Bê tông nhẹ bằng cốt liệu rỗng lê bá cẩn pdf

TS LÊ BÁ CẨN

BÊ TÔNG NHẸ BẰNG

CỐT LIỆU RỖNG

0025700
NHÀ XUẤT BẢN KHOA HỌC VÀ KỸ THUẬT


LỜI NÓI ĐÀU
N gày nay bê tông nhẹ được sử dụng rộng rãi ờ nhiều nước trong xây dựng
các cóng trình dán dụng, công cộng vù nhà ờ. Tên gọi tắt là bê tông nhẹ nhưng
thè loại vật liệu và sàn phảm rât đa dạng: bè tông nhẹ cách nhiệt, cách nhiệtchịu lực và chịu lực; cẩu trúc bê tông loại đặc, loại rỗng, loại có cát loại không
có cát. Phạm vi sử dụng bê tông không bó hẹp trong công trình dán dụng và
nhà ở mà lan sang lĩnh vực cầu đường, cầu tàu, các phao nổi và cà công trình
thuỳ công. Vật liệu bê tông nhẹ không chì dùng làm cấu kiện bao che mà còn
dùng làm các cấu kiện chịu lực cho nhà nhiều tầng.
Nói đến bê tông nhẹ phải nghĩ đến cốt liệu rỗng trong bê tông, c ố t liệu
rồng là tác nhân quan trọng ảnh hưỏng đên mọi tỉnh chất cơ lý và công nghệ
sàn xuất bê tông.
Từ thế kỷ 16, người Ỷ đã phát hiện và biết sừ dụng các nham thạch rỗng
thiên nhiên đá tủp đề xây dựng cung điện đền đài.
Đầu thế kỳ 18 đã phát hiện ra than và cuối thế kỳ 19 biết dùng xi than để
sản xuất các bloc gạch rỗng gọi là bêtonic.
Cuối thế kỷ 19, công nghiệp luyện kim phát triển và Đức là nước dùng xỉ lò
cao nhiều nhất để làm vật liệu xảy dựng.
Năm 1913, Mác Milan và kỹ sư người Mỹ Khâyđ nghiên cứu ra loại đất sét
trương phồng làm cốt liệu bê tông gọi là “Kháyđit ”, năm 1925 E. V. Koctưrko
người Nga cùng nghiên cứu ra loại vật liệu này đặt tên là keramzit.

Xi măng và cốt liệu rống phát triển, bê tông nhẹ được nghiên cứu và sử
dụng cho đến bây giờ.
Ở nước ta sàn xuất và sừ dụng bê tông nhẹ chưa nhiều, song cốt liệu cho bê
tông như: đả vôi rỗng, đá xốp, đất sét d ễ chày, than bìa, than phế thải ở các mỏ
than, xi than, xi lò cao cỏ mặt ở nhiều nơi. Nghiên cứu các vật liệu trên để làm
cốt liệu rỗng sản xuất bê tông nhẹ đem lại hiệu quả cao về kinh tế, kỹ thuật; góp
phần giải quyết nhiều mặt về an sinh xã hội bào vệ môi trường.
Xuất phát từ nhu cầu và tương lai triến vọng của bê tông nhẹ, tác già cố
gang thu thập, tổng hợp các nguồn tài liệu khoa học, biên soạn thành sách phục
vụ bạn đọc.
Sách Bê tông nhẹ bằng cốt liệu rỗng, đây là tập thứ hai nói về chù đề Bê
tông nặng và bê tông nhẹ do tác giả thực hiện (tập 1 X i măng và bê tông nặng,
Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật phát hành đầu năm 2008).

3

*


Nội

phần:

dungsách gồm hai

Phần một ba chương, tập trung giới thiệu cách phân loại bê tông nhẹ,, nêu
các đặc tính cơ bàn cùa hỗn hợp bê tông và bê tông nhẹ.
Phần hai gồm bốn chương, tổ hợp các thành tựu khoa học trong nghiên
cứu và sản xuất bê tông nhẹ trên các
vực vật

làm bê tông; th iết kế
thành phần phổi hợp các loại bê tông và công nghệ sàn xuất bê tông nhẹ.
Nội dung khoa học cùa bê tông và vật
làm bê tông rất rộng, vừa khoa
học vừa chuyên sâu nhiều
lĩnhvực, tài
hiện nội dung sách không thể không gặp những sai sót đảng tiếc. M ong bạn
đọc, các bạn bè đồng nghiệp, các nhà khoa học trong và ngoài ngành đổng
căm, góp
ý bổ sung cho tác già những tư
tốt hơn nhằm phục vụ trở
bạn đọc những lần xuất bàn sau.

ch

Sách dùng rộng rãi cho các cán bộ quán lý, công nhân, học sinh, sinh viên
học ngành xây dựng, làm tài
liệu tham khảo cho cản bộ
cứu khoa học.
Tác giả vô cùng cảm ơn và trân trọng tiếp thu các ỷ kiến cùa các g iá o sư,
tiến sỹ khoa học ở Hội Bê tông Việt Nam, đặc biệt TS Nguyễn Đức Thắng Giám
đốc Viện chuyên ngành bê tông thuộc Viện khoa học công nghệ xây dựng - Bộ
xây dựng đã trực tiếp đọc và giúp đỡ nhiều ý kiến quan trọng có tinh chất
chuyên ngành, cảm ơn sự giúp đỡ cùa Sở xây dựng và HỘI xây dựng tinh B ả Rịa
- Vũng Tàu đã giúp đ ỡ khuyển khích tác giả hoàn thành quyển sách này.
Mọi ý kiến đóng góp xin gửi về:

• Chi nhánh Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật
Địa chi

:28 Đồng Khởi, Quận

Điện thoại (08)

-38225062

- 3

8

2

9

6

6

2

TS Lê Bá Cẩn

•
Địa chi

:140 Phan Chu Trinh, P2, Tp. Vũng Tàu, tinh Bà Rịa

Điện thoại: (064) 3856611.

4

1,T

Vũng


MỤC LỤC
Lòi nói đầu

3
PHẦN I

PHÂN LOẠI, CÁC ĐẶC TÍNH c ơ BẢN CỦA HỎN HỢP BỀ TỒNG VÀ
TÍNH CHÁT C ơ LÝ CỦA BÊ TÔNG NHẸ
Chương 1. PHÂN LOẠI BÊ TÔNG NHẸ

9

Chương 2. CÁC ĐẶC TÍNH c ơ BẢN CỦA HỎN HỢP BÊ TÔNG
- Hàm lượng nước trong bê tông....................................................................11
- Khối lượng thể tích hỗn hợp bê tông...................................... ................... 15
- Độ lưu động......................................................................................................16
-Đ ộ c ứ n g ..1 ......................................................................................................16
- Độ phân tầng....................................
17
- Thể tích hổng giữa các hạt trong hỗn hợp bê tông đầm chặt.....................17
-T hể tích bọt khí.................................................................. - ........................ 18
Chương 3. CÁC TÍNH CHÁT c ơ LÝ CỦA BÊ TÔNG NHẸ
- Đặc điểm cấu tạo của bê tông nhẹ.............................................................. 20
- Độ rỗng................................

21
- Khối lượng thể tích của bê tông nhẹ...........................................................22
- Cường độ chịu nén của bê tông nhẹ...........................................................26
-Đ ộ ẩm ............ .................................................................................................. 33
- Hút nước, hút ầm ...........................................................................................3 4
- Độ thấm nước..................................................................................................36
- Biến dạng của bê tông khi bị ngâm nước và sấy khô............................... 36
- Độ chịu nước...................................................................................................38
- Nhiệt dung của bê tông nhẹ......................................................................... 39
- Độ truyền dẫn nhiệt........................................................................................40
- Biến dạng vì n h iệt.......................................................................................... 44
- Độ chịu băng giá............................................................................
45
- Độ chịu lửa ......................................................................
47
- Độ chịu nhiệt................................................................................................... 48
- Tính chất âm học của bê tông nhẹ........................................................
49

5


PHẦN HAI
BÊ TÔNG NHẸ BẠNG CÓT LIỆU RỎNG
Chương 1. VẬT LIỆU ĐỂ SẢN XUẤT BÊ TÔNG NHẸ
A. Chất kết d ín h ....................................

............................

51

_

a. Đặc tính sử dụng các loại chất kết dính trong bê tông n h ẹ..... ...............51
b. Đặc tính kỹ thuật và thành phần khoáng hoá một số loại
xi măng sản xuất trong nước............................................. .......................... 53

53

Xi măng poóc lăng.............................................................................

Xi măng poóc lăng puzolan................................................................... 55
Xi măng poóc lăng bền sunfat............................................................. . 56
Xi măng poóc lăng ít toả nhiệt .............................. ..................... ........ 57
Xi măng poóc lăng xỉ hạt lò cao.............................. ........................ .
B. Cốt liệ u .....................................................................

58

59
59
59

- Phân loại cốt liệu rỗ n g ...............................................................
a. Cốt liệu rỗng thiên nhiên............................................................. .
b. Cốt liệu rỗng nhân tạo ............ ................ ................. .........

. . . 61

- Phương pháp thử nghiệm và chi tiêu kỹ thuật của cốt

liệu rỗng........... ...................... ......... ..................................... ;....................... 62
Chọn m ẫu......................................................................

.

62

Cốt liệu lớn - sỏi và dăm s ỏ i....................................................... ........... 62
Cốt liệu nhỏ - cát......................................................

.

. . . 64

Thể tích vun đống và khối lượng thể tích vun
đóng (thể tích xốp)................................... ................ .. . 64
- Độ bền nén trong xi lanh của các nhóm cỡ hạt cốt liệu rỗng.................. 66
- Phương pháp xác định cường độ nén nhóm cỡ hạt cốt liệu
lớn trong xi lanh........................................................... .

55

- Phương pháp xác định hệ số biến động cường độ (Pr) và
khối lượng thể tích xốp (Pr) của cốt liệu rỗ n g ............................. ........ . „69
- Xác định hệ số biến động khối lượng thể tích xốp P T............................ 69
- Mô tả và khái quát phương pháp sản xuất một số loại cốt
liệu rỗng............................... *..... ................... ............................................70
Cốt liệu rỗng từ phế thải công nghiệp.......................................... ........ 70
a) Xi than nhiên liệu hóa thạch........................ ....... .......

..

70

b) Xi than gầy (than linhit)................................................................72
c) Xi than ăngtraxit............... ................. ............................... ............ 72
d) Xi than đ á .......................................................
6

73


c ố t liệu rỗng sản xuất từ công nghệ đặc biệt.....................................74
a) Xi bọt....................................................................... . . ..................74
b) Keramzit.......................................................................................... 83
c) Agloporit..........................................................................................93
c . Phụ gia cho bê tô n g ........................................

102

- Phụ gia vô cơ mịn hạt, có hoạt tính thuỷ lực...................................... .

102

- Phụ gia hoá học dùng làm chất điều chinh tốc độ đóng rắn
bê tống................

103

- Độ đồng nhất của phụ gia hoá học ......................... ................ ................105

- Phụ gia hoạt tính bề mặt vi bọt (khí) cải thiện độ lưu động
bê tông........................................................
D. Nước trộn bê tông....................................................

107
108

Chương 2. NHÂN TỐ CẨU TRÚC CÓT LIỆU RỖNG ẢNH
HƯỞNG ĐÉN CHÁT LƯỢNG BÊ TÔNG NHẸ
' - Ảnh hường cấu trúc hạt cốt liệu rỗng............................. .........................110
- Ảnh hường nhóm thành phần cỡ hạt lớn và nhỏ....................................... 112
- Ảnh hường tỳ lệ cấu trúc giữa nhóm hạt nhỏ (N) và nhóm
hạt nhỏ với hạt lớn (N +L)..................................... .................................... 117
- Ảnh hưởng của lượng nước ừộn................................................................. 124
- Chọn cốt liệu lớn rỗng cho bê tông nhẹ mác 150-500............................ 125
Chương 3. THIẾT KẾ THÀNH PHẦN PHỐI HỢP BÊ TÔNG
NHẸ CỐT LIỆU RỎNG
A. Thiết kế thành phần phối hợp bê tông nhẹ cốt liệu rỗng cấu
trúc đặc............................................................................................................ 129
- Sự khác nhau giữa bê tông nặng và bê tông nhẹ bằng cốt
liệu rỗng cấu trúc đặc...................................................................................129
- Chọn thành phần phối hợp bê tông bằng cách rung đầm
chặt với hàm lượng nước thích hợp tối ưu...................... ........................131
B. Bài toán mẫu về cách chọn thành phần bê tông nhẹ cổt liệu
rỗng hàm lượng nước thích hợp tốị ư u................. .*.................................... 140
C. Thiết kế thành phần phối hợp bé tông nhẹ theo độ lưu động
(độ sụt) của hỗn hợp bê tông.................................................. ..................... 144
D. Thiết kế thành phần phối hợp bê tông nhẹ bàng cốt liệu rỗng
cấu trúc đặc...................................................................

147

E. Thiết kế phành phần phối hợp bê tông nhẹ bằng cốt liệu rỗng
ở nhà máy bê tông công nghiệp...................................................................156
7


F. Thiết kế thành phần phối hợp bê tông nhẹ lỗ hổng lớn bằng
cốt liệu rỗng (không dùng cát)...................................................................... 167
G. Bê tông nhẹ bằng cốt liệu rỗng keramzit cường độ siêu cao
(chọn thành phần phối hợp bê tông theo tiêu chuần M ỹ ).........................171
Chương 4. CÔNG NGHỆ GIA CÔNG BÊ TÔNG NHẸ CÓT
LIỆU RÒNG
- Cân đong liều lượng vật liệu cấp phối hỗn hợp bê tông.............. .......... 175
- Thiết bị trộn bê tông n h ẹ................................ .........
......................... 175
- Các kiểu máy trộn......... >.......... ........................................................ ........... 176
- Trộn và ché độ trộn hỗh hợp bê tông nhẹ................................................. 179
- Khả năng thành hình và sự phân tầng cùa hỗn hợp bê tông
nhẹ keramzit.................................. ...................................... ..................... . 182
- Thành hình sản phẩm bê tông nhẹ.................... . ...............................
184
- Đầm chặt hỗn hợp bê tông...................... ...................... ............... .............187
- Đóng rắn bê tông n h ẹ....................... ............................................... .......... 190
- Tháo khuôn cốp pha............................................. ...................................... 200
- Kiểm tra sản xuất và chất lượng sản phẩm..................................... ......... 200
Tài liệu tham khảo

203

■

'

.

■

l i & y f & n % t Ị :ỉ JỜh:. ìr

iSĩ - u ñ *

ïpifjü.

ì h.í

:': V V .

)Ềf '

■

í

#•

-■

ịH

•

■

Ũ:'ị -uỊÚ 'W?

8


Phần I
PHÂN LOẠI, CÁC ĐẶC TÍNH c ơ BẢN CỦA HỎN HỢP
BÊ TÔNG VÀ TÍNH CHẤT Cơ LÝ CỦA BÊ TÔNG NHẸ
Chương 1
P H Â N L O Ạ I BỂ T Ô N G N H Ẹ

Tất cả các loại bê tông ờ trạng thái khô tự nhiên có khối lượng thể tích nhỏ
hơn 1800 kg/m3 đều được gọi là bê tông nhẹ.
Bê tông nhẹ cốt liệu rỗng là một trong những dạng bê tông nhẹ đang được
sử dụng rộng rãi trong xây dựng.
Những yêu cầu chính để được xác định là bê tông nhẹ bao gồm: khối lượng
thể tích, cường độ chịu nén, độ truyền dẫn nhiệt và độ bền môi trường sau một
thời gian đóng rắn nhất định.
Đặc tính riêng của bê tông nhẹ là khối lượng thể tích nhỏ, hệ số truyền dẫn
nhiệt thấp và cường độ chịu kéo của bê tông mằc thấp tốt hơn bê tông nặng.
Có nhiều cách phân loại bê tông nhẹ nhưng cách chính là phân theo cấu
trúc cùng với khối lượng thể tích bê tông và phân theo lĩnh vực sử dụng.
*

Phân theo cấu trúc bê tông nhẹ như sau:

- Bê tông nhẹ bình thường: sán xuất từ chất kết dính (có khi có thêm
pbụ gia), nước, cốt liệu lớn rỗng; toàn bộ thể tích hổng giữa các cỡ hạt ứong bê
tông nhét đầy vữa nặng hoặc vữa nhẹ (vữa nặng khi dùng cát vàng, vữa nhẹ khi
dùng cát nghiền từ cốt liệu rỗng).
- Bê tông nhẹ ít cát: là loại bệ tông sản xuất từ chất kết dính, nước, cốt
liệu lớn rỗng; thể tích hổng giữa các hạt cốt liệu lớn không nhét đầy vữa hoàn
toàn.
- Bê tông nhẹ không có cát: là bê tông sản xuất từ chất kết dính, nước và
cốt liệu lớn rỗng; không dùnq vữa. Hàm lượng chất kết dính trong bê tông
không quá 300 kg/m3.
- Bê tông xốp tổ ong và bê tông xốp tổ ong chứa cốt liệu nhẹ: là loại bê
tông sản xuất từ chất kết dính, nước, cát nghiền mịn, cốt liệu lớn rỗng và chất
tạo rỗng.
★

Phân loại theo khối lượng thể tích và lĩnh vực sử dụng trong xây dựng.

9


- Bê tông nhẹ cách nhiệt: đặc tính quan trọng của bê tông nhẹ cách nhiệt
là khối lượng thể tích và mức độ truyền dẫn nhiệt. Khối lượng thể tích dưới
500kg/m3; cường độ tính bằng kG/cm2:15; 25; hệ số truyền dẫn nhiệt 0,15 kcal/
m.giờ. độ.
- Bê tông nhẹ chịu lực - cách nhiệt: dùng làm tường vây xung quanh
nhà; khối lượng thể tích 500-1400 kg/m3; cường độ ohịu lực của bê tông: 35;
50; 75; 100 kG/cm2; hệ số fruyen dẫn nhiệt 0,2-0,55 kcal/ m.giờ. độ.
- Bê tông nhẹ chịu lực: khối lượng thể tích bê tông từ 1400-1800 kg/m3;
Cường độ chịu lực 50; 75; 100; 150; 200; 250, và 300 kG/cm2; hệ số truyền dẫn
nhiệt tối đa không quá 0,7 kcal/ m.giờ. độ.

Những khác biệt có tính nguyên tắc giữa bê tông nặng và bê tông nhẹ như:
khối lượng thể tích bê tông nhẹ không lớn; cường độ cốt liệu thấp hơn mác bê
tông, bề mặt hở, hình dáng kích thước ít hợp cách; lượng vữa nhét đầy khe hổng
giữa các cỡ hạt nhiều hơn bê tông nặng 1,5- 2 lần; không có liên hệ trực tiếp
nào giữa cường độ và tỷ lệ N/X. Hầu hết các khác biệt giữa bê tông nặng và bê
tông nhẹ đều do chất lượng cốt liệu rỗng mà ra.
Khối lượng thể tích bê tông nhẹ dễ biến động nên người ta dùng nhiều biện
pháp điều chinh tính chất bê tông, đảm bảo tính năng sử dụng trong giới hạn ba
nhóm: cách nhiệt, cách nhiệt-chịu lực và chịu lực. Các cách điều chỉnh ấy lạ:
dùng cốt liệu chất lượng cao, chọn thành phần cỡ hạt cẩn thận, thay đổi cấu trúc
bê tông, tạo nhiều lỗ rỗng trong vữa bê tông, v .v ...
Phạm vi sử dụng bê tông nhẹ khá rộng: xây dựng nhà ờ, công trình công
cộng, sản xuất các cấu kiện đúc sẵn cỡ lớn: panen tường trong và ngoài nhà;
panen mái, sàn; dầm, cầu thang. Trong xây dựng cầu đường, dùng bê tông nhẹ
làm dầm cầu, khung giàn, tấm lát mặt cầu. Xây dựng công trình thuỷ công, công
trình cảng biển, các phương tiện nổi.
Công nghệ sản xuất bê tông nhẹ bằng cốt liệu rỗng đơn giản, trọng lượng
bản thân nhẹ, tốn ít thép, truyền dẫn nhiệt thấp, chịu được xâm hại môi trường,
chịu băng giá, chịu nứt tốt.
Bê tông nhẹ là vật liệu triển vọng trong xây dựng nhà ờ và công trình công
cộng.

10


Chương 2
CÁC ĐẶC TÍNH C ơ BẢN CỦA HỖN HỢP BÊ TỒNG
■ Hàm lượng nước trong bê tông
Tính chất của hỗn họp bê tông nhẹ và bê tông nhẹ phụ thuộc vào cấu trúc
bê tông và tính chất của cốt liệu rỗng.

Hỗn hợp bê tông nhẹ sản xuất từ các loại cốt liệu rỗng cứng và nhẹ, bao
quanh bề mặt hạt cốt liệu một lớp kết dính khoáng vô cơ hoặc hữu cơ; chất kết
dính không chì bao bọc một lớp mỏng tất cả các hạt cốt liệu nhỏ và lớn mà còn
nhét đầy thể tích hổng giữa các hạt.
Sự khác biệt có tính nguyên tắc giữa
bê tông nặng và bê tông nhẹ ờ chỗ: trong bê
tông nặng, hồ xi măng dính kết với cốt liệu
đặc còn trong bê tông nhẹ hồ xi măng dính
kết với cốt liệu rỗng.
Các quá ừình vật lý và lý hoá học xảy
ra giữa cốt liệu rỗng và hồ xi măng trong
bê tông nhẹ diễn biến phức tạp hơn nhiều
so với cốt liệu đặc và hồ xi măng ữong bê
tông nặng.
Hai vật chất xi măng và nước nằm
trong một hệ thống thì thích họp nhưng có
thêm vật chất thứ ba - cốt liệu vào chung
thì nảy sinh tác động mới giữa xi măng,
nước và cốt liệu. Tác động mới đó là lượng
nhu cầu nước và sự giữ nước trong hỗn hợp
bê tông. Nước yêu cầu và khả năng giữ
nước là nhân tố quan trọng trong việc tạo ra
cấu trúc và cường độ của bê tông nhẹ.

Luợng nuớc
trộn thích hợp
Nuớc trộn cho 1 m3 bẻ tông

Hình 1: Tương ứng giữa lượng
nước trộn bê tông với các chỉ tiêu

cơ bản của bê tông nhẹ.

Theo giáo sư M.z. Ximônov, cốt liệu rỗng trong bê tông đóng vai ừò như
các máy bơm chân không siêu nhỏ, hoạt động thường xuyên liên tục, hút nước
từ vữa xi măng vào cốt liệu rồi chính các hạt cốt liệu tích ẩm đưa nước trở lại
cho hồ xi măng giúp đá xi măng tiếp tục đóng rắn và phát triển cường độ.
Tính chất trao và giữ ẩm của cốt liệu rỗng giúp hoàn thiện các tính chất ưu
việt của bê tông nhẹ, tạo điều kiện bê tông giữ được nhiều nước không để bốc
hơi thất thoát ra ngoài, cung cấp một phần nước cho hạt xi măng, tạo điều kiện

11


để xi măng tăng thêm nhiều gen mới tham gia quá trình thủy hoá và không tạo
ra bọt rỗng trong đá xi măng.
Một trong những mối quan hệ quan trọng của bê tông là sự phụ thuộc giữa
cường độ và lượng dùng nước cho một đcm vị thể tích bê tông. Với thành phần
phối hợp nhất định, quan hệ tưcmg ứng giữa cường độ, khối lượng thể tích, năng
suất bê tông so với lượng nước cho thêm vào hỗn hợp bê tông nhìn 'rất rõ fren
các biểu đồ trong hình 1.
Nhìn phía trái của các biểu đồ (hình 1 a, b, c): tăng lượng nước cho hỗn
hợp bê tông, cường độ bê tông tăng do cải thiện tính dễ đổ khuôn. Khi tần số và
biên độ dao động của thiết bị đầm không thay đổi, bê tông đạt đến mức chặt
nhất lúc lượng nước tăng thêm đạt đỉnh điểm thích họp tối ưu. Tăng thêm nước,
mật độ của đá xi măng giảm, cường độ bê tông giảm theo (hình la).
Với bê tông nhẹ, thừa nước cũng như không đủ nước đều có hại (lượng
‘ nước thừa và không đủ là so sánh với lượng nước họp lý để đảm bảo các thông
. số đầm chặt).
Hỗn hợp bê tông không đủ nước, khó thành hình, không thuận lợi khi đầm,
tạo điều kiện để cốt liệu hở nhiều diện tích bề mặt hút mất nhiều nước của hồ xi

măng làm cho hồ khô nhanh không kịp phát triển cường độ.
Điều rất rõ ràng là lượng nước nhiều hay ít có ảnh hưởng đến chất lượng bê
tông nhưng điều kiện nào ảnh hường và căn cứ vào những gì để xác định lượng
nước trộn thích hợp tối ưu chúng ta xem xét các vấn đề liên quan sau đây:
- Nhu cầu nước của cốt liệu.
- Nhu cầu nước của chất kết dính.
- Thành phần bê tông và mức độ đầm chặt.
Cốt liệu rỗng yêu cầu nhiều nước do tổng diện tích bề mặt vỏ ngoài và
lượng lỗ rỗng hở của hạt cốt liệu.
Nhu cầu nước của chất kết dính phụ thuộc vào thành phần khoáng vật,
độ mịn và sự có mặt của chất phụ gia yêu cầu nhiều nước. Độ dẻo tiêu chuẩn
của hồ xi măng tăng khi độ mịn xi măng cao. Đặc tính của cốt liệu và chất két
dính trong hỗn hợp bê tông đã biết rõ thi nhu cầu nước phụ thuộc vào thành
phần hạt cốt liệu, c ố t liệu nhỏ và lượng bụi, hữu cơ, sét chiếm khối lượng lớn,
nhu cầu nước càng lớn. Nhu cầu nước còn phụ thuộc vào sự đầm chặt hỗn hợp,
công việc đầm chặt có hiệu quả, lượng nhu cầu nước sẽ ít. Đặc biệt lượng nhu
cầu nước của hỗn họp bê tông giảm xuống rất thấp do hiện tượng xúc biến làm
loãng vữa xi măng giống như một chất hồ dính khi mức độ lưu động của hỗn
họp bê tông được chọn đúng yêu cầu, nâng dàn công việc đầm chặt, cường độ
sản phẩm bê tông tăng (xem hình 1 và hình 2).

12


Từ những điều nói trên thấy rằng: trìỗi thông số đầm chặt chì phù hợp cho
một vài thành phần của hỗn hợp, lúc đó tính đổ khuôn tốt nhất, lúc thành hình
các hạt cốt liệu xích lại gần nhau và như vậy cường độ bê tông làm ra đạt cao
nhất.
Trong điều kiện cụ thể, có thể ứng dụng kết quả nghiên cứu của các giáo
sư: N.A Pôpop, M.A Risenhicop để xây dựng nguyên tắc chung nhằm chọn

mức nhu cầu nước hợp lý cho hỗn hợp bê tông nhẹ phù họp với độ chặt cao
nhất. Điều kiện cụ thể để tìm chọn có thể là cường độ bê tông hoặc khối lượng
thể tích bê tông đạt mức tốt nhất.
Sự hút nước từ hồ xi măng hoặc từ vữa của cốt liệu rỗng trong giai đoạn
trộn gây cho hồ quánh lại tưomg đối nhanh, hỗn hợp bê tông cứng, khó đổ
khuôn. Tính chất đặc biệt này tăng mạnh khi bề mặt các hạt cốt liệu xù xì hoặc
có tỷ diện tính bề mặt lớn (cốt liệu là dăm). Độ lưu động (độ sụt) giảm sút còn
do nguyên nhân tụt lắng của hồ xi măng; muốn giữ được độ lưu động phải cho
vào hỗn hợp nhiều nước hon và cũng vì vậy tỷ lệ N/X trong bê tông nhẹ cao
hơp bê tông nặng.
Nâng tính lưu động của hỗn hợp bê tông có thể thực hiện bàng cách cho
thêm vào chất kết dính phụ gia khoáng nghiền mịn hoặc phụ gia hoạt tính bề
mặt (như xà phòng...).
Trước khi thành hình sản phẩm, hỗn hợp bê tông vừa trộn xong dự trữ
trong các phễu hoặc một loại phưong tiện khác chờ đổ vào khuôn, lưu giữ như
vậy có thể dẫn đến giảm sút tính lưu động; giải quyết phục hồi chất lượng trong
trường họp này bằng biện pháp trộn lại với lượng nước hỗn họp bê tông tiết ra;
thao tác như vậy chỉ với mục đích cái thiện độ lưu động.

Lượng nước tăng thêm cho 1
m3cốt liệu (lít)

Hình 2: Đặc tính ành hường cùa lượng nước trộn đến cường độ và sản lượng bê
tông nhẹ.
a.
Đầm
chặtmạnh; b. Đầm trung bình;
Đầm yếu
13

Để giữ ổn định độ lưu động sau khi trộn bê tông, giáo sư M.Z. Ximônov
tiến hành nhiều thí nghiệm để làm rõ tính ưu việt giữa hai trạng thái ẩm và khô
của cốt liệu. Cuối cùng giáo sư khẳng định rằng: dùng cốt liệu rỗng khô để chế
tạo hỗn hợp,Jbê tông nhẹ đạt nhiều ưu điểm hom dùng cốt liệu ẩm.
Tính chất của hỗn hợp bê tông ảnh hường đến các tính chất cơ lý bê tông
như cách nhiệt, cách âm và nhiều đặc tính khác. Ví dụ như: khi hỗn hợp bê tông
có độ lưu động thấp nhưng đầm chặt khá mạnh, cường độ bê tông tăng, bê tông
chứa nhiều cốt liệu rỗng, khối lượng thể tích bê tông thấp và tính chất cách
nhiệt của bê tông tốt hơn v.v...
Một trong những tính chất quan trọng của hỗn hợp bê tông là độ đồng nhất,
tính chất này phụ thuộc nhiều vào nguồn sử dụng vật liệu (chủ yếu là cốt liệu)
và mức độ trộn đều hỗn hợp bê tông. Độ đồng nhất của hỗn hợp bê tông ảnh
hường đến độ đồng nhất về khối lượng thể tích và cường độ.
Chất lượng hỗn họp bê tông lại phụ thuộc vào các tính chất công nghệ của
nó như: độ lưu động, độ cứng, độ phân tầng (tách nước tách vữa), độ chống dịch
chuyển, nói chung các tính chất vừa nêu có quan hệ mật thiết với độ dèo dính
cùa hỗn họp bê tông.
Mức độ thay đổi độ cứng của hỗn hợp bê tông gây khó khăn khi thao tác
thành hình sản phẩm. Sự thay đổi độ cứng không chi do hàm lượng chất kết
dính, nước, lượng phụ gia mịn hạt, phụ gia hoạt tính bề mặt mà còn do khả năng
thành hình và mực độ đầm chặt.
Hỗn hợp bê tông cứng đòi hỏi đầm chặt rất mạnh, được như vậy xi măng và
côt liệu mịn hạt mới phân bố đều và phân bố hợp lý trong từng đơn vị thể tích
bê tông. Độ lưu động và độ dễ thành hình của hỗn hợp có được là vì sư xúc biến
pha loãng của hồ xi măng được tăng cường còn bản thân trạng thái lý học của
việc đầm chặt hỗn hợp bê tông thì dù hỗn hợp cứng hay chảy đều giống như
nhau.
Tăng lượng nước trộn vào hỗn hợp bê tông nhẹ để cải thiện tốt hơn độ lưu
động, tốt hơn có nghĩa không ảnh hưởng xấu như đối với bê tông nặng, đó là

nhờ côt liệu rỗng hút bớt một phần nước, giảm bót ảnh hưởng bất lợi do thừa
nước giai đoạn đầu phát triển cường độ bê tông.
Neu hỗn họp bê tông nặng bị cứng do hàm lượng chất kết dính và nước
thâp hoặc do không đủ phụ gia mịn và cát (phần vữa trong hỗn hợp bê tông) thỉ
ngược lại sự cứng của hỗn hợp bê tông nhẹ là do thừa nhiều cốt liệu lớn, tác
nhân gây rá nhiều diện tích mở của hạt cốt liệu và tính hút nước của chúng.
Trường họp như vậy, độ cứng của hỗn họp có khi còn xảy ra khi hàm lượng
chất kết dính không thiếu.

14


Để đảm bảo chất lượng bê tông nhẹ bằng cốt liệu rỗng, tài liệu hướng dận
sản xuất của nhiều nước đều xác định sự cần thiết phải kiểm tra các tính chất
của hỗn hợp bê tông: kiểm tra khối lượng thể tích, độ lưu động, độ cứng, độ
phân tầng (tách nước, tách vữa) và thể tích hổng giữa các hạt cốt liệu trong
trạng thái đầm chặt. Công tác thí nghiệm kiểm tra hỗn hợp bê tông tiến hành
ngay sau khi lấy mẫu thử không quá 10 phút.
■

Khối lượng th ể tích hỗn hợp bê tông.

Khối lượng thể tích của hỗn họp bê tông được xác định sau khi đầm chặt và
theo tiêu chuẩn quy định.
Khối lượng thể tích hỗn hợp bê tông có độ cứng nhỏ hơn 60 giây được xác
định bằng thùng thép, hình trụ tròn, dung tích 5 lít (đường kính trong và chiều
cao 186mm) hoặc trong thùng hình hộp lập phương; hỗn hợp bê tông độ cứng
lớn hay mật độ cấu trúc không chặt thì dùng khuôn. Trước khi kiểm fra, cân
khối lượng thùng thép hoặc khuôn với độ chính xác tới lOgam. •
Xác định khối lượng thể tích hỗn họp bê tông và cường độ chịu nén cực

hạn tiến hành cùng mẻ trộn; kích thước mẫu thử nén 150 X 150 X 150mm. Để
thuận tiện trong thao tác đổ khuôn và đầm chặt, khuôn mẫu thí nghiệm được tạo
thêm một vài bộ phận, có thể tháo lắp được để gia tải. Hỗn hợp bê tông thành
hình trong khuôn, trên mặt đặt thêm gia tải; đầm chặt bằng máy bàn rung biên
độ dao động 0,5mm, tần số rung 2800-3000 vòng/phút.
Độ cứng hỗn hợp bê tông dưới 60 giây thành hình bằng khuôn thì nên lắp
thêm trên miệng khuôn hộp phụ (chiều cao bằng nửa chiều cao của khuôn) để
hỗn hợp bê tông không bị tràn ra ngoài.
Thành hình hỗn họp bê tông nhẹ độ cứng dưới 60 giây, nên cho hỗn hợp bê
tông thừa ra, đặt toàn bộ khuôn đã có hỗn hợp bê tông lên bàn rung, kẹp chặt và
mở máy rung cho đến khi hỗn họp chặt hoàn toàn; biểu hiện bê tông được đầm
chặt khi nhận thấy mặt khuôn mẫu bằng phang và xuất hiện ván sữa xi măng thì
cho máy ngừng. Khi máy bàn rung hoạt động, làm phẳng mặt mẫu bàng dụng
cụ chuyên dùng hoặc bằng một tấm thép. Thời gian đầm được phép vượt 30
giây so với mức quy định.
Thành hỉnh hỗn hợp bê tông nhẹ độ cứng lớn hơn 60 giây, đặt thêm bên
trên khuôn tiêu chuẩn một khuôn phụ, cao vào khoảng một nửa của khuôn tiêu
chuẩn; sau khi cho hỗn hợp bê tông vào khuôn, đặt lên hỗn hợp bê tông trong
khuôn một tấm thép phụ tải 145 X 145mm nặng 10kg. Đầm hỗn họp bê tông
bàng máy đầm bàn cho đến khi tấm thép phụ tải hạ xuống ngang mặt khuôn tiêu
chuẩn, mặt mẫu thử xuất hiện vữa xi măng. Thời gian đầm đợt đầu không quá 2
phút. Sau khi đầm xong, lấy các vật đặt trên mặt mẫu ra; cắt bớt những mép

15


thừa, đặt tấm thép phụ tải lên mật mẫu lần thứ 2, tiếp tục rung (lần rung này có
tính chất hoàn chinh mẫu thử).
Nếu xác định khối lượng thể tích của hỗn hợp bê tông độ sụt lớn hoặc hỗn
hợp bê tông nhẹ lỗ hổng lớn, khi thành hình mẫu thử có thể dùng que thép để

chọc. Trường hợp như vậy nên cho hỗn hợp bê tông vào khuôn 2 lần, chiều cao
bằng nhau. Mỗi lớp chọc 25 lần, chọc xung quanh vào giữa. Chọc xong, gạt bỏ
tất cả hỗn hợp bê tông thừa, dùng thước thép chình sửa mặt mẫu bê tông phăng
phiu, sau đó đặt cả khuôn và bê tông lên bàn cân, độ chính xác đến lOgam. Mỗi
thành phần bê tông tiến hành thí nghiệm xác định khối lượng thể tích 2 lần.
Khối lượng thể tích của hỗn hợp bê tông tính theo công thức:
Pm

=

Ẩỷ Ẩ
L
ê 7™ 3

g: Khối lượng của khuôn và hỗn hợp bê tông trong khuôn, (g)
gi; Khối lượng khuôn (không có bê tông), (g)
V: Thể tích của khuôn, (cm3)
Giá trị khối lượng thể tích hỗn hợp bê tông lấy bằng kết quả trung bình của
3 lần thử mẫu.
■ Độ lưu động (độ sạt)
Xác định độ lưu động (độ sụt) hỗn hợp bê tông nhẹ giống như cách xác
định cho bê tông nặng. Độ lưu động tính bằng cm hoặc mm.
Xác định độ lưu động 2 lần lấy trị số bình quân.
Hỗn hợp bê tông nhẹ, khối lượng thể tích nhỏ nên dùng côn thử độ sụt loại
lớn cao 450mm, đường kính trong của đáy côn 300mm và miệng 150 mm kết
quả thu được nhân với hệ số 0 / 7 để có trị số độ sụt theo côn tiêu chuẩn.
Hỗn hợp bê tông có độ sụt cao: OK lớn hơn 2cm; độ sụt thấp:
0,5■ Độ cứng
Độ cứng của hỗn hợp bê tông nhẹ tính bằng giây, cách tiến hành và thiết bị

thử nghiệm giống như bê tông nặng. Tuy nhiên biên độ dao động của máy bàn
rung dưới 0,5mm. Độ sụt của hỗn hợp dưới 0 có độ cứng 30 —200 giây, lớn hơn
200 giây, là hỗn hợp bê tông có độ cứng siêu lớn.
Hỗn hợp bê tông nhẹ cấu trúc không chặt, tổng thể tích rỗng giữa các hạt
cốt liệu vượt quá 3%, không thể hiện bằng đặc tính độ cứng mà thể hiện bằng
độ phân tầng (còn gọi là độ tách vữa và tách nước).

16


• Độ
phân tầng
Độ phân tầng là một trong các chỉ tiêu đánh giá khả năng dễ đổ khuôn của
hỗn hợp bê tông, cấu trúc cùa hỗn hợp bê tông nhẹ tạo ra từ một tập hợp các
loại vật liệu có khối lượng thể tích khác nhau (xi măng, nước, cốt liệu rỗng); sự
chênh nhau về mặt xếp lớp trong quá trình rung để thành hình, vận chuyển đến
vị trí thi công là rất lớn. Sự hình thành phân tầng do nhiều hoàn cảnh khác nhau,
do cân đong không chính xác, do độ ẩm cốt liệu quả cao...
Để xác định độ phân tầng của hỗn hợp bê tông, người ta dùng 3 mẫu thử
kích thước 150 x 150 x 150mm. Đầm chặt hỗn hợp bê tông theo tiêu chuẩn quy
định. Sau khi đầm xong, tiến hành mờ các vách khuôn đúc mẫu thử và quan sát
khối bê tông tươi vừa mới đầm. Nếu quan sát thấy cấu trúc mặt bên mẫu không
đồng nhất - như vậy là có hiện tượng phân tầng. Chia 3 mẫu làm 2 phần (lấy
vạch ngang biểu thị sự phân tầng làm chuẩn); trên để theo trên, dưới để theo
dưới. Sau đó đem cân để xác định khối lượng thể tích. Chi tiêu phân tầng tính
bằng phần trăm theo công thức chính xác đến 1%.
PT = 2 0 vhh "p vhh X100%
pvhh
ở đây:
- PT: Độ phân tầng %

-

p'vhKhối
•
lượng thể tích của phần nửa trên mẫu thử kg/m3

- pvhh; Khối lượng thể tích của hỗn hợp (xác định sau khi đầm chặt hỗn
hợp bê tông nhẹ).
Hỗn họp bê tông có thể coi là tốt nếu PT không vượt quá 10%.
■ Thể tích hằng giữa các hạt trong hỗn hợp bê tông đầm chặt.
Thể tích hổng giữa các hạt biểu thị đặc điểm cấu trúc của bê tông nhẹ. Xác
định thể tích hổng giữa các hạt sau khi xác định khối lượng thể tích bê tông theo
tỷ lệ của tồng thể tích hỗn hợp đầm chặt. Cách thực hiện như sau:
Trút hỗn hợp bê tông đầm chặt từ thùng hay khuôn thí nghiệm ra mâm,
giầm nát thành nhiều phần nhỏ riêng nhau, sau đó ừộn vói 2000g xi măng,
lOOOg nước. Trộn hỗn hợp đến khi đạt được đồng đều, trộn lại lần nữa và tiến
hành thử khối lượng thể tích, phương pháp thử tương tự như lần trước.
Thể tích hổng giữa các hạt trong hỗn hợp bê tông đầm chặt được tính đến
độ chính xác 1% theo công thức:

v2Vhong

g xm

v P xm

V,

+ ễ„

100%

17


Vi: Thể tích hỗn hợp bê tông đầm chặt trước thí nghiệm:

JL_
Pvhhl

v2:Thể tích hỗn hợp bê tông đầm chặt sau khi cho thêm xi măng và nuớc,
lít
V

=

2 ~

r,

Pvhtil

gxnv Khối lượng xi mãng cho thêm vào mẫu kg
g„: Khối lượng nước cho thêm vào mẫu

kg

pxn,: Khối lượng riêng của xi măng bằng 3,1 g/cm3
pvhhi:

Khối lượng thể tích của phần hỗn hợp bê tông đưa vào thí nghiệm ờ
trạng thái đầm chặt kg/lít

pvhỉứ:

Khối lượng thể tích của hỗn hợp bê tông sau khi thêm xi măng và
nước kg/lít.

gi: Khối lượng hỗn hợp bê tông thí nghiệm kg
g2: Khối lượng hỗn hợp bê tông sau khi cho thêm xi măng và nước kg
Biết thành phần phối hợp bê tông và tính chất cốt liệu có thể tính thể tích
hổng giữa các hạt với độ chính xác đến 1% theo công thức:
\

1000- — + — + — + N
V

hong

=

10

'v.d

-%

Ở đây:
X,

c, D và N: Khối lượng thực tẹ xi màng, cát khô, đá khô (cốt liệu lớn) và
nước trong lm 3 hỗn hợp bê tông đầm chặt.

px: Khối lượng riêng của xi măng lấy bằng 3,1.
Pvc

và

Pvd:

Khối lượng thể tích của cốt liệu nhỏ cát và cốt liệu lớn đá ừong
vữa xi măng, kg/lít.

■ Thể tích bọt khí
Bê tông được coi là đặc, nếu thể tích hổng giữa các hạt cốt liệu ở trạng thái
đầm chặt hỗn hợp không vượt quá 3%.
Áp dụng công thức (Vhổng) có thể tính được thể tích bọt khí trong hỗn hợp
bê tông nhẹ rỗng. Ở trường họp này trị số Vhồng sẽ là thể tích khí thâm nhập tính
bằng % so với thể tích hỗn hợp bê tông đầm chặt.
18


Tiêu hac vật liệu cho lm 3 hỗn hợp bê tông đầm chật có thể tính bàng chênh
lệch chất l^ưọng cốt liệu rỗng với thể tích hổng giữa các hạt xác định theo công
thức sau:

X = ^ x g ,

Í X S ) = ~ r / % rj
AT = £ í« L x ơ

Ở đây:
X,

c, D(S) và N:

Khối lượng của xi măng, cát khô, đá khô và nước trong
lm 3 bê tông.

Pvhh: K-hci lượng thể tích của hỗn hợp bê tông ở trạng thái đầm chặt, kg/m3.

ĩ, : Tổng tiêu hao vật liệu để làm mẻ hỗn hợp bê tông nhẹ (kể cả nước), kg
gx. gc, gd gn : Khối lượng của X,

c, D, và N (xi măng, cát khô, đá khô và

nước) dùng để làm mẫu thử, kg.

19


Chương 3
CÁC TÍNH CHẤT C ơ LÝ CỦA BỂ TÔNG NHẸ
Tính chất của bê tông nhẹ cũng như hỗn hợp bê tông nhẹ liên hệ mật thiết
với đặc tính cấu tạo và tính chất của cốt liệu rỗng.
Khối lượng thể tích cốt liệu rỗng nhỏ, cường độ chịu nén thấp, lảm cho bê
tông nhẹ có nhiều đặc điểm quan trọng như:
- Khối lượng thể tích không lớn và tính truyền nhiệt thấp.
- Cường độ chịu nén của bê tông thấp, yêu cầu lượng hồ xi măng tăng từ
1,5 —2 lần do cốt liệu rỗng có bề mặt hở lớn, thể tích hổng giữa các hạt cao (cốt
liệu rỗng là hạt thì bề mặt các hạt sù sì, là dăm - bề mặt viên dăm có nhiều lỗ gồ

ghề - tác giả gọi đó là bề mặt mờ).
• Đặc điểm cẩu

tạocủa bê tông nhẹ.

Trong thiên nhiên, núi đá hình thành từ sự kết dính các nham thạch lớn bé
thành khối, loại đá như vậy gọi là đá túp. Chúng hình thành do sự xi măng hoá
các nham thạch phun trào rời rạc trong thiên nhiên thành các đá khoáng khác
nhau.
Bê tông nhẹ là loại đá nhân tạo phỏng theo đá túp.
Yêu cầu cơ bản của bê tông nặng là mật độ, cường độ và tính bền của bê
tông; bê tông nhẹ thì điều đầu tiên là độ rỗng, tính truyền nhiệt thấp sau đó mới
đến cường độ và độ bền.
Khi nghiên cứu về các lỗ rỗng và mật độ không cao trong bê tông nặng và
bê tông nhẹ, giáo sư N A. Mosanski phát biểu như sáu: nguyên nhân gây ra
nhiều lỗ hỗng và mật độ bê tông nặng không cao là do:
- Độ sụt của hỗn hợp bê tông không thích hợp với khả năng thành hình
sản phẩm, độ dẻo của hỗn họp kém.
- Trong hỗn hợp có các chất tạo ra bọt khí.
- Nước liên kết nằm giữa bọt bóng, các mao quản trong khe hổng giữa các
hạt trong vữa đá xi măng bốc hơi.
- Hỗn hợp bê tông bị phân tầng.
- Do sự xuất hiện gradien nhiệt độ hoặc độ ẩm trong bê tôn£.
- Do hiện tượng co khi thuỷ hoá các hạt xi măng.
Với bê tông nhẹ, sự rỗng hoá đạt được trước tiên, do cho vào bê tông các
loại cốt liệu rỗng nhỏ và lớn trong đó có cả cấu trúc rỗng của bản thân đá xi

20

măng. Trong trường hợp này, muốn bê tông nhẹ đạt cường độ cao, mật độ đá xi
măng phải lớn.
Trong các kết quả nghiên cứu về sản phẩm và nguyên tắc tạo rỗng trong bê
tông giáo sư N.A Pô-póp cho rằng: cấu trúc bê tông nhẹ tốt nhất nếu chất khí
trong bê tông phân bố đeu khắp thể tích của nó. Như vậy cấu tạo đá xi măng
trong bê tông phải tương tự như cấu tạo của nhũ tương có chứa khí và không
giống như cấu tạo của các bọt bóng cùa chất tạo bọt hữu cơ có chứa khí. Các
bọt bóng của chất kết dính đóng rắn phân cách nhau giữa bóng này với bóng kia
bằng một vỏ cầu mỏng, điểm tiếp xúc giữa các vỏ cầu có thể có các ứng lực tập
trung khác nhau, điều này có thể gây bất lợi khi bê tông chịu tải trọng tác động.
Sản xuất bê tông nhẹ trên cơ sờ ứng dụng tổng hợp nhiều nguyên tăc làm rông,
song dùng cốt liệu rỗng thiên nhiên hay nhân tạo là hợp lý nhât.
Tổng mức hổng của cốt liệu trong bê tông nhẹ biến đôi rât lớn, mức cao
nhất từ 30 - 65%. Loại cốt liệu rỗng có giá trị cao là loại đường kính các bọt
bóng trong bản thân nó rất bé, kín và phân bố đều khắp; lỗ rỗng bọt bóng nhỏ
như vậy đảm bảo ổn định tính chất cơ học vật liệu và khôi lượng the tích be
tông làm ra sẽ thấp. Độ rỗng càng cao cường độ của côt liệu giảm nhanh, cường
độ bê tông sẽ thấp.
Điểm đặc biệt khác của bê tông nhẹ là diện tích mờ rộng của cốt liệu (có
khi gọi bề mặt mờ). Diện tích mờ rộng thể hiện như: vỏ hạt côt liệu xù xì, be
mặt cốt liệu dăm chứa nhiều lỗ hông thậm chi là hang hóc làm cho diẹn tích mạt
tiếp xúc của cốt liệu với hồ xi măng tăng lên. Đặc tính diện tích mở rộng của cot
liệu nhẹ có những ưu khuyết điểm sau:
- Làm cho hồ xi măng liên kết tốt với cốt liệu, tăng khả năng chịu kéo và
chịu uốn của bê tông.
- Mặt không tốt là một phần xi măng trong bê tông chi làm nhiệm vụ nhét
kín các lồ, các hốc, làm tăng khối lượng thể tích, lãng phí, không hiệu quà.
Những điều nêu ra đây để nói lên rằng: Không nên xem xét tính chất riêng
rẽ từng khía cạnh của bê tông như cấu tạo đá xi măng hay cốt liệu rông mà phải
xem xét đầy đủ các tính chất cơ lý của bê tông; chúng quan hệ với nhau như thê

nào?
• Độ rông
Độ rỗng là một trong các chỉ tiêu cơ bàn ảnh hưởng đên nhiêu tính chât của
bê tông nhẹ như cường độ, độ truyền nhiệt, độ chống băng giá v .v ...
Rỗng trong bê tông có thể là: hờ, kín, có dạng gân như hình câu nhưng cũng
có lúc méo, hình trứng,... lớn bé cách biệt nhau. Đặc tính của cac lo rong anh
hường nhiều đến tính chất của vật liệu.
21


Bê tông nhẹ thường được sử dụng để làm tấm tường ít dùng làm khung
hoặc sàn nhà - qua nhiều kết quà nghiên cứu và thực tế sử dụng, loại vật liệu
nào mà bản thân nó chứa nhiều bọt bóng nhỏ li ti, kín và phân bố đều thì loại đó
tổt, ít đối lưu không khí trong bọt bóng, tính cách nhiệt cùa sản phẩm tốt, cường
độ cao. Ngoài ra các bọt bóng kín và nhỏ ngăn không cho ẩm xâm nhập vào bê
tông khiến cho vật liệu giữ được độ bền vĩnh cửu. c ố t liệu có nhiều lỗ rỗng hình
dáng khác nhau sẽ có tính cách nhiệt khác nhau mặc dù khối lượng thể tích như
nhau. Cốt liệu bê tông thì vậy nhưng vật liệu bê tông có lỗ rỗng nhỏ sẽ dễ hấp
phụ hơi nước, làm giảm tính năng chống nhiệt của bê tông. Trong xây dựng, bê
tông nhẹ có lỗ rỗng nhỏ như bọt bóng đường kính tiết diện tối đa từ 0,4 l,2mm là tốt hơn cả.
Tổng độ rỗng bê tông nhẹ xê dịch từ 25 đến 30%, tính theo công thức:

*0

X100%

=

p )
Ở đây:

p v :Khối lượng thể tích bê tông g/cm3
p: Khối lượng riêng

g/cm3

Thực tế khối lượng riêng của bê tông lấy bằng 2,6 lúc đó độ rỗng của bê
tông tính gần đúng theo công thức:

K =
• Khối lượng

2,6

x l0 0 %

thể tích bê tông nhẹ

Một trong những đặc điểm của bê tông nhẹ là khối lượng thể tích không lón
và phụ thuộc hàng loạt các nhân tố độ rỗng của cốt liệu, lượng tiêu hao cốt liệu
cho lm 3 bê tông, độ rỗng của đá xi măng, độ ẩm cùa vật liệu, mức tiêu hao chất
kết dính, chất lượng đầm chặt hỗn hợp và hàng loạt nhân tố không quan trọng
khác. Ở trạng thái khô, trạng thái no nước, trạng thái sử dụng và trạng thái bê
tông tươi vừa đầm chặt, khối lượng thể tích bê tông rất khác nhau.
Trong phòng thí nghiệm, khái niệm về khối lượng thể tích được hiểu như
sau:
- Khối lượng thể tích ờ trạng thái khô tuyệt đối là khối lượng thể tích vật
liệu qua sấy nhiệt độ 105 - 10
đến khi khối lượng không đổi; gọi là khổi
lượng thể tích chuẩn (chú ý: bê tông nhẹ bằng chất kết dính thạch cao, nhiệt độ

sấy không vượt quá 55 °C).

ở

22

1 °c


- Khối lượng thể tích ở ừạng thái ẩm tự nhiên.là khối lượng thể tích mà
mẫu thừ được giữ một thời gian dài trong phòng độ ẩm 5- 15%. Nếu đem mẫu
thử xác định khối lượng thể tích, kết quả đó coi nhu vật liệu ờ độ ẩm tự nhiên
(độ ẩm tính bằng % so với bê tông khô).
Mầu thử để xác định khối lượng thể tích cũng là mẫu xác định giới hạn bền
nén bê tông. Kích thước mẫu 150 X 150 X 150 mm.
Sau khi đầm chặt, các mẫu thí nghiệm được giữ yên trong khuôn phủ một
lớp vải ướt, để bê tông đóng rắn bình thường trong phòng nhiệt độ 22-24°C,
trong hai ngày đêm; sau đó tháo khuôn và đặt trong phòng dưỡng hộ đóng rắn
bình thường đén khi đưa vào thí nghiệm. Nhiệt độ ờ phòng dưỡng hộ 27 ± 2°c
và độ ẩm không nhỏ hon 90%.
Khi sản xuất sản phẩm và khi gia công hấp hơi nóng, quá trình đóng rắn
các mẫu kiểm tra tiến hành tương tự như điều kiện sản xuất. Một phần các mẫu
thử lưu giữ trong phòng dưỡng hộ tiêu chuẩn kiểm ứa sau 28 ngày - lấy kết quả
đó làm chuẩn.
Trước khi đưa vào thí nghiệm, từng mẫu thử được cân, đo cẩn thận, khối
lượng thể tích là đặc tính quan trọng của bê tông nhẹ cho nên chênh lệch khối
lượng không nên vượt quá 10%. Trường hợp chênh lệch quá lớn nên loại toàn
bộ xè -ri mẫu tiến hành trờ lại từ đầu.
ở độ ẩm tự nhiên, khối lượng thể tích tính chính xác đển 10kg/m3; mỗi
xê- ri kiểm tra 3 mẫu, lấy kết quả bình quân số học theo công thức:

p vt«
Ở đây:
G: Trọng lượng mẫu, g
V: Thể tích mẫu, cm3.
Khối lượng thể tích bê tông nhẹ ờ trạng thái khô tính đến độ chính xác
lOkg/m3, trên cơ sờ kết quả xác định khối lượng thể tích trạng thái ẩm tự nhiên
và trọng lượng ẩm. Khối lượng thể tích bê tông, theo công thức:
Pv.kkõ

PỵMmhỊẹn^0 kg /

100 + w

W:Độ ẩm của bê tông lóc thử mẫu, % so với bê tông khô.
Dể xác định độ ẩm của mẫu thử; sau khi nén để thử cường độ bê tông, đập
mầu (đã bị phá hoại) ra nhiều mảnh (không lớn quá 20mm); phân các mảnh làm
bốn cụm, nhặt một cụm bất kỳ, trọng lượng khoảng lkg. Đem cân vật liệu của

23


pnh iệt độ 105-110°c (đến khối lượng khôn

cụm vừa nhặt sau đó sấy

ẩm của bê tông tính đến độ chính xác 0,1 % theo công thức:

W = £— ^ x 100%
Si

Ở đây:
g: Trọng lượng cùa mẫu chọn bất kỳ lúc đang ẩm, gam
gi: Trọng lượng mẫu đã sấy khô,

gam

Để biết chính xác tính đồng nhất cùa bê tông nhẹ theo khối lượng thể tích
người ta ứng dụng khái niệm: chi số biến động tính bằng % theo công thức sau:
c

=

vp

p v,b

c'cp = —£-xl00%
Pvlb

Ở đây:

ơĐộ
: lệch bình phương trung bình của các kết quả thí nghiệm các phần
tử trong tập họp các trị số khối lượng thể tích trung bình
Pvtt>:

pvtb

kg/m3

Trị số trung bình khối lượng thể tích bê tông nhẹ ữong tập hợp mẫu
íhử kg/m3.

Khối lượng thể tích trung bình tính theo công thức:
n

rvtb

—

pẰ
ỵP
l *'3'‘'Pvrì

n

Ở đây:
Pvi. Pv2. pv3. Pvn

: Khối lượng thể tích từng mẫu thử trong xê - ri mẫu ờ độ ẩm
tự nhiên hoặc ớ trạng thái khô.

n: Số mẫu thử (không nhỏ hơn 30).
Độ lệch bình phương trung bình của khối lượng thể tích bê tông nhẹ tính
theo công thức:

(a ,

Pvib)

w
pvj: Khối lượng thể tích bê tông từng xê-ri.

24


Hệ số đồng nhất khối lượng thể tích bê tông nhẹ tính theo công thức:

Iị —

Pvjchuan

Pvmax
Ở đây:
Pvtchuaii- Khối lượng thể tích yêu cầu (hay là chuẩn) của bê tông nhẹ kg/m3.
pv max- Trị Số xác suất thống kê lớn nhất của khối lượng thể tích thành phần
bê tông đang chọn kg/m3.
Sau khi xác định chi số biển động, tính trị số xác suất thống kê lớn nhất của
khối lượng thể tích bê tông theo công thức:
P v .ma* = P v ,h ( i + 3 C ' , )

Nếu trị sổ c

V'4»

lớn hơn 12%, tức là độ đồng nhất khối lượng thể tích bê

tông có dấu hiệu thấp, như thể không chấp nhận được. Trong trường hợp này
công nghệ sản xuất phải thay đổi và nâng cao.
Bảng 1: Khối lượng thể tích của các dạng và mác bê tông nhẹ.

Tên gọi các
loại cốt liệu
rỗng
Peclit
Vecmiculit
Keramzit
Pemza (đá bọt)
Xi núi lửa
phun trào
Túp
péclit
Véc miculit
Agoloporit
Xi than nhiên
liệu hóa thạch
•
Keramzit
Xỉ hạt lò cao

Khối lượng thể tích
xốp của các loại cốt
liệu lớn kg/m3

Khối lượng thể tích bê tông ờ trạng thái khô
(kg/m3), mác bê tông kG/cm2
150
100
5~10
15-25
50

Bê tông cách nhiệt
400-500 500-600
550-650 600-700
400-500 600-800
500-600 600-700

100-150
250-300
100-300
250-300
Bê tông cách nhiệt - chịu lực và chịu lực.
1300
1000
350
1000
1150
450
1600
1500
700
700
150
1100
300-350
1400
1300
500
.
1400
1300

600
1500
1400
700

300-400
500-600
700

-

-

-

-

800
1000
1600

1000
1200
1700

1500
1250
1800

1500

1600
1700
1200
1400
1800

25