật Xây Dựng, ĐHBK TpHCM –Bê tông đặt biệt-CI4153- 2020 IV.3 Phương pháp và trình tự thiết kế cấp phối (tt) • Bước 1. Chọn độ sụt (Choice of slump) • Bước 2. Chọn kích thước hạt cốt liệu lớn nhất • Bước 3. Ước lượng lượng nước sử dụng và hàm lượng bọt khí • Bước 4. Chọn tỉ lệ nước/Xi măng • Bước 5. Tính và chọn lượng xi măng sử dụng • Bước 6. Tính khối lượng cốt liệu thô • Bước 7. Tính khối lượng cốt liệu mịn • Bước 8. Điều chỉnh khối lượng cốt liệu với độ ẩm thực tế • Bước 9. Trộn thử, xác định các thông số của hỗn hợp bê tông và điều chỉnh Chương 2: Lựa chọn và thiết kế th.phần bê tông Dr.-Ing. Bùi Đức Vinh 10 of 56
IV. Thiết kế cấp phối bê tông theo TCVN Khoa Kỹ Thuật Xây Dựng, ĐHBK TpHCM –Bê tông đặt biệt-CI4153- 2020 IV.4 Các phương trình cơ bản Công thức thiết kế cấp phối bê tông : - Công thức Bolomey-Skramtaev - Công thức Abrams - Công thức Believ - Công thức Bolomey X R 28  A  log R B  3  1,27 N R  K.R x .  0,5 28 B B Bm X N  X  R 28  R x R B  K. 28  0,5  B  K . N   N  Vr   X    Chương 2: Lựa chọn và thiết kế th.phần bê tông Dr.-Ing. Bùi Đức Vinh 11 of 56
IV. Thiết kế cấp phối bê tông theo TCVN Khoa Kỹ Thuật Xây Dựng, ĐHBK TpHCM –Bê tông đặt biệt-CI4153- 2020 IV.5 Phương pháp Bolomey-Skramtaev • Tính toán sơ bộ liều lượng VL cho 1m3 bêtông: • Xác định lượng nước (N) dùng cho 1 m3 bêtông  phụ thuộc vào Dmax[mm], và SN[cm] hoặc ĐC [sec]bảng tra. Chương 2: Lựa chọn và thiết kế th.phần bê tông Dr.-Ing. Bùi Đức Vinh 12 of 56
Xác định tỉ số X/N và lượng XM (X) cho 1m3 BT Khoa Kỹ Thuật Xây Dựng, ĐHBK TpHCM –Bê tông đặt biệt-CI4153- 2020 X R  A.R x .  0,5 28 B Khi 1.4 < X/N  2.5 N R 28  A 1 .R x .   0, 5  X Khi X/N > 2.5 B   N  Với: A, A1 là Hệ số thực nghiệm X R b phụ thuộc vào cho chất lượng   0 ,5 cốt liệu và phương pháp xác N A .R x định mác ximăng. Xác định bằng bảng tra X Rb   0, 5 N A 1 .R x So sánh với lượng ximăng quy định tối thiểu, chọn giá trị lớn  X  .N X  nhất để tính toán. N Chương 2: Lựa chọn và thiết kế th.phần bê tông Dr.-Ing. Bùi Đức Vinh 13 of 56
Tính toán liều lượng cốt liệu dùng cho 1m3 bêtông Khoa Kỹ Thuật Xây Dựng, ĐHBK TpHCM –Bê tông đặt biệt-CI4153- 2020 Xác định lượng đá dăm cho 1m3 bêtông : 1000   oD  D   .rD 1 (kg) với rD   1      aD   oD  aD  : Hệ số tăng thể tích của vữa bêtông phụ thuộc vào lượng ximăng trong 1m3 bêtông, và loại CLL (tra bảng). Xác định lượng cát dùng cho 1m3 bêtông :   D X  C  1000     N    ac    aD  ax  Biểu thị kết quả dưới 2 dạng : X N C D X : N : C : Đ hoặc : : : X X X X Chương 2: Lựa chọn và thiết kế th.phần bê tông Dr.-Ing. Bùi Đức Vinh 14 of 56
Điều chỉnh thành phần bêtông theo độ ẩm Khoa Kỹ Thuật Xây Dựng, ĐHBK TpHCM –Bê tông đặt biệt-CI4153- 2020 Tại công trường, cát và đá đều bị ẩm. Do đó, phải xác định độ ẩm của cát và đá rồi tính toán lại thành phần bê tông để thi công. - Lượng cát cho 1 m3 bêtông ẩm : CW = C (1 + WC) - Lượng đá cho 1 m3 bêtông ẩm : ĐW = Đ(1 + WĐ) - Lượng nước thực tế : NTTế = NTTóan – (C.WC + Đ.WĐ) Chương 2: Lựa chọn và thiết kế th.phần bê tông Dr.-Ing. Bùi Đức Vinh 15 of 56
Khoa Kỹ Thuật Xây Dựng, ĐHBK TpHCM –Bê tông đặt biệt-CI4153- 2020 Hệ số sản lượng của hỗn hợp bêtông : 1000  X C D    ox  oc  oD • Ý nghĩa :  là 1 chỉ tiêu kỹ thuật. Nếu  càng lớn thi sản lượng bê tông càng nhiều, và nếu  càng nhỏ thì bê tông càng đặc chắc • Đối với hỗn hợp bêtông dẻo thông thường  = 0.60  0.75 Chương 2: Lựa chọn và thiết kế th.phần bê tông Dr.-Ing. Bùi Đức Vinh 16 of 56
Khoa Kỹ Thuật Xây Dựng, ĐHBK TpHCM –Bê tông đặt biệt-CI4153- 2020 - Lượng ximăng cho 1 mẻ trộn:   Vo X mt  X1 1000   Vo - Lượng nước cho 1 mẻ trộn: N mt   N1 1000   Vo - Lượng cát cho 1 mẻ trộn: C mt   C1 1000   Vo - Lượng đá cho 1 mẻ trộn: D mt   D1 1000 Chương 2: Lựa chọn và thiết kế th.phần bê tông Dr.-Ing. Bùi Đức Vinh 17 of 56
V. Thiết kế cấp phối bê tông theo ACI 211 Khoa Kỹ Thuật Xây Dựng, ĐHBK TpHCM –Bê tông đặt biệt-CI4153- 2020 Nội dung • Thiết kế thành phần (Mix Design) • Lựa chọn vật liệu (Proportioning) • Mẻ trộn (Concrete for Small Jobs) • Đánh giá (Mixture Review) Chương 2: Lựa chọn và thiết kế th.phần bê tông Dr.-Ing. Bùi Đức Vinh 18 of 56
IV.1 Các yêu cầu thiết kế cấp phối Khoa Kỹ Thuật Xây Dựng, ĐHBK TpHCM –Bê tông đặt biệt-CI4153- 2020 Chương 2: Lựa chọn và thiết kế th.phần bê tông Dr.-Ing. Bùi Đức Vinh 19 of 56
IV.2 Trình tự thiết kế cấp phối bê tông theo ACI 211 Khoa Kỹ Thuật Xây Dựng, ĐHBK TpHCM –Bê tông đặt biệt-CI4153- 2020 Theo tiêu chuẩn ACI 211.1 “Recommended Practice for Selecting Proportions for Concrete”. Quy trình gồm các bước như sau • Bước 1. Chọn độ sụt (Choice of slump) • Bước 2. Chọn kích thước hạt cốt liệu lớn nhất • Bước 3. Ước lượng lượng nước sử dụng và hàm lượng bọt khí • Bước 4. Chọn tỉ lệ nước/Xi măng • Bước 5. Tính và chọn lượng xi măng sử dụng • Bước 6. Tính khối lượng cốt liệu thô • Bước 7. Tính khối lượng cốt liệu mịn • Bước 8. Điều chỉnh khối lượng cốt liệu với độ ẩm thực tế • Bước 9. Trộn thử, xác định các thông số của hỗn hợp bê tông và điều chỉnh Chương 2: Lựa chọn và thiết kế th.phần bê tông Dr.-Ing. Bùi Đức Vinh 20 of 56