Các vấn đề liên quan đến bê tông cường độ cao (phần 1) – Ban quản lý công trình giao thông Quảng Ngãi

Bê tông cường độ cao là thế hệ bê tông mới bổ sung các chất lượng cải tiến thể hiện những tiến bộ công nghệ trong vật liệu và kết cấu xây dựng

1. Khái niệm về bê tông cường độ cao.

– Về cường độ chịu nén, nó là bê tông cường độ cao và về tính chất tổng thể nó được gọi là bê tông chất lượng cao. Bê tông chất lượng cao được gọi là hpc (bê tông hiệu suất cao) ở Anh và bhp (bet0ns a haute perormances) ở Pháp.

– Bê tông cường độ cao là bê tông có cường độ nén 28 ngày, lớn hơn 60 MPa, hình trụ có kích thước d = 15 cm, h = 30 cm. Cường độ nén sau 24 giờ là ≥ 35 MPa và cường độ nén sau 28 ngày là ≥ 60 MPa. Sản xuất, bảo trì và kiểm tra mẫu theo tiêu chuẩn hiện hành.

Các thành phần bê tông cường độ cao có thể được sử dụng có hoặc không có khói silica, hoặc kết hợp với tro bay. Chất lượng bê tông được cải thiện khi sử dụng silica fume.

Các tiêu chuẩn của Bắc Mỹ quy định rằng bê tông cường độ cao dùng để chỉ bê tông có cường độ nén trên 28 ngày tuổi là ≥42mpa.

Bê tông chất lượng có cường độ nén ít nhất 60 MPa sau 28 ngày và các chỉ tiêu cơ lý cao theo tiêu chuẩn ceb.fip.

Mức độ hiểu biết hiện tại về loại bê tông này đã cho phép ứng dụng bê tông chất lượng cao trong các tòa nhà lớn, chủ yếu trong ba lĩnh vực: nhà nhiều tầng, công trình và công trình biển, giao thông (cầu, đường, hầm). Các đặc tính cơ học mới của bê tông cường độ cao cho phép các nhà thiết kế tạo ra các cấu trúc mới có chất lượng cao hơn.

2. Nguyên tắc cơ bản của chế tạo bê tông cường độ cao.

* Tăng cường độ chuyển tiếp

– Khi tỷ số n / ckd = 0,4 – 0,7, cường độ bê tông thấp hơn cường độ vữa xi măng có cùng tỷ lệ;

– Giảm tỷ lệ n / ckd;

– Các chất siêu mịn: silica fume, tro bay, metakaolin, tro trấu và pozzolan hoạt tính sio2 + ca (oh) 2 = c-s-h (phản ứng hấp thụ vôi).

– Hàm lượng cao của chất khử nước lên đến 40%, làm giảm lượng nước, giảm độ xốp của hỗn hợp bê tông và làm cho bê tông có cường độ cao hơn.

Hình 1. Mối quan hệ giữa lượng phụ gia siêu dẻo và phụ gia khoáng và thể tích của chất kết dính, độ chảy 210 – 230mm, n / ckd = 0,18.

độ phồng 2. Ảnh hưởng của hàm lượng fa đến sự phát triển cường độ chịu nén của bê tông theo thời gian, hàm lượng sf cố định ở mức 10%, n / ckd = 0,18

* Tăng cường độ của đá xi măng.

– Các nguyên tắc ứng xử của vật liệu giòn, chẳng hạn như gốm sứ, có thể được sử dụng để xác định mối quan hệ cấu trúc, đặc tính của bê tông chất lượng cao.

Sự phụ thuộc của độ bền kéo vào độ xốp: s = so.e-bp.

Sự phụ thuộc của cường độ nén vào độ xốp: fc ‘= fo’ (1-p) m.

p – Hệ số rỗng.

b- Yếu tố phụ thuộc vào kích thước và hình dạng lỗ chân lông.

Hệ số

m phụ thuộc vào lực liên kết giữa các tinh thể, hình dạng và kích thước của các hạt, khoảng trống, khuyết tật và hàm lượng tạp chất.

* Sử dụng tổng hợp chất lượng cao

– Việc cải thiện chất lượng tập hợp trong hpc cần được chú ý đặc biệt. Ngược lại, khi cường độ của vùng chuyển tiếp và đá xi măng tăng lên, cốt liệu sẽ trở thành “liên kết” yếu nhất trong bê tông.

– Cải thiện chất lượng phân phối:

+ Chọn cường độ nền móng> 120mpa;

+ Giảm dmax: tăng độ đồng đều, dễ trộn, trộn đều;

+ Tối ưu hóa thành phần hạt: sự phân bố hạt gần với đường cong phân bố lý thuyết;

+ Giảm tạp chất: hạn chế lượng hạt phẳng và các hợp chất hữu cơ có hại.

độ phồng 3. Thành phần hạt của vật liệu được sử dụng trong nghiên cứu.

* Cải tiến công nghệ

Sản xuất: Phải được định lượng tốt, kiểm soát độ ẩm của cốt liệu, lắp đặt các silo phụ gia khoáng;

Thi công: Bê tông phải được vận chuyển, đổ, đầm, bố trí và bảo dưỡng theo đúng quy trình.

3. Cấu trúc chung của bê tông sử dụng cốt liệu truyền thống và vữa xi măng chất lượng cao để sản xuất bê tông cường độ cao.

Ba đặc tính của vật liệu ảnh hưởng đến cấu trúc bùn là thành phần và cấu trúc vi mô của hồ chứa, đặc tính liên kết giữa bùn và cốt liệu, chất lượng của cốt liệu trong các điều kiện công nghiệp, và ít thay đổi về công nghệ và môi trường. Kết cấu bê tông cường độ cao cũng bao gồm 3 công trình phụ tương tự như bê tông xi măng. Phần cải tiến nhất là kết cấu của hồ xm và kết cấu của khu tiếp giáp giữa hồ xm và cấp phối. Cấu trúc tổng hợp về cơ bản là không thay đổi. Đây có lẽ là khu vực xây dựng bảo thủ nhất.

Kết cấu của cốt liệu lớn tạo thành khung chịu lực của bê tông, điều này phụ thuộc vào cường độ của bản thân cốt liệu lớn, đặc tính cấu tạo (diện tích tiếp xúc giữa các hạt cốt liệu) và cường độ liên kết giữa các hạt cốt liệu. Trong trường hợp bình thường, tự cường độ giữa các hạt có kích thước hợp lý giải quyết các khoảng trống trong bê tông và làm tăng diện tích tiếp xúc giữa các hạt cốt liệu (giữa các hạt và các hạt xung quanh). Đối với bê tông cường độ cao, nên sử dụng cốt liệu truyền thống và các hướng dẫn nghiêm ngặt hơn.

4. Cấu trúc tổng hợp của bt thường và bt cường độ cao.

bt sử dụng chất kết dính vô cơ, là đá nhân tạo, không nung. Thành phần bao gồm chất kết dính vô cơ, dung môi (nước), cốt liệu đá hoặc sỏi và các chất phụ gia, được trộn theo một tỷ lệ nhất định để tạo thành một chất rắn.

bt cĐc có tỉ khối nước / xm = 0,25. Sử dụng phụ gia siêu mịn như tro bay hoặc hạt silicon siêu mịn.

Bê tông cĐc được làm bằng cốt liệu truyền thống và vữa xi măng chất lượng cao. Cấu trúc tương tự như xi măng bt.

* Cốt liệu lớn và nhỏ ở dạng khoáng chất tự nhiên hoặc nhân tạo có hình dạng, kích thước và cường độ bề mặt rất khác nhau tùy thuộc vào cỡ hạt từ 0,14-150 mm (khi cỡ hạt là 0,14 mm). – 5mm là cát 5 – 150mm là sỏi hoặc sỏi)

– Tốn không gian, giảm việc sử dụng chất kết dính và giảm chi phí.

– Cốt liệu lớn, khung chịu lực được liên kết bằng vữa.

– Cốt liệu nhỏ làm tăng mật độ và đảm bảo độ co ngót bt.

– Cát có thành phần hạt hợp lý sẽ tiết kiệm được xm và cường độ bt sẽ cao.

+ Hàm lượng tạp chất trong cốt liệu ngăn đá vôi và vữa liên kết với bề mặt của các hạt cốt liệu, dẫn đến ăn mòn, tạo ra môi trường xâm thực cho đá xi măng và bê tông.

+ Các hạt nhỏ (bùn, bụi, đất sét) sẽ làm tăng lượng đá xi măng được sử dụng trong bê tông. Khối lượng bụi, đất và các hạt sét thay đổi lớn khi độ ẩm thay đổi sẽ gây hư hỏng kết cấu bê tông và phải được kiểm soát chặt chẽ.

Cốt liệu thô (đá) và mịn (cát) tạo thành cấu trúc khung bt cường độ cao. Về cơ bản vẫn được tạo bằng cách gộp truyền thống, không có cải tiến lớn.

Cốt liệu nhỏ (cát) có mô đun

Cốt liệu thô (đá) xác định cường độ và độ dẻo của bê tông dựa trên đường kính và hàm lượng cốt liệu.

cường độ nén bt> 75 mpa, kích thước cốt liệu nên giữ ở mức 12,7-9,5 mm. Kích thước 19,5-25,4, sử dụng nén bt cho các mẫu hình khối 60-75mpa.

Cốt liệu lý tưởng là cốt liệu sạch, không vón cục, có góc cạnh, mài và có các hạt hình kim cương nhỏ nhất so với các quy định hiện hành.

Cốt liệu thô là đá dăm được tạo ra từ nền tảng của đá phun trào biến chất. Cường độ bão hòa nước lớn hơn hoặc bằng 2 lần cường độ bt. Sử dụng đá trầm tích có cường độ thấp hơn yêu cầu.

Kích thước hạt lớn nhất ở Việt Nam là 10-20mm và kích thước hạt lớn nhất ở Hoa Kỳ là 9,5-25.