Luận văn thạc sĩ nghiên cứu sử dụng tỷ lệ phụ gia hợp lý để cải thiện chất lượng bê tông sử dụng đá trên địa bàn tỉnh quảng ngãi

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

ĐINH VĂN KHANH

NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG TỶ LỆ PHỤ GIA HỢP LÝ ĐỂ
CẢI THIỆN CHẤT LƯỢNG BÊ TÔNG SỬ DỤNG ĐÁ
TRÊN ĐỊA BÀN TỈNH QUẢNG NGÃI

LUẬN VĂN THẠC S Ĩ
KỸ THUẬT CƠNG TRÌNH XÂY DỰNG

Đà Nẵng- Năm 2019-


ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

ĐINH VĂN KHANH

NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG TỶ LỆ PHỤ GIA HỢP LÝ ĐỂ
CẢI THIỆN CHẤT LƯỢNG BÊ TÔNG SỬ DỤNG ĐÁ
TRÊN ĐỊA BÀN TỈNH QUẢNG NGÃI
Chuyên ngành
Mã sô

LUẬN VĂN THẠC S Ĩ
KỸ THUẬT CƠNG TRÌNH XÂY DỰNG

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC
PGS. TS TRƯƠNG HOÀI CHÍNH

Đà Nẵng - Năm 2019-


LỜI CAM ĐOAN
Tơi cam đoan đây là cơng trình nghiên cứu của riêng tôi.
Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được
công bố trong bất kỳ cơng trình nào khác.
Tác giả luận văn

Đinh Văn Khanh


LỜI CẢM ƠN
Luận văn thạc sĩ kỹ thuật chuyên ngành xây dựng dân dụng và công
nghiệp; với đề tài “NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG TỶ LỆ PHỤ GIA HỢP LÝ ĐỂ CẢI
THIỆN CHẤT LƯỢNG BÊ TÔNG SỬ DỤNG ĐÁ TRÊN ĐỊA BÀN TỈNH QUẢNG
NGÃI” là kết quả của quá trình cố gắng không ngừng của bản thân và được sự

giúp đỡ, động viên khích lệ của các thầy, bạn bè đồng nghiệp và người thân.
Qua trang viết này, tác giả xin gửi lời cảm ơn tới những người đã giúp đỡ tôi
trong thời gian học tập - nghiên cứu khoa học vừa qua.
Tơi xin tỏ lịng kính trọng và biết ơn sâu sắc đối với thầy giáo PGS.TS
Trương Hồi Chính – Giảng viên Trường Đại học Bách khoa Đà Nẵng đã trực
tiếp tận tình hướng dẫn cũng như cung cấp tài liệu, thông tin khoa học cần thiết
cho luận văn này.
Xin chân thành cảm ơn Lãnh đạo trường Đại học Bách khoa Đà Nẵng,
Khoa Xây dựng dân dụng và Công nghiệp đã tạo điều kiện cho tơi hồn thành
tốt cơng việc nghiên cứu khoa học của mình.
Cuối cùng tơi xin chân thành cảm ơn đồng nghiệp, đơn vị công tác đã giúp

đỡ tơi trong q trình học tập và thực hiện Luận văn.
Tác giả luận văn

Đinh Văn Khanh


MỤC LỤC
MỞ ĐẦU...................................................................................................................................................... 1
1. Lý do chọn đề tài........................................................................................................................ 1
2. Mục tiêu nghiên cứu.................................................................................................................. 1
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu........................................................................................ 2
4. Phương pháp nghiên cứu......................................................................................................... 2
5. Bố cục đề tài................................................................................................................................. 2
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ VẬT LIỆU BÊ TÔNG...................................................... 3
1.1. BÊ TÔNG............................................................................................................................................. 3
1.1.1. Khái niệm............................................................................................................................... 3
1.1.2. Phân loại................................................................................................................................. 3
1.2. CẤU TRÚC CỦA BÊ TƠNG....................................................................................................... 4
1.2.1. Sự hình thành cấu trúc của bê tông.............................................................................. 4
1.2.2. Cấu trúc vĩ mô...................................................................................................................... 5
1.2.3. Cấu trúc vi mô...................................................................................................................... 5
1.3. CÁC THÀNH PHẦN CẤU TRÚC CỦA BÊ TÔNG.......................................................... 7
1.3.1. Xi măng.................................................................................................................................. 7
1.3.2. Nước......................................................................................................................................... 8
1.3.3. Cát............................................................................................................................................. 8
1.3.4. Đá dăm................................................................................................................................. 12
1.3.5. Phụ gia bê tông.................................................................................................................. 14
1.4. KẾT LUẬN....................................................................................................................................... 17
CHƯƠNG 2. CÁC TÍNH CHẤT CƠ LÝ CỦA BÊ TÔNG.............................................. 18
2.1. CƯỜNG ĐỘ CỦA BÊ TÔNG................................................................................................... 18

2.1.1. Khái niệm............................................................................................................................ 18
2.1.2. Cường độ chịu nén của bê tông (Rn)........................................................................ 18
2.1.3. Các yếu tố ảnh hưởng đến cường độ bê tơng:....................................................... 20
2.2. MÁC VÀ CẤP ĐỢ BỀN CỦA BÊ TƠNG........................................................................... 22
2.2.1. Mác bê tông........................................................................................................................ 22
2.2.2. Cấp độ bền chịu nén........................................................................................................ 23
2.3. BIẾN DẠNG CỦA BÊ TÔNG.................................................................................................. 23
2.3.1. Biến dạng do co ngót...................................................................................................... 24
2.3.2. Biến dạng do tải trọng tác dụng ngắn hạn............................................................... 24
2.3.3. Biến dạng do tải trọng tác dụng dài hạn – từ biến............................................... 26


2.3.4. Biến dạng nhiệt................................................................................................................. 27
2.4. MÔ ĐUN ĐÀN HỒI CỦA BÊ TÔNG................................................................................... 27
2.5. KẾT LUẬN....................................................................................................................................... 28
CHUƠNG 3. THÍ NGHIỆM THỰC NGHIỆM XÁC ĐỊNH CÁC TÍNH CHẤT
CƠ LÝ CỦA BÊ TÔNG KHI SỬ DỤNG PHỤ GIA............................................................ 29
3.1. CÁC CHỈ TIÊU KỸ THUẬT CỦA VẬT LIỆU THÍ NGHIỆM.................................. 29
3.1.1 Xi măng................................................................................................................................. 29
3.1.2 Cát........................................................................................................................................... 30
3.1.3. Đá dăm đá phong hóa 1x2 cm..................................................................................... 31
3.1.4 . Nước..................................................................................................................................... 33
3.1.5 . Phụ gia................................................................................................................................. 33
3.2. QUY TRÌNH THÍ NGHIỆM XÁC ĐỊNH CƯỜNG ĐỘ CHỊU NÉN: ......................34
3.2.1. Thiết bị thí nghiệm........................................................................................................... 34
3.2.2 Chuẩn bị mẫu thử.............................................................................................................. 34
3.2.3 Tiến hành thử....................................................................................................................... 35
3.2.4 Tính kết quả......................................................................................................................... 35
3.3. XÁC ĐỊNH CẤP PHỚI, KẾ HOẠCH VÀ VẬT TƯ ĐÚC MẪU............................... 36
3.3.1. Thành phần cấp phối theo Quyết định số 1329/QĐ-BXD ngày 19/12/2016

của Bộ Xây dựng về việc Công bố định mức sử dụng vật liệu [15].................................... 36
3.3.2. Thành phần cấp phối theo Quyết định số 1329/QĐ-BXD ngày 19/12/2016
của Bộ Xây dựng có sử dụng phụ gia [15].................................................................................... 37
3.3.3. Xác định số lượng mẫu đúc thí nghiệm, chuẩn bị vật tư................................... 37
3.4. PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH ĐỘ SỤT BÊ TÔNG......................................................... 39
3.6. TỔNG HỢP KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM NÉN MẪU CÁC ĐỊNH CƯỜNG ĐỢ ....42
3.7. KẾT LUẬN CHƯƠNG 3............................................................................................................ 43
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ......................................................................................................... 44
TÀI LIỆU THAM KHẢO
PHỤ LỤC
QUYẾT ĐỊNH GIAO ĐỀ TÀI (BẢN SAO)
PHỤ LỤC


NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG TỶ LỆ PHỤ GIA HỢP LÝ ĐỂ CẢI THIỆN CHẤT LƯỢNG
BÊ TÔNG SỬ DỤNG ĐÁ TRÊN ĐỊA BÀN TỈNH QUẢNG NGÃI
Chuyên ngành: Kỹ thuật Xây dựng cơng trình DD và CN
Học viên: Đinh Văn Khanh.
Khóa: K34, Trường Đại học Bách khoa – ĐHĐN
Mã số: : 858 02 01
Tóm tắt: Hiện nay với tốc độ xây dựng cùng với trình độ khoa học cơng nghệ phát triển vượt
bậc trong thành phần của hỗn hợp bê tông không chỉ là xi măng, đá, cát, nước mà còn sử dụng
thêm nhiều loại phụ gia ... Phụ gia đã trở thành thành phần quan trọng trong hỗn hợp bê tông
hiện đại và nó có tác động đến cấu trúc vi mô của bê tông. Khi cho phụ gia vào hỗn hợp thì phụ
gia sẽ làm tăng độ linh động của các hạt xi măng, chúng làm giảm diện tích tiếp xúc giữa các
hạt, làm giảm lực ma sát giữa các thành phần của hỗn hợp bê tông. Qua nghiên cứu bê tơng cấp
®

độ bền B12,5 và B15 có sử dụng phụ gia Sikament NN (là phụ gia siêu dẻo, có tác dụng giảm
nước đến 30%, tăng cường độ) thì cường độ của bê tông tăng lên một cách rõ rệt, đờng thời tính

dẻo của hởn hợp của bê tơng cũng tăng lên (bê tơng có cấp độ bền B12,5 và B15 sử dụng xi
măng PCB40 có độ sụt từ 6 đến 8 cm, khi sử dụng phụ gia độ sụt tăng lên từ 13 đến 18 cm).
Cường độ của bê tông tăng khi tăng tỷ lệ phụ gia từ 0,6 đến 1%, tuy nhiên khi tăng tỷ lệ phụ gia
lên đến 1,5% thì cường độ của bê tơng khơng có quy luật. Lý do: Sử dụng tỷ lệ phụ gia 1,5%
đối với cấp độ bền B12,5 và B15 là không phụ hợp.
Từ khóa: Bê tơng, tỷ lệ phụ gia, đá phong hóa, cường độ bê tơng.
RESEARCH TO USE THE REASONABLE ADOPTION RATE TO IMPROVE
CONCRETE QUALITY OF USING STONE ON THE QUANG NGAI LOCATION
Abstract: Nowadays, with the speed of construction with the scientific and technological level,
we have developed remarkably in the composition of concrete not only cement, stone, sand and
water but also many kinds of additives. Additives have become an important component in
modern concrete mix and it has an impact on the microstructure of concrete. When added to the
mixture, the additive will increase the flexibility of the cement particles, reducing the contact
area between the particles, reducing the friction between the components of the concrete
®

mixture. By studying the B12,5 và B15 grade of concrete using Sikament NN (a
superabsorbent admixture that reduces water content by 30%, increases strength and modulus
of elasticity), the strength of the concrete increases markedly, while the plasticity of the
concrete mixture increases (concrete has a B12,5 và B15 rating using PCB40 cement with a
slump of 6 to 8 cm, when using sloping additive increased from 13 to 18 cm). Strength of
concrete increases with an increase in the percentage of additives from 0.6 to 1%, but when
increasing the percentage of additives up to 1.5%, the strength of the calf increases. no rules.
Reason: Using the additive rate of 1.5% for durability B12,5 và B15 is not compatible.
Key words: Concrete, additive ratio, weathered stone, concrete strength.


DANH MỤC BẢNG BIỂU

Sô hiệu

bảng biểu
1.1.
1.2.
1.3.
1.4.
1.5.
1.6.
3.1.
3.2.
3.3.
3.4.
3.5.
3.6.
3.7.

3.8.

3.9.

3.10.


3.11.
3.12.


DANH MỤC HÌNH VẼ

Sơ hiệu hình
1.1.

1.2.
1.3.
1.4.
1.5.
1.6.
2.1.
2.2.
2.3.
2.4.

2.5.
2.6.
3.1.
3.2.
3.3.
3.4.
3.5.
3.6.
3.7.
3.8.


3.9.

3.10.


1

MỞ ĐẦU

1.

Lý do chọn đề tài

Ngày nay, với sự phát triển của cơng nghiệp hố học đã làm thay đởi tính
chất cơng nghệ trong sản xuất và sử dụng bê tông. Hàng loạt chất đã được
nghiên cứu sử dụng làm phụ gia cho bê tông. Tại các nước phát triển hơn 80%
tởng sản lượng bê tơng có sử dụng phụ gia. Việc sử dụng các loại phụ gia đã
thực sự trở thành một cuộc cách mạng trong lĩnh vực sản xuất và sử dụng bê
tông được nhiều người, nhiều ngành quan tâm nghiên cứu nhằm tìm kiếm và
phát huy những khả năng mới của phụ gia. Bằng việc sử dụng các phụ gia
khác nhau người ta có thể chế tạo ra bê tơng có cường độ đặc biệt cao, có độ
đặc chặt, khả năng chống thấm và độ dẻo cao. Khi sử dụng phụ gia cho bê
tông sẽ cải thiện các tính chất của bê tơng cũng như hỡn hợp bê tơng, cụ thể
như tăng tính lưu động của hỡn hợp bê tông, giảm lượng dùng nước và xi
măng, điều chỉnh thời gian ninh kết và rắn chắc, nâng cao cường độ và tính
chống thấm của bê tơng ...
Phụ gia đã trở thành thành phần quan trọng trong hỗn hợp bê tơng hiện
đại và nó có tác động đến cấu trúc vi mô của bê tông. Khi cho phụ gia vào
hỡn hợp thì phụ gia sẽ làm tăng độ linh động của các hạt xi măng, chúng làm
giảm diện tích tiếp xúc giữa các hạt, làm giảm lực ma sát giữa các thành phần
của hỗn hợp bê tông. Mặt khác phụ gia siêu dẻo có thể cho phép giảm nước
khoảng 10 ÷ 30% vì vậy có thể tăng cường độ được khoảng 30%, giảm độ
thấm, liên kết tốt hơn với cốt liệu và cốt thép, cường độ cao hơn và nâng cao
t̉i thọ của kết cấu cơng trình bằng bê tông cốt thép.
Đề tài: “Nghiên cứu sử dụng tỉ lệ phụ gia hợp lý để cải thiện chất
lượng bê tông sử dụng đá trên địa bàn Tỉnh Quảng Ngãi” là phù hợp với
thực tế và có ý nghĩa khoa học.
2. Mục tiêu nghiên cứu
Nghiên cứu ảnh hưởng của các tỷ lệ phụ gia đến sự phát triển cường độ

(Rn) của bê tông theo thời gian.


2

3. Đôi tượng và phạm vi nghiên cứu
Đối tượng nghiên cứu: Cường độ của bê tông (R n) sử dụng đá phong hóa

-

1x2cm với cấp phối B12,5 và B150 khi sử dụng phụ gia.
Phạm vi nghiên cứu: Bê tông sử dụng phụ gia, các tỷ lệ phụ gia: 0,6%,

-

1%, 1,5% ảnh hưởng đến sự phát triển cường độ của bê tông theo thời gian.
4. Phương pháp nghiên cứu
Kết hợp nghiên cứu lý thuyết với thực hiện trong phòng thí nghiệm để

-

nghiên cứu đề tài.
-

Khảo sát thực nghiệm.

-

Tởng hợp, phân tích rút ra kết luận.

5.

Bô cục đề tài

Ngoài phần mở đầu, kết luận và danh mục tài liệu tham khảo, luận văn
được kết cấu thành 3 phần, cụ thể như sau:
Chương 1. Tổng quan về vật liệu bê tông
Chương 2. Các tính chất cơ lý của bê tơng
Chuơng 3. Thí nghiệm thực nghiệm xác định các tính chất cơ lý của bê
tông khi sử dụng phụ gia.


3

CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN VỀ VẬT LIỆU BÊ TÔNG
1.1. BÊ TÔNG
1.1.1. Khái niệm
Bê tông là loại vật liệu đá nhân tạo gồm: xi măng, nước, cốt liệu (cát, sỏi
hay đá dăm) và phụ gia. Hỗn hợp nguyên liệu nhào trộn xong gọi là hỗn hợp
bê tông hay bê tông tươi.
Trong bê tơng, cốt liệu đóng vai trò là bộ khung chịu lực. Chất kết dính
và nước bao bọc xung quanh hạt cốt liệu đóng vai trò như chất bơi trơn, đờng
thời lấp đầy khoảng trống giữa các hạt cốt liệu. Sau khi cứng rắn, chất kết
dính gắn kết các hạt cốt liệu thành một khối đồng nhất và được gọi là bê tơng.
Bê tơng có cốt thép gọi là bê tơng cốt thép.
Trong bê tơng cốt liệu thường chiếm 80% ÷ 85%, còn xi măng chiếm từ
8% ÷ 15%.
Bê tơng và bê tông cốt thép được sử dụng rộng rãi trong cơng trình xây
dựng vì chúng có những ưu điểm cường độ tương đối cao, có thể tạo được

những loại bê tơng có cường độ, hình dạng và tính chất khác nhau, giá thành
rẻ, bền vững và ổn định đối với mưa nắng, nhiệt độ và độ ẩm. Tuy vậy, chúng
3

còn có những nhược điểm: nặng v =2.200 ÷ 2.400 kG/m , cách âm cách nhiệt
kém (hệ số dẫn nhiệt λ=1,05 ÷ 1,5 kCal/m.0C.h), khả năng chống ăn mòn yếu.
1.1.2. Phân loại
a. Theo dạng chất kết dính phân ra
Bê tơng xi măng, bê tơng silicat (chất kết dính là vơi), bê tơng thạch cao,
bê tơng chất kết dính hỡn hợp, bê tơng polime, bê tơng dùng chất kết dính đặc
biệt.
b. Theo dạng cốt liệu phân ra
Bê tông cốt liệu đặc, bê tông cốt liệu rỗng, bê tông cốt liệu đặc biệt
(chống phóng xạ, chịu nhiệt, chịu axít).


4

c. Theo khối lượng thể tích phân ra
Bê tơng đặc biệt nặng v >2.500 kG/m3, chế tạo từ cốt liệu đặc biệt nặng,
dùng cho những kết cấu đặc biệt.
Bê tông nặng v =2.200 ÷ 2.500 kG/m3 chế tạo từ cát, đá, sỏi dùng cho kết
cấu chịu lực.
Bê tông tương đối nặng

v

=1.800 ÷ 2.200 kG/m3 dùng cho kết cấu chịu

lực.

Bê tơng nhẹ v =500 ÷ 1.800 kG/m3 trong đó gờm bê tông nhẹ cốt liệu
rỗng (nhân tạo hay tự nhiên), bê tơng tở ong (bê tơng khí và bê tơng bọt) chế
tạo từ hỡn hợp chất kết dính, nước, silic nghiền mịn và chất tạo rỡng, bê tơng
hốc lớn (khơng có cốt liệu nhỏ).
Bê tông đặc biệt nhẹ cũng là loại bê tông tổ ong và bê tông cốt liệu rỗng
nhưng có v <500 kG/m3.
Do khối lượng thể tích của bê tông biến đổi trong phạm vi rộng nên độ
rỗng của chúng cũng thay đổi đáng kể, như bê tông tổ ong dùng để cách nhiệt
có r = 70% ÷ 85%, bê tơng thủy cơng r = 8% ÷ 10%.
d. Theo công dụng bê tông được phân ra
Bê tông thường dùng trong các kết cấu bê tơng cốt thép (móng, cột, dầm,
sàn…).
Bê tông thủy công, dùng để xây đập, cầu, kênh, các cơng trình dẫn
nước…
Bê tơng dùng cho mặt đường, sân bay, lát vỉa hè.
Bê tông dùng cho các kết cấu bao che (thường là bê tơng nhẹ).
Bê tơng có cơng dụng đặc biệt như bê tơng chịu nhiệt, chịu axít, bê tơng
chống phóng xạ.
1.2. CẤU TRÚC CỦA BÊ TƠNG
1.2.1. Sự hình thành cấu trúc của bê tông
Cấu trúc của bê tơng được hình thành do sự sắp xếp các hạt cốt liệu
trong bê tơng cùng với sự thuỷ hố của xi măng.


5

Các sản phẩm do xi măng thuỷ hoá dần tăng lên đến một lúc nào đó cấu
trúc keo tụ chuyển sang cấu trúc tinh thể.
Khoảng thời gian hình thành cấu trúc cũng như cường độ ban đầu của bê
tông phụ thuộc vào thành phần bê tông, loại xi măng và loại phụ gia.

1.2.2. Cấu trúc vĩ mô
Bê tông là một loại vật liệu có cấu trúc vĩ mơ phức tạp. Xét trong một
đơn vị thể tích hỡn hợp bê tơng đã lèn chặt bao gờm: thể tích cốt liệu V cl, thể
tích hờ xi măng Vhx, thể tích các lỡ rỡng khí Vk.
Vcl + Vhx + Vk= 1, khi đầm nén hợp lý có thể coi Vk =
0 1.2.3. Cấu trúc vi mô
a. Cấu trúc khung cốt liệu (Vùng 1):
Được hình thành do sự chèn lấp các hạt cốt liệu nhỏ vào lỗ rỗng giữa các
hạt cốt liệu lớn. Khi bê tơng có cấu trúc khung cốt liệu tối ưu: bê tơng có độ
đặc cao; lượng xi măng và nước sẽ ít nhất.

Hình 1.1: Mơ hình cấu trúc của bê tơng
Trong đó: a: Cấu trúc có khung; b: Cấu trúc khơng có khung
b. Cấu trúc vùng chuyển tiếp giữa cốt liệu và đá xi măng (Vùng 2)
Vùng này có ảnh hưởng đến tính toàn khối và độ ởn định của bờ tụng.
Chiờu day = 30 ữ 50 àm.
Vung nay gồm: các lỗ rỗng do nước bay hơi để lại, Ca(OH)2 tự do.
Đối với bê tông thường: vùng này là vùng yếu nhất trong cấu trúc, khi bê
tông bị phá hoại các vết nứt sẽ phát triển từ vùng này.


6

Đối với bê tông cường độ cao: vùng này sẽ được cải thiện bằng các chất
phụ gia khoáng siêu mịn, phụ gia giảm nước, khả năng chịu lực sẽ tương
đương với cốt liệu, khi bê tông bị phá hoại, các vết nứt sẽ đi xuyên qua cốt
liệu.

Hình 1.2. Cấu trúc vùng chuyển tiếp giữa cốt liệu và đá xi măng

Hình 1.3. Sự lan truyền vết nứt trong bê tông


7

c. Cấu trúc của đá xi măng (Vùng 3)
Vùng này chứa chủ yếu: chất kết tinh; lỗ rỗng gel, lỗ rỗng mao quản; hạt
xi

măng khan.
d. Lỗ rỗng trong bê tông xi măng
Lỗ rỗng giữa các hạt cốt liệu;

Lỗ rỗng trong hạt cốt liệu;
Lỗ rỗng trong đá xi măng (lỗ rỗng gel, lỡ rỡng mao quản)

Hình 1.4. Cấu trúc lỗ rỗng trong bê tông
1.3. CÁC THÀNH PHẦN CẤU TRÚC CỦA BÊ TƠNG
1.3.1. Xi măng
Là một loại chất kết dính thủy lực, được dùng làm vật liệu xây dựng. Xi
măng được tạo thành bằng cách nghiền mịn clinker, thạch cao thiên nhiên và
phụ gia. Khi tiếp xúc với nước thì xảy ra các phản ứng thủy hóa và tạo thành
một dạng hờ gọi là hờ xi măng. Tiếp đó, do sự hình thành của các sản phẩm
thủy hóa, hờ xi măng bắt đầu q trình ninh kết sau đó là q trình hóa cứng
để cuối cùng nhận được một dạng vật liệu có cường độ và độ ởn định nhất
định.
Vì tính chất kết dính khi tác dụng với nước, xi măng được xếp vào loại
chất kết dính thủy lực. Thật ra xi măng trong xây dựng có thể là thủy lực hoặc
khơng thủy lực. Các loại xi măng thủy lực tỉ như xi măng

8

Portland cứng lại dưới tác động của nước do quá trình hydrat hóa khống vật,
ở

đây các phản ứng hóa học diễn ra không phụ thuộc vào lượng nước trong

hỗn hợp nước-xi măng; loại xi măng này có thể giữ được độ cứng khi đặt
chìm trong nước hoặc thường xuyên tiếp xúc với nước. Phản ứng hóa học xảy
ra khi các xi măng khan được trộn với nước và sinh ra các hydrat khơng tan
trong nước. Trong khi đó các xi măng không thủy lực như vữa thạch cao buộc
phải để khô mới giữ được độ bền vật lý.
Công dụng quan trọng nhất của xi măng chính là sản xuất vữa và bê
tơng, chất kết dính của các kết tủa tự nhiên hoặc nhân tạo để hình thành nên
vật liệu xây dựng vững chắc, chịu được tác động thường thấy của mơi trường.
1.3.2. Nước
a. Vai trị của nước
Nước là thành phần phản ứng với các khoáng vật của xi măng tạo ra các
sản phẩm thủy hóa làm bê tơng có cường độ. Nước còn tạo ra độ lưu động cần
thiết để việc thi công được dễ dàng.
b. Yêu cầu đối với nước
Nước để chế tạo bê tông phải đảm bảo chất lượng, không gây ảnh hưởng
đến sự đông kết và rắn chắc của xi măng và không gây ăn mòn thép.
Nước dùng được là loại nước dùng cho sinh hoạt như nước máy, nước
giếng. Các loại nước không được dùng là nước đầm, ao, hồ, nước cống rãnh,
nước chứa dầu mỡ, nước có pH<4, nước có chứa muối khống sunfat lớn hơn
0,27% (tính theo lượng ion SO4--).
Tuỳ theo mục đích sử dụng hàm lượng các tạp chất khác phải thoả mãn
TCVN 302:2004. Ngoài ra, về mặt định tính cũng có thể đánh giá bằng so

sánh cường độ của bê tông chế tạo bằng nước sạch và nước cần kiểm tra.
1.3.3. Cát
a. Vai trò của cát
Cát là cốt liệu nhỏ cùng với xi măng, nước tạo ra vữa xi măng để lấp đầy
lỗ rỗng giữa các hạt cốt liệu lớn (đá, sỏi) và bao bọc xung quanh các hạt cốt
liệu lớn tạo ra lộ lưu động của hỗn hợp bê tông và làm cho khối bê tông đặc


9

chắc. Cát cũng là thành phần cùng với cốt liệu lớn tạo ra bộ khung chịu lực
cho bê tông.
b. Yêu cầu đối với cát
Cát dùng để chế tạo bê tông có thể là cát tự nhiên hay cát nhân tạo có cỡ
hạt từ 0,14mm ÷ 5mm. Chất lượng của cát phụ thuộc vào thành phần khoáng,
thành phần hạt và lượng tạp chất.
b.1. Thành phần hạt
Cát có thành phần hạt hợp lý thì độ rỡng của nó nhỏ, lượng xi măng sẽ ít,
cường độ bê tơng cao.
Thành phần hạt của cát được xác định bằng cách lấy 1.000g cát (đã sấy
khô) lọt dưới sàng có kích thước mắt sàng 5 mm để sàng qua bộ lưới sàng có
kích thước mắt sàng lần lượt là 2,5; 1,25; 0,63; 0,315; 0,14 mm.
Sau khi sàng cát trên từng lưới sàng có kích thước mắt sàng từ lớn đến
nhỏ ta xác định lượng sót riêng biệt và lượng sót tích lũy trên mỡi sàng.
Lượng sót riêng biệt a1(%), là tỷ số lượng sót trên mỡi sàng so với toàn
bộ lượng cát đem thí nghiệm:
ai =

m i
m 100%

Trong đó:
mi: lượng cát còn sót lại trên sàng i, g.
m: lượng cát đem sàng, 1000g.
Lượng sót tính lũy: Ai(%) trên mỡi sàng, tức là tởng lượng sót riêng biệt
kể từ sàng lớn nhất a2,5 đến sàng cần xác định ai:

Ai = a2,5 + a1,25 + ... + ai ,%


10

Bảng 1.1. Thành phần hạt nằm trong phạm vi cho phép theo
TCVN 7570 – 2006 [8].

Sau khi sàng phân tích và tính kết quả lượng sót tích lũy ta vẽ đường
biểu diễn cấp phối hạt.
Nếu đường biểu diễn cấp phối hạt nằm trong phạm vi cho phép thì loại
cát đó có đủ tiêu chuẩn về thành phần hạt để chế tạo bê tơng.

Hình 1.5. Biểu đồ xác định thành phần hạt của
cát b.2. Độ lớn
Độ lớn của cát có ảnh hưởng đến lượng dùng xi măng và được xác định
bằng mô đun độ lớn Mđl theo công thức sau:


M =
đl

+ A

A
2,5

+ A
1,25

+ A
0,63

100

+ A
0,315

0,14


11

Trong đó:

A2,5 + A1,25 + A0,63 + A0,315 + A0,14 : Lượng sót tích lũy trên các sàng
kích thước mắt sàng tương ứng là 2,5; 1,25; 0,63; 0,315 và 0,14mm.
Theo mơđun độ lớn, khối lượng thể tích xốp, lượng hạt nhỏ hơn 0,14
am

và đường biểu diễn thành phần hạt, cát dùng cho bê tơng nặng được chia

ra làm 4 nhóm: to, vừa, nhỏ và rất nhỏ.

Bảng 1.2. Các chỉ tiêu theo nhóm cát theo TCVN 7570 – 2006 [8]

Tên các chỉ tiêu

- Mơ đun độ lớn
-Khối lượng thể tích xốp,
kG/m3, khơng nhỏ hơn
- Lượng hạt nhỏ hơn 0,14
mm tính bằng % khối lượng
cát, không lớn hơn
Cát đảm bảo chỉ tiêu ở Bảng 1.2 thuộc nhóm to và vừa cho phép sử dụng
cho bê tơng tất cả các mác, cát nhóm nhỏ được phép sử dụng cho bê tông mác
tới 300, còn cát nhóm rất nhỏ được phép sử dụng cho bê tông mác tới 100.


Hình 1.6. Biểu đồ xác định nhóm cát


12

Trong đó: 1: Vùng cát to và vừa; 2: Vùng cát nhỏ; 3: Vùng cát rất nhỏ
b.3. Lượng tạp chất:
Cát càng sạch thì chất lượng của bê tơng càng tốt. Theo TCVN 7570 2006 [8] hàm lượng các tạp chất của cát dùng cho bê tông nặng như
sau: Bảng 1.3. Hàm lượng các tạp chất của cát dùng cho bê tông nặng

Tạp chất

- Sét cục và các tạp chất
dạng cục
- Hàm lượng bùn, bụi, sét

Khi cát ẩm thể tích của nó bị biến đởi, ở độ ẩm 5% ÷ 7% thể tích của cát
có thể tăng lên 20% ÷ 30%. Vì vậy nếu định lượng cát theo thể tích thì cần
hiệu chỉnh lại thể tích của nó theo độ ẩm thực tế.
1.3.4. Đá dăm
a. Vai trò của đá dăm
Đá dăm là cốt liệu có cở hạt từ 5mm ÷ 70mm, chúng tạo ra bộ khung
chịu lực cho bê tông.
b. Yêu cầu đối với đá dăm
Chất lượng cốt liệu lớn được đặc trưng bởi các chỉ tiêu cường độ, thành
phần hạt và độ lớn, lượng tạp chất.
b.1. Cường độ của đá dăm
Cường độ của đá dăm được xác định thông qua thí nghiệm nén một
lượng đá trong xi lanh bằng thép và được gọi là độ nén dập.
Đá làm cốt liệu lớn cho bê tơng phải có cường độ thử trên mẫu đá
nguyên khai hoặc mác xác định thông qua giá trị độ nén dập trong xi lanh lớn