Vật liệu xây dựng - Chương 5: Bê tông dùng CKDVC

CHƯƠNG 1: TÍNH CHẤT CƠ LÝ CỦA VLXDCHƯƠNG 2: VẬT LIỆU ĐÁ THIÊN NHIÊNCHƯƠNG 3: VẬT LIỆU GỐM XÂY DỰNGCHƯƠNG 4: CHẤT KẾT DÍNH VƠ CƠCHƯƠNG 5: BÊ TƠNG DÙNG CKDVCCHƯƠNG 6: VỮA XÂY DỰNGCHƯƠNG 7: CHẤT KẾT DÍNH HỮU CƠCHƯƠNG 8: VẬT LIỆU GỖNỘI DUNG MƠN HỌCCHƯƠNG 5: BÊ TƠNGI. KHÁI NIỆMII. PHÂN LOẠIIII. BÊ TƠNG NẶNGIV. TÍNH TỐN HỖN HỢP BÊ TƠNGV. THI CƠNG BÊ TƠNGVI. BẢO DƯỠNG & HỒN THIỆNBêtông - đá nhân tạoCốt liệu lớn: đá dăm, sỏi  bộ khung chịu lựcCốt liệu nhỏ: cát  tăng độ đặc chắc, chống co ngótI. KHÁI NIỆMChất kết dính: xi măng, thạch cao, vôi,Nước: nhào trộn, phản ứng hoá học Phụ gia: (nếu cần) cải thiện các tính chất của hỗn hợp BT và BTHỗn hợp nhào trộn đồng nhất  bêtông tươi (chưa bắt đầu ninh kết)Hỗn hợp được lèn chặt và đóng rắn  bêtôngRANGE IN PROPORTIONSBêtông: VLXD quan trọng, sử dụng rộng rãi trong XD cơ bản Ưu điểm: + Cường độ chịu nén cao, Rn = (10100)MPa + Bền vững và ổn định đối với mưa nắng, nhiệt độ và độ ẩm + Giá thành rẻ vì sử dụng nguyên liệu địa phương  90% + Bêtông + cốt thép  bêtông cốt thép + Công nghệ sản xuất cấu kiện BT: cơ giới hóa, tự động hóa  tăng năng suất + Có thể chế tạo được những loại BT có cường độ, hình dạng và tính chất khác nhau trên cùng hệ nguyên liệu Nhược điểm: +Khối lượng thể tích lớn, nặng (2.22.5) T/m3 + Cường độ chịu kéo thấp Rk = (1/101/15)RnI. KHÁI NIỆMII. PHÂN LOẠI1. Theo khối lượng thể tích go - BT đặc biệt nặng: go>2500(kg/m3) - BT nặng: go=1800÷2500(kg/m3) - BT nhẹ: go=500÷1800(kg/m3) - BT đặc biệt nhẹ: go2500(kg/m3)Chế tạo từ các cốt liệu nặng – thoi sắt hoặc vảy cán sắt và các loại đá chứa quặngCó thể ngăn được các tia X và g (cản xạ) - BT nặng: go=1800÷2500(kg/m3)Trong XD, BT nặng có  =2100-2300 kg/m3, sử dụng cốt liệu đặc chắc từ đá (granit, đá vôi, điabaz)II. PHÂN LOẠI1. Theo khối lượng thể tích go - BT nhẹ: go=500÷1800(kg/m3)BT nhẹ chế tạo từ cốt liệu rỗng (keramdit, agloporit, xỉ phồng nở, pemza )BT nhẹ dùng để giảm nhẹ khối lượng của kết cấu xây dựng - BT đặc biệt nhẹ: go50% : cát hạt lớn 2,0  Mdl  2,5 35 RđáXM  RCL  Rb - Mác đá dăm từ đá thiên nhiên y/c cao hơn mác BT như sau: + RCL > 1.5Rb với Rb 2.0Rb với Rb  30MPa - Cường độ đá dăm: xác định bằng TN nén mẫu có kích thước tiêu chuẩn gia công từ đá gốc sản xuất ra đá dăm đó, hoặc đánh giá qua chỉ tiêu thí nghiệm về độ ép vỡ (Ev) Hình dáng hạt: hình dạng dài và dẹt ảnh hưởng không có lợi tới cường độ BT  hàm lượng cường độ BT dẻo - HH BT chảy: lượng nước nhào trộn lớn, cốt liệu nhỏ, có khả năng tự lèn chặt dưới tác dụng của trọng lượng bản thânIII. BÊ TƠNG NẶNG2. HỖN HỢP BT c. Cách xác định độ dẻo, độ cứng của HH BT - Độ dẻo (độ sụt, độ lưu động): xác định bằng côn Abrams - Độ cứng: xác định bằng nhớt kế kỹ thuật (nhớt kế Vebe) - Độ sụt: độ tự hạ thấp của khối BT tươi, được tạo hình trong cơn tiêu chuẩn, sau khi nhấc cơn ra khỏi BT tươiMức độ lưu độngĐộ sụt (cm)Sai số (cm)Ít dẻoDẻo Rất dẻoLỏng 1-4 5-9 10-15 >16 ±2 ±2 ±3 ±3 III. BÊ TƠNG NẶNG2. HỖN HỢP BT Kiểm tra độ sụt của bê tông tươiTCVN 3106 : 1993Nhớt kế Vebe dùng xác định độ cứng bê tông tươiTCVN 3107 : 1993Lựa chọn tính dẻo cho HHBT Bảng 5.13III. BÊ TƠNG NẶNG2. HỖN HỢP BT d. Các yếu tố ảnh hưởng đến tính dẻo của HH BT - Lượng nước nhào trộn - Loại, hàm lượng xi măng - Hàm lượng, tính chất cốt liệu - Loại, hàm lượng phụ gia tăng dẻo - Phương pháp lèn chặtIII. BÊ TƠNG NẶNG3. CÁC TÍNH CHẤT CỦA BÊTÔNG a. Tính co nở thể tích của bêtông khi đóng rắnTrong quá trình đóng rắn, BT XM phát sinh biến dạïng thể tích: BT co lại trong không khí và nở ra trong nước b. Cường độ bêtông- Cấp độ bền / Mác BT: TCVN 356 : 2005Cường độ chịu nén giới hạn của ít nhất 3 mẫu BT 15x15x15cmĐược chế tạo và dưỡng hộ sau 28 ngày trong điều kiện tiêu chuẩn (272oC, độ ẩm  90%)39Cường độ tiêu chuẩn của BT Rbn, Rbtn và cường độ tính tốn của BT khi tính theo TTGH II Rb,ser, Rbt,ser, MPaIII. BÊ TƠNG NẶNGCường độ tiêu chuẩn của BT Rbn, Rbtn và cường độ tính tốn của BT khi tính theo TTGH II Rb,ser, Rbt,ser, MPaIII. BÊ TƠNG NẶNG41Cường độ tính tốn của BT Rb, Rbt khi tính theo TTGH I, MPaIII. BÊ TƠNG NẶNGCường độ tính tốn của BT Rb, Rbt khi tính theo TTGH I, MPaIII. BÊ TƠNG NẶNGIII. BÊ TƠNG NẶNG3. CÁC TÍNH CHẤT CỦA BÊTÔNG b. Cường độ bêtôngXác định cường độ chịu nén của BTIII. BÊ TƠNG NẶNGIII. BÊ TƠNG NẶNGCường độ bê tông phát triển theo thời gianIII. BÊ TƠNG NẶNG3. CÁC TÍNH CHẤT CỦA BÊTÔNG c. Các yếu tố ảnh hưởng đến cường độ bêtông - Cường độ đá XM - Tỉ lệ N/X - PP gia công chấn động (lèn chặt), PP tạo hình - Phụ gia - Cốt liệu - Chế độ bão dưỡngIII. BÊ TƠNG NẶNG3. CÁC TÍNH CHẤT CỦA BÊTÔNG c. Các yếu tố ảnh hưởng đến cường độ bêtông - Cường độ đá XMRđá X = f (RX , N/X ) Mác ximăng cao  cường độ đá ximăng tăng  cường độ bêtông cũng tăng và ngược lạiN/X hợp lý  đá X có độ rỗng bé nhất  cường độ BT caoN/X quá nhỏ  không đủ nước để X thuỷ hoá hoàn toàn nên cường độ đá X giảmN/X quá cao  nước tự do còn tồn tại nhiều khi bay hơi sẽ để lại nhiều lỗ rỗng trong đá X  RX giảm  RBT cũng giảmIII. BÊ TƠNG NẶNG3. CÁC TÍNH CHẤT CỦA BÊTÔNG c. Các yếu tố ảnh hưởng đến cường độ bêtông - Tỉ lệ N/XN.M.Beliaev: Bolomey-Kramtaev:III. BÊ TƠNG NẶNG3. CÁC TÍNH CHẤT CỦA BÊTÔNG c. Các yếu tố ảnh hưởng đến cường độ bêtông - PP gia công chấn động (lèn chặt), PP tạo hìnhIII. BÊ TƠNG NẶNG3. CÁC TÍNH CHẤT CỦA BÊTÔNG c. Các yếu tố ảnh hưởng đến cường độ bêtông - Phụ giaPhụ gia tăng dẻo: tăng tính dẻo cho HHBT  giảm bớt lượng nước nhào trộn  cường độ của bêtông sẽ tăng lên đáng kểPhụ gia ninh kết nhanh: đẩy nhanh quá trình thuỷ hóa của ximăng  tăng nhanh sự phát triển cường độ bêtôngIII. BÊ TƠNG NẶNG3. CÁC TÍNH CHẤT CỦA BÊTÔNG c. Các yếu tố ảnh hưởng đến cường độ bêtông - Cốt liệuHồ ximăng lấp đầy lỗ rỗng giữa các hạt cốt liệu và đẩy chúng ra xa nhau với cự ly bằng 2 ÷ 3 lần đường kính hạt ximăng  nên cường độ của bêtông kháLượng hồ ximăng lớn  cốt liệu bị đẩy ra xa nhau hơn đến mức hầu như không có tác dụng tương hỗ với nhauIII. BÊ TƠNG NẶNG3. CÁC TÍNH CHẤT CỦA BÊTÔNG c. Các yếu tố ảnh hưởng đến cường độ bêtông - Cốt liệuBề mặt cốt liệu nhám, sạch  cường độ dính kết với vữa ximăng sẽ tăng  cường độ bêtông tăngBề mặt cốt liệu trơn, bẩn  cường độ dính kết sẽ giảm  cường độ BT giảmĐường kính CLN tăng  lớp hồ ximăng bao bọc sẽ dày  tăng khả năng dính kết cao  cường độ BT cũng tăngLượng cốt liệu đặc chắc tăng  cường độ BT tăng và ngược lạiIII. BÊ TƠNG NẶNG3. CÁC TÍNH CHẤT CỦA BÊTÔNG c. Các yếu tố ảnh hưởng đến cường độ bêtông - Chế độ bão dưỡngĐiều kiện môi trường nhiệt độ, độ ẩm cao: sự tăng cường độ có thể kéo dài trong nhiều nămĐiều kiện khô hanh hoặc nhiệt độ thấp: sự tăng cường độ trong thời gian sau này là không đáng kểDưỡng hộ bêtông trong điều kiện nhiệt ẩm: cường độ bêtông tăng rất nhanh trong thời gian vài ngày đầu III. BÊ TƠNG NẶNG3. CÁC TÍNH CHẤT CỦA BÊTÔNG c. Các yếu tố ảnh hưởng đến cường độ bêtông - Chế độ bão dưỡngIII. BÊ TƠNG NẶNGBuồng dưỡng hộ mẫuIII. BÊ TƠNG NẶNGBảo dưỡng bê tôngIV. TÍNH TỐN HỖN HỢP BÊ TƠNG1. KHÁI NIỆMThiết kế cấp phối BT: xác định tỷ lệ phối hợp các thành phần nguyên VL  BT đạt y/c về kinh tế và kỹ thuật a. Liều lượng nguyên VL cho 1m3 BT b. Tỷ lệ Biểu diễn bằng tỷ lệ theo khối lượng hay thể tích:IV. TÍNH TỐN HỖN HỢP BÊ TƠNG2. CÁC ĐIỀU KIỆN CẦN THIẾT - Mác bêtông yêu cầu RB (MPa) - Độ dẻo yêu cầu SNyc (cm) - Điều kiện làm việc của công trình: môi trường nước, khô, xâm thực hay không xâm thực, có yêu cầu chống thấm hay không - Điều kiện thi công: tay hay máy, nắng hay mưa, - Các tính chất nguyên vật liệu: + Mác và chủng loại ximăng + Loại cát, đá dăm hay sỏi + Chỉ tiêu cơ lý của XM, cát, đá dăm: ax, ac, ađ, ođ, oc, ox + Phụ gia sử dụngIV. TÍNH TỐN HỖN HỢP BÊ TƠNG3. CÁC PHƯƠNG PHÁP THIẾT KẾ MỘT CP BT a. PP tra bảng b. Phương pháp thực nghiệm hoàn toàn c. Phương pháp tính toán kết hợp với thực nghiệm Công thức thiết kế cấp phối bê tông:- Công thức Bolomey-Kramtaev:- Công thức Abrams: - Công thức Beliaev: - Công thức Bolomey: ĐIỀU KIỆN BAN ĐẦUTÍNH TỐN, LỰA CHỌN THÀNH PHẦN ĐỊNH HƯỚNGKIỂM TRA BẰNG THỰC NGHIỆMLỰA CHỌN THÀNH PHẦN CHÍCH THỨCCHUYỂN THÀNH PHẦN CHÍNH THỨC SANG THÀNH PHẦN BÊTƠNG HIỆN TRƯỜNGTÍNH LƯỢNG VẬT LIỆU CHO MỘT MẺ TRỘN BẰNG MÁYĐẠTCHƯA ĐẠTHiỆU CHỈNH, TÍNH TỐN LẠIIV. TÍNH TỐN HỖN HỢP BÊ TƠNG Phương pháp thể tích tuyệt đối của Bolomey và Kramtaier:Bước 1: Lựa chọn thành phần định hướngLựa chọn tính dẻo (độ sụt, độ cứng) cho hỗn hợp bêtông Xác định lượng nước nhào trộn (N) Xác định tỷ lệ ximăng - nước (X/N)Lượng ximăng yêu cầu (X)Xác định lượng cốt liệu lớn (Đ) và nhỏ (C)IV. TÍNH TỐN HỖN HỢP BÊ TƠNG Phương pháp thể tích tuyệt đối của Bolomey và Kramtaier:Bước 1: Lựa chọn thành phần định hướngLựa chọn tính dẻo (độ sụt, độ cứng) cho hỗn hợp bêtông Xác định lượng nước nhào trộn (N) Xác định tỷ lệ ximăng - nước (X/N)Lượng ximăng yêu cầu (X)Xác định lượng cốt liệu lớn (Đ) và nhỏ (C)Tra bảngĐặc điểm kết cấu cơng trìnhPhương pháp thi cơngIV. TÍNH TỐN HỖN HỢP BÊ TƠNGDạng kết cấuĐộ sụt (cm)Tối đaTối thiểuMóng và tường móng bê tông cốt thép9  103  4Móng bê tông, giếng chìm, tường phần ngầm9  103  4Dầm, tường bê tông cốt thép11  123  4Cột11  123  4Đường, nền, sàn9  103  4VD: Bê tơng dùng cho kết cấu dầm => Chọn độ sụt SN = ?IV. TÍNH TỐN HỖN HỢP BÊ TƠNGLoại kết cấu Phương pháp thi cơng Cơ giới Thủ cơng SN, cm ĐC, giây SN, cm - Bêtơng nền - mĩng cơng trình1 ÷ 225 ÷ 352 ÷ 3- Bêtơng khối lớn ít hay khơng cĩ cốt thép2 ÷ 415 ÷ 253 ÷ 6- Bản, dầm, cột, lanh tơ, ơ văng ...4 ÷ 612 ÷ 156 ÷ 8- Bêtơng cĩ hàm lượng cốt thép trung bình6 ÷ 810 ÷ 128 ÷ 12- Bêtơng cĩ hàm lượng cốt thép dày8 ÷ 125 ÷ 1012 ÷ 15- Bêtơng đổ trong nước12 ÷ 18 3 lượng nước giảm đi 5 lít IV. TÍNH TỐN HỖN HỢP BÊ TƠNG Phương pháp thể tích tuyệt đối của Bolomey và Kramtaier:Bước 1: Lựa chọn thành phần định hướngLựa chọn tính dẻo (độ sụt, độ cứng) cho hỗn hợp bêtông Xác định lượng nước nhào trộn (N) Xác định tỷ lệ ximăng - nước (X/N)Lượng ximăng yêu cầu (X)Xác định lượng cốt liệu lớn (Đ) và nhỏ (C) Khi 1.4 2.5 Chất lượng vật liệuChỉ tiêu đánh giáHệ số A, A1 ứng với xi măng thử cường độ theoTCVN 6016 -1995 TCVN 4032 1985 (PP vữa dẻo)(PP nhanh)AA1AA1AA1Tốt -Xi măng hoạt tính cao, khơng trộn phụ gia thuỷ -Đá sạch, đặc chắc cường độ, cao cấp phối hạt tốt -Cát sạch, Mđl = 2.4 - 2.70.540.340.60.380.470.3Trung bình -Xi măng hoạt tính trung bình, Pooc lăng hỗn hợp, chứa 10 - 15% phụ gia thuỷ -Đá chất lượng phù hợp với TCVN 1771 : 1987. -Cát chất lượng phù hợp với TCVN1771:1986, Mđl=2.0-3.40.50.320.550.350.430.27Kém -Xi măng hoạt tính thấp, Pooc lăng hỗn hợp, chứa trên 15% phụ gia thuỷ  -Đá cĩ 1 chỉ tiêu chưa phù vĩi TCVN 1772 : 1987 -Cát mịn, Mđl SNycSNtt=SNycSNtt độ cứng yêu cầu)  tăng thêm N và X sao cho tỷ lệ X/N không thay đổi cho tới khi BT đạt tính dẻo theo yêu cầuĐể tăng một cấp độ sụt khoảng 2÷3cm cần thêm 5 lít nướcNếu độ sụt thực tế > độ sụt yêu cầu (hay độ cứng thực tế 1,15RycRtt =1÷1,15RycRtt 1,15 Ryc  tính lại hoặc giảm bớt X để đảm bảo tính kinh tếĐể thuận tiện, đúc thêm 2 tổ mẫu với lượng X tăng và giảm 10%  lập đồ thị  xác định X/N  tính các thành phần khácIV. TÍNH TỐN HỖN HỢP BÊ TƠNG Phương pháp thể tích tuyệt đối của Bolomey và Kramtaier:Bước 3: Lựa chọn thành phần chính thứcThể tích thực của mẻ trộn thí nghiệm sau khi điều chỉnh Tính lượng vật liệu cho 1m3 BT theo thành phần chính thức Kiểm tra khối lượng thể tích của HHBT đầm chặtIV. TÍNH TỐN HỖN HỢP BÊ TƠNG Phương pháp thể tích tuyệt đối của Bolomey và Kramtaier:Bước 3: Lựa chọn thành phần chính thứcDự kiến thể tích các mẻ trộnTính lượng vật liệu cho 1m3 BT theo thành phần chính thức Kiểm tra khối lượng thể tích của HHBT đầm chặtIV. TÍNH TỐN HỖN HỢP BÊ TƠNG Phương pháp thể tích tuyệt đối của Bolomey và Kramtaier:Bước 3: Lựa chọn thành phần chính thứcThể tích thực của mẻ trộn thí nghiệm sau khi điều chỉnh Tính lượng vật liệu cho 1m3 BT theo thành phần chính thức Kiểm tra khối lượng thể tích của HHBT đầm chặt  KLTT của HHBT đầm chặt phải trùng với giá trị tính toán (sai lệch < 2%)IV. TÍNH TỐN HỖN HỢP BÊ TƠNG Phương pháp thể tích tuyệt đối của Bolomey và Kramtaier:Bước 4: Thành phần BT hiện trường Điều chỉnh thành phần bêtông theo độ ẩm X, C, Đ, N: lượng nguyên VL cho 1m3 BT ở trạng thái khô Xw, Cw, Đw, Nw: lượng nguyên VL cho 1m3 BT ở trạng thái ẩm IV. TÍNH TỐN HỖN HỢP BÊ TƠNG Phương pháp thể tích tuyệt đối của Bolomey và Kramtaier:Bước 5: Tính lượng VL cho một mẻ trộn bằng máy Hệ số sản lượng của hỗn hợp bêtông  lớn  sản lượng BT nhiều  nhỏ  BT đặc chắc HHBT dẻo:  = 0.60  0.75 Liều lượng cho 1 mẻ trộnV. THI CƠNG BÊ TƠNG1. CHẾ TẠO BÊ TÔNG - Liều lượng các VL sản xuất BT được cân đong theo trọng lượng hoặc thể tích bằng các dụng cụ đo bảo đảm khối lượng trong thi công- Khi hồ sơ thí nghiệm BT có yêu cầu chặt chẽ thì phải xác định cụ thể để đảm bảo cường độ BT- Chế tạo BT bằng những phương tiện nhằm bảo đảm hỗn hợp BT đồng nhất và các cốt liệu được bọc kín vữa ximăngV. THI CƠNG BÊ TƠNG2. VẬN CHUYỂN, ĐỔ VÀ ĐẦM BÊTÔNG- Vận chuyển vữa BT từ nơi chế tạo đến nơi sử dụng trước khi đổ BT phải bảo đảm chất lượng cần thiết, đặc biệt tránh cho vữa BT khỏi phân tầng- Nếu không có lý do đặc biệt, không cho thêm nước vào BT sau khi vận chuyển đến chân công trình và trước khi đổ BTV. THI CƠNG BÊ TƠNG2. VẬN CHUYỂN, ĐỔ VÀ ĐẦM BÊTÔNGĐổ và đầm BT: - Thực hiện dưới sự giám sát trực tiếp của kỹ sư- Tránh xê dịch cốt thép, các neo móc cứng, cốp pha sau khi đổ- Không làm tổn hại đến bề mặt ván khuôn- BT phải đảm bảo hoàn toàn chắc đặc bằng cách đầm- BT phải bám quanh cốt thép và các chi tiết cố định ở sâu tận các góc của ván khuôn để tạo nên một khối bề mặt hoàn thiện tốt- Khi sử dụng máy đầm, cần rung liên tục trong khi đổ từng mẻ trộn BT để loại hết không khí, nhưng không gây phân tầngV. THI CƠNG BÊ TƠNGĐầm dùiĐầm bànV. THI CƠNG BÊ TƠNG2. VẬN CHUYỂN, ĐỔ VÀ ĐẦM BÊTÔNGĐổ và đầm BT: - BT không được đổ trong nước chảy, nếu đổ BT dưới nước, dùng ống đổ BT dưới nước và không cho rơi tự doV. THI CƠNG BÊ TƠNG2. VẬN CHUYỂN, ĐỔ VÀ ĐẦM BÊTÔNG- Độ cao xả vữa BT: 1,5m ÷ 3m  vữa BT không bị phân tầng ≤ 2m : kết cấu có cốt thép ≤ 1m : sàn toàn khối- Khi đổ vữa BT có độ cao lớn hơn: máng nghiêng / ống vòi voi- Nếu chiều cao < 10m  dùng ống vòi voi có thiết bị chấn động lắp ở phía đuôi hoặc ở đoạn giữa- Ống phễu và ống vòi voi phải có đường kính lớn hơn 2,5-3 lần đường kính hạt có kích thước lớn nhất- Máng đổ bêtông phải có chiều rộng < 2,5 ÷ 3 lần đường kính hạt lớn nhấtTRẠM TRỘN, VẬN CHUYỂN VÀ ĐỔ BÊ TÔNGĐỔ BÊ TÔNG TƯƠI VÀ ĐẦM RUNG CÔNG NGHỆ BƠM PHUN BÊ TÔNGVI. HỒN THIỆN & BẢO DƯỠNG1. Hoàn thiện bề mặt - Các lỗ nhỏ gây nên bởi bọt không khí, có thể bỏ qua, nhưng không được rỗng, có lỗ tổ ong hoặc các loại rỗ khác- BT phải đầm kỹ và mọi bề mặt phải phẳng thật sạch, không bị loang và mất màu2. Dưỡng hộ bêtông - Phòng ngừa mất ẩm từ bêtông- Bắt đầu ngay sau khi BT được đầm chắc nhằm chống: + Bị khô sớm, nhất là do bức xạ mặt trời, gió + Bị tiết nước ra do nước mưa hay nước tràn + Bị nguội nhanh trong vài ngày đầu sau khi đổ bêtông + Gradient nhiệt bên trong caoHOÀN THIỆN BỀ MẶTIII. BÊ TƠNG NẶNGBảo dưỡng bê tông