Bài giảng Bê tông cường độ cao, chất lượng cao

hống (CLL, CLN, XM, nước), HPC cịn bao gồm các loại PG điều chỉnh tính chất của hỗn hợp BT và của BT;  Thường sử dụng tỷ lệ N/CKD trong cơng thức thành phần. II. Nguyên Vật liệu 508.07.2020Chương 1 Bê tơng CĐC 1.Xi măng II. Nguyên Vật liệu  Xi măng PC40 trở lên, TCVN 2682-91.  Lượng dùng XM = 350-525kg/m3  Hiện nay dùng XM pha thêm muội silic hoặc tro bay là XM cường độ cao 608.07.2020Chương 1 Bê tơng CĐC 2. chất giảm nước cao, PGSD II. Nguyên Vật liệu 708.07.2020Chương 1 Bê tơng CĐC 3. Chất làm chậm đơng cứng II. Nguyên Vật liệu Các chất làm chậm đơng cứng được kiến nghị dùng trong các cơng tác sau đây:  Thi cơng bê tơng trong thời gian nĩng.  Loại trừ được việc đổ bê tơng lại  Vận chuyển đường dài  Bê tơng trộn sẵn  Bê tơng bơm  Vữa trát phun 808.07.2020Chương 1 Bê tơng CĐC II. Nguyên Vật liệu  Các chất làm chậm đơng kết cho các sản phẩm thể keo bao bọc các hạt xi măng và như vậy giảm tốc độ tiến triển của thủy hố trong một thời gian nào đĩ  Các sản phẩm gốc nằm trong thành phần của chất làm chậm đơng cứng bám ngồi thị trường là các chất hữu cơ thuộc các loại sau đây: 3. Chất làm chậm đơng cứng 908.07.2020Chương 1 Bê tơng CĐC  Các lognosulfonat can xi, natri và amonium, chúng chứa ít nhiều đường.  Các axit và các muối của a xit hydroxy - cacboxilic.  Các hydrat cacbon: ghico, sacaro, tinh bột, xenlulơ. 3. Chất làm chậm đơng cứng II. Nguyên Vật liệu 10 08.07.2020Chương 1 Bê tơng CĐC 4.Bột khống siêu mịn II. Nguyên Vật liệu  Tro bay dùng cho bê tơng mác tối đa là M60 được chia thành hai loại.  Tro bay loại F thường được sản xuất bằng cách thiêu kết than antraxit hoặc bitum và cĩ các đặc tính của puzơlan nhưng cĩ ít hoặc khơng cĩ các đặc tính kết dính 11 08.07.2020Chương 1 Bê tơng CĐC  Tro bay loại C thường được sản xuất bằng cách đốt cháy than non hoặc than bitum , được cho vào để tăng các đặc tính pyzơlan và cĩ một số đặc tính kết dính tự sinh. (ASTM G18) 4. Bột khống siêu mịn II. Nguyên Vật liệu 12 08.07.2020Chương 1 Bê tơng CĐC  Muội silic(MS) II. Nguyên Vật liệu  Muội silic cĩ hàm lượng ơxit silic và độ mịn cực cao nên là vật liệu cĩ tính pyzơlan cao.  Muội silic phản ứng với vơi trong quá trình hydrat hố xi măng để tạo ra hợp chất kết dính bền vững - CSH.  Hàm lượng muội silic trong bê tơng cường độ cao nằm trong phạm vi từ 5 - 15% hàm lượng xi măng Poĩc lăng . Với bê tơng cường độ rất cao lượng muội silic cĩ thể dùng đến 25% so với lượng xi măng. Bổ xung thêm muội silic 13 08.07.2020Chương 1 Bê tơng CĐC nSiO2 +mCa(OH)2 +(p-m) H2O → mCaO.nSiO2.p H2O (C-S-H) II. Nguyên Vật liệu 5. Cốt liệu nhỏ (Cát) :  Cát với mơ đun độ lớn nhỏ hơn 2,5 khơng được sử dụng cho bê tơng cường độ cao.  Cát với mơ đun độ lớn khoảng 3,0 cho độ sụt và cường độ nén tốt nhất. 14 08.07.2020Chương 1 Bê tơng CĐC  Cốt liệu nhỏ cho bê tơng cường độ cao là cát tự nhiên sạch,  loại to cĩ mơđun độ lớn nằm trong khoảng 2,5 -3,2 và cĩ cấp phối tốt, khơng cĩ phản ứng kiềm với xi măng. Các tính chất của cát phải đạt các yêu cầu của tiêu chuan TCVN 1770 - 86. II. Nguyên Vật liệu 15 08.07.2020Chương 1 Bê tơng CĐC Bê tơng cĩ cường độ nén lớn hơn 75MPa mẫu lập phương tiêu chuẩn (62,5 MPa mẫu hình trụ tiêu chuẩn ) với hàm lượng xi măng cao và tỉ lệ nước - xi măng thấp thì kích thước tối đa của cốt liệu thơ nên giữ ở mức tối thiểu từ 12,7 mm đến 9,5 mm . 6. Cốt liệu thơ (Đá) : II. Nguyên Vật liệu 16 08.07.2020Chương 1 Bê tơng CĐC Các kích thước tối đa từ 19,0mm đến 25,4mm được sử dụng khi cường độ bê tơng nén từ 60 MPa - 75 MPa mẫu lập phương (hoặc 50MPa - 62,5 MPa mẫu hình trụ). Cốt liệu lý tưởng cho bê tơng cường độ cao là cốt liệu sạch, dạng khối, cĩ gĩc cạnh, 100% đã được nghiền và cĩ lượng hạt thoi dẹt nhỏ nhất so với các qui định của tiêu chuẩn hiện hành II. Nguyên Vật liệu 6. Cốt liệu thơ (Đá) : 17 08.07.2020Chương 1 Bê tơng CĐC Nước trộn bê tơng phải phù hợp với TCVN 4506 - 87 hoặc AASHTO - 26 II. Nguyên Vật liệu 7. Nước : 18 08.07.2020Chương 1 Bê tơng CĐC III. Thiết kế thành phần hỗn hợp Thành phần HPC rất đa dạng và phụ thuộc vào nhiều yếu tố; Thành phần HPC yêu cầu chặt chẽ hơn BT thường (độ chính xác). Phương pháp chung vẫn là kết hợp lý thuyết với thực nghiệm trên cơ sở thể tích tuyệt đối và cường độ yêu cầu (ACI) Cần cĩ nhiều mẻ trộn thử để tối ưu thành phần HPC. 19 08.07.2020Chương 1 Bê tơng CĐC  Cường độ yêu cầu: mẫu trụ mẫu lập phương Rb – cường độ nén thiết kế MPa , 0.9 9.65RR byc + = MPa , 0.9 11.6RR byc + = III. Thiết kế thành phần hỗn hợp 20 08.07.2020Chương 1 Bê tơng CĐC  Tuổi của BT: Tùy thuộc vào yêu cầu của cơng trình cĩ thể lựa chọn tuổi tại 3, 7, 14, 28 hoặc 56 ngày để xác định đặc tính III. Thiết kế thành phần hỗn hợp 21 08.07.2020Chương 1 Bê tơng CĐC Xác định tỷ lệ N/XM hoặc N/CKD: CKD = XM + phụ gia khống mịn. Độ sụt, cm Lượng nước l/m3 Dmax đá dăm ,mm 9,5 12,7 19 25 2,5 – 5,0 cm 5,0 - 7,5 7,5 - 10 183 189 195 174 183 189 168 174 180 165 171 177 Hàm lượng khí, % 3 (2.5)+ 2.5 (2.0)+ 2 (1.5)+ 1.5 (1.0)+ III. Thiết kế thành phần hỗn hợp 22 08.07.2020Chương 1 Bê tơng CĐC  Xác định tỷ lệ N/XM hoặc N/CKD: Cường độ 28 ngày ở hiện trường Rycc, MPa R trụ Tỷ lệ N/CKD Dmax CLL, mm 9,5 12,7 19 25 62,5 28 ngày 0,38 0,36 0,35 0,34 69 28 ngày 0,33 0,32 0,31 0,30 76 28 ngày 0,30 0,29 0,27 0,27 83 28 ngày 0,26 0,25 100 28 ngày 0.25 0.23 Giá trị tối đa N/CKD khuyên dùng khi HPC được sản xuất cĩ sử dụng PGSD III. Thiết kế thành phần hỗn hợp 23 08.07.2020Chương 1 Bê tơng CĐC III. Thiết kế thành phần hỗn hợp Tính tốn hàm lượng chất kết dính:Xác định lượng cốt liệu: Cốt liệu thơ: Lựa chọn Dmax Cường độ BT yêu cầu, MPa, 28 ngày Mẫu lập phương/mẫu trụ Dmax CLL, mm Nhỏ hơn 75/62,5 Khơng nhỏ hơn 75/62,5 Từ 19 đến 25 Từ 9,5 đến 12,7 24 08.07.2020Chương 1 Bê tơng CĐC  Xác định lượng cốt liệu: Cốt liệu thơ: Thể tích CLL sau đầm chặt, m3/m3 BT Thể tích đá tối ưu ở các Dmax (Với cát cĩ Mk 2.5 – 3.2) Dmax, mm 9,5 12,7 19 25 Thể tích của CLL trong 1m3 BT, m3 ( Vđ ) 0,65 0,68 0,72 0,75 III. Thiết kế thành phần hỗn hợp 25 08.07.2020Chương 1 Bê tơng CĐC  Xác định lượng cốt liệu: Cốt liệu thơ: Đ = Vđ.ρđ (kg/m3) Cốt liệu mịn: C = Vc.ρc (kg/m3) 26 08.07.2020Chương 1 Bê tơng CĐC  . Xác định lượng phụ gia hĩa học: Liều lượng phụ gia hĩa học phải được xác định chính xác thơng qua các mẻ trộn thí nghiệm để xác định ảnh hưởng đến tính chất của hỗn hợp và BT. Mẻ trộn thử: Cần được tiến hành cả trong phịng thí nghiệm và hiện trường. 27 08.07.2020Chương 1 Bê tơng CĐC III. Thiết kế thành phần hỗn hợp TT Cơng thức BT của Pháp 90MPa 1 Nước kg/m3 122 2 Xi măng loại I (kg /m3) 421 3 Tro bay loại C (kg/ m3) 0 4 Silika fume kg/m3 42,1 5 Cốt liệu lớn kg/m3 1265 6 Cốt liệu nhỏ kg/m3 652 7 PG rắn chậm 0 8 PG siêu dẻo L/ m3 4,21 9 Tỷ lệ N/X 0,26 10 R28 ngµy – MPa 70 11 R56 ngµy – MPa 91.5 28 08.07.2020Chương 1 Bê tơng CĐC TT Cơng thức BT cho Pacific First Center (USA ) 120MPa 140 MPa 1 Nước kg/m3 131 130 2 Xi măng loại I (kg/m3), Rx = 60 MPa 534 513 3 Tro bay loại C (kg/m3) 59 - 4 Silika fume kg/m3 40 43 5 Cốt liệu lớn kg/m3 1069 1080 6 Cốt liệu nhỏ kg/m3 623 685 7 Phụ gia giảm nước loại I, l/m3 1.77 - 8 PG siêu dẻo l/m3 3.55 15.7 9 Tỷ lệ N/X 0.21 0.25 10 R28 ngày – MPa 110 119 11 R56 ngày – MPa 124 140 III. Thiết kế thành phần hỗn hợp 29 08.07.2020Chương 1 Bê tơng CĐC TT Cơng thức BT chế tạo tại Việt nam 70MPa 80MPa 1 Nước kg/m3 147 147 2 Xi măng loại I (kg/m3) PC50 500 500 3 Tro bay loại C (kg/m3 ) 0 0 4 Silika fume kg/m3 42,0 57,5 5 Cốt liệu lớn kg/m3 1180 1160 6 Cốt liệu nhỏ kg/m3 630 640 7 Phụ gia giảm nước 0 0 8 PG siêu dẻo l/m3 6,50 6,5 9 Tỷ lệ N/X 0,28 0.28 10 R 28ngày MPa 78,0 82 Ghi chú : Cường độ BT được thí nghiệm theo mẫu lập phương cạnh 150 mm. III. Thiết kế thành phần hỗn hợp 30 08.07.2020Chương 1 Bê tơng CĐC So sánh thành phần BT thường và HPC Thành phần BT thường Thành phần HPC PG siêu dẻo và làm chậm 0% PG siêu dẻo và làm chậm 2,19% Nước 8% Nước 6,22% Xi măng 17% Xi măng 18,14% Muội silíc và tro bay 0% Muội silíc và tro bay 2,90% Cát 21% Cốt liệu lớn 27,24% Đá 54% Cốt liệu nhỏ 43,30% III. Thiết kế thành phần hỗn hợp 31 08.07.2020Chương 1 Bê tơng CĐC III. Các tính chất HPC Cường độ: 32 08.07.2020Chương 1 Bê tơng CĐC Mơ đun đàn hồi: MPa 690,R3320E bjj += III. Thiết kế thành phần hỗn hợp 33 08.07.2020Chương 1 Bê tơng CĐC IV. Khả năng áp dụng HPC  HPC đã và đang được ứng dụng rộng rãi trong xây dựng:  Nhà cao tầng;  Cầu, đường  Sử dụng HPC đi kèm với việc ứng dụng các dạng kết cấu mới 34 08.07.2020Chương 1 Bê tơng CĐC IV. Khả năng áp dụng HPC 35 08.07.2020Chương 1 Bê tơng CĐC BT thường BT chất lượng cao IV. Khả năng áp dụng HPC 36 08.07.2020Chương 1 Bê tơng CĐC IV. Khả năng áp dụng HPC 37 08.07.2020Chương 1 Bê tơng CĐC IV. Khả năng áp dụng HPC 38 08.07.2020Chương 1 Bê tơng CĐC IV. Khả năng áp dụng HPC 39 08.07.2020Chương 1 Bê tơng CĐC Câu hỏi và thảo luận: 1. Định nghĩa bê tơng chất lượng cao (HPC)? 2. Cơng thức thành phần của một vài loại HPC? 3. Nội dung thiết kế thành phần HPC? 4. Các lưu ý về cơng nghệ thi cơng HPC? 5. Thử đề xuất một vài giải pháp nâng cao chất lượng của HPC?