TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TRẦN VĂN THANH KHẢO SÁT SỰ GIA TĂNG CƯỜNG ĐỘ BÊ TÔNG NHỜ HIỆU ỨNG HẠN CHẾ NỞ HÔNG DO CỐT ĐAI GÂY RA TRONG CỘT BÊ TÔNG CỐT THÉP Chuyên ngành : Kỹ thuật xây dự
Mục tiêu nghiên cứu
Dựa vào các kết quả có sẵn, khảo sát sự thay đổi cường độ bê tông trong cột khi thay đổi các thông số như ích thước cột, đường ính và bước đai, cấp bền bê tông
3 Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu
- Đối tượng nghiên cứu: Cường độ chịu nén của bê tông trong cấu kiện bê tông cốt thép khi bê tông bị h n chế nở hông gây ra bởi cốt đai
- Ph m vi nghiên cứu: Ảnh hưởng của cốt đai đến h n chế nở hông và cường độ nén của bê tông
- Nghiên cứu lý thuyết: Dựa vào các kết quả nghiên cứu có sẵn trên thế giới, từ đ hảo sát sự ảnh hưởng của các thông số của cấu kiện bê tông trong cột
Chương 1: Tổng quan về cường độ chịu nén của bê tông
Chương 2: Sự làm việc của bê tông trong cột khi bị h n chế nở hông
Chương 3: hảo sát sự gia tăng cường độ bê tông nhờ hiệu ứng h n chế nở hông do cốt đai gây ra trong cột bê tông cốt thép
Kết luận và kiến nghị
CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ CƯỜNG ĐỘ CHỊU NÉN CỦA BÊ TÔNG
1.1 Các khái niệm cơ bản về bê tông - bê tông cốt thép
Bê tông là một lo i đ nhân t o, đƣợc hình thành bởi việc trộn các thành phần: Cốt liệu thô, cốt liệu mịn, chất kết dính, theo một tỷ lệ nhất định (đƣợc gọi là cấp phối bê tông) ê tông là một trong những lo i vật liệu rất quan trọng đƣợc sử dụng rộng r i trong mọi lĩnh vực xây dựng vì n c những ưu điểm sau: C cường độ chịu nén cao, bền trong môi trường Cốt liệu c thể sử dụng nguyên liệu địa phương Dễ cơ giới h a, tự động h a qu trình sản xuất và thi công C thể t o đƣợc nhiều lo i bê tông c tính chất h c nhau, c c lo i bê tông phổ biến là: bê tông tươi, bê tông nhựa, bê tông Asphalt, bê tông Polime và c c lo i bê tông đặc biệt h c ê tông đƣợc sử dụng rộng r i trong xây dựng c c công trình iến trúc, m ng, g ch hông nung hay g ch bloc , mặt l t của vỉa hè, cầu và cầu vượt, đường lộ, đường băng, c c cấu trúc trong b i đỗ xe, đập, hồ chứa/bể chứa nước, ống cống, chân cột cho c c cổng, hàng rào, cột điện và thậm chí là thuyền
Việc sản xuất và sử dụng bê tông c nhiều t c động h c nhau đến môi trường và nhìn chung cũng hông hoàn toàn là tiêu cực như nhiều người nghĩ ặc dù sản xuất bê tông đ ng g p đ ng ể vào việc sản sinh hí nhà ính, việc t i sử dụng bê tông l i rất phổ biến đối với c c công trình qu cũ và qu giới h n tuổi thọ Những ết cấu bê tông rất bền và c tuổi thọ rất cao Đồng thời, do hối lƣợng t c dụng nhiệt cao và độ thẩm rất ém, bê tông cũng là một vật liệu dùng cho nhà ở tiết iệm năng lƣợng
Trong bê tông, chất ết dính (xi măng + nước, nhựa đường, phụ gia ) làm vai trò liên ết c c cốt liệu thô c ích thước 5,0mm-40 mm hoặc lớn hơn (đ , sỏi, đôi hi sử dụng vật liệu tổng hợp trong bê tông nhẹ) và cốt liệu mịn c ích thước từ 1,0mm- 5,0mm (thường là c t, đ m t, đ xay, ) và hi đ ng rắn, làm cho tất cả thành một hối cứng như đ Cường độ chịu éo của bê tông nhỏ hơn cường độ chịu nén rất nhiều (8-15 lần)
Ngoài c c thành phần chính như trên, người ta còn c thể thêm c c phụ gia để cải thiện một số tính chất của bê tông trong lúc thi công cũng nhƣ trong qu trình sử dụng Phụ gia c nhiều lo i h c nhau, c lo i để nâng cao độ dẽo hỗn hợp bê tông, c lo i dùng để tăng nhanh hoặc éo dài thời gian đông ết của xi măng, c lo i để nâng cao cường độ của bê tông trong thời gian đầu, c lo i để tăng hả năng chống thấm v.v Nước để trộn bê tông gồm hai phần ột phần để h a hợp với xi măng, một phần nữa nhƣ là phụ gia làm cho hỗn hợp bê tông c đƣợc độ dẽo (nh o) cần thiết lúc trộn, đổ huôn và đầm chắc Lượng nước tham gia phản ứng h a hợp chỉ chiếm hoản một phần năm trọng lượng xi măng và là cần thiết Lượng nước thêm vào để trộn bê tông, về sau hi bê tông đ hô cứng sẽ trở thành nước thừa, một phần bốc hơi để l i những lỗ rỗng li ti trong cấu trúc của bê tông, làm giảm độ đặc chắc và cường độ của n Nguyên lý t o nên bê tông là dùng c c cốt liệu lớn làm thành bộ xương, c c cốt liệu nhỏ lắp đầy hoảng trống và dùng chất ết dính để liên ết chúng t o thành một thể đặc chắc c hả năng chịu lực và chống l i c c biến d ng ê tông c cấu trúc hông đồng nhất vì hình d ng, ích thước c c h t cốt liệu h c nhau, sự phân bố của c c h t cốt liệu và chất ết dính hông thật đồng đều, trong bê tông vẫn còn l i một ít nước thừa và những lỗ rỗng li ti (do nước thừa bốc hơi) Tùy theo thành phần và cấu trúc của bê tông mà người ta phân lo i chúng theo nhiều c ch khác nhau:
+ Theo cấu trúc c c c lo i: bê tông đặc chắt; bê tông c lỗ rỗng (dùng ít c t); bê tông tổ ong
+ Theo hối lượng riêng phân thành: bê tông nặng thông thường c hối lượng riêng "002500 kG/cm 3 ; bê tông nặng cốt liệu bé 002200 kG/cm 3 ; bê tông nhẹ 2500
+ Theo thành phần c : bê tông thông thường; bê tông cốt liệu bé; bê tông chèn đ học
+ Theo ph m vi sử dụng: bê tông làm ết cấu chịu lực; bê tông chịu n ng; bê tông c ch nhiệt; bê tông chống xâm thực v.v
- Bê tông cốt thép là một lo i vật liệu xây dựng phức hợp do bê tông và cốt thép cùng cộng t c chịu lực với nhau Về sức bền vật lý, bê tông chịu lực nén h tốt nhƣng hả năng chịu lực éo hông tốt lắm và là một lo i vật liệu giòn Trong hi đ cốt thép là vật liệu chịu éo hoặc chịu nén đều rất tốt Vì vậy, trong xây dựng c c công trình, c c vật liệu chịu lực éo tốt (ví dụ thép) đƣợc sắp xếp để đƣa vào trong lòng hối bê tông, đ ng vai trò là bộ hung chịu lực nhằm cải thiện hả năng chịu éo của bê tông
Do vậy người ta đ đặt cốt thép vào trong bê tông để tăng cường hả năng chịu lực cho ết cấu, từ đ sản sinh ra bê tông cốt thép Lo i bê tông c phần lõi thép này đƣợc gọi là bê tông cốt thép ê tông và cốt thép c thể cùng tham gia chịu lực là do c c yếu tố sau:
+ ê tông và cốt thép dính chặt với nhau nên c thể truyền lực từ bê tông sang cốt thép và ngƣợc l i Lực dính c tầm quan trọng hàng đầu đối với vật liệu bê tông cốt thép
+ Giữa bê tông và cốt thép hông xảy ra phản ứng h a học Đồng thời bê tông còn làm chức năng bao bọc, bảo vệ cốt thép chống c c t c dụng ăn mòn của môi trường Đây cũng là lý do hi sử dụng c c lo i phụ gia h a dẻo và đông cứng nhanh cần phải bảo đảm qu trình đầm nén bê tông đ t đến độ lèn chặt cần thiết
+ ê tông và cốt thép c hệ số gi n nở nhiệt gần giống nhau (hệ số gi n nở nhiệt của bê tông từ 0,000010 đến 0,000015 và hệ số gi n nở nhiệt của thép là 0,000012)
Do đ hi c sự thay đổi nhiệt độ dưới 100°C thì trong cấu iện bê tông cốt thép hông xuất hiện nội ứng suất đ ng ể, hông làm ph ho i lực dính giữa bê tông và cốt thép
Theo phương ph p thi công, c thể phân lo i bê tông cốt thép chia ra làm ba lo i: + ê tông cốt thép toàn hối (hay còn gọi là bê tông cốt thép đổ t i chỗ): Người ta ghép v n huôn, đặt cốt thép và đổ bê tông ngay t i vị trí thiết ế của ết cấu
Bố cục đề tài
Chương 1: Tổng quan về cường độ chịu nén của bê tông
Chương 2: Sự làm việc của bê tông trong cột khi bị h n chế nở hông
Chương 3: hảo sát sự gia tăng cường độ bê tông nhờ hiệu ứng h n chế nở hông do cốt đai gây ra trong cột bê tông cốt thép
Kết luận và kiến nghị
TỔNG QUAN VỀ CƯỜNG ĐỘ CHỊU NÉN CỦA BÊ TÔNG
Các khái niệm cơ bản về bê tông - bê tông cốt thép
Bê tông là một lo i đ nhân t o, đƣợc hình thành bởi việc trộn các thành phần: Cốt liệu thô, cốt liệu mịn, chất kết dính, theo một tỷ lệ nhất định (đƣợc gọi là cấp phối bê tông) ê tông là một trong những lo i vật liệu rất quan trọng đƣợc sử dụng rộng r i trong mọi lĩnh vực xây dựng vì n c những ưu điểm sau: C cường độ chịu nén cao, bền trong môi trường Cốt liệu c thể sử dụng nguyên liệu địa phương Dễ cơ giới h a, tự động h a qu trình sản xuất và thi công C thể t o đƣợc nhiều lo i bê tông c tính chất h c nhau, c c lo i bê tông phổ biến là: bê tông tươi, bê tông nhựa, bê tông Asphalt, bê tông Polime và c c lo i bê tông đặc biệt h c ê tông đƣợc sử dụng rộng r i trong xây dựng c c công trình iến trúc, m ng, g ch hông nung hay g ch bloc , mặt l t của vỉa hè, cầu và cầu vượt, đường lộ, đường băng, c c cấu trúc trong b i đỗ xe, đập, hồ chứa/bể chứa nước, ống cống, chân cột cho c c cổng, hàng rào, cột điện và thậm chí là thuyền
Việc sản xuất và sử dụng bê tông c nhiều t c động h c nhau đến môi trường và nhìn chung cũng hông hoàn toàn là tiêu cực như nhiều người nghĩ ặc dù sản xuất bê tông đ ng g p đ ng ể vào việc sản sinh hí nhà ính, việc t i sử dụng bê tông l i rất phổ biến đối với c c công trình qu cũ và qu giới h n tuổi thọ Những ết cấu bê tông rất bền và c tuổi thọ rất cao Đồng thời, do hối lƣợng t c dụng nhiệt cao và độ thẩm rất ém, bê tông cũng là một vật liệu dùng cho nhà ở tiết iệm năng lƣợng
Trong bê tông, chất ết dính (xi măng + nước, nhựa đường, phụ gia ) làm vai trò liên ết c c cốt liệu thô c ích thước 5,0mm-40 mm hoặc lớn hơn (đ , sỏi, đôi hi sử dụng vật liệu tổng hợp trong bê tông nhẹ) và cốt liệu mịn c ích thước từ 1,0mm- 5,0mm (thường là c t, đ m t, đ xay, ) và hi đ ng rắn, làm cho tất cả thành một hối cứng như đ Cường độ chịu éo của bê tông nhỏ hơn cường độ chịu nén rất nhiều (8-15 lần)
Ngoài c c thành phần chính như trên, người ta còn c thể thêm c c phụ gia để cải thiện một số tính chất của bê tông trong lúc thi công cũng nhƣ trong qu trình sử dụng Phụ gia c nhiều lo i h c nhau, c lo i để nâng cao độ dẽo hỗn hợp bê tông, c lo i dùng để tăng nhanh hoặc éo dài thời gian đông ết của xi măng, c lo i để nâng cao cường độ của bê tông trong thời gian đầu, c lo i để tăng hả năng chống thấm v.v Nước để trộn bê tông gồm hai phần ột phần để h a hợp với xi măng, một phần nữa nhƣ là phụ gia làm cho hỗn hợp bê tông c đƣợc độ dẽo (nh o) cần thiết lúc trộn, đổ huôn và đầm chắc Lượng nước tham gia phản ứng h a hợp chỉ chiếm hoản một phần năm trọng lượng xi măng và là cần thiết Lượng nước thêm vào để trộn bê tông, về sau hi bê tông đ hô cứng sẽ trở thành nước thừa, một phần bốc hơi để l i những lỗ rỗng li ti trong cấu trúc của bê tông, làm giảm độ đặc chắc và cường độ của n Nguyên lý t o nên bê tông là dùng c c cốt liệu lớn làm thành bộ xương, c c cốt liệu nhỏ lắp đầy hoảng trống và dùng chất ết dính để liên ết chúng t o thành một thể đặc chắc c hả năng chịu lực và chống l i c c biến d ng ê tông c cấu trúc hông đồng nhất vì hình d ng, ích thước c c h t cốt liệu h c nhau, sự phân bố của c c h t cốt liệu và chất ết dính hông thật đồng đều, trong bê tông vẫn còn l i một ít nước thừa và những lỗ rỗng li ti (do nước thừa bốc hơi) Tùy theo thành phần và cấu trúc của bê tông mà người ta phân lo i chúng theo nhiều c ch khác nhau:
+ Theo cấu trúc c c c lo i: bê tông đặc chắt; bê tông c lỗ rỗng (dùng ít c t); bê tông tổ ong
+ Theo hối lượng riêng phân thành: bê tông nặng thông thường c hối lượng riêng "002500 kG/cm 3 ; bê tông nặng cốt liệu bé 002200 kG/cm 3 ; bê tông nhẹ 2500
+ Theo thành phần c : bê tông thông thường; bê tông cốt liệu bé; bê tông chèn đ học
+ Theo ph m vi sử dụng: bê tông làm ết cấu chịu lực; bê tông chịu n ng; bê tông c ch nhiệt; bê tông chống xâm thực v.v
- Bê tông cốt thép là một lo i vật liệu xây dựng phức hợp do bê tông và cốt thép cùng cộng t c chịu lực với nhau Về sức bền vật lý, bê tông chịu lực nén h tốt nhƣng hả năng chịu lực éo hông tốt lắm và là một lo i vật liệu giòn Trong hi đ cốt thép là vật liệu chịu éo hoặc chịu nén đều rất tốt Vì vậy, trong xây dựng c c công trình, c c vật liệu chịu lực éo tốt (ví dụ thép) đƣợc sắp xếp để đƣa vào trong lòng hối bê tông, đ ng vai trò là bộ hung chịu lực nhằm cải thiện hả năng chịu éo của bê tông
Do vậy người ta đ đặt cốt thép vào trong bê tông để tăng cường hả năng chịu lực cho ết cấu, từ đ sản sinh ra bê tông cốt thép Lo i bê tông c phần lõi thép này đƣợc gọi là bê tông cốt thép ê tông và cốt thép c thể cùng tham gia chịu lực là do c c yếu tố sau:
+ ê tông và cốt thép dính chặt với nhau nên c thể truyền lực từ bê tông sang cốt thép và ngƣợc l i Lực dính c tầm quan trọng hàng đầu đối với vật liệu bê tông cốt thép
+ Giữa bê tông và cốt thép hông xảy ra phản ứng h a học Đồng thời bê tông còn làm chức năng bao bọc, bảo vệ cốt thép chống c c t c dụng ăn mòn của môi trường Đây cũng là lý do hi sử dụng c c lo i phụ gia h a dẻo và đông cứng nhanh cần phải bảo đảm qu trình đầm nén bê tông đ t đến độ lèn chặt cần thiết
+ ê tông và cốt thép c hệ số gi n nở nhiệt gần giống nhau (hệ số gi n nở nhiệt của bê tông từ 0,000010 đến 0,000015 và hệ số gi n nở nhiệt của thép là 0,000012)
Do đ hi c sự thay đổi nhiệt độ dưới 100°C thì trong cấu iện bê tông cốt thép hông xuất hiện nội ứng suất đ ng ể, hông làm ph ho i lực dính giữa bê tông và cốt thép
Theo phương ph p thi công, c thể phân lo i bê tông cốt thép chia ra làm ba lo i: + ê tông cốt thép toàn hối (hay còn gọi là bê tông cốt thép đổ t i chỗ): Người ta ghép v n huôn, đặt cốt thép và đổ bê tông ngay t i vị trí thiết ế của ết cấu
+ ê tông cốt thép lắp ghép: Người ta phân chia ết cấu thành những ết cấu riêng biệt để c thể chế t o chúng ở nhà m y hoặc sân b i, vận chuyển chúng đến công trường sau đ dùng cần cẩu lắp ghép rồi nối chúng l i với nhau thành ết cấu t i vị trí thiết ế
+ ê tông cốt thép nửa lắp ghép: Người ta lắp ghép c c cấu iện chưa được chế t o hoàn chỉnh sau đ đặt thêm cốt thép, ghép thêm v n huôn rồi đổ t i chỗ bê tông phần còn l i ( ể cả mối nối)
Nếu phân theo tr ng th i ứng suất hi chế t o c hai lo i sau:
+ ê tông cốt thép thường: hi chế t o, cốt thép ở tr ng th i hông c ứng suất, ngoài nội ứng suất do co ng t và gi n nở nhiệt của bê tông Cốt thép chỉ chịu ứng suất hi cấu iện chịu lực ngoài ( ể cả trọng lƣợng bản thân)
Cường độ của bê tông và các yếu tố ảnh hưởng
- Cường độ là chỉ tiêu quan trọng thể hiện hả năng chịu lực của vật liệu Cường độ của bê tông phụ thuộc vào thành phần và cấu trúc của n Để x c định cường độ của bê tông người ta dùng thí nghiệm mẫu Thông thường là chế t o ra c c mẫu thử và thí nghiệm ph ho i c c mẫu đ ột c ch h c là thí nghiệm hông ph ho i, x c định cường độ một c ch gi n tiếp bằng c ch dùng s ng siêu âm, súng bật nẩy
Trong ết cấu xây dựng, bê tông chịu nhiều t c động h c nhau: chịu nén, uốn, éo, trượt, trong đ chịu nén là ưu thế lớn nhất của bê tông Do đ , người ta thường dùng cường độ chịu nén là chỉ tiêu đặc trưng để đ nh gi chất lượng bê tông N i đến cường độ của bê tông là n i đến cường độ tính to n (cường độ chịu nén và cường độ chịu éo), cường độ đặc trưng và cường độ trung bình Cường độ chịu nén và cường độ chịu éo của bê tông được x c định theo phương ph p thí nghiệm
Hình 1.1 Xác định cường độ chịu nén – mẫu thử
Hình 1.2 Xác định cường độ chịu kéo Thí nghiệm xác định cường độ chịu nén và cường độ chịu kéo
Gọi R, R(t) là lần lượt là cường độ chịu nén và cường độ chịu éo của bê tông, ta c mối quan hệ: R t ( ) t R ; hoặc ( )R t 0,6 0,06R
Gi trị của ỉ t đƣợc lấy phụ thuộc vào lo i của bờ tụng và đơn vị của R, đối với bờ tụng nặng, đơn vị của R là Pa thỡ ỉt = 0.28 - 0.30
Gi trị trung bình của cường độ: hi thí nghiệm n mẫu thử của cùng một lo i bêtông thu được c c gi trị cường đô mẫu thử làR 1 , R 2 , R 3 , R n C c gi trị đ c thể giống hoặc h c nhau Gi trị trung bình cường độ c c mẫu thử x c định theo: n
R m : gi trị cường độ trung bình; n: số mẫu thử
Gi trị đặc trưng của cường độ (gọi tắt là cường độ đặc trưng) được x c định theo x c suất bảo đảm 95 , x c định theo:
R ch : gi trị đặc trưng cường độ;
R m : gi trị cường độ trung bình;
S: là số đặc trưng cho diện tích được giới h n bởi trục hoành và đường cong phân bố Với x c suất bảo đảm 95 thì S=1,64 υ: là hệ số biến động dùng để đ nh gi mức độ đồng chất của bê tông Với công nghệ ổn định, c iểm tra chặt chẽ về thành phần của bê tông và chất lƣợng thi công c thể lấy υ=0,135 Với điều iện thi công bình thường mà thiếu số liệu thống ê thì lấy υ=0,15
Gi trị tiêu chuẩn của cường độ của bêtông, gọi tắt là cường độ tiêu chuẩn, được lấy bằng cường độ đặc trưng của mẫu thử nhân với hệ số Hệ số này ể đến sự làm việc của bêtông thực tế trong ết cấu c h c với sự làm việc của mẫu thử
Gi trị tiêu chuẩn về nén: bn kc ch
Gi trị tiêu chuẩn về éo: btn kc ch
R bn : gi trị cường độ tiêu chuẩn về nén;
R btn : gi trị cường độ tiêu chuẩn về éo; kc : hệ số đƣợc lấy bằng kc 0,7 0,8 tùy tuộc vào R ch ;
- i tr cường độ t nh to n: hi tính to n theo TTGH, để x c định S gh cần dùng gi trị tính to n của cường độ, gọi tắt là cường độ tính to n
Cường độ bêtông tính to n về nén ý hiệu R n được x c định theo: bi bn n bc
Cường độ bêtông tính to n về éo ý hiệu R bt được x c định theo: bi btn bt bt
Trong đ : bc , bt : hệ số tin cậy của bêtông tương ứng hi nén và hi éo bi : hệ số làm việc của bêtông (i 1,2, ,10), ể đến tính chất của tải trọng, giai đo n làm việc của ết cấu, ích thước của tiết diện v.v
Cường độ của bê tông tăng theo tuổi thọ thời gian tính từ lúc chế t o bê tông đến hi cho n chịu lực Thời gian đầu cường độ tăng nhanh, sau chậm dần Với bê tông dùng xi măng pooclăng, chế t o và bảo dưỡng trong điều iện bình thường, cường độ tăng nhanh trong 28 ngày đầu
Vì thế đây cũng là một chỉ tiêu đ nh gi chất lƣợng bê tông hi thi công công trình và nghiệm thu đƣa vào sử dụng
Với bê tông cần x c định cường độ chịu nén và cường độ chịu éo Trong giới h n luận văn chỉ tìm hiểu về cường độ chịu nén
- C c yếu tố ảnh hưởng đến cường độ của bê tông: Cường độ bê tông hông những phụ thuộc vào chất lƣợng và cấp phối vật liệu sử dụng mà còn phụ thuộc vào qu trình thi công bê tông và c c yếu tố h c Trong thiết ế công trình, người ta thường dự iến cường độ cần thiết của bê tông để tính to n, do đ hi thi công cần chọn thành phần, cấp phối vật liệu và công nghệ chế t o để bê tông đảm bảo đ t cường độ yêu cầu C c yếu tố ảnh hưởng đến cường độ bê tông c thể bao gồm:
+ Chất lƣợng và số lƣợng xi măng: hi sử dụng xi măng để chế t o bê tông, việc lựa chọn m c bê tông rất quan trọng vì n vừa phải đảm bảo cho bê tông đ t cường độ thiết ế, vừa phải đảm bảo yếu tố inh tế Nếu dùng xi măng m c cao chế t o bê tông m c thấp sẽ dẫn đến lƣợng xi măng dùng cho 1m 3 bê tông hông đủ để liên ết c c h t cốt liệu với nhau, dễ xảy ra hiện tƣợng phân tầng Ngƣợc l i, dùng xi măng m c thấp để chế t o bê tông m c cao sẽ làm tăng lƣợng xi măng phải dùng, hông đảm bảo yếu tố inh tế ên c nh đ , với cường độ bê tông dự iến, nếu tăng số lượng xi măng cũng sẽ làm tăng cường độ bê tông nhưng hiệu quả hông cao và thường gây tăng biến d ng do co ng t Thông thường trong 1m 3 bê tông cần dùng từ 250-500 g xi măng, hi dùng xi măng nhiều thì cường độ bê tông cao hơn, nhưng để chế t o bê tông cường độ cao ( 25, 30,…) ngoài việc tăng lƣợng xi măng còn cần phải dùng xi măng m c cao (PC40, 50,…) hoặc phụ gia nâng cao cường độ của bê tông mới đem l i hiệu quả inh tế và sử dụng Chẳng h n nhƣ: để chế t o bê tông c cấp độ bền 7,5; 10; 12,5; 15 c thể sử dụng xi măng PC30, còn hi chế t o bê tông c cấp độ bền 20; 25; 30 cần dùng xi măng PC40, nếu sử dụng xi măng PC30 thì phải dùng với số lƣợng nhiều, hông đ t hiệu quả về inh tế, đồng thời làm tăng tính từ biến trong bê tông ảnh hưởng xấu đến chất lƣợng bê tông
+ Độ cứng, độ s ch và sự phối hợp thành phần cốt liệu (cấp phối): Thành phần bụi và t p chất sẽ t o ra trên bề mặt h t cốt liệu lớp màng cản trở liên kết chúng với xi măng ết quả là cường độ của bê tông giảm đ ng ể (c hi đến 30÷40%) Việc lựa chọn được cấp phối hợp lý sẽ làm tăng cường độ bê tông đồng thời tiết kiệm được lƣợng xi măng sử dụng Hàm lƣợng cát trong hỗn hợp cốt liệu (mức ngậm cát) ảnh hưởng lớn đến tính chất của hỗn hợp bê tông Hỗn hợp bê tông c hàm lượng cát tối ưu đảm bảo cho bê tông đ t yêu cầu tính công t c, độ đặc chắc và cường độ với lượng dùng xi măng và nước bé nhất
+ Tỉ lệ giữa nước và xi măng: Đây là yếu tố ảnh hưởng lớn đến cường độ và tính chất biến d ng của bê tông Tỉ lệ này cao sẽ làm giảm cường độ bê tông và tăng tính co ng t, từ biến, nhƣng nếu tỉ lệ này thấp (vừa đủ) thì h thi công, đặc biệt là hi bơm bê tông Lượng nước nhào trộn c ảnh hưởng đến đặc trưng lưu biến của hỗn hợp bê tông
Nếu lượng nước ban đầu trong hỗn hợp bê tông bé, nước chỉ đủ bao bọc mặt ngoài h t xi măng và t o nên màng hấp thụ nước, màng nước này liên ết bền chắc với h t xi măng, c tính đàn hồi, tính chịu éo, cường độ chống cắt và độ nhớt
Nếu lượng nước tăng lên, màng hấp thụ dày thêm và do sức căng bề mặt của nước, nước sẽ dịch chuyển trong c c đường mao quản làm cho hỗn hợp bê tông c tính dẻo
Hình 1.3 Ảnh hưởng của lượng nước nhào trộn đến độ lưu biến của hỗn hợp bê tông [5]
Hỗn hợp cứng ngay sau hi nhào trộn;
2-Hỗn hợp cứng 1 giờ sau hi nhào trộn;
1’-Hỗn hợp lưu động ngay sau hi nhào trộn;
2’-Hỗn hợp lưu động 1 giờ sau hi nhào trộn; hi tăng tỷ lệ N/X , lượng nước thừa trong hỗn hợp bê tông vượt qu lượng nước cần thiết để tiến hành qu trình thủy h a và đảm bảo độ lưu động cần thiết cho hỗn hợp bê tông sẽ làm tăng độ rỗng, giảm sự đặc chắc của bê tông và làm cho biến d ng do co ng t tăng lên
Ngoài việc sử dụng vật liệu tốt, s ch qu trình nhào trộn vữa bê tông, thời gian nhào trộn, vận chuyển, tổ chức thi công bê tông (đổ huôn, đầm nén, điều iện môi trường bảo dưỡng) c ảnh hưởng lớn đến chất lượng và cường độ bê tông, đặc biệt là điều iện thi công toàn hối t i công trình nhƣ:
+ Chất lƣợng thi công: Thi công ỹ lƣỡng, đầm chặt đúng quy c ch, sẽ đ t đƣợc cường độ bê tông như mong muốn
Kết luận
Trong chương này, t c giả đ trình bày h i qu t về bê tông, chú trọng đến hả năng chịu nén của bê tông và c c nhân tố ảnh hưởng đến cường độ chịu nén của bê tông Nếu h n chế đƣợc mức độ nở ngang của bê tông c thể làm tăng hả năng chịu nén của bê tông.