1
PH NăM ă
U
1. Tínhăc păthi tăc aăđ ătƠi.
Bê tông là v t li u ph bi n nh t trong xây d ng nói chung và xây d ng
công trình th y l i nói riêng. Thành ph n bê tông có nh h
ng rõ r t đ n các
tính ch t c a bê tông m i tr n c ng nh bê tông đã đông c ng và có nh
h
ng đ n ch t l
tông tr
ng bê tông, nên c n ph i xác đ nh chính xác thành ph n bê
c khi ch t o và đ a vào s d ng. Cho đ n nay
nhi u ph
ng pháp thi t k thành ph n bê tông khác nhau,
ph bi n ph
dùng ph
các n
n
c s d ng
c ta dùng
ng pháp c a Nga (đã Vi t Nam hóa) và M , nh ng ch a th y
ng pháp c a Pháp, m c dù ph
ng pháp này đã đ
c gi i thi u
trong giáo trình V t li u xây d ng c a nhà xu t b n giáo d c t n m 1992.
N
c Pháp có n n khoa h c tiên ti n và có nhi u thành t u v xây d ng và
v t li u bê tông đ c bi t m t s công trình bê tông c a Pháp đ
n
ph
c ta t r t lâu đ n nay v n t n t i. Ph
ng pháp chính th ng đ
nhi u n
c xây d ng
ng pháp th c ti n Dreux-Gorisse là
c dùng ph bi n không nh ng
Pháp mà còn
c trên th gi i nh Algierie, Maroc, Tunisie... Hi n nay Pháp và
Vi t Nam có quan h đ i tác chi n l
c và m t s công ty c a Pháp đã vào
Vi t Nam xây d ng m t s công trình. Hy v ng r ng trong t
v kinh t và khoa h c k thu t gi a hai n
ng lai quan h
c s ngày càng phát tri n. Vì v y
vi c nghiên c u ng d ng k thu t, công ngh xây d ng c a Pháp, trong đó
có thi t k thành ph n bê tông là v n đ c n thi t.
tài nghiên c u này mang
tính c p thi t nh t đ nh và có đi m m i.
2. M căđíchăc aăđ ătƠi.
T ng h p các ph
có ph
ng pháp thi t k thành ph n bê tông đã có, trong đó
ng pháp c a Pháp, đ phân tích, đánh giá, v n d ng ph
ng pháp này
2
và có s hi u ch nh c n thi t nh m đ t đ
c hi u qu cao h n khi thi t k
thành ph n bê tông.
3. Cáchăti păc năvƠăph
ngăphápănghiênăc u.
Nghiên c u c s lỦ thuy t v c u trúc bê tông có chú Ủ đ n t l
u, áp d ng ph
C
t i
D
ng pháp thi t k bê tông c a Pháp và có s hi u ch nh thông
qua thí nghi m bê tông và các v t li u dùng cho bê tông.
4. K tăqu ăđ tăđ
c.
Nghiên c u và ng d ng ph
Pháp, có xét đ n t l
ng pháp thi t k thành ph n bê tông c a
C
t i u đ đ t hi u qu cao h n.
D
5. N iădungăc aăLu năv n:
M đ u.
Ch
ng 1. T ng quan v bê tông, bê tông th y công và các ph
ng pháp
thi t k thành ph n bê tông.
Ch
ng 2. C s lỦ thuy t c a đ tài.
Ch
ng 3. Nguyên v t li u s d ng và PP nghiên c u thí nghi m.
Ch
ng 4. Thi t k thành ph n bê tông và thí nghi m bê tông.
K t lu n và ki n ngh .
Tài li u tham kh o.
Ph l c.
3
CH
NGă1
T NGăQUANăV ăBÊăTÔNG,ăBÊăTÔNGăTH YăCÔNG
VÀ CÁCăPH
NGăPHÁPăTHI TăK ăTHÀNHăPH NăBÊăTÔNG
1.1. Kháiăni măv ăbêătôngăvƠăbêătôngăth yăcông.
Bê tông là lo i v t li u đá nhân t o, nh n đ
c b ng cách đ khuôn và
làm r n ch c m t h n h p h p lỦ c a ch t k t dính, n
c, c t li u (cát, s i
hay đá d m), ph gia hóa h c và ph gia khoáng. Có tr
ng h p còn pha
thêm c t s i.
H n h p nguyên li u m i nhào tr n xong đ
hay bê tông t
c g i là h n h p bê tông
i.
Trong bê tông c t li u đóng vai trò là b khung ch u l c. H xi m ng
(CKD) và n
c bao b c xung quanh h t c t li u đóng vai trò là ch t bôi tr n,
đ ng th i l p đ y kho ng tr ng gi a các h t c t li u. Sau khi c ng hóa, h xi
m ng g n k t các h t c t li u thành m t kh i
d ng đá và đ
tông. Bê tông có c t thép g i là bê tông c t thép. Bê tông đ
c g i là bê
c dùng r ng rãi
trong các công trình xây d ng, giao thông, th y l i. Bê tông dùng cho công
trình th y l i đ
c g i là bê tông th y công. Theo tiêu chu n Nhà n
(TCVN 8218:2009) [25], bê tông th y công đ
1.1.1. Theo v trí c a bê tông so v i m c n
+ Bê tông th
ng xuyên n m trong n
c
c phân lo i nh sau:
c:
c;
+ Bê tông
vùng có m c n
c thay đ i;
+ Bê tông
trên khô (n m trên vùng có m c n
c thay đ i).
1.1.2. Theo hình kh i k t c u công trình:
+ Bê tông kh i l n (c nh nh nh t không d
i 2,5m và chi u d y l n
h n 0,8m - theo Tiêu chu n Vi t nam TCVN 4453:93) [15];
4
+ Bê tông kh i không l n.
1.1.3. Theo v trí k t c u công trình:
+ Bê tông
m t ngoài;
+ Bê tông
bên trong.
Nh v y bê tông th y công có khi ti p xúc v i n
không ti p xúc v i n
trên khô
c; khi đó bê tông th y công c ng có yêu c u gi ng nh
bê tông cho công trình xây d ng.
thành ph n bê tông
c và có khi
tài lu n v n này nghiên c u thi t k
trên khô không ti p xúc v i n
c.
Bê tông s d ng cho k t c u công trình ph i có thành ph n h p lỦ đ bê
tông đ t đ
c các yêu c u do thi t k đ ra. Thành ph n bê tông bi u th b ng
t l ph i h p các v t li u thành ph n trong bê tông theo kh i l
th tích. Thành ph n theo kh i l
d ng vì cân tr ng l
tông th
ng đ
c dùng ch y u trong th c t xây
ng chính xác h n đo l
c bi u th b ng kh i l
1m3 h n h p bê tông.
i đây là m t s ph
d ng trong th c t và đ
ng theo th tích. Thành ph n bê
ng c a các v t li u thành ph n trong
xác đ nh thành ph n bê tông h p lỦ, ph i thi t k
thành ph n bê tông theo m t ph
D
ng đ
ng ho c theo
ng pháp quy đ nh nào đó.
ng pháp thi t k thành ph n bê tông đ
cs
c gi i thi u trong nhi u tài li u [1,2,3,5,7,8,28,32,
34,35,36,39]:
1.2. Cácăph
1.2.1. Ph
ngăphápăthi tăk ăthƠnhăph năbêătông.
ng pháp tra b ng.
ây là ph
ng pháp đ n gi n đ
c đ a vào Tiêu chu n Vi t Nam
(TCVN) và m t s tài li u khác [4,28]. D a vào nh ng b ng l p s n, tra ngay
đ
cl
ng v t li u dùng cho 1m3 bê tông. Do b ng tra thành ph n bê tông
quá l n, nên không vi t
đây. Hi n nay trên v bao xi m ng c a nhi u nhà
máy đ u ghi thành ph n bê tông tính s n cho 1m3 và dùng lo i xi m ng đóng
5
trong bao cho m t s mác bê tông đ thu n ti n cho ng
i s d ng. ây c ng
là m t ki u b ng tra do nhà s n xu t xi m ng cung c p. Nói chung ph
pháp này ch s d ng cho các công trình nh dùng kh i l
ng
ng bê tông không
quá 100m3 và mác th p.
1.2.2. Ph
Ph
ng pháp th c nghi m hoàn toàn.
ng pháp này đ
c vi t trong tài l u [1] và đ
trình có quy mô to l n (kh i l
c dùng cho các công
ng công trình trên 5.000m3) ho c nh ng b
ph n có tính ch t quan tr ng và mu n có tính toán chính xác v v t li u s
d ng. Khi đó đ xác đ nh các thông s thi t k không dùng các công th c,
b ng và bi u đ l p s n mà hoàn toàn d a vào s li u th c nghi m trên v t
li u s d ng cho bê tông công trình. Tr
l p các quan h , v ra đ
c h t thông qua hàng lo t thí nghi m
ng bi u di n th c nghi m, r i c n c vào các quan
h đã l p đ thi t k thành ph n bê tông.
Thông th
ng c n xác đ nh các quan h c b n sau đây.
- Xác đ nh m c ng m cát t i u;
- Xác đ nh quan h gi a đ ch u l c c a bê tông v i t l
- Xác đ nh l
N
;
X
ng dùng xi m ng ít nh t.
Vì các thông s ch y u c a bê tông có nh h
ng l n nhau, nên đ ti n
cho vi c nghiên c u, phân tích trong th c t , có th t m th i coi m t s y u t
nào đó là không đ i đ xét đ n quan h l n nhau gi a các thông s khác và
l nl
t ti n hành nh sau:
+ Xác đ nh m c ng m cát t i u:
xác đ nh đ
c m c ng m cát t i u
ta có hai cách thí nghi m khác nhau.
Cáchăth ă1: n đ nh đ ch u l c (R28) c a bê tông, ngh a là c đ nh t s
N
, thay đ i l
X
ng cát dùng (l
ng n
c dùng và xi m ng c đ nh). Qua thí
6
nghi m l u ng ( s t Sn) s
quan h m c ng m cỏt ( m
c cỏc tr s khỏc nhau c a Sn. V bi u
C
) v i l u ng Hỡnh 1.1. M c ng m
CD
cỏt no cho Sn l n nh t thỡ ú l m c ng m cỏt t i u. Lm nhi u nhúm nh
N
thay i c ng s tỡm
X
v i nh ng l
ng dựng xi m ng v n
c nh ng m c ng m cỏt t i u ng
c khỏc nhau.
X
Sn
v yv it l
max
Độ l- u động
L- ợng dùng xi măng
Sn
Mức ngậm cát
m
Mức ngậm cát
Hỡnh 1.1: Bi u quan h m Sn
Xmin
m
Hỡnh 1.2: Bi u quan h m X
Cỏchth 2: C nh Sn nh v y v i m i m c ng m cỏt khỏc nhau (ta
l y nhi u m c ng m cỏt khỏc nhau h n kộm 2%) m b o l u ng
nh t nh s cú nh ng l
ng dựng xi m ng v n
quan h m c ng m cỏt v i l
ng v i l
c khỏc nhau. V bi u
ng dựng xi m ng (Hỡnh 1.2). M c ng m cỏt no
ng dựng xi m ng ớt nh t s l m c ng m cỏt t i u.
§é l- u ®éng
C- êng ®é bª t«ng
Sn
R 28
7
X1
X/N
Tû lÖ (X/N)
Hình 1.3: Bi u đ quan h
X
N
R28
+ Tìm quan h gi a đ ch u l c (c
X
L- îng dïng xi m¨ng
Hình 1.4: Bi u đ quan h X Sn.
ng đ ) và t l
N
:
X
tìm quan h này ta c đ nh s t theo yêu c u c a h n h p bê tông và
dùng nhi u l
ng xi m ng khác nhau đ ch t o bê tông. Mu n đ t đ
l u đ ng yêu c u, thì c n dùng l
nhóm bê tông có t s
ng n
cđ
c khác nhau. K t qu là có nh ng
X
khác nhau ( ng v i m c ng m cát t i u).
N
úc m u v i m i lo i h n h p bê tông đó, r i thí nghi m đ xác đ nh R28
c a bê tông. Các t s
quan h R 28
X
khác nhau s cho tr s R28 khác nhau. V bi u đ
N
X
(Hình 1.3).
N
+ Tìm quan h gi a đ l u đ ng Sn và l
ng dùng xi m ng:
s t c a bê tông là hàm s ph thu c vào m c ng m cát, t s
thu c vào mác bê tông và ph thu c vào l
M c ng m cát đã tìm đ
tông nh t đ nh (t l
c
X
(ph
N
ng dùng xi m ng khác nhau).
trên là m c ng m cát t i u. V i c
X
nh t đ nh), thì quan h gi a đ s t và l
N
ng đ bê
ng dùng xi
8
m ng là t l thu n t c là khi t ng l
ng xi m ng, thì đ s t t ng.
tìm quan
h đó ta ph i làm công tác th c nghi m nh sau:
Ch t o các m tr n bê tông có l
đ nh đ
đ
ng dùng xi m ng khác nhau và xác
c các đ l u đ ng khác nhau. C n c vào k t qu thí nghi m v
X nh trong Hình 1.4.
ng bi u di n quan h gi a Sn
V i m i mác bê tông làm thí nghi m t
quan h gi a đ l u đ ng v i l
ng t , l p đ
c t ng bi u đ
ng xi m ng cho t ng mác bê tông khác nhau.
Nh v y ta đã làm xong vi c l p các quan h gi a các thông s c a bê
tông. Mu n tính toán thành ph n c a bê tông theo ph
ng pháp này, s d ng
các đ th đó nh sau:
u tiên t đ l u đ ng do thi công yêu c u, dùng bi u đ Hình 1.4
tra đ
cl
ng dùng xi m ng cho 1m3 bê tông.
- T mác bê tông yêu c u, dùng bi u đ Hình 1.3, tra ra t s
tính đ
cl
ng n
c dùng cho 1m3 bê tông.
- Cu i cùng t đ l u đ ng dùng bi u đ Hình 1.1 tra đ
cát. Bi t đ
c các thông s đó, có th tính toán đ
1.2.3. Ph
a. Ph
Ph
c a Tr
X
; t đó
N
c m c ng m
c thành ph n bê tông.
ng pháp th tích tuy t đ i (TTT ).
ngăphápăth ătíchătuy tăđ iădùngăcôngăth căBolomey.
ng pháp này đ
ng
ây là ph
c đ c p trong giáo trình v t li u xây d ng đ u tiên
i h c Th y L i [1].
ng pháp d a trên nguyên t c là t ng th tích tuy t đ i riêng
r c a các v t li u thành ph n ph i b ng đ n v th tích h n h p c a bê tông.
Nh v y coi h n h p bê tông hoàn toàn đ c.
đây khi tính toán thành ph n bê tông, có th bi u th b ng l
li u thành ph n nh : Xi m ng; N
ng v t
c; Cát; á dùng cho 1m3 bê tông hay bi u
9
di n t l gi a các thành ph n trong đó l y kh i l
ph
ng pháp này các b
B
ng xi m ng b ng 1. Theo
c tính theo th t nh sau:
că1: Xác đ nh t l
X
theo công th c Bolomey khi bi t R28 và Rx.
N
V i bê tông d o, dùng s i hay đá d m đ c ch c, thì dùng công th c.
X
R28 0, 4 Rx . 0,5 ;
N
V i bê tông c ng, dùng s i, thì dùng công th c:
X
R28 0,5Rx . 0,5 ;
N
V i bê tông c ng, dùng đá d m, thì dùng công th c:
X
R28 0,55Rx . 0,5 ;
N
Trong đó:
- R28 là mác ho c c
ng đ bê tông sau 28 ngày b o d
ng, Mpa;
- Rx là mác xi m ng, Mpa.
Các công th c trên bi u th quan h tuy n tính gi a R28
l
N
(ng
X
cl it l
X
). V i các công trình nhà c a thì t l
N
không có h n ch nghiêm kh c, nh ng không nên v
công trình th y l i, đ
X
. Xác đ nh t
N
N
thông th
X
t quá 0,85. Còn v i các
ng sá, c u c ng, thì c n ph i nâng cao tính b n, kh
N
.
X
n ng ch ng th m, ch ng xâm th c... do đó c n quy đ nh h n ch t l
B
că2: Tính l
Tìm đ
cl
ng
ng n
ng n
c và l
ng xi m ng sau khi xác đ nh đ
c sau đó tính ra l
ng xi m ng. L
xác đ nh theo Hình 1.5, d a vào Dmax c a c t li u và đ s t.
ct l
ng n
cđ
X
.
N
c
3
L- îng n- íc trong 1m hçn hîp bª t«ng
10
d
c
b
a
§é sôt bª t«ng (Sn), cm
Hình 1.5: Bi u đ tra l
ng n
c tr n cho 1m3 h n h p bê tông.
Ghi chú:
-
ng a dùng cho s i có Dmax = 10mm;
-
ng b dùng cho s i có Dmax = 20mm;
-
ng c dùng cho s i có Dmax = 40mm;
-
ng d dùng cho s i có Dmax = 80mm.
Bi u đ trên đ
c thành l p trong đi u ki n dùng bê tông đá s i và lo i
cát trung bình. Trong tr
đi u ch nh l
ng n
ng h p dùng đá d m và các lo i cát khác, thì ph i
c nh sau:
- N u dùng đá d m, l
ng n
c dùng ph i t ng thêm 10 lít;
- N u dùng cát nh , l
ng n
c dùng t ng thêm 10 lít;
- N u dùng cát l n, l
ng n
c dùng gi m đi 10 lít;
- N u X có pha ph gia khoáng ho t tính c ng ph i t ng thêm 10 lít;
11
- Khi t l
C
= 1 c ng t ng n
D
- Khi t l
C
=0,5, thì n
D
c thêm 10 lít;
c ph i gi m đi 10 lít;
N u thi công b ng máy đ l u đ ng đo b ng ch s đ công tác (đ
c ng) thì l
ng n
B ng 1.1: L
c tra theo B ng 1.1.
ng n
c dùng cho bê tông khi thi công b ng máy.
L
l u đ ng
ng n
c (lít) dùng cho s i
có Dmax (mm)
s t Ch s đ
Sn
công tác
(cm)
(giây)
0
Ghi chú
10
20
40
150-200
145
130
120
0
90-120
150
135
125
0
60-80
160
145
130
n
0
30-50
165
150
135
- á d m thêm 10l.
0
15-30
175
160
145
Sau khi tra đ
N. L
cl
ng xi m ng tính đ
trong B ng 1.2. N u l
thì áp d ng l
h nl
ng n
c, tính đ
cl
ph i t ng l
c t 10-20l/m3
ng xi m ng theo t l
ng xi m ng tính toán l n h n l
ng xi m ng tính đ
c, nh ng n u l
ng
- Cát nh thêm 10l.
c ph i đem so sánh v i l
ng xi m ng t i thi u, thì ph i dùng l
toán ti p.
- Xi m ng Puz lan
X
Và
N
ng xi m ng t i thi u
ng xi m ng t i thi u
ng xi m ng tính toán nh
ng xi m ng t i thi u đ tính
12
B ng 1.2: L
ng xi m ng t i thi u, kg/m3.
i u ki n làm vi c c a k t c u
công trình
Tr c ti p ti p xúc v i n
B nh h
c
ng c a m a gió mà
không có thi t b b o v
Không b nh h
B
ng c a m a gió
că3: Tính l
Các l
ng pháp đ m
m tay
m máy
265
240
250
220
220
200
ng cát, đá dùng cho 1 m3 bê tông.
Có 2 cách đ xác đ nh l
ho c tính theo t l (
Ph
ng C, D. D a vào m c ng m cát ( m
C
).
D
ng cát, đá có th tra trong b ng có s n, ho c dùng ph
tính toán.
M c ng m cát có th tra b ng nh ng th
m
ng tính s b nh sau:
.r . c
C
.100% ;
C D r . c d
Trong đó:
- m: M c ng m cát, %;
- r:
C
)
CD
r ng c a đá. r
Vrd
, %;
Vd
- Vrd: Th tích r ng c a đá, dm3;
- Vd: Th tích x p c a đá, dm3;
- c , d : Kh i l
ng th tích x p c a cát, đá, Kg/dm3;
ng pháp
13
- : H s kho ng cách hay h s t ng cát đ l p đ y l r ng c a đá,
hay còn g i là h s tr
t.
H s khi bê tông đ
c đ m ch t b ng máy ch n đ ng th
ng, l y
b ng 1,0 1,2. Khi đ m ch t b ng tay, l y 1, 2 1, 4 .
Có th tính t l
C
C
theo công th c sau: .r . c
D
d
D
Sau khi tính đ
c m c ng m cát ho c t l
c t li u và kh i l
t ng kh i l
s tính đ
C
, tính th tích tuy t đ i c a
D
ng riêng c a c t li u h n h p cát và đá t đó s tính đ
ng cát và đá (C+D). Bi t đ
c hàm l
c C+D và tr s
C
hay t l
D
c
C
CD
ng cát và đá.
Theo nguyên t c th tích tuy t đ i, thì trong 1m3 bê tông th tích các v t
li u th a mãn công th c sau:
Vc + Vd + Vx + Vn = 1000 lít;
Ho c
C
c
D
d
X
x
N 1000 lít;
Vc, Vd, Vx, Vn: Th tích tuy t đ i (hoàn toàn đ c) c a C, D, X, N.
C, D, X, N: Kh i l
T đó tìm đ
ng cát, đá, xi m ng, n
c dùng cho 1m3 bê tông.
c th tích tuy t đ i c a h n h p c t li u cát và đá nh sau:
Vc Vd 1000 (Vx Vn ) 1000 (
T xi m ng và n
xác đ nh đ
cl
c tìm đ
ng C và D.
c
X
x
N) ;
trên k t h p v i t s
C
C
ho c
s
D
CD
14
Trên đây là ph n tính toán đ n thu n đ xác đ nh l
n
ng cát, đá, xi m ng,
c dùng cho 1m3 bê tông. Tính toán d a vào m t s b ng tính s n và công
th c. các đi u ki n thành l p các b ng hay công th c đó có th khác đi u ki n
hi n t i, cho nên c n ph i thêm ph n th c nghi m đ ki m tra, đi u ch nh
thành ph n đã tính toán.
B
că4: Ki m tra b ng th c nghi m.
- Ki m tra v đ s t: Th
ng thì v i thành ph n tính toán, đ s t c a h n
h p bê tông không đ t yêu c u nên ph i ki m tra l i. Tính l
ng v t li u cho
m t m tr n kho ng 10 lít. Sau đó tr n bê tông đ ki m tra đ s t c a bê tông.
N u ch a đ t, ta ph i cho thêm n
c u (chú ý ph i thêm c n
đ s tv
c và xi m ng cho t i khi đ t đ s t yêu
c và xi m ng đ gi cho t l
t quá yêu c u thì ph i gi m n
- Ki m tra c
ph n bê tông đã đ
X
không đ i). N u
N
c.
ng đ c a bê tông Rb: úc m u đ th c
c hi u ch nh. Thông th
ng đ v i thành
ng thì R28 c a m u không b ng
mác bê tông thi t k (Rtk), nh ng c ng có nh ng tr
ng h p sai khác nh sau:
+ R28
đ t yêu c u v c
ng
ng đ thi t k là do mác xi m ng không đúng. Ta tính
c l i t k t qu th c t c a Rb s có Rx chính xác và làm l i t đ u.
+ R28>Rtk: N u v
t quá 15% nh v y s gây lãng phí xi m ng và c ng
c n tính toán thí nghi m l i và gi m b t xi m ng.
Tính l i l
đ
c đ s t và c
ng v t li u dùng cho 1m3 bê tông: Sau khi đi u ch nh đ đ t
ng đ yêu c u thì l
ng v t li u đã thay đ i, nên ph i tính
toán l i theo trình t sau:
+ Xác đ nh kh i l
b ng th c nghi m: b .
ng th tích c a h n h p bê tông (m i nhào tr n)
15
+ Tính ra th tích th c t c a m bê tông b ng cách chia t ng kh i l
c a m tr n cho kh i l
+ Tính l
ng
ng th tích c a bê tông ( b ).
ng v t li u dùng cho 1m3 bê tông: X
Xmt
.1000
Vmt
Trong đó:
- X: L
ng xi m ng (Kg) dùng cho 1m3 bê tông đã đ t Sn yêu c u;
- Xmt: L
ng xi m ng (Kg) dùng cho 1 m tr n BT đã đ t Sn yêu c u;
- Vmt: Th tích m tr n (lít);
- Các lo i v t li u khác (C, D, N) c ng tính t
Sau khi đã tính đ
cl
ng t nh v y.
ng X, C, D, N có th đ c p ph i nh v y,
ho c bi u th theo ki u sau đây (ta chia kh i l
ng các v t li u cho kh i l
ng
xi m ng):
X C D N
C D N
: : : 1: : :
X X X X
X X X
b. Ph
Ph
n
ngăphápăTTT dùngăcôngăth căBolomey-Skramtaev.
ng pháp này là ph
ng pháp chính th ng c a Liên xô tr
c Nga hi n nay [35], đ ng th i đ
c s d ng r ng rãi
n m nay và đã đ
c đ a vào TCVN 4453-87 [14] và đ
li u [7,8,28]. Ph
ng pháp này c ng là ph
n
c đây và
c ta nhi u
c vi t trong nhi u tài
ng pháp thi t k thành ph n bê
tông k t h p tính toán v i th c nghi m đ đi u ch nh thành ph n. C s đ
tính toán lỦ thuy t là t ng th tích tuy t đ i c a các v t li u thành ph n b ng
th tích c a h n h p bê tông, chính vì v y ph
pháp th tích tuy t đ i t
N i dung c a ph
B
ng t nh ph
ng pháp này c ng là ph
ng pháp vi t
ng pháp này bao g m các b
că1: Xác đ nh t l
trên.
c sau đây:
X
t công th c Bolomey-Skramtaev.
N
ng
16
Rb A1.Rx .(
X
X
1, 4 2,5 (1)
0,5) v i
N
N
Rb A2 .Rx .(
i v i bê tông mác th
X
X
2,5 (2)
0,5) V i
N
N
ng dùng công th c (1) và tính đ
c:
R
X
b 0,5 ;
N A1.Rx
i v i bê tông mác cao, dùng công th c (2) và tính đ
c:
R
X
b 0,5 ;
N A2 .Rx
Trong đó:
- Rb: Mác bê tông yêu c u, Mpa;
- Rx: Mác xi m ng, Mpa;
- A1, A2: H s ph thu c vào ch t l
ng c t li u, tra trong B ng 1.3.
B ng 1.3: B ng tra h s A1, A2 ph thu c vào ch t l
Ch t l
ng c t li u
ng c t li u
A1
A2
Ch t l
ng cao (đá phún xu t đ c, cát ít t p ch t)
0,65
0,43
Ch t l
ng trung bình
0,60
0,40
Ch t l
ng th p (s i, cát h t nh )
0,55
0,37
B
Th
că2: Xác đ nh l
ng n
c tr n.
ng d a vào ch tiêu tính công tác (đ s t, đ c ng) c a h n h p bê
tông. Tuy nhiên đ xác đ nh chính xác l
ng n
c s b c n d a vào các đ c
tính c a các v t li u s d ng nh xi m ng, cát, s i hay đá d m. Vi c xác đ nh
l
ng n
c c n dùng th
ng d a vào b ng tra ho c bi u đ Hình 1.6.
3
230
220
210
200
190
180
170
160
150
140
130
4
3
2
1
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
a)
L- îng n- íc, kg/m
L- îng n- íc, kg/m
3
17
180
170
160
150
140
130
120
0
4
b)
§é l- u ®éng Sn, cm
9
18
22
27
31
§é cøng, §c (gi©y)
Hình 1.6: M i quan h gi a đ s t (Sn), đ c ng (
a) - H n h p bê tông d o;
13
c)
v il
ng n
c dùng.
b) - H n h p bê tông c ng.
(1) Dmax=70 mm; (2) Dmax=40 mm; (3) Dmax=20 mm; (4) Dmax=10 mm
B
că3: Xác đ nh l
L
ng xi m ng đ
So sánh l
phép đ
ng dùng xi m ng (X).
X
N
c xác đ nh theo công th c X ( ).N , (kg).
ng xi m ng v a tính đ
cv il
c quy đ nh trong B ng 1.4 và dùng tr s l n h n.
B ng 1.4: L
ng dùng xi m ng t i thi u.
i u ki n làm vi c c a k t c u công trình
Tr c ti p ti p xúc v i n
B nh h
ph
Ph
B ng Máy
265
240
250
220
220
200
c
ng c a m a gió, không có
Không b nh h
ng c a m a gió
că4: Xác đ nh l
ng pháp đ m ch t
B ng tay
ng ti n b o v
B
ng xi m ng t i thi u cho
ng c t li u l n và nh .
18
H n h p bê tông sau khi nhào tr n và đ m ch t đ
hoàn toàn có ngh a là chúng th a mãn ph
C
c
D
d
X
x
c coi nh đ c ch c
ng trình th tích tuy t đ i:
N 1000 Vb ;
H n h p v a xi m ng cát l p đ y các l r ng c a c t li u l n và bao b c
m t l p m ng và kín trên b m t các h t c a nó, có k đ n h s d v a ho c
h s tr
t ( ). T đó có công th c sau:
C
c
X
x
N
D
d
rd . ;
Trong đó:
- rd :
r ng (m c h ng c a đá);
- x , c , d : Kh i l
- : H s tr
ng riêng c a xi m ng, cát, đá;
t (h s d v a).
V i h n h p bê tông c ng, l y 1, 05 1,15 (trung bình là 1,1); còn v i
h n h p bê tông d o, thì đ
1,6
c xác đ nh b ng cách tra bi u đ Hình 1.7.
3
/m
Kg
0
0
=6
X
500
1,5
HÖ sè tr- ît
400
1,4
350
300
1,3
1,2
1,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
TØ lÖ N/X
Hình 1.7: Bi u đ xác đ nh h s tr
t
0,8
19
L
ng dùng c t li u l n: D
1000
;
.rd 1
d
d
X
D
L
ng dùng c t li u nh : C (1000
B
că5: Ki m tra b ng th c nghi m và hi u ch nh thành ph n tính toán.
x
d
N).c ;
Trong thi t k s b dùng m t s b ng tra và bi u đ . ây là các s li u
t ng h p t th c nghi m trên m t s v t li u, có th sai khác v i v t li u ta
dùng cho thi t k thành ph n bê tông, nên sau khi tính toán s b c n ph i
ki m tra tính công tác (đ s t), c
có th ph i hi u ch nh l
ng đ bê tông... Trong quá trình ki m tra
ng dùng các v t li u đ bê tông đ t các yêu c u đã
đ ra. Cu i cùng tính l i l
ng chi phí v t li u cho 1m3 bê tông ho c l
dùng cho m t m tr n bê tông c a máy tr n có tính đ n h s s n l
m tr n và đ
1.2.4. Ph
Ph
ph
n
m c a c t li u
hi n tr
ng pháp t d l
ng.
ng pháp này đ
L
c vi t trong tài li u [1]; ph n đ u tính gi ng nh
ng cát, đá đ
cl
ng xi m ng và
c tính nh sau:
ng dùng đá theo th tích x p không ph i xác đ nh, mà l y ví d b ng
900 lít (coi nh trong 1m3 có 900 lít đá
tính đ
ng c a
ng.
ng pháp th tích tuy t d i, t c là đ u tiên tìm đ
c, sau đó l
ng
tr ng thái x p t nhiên). Do đó ta
c kh i đá ph i dùng cho 1m3 bê tông là:
D Vd . d 900. d ;
xác đ nh l
ng cát ta xác đ nh làm sao cho l
ng cát nhét đ y l r ng
c a đá cho nên th tích cát ph i th a mãn công th c sau:
Vc
V
K. r K.rd ;
Vd
Vd
20
Trong đó:
- rd :
r ng c a đá;
- Vr: Th tích r ng c a đá;
- Vc: Th tích x p t nhiên c a cát;
- Vd: Th tích x p t nhiên c a đá (900 lít);
- K: H s kho ng cách có th b ng 1; 1,1; 1,2; ch n h s sao cho h n
h p ch t nh t, t c là ti t ki m xi m ng nh t.
T các h s K và r tìm đ
đ
c Vc sau đó tính đ
ct s
c kh i l
Vc
; m t khác v i Vd=900 lít, xác đ nh
Vd
ng cát cho 1m3 bê tông ( C Vc . c ).
Nh v y v i m i giá tr K ta l i tìm đ
T 3l
cm tl
ng dùng cát khác nhau.
ng dùng cát ng v i 3 giá tr K khác nhau (t c K=1; K=1,1; K=1,2)
v bi u đ quan h ta xác đ nh đ
cl
ng dùng cát h p lỦ nh t. ó là l
ng
dùng cát mà bê tông dùng ít xi m ng nh t khi c 3 h n h p đ u ph i đ m b o
đ l u đ ng (đ s t) nh nhau.
n đây ta tính đ
c l
ng cát, đá, xi m ng, n
tông. Ph n th c nghi m c a ph
c dùng cho 1m3 bê
ng pháp này gi ng ph
ng pháp th tích
tuy t đ i dùng công th c c a Bolomey.
1.2.5. Ph
Ph
ng pháp th c ti n Dreux - Gorisse c a Pháp.
ng pháp này đ
c dùng ph bi n
Pháp và đ
c vi t trong Giáo
trình v t li u xây d ng c a Nhà xu t b n giáo d c [8]. N i dung th c hi n
ph
ng pháp này g m các b
B
că1. Xác đ nh đ
c sau đây:
ng kính l n nh t c a c t li u Dmax:
ng kính l n nh t c a c t li u đ
c xác đ nh theo B ng 1.5. Theo đó
Dmax c ng ph i phù h p v i chi u dày t i thi u c a l p b o v c t thép (Cmin)
và tùy thu c vào tính xâm th c c a môi tr
ng B ng 1.6.
21
B ng 1.5:
ng kính l n nh t c a c t li u.
Dmax
c tính c a k t c u bê tông
S i
e - Kho ng cách n m ngang c a c t thép
ád m
0,8e
0,7e
h - Kho ng cách đ ng c a c t thép
h
0,9h
r - Bán kính trung bình c a c t thép
1,4r
1,3r
hm - Chi u dày t i thi u c a k t c u
B ng 1.6: Tính xâm th c c a môi tr
c tính c a môi tr
ng
hm
5
ng.
Cmin
Dmax
Xâm th c m nh
4 cm
0,8C
Xâm th c trung bình
2 cm
1,25C
Xâm th c y u
1 cm
2C
B
că2: Xác đ nh l
Xác đ nh t s
ng xi m ng:
X R
X
theo công th c: 28 0,5 ;
N GRx
N
Trong đó:
- R28 : C
ng đ ch u nén c a bê tông
tu i 28 ngày, kg/cm2;
- Rx: C
ng đ ch u nén c a xi m ng
tu i 28 ngày, kg/cm2;
- X: L
ng xi m ng, kg/m3;
- N: L
ng n
c, l/m3;
- G: H s ch t l
ng c t li u.
22
Giá tr g n đúng c a G đ
bê tông đ
c tra theo B ng 1.7 (th
c rung ép t t).
B ng 1.7: H s ch t l
Ch t l
ng c t li u.
l nc ah t
ng
Nh
Trung bình
L n
Dmax 16mm 25mm
Dmax 40mm
Dmax 63mm
R tt t
0,55
0,60
0,65
T t
0,45
0,50
0,55
Trung bình
0,35
0,40
0,45
c a c t li u
D a vào t s
đ
ng gi thi t h n h p
X
và Sn (cm) cho tr
N
c, l
ng xi m ng có th xác đ nh
c theo bi u đ Hình 1.8.
X/N
2.6
2.4
3
L- îng xi m¨ng Kg/m
400+Phô gia hãa láng
(Fluidifiant)
2.2
2.0
400
1.8
350
1.6
1.4
300
1.2
250
1.0
200
2
4
6
Hình 1.8: S ph thu c c a l
8
10
12
Sn (cm)
ng xi m ng vào t l
X
và đ s t Sn.
N
23
Theo tiêu chu n NFP 18-305-“Bê tông đúc s n” c a Pháp, l
m ng tìm đ
c ph i l n h n l
ng xi m ng t i thi u đ
Xmin
ng xi
c xác đ nh nh sau:
250 B
;
5
D
Trong đó:
- B: Mác bê tông, kg/cm2;
- D:
ng kính l n nh t c a c t li u, mm;
- 5 D : Có th tra
B ng 1.8.
B ng 1.8: B ng tra 5 D .
Dmax
6
6,3
8
10
12,5
16
20
25
31,5
40
50
63
80
100
mm
5
D
1,38 1,45 1,52 1,59 1,66 1,74 1,82 1,90 2,00 2,09 2,19 2,29 2,40 2,51
B
că3: Xác đ nh l
T l
l
ng n
ng n
ng xi m ng (X) và t s
X
tìm đ
N
c
b
c 2, xác đ nh đ
c
c (N) nh sau:
N X.
L
c.
ng n
c tính đ
Dmax 25mm, thì l
vào Dmax và đ
ng n
c
N
, kg/m3 ho c l/m3
X
ng v i c t li u khô có Dmax=25mm; n u
c c n ph i đi u ch nh, t ng ho c gi m, ph thu c
c tra trên Hình 1.9.
24
+15%
+10%
+5%
0%
-5%
-10%
-15%
2
10
16
25
40
Hình 1.9: Bi u đ xác đ nh l
N u c t li u b
m, thì l
ng n
63
ng n
c tìm đ
thu c vào tr ng thái m c a c t li u tra
100 Dmax (mm)
c đi u ch nh
c ph i gi m đi m t l
ng tùy
B ng 1.9.
B ng 1.9: Tr ng thái m c a c t li u.
Tr ng thái
L
mc a
ng n
c c n gi m l/m3
c t li u
Cát 0/5
S i 5/12,5
S i 5/20
S i 20/40
Khô
0 - 20
Không đáng k
Không đáng k
Không đáng k
m
40 - 60
20 - 40
10 - 30
10 - 20
R t m
80 - 100
40 - 60
30 - 50
20 - 40
Bão hòa
120 - 140
60 - 80
50 - 70
40 - 60
B
că4: Xác đ nh đ
xác đ nh đ
ng cong c p ph i c t li u:
ng c p ph i h t c t li u, s d ng b sàng tiêu chu n:
0,080; 0,100; 0,125; 0,160; 0,200; 0,250; 0,315; 0,40; 0,50; 0,63; 0,80; 1,00;
25
1,25; 1,60; 2,00; 2,50; 3,15; 4,00; 5,00; 6,30; 8,00; 10; 12,5; 16; 20; 25; 31,5;
40; 50; 63; 80mm.
Ghi chú:
Các m t sàng đ
c g ch chân trùng v i b sàng đ
c dùng trong
TCVN 7570:2006.
ng c p ph i chu n
Hình 1.10 đ
c xây d ng trên c s h t c t li u
th c t có Dmax gi thi t b ng 20mm; nó đ
c xác đ nh b i 3 đi m OAB.
i m O có t a đ O (0,08;0). i m B có t a đ B (Dmax; 100). i m A có t a
đ đ
c xác đ nh nh sau:
Hình 1.10:
ng thành ph n h t c a h n h p c t li u có Dmax = 20 mm.
+ Hoành đ : N u Dmax<20mm, thì hoành đ là Dmax. N u Dmax>20mm,
thì hoành đ là đi m gi a c a vùng s i gi i h n v i mô đun 38 (t
v i c sàng 5mm) và mô đun t
+ Tung đ đ
ng ng v i Dmax c a lo i s i đó.
c xác đ nh: Y 50 Dmax K ;
ng ng