Bê tông dùng hỗn hợp cát nghiền và cát mịn tự nhiên
Kết quả thực nghiệm và thảo luận
• Kết quả thực nghiệm
Mỗi cấp phối bê tông được chế tạo 12 mẫu lăng trụ để xác định cường độ kéo uốn (Ru) và mô đun đàn hồi (E), 6 mẫu lập phương để xác định cường độ chịu nén (Rn). Tổng cộng có tất cả 108 mẫu bê tông xi măng được đúc, bảo dưỡng may danh bong be tong và thử nghiệm tại Phòng Thí nghiệm thuộc Liên hiệp Khoa học Địa chất Nền móng - Vật liệu xây dựng.
Kết quả thí nghiệm độ sụt, cường độ chịu nén, cường độ chịu kéo uốn và mô đun đàn hồi ở tuổi 28 ngày của bê tông xi măng mua máy mài nền bê tông.
Kết quả thí nghiệm Sn, Rn, Ru và E cuả bê tông xi măng khi dùng hỗn hợp cát nghiền và cát tự nhiên có sử dụng phụ gia siêu dẻo Sika-R4 (R4)
• Đánh giá về tính chất và giá thành của bê tông
- Tính chất của bê tông tươi: Khi sử dụng phụ gia Sika - R4 với liều lượng 1 lít/100kg xi măng vào trong bê tông dùng hỗn hợp cát nghiền và cát mịn tự nhiên thì độ sụt của bê tông xi măng tương tự so với khi không sử dụng phụ gia nhưng giảm được (16,6 - 17,2) % nước. Đặc biệt, làm chậm quá trình đông kết và duy trì được độ sụt của bê tông xi măng trong quá trình thi công.
- Tính chất của bê tông đông cứng:
+ Từ các số liệu thực nghiệm, thiết lập được mối quan hệ giữa cường độ kéo uốn, mô đun đàn hồi và cường độ chịu nén của bê tông xi măng khi dùng hỗn hợp cát nghiền và cát mịn tự nhiên có sử dụng phụ gia siêu dẻo:
Mối quan hệ giữa cường độ kéo uốn, mô-đun đàn hồi khi nén tĩnh và cường độ chịu nén của các loại bê tông xi măng khi dùng hỗn hợp cát có sử dụng phụ gia R4
+ Tỷ số giữa cường độ chịu kéo uốn và cường độ chịu nén của bê tông dùng hỗn hợp cát có sử dụng phụ gia Sika-R4, Ru/Rn= 0,106 ¸ 0,118.
+ Từ kết quả nghiên cứu có thể xác định cường độ chịu kéo uốn và mô-đun đàn hồi của bê tông xi măng khi dùng hỗn hợp cát nghiền và cát mịn tự nhiên có sử dụng phụ gia Sika-R4 nếu biết được tỷ lệ nước/xi măng (N/XM) hoặc lượng xi măng (XM) trong hỗn hợp bê tông.
Mối quan hệ giữa cường độ kéo uốn, mô-đun đàn hồi khi nén tĩnh của các loại bê tông xi măng khi dùng hỗn hợp cát có sử dụng phụ gia R4 và lượng xi măng
+ Từ các biểu thức trên nhận thấy: Để cường độ chịu kéo uốn của bê tông dùng hỗn hợp cát có sử dụng phụ gia siêu dẻo tương tự với khi không dùng phụ gia thì lượng xi măng sử dụng lần lượt là 300kg/m3 - đối với loại bê tông 30MPa và 380kg/m3- đối với loại bê tông 36MPa (tương ứng mức độ giảm xi măng là 18%).
- So sánh về giá thành của bê tông: Chi phí vật tư (chưa bao gồm thuế giá trị gia tăng) của bê tông xi măng cường độ nén 30MPa và 36MPa khi dùng hỗn hợp cát có sử dụng phụ gia siêu dẻo rẻ hơn so với khi không sử dụng phụ gia siêu dẻo lần lượt là 51.149 đồng và 55.318 đồng cho 1m3 bê tông (do tiết kiệm được lượng xi măng nhưng đảm bảo cho bê tông có cường độ tương đương).
Kết luận
- Do tính góc cạnh của cát nghiền nên việc sử dụng thêm một hàm lượng cát tự nhiên tròn cạnh và dùng phụ gia siêu dẻo với tỷ lệ phù hợp để cải thiện một số tính chất của bê tông khi có sử dụng cát nghiền là cần thiết. Sử dụng hỗn hợp cát nghiền và cát mịn tự nhiên không những nâng cao chất lượng cho sản phẩm bê tông xi măng mà còn tận dụng được nguồn vật liệu địa phương giá rẻ. Khi sử dụng phụ gia siêu dẻo trong bê tông dùng hỗn hợp cát thì độ sụt của bê tông đảm bảo yêu cầu, kéo dài thời gian ninh kết của xi măng, tạo thuận lợi cho công tác hoàn thiện; đồng thời giảm được khoảng 18% xi măng so với khi không dùng phụ gia siêu dẻo.
- Mối quan hệ giữa cường độ kéo uốn, mô-đun đàn hồi và cường độ chịu nén của bê tông xi măng khi sử dụng hỗn hợp cát nghiền - cát mịn tự nhiên và phụ gia siêu dẻo như sau:
- Khi có sử dụng phụ gia siêu dẻo chế tạo bê tông xi măng dùng hỗn hợp cát cho bê tông xi măng có các đặc tính kỹ thuật đạt yêu cầu bán máy mài nền bê tông cần thiết nhưng tiết kiệm được lượng xi măng đáng kể, góp phần giảm chi phí mua vật tư và hạ giá thành xây dựng công trình.
Kết quả thực nghiệm và thảo luận
• Kết quả thực nghiệm
Mỗi cấp phối bê tông được chế tạo 12 mẫu lăng trụ để xác định cường độ kéo uốn (Ru) và mô đun đàn hồi (E), 6 mẫu lập phương để xác định cường độ chịu nén (Rn). Tổng cộng có tất cả 108 mẫu bê tông xi măng được đúc, bảo dưỡng may danh bong be tong và thử nghiệm tại Phòng Thí nghiệm thuộc Liên hiệp Khoa học Địa chất Nền móng - Vật liệu xây dựng.
Kết quả thí nghiệm độ sụt, cường độ chịu nén, cường độ chịu kéo uốn và mô đun đàn hồi ở tuổi 28 ngày của bê tông xi măng mua máy mài nền bê tông.
Kết quả thí nghiệm Sn, Rn, Ru và E cuả bê tông xi măng khi dùng hỗn hợp cát nghiền và cát tự nhiên có sử dụng phụ gia siêu dẻo Sika-R4 (R4)
• Đánh giá về tính chất và giá thành của bê tông
- Tính chất của bê tông tươi: Khi sử dụng phụ gia Sika - R4 với liều lượng 1 lít/100kg xi măng vào trong bê tông dùng hỗn hợp cát nghiền và cát mịn tự nhiên thì độ sụt của bê tông xi măng tương tự so với khi không sử dụng phụ gia nhưng giảm được (16,6 - 17,2) % nước. Đặc biệt, làm chậm quá trình đông kết và duy trì được độ sụt của bê tông xi măng trong quá trình thi công.
- Tính chất của bê tông đông cứng:
+ Từ các số liệu thực nghiệm, thiết lập được mối quan hệ giữa cường độ kéo uốn, mô đun đàn hồi và cường độ chịu nén của bê tông xi măng khi dùng hỗn hợp cát nghiền và cát mịn tự nhiên có sử dụng phụ gia siêu dẻo:
Mối quan hệ giữa cường độ kéo uốn, mô-đun đàn hồi khi nén tĩnh và cường độ chịu nén của các loại bê tông xi măng khi dùng hỗn hợp cát có sử dụng phụ gia R4
+ Tỷ số giữa cường độ chịu kéo uốn và cường độ chịu nén của bê tông dùng hỗn hợp cát có sử dụng phụ gia Sika-R4, Ru/Rn= 0,106 ¸ 0,118.
+ Từ kết quả nghiên cứu có thể xác định cường độ chịu kéo uốn và mô-đun đàn hồi của bê tông xi măng khi dùng hỗn hợp cát nghiền và cát mịn tự nhiên có sử dụng phụ gia Sika-R4 nếu biết được tỷ lệ nước/xi măng (N/XM) hoặc lượng xi măng (XM) trong hỗn hợp bê tông.
Mối quan hệ giữa cường độ kéo uốn, mô-đun đàn hồi khi nén tĩnh của các loại bê tông xi măng khi dùng hỗn hợp cát có sử dụng phụ gia R4 và lượng xi măng
+ Từ các biểu thức trên nhận thấy: Để cường độ chịu kéo uốn của bê tông dùng hỗn hợp cát có sử dụng phụ gia siêu dẻo tương tự với khi không dùng phụ gia thì lượng xi măng sử dụng lần lượt là 300kg/m3 - đối với loại bê tông 30MPa và 380kg/m3- đối với loại bê tông 36MPa (tương ứng mức độ giảm xi măng là 18%).
- So sánh về giá thành của bê tông: Chi phí vật tư (chưa bao gồm thuế giá trị gia tăng) của bê tông xi măng cường độ nén 30MPa và 36MPa khi dùng hỗn hợp cát có sử dụng phụ gia siêu dẻo rẻ hơn so với khi không sử dụng phụ gia siêu dẻo lần lượt là 51.149 đồng và 55.318 đồng cho 1m3 bê tông (do tiết kiệm được lượng xi măng nhưng đảm bảo cho bê tông có cường độ tương đương).
Kết luận
- Do tính góc cạnh của cát nghiền nên việc sử dụng thêm một hàm lượng cát tự nhiên tròn cạnh và dùng phụ gia siêu dẻo với tỷ lệ phù hợp để cải thiện một số tính chất của bê tông khi có sử dụng cát nghiền là cần thiết. Sử dụng hỗn hợp cát nghiền và cát mịn tự nhiên không những nâng cao chất lượng cho sản phẩm bê tông xi măng mà còn tận dụng được nguồn vật liệu địa phương giá rẻ. Khi sử dụng phụ gia siêu dẻo trong bê tông dùng hỗn hợp cát thì độ sụt của bê tông đảm bảo yêu cầu, kéo dài thời gian ninh kết của xi măng, tạo thuận lợi cho công tác hoàn thiện; đồng thời giảm được khoảng 18% xi măng so với khi không dùng phụ gia siêu dẻo.
- Mối quan hệ giữa cường độ kéo uốn, mô-đun đàn hồi và cường độ chịu nén của bê tông xi măng khi sử dụng hỗn hợp cát nghiền - cát mịn tự nhiên và phụ gia siêu dẻo như sau:
- Khi có sử dụng phụ gia siêu dẻo chế tạo bê tông xi măng dùng hỗn hợp cát cho bê tông xi măng có các đặc tính kỹ thuật đạt yêu cầu bán máy mài nền bê tông cần thiết nhưng tiết kiệm được lượng xi măng đáng kể, góp phần giảm chi phí mua vật tư và hạ giá thành xây dựng công trình.
