Bài giảng Vật liệu xây dựng: Chương 6 - Nguyễn Khánh Sơn

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:14

Thêm vào BST

Báo xấu

7
lượt xem 3
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng Vật liệu xây dựng: Chương 6 cung cấp các kiến thức như Bê-tông và công nghệ bê-tông; Vật liệu bê-tông; bê tông thường trên nền chất kết dính xi măng; hỗn hợp bê tông xi măng; các tính chất của bê tông. Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Vật liệu xây dựng: Chương 6 - Nguyễn Khánh Sơn

Bê-tông và công ngh bê-tông V t Li u Xây D ng (Construction Materials) B môn V t li u Silicat Khoa Công Ngh V t Li u Đ i h c Bách Khoa Tp. H Chí Minh VLXD-Bê-tông và công ngh bê-tông 6-2 Đ p Itapul- Brasil Itapul- V t li u bê-tông C T LI U > 8mm BEÂ TOÂNG CH T K T DÍNH NƯ C + PH GIA nh nghĩa: Bê tông là compozit gi a pha n n là ch t k t dính và pha phân tán là các lo i Sân v n đ ng San Fransico c t li u (cát, đá, s i…) VLXD-Bê-tông và công ngh bê-tông 6-3 VLXD-Bê-tông và công ngh bê-tông 6-4 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
Nư c Ph gia L r ng, VD Bê-tông b t khí khí Ch t k t dính Xi măng Là nh ng thành ph n có kh năng t o k t dính v i các thành ph n khác Tp n n k t dính dí M t s ch t k t dính thư ng s d ng: CKD th y l c, CKD silicat, CKD Polymer Cát Cát Tp phân tán tá làm khung làm ch u l c Đá, s i…. VLXD-Bê-tông và công ngh bê-tông 6-5 VLXD-Bê-tông và công ngh bê-tông 6-6 C t li u PHÂN LO I Phân lo i bê tông theo kh i lư ng thể tích: Là nh ng thành ph n không có kh năng t o k t dính và có - Bê tông r t n ng: trên 2500kg/m3 kh năng làm tăng m t s tính ch t c a bê tông (kinh t , n t..) - Bê tông n ng:1800 – 2500 kg/m3 - Bê tông nh : 500 – 1800 kg/m3 - Bê tông r t nh : kh i lư ng th tích nh hơn 500 kg/m3. Phân lo i theo ch t k t dính: - Bê tông xi măng Ch t k t dính s d ng là các lo i xi măng porland và các lo i xi măng trên cơ sở xi măng porland Cơ chế đóng r n là đóng r n th y lưc C t li u s d ng trong bê tông có th phân theo hình d ng g m - Bê tông silicat - C t li u d ng h t Trên cơ sở ch t k t dính là vôi - C t li u d ng s i - Bê tông polyme VLXD-Bê-tông và công ngh bê-tông 6-7 VLXD-Bê-tông và công ngh bê-tông 6-8 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
PHÂN LO I Phân lo i bê tông theo công ngh s n xu t : BT tươi, c u ki n đúc s n và m t s lo i đ c bi t. BÊ TÔNG THƯ NG TRÊN N N Phân lo i theo công d ng bê tông làm đư ng, dân d ng…. CH T K T DÍNH XI MĂNG Phân lo i theo kh năng làm vi c Bê tông thư ng, bê tông t ch y, bê tông t lèn, bê tông kh i l n, VLXD-Bê-tông và công ngh bê-tông 6-9 VLXD-Bê-tông và công ngh bê-tông 6-10 H N H P BÊ TÔNG XI MĂNG H XI MĂNG, V A VÀ BÊ TÔNG nh nghĩa: Là h n h p bao g m h xi măng và c t li u - H xi măng: là h n h p c a nư c, ch t k t dính, ph gia và pha khí Ximăng Nước Phụ gia - C t li u: không gây ph n ng ph v i xi măng. Hồ xi măng Cốt liệu mịn V a C t li u l n Bê tông VLXD-Bê-tông và công ngh bê-tông 6-11 VLXD-Bê-tông và công ngh bê-tông 6-12 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
V a XM k t dính; ~40-30% th tích. dí ~40- th tích. Nư c; ~70-50% th tích ~70- th tích H t xi măng nư c Sp th y hóa hó C t li u khung ch u l c; ~60-70% th tích ch ~60- th tích Xi măng; ~30-50% th tích măng; ~30 th tích VLXD-Bê-tông và công ngh bê-tông 6-13 VLXD-Bê-tông và công ngh bê-tông 6-14 Khái ni m theo c u trúc THÀNH PH N Là h n h p compozit c a 3 thành ph n: • Khung ch u l c • Pha k t dính • Thành ph n chuy n ti p gi a chúng Ch t lư ng cũng như tính ch t bê-tông ph thu c đ ng th i vào 3 thành ph n c u t o nêu trên. - H xi măng: chi m t 30- 40% th tích c a bê tông -- C t li u :chi m t 60- 70 % th tích c a bê tông. VLXD-Bê-tông và công ngh bê-tông 6-15 VLXD-Bê-tông và công ngh bê-tông 6-16 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
Thành ph n và chi phí Tính ch t theo th i gian NHÀ O TR N ĐÓNG R N 0h-3/5h 0h- 3/5h – 28ngày 28ngày K tc u tr ng c u trúc trúc ch u l c NHÀO thái v a thái khung ch u l c và tính b n tính Phát tri n cư ng Phát cư đ ch m x2 khi có nư c có x2 1 ngày ngày 3 ngày ngày 28 ngày ngà Tháo khuôn, c p-pha Tháo Ch u l c đư c đư VLXD-Bê-tông và công ngh bê-tông 6-17 VLXD-Bê-tông và công ngh bê-tông 6-18 CÁC TÍNH CH T C A H N H P BÊTÔNG CÁC TÍNH CH T C A H N H P BÊTÔNG H n h p BT: là h n h p gi a h xi măng và c t li u. 1. Tính công tác 1. Tính công tác Đ s t: là giá tr xác đ nh tính công tác c a h n h p BT thông qua côn Là kh năng l p đ y khuôn nhưng v n đ m b o cho h n h p bê tông m t độ hình nón chu n. đ ng nh t nh t đ nh Theo th i gian: tính công tác c a bê tông gi m d n: - Là s chênh l ch chi u cao c a kh i h n h p BT và côn hình nón. - Độ phân tán c a pha r n tăng T n th t đ s t: là kh năng gi m đ s t theo th i gian c a h n h p BT - Đ nh t tăng do s t o thành các khoáng có kh năng k t dính - Theo th i gian, t n th t đ s t c a h n h p BT càng l n. - Do quá trình m t nư c - Kh năng t n th t đ s t c a h n h p BT càng bé thì tính công tác → Gi m đ nh t c a h n h p BT, làm tính công tác c a BT GI M c a h n h p BT càng cao Thông s kĩ thu t th hi n tính công tác c a bê tông Đ xòe: là giá tr xác đ nh tính công tác c a h n h p v a b ng bàn d n - Đ s t. Đ xòe đư c xác đ nh thông qua đư ng kính trung bình c a b m t - Kh năng t n th t đ s t và đ xòe (cho v a) kh i v a. VLXD-Bê-tông và công ngh bê-tông 6-19 VLXD-Bê-tông và công ngh bê-tông 6-20 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
D NG C XÁC Đ NH CÁCH TH Đ S T Kích thư c côn hình nón c t ,mm N0 - 1 N0 - 2 Đư ng kính đáy nh 100 150 Đư ng kính đáy l n 200 300 Chi u cao 300 450 VLXD-Bê-tông và công ngh bê-tông 6-21 VLXD-Bê-tông và công ngh bê-tông 6-22 Tay c m Thân Quai đ VLXD-Bê-tông và công ngh bê-tông 6-23 VLXD-Bê-tông và công ngh bê-tông 6-24 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
CÁC Y U T NH HƯ NG 1.1 T l N/X (W/C) - Lư ng nư c nhào tr n = Lư ng nư c cho ph n ng th y hóa + lư ng nư c t o đ linh đ ng. - Lư ng nư c t o đ linh đ ng → quy t đ nh tính công tác ĐC (m m ) 140 Tăng t l N/X, tính công tác c a h n 130 h p BT tăng. Tuy nhiên, m t s h n ch khi tăng N/X: 120 - Làm gi m cư ng đ 110 - Tăng kh năng tách nư c c a h n 100 0.42 0.44 0.46 0.48 0.5 0.52 h p. N/X - Tăng kh năng n t c a bê tông VLXD-Bê-tông và công ngh bê-tông 6-25 VLXD-Bê-tông và công ngh bê-tông 6-26 CÁC Y U T NH HƯ NG CÁC Y U T NH HƯ NG 1.2 Lo i ximăng Type of Potential compound composition,% Blaine portland fineness cement C3S C2S C3A C4AF m2/kg I (mean) 54 18 10 8 369 II (mean) 55 19 6 11 377 Nonevaporable III (mean) 55 17 9 8 548 Hydrated (combined) water content IV (mean) 42 32 4 15 340 cement (g water/g cement V (mean) 54 22 4 13 373 compound compound) White (mean) 63 18 10 1 482 C3S hydrate 0.24 nh hư ng c a tp khoáng đ n tính công tác C2S hydrate 0.21 nh hư ng c a lo i XM đ n tính công tác do: C3A hydrate 0.40 - Khác nhau v thành ph n khoáng C4AF hydrate 0.37 - Khác nhau v đ m n Free lime 0.33 - Hàm lư ng ph gia đ y (CaO) VLXD-Bê-tông và công ngh bê-tông 6-27 VLXD-Bê-tông và công ngh bê-tông 6-28 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
CÁC Y U T NH HƯ NG CÁC TÍNH CH T C A H N H P BÊTÔNG 1.3 Ph gia 2. ộ giữ nư c - Ph gia hóa d o, siêu d o: Tác d ng làm gi m lư ng nư c, - Là khả năng giữ nư c và đ m b o độ đ ng nh t c a h n h p trong tăng tính công tác. su t thi công và gia công ch n đ ng - Ph gia khoáng ho t tính và ph gia đ y: nh hư ng đ n đ m n và thành ph n khoáng - Đ gi nư c đư c xác đ nh b ng kh năng tách nư c phân t ng c a 1.4 C t li u h n h p BT - Tính công tác c a h n h p BT ph thu c vào: - Cách xác đ nh kh năng tách nư c + Kích thư c c a c t li u. H 1 − H 0 % tachnuoc = + B m t và hình dáng c a c t li u H C + Hàm lư ng t p ch t. - Hc: Chi u cao c a 400ml h xi măng + Đ c tính c a c t li u - H0: Chi u cao c a l p nư c b m t lúc ban đ u 1.5 nh hư ng c a nhi t đ và đ m - H1: Chi u cao c a l p nư c sau khi tách nư c Nhi t đ càng cao, tính công tác c a h n h p BT càng gi m 1.6 nh hư ng c a gia công ch n đ ng VLXD-Bê-tông và công ngh bê-tông 6-29 VLXD-Bê-tông và công ngh bê-tông 6-30 CÁC TÍNH CH T C A H N H P BÊTÔNG 2. ộ giữ nư c (kh năng tách nư c) S tách nư c tách nư Nguyên nhân c a hi n tư ng tách nư c L p nư c n i nư - Do l c liên k t gi a các ph n t (xi măng, c t li u…) lên tren m t không đ l n đ gi l p nư c liên k t b m t. D n đ n hi n tư ng nư c tách lên b m t. Các y u t nh hư ng n kh năng tách nư c. - T l N/X Lư ng nư c nhào tr n l n nh t không gây tách nư c là 1,65N (N: lư ng nư c tiêu chu n c a xi măng). - B m t c t li u l n. VLXD-Bê-tông và công ngh bê-tông 6-31 VLXD-Bê-tông và công ngh bê-tông 6-32 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
S tách nư c S tách nư c tách nư L p nư c n i nư g ron lên tren m t ct u n nư o q ch ma T á ng r l VLXD-Bê-tông và công ngh bê-tông 6-33 VLXD-Bê-tông và công ngh bê-tông 6-34 CÁC TÍNH CH T C A H N H P BÊTÔNG 3. Hàm lư ng b t khí và kh i lư ng th tích S phân t ng - Hàm lư ng b t khí: là % th tích b t khí ch a trong 1m3 h n h p bê tông. - V i h n h p BT n ng. Hàm lư ng b t khí ch a trong 1m3 không vư t quá 8%. Các y u t nh hư ng - V t li u ch t o. - Phương pháp đ m ch t. - Ph gia. Hàm lư ng b t khí và kh i lư ng th tích c a h n h p bê tông t l ngh ch v i nhau. VLXD-Bê-tông và công ngh bê-tông 6-35 VLXD-Bê-tông và công ngh bê-tông 6-36 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
C U TRÚC BÊ TÔNG ĐÓNG R N Trong bê tông đóng r n: - Xi măng đã đóng r n có vai trò là n n đóng vai trò liên k t các h t c t li u v i nhau - C t li u đóng vai trò là khung xương ch u l c - Vùng chuy n ti p: Là l p ximăng đóng r n m ng (50µm bao xung quanh các h t c t li u thô) VLXD-Bê-tông và công ngh bê-tông 6-37 VLXD-Bê-tông và công ngh bê-tông 6-38 Portland Cement Compound Hydration Reactions (Oxide Notation) Monosunfat Ca(OH)2 2 (3CaO•SiO2) + 11 H2O = 3CaO•2SiO2•8H2O + 3 (CaO•H2O) Tricalcium silicate Water Calcium silicate Calcium hydroxide hydrate (C-S-H) 2 (2CaO•SiO2) + 9 H2O = 3CaO•2SiO2•8H2O + CaO•H2O Dicalcium silicate Water Calcium silicate Calcium hydroxide hydrate (C-S-H) 3CaO•Al2O3 + 3 (CaO•SO3•2H2O) + 26 H2O = 6CaO•Al2O3•3SO3•32H2O CSH Tricalcium aluminate Gypsum Water Ettringite 2 (3CaO•Al2O3) + + 4 H2O = 3 (4CaO•Al2O3•SO3•12H2O) Ettringite Tricalcium aluminate 6CaO•Al2O3•3SO3•32H Water Calcium monosulfoaluminate 2O Ettringite Ettringite 3CaO•Al2O3 + CaO•H2O + 12 H2O = 4CaO•Al2O3•13H2O Ca(OH)2 Tricalcium aluminate Calcium hydroxide Water Tetracalcium aluminate hydrate Monosunfat t m 4CaO• Al2O3•Fe2O3 + 10 H2O + 2 (CaO•H2O) = 6CaO•Al2O3•Fe2O3•12H2O CSH Tetracalcium Water Calcium hydroxide Calcium aluminoferrite hydrate aluminoferrite VLXD-Bê-tông và công ngh bê-tông 6-39 VLXD-Bê-tông và công ngh bê-tông 6-40 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
C U TRÚC PHA KHÍ BÊ TÔNG ĐÓNG R N VLXD-Bê-tông và công ngh bê-tông 6-41 VLXD-Bê-tông và công ngh bê-tông 6-42 C U TRÚC C A BÊ TÔNG ĐÓNG R N CÁC TÍNH CH T BÊ TÔNG ĐÓNG R N Pha khí 1.1 Cư ng đ nén Pha th y tinh : CSH d ng gel - Cư ng đ ch u nén thư ng đư c hi u là Mác bê tông Mác BT : là cư ng đ ch u nén trung bình ( gi i h n th p nh t) c a m t Pha tinh th t m u chu n, trong đi u ki n thí nghi m chu n - Tinh th CSH - Tinh th Ca(OH)2, Mg(OH)2: 20 -25% th tích pha r n c a h xi F măng đóng r n Rn = a S - Tinh th ettringite, monosunfat…: 15 -20% th tích pha r n c a h xi Hình d ng và kích thư c m u (mm) H s qui đ i α măng đóng r n - C t li u và các h t xi mang chưa hydrate hóa M u l p phương 100 x100x100 0,91 150x150x150 1,00 Cư ng đ c a bê tông đóng r n đư c quy t đ nh: 200 x200x200 1,05 - M t đ và kích thư c c a pha khí 300x300x300 1,10 M u tr 100 x200 1,16 - C u trúc pha tinh th 150 x300 1,20 200 x 400 1,24 VLXD-Bê-tông và công ngh bê-tông 6-43 VLXD-Bê-tông và công ngh bê-tông 6-44 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
CÁC TÍNH CH T BÊ TÔNG ĐÓNG R N CÁC TÍNH CH T BÊ TÔNG ĐÓNG R N 1. 1 Cư ng nén 1. 1 Cư ng nén Các y u t nh hư ng Qui lu t phát tri n cư ng theo th i gian C t li u - Theo th i gian, cư ng đ ch u nén c a đá bê tông s tăng d n - Ph m ch t c a c t li u: cư ng đ c a c t li u, đ hút nư c, phân b kích - Cư ng đ c a bê tông phát tri n theo quy lu t logarit thư c h t, hàm lư ng t p ch t… RBn = RB28 x lgn / lg28 i u ki n b o dư ng và t o m u. Các y u t nh hư ng T l N/X - M i quan h gi a N/X và cư ng đ ch u nén (Rb ) RB = ARX (X/N + 0,5) A: H s ph thu c vào c t li u. RX : Cư ng đ nén xi măng VLXD-Bê-tông và công ngh bê-tông 6-45 VLXD-Bê-tông và công ngh bê-tông 6-46 CÁC TÍNH CH T BÊ TÔNG ĐÓNG R N CÁC TÍNH CH T BÊ TÔNG ĐÓNG R N 2. Kh năng thay i th tích c a BT 1.2 Cư ng đ ch u u n và ch u kéo c a BT Bê tông có cư ng đ ch u u n và kéo kém. Thông thư ng - Cư ng đ ch u kéo c a BT ch b ng 0,06 – 0,11 cư ng đ ch u nén BT - Cư ng đ ch u u n c a BT ch b ng 0,1 – 0,2 cư ng đ ch u nén BT Cư ng đ ch u kéo và ch u u n ph thu c ch y u vào Nguyên nhân: - Do s thành và phát tri n c u trúc đá xi măng ph m ch t c a c t li u t o nên BT - Do các ph n ng hóa h c: Ki m – c t li u, cacbonat hóa, sulfat hóa… VLXD-Bê-tông và công ngh bê-tông 6-47 VLXD-Bê-tông và công ngh bê-tông 6-48 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
CÁC TÍNH CH T BÊ TÔNG ĐÓNG R N CÁC TÍNH CH T BÊ TÔNG ĐÓNG R N 2. Kh năng thay i th tích c a BT 2. Kh năng thay i th tích Hi n tư ng - Khi đóng r n, bêtông b co l i. - X y ra nhanh trong th i gian đ u (vài ngày tu i…). Trong vài ngày đ u đ co kho ng 60-70% đ co c a m t tháng tu i. Các y u t nh hư ng - Hàm lư ng và lo i xi măng. + Hàm lư ng XM càng cao, kh năng thay đ i th tích cao. + Khác nhau v c u trúc khoáng → th tích khác nhau khi hydarte hóa + Do nhi t hydrate hóa c a XM - C t li u s d ng : nh hư ng đ n các ph n ng ki m - c t li u, cacbonat hóa… - Đi u ki n b o dư ng. - T l W/C (N/X) VLXD-Bê-tông và công ngh bê-tông 6-49 VLXD-Bê-tông và công ngh bê-tông 6-50 CÁC TÍNH CH T BÊ TÔNG ĐÓNG R N 3. Tính th m nư c c a bê tông Là kh năng cho nư c đi qua các l r ng dư i áp l c nư c th y tĩnh Tính th m nư c ph thu c - C p ph i bê tông (T l N/X, c t li u, ph gia…) - Đi u ki n dư ng h - Qúa trình nhào tr n M i quan h gi a tính ch ng th m và cư ng đ BT như sau: Rn(MPa) 15 20 25 30 35 40 45 Độ chống thấm Cấp 1 2 4 6 8 10 12 >12 B hay CT Cấp 2 4 6 8 10 12 >12 >12 VLXD-Bê-tông và công ngh bê-tông 6-51 VLXD-Bê-tông và công ngh bê-tông 6-52 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
CÁC TÍNH CH T BÊ TÔNG ĐÓNG R N 4. Tính ch u nhi t c a bê tông Là kh năng ch u nhi t đ cao và kh năng ch ng cháy c a đá bê tông. Khi tăng nhi t đ cao, bê tông b phá h y do - S khác nhau v h s giãn n nhi t c a v a xi măng và c t li u. - Có ph n ng phân h y Ca(OH)2 - Có hi n tư ng thay đ i th tích do quá trình bi n đ i thù hình c a SiO2 - Do s phân h y c a các khoáng CSH - Do quá trình bay hơi nư c. VLXD-Bê-tông và công ngh bê-tông 6-53 VLXD-Bê-tông và công ngh bê-tông 6-54 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt