Công nghệ bê tông và bê tông đặc biệt phần 10 potx

Phương pháp thí nghiệm dòng chảy kiểu chữ L Tiêu chuẩn này ñược áp dụng cho phương pháp thí nghiệm dòng chảy kiểu chữ L không có vật cản dành cho bê tông tự ñóng rắn với kích thước tối

Tiêu chuẩn này áp dụng cho phương pháp thí nghiệm khả năng ñi qua khoảng chống của bê tông tự ñóng rắn với cốt liệu thô có kích thước tối ña là 25mm hoặc nhỏ hơn sử dụng bình chứa hình hộp hoặc hình chữ U

+ Bình hình hộp hoặc hình chữ U phải là một bình ñủ cứng ñược làm từ vật liệu có

bề mặt nhẵn bóng có hình dạng và kích thước mô tả trong (hình 10.4)

+ Bình chứa hình hộp hoặc hình chữ U phải là một kết cấu có vật cản dòng chảy là những thanh biến dạng ñược bố trí theo phương ñứng giống như một hàng rào

+ Bình chứa hình hộp hoặc hình chữ U phải là một kết cấu mà ở ñó khoang A và khoang B tác rời nhau bằng cách ñặt vào một cái ñĩa ngăn cách với một vật cản ở ñáy của nó và cửa trượt chạy dọc theo rãnh ở tâm

+ Khi hàm lượng cốt liệu thô của bê tông sau khi ñi qua vật cản sẽ ñược ño, thiết bị thí nghiệm sẽ ñược bố trí một cửa lấy mẫu ở phía bên phòng B gần vật cản

Hình 10.4 Hình dạng và kích thước của thiết bị ñể thí nghiệm khả năng tự ñóng rắn

Lưu ý: Khi thí nghiệm tuân theo tiêu chuẩn JIS A 1112, thì lượng lấy mẫu sẽ là gần 1 lít

Báo cáo

Báo cáo sẽ bao gồm các nội dung sau:

(1) Tỉ lệ hỗn hợp của bê tông

(2) Nhiệt ñộ bê tông

(3) ðộ sụt

(4) Thời gian chảy xa 500mm

(5) Kiểu bình chứa (dạng chữ U, hình hộp)

(6) Kiểu vật cản dòng chảy

(8) Thời gian ñiền ñầy, Btime

(9) Chiều cao ñiền ñầy tối ña của thí nghiệm theo tính toán, Bhmax

(10) Hàm lượng cốt liệu thô sau khi ñi qua vật cản, mG, và tỉ lệ về khối lượng cốt liệu thô mG/mG

b Phương pháp thí nghiệm ñể ño dòng chảy sụt

Tiêu chuẩn này ñược áp dụng cho phương pháp thí nghiệm ñể ño dòng chảy sụt của bê tông tự ñóng rắn với kích thước tối ña của cốt liệu thô là 40mm hoặc nhỏ hơn + Sử dụng một nón sụt theo tiêu chuẩn JIS A 1101 (phương pháp thí nghiệm dòng chảy sụt của bê tông)

2.2 ðĩa ñược làm bằng thép kín nước và cứng chắc Có kích thước khoảng 0,8m hoặc lớn hơn và nhẵn bề mặt Nếu cần lắp thêm tay cầm nhưng không ñược cản trở công việc ño dòng chảy sụt

2.3 ðể ño dòng chảy sụt người ta sử dụng caliper (com - pa ño ngoài) hoặc thước tỉ

lệ và thanh dẫn (xem hình 10.5.)

Hình 10.5 ðo dòng chảy sụt (Slump –flow test)

Kết quả

ðối với dòng chảy sụt (mm), người ta ño hai ñường kính vuông góc với nhau với

ñộ chính xác 1mm Giá trị trung bình ñược biểu diễn ñộ chính xác tới 5mm theo tiêu chuẩn JIS Z 8401

Nội dung báo cáo bao gồm như sau:

(1) Ngày làm thí nghiệm

(2) Thời tiết

(3) Nhiệt ñộ không khí

(4) Mẻ trộn số

(5) Kích thước tối ña của cốt liệu

(6) Nhiệt ñộ bê tông

(7) Dòng chảy sụt

(8) Thời gian chảy xa 500mm

(9) Thời gian kết thúc dòng chảy

(10) Dòng sụt

(11) Mức ñộ phân lu có thể phát hiện ñược bằng mắt thường

c Phương pháp thí nghiệm dòng chảy qua bằng phễu

Tiêu chuẩn này ñược áp dụng cho phương pháp thí nghiệm dùng phễu cho tốc ñộ dòng chảy qua trung bình, tốc ñộ dòng chảy qua tương ñối và chỉ số dòng chảy qua của bê tông tự ñóng rắn với kích thước tối ña của cốt liệu thô là 25mm hoặc nhỏ hơn + Dùng các phễu thép với hình dạng và kích thước như hình 10.6

Dùng cho vữa Dùng cho bê tông

Hình 10.6 Thiết bị thí nghiệm dạng phễu

Lưu ý: Bề mặt bên trong của phễu hình nón và phễu hình chữ V phải ñược làm nhẵn Dung tích của chúng là 10 lít

Kết quả thí nghiệm

+ Ghi chép lại thời gian chảy qua ño ñược với ñộ chính xác tới 0,1 giây

+ Ghi chép lại trạng thái dòng chảy (cho dù bê tông có khuynh hướng bị tắc trong quá trình hay không)

+ Tính toán tốc ñộ chảy qua tương ñối bằng công thức sau với ñộ chính xác ñến 0,01 giây:

trong ñó: Rm = tốc ñộ chạy qua tương ñối

t0 = thời gian chảy qua (s)

+ Tính toán chỉ số dòng chảy qua theo công thức sau với ñộ chính xác ñến 0,01 giây bằng cách sử dụng thời gian chảy qua ño ñược dưới hai ñiều kiện thí nghiệm:

Sf = (t5 - t0)/t0trong ñó: Sf = chỉ số dòng chảy qua

t0, t5 = thời gian chảy qua (s)

nếu t5 < t0, khi ñó Sf lấy giá trị 0

d Phương pháp thí nghiệm dòng chảy kiểu chữ L

Tiêu chuẩn này ñược áp dụng cho phương pháp thí nghiệm dòng chảy kiểu chữ L không có vật cản dành cho bê tông tự ñóng rắn với kích thước tối ña của cốt liệu là 25mm hoặc nhỏ hơn

+ Thiết bị thí nghiệm dòng chảy kiểu chữ L tiêu chuẩn gồm một thiết bị ñược làm bằng thép có hình dạng và kích thước như hình vẽ 10.7

Hình 10.7 Hình dạng và kích thước của thiết bị thí nghiệm dòng kiểu L

Tấm ngăn Cửa ngăn Thước tỉ

Dòng L

ðộ rút

của bê

+ Thiết bị thí nghiệm dòng chảy kiểu chữ L có một cửa trượt ñể ngăn dòng chảy của bê tông tại thời ñiểm nạp liệu

+ Cửa trượt ñược làm bằng một loại vật liệu không bị biến dạng, hư hỏng trong quá trình bê tông ñang nạp hoặc khi nhấc lên

+ Người ta gắn một cái thước tỉ lệ lên cạnh của máng ñể tạo ñiều kiện thuận tiện cho việc ño tại thời ñiểm dòng chảy ñạt tới khoảng cách xa nhất hoặc bất kỳ một khoảng cách nào khác

+ Ngoài ra còn phải chuẩn bị một bình chứa ñể nạp liệu cho thiết bị (ca nhựa 5 lít), thước gạt mặt phẳng, ñồng hồ bấm giây, thước tỉ lệ và vải ướt

Li = khoảng dòng chảy L mà tại ñó thời gian dòng chảy L ñược ño (mm)

ti = thời gian ñạt tới một khoảng cách i mm của dòng L (s)

3.2 Cường ñộ chịu nén

Cường ñộ chịu nén của bê tông tự ñầm ñược xác ñịnh tương tự như ñối với bê tông Mẫu thí nghiệm nén là những hình trụ có kích thước chiều cao bằng 2 lần ñường kính ðường kính không ñược nhỏ hơn 3 lần kích thước kích thước tối ña của cốt liệu thô không nhỏ hơn 100mm,

ðường kính tiêu chuẩn của mẫu thường là 100, 125 và 150mm hoặc hình lập phương 15 x15 x15 cm

Cường ñộ nén MPa Cường ñộ kéo MPa

Ngày Ngày

Hình 10.8 Cường ñộ nén, kéo theo thời gian

Quan hệ giữa cường ñộ nén và cường ñộ kéo của bê tông tự ñầm với thời gian ñược ghi trên hình 10.8

3.3 Thí nghiệm uốn

Các mẫu cho thí nghiệm uốn là các dầm có tiết ñiện mặt cắt là hình vuông với chiều dài mỗi cạnh không nhỏ hơn 3 lần kích thước tối ña của cốt liệ thô và không nhỏ hơn 100mm Chiều dài của dầm ít nhất là 80cm dài hơn 3 lần chiều dài cạnh tiết diện mặt cắt

Kích thước mặt cắt ngang tiêu chuẩn của vật mẫu uốn là 100 x 100 hoặc 150 x 150

mm

4 Vật liệu chế tạo bê tông tự ñầm

Các nguyên vật liệu ñể sản xuất bê tông tự ñầm cần có chất lượng ñược khẳng ñịnh theo các tiêu chuẩn phù hợp

Sử dụng các nguyên vật liệu phù hợp, có tính năng yêu cầu là cần thiết ñể sản xuất

bê tông tự ñầm Các nguyên vật liệu thoả mãn các tiêu chuẩn có thể ñược sử dụng ðể biết xem một nguyên vật liệu là có phù hợp hay không chỉ có thể ñánh giá thông qua thí nghiệm và kinh nghiệm ngoài hiện trường

Các vật liệu ñể sản xuất bê tông tự ñầm mà ñã ñược kiểm nghiệm thông qua kinh nghiệm thực tế là: Xi măng, bột ñá vôi, phu gia tăng dẻo, cốt liệu

4.1 Xi măng:

Có thể sử dụng xi măng pooclăng giàu belite hoặc xi măng toả nhiệt thấp

- Xi măng pooclăng giàu belite

ðây là một kiểu xi măng pooclăng ñược sản xuất ñể cho bê tông ñược xác ñịnh thành phần với hàm lượng chất dính kết cao Xi măng pooclăng toả nhiệt thấp ñược nêu trong tiêu chuẩn Việt Nam cũng nằm trong kiểu xi măng này Hàm lượng belite

(dicanxi silicát) của xi măng pooclăng giàu belite nằm trong phạm vi từ 40% ñến 70% cao hơn ñối với xi măng pooclăng toả nhiệt trung bình Loại xi măng này có tính dẻo cao và phát triển cường ñộ với tỉ lệ nước - chất dính kết thấp, và ñồng thời cũng có ñặc ñiểm là toả nhiệt thuỷ hoá thấp hơn các loại xi măng pooclăng thông thường Vì vậy,

nó thường ñược sử dụng khi có yêu cầu về chất lượng cao hoặc toả nhiệt thấp

- Xi măng toả nhiệt thấp

Loại xi măng ñược sản xuất từ xi măng pooclăng thông thường hoặc xi măng nhiệt thấp trộn với xỉ than ñược nghiền nhỏ, hoặc tro nhẹ Vật liệu này ñược sử dụng khi muốn giảm nhiệt toả ra trong quá trình thuỷ hoá không cần phải giảm hàm lượng chất bột

4.2 Bột ñá vôi

Bột ñá vôi từ ñá vôi can xít có thành phần hoá học chủ yếu là CaCO3 ñược nghiền nhỏ ñến tỷ diện tích bề mặt xác ñịnh bởi Blaine từ 2500 - 8000 cm2/g Bột ñá vôi ñược xem như là chất trơ, có hoạt tính rất yếu và ñược sử dụng với mục tiêu là sự tỏa nhiệt trong quá trình thuỷ hoá và cường ñộ sẽ giảm mà không cần giảm hàm lượng chất bột Chất lượng bột ñá lấy theo JSCE, ASTM, TCVN

4.3 Phụ gia tăng dẻo

Các phụ gia tăng dẻo ñược chia ra làm hai nhóm: nhóm ñược sử dụng ñơn giản chỉ

là ñể tăng thêm khả năng chống lại sự phân ly ñối với bê tông tươi và nhóm ñược sử dụng với cả hai mục ñích tăng thêm khả năng chống lại sự phân ly và hạn chế các ảnh hưởng làm biến ñộng chất lượng của vật liệu Các phụ gia siêu dẻo loại glycol và loại amin hoà tan trong nước bắt ñầu ñược sử dụng Không dùng các phụ gia tăng dẻo thông thường như xenlulo, acrylic, các polyme polisaccarit, các polyme sinh học và các phụ gia dẻo vô cơ

5 Lựa chọn thành phần bê tông tự ñầm

5.1 Phương pháp chung

Có hai phương pháp chính ñể lựa chọn thành phần bê tông tự ñầm là Phương pháp JSCE (7/1998)- Phương pháp theo tiêu chuẩn Nhật Bản và phương pháp OKAMURA Trình tự thiết kế theo JSCE

Xác ñịnh lượng chất siêu dẻo:

Thí nghiệm theo thí nghiệm phễu vữa (Γ m = 5; R m = 1)

Tỉ lệ hỗn hợp của bê tông tự ñầm ñược xác ñịnh ñể thoả mãn các yêu cầu về tính năng tự ñầm và các tính năng khác như cường ñộ, ñộ bền hoặc các tính năng riêng

Bê tông tự ñầm là một loại bê tông mà ở ñó hai ñặc tính là tính công tác và khả năng chống lại sự phân ly nhằm ñạt ñược khả năng tự ñầm Hai ñặc tính trên ñạt ñược bằng cách tăng hàm lượng chất bột và sử dụng một phụ gia tăng dẻo Có nhiều công thức khả dĩ cho bê tông tự ñầm thoả mãn ñược các yêu cầu về khả năng tự ñầm cũng như các yêu cầu về tính năng cho bê tông ñã ñông cứng, chẳng hạn như ñộ bền trong các ñiều kiện khai thác và môi trường

Thành phần bê tông ñược xác ñịnh bằng cách lựa chọn một sự kết hợp ñúng ñắn các nguyên vật liệu có xét ñến các ñiều kiện hạn chế tại nhà máy sản xuất và tính hiệu quả về mặt kinh tế bao gồm chi phí vận chuyển và khả năng cung cấp trên thị trường Khi ñịnh tỉ lệ bê tông tự ñầm, người ta chọn một kiểu bê tông tự ñầm rất thích hợp Nguyên vật liệu và hàm lượng của chúng sẽ ñược quyết ñịnh ñể thoả mãn các yêu cầu về tính năng ñã ñược thiết lập

Bê tông tự ñầm phải ñược xác ñịnh tỉ lệ ñể ñạt sự lấp ñầy vào tất cả mọi góc của ván khuôn nhằm ñảm bảo tính năng của kết cấu Nó phải ñược xác ñịnh tỉ lệ ñể ñạt ñược khả năng tự ñầm mong muốn ngay trước khi ñược ñổ vào ván khuôn có xét ñến các ñiều kiện về kết cấu, các ñiều kiện về thi công bao gồm phương pháp và thời gian vận chuyển, phương pháp ñổ và phương pháp xử lý bê tông

Tỷ lệ N/bột =28-37%

Thành phần bột chiếm 0,16-0,19m3/m3

Bê tông tự ñầm ñược xác ñịnh tỉ lệ theo các bước mô tả trên hình 10.9

Nói chung, một kiểu bê tông tự ñầm phụ hợp sẽ ñược lựa chọn trong số các kiểu bột, kiểu tác nhân tạo ñộ nhớt và kiểu kết hợp trên cơ sở các yêu cầu về tính năng dành cho bê tông, các giới hạn về thi công và hiệu quả về mặt kinh tế Các nguyên vật liệu ñược lựa chọn và hàm lượng của chúng ñược xác ñịnh ñể khả năng tự ñầm và tính năng của bê tông ñã ñông cứng có thể ñạt ñược Có thể có nhiều cách phân loại khác ñối với bê tông tự ñầm, nhưng giới thiệu này chỉ ñề cập ñến 3 kiểu: kiểu bột, kiểu tác nhân tạo ñộ nhớt, và kiểu kết hợp Phương pháp chung là phương pháp thực nghiệm Việc lựa chọn thành phần có thể sử dụng sơ ñồ sau:

5.2 Lựa chọn kiểu bê tông tự ñầm

Khi ñịnh tỉ lệ bê tông tự ñầm, nên lựa chọn một kiểu bê tông phù hợp trong số các

Thiết lập tính năng cần

thiết Lựa chọn nguyên vật liệu và ñịnh tỉ lệ hỗn hợp

Thẩm tra hỗn hợp (trộn thử và ñiều chỉnh)

Thẩm tra hỗn hợp (trộn thử trong phòng thí nghiệm)

Thẩm tra tại nhà máy bê tông hoặc tại công

cấu, các ñiều kiện thi công, kiểu nguyên vật liệu và những hạn chế tại nhà máy sản xuất bê tông Sau ñây sẽ trình bày phương pháp của JSCE

5.3 Xác ñịnh tỉ lệ thành phần bê tông tự ñầm kiểu bột

Các loại chất liệu bột: Bột phải ñược lựa chọn trên cơ sở cân nhắc ñến tính năng của bê tông tươi, trong quá trình ñông cứng và ñã ñông cứng từ những ñiều kiện về kết cấu, thi công và môi trường của kết cấu

Cốt liệu: Phải ñược lựa chọn trên cơ sở cân nhắc ñến tính năng cần thiết của bê tông tươi, trong quá trình ñông cứng và ñã ñông cứng

Hợp chất hoá học: ðược lựa chọn phải mang lại những tính năng cần thiết của bê tông tươi và không ảnh hưởng xấu lên các ñặc tính của bê tông trong quá trình ñông cứng và ñã ñông cứng khi chúng ñược sử dụng một liều lượng thích hợp

Thiết lập các tỉ lệ hỗn hợp ban ñầu

Kích thước tối ña tiêu chuẩn của cốt liệu thô nên nằm trong phạm vi từ 20 mm ñến 25mm

Hàm lượng cốt liệu thô phải ñược lựa chọn như thế nào ñó ñể mang lại khả năng tự ñầm cần thiết trong khi vẫn giữ ñược các phẩm chất của bê tông ñã ñóng rắn trong phạm vi cần thiết Các giá trị tiêu chuẩn (thể tích tuyệt ñối ñơn vị của cốt liệu thô) cho các cấp ñộ khả năng tự ñầm như sau:

Khả năng tự ñầm Thể tích tuyệt ñối ñơn vị của cốt liệu thô

Cấp ñộ 1 0,28 - 0,30 m3/m3

Cấp ñộ 2 0,30 - 0,33m3/m3

Cấp ñộ 3 0,32 - 0,35 m3/m3

Hàm lượng nước ñơn vị, tỉ lệ nước - bột, và hàm lượng bột

Hàm lượng nước ñơn vị, tỉ lệ nước - bột và hàm lượng bột phải ñược lựa chọn ñể ñảm bảo tính năng cần thiết của bê tông tự ñầm khi còn tươi có xét ñến kiểu và các ñặc tính của bột, phẩm chất của cốt liệu

Mong muốn rằng hàm lượng nước là tối thiểu, vì nó ảnh hưởng lên các phẩm chất của bê tông ñã ñóng rắn Thường nó nằm trong phạm vi từ 155 - 175kg/m3

Tỉ lệ nước - bột thường dao ñộng trong phạm vi từ 28 - 37%

Hàm lượng bột thường nằm trong phạm vi từ 0,16 ñến 0,19m3/m3, phụ thuộc vào kiểu và thành phần của bột

Tỉ lệ nước - chất dính kết nên ñược lựa chọn thấp hơn mức tối thiểu của phạm vi ñược xác ñịnh từ những yêu cầu về tính năng ñối với bê tông ñã ñông cứng

Hàm lượng chất dính kết nên ñược xác ñịnh từ hàm lượng nước ñơn vị và tỉ lệ nước - chất dính kết

Hàm lượng bột khoáng sẽ ñược xác ñịnh bằng cách lấy hàm lượng chất bột trừ hàm lượng xi măng

Hàm lượng không khí trong bê tông tự ñầm kiểu bột nên ñược tính toán trên cơ sở cân nhắc ñến các yếu tố như kích thước tối ña của cốt liệu thô, cường ñộ, và các ñiều kiện về môi trường của kết cấu bê tông Hàm lượng không khí tiêu chuẩn của bê tông tươi cần thiết ñủ ñể chống lại sự phá huỷ do ñóng băng thông thường là khoảng 4,5% Trong ñiều kiện khí hậu Việt Nam có thể chọn khoảng 2%

Hàm lượng cốt liệu mịn ñơn vị sẽ ñược quyết ñịnh từ hàm lượng cốt liệu thô ñơn

vị, hàm lượng nước ñơn vị, hàm lượng bột ñơn vị và hàm lượng không khí Theo nguyên tắc thể tích tuyệt ñối

Liều lượng hợp chất hoá học sẽ ñược quyết ñịnh từ các mẻ trộn thử có xét ñến tính năng của bê tông

- Thí nghiệm các phẩm chất của bê tông tươi

Khi các tỉ lệ hỗn hợp ban ñầu ñã ñược lựa chọn, cần phải làm hỗn hợp thử nghiệm

mà thông qua nó có thể khẳng ñịnh rằng các phẩm chất của nó thoả mãn những yêu cầu về tính năng ñối với bê tông tươi

Các phẩm chất của bê tông tươi cần ñược khẳng ñịnh lại bao gồm như sau:

- Khả năng biến dạng

- Khả năng chống lại sự phân ly

- Khả năng tự ñầm

Thay ñổi lại tỉ lệ hỗn hợp theo các phẩm chất của bê tông tươi

Khi các hỗn hợp thử nghiệm không ñạt ñược những tính năng cần thiết của bê tông tươi thì liều lượng hợp chất hoá học, hàm lượng nước ñơn vị, hàm lượng chất bột (tỉ lệ nước - chất bột theo thể tích) và hàm lượng cốt liệu thô cần ñược ñiều chỉnh lại tương ứng Hàm lượng không khí cũng ñược ñiều chỉnh tương ứng khi mà hàm lượng không khí ñược xem như là một yêu cầu về tính năng

Khi những thông số mong muốn của bê tông tươi không ñạt ñược bằng cách ñiều chỉnh như vậy, thì bê tông sẽ ñược ñịnh lại tỉ lệ bằng cách sử dụng các nguyên vật liệu khác ở những nơi mà không dễ dàng thay ñổi nguyên vật liệu thì việc ñịnh tỉ lệ nên ñược xem xét lại toàn bộ kể cả các thông số mong muốn

Khi khả năng biến dạng hoặc khả năng chống lại sự phân ly không ñạt ñược các thông số mong muốn và trạng thái bê tông tốt và khả năng tự ñầm ñạt ñược thông số mong muốn, thì các thông số mong muốn ñã thiết lập cho các tỉ lệ ban ñầu có thể không phù hợp Trong trường hợp này cần xem xét lại các thông số mong muốn

- Kiểm tra các phẩm chất của bê tông ñã ñông cứng