Be Tong Mac Cao

Nghiên cứu ảnh hưởng của tỷ lệ hướng sợi đến cường độ của bê tông cốt sợi thép 1. Bê tông cốt sợi (BTCS) thép và các loại sợi nghiên cứu BTCS thép là bê tông xi măng chứa cốt liệu mịn hoặc cốt sợi mịn với cốt liệu thô và sợi thép rời rạc, không liên tục. Khi chịu kéo, BTCS thép chỉ hư hỏng sau khi sợi thép bị đứt hoặc bị tuột ra khỏi đá xi măng. Việc đưa thêm sợi thép vào bê tông đã cải thiện một số tính chất của BTCS théo so với bê tông không sợi đối chứng như [4,5,7,8] : tăng độ dẻo dai của bê tông; tăng khả năng chịu va chạm mạnh; tăng khả năng chịu biến dạng khin kéo uốn; tăng khả năng chịu mỏi [4]; tăng khả năng kháng nứt khib chịu tải trọng và kháng nứt do co ngót; tăng khả năng kháng bào mòn dưới tác động, trong đó rõ rệt nhất tăng cao cường độ chịu uốn từ 50 - 70% thậm chí lớn hơn 100%. Trong nghiên cứu chọn 4 loại sợi điển hình cho 4 tỷ lệ hướng sợi (tỷ lệ chiều dài/đường kính), đặc trưng cho 2 hình dạng chính của sợi thép hienẹ cío tại Việt Nam: Sợi thép Crimped (sợi dẹt lượn sóng, dài 38mm và 52mm) và sợi Dradmix (sợi tròn 2 đầu neo,dài 30 và 35mm) Bảng 1. Thông số kỹ thuật của sợi thép nghiên cứu TT Thông số kỹ thuật của sợi thép

Loại sợi thép Sợi dẹt dài Sợi dẹt dài Sợi tròn SF- Sợi tròn SF38mm 52mm 35/0,7(mm) 30/0,5(mm) Hình dạng sợi, tiết diện ngang Sợi dẹt, lượn sóng Sợi tròn 2 đầu neo của sợi Số lượng sợi (sợi /kg) 2.280 1.840 8.600 19.040 Chiều dài sợi (mm) 38 52 35 30 Đường kính sợi, đường kính 1,31 1,31 0,7 0,5 tương đương (mm) Tỷ lệ hướng sợi 29 39,7 50 60 2 Cường độ chịu kéo (daN/cm ) >10.000 >10.000 >10.000 >10.000

1 2 3 4 5 6

2. Thành phàn cấp phối BTCS thép và bê tông không sợi đối chứng -

Nguyên vật liệu chế tạo gồm: Xi măng: PCB 40 Nghi Sơn thoả mãn các yeu cầu kỹ thuật của TCVN 6260: 1997; Cát : Cát sông Lô phù hợp với TCVN 1770 : 1986. Bê tông mác 300, mô đun độ lớnm của cát là 2,3 mác 500 và 700, mô đun độ lớn là 2,72; mác 800, môđun độ lớn là 2,92. Đá dăm: dmax = 20mm, cấp phối hạt: d = 5 ÷ 10mm/d = 10 ÷ 20mm là 45/55. Bê tông mác 300 dùng đá vôi; bê tông mác 500, 700 và 800 dùng đá bazan (Hoà Bình). Phụ gia siêu dẻo: Phụ gia siêu dẻo Glenium SP 51 của hãng MBT – Degussa. Phụ gia khoáng mịn: Tro trấu nghiền mịn [1], chất độn mịn là tro tuyển Phả Lại.

-

Nước: đạt yêu cầu kỹ thuật TCXDVN 302: 2004. Sợi thép: Đáp ứng yêu cầu ASTM A820 -01 [6]. Thành phần cấp phối bê tông không sợi có độ sụt từ 18-20với các mác (300; 500; 700), độ sụt 20-22cm với bê tông mác 800. Điều chỉnh hàm lượng phụ gia siêu dẻo để độ sụt của hỗn hợp BTCS thép đạt 16 – 18 cm, giữ nguyên thỷ lệ N/X. Ký hiệu trong các bảng như sau: - CP30; CP50;CP70 và CP80 là bê tông không sợi mác 300; 500; 700 và 800; - A; B; C; D là BTCS thép: với A là sợi thép có tỷ lệ hướng sợi 29; B là sợi thép có tỷ lệ hướng sợi 39,7; C là sợi thép có tỷ lệ hướng sợi 50 và D là sợi thép có tỷ lệ hướng sợi 60. Bảng 2. Thành phần cấp phối bê tông không sợi và BTCS thép các cấp mác TT Ký hiệu 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

CP30 CP30A CP30B CP30C CP30D CP50 CP50A CP50B CP50C CP50D CP70 CP70A CP70B CP70C CP70D CP80 CP80A CP80B CP80C CP80D 3.

XM (kg) 310 310 310 310 310 380 380 380 380 380 480 480 480 480 480 580 580 580 580 580

T.trấu (kg) 0 0 0 0 0 38,0 38,0 38,0 38,0 38,0 48,0 48,0 48,0 48,0 48,0 58,0 58,0 58,0 58,0 58,0

T. bay 155,0 155,0 155,0 155,0 155,0 95,0 95,0 95,0 95,0 95,0 48,0 48,0 48,0 48,0 48,0 0 0 0 0 0

SD (lit) 0,78 0,84 0,88 0.93 0,93 2,2 3,23 3,23 3,23 3,23 3,0 3,36 3,48 3,48 3,48 6,67 6,67 6,67 6,67 6,67

Cát (kg) 761 753 753 761 761 761 752 752 752 752 743 736 735 735 735 644 637 637 644 644

Đá (kg) 941 931 931 941 941 969 958 958 058 958 947 937 937 937 937 976 966 966 976 976

Nước (lít) 183,0 183,0 183,0 183,0 183,0 172,0 172,0 172,0 172,0 172,0 171,5 171,5 171,5 171,5 171,5 170,5 170,5 170,5 170,5 170,5

Sợi thép(kg) 0 50 50 50 50 0 50 50 50 50 0 50 50 50 50 0 50 50 50 50

Độ sụt (cm) 18,0 18,0 18,0 17,0 16,5 20,0 18,0 17,5 17,0 17 20,0 18,0 18,0 18,0 18,0 22,0 18,0 18,0 17,5 17,0

Ảnh hưởng của tỷ lệ hướng sợi đến cường độ của BTCS thép

3.1. Ảnh hưởng của sợi thép đến cường độ chịu nén của BTCS thép Các cấp phối bê tông không sợi và BTCS thép đều đạt cường độ chịu nén đối với từng cấp mác 300, 500, 700 và mác 800.

Bảng 3. Cường độ chịu nén của bê tông không sợi vàBTCS thép ở tuổi 28 ngày Mác 300 Số Ký tt hiệu 1 CP30 2 CP30A 3 CP30B 4 CP30C 5 CP30D

Rnén, daN/cm2 330 345 345 350 356

Mác 500 Số Ký tt hiệu 6 CP50 7 CP50A 8 CP50B 9 CP50C 10 CP50D

Rnén, daN/cm2 538 560 565 574 580

Mác 700 Số Ký tt hiệu 11 CP70 12 CP70A 13 CP70B 14 CP70C 15 CP70D

Rnén, daN/cm2 735 761 765 774 785

Mác 800 Số Ký hiệu tt 16 CP80 17 CP80A 18 CP80B 19 CP80C 20 CP80D

Rnén, daN/cm2 830 858 865 876 885

Đưa thêm sợi thép với hàm lượng 50kg/m3 vào trong bê tông đã làm tăng cường độ chịu nén của BTCS thép so với bê tông không cốt sdợi đối chứng, tuy nhiên mức độ tăng cường độ chịu nén của BTCS thép so với bê tông không sợi là không nhiều, với bê tông mác 300 có mức cao nhất là 7,9% (26 daN/cm2), mác 500 có mức tăng cao nhất là 7,8% (42daN/cm2), mác 700 có mức tăng cao nhất là 6,8% (50daN/cm2), mác 800 có mức tăng cao nhất là 6,7% (55daN/cm2). 3.2. Ảnh hưởng của tỷ lệ hướng sợi đến cường độ chịu uốn của BTCS thép Việc đưa them sợi thép với hàm lượng sợi 50 kg/m 3 đã làm tăng rất nhiều cường độ chịu uốn của BTCS thép so với bê tông không sợi. Mức tăng cường độ chịu uốn của NTCS thép phụ thuộc vào tỷ lệ hướng sợi và mác bê tông. Bảng 3.Cường độ chịu uốn của bê tông không sợi và BTCS thép ở tuổi 28 ngày Số Ký hiệu tt 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

CP30 CP30A CP30B CP30C CP30D CP50 CP50A CP50B CP50C CP50D

BTCS thép và BT không sợi mác 300, 500, 700, 800 Rnén, Mức tăng so với Số Ký hiệu Rnén, Mức tăng so với 2 2 daN/cm BT không sợi tt daN/cm BT không sợi daN/cm2 % daN/cm2 % 54,3 ----11 CP70 91,0 ----64,5 10,2 18,8 12 CP70A 107,5 16,5 18,1 64,0 9,7 17,8 13 CP70B 119,0 28,0 30,8 68,0 13,7 25,2 14 CP70C 130,5 39,5 41,7 70,0 15,7 28,9 15 CP70D 139,0 48,0 52,7 74,7 ----16 CP80 ------88,5 13,8 18,5 17 CP80A 121,5 18,5 17,9 99,2 24,5 32,6 18 CP80B 134,0 31,0 30,0 111,2 36,5 48,8 19 CP80C 145,0 42,0 40,7 120,0 45,3 60,6 20 CP80D 156,0 53,0 51,4

Kết quả nghiên cứu cho triong bảng 3 và biểu diễn trên đồ thị, ta rút ra nhận xét sau: • Tỷ lệ hướng sợi tăng, thì cường độ chịu uốn của BTCS thép tăng, đối với các loại sợi có thỷ lệ hướng sợi cao mức tăng cường độ chịu uốn của BTCS thép so với bê tông không sợi là rất lớn. Ảnh hưởng của tỷ lệ hướng sợi đến cường độ chịu uốn của BTCS thép có thể giải thích như sau:

-

•

-

•

Sợi thép có tỷ lệ hướng sợi cao thì số lượng sợi trên một đơn vị thể tích cao, do vậy với cùng một hàm lượng sợi thì loại sợi này sẽ có mật độ sợi cao hơn và phân tán đồng đều trong cấu trúc bê tông cao hơn, dẫn tới khả năng làm việc đồng thời của sợi trong bê tông tốt hơn hay nói cách khác là khả năng phân bố tải trọng chịu kéo khi uốn của sợi trong cấu trúc bê tông tốt hơn. Sợi thép có tỷ lệ hướng sợi cao thì tổng diện tích bề mặt của sợi trên một đơn vị thể tích cao hơn, dẫn đến diện tích bề mặt tiếp xúc giữa sợi thép với đá xi măng tăng lên, làm tăng tổng lực liên kết giữa sợi thép và đá xi măng. Mác bê tông càng cao thì khả năng làm việc đồng thời của sợi thép với bê tông tốt hơn và phát huy hiệu quả của sợi thép khi chịu kéo tốt hơn. Đồng thời mác bê tông cao cho phép sử dụng các loại sợi thép có tỷ lệ hướng sợi cao. Ảnh hưởng của mác bê tông đến việc sử dụng hiệu quả sợi thép có thể giải thích như sau: Bê tông mác cao có chất lượng hồ xi măng cao, làm tăng khả năng liên kết tại bề mặt tiếp xúc giữa sợi thép và đá xi măng, dẫn tới tăng khả năng chịu kéo cho bê tông, phát huy hiệu quả cuả sợi thép sử dụng; Bê tông mác cao có hàm lượng xi măng và hàm lượng bột mịn cao, tạo điều kiệnbcho sợi thép có thể phân tán tốt trong, cho phép sử dụng và phát huy hiệu quả các loại sợi thép có tỷ lệ hướng sợi cao (tiết diện sợi mảnh và số lượng sợi lớn) và có thể sử dụng sợi với hàm lượng cao. Có thể thấy rõ điều này với bê tông mác 300 thì khả năng phát huy hiệu quả của sợi khi BTCS thép chịu kéo là khôngccao, đặc biệt khi tỷ lệ hướng sợi tăng, khả năng tăng cường độ chịu uốn không rõ rệt, ở một số tỷ lệ hướng sợi, cường độ chịu uốn còn không tăng do sợi bị vón cục, phân tán không tốt. Đối với bê tông mác thấp nên dùng loại sợi thép có tỷ lệ hướng sợi thấp. Bê tông mác cao sử dụng sợi thép có tỷ lệ hướng sợi cao sẽ phát huy hết khả năng chịu kéo của sợi thép khi làm việc trongh bê tông. Điều này có thể thấy rõ tại bề mặt đứt gẫy khi uốn. Sợi có tỷ lệ hướng sợi thấp, tiết diện sợi dầy, số lượng sợi ít trên 1 đơn vị thể tích, chỉ bị tuột sợi khi chịu kéo. Ngược lại các sợi có tỷ lệ hướng sợi cao, tiết diện sợi nhỏ, số lượng sợi lớn trên 1 đơn vị thể tích bị dãn dài và bị đứt gẫy.

3. Kết luận 1. Sợi thép có làm tăng cường độ chịu nén của BTCS thép so với bê tông không sợi, nhưng mức độ tăng là không nhiều, khoảng 7%; 2. Sợi thép làm tăng rất cao cường độ chịu uốn của BTCS thép so với bê tông không sợi. Mức độ tăng cường độ chịu uốn của bê tông khi sử dụng sợi thép tới 60% và phụ thuộc vào nhiều yếu tố, nhưng hai yếu tố quan trọng là tỷ lệ hướng sợi và mác bê tông: - Tỷ lệ hướng sợi tăng thì cường độ chịu uốn của BR (BTCS thép) tăng, sợi thép có tỷ lệ hướng sợi cao, mức tăng cường độ chịu uốn cho bê tông cao; - Bê tông mác cao cho phép phát huy hết hiệu quả của sợi thép, đồng thời khi đó cho phép sử dụng các loại sợi thép có tỷ lệ hướng sợi cao, làm tăng mạnh cường độ chịu uốn;

-

Với bê tông mác 300 nên dùng sợi thép có tỷ lệ hướng sợi thấp (32), mác 55 trở lên dùng các loại sợi có tỷ lệ hướng sợi ≥ 50. Đây là nhận thức mới về sợi thép dùng cho bê tông mác cao. 3. Việc tăng cao cường độ chịu kéo uốn của bê tông khi sử dụng sợi thép, đồng thời cũng làm tăng độ dẻo dai, khả năng kháng nứt dưới tác động của tải trọng và kháng nứt do co ngót, khi đó cho phép làm giảm đáng kể chiều dày bê tông lớp mặt trên nền đàn hồi theo tiêu chuẩn 22YCN 223 -953[2] như khi xây dựng mặt cầu, mặt đường cao tốc, mặt đường băng sân bay, mặt sàn nhà công nghiệp... TS. Trần Bá Việt, Th.S. Nguyễn Thanh Bình (Nguồn tin: T/C KHCN Xây dựng, số 3/2006)

BÊ TÔNG CHẤT LƯỢNG CAO PGS.TS Phạm Duy Hữu KS Phạm Duy Anh KS Nguyễn Long MỞ ĐẦU Bê tông chất lượng cao là loại bê tông mới do cải tiến về mặt công thức và cấu trúc nên đã có những tiến bộ về mặt chất lượng và đạt được cường độ cao . Hiện hay bê tông đã được chia làm 3 loại ; Bê tông thường (cổ điển) mác tối đa đến 50 MPa (BT) Bê tông chất lượng cao có mác từ 60 đến 80 MPa (BTC) Bê tông chất lượng rất cao có mác từ 90 đến 180 MPa (BTRC) Ở Việt nam thông thường sử dụng các bê tông thường để xây dựng các công trình cầu đường. Kết cấu cầu đường do vậy thường có độ tin cậy không cao và khối lượng kết cấu lớn . Bê tông chất lượng cao cũng đã bước đầu được sử dụng ở cầu Mỹ thuận và một số đồ án thiết kế cầu đường khác (1998 -1999). Nếu áp dụng bê tông có chất lượng cao thì có thể làm cho kết cấu giảm nhẹ mà vẫn cho cường độ đạt yêu cầu thiết kế và hy vọng có được các kết cấu mới. Bê tông chất lượng cao (BTC) ngày càng được sử dụng phổ biến ở Châu Âu và Châu Mỹ , đó là một thế hệ sau của các vật liệu cho kết cấu mới. Người ta gọi theo qui ước bê tông có chất lượng cao (BTC) là bê tông có cường độ nén ở 28 ngày > 60 MPa. Trong thực tế nó tạo ra một gam bê tông có thể làm được trên công trường với cốt liệu thông thường và vữa chất kính dính được cải thiện bằng cách dùng một vài sản phẩm tốt như chất siêu dẻo và muội si líc. Xin trình bày một cách tổng quan về các vật liệu này, đi từ logic công thức của chúng gắn các tính chất cơ bản với cấu trúc của chúng, thảo luận mọi vấn đề , một vài ý dưới ánh sáng của các thí nghiệm mới đây. Sau đó cho phép nêu một vài dự định có triển vọng về việc áp dụng bê tông chất lượng cao (BTC) trong lĩnh vực của các công trình cầu. Kết luận về chất lượng của các vật liệu này : độ bền lâu và giá thành của BTCT. 1- CẤU TRÚC BÊ TÔNG CHẤT LƯỢNG CAO : 1.1 - Nguyên tắc phối hợp thành phân bê tông chất lượng cao hiện nay : Trong thực tế bê tông cần có độ đặc rất cao, vì đó là đặc điểm chính của cấu tạo bê tông . Ý kiến đầu tiên của vật liệu bê tông là cố gắng tái tạo lại một khối đá đi từ các loại cốt liệu. Độ đặc chắc của hỗn hợp như vậy được tạo nên sẽ được điều hoà bởi dải cấp phối của nó, nghĩa là phụ thuộc đối với độ lớn cực đại của cốt liệu. Các hạt lớn, các yêu cầu sử dụng giới hạn thông thường kích cỡ của cốt liệu lớn khoảng 20 - 25 mm. Các kích cỡ nhỏ do đặc tính vật lý bề mặt gây nên sự vón tụ tự nhiên của các hạt xi măng. Sự vón tụ hạt xi măng càng ít chất lượng bê tông càng cao (về độ dẻo, cường độ .......) Khi xi măng gặp nước, nó thuỷ hoá từ ngoài vào trong hạt xi măng tạo ra một lớp bao bọc lấy xi măng, làm giảm tốc dộ thuỷ hoa của các hạt xi măng, tạo ra các cục xi măng lớn mà chỉ có lớp ngoài mới được thuỷ hoá, còn bên trong do bị lớp đã thuỷ hoá bao bọc lên

không thuỷ hóa được , làm giảm chất lượng bê tông. Từ đó người ta nghĩ đến một sản phẩm siêu mịn, ít có phản ứng hoá học để bổ sung vào thành phần của bê tông. Sản lượng này sẽ tiến tới lấp đầy các chỗ trống mà các hạt xi măng không lọt vào được, đồng thời với kích thước nhỏ hơn hạt xi măng rất nhiều nó bao bọc xung quanh các hạt xi măng và với đặc tính không tác dụng với nước nó sẽ là lớp ngăn cách không cho các hạt xi măng vón tụ lại với nhau. Muội silíc (microsilica) là sản phẩm phụ của công nghiệp luyện kim, là sản phẩm đáp ứng được nhu cầu trên . Ngoài ra để hạn chế tỷ lệ rỗng trong bê tông thì tỷ lệ N/X hợp lý là một vấn đề quan trọng. Nếu lượng nước trong bê tông mà lớn hơn thì lượng nước thừa sau khi thuỷ hoá sẽ bay hơi để lại những lỗ rỗng . Do đó , để thu được một loại bê tông chất lượng cao ngưòi ta hạn chế tỷ lệ N/X < 0,35. Tất nhiên với tỷ lệ N/X thấp tức là tỷ lệ X/N cao dễ dàng đạt được cường độ cao. Nhưng khi đó tính công tác của bê tông sẽ thấp. Để giải quyết độ sụt của bê tông đạt từ 10 - 15 cm thì ta phải cho vào bê tông một loại phụ gia siêu dẻo . Như vậy BTC là loại bê tông có cường độ cao, độ sụt lớn dựa trên cơ sở kết hợp sử dụng muội silíc và các chất siêu dẻo . Công thức tổng quát của bê tông chất lượng cao (BTC) sẽ là : Lượng xi măng có thể biến đổi trong khoảng từ 400 - 500 Kg/m3 ; Liều lượng muội silíc trong khoảng từ 5 - 15 % trọng lượng xi măng ; Tỷ lệ N/X khoảng 0,25 - 0,35 ; Tỷ lệ siêu dẻo từ 1 - 1,2 lít /100 kg xi măng . 1.2 - Tác dụng của phụ gia tăng độ chảy : Đó là sản phẩm được chia làm 2 họ lớn : Các Naptalen Sunfonat và các nhựa Melamin . Chúng làm cho các hạt nhỏ trong bê tông không vón lại (xi măng và các chất siêu mịn ) bằng cách hút bám xung quanh từng hạt mịn, do đó chúng làm triệt tiêu được các lực hút để hình thành các cục vón các hạt nhỏ Hoạt động này có tác dụng làm cho hồ xi măng dẻo hơn và như vậy người ta có thể giảm tỷ lệ N/X mà vẫn giữ được tính dễ đổ tốt. Trong thực tế việc vận dụng chất làm tăng độ chảy để dẫn đến giảm tỷ lệ N/X mà giới hạn dưới của nó vào khoảng 0,30. Khi đó cùng một loại xi măng có cường độ là 50 MPa và hệ số cỡ hạt K = 4,91 dự đoán cường độ theo biểu thức của Feret cho cường độ bê tông vào khoảng 78 MPa. Như vậy việc dùng chất siêu mịn trên cho phép giảm giới hạn đó. Với xi măng PC 30 có thể dự đoán mác bê tông đạt 60 MPa. 1.3 - Hoạt động của muội silíc: 1.3.1 - Tác dụng của muội silíc: Là sản phẩm phụ của công nghệ sản xuất silíc, là một chất siêu mịn được sử dụng rộng rãi nhất, với kích thước từ 0,1m đến vài m , muội silíc có tác dụng kép về mặt vật lý và hoá học. Đầu tiên nó có tác dụng lấp đầy bằng cách xen vào giữa các hạt xi măng, cho phép làm giảm lượng nước mà tính dễ đổ vẫn như nhau . Sau đó chúng có tính chất Pozoolan bằng cách tác dụng với vôi trong xi măng. Để đảm bảo không có sự vón tụ muội silic khi trộn chất này vào trong bê tông, ta cần sử dụng cả chất tăng chảy . 1.3.2 - Muôic silíc chất lượng bê tông thông qua 2 cơ chế hoạt động cơ bản sau : Cơ sở phản ứng Pozoolan và tác dụng lấp đầy các vi lỗ rỗng mà các hạt xi măng không vào được . Khi xi măng pooc lăng tác dụng với H20 hình thành 2 sản phẩm chính là

CaO.2SiO2.3H2O ( Can xi Silicat Hyđrat) và Ca(OH)2 (Can xi Hyđrôxit) 2(3CaO.SiO2) + 6H2O 3CaO.2SiO2.3H2O + 3Ca(OH)2 Sản phẩm chính của CSH là chất kết dính mạnh có tác dụng liên kết các thành phần của bê tông thành một khối. Sản phẩm yếu hơn CH không tham gia vào việc liên kết các cốt liệu nhưng lại chiếm một thể tích rất lớn trong khối bê tông (chiếm khoảng 1/4 sản phẩm Hyđrat). Mặt khác CH còn có phản ứng với CO2 tạo thành một muối tan và thoát ra ngoài bê tông gây ra các lỗ rỗng, đồng thời nó tạo ra môi trường kiềm hay ăn mòn cốt thép trong bê tông. Khi có muội silíc , nhờ có phản ứng Pozoolan, SiO2 tác dụng với CH tạo ra thêm sản phẩm CSH làm tăng thêm sự dính kết và làm giảm nhân tố gây ăn mòn. 2SiO2 +3 Ca(OH)2 + 3H2O 3CaO.2SiO2.6H2O Là sản phẩm siêu mịn (cỡ hạt trung bình vào khoảng 0,15 m, bằng 1/100 cỡ hạt xi măng), lấp đầy các lỗ vi rỗng mà các hạt xi măng không lọt vào được . Do đó khối bê tông trở lên đặc chắc hơn , hình thành một môi trường gần như liên tục và đồng nhất, làm tăng khả năng chịu lực của bê tông . Như vậy, cấu trúc khung xương bê tông chất lượng cao không được cải tiến nhiều, nhưng cấu trúc hồ xi măng đã được cải tiến về cơ bản, các hạt xi măng bị vón khi thủy hoá các lỗ rỗng đá xi măng được lấp đầy đó không bị nếu các lỗ vùng mao quản được giảm tối đa. Cấu trúc ở các lớp tiếp giáp được cải tiến và vì không có đọng nước và lực dính được cải thiện nên vùng này không còn là vùng cấu trúc yếu nữa các vết nứt của bê tông khi chịu lực có thể đi qua cốt liệu . 2 - CÔNG THỨC BÊ TÔNG CHẤT LƯỢNG CAO : 2.1 - Công thức bê tông cường độ cao M60 - M70 : Thành phần của bê tông chất lượng cao(cường độ cao) M70 trên cơ sở vật liệu xi măng PC40 (Hải phòng, Hoàng Thạch , Bỉm sơn ). Ghi ở bảng 1 . Cấp phối hạt cát vàng (Mk > 2,5), đá dăm 1x2 cường độ 700 - 800 daN/cm2 . Nước sạch 130 - 160 lít/m3 bê tông . các vật liệu được nhào trộn trong máy thông thường . Chất phụ gia : sử dụng phụ gia siêu dẻo Đaracen 100, Darex Super 20 hay Grace, Daratars - 40 theo tiêu chuẩn BS 5075 - ASTM C 494 loại D . Độ sụt đạt được 14 -20 cm . Các phụ gia này cho phép giảm nước từ 10 - 15 % giữ độ sụt bê tông giảm chậm, giữ được độ sụt ổn định trong 69 phút . Phụ gia R4 Sika rất quen thuộc ở Việt Nam cho phép giảm nước khoảng 15 %. Độ sụt đạt 16 - 29 cm, thời gian giữ độ sụt đến 90 phút. Hàm lượng các phụ gia trên tùy của các hãng khác nhau xong đều ở mức 0,8 - 1,5 lít /100kg xi măng, trong thành phần đều không có Clo , không gây ăn mòn thép . Các chất muội silic : Ở Việt Nam hiện nay có 3 loại muội silic được bán do các hãng của Thụy sĩ, Mỹ, Đức và giá khoảng 80.000 - 90.000 đồng/1kg. Đó là Force 1000 D(Mỹ) , MB - SF (Đức) và Sika PP1 . Các loại phụ gia này tính chất giống nhau , được chế tạo theo tiêu chuẩn quốc tế, đảm bảo tăng độ chống thấm và cường độ bê tông từ mác 400 đến 800 và lớn hơn tuỳ theo yêu cầu. Hàm lượng dùng từ 5 -15% lượng xi măng . Các phụ gia trên dạng bột mịn, màu đen, đóng gói 20 kg, không sợ tác động của môi trường . 2.2 - Xác định quan hệ tỷ lệ chất siêu dẻo , hàm lượng muội silic va cường độ bê tông, tỷ lệ X/N khi dùng xi măng PC 40 :

Tỷ lệ N/X có 3 mức : 2,85 ; 3,22 ; 3,44 . Tỷ lệ chất siêu dẻo : 5% , 8% và 15 % . Chất siêu dẻo với hàm lượng 1 lít/ 100 kg xi măng : 1,25 lít/100 kg xi măng ; 1,5 lít /100 kg xi măng với xi măng PC 40. Điều kiện chế tạo : 3 nhóm mẫu thử , mỗi nhóm mẫu thử gồm 9 mẫu được thử nghiệm ở 3,7,28 ngày và mẫu đối chứng ký hiệu Ao . Thành phần bê tông : X = 450 kg ; C = 660 kg ; Đ = 1150 kg, tỷ lệ X/N biến đổi như trên . Như vậy lượng nước sẽ biến đổi từ 160 - 140 -130 lít /m3 bê tông . Công thức bê tông và kết quả thử được ghi ở bảng 1 và được biểu diễn trên các biểu đồ 1,2,3,4,5,6 . 3- CÁC KẾT QUẢ : Cường độ bê tông tuổi 28 ngày đạt từ 600 - 700 có nghĩa tăng được khoảng 40%. Theo kinh nghiệm quốc tế thì với PC 40 nếu thiết kế hợp lý có thể đạt M80. Kết quả thí nghiệm được ghi ở bảng 1 , hình 1,2, bảng 2. Hàm lượng muội silíc dùng từ 5 -15 % cho kết quả bước đầu như sau : Với hàm lượng 5% cường độ bê tông tăng không cao, khi dùng đến 15 % so với lượng xi măng cường độ phát triển không đáng kể, lượng silíc hợp lý là 8 - 10% so với lượng xi măng . Các tính chất khác của bê tông chất lượng cao M70 được ghi ở bảng 3 . KẾT LUẬN Qua các kết quả nghiên cứu có thể đi đến các kết luận về bê tông chất lượng cao 1- Vật liệu chế tạo: cát, đá, nước theo TCVN không có yêu cầu gì đặc biệt . 2- Kết quả đạt được : - Sử dụng phụ gia siêu dẻo bớt nước được 15 -20% có thể đạt được mác bê tông M500(bê tông chất lượng cao thế hệ 1 ). - Sử dụng phụ gia siêu dẻo 0,8 - 1,2 lít /100 kg xi măng, chất silíc siêu mịn 8 - 10 % xi măng đạt cường độ 65 - 70 MPa. Công thức bê tông chất lượng cao như sau : X = 450 ; C =650 ; Đ = 1150 ; N = 140 lít. Muội si líc : 34 -35 kg/m3 bê tông . 3 - Các tính chất của bê tông : - Cường độ nén từ 60 -70 MPa - Cường độ kéo từ 3,5 - 4,0 MPa - Eo bê tông = 39 kN/mm2 - Co ngót tổng cộng giảm , từ biến giảm . - Thời gian trộn bê tông và bảo dưỡng tăng - Giá thành cao hơn bê tông thường khoảng 2 lần . 4 - Ứng dụng : - Giảm độ võng do có tính năng cao hơn : khả năng chịu kéo, môđun đàn hồi, biến dạng dư thấp (hệ số chảy thấp ). - Ứng dụng vào cầu : có hiệu quả để giảm chiều cao bản BTCT ứng suất trước . Các ứng dụng có hiệu quả vì kết cấu (chiều cao bản, dầm giảm đáng kể) và không gian sử dụng thích hợp cho kiến trúc tổng thể giao thông thành phố . - Sử dụng vào mặt đường bê tông xi măng không cốt thép hiệu quả không rõ vì ứng suất trong bản quá lớn.

- Có thể sử dụng vào bản BTCT sẽ có hiệu quả hơn . * Tổng quát : + Phương hướng sử dụng BTC vào hầm là khả thi nên phát triển . + BTC cần phải dùng muội silíc của nước ngoài nên có chủ trương chế tạo ở Việt Nam . + Giá thành còn cao nên sử dụng vào các công trình đặc biệt . TÀI LIỆU THAM KHẢO 1- Phạm Duy Hữu -Nguyễn Viết Trung Bê tông chất lượng cao - Tổng kết đề tài NCKH cấp Bộ GD và ĐT - 2000 2 - A.M.NEVILLE Properties of concrete - Longman 1997. 2- RENAUD FAVIE DIMESION NEMENT DES STRUCTURES EN BETON 3- ANNUAL BOOK OF ASTM STANPARDS - 1992 4- Tiêu chuẩn Việt Nam - 1999