6.4  Thiết kế thành phần

- Thiết kế thành phần thường sử dụng thể tích là tham số cơ bản bởi tầm quan trọng của việc làm đầy các lỗ rỗng giữa các hạt cốt liệu. Một vài phương pháp thử điều chỉnh thành phần có sẵn để đạt đến mức đường bao của cấp phối tối ưu. Một phương pháp khác dùng để đánh giá tối ưu hóa độ chảy, độ ổn định trước tiên là của phần hồ sau đến phần vữa trước khi thêm cốt liệu thô và sau đó toàn bộ hỗn hợp bê tông tự lèn mới tiến hành thí nghiệm.

6.5  Các bước cơ bản thiết kế thành phần bê tông tự lèn

Các thí nghiệm trong phòng cần được tiến hành để kiểm tra lại các tính chất của thành phần bê tông tự lèn so với những đặc tính đã định sẵn theo thiết kế. Nếu cần thiết, việc điều chỉnh thành phần bê tông tự lèn cần được tiến hành. Khi các yêu cầu đã được đáp ứng thi bê tông tự lèn cần được thử nghiệm với đầy đủ các chỉ tiêu cấp độ tại trạm trộn và nếu cần có thể cả ở hiện trường để kiểm tra lại cả đặc tính của bê tông tự lèn. Việc thiết kế thành phần bê tông tự lèn theo các bước cơ bản như sau:

Bước 1: Xác định hàm lượng cốt liệu lớn (Đ)

Thể tích tuyệt đối của đá dùng cho bê tông tự lèn: V_Đ = (0,28 ÷ 0,36) m³/m³ bê tông (Phụ lục A);

Đ = V_Đ . p_Đ^bh

Trong đó:

Đ: khối lượng cốt liệu lớn trong 1 m³ bê tông, kg;

...

...

...

p_Đ^bh: khối lượng thể tích (bão hòa nước) của đá, kg/m³.

- Giá trị của Đ thường lấy từ 750 kg/m³ đến 1000 kg/m³;

Bước 2: Xác định hàm lượng nước (N); Hàm lượng nước lấy từ 155 L đến 210 L;

Bước 3: Xác định tỷ lệ ; Thường  lấy từ 28% đến 37%;

Bước 4: Tính hàm lượng bột mịn (B) (xi măng + Bột khoáng mịn);

Trong đó B: khối lượng bột mịn trong 1 m³ bê tông, kg. Khối lượng bột mịn trong 1 m³ bê tông thường chiếm từ 0,16 m³/m³ đến 0,19 m³/m³ bê tông.

thường trong khoảng (380 ÷ 650) kg/m³.

Bước 5: Xác định tỷ lệ , giống như bê tông thường,

...

...

...

Trong đó: : cường độ nén của bê tông thiết kế ở ngày tuổi 28,

- : cường độ nén của xi măng ở ngày tuổi 28,

- A: hệ số chất lượng vật liệu tra trong Bảng 2. Khi ≤ 2,5 thì dùng hệ số A; khi  > 2,5 thì dùng hệ số A₁.

Bảng 2 - Hệ số chất lượng vật liệu A và A₁ ứng với xi măng thử cường độ theo TCVN 6016

Chất lượng vật liệu

Chỉ tiêu đánh giá

A

A₁

Tốt

...

...

...

- Đá sạch, cường độ cao, cấp phối hạt tốt.

- Cát sạch; M_đl= 2,4 ÷ 2,7

0,54

0,34

Trung bình

- Xi măng hoạt tính trung bình, poóc lăng hỗn hợp

- Đá chất lượng phù hợp với TCVN 7570

- Cát chất lượng phù hợp với TCVN 7570

M_đl = 2,0 ÷ 3

...

...

...

0,32

Kém

- Xi măng hoạt tính thấp, Poóc lăng hỗn hợp chứa trên 15% phụ gia thủy.

- Đá có 1 chỉ tiêu chưa phù hợp TCVN 7572

- Cát mịn, M_đl < 2,0

0,45

0,29

CHÚ THÍCH: M_đl: mô đun độ lớn của cốt liệu nhỏ theo TCVN 7572-2 : 2006, không thứ nguyên, chính xác đến 0,1.

Bước 6: Tính hàm lượng xi măng:

...

...

...

- X: khối lượng xi măng trong 1 m³ bê tông, kg.

- : tỷ lệ nước/xi măng;

Bước 7: Tính hàm lượng phụ gia bột khoáng mịn (tro bay): T = B - X.

Trong đó:

- T: khối lượng tro bay trong 1 m³ bê tông, kg.

- B: khối lượng bột trong 1 m³ bê tông, kg.

- X: khối lượng xi măng trong 1m³ bê tông, kg.

Bước 8: Tính hàm lượng cốt liệu nhỏ (cát) C

...

...

...

- X, T, C, Đ, N, A: theo thứ tự là khối lượng xi măng, tro bay (phụ gia mịn), cát, đá, nước và thể tích khí trong 1 m³ bê tông, kg.

- ρ_x, ρ_T, ρ_Đ: khối lượng riêng của xi măng, tro bay và đá, kg/m³.

- ρc^bh: khối lượng thể tích (bão hòa nước) của cát, kg/m³.

- Hàm lượng cát C thường chiếm từ 48% đến 55 % tổng hàm lượng cốt liệu (C + Đ);

Bước 9: Điều chỉnh thành phần bê tông cho phù hợp với yêu cầu thực tế:

Điều chỉnh thành phần bê tông theo yêu cầu dựa trên các nguyên tắc sau: Điều chỉnh lượng nước; Lựa chọn loại phụ gia siêu dẻo phù hợp với vật liệu và điều chỉnh hàm lượng của phụ gia siêu dẻo; Điều chỉnh hàm lượng phụ gia mịn; Điều chỉnh tỷ lệ cát hoặc cốt liệu lớn.

- Sản xuất thử bê tông tự lèn tại trạm trộn thử nghiệm, tiến hành thí nghiệm theo yêu cầu;

- Thí nghiệm các chỉ tiêu của bê tông tự lèn đã đông cứng, xác định cường độ nén của bê tông tự lèn theo TCVN 3118, xác định độ chống thấm theo TCVN 3116.

- Sản xuất bê tông tự lèn thử ở trạm trộn;

...

...

...

Hình 2 - Sơ đồ các bước cơ bản thiết kế thành phần bê tông tự lèn

Trong trường hợp các yêu cầu kỹ thuật không được đáp ứng nên xem xét lại việc thiết kế thành phần cơ bản. Tùy thuộc vào các kết quả thí nghiệm, những công việc cần được xem xét tiến hành:

- Điều chỉnh tỷ lệ , tỷ lệ thí nghiệm độ chảy và các đặc tính khác của hồ;

- Thử các loại chất độn mịn khác (nếu có);

- Điều chỉnh lượng cốt liệu mịn và lượng phụ gia siêu dẻo;

- Xem xét việc sử dụng loại phụ gia biến tính độ nhớt có ảnh hưởng đến sự biến động các tính chất của bê tông tự lèn;

- Điều chỉnh thành phần cốt liệu lớn.

- Điều chỉnh thành phần bê tông tự lèn cho phù hợp với các chỉ tiêu kỹ thuật. Chi tiết xem tại Bảng 3

...

...

...

Phương pháp điều chỉnh

Cơ chế điều chỉnh

Điều chỉnh thông qua thay đổi hàm lượng bột mịn

Sử dụng hàm lượng bột mịn cao (550 kg/m³ đến 650 kg/m³), để điều chỉnh sự cân bằng giữa độ chảy loang của hỗn hợp bê tông tự lèn và khả năng chống phân tầng của nó.

Điều chỉnh thông qua thay đổi giới hạn chảy (ứng suất cắt tới hạn)

Sử dụng hàm lượng bột mịn thấp (từ 350 kg/m³ đến 450 kg/m³), dùng phụ gia siêu dẻo để điều chỉnh sự cân bằng giữa độ chảy loang của hỗn hợp bê tông tự lèn và khả năng chống phân tầng của nó.

Điều chỉnh thông qua kết hợp thay đổi cả hàm lượng bột và giới hạn chảy

Sử dụng hàm lượng bột mịn trung bình (từ 450 kg/m³ đến 550 kg/m³), kết hợp sử dụng phụ gia siêu dẻo để điều chỉnh sự cân bằng giữa độ chảy loang của hỗn hợp bê tông tự lèn và khả năng chống phân tầng của nó.

- Điều chỉnh nước và phụ gia siêu dẻo để đường kính chảy xòe của hỗn hợp bê tông tự lèn đạt từ 550 mm đến 850 mm;

...

...

...

- Hỗn hợp bê tông tự lèn không có hiện tượng phân tầng tách nước

Việc điều chỉnh cường độ kháng nén của bê tông tự lèn được tiến hành bằng thực nghiệm trên cơ sở tỷ lệ:

Phụ lục A

(Tham khảo)

Quy trình thiết kế thành phần hỗn hợp bê tông tự lèn theo Hiệp hội bê tông châu Âu (EFNARC)

THƯ MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO

1.  Chỉ dẫn kĩ thuật chọn thành phần bê tông các loại - Bộ Xây dựng

...

...

...

MỤC LỤC

Lời nói đầu

1.  Phạm vi áp dụng

2.  Tài liệu viện dẫn

3.  Thuật ngữ và định nghĩa

3.1  Chất độn mịn (Smooth filer)

3.2  Phụ gia (Admixture)

3.3  Chất kết dính (Binder)

3.4  Tính công tác (Workability)

...

...

...

3.6  Độ chảy loang (Slump-flow)

3.7  Hồ (Paste)

3.8.  Vữa (Mortar)

4.  Ký hiệu và chữ viết tắt

5.  Yêu cầu kỹ thuật đối với vật liệu chế tạo bê tông tự lèn

6.  Nguyên tắc cơ bản về thiết kế thành phần bê tông tự lèn

6.1  Nguyên tắc chung

6.2  Các nguyên tắc cơ bản

6.3  Độ ổn định của trạng thái dẻo

...

...

...

6.5  Các bước cơ bản thiết kế thành phần bê tông tự lèn

Phụ lục A (tham khảo) Quy trình thiết kế thành phần hỗn hợp bê tông tự lèn theo Hiệp hội bê tông châu Âu (EFNARC)

Thư mục tài liệu tham khảo

Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 12631:2020 về Bê tông tự lèn - Thiết kế thành phần