Giáo trình vật liệu xây dựng mới - Chương 1

Chia sẻ: Nguyen Nhi | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:10

Thêm vào BST

Báo xấu

538
lượt xem 208
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Tài liệu tham khảo Giáo trình vật liệu xây dựng mới ( PTS.TS Phạm Duy Hữu - Nhà xuất bản Giao thông vận tải ) - Chương 1 Các yêu cầu đối với bê tông xi măng poóc lăng

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Giáo trình vật liệu xây dựng mới - Chương 1

Vi n khoa h c và công ngh xây d ng giao thông Trư ng ñ i h c GTVT Huuphamduy@gmail.com L I TÁC GI Hi n nay xu th trên th gi i và Vi t Nam là ngày càng nâng cao ch t lư ng v t li u, ch t lư ng công trình xây d ng nh t là các công trình c u ñư ng. Cu n sách này ph n nào cung c p cho ñ c gi các ki n th c hi n ñ i v bê tông xi măng, bê tông cư ng ñ cao, bê tông át phan và v t li u Polime. Các lý thuy t và các tiêu chu n m i cũng ñư c trình bày trong cu n sách này. L n tái b n này có b sung thêm các k t qu nghiên c u v bê tông năm 2003-2005. Sách ñư c dùng làm tài li u h c t p chính cho h c viên cao h c ngành Xây d ng Công trình Giao thông, ngoài ra còn là tài li u tham kh o cho cán b nghiên c u và k sư. Do th i gian và trình ñ có h n, ch c ch n cu n sách còn có nh ng thi u sót. Tác gi mong nh n ñư c nh ng ý ki n ñóng góp c a các ñ c gi và ñ ng nghi p ñ l n tái b n sau ñư c hoàn thi n hơn. PGS.TS. PH M DUY H U CÁC T KHÓA 1
Ph m Duy H u; V t li u xây d ng m i; Bê tông cư ng ñ cao; Bê tông ch t lư ng cao; C u trúc c a bê tông; Bê tông siêu d o; Bê tông asphalt; V t li u Polyme; C t s i cacbon; C t s i th y tinh. 2
CHƯƠNG 1 CÁC YÊU C U CHUNG ð I V I BÊ TÔNG XI MĂNG POÓC LĂNG 1.1. Khái quát Bê tông xi măng poóc lăng có thành ph n là xi măng poóc lăng, c t li u nh , c t li u thô, các ch t ph gia và nư c. Thành ph n bê tông ñư c ch t o theo yêu c u v cư ng ñ , tính công tác theo yêu c u riêng, ñ c tính k t c u… tiêu chu n v v t li u công trình. Bê tông xi măng poóc lăng theo TCVN và ACI ñư c phân lo i theo cư ng ñ nén 28 ngày. Tính công tác c a bê tông ph i ñ m b o yêu c u k thu t ho c trong các quy ñ nh ñ c bi t. Bê tông c ñi n có cư ng ñ t 10-20MPa. Bê tông thư ng có cư ng ñ nén t 20-50MPa, còn bê tông ch t lư ng cao và r t cao có cư ng ñ nén t 50-200MPa. Trong các trư ng h p ñ c bi t có th yêu c u tu i 3, 7, 26 ngày. Bê tông có ba tr ng thái (ư t, m m, c ng r n) và t ng tr ng thái có nh ng yêu c u riêng. 1.2. V t li u ð có bê tông ñ m b o yêu c u ch t lư ng v t li u ph i ñư c chú ý ñ u tiên. Yêu c u v v t li u ñư c quy ñ nh cho t ng v t li u ch t o bê tông v i yêu c u v k t c u và công ngh ch t o bê tông thích h p. 1.2.1. Xi măng Poóc lăng Xi măng poóc lăng ph i phù h p v i yêu c u tiêu chu n qu c gia ho c theo các tiêu chu n qu c t khác. Cư ng ñ ch u nén theo ngày, cư ng ñ ch u kéo, thành ph n khoáng v t, th i gian ninh k t, tính n ñ nh th tích và ñ b n là nh ng yêu c u chính. Lo i xi măng ñ c bi t phù h p v i các yêu c u trong các quy ñ nh ñ c bi t. N u không có yêu c u nào ñư c nêu trong các quy ñ nh ñ c bi t xi măng ph i phù h p v i yêu c u c a AASHTO M85 lo i I ho c lo i II ho c TCVN. Mác xi măng thư ng ñư c xác ñ nh theo cư ng ñ nén (xem b ng 1.1) 3
B ng 1.1. T ng h p v các lo i xi măng trên th gi i Cư ng ñ ch u nén Phương pháp th MPa Nư c S hi u Kích thư c, V t li u T om u N/X 1 3 7 28 mm 30 X/C=1/3 40x40x130 Rung 0.5 - 12 - 30 (250cm3) 35 15 35 ðc 40 20 40 45 25 45 50 25 50 55 25 - 55 275 1/2.5 40x40x160 - 0.44 - - 16 28 (25cm3) 325 - - - - - 12 19 33 Trung 425 - - - - - 16 25 43 Qu c 525 - - - - - 21 32 53 625 - - - - - 27 41 63 725 - - - - - 36 - 73 4 1/3 40x40x160 0.4 - - - 40 00 50 Nga 500 55 550 60 600 OPC 1/3 70.6 Ch n ñ ng 0.4 - 23 - 42 12000 ±400.2' Anh OPC bê tông 101.6 ñm 0.6 - 13 - 30 1/2.5/3.5 OPC 1/2.75 50 ñm 0.485 - 13 20 29 M Type 1 PC 30 1/3 40x40x160 ch n ñ ng 0.4 30 Vi t PC 40 40 Nam PC 50 50 4
T t c xi măng dùng trong vi c ch t o bê tông ñúc t i ch ñ i v i các b m t c a các b ph n gi ng nhau c a m t k t c u ph i dùng m t lo i. Ngư i k sư ph i xác ñ nh các t l h n h p trên cơ s các th nghi m th c hi n v i các v t li u ñư c s d ng trong công trình. Các t l ph i ñ m b o ñ s n xu t bê tông v i hàm lư ng xi măng n m trong dung sai ±2,5% ñ i v i các lo i bê tông ñang s n xu t. Lư ng xi măng dùng ph i l n hơn lư ng xi măng t i thi u và nh hơn lư ng xi măng t i ña do tiêu chu n quy ñ nh ñ s n xu t ñư c bê tông có ñ d o và tính gia công quy ñ nh mà không vư t hàm lư ng nư c t i ña. Lư ng xi măng t i thi u là 300kg/m3. Lư ng xi măng t i ña là 525kg/cm3 bê tông. Hàm lư ng xi măng, hàm lư ng nư c, c t li u thô, ñ s t và tr ng lư ng g n ñúng c a c t li u nh và thô ñ i v i m i lo i bê tông ph i theo ch d n. 1.2.2. C t li u Kh i lư ng c t li u nh và thô ñư c xác ñ nh trong thi t k và d a trên các phương pháp tính và thí nghi m quy ñ nh. Nên s d ng th tích c t li u l n nh t có th và ñư ng kính c t li u thô nh nh t có th . Các kh i lư ng tương ñ i c a c t li u nh và thô ñư c tính v i ñơn v xi măng d a trên vi c s d ng cát thiên nhiên có mô ñun ñ m n trong ph m vi 2,6-3,2, và các phương pháp ñ bê tông không c n ñ n t n s ch n ñ ng cao. Khi dùng cát có c h t thô, lư ng tương ñ i c t li u nh ph i tăng lên. ð i v i cát m n hơn lư ng tương ñ i c t li u nh ph i gi m. Kh i lư ng c t li u ñư c tính b ng kilôgam hàm lư ng xi măng và s lít nư c quy ñ nh c n thi t cho m i lo i bê tông. Các t l này không ñư c thay ñ i trong khi ti n hành d án xây d ng. Kh i lư ng theo m c a các c t li u ñó ñư c thi t k c n ñư c hi u ch nh kh i lư ng v i ñ m th c t . Khi ñ nh lư ng c t li u ñ i v i các k t c u có kh i lư ng bê tông không l n (15m3) n u không th ñ t ñư c tính d ñ và d gia công mong mu n có th thay ñ i kh i lư ng c t li u ho c dùng ph gia nhưng không có trư ng h p nào hàm lư ng xi măng ch ñ nh ban ñ u b thay ñ i. 1.2.3. Nư c Trong c ng t c b t ng c t thép thư ng, nư c ñ b o dư ng, ñ r a c t li u và ñ tr n không ñư c có d u và không ñư c ch a quá 1g/lít clorit như Cl, cũng không ch a quá 1,3h/lít sunphát như SO4 . Ngoài các yêu c u trên, nư c ñ b o dư ng bê tông không ñư c ch a các t p ch t v i lư ng ñ ñ làm m t màu bê tông ho c ăn mũn b m t. 5
1.2.4. Ph gia Hi n nay thư ng dùng ph gia tăng d o, ph gia gi m nư c và làm ch m r n ch c ñ i v i Bê tông xi măng poóc lăng, bê tông ng su t trư c, các k t c u ñúc s n và ng bê tông c t thép. Lư ng ph gia s d ng ph i phù h p v i li u lư ng do nhà s n xu t quy ñ nh, v i s ch p thu n c a ngư i k sư. Lư ng ph gia s d ng ph i trong ph m vi 0,15 t i 0,25% t ng lư ng xi măng cho m t m ñơn v c a bê tông tr n và cho phép gi m hàm lư ng xi măng t i t i ña 10% c a lư ng quy ñ nh v i các yêu c u cư ng ñ nén. Các ph gia hóa ch t, khi s d ng ph i phù h p v i các yêu c u c a AASHTO M194. Không ñư c dùng các hoá ch t ph gia ñ c bi t ñ thay xi măng, các ph gia ch a clorit như Cl quá 1% theo tr ng lư ng không ñư c s d ng trong bê tông ng su t trư c và bê tông c t thép. N u dùng ph gia ñ hút không khí, ñ gi m t l nư c - xi măng, ñ làm ch m ho c làm tăng nhanh th i gian ñông c ng, ho c ñ tăng nhanh s phát tri n cư ng ñ chúng ph i ñư c s d ng v i t l li u lư ng do nhà s n xu t khuy n cáo theo quy ñ nh trong các quy ñ nh ñ c bi t theo ch d n c a ngư i k sư. Li u lư ng các ph gia ph i ñư c cân b ng ñong chính xác cho t ng m bê tông b ng các phương pháp ñư c ch p thu n. Tr khi có quy ñ nh khác ñ i v i ch t hút không khí, các m u ph gia ki n ngh s d ng ph i do Nhà th u n p cho ngư i k sư trư c v ý ñ s d ng và làm th nghi m xác ñ nh s phù h p v i các tính ch t c n có. Các ph gia chưa qua th nghi m không ñư c s d ng. M i lo i ph gia b t kỳ ñ u ph i n ñ nh v tính ch t trong toàn b qúa trình s d ng nó vào công trình. N u th y r ng ch t ph gia cung c p không n ñ nh v tính ch t ph i ng ng ngay vi c s d ng. Ph gia pha ch d ng l ng, ph gia l ng ph i có ñ kh năng ñ ñ m t l n toàn b kh i lư ng c n thi t cho m t m tr n. Ph gia l ng ñư c vào nư c trư c khi ñ vào m t m tr n. N u dùng nhi u hơn m t lo i ph gia l ng, m i lo i ph i ñư c pha ch b ng thi t b riêng ñ chúng không ch u nh hư ng l n nhau. Ch t hút không khí: Ch t hút không khí c n phù h p v i các quy ñ nh c a ASTM C260. Ch t gi m nư c: Khi s d ng các ch t gi m nư c li u lư ng cho phép c a ch t ph gia không vư t quá li u lư ng d n ñ n s co ngót trong bê tông khi khô quá 20% khi ñư c dùng trong bê tông ng su t trư c ñúc s n; 10% khi dùng trong bê tông ng su t trư c ñ t i ch ; 10% khi dùng trong bê tông m t ñư ng không có c t thép. Ch t gi n nư c ph i làm gi m yêu c u v nư c c a bê tông ñó cho t nh t 7% khi d ng v i li u lư ng t i ña mà nhà s n xu t khuy n cáo. Không ñư c dùng ch t làm ch m ñông c ng v i li u lư ng l n các lư ng mà nhà s n xu t khuy n cáo, cũng không nhi u 6
hơn mà li u lư ng ñ ñ t ñư c vi c làm ch m mong mu n. Cư ng ñ c a bê tông ch a ch t ph gia v i lư ng do ngư i k sư ch ñ nh tu i 48 gi và lâu hơn không ñư c nh hơn cư ng ñ c a bê tông tương t không có ch t ph gia. Ph gia không ñư c nh hư ng có h i ñ n hàm lư ng không khí trong bê tông. 1.3. Yêu c u bê tông trong giai ño n ñông c ng 1.3.1. Yêu c u v cư ng ñ nén Yêu c u v cư ng ñ nén là yêu c u quan tr ng và t i thi u ñ i v i bê tông tr ng thái c ng r n. Cư ng ñ bê tông ph thu c vào lư ng nư c, công ngh ch t o bê tông, thành ph n và ch t lư ng thi công bê tông. Khi ch t lư ng bê tông ñư c ch ñ nh b ng cư ng ñ nén, c n xác ñ nh ch t lư ng b ng cách th các m th ñ i v i các v t li u ñó ñư c thi t k chính xác v i các thi t b tr n và các phương th c thi công d ñ nh cho d án. Vi c ñ bê tông có cư ng ñ quy ñ nh không b t ñ u cho t i nhà th u s n xu t m t m th theo thi t k h n h p ñư c s d ng và phù h p v i các yêu c u v cư ng ñ m th . Cư ng ñ bê tông có th xác ñ nh trên m u h nh tr ho c h nh l p phương có kích thư c 15cm. Cư ng ñ nén trung b nh c a ba m u th b t ng ñúc liên ti p, ph i b ng ho c l n hơn cư ng ñ nén quy ñ nh tu i 28 ngày ho c tu i quy ñ nh c th là 3,7,14 ho c 90 ngày không có quá m t trong các m u th có cư ng ñ nh hơn cư ng ñ quy ñ nh và m u th ñó ph i có cư ng ñ ít nh t b ng 90% cư ng ñ quy ñ nh th nghi m theo AASHTO ho c theo tiêu chu n qu c gia. V i m v t li u th yêu c u thi t b tr n, phương th c và kích c c a v t li u ph i gi ng như khi s d ng trên công tr nh. Cư ng ñ bê tông dùng cho công tr nh s ñư c xác ñ nh t các th nghi m trên các m u th . M t th nghi m cư ng ñ ph i g m có cư ng ñ trung b nh t i thi u 3 m u th , ch ñ t v t li u l y t m t kh i duy nh t c a bê tông. Khi m t m u th nào ñó cho th y r vi c l y m u ho c th nghi m kh ng ñúng ñ n, m u th ñó ph i lo i b và th nghi m cư ng ñ ph i l y cư ng ñ c a c c m u cũn l i. Các m u bê tôgn th nghi m ñư c b o dư ng t i ñ a ñi m làm vi c ít nh t trong m t ngày và sau ñó mang ñ n ñi m th khi các m u ñó ñó ñư c b o dư ng theo ñ m tiêu chu n cho t i th i gian th nghi m. Trong các trư ng h p c n thêm s li u có th s d ng phương pháp không phá ho i m u. 1.3.2. Yêu c u v bi n d ng Bê tông c n có mô ñun ñàn h i thích h p và bi n d ng do t bi n và co ngót phù h p v i k t c u. 7
1.4. Yêu c u ñ i v i bê tông tr ng thái ư t Sau khi nhào tr n bê tông tr ng thái ư t c n có d o nh t ñ nh ñ ñ m b o vi c v n chuy n. Bê tông ư t c n ñ m b o ñ ñ ng nh t không phân t ng và phân ly. ð d o, không phân ly và phân t ng là nh ng ch tiêu ch t lư ng chính ñ m b o vi c ñ khuôn, ñ m ch c bê tông d dàng nh t mà v n t o ra ñư c bê tông có ñ ch t c n thi t. Do yêu c u có th s d ng các lo i ph gia ñ ñi u ch nh ñ s t và th i gian gi ñ s t, th i gian r n ch c, ninh k t. ð d o c a bê tông ñư c xác ñ nh b ng côn Abram v i bê tông d o và b ng d ng c ño ñ c ng v i bê tông c ng (ñ s t ≈ 0 cm) v i bê tông c ng, ñ d o bê tông ñư c xác ñ nh b ng th i gian ñ có th ñ m ch c bê tông tính b ng giây. ð d o c a bê tông c ng kho ng 60-120 giây (bê tông siêu c ng ñ m ch c b ng lu ch n ñ ng dùng trong xây d ng ñư ng). Bê tông d o ho c siêu d o thư ng có ñ s t, ñư c th theo côn Abram bi n ñ i t 4- 10cm và 10-20cm. Các lo i bê tông d o và siêu d o thư ng có t l N/X = 0,3 - 0,4 và có s d ng ph gia d o ho c siêu d o, trong trư ng h p ñ c bi t cso th dùng N/X ñ n 0,25. ð s t thư ng t 8-20cm. V i bê tông t ñ m c n xác ñ nh ñ ch y s t (D ≥ 80cm) và th i gian ch y trong d ng c thí nghi m. Yêu c u sau khi tr n xong bê tông ph i có ñ d o phù h p v i yêu c u v ñ d o và ph i gi ñư c ñ d o trong th i gian t 30-60 phút. M c ñ gi m ñ d o trong th i gian trên không nên quá 10%. tr ng thái ư t bê tông c n gi nư c, t c ñ bay hơi ch m ñ tránh gây n t tr ng thái ư t. ð m b o ñư c các yêu c u trên là r t khó khăn và ph i ñư c ki m tra thư ng xuyên trong quá trình ch t o bê tông. ð m b o các yêu c u trên ch c ch n s t o ra bê tông có ch t lư ng cao. 1.5. Yêu c u ñ i v i bê tông tr ng thái m m. Bê tông c n tránh b tác ñ ng cơ h c gây n t. tr ng thái này c n b o dư ng ch t ch ñ phát tri n cư ng ñ , tránh co ngót l n gây n t (do m t nư c). 1.6. Các yêu c u khác Ngoài b n yêu c u trên bê tông ñ c bi t ph i tho mãn các yêu c u ñ c bi t. V i bê tông làm c u, tuỳ theo công ngh có th yêu c u cư ng ñ bê tông ñ m b o tu i 3,7,14,28 ho c 56 ngày. Bê tông cho c u l n thư ng yêu c u có cư ng ñ cao tu i s m (3,7 ngày). Bê tông trong các công trình th y công thư ng yêu c u ñ ch ng th m cao. Bê tông các khu v c n i ghép c u không co ngót ho c n khi r n ch c. Bê tông nh ng k t c u 8
quá nhi u c t thép ho c k t c u có nhi u góc c nh không có kh năng ñ m ch c c n có tính t ñ c l i (g i là bê tông t ñ m). 1.7. Yêu c u v ñi u ki n b o dư ng bê tông Vi c b o dư ng bê tông nh m t o ra môi trư ng ñ bê tông phát tri n cư ng ñ và ph i tuân theo các quy ñ nh riêng. Phương pháp nư c: Bê tông ph i gi liên t c m ư t b ng cách tư i nư c trong m t th i gian t i thi u là 7 ngày sau khi bê tông ñã ñư c ñúc. Có th s d ng bông, gi , th m ho c cát m ph lên làm m t môi trư ng b o dư ng ñ gi m trong th i gian b o dư ng. Khi s d ng bông, gi , th m ho c cát ph lên ñ gi ñ m b ng cách tư i nư c v i m t vòi nư c t o ra m t l p sương ch không thành tia nư c cho t i khi b m t bê tông ñư c ph b ng môi trư ng b o dư ng. ð m v i vòi phun không ñư c ñưa tr c ti p b ng áp l c vào bê tông và không ñư c phép tích t trên b m t bê tông v i kh i lư ng l n ñ t o ra m t dòng ho c tràn trên b m t. Cu i th i kỳ b o dư ng các b m t bê tông ph i làm s ch m i th . Phương pháp màng b o dư ng ch ng th m: B m t bê tông l ra khi hoàn thi n ph i ñư c phun nư c, dùng m t vòi phun mù t o thành m t l p sương ch không ph i thành tia, cho t i khi bê tông ñã ñông c ng, sau ñó ph màng b o dư ng. Màng b o dư ng ph i gi t i ch trong m t th i gian không ít hơn 72 gi . Gi y ch ng nư c ph i gi phù h p v i các yêu c u k thu t c a AASHTO M139. Các t m d o (polietilen) ph i phù h p v i các quy ñ nh c a AASHTO M171. Gi y ch ng th m nư c ho c màng d o ph i làm thành t ng t m có b r ng ñ ñ ph toàn b b m t bê tông. T t c các khe n i c a các t m ph i g n kín v i nhau b ng xi măng sao cho khe n i không th m nư c. Khe n i ph i ph lên nhau ít nh t 10cm. CÂU H I ÔN T P 1. Trình bày v các v t li u thành ph n ñ ch t o bê tông xi măng; 2. Các yêu c u c a bê tông các tr ng thái khác nhau. 9