Tải bản đầy đủ - 0 (trang)
CHƯƠNG 2 THIẾT KẾ CẤP PHỐI BÊ TÔNG TỰ ĐẦM 25 MPA

CHƯƠNG 2 THIẾT KẾ CẤP PHỐI BÊ TÔNG TỰ ĐẦM 25 MPA

Tải bản đầy đủ - 0trang

22

lượng lớn và được sử dụng nhiều trong khu vực, môđun độ lớn khoảng 2.2 - 3.3.

Mẫu thể hiện như hình 2.1.



Hình 2.1. Cát vàng loại hạt thơ

2.1.3. Cốt liệu lớn (đá dăm)

Cốt liệu lớn có thể sử dụng là sỏi hoặc đá dăm. Sỏi là cốt liệu cần ít nước,

tốn xi măng, dễ đầm, dễ đổ nhưng lực dính bám với vữa xi măng nhỏ nên cường độ

bê tông sỏi thấp hơn bê tơng đá dăm. Do đó trong xây dựng các kết cấu cơng trình

thường sử dụng cốt liệu lớn là đá dăm. Cốt liệu lớn thường có kích thước: 5 ÷ 70

mm [2], và từ 2,36 ÷ 63 mm (theo ASTM).

Chất lượng cốt liệu lớn được đặc trưng bằng các yếu tố: cường độ, thành

phần hạt và độ lớn, lượng tạp chất... Cường độ của đá dăm được xác định thơng qua

nén mẫu đá gốc, còn sỏi được xác định thơng qua thí nghiệm nén trong xi lanh bằng

thép và được gọi là nén giập trong trạng thái bão hòa nước.

Chất lượng của đá dăm ảnh hưởng rất lớn đến chất lượng của bê tơng, do đó

phải chọn loại đá dăm có tính chất phù hợp với yêu cầu kỹ thuật theo TCVN 75702006 quy định. Chúng tôi đề xuất sử dụng đá dăm tại mỏ Ga Lơi với 02 cấp phối hạt

là 0,5×1 cm và 1×1,5 cm.

2.1.4. Bột đá vôi

Trước những năm 1980, bột đá vôi thường được coi như một phụ gia trơ. Tuy

nhiên những nghiên cứu gần đây cho thấy canxi hydroxit (Ca(OH) 2) sẽ kết tủa trong

q trình thủy hóa của xi măng do sự tương tác C 3S và CaCO3, dẫn đến sự thay đổi

tỷ lệ Ca/Si của gel C-S-H ảnh hưởng đến các tính chất cơ lý của xi măng như sự hòa

tan. Tác dụng lấp đầy và cấu tạo hạt. Ảnh hưởng của phụ gia vơi còn làm thay đổi

kích thước lỗ xốp ban đầu của hỗn hợp vữa và dẫn đến giảm yêu cầu nước để duy



23

trì sự ổn định trong q trình đơng kết. Xi măng – vơi thể hiện những đặc tính tốt

như có cường độ kháng nén cao và yêu cầu lượng nước ít hơn.

Để giảm bớt tiêu tốn năng lượng, giảm lượng khí CO 2 thoát ra cần sử dụng các

loại phụ gia khoáng trong sản xuất xi măng như xỉ lò cao puzolan, tro bay và bột đá

vơi, trong đó việc sử dụng phụ gia bột đá vôi vừa mang lại hiệu quả kinh tế, vừa

giảm thiểu ô nhiễm môi trường đang được nhiều nước áp dụng.



Hình 2.2. Phụ gia khống – bột đá vôi

Từ năm 1983, Tiêu chuẩn của Canada đã cho phép phụ gia 5% đá vôi cho các

loại xi măng portland và cũng là khuynh hướng chung của các nước Mỹ La tinh như

Argentina, Brazil, Mexico. Viện tiêu chuẩn hóa và Nghiên cứu Công nghệ Iran

(2005) đã cho phép đưa từ 6-20% bột đá vôi vào xi măng. Tiêu chuẩn Quốc tế

ASTM (C150-04) cho phép đưa 5% đá vôi, đồng thời quy định rõ hàm lượng

CaCO3 được tính theo hàm lượng CaO tối thiểu phải chiếm 70% khối lượng.

Bảng 2.1. Tiêu chuẩn ASTM C150-04 cho phụ gia đá vơi

TT



Tính chất



Giá trị cho phép



1



Hàm lượng CaCO3 (%)



2



Tổng cacbon hữu cơ TOC (%)



3



Hấp thụ

(g/100g)



4



Độ ẩm (%)



5



Độ mịn Blain (m2/kg)



methylen



92 - 97,8



MBA



0,01 - 0,05

0 - 0,07

0 - 0,37

250 - 800



24



6



Khối lượng riêng (g/cm3)



2,6 - 2,75



Đề tài đã sử dụng bột đá vôi tại nhà máy xi măng Long Thọ, Hương Trà, Thừa

Thiên Huế. Giá trị kỹ thuật theo thông số mô tả của nhà sản xuất như sau:

Bảng 2.2. Thông số kỹ thuật của bột đá vơi Long Thọ - Huế

TT



Tính chất



Giá trị



1



Hàm lượng CaCO3 (%)



95



2



Kích thước hạt (µm)



3 - 33



3



Hàm lượng SiO2 (max) (%)



0,15



4



Hàm lượng MgO (max) (%)



0,3



5



Hàm lượng Fe2O3 (max) (%)



0,03



6



Hàm lượng Al2O3 (max) (%)



0,04



7



Độ ẩm (max) (%)



0,03



8



Độ pH



8-10



Các chỉ tiêu kỹ thuật của bột đá vôi đều phù hợp với tiêu chuẩn TCVN 68822001, như vậy bột đá vôi đủ điều kiện để làm phụ gia đầy cho BTTĐ.

2.1.5. Phụ gia siêu dẻo

Do khả năng tương thích với tất cả các loại xi măng Portland nên chúng tôi

chọn loại phụ gia giảm nước Sika Viscocrete HE-10AT [7]. Đây là chất siêu hố

dẻo cơng nghệ cao gốc polyme.

Sika Viscocrete HE-10AT có khả năng giảm nước cực cao, tạo độ chảy lỏng

tốt trong khi vẫn giữ độ cố kết tối ưu cho hỗn hợp, được dùng cho các loại bê tông

sau:

- Bê tông cường độ cao/bê tông chất lượng cao;

- Bê tông với khả năng giảm nước cực cao.

- Bê tông tự đầm.

Sika Viscocrete HE-10AT khơng có chứa cả clorua lẫn các chất gây ăn mòn

khác nên có thể sử dụng khơng hạn chế cho các kết cấu bê tông cốt thép và bê tơng

đúc sẵn.



25

Liều lượng điển hình theo khuyến cáo của nhà sản xuất:

- Bê tông độ sụt cao: 0.5 – 0.8 lít/100 kg xi măng.

- Bê tơng tự đầm : 0.9 – 1.8 lít/100 kg xi măng.

2.2. Thí nghiệm các chỉ tiêu cơ lý vật liệu chế tạo hỗn hợp bêtông tự đầm

Vật liệu được tập kết từ các mỏ đã chọn lựa, tiến hành thí nghiệm chỉ tiêu cơ

lý và cho ra kết quả tại Trung tâm Thí nghiệm & kiểm định Xây dựng LAS-XD

1216 [2,3].

2.2.1. Cốt liệu nhỏ (cát)

Tiến hành lấy mẫu cát tại khu vực cầu An Lỗ, Phong Điền, Thừa Thiên Huế

và thí nghiệm các chỉ tiêu cơ lý vật liệu kết quả được trình bày ở các Bảng 2.3, Biểu

đồ 2.1 và Bảng 2.4.

Bảng 2.3. Kết quả thí nghiệm thành phần hạt của cát



Kích thước

(mm)



Khối lượng

trên sàng (g)



ai (%)



Ai (%)



TCVN 7570:

2006



2.5



203



4.94



4.94



0 - 20



1.25



876



21.32



26.26



15- 45



0.63



908



22.10



48.36



35 - 70



0.315



1231



29.96



78.32



65 - 90



0.14



779



18.96



97.27



90 - 100



<0.14



112



2.73



-



≤10



26



Biểu đồ 2.1. Biểu đồ thành phần hạt của cát

Bảng 2.4. Kết quả thí nghiệm các chỉ tiêu cơ lý của cát

Chỉ tiêu thí nghiệm



Đơn vị



Kết quả



Tiêu chuẩn thí nghiệm



Khối lượng riêng



g/cm3



2,66



TCVN 7572-4:2006



Khối lượng thể tích xốp



g/cm3



1,48



TCVN 7572-6:2006



Độ lỗ hỗng



%



44,4



TCVN 7572-6:2006



Hàm lượng bụi bùn sét



%



0,58



TCVN 7572-8:2006



Hàm lượng hạt > 5 mm



%



0



TCVN 7572-2:2006



Hàm lượng hạt < 0,14 mm



%



4,6



TCVN 7572-2:2006



Modul độ lớn



%



2,55



TCVN 7572-2:2006



Độ hút nước



%



5,88



TCVN 7572-4:2006



Như vậy, cát dùng để chế tạo bê tơng có các chỉ tiêu kỹ thuật hoàn toàn đạt

yêu cầu theo TCVN 7570 - 2006.

2.2.2. Cốt liệu thô - đá dăm cấp phối (0,5x1) cm và (1x1,5) cm

Đá được lấy tại mỏ đá Ga Lơi, Thừa Thiên Huế và kết quả thí nghiệm các chỉ

tiêu cơ lý kết quả được trình bày ở các Bảng 2.5, Bảng 2.6 và Bảng 2.7.



Bảng 2.5. Kết quả thí nghiệm thành phần hạt của đá (0,5x1) cm



27



Kích thước

sàng (mm)



Khối lượng

mẫu trên sàng

(g)



Lượng sót

riêng biệt (%)



Lượng sót tích

lũy (%)



TCVN 75702006



20



0



0,00



0,00



0



10



80



2,82



2,82



0 -10



5



2565



90,48



93,30



90 - 100



2,5



190



6,7



100



-



Bảng 2.6. Kết quả thí nghiệm thành phần hạt của đá (1x1.5) cm

Kích thước

mắt sàng

(mm)



Khối lượng

trên sàng

(g)



Lượng sót

riêng

(%)



Lượng sót tích

luỹ (%)



TCVN 7570:

2006



40



0



0.00



0.00



0.00



20



2187



5.8



5.8



0-10



10



17988



47.4



53.1



40-70



5



17650



46.5



99.6



90-100



<5



154



0.4



-



-



Bảng 2.7. Kết quả thí nghiệm các chỉ tiêu cơ lý của đá Ga Lôi

Chỉ tiêu thí nghiệm



Đơn vị



Kết quả



Tiêu chuẩn thí nghiệm



Khối lượng riêng



g/cm3



2,72



TCVN 7572-4:2006



Khối lượng thể tích xốp



g/cm3



1,304



TCVN 7572-6:2006



Độ lỗ hỗng



%



52,06



TCVN 7572-6:2006



Hàm lượng bụi bùn sét



%



0,11



TCVN 7572-8:2006



Độ nén dập bão hòa nước

trong xilanh



%



12,86



TCVN 7572-11:2006



Độ hao mòn Los Angeles



%



24,5



TCVN 7572-12:2006



28



Hàm lượng hạt thoi dẹt



%



10,02



TCVN 7572-13:2006



Độ hút nước



%



6,37



TCVN 7572-4:2006



Như vậy, đá dăm dùng để chế tạo bê tơng có các chỉ tiêu kỹ thuật hồn tồn

đạt yêu cầu theo TCVN 7570 - 2006.

2.2.3. Thí nghiệm các chỉ tiêu cơ lý của xi măng

Thí nghiệm các chỉ tiêu cơ lý của xi măng được trình bày ở Bảng 2.8

Bảng 2.8. Kết quả thí nghiệm các chỉ tiêu cơ lý của xi măng Kim Đỉnh PC30

STT



Chỉ tiêu thí nghiệm



Đơn vị



Kết quả



Tiêu chuẩn áp dụng



1



Khối lượng riêng



g/cm3



3,06



TCVN 4030-2003



2



Khối lượng thể tích



g/cm3



1,10



TCVN 4030-2003



3



Phần còn lại trên sàng

0.09 mm



%



6,87



TCVN 4030-2003



4



Lượng

chuẩn



%



27,93



TCVN 6017-1995



5



Thời gian đông kết



phút



78



TCVN 6017-1995



6



Cường độ nén



nước



tiêu



N/mm2



TCVN 6016-1995



- 3 ngày



16,9



- 28 ngày



33,8



Như vậy loại xi măng Kim Đỉnh PC30 này hoàn toàn phù hợp yêu cầu kỹ

thuật quy định tại TCVN 2682-2009.

2.3. Thiết kế thành phần bêtơng tự đầm (SCC)

Thiết

u

cầuthi

cần

thiết

Để kiểm

tralập

tính

khả

của

việc chế tạo một cấp phối bêtông tự đầm 25 MPa

theo yêu cầu, trên cơ sở những vật liệu đã chọn tiến hành thiết kế 04 thành phần cấp

phối BTTĐ 25MPa

[7] chọn

theo vật

sự liệu

thay đổi thành phần cốt liệu và phụ gia. Minh họa

Tiến hành

bằng biểu đồ thiết kế 3.2.

Thiết kế và điều chỉnh

thành phần cấp phối



Thí nghiệm và điều chỉnh

cấp phối phù hợp

Đạt

Xác lập công thức bê tông



Thay thế vật liệu đầu vào



Không đạt



29



Biểu đồ 2.2. Thiết kế bê tông tự đầm theo khuyến cáo EFNARC

Các đặc tính cơng tác của hỗn hợp bê tông tươi như Bảng 2.9

Bảng 2.9. Đặc tính cơng tác của BTTĐ 25MPa thử nghiệm

Phương

pháp thiết

kế



fc’

(MPa)



Mác chống

thấm W

(daN/cm2)



Độ chảy xòe

bằng cơn

Abram (mm)



Thời gian chảy

xòe T50 (giây)



Khả năng chảy

vượt – J Ring

test (mm)



EFNARC



25



6



650 ÷ 800



3÷7



0 ÷ 10



Sau khi thiết kế, trộn thử rồi điều chỉnh thành phần cấp phối để hỗn hợp bê

tơng đạt các tính chất kỹ thuật đề ra. Nếu thoả mãn thì tiến hành đúc mẫu và kiểm

tra cường độ giống với bê tông thường. Tất cả các thí nghiệm này đều được thực

hiện tại Trung tâm Thí nghiệm & kiểm định Xây dựng LAS-XD 1216, Trường Cao

đẳng Giao thơng Huế.



a.



b.



Hình 2.3 a,b. Dụng cụ xác định độ chảy xòe và T50 của SCC



30



a.



b.



Hình 2.4 a,b. Dụng cụ và thí nghiệm xác định khả năng chảy vượt rào thép J-Ring

Thành phần vật liệu cho 04 cấp phối: CP1, CP2, CP3, CP4 được mô tả như

các Bảng 2.10 đến 2.13.

Bảng 2.10. Thành phần vật liệu cho 1m3 SCC 25 MPa (CP1)



Vật liệu



Đá

0,5×1



Cát



XM

Kim

Đỉnh

PC30



Bột đá

vơi

siêu

mịn



Viscocrete

HE-10AT



Nước



Tổng



Khối lượng (kg)



805



894



413



41



4.13



190



2343



Thể tích (m3)



0.304



0.338



0.133



0.015



0.004



0.190



0.984



Bảng 2.11. Thành phần vật liệu cho 1m3 SCC 25 MPa (CP2)



Đá

0,5×1



Vật liệu



Cát



XM Kim

Đỉnh PC30



Viscocrete

HE-10AT



Nước



Tổng



(100%)

Khối lượng (kg)



805



935



413



4.13



190



2343



Thể tích (m3)



0.304



0.353



0.133



0.004



0.190



0.984



Bảng 2.12. Thành phần vật liệu cho 1m3 SCC 25 MPa (CP3)



31



Đá

Cát



XM

Kim

Đỉnh

PC30



Viscocrete

HE-10AT



Nước



Tổng



319



845



413



4,13



195



2335



0.120



0.319



0.133



0.004



0.195



0.984



Đá

0,5×1



1×1,5



(70%)



(30%)



Khối lượng

(kg)



564



Thể tích (m3)



0.213



Vật liệu



Bảng 2.13. Thành phần vật liệu cho 1m3 SCC 25 MPa (CP4)

Đá

Cát



XM

Kim

Đỉnh

PC30



Viscocrete

HE-10AT



Nước



Tổng



531



793



413



4,13



195



2335



0.200



0.299



0.133



0.004



0.195



0.983



Đá

0,5×1



1×1,5



(50%)



(50%)



Khối lượng

(kg)



403



Thể tích (m3)



0.152



Vật liệu



2.4. Kết quả thí nghiệm các cấp phối hỗn hợp bê tơng tự đầm

2.4.1. Thí nghiệm kiểm chứng khả năng tự đầm

Để kiểm chứng khả năng lấp đầy, khả năng di chuyển đặc trưng cho tính tự

đầm của bê tơng, chúng tơi đã kết hợp 03 thí nghiệm theo khuyến cáo của EFNARC

[7]. Tên và kết quả thực hiện các thí nghiệm thể hiện ở bảng 2.14.

Bảng 2.14. Kết quả thí nghiệm kiểm chứng tính tự đầm

Giá trị đo

CP1



CP2



CP3



CP4



Giá trị

tiêu

chuẩn



mm



680



660



670



650



650÷800



Khả năng chảy vượt vòng

rào chắn (J-ring)



mm



5



6



8



13



< 10



Thời gian chảy qua đường

kính 50 cm (T50)



giây



3



5



7



8



2÷5



STT



Chỉ tiêu thí nghiệm



Đơn vị



1



Độ chảy xòe bằng côn

Abram



2

3



32

2.4.2. Cường độ nén trên mẫu thử

Tiến hành đúc mẫu kiểm tra cường độ chịu nén R n vào các tuổi 7 ngày, 28

ngày theo phương pháp nén mẫu phá hoại quy định tại TCVN 3118-1993 [5]. Kết

quả kiểm tra cường độ chịu nén R n của 04 cấp phối mơ tả như Bảng 2.15 và hình

2.5, 2.6.



a.



b.



Hình 2.5 a,b. Trộn các cấp phối bê tơng thực tế



a.



b.



c.



Hình 2.6 a,b,c. Đúc mẫu và thử cường độ nén Rn

Bảng 2.15. Cường độ chịu nén của 04 cấp phối SCC 25MPa

Cường độ nén



Cường độ nén



7 ngày



28 ngày



Cấp phối bê tông tự đầm

Rn

(MPa)



% giá trị

so với

yêu cầu



Rn

(MPa)



% giá trị

so với

yêu cầu



CP1 (đá 0.5 × 1 – Bột đá vôi siêu mịn)



19.65



78.6



29.40



117.6



CP2 (đá 0.5 × 1 – 100%)



19.20



76.8



26.70



106.8



CP3 (30% đá 1×1.5 + 70% đá 0.5×1)



17.80



71.2



21.60



86.4



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

CHƯƠNG 2 THIẾT KẾ CẤP PHỐI BÊ TÔNG TỰ ĐẦM 25 MPA

Tải bản đầy đủ ngay(0 tr)

×