LUẬN BÀN VỀ PHƯƠNG PHÁP THIẾT KẾ THÀNH PHẦN BÊ TÔNG CỦA PHÁP

GS-TSKH Nguyễn Thúc Tuyên
Kỹ sư: Trần Quang Thanh
Nước Pháp có thế mạnh về xây dựng cầu đường. Trường Đại học cầu
đường Paris là một trường đại học nổi tiếng không những ở Pháp, mà còn có
tiếng vang trên thế giới. Nước Pháp là nước đi đâu nghiên cứu sử dụng bê tông
và bê tông cốt thép trên thế giới. Hiện nay Pháp và Việt Nam có quan hệ đối tác
chiến lược và một số công ty của Pháp đã vào Việt Nam xây dựng một số công
trình, chủ yếu trong lĩnh vực hạ tầng, như các hệ thống cấp thoát nước và nhiều
công trình hạ tầng khác. Hy vọng rằng trong tương lai quan hệ về kinh tế và
khoa học kỹ thuật sẽ ngày càng phát triển. Vì vậy việc nghiên cứu ứng dụng kỹ
thuật, công nghệ xây dựng của Pháp, trong đó có thiết kế thành phần bê tông là
vấn đề cần thiết.
Phương pháp thiết kế thành phần bê tông mang tên Dreux-Gorisse được
dùng phổ biến ở Pháp [1,2]. Nội dung cụ thể của phương pháp này gồm:
Bước 1. Xác định đường kính lớn nhất của cốt liệu Dmax theo Bảng 1.
Bảng 1: Đường kính lớn nhất của cốt liệu.
Đặc tính của kết cấu bê tông
e - Khoảng cách nằm ngang của cốt thép
h - Khoảng cách đứng của cốt thép
r - Bán kính trung bình của cốt thép

Dmax
Hạt tròn
Hạt nghiền
≤ 0,8e
≤ 0,7e
≤ h
≤ 0,9h
≤ 1,4r

Độ lớn của hạt
÷ 25mm
Dmax ≤ 40mm
0,60
0,50
0,40

Dmax ≥ 63mm
0,65
0,55
0,45


Bước 3: Xác định hàm lượng xi măng (X) theo tỉ số

N
và độ sụt Sn dùng
X

biểu đồ Hình 1.
Xi măng tìm được phải
lớn hơn lương xi măng tối

X/N
2.6
2.4

L­îng xi m¨ng Kg/m 3

2.2

Trong đó: B: Mác bê tông,
kg/cm2; D: Đường kính lớn
nhất của cốt liệu, mm;
Bước 4: Xác định lượng
X
đã biết:
N

Lượng nước tính được ứng

200
2

250 + B
5
D

nước theo X và

250

1.0

thiểu: X min =

với cốt liệu khô có
Sn (cm)

X
Hình 1: Sự phụ thuộc của lượng X vào

10

16

25

40

63

100 Dmax (mm)

Hình 2: Biểu đồ điều chỉnh lượng nước
Bảng 3: Trạng thái ẩm của cốt liệu.
Trạng thái
ẩm của cốt

Lượng nước cần giảm của các cỡ hạt, l/m3
Cát 0/5,
mm

Sỏi 5/12,5, mm

Khô

0 - 20

Không đáng kể

Ẩm

0,080; 0,100; 0,125; 0,160; 0,200; 0,250; 0,315; 0,40; 0,50; 0,63; 0,80; 1,00;
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.
Đường cấp phối chuẩn hình 3 được xây dựng trên cơ sở hạt cốt liệu thực tế
có Dmax giả thiết bằng 20mm; nó được xác định bởi 3 điểm OAB. Điểm O có tọa
độ O (0,08;0). Điểm B có toạn độ B (D max; 100). Điểm A có tọa độ được xác
định như sau:

Hình 3: Đường cấp phối hạt của hỗn hợp cốt liệu có Dmax = 20 mm.
- Hoành độ: Nếu Dmax<20mm, là Dmax. Nếu Dmax>20mm, là điểm giữa của
vùng sỏi giới hạn với mô đun 38 (tương ứng với cỡ sàng 5mm) và mô đun tương
ứng với Dmax của sỏi đó.
- Tung độ được xác định như sau:
Y = 50 − Dmax + K

Trong đó: K: Hệ số phụ thuộc vào lượng xi măng, độ lèn chặt và hình dạng
của hạt cát được tra theo bảng 4. K = 0 ứng với bê tông có lượng xi măng là
350kg/m3, hạt cốt liệu tròn, mô đun độ lớn của cát là 2,5, độ lèn chặt trung bình.
Bảng 4:Bảng tra hệ số K.
Độ lèn chặt
Hình dạng hạt cát

Yếu
Trung bình
Mạnh
Cát hạt
Cát
Cát hạt Cát Cát hạt
Cát
tròn nghiền

+4
0
+2
250
+6
+8
+4
+6
+2
+4
200
+8
+10
+6
+8
+4
+6
Ghi chú:
1 - Nếu mô đun độ lớn (Mdl) của cát ≠ 2,5, thì phải cộng thêm hệ số điều
chỉnh Ks = Mdl - 15.
2 - Nếu bê tông dùng để bơm cần có độ dẻo cao, thì K phải tăng thêm một
giá trị Kp = 5 ÷ 10 (tùy thuộc vào độ dẻo cần thiết).
Bước 6: Xác định hệ số lèn chặt (Lc).
Hệ số lèn chặt Lc là tỉ số thể tích tuyệt đối của vật rắn (xi măng và cốt liệu)
trong 1m3 bê tông tươi. Giá trị của Lc được lựa chọn theo Bảng 5.
Bảng 5: Xác định hệ số lèn chặt của bê tông.
Loại
HH

Lc ứng với các giá trị Dmax (mm) khác nhau

với bê tông cứng, chấn động mạnh, hạt thô). Giá trị trung bình của L c là 0,82
tương ứng với loại bê tông thường (D max từ 16mm đến 40mm). Giá trị Lc cho
trong bảng là ứng với cốt liệu hạt tròn, các trường hợp khác phải trừ đi một
lượng từ 0,01 đến 0,03 (Đối với đá dăm trừ đi 0,01).
Bước 7: Xác định hàm lượng cốt liệu:
Từ đường cấp phối chuẩn OAB ta nối điểm 95% lọt sàng của đường cong
cát với điểm 5% lọt sàng của đường cong sỏi. Tung độ giao điểm của đường nối
với đường cấp phối chuẩn sẽ cho tỷ lệ % về thể tích tuyệt đối của từng loại cốt
liệu g1, g2,... trong hỗn hợp cốt liệu.
Độ lèn ép

X

Thể tích tuyệt đối của cốt liệu: Vcl = 1000 Lc − ρ

x

Thế tích tuyệt đối của từng loại cốt liệu: Vcl1 = g1Vcl và Vcl 2 = g 2Vcl


Trong đó: g1, g2: Phần trăm về thể tích từng loại cốt liệu, %; V cl1, Vcl2: Thể
tích tuyệt đối từng loại cốt liệu, dm3.
Khối lượng của từng loại cốt liệu: P1 = Vcl1.ρa1 và P2 = Vcl 2 .ρa 2
Trong đó: ρa1 , ρa 2 :Khối lượng riêng từng loại cốt liệu, Kg/dm3.
Sau khi tính toán được thành phần tính toán của bê tông. Thành phần này
phải được kiểm tra và điều chỉnh thông qua thực nghiệm.
So sánh phương pháp của Pháp với phương pháp thể tích tuyệt đối dùng
công thức Bolomey-Skramtaev được dùng như phương pháp chính thống ở Việt
Nam vì đã được đưa vào tiêu chuẩn [3,4], thấy có sự khác nhau như sau:
1) Hai phương pháp này đều kết hợp tính toán (lý thuyết) với thực nghiệm,

giảm lượng nước trộn.
3) Phương pháp Việt Nam xác định lượng đá (D) theo công thức. Sau khi đã
xác định được lượng X, N, D, xác định lượng cát như sau:


X D
C = 1.000 −
−
− N ÷.ρ c
ρ x ρd



Phương pháp của Pháp xác định tỉ lệ cát, đá (theo thể tích tuyệt đối) theo
X

biểu đồ. Thể tích tuyệt đối của cốt liệu: Vcl = 1000 Lc − ρ (Lc được tra bảng). sau
x

đó tính riêng thể tích tuyệt đổi và khối lượng của cát và đá.


Chúng tôi đã áp dụng phương pháp của Việt Nam và phương pháp của
Pháp được viết trong tài liệu [5] để tính toán thành phần bê tông, nhìn chung
phương pháp của Pháp tỉ mỷ hơn và cũng phức tạp hơn.
Để so sánh chúng tôi đã dùng 2 phương pháp này để tính toán thành phần
bê tông mác 30 (mẫu lập phương) và R b=27Mpa (theo mẫu hình trụ), độ sụt 56cm, dùng đá dăm và cát vàng. Kết quả đạt được như trong bảng 6.
Bảng 6: Thành phần bê tông theo 2 phương pháp thiết kế.
Phương pháp thiết kế
Thành phần bê tông

NXB Xây dựng.
5. Phùng Văn Lự, Phạm Duy Hữu, Phan Khắc Trí, (2012), Giáo trình vật
liệu xây dựng, NXB Xây dựng.