Chương 1: Phạm vi áp dụng, Chương 2: Giới thiệu, 4 ACI 211.1-91 TCVN xxxx:xx Chương 3: Các mối quan hệ cơ bản, Chương 4: ảnh hưởng của phụ gia hoá học, pozzolan và các vật liệu khác đến cấp phối bê tông Chương 5: Các dữ liệu cơ bản Chương 6: Trình tự tính toán Chương 7: Ví dụ tính toán Chương 8: Tài liệu tham khảo Phụ lục 1: Hệ thống đơn vị mét Phụ lục 2: Ví dụ tính toán theo đơn vị mét Phụ lục 3: Thử nghiệm trong phòng Phụ lục 4: Thiết kế cấp phối bê tông nặng Phụ lục 5: Thiết kế cấp phối bê tông khối lớn 1 PHẠM VI ÁP DỤNG 1.1 Tiêu chuẩn này đưa ra các phương pháp lựa chọn thành phần cấp phối bê tông xi măng. Loại bê tông này có thể có hoặc không có các chất kết dính và các phụ gia hoá học khác, chúng được làm từ cốt liệu thông thường hoặc cốt liệu nặng (khác với cốt liệu nhẹ) có tính công tác phù hợp cho các công trình xây dựng đổ tại chỗ (khác với các hỗn hợp đặc biệt dùng trong các nhà máy sản xuất bê tông). Phương pháp này cũng được dùng để chọn thành phần cho bê tông khối lớn. Xi măng thuỷ lực được đề cập trong tiêu chuẩn này là xi măng portland (ASTM C150) và xi măng hỗn hợp (ASTM C595).
Tiêu chuẩn này không bao gồm phương pháp thiết kế cấp phối bê tông có chứa silica fume.2 Các phương pháp trong tiêu chuẩn này đưa ra thành phần ban đầu tương đối chính xác bằng các mẻ trộn thử trong phòng thí nghiệm hoặc ngoài công trường và điều chỉnh để tạo ra bê tông có đặc tính như mong muốn.3 Đơn vị của Mỹ được sử dụng trong tiêu chuẩn này. Việc áp dụng hệ thống đơn vị mét được đưa ra trong phụ lục 1 và được chứng minh trong ví dụ ở phụ lục 2.4 Các phương pháp thí nghiệm đã đề cập trong tiêu chuẩn này được liệt kê trong phụ lục 3.1 Bê tông được làm từ cốt liệu, xi măng portland hoặc xi măng portland hỗn hợp, nước và có thể có hoặc không có các chất kết dính và phụ gia hoá học khác. Nó cũng chứa đựng một lượng không khí bị cuốn vào ngẫu nhiên hoặc lượng không khí mong muốn thêm vào khi dùng phụ gia tạo khí hoặc dùng xi măng cuốn khí. Phụ gia hoá học 5 TCVN xxxx:xx ACI 211.1-91 thương dùng để rút ngắn thời gian ninh kết, kéo dài thời gian ninh kết, cải thiện tính công tác, giảm lượng nước yêu cầu, tăng cường độ hoặc cải thiện các tính chất khác của bê tông (xem ACI 212.
Tuỳ thuộc vào loại và lượng vật liệu kết dính như tro bay (xem ACI 226.3R), puzzolan tự nhiên, xỉ hạt lò cao (xem ACI 226.1R) và silica fume được dùng cùng với xi măng portland hoặc xi măng hỗn hợp để tiết kiệm xi măng hoặc để tạo ra các tính chất đặc biệt như giảm nhiệt độ thuỷ hoá trong thời gian đầu, nâng cao cường độ sau này hoặc hạn chế phản ứng alkali - cốt liệu và ăn mòn sulfate, giảm khả năng thấm nước và chống lại sự sâm nhập của các chất có hại (xem ACI 225R và ACI 226.2 Việc lựa chọn các thành phần của bê tông liên quan đến sự cân bằng giữa tính kinh tế và các yêu cầu như khả năng đổ bê tông, cường độ, độ bền, khối lượng thể tích và hình dáng của nó. Các tính chất yêu cầu này bị chi phối bởi các điều kiện khi thi công bê tông. Chúng được liệt kê trong hướng dẫn kỹ thuật của dự án.3 Các tính chất thích hợp của bê tông cần cho dự án phản ánh sự phát triển của công nghệ. Điều này đã thực hiện ở nhiều nơi vào những năm đầu của thập niên 1900.
Việc sử dụng tỷ lệ nước - xi măng làm công cụ để thiết lập cường độ đã được công nhận vào khoảng năm 1918. Lượng không khí được tạo ra trong bê tông cải thiện đáng kể độ bền được công nhận vào những năm 1940. Hai sự kiện quan trọng này trong công nghệ bê tông đã thúc đẩy các nghiên cứu mở rộng trong nhiều lĩnh vực liên quan bao gồm: sử dụng phụ gia để loại bỏ các khuyết tật không đáng có, cải thiện các tính chất đặc biệt hoặc đạt được hiệu quả kinh tế (ACI 212. Nó đã vượt ra ngoài phạm vi của tiêu chuẩn này để đánh giá lại những lý thuyết thiết kế cấp phối bê tông đã được cung cấp và hoàn toàn dựa trên cơ sở kỹ thuật của những phương pháp thiết kế đơn giản trong tiêu chuẩn này.
Những thông tin chi tiết hơn nữa có thể được đưa ra ở Chương 8.4 Các cấp phối được tính toán bằng bất cứ phương pháp nào phải luôn được coi là đối tượng được xem xét trên cơ sở kinh nghiệm và các mẻ trộn thử nghiệm. Tuỳ thuộc vào các trường hợp hỗn hợp trộn thử được chuẩn bị ở phòng thí nghiệm hoặc tốt hơn là mẻ trộn có khối lượng như các mẻ trộn ở công trường. Bước cuối cùng tránh các sai sót không đáng có do đánh giá các dữ liệu của mẻ trộn nhỏ trong phòng thí nghiệm để dự đoán chất lượng của sản phẩm ở ngoài công trường. Khi dùng cốt liệu có kích thước lớn nhất lớn hơn 2 in, các mẻ trộn ở phòng thí nghiệm phải được kiểm tra và được điều chỉnh ở công trường trong suốt quá trình xây dựng.
Phương pháp trộn thử nghiệm và các thí nghiệm cơ bản được mô tả ở phụ lục 3.5 Thông thường, các thành phần của hỗn hợp bê tông không có phụ gia hoá học và/hoặc vật liệu khác như chất kết dính thuỷ lực được thay đổi tỷ lệ cho các vật liệu này hoặc một chất kết dính khác. Chất lượng của cấp phối bê tông tính lại phải được kiểm tra qua các mẻ trộn thử ở phòng thí nghiệm hoặc ngoài hiện trường. 3 CÁC MỐI QUAN HỆ CƠ BẢN 3.1 Các thành phần của hỗn hợp bê tông phải được lựa chọn để cung cấp các tính chất như khả năng thi công, khối lượng thể tích, cường độ và độ bền cần thiết cho các ứng dụng cụ thể. Ngoài ra khi xác định thành phần của bê tông khối lớn, phải xem xét đến 6 ACI 211.1-91 TCVN xxxx:xx nhiệt độ mà khối bê tông tạo ra.
Các mối quan hệ được thiết lập chặt chẽ cho các tính chất này của bê tông được thảo luận trong các phần tiếp theo.2 Khả năng thi công - Khả năng thi công (bao gồm các tính chất thích hợp để hoàn thiện) bao gồm các đặc tính riêng rẽ gộp lại trong khái niệm "tính công tác" và "tính đồng nhất". Trong thảo luận này, tính công tác là đặc tính của bê tông quyết định khả năng đổ bê tông, lèn chặt, cứng rắn, hoàn thiện và không có sự phân tầng có hại. Nó thể hiện qua khả năng đổ khuôn, cố kết và khả năng đầm. Tính công tác bị ảnh hưởng bởi thành phần hạt, hình dạng hạt, tỉ lệ cốt liệu; số lượng và chất lượng của xi măng và chất kết dính khác; % lượng không khí cuốn vào và phụ gia hoá học; tính đồng nhất của hỗn hợp.
Các phương pháp thiết kế trong tiêu chuẩn này cho phép xem xét các nhân tố này để đạt được tính dễ đổ khuôn thích hợp của bê tông.3 Tính đồng nhất - Định nghĩa tương đối, tính đồng nhất là mối quan hệ của tính linh động của hỗn hợp bê tông. Nó được đo bằng độ sụt, độ sụt càng cao thì tính linh động càng cao. Độ nhớt ảnh hưởng đến sự chảy tự do trong khi đổ bê tông. Nó liên quan nhưng không đồng nghĩa với tính công tác.
Bê tông có thành phần hợp lý, lượng nước yêu cầu để tạo ra độ sụt sẽ phụ thuộc vào một số nhân tố. Nước yêu cầu tăng khi cấu tạo của cốt liệu là góc cạnh, nhám ráp (nhưng nó lại có thể cải thiện một số tính chất khác khi liên kết tốt với hồ xi măng). Nước yêu cầu giảm khi kích thước cấp hạt tăng và khi đưa vào lượng bọt khí. Nước yêu cầu thường giảm mạnh khi dùng phụ gia hoá học giảm nước.4 Cường độ: Mặc dù cường độ là một đặc tính quan trọng của bê tông, nhưng các tính chất khác như độ bền, khả năng thấm nước, khả năng chịu mài mòn cũng có tầm quan trọng tương tự thậm chí quan trọng hơn.
Cường độ ở tuổi 28 ngày dùng làm thông số để thiết kế kết cấu, xác định thành phần cấp phối của bê tông, đánh giá bê tông. Chúng được liên hệ với cường độ bằng nhiều cách nhưng cũng bị ảnh hưởng bởi các nhân tố không liên quan nhiều đến cường độ.Trong bê tông khối lớn, hỗn hợp bê tông được xác định thành phần có cường độ thiết kế ở tuổi sau 28 ngày. Tuy nhiên, thành phần cấp phối của bê tông khối lớn cường độ ban đầu cũng phải đủ để tháo ván khuôn.5 Tỷ lệ nước-xi măng hoặc nước-chất kết dính [w/c hoặc w/(c+p)]: Với các tổ hợp vật liệu và các điều kiện đã đưa ra, cường độ của bê tông được xác định bởi lượng nước thực tế sử dụng trên lượng xi măng hoặc tổng số chất kết dính. Lượng nước thực tế ngoại trừ nước hấp phụ của cốt liệu.
Với tỷ lệ nước-xi măng w/c hoặc nước-chất kết dính w/ (c+p) xác định, sự khác biệt về cường độ, có thể do sự thay đổi kích thước lớn nhất của cốt liệu, cấp hạt, bề mặt, hình dạng, cường độ và độ cứng của hạt cốt liệu; sự khác nhau về loại, nguồn gốc xi măng; lượng bọt khí cuốn vào; và phụ gia hoá học sử dụng ảnh hưởng đến quá trình hydrat hoá của xi măng hoặc phát triển các đặc tính kết dính. Nói chung, những tác động trên có thể dự đoán trong trường hợp chung, chúng được xét đến trong tiêu chuẩn này. Đánh giá số lượng và tính phức tạp của chúng, rõ ràng là việc dự đoán chính xác cường độ phải dựa trên cơ sở các mẻ trộn thử hoặc kinh nghiệm với các vật liệu đã được sử dụng.6 Độ bền: Bê tông phải chịu các tác động trực tiếp của môi trường do đó làm mất tính bền của nó - đóng băng, tan băng, khô và ướt, nóng và lạnh, tác nhân hoá học, tác nhân băng giá và các tác nhân tương tự. Sử dụng thành phần đặc biệt để cải thiện khả 7 TCVN xxxx:xx ACI 211.