Bài giảng Kết cấu thép gỗ - Chương 3: Công nghệ bê tông

ệu, thời gian đóng rắn, trạng thái dưới tác động của tải trọng, môi trường bên ngoài có thể làm thay đổi tính chất của bê tông.Để điều chỉnh các tính chất của bê tông người ta đưa vào thành phần của hỗn hợp bê tông các phụ gia hóa học hoặc thành phần khoáng hoạt tính làm đẩy nhanh hay làm chậm quá trình đông kết của bê tông, làm cho bê tông dẻo hơn, làm bê tông ít co ngót hơn (ít nứt hơn) vvKhi dùng chất kết dính hữu cơ như bitum, chất kết dính tổng hợp khác vv . thì không cần dùng nước khi trộn bê tông để đảm bảo độ đặc và tính chống thấm của bê tông.Bê tông là vật liệu dòn, khả năng chịu nén tốt, chịu kéo kém. Để tăng khả năng chịu kéo cho bê tông, người ta đặt cốt thép vào vùng chịu kéo. BT và CT có cùng hệ số giãn nở nên chúng có sự liên kết chặt chẽ với nhau. Bê tông bảo vệ cốt thép không bị xâm thực do môi trường bên ngoài.Công nghệ bê tông bao gồm một loạt các công đoạn như: Chuẩn bị nguyên liệu, xác định cấp phối bê tông, xác định định lượng XM, nước, cốt liệu, phụ gia cho mẻ bê tông Phân loại bê tông: Phân loại theo dung trọng của BT (mv):Bê tông đặc biệt nặng có mv > 2500 kg/m3; Bê tông nặng có mv = 1.800-2.500 kg/m3;Bê tông nhẹ có mv = 600-1.800 kg/m3; Bê tông đặc biệt nhẹ có mv 5mm như đá dăm, sỏi) và cốt liệu nhỏ (cát tự nhiên hoặc nhân tạo)Cốt liệu dùng trong bê tông: Thành phần hạt tiêu chuẩn của cốt liệu (cả cốt liệu lớn và nhỏ) dao động trong khoảng 0,14mm – 70mm.Độ rỗng của cốt liệu có liên quan trực tiếp tới thành phần hạt, chúng được xác định bằng khả năng lèn chặt. Nếu cốt liệu có độ rỗng càng cao thì càng tốn xi măng là chất kết dính. Theo thực nghiệm cho thấy cốt liệu dạng khối lập phương có độ rỗng nhỏ nhất, tốn ít xi măng nhất và bê tông sau đóng rắn có cường độ cao nhất. Khối cầu là khối có độ rỗng lớn nhất.Độ bền của cốt liệu lớn từ đá gốc (đá vôi, đá granit) sẽ chắc bền và có cường độ cao hơn vữa bê tông. Các loại cốt liệu rỗng như sỏi, cuội có thể có cường đột nhỏ hơn cường độ của vữa bê tông.Mức độ sạch của cốt liệu cũng làm ảnh hưởng lớn tới chất lượng của bê tông. Bụi hoặc đất sét sẽ làm cản trở khả năng bám dính, liên kết của xi măng, làm cường độ giảm 30 – 40% cường độ.Cốt liệu dùng trong bê tông: Cát thiên nhiên: Được sử dụng để sản xuất bê tông thường. Khi cát thiên nhiên thiếu sẽ sử dụng cát nhân tạo, bằng cách đập vỡ đá gốc cứng tới kích thước quy định (5; 2,5; 0,63; 0,315; 0,14mm).Độ sạch của cát hay lượng ngậm tạp chất có ý nghĩa rất quan trọng. Các hạt 15%.Cốt liệu dùng trong bê tông: Đá dăm: Đá dăm được tạo ra do việc đập đá gốc, đá có hình dạng góc nhọn. Loại tốt nhất để chế tạo bê tông là loại gần với hình khối lập phương hoặc khối tám mặt. Loại kém nhất là hình dẹt, có bề dài lớn hơn nhiều so với bề dày. Đá dăm thường sạch hơn sỏi, chúng ít có lẫn tạp chất và có cường độ chịu lực tốt hơn, đồng đều hơn sỏi.Phụ gia cho bê tông: Phụ gia được đưa vào trong bê tông nhằm mục đích điều chỉnh các tính chất của bê tông như làm tăng nhanh hay chậm lại quá trình đông kết của bê tông, tăng khả năng chống thấm, hoặc tiết kiệm xi măng.Phụ gia thường có 2 dạng là phụ gia hóa học và phụ gia nghiền mịn.Phụ gia hóa học thường được đưa vào với tỷ lệ 0,1 – 0,2% khối lượng xi măng, giúp làm thay đổi tính chất của bê tông. Phụ gia nghiền mịn được đưa vào với tỷ lệ 5 – 20% nhằm tiết kiệm xi măng, mà bê tông vẫn đạt được độ đặc chắc theo yêu cầu.Phụ gia cho bê tông: Phụ gia hóa học bao gồm các loại như sau:Phụ gia hóa dẻo: làm tăng độ lưu động của hỗn hợp bê tông, giữ nước, giảm tách nước, chống phân tầng;Phu gia đóng rắn nhanh: bao gồm CaCl2, Na2SO4, các muối nittrit, nitorat. Loại này được sử dụng khi ta tiến hành đổ bê tông dưới nước hoặc những khu vực có nước ngầm cao;Phụ gia làm chậm thời gian đông kết: Khi tốc độ đổ bê tông bị chậm hoặc phải vận chuyển bê tông đi xa, phụ gia này được sử dụng, nhằm làm chậm tốc độ đông cứng của bê tông. Sika là loại phụ gia siêu dẻo phổ biến ở VN, làm giảm lượng nước cần sử dụng, làm tăng cường độ tới 30%, kéo dài thời gian đông kết, tăng khả năng chống thấm; Phụ gia điều chỉnh độ đặc, độ rỗng của bê tông: Làm cuốn khí, tạo khí, tạo bọt, lèn chặt bê tông;Phụ gia cho bê tông: Phụ gia làm ức chế tính ăn mòn của bê tông: Loại phụ gia này làm tăng khả năng chống ăn mòn của cốt thép trong bê tông;Phụ gia điều chỉnh sự biến dạng của bê tông, phụ gia nở: Loại này được sử dụng khi dùng bê tông lèn chặt các lỗ hở trong qua trình thi công;Phụ gia chống băng giá: Loại này có thể dùng KCO3, NaCl, chúng làm giảm nhiệt độ đóng băng của nước, thúc đẩy đóng rắn của bê tông ở nhiệt độ thấp;Phụ gia nghiền mịn: Có tính chất làm tăng độ dẻo của bê tông, giảm độ phân tầng, giảm lượng xi măng sử dụng. Bao gồm:Phụ gia khoáng: tồn tại ở dạng bột, được làm từ tro, xỉ nghiền, đá núi, silicafum Tro nhà máy nhiệt điện: tạo ra khi đốt than bụi từ phần khoáng củachúng, phần này có chứa sét, thạch anh và đá cacbonat có thành phần chủ yếu: 35-60% SiO2, 15-35% Al2O3; 1-20% Fe2O3; 1-30% CaO mà một lượng nhỏ MgO, SO3, kiềm và các hợp chất khácMuội silic (silicafum): là sản phẩm phụ của công nghệ sản xuất silicon hoặc hợp kim sắt silic;Phụ gia hoạt tính puzơlan: puzolan thiên nhiên bao gồm đất điatomit, đá phiến sét, tro núi lửa, đá bọt, đá bazan được nghiền mịn và pha vào vữa trước khi trộn;Phụ gia tro trấu: sau khi đốt phần hữu cơ bị cháy, phần tro còn lại rất giàu silic oxit, nên có thể dùng phụ gia khóang hoạt tính cho bê tông;Mêta cao lanh: Là Alumo silicat hoạt tính hình thành do nung cao lanh tinh khiết hoặc đất sét caolinhit và được nghiền với độ mịn cao. Nước sử dụng cho bê tông: Để đảm bảo chất lượng bê tông, nước sử dụng trộn bê tông phải có PH>4, có hàm lượng muối gốc sunphát SO4-2 Ryc thì mẫu đạt yêu cầu.Để kiểm tra người ta lấy mẫu thí nghiệm không dưới hai lần trong 1 ca đối với cấu kiện lắp ghép, và trong 1 ngày đối với kết cấu đổ toàn khối. Các mẫu này được bảo dưỡng trong cùng một điều kiện với bê tông được đổ tại hiện trường. Sau thời gian theo quy định (thường là 20 ngày) mang mẫu này ra đo đạc, xác định ra được cường độ Rm của mẫu. Các phương pháp kiểm tra chất lượng bê tông: Để kiểm tra chất lượng bê tông người ta sẽ thực hiện các phương pháp: Phương pháp phá hoại: Mang những mẫu bê tông đã lấy trong quá trình đổ bê tông tới phòng thí nghiệm. Sử dụng máy ép có cường độ cao, ép mẫu thử đạt tới mức phá hoại, từ đó xác định được Rm. Các phương pháp kiểm tra chất lượng bê tông: Phương pháp không phá hoại: Áp dụng cho những trường hợp kiểm tra những cấu kiện đã được lắp ráp tại công trình, hoặc cấu kiện bê tông toàn khối đã thi công hoàn chỉnh tại công trình. Phương pháp kiểm tra không phá hoại có thể thực hiện theo 2 cách:Phương pháp cơ học bề mặt: Người ta sử dụng các thiết bị hoặc dụng cụ tương đối đơn giản, tác động lên bề mặt của kết cấu, sau đó sẽ đánh giá cường độ bê tông thông qua sức kháng cự lại những tác động lên bề mặt. Phương pháp vật lý: Sử dụng thiết bị siêu âm, phát sóng siêu âm xuyên về phía kết cấu bê tông cần đo, sau đó đo được tốc độ đi qua của sóng, ghi lại các dao động sóng để từ đó đánh giá được cường độ của bê tông. Phương pháp này có ưu điểm là có thể đo được cường độ của lớp bê tông rất dày, phát hiện các khuyết tật ở sâu trong cấu kiện mà phương pháp cơ học bề mặt không thực hiện được.