Tài liệu BÊ TÔNG CƯỜNG ĐỘ CAO VÀ CHẤT LƯỢNG CAO - Chương 1

Ch-ơng 1 Các khái quát về bê tông c-ờng độ cao và chất l-ợng cao Các từ khóa: Bê tông c-ờng độ cao, chất l-ợng cao, cấu trúc, c-ờng độ, độ bền, ứng xử cơ học, ứng dụng, phát triển. 1. Về bê tông c-ờng độ cao v chất l-ợng cao Bê tông l một loại vật liệu chủ yếu của thế kỷ 20 đ-ợc chế tạo từ hỗn hợp vật liệu đ-ợc lựa chọn hợp lý gồm các th nh phần: Cốt liệu lớn (đá dăm hoặc sỏi), cốt liệu nhỏ (cát), chất kết dính (ximăng…), n-ớc v phụ...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Tài liệu BÊ TÔNG CƯỜNG ĐỘ CAO VÀ CHẤT LƯỢNG CAO - Chương 1 Ch−¬ng 1 C¸c kh¸i qu¸t vÒ bª t«ng c−êng ®é cao vµ chÊt l−îng caoC¸c tõ khãa: Bª t«ng c−êng ®é cao, chÊt l−îng cao, cÊu tróc, c−êng ®é, ®ébÒn, øng xö c¬ häc, øng dông, ph¸t triÓn. 1. VÒ bª t«ng c−êng ®é cao v chÊt l−îng cao Bª t«ng l mét lo¹i vËt liÖu chñ yÕu cña thÕ kû 20 ®−îc chÕ t¹o tõ hçn hîp vËtliÖu ®−îc lùa chän hîp lý gåm c¸c th nh phÇn: Cèt liÖu lín (®¸ d¨m hoÆc sái), cètliÖu nhá (c¸t), chÊt kÕt dÝnh (xim¨ng…), n−íc v phô gia. C¸t v ®¸ d¨m l th nhphÇn vËt liÖu kho¸ng, ®ãng vai trß bé khung chÞu lùc. Hçn hîp xi m¨ng v n−íc(hå xim¨ng) l th nh phÇn ho¹t tÝnh trong bª t«ng, nã bao bäc xung quanh cèt liÖu,lÊp ®Çy lç rçng gi÷a c¸c cèt liÖu v khi hå xi m¨ng r¾n ch¾c, nã dÝnh kÕt cèt liÖuth nh mét khèi ®¸ v ®−îc gäi l bª t«ng. C¸c chÊt phô gia rÊt phong phó v chóngl m tÝnh chÊt cña bª t«ng trë nªn ®a d¹ng v ®¸p øng ®−îc c¸c yªu cÇu ng y c ngph¸t triÓn cña bª t«ng v kÕt cÊu bª t«ng. Ng y nay bª t«ng l mét trong nh÷ng lo¹i vËt liÖu ®ang ®−îc sö dông rÊt réngr i trong x©y dùng, x©y dùng cÇu, ®−êng. Tû lÖ sö dông bª t«ng trong x©y dùng nhchiÕm kho¶ng 40%, x©y dùng cÇu ®−êng kho¶ng 15% tæng khèi l−îng bª t«ng. Bª t«ng cã c−êng ®é chÞu nÐn cao, m« ®un ® n håi phï hîp víi kÕt cÊu bª t«ngcèt thÐp v bª t«ng cèt thÐp dù øng lùc. Bª t«ng bÒn n−íc v æn ®Þnh víi c¸c t¸c ®éng cña m«i tr−êng C«ng nghÖ bª t«ng æn ®Þnh ng y c ng ph¸t triÓn. Gi¸ th nh cña bª t«ng hîp lý do tËn dông ®−îc c¸c nguyªn vËt liÖu ®Þa ph−¬ng,v× vËy kÕt cÊu bª t«ng chiÕm 60% c¸c kÕt cÊu x©y dùng. Nh−îc ®iÓm c¬ b¶n cña bª t«ng l cã c−êng ®é chÞu kÐo ch−a cao v khèi l−îngc«ng tr×nh bª t«ng cèt thÐp cßn lín. C−êng ®é chÞu nÐn cña bª t«ng th−êng chØ ®¹ttèi ®a 50 MPa v ®é sôt tèi ®a 7 cm. Con ®−êng ph¸t triÓn cña bª t«ng l c¶i tiÕn hÖ thèng cÊu tróc, th nh phÇn, c«ngnghÖ b»ng c¸ch sö dông c¸c phô gia, c¸c chÊt hç trî c«ng nghÖ (b¶o d−ìng, trîb¬m...) v c¸c ph−¬ng ph¸p c«ng nghÖ míi ®Ó t×m ra c¸c bª t«ng chÊt l−îng cao.C¸c bª t«ng chÊt l−îng cao ph¶i ®¸p øng c¸c yªu cÇu vÒ c−êng ®é, ®é bÒn, tÝnh dÔ®æ v tÝnh kinh tÕ. Nh÷ng tÝnh chÊt ®−îc c¶i tiÕn l m chÊt l−îng h¬n h¼n bª t«ngtruyÒn thèng (c−êng ®é, biÕn d¹ng, dÔ ®æ...). Nh÷ng tÝnh chÊt ®Æc biÖt n y t¹o rakh¶ n¨ng s¸ng t¹o ra c¸c kÕt cÊu x©y dùng v c«ng nghÖ x©y dùng míi. Tæng qu¸tvÒ hÖ thèng ph¸t triÓn HPC sÏ bao gåm ba bé phËn l vËt liÖu míi cã tÝnh n¨ngmíi, c«ng nghÖ míi t¹o ra kÕt cÊu míi. 4 Bª t«ng chÊt l−îng cao bao gåm 5 lo¹i bª t«ng nh− sau: - Bª t«ng c−êng ®é cao siªu dÎo: l lo¹i bª t«ng cã th nh phÇn cèt liÖu v xim¨ng truyÒn thèng v phô gia siªu dÎo. Lo¹i bª t«ng n y cã tû lÖ N/X kho¶ng 0,35-0,40, ®é sôt ®¹t ®Õn 15 - 20 cm, gi÷ ®−îc Ýt nhÊt 60 phót. C−êng ®é ®¹t ®Õn 70 MPav cã c−êng ®é sím (R7 = 0,85R28). §©y l lo¹i bª t«ng ®−îc sö dông chñ yÕu trongc¸c kÕt cÊu cÇu ®−êng ë ViÖt Nam. - Bª t«ng chÊt l−îng cao (HPC): cã sö dông N/X gÇn ®Õn 0,25, phô gia siªumÞn l tro nhÑ hoÆc muéi silic siªu mÞn. §©y l lo¹i bª t«ng cã c−êng ®é chÞu nÐn®Õn 80 hoÆc 100 MPa v cã c¸c ®Æc tÝnh vËt lý v c¬ häc ®−îc c¶i tiÕn dÉn ®Õn ®ébÒn cao v tuæi thä khai th¸c ®Õn 100 n¨m. - Bª t«ng siªu nhÑ: cã c−êng ®é t−¬ng tù nh− bª t«ng th−êng, khèi l−îng ®¬nvÞ thÊp ®Õn 0,8 g/cm3 - Bª t«ng tù ®Çm: th nh phÇn cèt liÖu lín Ýt, t¨ng thªm c¸c chÊt bét v sö dôngphô gia siªu dÎo ®Æc biÖt. Bª t«ng cã kh¶ n¨ng tù ®Çm, trong qu¸ tr×nh thi c«ngkh«ng cÇn sö dông c¸c thiÕt bÞ ®Çm. Lo¹i bª t«ng n y cho phÐp thi c«ng c¸c c«ngtr×nh cã khèi l−îng rÊt lín (20.000 m3 trë lªn ) kh«ng cÇn bè trÝ mèi nèi, kh«ng cÇn®Çm. Sö dông bª t«ng tù ®Çm tiÕt kiÖm ®−îc nh©n c«ng, thêi gian v kh«ng g©y ån. - Bª t«ng cèt sîi: trong th nh phÇn cã thªm sîi (kim lo¹i, polyme, c¸c sîikh¸c). Bª t«ng cèt sîi c¶i thiÖn ®é dÎo cña bª t«ng, t¨ng c−êng kh¶ n¨ng chèng nøtcho bª t«ng ë tr¹ng th¸i mÒm v tr¹ng th¸i chÞu lùc.Bª t«ng HPC ®−îc ph¸t triÓn trªn thÕ giíi tõ nh÷ng n¨m 70. Tõ n¨m 2000 HPC ®®−îc nghiªn cøu t¹i c¸c tr−êng ®¹i häc v c¸c ViÖn nghiªn cøu ë ViÖt Nam. 2. §Þnh nghÜa bª t«ng c−êng ®é cao v chÊt l−îng cao 2.1. §Þnh nghÜa bª t«ng chÊt l−îng cao Bª t«ng chÊt l−îng cao l mét thÕ hÖ bª t«ng míi cã thªm c¸c phÈm chÊt®−îc c¶i thiÖn thÓ hiÖn sù tiÕn bé trong c«ng nghÖ vËt liÖu v kÕt cÊu x©y dùng. XÐtvÒ c−êng ®é chÞu nÐn th× ®ã l bª t«ng c−êng ®é cao.(High Strength concrete), xÐttæng thÓ c¸c tÝnh n¨ng th× gäi l bª t«ng chÊt l−îng cao. Bª t«ng chÊt l−îng cao ®−îc gäi t¾t theo ng−êi Anh l HPC (HighPerformace concretes), theo ng−êi Ph¸p l BHP (BET0NS A HAUTEPERORMANCES ). Bª t«ng c−êng ®é cao (High Strength concrete) l lo¹i bª t«ngcã c−êng ®é chÞu nÐn tuæi 28 ng y, lín h¬n 60 MPa, víi mÉu thö h×nh trô cã D =15 cm , H = 30cm. C−êng ®é chÞu nÐn sau 24 giê ≥ 35 MPa , c−êng ®é chÞu nÐn ëtuæi 28 ng y ≥ 60 MPa. MÉu thö ®−îc chÕ t¹o, d−ìng hé, thö, theo c¸c tiªu chuÈnhiÖn h nh. 5 Th nh phÇn bª t«ng c−êng ®é cao cã thÓ dïng hoÆc kh«ng dïng muéi silichoÆc dïng kÕt hîp víi tro bay. Khi sö dông muéi silic chÊt l−îng bª t«ng ®−îcn©ng cao h¬n. Tiªu chuÈn cña B¾c Mü qui ®Þnh bª t«ng c−êng ®é cao l lo¹i bª t«ng cãc−êng ®é chÞu nÐn ë tuæi 28 ng y ≥ 42 MPa. Theo CEB.FIP qui ®Þnh bª t«ng chÊt l−îng cao cã c−êng ®é nÐn sau 28 ng ytèi thiÓu l 60 MPa v cã c¸c tÝnh n¨ng vËt lý v c¬ häc cao. Ng y nay tr×nh ®é kiÕn thøc vÒ lo¹i bª t«ng n y ® cho phÐp øng dông bªt«ng chÊt l−îng cao trong c«ng tr×nh lín, chñ yÕu ë ba lÜnh vùc: c¸c ng«i nh nhiÒutÇng, c¸c c«ng tr×nh biÓn v c¸c c«ng tr×nh giao th«ng (cÇu, ®−êng, hÇm). C¸c ®ÆctÝnh c¬ häc míi cña bª t«ng c−êng ®é cao cho phÐp ng−êi thiÕt kÕ s¸ng t¹o ra lo¹ikÕt cÊu míi cã chÊt l−îng cao h¬n. 2.2. C¸c nghiªn cøu vÒ bª t«ng c−êng ®é cao v chÊt l−îng cao Trong kho¶ng 15 n¨m gÇn ®©y c¸c s¶n phÈm bª t«ng cã c−êng ®é ...