CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN CHƯƠNG 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT CHƯƠNG 3. THÍ NGHIỆM CHƯƠNG 4.
KẾT QUẢ CHƯƠNG 5. KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 4 CHƯƠNG 2. Khái niệm Bê tông là loại vật liệu đá nhân tạo được tạo thành từ các chất kết dính vô cơ (xi măng, vôi silic, thạch cao.), nước và cát rời, sỏi, các hạt sỏi, đá dăm (gọi là cốt liệu) được trộn theo tỷ lệ thích hợp và đông đặc lại sau một thời gian nhất định. Cũng có thể sử dụng chất kết dính hữu cơ, chẳng hạn như bi tum Gudrong để làm nên bê tông atphan, hoặc chất làm dẻo (polime) làm bê tông polime.
Trong bê tông, ngoài các thành phần cơ bản trên (chất kết dính, nước, cốt liệu), các chất phụ gia cũng có thể được thêm vào để nâng cao tính năng của bê tông, như tăng tính lưu động của hỗn hợp bê tông, giảm lượng nước và xi măng, điều chỉnh thời gian ninh kết và đông đặc, nâng cao tính năng của bê tông, đặc tính chống thấm của bê tông,… Bê tông là loại vật liệu rất quan trọng trong xây dựng cơ bản, phục vụ nhiều lĩnh vực của nền kinh tế như xây dựng, công nghiệp, thủy lợi, cầu đường. Phân loại theo khối lượng thể tích + Đặc biệt nặng: mv > 2500 kg/m3, gồm cốt liệu dày đặc và đá chứa quặng. Bê tông này chặn tia X và tia γ. + Bê tông nặng: (còn gọi là bê tông thường) mv = 1800 ÷ 2500 kg/m3 chế tạo từ các loại đá đặc chắc và các loại đá chứa quặng.
Loại bê tông này được sử dụng phố biến trong xây dựng cơ bản và dùng sản xuất các cấu kiện chịu lực. + Bê tông nhẹ: mv = 500 ÷ 1800 kg/m3, bao gồm bê tông làm từ cốt liệu rỗng tự nhiên và nhân tạo và bê tông tổ ong không cốt liệu, chứa số lượng lớn các ô kín dạng tổ ong. + Bê tông đặc biệt nhẹ: có khả năng cách nhiệt, mv < 500 kg/m3, có cấu tạo tổ ong với mật độ rỗng lớn, hoặc làm từ cốt liệu rỗng nhẹ có độ rỗng lớn (không có cát). Phân loại theo chất kết dính dùng trong bê tông + Bê tông xi măng: Chất kết dính là xi măng, chủ yếu là xi măng Portland và các dạng khác của nó.
+ Bê tông silicat: Nó được làm từ vôi và cát silic làm thô và được xử lý bằng cách khử trùng ở nhiệt độ cao, áp suất cao và áp suất cao. + Bê tông thạch cao: Được làm từ thạch cao hoặc xi măng thạch cao. + Bê tông xỉ: Chất kết dính sử dụng là các loại xỉ lò cao trong ngành công nghiệp luyện thép hoặc xỉ nhiệt điện (có thể không dùng clinker xi măng), phải trải qua quá trình xử lý nhiệt ẩm dưới áp suất bình thường hoặc áp suất cao. + Bê tông polime: Chất kết dính bao gồm các chất hóa dẻo và các phụ gia vô cơ.
Phân loại theo phạm vi sử dụng + Bê tông công trình: Sử dụng trong các kết cấu, công trình chịu lực đòi hỏi cường độ và khả năng chống biến dạng phù hợp. + Bê tông cách nhiệt: Vừa có khả năng chịu lực, vừa cách nhiệt, được sử dụng để bọc các kết cấu như tường ngoài, tấm mái. + Bê tông thủy công: Ngoài yêu cầu về khả năng chịu lực, chống biến dạng còn cần phải có mật độ cao, khả năng chống thấm và ổn định dưới tác động ăn mòn của nước môi trường. + Bê tông làm đường: Dùng để trải đường, đường băng sân bay.
Loại bê tông này cần có cường độ cao, chịu mài mòn tốt và chịu được sự thay đổi lớn về nhiệt độ, độ ẩm. + Bê tông ổn định hóa học: Ngoài việc đáp ứng các chỉ tiêu kỹ thuật khác còn phải chịu được tác động ăn mòn của dung dịch muối, axit, kiềm và hơi của các chất này mà không bị hư hại hoặc mất khả năng sử dụng. + Bê lông chịu lửa: Chịu được tác động lâu dài trong điều kiện nhiệt độ của quá trình sử dụng. + Bê tông trang trí: Dùng trang trí bề mặt công trình, có màu sắc đa dạng tùy vào nhu cầu và chịu được điều kiện của thời tiết.
+ Bé tông nặng chịu bức xạ: Dùng ở các công trình mang tính đặc biệt (phòng thí nghiệm, nhà máy điện hạt nhân,…), hút được bức xạ của tia γ hay bức xạ neutron. Hỗn hợp bê tông 2. Hai yêu cầu cơ bản của hỗn hợp bê tông Các thành phần và vật liệu cấu tạo nên bê tông (cốt liệu, chất kết dính, nước, các loại chất phụ gia) được trộn theo một tỷ lệ tuân theo các hệ tiêu chuẩn khác nhau, trộn đồng đều (bằng tay hoặc máy trộn) nhưng chưa bắt đầu quá trình ninh kết và rắn chắc thì được gọi là hỗn hợp bê tông. Việc xác định được tỷ lệ trộn phù hợp yêu cầu chất lượng của hỗn hợp bê tông không chỉ có thể đảm bảo tính năng kỹ thuật của bê tông ở các giai đoạn quan trọng mà còn đáp ứng các yêu cầu kỹ thuật sản xuất liên quan đến việc lựa chọn phương pháp tạo hình, loại hình và thiết bị đầm và các chế độ công tác khác.
Bất kì loại hỗn hợp bê tông nào với việc tạo hình sản phẩm theo phương pháp, công nghệ nào, hỗn hợp bê tông phải thỏa mãn các yêu cầu cơ bản sau: + Tính đồng nhất của hỗn hợp bê tông được tạo ra trong quá trình nhào phải được duy trì trong quá trình vận chuyển, tạo hình hoặc đầm nén. Điều này đảm bảo cho hỗn hợp bê tông có độ kết dính đồng đều, tránh được khả năng tách nước, tách lớp. + Nó có khả năng xử lý tốt theo phương pháp và điều kiện đúc sản phẩm. Nếu hỗn hợp bê tông có tính công tác tốt sẽ đổ khuôn dễ dàng, nhanh chóng và hiệu quả, duy trì được sự liên kết xuyên suốt các khối và tính đồng nhất của kết cấu bê tông.
+ Tính công tác của hỗn hợp bê tông thể hiện tính lưu động (chảy) và dẻo của hỗn hợp, tức là khả năng đổ đầy khuôn liên tục mà không gây ra vết nứt trên bề mặt hỗn hợp. Thành phần và nội lực tương tác Hỗn hợp bê tông mới trộn, khi phản ứng hóa học lần đầu tiên xảy ra giữa chất kết dính và nước, là sự phân tán của nhiều thành phần phức tạp có kích thước, hình dạng và chất khác nhau, bao gồm: + Các hạt phân tán của chất kết dính; + Các hạt lớn được tổng hợp; + Nước; + Chất phụ gia; 7 + Không khí. Trong hỗn hợp có các nội lực tương tác với nhau giữa các hạt phân tán của pha rắn và nước: lực bám dính phân tử, lực ma sát nhớt, sức căng bề mặt của nước trong mao mạch (lực mao dẫn) và lực ma sát nhớt, lực ma sát khô. Do đó, hỗn hợp bê tông có thể được coi là có một thành phần vật lý duy nhất với thuộc tính cơ học cụ thể và thuộc tính lưu biến.
Các tính chất này của tổ hợp bê tông bị ảnh hưởng bởi các thành phần của hỗn hợp cũng như cấu trúc và tính chất của vật liệu tạo nên tổ hợp. Thành phần bên trong của hệ thống này luôn thay đổi theo thời gian, do quá trình hydrat hóa của chất kết dính, điều này làm giảm lượng nước tự do trong hệ thống và làm thay đổi các dạng liên kết. các sản phẩm hydrat hóa ban đầu xuất hiện dưới dạng các hạt keo, nhưng khi chúng kết tụ lại, chúng tạo thành các hạt nhân liên quan đến sự hình thành tinh thể, điều này làm cho hỗn hợp ngày càng trở nên đặc hơn. Quá trình biến đổi này làm cho tính chất và độ đặc của hỗn hợp bê tông không ngừng phát triển.
Sự hình thành độ nhớt kết cấu và tính xúc biến của hỗn hợp bê tông Thành phần thiết yếu chính của bê tông là xi măng dán. Bột xi măng bao gồm nước và chất kết dính cùng với các hạt rắn nhỏ khác được nghiền thành kích thước đồng đều và được thêm vào hỗn hợp bê tông (bao gồm các hạt đất sét và bụi được gắn vào cốt liệu). Ngoài ra, bột nhão xi măng được coi là một dạng chất phân tán. Cùng với sự chuyển đổi từ quá trình hydrat hóa, bề mặt tách pha ngày càng phổ biến, một số lượng lớn các hợp chất mới được tạo ra, điều này dẫn đến sự phân tán các hạt lớn hơn.
Quá trình đông cứng của xi măng được tạo điều kiện thuận lợi nhờ sự có mặt của các hạt rắn trong vữa, điều này làm tăng thể tích nước trong hệ thống và thúc đẩy sự phát triển liên kết phân tử giữa các hạt xi măng, điều này làm tăng khả năng bám dính của xi măng với các hạt khác và tăng độ dẻo của hồ xi măng. Trộn bê tông vào hỗn hợp. Ngược lại, cơ chế phân tử mà các hạt được bao phủ bởi màng nước gây ra sự hình thành cấu trúc liên tục, cơ chế này cũng chịu trách nhiệm về độ bền cấu trúc ban đầu của x Khả năng kết cấu ban đầu này bắt nguồn từ nồng độ các hạt xi măng trong hỗn hợp, lượng thời gian kết hợp xi măng với nước và nhiệt độ môi trường. Hỗn hợp bê tông giàu xi măng và chứa đủ nước để tạo ra môi trường liên tục trong đó các hạt cốt liệu nhỏ và lớn được phân bố sao cho chúng không tương tác với nhau và có tính chất nhớt.
tính chất dẻo và tính lưu biến. Hỗn hợp bê tông nhựa được coi là ở giữa trạng thái rắn và lỏng (nhớt). Nó trái ngược với vật thể rắn vì nó không đàn hồi dưới tác dụng của trọng lượng nhỏ, không 8 giống như chất lỏng, nó có độ bền kết cấu (độ nhớt cấu trúc) do tiếp xúc ma sát bên trong và ở dạng lỏng. sự thật không tồn tại.i măng, được gọi là độ nhớt cấu trúc.
Bản chất của độ nhớt cấu trúc khác với độ nhớt của chất lỏng. Không giống như độ nhớt của chất lỏng, không đổi theo thời gian và không bị ảnh hưởng bởi ứng suất hoặc áp suất cắt (ngoại trừ sự thay đổi nhiệt độ), độ nhớt cấu trúc của hồ xi măng bị ảnh hưởng bởi ứng suất cắt tác động lên hệ thống và vận tốc của biến dạng cắt. Khi tốc độ cắt dần dần đạt đến điểm tới hạn, cấu trúc ban đầu của hệ thống bị phá vỡ, khiến độ nhớt và độ bền cắt giảm đáng kể. Sự biến đổi này dẫn đến dòng chảy của một hỗn hợp ít chất lỏng hơn.