Cơ sở thiết kế thành phần cấp phối bê tông
TCVN 10306:2014 - Bê tông cường độ cao – thiết kế thành phần mẫu hình trụa) Tính toán thành phần cấp phối cơ sở
Bước 1: Lựa chọn độ sụt và cường độ chịu nén yêu
cầu
·
Cường độ nén trung bình yêu cầu: f’cr
= 1,1*f’c + 4,8 Mpa = 1,1*50+4,8 = 59,8 Mpa
· Tại
phòng thí nghiệm: f’cr = (1,1f’c + 4,8)/0,9 Mpa = 59.8/0.9 = 66.4
Mpa.
· Độ
sụt yêu cầu: 18±2cm.
Bước 2: Lựa chọn cỡ hạt lớn nhất danh định của cốt
liệu
· Với
mác yêu cầu hiện trường là 59.8 Mpa => tra bảng 3 ta có Dmax= 19mm.
Bảng
2 - Kiến nghị cỡ hạt lớn nhất danh định của cốt liệu
Cường độ bê tông yêu cầu hiện trường, MPa |
Kiến nghị cỡ hạt lớn nhất danh định của cốt liệu, mm |
< 62 MPa |
19 ÷ 25 |
≥ 62 MPa |
9,5 ÷ 12,5 |
Bước 3: Lựa chọn tối ưu lượng cốt liệu thô
Bảng
3 - Kiến nghị thể tích cốt liệu thô trong một đơn vị thể tích bê tông
Thể tích cốt liệu thô tối ưu ứng với cỡ hạt
lớn nhất danh định của cốt liệu được sử dụng cát có mô đun độ lớn từ 2,5÷3,2 |
||||
Cỡ hạt lớn nhất danh định, mm |
9,5 |
12,5 |
19 |
25 |
Thể tích cốt liệu thô ở trạng thái lèn chặt (VCA), m3 |
0,63÷0,65 |
0,65÷0,68 |
0,69÷0,72 |
0,73÷0,75 |
· Tra
Bảng 4 ta có thể tích cốt liệu thô lèn chặt là 0.69-0.72m3. Lựa chọn 0.71m3.
· Khối
lượng thể tích lèn chặt của đá = 1,6÷1,65 g/cm3, lấy bằng 1.62 g/cm3
· D
= rdlc
x
VCA = 1.62*0.71 = 1150kg.
Bước 4: Tính toán lượng nước và không khí
Bảng
4 - Lượng nước yêu cầu ban đầu và hàm lượng khí của bê tông tươi với cát có độ
rỗng 35 %
Độ sụt, cm |
Lượng nước trộn, (kg/m3)(a) |
|||
Cỡ hạt lớn nhất của cốt liệu thô, (mm) |
||||
9,5 |
12,5 |
19 |
25 |
|
2,5÷5,0 |
184 |
175 |
169 |
166 |
5,0÷7,5 |
190 |
184 |
175 |
172 |
7,5÷10,0 |
196 |
190 |
181 |
178 |
Hàm lượng khí cuốn vào (%) |
3 (2.5)(b) |
2.5 (2.0)(b) |
2 (1.5) (b) |
1.5 (1.0)(b) |
· Tra
bảng 5, kết hợp chỉ dẫn kỹ thuật số 778/1998/QĐ-BXD của Bộ Xây dựng ta có lượng
nước sử dụng: 181 lít.
· Lượng
nước điều chỉnh: Ndc = (V - 35) x 4,72 = (41.8 -35)*4.72 = 32 (lít/m3)
· Vậy
lượng nước thực tế là: 181- 32 = 149 lit
Bước 5: Lựa chọn tỉ lệ N/CKD
Bảng
5 - Tỷ lệ N/CKD cao nhất cho bê tông có và không dùng phụ gia giảm nước cao
Cường độ trung bình yêu cầu, f’cr, MPa |
Tỷ lệ N/CKD |
||||||||
Cốt liệu thô cỡ lớn nhất, mm |
|||||||||
9,5 |
12,5 |
19 |
25 |
||||||
(1) |
(2) |
(1) |
(2) |
(1) |
(2) |
(1) |
(2) |
||
62 |
28 ngày 56 ngày |
0,38 0,42 |
0,30 0,33 |
0,36 0,39 |
0,29 0,32 |
0,35 0,37 |
0,29 0,31 |
0,34 0,36 |
0,28 0,30 |
69 |
28 ngày 56 ngày |
0,33 0,37 |
0,26 0,29 |
0,32 0,35 |
0,26 0,28 |
0,31 0,33 |
0,25 0,27 |
0,30 0,32 |
0,25 0,26 |
76 |
28 ngày 56 ngày |
0,30 0,33 |
- - |
0,29 0,31 |
- - |
0,27 0,29 |
- - |
0,27 0,29 |
- - |
83 |
28 ngày 56 ngày |
0,27 0,30 |
- - |
0,26 0,28 |
- - |
0,25 0,27 |
- - |
0,25 0,26 |
- - |
· Từ
bảng 6, với f’cr trong phòng TN = 66.4 Mpa, ta có N/CKD = 0.31
Bước 6: Tinh toán hàm lượng vật liệu chất kết dính
· Ta
có: CKD = N*(CKD/N) = N/(N/CKD) = 149/0.31 = 480kg.
Bước 7: Lựa chọn thành hợp hỗn hợp cơ sở không dùng
vật liệu chất kết dính khác xi măng
· XM
= CKD = 480kg
· = (1000- 481/3.15-149-1150/2,721-15)*2.601=
670kg.
· Phụ
gia: PG = 1.2*481 = 5.8 lit.
· Bảng
cấp phối sơ bộ:
Cấp Mpa |
Độ sụt mm |
Xi măng PC40 Bút Sơn kg |
Đá (10-20) kg |
Cát vàng kg |
Phụ gia Bifi HV285 lít |
Nước lít |
50 |
180+/-20 |
481 |
1150 |
670 |
5.8 |
149 |
Bước 8: Hiệu chỉnh hàm lượng sỏi trong cốt liệu
· Hàm
lượng sỏi là 9.74%, vậy lượng cát sau hiệu chỉnh là: Chc=C*(1+0.0974)=663*1.0974=728
kg
· Hàm
lượng đá điều chỉnh là: Đhc=Đ-(Chc-C) = 1150-(728-663) =1085
kg.
· Bảng
cấp phối sau hiệu chỉnh
Cấp Mpa |
Độ sụt mm |
Xi măng PC40 Bút Sơn kg |
Đá (10-20) kg |
Cát vàng kg |
Phụ gia Bifi HV285 lít |
Nước lít |
50 |
180+/-20 |
481 |
1085 |
728 |
5.8 |
149 |