Bài giảng Vật liệu xây dựng - Cốt liệu cho bê tông

Nội dung text: Bài giảng Vật liệu xây dựng - Cốt liệu cho bê tông

1. CT LI U CHO BÊ-TÔNG Vt Liu Xây Dng (Construction Materials ) B môn V t li u Silicat Khoa Công Ngh Vt Li u i h c B ch Khoa Tp. H Minh -Ct li u cho bê -tông 7-2 Tng quan v ct li u TNG QUAN V CT LI U
   Trong bê tông ct li u chi m t 60-75% v th tích (75–80% v kh i
   Nh c l i m c ch s ng c t li u; lưng)
   Ct li u trong bê tông TH NG bao gm ct li u thô và ct li u mn. • Thay i t nh ch t bê-tông; cng, modul E, m i m n • nh, chi ph bê-tông; th nh ph n n - Ct li u mn: là ct li u có kích th ưc ht nh hơn 5mm (TCVN) -Ct li u thô: là ct li u có kích th ưc ho c kích th ưc ht nh hơn ln hơn 5mm • n nh th ch, h n ch vt n t l n p t tri n 4,75mm(ASTM) -Ct li u cho bê-tông 7-3 -Ct li u cho bê-tông 7-4 1
2. TNG QUAN V CT LI U Ngu n g c - Trong bê tông ct li u mn chi m 35-45% th tích ct li u
   ng ơ n ng: t ch anh, fenspat, mica, amphibon,
   Vai trò ca 2 l i c t li u: -Ct li u ln là khung xươ ng nh ch u lc pyroxen, canxit, g p, gloconnit opan, canxedoan, qung pyrit, -Ct li u mn có vai trò lp y các l tr ng do ct li u ln li hematit, than
   Phân lo i theo hình th c tn ti
   Hay nh m c ma, m t ch, bin ch t, TCVN 7572-3:2006 -Dng t nhiên: cát, si, á núi -Dng nhân to: th ưng là các lo i ct li u s dng cho các lo i bê tông c bi t nh ư: keramzit, peclit, các lo i si polymer tng hp, si th y tinh . -Ct li u cho bê -tông 7-5 -Ct li u cho bê -tông 7-6 TNG QUAN V CT LI U
   Phân lo i ct li u theo t tr ng
   Ct li u nh : - Dùng cho các sn ph m bê tông nh có kh i lu ng th tích t 250 -1800 kg/ m3 -Ct li u nh s dng ph bi n nh ư : dolomite, á phi n, peclit
   Ct li u thông th ưng - Dùng cho bêtông có kh i lưng th tích t 2200 -2400 kg/ m3 - Các hình th c tn ti: á dm, cát, si, á nghi n
   Ct li u dùng cho bê tông nng - s dng cho các lo i bê tông c bi t có kh i lưng th tích n 6400 kg/ m3 - Các lo i ct li u thông dng là : ferit, hematite, barite, magnetite -Ct li u cho bê-tông 7-7 -Ct li u cho bê-tông 7-8 2
3. CÁC C TIÊU C A C T Li U ch th ư c t i a Dmax
   Phân b kích th ưc/ modul ln. - Là kích th ưc l sàng bé nh t
   Hình d ng h t mà >90% các ht c t li u có
   Hàm l ưng bùn, sét b i. th
   Kh i l ưng riêng/ Kh i l ưng th tích. - Không l n h ơn 2/3- 3/4
   ưc/ m. kho ng cách ca c t thép.
   Hàm l ưng ch t h u c ơ/ h t m m y u. - Không l n h ơn
   Hàm l ưng clorua/ sunfat. 1/5 -1/4 ch th ư c min c a
   Hàm l ưng ki m cu ki n. -Ct li u cho bê -tông 7-9 -Ct li u cho bê -tông 7-10 Kích th ưc h t yêu c u Kích th ưc h t yêu c u Cp ph i ht - Ct li u ln: Xác nh thành ph n ht theo tiêu chu n -Cp ph i ht là s phân b kích th ưc ht ct li u ưc TCVN1772: 1987 s dng các sàng có kích th ưc xác nh bng ph ươ ng pháp sàng (5,10,20,40,70,100mm) và ASTM C33 (2,5mm, 4,75mm, 12,5mm, 25mm, 37,5mm) - Áp dng cho ct li u ln và nh a c t li u mn theo ASTM C33 Ca ct li u ln theo ASTM Cỡ sàng YC % hạt qua sàng C ng theo TCVN Cỡ sàng YC % hạt qua sàng 9,5 mm 100 37,5 mm 100 2,5 mm 4,75 mm 95 -100 25,0 mm 95 -100 1,25 mm 2,36 mm 80 -100 12,5 mm 25 - 60 630 m 1,18 mm 50 - 85 600 µm 25 - 60 4,75 mm 0 - 10 315 m 300 µm 5- 30 2,5 mm 0 - 5 140 m v y 150 µm 0 -10 -Ct li u cho bê-tông 7-11 -Ct li u cho bê-tông 7-12 3
4. Vùng YC c t li u n , C T Kích th ưc ht trung bình: d x ∑ i i Trong ó: d tb = x di: kích th ưc tb ca l sàng th i và i-1 ∑ i Xi: % ht gi a hai sàng i và i-1 Vùng YC c t Modul ln cho c t (TCVN 342 – 1986) liêu thô, , - Là mt giá tr không th nguyên ưc xác nh nh ư sau: T THÔ A M = ∑ i 100 Trong ó: A i lưng sót sàng tích ly trên các sàng th i Modul ln ca ct li u s dng cho BT th ưng nm trong kho ng t 2,3-3,1 (ASTM C33) -Ct li u cho bê -tông 7-13 -Ct li u cho bê -tông 7-14 - TN xác nh modul ln ca cát (TCVN 342 – 1986) ư ng cong t ch l y c t, + Dùng b sàng có kích th ưc 5; 2,5; 1,25; 0,63; 0,315; 0,14mm Modun=2,2 + Ly cát ã ra sch và sy khô + Ly 1000g cát ã sàng qua sàng 5mm, sau ó ti n hành sàng qua các sàng còn li Lỗ sàng Lượng sót trên từng sàng Lượng sót tích lũy Gi ới hạn trên Gi ới hạn dưới mm G % % % % 5,000 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 2,500 29,26 2,92 2,92 0,00 20,00 1,250 144,49 14,42 17,34 15,00 45,00 0,630 202,40 20,20 37,54 35,00 70,00 0,315 318,94 31,83 69,37 65,00 90,00 0,140 264,43 26,39 95,76 90,00 100,00 <0,14 42,48 4,24 100,00 100,00 100,00 Kh ối lượng mẫu thí nhi ệm (g) 220,93 Modul cát 2,2 -Ct li u cho bê-tông 7-15 -Ct li u cho bê-tông 7-16 4
5. Sp x p t t Phân b ch th ư c h t TN 2 nh ph n nh t 70-30 % m n
   i sao l i d ng nhi u k ch th ư c % % c rng % thô t ch t, ma s t l n Mt <60%, XM v ct li u l p y -Ct li u cho bê -tông 7-17 -Ct li u cho bê -tông 7-18 TN 3 nh ph n Phân b ch th ư c h t t trung Tuy nhiên vn i THÔ = ? la n ng s p x p t t nh nh t, t thay i ph n TRUNG = ? LIÊN C Không c n q t thô = ? nhi u h t trung  t m n t thô, 2/5mm Sp x p h p l nh t c u t c bê -tông -Ct li u cho bê-tông 7-19 -Ct li u cho bê-tông 7-20 5
6. ng pb liên t c ch th ư c c t li u Phân b ch th ư c h t ch th ư c c t li u nh h ưng c a kích th ưc c t li u Thông qua t l W/C, + nh h ưng n tính công t ác ca h n h p bê tông THÔ + nh hưng n cưng , tính ch ng th m ca á bê tông. Lư ng n ư c n o tr n Lư ng XM s ng T T + TRUNG LN -Ct li u cho bê -tông 7-21 -Ct li u cho bê -tông 7-22 nh d ng, b mt nh d ng, b mt t t n nh n t g c, nh Nh n bi t theo ASTM D4791, ASTM D 3398 nh c u Thoi, d t Lp ph ươ ng Thoi, d t Y/c lư ng n ư c s ng nh công t c, nng n ch t TCVN 7572-13:2006, Ki m tra h m l ư ng % t thoi d t d/L>1/3 bng th ư c k p -Ct li u cho bê-tông 7-23 -Ct li u cho bê-tông 7-24 6
7. m l ư ng thoi d t c t li u thô nh h ưng hình d ng và b mt h t - n bê tông tươ i:
   Hàm l ưng h t thoi d t trong c t li u thô ưc qui + nh hưng n kh nng ch y nh theo TCVN không v ưt quá 35% + nh hưng n kh nng tách nưc phân tng
   Theo ASTM, hàm l ưng h t thoi, d t không v ưt quá - n bêtông óng rn 15% t ng kh i l ưng c t li u + nh hưng n cưng un và nén ca bê tông, c bi t là cưng un. -Ct li u cho bê -tông 7-25 -Ct li u cho bê -tông 7-26 Hàm l ưng h t m n (sét, b i b n) nh h ưng c a h àm l ưng s ét b i b n -Sét, bi bn là nh ng ht rt mn có kích th ưc < 75 µm - nh hưng n lưng nưc s dng nh hưng n  Tiêu chu n xác nh hàm lưng sét bi bn: tính công tác và qu á tr ình óng rn ca bê tông tươ i. -Cát TCVN 343: 1986, ASTM C295 -Tng ph n ng ki m ct li u. á - TCVN 1772:1987, ASTM C295, ASTM 1137 - nh hưng n cưng :  Hàm lưng sét bi bn qui nh: + Làm gi m liên kt ca vùng ti p gi áp gi a nn xi mng và ct li u - i vi cát t 3 – 5% + Ph m ch t ca ct li u gi m - i vi á không vưt qu á 0,25 % -Ct li u cho bê-tông 7-27 -Ct li u cho bê-tông 7-28 7
8. KL riêng, th ch, x p , hng c t li u KL riêng, th ch, x p , hng c t li u - Là kh i lưng trên mt ơ n v th tích ca ct li u có k n th -ươ áp th : TCVN 7572: 2006 cho t ho c tích ca ph n l rng sau: -i l ư ng kh i c t li u cân khô h n t n, sau s y + L rng trong b n thân c a c t li u + L rng gi a các ht ct li u -i l ư ng c t li u m, ngâm n ư c lau khô m t () hay -Ct li u s dng cho bê tông th ưng có kh i l ưng th tích t ph ơi khô t nhiên (kh i c t) 1200 – 1750kg/m3. -i l ư ng cân ngâm trong n ư c - Theo TCVN kh i l ưng th tích c a cát không nh ơ 1200kg/m3. - Xác nh kh i l ưng th tích thi t k cp ph i bê tông. -Ct li u cho bê -tông 7-29 -Ct li u cho bê -tông 7-30 t n ưc vàư ng m b mt -ưng ưc ánh giá thông qua m toàn ph n ca ct li u - hp thu nưc ph thu c vào kích th ưc và bn ch t ca ct li u -ươ pháp th : TCVN 7572-4( 40mm): 2006 ho c ASTM C70, ASTM C127 Ct li u m n, T -Ct li u cho bê-tông 7-31 -Ct li u cho bê-tông 7-32 8
9. t n ưc vàư ng m b mt Co n t c t li u  Lưng nưc ti a ch a trong ct li u: là lưng nưc ti a bao gm c nưc hp th và lưng m t do -Ct li u thô: 1 – 6%, trong ó lưng m t do t 0,5 – 2% -Ct li u mn: 3-8%, trong ó lưng m t do t 2 – 6%  nh hưng ca t nưc: - Tính công tác - Kh nng thay i th tích ca á bê-tông theo th i gian. co khô -Ct li u cho bê -tông 7-33 -Ct li u cho bê -tông 7-34 bn c a c t liêu thô bn c ơ c a c t liêu thô à é á à -L cưng n n p ca dm trong xi lanh, m i mòn -Mác ca ct li u thô s dng trong bê tông ít nh t ph i ln hơn trong tang quay và bn va p trên máy va p. M ác ca ct 1,5 ln so vi mác ca bê tông li u thô c nh bão ho à nưc ca ct li u -Tùy theo mc ích s dng mà ct li u mà bn ca ct li u Mác của á dm ộ nén ập ở tr ạng thái bão hòa nước á tr ầm á phún xu ất xâm á phún xu ất s dng cho nh ng ch tiêu sau: tích nh ập và á bi ến ch ất phun trào + Dùng cho bê tông : nén p trong xy lanh 1400 - ến 12 ến 9 1200 ến 11 12 – 16 9 – 11 + Dùng cho xây dng ưng ô tô : nén p trong xy lanh, mài 1000 từ 11 ến 13 16 – 20 11 – 13 800 13 – 15 20 – 25 13 – 15 mòn trong tang quay 600 15 – 20 25 – 34 15 – 20 + Dùng cho lp m ca ưng st : ch ng va p trên máy th 400 20 – 28 - - 300 28 – 38 - - va p 200 38 - 64 - - -Ct li u cho bê-tông 7-35 -Ct li u cho bê-tông 7-36 9
10.  mài mòn ca ct li u thô trong tang quay PH N NG ALKALI – CT Li U Mác của á ộ mài mòn, % dm, sỏi và sỏi á tr ầm tích á phún xu ất bi ến Sỏi dm dm Là ph n ng gi a mt s th ành ph n trong ct li u vi dd cacbonat ch ất và các á tr ầm tích khác NaOH, KOH, Ca(OH)2 trong bê tông. Mn – I ến 30 ến 25 ến 20 + Ph n ng alkali – silicat (ASR) Mn – II 30 – 40 25 – 35 20 – 30 Mn – III 40 – 50 35 – 45 30 – 45 Mn – IV 50 – 60 45 – 55 45 – 55  ch ng va p ca ct li u trên máy th va p Mác dm, sỏi và sỏi ộ ch ống va ập trên máy th ử va dm ập “ H.M “ Vd 40 40 – 49 Vd 50 49 – 74 Vd 75 Từ 75 tr ở lên -Ct li u cho bê -tông 7-37 -Ct li u cho bê -tông 7-38 + Xu t hi n các vt nt PH N NG ALKALI – CT Li U + C ác vt nt liên thông nhau và óng kín li  Các yu t nh hưng + T o th ành nh ng mnh v nh trên b mt nghi m TCVN 7572 -14:2006 - Có SiO vô nh hình trong ct li u + Bong tr c trên b mt 2 - pH trong các l rng trong bê tông cao. C ch ph n ng - m ln á á + C c hydroxit ki m + c c SiO 2(gel,  Các bi n ph áp làm gi m ph n vh) gel (alkali – silicate) ng alkali – silicate + C ác gel hình th ành khi gp m th ì - Ki m so át hàm lưng ki m trong xi à gi n n và làm xu t hi n vt nt mng (h m lưng ki m 0,6%) - S dng các ph gia kho áng nh ư : tro bay, x lò cao, silicafume - Thay th ct li u thông th ưng bng á vôi -Ct li u cho bê-tông 7-39 -Ct li u cho bê-tông 7-40 10
11. PH N NG ALKALI – CT Li U S ng v i ch ct li u Ph n ng alkali – cacbonat (ACR) + Là ph n ng gi a Hydroxyt ki m và dolomit trong ct li u Mg(OH) 2, sn ph m có dãn n th tích cao, cưng th p Các yu t nh hưng + H m l ư ng s t, ch t không tan k ng 5% - 25% + T l dolomite trong ct li u s gia tng th tích do s có mt ca dolomite + T l Calcite/dolomite g n b ng 1:1 + Kích th ưc rt bé ca nh ng ht dolomite trong h n h p s t ph n ng d dàng hơn -Ct li u cho bê -tông 7-41 -Ct li u cho bê -tông 7-42 CÁC CH TIÊU PHÂN TÍCH C A C T Li U Ch ỉ tiêu thí nghi ệm n vị Ph ư ng pháp th ử Kết qu ả Tỉ kh ối xốp ở tr ạng thái báo hòa 2,65 nước – khô bề mặt 23/23 0C Kh ối lượng riêng kg/m 3 2,63 Kh ối lượng th ể tích xốp kg/m 3 1436 Kh ối lượng th ể tích xốp lèn ch ặt kg/m 3 1628 Lượng hạt trên 10mm % 0,00 Hàm lượng hạt qua sàng % 0,20 0,075mm ộ hấp th ụ nước % 2,30 Hàm lượng % 0,001 Hàm lượng tạp ch ất hữu cơ ASTM C40–99 Bằng màu số 5 (Ph ươ ng pháp so màu) Hàm lượng bụi, bùn sét % TCVN 7572 – 8:2006 0,95 -Ct li u cho bê-tông 7-43 11