intTypePromotion=3

Công nghệ bê tông và bê tông đặc biệt phần 3

Chia sẻ: Danh Ngoc | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:23

0
192
lượt xem
117
download

Công nghệ bê tông và bê tông đặc biệt phần 3

Mô tả tài liệu
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Tham khảo tài liệu 'công nghệ bê tông và bê tông đặc biệt phần 3', kỹ thuật - công nghệ, kiến trúc - xây dựng phục vụ nhu cầu học tập, nghiên cứu và làm việc hiệu quả

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Công nghệ bê tông và bê tông đặc biệt phần 3

  1. - ðá: Ph i có ch t lư ng t t v m t khoáng v t, ñ c ng và th t s ch, nhưng hình d ng c a ñư ng cong thành ph n h t, ít nhi u lõm xu ng, có nh hư ng không l n b ng nh hư ng c a cát. - Cát: là thành ph n có nh hư ng l n ñ i v i bê tông. ð s ch c a nó ñư c ki m tra b ng phép th ñương lư ng cát Tính modun ñ nh c a nó b ng: t ng các lư ng sót % ñư c chuy n sang ñơn v (s th p phân) trên các sàng có modun b ng 23, 26, 29, 32, 35, 38. Mong mu n là modun ñ nh có giá tr n m trong kho ng 2,2 - 2,8. Theo TCVN qui ñ nh này cũng ñư c qui ñ nh tương t . ðư ng cong thành ph n h t s ñư c so sánh v i ph m vi t i ưu ñư c ghi trong các tiêu chu n và trong trư ng h p c n thi t ngư i ta ñi u ch nh b ng cách thêm m t lo i cát m n ho c m t ch t tăng d o cu n khí, n u như cát d ki n là r t thô. C n ti n hành l a ch n thành ph n h t tham chi u (h p lý) ñư c ghi trong các tiêu chu n. T ñó v các thành ph n h t c a các c t li u (cát và ñá). Căn c vào ñư ng kính l n nh t c a các c t li u ñ xác ñ nh t l thành ph n các c t li u cho bê tông b ng phương pháp ñ bi u (xem hình 2.3.) Hình 2.3. Thành ph n h t và mô ñun ñ l n c a cát H s ñ m ch t (γ) 46
  2. H s ñ m ch t này b ng t s c a th tích tuy t ñ i c a các ch t r n (xi măng và c t li u) th c t ñư c ch a ñ ng trong m t th tích nào ñó c a bê tông tươi ñ ñ v i chính th tích ñó c a bê tông. Các giá tr c a γ bi n ñ i t 0.75 ñ i v i bê tông h t nh có ñ s t m m ñư c ñ và ñ m ch n ñơn gi n ñ n b ng 0.855 ñ i v i bê tông ñá cu i có ñ s t khô và ñư c ñ m b ng ch n ñ ng. γ = 0.82 là giá tr trung bình t t ñ i v i bê tông thông thư ng (16 < D < 40mm) Li u lư ng c t li u: Xác ñ nh b ng phương pháp bi u ñ (xem giáo trình VLXD – Tác gi Phùng Văn L , Ph m Duy H u…). Thí d v thành ph n bê tông 2 c t li u xem hình 2.4. K t qu có t l các thành ph n c t li u là g1, g2, g3 (ñá, ñá nh , cát…) Ghi chú: S- Cát G- ðá OAB- ðư ng cong tham chi u OAB- ðư ng cong th c t Hình 2.4. Ví d v l a ch n thành ph n h t bê tông c 0-5 và 5-25 mm Th tích tuy t ñ i c a t p h p các c t li u cho 1m3 bê tông là: V i lư ng xi măng là x thì Vx=x/3.1. Th tích c a c t li u là VC = 1000γ-Vx Th tích tuy t ñ i c a m i c t li u khi ñó là: V1 = g1Vc 47
  3. V2 = g2Vc V3 = g3Vc N u kh i lư ng th tích ñ c c a m i lo i c t li u này là ρ1, ρ2 và ρ3 thì các kh i lư ng c a m i lo i c t li u này là: P1 = V1ρ1 P2 = V2ρ2 P3 = V3ρ3 Thí nghi m - hi u ch nh V n ñ còn l i là thí nghi m thành ph n bê tông ñã ñư c xác ñ nh b ng m t vài thí nghi m ñ ñưa ra các hi u ch nh c n thi t. ð th c hi n các hi u ch nh này, DREUX và GORISSE ñ ngh các gi i pháp sau: a. Cư ng ñ không ñ t Trong trư ng h p này ph i: Tăng li u lư ng xi măng, gi m li u lư ng nư c; nhưng vì v n ñ c p bách là gi ñư c ñ d o ñ y d , ngư i ta có th tuỳ tình hình ph i nh ñ n ph gia tăng d o. Có th tăng cư ng ñ b ng cách gi m li u lư ng ph n t nh c a cát ñ có l i cho các ph n t l n hơn, ñi u ñó d n ñ n tăng moñun ñ nh ; khi ñó ph i chú ý ñ n vi c gi m tính d ñ , tăng s phân t ng. Có th tăng t l ð/C (t l gi a ñá và cát) b ng cách gi m m t chút lư ng cát ñ có l i cho ñá. N u thi u th i gian, thì có th th c hi n m t vài thí nghi m nén tu i 7 ngày và tham kh o h s cư ng ñ gi a các tu i c a bê tông như sau: σ 28 ' ' = 1.45 σ7 Như v y cư ng ñ ñ t ñư c tu i 7 ngày ph i vào kho ng 70% c a cư ng ñ 28 ngày v i xi măng có t c ñ c ng hoá bình thư ng. b. Tính d ñ không ñ , có s phân t ng Trong trư ng h p này ph i xác nh n r ng cát không có moñun ñ nh quá l n, ngư i ta có th thêm m t lo i cát nh ñ hi u ch nh modun ho c c n ñ n ch t tăng d o. N u bê tông có v quá khô, ngư i ta tăng li u lư ng nư c, có chú ý ñ n s gi m cư ng ñ mà vi c tăng nư c có th gây nên. Ngư i ta cũng có th c i thi n tính d ñ và gi a s phân t ng b ng cách tăng li u lư ng các ph n t nh nh t ñ cho các h t to hơn, ñi u ñó l i làm gi m t l ð/C. 4. T ng quát v phương pháp thi t k thành ph n bê tông 4.1. M ñ u Thi t k thành ph n m t bê tông, là tr l i câu h i h n h p nào s có các tính ch t ñ m b o và giá r nh t b ng phương pháp k t h p lý thuy t và th c nghi m. Do ñó, càn b t ñ u b ng vi c quan tâm ñ n tiêu chu n. Sau ñó, ñ c p ñ n v n ñ quan tr ng c a vi c t i ưu hoá khung c t li u, ñưa ra m t vài nguyên t c cho phép xác ñ nh thành ph n ban ñ u c a v a, s tr n vào trong khung ñ t o ra bê tông ban ñ u. 48
  4. Các nguyên t c tr n cho phép t o ra nhanh chóng và ch c ch n lo i bê tông tuân theo các yêu c u qui ñ nh. Ti p t c b ng cách ch ra các ñ i lư ng khác nhau bi n ñ i theo thang bê tông ñ t t i t i ưu v i s thay ñ i các thành ph n. K t thúc thi t k s t o ra s n ñ nh c a thành ph n v i s thay ñ i ch t lư ng và s lư ng các thành ph n. 4.2. V n ñ tiêu chu n Xu t phát t t h p các qui ñ nh mà bê tông thi t k ph i tuân theo trong su t các giai ño n trong ñ i s ng c a nó. Các qui ñ nh này ñ c p ñ n cư ng ñ , các tính ch t ñ c bi t và ñi u ki n thi công, tính ch t c a k t c u và tu i th c a công trình. Sau ñó, th c hi n vi c hi u ch nh b ng cách xét ñ n t t c các v n ñ t ch t o v t li u ñ n b o dư ng bê tông công trình ñang làm vi c, c n ki m tra xem các ñi u kho n riêng r có hi n th c không và chúng có trái ngư c nhau không. Các v n ñ c th c n xét ñ n khi thi t k thành ph n bê tông như sau: - Kh năng s n xu t - V n chuy n, kh năng bơm - Thi công: ñ lưu ñ ng (theo th i gian và nhi t ñ ) - Yêu c u b o dư ng - Xây d ng công trình cư ng ñ ch u nén tu i s m - Co ngót và t bi n ban ñ u - ng x khi làm vi c cư ng ñ ch u nén tu i 28 ngày như: Cư ng ñ ch u kéo; Mô ñun ñàn h i; Co ngót – t bi n - ð b n lâu có xét ñ n tính th m (nư c và khí) khi: ð b n trong môi trư ng bi n Cư ng ñ t o gen và h y gen ð b n bong b t 4.3. T i ưu hóa khung c t li u M t qui lu t quan tr ng c a thi t k t thành ph n bê tông là s tương ph n c a ñ lưu ñ ngvà cư ng ñ : vi c thêm nư c trong bê tông th hi n cùng m t lúc s c i thi n tính d ñ và s gi m cư ng ñ . K t qu là n u ngư i ta mu n rút ñi m t ph n xi măng có m t, ph i khai thác h t t t c các bi n pháp (không thêm nư c) ñ ñ t ñư c ñ ch y cao nh t. Trong bê tông ch t lư ng cao, vi cñó ñư c th c hi n b ng cách dùng m t lư ng ph gia g n v i lư ng bão hòa. Nhưng trư c khi nói ñ n ph gia chúng ta quan tâm ñ n khung xương c t li u. Th c nghi m ch ng t r ng nh ng t l “t i ưu” c a khung xương c t li u (ñư c ñ nh nghĩa như t p h p các h t có kích thư c l n hơn 80 µm) ph thu c ch y u vào các thành ph n c a b xương hơn là thang bê tông xem xét. Do ñó m t cách lô gíc, trư c tiên ta tìm cách xác ñ nh khung xương này r i xét ñ n v a. V y ngư i ta ñ nh nghĩa khung xương t i ưu là khung xương cho tính công tác t t nh t, khi lư ng nư c và xi măng c ñ nh. 4.4. Phương pháp l a ch n thành ph n thi t k : 4.4.1. Phương pháp lý thuy t, phương pháp bi u ñ 49
  5. ð i v i m t bê tông r t khô, v n ñ ñ t ra là tìm t h p c a các thành ph n khác nhau cho h n h p c t li u khô, ñ c ch c nh t. Nh n th c này ñã d n Caquot ñ ra m t lý thuy t v thành ph n h t h p lý có ưu tín lâu dài nư c Pháp. Ngày nay, nh m t mô hình m i hơn, mô hình tuy n tính v ñ ñ c c a h n h p c t li u, ngư i ta ñã l p ra m t lý thuy t liên k t c a thành ph n h t, có th tóm t t trong nh ng nguyên lý sau: ð ñ c c a m t h n h p các h t khô không vón c c, theo m t cách ñ nào ñó, ph thu c vào: Gi i c a h t, hình d ng h t, s phân b v c h t trong ph m vi c a gi i h t này C n dư i c a kích c h t (“d” c a cát) có ñ dao ñ ng nh , căn c vào nguyên lý th nh t, ngư i ta th y r ng nhìn chung s có l i khi dùng s d ng “D” l n nh t phù h p v i các ñi u ki n thi công bê tông. V n ñ phân b t i ưu các h t, liên quan ñ n hình d ng c a nó, không cho phép có m t lo i h t trong t ng th . Do v y, không có m t ñư ng cong c p ph i t i ưu ñúng v i t t c các d ng h t. Ngư c l i, vi c ti p c n m t ñư ng cong tiêu chu n cho phép ti n g n ñ n ñ lưu ñ ng t i ưu, thay vì ñ t ñư c nó. Trong các ñư ng cong t i ưu này, Faury ñã ñ xu t nh ng ñư ng cong h u tuy n. H n h p h t ñư c xét như g m c xi măng. Nhưng khi ñó vi c áp d ng ch t ch phương pháp d n t i m t hàm lư ng xi măng t i ưu xét v phương di n l p ñ y (xem ph n sau) nhưng có ít có h i mang t i m t cư ng ñ mong ñ i. Vì v y, Dreux ñã ñ xu t m t phương pháp th c d ng hơn, trên cơ s m t chùm các ñư ng cong t i ưu tưng ng v i duy nh t m t khung c t li u. Phương pháp này, hi n nay ñư c dùng ph bi n nh t Châu Âu, cho phép xác ñ nh b ng bi u ñ các th tích tương ng v i các lo i cát, cu i và ñá khác nhau c a khung c t li u. 4.4.2. Phương pháp th c nghi m C p ph i t i ưu ñư c ñ nh nghĩa là c p ph i mang ñ n ñ lưu ñ ng t t nh t, ngư i ta ñã th ñ tìm t i ưu này b ng th c nghi m. Ngư i ta ñã ch ng minh r ng khi thay ñ i t l các h t, các ñ i lư ng gi nguyên, ch t n t i m t t i ưu duy nh t. Nói cách khác, hàm s ñ ch t là m t ñư ng cong l i ch có m t c c ñ i. C c ñ i này có th ñư c tìm th y sau m t s h p lý các thí nghi m, ñ c bi t là khi nó ñư c t p trung vào m t thông s duy nh t, t l ñá/cát. Phương pháp th c nghi m c a LCPC, hay phương pháp Baron-Lesage, d a trên nguyên lý này. Thí nghi m lưu bi n là thi t b ño ñ công tác LCPC và quá trình ch y u là tìm th i gian ch y nh nh t, v i hàm lư ng xi măng và nư c c ñ nh, g n các li u lư ng c a thành ph n cu i cùng. Sau khi xác ñ nh t l C/ð h p lý c n xem xét lo i c p ph i theo c p ph i liên t c và không liên t c. C p ph i liên t c – trong ñó t t c các kích thư c c a h t t d ñ n D ñ u có m t – có ñ ñ c hơi cao m t chút v i c p ph i không liên t c. C p ph i không liên t c th c t thích h p hơn v i bê tông thư ng và bê tông d o. 50
  6. N u xét thêm v góc ñ kinh t (lo i b các c h t trung gian công trư ng), th y r ng c p ph i li u t c không nên dùng. Tuy nhiên, chúng có l i trong trư ng h p bê tông r t khô, như m t s lo i bê tông công nghi p (bê tông tháo khuôn ngay), hay v i nh ng lo i bê tông ñ m ch t b ng xe lăn (BCR). V v n ñ phân t ng, cũng c n ch ra r ng m t c p ph i t i ưu v phương di n tính công tác s có xu hư ng phân t ng ít nh t – v i ñi u ki n là ñ d o nh n ñư c không quá ch y. Th t v y, s phân t ng có th x y ra do thi u m t c h t nào ñó trong h n h p cát quá ít ho c ñá quá ít. Trong th c t t i ưu hóa khung c t li u ràng bu c yêu c u v ñ dính k t và ñ ñ ng nh t c a bê tông hơn là ràng bu c trong yêu c u v m t kinh t . Ví d như c g ng ñ t ñư c ñ d o và cư ng ñ v i lư ng dùng xi măng ít nh t là không c n thi t. 4.4.3. T i ưu hóa c a h Khi khung xương ñư c xác ñ nh b ng phương pháp lý thuy t – th c nghi m ho c th c nghi m hoàn toàn, c n chuy n sang giai ño n tr n m th . Tuy nhiên có m t trư ng h p mà s t i ưu c a h ch ng minh m t x lý ñ c bi t: ñó là trư ng h p bê tông ch t lư ng cao (BHP), bê tông t ñ m. 4.4.4. Tác d ng c a ph gia Các ch t tăng d o ho c siêu d o có tác d ng c i thi n ñáng k tính lưu bi n và d ñ c a bê tông, gi m nư c và tăng cư ng ñ ñ i v i m t ch t k t dính cho trư c. Th y v y, thành công c a vi c t o thành bê tông ch t lư ng cao khi ñã l a ch n ñúng ph gia lo i siêu d o, t o ra ñư c ng x lưu bi n n ñ nh. Nhưng ngư i ta không có các thí nghi m lưu bi n ñ nh y ñ i v i bê tông ch y. Trong khi ch ñ i s ra ñ i c a thí nghi m này b ng cách phát tri n lưu bi n k LCPC, s thích h p hơn khi th c hi n b ng m t thí nghi m ñơn gi n như côn Marsh trên h bê tông. Khi ñó, ta có th áp d ng m t bi u ñ t ch c nghiêm ng t, ti n t i m t công th c t i ưu v i ñi u ki n làm m t s lư ng thí nghi m h p lý và tiêu th m t lư ng h n ch v t li u (Phương pháp Larrad). 4.4.5. Phương pháp lý thuy t k t h p th c nghi m Tr l i trư ng h p chung, sau khi ñã xác ñ nh trư c nh ng t l tương quan c a khung xương, tính toán thành ph n ñ ki m tra trong phòng thí nghi m. V i các lo i bê tông không dùng ph gia, Dreux ñ xu t m t công th c th c nghi m, công th c Bôlômay, Bôlômay –CKRamtaep, Pheret và m t lo t các b ng và bi u ñ ñ ñánh giá t l c a m tr n ban ñ u này. M t phương pháp khác, c a vi n bê tông M ACI là ñánh giá lư ng nư c, kích thư c l n nh t c a c t li u và ñ s t yêu c u, sau ñó suy ra lư ng xi măng theo t l N/X, ñư c tra b ng theo cư ng ñ . Ngày nay, các phương pháp này dư ng như c n b xung thêm vì thành ph n bê tông có thêm nhi u thành ph n (ph gia và ch t ñ n), ch t b t và các yêu c u ñ c bi t cho bê tông (ch t lư ng cao, có s i, t ñ m...). 51
  7. Trên th c t , nhìn chung ngư i s n xu t có kinh nghi m ñ xác ñ nh m tr n ban ñ u. Khi không có kinh nghi m, ngư i ta có th dùng m t công c tin h c d ng BETONLAB. 4.4.6. ði u ch nh – các m tr n d n xu t Các thí nghi m ñ u ti n ñư c th c hi n trong ph n l n các trư ng h p là các thí nghi m lưu bi n. N u ñ d o không ñ t, và khi ñó không thay ñ i cư ng ñ bê tông, c n ñi u ch nh trên th tích v a, t c là thay ñ i cùng hàm lư ng các t l xi măng, ch t ñ n khoáng, ph gia và nư c và gi m th tích c t li u (t l gi a các lo i c t li u gi nguyên). M t khi ñã ñ t ñư c ñ công tác, thông s th hai mà ngư i xác ñ nh thành ph n bê tông quan tâm là cư ng ñ ngày 28. Vi c ñ t ñư c cư ng ñ ch có th sau 28 ngày. Khi ch t o m tr n th ñ u tiên, nên ti n hành các m tr n d n xu t (B1, B2, B3) ñ có th ñi u ch nh thành ph n mà không c n tr n l i. Như v y, thành ph n bê tông B1 cho tính công tác yêu c u và cư ng ñ tính toán g n v i cư ng ñ ñòi h i fco, hai công th c B2 và B3, gi nguyên t l nư c và thay ñ i ít nhi u t l N/ch t k t dính, sao cho cư ng ñ tính trư c hơn ho c kém fco 15%. T i th i h n 28 ngày, cư ng ñ tìm ki m fco c n n m trong kho ng ba cư ng ñ th c nghi m thu ñư c. M t n i suy tuy n tính ñơn gi n cho phép xác ñ nh th i ñi m này thành ph n phù h p v i tiêu chu n v cư ng ñ ngày 28 và ñ lưu ñ ng. 4.4.7. Công th c bê tông t i ưu t các thành ph n – hàm lư ng xi măng gi i h n Sau khi l a ch n thành ph n và m t khung c t li u h p lý, v i ñ lưu ñ ng và cư ng ñ cho trư c, ñòi h i m t công th c t i ưu gi a hai t l này. Khi ñó, ta có th minh ho s bi n ñ i c a m t vài thông s (hàm lư ng xi măng, lư ng nư c, th tích v a) theo cư ng ñ yêu c u và ñ lưu ñ ng không ñ i. S bi n ñ i c a lư ng xi măng, lư ng nư c yêu c u và th tích v a, v i m t lo i bê tông ch t o t c t li u c ñ nh, lo i xi măng và ph gia siêu d o ñư c l a ch n có th t o ra các ñư ng cong lý thuy t. Ta th y r ng t n t i m t hàm lư ng, g i là lư ng xi măng gi i h n, mà ñó, lư ng nư c là nh nh t. N u ta v m t ñư ng song song v i c t li u, hàm lư ng này tương t th tích h t m n l p ñ y t t nh t ph n r ng c a khung xương. ð c ñi m c a phương pháp ñư c th hi n như sau: Có th cho lư ng xi măng g n hàm lư ng gi i h n (Xgh), bê tông là ch t nh t có th , ñi u ñó có xu hư ng t o ra ñ ñ ng nh t và b n lâu c a v t li u; Lư ng xi măng t i ưu, xung quanh hàm lư ng gi i h n mà ñó cư ng ñ tăng m nh nh t theo hàm lư ng xi măng. T hàm lư ng h u hi u, so v i hàm lư ng gi i h n, có th xác ñ nh l i ích c a ch t ñ n khoáng (không k h t siêu m n). ð ñơn gi n hoá các ý tư ng này, hãy h n ch trư ng h p b t m n trơ v i cùng c p ph i h t như xi măng. N u X < Xgh, pha b t m n, cho ñ n khi th tích xi măng – b t m n b ng th tích Xgh, s gi m yêu c u v nư c. Khi ñi u ch nh nư c ñ ñ t ñư c 52
  8. ñ d o qui ư c, t l N/X s gi m ñi và cư ng ñ tăng lên. ðương nhiên là ngư c l i n u X > Xgh. S gi ng nhau c a h n h p h t xác ñ nh ñi u ki n ñ Xgh tăng lên khi: - D gi m (tăng ñ r ng c a khung c t li u) - Chuy n t c t li u tròn nh n sang c t li u nghi n - S d ng ph gia siêu d o (tăng ñ ch t b n thân c a xi măng, cho phép cho nhi u xi măng trong cùng m t th tích) - ð lưu ñ ng yêu c u tăng (lư ng t i ưu các h t m n l n hơn). B n ñi u ki n trên chính là các phương hư ng ñ ñi u ch nh thành ph n bê tông. 4.4.8. Con ñư ng xác ñ nh thành ph n bê tông m i Vai trò c a thi t k thành ph n bê tông trong b i c nh phát tri n công nghi p bê tông ñã tr nên quan tr ng trong nh ng năm g n ñây do nhu c u m r ng ch ng lo i v t li u và k t c u làm ph c t p thêm v n ñ . Chính vì v y mà vi c s d ng các phương pháp kinh nghi m truy n th ng không còn cho phép mang l i m t ñáp án tho mãn. Trong khi ñó các phương pháp th c nghi m, luôn có m t giá tr . Phương pháp này yêu c u m t s lư ng thí nghi m tăng theo lu th a c a s lư ng các thành ph n. Các k t qu th c nghi m có th ñưa ra các l i khuyên sát v i th c t . Ngoài ra, m t thi t k thành ph n thành công ph thu c ph n l n vào ch t lư ng thi công t i công trư ng, không tăng phí t n không d báo trư c cho xí nghi p cũng như cho ch công trình và không tăng th i h n thi công. ð b n lâu c a công trình cũng ñư c t o ra b i s thích h p c a v t li u, k t c u, môi trư ng. Khi ñó, s k t h p gi a khoa h c v v t li u và tin h c, là m t gi i pháp h a h n. C n phát tri n ñ ng th i nh ng mô hình toán h c v các tính ch t cơ b n c a vi c s d ng bê tông và các cơ s c a các d li u t ng h p kinh nghi m ñã qua v các thành ph n và v h n h p c a chúng. Bao gi cũng v y, chính do s hòa h p nh p nhàng c a khoa h c và kinh nghi m là con ñư ng gi i quy t t t các v n ñ thành ph n bê tông. CÂU H I ÔN T P 1. Các công th c thành ph n bê tông xi măng? 2. Các phương pháp tính toán thành ph n bê tông xi măng? 3. Các lưu ý khi thi t k thành ph n bê tông hi n ñ i? 53
  9. Chương 3 BÊ TÔNG TƯƠI Bê tông tươi hay bê tông d o là h n h p v t li u có th ch y thành b t kỳ hình d ng nào. T l tương ñ i c a h n h p xi măng và nư c nh hư ng quy t ñ nh ñ n tr ng thái ư t cũng như tr ng thái r n ch c. Hàm lư ng c a nư c ph i ñ ñ ph n ng hoá h c v i xi măng và ñ chui vào l r ng gel. Chúng ta ñã bi t r ng t l nư c/xi măng theo lý thuy t ñ m b o 2 m c ñích này là 0.38. S d ng t s nư c/xi măng cao hơn giá tr này s làm tăng l r ng mao qu n; và n u th p hơn thì ph n ng hydrat hoá s x y ra không hoàn toàn d n ñ n ngăn c n s phát tri n c a c u trúc gel. Khi ch t o v a cho bê tông, hàm lư ng nư c nhào tr n s thay ñ i do s có m t c a nư c t do bám trên b m t h t c t li u hay n m trong l r ng c a các h t c t li u. T l nư c/xi măng th c t s d ng t i công trư ng ph i ñư c ñi u ch nh h p lý. T l nư c/xi măng ph thu c vào tính công tác c a h n h p bê tông. 54
  10. Trong chương này chúng ta s nghiên c u tính năng lưu bi n c a bê tông. Tính lưu bi n, r t có ích ñ hi u ñư c bê tông tươi. Nó ñ c p ñ n vi c nghiên c u h th ng các l c, ñ c bi t có ngu n g c tĩnh ñi n, ngu n g c các l c này và d ki n nh ng qui lu t bi n ñ i c a chúng. T ñó ta xác ñ nh l c gi a các h t thành ph n trong bê tông. ðó là cơ s c a công ngh bê tông. 1. L c gi a các phân t trong bê tông Các v t th r n bao g m m t s l n các h t ñư c ion hoá và các phân t . Các v t th như v y hút và ñ y các phân t ho c các ion xung quanh. Các l c hút và l c ñ y có tính ch t v n năng, b t k các h t nào hút và b t kỳ các h t khác, gi ng nhau ho c khác nhau, có ho c không có kh năng x y ra các ph n ng hoá h c gi a chúng. Các l c tương tác sinh ra các cơ ch khác nhau: các l c hút ñư c bi t dư i cái tên l c VANðECVAN. Các l c tĩnh ñi n gi a các ch t r n là quy t ñ nh ñ i v i các tính ch t v t lý c a h xi măng. Các l c này ph thu c vào tính ch t c a các b m t r n và các thành ph n c a dung d ch nư c ti p xúc v i các b m t h t xi măng. H u qu c a s c hút v n năng là hi n tư ng quen bi t dư i cái tên là “s h p th ”. M t b m t r n hút và gi t m th i các ph n t c a ch t l ng ti p xúc c a nó. Nư c b hút m nh b i các v t li u r n trong bê tông. 1.1. L c Culông Vi c nghiên c u tính ch t c a các l c gi a các phân t xu t phát t lý thuy t c u trúc bên trong c a v t ch t. Các l c này có ngu n g c ñi n và chúng có kh năng ñư c bi u th dư i các d ng khác nhau. D ng ñơn gi ng nh t ñư c ñ nh nghĩa b ng ñ nh lu t cơ b n v tĩnh ñi n ñư c phát hi n b i Culông năm 1785 như sau: - L c hút tương h c a hai h t mang ñi n t l thu n v i tích s c a ñi n tích c a chúng và t l ngh ch v i bình phương kho ng cách gi a các tâm c a chúng. ð ñ c trưng cho s tương tác c a các h t, ngư i ta luôn luôn nói không ph i là l c, mà là năng lư ng tương tác, có nghĩa là công c n thi t ñ tách hoàn toàn các h t này. Trong trư ng h p này, m u s c a phương trình c a qui lu t cơ b n v tĩnh ñi n ch a kho ng cách và không ph i là bình phương n a. L c Culông ñóng m t vai trò quan tr ng trong các tương tác ion. Tuy nhiên rõ ràng là chúng không th ho t ñ ng gi a các phân t trung tính. 1.2. L c Van-dec-van(l c hút) ð hi u ñư c nh ng tương tác c a các phân t trung tính, c n thi t làm sáng t trư c tính năng c a các phân t ñ i v i trư ng ñi n bên ngoài. S phát sinh m t ng u c c trong m t phân t không có c c ñư c kích thích b i bi n d ng c a nó, có nghĩa là sai l ch ñ i v i c u trúc bên trong n ñ nh nh t khi không có tác ñ ng bên ngoài. K t qu là m t ng u c c ñi n ng dư i tác d ng c a ñi n trư ng bên ngoài ch t n t i ch ng nào ñi n trư ng t n t i. 55
  11. Chuy n sang nh ng ho t ñ ng gi a các phân t . Cho hai phân t có c c khá g n nhau. Cho r ng các c c cùng d u c a các ng u c c c a chúng ñ y nhau, trong khi mà các c c có d u khác nhau thì hút nhau, hai phân t có khuynh hư ng ñư c ñ nh hư ng sao cho các c c có d u khác nhau g n nhau. Trong s b trí này s hút c a các c c có d u khác nhau ch ñư c bù l i m t ph n b i s ñ y nhau c a các c c có cùng dâú, chúng m t kho ng cách xa hơn. Khi ñó nó sinh ra gi a các phân t các l c hút ph thu c vào s tương tác c a các ng u c c vĩnh c u c a chúng và chúng ñư c g i là l c ñ nh hư ng. Nh các l c này, hai phân t ñó xích l i g n nhau và hút nhau m nh ho c y u. Trư ng h p tương tác c a m t phân t có c c v i m t phân t không c c như sau: Ban ñ u nó sinh ra trong m t phân t không có c c m t ng u c c ñi n ng, sau ñó nó ph n ng v i ng u c c c a phân t có c c. Ngư c l i, s tương tác gi a hai phân t không có c c không có các ng u c c vĩnh c u, hình như nó không ph i có ñó m t l c hút nào ñó gi a chúng. Tính ch t c a các l c ñó g i là l c phân tán (London - 1930). S xu t hi n c a chúng g n ch t v i chuy n ñ ng mà các thành ph n c a các phân t th c hi n liên t c: các h t nhân nguyên t và các electron. T t c các lo i tương tác gi a các phân t có th ñư c t p h p l i dư i cái tên là l c gi a các phân t ho c l c Van dec van. T m quan tr ng liên quan ñ n m i lo i l c trong m i trư ng h p c th ph thu c ch y u vào hai tính ch t c a các phân t có m t: c c tính và ñ bi n d ng c a chúng. C c tính c a các phân t càng l n, các l c ñ nh hư ng ñóng vai trò càng quan tr ng. V nhi m v c a l c phân tán, nó tăng lên cùng v i bi n d ng c a các phân t . Như v y, n u các l c Culông có th ñư c bi u th b ng l c hút ho c l c ñ y, thì l c Van - ñec - van ch ñư c bi u th b ng l c hút. 1.3 L c ñ y Nhưng ngoài các l c hút, còn t n t i các l c ñ y gi a các phân t . L c ñ y nó tr nên có hi u qu khi các ñám mây êlectron c a hai nguyên t k nhau b t ñ u k t h p, là hàm s ph c t p c a các tính ch t ñi n t . Tuy nhiên GLANDSTONE ñã ñ ngh m t giá tr g n ñúng cho l c này, ít nh t ñ i v i các phân t ñơn gi n, là l c ñ y bi n thiên như s ngh ch ñ o c a lu th a b c 13 c a kho ng cách gi a các phân t . 1.4. S hút và s ñ y k t h p Các quan h v a nêu ra có th ñư c vi t như sau: αβ F= − r7 r13 trong ñó F là l c ñư c bi u th b ng dyn, α và β là nh ng h ng s ñ c tính c a phân t ñ i v i nhi t ñ và áp l c ñư c xem xét. S h ng th nh t cho m t cách x p x l c hút Van-dec-van, s h ng th hai bi u th l c ñ y. 56
  12. Năng lư ng ti m tàng U gi a hai phân t cách nhau b i kho ng cách r, ñư c cho b i tích phân Fdr như sau: α β x = ∫ Fdr = − + 6r 6 12r12 D u âm c a s h ng ñ u tiên là do l c hút và nghĩa là ph i cung c p m t công ñ tách các phân t . Rõ ràng là l c ñ y gi m r t nhanh, khi kho ng cách gi a các phân t tăng lên. L c này th c t tr thành s không t khi kho ng cách vư t quá m t vài ñư ng kính c a phân t . Ngư c l i l c hút ho t ñ ng trong ph m vi l n hơn. 2. S h p th (s hút) L c hút Van-ñec-van ho t ñ ng không ch gi a các c p phân t cùng m t lo i mà còn gi a các phân t khác nhau ho c gi a các phân t và ion. Cũng v y, các l c này ho t ñ ng gi a các phân t và ion c u t o nên b m t c a v t th r n và nh ng phân t và ion t do. Các phân t và ion t do trong m t ch t khí d ch chuy n v i t c ñ l n. Khi m t trong chúng g p m t b m t c ng, nó có th nâng lên mà không m t ñi năng lư ng ho c ngư c l i ñư c gi l i trong m t th i gian nào ñó. Trong th i gian ñó, ngư i ta nói r ng phân t b h p th (b hút) và s k t t c a phân t b h p th d n t i m t tr ng thái g i là tr ng thái h p thu (b hút). V t li u b hút ñư c g i là ch t b hút và ch t r n hút ch t b hút g i là ch t h p th . Khi m t b m t r n ti p xúc v i nư c dư i d ng ch t l ng, t n t i m t l p nư c b hút gi a pha l ng và pha r n. S h p th là m t hi n tư ng có tính ch t ñ ng h c ñ c bi t. Th i gian mà khi ñó m t phân t b hút ph thu c vào s lư ng năng lư ng mà nó ñã m t trong va ch m. S lư ng này là l n hơn ñ i v i các phân t ñ n ti p xúc tr c ti p v i b m t và vì v y ph thu c vào gradien c a t tr ng c a các phân t ti p xúc v i b m t lúc va ch m. Các giá tr th i gian gi ñã tìm ñư c b ng th c nghi m b i POWERS: 20°C. - ð i v i các phân t ñư c liên k t r t ch t ch 1.8sec - Th i gian trung bình ñ i v i l p ñ u tiên c a phân t 0.04sec 220.10-6sec - Th i gian trung bình ñ i v i l p th hai c a phân t - Th i gian trung bình ñ i v i l p th ba ñ n l p th 5 7.10-6sec Các giá tr này ch ra m t tính ch t r t năng ñ ng c a tr ng thái b hút. Trong m t h xi măng m i tr n, màng nư c h p th ñư c c u t o b i nư c l ng ti p xúc v i các ch t r n, có s trao ñ i liên t c các phân t gi a màng và ch t l ng khi ti p xúc, các phân t b h p th liên t c hoà tan b i ch t l ng, trong khi mà các phân t khác ñi qua ch t l ng trong màng. V y bên trong l p màng b h p th có m t s trao ñ i liên t c gi a các phân t . 57
  13. 3. Cơ ch c a các h th ng keo H th ng keo là các h th ng nhi u pha ñ t ñư c b ng cách phân tán m t ch t ñư c g i là pha phân tán trong m t ch t khác mà ngư i ta g i là môi trư ng phân tán. Kích thư c c a các h t c a pha phân tán ph i n m trong kho ng 10-7 ñ n 10-5cm. N u các h t phân tán quá bé, chúng t o thành các dung d ch hoá h c ho c huy n phù phân t và n u chúng l n hơn, chúng t o thành huy n phù thô. Các h th ng keo có các ch t r n phân tán trong m t ch t l ng g i là sol và các ch t ch y l ng phân tán trong m t ch t r n g i là gen. Gen là các ch t keo có ñ s t nh t n ra khi hút nư c. N u ch t l ng c a gen b c hơi, nó t o thành gen khô (ñá gen). Nói chung gen có m t ngư ng ñ ch y, có ñ ñàn h i ho c ñ c ng. Vì v y có th coi chúng như các v t r n. Trong h keo, các h t c a pha phân tán nh , chúng có t di n l n, v y không l ng ñ ng trong trư ng h p d n. Tính ch t cu i cùng ñó gi i thích b ng s t n t i c a chuy n ñ ng BROWN. 3.1 Chuy n ñ ng BROWN Chuy n ñ ng BROWN là m t chuy n ñ ng h n ñ n có th quan sát ñ i v i các ph n t lơ l ng mà kích thư c c a nó n m dư i 10-5- 10-4cm. Chuy n ñ ng này ñi ngư c l i và vư t quá chuy n ñ ng ñư c s p ñ t c a s tr m l ng c a các h t trong tr ng trư ng. Chuy n ñ ng BROWN do các va ch m c a các h t lơ l ng v i các phân t ch t l ng ñư c làm chuy n ñ ng b ng vi c khu y ñ ng nhi t. Cư ng ñ c a chuy n ñ ng BROWN ñư c tăng lên b ng tác ñ ng c a ánh sáng, b c x và nhi t. Nó có th ñư c c i bi n b ng ñi n tích c a các h t ho c b ng các nhân t hoá h c. 3.2. Tính xúc bi n c a bê tông Ch t Sol ñư c t o thành t GEN b ng cách tăng n ng ñ c a pha phân tán. S tăng n ng ñ có th xu t phát t các vi c sau ñây: - Thêm ch t r n - Cho bay hơi t ng ph n c a pha l ng - Gi m nhi t ñ - M t s ph n ng hoá h c Nét ñ c trưng chung nh t c a t t c các quá trình r n ch c là s b t ñ ng c a pha l ng bên trong pha phân tán, s b t ñ ng do s hình thành c u trúc. C u trúc này thông thư ng ñư c gi ñ nh là ñư c c u t o b i m ng dính k t các phân t dính k t, các m t c a m ng ñư c ch a ñ y ch t l ng và c hai pha (ho c ch là pha r n) là liên t c. Các nghiên c u b ng tia X ñã cho phép làm sáng t m t tr t t nào ñó c a các m ng này. Trong trư ng h p các gen, khi ñã cho s liên t c c a m ng lư i, không th x y ra s ch y t do. Ph i ñ t t i m t giá tr t i thi u c a l c c t ñ phá ho i c u t o ñã hình thành. Gi i h n này t o nên ngư ng ch y c a v t li u. 58
  14. S xu t hi n ngư ng ch y ñ i v i các gen không ph i ch do s ti p xúc cơ h c ñơn gi n gi a các h t t o thành c u trúc, mà còn do k t qu c a các l c tương tác phát tri n gi a các h t. Tính ch t này c a m t vài h keo có th bi n ñ i hai chi u son gen dư i tác d ng cơ h c là trư ng h p xúc bi n. Nói chung, ngư i ta nói r ng có xúc bi n n u tho m n hai ñi u ki n sau: - Sau m t th i gian dài ñ yên và ngư i ta tác d ng ñ t ng t và ñ u ñ u m t ng su t (ho c m t t c ñ bi n d ng), ñ nh t bi u ki n là hàm s gi m c a th i gian ch y ñã t o ra. - V t th l y l i tr ng thái ban ñ u sau m t th i gian ñ yên khá dài. N u hai ñi u ki n này không ñư c ñ y ñ , ñó là xúc bi n m t ph n. Tính ch t này là ñ c tính c a gen c a nh ng h t r n l ng l o và nó ch a ñ ng m t lư ng l n ch t l ng. Tính xúc bi n có th ñư c gi i thích b ng s phá ho i liên k t gi a các h t, liên k t do các l c tương tác gi a chúng, b i tác d ng c a ngo i l c, r i b i s l p l i liên k t này khi các ngo i l c ñã ng ng tác d ng t m t th i gian nh t ñ nh. ð hi n tư ng có th x y ra, ñ u tiên ph i là nh ng liên k t ban ñ u gi a các h t không quá m nh và ñi u ñó ñư c th c hi n ñ i v i các c u trúc có nút l ng l o ho c nh ng h t dài. S t khu y c a chuy n ñ ng BROWN cũng góp ph n ñ gi h th ng tr ng thái l ng. ði u ki n th hai c n nh ng h t ph i có kích thư c ñ nh (nh hơn 10-4cm) và c n pha l ng ph i có ñ s lư ng. Trong c u trúc này, ph i là các l c và n ng ñ h t không ñư c quá l n, ñ không ngăn c n s tách ra ho c s tái t o c u trúc. 3.3. ð nh t và ñ ch y -Mô hình Bingham Ho t ñ ng cơ h c c a th huy n phù và c a gen có th ñư c mô t b ng bi u ñ t c ñ bi n d ng g - ng su t τ theo cùng m t ki u như là ho t ñ ng cơ h c c a các th r n ñư c mô t b ng bi u ñ ng su t bi n d ng. Các sai l ch gi a bi u ñ th c c a bi n d ng c a v t li u (ñư ng cong) và bi u ñ ñư ng th ng tương ng v i v t th c a Newton, ch ra s t n t i c a các tính ch t c a c u trúc gen. ð i lư ng liên k t các bi n s g và τ theo như sau: - H s ñ nh t bi u ki n: η0 = tg α - Ngư ng c a ñ d o: τ0 ∂τ η= - H s ñ nh t vi phân: ∂g Ho t ñ ng c a huy n phù có th ñư c mô t b i m t phương trình có d ng chung là: g = f(τ) 59
  15. Trong trư ng h p c a các ch t l ng ñ c bi t nh t τ0 = 0. Ho t ñ ng c a ch t gen có th ñư c mô t t t hơn b ng m t phương trình có d ng như sau: g = f(τ - τ0) N u ngư i ta gi ñ nh r ng quan h gi a g và τ là tuy n tính, lúc ñó ngư i ta ñ t ñư c phương trình c a v t th BINGHAM: 1 (τ - τ0) ; τ=τ0 +ηg g= η Mô hình Bingham ñư c bi u di n theo hình 3.1. sau: N B Hình 3.1. Bi u ñ ñ c trương c a ch t l ng Newtơn và ch t l ng Bingham N- Ch t l ng Newtơn; B- V t th Bingham N u bi u di n quan h τ và t c ñ bi n d ng g thì bi u ñ cáo d ng sau: Hình 3.2. Mô hình Bingham Cơ ch c a s ch y và ñ nh t c a m t ch t l ng th c ñư c g n v i quá trình liên t c c a s hình thành và s phá ho i c a các nhóm phân t . Năng lư ng phân tán dư i d ng nhi t trong quá trình này c a s phá ho i và tái t o c u trúc ñư c bi u th b ng h s nh t. Ho t ñ ng th c t c a gen b nh hư ng b i t s gi a giá tr c a ngư ng ñ d o τ0 và h s ñ nh t η. T quan ñi m này, ngư i ta có th x p gen thành hai nhóm chính: - Gen bi u th m t ngư ng ñ d o y u và m t h s ñ nh t cao. - Gen bi u th m t ngư ng ñ d o cao và m t h s ñ nh t th p. S khác nhau gi a ñ nh t c a hai nhóm n m trong kho ng 105 ñ n 107. 60
  16. Trong nhóm th nh t chúng tôi th y th y tinh n u ch y, bitum, trong nhóm th hai có ñ t sét. V y v t li u c a nhóm ñ u, ñ có bi n d ng, c n các l c r t l n, nhưng vì giá tr c a ñ d o nh , nên các v t th m t hình d ng c a chúng. Ngư c l i, v t li u thu c nhóm hai ñư c t o dáng d dàng hơn vì ñ nh t c a chúng nh ; trái l i, m t khi ñã ñư c t o dáng chúng có th gi ñư c hình d ng trong th i gian vì giá tr cao c a ngư ng ñ d o. Ho t ñ ng khác nhau c a hai nhóm này ñư c gi i thích không nh ng b ng s khác nhau c a ñ nh t, mà còn vì các l c gi a các phân t t n t i trong v t li u c a nhóm ñ u l n hơn nhi u so v i các l c t n t i trong các v t li u thu c nhóm th hai. Các v t li u thu c nhóm th nh t ñư c ñ c trưng b ng pha phân tán và môi ch t phân tán gi ng nhau v phương di n hoá h c (ví d như thu tinh). Chính vì v y ngư i ta g i chúng là ISOGEL. Các h t có các kích thư c c a phân t . Trong nhóm th hai pha phân tán khác nhau v m t hoá h c v i môi ch t phân tán (ví d như ñ t sét trong nư c) và ngư i ta có d gen (Heterogel). Lúc ñó các h t có kích thư c c a keo. 3.4. Ho t ñ ng lưu bi n c a v t th . Tính lưu bi n là khoa h c v s ch y và v s bi n d ng c a v t ch t, có xét ñ n th i gian tác ñ ng. Nó dùng ñ nghiên c u t t c các d ng ho t ñ ng cơ h c r t khác nhau, trong ñó tính năng hoàn toàn ñàn h i ñư c ñ t m t ñ u, c a ph ñ n tính năng hoàn toàn d o ñ u khác, b qua t t c các d ng trung gian như là d ng nh t ñàn h i, nh t d o.... M t v t th g i là v t th Newtơn n u h s ñ nh t vi phân ñ c l p v i v n t c bi n d ng và th i gian, nhi t ñ và áp su t ñã cho: τ = η.ε H s t l η ñư c g i là ñ nh t ñ ng h c. Nư c, không khí và huy n phù có n ng ñ th p có th ñư c coi như nh ng ch t l ng Newtơn. M t v t th nh t d o ñư c g i là v t th Bingham n u t c ñ bi n d ng ε xu t hi n dư i tác d ng c a m t ng su t c t τ t l thu n v i ng su t này xu t phát t m t giá tr τ0 nào ñó: τ - τ0 = η’ ε Giá tr τ0 c a ngư ng ñ d o ñư c g i là gi i h n ch y ho c ngư ng ch y và η’ ñư c g i là h s ñ nh t d o do gi ng v i ch t l ng Niutơn. Huy n phù r t ñ c, ñư c s d ng trong công ngh nhi u hơn là nh ng ch t l ng d o Newtơn. M t vài lo i huy n phù, th hi n m t hi n tư ng ñư c g i là (DILATANCE) s dãn n . S dãn n (DILATANCE) là tính ch t mà m t v t th có ñ tăng th tích dư i tác d ng c a m t tr ng thái ng su t c t ñơn gi n và ñ ng th i ñ c l i. Có th gi i thích hi n tư ng này là trong m t huy n phù các h t ñư c s p x p ñ v trí c a chúng tương ng v i ñ r ng nh nh t. L c b t kỳ tác d ng vào huy n phù ñ u t o ra s bi n d ng, sinh ra s d ch chuy n c a các phân t và do ñó sinh ra s 61
  17. tăng th tích các l r ng, là s dãn n . ði u ñó kéo theo s khô c c b c a huy n phù, có tác d ng làm tăng s c kháng ñ i v i s ch y, chính ñó là hi n tư ng ñ c l i. Một s nhà nghiên c u ñã mô t hi n tư ng dãn n này trong trư ng h p bê tông tươi ñư c kèm theo s tr là dòng ch y ki u Bingham. 4. Tính ch t lưu bi n c a bê tông tươi Nghiên c u tính lưu bi n c a bê tông tươi là khó khăn, vì s c u t o c a bê tông t t nhiên là không ñ ng nh t, và do d i thành ph n h t r ng c a bê tông. S không ñ ng nh t xu t phát t s có m t c a các thành ph n r t khác nhau như là: - C t li u có s ña d ng v hình d ng, tr ng thái b m t và các ñ c tính khoáng v t và hoá h c. - Ch t dính k t luôn luôn không ñ ng nh t v thành ph n, vì xi măng luôn ch a ñ ng các ch t ph gia ñ ñi u ch nh s ñông k t. - Không khí có th d ng b t khí tách bi t có th coi là m t thành ph n h t, ho c nh ng c u n i gi a các h t. - Ph gia có ngu n g c h u cơ ho c khoáng v t, có t tr ng, ñ hoà tan ho c các tính ch t v t lý - hoá h c r t khác nhau. Ngoài ra, chúng ta s th y xa hơn là m c ñích c a các ph gia ñư c pha vào bê tông là c i thi n rõ ràng m t ho c nhi u tính ch t lưu bi n ho c cơ h c c a bê tông tươi ho c bê tông ñã c ng r n. Thành ph n h t, chính xác hơn ñó là d i c h t c a m t h n h p bê tông.chưa quan tr ng b ng s không ñ ng nh t. Kích c c a các h t ñư c d i ra b ng t 1 micro ñ i v i các h t xi măng cho ñ n nhi u cm ñ i v i c t li u. Chính trong d i thành ph n h t r ng như v y mà ph i tìm nguyên nhân c a các tính ch t lưu bi n ñ c bi t c a bê tông và là các nguyên nhân c a nh ng khó khăn khi nghiên c u. Trong h n h p: ñư c ñ ra kh i máy tr n, có th tìm tháy các tính ch t lưu bi n c a h ñư c t o thành b i các ph n t nh và nư c, nhưng chúng ta cũng th y xu t hi n ñ c tính th ba, ñó là ma sát bên trong do nh hư ng c a kh i lư ng, c a các h t l n nh t ( có t di n nh ). M t kh i lư ng c a các h t có h s ma sát bi u ki n K = tgα mà CAQUOT ñã g n v i h s ma sát v t lý tg ϕ c a v t li u trong công th c: 2 tgϕ = tgα π 2 S h ng ñư c g i là h s làm r i. H s ma sát bi u ki n tăng lên theo kích π thư c trung bình c a c t li u. Th c nghi m c a HERMITE và TOURNON trên c t li u có kích thư c r t khác nhau ñã d n ñ n quan h : K = log adb trong ñó: d- ñư ng kính trung bình c a các h t 62
  18. a = 13 b = 0,22 S t n t i c a h s ma sát trong bê tông góp ph n hình thành m t b xương, nó có th làm bê tông k t ñ c l i, trao ñ i b t l i cho ñ lưu bi n theo ñ ch y ho c ñ dàn ra gi m. Bê tông ch có th ch y n u nó ch u ng su t c t ñ ñ th y cùng m t lúc nh hư ng c a các b m t các h t nh và nh hư ng c a kh i các h t l n. Bê tông ch y, có m t ñ nh t nào ñó mà như v y ngư i ta l i th y s tương t v i các ch t l ng Bingham. N u năng lư ng ñưa vào nh , s t n t i c a ngư ng c t át c s t n t i c a h s ñ nh t, mà giá tr c a nó luôn luôn khá cao trong trư ng h p bê tông thông thư ng. Ngư c l i, ñ nh t bi u ki n nh hơn nhi u xu t hi n khi có ñ nh t dính k t ñư c t o ra b i ch n ñ ng b ng năng lư ng. Cu i cùng ghi nh n r ng các h t nh nh t là y u t ñ dính k t có th , do hình d ng c a chúng, ñóng vai trò m t ch t bôi trơn và nh hư ng ñ n h s ñ nh t c a t ng th . Tóm l i, có th hi u ho t ñ ng c a bê tông qua nghiên c u ba hi n tư ng sau ñây: - S dính k t - ð nh t - Ma sát Ba hi n tư ng này luôn luôn khó tách bi t trong khi ño. Dáng c a bi n thiên ngư ng c t c a bê tông theo hàm lư ng nư c. Ngư i ta l i th y hình d ng chung c a các ñư ng cong ñ t ñư c, m i l n ngư i ta bi n ñ i t l ch t l ng và ch t r n c a m t h n h p. Hình d ng r t nh n ch ra r ng bi n thiên x y ra nhanh và r ng các li u lư ng ph i ñư c th c hi n m t cách c n th n. ð kh ng ñ nh nh ng ý tư ng, có th tham kh o trong b ng 3.1 m t vài ñ i lư ng c a ngư ng c t. Sau ñ m ch t m nh, bê tông có th có m t ngư ng c t kho ng t 100.000 ñ n 150.000dyn/cm2, ñi u ñó có th cho phép trong m t vài trư ng h p tháo ván khuôn trư c khi ñông k t. B ng 3.1 2 D ng Ngư ng c t dyn/cm Tác d ng r t l ng < 10.000 Bê tông bơm ñư c l ng 15.000 ñ n 20.000 Bê tông c t thép không c n ñ m m nh do 20.000 - 40.000 Bê tông c t thép ñ m v a khô > 40.000 ð m m nh bê tông (ñư ng, bê tông ñúc s n) 63
  19. 5. Tính d ñ (công tác) c a bê tông 5.1 ð nh nghĩa tính d ñ Tính d ñ th c t sinh ra t vi c t ng h p hai y u t sau ñây: - Y u t ñ ng h c: ñó là ñ ch y ho c kh năng bi n d ng dư i tác d ng c a m t phương ti n ñ m ñã cho: làm ñ y khuôn d dàng và nhanh. - Y u t tĩnh h c: s n ñ nh ho c kh năng gi ñư c s ñ ng nh t, t c là không có s phân t ng và l ng ñ ng. Trong trư ng h p tháo khuôn trư c ñông k t, ngư i ta còn mong mu n gi ñư c hình d ng. Vì hai y u t ñó, ñ ch y và s n ñ nh luôn luôn bi n thiên theo chi u hư ng ngư c nhau, vi c mong mu n ñ t ñư c tính d ñ t t hơn d n t i tìm ra ñư c m t s tho hi p, b ng cách xem xét tính ñ n các phương ti n thi công (ví d ch n ñ ng m nh ho c y u). Cũng ph i tính ñ n tính ch t c a công vi c ñ bê tông, các yêu c u khác nhau ñ i v i bê tông c t thép, bê tông ñư ng và bê tông ñúc s n ho c bê tông bơm. Tính d ñ t i ưu là phương ti n t t hơn ñ th c hi n ñư c ñ ñ c ch c cao, y u t d n ñ n cư ng ñ ñ m b o. Tuy nhiên không ch c ch n là t i ưu c a lưu bi n luôn luôn tương ng v i các ph m ch t t t hơn c a bê tông ñã c ng; Vì v y ñây còn có m t s tho hi p có th là c n thi t ph i h p ñ ch t o ñư c m t lo i bê tông có tính d ñ h p lý và ñ t ñư c cư ng ñ yêu c u. S nghiên c u lưu bi n c a bê tông tươi, m t m t ñã cho phép xác ñ nh tính d ñ và các y u t mà nó ph thu c và m t khác nó cho phép ñánh giá và tìm ki m ñư c các bi n pháp ñ c i thi n tính d ñ . ð ñ t ñư c bê tông có ñ ñ m nén t t v i m t công ñ m nén nh t ñ nh, thư ng thì ph i ñòi h i t l nư c/xi măng cao hơn tính toán theo lý thuy t. ði u ñó nói lên r ng, nư c còn có tác d ng “bôi trơn” cho bê tông do ñó bê tông có th ñư c ñ m ch t t i công trư ng. M c ñ bôi trơn ph i ñ nhưng không ñư c gây ra s phân t ng, m t tính ñ ng nh t c a bê tông, khi ñ m nén và khi hoàn thi n ph i d dàng, do v y s có m t c a nư c là vô cùng quan tr ng. Ch t lư ng c a bê tông tho mãn yêu c u trên ñư c g i là bê tông có tính công tác t t. Khái ni m “tính công tác” hay bê tông d ñ có hàm ý l n hơn thu t ng “tính lưu bi n” (consistency) mà v n thư ng dùng cho kh năng có th thi công. Tính lưu bi n dùng ñ xác ñ nh ñ ch y. Bê tông có tính lưu bi n cao s linh ñ ng hơn, và tính lưu bi n ph i phù h p v i t ng công trình c th vì m i công trình ñòi h i tính công tác khác nhau. Bê tông n n móng, kh i l n không thích h p khi ñ bê tông tr n, mái và th m chí ñ i v i bê tông tr n,mái thi t k cho thi công b ng máy cũng không th thi công b ng tay. Cũng như v y bê tông dùng cho công trình “d y” không th dùng cho công trình m ng. 64
  20. ð i v i k sư bê tông, ph i có ki n th c ñ y ñ v tính công tác khi thi t k h n h p bê tông. Tính công tác là m t ch tiêu thi t k c n ñ t và nói rõ trong quá trình thi t k h n h p, cùng v i lo i công trình, kho ng cách v n chuy n, m t mát ñ s t, phương pháp thi công, và nhi u nhân t khác. ð t ñư c tính công tác cùng v i hi u bi t ñ y ñ do kinh nghi m thì thi công bê tông r t kinh t và bê tông r t b n lâu. ðã có nhi u nhà nghiên c u c g ng ñ xác ñ nh tính công tác. Nhưng tính công tác liên quan v i nhi u tính ch t khác và v i ch t lư ng c a bê tông. Phòng thí nghi m ñư ng c a Anh, ñã nghiên c u r t sâu v lĩnh v c ñ m nén và tính công tác, h cho r ng tính công tác là “ñ c tính c a bê tông bi u hi n m c ñ công vi c c n thi t ñ ñ m ch t bê tông t i ña” . M t khái ni m khác mang hàm ý r ng hơn là “s d dàng mà bê tông có th ñư c ñ m ch t 100% ng v i cách ñ m và v trí thi công”. ð tìm hi u s quan tr ng và ý nghĩa ñ y ñ c a tính công tác chúng ta s ñi tìm hi u các nhân t nh hư ng ñ n tính công tác. 5.2. Các nhân t nh hư ng ñ n tính công tác. Bê tông d thi công có l c ma sát gi a các ph n t bên trong, l c ma sát v i b m t ván khuôn hay v i c t thép tăng cư ng là r t nh , các l c masat này s nh hư ng t i m c ñ ñ m. Nh ng nhân t làm tăng tính bôi trơn, làm gi m l c ma sát bên trong ñ bê tông d ñ m ch t ñư c cho ñưa ra dư i ñây: a) Hàm lư ng nư c b) Thành ph n h n h p c) Kích thư c h t c t li u d) Hình d ng h t c t li u e) B m t h t c t li u g) C p ph i c t li u h) S d ng ph gia a) Hàm lư ng nư c: hàm lư ng nư c v i m t th tích bê tông cho trư c, có nh hư ng rõ r t ñ n tính công tác. Hàm lư ng nư c trên m t mét kh i bê tông tăng, thì bê tông càng d o, hàm lư ng nư c là nhân t vô cùng quan tr ng nh hư ng ñ n tính công tác. T i công trư ng, ngư i ch ñ o thi công n u không gi i thì ch có cách là tăng lư ng nư c ñ tăng tính công tác. Th c t cũng th y thư ng dùng cách này b i vì ñây là cách d nh t có th th c hi n t i công trư ng. C n bi t r ng, theo quan ñi m ñúng ñ n, vi c tăng lư ng nư c là cách cu i cùng ñ c i thi n tính công tác th m chí trong trư ng h p không th thi công ñư c bê tông. ð có th thi công ñư c bê tông thì không th tăng lư ng nư c m t cách tuỳ ti n. Trong trư ng h p m i cách s d ng ñ làm tăng tính công tác b th t b i, thì vi c tăng lư ng nư c là có th s d ng. Càng tăng nhi u lư ng nư c, thì càng ph i tăng nhi u lư ng xi măng ñ gi cho t s nư c/xi măng không ñ i, do v y m i gi nguyên ñư c cư ng ñ bê tông. b) T l các thành ph n h n h p: t s c t li u/xi măng cũng là m t nhân t quan tr ng nh hư ng ñ n tính công tác. T s này càng tăng, bê tông càng khô c ng. Trong h n h p bê tông c ng, có r t ít v a xi măng trên m t ñơn v di n tích b m t c t li u ñ làm tăng tính bôi trơn do v y làm gi m s linh ñ ng c a các h t c t li u. M t khác, 65

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

Đồng bộ tài khoản