intTypePromotion=1

Công nghệ bê tông và bê tông đặc biệt phần 6

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

0
227
lượt xem
111
download

Công nghệ bê tông và bê tông đặc biệt phần 6

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 6', 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 6

  1. - V a trát phun - Các t m bê tông m ng tránh l c t li u sau khi ñ - Thi công ph t Nhi u ch t làm ch m ñông c ng có tác d ng hoá d o và cu n khí. ðó ñ c bi t là trư ng h p c a các a xit h u cơ và các lignosulfonat. 6. Ph gia c i bi n ñ b n ñ i v i các tác d ng v t lý hoá h c 6.1. Ch t k nư c trong kh i bê tông. ðó là các ph gia c i thi n tính ch ng th m nư c dư i áp l c c a bê tông và ch ng m b ng cách ngăn s h p ph mao qu n. Các ch t k nư c, bao g m các h n h p c a các s n ph m sau: - Các ch t b t m n (Kieselguliv, Bentonit, Vôi béo, nhũ tương c a ch t d o) - Các mu i a xit béo (Stearat - oleat…) - Các ch t làm d o (Polime, lignosulfonat) - Các s n ph m khác (sulfat nhôm, ch t keo n ph n có g c là t o bi n) - Các ch t tăng nhanh ñông c ng: clorua, sút,… trong trư ng h p m t trong các s n ph m là m t ch t cu n khí ho c m t ch t làm ch m ñông c ng. Các ch t k nư c tác ñ ng trư c h t v m t v t lý là bít các l r ng và các ng d n nh nhơ vào các h t r t nh mà chúng ch a, ho c là vào các s n ph m k t t a ho c n ph ng. Nhưng các ch t k nư c ch có th bít ñư c các l r ng, n u chúng tương ñ i nh . Chúng không th làm kín nư c cho m t lo i bê tông x u, ph i h p không t t, có nh ng l r ng l n ho c nh ng ch không ñ ng nh t. Các s n ph m bán trên th trư ng có d ng b t ho c d ng l ng. Li u lư ng dùng ñư c ñ ngh n m trong ph m vi t 0,5 ñ n 5% tr ng l ng xi măng. Các chú ý gi ng như trong trư ng h p c a các ch t hoá d o. Các ng d ng chính như sau: - Bê tông c a các công trình th y l i: b ch a, b nư c, kênh d n, b bơi, tư ng móng, ch tr nư c, silô. - V a ch ng th m: l p ph (ban công, h m, gara, c u, sàn nhà công nghi p,…) - Trát m t ngoài, m i n i c a kh i xây, l p ph c a ng d n c ng, tuanen 6.2. S n ph m b o dư ng Bê tông tươi ph i ñư c gi m t th i gian sau khi tr n ñ tránh m t nhi u nư c trong nó. C n gi cho bê tông m ư t. 115
  2. M t phương pháp hi n ñ i, ñơn gi n và th c ti n, ch c n ít nhân công, bao g m vi c phun lên bê tông tươi m t s n ph m b o dư ng ñ t o thành sau ñó m t màng liên t c không th m nư c, nó t m t ñi sau m t vài tu n l , mà không ñ l i v t. Nó ñư c s n xu t t năm 1950, ñ u tiên M , dùng Châu Âu và ñã dùng Vi t Nam t năm 1995. Các s n ph m b o dư ng có g c là: - Nh a, xi ho c pavafin d ng nhũ tương nư c - Nh a thiên nhiên ho c t ng h p hoà tan trong các dung môi ñ c bi t (d u m ). - Xi ho c parafin hoà tan trong m t dung môi d u m - Cao su clo hoá Các s n ph m này không m u ho c có m u ñ d dàng ki m tra vi c phun chúng. Chúng d ng m t ch t l ng nh t ñ phun lên bê tông tươi, m t kho ng cách ñ n b m t là 40 ñ n 80cm ho c r i ra. Lư ng tiêu th bi n ñ i t 100 - 200g/cm2. Ph bi n hi n nay Vi t Nam là ch t Antisob E, S. Các s n ph m b o dư ng ñư c s d ng cho các k t c u sau: - L p ph m t ñư ng, ñư ng ôtô, ñư ng băng và c u - B o v sàn lát, sàn, sân thư ng - L p ph b kênh - Tunnen và vòm - L p ph m t c a các b ch a khác nhau - Các l p trát và l p m t. Trư c khi s d ng các ch t trên c n ki m tra chính th c ..... c a m t u ban thư ng tr c v ch t dính k t th y l c và ph gia (COPLA). Tuy v y trong quá trình s d ng v n không tránh ñư c nh ng sai sót.phát sinh là: T sai sót v li u lư ng, s quá li u lư ng c c b do s phân b s n ph m không t t, s không thích ng v i m t vài ch t dính k t. Cũng chú ý r ng ngay c có s ñ ng ý, cũng c n ph i th c hi n vi c ki m tra trên công trư ng và c n ñào t o cán b v m t này. Cu i cùng, ph i nh n m nh ñ n vi c là, dù dùng ph gia nào, cũng không th c i thi n ñư c bê tông có thành ph n và công ngh ch t o không h p lý. 7. Ph gia siêu d o Ph gia siêu d o là lo i ph gia làm tăng ñ s t c a bê tông ñ n 4 l n (15-22 cm), có th b t nư c t 20-30%. Nó ñư c s d ng m c ñ h p lý ñ v a tăng ñ d o (t 8-12 cm) và tăng cư ng ñ ñ n 30% (do b t nư c). 116
  3. Ph gia siêu d o có tính tương thích v i t ng lo i xi măng và c t li u. Vì v y trư c khi s d ng c n lưu ý hư ng d n c a nhà s n xu t và ti n hành các th nghi m c n thi t. Có 5 lo i ph gia siêu d o: Th h 1 là A và th h 2: B th h 3 là C. A1- Ligno Sul phonates (LS) Là ph gia siêu d o th h 1 t các ch t cao phân t t nhiên LigIGNIN (t g và senlulo) ñ gi m nư c t i ña là 10%, có th làm ch m ninh k t, ñ s t gi m 30% sau 30 phút. Lư ng dùng 2,5% xi măng B1-Polime g c sulphonated melamine (MFS) Ph gia siêu d o g c URE và Phormadehyde có tác d ng gi m nư c t i ña ñ n 25% lư ng dùng 1,5-2,5 Xi măng gi m ñ s t ñ n 50% sau 40 phút và cho cư ng ñ s m ( R3 = 0,85R28), th i gian thi công ng n, t l N/X < 0,4 và phù h p v i khí h u nóng. B2 – Naphthalene Sulphonate Polycondesate : BMS Ngu n g c t than ñá, gi m nư c t i ña 25% - Lư ng dùng 1,5-2,5%X, gi m ñ s t ñ n 50% sau 50 phút. B3 – Ch t siêu d o th h th hai : Vinglcopolymers VC Thành ph n chính là : Sunfonated Vinylcopolymers ( d u thô) Gi m nư c t i ña ñ n 30% lư ng dùng 1,5-2% Xi măng ( lít ) . gi m ñ s t ban ñ u ñ n 50% sau 100 phút , t o ra ñ s t ñ n 22 cm, kéo dài th i gian thi công C – Ch t siêu d o th h ba : PolyCarboxylates – (PC) G c Polyme cao phân t t ng h p, gi m mu i t i 40 % ( t l N/X có th ñ n 0,27 ), bê tông có th ñ t ñ n ñ s t 22cm, cho ch t lư ng cao. Duy trì ñư c tính công tác trong th i gian dài. Lo i ph gia ñ c bi t này có th thay ñ i c u t o phân t ñ ph gia phù h p v i các yêu c u ñ c bi t. V i bê tông ch t lư ng cao thư ng dùng ch t siêu d o PC, v i bê tông t ñ m có th dùng lo i c i ti n là: Polyme Viscocrete (PV) Lưu ý: Các ph gia siêu d o có th thí nghi m theo tiêu chu n Anh – BS 5075, ASTM – C494. Vi t Nam có th ch n các ch t siêu d o ch t o trong nư c và các s n ph m c a SICA, c a ð c, ý, c a M . C n t ch c tuy n ch n v i s lư ng các ch t siêu d o ít nh t là 3 ñ có m t ch t siêu d o t i ưu. Công th c hoá h c c a ph gia siêu d o xem hình sau: 117
  4. Hình 5.1. Công th c c a các ph gia siêu d o. Các thí nghi m v s tương thích c a các lo i xi măng Nghi sơn, B m sơn, Chinh Phong v i các ch t siêu d o (v cư ng ñ và ñ s t) ñư c trình bày trên hình 5.2. và 5.3. theo thí nghi m t i B môn VLXD trư ng ð i h c GTVT Cư ng ñ nén MPa 90 80 70 60 50 40 Nghi son 0,5l/100kgXM 30 Bim son 0,7l/100kgXM 20 Chinh phong 0,5l/100kgXM 10 Bim son 0,8l/100kgXM 0 0 5 10 15 20 25 30 Ngày t Hình 5.2. Quan h gi a cư ng ñ và th i gian, lư ng ph gia 118
  5. §é sôt mm 250 200 150 100 Xuan Mai Chinh phong But son 50 Ph gia Nghi son L/100kg XM 0 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 Hình 5.3. Quan h gi a lư ng ph gia V v i ñ s t c a bê tông 8. Ph gia kho ng Các ph gia khoáng thư ng dùng trong bê tông là: Tro nh , X lò cao, mu i Silic, tro tr u và ph gia meta caolanh. 8.1. Tro nh Tro nh là s n ph m ñư c nghi n m n các s n ph m t khói c a nhà máy nhi t ñi n. ðư ng kính h t t 10 -:- 40 m ( t di n t 3000 -:- 5000 cm2/g ). Tro nh có thành ph n ch y u là Si02 vô ñ nh hình có kh năng tác d ng v i xi măng trong ph n ng puzơlan. ð c tính c a tro nh ñư c xác ñ nh theo ASTM – C109 và lo i F. Tro nh ñư c dùng trong bê tông t 10 -:- 25% so v i lư ng xi măng. Có th dùng tro nh trong bê tông mác cao ñ n 60 MPa và bê tông thu công, bê tông làm ñư ng. 8.2. X lò cao Ph gia x lò cao là s n ph m khi làm ngu i nhanh x lò cao, nghi n m n v i t di n t 4000 -:- 5000 cm2/g , có c u t o vô ñ nh hình. X lò cao có th dùng ñ ch t o bê tông x lò cao có tác d ng b n nư c và ti t ki m xi măng. 8.3. Mu i Silic Ph gia mu i Silic (Microsilica ) là s n ph m c a công nghi p s n xu t Silicon, thành ph n chính là SiO2 vô ñ nh hình. Kích thư c h t 0,1µm ( 1/100 ñư ng kính c a h t xi măng). Li u lư ng dùng 5 -:- 15% cho bê tông ch t lư ng cao, 15-:-20 % cho bê tông cư ng ñ r t cao. Khi s d ng nên dùng cùng v i ch t siêu d o và ch t làm ch m ninh k t ñ ñ m b o tính d ñ cho bê tông. 119
  6. Thành ph n hoá h c c a mu i silic ch y u là SiO2 và các Ô xýt khác (B ng 5.1. ) B ng 5.1. Thành ph n, tính ch t c a silica funme Ch tiêu Ph n trăm (%) Thành ph n hoá h c SiO2 90-96 Al2O3 0,5-0,8 MgO 0,5-1,5 Fe2O3 0,2-0,8 CaO 0,1-0,5 Na2O 0,2-0,7 K2O 0,4-1 C 0,5-1,4 S 0,1-0,4 Các thành ph n khác 0,7-2,5 Các tính ch t v t lý 2,2 g/cm3 Kh i lư ng riêng 20.000 m2/kg T di n Kích thư c h t 0,1 micron 576kg/m3 Kh i lư ng th tích Mu i silic và các h n h p ch a mu i oxit silic ñư c s d ng trong bê tông ch t lư ng cao dùng xi măng PC40 tr lên nh m tăng kh năng ch u l c, k t c u ch u mài mòn, gi m ñ th m nư c . Mu i ôxit silic là m t s n ph m ph l y ra t quá trình tái s n xu t th ch anh v i than ñá trong các lò h quang ñi n trong ngành công nghi p s n xu t silicon và các h p kim s t - silicon. Mu i này có hàm lư ng dioxit silicon vô ñ nh hình cao và ch a các tinh th hình c u r t m n thu ñư c t khí thoát ra kh i lò. Mu i silic bao g m các h t thu tinh r t m n v i m t di n tích b m t lên t i 20.000 m2/kg khi ñư c ño b ng k thu t h p ph ni tơ. S phân b v m t kích thư c h t c a m t lo i khói oxit silic ñi n hình cho th y h u h t các h t ñ u nh hơn 1micro (1µm), ñư ng kính trung bình kho ng 0,1µm nh hơn kích thư c c a h t xi măng g p kho ng 100 l n. Kh i lư ng riêng c a mu i silic ph bi n là 2,2g/cm3, nhưng cũng có th cao hơn (2,5 g/cm3). Theo ASTM C 1240 - 93, mu i silíc có thành ph n hoá h c ñư c qui ñ nh như trong b ng 5.2. B ng 5.2 - Tiêu chu n ASTM v mu i silic ( Các qui ñ nh sau ñây ñư c l y nguyên văn t ASTM C 1240 - 93 ) Các yêu c u hoá h c - Hàm lư ng Si02 t i thi u là 85% 120
  7. -ð m c a mu i si lic, t i ña là 3% - Lư ng m t khi nung , t i ña là 6% . Di n tích b m t r ng : 15-30 m2/g Các yêu c u khác - ð m n : Lư ng sót tích lu trên sàng 45µm (No 325) , không l n hơn 10% . + - ð ho t hoá puzơlan : V i xi măng Poóc lăng , xác ñ nh tu i 7 ngày t i thi u 85% . - M c ñ ñ ng nh t : ð ñ c và ñ m n c a các m u th ñư c l y t m t ngu n mu i silíc không thay ñ i quá 5% so v i tr s trung bình ñã ñư c xác l p b i 10 k t qu thí nghi m ñã có ho c b i t t c các k t qu thí nghi m ñã có n u s k t qu thí nghi m ñó nh hơn 10. * C n chú ý tránh s k t t c a các h t v t li u c c nh . + ð ho t hoá Puzôlan ñư c xác ñ nh t phép ño cư ng ñ ch u nén c a bê tông dùng mu i silic. ðây là phép ño ph n ng c a mu i silic v i xi măng ñư c cung c p và có th thay ñ i tuỳ theo ngu n cung c p c a c mu i si lic và xi măng. Nhà cung c p s n ph m mu i si líc c n ñư c công b ch tiêu này . Mu i silic có hàm lư ng ôxit silic và ñ m n c c cao nên là v t li u có tính pyzôlan cao. Mu i silic ph n ng v i vôi trong quá trình hydrat hoá xi măng ñ t o ra h p ch t k t dính b n v ng - CSH. Vi t Nam có th s d ng mu i silic ñư c ch t o t các công ty c a Thu S , ð c, Ý ñang bán trên th trư ng Vi t Nam. châu Âu và M thư ng pha MS vào xi măng ñ có ñư c xi măng mác r t cao ñ n 100, 200MPa. Li u lư ng mu i silic thư ng t 5-20% B ng 5.3. Thành ph n hoá h c c a xi măng có ch a Silica Funme (%) CaO SiO2 Al2O3 Fe2O3 MgO SiO3 K2O Na2O Lol Xi măng 63.78 20.59 3.66 6.10 0.95 2.13 0.48 0.26 2.05 lo i 5 Mu i 2 90 1.5 1.5 0.8 - - - - silic B ng 5.4. Cư ng ñ nén 28 ngày xi măng và xi măng EMC thí nghi m nhi t ñ 200C Cư ng ñ nén, MPa Li u lư ng MS Xi măng không c i ti n Xi măng c i ti n, EMC trong xi măng, % OPC RHPC Anl OPC RHPC Anl 121
  8. 0 89.5 88.7 94.7 - - - 5 96.7 94.1 105.0 70.0 54.0 165.4 10 98.4 96.3 108.0 180.5 164.0 172.3 20 - - - - - 205.0 8.4. Tro tr u Tro tr u là s n ph m thu ñư c t quá trình ñ t tr u, có thành ph n ch y u là SiO2 vô ñ nh hình, t di n 5000 -:- 6000 cm2/g. Tro tr u có ph n ng puzơlan hoá v i ximăng. Bê tông dùng tro tr u có ñ b n nư c cao và ti t ki m ñư c xi măng. Tro tr u siêu m n cũng có th ñư c dùng ch t o bê tông ch t lư ng cao. 8.5. Ph gia khoáng ho t tính Meta caolanh Khoáng meta caolanh ñư c nghi n m n là m t lo i b t m n b xung thành ph n h t m n trong bê tông. Bê tông có b t m n có th dùng trong các k t c u bê tông c t thép m ng, ho c các bê tông phun, bê tông t ñ m và bê tông ch t lư ng cao. CÂU H I ÔN T P 1. Phân lo i ph gia bê tông xi măng theo Hi p h i qu c gia v ph gia c a Pháp? 2. ð c tính, vai trò, và ph m vi s d ng c a ph gia siêu d o? 3. ð c tính, vai trò và yêu c u v ch t lư ng c a các lo i ph gia khoáng ho t tính? 122
  9. Chương 6 CƯ NG ð C A BÊ TÔNG 1. Cư ng ñ ch u nén c a bê tông. Cư ng ñ ch u nén c a bê tông là m t trong nh ng tính ch t quan tr ng nh t c a bê tông, là ch tiêu quan tr ng ñ ñánh giá ch t lư ng c a bê tông m c dù trong m t s trư ng h p thì ñ b n và tính ch ng th m còn quan tr ng hơn. Có th nói cư ng ñ là b c tranh t ng quát v ch t lư ng c a bê tông vì cư ng ñ c a bê tông liên quan tr c ti p ñ n c u trúc c a h xi măng ñã ñông c ng, c u trúc c a bê tông. M c dù cư ng ñ không tr c ti p ñánh giá các tính ch t khác như ñ b n, ñ n ñ nh... c a bê tông, nhưng cư ng ñ ph thu c r t l n vào t l nư c/ximăng trong bê tông. Mà t l nư c/xi măng l i nh hư ng r t l n ñ n ñ b n, ñ n ñ nh th tích và nhi u tính ch t khác liên quan ñ n ñ r ng c a bê tông. Do ñó cư ng ñ ch u nén c a bê tông ñư c s d ng quy ñ nh, ñ ñi u khi n và ñánh giá ch t lư ng bê tông. Cư ng ñ ch u nén c a bê tông bi n ñ i trong ph m vi r ng t 15 – 300 MPa. Bê tông truy n th ng có cư ng ñ là 15 – 50 MPa. Bê tông ch t lư ng cao có cư ng ñ t 60 – 100 MPa. Bê tông cư ng ñ r t cao có cư ng ñ t 100 – 300 MPa ( xem hình 6.1) Cư ng ñ c a bê tông ph thu c vào nhi u y u t như: - Ch t lư ng và hàm lư ng c a các v t li u thành ph n. - M c ñ thu hoá c a xi măng. - Th t c và th i gian nhào tr n h n h p v t li u. Các tính ch t c a các v t li u thành ph n nh hư ng ñ n cư ng ñ bê tông là: - Ch t lư ng c a c t li u nh và c t li u l n. - H xi măng và tính dính bám c a h xi măng v i c t li u (tính ch t c a vùng chuy n ti p). Hình 6.1. Phân lo i bê tông theo cư ng ñ 123
  10. Nh ng y u t này nh hư ng ñ n c u trúc vĩ mô và vi mô c a bê tông, bao g m: ñ r ng, kích thư c và hình d ng l r ng, s phân b các l r ng, hình thái c a s n ph m thu hoá và s dính bám gi a các h t r n. Cư ng ñ ch u nén c a bê tông ñư c xác ñ nh trên m u bê tông tiêu chu n, ñư c b o dư ng 28 ngày trong ñi u ki n tiêu chu n. Theo tiêu chu n c a Vi t Nam, m u tiêu chu n ñ xác ñ nh cư ng ñ bê tông là m u hình h p l p phương có c nh 150x150x150mm, b o dư ng trong ñi u ki n t = 20-25oC, W = 90 - 100%. Theo ACI thì m u tiêu chu n ñ xác ñ nh cư ng ñ bê tông là m u hình tr tròn có kích thư c: d = 6 in và h = 12 in (~150x300mm), và ñư c b o dư ng m. Cư ng ñ ch u nén c a bê tông thư ng t 15-50 MPa ch t lư ng cao hi n nay ñã s d ng t 42MPa (6000 psi) ñ n 138 MPa (20'000 psi) và thư ng dùng bê tông có cư ng ñ kho ng 84 MPa. Theo lý thuy t bê tông ch t lư ng cao có th có cư ng ñ nén tu i 28 ngày t 110-300 MPa. 2. Các y u t nh hư ng ñ n cư ng ñ c a bê tông xi măng. 2.1. T l nư c/ximăng: V i bê tông ñã ñ m ch t hoàn toàn, cư ng ñ c a nó ñư c l y t l ngh ch v i t t N/X. S ph thu c c a cư ng ñ bê tông vào t l N/X th c ch t là ph thu c vào th tích l r ng t o ra do nư c dư th a. M i quan h này ñã ñư c ñ t ra b i quy t c do Duff Abrams thi t l p vào năm 1919. Ông ta ñã tìm ra cư ng ñ ch u nén theo công th c sau: K1 fc = , K 2 /C W trong ñó: W/C là t l nư c/ximăng c a h n h p (thư ng ñư c tính theo th tích) K1, K2: là h ng s th c nghi m D ng t ng quát c a ñư ng cong th hi n m i quan h gi a cư ng ñ và t l N/X ñư c ñưa ra trong hình 6.2. Hình 6.2. Quan h gi a cư ng ñ bê tông v i t l nư c/ximăng 124
  11. Quy t c Abrams, m c dù ñư c thành l p m t cách ñ c l p nhưng v n tương t như m t quy t c chung do Rene Feret thi t l p năm 1896 ch chúng ñ u g n cư ng ñ c a bê tông v i th tích nư c và xi măng. Công th c c a quy t c Feret là: 2  , c fc = K.  c+w +a trong ñó: fc : là cư ng ñ c a bê tông. c, w, a : l n lư t là th tích tuy t ñ i c a ximăng, nư c và không khí K : là h ng s Có th nói m t cách khác là t l N/X xác ñ nh ñư c ñ r ng c a ximăng ñông c ng t i các th i ñi m c a quá trình hydrát hoá. Do ñó c t l N/X và ñ ñ m ch t ñ u nh hư ng ñ n th tích l r ng trong bê tông, và ñi u này gi i thích vì sao có th tích không khí trong bê tông công th c Feret. Hình 6.2. th hi n ph m vi giá tr c a t l N/X là có h n ch . T i giá tr r t th p c a t l N/X thì ñư ng cong không liên t c và không x y ra hi n tư ng ñ m ch t tuy t ñ i. V trí th c t c a ñi m kh i ñ u ph thu c vào cách th c ñ m h p lý. Dư ng như là h n h p có thành ph n bao g m t l N/X th p còn ximăng nhi u (kho ng 530 kg/m3) thì bi u hi n s gi m d n c a cu ng ñ khi dùng c t li u h t l n. Do ñó, nh ng tu i mu n hơn c a các lo i h n h p này thì m t t l N/X th p hơn s không d n ñ n ch t lư ng cao hơn. Bi u hi n này có th là do ng su t gây ra b i s co ngót mà s c n tr c a nó b i các h t c t li u gây ra n t trong v a ximăng ho c là do s hao h t c a b t ximăng. M c dù, quy t c v t l N/X ñã b phê phán là không ph i là m t nguyên t c tr c ti p thích ñáng, nhưng trong th c t thì t l N/X là m t y u t quan tr ng nh t ñ i v i cư ng ñ c a bê tông ñ m ch t hoàn toàn. Gilkey ñã phát bi u như sau: “V i m t lo i ximăng nh t ñ nh và c t li u h p lý, m t h n h p làm vi c c a ximăng, c t li u và nư c (v i các ñi u ki n nhào tr n, ñ và ki m tra như nhau) có th phát tri n cư ng ñ ñư c thì ch u nh hư ng c a các y u t sau: a. T l nư c/ximăng b. T l ximăng/c t li u c. Cư ng ñ , ñ c tính b m t, hình d ng, cư ng ñ và ñ c ng c a h t c t li u d. Kích thư c l n nh t c a h t c t li u Ta có th coi y u t (b) và (d) là không quan tr ng b ng y u t (a) khi s d ng c t li u có kích thư c l n nh t kho ng 40 mm. Tuy nhiên, các y u t này v n ñư c nêu ra vì: như Walker và Bloem ñã ch ra là “cư ng ñ c a bê tông là k t qu c a: cư ng ñ c a v a; s dính k t gi a v a và các h t c t li u; cư ng ñ c a h t c t li u, th hi n b ng kh năng ch ng l i các ng su t tác d ng lên nó”. Các tác gi Belaiep Alekxande, Ivanop, Kakiraki ñ ngh quan h cư ng ñ và t l N/X theo qua h Hypebol, ñ xác ñ nh qua h gi a cư ng ñ nén và t l X/N t 1,2 ÷ 2,5 và t l X/N=0,8 ÷ 2,8. 125
  12. Như v y trong giai ño n ñ u các tác gi ch nghiên c u ñ n t l N/X t 1,8 ñ n 2,5. Khi t l N/X ≤ 2,5 tác gi Bolomây ñã có nh ng công b công th c: N  R b = AR X  − 0,5 , X  trong ñó: Rb - Cư ng ñ bê tông A - H s th c nghi m xét ñ n ch t lư ng c t li u Rx - Cư ng ñ xi măng Khi xét X/N ≥ 2,5 CKrataep (Nga) công b công th c X  R b = Ai R X  + 0,5 , N  trong ñó : Ai – h s th c nghi m T l X/N có th bi n ñ i t 1÷ 6. Khi t l X/N=2,6 hay t l N/X=0,38 là t l quá trình thu hoá xi măng ñ t t i ña ñ n 100%. Khi t l X/N ≥ 2,6 cư ng ñ bê tông v n tăng nhưng không theo qui lu t cũ mà t c ñ tăng ch m hơn. N u không s d ng các công ngh tr n ñ c bi t, s d ng ph gia tăng d o ñ kích thích quá trình thu hoá ho c s d ng các ch t khoáng siêu m n ñ ch ng vón c c h t xi măng và gi m nhi t ñ c a bê tông thì tuy cư ng ñ ñư c tăng lên nhưng ch t lư ng c a bê tông s gi m xu ng. T l X/N ≥ 2,6 ñư c áp d ng trong bê tông ch t lư ng cao ho c cư ng ñ r t cao. Khi t l N/X bi n ñ i t 0,4 ÷ 1,5 cư ng ñ bê tông gi m t 100% ñ n còn kho ng 10% (xem hình 6.3). 126
  13. Hình 6.3. Quan h gi a cư ng ñ tương ñ i và t l N/X Trong th c t n u t l N/X là c ñ nh nhưng lư ng nư c ñ pha tr n tăng lên bê tông ít b thay ñ i cư ng ñ , nhưng ñ d o và tính d ñ có ph n thay ñ i. Lư ng nư c trong h n h p bê tông ph thu c vào kích c c a c t li u và tính d ñ yêu c u ñã ñư c nêu trong các tiêu chu n 2.2. T l gel/kho ng tr ng (gel/space ratio): Thông thư ng, cư ng ñ t i b t c t l N/X nào cũng ph thu c vào: m c ñ hydrat hoá c a ximăng và các tính ch t hoá h c, lý h c c a nó; nhi t ñ x y ra hydrat hoá; thành ph n không khí c a bêtông; và c s thay ñ i c a t l N/X h u ích và s hình thành v t n t do m t nư c. Thành ph n ximăng trong h n h p và tính ch t c a m t ti p xúc gi a ximăng và c t li u cũng có liên quan. Do ñó s ñúng hơn n u ta coi cư ng ñ liên quan t i s t p trung c a các ch t c ng c a quá trình hydrát hoá ximăng vào nh ng v trí thích h p v i chúng. Powers ñã xác ñ nh ñư c m i liên quan gi a s phát tri n cư ng ñ và t l Gel/kho ng tr ng. T s này ñư c ñ nh nghĩa là t s gi a th tích c a v a ximăng ñã hydrát hoá v i t ng th tích c a ximăng hydrát hoá và các mao d n. Chúng ta bi t r ng ximăng khi hydrát hoá s chi m th tích g p 2 l n th tích th t c a nó. Các s n ph m c a quá trình hydrát hoá c a 1ml ximăng s chi m kho ng 2,06 ml; m c dù không ph i t t c ñ u t o thành gel nhưng ta có th coi x p x là như th . Th tích gel là 2,06cvcα, và t ng không gian c n thi t cho gel là cvcα + w0. Do ñó, t s gel/kho ng tr ng là: 127
  14. 2 , 06 v c α r= w v cα + 0 c c : kh i lư ng ximăng vc : th tích kh i lư ng th tích ñơn v c a ximăng w0: th tích c a nư c nhào tr n α : h s t l ph n ximăng hydrát hoá L y th tích m t ñơn v kh i lư ng ñ c c a ximăng khô là 0.319 ml/g thì t s gel/kho ng tr ng tr thành: 0 , 657 α r= w0 0 ,319 α + c Cư ng ñ nén c a bêtông thí nghi m b i Powers là 234.r3 Mpa (34000r3 psi). M i quan h th c s gi a cư ng ñ nén c a v a và t s gel/kho ng tr ng ñư c th hi n (hình 6.4.). Có th th y là cư ng ñ g n như t l v i căn b c 3 c a t s gel/ kho ng tr ng, và con s 234 Mpa (34000 psi) th hi n cư ng ñ ñ t ñư c khi t l gel/kho ng tr ng = 1 v i lo i ximăng và lo i m u ñã s d ng. Hình 6.4. Quan h gi a cư ng ñ ch u nén c a h XM v i t l gel/kho ng tr ng 2.3. nh hư ng ñ r ng: Các ph n trư c ñã ch ra r ng cư ng ñ c a bêtông v cơ b n là m t hàm c a th tích l r ng có trong nó. Quan h gi a cư ng ñ và t ng th tích l r ng không ph i là m t ñ c trưng duy nh t có bêtông mà nó cũng ñư c tìm th y trong các v t li u dòn khác mà trong ñó nư c thoát kh i phía sau các l r ng: ví d , cư ng ñ c a nh a cũng là m t hàm tr c ti p c a thành ph n l r ng. Hơn th n a, n u cư ng ñ c a r t nhi u 128
  15. lo i v t li u khác nhau ñư c bi u di n d ng phân s c a l n lư t các cư ng ñ ñó t i ñ r ng b ng 0, thì r t nhi u v t li u s tuân theo cùng m t quan h gi a cư ng ñ và ñ r ng. Mô hình chung này là nh m ñ hi u rõ vai trò c a các l r ng ñ i v i cư ng ñ c a bêtông và cũng ch ra r t rõ t i sao bê tông khi ñ m ch t, t c là có ñ r ng r t nh , l i có cư ng ñ r t cao. Nói m t cách chính xác, cư ng ñ c a bêtông b nh hư ng b i th tích c a t t c các l r ng trong bêtông như : không khí b l n vào (entrapped air), các l mao d n, các l gel, và không b hút vào (n u có). nh hư ng c a th tích l r ng ñ n cư ng ñ có th bi u di n b ng hàm s sau: f c = f c , 0 (1 − p ) n ho c fc=fc,od n trong ñó: p : ñ r ng, là t s gi a th tích c a các l r ng và t ng th tích c a bêtông fc : cư ng ñ c a bêtông v i ñ r ng p fc,0 : cư ng ñ khi ñ r ng b ng 0 n:h s . d: ñ ñ c c a bê tông Tuy nhiên d ng chính xác c a quan h này thì không th xác ñ nh rõ ràng ñư c. Nh ng thí nghi m làm ñ i v i ximăng b ép và x lý nhi t cũng như ñ i v i h n h p ximăng bình thư ng v n chưa cho ta bi t rõ ràng li u logarit c a ñ r ng t l tuy n tính v i cư ng ñ hay v i logarit c a nó. Cư ng ñ c a h p ch t ximăng càng cao thì nó càng t l tuy n tính v i ñ r ng. Quan h gi a cư ng ñ và t l ph n trăm c a ñ r ng ñư c trình bày hình 6.5. trong ñi u ki n dư ng h ñi u ki n nhi t ñ cao. Hình 6.5. Quan h gi a cư ng ñ và ñ r ng 129
  16. nh hư ng c a ñ r ng ñ n cư ng ñ c a h n h p ximăng ñã thu hóa ñư c nghiên c u r t r ng rãi. C n ph i r t c n th n trong vi c chuy n ñ i các k t qu quan sát nh ng m u h n h p ximăng trong phòng thí nghi m sang thành các giá tr s d ng c a bêtông, nhưng bi t v nh hư ng c a ñ r ng ñ n cư ng ñ c a h n h p ximăng là r t có giá tr . Không có nghi ng gì khi ñ r ng ñư c ñ nh nghĩa là t ng th tích c a toàn b th tích các l r ng l n hơn l r ng c a gel, th hi n b ng ph n trăm c a toàn b th tích c a h n h p ximăng ñã thu hoá, là m t y u t cơ b n nh hư ng ñ n cư ng ñ c a h n h p ximăng. M t quan h tuy n tính gi a cư ng ñ và ñ r ng, trong ph m vi t kho ng 5 ñ n 28%, ñã ñư c thi t l p b i Rossler và Odler. nh hư ng c a các l r ng có ñư ng kính nh hơn 20 nm (nano mét) ñư c b qua. K t qu là ngoài t ng ñ r ng thì nh hư ng c a s phân b kích c l r ng ñ n cư ng ñ cũng ñư c xem xét. Nói chung, v i m t ñ r ng cho trư c thì các l r ng càng nh s d n t i cư ng ñ c a h n h p ximăng càng cao. M c dù ñ thu n ti n thì kích c c a l r ng ñư c th hi n thông qua ñư ng kính c a nó, nhưng không có nghĩa là t t c các l r ng ñ u có d ng hình tr hay hình c u: “ñư ng kính” th hi n m t hình c u v i cùng m t t s gi a th tích và di n tích b m t như là t ng các l r ng. Ch có nh ng l r ng vĩ mô v i ñư ng kính l n hơn 100 nm thì m i x p x là hình c u. Nh ng l r ng hình c u b t ñ u hình thành t nh ng b t khí còn sót l i ho c t vi c s p x p không hoàn thi n c a các h t ximăng nhưng chúng không d dàng tìm th y trong khi ño ñ r ng b i vì chúng ch có nh hư ng ñ n nh ng l r ng ngay sát c nh chúng mà thôi. S ph thu c c a cư ng ñ c a h n h p ximăng vào ñ r ng c a nó và s phân b kích c l r ng là có cơ s . Các tài li u nghiên c u cho th y th nh tho ng ngư i ta cũng xem xét ñ n quan h gi a cư ng ñ và thành ph n th ch cao trong ximăng, nhưng k t qu trên th c t là thành ph n th ch cao nh hư ng ñ n quá trình thu hoá c a ximăng và s phân b l r ng trong h n h p ximăng ñã thu hoá. Tuy nhiên v n ñ tr nên r t ph c t p b i vì th c t là r t nhi u phương pháp xác ñ nh ñ r ng khác nhau cùng cho k t qu như nhau. Lý do chính c a v n ñ này chính là quá trình ño ñ c ñ r ng, ñ c bi t là n u b t ñi hay thêm nư c vào, nh hư ng ñ n c u trúc c a h n h p ximăng ñã thu hoá. Cook và Hover ñã nghiên c u v tác d ng c a vi c ñưa thêm thu ngân vào nghiên c u h th ng l r ng c a h n h p ximăng. Phương pháp này gi thi t r ng các l r ng r t nh so v i chi u sâu c a nó, trong khi ñó, trên th c t m t vài l r ng có mi ng r t h p; ñi u này làm sai ñi các giá tr c a ñ r ng ño ñư c b ng d ng c ño ñ r ng có thu ngân. Như ñã nói trên, h u h t các nghiên c u th c nghi m v ñ r ng c a h n h p ximăng thu hoá ñ u ñư c th hi n trên nh ng m u c a h n h p này ho c c a v a ximăng. Trong bêtông, ñ c ñi m các l r ng c a ximăng thu hoá có khác ñôi chút do có nh hư ng c a các h t c t li u l n trong h n h p ximăng và nư c ñ n nh ng h t xung quanh nó. Winslow và Liu ñã ch ra r ng, v i cùng m t thành ph n h n h p và 130
  17. cùng m c ñ thu hoá, thì s có m t c a c t li u l n d n ñ n s tăng ñ r ng; th m chí s có m t c a c t li u nh cũng có nh hư ng ñ n tăng ñ r ng nhưng nh hơn. S khác nhau v ñ r ng gi a bêtông và h n h p ximăng v i cùng m t t l N/X tăng t l v i quá trình thu hoá và phát sinh do trong bêtông có s t n t i c a nhi u l r ng l n hơn trong h n h p ximăng. 2.4. nh hư ng c a c t li u: Trong bê tông t l th tích c t li u thư ng chi m t 50 ÷ 70%. T l thành ph n c t li u, lo i c t li u, c p ph i h t, ñ l n c a c t li u và ñ c trưng b m t c a h t c t li u có nh hư ng ñ n cư ng ñ và cư ng ñ ch ng n t c a bê tông. C t li u l n có c p ph i h t h p lý s ñ m b o các h t x p x p ch t ch , ñ r ng c a bê tông nh và như v y cư ng ñ bê tông cao. Kích thư c l n nh t c a c t li u cũng có nh hư ng khác nhau ñ n cư ng ñ c a bê tông. N u kích thư c c t li u l n thì di n tích b m t riêng nh s ti t ki m xi măng, cư ng ñ ch u nén có th tăng. C t li u có ngu n g c là ñá Granit cho cư ng ñ bê tông cao hơn khi c t li u là ñá vôi ho c ñá tr m tích (hình 6.6.) Lo i c t li u cũng có nh hư ng ñ n s phát tri n cư ng ñ bê tông theo th i gian (Hình 6.7). Trên bi u ñ hình 6.7 cho th y c t li u t ñá vôi, ñá bi n ch t cho k t qu phát tri n cư ng ñ bê tông cao hơn bê tông c t li u t ñá tr m tích và cu i s i. Hình 6.6. Jonnes và Kaplan trình bày nh hư ng c a lo i c t li u ñ n cư ng ñ ch u nén và ch u kéo bê tông. 131
  18. Hình 6.7. Trình bày s phát tri n cư ng ñ theo th i gian và lo i c t li u Hình 6.8. Quan h gi a t l c t li u/XM tu i 7 ngày v i các t l N/X 132
  19. Hình 6.9. Quan h gi a cư ng ñ ch u kéo và t l th tích c t li u Khi t l th tích c t li u trong bê tông bi n ñ i t 40 – 80% thì cư ng ñ bê tông ch u nén và ch u kéo ñ u tăng( Hình 6.8 và 6.9). Bên c nh th tích thì hình d ng và kích c c a chúng cũng là nh ng y u t quan tr ng. Hình dáng c a các h t c t li u và moñun ñàn h i c a chúng nh hư ng ñ n phân b ng su t và do ñó nh hư ng ñ n t p trung ng su t trong bêtông. H t c t li u càng l n thì s c n tr co ngót c a xi măng càng l n s gây ra n i ng su t trong h xi măng và t o ra các vi v t n t trong bê tông trư c khi khai thác. ðây là m t y u t nguy hi m ñ i v i bê tông ch t lư ng cao. Xu th hi n nay là gi m d n ñư ng kính l n nh t c a c t li u ñ tăng ñ ñ ng nh t và kh năng ch ng n t cho bê tông. ð c trưng b m t c a c t li u nh hư ng ñ n l c liên k t gi a c t li u v i ñá xi măng. Bê tông dùng s i tròn trơn thì v t n t x y ra ng su t th p hơn so v i dùng ñá dăm có d ng h t nhám ráp, góc c nh vì s liên k t cơ h c ch u nh hư ng c a tính ch t b m t và hình d ng h t c t li u l n. 2.5. Quan h gi a cư ng ñ và th i gian Tuỳ theo t l N/X khác nhau, cư ng ñ bê tông 1, 3, 7, 28 ngày cũng phát tri n khác nhau (hình 6.10.). 133
  20. 1.2 T l cư ng ñ 1 0.8 R3 0.6 R7 R28 0.4 0.2 T l N/X 0 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 Hình 6.10. Quan h gi a cư ng ñ tương ñ i gi a t l N/X và th i gian V i t l N/X th p thì ñ t ñư c cư ng ñ 3 ngày cao (cư ng ñ s m). V i bê tông có t l N/X = 0,4 ngày th 3 có th ñ t ñư c ñ n 0,7 R28. tu i 7 ngày có th ñ t ñ n 0,8 R28. Khi s d ng t l N/X th p ñ n 0,35 có th ñ t ñư c R3 ≥ 0,85 R28. Khi t l N/X t 0,4 ; 0,53 ; 0,71 s phát tri n cư ng ñ xi măng t 1 ngày, 40 ngày Châu Âu có th tham kh o trên bi u ñ sau (hình 6.11). Hình 6.11. S phát tri n cư ng ñ theo th i gian 3. Cư ng ñ ch u kéo: Cư ng ñ ch u kéo c a bê tông kh ng ch v t n t và nh hư ng ñ n các tính ch t khác c a bê tông như: ñ c ng, kh năng dính bám v i c t thép, ñ b n. Cư ng ñ ch u kéo còn liên quan ñ n ng x c a bê tông dư i tác d ng c a l c c t. 134
ADSENSE
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

 

Đồng bộ tài khoản
2=>2