Trong bê tông ximăng, CKD đựơc sử dụng là ximăng poóclăng, ximăng poóclăng xỉ, ximăng pooclăng pudơlan, ximăng pooclăng bền sunfat và các loại ximăng khác.
Trong số các chỉ tiêu kĩ thuật của ximăng, mác ximăng là chỉ tiêu quan trọng nhất. Nó vừa đảm bảo mác bê tông thiết kế, vừa đảm bảo yêu cầu kinh tế. Do đó, việc lựa chọn mác ximăng là rất quan trọng.
Ximăng dùng cho bê tông phải có mác phù hợp với mác bê tông theo quy định của TCVN - 1964 như sau:
Nếu Rb > 300 thì Rx= 1,5 Rb
Nếu Rb ≤ 300 thì Rx= (2 - 3) Rb
Với bê tông mác cao (từ 600 trở lên) chỉ yêu cầu Rx > Rb là đủ
Chương 4. Bê tông
Lượng dùng ximăng (kG) cho 1m3 bê tông phải lớn hơn lượng ximăng tối thiểu cho phép (Xmin). Quy phạm nhà nước quy định lượng xi măng tối thiểu (Xmin) như sau (Bảng 4-1) :
Bảng 4-1. Lượng dùng ximăng tối thiểu
Phương pháp đầm chặt Điều kiện làm việc của kết cấu công trình
Bằng tay Bằng máy
Trực tiếp tiếp xúc với nước 265 240
Bị ảnh hưởng của mưa gió không có phương tiện bảo vệ 250 220
Không bị ảnh hưởng của mưa gió 220 200
4.2.2 Cát
Cát dùng để chế tạo bê tông có thể là cát thiên nhiên hay cát nhân tạo cỡ hạt từ 0,14 đến 5mm. Chất lượng cát phụ thuộc vào thành phần khoáng, thành phần hạt và lượng tạp chất.
Thành phần hạt và độ lớn của cát. Cát có thành phần hạt hợp lý, thì độ rỗng của nó nhỏ, lượng dùng ximăng ít và cường độ bê tông cao. Thành phần hạt của cát đựoc xác định bằng cách sàng 1000g cát khô (đã được sàng qua sàng 5mm) trên bộ sàng tiêu chuẩn có mắt sàng là 2,5; 1,25; 0,63; 0,315 và 0,14mm.
Để xác định thành phần hạt, trước tiên người ta tính lượng sót riêng biệt ai tỉ số % lượng sót trên từng sàng mi so với toàn bộ lượng cát đen thí nghiệm m:
% 100 m. ai = mi
(4- 1)
Sau đó xác định lượng sót tích luỹ trên từng sàng Ai (%) - tổng lượng sót riêng biệt kể từ sàng lớn nhất (a2,5) đến sàng cần xác định (ai):
Ai = a2,5 + a1,25 + ...+ ai (4- 2)
Các chỉ tiêu đánh giá độ thô mịn của cát dùng trong bê tông gồm:
- Môđun độ lớn:
100
A + A + A + A +
=A
M®l 2,5 1,25 0,63 0,315 0,14
(4- 3) - Đường kính trung bình (mm)
14 , 0 315
, 0 63
, 0 25
, 1 5
, 2
14 , 0 315 , 0 63 , 0 25 , 1 5 , 2
dl 11a +1,37a +1,17a +0,02a +0,0024a a
+ a + a + a +
= a M
(4- 4) - Tỉ diện tích:
tb aD
= 6
S γ (cm2/g) (4- 5)
- Lượng nước yêu cầu
http://www.ebook.edu.vn Chương 4. Bê tông
2 X N X N
= N
tc
yc
-
(4- 6)
Cấp phối liên tục tiêu chuẩn của cát ở bảng 4-2
Bảng 4-2. Cấp phối tiêu chuẩn của cát
Mức theo nhóm cát Các chỉ tiêu
To Vừa Nhỏ Rất nhỏ
1. Độ lớn: môđun độ lớn M 2,5-3,3 2-2,5 1-2 0,7-1
Bề mặt riêng S, cm2/g - - 100-200 201-300
Lượng nước yêu cầu Nyc, % < 7 7-7,5 >7,5 - 2. Khối lượng thể tích xốp, (kG/m3),
không nhỏ hơn
1400 1300 1200 1150 Lượng ngậm tạp chất. Lượng hạt nhỏ sẽ làm tăng Nyc của cát và tăng lượng ximăng trong bê tông. Theo quy định của TCVN 1770: 1986 hàm lượng hạt nhỏ (lọt qua sàng 0,14mm) không được lớn hơn: 10% đối với cát to và cát vừa; 20% đối với cát nhỏ và 35% đối với cát rất nhỏ. Không ccho phép cát có chứa các hạt á sét và các tạp chất khác ở dạng cục.
Biểu đồ cấp phối của cát như sau:
Hình 4.2 Thành phần hạt của cát 1) Cát vừa; 2) Cát nhỏ; 3) Cát rất nhỏ 4.2.3 Sỏi và đá dăm
Sỏi và đá săm là cốt liệu lớn có cỡ hạt từ 5 – 70mm (trong kết cấu khối lớn có thể đến 150mm). Chất lượng của cốt liệu lớn được đặc trưng bằng các chỉ tiêu: cường độ, thành phần hạt, độ lớn, hình dạng và trạng thái bề mặt hạt, lượng tạp chất.
Sỏi có hình dạng tròn nhẵn, diện tích mặt ngoài nhỏ, nên cần ít nước, tốn ít ximăng Cường độ của đá dăm được xác định thông qua thí nghiệm nén mẫu đá gốc, còn của sỏi (kể cả đá dăm) thông qua thí nghiệm nén trong xilanh bằng thép và được gọi là độ nén đập. Mác của đá dăm từ đá thiên nhiên, theo quy định của TCVN 1771:1987 được chia thành 8 mác (Bảng 4-3. Mác của đá dăm).
Bảng 4-3. Mác của đá dăm
Độ nén đập ở trạng thái bão hoà nước, % Mác của
đá dăm Đá trầm tích Đá phún xuất xâm nhập và đá biến chất
Đá phún xuất phun trào
1400 Đến 12 Đến 9
Chương 4. Bê tông
1200 Đến 11 Lớn hơn 12 đến 16 Lớn hơn 9 đến 11 1000 Lớn hơn 11 đến 13 Lớn hơn 16 đến 20 Lớn hơn 11 đến 13
800 Lớn hơn 13 đến 15 Lớn hơn 20 đến 25 Lớn hơn 13 đến 15 600 Lớn hơn 15 đến 20 Lớn hơn 25 đến 39 Lớn hơn 15 đến 20 400 Lớn hơn 20 đến 28
300 Lớn hơn 28 đến 38 200 Lớn hơn 38 đến 54
Theo quy định mác của đá dăm phải cao hơn mác của bê tông Đối với mác bê tông <300, không dưới 1,5 lần;
Đối với mác bê tông ≥ 300, không dưới 2 lần
Mác của sỏi và đá dăm theo độ nén dập trong xi lanh. Cường độ nén dập của cốt liệu thường được xác định theo từng cấp hạt. Cường độ trung bình của hỗn hợp cốt liệu lớn hơn được tính theo công thức:
100
. ...
. . 1 2 2
1 k kn n
k k
x R x R x
R R + +
= (4- 7)
Trong đó:
Rk1, Rk2, ...Rkn: cường độ chịu nén của từng cấp cốt liệu lớn quy đổi từ độ ép dập trong xilanh, kG/cm2;
x1, x2, ..xn: hàm lượng mỗi cấp hạt trong hỗn hợp cốt liệu, %;
Những hạt đá hình thoi, dẹt (chiều rộng hoặc chiều dày nhỏ hơn 1/3 chiều đài) và những hạt mềm, hạt bị phong hoá có ảnh hưởng đến cường độ của sỏi và đá dăm. Hàm lượng hạt thoi dẹt không được vượt quá 35%.
Thành phần của hạt cốt liệu lớn đựơc xác định thông qua thí nghiệm sàng 3kG đá hoặc sỏi trên bộ sàng tiêu chuẩn có kích thước lỗ sàng 70, 40, 20,10 và 5mm.
Sau khi thí nghiệm người ta xác định được đường kính lớn nhất Dmax và đường kính nhỏ nhất Dmin của cốt liệu. Dmax tương ứng với cỡ sàng có lượng sót tích luỹ nhỏ hơn và gần 5% nhất. Dmin tương ứng với cỡ sàng có lượng lọt sàng nhỏ hơn và gần 5% nhất. Yêu cầu Dmax phải nhỏ hơn 1/3 kích thước nhỏ nhất của kết cấu và nhỏ hơn 3/4 khoảng cách của cốt thép; Đối với kết cấu là panen mỏng, sàn nhà, bản mặt cầu... cho phép bằng 1/2 kích thước nhỏ nhất của kết cấu.
Lượng ngậm tạp chất. Hàm lượng tạp chất sunfat và sunfit (tính theo SO3), trong sỏi và đá dăm không được vượt quá 1% tính theo khối lượng. Hàm lượng ôxyt silic vô định hình trong sỏi và đá dăm dùng làm cốt liệu cho bê tông nặng không đựơc vượt quá 50milimol/1000ml NaOH. Hàm lượng sét, bụi, bùn trong sỏi và đá dăm không đựơc vượt quá giá trị ghi trong bảng 8.6. Trong đó cục sét không quá 0,25%. Không cho phép có màng sét bao phủ các hạt và những tạp chất bẩn khác như gỗ mục, lá cây.
Cấp phối liên tục tiêu chuẩn của đá - sỏi ở bảng 4-4
Bảng 4-4 Cấp phối liên tục tiêu chuẩn của đá - sỏi
di, mm Dmin 0.5(Dmin+Dmax) Dmax 1,25Dmax
Ai, mm 95-100 40-47 0-5 0
4.2.4 Phụ gia
http://www.ebook.edu.vn Chương 4. Bê tông
Phụ gia sử dụng thường có 2 loại: loại rắn nhanh và loại hoạt động bề mặt. Phụ gia rắn nhanh thường là các loại muối gốc clo, do tăng nhanh quá trình thuỷ hoá mà phụ gia rắn nhanh có khả năng rút ngắn quá trình rắn chắc của bê tông trong điều kiện tự nhiên, cũng như nâng cao cường độ bê tông ngay sau khi bảo dưỡng nhiệt và ở tuổi 28 ngày.
Phụ gia hoạt động bề mặt mặc dù sử dụng một lượng nhỏ nhưng có khả năng cải thiện đáng kể tính chất của hỗn hợp bê tông và tăng cường nhiều tính chất khác của bê tông.
4.2.5 Nước
Nước dùng để chế tạo bê tông (rửa cốt liệu, nhào trộn và bảo dưỡng bê tông) phải có đủ phẩm chất để không ảnh hưởng xấu đến thời gian ninh kết và rắn chắc của ximăng và không gây ăn mòn cốt thép. Nước sinh hoạt là nước có thể dùng được, không nên dùng các loại nước; chứa váng dầu hoặc váng mỡ, lượng tạp chất hữu cơ vượt quá 15mg/l; có độ pH < 4 và lớn quá 12,5.
Nước biển có thể dùng để chế tạo bê tông cho những kết cấu làm việc trong nước biển nếu tổng các loại muối trong nước không vượt quá 35g trong 1 lít nước.
Lượng nước dùng cho bê tông (lít/m3 bê tông) sơ bộ chọn theo bảng 4-5 Bảng 4-5. Lượng nước dùng cho bê tông
Độ dẻo yêu cầu Khi sỏi có Dmax là Đá dăm có Dmax là
SN,cm t,s 10 20 40 80 10 20 40 80
9-12 <5 215 200 185 170 230 215 200 185 6-8 5-10 205 190 175 160 220 205 190 175 3-5 10-15 195 180 165 150 210 195 180 165 1-2 15-30 185 170 155 140 200 185 170 155
- 30-50 165 160 150 - 175 170 160 - 50-80 155 150 140 - 165 160 150 - 80-120 145 140 135 - 160 155 140 - 120-200 135 130 128 - 150 145 135 Ghi chú: Khi lượng Nyc tăng giảm 1% thì lượng nước dùng cho hỗn hợp bê tông tăng giảm 5(l)
Khi dùng ximăng pooclăng pudơlan – xỉ quặng thì thêm 15-20(l)
Lượng nước sơ bộ (lít/m3 bê tông ) cho bê tông ximăng mặt đường cho ở bảng 4-6.
Bảng 4-6. Lượng nước sơ bộ dùng cho bê tông ximăng mặt đường Loại cốt liệu dùng cho bê tông mặt đường Lượng nước
Đá dăm granit 155
Đá dăm vôi canxit 165
Sỏi Quătzit 145 Đá dăm granit và cát hạt nhỏ 165
Dăm vôi canxit và cát nghiền 180 Theo quy phạm nhà nước, tỷ lệ N/X trong bê tông không được vượt quá giá trị cho trong
bảng 4-7.
Bảng 4-7. Tỷ lệ N/X trong bê tông tối đa
Tính chất môi trường Bê tông cốt thép Bê tông thường
Chương 4. Bê tông
Kết cấu có mái che 0,75 -
Kết cấu chịu mưa gió 0,65 -
Kết cấu ngập nước 0,65 0,75
Kết cấu bị ăn mòn mạnh 0,5 0,65
Bê tông đổ trong nước - 0,5
* Chú ý: Nước nhào trộn một phần để bôi trơn hạt cốt liệu, một phần dùng để tạo thành cấu trúc của đá ximăng, còn một phần bị cốt liệu rỗng hút vào. Vì vậy bê tông dẻo sau khi đổ khuôn có thể xẩy ra sự tách nước bên trong, nước sẽ đọng lại trên bề mặt hạt cốt liệu lớn và làm yếu mối liên kết giữa chúng với phần vữa. Vết co ngót bê trong sẽ phát triển men theo vùngliên kết yếu. Sự tách lớp ở bên trong sẽ phá huỷ sự toàn khối và sự đồng nhất của bê tông, dẫn đến sự không đồng nhất về tính chất. (Xem hình 4.4).
Hình 4.4 Sự tách nước bên trong của bê tông