!"#$%&"'()"*+",+&" &
"
-/012#",.$"34)"#$5&"-362#"*72"-8$""
9:;"<#=>?2"3@="3523"
<#3$A2")B="823"30C2#")D5"-3+23"
E3F2")GE"E3H$")H-"I$J=",K2",L)"
-/02#")012#",!")D5"M-NO"
"
P=72"%2"-3.)"QR"S3&5"34)"SR"-3=7-"
2.3.3.2. Ph%ơng pháp lý thuyết về thành phần bê tông 16
2.3.3.3. Việc sử dụng cấp phối cốt liệu cho thiết kế BTXM ở Việt
Nam 18
V;\"9K-"I=72";;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;"VY"
2'34#5$8 23
tổng quan về bê tông xi măng 23
];Y;"93%$"2$JO")3=2#";;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;"V]"
];V;"Ti2"3_E" jkZ";;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;"VX"
3.2.1. Mở đầu 25
3.2.2. Các nhân tố ảnh h%ởng đến hỗn hợp BTXM 25
3.2.2.1. ảnh h%ởng của hàm l%ợng n%ớc ban đầu 25
3.2.2.2. ảnh h%ởng của loại, l%ợng dùng và tính chất của xi măng
27
3.2.2.3. ảnh h%ởng của hàm l%ợng và tính chất cốt liệu 28
3.2.2.4. ảnh h%ởng của gia công chấn động 28
!"#$%#$&'()$*+$,-,.$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$/0)$10)$
2
];];"lG="-/m)"*+")012#",!")D5" jkZ";;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;"Vn"
3.3.1. Cấu trúc vi mô của BTXM 29
3.3.1.1.Cấu trúc cốt liệu lớn 30
3.3.1.2. Cấu trúc vi mô của đá xi măng 31
3.3.1.3. Cấu trúc vùng tiếp giáp giữa hồ xi măng và cốt liệu 33
3.3.2. Các giai đoạn hình thành cấu trúc vi mô của hỗn hợp bê tông
34
3.3.3. Trên cơ sở cấu trúc vi mô đánh giá các yếu tố ảnh h%ởng tới
yêu cầu c%ờng độ của bê tông 34
3.3.3.1. Xét yếu tố c ờng độ ở dạng cấu trúc vi mô của bê tông 34
3.3.3.2. Các h ớng kỹ thuật làm tăng c ơng độ lực dính ( RD) 36
3
1. Thiết kế thành phần BTXM 250# và 300#, đá 1x2 57
2. Thiết kế thành phần BTXM 250# và 300#, đá 2x4 58
3. Thiết kế thành phần BTXM 250# và 300#, đá 1x2 & đá 2x4 59
4. Thí nghiệm kiểm tra 61
5. Kết luận 62
4.3.2.2. Thí nghiệm theo ph%ơng pháp biến đổi hàm l%ợng cốt liệu
sử dụng đá dăm 2x4 cho mác BTXM 250# và 300# 62
1. Thiết kế thành phần BTXM 63
2. Thí nghiệm kiểm tra 64
3. Kết luận 66
4.3.2.3. Thí nghiệm theo ph%ơng pháp thay đổi hàm l%ợng thoi dẹt
sử dụng cấp phối đá 2x4 cho mác BTXM 250# và 300# 66
1. Thiết kế thành phần BTXM 66
2. Thí nghiệm kiểm tra 67
3. Kết luận 68
4.3.2.4. Thí nghiệm theo ph%ơng pháp sử dụng CPDD (Base) cho
mác BTXM 250# và 300# 68
1. Thiết kế thành phần BTXM 68
2. Thí nghiệm kiểm tra 70
3. Kết luận 71
2'34#5$;$::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::$=7$
kết luận và kiến nghị 72
X;Y;"d"2#3q5"S3&5"34)")D5",e"-+$";;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;"cV"
X;V;"9$K2"2#3r";;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;"c\"
X;];Z!-"QH"-s2" $")D5",e"-+$";;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;"c\"
X;\;T0h2#"2#3$A2")B="-$KE"-3t&";;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;"c\"
X;X;P1$")8O"b2";;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;"cX"
của BTXM từ tr ớc đến nay đều đã đ ợc tiến hành nghiên cứu kỹ hoàn thiện
. Nh ng l ợng cốt liệu lớn chiếm khoảng 80% khối l ợng một m
3
bê tông và
là khung chịu lực của kết cấu thì lại ch a đ ợc nghiên cứu đầy đủ.Ta biết
rằng trong lý thuyết tính toán đều nghiên cứu sử dụng các loại đ ờng công
cấp phối liên tục nh ph ơng trình Fuller hay ph ơng trình Bôlômây . Để đáp
ứng đ ợc thành phần cấp phối hạt theo các ph ơng trình trên trong thực tế là
rất phức tạp, đòi hỏi những tiêu chuẩn rất khắt khe cả trong khâu thiết kế và
sản xuất . Việc này gây rất nhiều khó khăn khi phải thi công các công trình
ngoài hải đảo hay trên biên c ơng, miền núi.Và trong nhiều tr ờng hợp việc
yêu cầu cấp phối bê tông xi măng đạt chuẩn là không cần thiết, gây lãng phí
nh một số các công trình đ ơng BTXM, t ờng chắn trọng lực, móng mố
cầu ở ngoài hải đảo biên c ơng hay trong các đ ờng làng, ngõ xóm, đ ờng
cấp thấp hay ở các bộ phận kết cấu chịu lực không quan trọng, trong khi ta
có thể tận dụng vật liệu địa ph ơng nh đá thải hỗn hợp hoặc các loại cấp
phối gián đoạn
Có một th c tế là tuy trong lý thuyết tính toán cốt liệu của BTXM đ ợc yêu
cầu sử là cấp phối liên tục, nh ng thực tế các loại BTXM phổ biến sử dụng
!"#$%#$.'()$*+$,-,.$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$2'34#56$>$?'@#$AB$C@!$$5
đá dăm 1x2, đá 2x4 lại không đạt đ ợc điều kiện trên mà chỉ nằm trong
một miền giơi hạn quy định trong TCVN 1771- 1987, kết quả thực tế cho thấy
c ờng độ yêu cầu vẫn đạt yêu cầu.Từ đó đặt ra vấn đề là ta có thể mở rộng
thêm việc sử dụng nhiều loại cấp phối khác nhau hay hàm l ợng cốt liệu thay
đổi để sử dụng chế tạo BTXM. Điều này có ý nghĩa khoa học to lớn. Vì ta biết
rằng cốt liệu chiếm 80% khối l ợng trong mộ m
3
thể tích tuyệt đối để tính toán thiết kế thành phần bê tông xi măng.Sau đó
thí nghiệm đúc mẫu để xác định sự biến đổi đặc tr ng c ờng độ t ơng
ứng.Từ đó đ a ra kết luận và kiến nghị.
!"#$%#$.'()$*+$,-,.$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$2'34#56$>$?'@#$AB$C@!$$6
Nội dung các ch ơng nh sau:
Ch ơng 1: Mở đầu
Ch ơng 2: Tổng quan về cấp phối
Ch ơng 3: Tổng quan về bê tông xi măng
Ch ơng 4: Thí nghiệm thực nghiệm trong phòng thí nghiệm
Ch ơng 5: Kết luận và kiến nghị.
1.3. Đối tOợng và phạm vi nghiên cứu
- Đối t ợng nghiên cứu: Nghiên cứu sử dụng các loại cấp phối cốt liệu để
chế tạo BTXM.
- Phạm vi nghiên cứu: Trong thời gian quy định của luận án ( 6 tháng),
phạm vi nghiên cứu đ ợc giới hạn sử dụng một mỏ đá Sunway của Hà Tây
để nghiên cứu.
1.4. PhOơng pháp nghiên cứu
Kết hợp lý thuyết với thực nghiệm trong phòng thí nghiệm để tiến hành
nghiên cứu đề tài.
Qua thời gian học tập nghiên cứu, với sự nỗ lực của bản thân, đ ợc sự
h ớng dẫn của PGS.TS Trần Tuấn Hiệp cùng với sự quan tâm giúp đỡ của
các thầy cô trong bộ môn, trong khoa đến nay luận văn cao học đã hoàn
thành. Tôi xin chân thành cảm ơn và rất mong nhận đ ợc sự giúp đỡ, góp ý
của các thầy cô, các bạn đồng nghiệp trên con đ ờng học tập , công tác và
nghiên cứu tiếp theo.
!"#$%#$.'()$*+$,-,.$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$2'34#5$7$>$.D#5$E!F#$GH$)IJ$J'KL$$
giữa các hạt cần có một l ợng khá lớn các hạt mịn và nh vậy sẽ làm tăng
tổng tỷ diện của hỗn hợp cốt liệu.
2.2. Lý thuyết vể cấp phối
ở nhiều n ớc, đã có nhiều ng ời nghiên cứu thành phần hạt của cáp
phối sỏi sạn hay cấp phối bê tông nhựa, bê tông xi măng theo các dạng
đ ờng cong liên tục khác nhau. Việc nghiên cứu một phần dựa trên cơ sở lý
thuyết, còn phần lớn dựa trên cơ sở thực nghiệm.
2
1
3
2
2
1
====
n
n
d
d
d
d
d
d
8_6
1
3
2
2
x= 19.5 mm; y= 100%
Thay vào công thức trên, ta đ ợc:
100
2
= p.19,5
p = 523
Nh vậy công thức của đ ờng cong cấp phối lý t ởng là:
y
2
= 523.x
Từ công thức trên có thể tính đ ợc tỷ lệ % lọt qua các lỗ sàng khác nhau.
2.2.2.Công thức cấp phối của Talbot
Theo sự nghiên cứu của Talbot, nếu cấp phối phù hợp với công thức
sau thì đạt đ ợc độ chặt lớn nhất:
P =(d/D)
n
x 100
Trong đó: P - Tỷ lệ % thành phần hạt lọt qua lỗ sàng;
d - Kích th ớc lỗ sàng;
D - Kích th ớc của hạt lớn nhất;
n - hệ số, thông th ờng n = 0.3 ữ 0.5.
Nếu n= 0.5; D= 19.1 mm, thì:
P = (d / 19.1 )0.5 x 100 = 22.9
d
Nh vậy công thức của Fuller và công thức của Talbot là một khi n = 0.5 !"#$%#$.'()$*+$,-,.$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$2'34#5$7$>$.D#5$E!F#$GH$)IJ$J'KL$$
(1)
(2)
(3)
(4)
(5) = (4)x0.296
(6)= (
5) / 29.6
19.1 19.10 100 100 29.6 100
9.5 9.52 70.5 70.4 20.9 70.4
Số 4 4.76 49.8 49.5 14.7 49.5
Số 8 2.38 35.3 34.8 10.3 34.8
Só 16 1.19 25.0 24.5 7.2 24.5
Số 30 0.59 17.6 17.3 5.1 17.3
Số 50 0.295 12.5 12.2 3.6 12.2
đ ờng cong cấp phối tốt nhất có Dmax = 19.1 mm
0
10
20
30
40
50
60
70
hạt sau có kích th ớc lần l ợt là 1-2; 0.06- 0.12; 0.004 - 0.008mm và khối
l ợng của hạt 1 - 2 mm bằng 43% khối l ợng của hạt 16 - 32 mm, khối
l ợng của hạt 0.06 - 0.12 mm bằng 43% khối l ợng của hạt 1 2 mm và
cứ nh thế
c).Khi chọn một cấp phối có các loại hạt có kích th ớc chênh nhau 1/8,
1/4 và 1/2 lần, thì độ rỗng của cấp phối sẽ lớn hơn và khối l ợng của vật
liệu hạt nhỏ chèn vào sẽ phải tăng lên. Nh vậy, khi chèn vào lỗ rỗng bằng
những loại hạt lần l ợt nhỏ đi 8 lần, 4 lần và 2 lần, thì để cấp phối có độ
chặt lớn nhất khối l ợng của các loại hạt sau( nhỏ hơn ) lần l ợt phải bằng
55%, 66% và 81% khối l ợng của loại hạt tr ớc ( hạt to hơn ).
d).Nếu ta chộn thêm vào cấp phối trên( theo b,c ) bất kỳ loại hạt trung
gian nào, thì độ rỗng sẽ tăng lên. Nh ng, nếu chộn thêm vào cấp phối loại
vật liệu mà thành phần vả tỉ lệ khối l ợng các loại hạt giống nhau nh cấp
phối đó, thì độ rỗng của nó sẽ không thay đổi
e).Từ mục b,c có thể dẽ dàng thấy rằng: Các loại hạt có kích th ớc chênh
nhau 16 lần và 4 lần, thỉ tỉ lệ khối l ợng là 0.43 ( 43%) và
43.0
= 0.66 (
66%). Nh vậy, nếu các loại hạt chênh nhau 2 lần, thì tỉ lệ khối l ợng của
chúng sẽ là
66.0
= 0.81 (81%).
Gọi K là trị số % này, K biểu thị tỷ lệ khối l ợng giảm dần của các loại
hạt, nên gọi là hệ số khối l ợng giảm dần.
!"#$%#$.'()$*+$,-,.$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$2'34#5$7$>$.D#5$E!F#$GH$)IJ$J'KL$$11
Nếu cấp phối mà các loại hạt có kích th ớc chênh nhau 16 lần và K=
Nh ng c ờng độ của câp phối không chỉ quyết định ở độ chặt mà còn
quyết định ở lực dính và hệ số ma sát. Vì vậy, quan trọng không phải chỉ là
độ rỗng nhỏ nhất mà còn là độ lớn của vật liệu và hàm l ợng các loại hạt
nhỏ( chất kết dính ). Các loại hạt nhỏ sẽ có ảnh h ởng khác nhau khi dùng
nó vào trong cấp phối đất, đá hay trong cấp phối có chất liên kết gia cố.
Khi cốt liệu chủ yếu to, thì hệ số ma sát sẽ tăng; vì thế, cốt liệu của cấp
phối càng lớn, thì môđun biến dạng của nó càng cao. Vì vậy, trong nhiều
tr ờng hợp, có thể sử dụng hợp lý cấp phối không liên tục, trong đó các loại
vật liệu hạt chèn lỗ rỗng nhỏ hơn 6- 8 lần các thành phần hạt lớn nhất.
Nh ng khi vận chuyển loại cấp phối không liên tục này( đặc biệt khi không
có chất kết dính), thì dễ có hiện t ợng phân tầng.
đ ờng cong cấp phối tốt nhất
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
Lỗ sàng ( mm )
Tỷ lệ lọt qua sàng (%)
100 64 32 16 8 4 2 1 0.5 0.25 0.12 0.06 0.03
0.015 0.008
k=0.65
dính nhất định để chống lực ngang. Vì vậy trong cấp phối phải có tỉ lệ hạt
nhỏ và đất dính nhất định, nhiều hơn so với loại cấp phối dùng làm lớp
móng.
Trong cấp phối, ngoài việc khống chế các thành phần hạt ra, còn phải
tuỳ điều kiện khí hậu và vị trí lớp cấp phối mà khống chế chỉ số dẻo và giới
hạn nhão.
2.3.2. Hỗn hợp bê tông nhựa
Thành phần câp phối của bê tông nhựa đã đ ợc nghiên cứu từ lâu. Có
nhiều ph ơng pháp chọn cấp phối cho bê tông nhựa, nh ng đều thông nhất
trên một nguyên tắc cơ bản là bảo đảm cho cốt liệu khoáng vật đạt đ ợc độ
chặt lớn nhất và bảo đảm độ rỗng còn d của hỗn hợp bê tông nhựa đạt
đ ợc trị số quy định.
!"#$%#$.'()$*+$,-,.$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$2'34#5$7$>$.D#5$E!F#$GH$)IJ$J'KL$$13
Giáo s N.N. Ivanốp đề nghị nên dùng cấp phối hỗn hợp bê tông nhựa,
trong đó kích th ớc của mỗi cỡ hạt tuần tự giảm đi 2 lần và hệ số khối l ợng
giảm dần lấy từ 0.65 - 0.9. Đ ờng cong của cấp phối của hỗn hợp có độ
chặt tốt nhất có dạng:
.RO#5$CS> a - khối l ợng của cỡ hạt đầu tiên ( cỡ hạt lớn nhất);
k - Hệ số khối l ợng giảm dần;
n - Số cỡ hạt trong hỗn hợp có kích th ớc giảm dần theo tỉ lệ 1: 2
Khối l ợng của mỗi cỡ hạt tiếp theo ax tính theo công thức:
a
x
= a. k
x-1
Vào những năm gần đây nhiều nhà nghiên cứu cho rằng các loại hỗn
n
k
k
a
!"#$%#$.'()$*+$,-,.$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$2'34#5$7$>$.D#5$E!F#$GH$)IJ$J'KL$$14
Trần Đình Bửu( một số vấn đề về tính chất cơ - lý- hóa có kể đến tính l u
biến của bê tông nhựa dùng ở miền khí hậu nóng và m a nhiều- luận án
phó tiến sĩ ) thì cấp phối bê tông nhựa hạt nhỏ , chứa l ợng đá dăm từ 35 -
45 %( cỡ hạt > 5mm) và l ợng bột khoáng từ 6 - 10% để làm lớp trên của
mặt đ ờng. Với loại hỗn hợp này các chỉ tiêu cơ lý của bê tông nhựa khi
chịu tác động đồng thời và lâu dài của n ớc và nhiệt độ đạt đ ợc các trị số
tốt nhất, rất phù hợp với các điều kiện khí hậu của n ớc ta.
2.3.3.Hỗn hợp bê tông xi măng
Bê tông xi măng là vật liệu đá nhân tạo sử dụng chất kết dính vô cơ với
các thành phần khác nhau nh cốt liệu lớn, nhỏ, n ớc và có thể có cả phụ
gia. Các thành phần này khi phối hợp nhào chộn theo theo các tỷ lệ khác
nhau cùng với ph ơng pháp chế tạo thích hợp sẽ cho loại bê tông có những
tính chất phù hợp. BTXM đ ợc sử dụng rất phổ biến trong nhiều lĩnh vực
nh giao thông, xây dựng, thuỷ lợi, thuỷ điện Chính vì vậy mà từ tr ớc đến
nay, có rất nhiều tác giả nghiên cứu về BTXM dựa trên các ph ơng pháp
thực nghiệm và lý thuyết về thành phần bê tông.
2.3.3.1.Các ph%ơng pháp thực nghiệm thành phần bê tông
1.Nghiên cứu của Feret
Feret ( ng ời Pháp) đã tiến hành các nghiên cứu quan trọng( 1892-
1896) và tầm quan trọng của nó có tác dụng quyết định đối với phát minh
các định luật về bê tông.
Nghiên cứu này rất rộng chủ yếu trên độ chặt của cát và của vữa, n ớc,
cách sau:
Quan hệ tìm đ ợc với c ờng độ nén có thể viết d ới dạng:
.RO#5$CS> R
jb
: C ờng độ nén ở tuổi xem xét, j : ngày tuổi bê tông.
N\X : Tỉ lệ n ớc / ximăng theo trọng l ợng.
A : Hằng số thực nghiệm.
B : Hằng số phụ thuộc đặc tính của vật liệu, đặc biệt của xi
măng và tuổi khi thí nghiệm.
b. Công thức của l%ợng n%ớc cần thiết của ABRAMS
Một khi đã xây dựng đ ợc công thức thực nghiệm biểu thị quan hệ giữa
c ờng độ và tỷ lệ N / X, thì phải xác tỷ lệ xi măng / cốt liệu nó sẽ cho tỷ lệ
n ớc / xi măng hơn mức n ớc cần thiết.
Để làm việc này ABRAMS đã lập công thức cho l ợng cần thiết có sự
liên quan của yếu tố thành phần hạt đ ợc gọi là mô đun độ nhỏ.
Công thức đối với n ớc cần thiết là:
$.RO#5$CS$$$E : Thể tích n ớc ( N ), C : Thể tích xi măng ( X )
P : Tỷ lệ n ớc / xi măng đối với độ sụt thông th ờng ( N/X )
(N/X)
1.26
0.3n
p
2
3
'
D
MnC
Trong tr ờng hợp thông th ờng có hai loại cốt liệu:
+ Cát (ví dụ: 0/5mm)
+ Đá ( sỏi) luôn thể hiện sự không liên tục với cát, ví dụ đá (sỏi) 16/25
mm.
Đầu tiên chuẩn bị vữa đặc với l ợng xi măng tối thiểu. Vữa này đạt đ ợc
bằng cách đo các lỗ rỗng của cát ớt và lấp đầy thể tích của các lỗ rỗng
bằng một thể tích ngang bằng của hồ toàn xi măng( Vx = Vrcát).
Sau đó thêm nhiều nhất sỏi ớt phù hợp với thể tích đổ tạo đ ợc sự làm
ớt đầy đủ, cho phép đổ khuôn đầy, với việc thi công dễ dàng trong điều
kiện ở công tr ờng. Nh vậy bê tông đặc ít cát nhất.
Để xác định liều l ợng yêu cầu, luôn xác định tr ớc và nội dung cao hơn
liều l ợng tìm đ ợc băng ph ơng pháp này, ng ời ta thay thể tích rỗng có
điều chỉnh, t ơng ứng bằng một thể tích thực tế của cát ớt.
Để kiểm tra, tiến hành trộn một mẻ bê tông với thành phần đã xác định;
đánh giá chất l ợng của sản phẩm so với chất l ợng mong muốn và bằng
cách đo tỷ trọng của bê tông t ơi.
2.3.3.2.Ph%ơng pháp lý thuyết về thành phần bê tông
Chúng ta đã đ ợc biết các ph ơng pháp xác định thành phần bê tông
chủ yếu là thực nghiệm và kinh nghiệm. Nh ng có nhiều ý kiến , ý định cho
thành phần lý thuyết của bê tông. Chúng ta sẽ xem xét một vài ph ơng
pháp.
1.Ph ơng pháp Fuller và Thompson
Ph ơng pháp này đã đ ợc xếp loại là ph ơng pháp kinh nghiệm.
!"#$%#$.'()$*+$,-,.$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$2'34#5$7$>$.D#5$E!F#$GH$)IJ$J'KL$$17
Nh ng nó có cơ sở là ph ơng pháp lý thuyết và điều đó giải thích vị trí mà
chúng đã giành cho nó. Fuller- Thompson bằng các thí nghiệm đã đi đến kết
luận là tồn tại một vài đ ờng cong hạt lý t ởng. Họ đã thấy rằng các đ ờng
!"#$%#$.'()$*+$,-,.$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$2'34#5$7$>$.D#5$E!F#$GH$)IJ$J'KL$$18
lớn khi mức độ dễ đổ mong muốn càng tốt, sao cho ng ời ta có đ ợc những
tỷ lệ lớn nhất trong các cỡ hạt bé nhất.
Ph ơng trình trên có thể áp dụng cho bình th ờng cho tất cả các vật
liệu rắn tạo nên hỗn hợp. Nh ng trong thực tế đ ờng cong thành phần hạt
của xi măng là không thể biến đổi. Bolomey cũng chỉ áp dụng quan hệ này
cho các hạt lớn hơn 0.1 mm.
Trong tr ờng hợp này đối với một thành phần xi măng X theo trọng
l ợng, ng òi ta đạt đ ợc:
P = ( Pt- X) / (1- X)
P : Thành phần trọng l ợng của riêng cốt liệu có đ ờng kính d, trong khi
đó Pt biểu thị thành phần thành phần trọng l ợng của tất cả chất răn, trong
đó có xi măng(X)
BOLOMEY đã cho các giá trị của f mà ng ời ta đánh giá là thích hợp và
đ ợc trình bầy trong bảng sau:
Cốt liệu loại bê tông Các giá trị của f
Loại bê tông
Bê tông đ ợc
chấn động
Bê tông mềm
Bê tông cốt thép
Bê tông chảy
Bê tông bơm
Các hạt sỏi 0.06 đến 0.08 0.1 0.12
Các hạt đá nghiền 0.08 đến 0.1 0.12 đến 0.14 0.14 đến 0.16
của cốt liệu lớn( đá, sỏi) theo tiêu chuẩn TCVN- 1771-87 nằm trong phạm
vi sau:
Tuỳ theo độ lớn của hạt, đá dăm, sỏi và sỏi dăm đ ợc phân ra các cỡ
sau:
5 đến 10 mm;
lớn hơn 10 đến 20 mm;
lớn hơn 20 đến 40 mm;
lớn hơn 40 đến 70 mm.
d 1.25 D
max
D
max
0.5(D
max
+D
min
)
D
min
L ợng sót tích luỹ,% 0 0-10 40-70 90-100
biểu đồ cấp phối hạt
0
10
20
30
40
50
60
Ngoài TCVN 1771- 1987, trong các tiêu chuẩn quốc tế phạm vi quy định
thành phần hạt đ ợc lập cho từng đ ờng kính hạt lớn nhất khác nhau và
đ ợc kiểm tra trên toàn bộ giải hạt giống nh kiểm tra cát.
Thành phần hạt đá( sỏi ) theo ASTM
Kích th ớc lỗ
sàng
2 in
50
1.5 in
37.5
1 in
25
3/4 in
19
1/2 in
12.5
3/8 in
9.5
N
o
4
4.75
N
o
8
2.36mm
2 in-N
o
4
50 4.75 mm
20
30
40
50
60
70
80
90
100
Lỗ sàng (mm )
L ợng sót tích luỹ (%)
Dmin 1/2( Dmax + Dmin ) Dmax 1.25 Dmax
Miền giới hạn
!"#$%#$.'()$*+$,-,.$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$2'34#5$7$>$.D#5$E!F#$GH$)IJ$J'KL$$21
Đối với cát, TCVN 338-346-86 quy định thành phần phải nằm trong
phạm vi cho phép theo bảng sau:
Cỡ sàng(mm) 5 2.5 1.2 0.6 0.3 0.15
Sót sàng tích luỹ
theo quy phạm %
0 0 15 35 70 85
0 20 45 70 90 100
Thành phần hạt cát theo ASTM D43-86 nh sau:
Kích th ớc
lỗ sàmg
3/8 in
10-40 0-10 0-5 0
2.4.Kết Luận
- Nh vậy từ tr ớc đến nay đã có rất nhiều tác giả nghiên cứu về lý thuyết
cấp phối. Tuy nhiên, trong thực tế vẫn còn tồn tại một số vấn đề nh :
- Giữa lý thuyết cấp phốiđ ờng nh các đ ờng cong cấp phối liên tục của
Fuller, Tabot, Bôlômây và thực tế sử dụng theo TCVN 1771-87 là có sự
khác biết rõ rệt.
- Việc ứng dụng các đ ờng cong cấp phối tốt nhất của giáo s N.N. Ivalop
trong thiết kế bê tông nhựa tông nhựa lảy sinh vấn đề là các loại hỗn hợp
bê tông nhựa có cấp phối hạt nh nghiên cứu của Ivalop chứa quá nhiều
bột khoáng, do đó chứa quá nhiều chất liên kết asphan. L ợng chất liên kết
Miền giới hạn cấp phối hạt của cát
0
20
40
60
80
100
Lỗ sàng (
mm)
L ợng sót tích luỹ(%)
0.15 0.6 1.2 2.5
!"#$%#$.'()$*+$,-,.$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$2'34#5$7$>$.D#5$E!F#$GH$)IJ$J'KL$$22
asphan này ngoài việc kêt dính các cốt liệu khoáng vật và lấp các lỗ rỗng
của hỗn hợp còn thừa nhiều, do đó sẽ đẩy các hạt cát và các viên đá dăm
xa nhau ra, làm cho bê tông nhựa có độ dẻo lớn và tính chịu cắt kém.Chính
vì vậy mà ở các n ớc khác nh Mỹ, Đức, Pháp có xu h ớng dùng đ ờng
số giãn nở vì nhiệt băng với thép, chính vì vậy mà chúng bỗsung cho nhau
trong bê tông cốt thép, tạo nên rất nhiều ứng dụng quan trọng trong xây
dựng. Ngoài ra có thể chế tạo đ ợc bê tông có những yêu cầu tính chất kỹ
thuật mong muốn nh c ờng độ, khối l ợng thể tích, cũng nh các tính chất
đặc biệt khác.
- Giá thành hợp lý, bền vững, và ổn định với n ớc, nhiệt độ, độ ẩm
- Với tốc độ phát triển nh hiện nay cho thấy: Công nghệ chế tạo bê tông
hoàn toàn có thể tự động hóa.
- Có thể sử dụng vật liệu địa ph ơng đơn giản, dễ kiếm, giá thành rẻ.
- Sản phẩm bê tông đ ợc sử dụng đa dạng trong nhiều lĩnh vực.
Tuy vậy, bê tông cũng tồn tại một số nh ợc điểm nh : Khi chế tạo bê tông
khối lớn, do l ợng xi măng dùng nhiều nên xuất hiện ứng suất nhiệt, làm
giảm chất l ợng bê tông, c ờng độ chịu kéo của bê tông nhỏ, bê tông có
c ờng độ nén cao thì th ờng rất nặng.Ngoài ra bê tông còn cách âm, cách
nhiệt kém.
Ngày nay BTXM càng trở lên phổ biến và đ ợc ứng dụng trong rất nhiều
các công trình nh : Cầu đ ờng, nhà dân dụng, nhà công nghiệp, bến cảng,
sân bay, các công trình thuỷ lợi Tuỳ theo từng lĩnh vực mà có các yêu cầu
về BTXM khác nhau, nh :
- Bê tông có yêu cầu đồng thời c ờng độ nén và uốn ( bê tông làm đ ờng,
sân bay và một số kết cấu xây dựng khác ), với bê tông này th ờng chỉ nên
dùng hỗn hợp bê tông có độ sụt thấp ( hợp lý ĐS= 2 4, max ĐS= 8 ).
!"#$GZ#$.'()$*+$,-,.$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$2'34#5$8$>$.D#5$E!F#$GH$M.[/$$
$
24
- Bê tông có yêu cầu đồng thời c ờng độ nén và độ chống thấm( nh bê
tông dùng trong xây dựng dân dụng, xây dựng thuỷ điện ), loại bê tông này
th ờng yêu cầu độ sụt thấp và sử dụng phụ gia để hạ bớt l ợng dùng n ớc.
đã hộc, từ bê tông cốt liệu đặc cho đến bê tông cốt liệu rỗng Tuy nhiên việc
nghiên cứu ảnh h ởng của các loại cấp phối đến đặc tr ng c ờng độ của bê
tông lại ch a đ ợc nghiên cứu đầy đủ.
Copyright: Tài liệu đại học ©