Giao trinh bai tap 7 từ trường tĩnh

Vật Liệu Xây Dựng Construction Materials Bộ môn Vật liệu Silicat Khoa Công Nghệ Vật Liệu Đạ i học Bách Khoa Tp.. Hồ Chí Minh VLXD-Cốt liệu cho bê-tông 7-2 CỐT LIỆU CHO BÊ-TÔNG Tổng qu

Trang 1

Vật Liệu Xây Dựng

( Construction Materials )

Bộ môn Vật liệu Silicat

Khoa Công Nghệ Vật Liệu

Đạ i học Bách Khoa Tp Hồ Chí Minh

VLXD-Cốt liệu cho bê-tông 7-2

CỐT LIỆU CHO BÊ-TÔNG

Tổng quan về cốt liệu

Nhắc lại mục đích sử dụng cốt liệu;

• Thay đổi tính chất bê-tông; độ cứng, modul E, mài mòn

• Giá thành, chi phí bê-tông; thành phần độn

• Ổn định thể tích, hạn chế vết nứt lớn phát triển

TỔNG QUAN VỀ CỐT LIỆU

Trong bê tông cốt liệu chiếm từ 60-75% về thể tích (75–80% về khối lượng)

Cốt liệu trong bê tông THƯỜNG bao gồm cốt liệu thô và cốt liệu mịn

- Cốt liệu mịn: là cốt liệu có kích thước hạt nhỏ hơn 5mm (TCVN) hoặc kích thước hạt nhỏ hơn 4,75mm(ASTM)

- Cốt liệu thô: là cốt liệu có kích thước lớn hơn 5mm

Trang 2

TỔNG QUAN VỀ CỐT LIỆU

- Trong bê tông cốt liệu mịn chiếm 35-45% thể tích cốt liệu

Vai trò của 2 loại cốt liệu:

- Cốt liệu lớn là khung xương chính chịu lực

- Cốt liệu mịn có vai trò lấp đầy các lỗ trống do cốt liệu lớn để lại

Phân loại theo hình thức tồn tại

- Dạng tự nhiên: cát, sỏi, đá núi…

- Dạng nhân tạo: thường là các loại cốt liệu sử dụng cho các loại bê

tông đặc biệt như: keramzit, peclit, các loại sợi polymer tổng hợp, sợi

thủy tinh…

Nguồn gốc

Dạng đơn khoáng: thạch anh, fenspat, mica, amphibon, pyroxen, canxit, gýp, gloconnit opan, canxedoan, quặng pyrit, hematit, than đá

Hay nhóm đá mác ma, trầm tích, biến chất, TCVN 7572-3:2006

TỔNG QUAN VỀ CỐT LIỆU

Phân loại cốt liệu theo tỉ trọng

Cốt liệu nhẹ :

- Dùng cho các sản phẩm bê tông nhẹ có khối luợng thể tích từ

250 -1800 kg/ m3

- Cốt liệu nhẹ sử dụng phổ biến như : dolomite, đá phiến, peclit…

Cốt liệu thông thường

- Dùng cho bêtông có khối lượng thể tích từ 2200 -2400 kg/ m3

- Các hình thức tồn tại: đá dăm, cát, sỏi, đá nghiền…

Cốt liệu dùng cho bê tông nặng

- sử dụng cho các loại bê tông đặc biết có khối lượng thể tích

đến 6400 kg/ m3

- Các loại cốt liệu thông dụng là : ferit, hematite, barite, magnetite

Trang 3

CÁC CHỈ TIÊU CỦA CỐT LiỆU

- Là kích thước lỗ sàng bé nhất

mà >90% các hạt cốt liệu có thể đi qua

- Không lớn hơn 2/3- 3/4 khoảng cách của cốt thép

- Không lớn hơn 1/5 -1/4 kích thước min của cấu kiện

Kích thước hạt yêu cầu

Cấp phối hạt

- Cấp phối hạt là sự phân bố kích thước hạt cốt liệu được

xác định bằng phương pháp sàng

- Áp dụng cho cốt liệu lớn và nhỏ

100

95 -100

80 -100

50 - 85

25 - 60 5- 30

0 -10

9,5 mm 4,75 mm 2,36 mm 1,18 mm

600 µm

300 µm

150 µm

YC % hạt qua sàng

Cỡ sàng

Của cốt liệu mịn theo ASTM C33

Cỡ sàng theo TCVN

2,5 mm

1,25 mm

630 µm

315 µm

140 µm và đáy

Kích thước hạt yêu cầu

Của cốt liệu lớn theo ASTM

100

95 -100

25 - 60

0 - 10

0 - 5

37,5 mm 25,0 mm 12,5 mm 4,75 mm 2,5 mm

YC % hạt qua sàng

Cỡ sàng

- Cốt liệu lớn:Xác định thành phần hạt theo tiêu chuẩn TCVN1772: 1987 sử dụng các sàng có kích thước (5,10,20,40,70,100mm) và ASTM C33 (2,5mm, 4,75mm, 12,5mm, 25mm, 37,5mm)

Trang 4

Vùng YC cốt liệu nhỏ, CÁT

Vùng YC cốt liêu thô, ĐÁ,

CÁT THÔ

Kích thước hạt trung bình:

∑

=

i

i i tb

x

x d

d i : kích thước tb của lỗ sàng thứ i và i-1

X i : % hạt giữa hai sàng i và i-1

Modul độ lớn cho cát (TCVN 342 – 1986)

- Là một giá trị không thứ nguyên được xác định như sau:

100

∑

=

i

A M

Trong đó: A i lượng sót sàng tích lũy trên các sàng thứ i Modul độ lớn của cốt liệu nhỏ sử dụng cho BT thường nằm trong khoảng từ 2,3-3,1 (ASTM C33)

- TN xác định modul độ lớn của cát (TCVN 342 – 1986)

+ Dùng bộ sàng có kích thước 5; 2,5; 1,25; 0,63; 0,315; 0,14mm

+ Lấy cát đã rửa sạch và sấy khô

+ Lấy 1000g cát đã sàng qua sàng 5mm, sau đó tiến hành sàng

qua các sàng còn lại

2,2

Modul cát

220,93

Khối lượng mẫu thí nhiệm (g)

100,00 100,00

100,00 4,24

42,48

<0,14

100,00 90,00

95,76 26,39

264,43

0,140

90,00 65,00

69,37 31,83

318,94

0,315

70,00 35,00

37,54 20,20

202,40

0,630

45,00 15,00

17,34 14,42

144,49

1,250

20,00 0,00

2,92 2,92

29,26

2,500

0,00 0,00

0,00

5,000

%

% G

mm

Giới hạn dưới Giới hạn trên

Lượng sót tích lũy Lượng sót trên từng sàng

Lỗ sàng

Đường cong tích lũy cát, Modun=2,2

Trang 5

Phân bố kích thước hạt

Tại sao lại dùng nhiều kích thước

Quá sít chặt, ma sát lớn Mật độ <60%, XM và cốt liệu lấp đầyMật độ <60%, XM và cốt liệu lấp đầy

TN 2 thành phần

%

độ đặc

%

độ rỗng

% mịn

% thô

Sắp xếp tốt nhất 70-30

TN 3 thành phần

Hạt mịn

Hạt trung

Hạt thô, 2/5mm

Vùng sắp xếp tốt nhất, ít thay đổi

Không cần quá nhiều hạt trung

Sắp xếp hợp lý nhất cấu trúc bê-tông

TRUNG = ?

NHỎ = ?

Tuy nhiên

vẫn

phải

lựa

chọn

thành

phần LIÊN

TỤC

từ

thô

nhỏ

Trang 6

CÁT

CÁT +

ĐÁ NHỎ ĐÁ LỚN

Vùng pbố liên tục kích thước cốt liệu

THÔ

TRUNG

NHỎ

Ả nh hưởng của kích thước cốt liệu

Thông qua tỉ lệ W/C,

+ Ảnh hưởng đến tính công tác của hỗn hợp bê tông

+Ảnh hưởng đến cường độ, tính chống thấm của đá bê tông.

Lượng nước nhào trộn Lượng XM sử dụng

Hình cầu Thoi, dẹt Lập phương Thoi, dẹt

Hạt tròn nhẵn Hạt góc, cạnh

Y/c lượng nước sử dụng Tính công tác, khả năng lèn chặt

TCVN 7572-13:2006,

Kiểm tra hàm lượng % hạt thoi dẹt d/L>1/3 bằng thước kẹp

Nhận biết theo ASTM D4791, ASTM D 3398

Trang 7

Hàm lượng thoi dẹt cốt liệu thô

định theo TCVN không vượt quá 35%

15% tổng khối lượng cốt liệu

Ảnh hưởng hình dạng và bề mặt hạt

- Đến bê tông tươi:

+ Ảnh hưởng đến khả năng chảy + Ảnh hưởng đến khả năng tách nước phân tầng

- Đến bêtông đóng rắn

+ Ảnh hưởng đến cường độ uốn và nén của bê tông, đặc biết là cường độ uốn

Hàm lượng hạt mịn (sét, bụi bẩn)

- Sét, bụi bẩn là những hạt rất mịn có kích thước < 75µm

Tiêu chuẩn xác định hàm lượng sét bụi bẩn:

- Cát TCVN 343: 1986, ASTM C295

- Đá TCVN 1772:1987, ASTM C295, ASTM 1137

Hàm lượng sét bụi bẩn qui định:

- Đối với cát từ 3 – 5%

- Đối với đá không vượt quá 0,25 %

Ảnh hưởng của hàm lượng sét bụi bẩn

- Ảnh hưởng đến lượng nước sử dụng→ Ảnh hưởng đến tính công tác và quá trình đóng rắn của bê tông tươi

- Tăng phản ứng kiềm cốt liệu

- Ảnh hưởng đến cường độ:

+ Làm giảm liên kết của vùng tiếp giáp giữa nền xi măng và cốt liệu + Phẩm chất của cốt liệu giảm

Trang 8

- Là khối lượng trên một đơn vị thể tích của cốt liệu có kể đến thể

tích của phần lỗ rỗng sau:

+ Lỗ rỗng trong bản thân của cốt liệu

+ Lỗ rỗng giữa các hạt cốt liệu

- Cốt liệu sử dụng cho bê tông thường có khối lượng thể tích từ

1200 – 1750kg/m3

- Theo TCVN khối lượng thể tích của cát không nhỏ hơn

1200kg/m3

- Xác định khối lượng thể tích để thiết kế cấp phối bê tông

KL riêng, thể tích, xốp ,đổ hỗng cốt liệu

- Phương pháp thử: TCVN 7572: 2006 cho cát hoặc đá

- Khối lượng khối cốt liệu cân khô hoàn toàn, sau sấy

- Khối lượng cốt liệu ẩm, ngâm nước lau khô mặt (đá) hay để phơi khô tự nhiên (khối cát)

- Khối lượng cân ngâm trong nước

KL riêng, thể tích, xốp ,đổ hỗng cốt liệu

Độ hút nước và lượng ẩm bề mặt

- Thường được đánh giá thông qua độ ẩm toàn phần của cốt liệu

- Độ hấp thu nước phụ thuộc vào kích thước và bản chất của cốt

liệu

- Phương pháp thử: TCVN 7572-4(<40mm),-5(>40mm): 2006

hoặc ASTM C70, ASTM C127

Cốt liệu mịn,

CÁ T

Trang 9

trong cốt liệu: là lượng nước tối

đa bao gồm cả nước hấp thụ và

lượng ẩm tự do

- Cốt liệu thô: 1 – 6%, trong đó

lượng ẩm tự do từ 0,5 – 2%

- Cốt liệu mịn: 3-8%, trong đó

lượng ẩm tự do từ 2 – 6%

Ảnh hưởng của độ hút nước:

- Tính công tác

- Khả năng thay đổi thể tích của đá

bê-tông theo thời gian.

Độ hút nước và lượng ẩm bề mặt

Độ co khô

Co nứt cốt liệu

- Là cường độ nén đập của đá dăm trong xi lanh, độ mài mòn

trong tang quay và độ bền va đập trên máy va đập Mác của cốt

liệu thô xác định ở bão hoà nước của cốt liệu

Đến 9

9 – 11

11 – 13

13 – 15

15 – 20

-Đến 12

12 – 16

16 – 20

20 – 25

25 – 34

-Đến 11

từ 11 đến 13

13 – 15

15 – 20

20 – 28

28 – 38

38 - 64

1400

1200

1000

800

600

400

300

200

Đá phún xuất phun trào

Đá phún xuất xâm nhập và đá biến chất

Đá trầm tích

Độnén đập ở trạng thái bão hòa nước Mác của đá dăm

- Mác của cốt liệu thô sử dụng trong bê tông ít nhất phải lớn hơn 1,5 lần so với mác của bê tông

- Tùy theo mục đích sử dụng mà cốt liệu mà độ bền của cốt liệu

sử dụng cho những chỉ tiêu sau:

+Dùng cho bê tông : độ nén đập trong xy lanh + Dùng cho xây dựng đường ô tô : độ nén đập trong xy lanh, độ mài mòn trong tang quay

+ Dùng cho lớp đệm của đường sắt : độ chống va đập trên máy thử

va đập

Trang 10

Độmài mòn của cốt liệu thô trong tang quay

Đến 20

20 – 30

30 – 45

45 – 55

Đến 25

25 – 35

35 – 45

45 – 55

Đến 30

30 – 40

40 – 50

50 – 60

Mn – I

Mn – II

Mn – III

Mn – IV

Sỏi dăm

Đá phún xuất biến chất và các đá trầm tích khác

Đá trầm tích cacbonat

Độ mài mòn, % Mác của đá

dăm, sỏi và sỏi

dăm

Độchống va đập của cốt liệu trên máy thử va đập

40 – 49

49 – 74

Từ 75 trở lên

Vd 40

Vd 50

Vd 75

Độ chống va đập trên máy thử va

đập “ H.M “

Mác dăm, sỏi và sỏi

dăm

PHẢN ỨNG ALKALI – CỐT LiỆU

Là phản ứng giữa một số thành phần trong cốt liệu với dd NaOH, KOH, Ca(OH)2 trong bê tông

+ Phản ứng alkali – silicat (ASR)

+ Xuất hiện các vết nứt

+ Các vết nứt liên thông nhau và đóng kín lại

+ Tạo thành những mảnh vỡ nhỏ trên bề mặt

+ Bong tróc trên bề mặt

Cơ chế phản ứng

+ Các hydroxit kiềm + các SiO2(gel, vđh) → gel (alkali – silicate) + Các gel hình thành khi gặp ẩm thì giản nở và làm xuất hiện vết nứt

Các yếu tố ảnh hưởng

- Có SiO 2 vô định hình trong cốt liệu

- ĐộpH trong các lỗ rỗng trong bê

tông cao

- Độ ẩm đủ lớn

Các biện pháp làm giảm phản

ứng alkali – silicate

- Kiểm soát hàm lượng kiềm trong xi măng (hàm lượng kiềm ≤0,6%)

- Sử dụng các phụ gia khoáng như : tro bay, xỉ lò cao, silicafume

- Thay thế cốt liệu thông thường bằng

đávôi

Thí nghiệm TCVN 7572-14:2006

Trang 11

Phản ứng alkali – cacbonat (ACR)

+ Là phản ứng giữa Hydroxyt kiềm và dolomit trong cốt liệu→

Mg(OH)2, sản phẩm có độ dãn nở thể tích cao, cường độ thấp

Các yếu tố ảnh hưởng

+ Hàm lượng sét, chất không tan khoảng 5% - 25%

+ Tỉ lệ dolomite trong cốt liệu → sự gia tăng thể tích do sự có mặt

của dolomite

+ Tỉ lệ Calcite/dolomite gần bằng 1:1

+ Kích thước rất bé của những hạt dolomite trong hỗn hợp sét →

phản ứng dễ dàng hơn

Sử dụng và tái chế cốt liệu

CÁC CHỈ TIÊU PHÂN TÍCH CỦA CỐT LiỆU

0,95 TCVN 7572 – 8:2006

% Hàm lượng bụi, bùn sét

Bằng màu số 5 ASTM C40–99

Hàm lượng tạp chất hữu cơ

(Phương pháp so màu)

0,001

% Hàm lượng

2,30

%

Độ hấp thụ nước

0,20

% Hàm lượng hạt qua sàng

0,075mm

0,00

% Lượng hạt trên 10mm

1628 kg/m 3

Khối lượng thể tích xốp lèn chặt

1436 kg/m 3

Khối lượng thể tích xốp

2,63 kg/m 3

Khối lượng riêng

2,65

Tỉ khối xốp ở trạng thái báo hòa

nước – khô bề mặt 23/23 0 C

Kết quả Phương pháp thử

Đơn vị Chỉ tiêu thí nghiệm

Định dạng
Số trang	11
Dung lượng	645,8 KB