Báo cáo nghiên cứu khoa học: ẢNH HƯỞNG CỦA TỶ LỆ NƯỚC/XI MĂNG ĐẾN CÁC TÍNH CHẤT CỦA BÊ TÔNG TỰ LÈN

Bê tông tự lèn (SCC) có những tính năng vượt trội trong tiến độ thi công so với bê tông thường cho các công trình bê tông cốt thép, đặc biệt các công trình có lượng cốt thép nhiều. Các hỗn hợp bê tông tự lèn luôn luôn được sản xuất với các tỷ lệ nước/xi măng trong phạm vi khác nhau, tuỳ thuộc vào khả năng tự lèn chặt.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Báo cáo nghiên cứu khoa học: "ẢNH HƯỞNG CỦA TỶ LỆ NƯỚC/XI MĂNG ĐẾN CÁC TÍNH CHẤT CỦA BÊ TÔNG TỰ LÈN" ẢNH HƯỞNG CỦA TỶ LỆ NƯỚC/XI MĂNG ĐẾN CÁC TÍNH CHẤT CỦA BÊ TÔNG TỰ LÈNTS. NGUYỄN QUANG PHÚBộ môn Vật liệu Xây dựng - Khoa Công trình, Trường Đại học Thủy lợi, Việt NamGS. JIANG LINHUAKhoa Vật liệu Xây dựng, Trường Đại học Hồ Hải, TP. Nam Kinh, Trung Qu ốcGS. LIU JIAPINGViện nghiên cứu vật liệu mới, Tỉnh Giang Tô, TP. Nam Kinh, Trung Quốc Tóm tắt: Bê tông tự lèn (SCC) có những tính năng v ượt trội trong tiến độ thi công so với bê tôngthường cho các công trình bê tông c ốt thép, đặc biệt các công trình có lượng cốt thép nhiều. Các hỗnhợp bê tông tự lèn luôn luôn đư ợc sản xuất với các tỷ lệ nước/xi măng trong phạm vi khác nhau, tuỳthuộc v ào khả năng tự lèn chặt. Việc điều chỉnh tỷ lệ nư ớc/xi măng v à lượng dùng ph ụ gia giảm nư ớcbậc cao l à một trong nhữ ng tính chất then chốt trong tỷ lệ của các hỗn hợp SCC. Trong b ài báo này,năm hỗn hợp bê tông với các tỷ lệ nư ớc/xi măng và lượng dùng phụ gia giảm nước bậc cao khác nhauđư ợc nghiên cứu. Một số thí nghiệm như: độ chảy, phễu chữ V, hộp chữ L cũng đư ợc tiế n hành để xácđịnh các thông số tối ưu cho khả năng tự lèn ch ặt của các hỗn hợp bê tông. Sự phát triển của c ường độnén, mô đun đàn hồi và cường độ kháng nứt của các hỗn hợp bê tông cũng được tính toán v à dự đoán.1. Đặt vấn đề Bê tông tự lèn (SCC) đư ợc sử dụng ng ày càng ph ổ biến cho các công tr ình bê tông c ốt thép cóhàm lư ợng cốt thép d ày đặc, như các n hà cao t ầng, dầm s àn, cầu cống… Để thiết kế một hỗn hợpSCC thích h ợp không phải là một công việc đơn giản. Khi thiết kế hỗn hợp SCC, sự tính toán địnhlư ợ ng đ ộ tự lèn ch ặt là m ột vấn đề hết sức cần thiết [1]. Trong việc chọn th ành phần của bê tông truyền thống, tỷ lệ nư ớc/xi măng luôn đư ợc giữ không đổiđể đảm bảo đạt đư ợc c ư ờng độ v à độ bền yêu cầu. Tuy nhiên, với SCC thì t ỷ lệ nư ớc/bột phải đư ợcch ọn bởi kh ả năng tự lèn chặt của hỗn hợp bê tông là r ất quan trọng trong thiết kế [2]. Các phương pháp ki ểm tra khác nhau đã phát triển với nỗ lực mô tả đầy đủ các tính chất của SCC.K hông m ột phương pháp đơn l ẻ nào có thể lựa chọn đư ợc tất cả các tính công tác c ủa SCC, do đó mỗihỗn hợp thiết kế nên đư ợc kiểm tra bởi nhiều ph ương pháp đ ể đạt đư ợc các đặc tr ưng tính công táckhác nhau c ủa hỗn hợp bê tông [3]. Về mặt h ư ớng dẫn thực hiện, có hai ph ương pháp nói chung là đủ để kiểm tra chất lư ợng củaSCC. Điển hình là sự kết hợp của phương pháp đ ộ chảy và ph ễu V, hoặc độ chảy và vòng J. Tuynhiên đ ộ điền đầy v à khả năng di chuyển của SCC không thể đư ợc tính toán đầy đủ nếu chỉ d ùng mộtphương pháp độ chảy [1]. Cả hai phương pháp hộp chữ L và chữ U có thể đư ợc sử dụng để đánh giákh ả năng di chuyển của SCC [3]. T ừ quan điểm của độ lưu hóa, SCC c ần có tính dẻo vừa đủ để đảm bảo cho sự lơ lửng và phân b ốđồng đều của các phần tử rắn trong suốt quá trình thi công. Việc giảm hàm lượng nư ớc tự do và tăng sựtập trung của cá c phần tử mịn có thể làm tăng tính dính kết và tính dẻo, do đó làm tăng tính ổn định củaSCC. Lư ợng nư ớc tự do bằng tổng lư ợng nư ớc trừ đi lư ợng nư ớc tự nhiên và hoá h ọc bị giữ lại bởi cốtliệu và vật liệu bột cũng như bất kỳ lượng nư ớc kết hợp nào đó c ủa các phụ gia hóa học. Nói chungphương pháp giảm thiểu hàm lư ợng nư ớc tự do để tăng sự ổn định có thể làm cho h ỗn hợp SCC có ứngsuất đàn hồi thấp và mức dính kết từ cấp độ vừa phải đến cao. H àm lư ợng nư ớc tự do thấp đòi h ỏi cóliên quan tới lượng dùng phụ gia giảm nư ớc cao để đạt đư ợc độ chảy yêu cầu, đặc biệt với những hàmlư ợng chất kết dính thấp [4]. T rong nghiên c ứu này, năm h ỗn hợp SCC khác nhau đư ợc chế tạo với c ùng hàm lư ợng xi măng(376 kg/m3), hàm lư ợng nư ớc tự do đư ợc giảm từ 277 đến 140 lít/m3; khi đó li ều lư ợng dùng phụ giagi ảm nư ớc tăng từ 3.7 đến 13.0 lít/m3 để đảm bảo độ chảy trong khoảng 60 - 80 cm. Đ ể áp dụng cáchỗn hợp SCC cho thực tế thì m ẫu thích hợp nhất phải đư ợc phát triển đặc biệt và ki ểm tra đầy đủ cácthông s ố kỹ thuật [5]. Mục đích của nghiên c ứu n ày là đề nghị một ph ương pháp để lựa chọn hỗn hợpm ẫu thiết kế thích hợp. Khả năng tự l èn chặt và các tính năng k ỹ thuật của các mẫu SCC cũng đư ợcki ểm tra bằng một số ph ương pháp thí nghi ệm.2. Vật liệu và phương pháp nghiên cứu2.1. Vật li ệu2.1.1. Xi măng Xi măng Pooclăng PC 42.5 có cư ờng độ nén xác định theo ti êu chuẩn GB/T 17671- 1999 [6] đạttại 7 ng ày và 28 ngày tương ứ ng l à 49.7 MPa và 60.1 MPa. Thành ph ần hóa học và vật lý của xi măngđư ợc thể hiện trong bảng 1: Bảng 1. Thành phần hóa học và vật lý của xi măng Thành phần hoá học chính (%) Khối l ượng riêng Diện tích bề mặt (g/cm3) (m2/kg) SiO2 Al2 O3 CaO MgO F e2 O3 SO3 Loss 20.60 5.03 64.11 1.46 4.38 1.72 1.18 3.15 4502.1.2. B ột đá B ột đá đư ợc dùng cho thí nghiệm nhằm nâng cao độ dẻ o của bê tông. Khối lư ợng ri êng c ủa bột đálà 2.58 g/cm3 v à có độ mịn với diện tích bề mặt theo Blaine l à 4400 m2/kg.2.1.3. C ốt liệu mịn (cát) Cát tự nhi ên có c ấp phối tốt, độ sạch đạt yêu c ầu; các tính chất của cát đư ợc thể hiện trong bảng 2: Bảng 2. Các tính chất của cát Khối l ượng đơn vị Mô đun độ lớn 3 Khối l ượng riêng (g/cm ) Độ ẩm (%) ...