Báo cáo khoa học: LỰA CHỌN TỐI ƯU HỖN HỢP BÊ TÔNG CÁT

Tóm tắt: Xác định thành phần hỗn hợp cốt liệu được mô tả đây là một phần rất quan trọng khi thiết kế hỗn hợp bê tông cát. Bài báo giới thiệu sự khác nhau của các đường cong cấp phối lý tưởng, đề xuất thiết kế hỗn hợp bằng phương pháp phân tích và phương pháp số. i
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Báo cáo khoa học: "LỰA CHỌN TỐI ƯU HỖN HỢP BÊ TÔNG CÁT" LỰA CHỌN TỐI ƯU HỖN HỢP BÊ TÔNG CÁT NCS. NGUYỄN THANH SANG Bộ môn Vật liệu xây dựng Viện KH&CN XDGT Trường Đại học Giao Thông Vận Tải Tóm tắt: Xác định thành phần hỗn hợp cốt liệu được mô tả đây là một phần rất quan trọng khi thiết kế hỗn hợp bê tông cát. Bài báo giới thiệu sự khác nhau của các đường cong cấp phối lý tưởng, đề xuất thiết kế hỗn hợp bằng phương pháp phân tích và phương pháp số. Phương pháp thiết kế hỗn hợp bê tông cát còn quan tâm đến các thông số hạt của cốt liệu. Mục đích của tối ưu hỗn hợp bê tông cát được đưa ra là từ việc chọn hỗn hợp cốt liệu cho phù hợp nhất từ cơ sở dự liệu. Các tính chất sau được chọn tối ưu: giá thành của vật liệu thô, chất lượng đầm chặt cốt liệu, tổng lượng nước và lượng xi măng. Việc lựa chọn hỗn hợp cốt liệu cũng như lựa chọn tối ưu thành phần của hỗn hợp bê tong cát nhờ sự hộ trợ của máy tính. Summary: Determination of ingredients of aggregate mixes is discussed as an important part of sand concrete mix design. Defferent types of “ideal” aggregate grading curves are presented in the work. Analytic and numerical method of aggregate mix design are proposed. A sand concrete mix design method is used, taking granulation parameters of aggregate into account. The task of concrete mix optimation implies selecting the most suitable sand concrete aggregate from Data Base. The following properties are to be optimized: cost raw materials, quality of aggregate packing, water and cement consumption. Computer programs for CT 2 aggregate and sand concrete mix design as well as for sand concrete mix optimization have been developed.I. THIẾT KẾ HỖN HỢP CỐT LIỆU Cốt liệu chiếm tới 60÷85% tổng thể tích của bê tông cát. Lựa chọn thích hợp loại cốt liệucũng như thành phần hạt ảnh hưởng đến các tính chất của bê tông cát như: tính công tác của hỗnhợp bê tông cát cũng như cường độ, tính chống thấm, độ bền và giá thành của bê tông cát đôngcứng, bởi vậy thiết kế hỗn hợp cốt liệu là một khâu quan trọng khi lựa chọn tối ưu hỗn hợp bêtông cát. Có hai cách xác định thành phần của hỗn hợp cốt liệu: dùng đường cong cấp phối lýtưởng hoặc dùng giá trị độ đặc của hỗn hợp cốt liệu theo lý thuyết và thực nghiệm. 1.1. Cấp phối cốt liệu lý tưởng Cấp phối cốt liệu được định nghĩa là mối quan hệ giữa kích cỡ sàng tiêu chuẩn Xi(mm) vàtổng lượng lọt qua sàng này Yi(Xi). Mối quan hệ này tính toán công thức hay đồ biểu. Tối ưuhóa cấp phối cốt liệu có nghĩa là dùng đường cong cấp phối lý tưởng thì cho một hỗn hợp cốtliệu có độ đặc tốt và cho bê tông cát có tính chất tốt. Có các đường cong lý tưởng dựa vào tính toán cơ bản lý thuyết kết hợp với thực nghiệm.Ví dụ đường cong Bolomey, Fuller, Graf [1,2,3]. Đường cong Fuller là phổ biến hơn cả. Nó được tính toán bằng công thức toán học như sau: YTi=100. X i / X max trong đó: YTi : lượng lọt sàng lý tưởng (lý thuyết). Xmax: kích cỡ lớn nhất cốt liệu, mm (điểm kết thúc đường cong lý tưởng). Đường cong lý tưởng được tính toán bắt đầu từ điểm (X0,0) vì các hạt nhỏ hơn X0 = 0.075mm được gọi là bột. Do đó để tính toán giá trị này đường cong lý tưởng Fuller có dạng như sau: YTi = T X i − X 0 =T (Xi-X0)0.5 trong đó: T là hệ số phụ thuộc vào kính cỡ lớn nhất của cốt liệu và phải quan tâm rằng độ cong đường cong Fuller có thể thay đổi phụ thuộc vào loại cốt liệu (góc cạnh hay tròn trơn) [5]. Hay nói cách khác đường cong Fuller cho kết quả tốt thì hỗn hợp bê tông cát cứng và có tính công tác thấp. Để cho hỗn hợp bê tông cát dẻo (độ sụt hình côn bằng 3cm và lớn hơn) và bê tông cát để bơm. Vì lý do này để thay đổi độ cong của đường cong lý tưởng Fuller phụ thuộc vào thành phần của bê tông cát và loại cốt liệu. Như vậy, biến đổi đường cong Fuller như sau: YTi = Tn (Xi - X0)n trong đó: YTi : độ cong của đường cong lý tưởng (lý thuyết). Tn: hệ số, phụ thuộc kích cỡ lớn nhất cốt liệu và bậc của biểu thức. Cấp phối lý tưởng của cốt liệu có thể xác định qua đường cong giới hạn trong hình vẽ. CácCT 2 đường cong lý tưởng khác (cũng là biến đổi của đường cong Fuller với các bậc khác nhau) và đường cong giới hạn theo ASTM C33 [5] ở hình 1. 100 Vùng cho phép 90 80 70 Fuller n=0.3 L ượ ng lọ t sàng % 60 n=0.3 50 Fuller n=0.4 n=0.4 40 30 Fuller n=0.5 n=0.5 20 n=0 6 10 ...