Bê tông - Phần 2

Chia sẻ: Nguyen Nhi | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:86

Thêm vào BST

Báo xấu

208
lượt xem 79
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

bê tông nặng I. Vật liệu chế tạo 1. Xi măng và vật liệu hỗn hợp Khi chọn loại xi măng cần căn cứ vào tính chất xâm thực của môi tr-ờng xung quanh công trình các chỉ tiêu kỹ thuật cụ thể đối với bê tông xây dựng công trình đó.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Bê tông - Phần 2

TrÞ sè α thay ®æi theo tuæi bª t«ng nh− sau: Ngµy 7 28 90 300 α 0,12 0,15 0,19 0,25 §5.2. bª t«ng nÆng I. VËt liÖu chÕ t¹o 1. Xi m¨ng vµ vËt liÖu hçn hîp Khi chän lo¹i xi m¨ng cÇn c¨n cø vµo tÝnh chÊt x©m thùc cña m«i tr−êng xung quanh c«ng tr×nh c¸c chØ tiªu kü thuËt cô thÓ ®èi víi bª t«ng x©y dùng c«ng tr×nh ®ã. ViÖc sö dông m¸c xi m¨ng ®Ó s¶n xuÊt m¸c bª t«ng t−¬ng øng hay nãi mét c¸ch Rb kh¸c nªn sö dông tû lÖ (trong ®ã Rb - c−êng ®é bª t«ng, Rx - m¸c xi m¨ng) cÇn ®−îc Rx quy ®Þnh cô thÓ ®Ó ®¶m b¶o c¸c yªu cÇu kinh tÕ vµ kü thuËt. Quan hÖ gi÷a c−êng ®é bª t«ng, m¸c xi m¨ng, tû lÖ N/X vµ chÊt l−îng vËt liÖu chÕ t¹o bª t«ng, theo B.G.Xkr¨mtaev cã thÓ biÓu thÞ b»ng c«ng thøc sau: ⎛X ⎞ R N R b = AR x ⎜ − 0,5 ⎟ khi ≥ 0, 4 hoÆc b ≤ 1, 2. ⎝N ⎠ Rx X cho ta: ⎛R ⎞ X = ⎜ b + 0,5 ⎟ N ⎝ AR x ⎠ Rb Nh− vËy nãi chung l−îng xi m¨ng phô thuéc vµo tû lÖ ; l−îng n−íc (N) vµ phÈm Rx chÊt cèt liÖu. VÝ dô: dïng cèt liÖu cã phÈm chÊt trung b×nh (A = 0,6) vµ l−îng n−íc trén b»ng 170kg/m3, khi ®ã: ⎛ Rb ⎞ X=⎜ + 0,5 ⎟ .170 tøc lµ: ⎝ 0, 6R x ⎠ Rb X = 85 + 282 Rx 137
Khi tû lÖ R b t¨ng, th× l−îng xi m¨ng sÏ t¨ng. Theo tµi liÖu cña Liªn X«, ®èi víi bª Rx t«ng m¸c trung b×nh (100,150, 200, 250 vµ 300), l−îng xi m¨ng nhá nhÊt b»ng 200 ÷ R 250 kg/m3 bª t«ng th× tû lÖ b n»m trong ph¹m vi 0,4 ÷ 0,6 hoÆc Rx ≈ 2Rb. Rx Nh− vËy ®Ó chÕ t¹o bª t«ng cÇn dïng xi m¨ng cã m¸c b»ng 1,7 ÷ 2,5 lÇn m¸c bª t«ng. Rb NÕu tû lÖ tiÕn dÇn tíi 1, th× l−îng xi m¨ng sÏ t¨ng lªn rÊt nhiÒu, bª t«ng sÏ ®¾t, Rx ®é co ngãt cña bª t«ng sÏ t¨ng vµ kh¶ n¨ng nøt nÎ bª t«ng còng t¨ng lªn. Khi xi m¨ng sö dông m¸c cao h¬n yªu cÇu, cã thÓ pha thªm phô gia kho¸ng vËt nghiÒn nhá lÊy ë ®Þa ph−¬ng ®Ó gi¶m m¸c cña xi m¨ng. Trong qu¸ tr×nh trén phô gia ph©n ®Òu trong hçn hîp bª t«ng gièng nh− khi dïng xi m¨ng pha phô gia kho¸ng vËt. Khi chän lo¹i phô gia kho¸ng vËt cã thÓ tham kh¶o mÊy nguyªn t¾c sau ®©y: - VÒ lîi Ých kinh tÕ, nªn tËn dông vËt liÖu ®Þa ph−¬ng hoÆc phÕ liÖu c«ng nghiÖp, dïng vËt liÖu h¹t nhá hoÆc dÔ nghiÒn ®Ó gi¶m hao phÝ vÒ ®éng lùc; - §Ó n©ng cao tÝnh chèng x©m thùc cña bª t«ng ph¶i dïng vËt liÖu hçn hîp ho¹t tÝnh; - §Ó b¶o ®¶m tÝnh bÒn, kh¶ n¨ng chÞu t¸c dông cña thêi tiÕt (c«ng tr×nh lé thiªn), sè l−îng phô gia dïng ph¶i khèng chÕ chÝnh x¸c vµ khi ®ã l−îng chÊt dÝnh kÕt (xi m¨ng vµ phô gia) dïng nhiÒu h¬n mét chót; - §Ó h¹ thÊp m¸c xi m¨ng, tiÕt kiÖm l−îng xi m¨ng dïng trong bª t«ng cã thÓ dïng phô gia tr¬. §Ó tháa m·n c¸c yªu cÇu vÒ c−êng ®é tÝnh bÒn vµ ®Ó tiÕt kiÖm cã thÓ c¨n cø vµo tõng yªu cÇu cña mçi bé phËn c«ng tr×nh mµ chän lo¹i phô gia vµ l−îng dïng cho thÝch hîp. Tæng l−îng phô gia trén ph¶i > 85% nÕu lµ xØ quÆng lß cao, > 50% nÕu lµ phô gia puz¬lan. ViÖc chän phô gia ph¶i qua thÝ nghiÖm vµ ph¶i ®¶m b¶o c¸c yªu cÇu kü thuËt. NÕu trong c¸c tiªu chuÈn vµ quy ph¹m hiÖn hµnh tr−êng hîp xi m¨ng ®· ®−îc pha phô gia nh−ng xÐt thÊy cÇn vÉn cã thÓ pha thªm. Trong v¨n b¶n quy ®Þnh sö dông hîp lý xi m¨ng trong x©y dùng (QDXD 65 -77) quy ®Þnh viÖc sö dông m¸c vµ lo¹i xi m¨ng nh− trong b¶ng 5.2. Rb Tû lÖ = 1 chØ cho phÐp dïng ®èi víi bª t«ng m¸c cao. Khi ®ã cèt liÖu dïng ph¶i Rx cã c−êng ®é cao. 138
Cã thÓ gi¶i thÝch yªu cÇu x¸c ®Þnh quan hÖ hîp lý gi÷a m¸c xi m¨ng vµ c−êng ®é bª t«ng nh− sau: Khi dïng xi m¨ng cã m¸c qu¸ lín, theo c«ng thøc th× c−êng ®é bª t«ng cã thÓ ⎛N⎞ dïng tû lÖ n−íc/xi m¨ng ⎜ ⎟ t−¬ng ®èi lín còng tháa m·n ®−îc c−êng ®é bª t«ng; ⎝X⎠ N N nh−ng lín th× ®é bÒn cña bª t«ng sÏ gi¶m. §Ó b¶o ®¶m ®é bÒn th× ph¶i t−¬ng X X ®èi nhá, nh− vËy sÏ tèn nhiÒu xi m¨ng, gi¸ thµnh bª t«ng t¨ng, nhiÖt thñy hãa lín vµ c−êng ®é bª t«ng cã thÓ v−ît qu¸ yªu cÇu. Ng−îc l¹i, nÕu dïng xi m¨ng m¸c thÊp N N qu¸ ph¶i dïng rÊt nhá míi ®¹t ®−îc c−êng ®é yªu cÇu; nh−ng qu¸ nhá (nhá X X N h¬n c¶ theo yªu cÇu tÝnh bÒn) sÏ lµm cho l−îng xi m¨ng dïng sÏ t¨ng lªn râ rÖt, X N N kh«ng kinh tÕ. VÊn ®Ò ®ã nãi lªn m©u thuÉn gi÷a do yªu cÇu cña tÝnh bÒn vµ X X do yªu cÇu cña c−êng ®é. ë n−íc ta, qua tham kh¶o c¸c tµi liÖu n−íc ngoµi, kinh nghiÖm s¶n xuÊt trong n−íc vµ c¸c lo¹i chÊt kÕt dÝnh trong ®ã cã xi m¨ng ®· s¶n xuÊt ®−îc quy ®Þnh sö dông m¸c xi m¨ng ®Ó s¶n xuÊt c¸c m¸c bª t«ng t−¬ng øng nh− trong b¶ng 5.1 d−íi ®©y. B¶ng 5.1 M¸c xi m¨ng M¸c bª t«ng Ph¹m vi Cho phÐp Kh«ng cho phÐp sö dông sö dông sö dông 2 5 ÷ 75 ChÊt kÕt dÝnh m¸c thÊp 200 300 trë lªn 100 200 - 300 trë lªn 150 300 200 400 trë lªn 200 300 400 200, 500 vµ 600 300 ÷ 500 250 400 200 vµ 600 300 ÷ 500 300 400 200 vµ 600 400 ÷ 600 400 500 d−íi 400 500 600 500 d−íi 500 Ghi chó: m¸c xi m¨ng quy ®Þnh trong b¶ng nµy ®−îc x¸c ®Þnh theo TCVN 140-64. 139
B¶ng 5.2 Lo¹i §−îc phÐp Kh«ng ®−îc phÐp C«ng dông chÝnh xi m¨ng sö dông sö dông 1 2 3 4 M¸c 500 ÷ 600: - Trong c«ng t¸c kh«i - Trong c¸c kÕt cÊu bª phôc, söa ch÷a khÈn cÊp t«ng ®óc s½n hoÆc toµn - Trong c¸c kÕt cÊu bª c¸c c«ng tr×nh cã yªu cÇu khèi th«ng th−êng kh«ng t«ng cèt thÐp cã yªu m¸c bª t«ng cao vµ c−êng cÇn ®Õn ®Æc ®iÓm riªng cÇu c−êng ®é bª t«ng ®é bª t«ng ban ®Çu lín. cña lo¹i xi m¨ng nµy cao, ®Æc biÖt lµ trong (nh− ®«ng r¾n nhanh, c¸c kÕt cÊu bª t«ng cèt c−êng ®é cao). thÐp øng lùc tr−íc. - Trong c¸c kÕt cÊu bª - Trong c¸c kÕt cÊu ë m«i t«ng toµn khèi máng. tr−êng cã møc ®é x©m Xi m¨ng thùc v−ît qu¸ c¸c quy poocl¨ng ®Þnh cho phÐp. M¸c 300 - 400 - Trong c¸c kÕt cÊu bª - Trong c¸c kÕt cÊu bª - Trong c¸c kÕt cÊu bª t«ng, bª t«ng cèt thÐp vµ t«ng cã m¸c d−íi 100. t«ng ®óc s½n hoÆc toµn v÷a chÞu nhiÖt (víi c¸c - Cho c¸c lo¹i v÷a x©y tr¸t lo¹i cèt liÖu chÞu nhiÖt) khèi th«ng th−êng. cã m¸c d−íi 25. - Cho c¸c lo¹i v÷a x©y - Trong c¸c kÕt cÊu ë m«i dùng, v÷a l¸ng nÒn vµ sµn, tr−êng x©m thùc v−ît qu¸ v÷a chèng thÊm, v÷a xi c¸c quy ®Þnh ®èi víi lo¹i m¨ng mÉu cã m¸c 25 ÷ 75 xi m¨ng nµy. Xi m¨ng - Trong c¸c kÕt cÊu bª - Trong c¸c kÕt cÊu bª - Trong c¸c kÕt cÊu bª poocl¨ng t«ng vµ bª t«ng cèt t«ng vµ bª t«ng cèt thÐp ë t«ng, bª t«ng cèt thÐp vµ bÒn sunfat thÐp cña c¸c c«ng n¬i n−íc mÒm cã mùc v÷a th«ng th−êng kh«ng tr×nh ë m«i tr−êng n−íc thay ®æi. cÇn ®Õn ®Æc ®iÓm riªng x©m thùc sunfat hoÆc cña lo¹i xi m¨ng nµy. tiÕp xóc víi n−íc biÓn. Xi m¨ng - Cho c¸c kÕt cÊu khèi - Trong c¸c kÕt cÊu bª - Trong c¸c kÕt cÊu bª poocl¨ng lín trong x©y dùng t«ng cèt thÐp lµm mãng t«ng vµ bª t«ng cèt thÐp Ýt táa nhiÖt thñy lîi, thñy ®iÖn, hoÆc bÖ m¸y lín cña c¸c th«ng th−êng hoÆc c¸c ®Æc biÖt lµ cho líp bª c«ng tr×nh c«ng nghiÖp. lo¹i v÷a x©y tr¸t kh«ng t«ng bªn ngoµi ë - Trong c¸c kÕt cÊu bª cÇn ®Õn ®Æc ®iÓm riªng nh÷ng n¬i kh« −ít t«ng vµ bª t«ng cèt thÐp cña lo¹i xi m¨ng nµy. thay ®æi th−êng xuyªn chÞu t¸c dông cña n−íc kho¸ng khi nång ®é cña m«i tr−êng kh«ng v−ît qu¸ c¸c quy ®Þnh cho phÐp 140
1 2 3 4 Xi m¨ng - M¸c trªn 300 cho - Cho c¸c lo¹i bª t«ng vµ - Trong c¸c kÕt cÊu bª poocl¨ng xØ c¸c kÕt cÊu bª t«ng vµ v÷a chÞu nhiÖt (víi c¸c t«ng vµ bª t«ng cèt thÐp, bª t«ng cèt thÐp ®óc lo¹i cèt liÖu chÞu nhiÖt). bª t«ng mÆt ngoµi c¸c s½n hoÆc toµn khèi - Trong c¸c kÕt cÊu ë m«i c«ng tr×nh ë n¬i cã møc (®Æc biÖt lµ s¶n xuÊt tr−êng n−íc mÒm hoÆc n−íc thay ®æi th−êng trong ®iÒu kiÖn d−ìng n−íc kho¸ng víi møc ®é xuyªn. hé b»ng h¬i n−íc) ë c¶ x©m thùc kh«ng v−ît qu¸ - Cho viÖc s¶n xuÊt bª trªn c¹n d−íi ®Êt vµ c¸c quy ®Þnh cho phÐp. t«ng trong ®iÒu kiÖn trêi d−íi n−íc. - Cho c¸c lo¹i v÷a x©y nãng vµ thiÕu d−ìng hé - Cho phÇn trong c¸c trªn c¹n d−íi ®Êt vµ d−íi Èm. kÕt cÊu bª t«ng khèi n−íc, trong viÖc s¶n xuÊt lín cña c¸c c«ng tr×nh bª t«ng ®æ nÒn sµn hoÆc thñy lîi, thñy ®iÖn. c¸c s¶n phÈm bª t«ng cã - Cho viÖc s¶n xuÊt bª m¸c 50 ÷ 100 (khi m¸c xi t«ng mãng hoÆc bª m¨ng lµ 200 ÷ 300). t«ng m¸y lín cña c¸c c«ng tr×nh c«ng nghiÖp. Xi m¨ng - Trong c¸c kÕt cÊu bª - Trong c¸c kÕt cÊu bª - Trong c¸c kÕt cÊu bª poocl¨ng t«ng vµ bª t«ng cèt t«ng vµ bª t«ng cèt thÐp ë t«ng vµ bª t«ng cèt thÐp ë puz¬lan thÐp ë d−íi ®Êt, d−íi ®Êt Èm. n¬i kh« −ít thay ®æi n−íc chÞu t¸c dông - Cho c¸c lo¹i v÷a x©y ë th−êng xuyªn. cña n−íc mÒm. - Cho viÖc s¶n xuÊt bª t«ng n¬i Èm −ít vµ d−íi n−íc. - Cho g¾n trong c¸c - Trong c¸c kÕt cÊu ë trong ®iÒu kiÖn trêi nãng vµ kÕt cÊu bª t«ng khèi m«i tr−êng n−íc kho¸ng thiÕu d−ìng hé Èm. lín cña c¸c c«ng tr×nh víi møc ®é x©m thùc thñy lîi, thñy ®iÖn, kh«ng v−ît qu¸ quy ®Þnh cña mãng hoÆc bÖ cho phÐp. m¸y c¸c c«ng tr×nh c«ng nghiÖp. 2. C¸t C¸t lµ cèt liÖu nhá trong bª t«ng cã ®é lín tõ 0,14 ÷ 5mm. 1. Nguån gèc vµ ph©n lo¹i c¸t C¸t dïng cho bª t«ng nÆng cã thÓ lµ c¸t thiªn nhiªn vµ c¸t nh©n t¹o. C¸t thiªn nhiªn do ®¸ bÞ phong hãa t¹o ra. C¸t cã thÓ ë c¸c khe nói, ë ven bê suèi, ven c¸c con s«ng. Trong qu¸ tr×nh tr«i theo dßng n−íc, nh÷ng h¹t to vµ nÆng l¾ng xuèng tr−íc, cßn c¸c h¹t nhá l¾ng xuèng sau. Cho nªn ta th−êng thÊy c¸t to ë th−îng nguån, cßn c¸t nhá th−êng ë h¹ nguån c¸c con s«ng. NhiÒu khi c¸t lÉn víi sái, cuéi vµ t¹o thµnh c¸c b·i c¸t ®¸ hçn hîp ë ven c¸c bê suèi hoÆc s«ng. 141
Däc bê biÓn n−íc ta cã nhiÒu vïng c¸t, ®ã lµ s¶n phÈm trÇm tÝch cña qu¨czit d¹ng sa th¹ch, chÞu sù t¸c dông cña ngo¹i lùc bÞ hñy ho¹i vµ bÞ sãng ®−a vµo bê. TËp trung ë nh÷ng n¬i cã ®Þa h×nh, ®Þa m¹o thÝch hîp. Ngoµi ra còng cßn do c¸c vËt liÖu tõ lôc ®Þa bÞ l«i cuèn ra biÓn hoÆc nh÷ng vËt liÖu do bÞ t¸c dông mµi mßn cña n−íc biÓn ®Òu ®äng l¹i trong c¸c vïng biÓn t¹o nªn ®¸ trÇm tÝch vµ nh÷ng lo¹i ®¸ trÇm tÝch nµy t¹o ra c¸t. C¸t nh©n t¹o ®−îc nghiÒn tõ ®¸, g¹ch, kªr¨mzit v.v… C¸t th¹ch anh lÉn mét Ýt h¹t fenspat, mica vµ t¹p chÊt kh¸c rÊt thÝch hîp ®Ó chÕ t¹o bª t«ng. - C¨n cø vµo nguyªn nh©n t¹o thµnh, c¸t thiªn nhiªn ®−îc ph©n ra nhiÒu lo¹i: c¸t s«ng, c¸t biÓn, c¸t khe, c¸t gß ®èng, v.v… + C¸t s«ng suèi, c¸t biÓn do bÞ n−íc mµi mßn, nªn h×nh d¹ng trßn nh½n lÉn Ýt ®Êt sÐt vµ t¹p chÊt h÷u c¬. Do t¸c dông l¾ng ®äng kh¸c nhau cña c¸c cì h¹t, nªn c¸t ë th−îng nguån dßng s«ng th−êng to, cßn c¸t ë h¹ nguån vµ c¸t biÓn th−êng h¹t nhá. + C¸t biÓn th−êng lÉn nhiÒu m¶nh vá sß, hÕn, muèi vµ c¸c t¹p chÊt cã h¹i kh¸c, cã thÓ lµm gi¶m c−êng ®é bª t«ng. ë mét sè biÓn n−íc ta nh−: Qu¶ng B×nh, Nha Trang, Cam Ranh… cã lo¹i c¸t tr¾ng, l−îng ngËm SiO2 rÊt cao (> 90%) c¸t nµy rÊt quý dïng ®Ó thÝ nghiÖm xi m¨ng vµ chÕ t¹o thñy tinh. + C¸t ë khe nói cã nhiÒu gãc c¹nh, mÆt nh¸m h¬n, do ®ã dÝnh kÕt víi xi m¨ng tèt h¬n lµ c¸t s«ng vµ c¸t biÓn, tuy nhiªn c¸t nµy th−êng lÉn nhiÒu t¹p chÊt. + C¸t gß ®èng gåm nh÷ng h¹t nhá, lÉn nhiÒu chÊt bÈn kh«ng thÝch hîp víi viÖc chÕ t¹o bª t«ng vµ v÷a. - Theo kÝch th−íc h¹t ng−êi ta còng th−êng ph©n c¸t lµm 2 lo¹i: c¸t th« vµ c¸t mÞn. + C¸t th« (th−êng gäi lµ c¸t vµng) h¹t to s¹ch, thµnh phÇn hãa häc chñ yÕu lµ SiO2, khèi l−îng thÓ tÝch lín h¬n 1500kg/m3. C¸t vµng dïng ®Ó chÕ t¹o bª t«ng cã c−êng ®é cao. ë n−íc ta lo¹i c¸t nµy cã ë ViÖt Tr× (s«ng L«), Thanh Hãa (s«ng M·), Hµ S¬n B×nh (s«ng §µ, s«ng B«i), Biªn Hßa (s«ng §ång Nai), T©n Ch©u, An Giang (s«ng Cöu Long) v.v… vµ c¸c suèi ë vïng nói. + C¸t mÞn (®«i khi cßn gäi lµ c¸t ®en) h¹t nhá, khèi l−îng thÓ tÝch nhá h¬n 1300kg/m3, lÉn nhiÒu t¹p chÊt h÷u c¬, bôi, sÐt. Cã nhiÒu ë s«ng Hång, s«ng Cöu Long, s«ng §uèng, s«ng Vµm Cá, s«ng Sµi Gßn vµ c¸c b·i biÓn v.v… 2. L−îng ngËm t¹p chÊt cã h¹i trong c¸t: Chñ yÕu lµ mica, muèi sunfat chÊt h÷u c¬, ®Êt sÐt, bïn bôi… C¸c m¶nh mica máng, nh½n mÆt nªn dÝnh kÕt víi xi m¨ng kh«ng tèt, lµm gi¶m c−êng ®é bª t«ng, mÆt kh¸c mica ®en dÔ bÞ phong hãa, ¶nh h−ëng xÊu ®Õn ®é bÒn cña 142
bª t«ng. Hµm l−îng mica trong c¸t ®−îc x¸c ®Þnh b»ng ph−¬ng ph¸p g¹t b»ng tay cho b¸m lªn giÊy hoÆc b»ng m¸y hót tõ. Muèn sunfat cã h¹i ®èi víi c¸c tÝnh chÊt cña bª t«ng, ®Æc biÖt ®èi víi bª t«ng cøng r¾n ë nhiÖt ®é vµ ®é Èm cao vµ ®èi víi bª t«ng lµm viÖc trong ®iÒu kiÖn ®é Èm thay ®æi, v× nã t¹o ra trong bª t«ng Ýt nhiÒu axit sunfuric g©y x©m thùc xi m¨ng. Trong c¸t s«ng muèi sunfat th−êng kh«ng nhiÒu. §Ó ®Þnh tÝnh t¹p chÊt sunfat ng−êi ta th−êng dïng ph−¬ng ph¸p kÕt tña b»ng dung dÞch baz¬clorua 10%. Sau ®ã dïng ph−¬ng ph¸p ph©n tÝch hãa häc ®Ó ®Þnh l−îng. Bïn bôi, ®Êt sÐt b¸m trªn mÆt h¹t cèt liÖu thµnh mét líp máng lµm trë ng¹i cho sù tiÕp xóc gi÷a ®¸ xi m¨ng vµ cèt liÖu, lµm gi¶m sù dÝnh kÕt gi÷a chóng vµ h¹ thÊp c−êng ®é cña bª t«ng. Hµm l−îng bïn bôi, ®Êt sÐt ®−îc x¸c ®Þnh b»ng ph−¬ng ph¸p g¹n röa. T¹p chÊt h÷u c¬ trong c¸t lµm cho xi m¨ng ®«ng cøng chËm, do ®ã gi¶m c−êng ®é ban ®Çu cña bª t«ng. Hµm l−îng t¹p chÊt h÷u c¬ ®−îc x¸c ®Þnh b»ng ph−¬ng ph¸p so mµu. Nh÷ng h¹t ®¸ opan vµ c¸c biÕn thÓ v« ®Þnh h×nh kh¸c cña silic cã thÓ t¸c dông víi thµnh phÇn kiÒm (Na2O, K2O) trong xi m¨ng h×nh thµnh chÊt keo, t¹o ra ¸p lùc thÊm, g©y nøt nÎ bª t«ng (h×nh 5.4). V× c¸c t¹p chÊt trong c¸t cã ¶nh h−ëng xÊu ®Õn tÝnh chÊt cña bª t«ng nªn ph¶i h¹n chÕ chóng trong ph¹m vi nhÊt ®Þnh. Trong tiªu chuÈn kü thuËt vÒ bª t«ng thñy c«ng cña Bé Thñy Lîi (14.TCN-F.1-76) quy ®Þnh l−îng ngËm c¸c t¹p chÊt nh− trong b¶ng 5.3. B¶ng 5.3 Bª t«ng ë Bª t«ng Bª t«ng ë d−íi n−íc vµ T¹p chÊt trong c¸t vïng mùc trªn mùc bªn trong n−íc thay ®æi n−íc c«ng tr×nh - §Êt sÐt, phï sa, c¸c h¹t bôi nhá, x¸c ®Þnh b»ng ph−¬ng ph¸p röa, tÝnh theo % khèi l−îng mÉu c¸t 2 4 3 kh«ng ®−îc lín h¬n - L−îng sÐt trong c¸t tÝnh theo % khèi l−îng cña 1,5 2 4 mÉu c¸t … MÉu dung dÞch n−íc ng©m c¸t - T¹p chÊt h÷u c¬… kh«ng ®−îc thÉm h¬n mµu tiªu chuÈn - C¸c hîp chÊt sunfua vµ sunfat tÝnh ®æi ra SO3 1 1 1 theo % khèi l−îng kh«ng ®−îc lín h¬n … - §¸ opan vµ c¸c biÕn thÓ v« ®Þnh h×nh kh¸c NÕu ch−a qua kiÓm tra ®Æc biÖt cña silic th× kh«ng ®−îc phÐp dïng 143
3. §é nhá vµ thµnh phÇn h¹t cña c¸t C¸t cµng nhá tæng diÖn tÝch mÆt ngoµi (tû diÖn) cµng lín. Ta cã thÓ chøng minh πΔ3 ®iÒu ®ã nh− sau: gi¶ thiÕt h¹t c¸t cã h×nh cÇu, ®−êng kÝnh Δ, thÓ tÝch h¹t sÏ b»ng vµ 6 πΔ 3 γa. khèi l−îng h¹t b»ng 6 Sè h¹t trong mét ®¬n vÞ khèi l−îng c¸t sÏ lµ: 1 6 N= = πΔ3 πΔ 3 γ a .γ 6a DiÖn tÝch xung quanh cña nh÷ng h¹t c¸t trong mét ®¬n vÞ khèi l−îng: πΔ 2 .6 6 S = πΔ N = 3 = 2 πΔ .γ a Δγ a VËy h¹t cµng nhá, tøc lµ Δ cµng bÐ, th× S cµng lín. Tæng lç rçng cña c¸t nhá lín h¬n c¸t to. V× vËy c¸t nhá trong bª t«ng yªu cÇu l−îng v÷a xi m¨ng nhiÒu h¬n c¸t to ®Ó ®ñ nhÐt ®Çy khe kÏ vµ bao mÆt ngoµi cña c¸t. Tuy nhiªn l−îng c¸t nhá trong bª t«ng cã thÓ cÇn Ýt h¬n c¸t vµng v× nã chñ yÕu nhÐt gän vµo c¸c khe kÏ cña ®¸ chø kh«ng lµm cho c¸c h¹t t¸ch xa nhau nh− khi dïng c¸t to, do ®ã cã thÓ gi¶m bít mét phÇn t¸c h¹i lµm t¨ng l−îng v÷a xi m¨ng nh− ®· nãi trªn. Cã thÓ dïng m«®un ®é lín (M®l) ®Ó biÓu thÞ ®é nhá cña c¸t. M«®un ®é lín tÝnh nh− sau: A 2,5 + A1,25 + A 0,63 + A 0,315 + A 0,14 M®l = 100 Trong ®ã: A2,5…A0,14 - l−îng sãt tÝch lòy trªn c¸c sµng cã ®−êng kÝnh m¾t sµng lÇn l−ît b»ng 2,5; 1,25; 0,63; 0,315; 0,14mm. M«®un ®é lín ®¬n gi¶n, dÔ tÝnh to¸n vµ x¸c ®Þnh. Tuy nhiªn nã lµ mét con sè kh«ng cã ý nghÜa vËt lý vµ kh«ng ®−îc chÝnh x¸c l¾m, bëi v× nã chÞu ¶nh h−ëng chñ yÕu bëi l−îng ngËm c¸c h¹t t−¬ng ®èi to. H¹t cµng nhá ¶nh h−ëng ®Õn M®l cµng Ýt vµ phÇn h¹t to lät qua sµng 0,15 l¹i kh«ng ®−îc kÓ ®Õn. Ngoµi ra, cã thÓ M®l cña hai lo¹i c¸t b»ng nhau, nh−ng hai ®−êng cÊp phèi l¹i c¸ch xa nhau. Cho nªn cÇn phèi hîp M®l vµ cÊp phèi míi ®¸nh gi¸ ®−îc phÈm chÊt cña c¸t vÒ mÆt thµnh phÇn h¹t. M«®un ®é lín cña c¸t cã liªn quan nhÊt ®Þnh víi ®é rçng, khèi l−îng thÓ tÝch vµ khèi l−îng riªng cña c¸t, chØ sè ®é c«ng t¸c, ®é sôt, c−êng ®é vµ l−îng dïng xi m¨ng trong bª t«ng, vÝ dô nh− trong b¶ng 5.4. 144
B¶ng 5.4 Møc ngËm Khèi l−îng ChØ sè ®é HÖ sè tiªu Lo¹i M«®un TØ §é sôt Rb c¸t trong thÓ tÝch c«ng t¸c hao xi (cm) (kG/cm2) c¸t ®é lín diÖn bª t«ng (%) (kg/dm3) (sec) m¨ng Kx 30 ÷ 40 Lo¹i 1 2,05 41 1.53 60 255 1,30 30 ÷ 40 Lo¹i 2 2,46 41 1,57 125 453 0,75 30 ÷ 40 Lo¹i 3 3,33 40 1,65 45 495 0,68 30 ÷ 40 Lo¹i 4 1,71 40 1,50 180 395 100 6÷8 Lo¹i 1 2,05 41 1,53 40 304 1,41 6÷8 Lo¹i 2 2,46 41 1,57 125 383 1,18 6÷8 Lo¹i 3 3,33 40 1,65 45 426 1,09 6÷8 Lo¹i 4 1,71 40 1,50 180 403 1,19 M«®un ®é lín, tØ diÖn vµ l−îng lät qua sµng 0,14mm ph¶i phï hîp víi c¸c sè hiÖu ghi trong b¶ng 5.5 B¶ng 5.5 PhÇn lät qua sµng 0,14 Lo¹i c¸t M«®un ®é lín TØ diÖn (% theo khèi l−îng) To Lín h¬n 2,5 - Nhá h¬n 10 2 ÷ 2,5 Trung b×nh - Nhá h¬n 10 100 ÷ 200 Nhá Nhá h¬n 2 Nhá h¬n 15 201 ÷ 300 RÊt nhá - C¸t ph¶i cã nhiÒu cì h¹t kh¸c nhau, xen kÏ nhau ®Ó t¹o nªn kÕt cÊu chÆt chÏ. Thµnh phÇn h¹t (cÊp phèi c¸t) lµ tØ lÖ % khèi l−îng c¸c cÊp h¹t to, nhá trong c¸t. Thµnh phÇn h¹t cã ¶nh h−ëng ®Õn c¸c tÝnh chÊt cña bª t«ng (®é ch¶y, c−êng ®é, tÝnh bÒn v.v…) vµ ¶nh h−ëng ®Õn l−îng dïng xi m¨ng bao ngoµi mÆt c¸t vµ nhÐt vµo kÏ gi÷a c¸c h¹t. §Ó l−îng xi m¨ng dïng trong bª t«ng lµ nhá nhÊt mµ vÉn ®¶m b¶o c¸c tÝnh n¨ng kü thuËt cña bª t«ng, yªu cÇu cÊp phèi c¸t ph¶i sao cho møc hæng vµ tæng diÖn tÝch mÆt ngoµi cña c¸t nhá nhÊt; khi ®ã trong c¸t bao gåm nhiÒu h¹t to, mét l−îng thÝch hîp h¹t trung b×nh vµ mét Ýt h¹t nhá. C¸t cã cÊp phèi tèt khi ®−êng cÊp phèi lät vµo ph¹m vi cÊp phèi quy ®Þnh. PhÇn g¹ch chÐo cña biÓu ®å cÊp phèi (h×nh 5.2). §−êng cÊp phèi cña c¸t lµ ®−êng gÉy khóc nèi c¸c ®iÓm øng víi c¸c l−îng sãt tÝch lòy trªn c¸c sµng t−¬ng øng. C¸c c¸ch ®¸nh gi¸ ®é lín vµ cÊp phèi cña c¸t nªu trªn th−êng dïng trong thùc tÕ, tuy nhiªn chóng vÉn cã mét thiÕu sãt lín lµ ch−a kÓ ®Õn h×nh d¹ng vµ ®Æc tr−ng bÒ mÆt h¹t c¸t. Ng−êi ta thÊy r»ng l−îng n−íc yªu cÇu cña c¸t thÓ hiÖn chÝnh x¸c h¬n ®é lín cña c¸t. 145
H×nh 5.2. BiÓu ®å cÊp phèi cña c¸t Theo ®Ò nghÞ cña B.G. Xkr¨mtaev vµ Y.U.M.Bajenop th× l−îng n−íc yªu cÇu cña c¸t ®−îc x¸c ®Þnh tõ tØ lÖ n−íc trong v÷a xi m¨ng c¸t tØ lÖ 1: 2 theo khèi l−îng ®Ó khèi v÷a h×nh nãn côt sau khi chÊn ®éng trªn bµn d»n t¹o thµnh b¸nh v÷a cã ®−êng kÝnh ®¸y 170mm. L−îng n−íc yªu cÇu cña c¸t khi ®ã cã thÓ tÝnh theo c«ng thøc sau: N − N tc N yc % = X .100% 2 Trong ®ã: N - tØ lÖ n−íc trªn xi m¨ng t−¬ng øng víi b¸nh v÷a cã ®−êng kÝnh b»ng 170mm; X Ntc - l−îng n−íc tiªu chuÈn cña xi m¨ng. L−îng n−íc yªu cÇu cña c¸t h¹t trung b×nh vµo kho¶ng 7 ÷ 7,5% theo khèi l−îng. 4. C¸c tÝnh chÊt vËt lý cña c¸t: 1. Khèi l−îng riªng (γa) dïng ®Ó x¸c ®Þnh møc hæng cña c¸t vµ tÝnh thµnh phÇn cÊp phèi cña bª t«ng. Khèi l−îng riªng cña c¸t th−êng b»ng 2,6 ÷ 2,7 g/cm3. 2. Khèi l−îng thÓ tÝch (nãi chung ë tr¹ng th¸i xèp, kh«) cµng lín th× møc hæng cµng nhá vµ cÊp phèi cµng tèt; cho nªn γo cña c¸t cµng lín cµng tèt. Nãi chung khèi l−îng thÓ tÝch cña c¸t th−êng n»m trong ph¹m vi 1,35 ÷ 1,65 kg/l. NÕu ®Çm chÆt, γo cã thÓ ®¹t tíi 1,6 ÷ 1,7 kg/l. 3. Møc hæng cña c¸t (r%) cµng nhá cµng tèt. Møc hæng ®−îc tÝnh theo c«ng thøc ⎛ γ⎞ r = ⎜ 1 − o ⎟ 100% . NÕu coi h¹t c¸t hoµn toµn ®Æc ch¾c th× møc hæng lµ tæng thÓ tÝch c¸c ⎝ γa ⎠ kÏ hæng gi÷a c¸c h¹t c¸t tÝnh theo % cña tæng thÓ tÝch tù nhiªn cña c¸t xèp. 146
Møc hæng cã quan hÖ víi cÊp phèi. CÊp phèi tèt møc hæng nhá vµ ng−îc l¹i. C¸t dïng cho bª t«ng nãi chung cã møc hæng b»ng 40 ÷ 50%. NÕu cÊp phèi c¸t rÊt tèt møc hæng cã thÓ gi¶m tíi ≤ 37%. 4. Møc ngËm n−íc cña c¸t mÆt ngoµi kh« trong b·o hßa (Hp) cµng nhá cµng tèt, nãi chung Hp ≤ 2%. 5. HiÖn t−îng në thÓ tÝch cña c¸t khi ngËm n−íc. Khi h¹t c¸t ngËm n−íc, mÆt ngoµi cña nã cã mét mµng n−íc phñ, do søc c¨ng mÆt ngoµi cña n−íc, gi÷a c¸c h¹t ph¸t sinh t¸c dông lùc ®Èy lÉn nhau, lµm cho møc hæng t¨ng lªn, c¸t trë nªn xèp; khèi l−îng thÓ tÝch gi¶m. §ã lµ hiÖn t−îng në thÓ tÝch khi ngËm n−íc. Nãi chung khi c¸t ngËm 5 ÷ 7% n−íc, thÓ tÝch cã thÓ t¨ng lªn h¬n 30%, nh−ng khi l−îng ngËm n−íc cao h¬n, thÓ tÝch c¸t l¹i tõ tõ gi¶m xuèng. Khi l−îng ngËm n−íc v−ît qu¸ mét trÞ sè nhÊt ®Þnh (kho¶ng 20%) th× thÓ tÝch nhá h¬n thÓ tÝch xèp vµ tiÕn dÇn tíi thÓ tÝch ®Çm chÆt ë tr¹ng th¸i kh«. Khi l−îng n−íc trong c¸t t¨ng lªn n÷a th× thÓ tÝch cña c¸t l¹i nhá h¬n thÓ tÝch c¸t kh«. H×nh 5.3 d−íi ®©y biÓu thÞ hiÖn t−îng në cña c¸t. C¸c ®−êng cong biÓu thÞ quan hÖ gi÷a ®é Èm vµ ®é në cña thÓ tÝch cña c¸c lo¹i c¸t to, võa, nhá. Khi ®é nhá cña c¸t kh¸c nhau, ®é në thÓ tÝch theo ®é Èm còng kh¸c nhau. C¸t cµng nhá, sè l−îng h¹t cµng nhiÒu, mµng n−íc b¸m ngoµi mÆt t¨ng, nªn në nhiÒu h¬n. C¸t ®æ ®èng ngoµi c«ng tr−êng ®Òu ngËm mét phÇn n−íc, nÕu dïng c¸t ®ã theo l−îng c¸t cÇn thiÕt khi kh«, th× l−îng c¸t thùc tÕ dïng sÏ bÞ thiÕu. Cho nªn trªn c«ng tr−êng nÕu phèi hîp bª t«ng theo thÓ tÝch th× lóc ®Çu ph¶i thÝ nghiÖm vËt liÖu c¸t ®ã ®Ó x¸c ®Þnh hÖ sè tÝnh ®æi gi÷a thÓ tÝch c¸t −ít vµ c¸t kh«. V1 K= V Trong ®ã: V- thÓ tÝch c¸t kh«; V1 - thÓ tÝch c¸t −ít. H×nh 5.3. §é t¨ng thÓ tÝch cña c¸t HÖ sè K dïng ®Ó tÝnh ®æi thÓ tÝch khi ®é Èm thay ®æi c¸t −ít ra thÓ tÝch c¸t kh«. 1- c¸t to; 2- c¸t võa; 3- c¸t nhá. 147
Trong c¸c quy ph¹m hiÖn hµnh (1) quy ®Þnh dïng c¸t cã m«®un ®é lín trong ph¹m vi 2 - 3,3 ®Ó chÕ t¹o bª t«ng, ®ã lµ c¸t trung b×nh vµ c¸t lín. Trong thùc tÕ chóng ta vÉn th−êng dïng c¸t vµng, mét sè lo¹i phæ biÕn nhÊt dïng trªn c¸c c«ng tr−êng lµ c¸t ViÖt Tr×, §«ng TriÒu, v.v… C¸t s«ng B«i (Hßa B×nh) ®−îc coi lµ c¸t tèt nhÊt, ®−îc chän dïng cho c¸c c«ng tr×nh ®Æc biÖt. Tuy nhiªn c¸t to vµ trung b×nh ë n−íc ta kh«ng ph¶i ë vïng nµo còng cã, nªn viÖc cung cÊp cã khã kh¨n vµ gi¸ thµnh kh¸ cao. V× vËy trong thêi gian qua ®· nghiªn cøu sö dông c¸t mÞn (c¸t ®en) trong v÷a vµ trong bª t«ng… C¸t ®en cã phæ biÕn ë mäi n¬i thuéc c¸c vïng ®ång b»ng. Qua kÕt qu¶ nghiªn cøu cña viÖn Nghiªn cøu khoa häc thñy lîi, cã thÓ rót ra mét sè kÕt luËn b−íc ®Çu nh− sau: - Cã thÓ dïng c¸t mÞn víi m«®un ®é lín > 1 ®Ó chÕ t¹o bª t«ng m¸c 150 vµ 200; - So víi bª t«ng c¸t vµng (c¸t cã m«®un ®é lín ≥ 2) bª t«ng c¸t mÞn kh«ng yªu cÇu t¨ng l−îng xi m¨ng nhiÒu. V× b¶n th©n c¸t mÞn h¹t nhá cÇn nhiÒu xi m¨ng; nh−ng møc ngËm c¸t mÞn trong bª t«ng l¹i Ýt h¬n c¸t vµng, nªn l−îng xi m¨ng l¹i cã thÓ gi¶m. - Bª t«ng c¸t mÞn cã ®é dÎo kÐm bª t«ng c¸t vµng, v× vËy khi x¸c ®Þnh ®é dÎo cña bª t«ng nªn dïng ph−¬ng ph¸p ®o ®é kh« cøng, mµ kh«ng ®o ®é sôt (xem môc 1, PhÇn II, §5.2). Khi thi c«ng, nªn dïng ®Çm m¸y, kh«ng nªn ®Çm b»ng tay chÊt l−îng bª t«ng sÏ kÐm. - Kh¶ n¨ng chèng thÊm cña bª t«ng c¸t mÞn kÐm bª t«ng c¸t vµng nh−ng còng ®¶m b¶o yªu cÇu chèng thÊm th«ng th−êng cña c«ng tr×nh khi thi c«ng vµ d−ìng hé bª t«ng tèt. §èi víi c¸c c«ng tr×nh x©y dùng ë bê biÓn vµ h¶i ®¶o, nÕu sö dông c¸t biÓn ®Ó chÕ t¹o bª t«ng th× sÏ rÊt kinh tÕ. NhiÒu n−íc trªn thÕ giíi nh− Liªn X«, Mü, Anh, Hµ Lan, v.v… ®· nghiªn cøu vµ sö dông c¸t biÓn ®Ó x©y dùng. KÕt qu¶ cho thÊy: - Dïng c¸t biÓn víi n−íc ngät ®Ó s¶n xuÊt bª t«ng th× tÝnh n¨ng c¬ lý vµ søc bÒn cña bª t«ng vÉn ®¶m b¶o. - Vá sß hÕn trong c¸t vÉn cã tíi 50% còng kh«ng ¶nh h−ëng ®Õn c−êng ®é bª t«ng, nh−ng lµm t¨ng ®é rçng cña c¸t, do ®ã ph¶i t¨ng l−îng xi m¨ng dïng ®Ó ®¶m b¶o ®é dÎo yªu cÇu; ®ång thêi ph¶i ®¶m b¶o cÊp phèi bª t«ng hîp lý ®Ó tiÕt kiÖm xi m¨ng. - §Ó gi¶m l−îng muèi lÉn trong c¸t cã thÓ röa c¸t b»ng n−íc ngät, hoÆc ®æ ®èng ngoµi trêi mét thêi gian ®Ó lîi dông n−íc m−a röa bít mét phÇn muèi lÉn trong c¸t. (1) Quy ph¹m kü thuËt chung vµ t¹m thêi vÒ thi c«ng vµ nghiÖm thu c«ng tr×nh bª t«ng vµ bª t«ng cèt thÐp QP-31-68. 148
ë n−íc ta, trong nh÷ng n¨m 60, ViÖn kü thuËt Bé Giao th«ng vËn t¶i ®· tiÕn hµnh ph©n tÝch thµnh phÇn SO4 trong c¸t ë c¸c vïng biÓn Qu¶ng B×nh, Th¸i B×nh, T©n Xuyªn, Ninh B×nh… vµ thÊy r»ng hÇu hÕt c¸c lo¹i c¸t ®ã cã l−îng ngËm SO--4 kh«ng v−ît qu¸ yªu cÇu cña quy ph¹m. C−êng ®é bª t«ng c¸t biÓn n−íc ngät so víi bª t«ng c¸t vµng cïng cÊp phèi, kh«ng sai kh¸c bao nhiªu. Tuy ch−a ph¶i lµ nh÷ng kÕt qu¶ nghiªn cøu hoµn chØnh vµ cã hÖ thèng nh−ng ®· ®−îc ¸p dông ®Ó x©y dùng vµ söa ch÷a nhiÒu c«ng tr×nh ë bê biÓn n−íc ta nh»m ®¸p øng c¸c yªu cÇu cña s¶n xuÊt vµ chiÕn ®Êu. VÊn ®Ò sö dông c¸t biÓn trong bª t«ng lµ mét vÊn ®Ò cã ý nghÜa kinh tÕ lín. N−íc ta cã bê biÓn dµi trªn 2000km. ViÖc nghiªn cøu hoµn chØnh vÊn ®Ò nµy ®ang vµ sÏ lµ mét néi dung rÊt cÊp thiÕt nh»m ®¸p øng nh÷ng nhu cÇu x©y dùng ngµy cµng to lín cña n−íc ta. 3. §¸ §¸ lµ cèt liÖu to trong bª t«ng mµ ®é lín cña h¹t lín h¬n 5mm. 1. Nguån gèc vµ ph©n lo¹i ®¸. §¸ cã thÓ ph©n thµnh hai lo¹i; sái vµ d¨m. Sái l¹i chia ra sái s«ng, sái biÓn vµ sái khe (nói). D¨m cã thÓ chÕ ®−îc tõ ®¸ trÇm tÝch, phun trµo hoÆc ®¸ biÕn chÊt. §¸ sái trßn, nh½n mÆt, Ýt c¹nh gãc, møc hæng vµ diÖn tÝch mÆt ngoµi nhá nªn cÇn Ýt n−íc, tèn Ýt xi m¨ng, bª t«ng dÔ trén ®Ó ®æ vµ ®Çm, nh−ng lùc dÝnh kÕt víi v÷a xi m¨ng kÐm chÆt chÏ, nªn c−êng ®é bª t«ng thÊp. Cßn ®¸ d¨m nhiÒu c¹nh gãc, mÆt gå ghÒ, nªn lùc kÕt dÝnh víi xi m¨ng lín vµ c−êng ®é bª t«ng cao (trong ®iÒu kiÖn N/X nh− nhau, so víi Rb ®¸ sái th× Rb ®¸ d¨m cã thÓ cao h¬n ®é 10%). Nh−ng do ®¸ d¨m nhiÒu c¹nh gãc, mÆt gå ghÒ, møc hæng cao, nªn yªu cÇu l−îng v÷a xi m¨ng nhiÒu. Khi cÇn ®é l−u ®éng nh− nhau, th× l−îng xi m¨ng trong bª t«ng ®¸ d¨m t¨ng h¬n trong bª t«ng ®¸ sái ®é 10%. VÊn ®Ò dïng ®¸ d¨m hay ®¸ sái trong bª t«ng chñ yÕu c¨n cø vµo ®iÒu kiÖn khai th¸c, c−êng ®é, l−îng ngËm t¹p chÊt cã h¹i trong ®¸ ë n¬i ®ã mµ quyÕt ®Þnh. Cã khi dïng hçn hîp d¨m sái ®Ó chÕ t¹o bª t«ng. Ngoµi sái vµ d¨m chÕ t¹o tõ ®¸ thiªn nhiªn, ng−êi ta cßn dïng cèt liÖu chÕ t¹o b»ng ®Êt nung nh− sái kªr¨mzit, d¨m agloporit, d¨m g¹ch vôn v.v… ®Ó chÕ t¹o bª t«ng nhÑ. 2. L−îng ngËm t¹p chÊt cã h¹i trong ®¸ L−îng ngËm t¹p chÊt cã h¹i trong ®¸ chñ yÕu lµ ®Êt sÐt, bïn, bôi, t¹p chÊt h÷u c¬, muèi sunfat vµ sunfua, ®¸ opan, ®¸ silic v« ®Þnh h×nh vµ diÖp th¹ch silic. C¸c lo¹i nµy g©y t¸c h¹i gièng nh− khi lÉn trong c¸t, v× vËy cÇn ph¶i h¹n chÕ chung, nh− c¸c sè liÖu cho trong b¶ng 5.6. 149
B¶ng 5.6 Bª t«ng ë vïng mùc Bª t«ng ë d−íi n−íc biÕn ®æi vµ bª n−íc, th−êng xuyªn T¹p chÊt trong ®¸ t«ng ë trªn vïng trong n−íc vµ ë bªn mùc n−íc biÕn ®æi trong c«ng tr×nh - §Êt sÐt, phï sa vµ thµnh phÇn bôi, x¸c ®Þnh b»ng 1 2 ph−¬ng ph¸p röa, tÝnh b»ng % khèi l−îng mÉu ®¸ kh«ng ®−îc lín h¬n… MÉu dung dÞch kh«ng thÉm h¬n - T¹p chÊt h÷u c¬… mµu tiªu chuÈn. - Hîp chÊt sunfua vµ hîp chÊt sunfat tÝnh ®æi ra 0,5 0,5 SO3 theo % khèi l−îng ®¸, kh«ng ®−îc lín h¬n … - §¸ opan, c¸c lo¹i nham th¹ch d¹ng opan vµ c¸c Kh«ng cho phÐp, nÕu kh«ng cã kho¸ng vËt kh¸c sù kiÓm tra ®Æc biÖt. 3. C¸c tÝnh chÊt vËt lý, c¬ häc 1) C−êng ®é: ®¸ sái, ®¸ d¨m ®Òu yªu cÇu ph¶i r¾n ch¾c, cã ®ñ c−êng ®é ®Ó ®¶m b¶o bª t«ng ®¹t ®−îc m¸c yªu cÇu trong c¸c tr−êng hîp cô thÓ. C−êng ®é cña ®¸ d¨m ®−îc x¸c ®Þnh th«ng qua thÝ nghiÖm nÐn mÉu ®¸ gèc. C−êng ®é cña ®¸ d¨m vµ ®¸ sái còng cã thÓ x¸c ®Þnh th«ng qua thÝ nghiÖm nÐn trong xi lanh b»ng thÐp. Tïy theo ®é nÐn dËp trong xi lanh, ®¸ d¨m tõ ®¸ thiªn nhiªn ®−îc chia ra 7 m¸c t−¬ng øng víi c¸c giíi h¹n c−êng ®é nÐn cho trong b¶ng 5.7. B¶ng 5.7 M¸c cña §é nÐn dËp ë tr¹ng th¸i b∙o hßa n−íc (%) ®¸ d¨m §¸ phón xuÊt x©m nhËp vµ ®¸ §¸ phón xuÊt §¸ trÇm tÝch biÕn chÊt phón trµo 1200 ®Õn 9 ®Õn 16 ®Õn 9 Tõ 10 ÷ 11 Tõ 17 ÷ 20 Tõ 10 ÷ 11 1000 " 12 ÷ 18 " 21 ÷ 25 " 12 ÷ 14 800 " 15 ÷ 18 " 26 ÷ 34 600 - " 19 ÷ 28 400 - - " 29 ÷ 38 300 - - " 39 ÷ 54 200 - - M¸c cña ®¸ d¨m tõ ®¸ thiªn nhiªn, x¸c ®Þnh theo ®é nÐn vôn trong èng trô, cho trong b¶ng 5.7 cÇn ph¶i cao h¬n m¸c bª t«ng nh− sau: 150
Kh«ng d−íi 1,5 lÇn ®èi víi bª t«ng m¸c d−íi 300; Kh«ng d−íi 2 lÇn so víi bª t«ng m¸c 300 vµ trªn 300; §¸ d¨m tõ ®¸ phón xuÊt trong mäi tr−êng hîp kh«ng ®−îc nhá h¬n 800 kG/cm2. §¸ d¨m tõ ®¸ biÕn chÊt kh«ng nhá h¬n 600 kG/cm2. §¸ d¨m tõ ®¸ trÇm tÝch kh«ng nhá h¬n 300 kG/cm2. Trong tiªu chuÈn ViÖt Nam còng cho phÐp dïng ®¸ d¨m tõ ®¸ cacbonat m¸c 400 ®èi víi bª t«ng m¸c 300, nÕu hµm l−îng h¹t ®¸ mÒm yÕu trong ®ã kh«ng qu¸ 5%. M¸c cña sái vµ d¨m theo ®é nÐn dËp trong xi lanh dïng cho bª t«ng m¸c kh¸c nhau cÇn phï hîp víi yªu cÇu cña b¶ng 5.8. B¶ng 5.8 §é nÐn dËp ë tr¹ng th¸i b∙o hßa n−íc kh«ng lín h¬n % M¸c bª t«ng D¨m Sái 400 vµ cao h¬n … 10 8 300…………….. 14 12 200 vµ thÊp h¬n 18 19 2) L−îng ngËm h¹t mÒm yÕu vµ phong hãa H¹t ®¸ d¨m mÒm yÕu lµ c¸c h¹t ®¸ d¨m gèc ®¸ trÇm tÝch hay tóp phón xuÊt cã giíi h¹n bÒn khi nÐn ë tr¹ng th¸i b·o hßa n−íc nhá h¬n 200 kG/cm2. §¸ d¨m phong hãa lµ c¸c h¹t ®¸ d¨m gèc ®¸ phón xuÊt cã giíi h¹n bÒn khi nÐn ë tr¹ng th¸i b·o hßa n−íc nhá h¬n 800 kG/cm2 hoÆc lµ c¸c h¹t ®¸ d¨m gèc ®¸ biÕn chÊt cã giíi h¹n bÒn khi nÐn ë tr¹ng th¸i b·o hßa n−íc nhá h¬n 400 kG/cm2; §Ó x¸c ®Þnh l−îng ngËm h¹t mÒm yÕu vµ phong hãa trong ®¸, c¨n cø vµo ®é lín cña h¹t ®ã ph©n ra ba cÊp: cÊp I (5 ÷ 10mm), cÊp II (10 ÷ 20mm), cÊp III (> 20mm) råi Ðp víi c¸c lùc tÜnh b»ng 15, 25 vµ 35 kG t−¬ng øng víi ba cÊp nªu trªn. H¹t nµo vì th× coi lµ h¹t mÒm yÕu. L−îng ngËm c¸c h¹t nµy tÝnh b»ng % theo khèi l−îng. L−îng ngËm h¹t mÒm yÕu vµ phong hãa trong ®¸ d¨m, sái kh«ng ®−îc lín h¬n 10%. Trong ®¸ d¨m m¸c 200 vµ 300 l−îng h¹t ®¸ mÒm yÕu cho phÐp ®Õn 15%. 3) L−îng ngËm h¹t thoi dÑt H¹t thoi dÑt lµ h¹t mµ chiÒu réng hoÆc chiÒu dµy nhá h¬n hay b»ng 1/3 chiÒu dµi. ChiÒu dµi ®−îc ®o ë chç dµi nhÊt, cßn chiÒu réng (chiÒu dµy) lµ trung b×nh céng cña chç réng (dµy) nhÊt vµ chç hÑp nhÊt. 4) Khèi l−îng riªng cña ®¸: khèi l−îng riªng cµng lín, ®é ®Æc ch¾c cµng cao. 151
5) Khèi l−îng thÓ tÝch cña ®¸ xÊp xØ khèi l−îng riªng v× ®é rçng cña ®¸ th−êng rÊt nhá (trõ cèt liÖu xèp) khèi l−îng thÓ tÝch lín hay nhá cã ¶nh h−ëng râ rÖt ®èi víi c−êng ®é cña ®¸. VÝ dô víi ®¸ v«i: γo = 2, c−êng ®é ®¸ (R®) = 200 kG/cm2; γ0 = 2,5, R® = 800 kG/cm2; γo = 2,7, R® = 2000 kG/cm2. 6) Møc hót n−íc. Trong c¸c viªn ®¸ th−êng cã nh÷ng khe nøt nhá cã t¸c dông hót n−íc, nhÊt lµ c¸c mao qu¶n ®−êng kÝnh tõ 0,010 ®Õn 0,004mm. Møc hót n−íc ¶nh h−ëng ®Õn c−êng ®é, tÝnh chèng x©m thùc cña ®¸ vµ do ®ã ¶nh h−ëng ®Õn tÝnh chÊt cña bª t«ng. ë trong m«i tr−êng Èm −ít, ®¸ cã ®é Èm nhÊt ®Þnh. §é Èm cña ®¸ th−êng nhá h¬n c¸t v× tØ diÖn cña ®¸ nhá h¬n tØ diÖn cña c¸t vµ lç rçng l¹i lín nªn kh«ng chøa ®Çy n−íc. 4. §é lín vµ thµnh phÇn h¹t Thµnh phÇn h¹t lµ sù phèi hîp c¸c cì h¹t ®Ó ®¹t ®−îc thÓ tÝch rçng lµ nhá nhÊt, do ®ã l−îng xi m¨ng cÇn thiÕt trong bª t«ng sÏ Ýt nhÊt. §Ó x¸c ®Þnh thµnh phÇn h¹t, tr−íc hÕt ph¶i x¸c ®Þnh ®−êng kÝnh lín nhÊt (Dmax) cña ®¸. Muèn x¸c ®Þnh Dmax, ®em sµng ®¸ trªn c¸c sµng cã kÝch th−íc m¾t sµng b»ng 5, 10, 20, 40 vµ 70mm. Dmax t−¬ng øng víi kÝch th−íc m¾t sµng cã l−îng sãt tÝch lòy nhá h¬n vµ gÇn 10% nhÊt. ViÖc x¸c ®Þnh Dmax rÊt quan träng. NÕu Dmax lín, ®é rçng nhá vµ tØ diÖn còng nhá nªn kh«ng nh÷ng gi¶m ®−îc l−îng v÷a xi m¨ng dïng mµ cßn n©ng cao ®é ®Æc ch¾c cña bª t«ng vµ gi¶m nhiÖt l−îng ph¸t ra. Khi dïng sái hoÆc d¨m ®Ó chÕ t¹o bª t«ng trong kÕt cÊu bª t«ng cèt thÐp, Dmax ®−îc quy ®Þnh nh− sau: 1 Dmax < kÝch th−íc nhá nhÊt cña tiÕt diÖn c«ng tr×nh; 3 Dmax < 3 kho¶ng c¸ch cèt thÐp. 4 Trong tr−êng hîp ®Æc biÖt ®èi víi nh÷ng panen máng, s©n nhµ, b¶n mÆt cÇu, … cho 1 phÐp Dmax = chiÒu dµy cña tiÕt diÖn. 2 Tïy theo ®é lín cña h¹t ®¸ d¨m vµ sái ph©n ra c¸c cì h¹t sau ®©y: 5 ÷ 10mm; 10 ÷ 20mm; 20 ÷ 40mm; 40 ÷ 70mm. §èi víi cì h¹t 5 ÷ 10mm cho phÐp chøa h¹t cã kÝch th−íc d−íi 5mm tíi 15%. Thµnh phÇn mçi cì h¹t hoÆc hçn hîp vµi cì h¹t ph¶i n»m trong giíi h¹n ghi trong b¶ng 5.9, hoÆc ®−êng biÓu diÔn thµnh phÇn h¹t ph¶i n»m trong ph¹m vi cÊp phèi cho phÐp trong h×nh 5.4. 152
H×nh 5.4. BiÓu ®å cÊp phèi cña sái vµ ®¸ d¨m B¶ng 5.9 KÝch th−íc m¾t sµng L−îng c¸t tÝch lòy trªn sµng (% khèi l−îng) Tõ 90 ÷ 100 Dmin " 40 ÷ 70 0,5 (Dmin + Dmax) " 0 ÷ 10 Dmax 1,25 Dmax 0 H×nh 5.5. CÊu tróc cña bª t«ng H×nh 5.6. CÊp phèi hçn hîp c¸t ®¸ theo cÊp phèi gi¸n ®o¹n tiªu chuÈn cña §øc TGL D - 1074. 1- cèt liÖu cÊp I (h¹t lín); 2- cèt liÖu cÊp II (h¹t nhá); 3- v÷a c¸t xi m¨ng. 153
CÊp phèi ®¸ dïng cho bª t«ng cã thÓ lµ cÊp phèi liªn tôc, hoÆc cÊp phèi gi¸n ®o¹n. CÊp phèi liªn tôc lµ cÊp phèi cã ®ñ c¸c cì h¹t. CÊp phèi gi¸n ®o¹n lµ cÊp phèi kh«ng liªn tôc, kh«ng cã cì h¹t trung gian. CÊp phèi liªn tôc thÝch hîp víi bª t«ng dÎo, tÝnh l−u ®éng t−¬ng ®èi lín vµ Dmax t−¬ng ®èi lín. CÊp phèi gi¸n ®o¹n cã −u ®iÓm lµ sù s¾p xÕp c¸c cì h¹t ®−îc chÆt chÏ h¬n. C¸c cì h¹t cã ®−êng kÝnh c¸ch biÖt nhau nhiÒu nªn c¸c h¹t nhá cã thÓ lät hoµn toµn vµo khe kÏ cña c¸c h¹t lín, lµm cho møc hæng cña ®¸ gi¶m ®i vµ khèi l−îng thÓ tÝch cña ®¸ cµng lín (h×nh 5.5). CÊp phèi gi¸n ®o¹n thÝch hîp víi bª t«ng cøng kh«, cã tÝnh l−u ®éng thÊp, vµ bª t«ng nµy ph¶i ®Çm b»ng c¸c m¸y ®Çm chÊn ®éng m¹nh vµ trén b»ng c¸c m¸y trén c−ìng bøc, v.v… ë nhiÒu b·i thiªn nhiªn c¸t vµ ®¸ lÉn nhau, nÕu t¸ch riªng sÏ mÊt nhiÒu c«ng søc; v× vËy cã thÓ x¸c ®Þnh cÊp phèi chung cña hçn hîp c¸t, ®¸. §−êng cÊp phèi cña hçn hîp c¸t ®¸ ph¶i n»m trong c¸c ph¹m vi cÊp phèi nªu trong h×nh 5.6. NÕu ®−êng cÊp phèi 200 cña hçn hîp c¸t ®¸ chÖch ra ngoµi th× cã thÓ dïng biÖn ph¸p thªm bít mét vµi cì h¹t nµo ®ã ®Ó c¶i thiÖn vµ ®−a ®−êng cÊp phèi cña hçn hîp vµo ph¹m vi cho phÐp. ë n−íc ta mét sè c«ng tr−êng ®· sö dông hçn hîp c¸t ®¸ tù nhiªn, cã hiÖu qu¶ vÒ kinh tÕ. Tuy nhiªn cÇn ph¶i b¶o ®¶m tÝnh ®ång ®Òu cña hçn hîp c¸t ®¸ trong trong khi sö dông ®Ó chÕ t¹o bª t«ng. 4. Xö lý cèt liÖu kh«ng ®¹t yªu cÇu vÒ ®é bÈn vµ cÊp phèi Khi c¸t ®¸ bÈn qu¸ giíi h¹n quy ®Þnh th× ph¶i röa. ViÖc röa sái c¸t tèn nhiÒu c«ng søc, hao tèn mét l−îng vËt liÖu nhÊt ®Þnh vµ g©y phiÒn phøc cho d©y chuyÒn s¶n xuÊt bª t«ng, nhÊt lµ viÖc röa c¸t. §¸ d¨m th−êng s¹ch nªn Ýt khi ph¶i röa. Trong ®¸ d¨m nÕu cã lÉn mét Ýt m¹t ®¸ th× kh«ng coi lµ ®¸ bÈn, v× m¹t ®¸ nÕu kh«ng nhiÒu l¾m th× kh«ng nh÷ng kh«ng g©y t¸c h¹i cho bª t«ng mµ cßn cã t¸c dông t¨ng thµnh phÇn h¹t nhá trong bª t«ng, lµm cho bª t«ng ®Æc ch¾c thªm, nhÊt lµ trong bª t«ng Ýt xi m¨ng. Ngoµi ra bét ®¸ cã thÓ t¸c dông hãa häc víi v«i trong xi m¨ng ®Ó t¹o ra hîp chÊt míi CaCO3 × Ca(OH)2. Khi röa c¸t ®¸ kh«ng nh÷ng chÊt bét trong c¸t bÞ lo¹i bá mµ c¸c chÊt h÷u c¬, chÊt sunfat, sunfua còng bÞ lo¹i. Khi gÆp c¸c lo¹i c¸t mµ cÊp phèi kh«ng ®¹t yªu cÇu th× cã thÓ trén hai hoÆc ba lo¹i víi nhau ®Ó ®−îc mét lo¹i c¸t hçn hîp cã cÊp phèi tèt. a) Phèi hîp hai lo¹i c¸t - Ph−¬ng ph¸p dïng khèi l−îng thÓ tÝch (γo) lín nhÊt. LÊy hai lo¹i c¸t trén víi nhau theo nhiÒu tØ lÖ kh¸c nhau x¸c ®Þnh khèi l−îng thÓ tÝch cña hçn hîp. VÏ biÓu ®å quan hÖ gi÷a γo vµ tØ lÖ gi÷a hai lo¹i c¸t. Qua biÓu ®å t×m ra 154
®−îc γomax øng víi γomax t×m ®−îc tØ lÖ phèi hîp tèt nhÊt. Cã thÓ sau khi x¸c ®Þnh γo cña tõng hçn hîp tÝnh ®é rçng 2(r) cña c¸t theo γo vµ γa. Sau ®ã vÏ ®−êng quan hÖ gi÷a r vµ tØ lÖ gi÷a hai lo¹i c¸t. Qua biÓu ®å x¸c ®Þnh ®−îc rmin. C¨n cø vµo rmin x¸c ®Þnh ®−îc tØ lÖ hîp lý nhÊt. Nãi chung hai c¸ch lµm ®ã ®Òu ®em l¹i kÕt qu¶ gièng nhau, v× γa cña c¸c lo¹i c¸t sai kh¸c nhau kh«ng ®¸ng kÓ, nªn γa cña c¸c hçn hîp sÏ xÊp xØ nhau, do ®ã phèi hîp nµo cã γomax sÏ cã rmin. - Ph−¬ng ph¸p dïng täa ®é ch÷ nhËt: LÊy hai c¹nh ®øng cña 1 h×nh ch÷ nhËt lµm trôc tung, vµ chia ®Òu thµnh 100 phÇn tõ d−íi lªn trªn. Tung ®é bªn tr¸i biÓu thÞ sè % lät qua c¸c sµng cña cèt liÖu A, tung ®é bªn ph¶i t−¬ng øng víi cèt liÖu B. Hai c¹nh n»m ngang dïng lµm trôc hoµnh vµ còng chia thµnh 100 kho¶ng ®¸nh sè tr¸i chiÒu nhau biÓu thÞ tØ lÖ phèi hîp cña cèt liÖu A vµ B (trôc hoµnh d−íi øng víi cèt liÖu A, trôc hoµnh trªn øng víi cèt liÖu B) (h×nh 5.7). C¸ch sö dông biÓu ®å nµy nh− sau: - Sau khi sµng hai lo¹i cèt liÖu A vµ B ta x¸c ®Þnh ®−îc l−îng sãt tÝch lòy trªn sµng x cña cèt liÖu A vµ B lµ Ax% vµ Bx%. Ghi vÞ trÝ Ax vµ Bx lªn hai trôc tung. Nèi hai ®iÓm Ax, Bx b»ng ®−êng th¼ng. NÕu gäi tØ lÖ phèi hîp l−îng sãt tÝch lòy trªn sµng x cña c¸t A vµ c¸t B lµ ax vµ bx th× l−îng sãt tÝch lòy cña hçn hîp c¸t A vµ B trªn sµng ®ã sÏ lµ: a x .A x + b x .B x 100 §ã lµ ph−¬ng tr×nh cña ®−êng th¼ng AxBx. Tõ mçi ®iÓm ®−êng th¼ng ®ã dãng ®−êng th¼ng ®øng c¾t hai trôc hoµnh trªn vµ d−íi ë c¸c ®iÓm øng víi bx vµ ax. §èi víi lo¹i sµng ®ã, ph¹m vi quy ®Þnh l−îng sãt tÝch lòy trªn sµng lµ m% ÷ n%. Ghi vÞ trÝ m, n, vµ m', n' trªn trôc tung, nèi ®iÓm m víi ®iÓm m', víi n' thµnh hai ®−êng th¼ng song song víi trôc hoµnh. Hai ®−êng nµy c¾t ®−êng AxBx ë hai ®iÓm p vµ q. ChiÕu p vµ q lªn hai trôc hoµnh, ta ®−îc c¸c ®iÓm pa(x), qa(x) vµ pb(x), qb(x). Hai kho¶ng pa(x) − qa(x) vµ pb(x) − qb(x) lµ ph¹m vi cho phÐp cña tØ lÖ phèi hîp cña hai lo¹i c¸t A vµ B øng víi sµng x chiÕm trong hçn hîp. §èi víi sµng y ta còng lµm nh− vËy vµ ®−îc ph¹m vi cho phÐp pa(y) − qa(y) vµ qb(x) − qb(y). Phèi hîp c¸c ph¹m vi cho phÐp ®ã cña tÊt c¶ c¸c sµng sÏ t×m ®−îc ph¹m vi chung vµ qua ®ã x¸c ®Þnh ®−îc tØ lÖ phèi hîp hîp lý nhÊt lµ trÞ sè trung b×nh cña ph¹m vi chung ®ã. 155
H×nh 5.7. BiÓu ®å phèi hîp hai lo¹i c¸t VÝ dô: §èi víi sµng 0,14mm tØ lÖ c¸t lo¹i A trong hçn hîp 57% ÷100%. §èi víi sµng 0,315mm tØ lÖ c¸t lo¹i A trong hçn hîp 46% ÷ 98%. §èi víi sµng 0,63mm tØ lÖ c¸t lo¹i A trong hçn hîp 17% ÷ 74%. §èi víi sµng 1,25mm tØ lÖ c¸t lo¹i A trong hçn hîp 60% ÷ 70%. §èi víi sµng 2,5mm tØ lÖ c¸t lo¹i A trong hçn hîp 48% ÷ 68%. Ph¹m vi chung sÏ lµ 60 ÷ 68%(1). 60 + 68 = 64% vµ tØ lÖ c¸t lo¹i B trong hçn hîp lµ VËy tØ lÖ trén c¸t lo¹i A lµ 2 100 − 64 = 36%. b) Phèi hîp ba lo¹i c¸t NÕu trén hai lo¹i c¸t mµ cÊp phèi vÉn kh«ng ®¹t yªu cÇu, th× ph¶i trén thªm lo¹i c¸t thø ba. TÊt nhiªn viÖc lµm ®ã phøc t¹p. Dïng ph−¬ng ph¸p täa ®é h×nh tam gi¸c ®Ó x¸c ®Þnh tØ lÖ gi÷a ba lo¹i c¸t ®ã (h×nh 5.8). VÏ tam gi¸c ®Òu c¹nh ABC vµ ba ®−êng cao AA', BB', CC'. Ba ®Ønh biÓu thÞ ba cèt liÖu A, B, C. Chia c¸c ®−êng cao thµnh 100 phÇn ®Òu nhau vµ ®¸nh sè, c¸c sè ®ã biÓu thÞ sè % cña ba lo¹i c¸t trong hçn hîp. (1) Ph¹m vi nµy cã thÓ t×m b»ng c¸ch vÏ ®o¹n th¼ng chia 100 phÇn b»ng nhau g¹ch bá dÇn c¸c phÇn cña ®−êng th¼ng n»m ngoµi ph¹m vi cho phÐp cña c¸t A ®èi víi mçi sµng. Cuèi cïng cßn l¹i phÇn kh«ng bÞ g¹ch ®ã lµ ph¹m vi chung. Còng cã thÓ x¸c ®Þnh nhanh ph¹m vi chung b»ng c¸ch lÊy con sè lín nhÊt cña giíi h¹n d−íi vµ con sè nhá nhÊt cña giíi h¹n trªn cña c¸c ph¹m vi riªng ®èi víi tõng sµng, nÕu con sè giíi h¹n d−íi lín nhÊt nhá h¬n con sè giíi h¹n trªn nhá nhÊt. 156