Ứng dụng phương pháp tối ưu hóa thành phần hạt cốt liệu trong thiết kế cấp phối bê tông

Trong phạm vi bài viết này, tác giả giới thiệu về phương pháp tối ưu thành phần hạt và ví dụ cụ thể khi sử dụng phương pháp này để thiết kế tối ưu thành phần bê tông. Cốt liệu ban đầu chưa đạt tiêu chuẩn cho chế tạo bê tông, nhưng thông qua phương pháp tối ưu thành phần hạt, cốt liệu không những đạt tiêu chuẩn mà còn có độ rỗng nhỏ nhất, chế tạo bê tông có độ đặc chắc nhất.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Ứng dụng phương pháp tối ưu hóa thành phần hạt cốt liệu trong thiết kế cấp phối bê tông ỨNG DỤNG PHƯƠNG PHÁP TỐI ƯU HÓA THÀNH PHẦN HẠT CỐT LIỆU TRONG THIẾT KẾ CẤP PHỐI BÊ TÔNG Phạm Toàn Đức, Nguyễn Phan Anh Khoa Xây dựng Email: ducpt@dhhp.edu.vn Ngày nhận bài: 23/10/2020 Ngày PB đánh giá: 10/11/2020 Ngày duyệt đăng: 19/11/2020 TÓM TẮT: Các chỉ dẫn kỹ thuật cũng như các tài liệu, giáo trình hiện nay chủ yếu đề cập đến việc thiết kế thành phần bê tông bằng phương pháp thể tích tuyệt đối. Những cốt liệu có thành phần hạt không đạt tiêu chuẩn hiện hành thì sẽ không được sử dụng cho chế tạo bê tông. Trong phạm vi bài báo này, tác giả giới thiệu về phương pháp tối ưu thành phần hạt và ví dụ cụ thể khi sử dụng phương pháp này để thiết kế tối ưu thành phần bê tông. Cốt liệu ban đầu chưa đạt tiêu chuẩn cho chế tạo bê tông, nhưng thông qua phương pháp tối ưu thành phần hạt, cốt liệu không những đạt tiêu chuẩn mà còn có độ rỗng nhỏ nhất, chế tạo bê tông có độ đặc chắc nhất. Từ khóa: cốt liệu, thành phần hạt, tối ưu. APPLYING THE METHOD OF OPTIMIZING THE AGGREGATE PARTICLE COMPOSITION IN CONCRETE MIX DESIGN ABSTRACT: Technical guidelines, documents, and textbooks that are currently available mainly refer to concrete proportion mix design by the absolute volume method. Aggregates that do not conform the current standards will not be used in concrete production. This article introduces the particle composition optimization method and specific examples when using this method for optimization of concrete proportion mix design. Aggregates that do not conform the standards in concrete production, through this method will be in conformity with the standards and have the smallest porosity and can be used to produce the highest-density concrete. Key words: aggregate, particle composition, optimization. 1. ĐẶT VẤN ĐỀ thông số, hệ số được lựa chọn trong một Khi thiết kế thành phần bê tông người khoảng giá trị nên sau thí nghiệm, thành ta thường sử dụng phương pháp thể tích phần cấp phối phải điều chỉnh nhiều. tuyệt đối, nghĩa là coi như thể tích 01m3 Phương pháp thể tích tuyệt đối cũng chưa bê tông là tổng thể tích của cốt liệu ở trạng xét đến việc lựa chọn thành phần hạt cốt thái hoàn toàn đặc. Tuy nhiên, trên thực liệu như thế nào để hỗn hợp cốt liệu được tế, trong bê tông còn tồn tại cấu trúc rỗng lèn chặt nhất, độ rỗng nhỏ nhất, từ đó thiết nên có độ rỗng nhất định. Mặt khác, do kế được thành phần bê tông có độ đặc có nhiều thông số đầu vào cho quá trình chắc nhất. thiết kế cấp phối bê tông nên khi sử dụng Trong phạm vi bài báo này, tác giả phương pháp này nhiều thông số được giới thiệu về phương pháp tối ưu thành lấy bằng kinh nghiệm, tra bảng, có những phần hạt và ví dụ cụ thể khi sử dụng 22 TRƯỜNG ĐẠI HỌC HẢI PHÒNG phương pháp này để thiết kế tối ưu thành nghiệm đơn giản, cho phép nhanh chóng phần bê tông. Cốt liệu ban đầu chưa đạt xác định được tỷ lệ giữa cốt liệu lớn và tiêu chuẩn cho chế tạo bê tông, nhưng cốt liệu nhỏ để đạt được hỗn hợp cốt liệu thông qua phương pháp tối ưu thành phần có độ rỗng nhỏ nhất. Nội dung cơ bản của hạt, cốt liệu không những đạt tiêu chuẩn phương pháp Kirienko như sau: mà còn có độ rỗng nhỏ nhất, chế tạo bê Xác định khối lượng thể tích (KLTT) tông có độ đặc chắc nhất. Phương pháp ở trạng thái lèn chặt và khối lượng riêng này được tác giả sử dụng trong nghiên cứu của cốt liệu lớn. Từ đó xác định độ rỗng đề tài cấp thành phố: “Nghiên cứu sử dụng của cốt liệu lớn. Trên cơ sở đó tính sơ bộ tro bay nguyên khai nhà máy nhiệt điện lượng dùng cốt liệu nhỏ để lấp đầy thể tích Hải Phòng làm phụ gia khoáng cải thiện rỗng của cốt liệu lớn, với giả thiết các hạt tính chất bê tông khối lớn” [1]. cốt liệu nhỏ sẽ điền đầy khoảng trống giữa 2. PHƯƠNG PHÁP TỐI ƯU HÓA các hạt cốt liệu lớn hơn. Sau đó xác định khối lượng thể tích ở trạng thái lèn chặt THÀNH PHẦN HẠT CỐT LIỆU SỬ của hỗn hợp cốt liệu và độ rỗng của hỗn DỤNG TRONG THIẾT KẾ BÊ TÔNG hợp. Trong trường hợp lý tưởng thì hệ số Khi chọn tỷ lệ giữa các hạt cốt liệu điền đầy của các hạt nhỏ vào khoảng trống lớn và nhỏ cần đạt được hai mục đích là giữa các hạt to (µ) phải bằng 1, nghĩa là hỗn hợp cốt liệu có độ rỗng nhỏ tối thiểu thể tích của phần hạt nhỏ đúng bằng thể và đáp ứng yêu cầu về tính công tác của tích rỗng của phần hạt lớn hơn. Tuy nhiên, hỗn hợp bê tông. Hỗn hợp cốt liệu có độ do trong quá trình lèn chặt hạt sắp xếp một rỗng càng nhỏ thì lượng hồ xi măng cần cách ngẫu nhiên và do hình dạng các hạt thiết để lấp đầy khoảng trống giữa các hạt không phải hình cầu, giữa chúng thường cốt liệu và bao bọc quanh chúng càng nhỏ. có một sự giãn cách nhất định, nên hệ số Mặt khác, hỗn hợp cốt liệu phải có tỷ lệ điền đầy thường khác 1. Tiến hành thí cốt liệu nhỏ/cốt liệu lớn càng nhỏ thì tỷ nghiệm với hệ số điền đầy khác nhau sẽ diện bề mặt của hỗn hợp càng nhỏ. Như được tỉ lệ hợp lý giữa các cấp hạt của cốt vậy với độ lưu động cho trước thì hỗn hợp liệu lớn và tỷ lệ giữa cát và hỗn hợp cốt bê tông có tỷ lệ cốt liệu nhỏ/cốt liệu lớn liệu lớn. thấp sẽ cần ít nước nhào trộn hơn và do đó Lèn chặt cốt liệu được ...