CHUYÊN ĐỀ BÊ TÔNG XI MĂNG

Chia sẻ: 986753421 986753421 | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:56

Thêm vào BST

Báo xấu

404
lượt xem 115
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bê tông xi măng là loại vật liệu đá nhân tạo nhận được bằng cách đổ khuôn và làm rắn chắc lại một hỗn hợp thích hợp bao gồm chất kết dính (các loại ximăng ) nước, cốt liệu (cát, sạn, sỏi, đá dăm) và phụ gia ( nếu có). Hỗn hợp các loại nguyên liệu trên ( xi măng, nước, cốt liệu, phụ gia) mới nhào trộn để đồng nhất nhưng chưa rắn chắc gọi là hỗn hợp bê tông hay còn gọi là bê tông tươi. ...

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: CHUYÊN ĐỀ BÊ TÔNG XI MĂNG

TRUêNG §¹I HäC B¸CH KHOA §µ N½NG KHOA HãA - NGµNH cnhh & VËT LIÖU Ths.GVC NGUYÃÙN DÁN 2007 Ths.gvc Nguyãùn Dán 1
Chæång 1 ÂËNH NGHÉA, PHÁN LOAÛI BÃ TÄNG VAÌ HÄÙN HÅÜP BÃ TÄNG XI MÀNG. BÃ TÄNG XI MÀNG CÄÚT THEÏP, BÃ TÄNG ÆÏNG SUÁÚT TRÆÅÏC. 1.1 Âënh nghéa Bã täng xi màng laì loaûi váût liãûu âaï nhán taûo nháûn âæåüc bàòng caïch âäø khuän vaì laìm ràõn chàõc laûi mäüt häùn håüp thêch håüp bao gäöm cháút kãút dênh (caïc loaûi ximàng ) næåïc, cäút liãûu (caït, saûn, soíi, âaï dàm) vaì phuû gia ( nãúu coï). Häùn håüp caïc loaûi nguyãn liãûu trãn ( xi màng, næåïc, cäút liãûu, phuû gia) måïi nhaìo träün âãø âäöng nháút nhæng chæa ràõn chàõc goüi laì häùn håüp bã täng hay coìn goüi laì bã täng tæåi. Trong bã täng, cäút liãûu âoïng vai troì laì bäü khung chëu læûc, häö xi màng ( ximàng vaì næåïc) bao boüc xung quanh caïc haût cäút liãûu âoïng vai troì laì cháút bäi trån âäöng thåìi láúp âáöy caïc khoaíng träúng giæîa caïc haût cäút liãûu. Trong quaï trçnh âäng kãút vaì phaït triãøn cæåìng âäü cuía häö xi màng, noï seî gàõn kãút caïc haût cäút liãûu thaình mäüt khäúi tæång âäúi âäöng nháút goüi laì bã täng. Bã täng xi màng coï cäút theïp goüi laì bã täng xi màng cäút theïp. Nhæîng cháút phuû gia âæa vaìo häùn håüp bã täng xi màng nhàòm muûc âêch caíi thiãûn mäüt säú tênh cháút cuía häùn håüp bã täng nhæ tàng tênh læu âäüng cuía häùn håüp bã täng, âiãöu chènh thåìi gian ninh kãút, náng cao tênh chäúng tháúm cuía bã täng ... Trong bã täng xi màng cäút liãûu thæåìng chiãúm (80 - 85)% coìn xi màng portland chiãúm (15-20)% khäúi læåüng häùn håüp bã täng. Bã täng xi màng laì loaûi váût liãûu ráút quan troüng âæåüc sæí duûng räüng raîi trong xáy dæûng dán duûng, cäng nghiãûp, thuíy låüi, cáöu âæåìng... vç coï caïc æu âiãøm sau: - Coï cæåìng âäü neïn cao biãún âäøi trong phaûm vi räüng tæì 100, 200 âãún 900, 1000 daN/cm2. - Giaï thaình tæång âäúi haû. Tuy váûy noï váùn coï nhæåüc âiãøm: nàûng, caïch ám, caïch nhiãût keïm. 1.2 PHÁN LOAÛI BÃ TÄNG Coï nhiãöu caïch phán loaûi bã täng, thæåìng theo 3 caïch: 1.2.1. Phán loaûi theo khäúi læåüng thãø têch. Âáy laì caïch phán loaûi thæåìng âæåüc duìng nháút vç khäúi læåüng riãng cuía caïc thaình pháön taûo nãn bã täng gáön nhæ nhau (âãöu laì khoaïng cháút vä cå) nãn khäúi læåüng thãø têch cuía bã täng phaín aïnh âäü âàûc chàõc cuía noï. Theo caïch phán loaûi naìy coï thãø chia bã täng thaình 4 loaûi: • Âàûc biãût nàûng: γ0 > 2500 kg/m3, chãú taûo bàòng caïc cäút liãûu âàûc chàõc vaì tæì caïc loaûi âaï chæïa quàûng. Bã täng naìy ngàn âæåüc caïc tia X vaì tia γ. Ths.gvc Nguyãùn Dán 2
• Bã täng nàûng: (Coìn goüi laì bã täng thæåìng) γ0 = (1800 - 2500) kg/m3 chãú taûo tæì caïc loaûi âaï âàûc chàõc vaì caïc loaûi âaï chæïa quàûng. Loaûi bã täng naìy âæåüc sæí duûng phäø biãún trong xáy dæûng cå baín vaì duìng saín xuáút caïc cáúu kiãûn chëu læûc. • Bã täng nheû: γ0 = (500 -1800) kg/m3, gäöm bã täng chãú taûo tæì cäút liãûu räùng thiãn nhiãn, nhán taûo vaì bã täng täø ong khäng cäút liãûu, chæïa mäüt læåüng låïn läø räùng kên. • Bã täng âàûc biãût nheû: γ0 < 500 kg/m3 coï cáúu taûo täø ong våïi mæïc âäü räùng låïn, hoàûc chãú taûo tæì caïc loaûi räùng nheû coï âäü räùng låïn (khäng caït). 1.2.2. Phán loaûi theo cháút kãút dênh. • Bã täng ximàng: Cháút kãút dênh laì ximàng vaì chuí yãúu laì ximàng pooïclàng vaì caïc loaûi xi màng khaïc. • Bã täng silicaït: Chãú taûo tæì nguyãn liãûu väi caït silêc nghiãön, qua xæí lê chæng háúp åí nhiãût âäü vaì aïp suáút cao. • Bã täng thaûch cao: Cháút kãút dênh laì thaûch cao hoàûc ximàng thaûch cao. • Bã täng xè: Cháút kãút dênh laì caïc loaûi xè loì cao trong cäng nghiãûp luyãûn theïp hoàûc xè nhiãût âiãûn, phaíi qua xæí lê nhiãût áøm åí aïp suáút thæåìng hay aïp suáút cao. • Bã täng pälime: Cháút kãút dênh laì cháút deío (polime) vaì phuû gia vä cå. 1.2.3. Phán loaûi theo phaûm vi sæí duûng. • Bã täng cäng trçnh: Sæí duûng åí caïc kãút cáúu vaì cäng trçnh chëu læûc, yãu cáöu coï cæåìng âäü thêch håüp vaì tênh chäúng biãún daûng. • Bã täng cäng trçnh caïch nhiãût: Væìa yãu cáöu chëu âæåüc taíi troüng væìa caïch nhiãût, duìng åí caïc kãút cáúu bao che. • Bã täng caïch nhiãût : Baío âaím yãu cáöu caïch nhiãût cuía caïc kãút cáúu bao che coï âäü daìy khäng låïn. • Bã täng thuíy cäng: Ngoaìi yãu cáöu chëu læûc vaì chäúng biãún daûng, cáön coï âäü chäúng tháúm vaì tênh bãön væîng trong mäi træåìng.xám thæûc cao. • Bã täng laìm âæåìng: Duìng laìm táúm laït màût âæåìng, âæåìng laìm bàng sán bay... loaûi bã täng naìy cáön coï cæåìng âäü cao, tênh chäúng maìi moìn låïn vaì chëu âæåüc sæû biãún âäøi låïn vãö nhiãût âäü vaì âäü áøm. • Bã täng äøn âënh hoïa hoüc: Ngoaìi yãu cáöu thoía maîn caïc chè tiãu ké thuáût khaïc, cáön chëu âæåüc taïc duûng xám thæûc cuía caïc dung dëch muäúi, axêt, kiãöm vaì håi cuía caïc cháút naìy maì khäng bë phaï hoaûi hay giaím tuäøi thoü cäng trçnh. • Bã täng chëu læía: Chëu âæåüc taïc duûng láu daìi cuía nhiãt âäü cao khi sæí duûng. Ths.gvc Nguyãùn Dán 3
• Bã täng trang trê: Duìng trang trê bãö màût cäng trçnh, coï maìu sàõc yãu cáöu vaì chëu âæåüc taïc duûng thæåìng xuyãn cuía thåìi tiãút. • Bã täng nàûng chëu bæïc xaû: Duìng åí caïc cäng trçnh âàûc biãût, ngàn âæåüc bæïc xaû cuía tia γ hay bæïc xaû nåträn. 1.3. KHAÏI NIÃÛM VÃÖ BÃ TÄNG CÄÚT THEÏP. 1.3.1 Khaïi niãûm. Bã täng laì loaûi váût liãûu doìn, cæåìng âäü chëu neïn låïn, nhæng khaí nàng chëu keïo vaì chëu uäún tháúp chè bàòng 1/10 âãún 1/15 cæåìng âäü chëu neïn. Âáy laì nhæåüc âiãøm cå baín cuía bã täng xi màng. Qua nghiãn cæïu vaì thæûc tãú sæí duûng sæû phäúi håüp giæîa váût liãûu bã täng vaì cäút theïp taûo nãn bã täng cäút theïp seî khàõc phuûc nhæåüc âiãøm noïi trãn. Såí dé coï âæåüc tênh æu viãût noïi trãn laì do 3 lyï do sau: - Læûc baïm dênh giæîa bã täng vaì cäút theïp ráút låïn (xem 3.4.3 chæång 3). - Bã täng baío vãû theïp khäng rè. - Âäü daîn nåí nhiãût hai loaûi váût liãûu naìy xáúp xè nhau. ÅÍ 100 oC hãû säú daîn nåí nhiãût cuía bã täng laì 10.10-6 coìn cäút theïp 12.10- 6. 1.3.2 Phán loaë cáúu kiãûn bã täng cäút theïp. Càn cæï vaìo caïch âàût cäút theïp, loaûi bã täng âaî duìng, troüng læåüng, cáúu truïc vaì cäng duûng cuía cáúu kiãûn, ngæåìi ta chia laìm 4 loaûi: • Theo caïch âàût cäút theïp: Cáúu kiãûn coï hoàûc khäng coï cäút theïp. Nãúu coï cäút theïp coï thãø laì æïng suáút træåïc hoàûc khäng. • Theo loaûi bã täng: Bã täng nàûng hoàûc bã täng nheû. • Theo cáúu truïc, troüng læåüng: Cáúu kiãûn âàûc hoàûc räùng, nàûng hoàûc nheû. • Theo cäng duûng gäöm coï: - Nhoïm cáúu kiãûn duìng cho nhaì åí vaì cäng trçnh cäng cäüng. - Nhoïm cáúu kiãûn duìng cho nhaì cäng nghiãûp. - Nhoïm cáúu kiãûn duìng cäng trçnh thuyí låüi. - Nhoïm cáúu kiãûn duìng cho cäng trçnh giao thäng. 1.3.3 Qui trçnh saín xuáút cáúu kiãûn bã täng xi màng cäút theïp. 1.3.3.1 Caïc phæång phaïp taûo hçnh. Quaï trçnh saín xuáút bã täng xi màng cäút theïp thæåìng coï 3 cäng âoaûn: Chãú taûo häùn håüp bã täng, gia cäng cäút theïp, chuáøn bë cäút theïp - taûo hçnh - dæåîng häü vaì trang trê bãö màût cáúu kiãûn. Coï 3 phæång phaïp taûo hçnh cáúu kiãûn: • Phæång phaïp khuän cäú âënh. • Phæång phaïp khuän di âäüng. • Phæång phaïp dáy chuyãön liãn tuûc ( phæång phaïp caïn). Mäùi phæång phaïp coï æu nhæåüc âiãøm riãng. Ths.gvc Nguyãùn Dán 4
Taûo hçnh theo phæång phaïp khuän cäú âënh thuáûn låüi nháút cho viãûc âuïc caïc cáúu kiãûn coï kêch thæåïc låïn vaì nàûng, vç âãø caïc cáúu kiãûn âoï di chuyãøn trong quaï trçnh chãú taûo seî gáy khoï khàn vaì täún cäng sæïc. Do váûy phæång phaïp naìy giaím tiãu hao cäng sæïc, thiãút bë âån giaín, väún âáöu tæ tháúp nãn âæåüc sæí duûng räüng raîi åí trong caïc nhaì maïy cuîng nhæ åí cäng træåìng. Song phæång phaïp naìy cuîng coï nhæåüc âiãøm mæïc âäü cå khê hoaï tháúp. Taûo hçnh theo phæång phaïp khuän di âäüng trãn xe coï låüi vãö mæïc âäü cå khê hoaï cao trong moüi kháu, nhæng coï nhæåüc âiãøm väún âáöu tæ trang thiãút bë cao vaì keïm linh hoaût khi chuyãøn sang saín xuáút caïc cáúu kiãûn måïi. Taûo hçnh theo phæång phaïp khuän di âäüng theo nhoïm maïy thç ngæåüc laûi. Taûo hçnh theo phæång phaïp dáy chuyãön liãn tuûc coï nàng suáút cao nháút, nhæng coï nhæåüc âiãøm chè saín xuáút caïc cáúu kiãûn coï kêch thæåïc haûn chãú vaì tæång âäúi täún xi màng vç chè duìng âæåüc loaûi bã täng haût mën. 1.3.3.2 Váût liãûu chãú taûo bã täng xi màng cäút theïp. • Häùn håüp bã täng xi màng ( trçnh baìy åí caïc chæång sau). • Cäút theïp: gäöm coï caïc loüai theïp: Theïp troìn, theïp såüi, theïp caïn noïng coï gåì, læåïi theïp, theïp caïp, theïp caïn beûp åí traûng thaïi nguäüi. Yãu cáöu cäút theïp coï giåïi haûn chaíy cao, bãö màût saûch, khäng coï váøy sàõt hay bë rè. Baíng 1.1 Caïc loaûi theïp thæåìng duìng vaì caïc âàûc træng cå baín cuía chuïng Caïc loaûi theïp Âæåìng Giåïi haûn Giåïi haûn bãön ( Âäü daîn daìi Phaûm vi KG/cm2) kênh (mm) chaíy tæång âäúi sæí duûng 2 (KG/cm ) (%) Theïp troìn CT3 6-40 2.400 3.800 25 Chãú taûo cäút theïp thæåìng CT3 coï keïo 6-22 2.800 3.800 10 Nhæ trãn nguäüi âãún 2.800KG/cm2 CT5 10-40 2.800 5.000 19 Nhæ trãn CT5 coï keïo 10-40 4.500 5.000 8 Nhæ trãn nguäüi âãún 4.500KG/cm2 25Г2C 6-40 4.000 6.000 14 Chãú taûo cäút theïp æ.s træåïc 25Г2C coï keïo 6-40 5.500 6.000 6 Nhæ trãn nguäüi âãún 5.5000KG/cm2 Ths.gvc Nguyãùn Dán 5
30XГ2C 10-32 6.000 9.000 6 Nhæ trãn 20XГ2Ц 6-40 6.000 9.000 6 Nhæ trãn 20XГCT 6-32 6.000 9.000 6 Nhæ trãn 1.3.3.3 Qui trçnh saín xuáút cáúu kiãûn bã täng xi màng cäút theïp. Coï 3 cäng âoaûn: • Cäng âoaûn 1 Chãú taûo häùn håüp bã täng vaì gia cäng cäút theïp. Chãú taûo häùn håüp bã täng seî trçnh baìy pháön sau. Âäúi våïi cäút theïp cáön nàõn thàóng, âaïnh saûch rè vaì càõt cäút theïp coï chiãöu daìi theo yãu cáöu. Sau âoï duìng maïy haìn âiãûn âãø haìn thaình khung hoàûc læåïi theïp. Viãûc càng cäút theïp âãø chãú taûo caïc kãút cáúu æïng suáút træåïc âæåüc sæí duûng phæång phaïp cå hoüc hay phæång phaïp nhiãût cuía doìng âiãûn. Phæång phaïp cå hoüc, phæång phaïp nhiãût: Xem cäút theïp nhæ mäüt âiãûn tråí, khi cho doìng âiãûn chaûy qua thanh theïp seî bë nung noïng vaì daîn daìi ra, vaì nãúu luïc âoï ta cäú âënh 2 âáöu thanh theïp bë nung noïng, khi nguäüi trong theïp seî sinh ra æïng suáút træåïc. Phæång phaïp naìy hiãûu quaí vç khäng cáön thiãút bë keïo càng phæïc taûp. • Cäng âoaûn 2 Taûo hçnh cáúu kiãûn. Coï thãø theo caïc phæång phaïp khuän cäú âënh, phæång phaïp khuän di âäüng, phæång phaïp dáy chuyãön liãn tuûc. • Cäng âoaûn 3 Dæåîng häü cáúu kiãûn Thæåìng dæåîng häü nhán taûo våïi caïc caïch: - Háúp trong phoìng coï nhiãût âäü 1000C vaì aïp suáút tiãu chuáøn. - Háúp trong äúctäclavå nhiãût âäü (175-250)0C vaì (8-12) at. - Trong bãø næåïc noïng, hay bàòng sæïc noïng cuía doìng âiãûn. Háúp trong phoìng chia laìm 2 loaûi: loaûi liãn tuûc loì tunnel, loaûi giaïn âoaûn loì phoìng. Chãú âäü háúp phuû thuäüc vaìo yãu cáöu cæåìng âäü bã täng, cäng nghãû chãú taûo, tênh cháút xi màng ...Thäng thæåìng chãú âäü háúp: tàng nhiãût trong (2-3) giåì, háúp (6-8) giåì vaì laìm nguäüi trong 2 giåì. Nhæ váûy quaï trçnh háúp máút (10-13) giåì. Âäúi våïi bã täng duìng xi màng portland khi háúp duìng håi næåïc baîo hoaì vaì nhiãût âäü (85-90)0C. 1.4 KHAÏI NIÃÛM VÃÖ BÃ TÄNG XI MÀNG CÄÚT THEÏP ÆÏNG SUÁÚT TRÆÅÏC Bã täng xi màng cäút theïp coï nhæåüc âiãøm: • Nàng læûc chëu keïo quaï keïm, nãn trong caïc pháön chëu keïo cuía kãút cáúu bã täng cäút theïp chè coï taïc duûng laì låïp baío vãû cäút theïp vaì khäng coï khaí nàng chëu læûc. • Âãø âäü daîn daìi cuía theïp khi keïo xáúp xè våïi âäü daîn daìi cuía bã täng xi màng âãø bã täng khäng âæït våî, nãn trong bã täng cäút theïp phaíi duìng theïp coï cæåìng âäü tháúp, âäü daîn daìi khi keïo beï.( Âäü daîn daìi cuía bã täng Ths.gvc Nguyãùn Dán 6
(1-2)mm/m, trong khi theïp coï thãø daîn càng ra gáúp (5-7) láön so våïi bã täng). Âãø khàõc phuûc caïc nhæåüc âiãøm trãn, ngæåìi ta tçm caïch tàng khaí nàng chëu keïo cuía bã täng bàòng caïch neïn træåïc bã täng trong vuìng chëu keïo. Phæång phaïp thæûc hiãûn: keïo træåïc cäút theïp räöi buäng ra âãø gáy taïc duûng neïn træåïc trong bã täng, taûo nãn trong bã täng æïng suáút neïn træåïc tæïc laì laìm cho bã täng tiãöm taìng mäüt thãú nàng chëu keïo. Khi kãút cáúu chëu taïc duûng cuía ngoaûi læûc gáy nãn læûc keïo thç âáöu tiãn bã täng âãø máút âi pháön æïng suáút neïn træåïc âaî coï khi bë neïn räöi måïi chëu keïo. Do âoï khaí nàng chëu keïo cuía bã täng tàng lãn âaïng kãø coï thãø xáúp xè cæåìng âäü chëu neïn. Loaûi bã täng coï khaí nàng nhæ váûy ngæåìi ta goüi laì bã täng æïng suáút træåïc ( dæ æïng læûc). Cäút theïp sæí duûng trong bã täng æïng suáút træåïc laì theïp såüi coï cæåìng âäü cao vaì âæåüc càng træåïc bàòng thiãút bë âàûc biãût. Coï hai phæång phaïp chãú taûo bã täng æïng suáút træåïc. 1.4.1 Phæång phaïp keïo càng cäút theïp træåïc. Keïo càng træåïc cäút theïp räöi måïi âäø häùn håüp bã täng sau. Khi häùn håüp bã täng âaî ràõn chàõc thç thaí kêch càng cäút theïp ra. Cäút theïp máút læûc càng seî co laûi vaì do læûc baïm dênh cuía bã täng vaì cäút theïp, bã täng seî bë neïn taûo nãn æïng suáút neïn træåïc trong bã täng. 1.4.2 Phæång phaïp keïo càng cäút theïp sau. Khi âuïc bã täng âàût nhæîng äúng nhoí trong khuän cáúu kiãûn vaì luäön cäút theïp qua nhæîng äúng nhoí naìy, sau âoï âäø häùn håüp bã täng láúp lãn nhæîng äúng naìy. Khi häùn håüp bã täng âaî ràõn chàõc ta keïo càng cäút theïp vaì neo âáöu caïc cäút theïp naìy vaìo baín neo tç vaìo âáöu cáúu kiãûn bã täng. Cäút theïp sau khi boí læûc càng seî co laûi eïp chàût vaìo baín neo truyãön læûc neïn cho cáúu kiãûn bã täng gáy nãn æïng suáút neïn træåïc trong bã täng. Coìn caïc khe håí trong äúng luäön cäút theïp seî âæåüc láúp kên bàòng caïch phuût væîa xi màng maïc cao. Viãûc taûo nãn æïng suáút træåïc trong cáúu kiãûn bã täng cäút theïp khäng nhæîng ngàn ngæìa vãút næït sinh ra trong vuìng keïo, maì coìn laìm giaím læåüng duìng theïp, giaím troüng læåüng cáúu kiãûn, náng cao tênh bãön væîng cuía cäng trçnh. Ths.gvc Nguyãùn Dán 7
Chæång 2 HÄÙN HÅÜP BÃ TÄNG XI MÀNG 2.1. TÊNH CHÁÚT CÅ LYÏ, ÂÀÛC TRÆNG LÆU BIÃÚN HÄÙN HÅÜP BÃ TÄNG. 2.1.1. Hai yãu cáöu cuía häùn håüp bã täng. Bã täng tæåi cáön thoaí maîn hai yãu cáöu sau: • Tênh âäöng nháút cuía häùn håüp bã täng coï âæåüc khi nhaìo träün phaíi âæåüc duy trç trong quaï trçnh váûn chuyãøn, båm, âäø khuän vaì âáöm chàût, vaì khäng bë phán táöng, taïch næåïc. • Tênh cäng taïc täút (hay tênh dãù âäø khuän) phuì håüp våïi phæång phaïp vaì âiãöu kiãûn taûo hçnh saín pháøm. Nãúu tênh cäng taïc täút häùn håüp bã täng seî dãù daìng vaì nhanh choïng láúp âáöy khuän, giæî âæåüc tênh liãn kãút toaìn khäúi vaì sæû âäöng nháút. Tênh cäng taïc âæåüc âàûc træng bàòng khaí nàng læu âäüng (chaíy) vaì mæïc âäü deîo cuía häùn håüp. 2.1.2. Thaình pháön vaì näüi læûc tæång taïc. - Thaình pháön Häùn håüp bã täng tæåi laì mäüt hãû phán taïn ( næåïc vaì váût cháút ràõn gäöm: xi màng, cäút liãûu, trong âoï coï phaín æïng hoaï hoüc giæîa næåïc vaì xi màng) nãn hãû coï nhiãöu thaình pháön phæïc taûp khaïc nhau vãö kêch thæåïc, hçnh daûng vaì tênh cháút: • Nhæîng haût phán taïn cuía cháút kãút dênh. • Nhæîng haût cäút liãûu. • Næåïc. • Phuû gia. • Khäng khê. - Näüi læûc Giæîa chuïng täön taûi nhæîng näüi læûc: læûc dênh phán tæí, sæïc càng bãö màût cuía næåïc trong mao quaín, læûc ma saït nhåït (âäü nhåït), ma saït khä. Vaì chuïng khäng ngæìng biãún âäúi kãút cáúu näüi bäü, vê duû : Do quaï trçnh thuíy hoïa ximàng taûo ra daûng haût keo, sau âoï caïc haût keo naìy keo tuû laûi taûo nãn nhæîng máöm kãút tinh vaì laìm häùn håüp ràõn chàõc. Quaï trçnh naìy laìm thay âäøi khäng ngæìng tênh cháút vaì âàûc træng læu biãún cuía häùn håüp bã täng. 2.1.3. Sæû hçnh thaình âäü nhåït kãút cáúu vaì tênh xuïc biãún cuía häùn håüp bã täng. Häö ximàng laì thaình pháön cå baín taûo nãn cáúu truïc trong häùn håüp bã täng. Häö ximàng cuîng laì hãû phán taïn. Chênh sæû phaït triãøn cuía quaï trçnh hyârat hoïa Ths.gvc Nguyãùn Dán 8
caïc khoaïng hoaï xi màng laìm bãö màût phán chia pha phaït triãøn nhanh, seî sinh ra mäüt säú læåüng låïn nhæîng håüp cháút måïi laìm tàng âäü phán taïn cuía caïc haût cuía pha ràõn trong häö ximàng. Âiãöu naìy dáùn âãún sæû tàng læåüng næåïc háúp phuû trong hãû, tàng læûc dênh phán tæí giæîa caïc haût ximàng laìm tàng nàng læûc dênh kãút vaì tênh deío cuía häö ximàng. Màût khaïc, do taïc duûng cuía læûc dênh phán tæí giæîa nhæîng haût âæåüc maìng næåïc bao boüc taûo nãn kãút cáúu khäng gian liãn tuûc taûo cho häö ximàng coï mäüt kãút cáúu ban âáöu vaì âæåüc goüi laì âäü nhåït kãút cáúu. Læåüng ximàng, thåìi gian nhaìo träün ximàng våïi næåïc, nhiãût âäü mäi træåìng coï aính hæåíng nhiãöu âãún cæåìng âäü kãút cáúu ban âáöu. Trong häùn håüp bã täng våïi mäüt læåüng häö ximàng âuí âãø taûo nãn mäüt mäi træåìng liãn tuûc, khi âoï caïc haût cäút liãûu nhoí vaì låïn âæåüc phán bäú sao cho chuïng khäng tiãúp xuïc nhau seî coï âæåüc nhæîng tênh cháút cuía thãø nhåït, deío vaì nhæîng âàûc træng læu biãún nhæ häö ximàng. Âäü nhåït kãút cáúu khaïc våïi âäü nhåït thæûc cuía thãø loíng vç: - Âäü nhåït kãút cáúu thay âäøi phuû thuäüc vaìo æïng suáút càõt taïc duûng lãn hãû vaì váûn täúc biãún daûng càõt. - Âäü nhåït cuía thãø loíng khäng thay âäøi theo thåìi gian vaì khäng phuû thuäüc vaìo trë säú æïng suáút càõt hay aïp læûc taïc duûng lãn noï ( chè coï thãø thay âäøi khi thay âäøi nhiãût âäü). Khi váûn täúc càõt tiãún âãún mäüt giaï trë tåïi haûn, kãút cáúu ban âáöu cuía hãû bë phaï hoaûi, âäü nhåït vaì sæïc chäúng càõt coï thãø tiãún âãún mäüt giaï trë ráút beï, kãút quaí laì häùn håüp læu âäüng tråí nãn coï tênh chaíy. Chè khi naìo sæû rung âäüng hoàûc dao âäüng kêch thêch cæåîng bæïc dæìng laûi, häùn håüp måïi tråí vãö traûng thaïi ban âáöu, tråí nãn êt læu âäüng vaì phuûc häöi cæåìng âäüü ban âáöu cuía kãút cáúu. Khaí nàng cuía hãû coï thãø thay âäøi âàûc træng læu biãún dæåïi aính hæåíng cuía taïc duûng cå hoüc vaì phuûc häöi laûi sau khi ngæìng taïc duûng âæåüc goüi laì tênh xuïc biãún. Trong thæûc tãú, tênh xuïc biãún naìy âæåüc låüi duûng âãø laìm hoïa loíng häùn håüp bã täng êt læu âäüng hoàûc cæïng åí caïc giai âoaûn cäng nghãû (nhaìo träün, váûn chuyãøn, âäø khuän, âáöm chàût). Cho âãún nay, ngæåìi ta cuîng chæa giaíi thêch âæåüc baín cháút cuía hiãûn tæåüng xuïc biãún, coï giaí thiãút cho ràòng baín cháút cuía xuïc biãún laì chuyãøn âäüng nhiãût cuía caïc haût daûng keo. Sæû biãún âäøi âäü nhåït kãút cáúu cuía hãû thäúng hay váûn täúc biãún daûng càõt phuû thuäüc vaìo æïng suáút càõt coï thãø biãøu diãùn bàòng âæåìng cong biãún thiãn æïng suáút - biãún daûng. Trãn truûc hoaình coï thãø chia laìm 3 khu væûc æïng våïi nhæîng giaï trë æïng suáút càõt tåïi haûn. dv/dx = f ( t ) ηo : Âäü nhåït kãút cáúu ban âáöu. ηm: Âäü nhåït deîo khi kãút cáúu cuía hãû bë phaï hoaûi. αo , αm Goïc âàûc træng cho giaï trë hãû säú nhåït cuía hãû thäúng. Ths.gvc Nguyãùn Dán 9
t: ÆÏng suáút càõt. dv/dx: Gradien váûn täúc biãún daûng càõt - Khu væûc1: Kãút cáúu cuía hãû chæa phaï hoaûi, âäü nhåït kãút cáúu ban âáöu coï giaï trë cæûc âaûi ηo,æïng våïi luïc âàût taíi troüng vaì cuìng våïi sæû tàng æïng suáút càõt, häùn håüp bë biãún daûng våïi mäüt giaï trë váûn täúc tè lãû våïi sæû tàng æïng suáút, nhæng giaï trë âäü nhåït khäng thay âäøi, kãút cáúu chæa phaï hoaûi. ÆÏng suáút tåïi haûn cuía khu væûc naìy τ1 tæång æïng våïi giåïi haûn chaíy cuía hãû. Âaût âãún giaï trë æïng suáút naìy kãút cáúu bàõt âáöu bë phaï hoaûi. η0 η ηm dv I II dx III ηm I I III η0 τ0 τ1 αm τ α0 τ1 τ0 - Khu væûc 2: Cuìng våïi sæû tàng cuaí æïng suáút, kãút cáúu ban âáöu cuía hãû bë phaï hoaûi vaì cho âãún khi æïng suáút âaût âãún giaï trë τo thç kãút cáúu bë phaï hoaûi hoaìn toaìn. Âäü nhåït kãút cáúu trong khu væûc naìy âæåüc goüi laì âäü nhåït hæîu êch. Noï giaím ráút nhanh cuìng våïi sæû tàng æïng suáút vaì tæång æïng våïi sæû phaït triãøn cuía graâien váûn täúc (dv/dx). - Khu væûc 3: Cáúu truïc ban âáöu cuía hãû bë phaï hoaûi hoaìn toaìn. Âäü nhåït âaût âãún giaï trë cæûc tiãøu vaì âæåüc goüi laì âäü nhåït deîo. Âäü nhåït naìy tæång tæû âäü nhåït thæûc tãú cuía thãø loíng vaì khäng biãún âäøi, khäng phuû thuäüc vaìo trë säú æïng suáút taïc duûng lãn hãû. Noï coï thãø âæåüc xem nhæ laì hãû säú tè lãû giæîa æïng suáút càõt vaì váûn täúc chaíy cuía häùn håüp. Mä hçnh læu biãún cuía hãû åí traûng thaïi chaíy äøn âënh tuán theo phæång trçnh: dv τ = τo + ηm. dx Trong âoï: τ - æïng suáút càõt (daN/ cm2). τo- æïng suáút càõt tåïi haûn (daN/ cm2). ηm - âäü nhåït deîo cuía hãû våïi kãút cáúu âaî bë phaï hoaûi tênh bàòng poadå Ths.gvc Nguyãùn Dán 10
1 N .s ( ). 10 m 2 dv - graâien váûn täúc biãún daûng càõt. dx Trong häùn håüp bã täng våïi mäüt haìm læåüng låïn cäút liãûu thä, bãn caûnh ma saït nhåït, coìn xuáút hiãûn ma saït khä giæîa caïc haût cäút liãûu tiãúp xuïc nhau vaì traûng thaïi læu biãún cuía häùn håüp coï thãø biãøu diãùn theo phæång trçnh Culäng: τ = σ.tgϕ + C Trong âoï: σ - æïng suáút trong häùn håüp (daN/ cm2) ; ϕ - Goïc näüi ma saït khä ; C - Âäü nhåït kãút cáúu cuía hãû ; ÆÏng duûng hoïa loíng xuïc biãún coï thãø duìng biãûn phaïp cháún âäüng våïi cæåìng âäü thêch håüp cho tæìng loaûi häùn håüp bã täng nhàòm phaï hoaûi hoaìn toaìn kãút cáúu ban âáöu cuía hãû, âäöng thåìi laìm giaím näüi ma saït âãún giaï trë cæûc tiãøu âãø häùn håüp bã täng êt læu âäüng tråí nãn traûng thaïi chaíy nhåït våïi âäü nhåït deîo coï giaï trë khäng âäøi. ÅÍ traûng thaïi naìy, tênh cháút læu biãún cuía häùn håüp bã täng tuán theo phæång trçnh læu biãún cuía Niutån: dv τ = ηm dx Toïm laûi: Häùn håüp bã täng âæåüc âaïnh giaï qua nhæîng chè tiãu tênh cháút cå lyï vaì nhæîng âàûc træng læu biãún. • Cæåìng âäü kãút cáúu ban âáöu âæåüc âo bàòng giaï trë cuía æïng suáút càõt tåïi haûn τo (daN/cm2). Âaût âãún giaï trë naìy, kãút cáúu hoaìn toaìn bë phaï hoaûi vaì häùn håüp mang tênh cháút cuía mäüt thãø loíng nhåït. • Âäü nhåït deîo âo bàòng poadå: âàûc træng cho tênh cháút chaíy nhåït cuía häùn håüp khi kãút cáúu hoaìn toaìn bë phaï hoaûi. • Mä âun âaìn häöi tæïc thåìi (daN/cm2) cho pheïp âaïnh giaï tênh cháút âaìn häöi cuía häùn håüp bã täng khi chëu taïc duûng ngoaûi læûc. 2.2. CAÏC LOAÛI HÄÙN HÅÜP BÃ TÄNG 2.2.1. Hai loaûi häùn håüp bã täng Dæûa vaìo tênh deîo cuíabã täng tæåi coï thãø chia häùn håüp bã täng thaình 2 loaûi sau: • Häùn håüp bã täng deîo (læu âäüng). • Häùn håüp bã täng cæïng. Häùn håüp bã täng deîo laì mäüt häùn håüp deío coï âàûc tênh liãn tuûc vãö cáúu taûo, cäút liãûu trong häùn håüp åí traûng thaïi lå læíng trong mäi træåìng liãn tuûc cuía häö ximàng, baío âaím tênh dênh kãút, khäng bë phán táöng vaì häùn håüp bã täng coï tênh Ths.gvc Nguyãùn Dán 11
læu âäüng cao. Do âoï häùn håüp bã täng deîo tæång âäúi dãù nhaìo träün, dãù taûo hçnh chuí yãúu dæûa vaìo taïc duûng troüng læåüng cuía baín thán hay duìng ngoaûi læûc taïc duûng thãm nhæng khäng låïn làõm. Häùn håüp bã täng cæïng laì häùn håüp xäúp råìi (tênh liãn tuûc keïm) gäöm caïc thaình pháön råìi raûc cuía haût cäút liãûu âæåüc gàõn våïi nhau bàòng keo ximàng âàûc, näüi læûc ma saït khä låïn, nãn khi âäø khuän vaì leìn chàût yãu cáöu nháút thiãút phaíi duìng ngoaûi læûc taïc duûng maûnh. So våïi häùn håüp bã täng deío, häùn håüp bã täng cæïng coï æu âiãøm sau: Do tè lãû N/X trong häùn håüp bã täng cæïng nhoí hån so våïi tè lãû N/X trong häùn håüp bã täng deío khi thi cäng våïi âiãöu kiãûn leìn chàût täút seî coï nhæîng æu âiãøm: • Khi duìng læåüng xi màng nhæ nhau thç cæåìng âäü cuía bã täng khi duìng häùn håüp bã täng cæïng seî cao hån. Coìn nãúu giæî nguyãn cæåìng âäü bã täng yãu cáöu coï thãø giaím læåüng duìng xi màng. • Seî náng cao âäü âàûc, tàng khaí nàng chäúng tháúm. • Häùn håüp cuía bã täng cæïng ràõn chàõc nhanh, nháút laì åí thåìi kç âáöu, cho pheïp ruït ngàõn thåìi gian dæåîng häü 4-5 láön khi dæåîng häü tæû nhiãn so våïi häùn håüp bã täng deîo. Do âoï cho pheïp ruït ngàõn thåìi gian saín xuáút, tàng nhanh chu kyì luán chuyãøn vaïn khuän. Song viãûc sæí duûng bã täng cæïng cuîng coï nhæåüc âiãøm laì yãu cáöu vãö trang thiãút bë nhaìo träün, âáöm chàût phaíi coï taïc duûng cæåîng bæïc, thåìi gian träün låïn vaì khi leìn chàût phaíi taïc âäüng læûc låïn. Nhæng hiãûn nay viãûc sæí duûng phäø biãún phuû gia hoaï deío vaì siãu hoaï deío seî khàõc phuûc màût haûn chãú cuía häùn håüp bã täng cæïng. Chuï yï khi læûa choün loaûi häùn håüp bã täng trong saín xuáút cáúu kiãûn bã täng cäút theïp âuïc sàôn, cáön phaíi càn cæï vaìo âiãöu kiãön cuû thãø cuía viãûc nhaìo träün häùn håüp, phæång thæïc taûo hçnh, kêch thæåïc, tiãút diãûn cáúu kiãûn, tênh cháút vaì máût âäü phán bäú cäút theïp trong saín pháøm âãø quyãút âënh. Loaûi häùn håüp bã täng SN (cm) ÂC (s) Loaûi häùn håüp bã täng SN (cm) ÂC (s) Âàûc biãût cæïng > 300 Êt deío 1-4 20-15 Cæïng cao 150-200 Deío 5-8 10-0 Cæïng 60-100 Ráút deío 10-12 Cæïng væìa 30-45 Chaíy 15-18 2.2.2. Caïch xaïc âënh tênh cäng taïc. • Chè tiãu tênh cäng taïc cuía häùn håüp bã täng deîo âæåüc xaïc âënh bàòng âäü suût SN( cm) (xem TCVN 3106 - 1993). • Chè tiãu tênh cäng taïc cuía häùn håüp bã täng cæïng âæåüc goüi laì âäü cæïng ÂC (S), xaïc âënh bàòng nhåït kãú ké thuáût Vebe. (Xem TCVN 3107 - 1993). Ths.gvc Nguyãùn Dán 12
Âäü cæïng cuía häùn håüp bã täng coìn coï thãø xaïc âënh bàòng phæång phaïp Skramtaev laì thåìi gian tênh bàòng giáy âãø khäúi bã täng hçnh noïn cuût tiãu chuáøn chaíy daìn bàòng trong khuän hçnh láûp phæång (20 × 20 × 20) cm dæåïi taïc duûng cuía baìn cháún âäüng. (Xem phuû luûc TCVN 3107 - 1993). 2.3.CAÏC YÃÚU TÄÚ AÍNH HÆÅÍNG ÂÃÚN TÊNH CHÁÚT HÄÙN HÅÜP BÃ TÄNG Tênh cháút cuía häùn håüp bã täng chëu aính hæåíng cuía caïc yãúu täú sau: • Haìm læåüng næåïc ban âáöu cuía häùn håüp. • Læåüng ximàng vaì tênh cháút ximàng. • Cáúp phäúi haût cuía häùn håüp cäút liãûu vaì tênh cháút cäút liãûu. • Baín cháút phuû gia hoaût tênh bãö màût. • Taïc duûng cuía gia cäng cháún âäüng. 2.3.1. Aính hæåíng cuía haìm læåüng næåïc ban âáöu. Læåüng næåïc duìng âãø nhaìo träün trong häùn håüp bã täng bao gäöm: • Næåïc âãø thuyí hoaï caïc khoaïng hoaï ximàng, âãø häö xi màng deîo vaì linh âäüng. • Næåïc âãø bäi trån cäút liãûu vaì næåïc tæû do. Nãúu læåüng næåïc ban âáöu trong häùn håüp bã täng beï, næåïc chè âuí bao boüc màût ngoaìi haût ximàng vaì taûo nãn maìng næåïc háúp phuû. Maìng næåïc naìy liãn kãút ráút chàõc chàõn våïi haût ximàng, cäút liãûu bàòng læûc huït phán tæí nãn häùn håüp bã täng chæa coï âäü deîo. Nãúu tiãúp tuûc tàng læåüng næåïc seî hçnh thaình næåïc tæû do thç læåüng næåïc naìy phán bäú vaìo caïc äúng mao quaín thäng nhau, cuîng nhæ caïc häúc räùng giæîa caïc váût liãûu vaì laìm maìng næåïc háúp phuû trãn bãö màût haût váût liãûu daìy thãm. Do âoï taûo âiãöu kiãûn thuáûn låüi cho caïc haût váût liãûu dëch chuyãøn, khi âoï læûc näüi ma saït giaím xuäúng, âäü deío häùn håüp tàng lãn. Âäúi våïi mäùi häùn håüp bã täng täön taûi 1 giåïi haûn trãn cuía læåüng næåïc tæû do maì våïi giåïi haûn âoï, mäùi liãn kãút trong häùn håüp khäng bë phaï hoaûi, häùn håüp khäng bë phán táöng, taïch næåïc coï nhæîng tênh cháút cuía thãø deío. Giåïi haûn âoï âæåüc goüi laì khaí nàng giæî næåïc cuía häùn håüp bã täng. Noï phuû thuäüc vaìo khaí nàng giæî næåïc cuía cháút kãút dênh vaì caïc thaình pháön, haìm læåüng phuû gia, âäü mën cuía chuïng coï trong cháút kãút dênh. Theo säú liãûu cuía I. N. Nakhåveâräúp thç khaí nàng giæî næåïc cuía ximàng pooïclàng khäng væåüt quaï 1,65 læåüng næåïc tiãu chuáøn. Ths.gvc Nguyãùn Dán 13
Khilæåüng næåïc tæû do væåüt quaï khaí nàng giæî næåïc cuía häùn håüp seî xaíy ra hiãûn tæåüng phán táöng vaì taïch ra læåüng næåïc thæìa.Theo âënh luáût Stok, váûn täúc làõng xuäúng cuía haût phuû thuäüc vaìo kêch thæåïc váût ràõn vaì khäúi læåüng riãng cuía chuïng. 2.3.2. Aính hæåíng cuía loaûi, læåüng duìng vaì tênh cháút cuía ximàng. Loaûi vaì læåüng xi màng aính hæåíng âãún âäü deío cuía häùn håüp bã täng, cuû thãø: • Loaûi xi màng thãø hiãûn åí âäü deío tiãu chuáøn (læåüng næåïc tiãu chuáøn) cuía ximàng. Khi ximàng coï læåüng næåïc tiãu chuáøn låïn thç våïi mäüt læåüng næåïc nhaìo träün nháút âënh, âäü nhåït cuía häö ximàng seî tàng vaì âäü læu âäüng cuía bã täng seî keïm. Læåüng næåïc tiãu chuáøn phuû thuäüc vaìo âäü mën vaì thaình pháön khoaïng hoaï cuía ximàng ( thãø hiãûn qua khäúi læåüng riãng cuía xi màng). Vaìo âäü mën π Giaí thiãút haût xi màng coï daûng hçnh cáöu thãø têch: ∆3 , khäúi læåüng mäùi haût 6 π3 m= ∆ .ρ , ∆: âæåìng kênh, ρ: khäúi læåüng riãng. 6 Säú haût xi màng trong 1 âån vë khäúi læåüng: 1 6 N= = π3 π.∆3 .ρ .∆ .ρ 6 Diãûn têch xung quanh cuía toaìn bäü haût xi màng trong 1âån vë khäúi læåüng: 6 S xq = π∆2 .N = ∆.ρ Khi: ρ tàng thç Sx q giaím nãn læåüng næåïc tiãu chuáøn giaím. ∆ giaím: âäü mën tàng thç Sx q tàng nãn læåüng næåïc tiãu chuáøn tàng, cho nãn våïi mäüt læåüng næåïc nhaìo träün nháút âënh laìm âäü nhåït cuía häö vaì häùn håüp bã täng seî tàng lãn (tênh læu âäüng häùn håüp bã täng keïm). Vaìo thaình pháön khoaïng hoaï Vê du: So våïi häö ximàng pooïclàng thç häö ximàng pooïclàng pudålan vaì häö pooïclàng xè coï âäü nhåït låïn hån, nãn âãø häùn håüp bã täng coï cuìng mäüt âäü læu âäüng khi duìng PCpuz , PC xè phaíi duìng nhiãöu næåïc hån. • Læåüng xi màng Màût khaïc, våïi cuìng mäüt læåüng næåïc nhaìo träün, ngæåìi ta tháúy våïi læåüng duìng ximàng thay âäøi trong phaûm vi tæì (250 -400) kg/m3 häùn håüp bã täng, tênh cäng taïc cuía bã täng khäng bë aính hæåíng âaïng kãø vaì khi tàng læåüng duìng ximàng quaï 400 kg/m3 âäü nhåït cuía häö ximàng tàng, tênh læu âäüng cuía häùn håüp bã täng haû tháúp do tàng näöng âäü haût xi màng trong häö xi màng vaì khi âoï muäún giæî cho tênh læu âäüng khäng âäøi phaíi tàng læåüng duìng næåïc. 2.3.3. Aính hæåíng haìm læåüng cäút liãûu vaì tênh cháút cäút liãûu. Ths.gvc Nguyãùn Dán 14
Cåî haût, cáúp phäúi haût, tênh cháút bãö màût vaì nhæîng âàûc træng cháút læåüng khaïc cuía cäút liãûu coï aính hæåíng låïn âãún tênh cháút cuía häùn håüp bã täng: • Nãúu thay âäøi cåî haût, cáúp phäúi haût cuía häùn håüp cäút liãûu, täøng diãûn têch màût ngoaìi cuía cäút liãûu seî thay âäøi âaïng kãø nãúu læåüng næåïc nhaìo träün khäng âäøi, tênh cháút læu âäüng cuaí häùn håüp bã täng seî thay âäøi roî raìng. • Hçnh daûng, tênh cháút, bãö màût, tênh huït næåïc cuía cäút liãûu âãöu aníh hæåíng âãún tênh cháút læu âäüng cuaí häùn håüp bã täng. Häùn håüp bã täng duìng cäút liãûu laì âaï cuäüi, soíi coï hçnh daûng haût troìn, bãö màût nhàôn, våïi cuìng mäüt læåüng næåïc nhaìo träün seî coï tênh læu âäüng låïn hån häùn håüp tæì bã täng duìng âaï dàm, bãö màût nhaïm. Riãng våïi caït mäùi häùn håüp bã täng coï mäüt tè lãû caït thêch håüp. Nãúu læåüng caït tênh låïn hån hay nhoí hån læåüng caït hêch håüp âoï thç âäü deío cuía häùn håüp bã täng âãöu giaím. Haìm læåüng caït täúi æu thæåìng âæåüc xaïc âënh qua con âæåìng thæûc nghiãûm vaì coï thãø tênh toaïn så bäü trãn cå såí giaí thiãút ràòng trong häùn håüp bã täng pháön räùng cuía cäút liãûu låïn vaì xung quanh caïc haût cäút liãûu låïn âæåüc láúp âáöy vaì bao boüc båíi væîa ximàng, vaì häö ximàng laûi âoïng vai troì bao boüc quanh haût caït vaì láúp âáöy pháön räùng giæîa caïc haût caït. Giaí thiãút mäùi haût caït âãöu coï âæåìng kênh laì dc vaì giæîa nhæîng haût caït âæåüc giaïn caïch mäüt låïp ximàng våïi chiãöu daìy mäüt haût ximàng coï âæåìng kênh ∆ (thæåìng ∆ = 0,014 mm). Kyï hiãûu læåüng caït trong 1m3 bã täng laì C (kg) vaì thãø C ( ρ vc laì khäúi læåüng thãø têch cuía caït), âäü räùng cuía têch cuía læåüng caït naìy laì ρ vc C caït laì rc vaì thãø têch räùng cuía caït Vrc = rc ρ vc Tè säú tàng giæîa thãø têch mäüt haût caït âæåüc bao boüc båíi mäüt låïp ximàng coï chiãöu daìy mäüt haût ximàng, so våïi thãø têch haût caït chæa bao boüc laì: π (dc + ∆) 3 (dc + ∆ ) 3 = ( 1 + ∆3 6 = ) (dc ) π 3 dc .d 3 6 Váûy thãø têch læåüng ximàng cáön bao boüc caïc haût caït laì: ∆3 C ∆ C C C .α Vbx = .(1+ )- = . 3. = ρ vc ρ vc ρ vc dc ρ vc dc ∆ ∆ ∆2 α = 3. 2 Âàût vaì loaûi caïc vä cuìng beï 3.( ) vaì ( ) . Thãø têch dc dc dc ximàng cáön thiãút âãø bao boüc xung quanh caïc haût caït vaì láúp âáöy pháön räùng cuía caït laì: Ths.gvc Nguyãùn Dán 15
C C C .α = (rc + α) Vx = Vrc + Vbx = .rc + (1) ρ vc ρ vc ρ vc Thãø têch væîa ximàng caït Vv trong 1 m3 häùn håüp bã täng bàòng thãø têch ximàng cäüng våïi thãø têch caït khäng kãø pháön räùng, do âoï: C C C C ( rc + α ) + ( 1 + α ) (2) Vv = Vx + ( 1 - rc ) = ( 1 - rc ) = ρ vc ρ vc ρ vc ρ vc Tæång tæû nhæ trãn, nãúu kyï hiãûu D laì læåüng duìng cäút liãûu låïn cho 1m3 bã täng, D ( ρ vd laì khäúi læåüng thãø têch cäút liãûu thãø têch âäø âäúng cuía cäút liãûu naìy laì ρ vd D låïn), âäü räùng cuía cäút liãûu låïn laì rd vaì thãø têch räùng laì rd ; giaí thiãút giæîa ρ vd nhæîng haût cäút liãûu låïn coï âæåìng kênh dd âæåüc giaîn caïch båíi mäüt låïp væîa ximàng coï chiãöu daìy bàòng 2 haût caït, ta cuîng tênh âæåüc læåüng væîa xi màng âãø bao boüc caïc haût cäút liãûu låïn vaì láúp âáöy thãø têch räùng cuía cäút liãûu låïn laì: d d + 2d c 3 D D D Vv = ( )- + râ ρ vd ρ vd ρ vd dd Khai triãøn cäng thæïc trãn, boí caïc vä cuìng beï vaì âàût : dc D β=6 ( rd + β ) , ta coï : Vv = (3) ρd ρ vd So saïnh hai hãû thæïc (2) vaì (3) ta coï : C D (1+α)= ( rd + β ) ; Tæì âoï ta coï thãø tênh ρ vc ρ vd ρ vd C (1 + α ) ρ vc D= (4) rd + β X ( ρ x laì khäúi Goüi læåüng duìng ximàng cho 1m3 bã täng laì X, thãø têch cuía noï laì ρx læåüng riãng cuía ximàng) vaì N laì læåüng næåïc cho 1m3 bã täng, ta coï: X C (1+α) Vx = +N= ρx ρ vc Tæì âoï : X +N ρx C = ρ vc (5) rc + α Coï thãø dæûa vaìo biãøu thæïc (4) vaì (5) âãø tênh toaïn cáúp phäúi häùn håüp bã täng. α vaì β thay âäøi phuû thuäüc vaìo phæång phaïp taûo hçnh. Nãúu taûo hçnh bàòng cháún âäüng gia aïp, α vaì β coï thãø coï giaï trë gáön våïi säú khäng. Âäúi våïi thao taïc thuí Ths.gvc Nguyãùn Dán 16
cäng chuí yãúu dæûa vaìo mæïc âäü læu âäüng cuía häùn håüp bã täng âãø choün α vaì β ; coï thãø láúy caïc thæûc nghiãûm sau: ∆ d N α= 6 ; β= 9 c → = 0,5 X dc dd ∆ d N α= 3 ; β= 6 c → = 0,6 - 0,7 X dc dd ∆ d N α= 2 ; β= 4 c → = 0,7 X dc dd Nhæ váûy häùn håüp bã täng coï âäü læu âäüng caìng låïn giaï trë α vaì β caìng beï. 2.3.4. Aính hæåíng cuía caïc cháút phuû gia hoaût tênh bãö màût. Do coï hoaût tênh bãö màût cao, nãn caïc cháút phuû gia âæåüc háúp phuû dæåïi daûng maìng moíng trãn bãö màût haût cháút kãút dênh vaì caïc haût mën khaïc gáy taïc duûng tháúm æåït bãö màût caïc haût naìy. Khi cho phuû gia hoaût tênh bãö màût våïi liãöu læåüng beï (0,05-0, 2)% so våïi læåüng duìng xi màng cho pheïp giaím (10-20)% læåüng duìng næåïc, vaì coï thãø giaím tæång æïng (7 -10)% læåüng duìng xi màng trong bã täng nãn seî haû tháúp tè lãû N / X, náng cao cæåìng âäü bã täng, tênh chäúng tháúm, tênh bãön væîng vaì tênh chäúng xám thæûc cuía bã täng. Theo hiãûu quaí taïc duûng, coï thãø chia phuû gia hoaût tênh bãö màût thaình 3 nhoïm: Æa næåïc, gheït næåïc, taûo vi boüt. Thæåìng hay sæí duûng kãút håüp nhiãöu loaûi. ( Tham khaío thãm chuyãn âãö vãö phuû gia vaì hoaï cháút trong xáy dæûng) 2.3.5. Aính hæåíng cuía gia cäng cháún âäüng. Gia cäng cháún âäüng laì mäüt phæång phaïp ráút coï hiãûu quaí âãø náng cao tênh læu âäüng cuía häùn håüp bã täng. Noï laìm cho häùn håüp bã täng cæïng hoàûc êt læu âäüng tråí thaình deîo vaì deîo nhiãöu taûo âiãöu kiãûn khi chãú taûo, âäø khuän vaì leìn chàût dãù daìng. Thæûc cháút cuía gia cäng cháún âäüng laì åí chäù do taïc duûng cuía dao âäüng kêch thêch truyãön cho caïc pháön tæí cuía häùn håüp nhæîng xung læûc beï nhæng làûp laûi thæåìng xuyãn vaì coï chu kyì. Dæåïi taïc duûng cuía xung læûc âoï, caïc pháön tæí cuía häùn håüp thæûc hiãûn dao âäüng cæåîng bæïc våïi biãn âäü dao âäüng ráút beï. Vç caïc pháön tæí trong häùn håüp coï hçnh daûnh kêch thæåïc, khäúi læåüng vaì tênh cháút màût ngoaìi khaïc nhau nãn váûn täúc dao âäüng khaïc nhau taûo nãn graâien váûn täúc biãún daûng càõt cuía caïc pháön tæí gáön nhau, laìm giaím læûc näüi ma saït giæîa chuïng, dáùn âãún sæû phaï hoaûi kãút cáúu, âäü nhåït kãút cáúu giaím âaïng kãø, häùn håüp chaíy deío coï tênh læu âäüng cao gáön nhæ thãø loíng. Hiãûn tæåüng âoï laì sæû xuïc biãún. Màût khaïc, trong qua trçnh cháún âäüng dæåïi taïc duûng xung læûc cuía nàng læåüng kêch thêch, trong näüi bäü häùn håüp xuáút hiãûn näüi æïng suáút ngæåüc chiãöu våïi taïc duûng cuía troüng læûc vaì våïi mäüt cæåìng âäü cháún âäüng nháút âënh, coï thãø væåüt Ths.gvc Nguyãùn Dán 17
quaï giaï trë cuía troüng læûc laìm cho caïc pháön tæí cuía häùn håüp åí mäüt thåìi âoaûn naìo âoï cuía mäùi chu kç cháún âäüng taïch råìi nhau ra, phaï hoaûi mäúi liãn kãút näüi bäü vaì giaím nhoí læûc ma saït nhåït. ÅÍ thåìi âoaûn cuäúi cuía mäùi chu kç cháún âäüng, caïc pháön tæí häùn håüp thæûc hiãûn nhæîng chuyãøn âäüng ngæåüc chiãöu nhau (xêch gáön nhau laûi), mäúi liãn kãút âaî bë phaï hoaûi âæåüc phuûc häöi. Nhåì âoï, trong quaï trçnh gia cäng cháún âäüng, caïc pháön tæí häùn håüp âæåüc sàõp xãúp laûi chàût cheî hån vaì trãn thæûc tãú häùn håüp âæåüc âáöm chàût. Chæång 3 NHÆÎNG TÊNH CHÁÚT CUÍA BÃ TÄNG XI MÀNG 3.1. Tênh huït næåìc vaì baîo hoìa næåïc. Trong kãút cáúu bã täng coï mao quaín vaì âäü räùng, nãn noï coï thãø huït mäüt læåüng håi næåïc nháút âënh tæì mäi træåìng xung quanh hoàûc huït næåïc âãún baîo hoìa khi træûc tiãúp tiãúp xuïc våïi næåïc. Âäü áøm cán bàòng cuía bã täng phuû thuäüc vaìo âäü räùng vaì tênh cháút pháön räùng, cáúu taûo cuía bã täng. Våïi bã täng thæåìng cäút liãûu âàûc chàõc, âäü huït áøm thæåìng khäng âaïng kãø coï thãø boí qua, våïi bã täng nheû cäút liãûu räùng thç ngæåüc laûi âäü huït áøm coï thãø âaût tåïi (20 -25)%. Âäü huït næåïc låïn nháút cuía bã täng ximàng cäút liãûu âàûc chàõc thæåìng xuyãn åí traûng thaïi baîo hoìa næåïc coï thãø âaût âãún (4 -8)% theo khäúi læåüng vaì (10 - 20)% theo thãø têch. Khi baîo hoìa næåïc, cæåìng âäü bã täng seî giaím. Tè säú cæåìng âäü bã täng åí traûng thaïi baîo hoìa næåïc vaì åí traûng thaïi khä goüi laì hãû säú mãöm.Våïi bã täng ximàng nàûng hãû säú mãöm dao âäüng trong phaûm vi 0,85-0,9. Sæû huït næåïc vaì baîo hoìa liãn tiãúp seî dáùn âãún sæû biãún âäøi thãø têch bã täng vaì biãún daûng daìi saín pháøm nhæng khäng låïn, nhæng viãûc baîo hoìa næåïc räöi sáúy khä liãn tiãúp nhiãöu láön, sæû biãún daûng làûp âi làûp laûi liãn tuûc dáùn âãún phaï hoaûi mäúi liãn kãút giæîa cháút kãút dênh vaì cäút liãûu nãn laìm giaím cæåìng âäü bã täng. Xaïc âënh âäü huït næåïc theo TCVN 3113-93 3.2. Tênh tháúm næåïc. Trong bã täng luän täön taûi hãû thäúng mao quaín vaì läø räùng (kãø caí bã täng âàûc chàõc). Nguyãn nhán laì do næåïc tæû do bay håi, do leìn chàût keïm, do cáúp phäúi tênh khäng håüp lê, do xi màng co ngoït hay daîn nåí væåüt quaï giåïi haûn cho pheïp Ths.gvc Nguyãùn Dán 18
quaï giaï trë cuía troüng læûc laìm cho caïc pháön tæí cuía häùn håüp åí mäüt thåìi âoaûn naìo âoï cuía mäùi chu kç cháún âäüng taïch råìi nhau ra, phaï hoaûi mäúi liãn kãút näüi bäü vaì giaím nhoí læûc ma saït nhåït. ÅÍ thåìi âoaûn cuäúi cuía mäùi chu kç cháún âäüng, caïc pháön tæí häùn håüp thæûc hiãûn nhæîng chuyãøn âäüng ngæåüc chiãöu nhau (xêch gáön nhau laûi), mäúi liãn kãút âaî bë phaï hoaûi âæåüc phuûc häöi. Nhåì âoï, trong quaï trçnh gia cäng cháún âäüng, caïc pháön tæí häùn håüp âæåüc sàõp xãúp laûi chàût cheî hån vaì trãn thæûc tãú häùn håüp âæåüc âáöm chàût. Chæång 3 NHÆÎNG TÊNH CHÁÚT CUÍA BÃ TÄNG XI MÀNG 3.1. Tênh huït næåìc vaì baîo hoìa næåïc. Trong kãút cáúu bã täng coï mao quaín vaì âäü räùng, nãn noï coï thãø huït mäüt læåüng håi næåïc nháút âënh tæì mäi træåìng xung quanh hoàûc huït næåïc âãún baîo hoìa khi træûc tiãúp tiãúp xuïc våïi næåïc. Âäü áøm cán bàòng cuía bã täng phuû thuäüc vaìo âäü räùng vaì tênh cháút pháön räùng, cáúu taûo cuía bã täng. Våïi bã täng thæåìng cäút liãûu âàûc chàõc, âäü huït áøm thæåìng khäng âaïng kãø coï thãø boí qua, våïi bã täng nheû cäút liãûu räùng thç ngæåüc laûi âäü huït áøm coï thãø âaût tåïi (20 -25)%. Âäü huït næåïc låïn nháút cuía bã täng ximàng cäút liãûu âàûc chàõc thæåìng xuyãn åí traûng thaïi baîo hoìa næåïc coï thãø âaût âãún (4 -8)% theo khäúi læåüng vaì (10 - 20)% theo thãø têch. Khi baîo hoìa næåïc, cæåìng âäü bã täng seî giaím. Tè säú cæåìng âäü bã täng åí traûng thaïi baîo hoìa næåïc vaì åí traûng thaïi khä goüi laì hãû säú mãöm.Våïi bã täng ximàng nàûng hãû säú mãöm dao âäüng trong phaûm vi 0,85-0,9. Sæû huït næåïc vaì baîo hoìa liãn tiãúp seî dáùn âãún sæû biãún âäøi thãø têch bã täng vaì biãún daûng daìi saín pháøm nhæng khäng låïn, nhæng viãûc baîo hoìa næåïc räöi sáúy khä liãn tiãúp nhiãöu láön, sæû biãún daûng làûp âi làûp laûi liãn tuûc dáùn âãún phaï hoaûi mäúi liãn kãút giæîa cháút kãút dênh vaì cäút liãûu nãn laìm giaím cæåìng âäü bã täng. Xaïc âënh âäü huït næåïc theo TCVN 3113-93 3.2. Tênh tháúm næåïc. Trong bã täng luän täön taûi hãû thäúng mao quaín vaì läø räùng (kãø caí bã täng âàûc chàõc). Nguyãn nhán laì do næåïc tæû do bay håi, do leìn chàût keïm, do cáúp phäúi tênh khäng håüp lê, do xi màng co ngoït hay daîn nåí væåüt quaï giåïi haûn cho pheïp Ths.gvc Nguyãùn Dán 18
gáy æïng suáút laìm xuáút hiãûn vãút næït nãn næåïc vaì caïc cháút loíng khaïc tháúm qua dæåïi taïc duûng cuía aïp læûc thuíy ténh. Sæû taïc duûng cuía aïp læûc thuíy ténh næåïc chè tháúm qua nhæîng mao quaín thä coï tiãút diãûn > 1 µ m thäng nhau vaì nhæîng häúc räùng beï giæîa miãön tiãúp xuïc giæîa âaï ximàng vaì cäút liãûu. Maïc chäúng tháúm cuía bã täng laì trësäú aïp læûc thuíy ténh tênh bàòng aïtmäútphe maì våïi aïp læûc naìy khäng tháúm qua máùu bã täng coï kêch thæåïc tiãu chuáøn. Càn cæï vaìo chè tiãu khäng tháúm næåïc ngæåìi ta chia bã täng ra laìm caïc loaûi maïc B-2, B-4, B-6... nghéa laì bã täng khäng bë næåïc tháúm qua åí aïp læûc thuyí tènh 2, 4, 6... aïtmäútphe. (Xaïc âënh âäü khäng tháúm næåïc theo TCVN 3116-93). Âãø âaím baío khaí nàng chäúng tháúm cho kãút cáúu hay cäng trçnh bã täng coï thãø duìng ba biãûn phaïp sau âáy: - Náng cao âäü âàûc chàõc cuía bã täng. - Tàng chiãöu daìy cáúu kiãûn bã täng. - Neïn træåïc trong quaï trçnh saín xuáút cáúu kiãûn âãø triãût tiãu æïng suáút keïo seî xuáút hiãûn dæåïi taïc duûng cuía aïp læûc thuíy ténh. Âãø náng cao âäü âàûc chàõc tàng khaí nàng chäúng tháúm cuía bã täng cáön: • Xaïc âënhlæåüng duìng ximàng vaì caït håüp lê nháút, giaím tè lãû N/X vaì âáöm chàût khi hçnh thaình saín pháøm cuîng nhæ baío âaím âiãöu kiãûn dæåîng häü. • Sæí duûng phuû gia hoaût tênh bãö màût trong häùn håüp bã täng. Cháút phuû gia naìy coï taïc duûng laìm giaím læåüng cáön næåïc cuía häùn håüp bã täng, giaím sæû taïch næåïc khi bë tráöm làõng häö ximàng nãn náng cao âäü âàûc chàõc cuía bã täng. Coï thãø duìng loaûi phuû gia taûo boüt laìm tàng mäüt læåüng boüt khê coï cáúu taûo kên, càõt âæït âæåìng mao quaín, laìm giaím sæû tháúm næåïc mao quaín, do âoï giaím khaí nàng tháúm loüc cuía bã täng. Ngoaìi ra cáön tàng cæåìng kãút håüp chäúng tháúm bãö màût nhæ sån chäúng tháúm, bitum... 3.3. TÊNH CHÁÚT NHIÃÛT LYÏ CUÍA BÃ TÄNG 3.3.1. Tênh dáùn nhiãût Laì tênh cháút váût lyï quan troüng cuía bã täng. Noï liãn quan máût thiãút våïi cáúu taûo bã täng vaì cáúu truïc caïc váût liãûu thaình pháön. Tênh dáùn nhiãût phuû thuäüc vaìo traûng thaïi áøm vaì nhiãût âäü bã täng. Trong thæûc tãú hãû säú dáùn nhiãût âæåüc xaïc âënh theo nhæîng cäng thæïc phuû thuäüc vaìo khäúi læåüng thãø têch cuía bã täng åí traûng thaïi sáúy khä vaì xaïc âënh åí nhiãût âäü 250C. Âäü dáùn nhiãût coï thãø xaïc âënh theo cäng thæïc B. N. Kaupman. λ = 0,0935. γ b .2.2γb + 0,025 kcal /m.oC.h γb - khäúi læåüng thãø têch bã täng åí traûng thaïi sáúy khä (T/m3). Cäng thæïc naìy cuîng nhæ mäüt säú cäng thæïc tæång tæû khäng xeït âãún tênh cháút cuía bã täng (âäü låïn cuía läø räùng, sæû phán bäú, mæïc âäü kên vaì thäng nhau) nãn chè coï Ths.gvc Nguyãùn Dán 19