Công nghệ bê tông và bê tông đặc biệt phần 4 ppsx

Việc sử dụng có tính chất lạm dụng hoặc không ñược khống chế tốt các giải pháp cho phép cải thiện tính dễ ñổ của bê tông có thể dẫn tới thiếu sự ñồng nhất do phân tầng.. Sự không ñồng nh

hoặc )

( log

d V E

V K

G G =

Trong ñó : Go là hằng số phân tích:

Hệ số ñộ cứng G bằng Go khi thể tích ñặc theo ñơn vị thể tích nước bằng không Cũng vậy, Go biểu thị ñộ sệt của nước Mặc dù ý nghĩa vật lý của nó là thế nào, Go ñộc lập với các tính chất của vật liệu ñặc và với các tỷ lệ tương ñối của các thành phần của hỗn hợp

Các giá trị của K phụ thuộc vào vật liệu: ðối với một hỗn hợp ñã cho K có thể biến ñổi với các vật liệu thành phần và ñối với vật liệu , nó phụ thuộc tỷ lệ cốt liệu/ xi măng

Bằng lý thuyết ta thấy rằng ñộ sụt của bê tông phụ thuộc vào hàm lượng nước, hàm lượng chất ñộn và tỷ lệ nước/xi măng

§

c¾t Ng−ong

Tính dễ ñổ là hằng số và quan hệ (τ, η’) là tuyến tính Có khả năng tính toán tính

dễ ñổ theo ñộ dốc của ñường thẳng trong một biểu ñồ (τ, η’): ñộ dốc này sẽ càng lớn, khi ñộ dẻo hoặc tính dễ ñổ càng cao

7 ðo các ñại lượng lưu biến

Chúng ta vừa thấy rằng các chất hồ, vữa và bê tông có thể ñược ñặc trưng bằng một số ñại lượng nào ñó: ngưỡng cắt, ñộ dính, ñộ nhớt, ma sát bên trong Không may

là, sự tách ly và việc ño các ñại lượng này rất khó khăn và phần lớn các phương pháp

ño tổng hợp chúng lại ít hoặc nhiều thành số ño của ñộ sụt

Tồn tại nhiều phương pháp, tĩnh hoặc ñộng, luôn luôn là phương pháp kinh nghiệm, nhưng trước hết là có tính chất thực tiễn phù hợp và ñược kiểm tra ở nhà máy

và công trường

7.1 ðo lưu biến của các huyền phù

Chúng tôi sẽ phân các phương pháp ño thành bốn nhóm:

- Các phương pháp ño ñộ chảy bẹt (Xem chương 10)

- Nhớt kế SMIDTH ñược dùng ở nhà máy xi măng

- Phép thử ñộ sụt và phép thử ñộ chảy

Hình 3.3 Phép thử ñộ chảy và ñộ sụt của bê tông

- Dẻo kế

Các phương pháp xuyên:

- Các kiểu máy dò ñộ sệt (ví dụ máy dò TETMATER)

- Kim VICAT ñể xác ñịnh sự ñông kết của hồ xi măng

- Quả tạ KELLY ñể thí nghiệm bê tông

Hình 3.4 Quả tạ Kelly

Các phương pháp xác ựịnh ựộ chảy có hoặc không có chấn ựộng

- Phễu MARSH ựược dùng bởi những người khai thác dầu khắ ựể thắ nghiệm bùn cho việc khoan và trong bê tông tự ựầm hoặc bê tông Phương pháp này cho phép ựo

ựộ nhớt biểu kiến, tức là ựộ nhớt của chất lỏng Niutơn có cùng khối lượng thể tắch chảy trong cùng ựiều kiện đó không phải là thắ nghiệm chặt chẽ, nhưng là phương pháp thực tế ở hiện trường

7.2 ðo và ñánh giá tính dễ ñổ

Chúng tôi ñã nhận xét rằng rất khó tách số ño các ñại lượng lưu biến và rằng phải thoả mãn với các số ño gộp chung Ngoài ra, ñối với bê tông, các số ño bị nhiễu bởi dải rộng thành phần hạt

Người ta có thể ñặc trưng ñộ chảy của bê tông bằng ñộ nhớt của nó dưới chấn ñộng Người ta ñã xác ñịnh ñược chỉ tiêu này từ số ño thời gian chảy của một thể tích

bê tông nào ñó trong côn chấn ñộng

Hình 3.6 Nhớt kế kiểu VEE BEE

ðộ ổn ñịnh của bê tông dẻo có tương quan với ngưỡng cắt Người ta có thể ñặc trưng nó bằng phép thử ñộ chảy bẹt Việc ño này ñược thực hiện bằng côn ABRAMS

8 Sự phân tầng

Sự phân tầng trong bê tông có ảnh hưởng lớn ñến tính ñồng nhất của bê tông Việc sử dụng có tính chất lạm dụng hoặc không ñược khống chế tốt các giải pháp cho phép cải thiện tính dễ ñổ của bê tông có thể dẫn tới thiếu sự ñồng nhất do phân tầng Rất phổ biến là sự phân tầng làm cho chất lượng bê tông Phân tầng là do thành phần không hợp lý thiếu chấn ñộng trong hoặc là do hồ xi măng do rò rỉ của ván khuôn Sự phân tầng của bê tông tươi cũng có thể xảy ra khi trộn, khi chuyên chở, ñầm chắc v.v

8.1 Sự không ñồng nhất trong khối bê tông

Cần bảo ñảm ñược sự phân bổ tốt các thành phần cấu tạo bê tông ñể tạo ra ñộ ñồng nhất

Sự không ñồng nhất trong khối bê tông trong phần lớn các trường hợp, xuất phát

từ các sự khác nhau của tỉ trọng giữa một phần là các hạt cốt liệu lớn và phần kia là

khoảng 2,1 Trong trường hợp này, các hạt lớn lắng xuống ñáy Trong trường hợp bê tông nhẹ, hiện tượng phân tầng là ngược lại: các hạt lớn nhất là nhẹ nhất có xu hướng nổi lên

Kiểu phân tầng này không thể hiện rõ ràng ở trên mặt khối bê tông ñã ñổ khuôn, nhưng có các hậu quả xấu ñối với phẩm chất của bê tông trong công trình

Trong các vùng ở ñấy bê tông bị chấn ñộng quá mức chứa nhiều ñá, ñộ ñặc chắc tăng lên, nhưng lại dễ vỡ Bê tông như vậy có thể có cường ñộ kéo nhỏ hơn

Ngược lại, trong vùng bê tông chứa nhiều vữa, ñộ ñặc chắc ñối với cốt liệu to giảm ñi và cường ñộ nén cũng có thể giảm

8.2 Xác ñịnh trạng thái phân tầng

Sự phân tầng ñược tạo ra bởi các thao tác công nghệ ñem lại ñộ ñồng nhất thấp của hỗn hợp bê tông tươi Cần ño ñược sự phân tầng này trên các mẫu vật liệu ñược lấy ra từ bên trong bê tông trong các pha khác nhau của sản xuất và ñổ bê tông GORISSE ñề nghị phương pháp sau ñây:

Nguyên tắc ño ñộ phân tầng là xác ñịnh ñộ giàu vữa

G M

M

+ của mẫu ñược lấy ra

từ máy trộn so sánh với ñộ giầu vữa

0 0

0

G M

M

+ của thành phần , của hỗn hợp lý thuyết Lấy bê tông từ máy trộn hoặc ở máy trước khi ñổ bê tông rồi tách G (ñá > 5mm) và M (vữa < 5cm) bằng sàng có ñường kính 38 (5mm) ở trong nước nước

Tính ñược ñộ phân tầng theo công thức:

0 0

0

G M M G M

M ISO

G0- trọng lượng của ñá > 5mm trong hỗn hợp bê tông

- Nếu IS0 bằng 1 (bằng sai số của phép ño gần ñúng), hỗn hợp giống như lý thuyết là không có phân tầng

- Nếu IS0 > 1, có sự phân tầng do nhiều vữa

- Nếu IS0 < 1, có sự phân tầng do thiếu vữa

Thực tế, giá trị của ñộ phân tầng thường nói chung nhỏ hơn (khoảng 0,97) ðiều này xuất phát từ việc mà mất một phần vữa trong các cách thao tác, phân tích khác nhau và các thành phần không hoàn toàn bằng nhau về trọng lượng

Từ thực nghiệm ñược thực hiện bởi GORISSE ñể xem xét ñộ phân tầng khi trộn, vận chuyển, chấn ñộng có các kết quả sau:

- Việc trộn: để ựánh giá sự ựồng nhất của bê tông trong thùng của máy trộn, người ta có thể lấy ra các mẫu khoảng 20kg ở các giai ựoạn khác nhau của thời gian ựổ một mẻ trộn ra và tiếp tiếp tiến hành phân tắch dưới nước

- Phễu MARSH ựược dùng bởi những người khai thác dầu khắ ựể thắ nghiệm bùn cho việc khoan và trong bê tông tự ựầm hoặc bê tông Phương pháp này cho phép ựo

ựộ nhớt biểu kiến, tức là ựộ nhớt của chất lỏng Niutơn có cùng khối lượng thể tắch chảy trong cùng ựiều kiện đó không phải là thắ nghiệm chặt chẽ, nhưng là phương pháp thực tế ở hiện trường

Người ta có thể ựặc trưng ựộ chảy của bê tông bằng ựộ nhớt của nó dưới chấn ựộng Người ta ựã xác ựịnh ựược chỉ tiêu này từ số ựo thời gian chảy của một thể tắch

bê tông nào ựó trong côn chấn ựộng

Hình 3.6 Nhớt kế kiểu VEE BEE

ðộ ổn ñịnh của bê tông dẻo có tương quan với ngưỡng cắt Người ta có thể ñặc trưng nó bằng phép thử ñộ chảy bẹt Việc ño này ñược thực hiện bằng côn ABRAMS

8 Sự phân tầng

Sự phân tầng trong bê tông có ảnh hưởng lớn ñến tính ñồng nhất của bê tông Việc sử dụng có tính chất lạm dụng hoặc không ñược khống chế tốt các giải pháp cho phép cải thiện tính dễ ñổ của bê tông có thể dẫn tới thiếu sự ñồng nhất do phân tầng Rất phổ biến là sự phân tầng làm cho chất lượng bê tông Phân tầng là do thành phần không hợp lý thiếu chấn ñộng trong hoặc là do hồ xi măng do rò rỉ của ván khuôn Sự phân tầng của bê tông tươi cũng có thể xảy ra khi trộn, khi chuyên chở, ñầm chắc v.v

8.1 Sự không ñồng nhất trong khối bê tông

Cần bảo ñảm ñược sự phân bổ tốt các thành phần cấu tạo bê tông ñể tạo ra ñộ ñồng nhất

Sự không ñồng nhất trong khối bê tông trong phần lớn các trường hợp, xuất phát

từ các sự khác nhau của tỉ trọng giữa một phần là các hạt cốt liệu lớn và phần kia là vữa ðối với những bê tông thông thường, tỷ trọng của ñá bằng khoảng 2,6 và của vữa khoảng 2,1 Trong trường hợp này, các hạt lớn lắng xuống ñáy Trong trường hợp bê tông nhẹ, hiện tượng phân tầng là ngược lại: các hạt lớn nhất là nhẹ nhất có xu hướng nổi lên

Kiểu phân tầng này không thể hiện rõ ràng ở trên mặt khối bê tông ñã ñổ khuôn, nhưng có các hậu quả xấu ñối với phẩm chất của bê tông trong công trình

Trong các vùng ở ñấy bê tông bị chấn ñộng quá mức chứa nhiều ñá, ñộ ñặc chắc tăng lên, nhưng lại dễ vỡ Bê tông như vậy có thể có cường ñộ kéo nhỏ hơn

Ngược lại, trong vùng bê tông chứa nhiều vữa, ñộ ñặc chắc ñối với cốt liệu to giảm ñi và cường ñộ nén cũng có thể giảm

8.2 Xác ñịnh trạng thái phân tầng

Sự phân tầng ñược tạo ra bởi các thao tác công nghệ ñem lại ñộ ñồng nhất thấp của hỗn hợp bê tông tươi Cần ño ñược sự phân tầng này trên các mẫu vật liệu ñược lấy ra từ bên trong bê tông trong các pha khác nhau của sản xuất và ñổ bê tông GORISSE ñề nghị phương pháp sau ñây:

Nguyên tắc ño ñộ phân tầng là xác ñịnh ñộ giàu vữa

G M

M

+ của mẫu ñược lấy ra

từ máy trộn so sánh với ñộ giầu vữa

0 0

0

G M

M

+ của thành phần , của hỗn hợp lý thuyết Lấy bê tông từ máy trộn hoặc ở máy trước khi ñổ bê tông rồi tách G (ñá > 5mm) và M (vữa < 5cm) bằng sàng có ñường kính 38 (5mm) ở trong nước nước

Tính ñược ñộ phân tầng theo công thức:

0 0

0

G M M G M

M ISO

G0- trọng lượng của ñá > 5mm trong hỗn hợp bê tông

- Nếu IS0 bằng 1 (bằng sai số của phép ño gần ñúng), hỗn hợp giống như lý thuyết là không có phân tầng

- Nếu IS0 > 1, có sự phân tầng do nhiều vữa

- Nếu IS0 < 1, có sự phân tầng do thiếu vữa

Thực tế, giá trị của ñộ phân tầng thường nói chung nhỏ hơn (khoảng 0,97) ðiều này xuất phát từ việc mà mất một phần vữa trong các cách thao tác, phân tích khác nhau và các thành phần không hoàn toàn bằng nhau về trọng lượng

Từ thực nghiệm ñược thực hiện bởi GORISSE ñể xem xét ñộ phân tầng khi trộn, vận chuyển, chấn ñộng có các kết quả sau:

- Việc trộn: ðể ñánh giá sự ñồng nhất của bê tông trong thùng của máy trộn, người ta có thể lấy ra các mẫu khoảng 20kg ở các giai ñoạn khác nhau của thời gian ñổ một mẻ trộn ra và tiếp tiếp tiến hành phân tích dưới nước

Các kết quả ñạt ñược ñối với bốn máy trộn ñược ñổ ra thành năm phần càng bằng nhau, mỗi phần ñều ñược lấy mẫu Người ta nhận thấy rằng ba máy nhào cho các giá trị gần như không ñổi, trong khi mà ñối với máy trộn bê tông hiện tượng phân tầng rất

rõ nét

- Vận chuyển: C.E.B.T.P ñã tiến hành một vài thí nghiệm liên quan với việc vận chuyển bê tông bằng xe ben là rất có hại, ngay cả trong thời gian khá ngắn, sau 15 phút vận chuyển, ñã thể hiện sự không ñồng nhất rất rõ

- Chấn ñộng: ðể kiểm tra các giả thuyết ñã nêu ở trên, theo các giả thuyết này các phần tử ñặc lắng xuống ñáy khuôn, các thí nghiệm ñã ñược thực hiện trên các mẫu hình trụ (φ25cm và H45cm)

Các kết quả ñạt ñược với hai bê tông yếu ñược chấn ñộng trên bàn rung trong thời gian gấp ñôi thời gian bình thường Bê tông ñầu tiên là một loại bê tông cổ ñiển (thông thường) với cốt liệu ñá vôi - silic, bê tông thứ hai là bê tông dùng cốt liệu ñất sét nở phồng (Kezamzit)

Theo biến thiên của chỉ số ñộ phân tầng trong thời gian của 5 lần lấy mẫu ñược thực hiện từ lúc bắt ñầu ñổ ñến lúc ñổ ra hết ñối với 4 loại máy trộn khác nhau

Sự phân tầng rất rõ ñối với bê tông thường ñược chấn ñộng rất mạnh

- Cốt liệu ñặc của bê tông thông thường lắng xuống ñáy, trong khi mà các hạt nhẹ lại nổi lên trên mặt

- Các biến thiên của IS0 trong trường hợp ñất sét nở (Kêzamzit) rất lớn Trong trường hợp này những khác nhau về tỉ trọng giữa các hạt lớn và vữa rất rõ rệt

Sau khi rơi liên tiếp lên cốt thép bê tông có thể ñược tách ra làm hai phần: phần ở giữa C và phần bên ngoài m nhờ một xi lanh như dược chỉ ra trong sơ ñồ dưới ñây:

ðộ phân tầng ñược xét bởi công thức sau ñây:

G M M

G M M

m m m c c

+

+

ISe là tỉ số giữa ñộ giầu vữa của bê tông C ở bên trong của ống trụ phân chia với

ñộ giàu vữa của bê tông m ở bên ngoài chính ống trụ ñó

Chỉ số ñộ phân tầng càng lớn Các giá trị của ISe luôn luôn lớn hơn 1 vì luôn luôn có sự phân tầng của bê tông, sau khi ñi qua trong máy phân tầng Các giá trị biến ñổi trong phạm vi từ 1,05 ñến 1,9; K là hệ số ñiều chỉnh tính ñến thời gian chảy

Nếu t là thời gian ñổ thùng trộn ra, K có thể ñược cho theo công thức:

K =

45

60 +

10 Tính ñồng nhất của bê tông

Một trong các chuẩn mực quan trọng nhất ảnh hưởng ñến chất lượng của bê tông

là tính ñồng nhất, nghĩa là có khả năng có cùng thành phần ở tất cả các ñiểm trong bê tông Về mặt cấu trúc phải bảm ñảm sự xếp chồng của các hạt cốt liệu với nhau, càng hoàn hảo càng tốt ðể làm ñược việc này, cần thiết có các phương tiện cơ học cho phép dịch chuyển của các thành phần và ñặc biệt các hạt cốt liệu, mà việc này không ñược kéo theo sự phân tầng dù có sự khác nhau về kích thước và tỉ trọng Hai loại lực chính chống lại sự dịch chuyển của vật liệu: lực ma sát và trọng lực Tồn tại các ma sát

bề mặt giữa hỗn hợp và thành khuôn, nội ma sát của bê tông do sự gồ ghề và góc cạnh của cốt liệu và các loại ma sát khác phức tạp do tính nhờn rất dễ biến ñổi của các hỗn hợp bê tông

CÂU HỎI ÔN TẬP

1 Các tính chất lưu biến của hỗn hợp bê tông tươi?

2 Tính công tác và các yếu tố ảnh hưởng ñến tính công tác của hỗn hợp bê tông tươi?

3 Các phương pháp xác ñịnh tính công tác của hỗn hợp bê tông tươi?

Chương 4 CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO BÊ TÔNG

1 Công nghệ chế tạo bê tông

Bê tông tươi có hoạt ñộng lưu biến và chúng cần ñược tính dễ ñổ ðặc trưng của tính dễ ñổ, mặc dù khó hiểu và luôn luôn còn chưa ñược rõ ràng nhưng rất quan trọng trong thực tế sản xuất bê tông, vì nó tạo ñiều kiện cho việc ñổ bê tông trong khuôn và tạo ñộ ñặc chắc và các tính chất cơ học lâu dài của bê tông và kết cấu bê tông cốt thép Muốn thu ñược bê tông có chất lượng cao thì mọi giai ñoạn chế tạo cần phải cẩn thận, tỉ mỉ Thành phần giống hệt nhau nhưng khi thi công có thể thu ñược bê tông tốt hoặc bê tông xấu Nếu không thi công ñúng qui trình thì chất lượng của bê tông rất kém Do vậy cần phải biết những qui ñịnh ở mỗi giai ñoạn chế tạo bê tông Công nghệ

bê tông gồm những giai ñoạn thi công bê tông như sau:

a) Cân ñong b) Nhào trộn c) Vận chuyển

d) ðổ khuôn ñ) ðầm chặt e) Bảo dưỡng

g) Hoàn thiện h) Kiểm tra chất lượng

1.1 Cân ñong

Có hai phương pháp chuẩn bị vật liệu:

Chuẩn bị theo thể tích: không phải là phương pháp hay ñể xác ñịnh thành phần vật liệu vì rất khó khăn khi xác ñịnh thể tích của vật liệu dạng hạt rời rạc Ví dụ khi ñược ñầm chặt cát ẩm có thể tích nhỏ hơn rất nhiều so với cát khô Vì vậy khi cân ñong vật liệu cho bê tông chất lượng cao chỉ dùng phương pháp xác ñịnh theo khối lượng Tuy nhiên ñối với bê tông dùng cho công trình không quan trọng hay lượng dùng ít có thể chuẩn bị vật liệu theo thể tích

Xi măng luôn luôn ñược xác ñịnh theo khối lượng, không bao giờ ñược xác ñịnh theo thể tích Nói chung, cho mỗi mẻ trộn, thì dùng xi măng theo từng bao Thể tích của một bao xi măng là 35 lít (50 kg)

Nước ñược xác ñịnh theo kg hoặc theo lit sau cho thuân lợi Trong trường hợp này hai ñơn vị là như nhau vì khối lượng riêng của nước là 1kg/lit Hàm lượng nước ñược xác ñịnh dựa vào tỷ số nước/xi măng và khối lượng của xi măng; ví dụ, nếu tỷ số nước/xi măng = 0.5, thì lượng nước dùng ñể nhào trộn với một bao xi măng là 0.5 x50

=25kg hay 25 lít Hàm lượng nước này bao gồm cả lượng nước có trong ñộ ẩm của cốt liệu

Chuẩn bị vật liệu theo khối lượng là phương pháp chính xác Với bê tông chất lượng cao, hệ thống cân ñong phải chính xác Sử dụng hệ thống cân chính xác, thuận