Bài giảng Vật liệu xây dựng: Chương 9 - Nguyễn Khánh Sơn

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:12

Thêm vào BST

Báo xấu

4
lượt xem 2
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng Vật liệu xây dựng: Chương 9 cung cấp các kiến thức như Thiết kế cấp phối bê-tông thường; Các tiêu chí chung bê-tông chế tạo; Các thông số kỹ thuật bê-tông; Phương pháp thiết kế cấp phối; Trình tự thiết kế 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 9 - Nguyễn Khánh Sơn

Thi t k c p ph i bê-tông thư ng 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-Thi t k c p ph i bê-tông 9-2 Các tiêu chí chung bê-tông ch t o Thành ph n s d ng Tính công tác Xi-măng và/ho c PGKHT thay th xi-măng Cư ng đ ch u l c C t li u l n, nh Đ b n s d ng Nư c B m t không r , phân t ng Ph gia hóa h c đi u ch nh Giá thành s n ph m h p lý Thành ph n ph khác, s i, c t thép… VLXD-Thi t k c p ph i bê-tông 9-3 VLXD-Thi t k c p ph i bê-tông 9-4 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 1
Các thông s k thu t bê-tông Phương pháp thi t k c p ph i Cư ng đ ch u l c. Theo tiêu chu n Vi t Nam T l Nư c/XM hay N/X. Thi t k v i kh i bê-tông đ c 1m3 Kích thư c c t li u và thành ph n. Theo hư ng d n c a ACI-American Concrete Hàm lư ng b t khí trong h n h p. Institute Đ s t và tính công tác. Thi t k v i kh i bê-tông g m các thành ph n đ c+khí=1m3 Lư ng nư c s d ng. Lo i và lư ng xi-măng s d ng. Ph gia s d ng. VLXD-Thi t k c p ph i bê-tông 9-5 VLXD-Thi t k c p ph i bê-tông 9-6 Theo TCVN: Các thông s c n bi t S d ng v t li u Các yêu c u k thu t v bê-tông Bê-tông Mác < 400 (40MPa) Mác Các yêu c u v đi u ki n thi công: hình d ng k t - Cát: có th s d ng cát có Modul đ l n M=1,5-2,5 c u, thi công… M
Y/c s d ng v t li u Y/c s d ng v t li u Bê tông Mác 400 - 600 Mác Bê-tông có yêu c u đ c bi t - Bê tông có đ ng th i cư ng đ u n và nén. M i tương quan - Xi măng: S d ng xi măng PCB 40, PCB 50 k t h p v i gi a cư ng đ u n và nén: ph gia hóa d o ho c siêu d o C p Rnén/Ru n (MPa) - Cát: S d ng cát có c p ph i n m trong gi i h n bi u đ 1 15/2,5 20/3,0 25/3,5 30/4,0 35/4,5 40/5,0 50/5,5 chu n theo TCVN 1770: 1986. 2 15/3,0 20/3,5 25/4,0 30/4,5 35/5,0 35/5,5 50/6,0 Modul đ l n cát s d ng M=2,3-3,0 - Đá: Cát và đá ch n theo phương án c a bê tông Mác 400–600. Đ Ch nên dùng đá dăm và đá có nhi u c h t s t c a Bê tông ph i nh hơn 8cm Mác c a đá dăm ph i l n hơn ít nh t 1,5 l n - Bê tông có đ ch ng th m, là c p áp l c nư c l n nh t mà 4–6 Hàm lư ng h t thoi d t ≤ 15% viên m u th chưa cho nư c th m qua (TCVN 3116: 1993) VLXD-Thi t k c p ph i bê-tông 9-9 VLXD-Thi t k c p ph i bê-tông 9-10 Y/c s d ng v t li u Y/c s d ng v t li u - Tương quan gi a cư ng đ nén và đ ch ng th m: Bê tông có yêu c u v đ mài mòn - Cư ng đ xi măng s d ng không quá 2 l n cư ng đ BT - Các c u ki n yêu c u v đ mài mòn như: bó v a, t m lát - Cát: nên s d ng cát có M=1,5 -2,4 cho Mác < 350 đư ng, sàn nhà công nghi p - S d ng k t h p v i ph gia hóa d o ho c siêu d o - Mác BT cho các k t c u ch ng mài mòn thông thư ng t 300-500 - Hàm lư ng h t m n kích thư c ≤ 0,3mm dùng cho BT - Đ mài mòn c a BT ch y u ph thu c vào kh năng mài ch ng th m c p 2 Dmax c t Hàm lư ng h t m n (kg) trong 1m3 bê-tông mòn c a c t li u li u C t li u s i C t li u đá dăm 40 450-500 500-600 - Nên s d ng xi măng có cư ng đ cao và BT đ s t th p 20 500-550 600-700 - M i tương quan gi a cư ng đ , v t li u và c p đ mài 10 600-650 700-800 mòn VLXD-Thi t k c p ph i bê-tông 9-11 VLXD-Thi t k c p ph i bê-tông 9-12 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 3
Y/c s d ng v t li u Y/c s d ng v t li u C p Rnén, Nguyên v t li u Đ mài mòn Gíá tr Mm, MPa g/cm3 Bê tông có yêu c u không co ngót - Bê tông không co ngót là bê tông đ ng th i kh đư c đ 1 20 – 40 C t li u thông thư ng Nhi u 0,6 – 0,9 co c ng và đ co m m th a đi u ki n sau: 2 > 80 -Đá dăm, cát M=2,0 -2,3 Trung bình 0,3 – 0,6 Sau 14 ngày dư ng m liên t c, đ dãn dài t 0,1-0,4mm/m -Đá dăm granite 14 ngày ti p theo không dư ng m đ dãn dài không th p 3 Đá dăm granite Ít 0,1 – 0,3 hơn 0,02mm/m - S d ng ph gia ch ng co và t l ph gia s d ng t 5- 15% so v i xi-măng. - S d ng cát có modul M=2,4-3,3. VLXD-Thi t k c p ph i bê-tông 9-13 VLXD-Thi t k c p ph i bê-tông 9-14 Y/c s d ng v t li u Trình t thi t k bê-tông 1. Ch n đ s t c a h n h p BT Bê-tông thi công b ng bơm - B ng đ s t c a m t s k t c u BT (đ m b ng máy, th i gian - Đ s t cao t 12-18cm thi công 45 phút) - Kích thư c h t c t li u l n nh t không vư t quá 1/3 D ng k t c u Đ s t, cm đư ng kính ng bơm và hàm lư ng h t thoi d t ≤ 15% T i đa T i thi u - Lư ng xi măng h p lý t 350-420 kg/m3, lư ng xi măng Móng và tư ng móng bêtông c t thép 9 -10 3-4 t i thi u không ít hơn 280 kg/m3 Móng bêtông, gi ng chìm, tư ng ph n ng m 9 -10 3-4 - Nên s d ng ph gia hóa d o ho c siêu d o D m, tư ng bêtông c t thép 11 -12 3-4 C t 11 -12 3-4 Đư ng, n n, sàn 9 -10 3-4 VLXD-Thi t k c p ph i bê-tông 9-15 VLXD-Thi t k c p ph i bê-tông 9-16 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 4
Trình t thi t k bê-tông Trình t thi t k bê-tông - Khi đ m b ng tay, ch n đ s t cao hơn 2 – 3 cm 2. Lư ng nư c tr n N(kg) theo đ s t ch n - Th i gian thi công kéo dài thêm 30 – 45 phút, ch n đ Đ Kích thư c h t l n nh t c a c t li u Dmax, mm s t cao hơn t 2 -3 cm s t, 10 20 40 70 cm Môđun đ l n c a cát, M 1,5- 2,0- 2,5- 1,5- 2,0- 2,5- 1,5- 2,0- 2,5- 1,5- 2,0- 2.5- 1,9 2,4 3,0 1,9 2,4 3,0 1,9 2,4 3,0 1,9 2,4 3,0 1-2 195 190 185 185 180 175 175 170 165 165 160 155 3-4 205 200 195 190 190 185 185 180 175 175 170 165 5-6 210 205 200 200 195 190 190 185 180 180 175 170 7 -8 215 210 205 205 200 195 195 190 185 185 180 175 9-10 220 215 210 210 205 200 200 195 190 190 185 180 11-12 225 220 215 215 210 205 205 200 195 195 190 185 VLXD-Thi t k c p ph i bê-tông 9-17 VLXD-Thi t k c p ph i bê-tông 9-18 Trình t thi t k bê-tông Trình t thi t k bê-tông - Lư ng nư c tr n b ng ch đúng cho lư ng xi măng t 200– 400kg/m3, khi lư ng xi măng > 400kg/m3 thì c n hi u ch nh l i. 3. Xác đ nh t l N/X X Rn - Khi s d ng cát có M3,0 lư ng - Khi N/X ≤ 2.5 = + 0 ,5 (1) N AR x nư c gi m đi 5l/1m3. X Rn - Khi s d ng s i lư ng nư c gi m đi 10l/1m3. - Khi N/X > 2.5 = − 0 ,5 (2) N A1 . R x - Khi s d ng ph gia hóa d o ho c siêu d o thì tr lư ng nư c gi m do ph gia. Trong đó: - Khi BT có yêu c u v đ s t cao, dùng ph gia k t h p thì: Rx: cư ng đ th c t c a xi măng 28 ngày + Đ s t 13-16cm, k t h p PG hóa d o tra b ng dòng ĐS=7-8, k t h p PG hóa Rn: cư ng đ c a BT = giá tr Mác x h s an toàn 1,1 (trên m u d o cao tra dòng ĐS=5-6, k t h p PG siêu d o tra dòng ĐS=3–4. chu n có kích thư c 150x150x150mm) + Đ s t 17-20cm, k t h p PG hóa d o tra b ng dòng ĐS=9-10, k t h p PG A, A1: h s ch t lư ng c a c t li u, tra b ng hóa d o cao tra dòng ĐS=7-8, k t h p PG siêu d o tra dòng ĐS=5–6. VLXD-Thi t k c p ph i bê-tông 9-19 VLXD-Thi t k c p ph i bê-tông 9-20 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 5
B ng h s ch t lư ng c t li u: Chaát Heä soá A vaø A1 öùng vôùi xi-maêng thöû cöôøng ñoä theo Trình t thi t k bê-tông luôïng vaät Chæ tieâu ñaùnh giaù TCVN TCVN 4032:1985 Pp nhanh lieäu 6016:1995 (pp deûo) - Khi thi t k bê-tông tu i t ngày, cư ng đ nén Rt đư c A A1 A A1 A A1 quy theo R28 tu i 28 ngày: Rt - Ximaêng hoaït tính cao, khoâng troän phuï gia R 28 ngay = khoáng. k1 Toát - Ñaù saïch, ñaëc chaéc, cöôøng ñoä cao, caáp 0,54 0,34 0,60 0,38 0,47 0,30 phoái haït toát. - Caùt saïch, M = 2,4 - 2,7 Tu i bêtông, ngày 3 7 28 60 90 180 - Ximaêng hoaït tính trung bình, pooclaêng k1 0,5 0,7 1 1,1 1,15 1,2 hoãn hôïp, chöùa 10 - 15% phuï gia khoáng. Trung - Ñaù chaát löôïng phuø hôïp vôùi TCVN 1771 bình :1987 0,50 0,32 0,55 0,35 0,43 0,27 - Đ i v i BT ch ng th m thì t l N/X t i thi u theo b ng sau - Caùt chaát löôïng phuø hôïp vôùi TCVN 1771 :1986, M = 2,0 - 3,4 Đ ch ng th m B2 B4 B6 B8 B10 B12 - Ximaêng hoaït tính thaáp, pooclaêng hoãn hôïp yêu c u (CT2) (CT4) (CT6) (CT8) (CT10) (CT12) chöùa treân 15% phuï gia khoáng. Keùm - Ñaù coù 1 chæ tieâu phuø hôïp vôùi TCVN 1772 0,45 0,29 0,5 0,32 0,40 0,25 X/N t i thi u 1,65 1,8 2,0 2,2 2,4 2,5 : 1987. ho c N/X t i đa (0,6) (0,55) (0,50) (0,45) (0,42) (0,40) - Caùt mòn coù M < 2,0 VLXD-Thi t k c p ph i bê-tông 9-21 VLXD-Thi t k c p ph i bê-tông 9-22 Trình t thi t k bê-tông Trình t thi t k bê-tông 4. Xác đ nh hàm lư ng xi măng X(kg), ph gia 5. Xác đ nh hàm lư ng c t li u l n Đ(kg) X X - Lư ng xi măng đư c xác đ nh: X = xN - Th tích v a h : Vh = + N N ρx v i ρX: Kh i lư ng riêng c a xi măng 3,1g/cm3. v i N là lư ng nư c xác đ nh ban đ u. - Khi X > 400kg/m3, xác đ nh l i lư ng nư c hi u ch nh - Xác cát nh h s v a dư KKdng v i giá tr ng (Bê-tông có M đ theo b V d h Nhc b ng : 10 N − 400 ĐS=2-12cm) 225 250 275 300 325 350 375 400 425 450 N hc = 3,00 1,33 1,38 1,43 1,48 1,52 1,56 1,59 1,62 1,64 1,66 10 − X / N Xác đ nh l i lư ng xi măng: X 2,75 1,30 1,35 1,40 1,45 1,49 1,53 1,56 1,59 1,61 1,63 X hc = xN hc 2,50 1,26 1,31 1,36 1,41 1,45 1,49 1,52 1,55 1,57 1,59 N 2,25 1,24 1,29 1,34 1,39 1,43 1,47 1,50 1,53 1,55 1,57 - Lư ng ph gia đư c xác đ nh: 2,00 1.22 1.27 1.32 1.37 1.41 1.45 1.48 1.51 1.53 1.55 1,75 1,14 1,29 1,24 1,29 1,33 1.37 1,40 1,43 1,45 1,47 PG = Xhc x (%PG), v i %PG t l so v i xi-măng VLXD-Thi t k c p ph i bê-tông 9-23 1,50 1,07 1,12 1,17 1,22 k 1,26ph 1,30 1,33 VLXD-Thi t c p i bê-tông 1,36 1,38 1,40 9-24 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 6
Trình t thi t k bê-tông Trình t thi t k bê-tông + C t li u l n là s i Kd = giá tr b ng + 0,06 6. Xác đ nh hàm lư ng c t li u bé C(kg) + Bê-tông có ĐS=14-18: - Hàm lư ng c t li u bé (C) đư c xác đ nh: Cát M < 2 : Kd = giá tr b ng + 0,1   X Đ N  Cát M = 2-2,5 : Kd = giá tr b ng + 0,15 C = 1000 −  ρ + ρ + ρ  × ρ c  Cát M > 2,5 : Kd = giá tr b ng + 0,2   x d n  - Hàm lư ng c t li u l n Đ(kg) đư c xác đ nh: ρ vd Đ = ρc: Kh i lư ng th tích c a cát, 2,62-2,65 g/cm3 rd ( K d − 1) + 1 ρn: Kh i lư ng riêng c a nư c, 1 g/cm3 ρvđ : kh i lư ng th tích x p c a c t li u l n, kg/m3 rđ: đ r ng c t li u l n, xác đ nh t kh i lư ng riêng đá 2,66-2,68 ρx: Kh i lư ng riêng c a xi măng, 3,1 g/cm3 g/cm3. ρđ: Kh i lư ng riêng c a đá, 2,66-2,68 g/cm3 VLXD-Thi t k c p ph i bê-tông 9-25 VLXD-Thi t k c p ph i bê-tông 9-26 Trình t thi t k bê-tông Trình t thi t k bê-tông 7. Xây d ng thành ph n c p ph i theo tính toán X, 9. Ki m tra và hi u ch nh đ s t TCVN 3106:1993 N, C, Đ, PG và thành ph n kh o sát th X±10%. 8. Hi u ch nh c t li u theo đ m và h t > 5mm Chc=C x (1+x/100) v i x là hàm lư ng h t > 5mm Đhc=Đ - (Chc-C) 10. Xác đ nh cư ng đ nén TCVN 3105:1993. Ctt= C x (1+Wc/100) Đtt= Đ x (1+Wđ/100) 11. Ch n thành ph n câp ph i bê-tông chính th c Ntt = N – [(Đtt - Đhc) + (Ctt - Chc)] VLXD-Thi t k c p ph i bê-tông 9-27 VLXD-Thi t k c p ph i bê-tông 9-28 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 7
Ví d c p ph i (v nhà) Theo ACI: Các lưu ý Yêu c u Bê-tông Mác 300, nén trên m u kích thư c chu n 150x150x150 mm Cư ng đ c a Bê-tông tính toán theo ACI đư c thi t k Đi u ki n thi công cân tr n t đ ng, c u ki n c t, d m tư ng trên m u chu n là m u tr (d=15cm, h=30cm) đ b ng bơm. V t li u ch t o: Trong tính toán thành ph n c a Bê-tông theo ACI, yêu • Xi măng PCB 40 có Rx=48MPa c u Cát có M≥2,4. • C t li u l n đá dăm 1x2 cm, Dmax=20 mm, KLR ρđ0=2,65g/cm3; KLTT ρđV=1420 kg/m3; Đ hút nư c 0,3%, Đ m Wđ=0,29% N u trư ng h p modul đ l n c a cát nh thì ph i ph i • ρc C t li u nh cát vàng, KLR 0=2,62g/cm3; M=2,2, KLTT tr n nhi u lo i c t li u m n, đ đ t yêu c u. ρcV=1620kg/m3; Hàm lư ng h t >5mm=3%, Đ m WC=4% • Ph gia hóa d o, lư ng gi m nư c 8 – 12%, li u dùng 0,4% xi- măng. VLXD-Thi t k c p ph i bê-tông 9-29 VLXD-Thi t k c p ph i bê-tông 9-30 Trình t tính toán thành ph n Y/c Bê-tông Cư ng đ , N/X Tra b ng Trình t tính toán - Ch n cư ng đ → tra t l N/X tương ng. Cư ng đ nén - Xác đ nh th tích kh i c a c t li u thô chi m ch . Đi u ki n s d ng N/X t i đa t i thi u MPa Ph thu c vào cư ng Ph thu c vào - Xác đ nh th tích pha khí trong 1m3 bê-tông. Đi u ki n bình thư ng đ , tính công tác… yêu c u c u ki n - Tra lư ng nư c cho 1m3 bê-tông theo đ s t và Dmax c a BT yêu c u ch ng th m, ti p 0,50 28 c t li u. xúc v i nư c BT yêu c u ti p th i ti t l nh, - Tính lư ng xi-măng s d ng. 0,45 31 đóng băng, m - Tính lư ng c t li u nh . BT yêu c u ch u ăn mòn trong 0,40 35 đi u ki n ti p xúc v i Cl- VLXD-Thi t k c p ph i bê-tông 9-31 VLXD-Thi t k c p ph i bê-tông 9-32 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 8
Y/c bê-tông trong môi trư ng sulfate Liên h gi a Rnén và N/X Tra b ng Cư ng T l N/X theo kh i lư ng đ nén tu i 28 Hàm lư ng Hàm lư ng Hàm lư ng Sulfate (SO42-) Sulfate (SO42) N/X t i Cư ng đ nén ngày b t khí > 3% b t khí
Th tích th c c t li u Đá/1m3 BT Hàm lư ng b t khí và Dmax c t li u V i 0,46 m3 th tích kh i c t li u Đá trong bê-tông 1 m3 KLTT ρv=1567 kg/m3 KLR ρ0=2,65 g/cm3 Hàm lư ng 0,46m3 x 1567kg/m3=715,5kg b t khí / 1m3 0,46 m3 Th tích th c Đá / 1m3 BT=715,5/(2,65x1000)=0,27m3 VLXD-Thi t k c p ph i bê-tông 9-37 VLXD-Thi t k c p ph i bê-tông 9-38 Đ xu t v ch n đ s t Lư ng nư c N Bê-tông thư ng, không cu n khí Đ s t, mm Lo i bê-tông Lư ng nư c kg/1m3 BT theo Dmax c a c t li u l n Max Min 9,5 12,5 19 25 37,5 50 75 150 Bê-tông móng, tư ng bao h m, Đ s t, mm mm mm mm mm mm mm mm mm 75 25 chân c t 25 - 50 207 199 190 179 166 154 130 113 K t c u ph , tư ng không ch u l c 75 -100 228 216 205 193 181 169 145 124 75 25 150 -175 243 228 216 202 190 178 160 — C u ki n d m, tư ng ch u l c 100 25 Hàm lư ng b t C t 100 25 khí trong BT, % 3 2,5 2 1,5 1 0,5 0,3 0,2 th tích Hành lang, sàn 75 25 Bê-tông n ng 75 25 VLXD-Thi t k c p ph i bê-tông 9-39 VLXD-Thi t k c p ph i bê-tông 9-40 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 10
Lư ng nư c N Lư ng nư c N Bê-tông cu n khí Lư ng nư c kg/1m3 BT theo Dmax c a c t li u l n 9,5 12,5 19 25 37,5 50 75 150 Đ s t, mm mm mm mm mm mm mm mm mm 25 - 50 181 175 168 160 150 142 122 107 75 - 100 202 193 184 175 165 157 133 119 150 - 175 216 205 197 184 174 166 154 - Hàm lư ng b t khí trung bình, % th tích, Ôn hòa, ít ăn mòn 4,5 4,0 3,5 3,0 2,5 2,0 1,5 1,0 Trung bình, có ăn mòn 6,0 5,5 5,0 4,5 4,5 4,0 3,5 3,0 Kh c nghi t, ăn mòn 7,5 7,0 6,0 6,0 5,5 5,0 4,5 4,0 cao VLXD-Thi t k c p ph i bê-tông 9-41 VLXD-Thi t k c p ph i bê-tông 9-42 Lư ng xi-măng X Lư ng c t li u m n cát C Th tích c t li u m n chi m ch : C t li u Xi-măng X t i Dmax (mm) thi u (kg/m3) Vc = 1 – Vx –Vn – Vđ – Vk 37,5 280 Hàm lư ng c t li u m n cát: Tính t t l N/X C = Vc.ρc 25 310 Bi t lư ng nư c N s d ng ρc: kh i lư ng riêng c a cát 2650 Kg/m3 19 320 12,5 350 9,5 360 VLXD-Thi t k c p ph i bê-tông 9-43 VLXD-Thi t k c p ph i bê-tông 9-44 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 11
Ví d c p ph i (v nhà) Cư ng đ bê-tông thi t k : R28=24 MPa Đ s t yêu c u 75 – 100mm C t li u thô Đá: Dmax=37,5 mm; KLTT x p ρvđ =1600 kg/m3, KLR ρ0đ= 2,68 g/cm3, Đ hút nư c Hđ=0,5%, Đô m Wđ = 2 % C t li u m n Cát: M=2,8; KLR ρ0c=2,64 g/cm3; Đ hút nư c Hc=0,7%, Đô m Wc= 6% Xi măng OPC Type I, KLR ρ0X=3,15 g/cm3 VLXD-Thi t k c p ph i bê-tông 9-45 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 12