Bi tp mụn hc Vt liu xõy dng

BàI TậP MÔN HọC
VậT LIệU XÂY XựNG
Cõu 1: Cỏch phõn loi cỏc loi ph gia dựng cho bờ tụng v va. Vỡ sao bờ tụng
khi ln thng phi s dng khoỏng hot tớnh (Tro bay v Puzlan) ?
Ph gia cú th l cỏc vt liu khoỏng nghin mn vn dựng trong sn xut xi
mng, cú th l mt s vt liu khoỏng khỏc, mn t sinh hoc c nghin mn.
1. Cỏc ph gia khoỏng
1.1. Mui silic (silicafume - SF)
L sn phm ph ca cụng ngh sn xut silic hoc hp kim st-silic, hm
lng Si02 cú t 85 n 98% khi lng vt liu. L cỏc ht rt nh cú ng kớnh
trung bỡnh khong 0,01mm (nh hn kớch thc trung bỡnh ca ht xi mng khong
100 ln). Si02 dng thy tinh vụ nh hỡnh cú hot tớnh cao v mn y nhanh
phn ng vi canxi hydroxit do s thy hoỏ xi mng pooclng sinh ra. Nhng phn t
rt nh ca Silicafume cú th xõm nhp vo khụng gian gia cỏc ht xi mng, lm tng
tớnh c chc ca bờ tụng. Hin hay dựng mui silic khong 5 ữ 15% tng trng
lng cht kt dớnh trong bờ tụng. Dựng mui silic kt hp vi ph gia siờu do v xi
mng mỏc cao cú th ch to c bờ tụng mỏc cao, thm chớ rt cao.
1.2. Ph gia tro tru
Tro tru cú hm lng silic oxit rt cao, chỏy nhit thp (500ữ700 0C), cho
vt liu vụ nh hỡnh, cu trỳc xp, kớch thc ht t 10 n 100 mm, ht cú hỡnh dng
thay i tu ni sn xut. Cú hiu ng puzlan rt mnh v cú th úng gúp tng cng
tui 3 n 7 ngy. Thng cn dựng ng thi ph gia siờu do.
1.3. Mt s vt liu silic oxit vụ nh hỡnh qua x lý
Nh mờta caolanh, l loi kaolinit tinh khit v mn c qua nung khong
650ữ850oC v nghin ti mn 700ữ900 m2/kg.
2. Cỏc ph gia hoỏ hc dựng cho bờ tụng
ó cú nhiu v luụn luụn cú thờm cỏc sn phm c th khỏc v vỡ vy mun
chn s dng chỳng nờn cú s tr giỳp ca chuyờn gia. Nhỡn bao quỏt, cú th tm phõn
chỳng theo nm loi:

1) Loi ph gia cun khớ;
Hc viờn:

Lp: CH20C

1


Bài tập môn học Vật liệu xây dựng

2) Loại phụ gia tăng nhanh đóng rắn;
3) Loại phụ gia giảm nước và điều chỉnh ninh kết-đóng rắn;
4) Loại phụ gia dùng làm bê tông chảy;
5) Các loại phụ gia khác.
2.1. Các loại phụ gia cuốn khí (air entraining admixtures)
Được dùng nhằm đa các bọt không khí vào phân bố đều và ổn định trong bê
tông. Chúng cải thiện được tính bền vững của bê tông trước các hiện tượng đông băng,
tan băng, giúp bề mặt bê tông đỡ bị các bong tróc, gây ra bởi các hoá chất dùng làm
tan băng trên mặt đường. Chúng cũng có thể tăng được tính lưu động cho bê tông tơi,
giảm bớt được tính phân tầng hay tách nước.
Có nhiều vật liệu có khả năng hoạt động như phụ gia cuốn khí. Lại cũng có
những vật liệu như hidro peroxit, bột nhôm v.v... có thể dùng để đa bọt khí vào hỗn
hợp ximăng nhưng không được coi là phụ gia cuốn khí bởi chúng không sinh ra được
hệ thống bọt khí đủ tác dụng chống đông băng, tan băng.
2.2. Phụ gia tăng nhanh đóng rắn, giảm nước và điều chỉnh ninh kết đóng rắn
Tiêu chuẩn ngành thủy lợi về phụ gia hoá cho bê tông 14TCN 104-1999, tương
ứng với tiêu chuẩn Mỹ ASTM C 494-92, đã xếp chúng theo 07 loại phụ gia:
Loại A -phụ gia giảm nước;
Loại B - phụ gia chậm đông kết;
Loại C - phụ gia tăng nhanh đóng rắn

Loại D - phụ gia giảm nước và làm chậm đông kết;
Loại E - phụ gia giảm nước và đóng rắn nhanh;
Loại F - phụ gia siêu dẻo (giảm nước bậc cao);
Loại G - phụ gia siêu dẻo làm chậm đông kết.
2.3. Các loại phụ gia dùng cho bê tông chảy
Bê tông chảy (flowing concrete) là loại bê tông cho độ sụt lớn hơn 190 mm,
dùng để thi công ở nơi bê tông có yêu cầu tự lèn mà vẫn có độ nhớt cần thiết, không để
xảy ra hiện tượng quá phân tầng, tách nước hay chậm đóng rắn bất thường. Nếu sản
xuất loại bê tông này bằng cách thêm lượng nước thì chất ling bê tông sẽ rất xấu và
như vậy phải dùng các loại phụ gia chuyên dụng như các loại sunfonat naptalen,
sunfonat mêlamin, lingo sunfonat biến tính v.v...
2.3.1. Các loại phu gia hoá học khác
Học viên:

Lớp: CH20C

2


Bài tập môn học Vật liệu xây dựng

Tiểu ban 212 của ACI đã liệt kê danh sách một số phụ gia hoá khác:
1) Phụ gia tạo khí (tạo bọt);
2) Phụ gia làm vữa chảy;
3) Phụ gia tăng nở ;
4) Phụ gia neo (giữa bê tông cũ và mới trong sửa chữa);
5) Phụ gia trợ bơm;
6) Phụ gia tạo màu;
7) Phụ gia diệt nấm khuẩn;
8) Phụ gia chống ẩm;

9) Phụ gia hạn chế tính thấm nước;
10) Phụ gia hạn chế tương tác của phản ứng silic-kiềm;
11) Phụ gia ức chế ăn mòn kim loại...
Dưới đây giới thiệu qua một vài phụ gia nói trên:
a. Phụ gia tạo khí (gas forming admixtures):
Để tăng hàm lượng khí trong bê tông, giúp hỗn hợp bê tông đỡ tách nước, phân
tầng... Các phụ gia sinh ra hiệu ứng này là hydro peroxit sinh ra oxy; bột nhôm sinh ra
hydro và một số cacbon hoạt tính mà không khí hấp thụ trong đó được giải phóng ra.
Bột nhôm được dùng rộng rãi để tạo khí, loại bột nhám được ưa dùng hơn dù rằng loại
mịn có thể được dùng khi cần một phản ứng thấp hơn. Lưu ý không lẫn với phụ gia
cuốn khí.
b. Phụ gia để làm vữa lỏng:
Phụ gia này làm lỏng vữa, nên được dùng cho bê tông có cốt liệu đặt trước, đòi
hỏi độ linh động rất lớn và các cỡ hạt lớn không bị lắng đọng xuống; làm vữa không
co v.v... Làm vữa rót trong bê tông đặt cốt liệu trước, thường kết hợp các loại phụ gia
giảm nước cùng với loại phụ gia ngăn ngừa phân tầng của cốt liêụ thô. Làm vữa rót
không co có thể dùng các phụ gia tạo bọt hoặc phụ gia gây nở, hoặc cả hai.
c. Phụ gia gây nở:
Được dùng để giảm bớt hiệu quả co khô. Vật liệu dùng phổ biến nhất là sự kết
hợp sắt hạt hoặc sắt vụn cùng với các hoá chất để tạo cho sắt được oxi hoá. Quá trình
nở sẽ là lớn nhất nếu hỗn hợp được luân phiên chịu khô, ẩm. Xi măng nở được dùng
trong các công trình lớn khi cần có mức nở đồng nhất.
d. Phụ gia để làm phụ gia neo (liên kết):
Học viên:

Lớp: CH20C

3



Bài tập môn học Vật liệu xây dựng

Được chế tạo đặc biệt để dùng cùng ximăng Pooclăng nâng cao tính chất dính
kết. Thường gồm một nhũ tương polime hữu cơ như latex, được chế biến sao cho thích
hợp với bản chất kiềm của vữa xi măng Pooclăng và các ion có mặt. Nhũ tương không
bền thì bị đóng cục lại trong hỗn hợp và không dùng được.
e. Phụ gia làm chất trợ bơm:
Là các loại phụ gia chỉ có nhiệm vụ duy nhất là cải thiện tính bơm. Thông
thường chúng không được dùng trong bê tông không bơm hoặc bê tông đã bơm rồi.
Nhiều chất trợ bơm là những chất sền sệt, làm tăng tính chất bám dính của bê tông. Có
5 loại phụ gia làm mỏng:
1) Chất tổng hợp tan trong nước và các polime hữu cơ thiên nhiên tăng được
tính nhớt của nước;
2) Chất kết tụ hữu cơ - cacbôxyl chứa styren copolime, các chất điện ly tổng hợp;
3) Nhũ tương của vật liệu hữu cơ như parafin, nhựa than, atphan, acrylic và các
polime khác;
4) Vật liệu vô cơ có tỷ diện mặt ngoài lớn như bentônit biến tính hữu cơ,
silicafume;
5) Vật liệu vô cơ dạng mịn như tro bay, các vật liệu puzơlan thiên nhiên hoặc
được xử lý nhiệt...
g. Phụ gia để làm giảm tính thấm nước:
Tính thấm là nói về tốc độ nước thấm qua mẫu bê tông bão hoà nước, dưới một
gradient thủy lực. Các bột khoáng (nhất là tro bay, puzơlan thiên nhiên hay đã qua xử
lý, một lượng nhỏ bentonit, silicafume) có tỷ lệ phối trộn hợp lý, giảm được tính thấm
của hỗn hợp có hàm lượng xi măng tương đối thấp. Việc giảm bớt tổng hàm lượng
nước bằng cách dùng phụ gia giảm nước có thể giảm bớt phần nào tổng lỗ rỗng, tuy
nhiên chưa có đủ số liệu chứng tỏ sự thấm được giảm đi đáng kể; dùng phụ gia siêu
dẻo thì thấy có.
h. Phụ gia hoá học để giảm bớt sự nở của kiềm-cốt liệu:
Có báo cáo cho là có thể dùng các muối hoà tan của lithium, bari, một số phụ

gia cuốn khí, phụ gia giảm nước- chậm ninh kết. Có thông tin cho rằng sự hạn chế này
được tăng nhiều nếu dùng 1% muối lithium và từ 2 đến 7% một loại muối bari so với
trọng lượng xi măng. Dùng muối của vật liệu có tính chất protein và vật liệu giảm
nước chậm ninh kết có thể tạo mức hạn chế trung bình.
Học viên:

Lớp: CH20C

4


Bài tập môn học Vật liệu xây dựng

i. Phụ gia ức chế ăn mòn:
Có nhiều hoá chất được đánh giá là phụ gia ức chế được ăn mòn thép bởi clorua
như: crômat, phôtphat, kiềm, nitrit, florua. Được nói đến nhiều hơn như là canxi, natri
benzoat, canxi lignosulfonat, natri nitrit.
*Bê tông khối lớn thường phải sử dụng Phụ gia khoáng hoạt tính vì:
Bê tông khối lớn
Bê tông khối lớn được quy định theo TCVN 4453-93 có kích thước như sau:
cạnh nhỏ nhất không nhỏ hơn 2,5 m và chiều dày lớn hơn 0,8 m. Đặc điểm của bê tông
khối lớn là nhiệt thủy hoá của xi măng phát sinh có thể gây biến đổi thể tích, các biến
đổi thể tích bị kiềm chế gây nứt nẻ bê tông.
Pha phụ gia khoáng hoạt tính có thể giảm lượng xi măng đến mức tối thiểu, đủ
đạt được cường độ yêu cầu, nhưng nhiệt thủy hoá thấp. Do tăng lượng hạt mịn trong
bê tông.
Sự biến đổi thể tích của bê tông do thay đổi độ ẩm, nhiệt độ, do nhiệt thủy hoá
của xi măng và do chịu tải có thể gây nứt nẻ, làm giảm khả năng chịu lực và độ bền
bêtông. Việc pha puzơlan thường tăng độ co khô, ngoại trừ trường hợp dùng tro bay
làm giảm lượng nước trộn yêu cầu, giảm biến đổi thể tích.

Sự biến đổi thể tích có thể xuất phát từ phản ứng kiềm-silic giữa chất kiềm
trong xi măng và oxit silic vô định hình trong cốt liệu. Việc dùng một lượng puzơlan
thích hợp có khả năng chống được phản ứng kiềm silic là nguyên nhân chính gây lỗ
rỗng bê tông
Câu 2: Sử dụng Xi măng và phụ gia khoáng cho bê tông đầm lăn và bê tông
cường độ cao cần chú ý những vấn đề gì?
* Những chú ý chung khi sử dụng phụ gia
- Trong một cấp phối, nên sử dụng đồng bộ phụ gia của một nhà cung cấp
- Không nên tự phối trộn phụ gia
- Không sử dụng quá giới hạn liều lượng cho phép của mỗi loại phụ gia.
- Sử dụng đúng quy trỡnh đã chỉ dẫn.
- Phải thử phụ gia trên cấp phối dự kiến trớc khi thi công.
- Thi công và bảo dưỡng theo những yêu cầu của nhà cung cấp.
* Những chú ý khi sử dụng xi măng và phụ gia khoáng cho bê tông đầm lăn:
Ảnh hưởng phụ gia dùng cho bê tông đầm lăn:
Học viên:

Lớp: CH20C

5


Bi tp mụn hc Vt liu xõy dng

- Chm ngng kt
-Gim nc
-Gim nc cao
-Chm ngng kt gim nc
-Chm ngng kt gim nc mc cao
- Cun khớ

Tựy theo yờu cu cht lng cụng trỡnh m la chn ph gia cho phự hp
Nhng chỳ ý khi s dng xi mng v ph gia khoỏng cho bờ tụng cng cao
Cỏc loi ph gia dựng cho bờ tụng cng cao:
Ph gia siờu do: cú 3 th h: A, B v C
A1- Ligno Sunfonat (LS) ( t g v xenlulo, gim nc 10%, lung dựng
2,5%X).
B1- Polime gc Sunfonat Melamin (MFS) (gim nc ti a n 25%, Phỏt
trin Cung sm, lng dựng 1,5-2,5%X)
B2- Naphtalen Sunfonat Polycondesat (BMS) (Gc t thanỏ, gim nc ti a
n 25%, lng dựng 1,5 2,5%X)
B3- Cht siờu do th h th 2: Vinylcopolyme (VC) (Gc t du thụ, gim
nc ti a n 30%, lung dựng 1,5 -2 %X)
C- Cht siờu do th h th 3: PolyCacboxylat (PC) Gc polyme cao phõn t,
gim nc n 40% (N/X cú th n 0,27, Sn = 22cm, duy trỡ tớnh cụng tỏc di.
Cht lm chm ninh kt: ( theo ASTM C494, dựng loi B v D)
Câu 3: Sử dụng cốt liệu (Cát, đá ) cho bê tông đầm lăn và bê tông cờng độ cao
cần chú ý những vấn đề gì?
Nhng chỳ ý khi s dng ct liu cho bờ tụng m ln
Yờu cu cht lng v thnh phn ht ca ct liu nh v ct liu ln Bờ tụng
m ln cng nh i vi bờ tụng thng
- Ct liu nh: dựng cỏt t nhiờn sch, cp phi ht tt, khụng cú phn ng
kim.
- Ct liu ln kớch thc ht ln nht (Dmax) ca ct liu ln phi phự hp vi
quy nh sau:
a) Khụng c vt quỏ 2/3 khong cỏch thc gia 2 thanh ct thộp v khụng
c vt quỏ 1/3 chiu dy nh nht ca kt cu cụng trỡnh.
Hc viờn:

Lp: CH20C


6


Bài tập môn học Vật liệu xây dựng

b) Khi đổ bê tông bản, không đợc vượt quá 1/2 chiều dày của bản.
c) Khi dùng máy trộn có dung tích lớn hơn 0,8m 3, không được vợt quá 120mm;
khi dung tích bé hơn 0,8m3 không được vượt quá 80mm.
d) Khi vận chuyển bê tông bằng bơm, kích thước hạt lớn nhất không được lớn
hơn 0,4 đường kính trong của vòi bơm đối với sỏi và 0,33 đối với đá dăm.
e) Khi đổ bê tông bằng ống vòi voi, kích thước hạt lớn nhất không lớn hơn 1/3
chỗ nhỏ của đường kính ống.
Kích thước danh nghĩa lớn nhất D max của cốt liệu có thể là 40 mm hoặc 80mm
và không quá 80mm
Dmax ứng với cấp phối II gồm 2 cỡ 5-20 mm và 20-40 mm, Dmax= 80 mm.
Với cấp phối III gồm 3 cỡ 5-20 mm, 20-40mm và 40-80 mm, chất lượng do cốt
liệu cũng ảnh hưởng lớn đến việc đầm chặt cốt liệu có cường độ thấp có thể bị
vỡ trong quá trình đầm chặt và tạo ra sự thay đổi khối lượng thể tích bê tông
Cấp hối hạt biểu thị mối tương quan giữa tỷ lệ phối hợp giữa các cấp hạt to nhỏ
Cấp phối hạt không những ảnh hưởng đến độ đầm chặt ， mà còn ảnh hưởng
đến hiệu suất công tác của máy đầm lèn 。Cấp phối hạt tốt không những làm
giảm lượng CKD trong RCC ， mà còn cải thiện hiệu quả tính đồng nhất của
RCC。
Trung Quốc dùng Cốt liệu lớn chủ yếu phân thành 3 cỡ hạt: Đá nhỏ: 5–20mm,
Đá TB: 20–40mm, Đá lớn: 40–80mm。
Việt Nam dùng Cốt liệu lớn vẫn chưa quy định thống nhất, vẫn theo 2 khuynh
hướng: Mỹ (4 cỡ hạt) và TQ (3 cỡ hạt)。
* Những chú ý khi sử dụng cốt liệu cho bê tông cường độ cao (Cốt liệu nhỏ+ Cốt liệu
thô)
Vẫn sử dụng các Tiêu chuẩn về cốt liệu cho Bê tông truyền thống (ASTM C33

hoặc TCVN 1770-86, 1771-87).
+ Cốt liệu nhỏ: (Cát)
Cần lưu ý Mk =2,5-3,2, dùng cát tự nhiên sạch, cấp phối hạt tốt, không có
phản ứng kiềm.
+ Cốt liệu thô: (Đá)
kích thước hạt lớn nhất (Dmax) của cốt liệu lớn phải phù hợp với quy định sau:

Học viên:

Lớp: CH20C

7


Bi tp mụn hc Vt liu xõy dng

a) Khụng c vt quỏ 2/3 khong cỏch thc gia 2 thanh ct thộp v khụng
c vt quỏ 1/3 chiu dy nh nht ca kt cu cụng trỡnh.
b) Khi bờ tụng bn, khụng c vt quỏ 1/2 chiu dy ca bn.
c) Khi dựng mỏy trn cú dung tớch ln hn 0,8m 3, khụng c vt quỏ 120mm;
khi dung tớch bộ hn 0,8m3 khụng c vt quỏ 80mm.
d) Khi vn chuyn bờ tụng bng bm, kớch thc ht ln nht khụng c ln
hn 0,4 ng kớnh trong ca vũi bm i vi si v 0,33 i vi ỏ dm.
e) Khi bờ tụng bng ng vũi voi, kớch thc ht ln nht khụng ln hn 1/3
ch nh ca ng kớnh ng.
Dmax v rn chc nh hng n Cng BT CC, nờn chn:
RBT >75 Mpa (Mu lp phng chun)
RBT >62,5 Mpa (Mu hỡnh tr chun)
RBT =60-75 Mpa (Mu lp phng chun)
RBT =50-62,5 Mpa (Mu hỡnh tr chun)

Cỏc ht ct liu cú dng hỡnh khi, cú gúc cnh, hm lung ht thoi dt nh
nht phự hp vi Tiờu chun hin hnh
ỏ dm dc nghin t ỏ gc: t ỏ Mỏc ma. Phỳn xut v bin cht,
Cng ỏ trng thỏi bóo hũa nc: Rbh 2RBT
Câu 4: Nêu công thức và phân tích những yếu tố ảnh hởng đến Cờng độ chịu
nén của Bê tông đầm lăn
Tuõn theo nguyờn lý Abrams ging nh BT thng , Quan h vi N/CKD
Rc=12.46B/W-14.24F/(C+F)+1.82(F/(C+F))2+6.52
Rt nhiu yu t nh hng n Cng , bao gm:
- c chc
Ti p Pleikrong, da trờn kt qu thớ nghim hin trng ó a ra cụng thc
mi quan h gia c ca RCC v Cng chu nộn tui 28 v 90 ngy nh
sau:


R28 = 979k - 817

R90= 745k - 575
-

Cng chu nộn

Cng chu nộn phỏt trin theo thi gian theo Cụng thc:
Rct/Rc28=31.138t 0.334
Hc viờn:

Lp: CH20C

8



Bài tập môn học Vật liệu xây dựng

Trong đó： Rct - Cường độ chịu nén của RCC ở tuổi t ngày MPa
Rc28 - Cường độ chịu nén của RCC ở tuổi 28 ngày MPa
t - Tuổi của RCC (d)， 1610d ≥t≥ 7d
- 　Điều kiện bảo dưỡng
+ Hàm lượng PG khoáng càng tăng thì Cường độ ở tuổi 7 ngày càng
giảm；
+ Nhiệt độ Bảo dưỡng thấp (120C) làm cho biên độ giảm cường độ chịu
nén ở tuổi 7 ngày tăng khi hàm lượng PG khoáng là 69% ，Cường độ chịu nén
sẽ là cao nhất khi hàm lượng PG khoáng khoảng 54%.
- Ảnh hưởng của việc xử lý bề mặt và thời gian giãn cách giữa các lớp đổ
RCC
+ Khi thời gian giãn cách vượt 24h ， Với bề mặt lớp đổ không sử lý,
Cường độ RCC giảm.
+ Xử lý bề mặt bằng vữa X-C cho kết quả tốt hơn vữa XM ， Cường độ
chịu nén đạt cao hơn rõ rệt.
+ Cường độ sau khi xử lý bề mặt, Vẫn thấp hơn cường độ RCC nguyên
thể。
- 　 Các yếu tố ảnh hưởng khác
- Mức ngậm cát
- Phẩm chất và cấp phối hạt cốt liệu
- 　Phụ gia hóa học
- 　Hàmlượng và phẩm chất của PG khoáng
- 　Hàm lượng hạt nhỏ trong cốt liệu
- 　Tuổi BT, Bề mặt lớp đổ
- Thiết bị và trình độ thi công
Câu 5: Trình bày các bước thiết kế thành phần bê tông Cường độ cao theo phương
pháp của ACI 763-R92 Mỹ.

Trả lời:
Phương pháp thiết kế thành phần bê tông Cường độ cao theo ACI763-R92, là phương
pháp lý thuyết kết hợp với thực nghiệm. Lý thuyết cơ bản là lý thuyết về thể tích tuyệt
đối, bê tông được thiết kế ở trạng thái hoàn toàn đặc, tổng thể tích của bê tông bao

Học viên:

Lớp: CH20C

9


Bài tập môn học Vật liệu xây dựng

gồm các thể tích đặc riêng rẽ của các vật liệu thành phần và thể tích không khí. Thực
nghiệm bằng các phép thử về cường độ và độ sụt.
Bước 1: Xác định cường độ yêu cầu:
Ryc = 1,15Rb.
Trong đó:

Ryc: Cường độ yêu cầu. Làm cơ sở cho việc chọn thành phần bê tông.
Rb: Cương độ nén thiết kế quy định,

Bước 2: Lựa chọn tuổi của bê tông khi thiết kế:
Tuổi bê tông lựa chọn phụ thuộc vào các yêu cầu của công trình. Tuổi bê tông thường
được các tiêu chuẩn quy định sau 28 ngày.
Rb28: là cường độ tiêu chuẩn với mẫu thử tiêu chuẩn lập phương hoặc hình trụ.
Bước 3: Xác định tỷ lệ N/X hoặc nước/chất kết dính:
-


Tỷ lệ N/CKD tuỳ thuộc theo cường độ bê tông, mác bê tông và đường kính lớn
nhất của cốt liệu thô.

-

Bê tông CĐC sử dụng chất phụ gia siêu dẻo có tỷ lệ N/CKD = 0,25 – 0,35, độ
sụt 14-20cm.

-

Khối lượng nước (N) trên một đơn vị thể tích: phụ thuộc đường kính tối đa
Dmax, hình dáng hạt và cấp, loại của đá, lượng xi măng và loại phụ gia làm giảm
nước cần thiết.

-

Lượng nước trộn cần thiết ứng với các loại đá có kích thước (9,5 – 25)mm
trước khi cho thêm bất cứ phụ gia hoá học nào: Bảng 4.1 Dự tính lượng nước
trộn cần thiết và hàm lượng không khí của BT tươi trên cơ sở sử dụng cát có độ
rỗng 35%.
N = f (Độ sụt, Dmax của đá).
Nđ/c = (rc-35) x 4,7 (lít/m3).

-

N/CKD = f (Kích thước tối đa của cốt liệu thô D(mm), Cường độ 28 ngày ngoài
thực địa Rycc).
Trong đó:

Rycc = Rb + 9,65 (MPa) với mẫu hình trụ.

Rycc = Rb + 11,6 (MPa) với mẫu hình lập phương.

Bước 4: Tính hàm lượng vật liệu kết dính:
Bước 5: Xác định thành phần cốt liệu thô:
-

Kích thước tối đa của cốt liệu thô không nên vượt quá 1/5 kích thước hẹp nhất
giữa các bề mặt của khối lập phương, hoặc 1/3 chiều sau của các tấm, không

Học viên:

Lớp: CH20C

10


Bài tập môn học Vật liệu xây dựng

vượt quá ¾ khe hở nhỏ nhất giữa các thanh tăng cứng, các bó thanh, thanh thép
ứng suất trước hoặc các ống.
-

Hàm lượng tối ưu của cốt liệu thô phụ thuộc đặc tính cường độ của chính nó và
phụ thuộc vào kích thước tối đa của cốt liệu thô (đá)
Lượng đá cho 1m3 bê tông: Đ = Vđ x γđ (kg/m3)

Trong đó:

Vđ: Thể tích đầm chặt của đá được thí nghiệm theo ASTM đảm bảo về


(γđ = 1,602 -,1,634)g/cm3). Xác định theo bản 4.4.
Vđ = f (phụ thuộc đường kính lớn nhất của hạt)
KT tối đa của CLT: tra bảng 4.3 phụ thuộc cường độ bê tông yêu cầu Ryc
Trong đó:

Ryc = 1,15Rb hoặc Ryc = 0,9Rycc.
γđ: Khối lượng thể tích đá ở trạng thái đầm chặt được xác định bằng thí nghiệm

ASTM 39.
Bước 6: Xác định thành phần cốt liệu nhỏ:
Lượng cát (kg/m3):

C = Vac x ρc.

Trong đó:
Vac: Hàm lượng cát trong BT CĐC, được tính theo nguyên lý thể tích tuyệt đối
Vac = 1000 – Vad – Van – Vkk – Vax – Vak.
Với Vad, Van, Vkk, Vax, Vak: Là thể tích đặc của đá, nước, không khí, xi măng và vật
liệu khoáng
ρc: Khối lượng riêng của cát.
Bước 7: Xác định tỷ lệ muội silíc:
Thành phần muội silíc trong bê tông chiếm từ4-15% theo khối lượng xi măng/
MS = %MS x CKD (kg/m3 bê tông)
X = CKD – MS (kg/m3 bê tông).
Khối lượng riêng silíc:

ρMS = 2,2.

Khối lượng riêng xi măng: ρX = 3,1
Bước 8: Xác định tỷ lệ tro bay:

Lượng xi măng được thay thế bởi tro bay: Bảng 4.5 (Các giá trị khuyên dung cho phần
thay thế tro bay của xi măng poóclăng).
Nó phụ thuộc vào loại tro,:
-

Loại F: Chủ yếu là tro bay nhiệt điện

-

Loại C: Chủ yếu là tro bay chứa một hàm lượng lớn CaO (tro bay đốt than nâu).

Học viên:

Lớp: CH20C

11


Bài tập môn học Vật liệu xây dựng

Bước 9: Định các tỷ lệ phụ gia hoá học:
-

Chất giảm nước và chất làm chậm đông cứng:

Khối lượng của các PGHH sử dụng trong bê tông là khác nhau và phụ thuộc vào
từng hỗn hợp đó cũng như ứng dụng của nó. Nói chung, có khuynh hướng sử dụng lớn
hơn bình thường hoặc khối lưọng tối đa của các hỗn hợp này
Khi dùng 1% khối lượng PGHH lượng nước trộn có thể giảm 5-8% và tăng hàm
lượng cát để bù lại tổn thẩt về thể tích vì giảm nước.

-

Chất làm giảm nước mạnh (PGSD):

Khi dùng PGSD lượng nước giảm 10-25%, tương ứng phải tăng lượng cát để bù lại
tổn thất về thể tích do giảm nước.
PGSD có tác dụng hạ thấp tỷ lệ N/CKD cũng như làm tăng độ sụt của Bê tông.
Hàm lượng PGSD sử dụng phải được xác định thông qua các thí nghiệm ở phòng thí
nghiệm với các tỷ lệ liều lượng khác nhau để xác định mức độ ảnh hưởng đến cường
độ bê tông, khả năng làm việc của hỗn hợp bê tông và tỷ lệ phụ gia thích hợp.
Câu 6: Trình bày tác dụng của các loại phụ gia dùng cho bê tông và vữa. Vì sao bê
tông đầm lăn và Bê tông cường độ cao thường phải sử dụng Phụ gia kháng hoạt
tính (Tro bay và Muội Silíc)
Trả lời:
1. Trình bày tác dụng của các loại phụ gia dùng cho bê tông và vữa:
Phụ gia bê tông là một loại vật liệu được cho vào mẻ trộn hỗn hợp bê tông ngay trước
khi trộn hoặc trong quá trình trộn ngoài xi măng, nước và cốt liệu. Phụ gia bị tiêu tốn
cùng lượng bê tông được sản xuất ra.
Liều lượng phụ gia hoá học vào khoảng 0,3-1,5% so với lượng xi măng, các
phụ gia khoáng lớn hơn với 5-15%.
Phụ gia được sử dụng để thay đổi đặc tính của Bê tông, có thể cải thiện các tính
chất sau của Bê tông:
-

Tính dễ thi công của hỗn hợp Bê tông:

+ Tăng độ linh động, độ sụt, chống tổn thất độ sụt.
+ Làm chậm lại hoặc làm tăng nhanh quá trình ninh kết.
+ Giảm tách nước và phân tầng.
+ Giảm co ngót hoặc gây nở thể tích.

-

Cải thiện các tính chất của bê tông đóng rắn

Học viên:

Lớp: CH20C

12


Bài tập môn học Vật liệu xây dựng

+ Tăng tốc độ phát triển cường độ.
+ Tăng cường độ chịu nén, kéo.
+ Tăng khả năng chống thấm.
+ Làm chậm quá trình toả nhiệt, giảm nhiệt toả ra khi đóng rắn.
+ Giảm phản ứng kiềm - cốt liệu.
+ Ức chế ăn mòn cốt thép.
+ Tăng dính bám.
+ Tăng khả năng chịu va đập và chịu mài mòn.
+ Tạo màu cho bê tông.
+ Tăng liên kết bê tông với cốt thép.
2. Bê tông đầm lăn và Bê tông cường độ cao thường phải sử dụng Phụ gia
kháng hoạt tính (Tro bay và Muội Silíc):
Phụ gia khoáng là các vật liệu vô cơ có nguồn gốc tự nhiên hoặc nhân tạo, có
chứa SiO2 hoặc Al2O3 ở dạng hoạt tính. Bản than các vật liệu này không có hoặc có rất
ít tính kết dính, nhưng khi được nghiền mịn và ở điều kiện ẩm sẽ tác dụng hoá học với
vôi và có tính chất kết dính.
Theo tiêu chuẩn Mỹ ASTM.C 618 phụ gia khoáng được phân thành 3 loại:

-

Loại F: Chủ yếu là tro bay nhiệt điện

-

Loại N: Chủ yếu là phụ gia khoáng thiên nhiên có xử lý nhiệt hay không qua xử
lý nhiệt.

-

Loại C: Chủ yếu là tro bay chứa một hàm lượng lớn CaO (tro bay đốt than nâu).

a. Bê tông đầm lăn:
Bê tông đầm lăn là một loại bê tông không có độ sụt được rải và đầm chặt bằng các
thiết bị thi công đường, đập đất công suất lớn.
Trong bê tông khối lớn nói chung và bê tông RCC nói riêng sự có mặt của phụ
gia khoáng nghiền mịn là không thể thiếu. Phụ gia khoáng có thể là phụ gia khoáng
hoạt tính có khả năng kết hợp với Ca(OH)2 thải ra khi thuỷ hoá xi măng cho sản phẩm
tương tự như thuỷ hoá xi măng, phụ gia trơ hay chất độn mịn.
Sự có mặt của phụ gia khoáng nghiền mịn có tác dụng:
-

Giảm lượng dùng xi măng clanke, cải thiện thành phần hạt của cốt liệu, tăng độ
đặc vi cấu trúc, giảm nhiệt thuỷ hoá.

Học viên:

Lớp: CH20C


13


Bài tập môn học Vật liệu xây dựng

-

Tăng dẻo do hiệu ứng ổ bi (ball bearing effect), có tác dụng giảm nước nhào
trộn, tăng độ phân tán của hạt xi măng do đó tăng mức độ thuỷ hoá.

-

Tăng độ bề của bê tông trong môi trường có tác nhân rửa kiềm, tác nhân ăn
mòn hoá học nhờ phản ứng giữa SiO 2 hoạt tính có trong phụ gia khoáng với
Ca(OH)2 - gọi là phản ứng puzơlaníc.

b. Bê tông cường độ cao:
Bê tông cường độ cao có cường độ nén ở 28 ngày >60MPa. BT CĐC có thành phần là
hỗn hợp cốt liệu thông thường và chất kết dính được cải thiện bằng cách dùng một vài
sản phẩm chất đặc biệt như chất siêu dẻo và muội silíc.
Bê tông cần có độ đặc rất cao, vì thế cần tái tạo lại một khối đá từ các loại cốt liệu, độ
đặc chắc của BT phụ thuộc vào độ lớn cực đại của cốt liệu (kích cỡ khoảng 20-25mm).
Các hạt nhỏ do đặc tính vật lý bề mặt gây nên sự vón tụ tự nhiên của các hạt xi măng.
Vì thế cần sử dụng một vài sản phẩm hữu cơ để khôi phục xi măng lơ lửng trong nước
ở thành phần hạt của bê tông (từ 1-80μm). Sau đó có thể làm cho các tinh thể của hỗn
hợp dài ra bằng cách thêm vào một sản phẩm cực mịn, có phản ứng hoá học, nó tiến
tới lấp đầy các khe của đống hạt mà xi măng không lọt được. Muội silíc, sản phẩm phụ
của công nghiệp điện luyện kim sản xuất silicon.
Các phụ gia khoáng được sử dụng rộng rãi trong SX BT CĐC tro bay hoặc muội silíc.
Thông thường mác BT 40-60MPa có thể sử dụng tro bay hoặc tro bay kết hợp với

muội silíc. Với mác BT 70-100 MPa thông thường sử dụng sillíc siêu mịn (muội
sillic).
-

Tro bay:
Tro bay dung cho bê tông mác tối đa 60MPa, có 2 loại:
+ Tro bay loại F: Thường được sản xuất bằng cách thiêu kết than antraxit hoặc

bitum và có các đặc tính của puzơlan nhưng có ít hoặc không có đặc tính kết dính.
+ Tro bay loại C: Thường được sản xuất bằng cách đốt cháy than non hoặc than
bitum được cho vào để tăng các đặc tính của puzơlan và có một số tính kết dính tự
sinh (ASTM G18)
Độ mịn của tro bay được biểu thị bằng lượng lọt sàng 45μm (N o 325) tính bằng
%. Chỉ tiêu này không quá 34% đối với cả 2 loại tro bay. Các chỉ tiêu vật lý khác của
tro bay phải phù hợp với các quy định của Tiêu chuẩn ASTM C 618. Hàm lượng tro
bay có thể từ 10-25% so với lượng xi măng sử dụng trong bê tông.
Học viên:

Lớp: CH20C

14


Bài tập môn học Vật liệu xây dựng

-

Muội sillíc:
Muội sillíc và các hỗn hợp chứa muội ôxit sillíc được sử dụng trong bê tông mác


cao dùng xi măng PC40 trở lên nhằm tăng khả năng chịu lực, kết cấu chịu mài mòn,
giảm độ thấm nước.
Muội sillíc bao gồm các hạt thuỷ tinh rất mịn với một thể tích bề mặt lên tới
200.000 m2/m3 khi được đo bằng kỹ thuật hấp hữu cơ. Sự phân bố bề mặt kích thước
hạt của một khối ôxit silíc điển hình cho thấy hầu hết các hạt đều nhỏ hơn 1 μm,
đường kính trung bình khoảng 0,1μm nhỏ hơn kích thước của hạt xi măng khoảng 100
lần. Khối lượng riêng của silic phổ biến là 2,2kg/cm3, nhưng cũng có thể cao hơn
2,5kg/cm3.
Muội sillíc có hàm lượng ôxit sillíc và độ mịn cao nên là vật liệu có tính
puzơlan cao, muội sillíc phản ứng với vôi trong quá trình hydrát hoá xi măng để tạo ra
hợp chất kết dính bền vững – CSH. Hàm lượng muội sillíc trong bê tông CĐC nằm
trong phạm vi từ 5-15% hàm lượng xi măng poóclăng. Với bê tông cường độ rất cao
lượng muội sillíc có thể dung đến 25% với lượng xi măng.
Câu 7: Mô đun đàn hồi của Bê tông cường độ cao, phân tích các yếu tố ảnh
hưởng tới Mô đun đàn hồi của bê tông cường độ cao?
Mô đun đàn hồi chịu nén của BT CĐC lớn hơn BT thường, là hàm số của Cường
độ nén và dung trọng của Bê tông:
-

Theo ACI 363, ta có công thức quan hệ:
Ec = [3,32(Rc)0,5+6895].( /2320)1,5

Trong đó Ec: Mô đun đàn hồi chịu nén của bê tông cường độ cao
Rc: Cường độ nén
: Dung trọng của bê tông.
 Mặt khác cường độ chịu nén của bê tông phát triển theo thời gian, nên môđun
đàn hồi chịu nén cũng phát triển theo thời gian: Cường độ chịu nén phát triển
theo thời gian theo Công thức：
(Công thức của Bael – Bpel)
Rct = 0,685lg(t+1)Rc28

Trong đó: Rct - Cường độ chịu nén của RCC ở tuổi t ngày（MPa）；
Rc28 - Cường độ chịu nén của RCC ở tuổi 28 ngày （MPa）；
t - Tuổi của RCC (d)，365d≥t≥1d。
Học viên:

Lớp: CH20C

15


Bài tập môn học Vật liệu xây dựng

Hoặc dạng tuyến tính: Rct = t.Rc28 /(a+bt)
Với b = 0,95 và a = 28(1-b); 0 Suy ra : Rct = t.Rc28/(1,4+0,95t)


Yếu tố ảnh hưởng khác:
- Cốt liệu (độ rắn chắc, Dmax, Hình dáng, cấu trúc bềmặt, Cấp phối hạt, Mô

đun đàn hồi của đá gốc…
- Đá xi măng (Lỗ rỗng,Tỷ lệ N/X, Hàm lượng khí, Phụ gia khoáng, mức độ
thủy hóa xi măng.
- Vùng chuyển tiếp (Lỗ rỗng, Vết nứt vi mô, kết tinh Ca(OH)2…
Câu 8: Trình bày nguyên lý và các bước thiết kế thành phần Bêtông đầm lăn
theo phương pháp của Trung Quốc và phương pháp của Mỹ ACI
• Theo phương pháp của Trung Quốc
Thành phần bê tông đầm lăn có thể xác định theo phương pháp của Trung Quốc
Như dưới đây:
Nguyên tắc chung là thành phần bê tông phải thoả mãn các yêu cầu về cường độ

của bê tông và độ đặc của hỗn hợp bê tông. Đầu tiên tính thành phần bê tông theo các
công thức và bảng biểu, sau đó trộn mẻ thử và thí nghiệm các chỉ tiêu cường
độ, độ đặc và điều chỉnh thành phần để đạt các yêu cầu đã đề ra, sao cho hợp lý và
kinh tế nhất. Mức ngậm cát trong bê tông đầm lăn nói chung lớn hơn bê tông thông
thường khoảng 3÷5%.
Các bước thiết kế thành phần bê tông đầm lăn như sau:
Bước 1: Xác định các chỉ tiêu, yêu cầu của bê tông đầm lăn như cường độ ở tuổi qui
định, độ cứng Vebe, cũng như các chỉ tiêu của các vật liệu thành phần (cường độ nén ở
tuổi 28 ngày của chất dính kết là xi măng + phụ gia khoáng, khối lượng riêng của xi
măng, cát, đá phụ gia khoáng). Hàm lượng phụ gia khoáng kiến nghị lấy vào khoảng
17 ÷ 25% khối lượng chất dính kết.
Bước 2: Xác định tỉ lệ CDK/N hoặc N/CDK theo công thức:
Rb = ARCDK (

CDK
- B)
N

trong đó:
Rb - cường độ bê tông đầm lăn;
A, B - các hệ số được xác định bằng thực nghiệm hoặc được chọn ở bảng
Học viên:

Lớp: CH20C

16


Bài tập môn học Vật liệu xây dựng

Cốt liệu lớn

A

B

Sỏi

0.733

0.789

Đá dăm

0.811

0.581

RCDK - cường độ chịu nén (mác) của chất dính kết ở tuổi 28 ngày.
Bước 3: Cho lượng nước (N) sơ bộ cho 1m3 hỗn hợp bê tông đầm lăn
Bước 4: Xác định hàm lượng chất dính kết trong 1m 3 hỗn hợp bê tông theo tỉ lệ
CDK/N
trong đó N đã xác định ở trên.
Bước 5: Xác định hàm lượng phụ gia khoáng trong 1m 3 hỗn hợp bê tông đầm lăn,
kiến nghị lấy trong khoảng 17÷25% khối lượng chất dính kết.
Bước 6: Xác định hàm lượng cát và đá trong 1m3 hỗn hợp bê tông đầm lăn.
Mức ngậm cát C/(C+Đ) có thể lấy trong khoảng 33 ÷ 38% vaf định lượng cát, đá theo
công thức sau đây:
N
X PGK C

D
+ +
+
+
=1000-Vk
ρ N ρ x ρ PGK ρ C ρ D

trong đó:
N, X, PGK, C, Đ lần lượt là hàm lượng nước, xi măng, phụ gia khoáng, cát và đá trong
1m3 hỗn hợp bê tông tính bằng kg;
ρN, ρX, ρPGK, ρC, ρD lần lượt là khối lượng riêng của nước, xi măng, phụ gia khoáng, cát
và đá tính bằng kg/dm3;
VK thể tích khí tính bằng lít trong 1m3 hỗn hợp bê tông; V K lấy trong khoảng 5 ÷ 25
lít.
Như vậy ta có được thành phần sơ bộ của 1m3 hỗn hợp bê tông: X: N: PGK: C: Đ
Thành phần này phải được kiểm tra bằng thực nghiệm và được điều chỉnh nếu cần
thiết, để có thành phần chính thức của bê tông đầm lăn đạt được yêu cầu đã đề ra.
* Thiết kế Cấp phối RCC theo ACI.211.3R (Mỹ)
Bước 1: Xác định thể tích hồ tối thiểu: p =0,38-0,42
(Tỷ số giữa thể tích hồ và thể tích vữa X-C)
Bước 2: Lựa chọn tỷ lệ P/X và (X+P)/N (theo biểu đồ H. 10)
Bước 3: Xác định thể tích đặc của Cốt liệu lớn (theo bảng), Dmax = 75mm tra được :
Vđ =57-61% (Vbt)
Bước 4: Xác định thể tích vữa đặc tuyệt đối, giả thiết có 2% khí trong RCC:
Vv = 0,98Vbt – Vđ
Học viên:

Lớp: CH20C

17

Bài tập môn học Vật liệu xây dựng

Bước 5: Xác định thể tích tuyệt đối của hồ: Vh = p.Vv
Bước 6: Xác định thể tích Cát : Vc = Vv- Vh = Vv(1- p)
Bước 7: Xác định thể tích nước: N
Bước 8: Xác định thể tích Xi măng: Vx
Bước 9: Xác định thể tích của Tro bay hoặc Puzơlan: Vp = Vx(P/X)
Bước 10: Chuyển thể tích vật liệu thành khối lượng
Bước 11: Thí nghiệm điều chỉnh cấp phối : Kiểm tra độ VC, cố định thể tích cốt liệu
lớn, lập biểu đồ quan hệ giữa RBT và (X+P)/N để xác định N/(X+P) cuối cùng
Câu 9: Trình bày các bước thiết kế thành phần bê tông tự lèn theo phương pháp
của hiệp hội bê tông Nhật Bản (JSCE).
Bê tông tự lèn (Self-Compacting Concrete-SCC) là loại bê tông mà hỗn hợp mới trộn
xong (hỗn hợp bê tông tươi) có khả năng tự điền đầy các khuôn đổ hoặc cốt pha kể cả
những kết cấu dầy đặc cốt thép mà vẫn đảm bảo tính đồng nhất bằng chính trọng
lượng bản thân, không cần bất kỳ một tác động cơ học nào từ bên ngoài. Như vậy, bê
tông tự lèn là bê tông, mà hỗn hợp của nó khi đổ không cần lèn sau khi đông cứng, kết
cấu bê tông vẫn đảm bảo độ đặc chắc và các tính chất cơ lý bê tông thông thường cùng
mác.
Thiết kế thành phần bê tông tự lèn theo phương pháp của hiệp hội bê tông Nhật
Bản (JSCE). Được thiết lập năm 1998 và EFNARC (Anh) năm 2002 dựa trên tực tế
nghiên cứu tại Nhật Bản và Anh, trình tự thiết kế như sau:
Bước 1: Xác định lượng cốt liệu lớn (Dmax CLL ≤ 25mm) cho 1m3 bê tông
Thể tích tuyệt đối của CLL : 0.28÷0.35 m3
Đường kính hạt lớn nhất cuả CLL :20 -25 mm
Bước 2: Xác định hàm lượng nước :155 – 175 lít
Bước 3: Xác định tỷ lệ N/B : 28-37% theo khối lượng hay 0.85-1.15 theo thể tích.
Bước 4: Xác định hàm lượng bột :0.16 -0.19 m3/m3 bê tông (400 -600 kg/m3)

Bước 5: Xác định hàm lượng khí 4.5 %
Bước 6: Xác định hàm lượng CLN
Bước 7: Xác định hàm lượng phụ gia siêu dẻo
Câu 10: So sánh các tính chất :Cường độ, mác chống thấm, co ngót giữa bê
tông đầm lăn và bê tông tự lèn, ứng dụng của hai loại bê tông này cho các công
trình thuỷ lợi, thuỷ điện?
Học viên:

Lớp: CH20C

18


Bài tập môn học Vật liệu xây dựng

1.So sánh tính chất giữa bê tông đầm lăn và bê tông tự lèn:
Tính chất

Bê tông đầm lăn

Bê tông tự lèn

Cường độ

Trung bình

Là bê tông cường độ cao

Mác chống thấm

Trung bình

Lớn do thành phần có
nhiều hạt mịn

Co ngót

Là bê tông không có độ Có độ sụt
sụt

2. Ứng dụng đập bê tông đầm lăn: Được sử dụng rộng rãi trong các công trình thủy
lợi, thủy điện ở các nước trê thế giới, và cũng phát triển rộng rãi ở Việt Nam
Từ những năm 60 của thế kỷ 20 các Chuyên gia trên Thế giới đã tìm kiếm loại
hình đập mới;
1961-1962, ở Đài Loan -Trung Quốc đã thi công tường tâm của đập Thạch Môn
bằng BTĐL;
Tính đến năm 2006, trên toàn thế giới đã và đang xây dựng tổng cộng là 278
đập BTĐL, trong đó có 184 đập đã hoàn thành và 94 đập đang thi công;
3. Ứng dụng Bê tông tự lèn: Sử dụng ở các nước tiên tiến trên thế giới, tuy nhiên
mới chỉ thí nghệm ở Việt Nam. Bê tông tự lèn có thể dùng vào tất cả các công trình
thiết kế cho bê tông, đặc biệt các công trình có mật độ cốt thép lớn. Do bê tông tự lèn
có độ chảy lớn nên khi thi công chú ý công tác ván khuôn cho kín nước không gây
hiện tượng mất vữa bê tông. Bê tông tự lèn có lượng chất kết dính nhiều hơn, phải
dùng phụ gia siêu dẻo thế hệ mới nên giá thành đắt hơn so với bê tông phổ thông. Tuy
nhiên đối với các kết cấu có cốt théo dày như cọc khoan nhồi, móng của các công trình
lớn, v.v.v..thì sử dụng bê tông tự lèn là biện pháp hữu hiệu.
Bê tông tự lèn có thể được sử dụng xây dựng đường hầm nhà máy thủy điện, Tại
công trình đường hầm của thành phố Yokohama, hơn 40 m3 bê tông tự lèn đã được sử
dụng để thi công mặt bên trong ở độ sâu 20 m. Năm 1998, trong khi xây dựng công
trình bể chứa dầu Osaka Gas ( Osaka – Nhật bản ) cũng đã sử dụng 12.000 m 3 bê tông

tự lèn cho kết cấu bê tông dự ứng lực. Với việc sử dụng công nghệ bê tông tự lèn,
công trình này đã rút ngắn được 18% thời gian thi công và giảm hơn 60% nhân công
lao động cho công tác bê tông (từ 150 người xuống còn 50 người ), giảm 12% tổng chi
phí cho công tác thi công bê tông.

Học viên:

Lớp: CH20C

19


Bài tập môn học Vật liệu xây dựng

Câu 11: Vì sao bê tông tự lèn phải sử dụng hàm lượng bột mịn lớn, phụ gia siêu
dẻo thế hệ mới?
Bê tông tự lèn (Self-Compacting Concrete-SCC) là loại bê tông mà hỗn hợp mới
trộn xong (hỗn hợp bê tông tươi) có khả năng tự điền đầy các khuôn đổ hoặc cốt pha
kể cả những kết cấu dầy đặc cốt thép mà vẫn đảm bảo tính đồng nhất bằng chính trọng
lượng bản thân, không cần bất kỳ một tác động cơ học nào từ bên ngoài. Như vậy, bê
tông tự lèn là bê tông, mà hỗn hợp của nó khi đổ không cần lèn sau khi đông cứng, kết
cấu bê tông vẫn đảm bảo độ đặc chắc và các tính chất cơ lý bê tông thông thường cùng
mác.
Trong bê tông tự lèn hàm lượng hạt mịn (không lớn quá 0,125mm) phải cao hơn
nhiều so với bê tông thông thường. Lượng hạt mịn bao gồm xi măng, phụ gia khoáng
và phần hạt mịn trong cát, có thể từ 500 kg đến 650 kg trong m 3 bê tông. Hàm lượng xi
măng có thể từ 375kg đến 520kg trong 1m3 bê tông. Do :
- Thi công nhanh, giảm chi phí hoàn thiện bề mặt, giảm chi phí về thiết bị và nhân
công.
- Cho phép chế tạo các cấu kiện mỏng với cốt thép dày, đảm bảo hỗn hợp bê tông

lấp đầy ván khuôn.
- Cải thiện chất lượng kết cấu bê tông, đảm bảo độ đặc chắc, bề mặt phẳng, tăng
tính thấm nước, giảm mức độ cacbonat hoá, nâng cao độ bền và tăng tuổi thọ của công
trình.
Trong bê tông tự lèn cần sử dụng phụ gia siêu dẻo thế hệ mới vì:
- Đối với bê tông tự lèn, do tính đặc thù phải cần lượng chất kết dính cao hơn bê
tông truyền thống, chính vì vậy để tránh các hiện tượng gây nứt nẻ do khối lượng
CKD lớn gây ra nên sử dụng phụ gia làm bê tông có nhiệt thuỷ hoá càng thấp càng tốt.
- Để tăng độ chảy của hỗn hợp bê tông phải dùng phụ gia siêu dẻo thế hệ hai gốc
Naphtalen focmaldehyt sunfonat hoặc Melamin focmaldehyt sunfonat, hoặc phụ gia
Vinylcopolyme. Nếu sử dụng phụ gia siêu dẻo thế hệ ba, gốc Polycacboxylic axit,
polycacboxylat este, thì độ chảy của bê tông sẽ lớn hơn, khi đó có thể giảm nước mà
bê
tông đạt cường độ cao hơn, chất lượng bê tông tốt hơn.

Học viên:

Lớp: CH20C

20


Bài tập môn học Vật liệu xây dựng

Bµi tËp thiÕt kÕ thµnh phÇn Bª t«ng ®Çm l¨n
I.

§Ò bµi

Một đập thủy điện được thiết kế xây dựng bằng BTĐL, mác thiết kế là RTK= 20

Mpa; tuổi bê tông thiết kế 90 ngày. Độ công tác Vc= 15-25s, Với vật liệu dùng cho
RCC như sau:
a. Ximăng: Sử dụng xi măng Tam Điệp PC40, có khối lượng riêng là 3,09 g/cm 3.
b. Đá dăm được nghiền từ đá BaZan: khối lượng riêng 2.92 g/cm 3, khối lượng thể
tích là 1.67 g/cm3
c. Cát dùng loại cát vàng sạch: có khối lượng riêng: 2.6 g/cm 3, khối lượng đơn vị
thể tích là:1.62 g/cm3, Mđl = 2.55; có thành phần đạt yêu cầu.
d. Tro bay Phả Lại: có khối lượng riêng là : 2.34 g/cm 3
e. Nước: Dùng nước sạch để trộn Bê tông, có khối lượng là 1.0 g/cm 3
f. Biết cường độ của chất kết dính (XM trộn Tro bay) TN được ở các tuổi trong
bảng sau:
Tỷ lệ trộn X+Tr

Cường độ nén ở 7 Cường độ nén ở Cường độ nén ở
ngày (daN/cm2)

28ngày(daN/cm2)

90ngày(daN/cm2)

100%X+0%Tr

318

413

482

60%X+40%Tr

201

296

406

40%X+60%Tr

93

169

241

20%X+80%Tr

62

105

152

g. Mức ngậm cát nên chọn: (32-37)%; Hàm lượng tro bay nên trộn (40-60)% so
với tổng lượng chất kết dính
Hãy thiết kế sơ bộ thành phần BTĐL ( Không trộn phụ gia hóa học) cho đập trên
bằng 2 phương pháp của Trung Quốc và phương pháp của Hiệp hội kỹ sư quân sự Mỹ
và so sánh kết quả tính của 2 phương pháp

Học viên:

Lớp: CH20C

21


Bi tp mụn hc Vt liu xõy dng

II.

BI LM

A. Thit k s b cp phi RCC thộp phng phỏp thit k cp phi RCC ca Trung
Quc
-

Theo phng phỏp ca Trung Quc:
+ Cng BTL yờu cu tui thit k 90 ngy c xỏc nh:
R90yc = A.Rc 28 .(

C+F
B)
W

Trong ú:
Rc28: Cng thc t ca cht kt dớnh tui 28 ngy.
Chn t l trn X+Tr ca cht kt dớnh l 40%X+60% Tr.
Theo bi ra ta cú: Rc28 = 169 (daN/cm2)= 16.9 (Mpa)
A,B: H s thc nghim ph thuc vo ct liu. Do ct liu l ỏ dm nghin
t ỏ BaZan, tra bng ta cú: A= 0.811; B= 0.581.
yc

Li cú R90 =

TK
R90
1 t.CV

yc
Trong ú: R90 : Cng Thit k ca BTL tui 90 ngy.
yc
Theo bi ra: R90 = 20Mpa

t: h s m bo tn sut thit k. Tra bng 3.2 ta c t= 1.645 (P=95%)
CV: sai s quõn phng. Tra bng 3-3 ta c Cv= 0.18 (ng vi cng BTL
thit k 20-25 Mpa)
R90yc =

20
= 28,41( MPa)
1 1,645.0,18

Thay vào phơng trình (1):
28,41 = 0,811.16,9. (


C+F
0,581)
W

C+F
28,41

=
+ 0,581 = 2,654
W
0,811.16,9

(1)

Do hàm lợng tro bay chọn là 60% Tr+ 40% X


C 40 2
3
F = C = 1,5C
=
=
F 60 3
2

(2)

Tơng tự mức ngậm cát chọn 35%

S
= 0,35
S +G

S = 0,35S+0,35G
0,65S = 0,35G
7
S=

G (3)
13
Hc viờn:

Lp: CH20C

22


Bi tp mụn hc Vt liu xõy dng

Theo phng phỏp th tớch tuyt i: 1m 3 hn hp BTL c xỏc nh:
C
F
W
S
G
+
+
+
+
+ 10Va = 1000 (4)
C F w C G

Trong ú:
C, F, W, S, G l lng dựng xi mng, tro bay, nc, cỏt v ỏ trong 1m 3
BTL (Kg/cm3)
C , F , W : Khi lng riờng ca xi mng, tro bay v nc.
S , G : Dung trng xp ca cỏt v si.

Va: h s biu th hm lng khớ trong hn hp BTL. Do khụng trn ph gia
dn khớ nờn ly Va= 2% = 0,02
Do lng tro bay chn 60% so vi tng lng vt liu kt dớnh BTL cú
lng tro bay cao. Chn lng nc cn dựng cho 1m3 BTL l W= 110 (l)= 100
(Kg) (Do W = 1 (Kg/cm3)
Thay vo phng trỡnh (1) ta c:
C+F = 2,654.110 = 291,94 (Kg/1m3)
Theo phơng trình (2): F= 1,5C nên
C = 116,78( Kg )

F = 175,16 175( Kg )

Từ các đại lợng đã biết thay vào phơng trình (4) ta đợc
117 175 110 S
G
+
+
+
+
+ 10.0,02 = 1000 (4)
3,09 2,34
1
C G

Hệ số rỗng của đá dăm là
V

= r = oK + 1 = 0,428
Vh
a

Vr = 0,428 Vh
V = Vh+ Vr = 1,428 Vh

G

Dung trng xp ca ỏ l:
2,92
=
= 2,045 (g/cm3)
1,428

Tơng tự: hệ số rỗng của cát:
V

1,62
= rc = 1 rc = 1
= 0,377
Vhc
a
2,6
Vrc= 0,377Vhc Vc = 1,377 Vhc
Dung trọng xốp của cát

Hc viờn:

Lp: CH20C

23

Bi tp mụn hc Vt liu xõy dng

S =

2,6
= 1,888 (g/cm3)
1,377

Thay các trị số đã biết vào phơng trình (4)
S
G
+
= 777,15
1,888 2,045

Từ phơng trình (3): S=

7
G
13

G = 1003,8 (Kg)
7
S=
G = 540,5 (Kg)
13

Vậy ta có thành phần sơ bộ của BTĐL M20 nh sau:
Mỏc

Loi

BT

XM

M20

PC40

X(kg)

Tro

CKD(kg) W (l)

bay(kg)
117

175

292

110

Cỏt

ỏ dm

(kg)

(kg)

540,5

1003,8

B. Thit k s b cp phi RCC theo phng phỏp ca Hip hi K S quõn s Hoa
K:
-

Cng yờu cu ca BTL tui 90 ngy l R90yc = 28,41( MPa)

-

Chn kớch thc ct liu Dmax = 50 mm.

-

Chn t l tro bay trong cht kt dớnh: 40%X+60%Tr

-

Do Dmax = 50 mm; Vc= 15-25. Tra bng 2-1 s b chn c nh sau:
+ Lng dựng nc: W= 110 (l/m3), hm lng bt khớ bng 2%; mc ngm cỏt

40%
R90yc = 28,41( MPa)
Từ
Tra đồ thị 4.1b ta đợc

D max = 50mm; TTK = 90ngy

-

Hm lng cht kt dớnh l :
X+Tr= 218 (Kg/m3)
Mặt khác:

X 40 2
=
= Tr = 1,5 X
Tr 60 3

X = 87,2 (Kg/m3)
Tr = 130,8 (Kg/m3)

-

Da vo bng 2.2 chn t l phi hp gia cỏc cp ht ca ct liu ln nh sau:
4,75mm - 19 mm : 61%
19mm - 50 mm : 39%

Hc viờn:

Lp: CH20C

24


Bài tập môn học Vật liệu xây dựng

Ta có thể tích tuyệt đối của 1m3 bê tông như sau:
X Tr W
C
D
+
+
+
+
+ 10Va = 1000
ρ x ρ tr ρ w γ C ρ D
87,2 130,8 110
C
D
+
+
+
+
+ 10.0,02 = 1000
3,09 2,34
1 1,888 2,045
C
D
+
= 805,68
1,888 2,045
C
= 0,4 ⇒ 0,6C = 0,4 D ⇒ D = 1,5C
C+D
C = 637,83( Kg / m3)


 D = 956,74( Kg / m3)
V
X + Tr + W
87,2 + 130,8 + 110
=
= 0,34 < 0,42
XÐt tû sè: ho =
Vvua X + Tr + W + C 87,2 + 130,8 + 110 + 637,83

Cần hiệu chỉnh tăng lượng chất kết dính để các lỗ rỗng trong cốt liệu nhỏ được lấp đầy
-

Chọn X+Tr = 240 (Kg/m3)

 X = 96( Kg / m3)

Tr = 144( Kg / m3)

T¬ng tù:
96
144 110
C
D
+
+
+
+
+ 10.0,02 = 1000
3,09 2,34

1 1,888 2,045
C
D
+
= 797,2 vµ D=1,5C
1,888 2,045
 D = 947( Kg / m3)
⇒ 
C = 631,1( Kg / m3)
V
X + Tr + W
96 + 144 + 110
=
= 0,356 < 0,42
TÝnh l¹i: ho =
Vvua X + Tr + W + C 96 + 144 + 110 + 631,1
⇒ Cần điều chỉnh giảm mức ngậm cát 35%
C
7
⇒
= 0,35 ⇒ C = D
D+C
16
 D = 1029,7( Kg / m3)
⇒ 
C = 554,5( Kg / m3)
V
X + Tr + W
96 + 144 + 110
=

= 0,391 < 0,42
TÝnh l¹i: ho =
Vvua X + Tr + W + C 96 + 144 + 110 + 554,5

Điều chỉnh lại như sau:
X+Tr = 275 (Kg); lượng ngậm cát 32%, W= 125 (kg/m 3)
 X = 110( Kg / m3)  D = 1041,23( Kg / m3)
;
⇒
Tr = 165( Kg / m3) C = 490( Kg / m3)
V
X + Tr + W
110 + 165 + 125
=
= 0,449 > 0,42 thỏa mãn
KiÓm tra: ho =
Vvua X + Tr + W + C 110 + 165 + 125 + 490
Học viên:

Lớp: CH20C

25