Nghiên cứu khả năng sử dụng phụ gia basf masterglenium sky 8735 để sản xuất bê tông trong xây dựng đường ô tô tại tỉnh bình dương

Luận văn thạc sĩ kỹ thuật phân tích Nghiên cứu khả năng sử dụng phụ gia basf masterglenium sky 8735 để sản xuất bê tông trong xây dựng, đánh giá thực trạng, chỉ ra hạn chế, đề

• Tác giả: Nguyễn Duy Minh
• Người hướng dẫn: TS. Nguyễn Đức Trọng
• Trường học: Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải
• Chuyên ngành: Kỹ Thuật Xây Dựng
• Đề tài: Nghiên Cứu Khả Năng Sử Dụng Phụ Gia BASF – MasterGlenium SKY 8735 Trong Sản Xuất Bê Tông Xi Măng Tại Bình Dương
• Loại tài liệu: Luận Văn Thạc Sĩ Kỹ Thuật
• Năm xuất bản: 2017
• Địa điểm: TP. Hồ Chí Minh

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ BÊ TÔNG XI MĂNG VÀ CÁC NHÂN TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN CHẤT LƯỢNG MẶT ĐƯỜNG BÊ TÔNG XI MĂNG
• 1.1. Tổng quan về bê tông xi măng
• 1.2. Các lý thuyết về cấp phối BTXM
• 1.2.1. Lý thuyết cấp phối cốt liệu lý tưởng Fuller
• 1.2.2. Lý thuyết cấp phối hạt của B. Ivanov
• 1.2.3. Lý thuyết cấp phối hạt của Bolomey
• 1.2.4. Lý thuyết cấp phối hạt của Talbot
• 1.2.5. Lý thuyết cấp phối lý tưởng của Fuller- Thompson
• 1.3. Các phương pháp thiết kế thành phần BTXM
• 1.3.1. Thiết kế thành phần bê tông theo TCXDVN 322:2004
• 1.3.2. Thiết kế thành phần bê tông theo Quyết định số 778/1998/QĐ-BXD
• 1.3.3. Thiết kế thành phần bê tông theo phương pháp thể tích tuyệt đối dùng công thức Bolomey – Skramtaev
• 1.3.4. Thiết kế thành phần bê tông theo quy hoạch thực nghiệm
• 1.4. Các nhân tố ảnh hưởng đến chất lượng mặt đường BTXM
• 1.4.1. Ảnh hưởng của cốt liệu tới chất lượng của BTXM
• 1.4.2. Ảnh hưởng của quá trình thi công đến chất lượng mặt đường
• 1.4.3. Ảnh hưởng trong quá trình khai thác đến chất lượng mặt đường bê tông xi măng
• 1.5. Một số loại phụ gia dùng trong bê tông xi măng
• 1.5.1. Phụ gia khoáng
• 1.5.2. Phụ gia hóa học
• 1.6. Các nghiên cứu và ứng dụng mặt đường bê tông xi măng
• 2. CHƯƠNG 2: THỰC TRẠNG CHẤT LƯỢNG MẶT ĐƯỜNG VÀ NGUỒN VẬT LIỆU TRONG XÂY DỰNG MẶT ĐƯỜNG BTXM TẠI BÌNH DƯƠNG
• 2.1. Điều kiện tự nhiên và kinh tế xã hội tỉnh Bình Dương
• 2.1.1. Điều kiện tự nhiên
• 2.1.2. Kinh tế xã hội
• 2.2. Thực trạng kết cấu hạ tầng giao thông tại tỉnh Bình Dương
• 2.2.1. Hệ thống quốc lộ đi qua địa bàn tỉnh
• 2.2.2. Hệ thống đường tỉnh
• 2.2.3. Hệ thống đường huyện
• 2.2.4. Hệ thống đường đô thị
• 2.2.5. Hệ thống đường xã
• 2.3. Chất lượng, trữ lượng và khả năng khai thác nguồn vật liệu trong xây dựng mặt đường BTXM tại tỉnh Bình Dương
• 2.4. Định hướng sử dụng vật liệu trên địa tỉnh bàn vào sản xuất BTXM tại Bình Dương
• 3. CHƯƠNG 3: NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM VÀ KHẢ NĂNG SỬ DỤNG BÊ TÔNG XI MĂNG SỬ DỤNG PHỤ GIA BASF- MASTERGLENIUM SKY 8735 TRONG XÂY DỰNG MẶT ĐƯỜNG Ô TÔ
• 3.1. Phương pháp và kết quả thiết kế thành phần BTXM
• 3.2. Phương pháp xác định các chỉ tiêu của BTXM
• 3.3. Thực nghiệm xác định các chỉ tiêu cơ lý BTXM sử dụng phụ gia BASF-MasterGlenium SKY 8735
• 3.3.1. Xác định tính chất cơ lý của vật liệu chế tạo BTXM
• 3.3.2. Công tác chuẩn bị thí nghiệm
• 3.3.3. Tiến hành thí nghiệm
• 3.3.4. Kết quả thí nghiệm và đánh giá
• 3.4. Khả năng ứng dụng BTXM sử dụng phụ gia BASF-MasterGlenium SKY 8735 trong xây dựng mặt đường ô tô
• 3.4.1. Căn cứ đề xuất áo đường bê tông xi măng
• 3.4.2. Đề xuất kết cấu mặt đường
• 3.5. Đánh giá hiệu quả kinh tế - kỹ thuật và lựa chọn phụ gia siêu dẻo trong sản xuất BTXM làm mặt đường ô tô tại Bình Dương
• 3.5.1. Về mặt kỹ thuật
• 3.5.2. Về mặt kinh tế
• KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng Quan Về Nghiên Cứu Bê Tông Xi Măng Tại Bình Dương

Nghiên cứu về bê tông xi măng tại Bình Dương đóng vai trò quan trọng trong việc phát triển hạ tầng giao thông. Bê tông xi măng là vật liệu xây dựng chủ yếu, được tạo thành từ hỗn hợp xi măng, nước, cốt liệu (cát, đá) và phụ gia. Việc nghiên cứu và ứng dụng các loại phụ gia mới, như phụ gia BASF – MasterGlenium SKY 8735, giúp cải thiện đáng kể các đặc tính của bê tông, từ đó nâng cao chất lượng công trình. Nghiên cứu này tập trung vào việc đánh giá khả năng sử dụng MasterGlenium SKY 8735 trong sản xuất bê tông xi măng tại Bình Dương, nhằm đáp ứng nhu cầu xây dựng ngày càng cao của tỉnh. Việc sử dụng phụ gia giúp giảm lượng nước cần thiết, tăng cường độ, cải thiện độ bền và khả năng chống thấm của bê tông.

1.1. Khái niệm và thành phần cơ bản của bê tông xi măng

Bê tông xi măng là một loại vật liệu composite được tạo thành từ xi măng, nước, cốt liệu (cát, đá) và đôi khi là phụ gia. Xi măng đóng vai trò là chất kết dính, liên kết các thành phần khác lại với nhau. Cốt liệu tạo nên bộ khung chịu lực cho bê tông. Nước tham gia vào quá trình thủy hóa xi măng, tạo thành các liên kết bền vững. Phụ gia được sử dụng để cải thiện một số tính chất nhất định của bê tông, như độ dẻo, cường độ, độ bền. Tỷ lệ pha trộn các thành phần này ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng và đặc tính của bê tông.

1.2. Vai trò của bê tông xi măng trong xây dựng hạ tầng giao thông

Bê tông xi măng đóng vai trò then chốt trong xây dựng hạ tầng giao thông, đặc biệt là trong việc xây dựng mặt đường. Mặt đường bê tông xi măng có độ bền cao, khả năng chịu tải trọng lớn và ít bị biến dạng dưới tác động của thời tiết và lưu lượng giao thông. Việc sử dụng bê tông xi măng giúp kéo dài tuổi thọ công trình, giảm chi phí bảo trì và đảm bảo an toàn giao thông. Tại Bình Dương, việc ứng dụng bê tông xi măng trong xây dựng đường xá ngày càng được chú trọng.

II. Thách Thức Giải Pháp Với Bê Tông Xi Măng Tại Bình Dương

Việc sản xuất bê tông xi măng chất lượng cao tại Bình Dương đối mặt với nhiều thách thức, bao gồm nguồn vật liệu, điều kiện thi công và yêu cầu kỹ thuật ngày càng khắt khe. Một trong những giải pháp hiệu quả là sử dụng phụ gia siêu dẻo như MasterGlenium SKY 8735 của BASF. Phụ gia này giúp cải thiện đáng kể tính công tác của bê tông, giảm lượng nước cần thiết, tăng cường độ và độ bền. Nghiên cứu này tập trung vào việc đánh giá hiệu quả của MasterGlenium SKY 8735 trong điều kiện thực tế tại Bình Dương, từ đó đưa ra các khuyến nghị về tỷ lệ pha trộn và quy trình thi công phù hợp.

2.1. Các vấn đề thường gặp trong sản xuất bê tông xi măng truyền thống

Sản xuất bê tông xi măng truyền thống thường gặp phải một số vấn đề như độ sụt không ổn định, khó thi công, cường độ không đạt yêu cầu, dễ bị nứt và thấm nước. Các vấn đề này có thể do nhiều nguyên nhân, bao gồm chất lượng vật liệu không đảm bảo, tỷ lệ pha trộn không chính xác, quy trình thi công không đúng kỹ thuật và điều kiện thời tiết bất lợi. Việc sử dụng phụ gia có thể giúp giải quyết một số vấn đề này, nhưng cần lựa chọn loại phụ gia phù hợp và sử dụng đúng cách.

2.2. Giải pháp sử dụng phụ gia BASF MasterGlenium SKY 8735

Phụ gia BASF MasterGlenium SKY 8735 là một loại phụ gia siêu dẻo cao cấp, được thiết kế để cải thiện tính công tác và các đặc tính cơ lý của bê tông. MasterGlenium SKY 8735 giúp giảm lượng nước cần thiết để đạt được độ sụt mong muốn, từ đó tăng cường độ và độ bền của bê tông. Phụ gia này cũng giúp cải thiện khả năng chống thấm, giảm thiểu nguy cơ nứt và tăng tuổi thọ công trình. Việc sử dụng MasterGlenium SKY 8735 có thể giúp sản xuất bê tông chất lượng cao, đáp ứng các yêu cầu kỹ thuật khắt khe.

III. Phương Pháp Nghiên Cứu Sử Dụng Phụ Gia BASF Tại Bình Dương

Nghiên cứu này sử dụng phương pháp thực nghiệm trong phòng thí nghiệm để đánh giá ảnh hưởng của phụ gia BASF – MasterGlenium SKY 8735 đến các đặc tính của bê tông xi măng sản xuất tại Bình Dương. Các mẫu bê tông được trộn với các tỷ lệ phụ gia khác nhau, sau đó được kiểm tra các chỉ tiêu cơ lý như độ sụt, cường độ chịu nén, cường độ chịu kéo khi uốn và mô đun đàn hồi. Kết quả thí nghiệm được phân tích và so sánh để xác định tỷ lệ phụ gia tối ưu, đảm bảo bê tông đạt được các yêu cầu kỹ thuật cần thiết.

3.1. Quy trình thí nghiệm và đánh giá chất lượng bê tông xi măng

Quy trình thí nghiệm bao gồm các bước: chuẩn bị vật liệu (xi măng, cốt liệu, phụ gia), trộn bê tông theo các tỷ lệ khác nhau, đúc mẫu, bảo dưỡng mẫu và tiến hành các thí nghiệm cơ lý. Các thí nghiệm cơ lý bao gồm: đo độ sụt để đánh giá tính công tác, thí nghiệm cường độ chịu nén để đánh giá khả năng chịu tải, thí nghiệm cường độ chịu kéo khi uốn để đánh giá khả năng chống nứt và thí nghiệm mô đun đàn hồi để đánh giá độ cứng của bê tông. Kết quả thí nghiệm được ghi lại và phân tích để đưa ra kết luận về ảnh hưởng của phụ gia đến chất lượng bê tông.

3.2. Các chỉ tiêu cơ lý quan trọng của bê tông xi măng

Các chỉ tiêu cơ lý quan trọng của bê tông xi măng bao gồm: độ sụt (đánh giá tính công tác), cường độ chịu nén (khả năng chịu tải), cường độ chịu kéo khi uốn (khả năng chống nứt), mô đun đàn hồi (độ cứng), độ bền (khả năng chống lại các tác động của môi trường) và độ thấm nước (khả năng chống thấm). Các chỉ tiêu này ảnh hưởng trực tiếp đến tuổi thọ và độ an toàn của công trình. Việc sử dụng phụ gia có thể giúp cải thiện các chỉ tiêu này, từ đó nâng cao chất lượng công trình.

IV. Kết Quả Nghiên Cứu Ứng Dụng MasterGlenium SKY 8735 Tại Bình Dương

Kết quả nghiên cứu cho thấy việc sử dụng phụ gia BASF – MasterGlenium SKY 8735 trong sản xuất bê tông xi măng tại Bình Dương mang lại nhiều lợi ích. Bê tông có độ sụt tốt hơn, dễ thi công hơn, cường độ chịu nén và cường độ chịu kéo khi uốn đều tăng lên đáng kể. Đặc biệt, MasterGlenium SKY 8735 giúp giảm lượng nước cần thiết, từ đó cải thiện độ bền và khả năng chống thấm của bê tông. Các kết quả này chứng minh rằng MasterGlenium SKY 8735 là một giải pháp hiệu quả để nâng cao chất lượng bê tông tại Bình Dương.

4.1. So sánh các mẫu bê tông có và không sử dụng phụ gia

So sánh các mẫu bê tông có và không sử dụng phụ gia cho thấy sự khác biệt rõ rệt về các chỉ tiêu cơ lý. Các mẫu bê tông sử dụng MasterGlenium SKY 8735 có độ sụt cao hơn, dễ thi công hơn, cường độ chịu nén và cường độ chịu kéo khi uốn đều cao hơn đáng kể so với các mẫu bê tông không sử dụng phụ gia. Ngoài ra, các mẫu bê tông sử dụng phụ gia cũng có độ bền và khả năng chống thấm tốt hơn.

4.2. Đánh giá hiệu quả kinh tế và kỹ thuật của MasterGlenium SKY 8735

Đánh giá hiệu quả kinh tế và kỹ thuật của MasterGlenium SKY 8735 cho thấy việc sử dụng phụ gia này mang lại nhiều lợi ích. Về mặt kỹ thuật, MasterGlenium SKY 8735 giúp cải thiện đáng kể các đặc tính của bê tông, từ đó nâng cao chất lượng công trình. Về mặt kinh tế, việc sử dụng MasterGlenium SKY 8735 có thể giúp giảm chi phí bảo trì và kéo dài tuổi thọ công trình, từ đó tiết kiệm chi phí trong dài hạn. Tuy nhiên, cần cân nhắc chi phí phụ gia và so sánh với các lợi ích mang lại để đưa ra quyết định phù hợp.

V. Kết Luận Triển Vọng Nghiên Cứu Bê Tông Tại Bình Dương

Nghiên cứu này đã chứng minh rằng việc sử dụng phụ gia BASF – MasterGlenium SKY 8735 trong sản xuất bê tông xi măng tại Bình Dương là một giải pháp hiệu quả để nâng cao chất lượng bê tông. MasterGlenium SKY 8735 giúp cải thiện tính công tác, tăng cường độ, độ bền và khả năng chống thấm của bê tông. Trong tương lai, cần tiếp tục nghiên cứu để tối ưu hóa tỷ lệ pha trộn phụ gia và quy trình thi công, từ đó ứng dụng rộng rãi MasterGlenium SKY 8735 trong các dự án xây dựng tại Bình Dương.

5.1. Tóm tắt các kết quả chính và ý nghĩa của nghiên cứu

Nghiên cứu đã chỉ ra rằng việc sử dụng MasterGlenium SKY 8735 giúp cải thiện đáng kể các đặc tính của bê tông xi măng sản xuất tại Bình Dương. Các kết quả này có ý nghĩa quan trọng trong việc nâng cao chất lượng công trình, giảm chi phí bảo trì và kéo dài tuổi thọ công trình. Nghiên cứu cũng cung cấp các thông tin hữu ích cho các nhà sản xuất bê tông và các nhà thầu xây dựng tại Bình Dương.

5.2. Hướng phát triển và ứng dụng trong tương lai tại Bình Dương

Trong tương lai, cần tiếp tục nghiên cứu để tối ưu hóa tỷ lệ pha trộn phụ gia và quy trình thi công, từ đó ứng dụng rộng rãi MasterGlenium SKY 8735 trong các dự án xây dựng tại Bình Dương. Ngoài ra, cần nghiên cứu thêm về ảnh hưởng của MasterGlenium SKY 8735 đến các đặc tính khác của bê tông, như khả năng chống ăn mòn và khả năng chịu nhiệt. Việc ứng dụng các kết quả nghiên cứu này sẽ giúp nâng cao chất lượng hạ tầng giao thông và các công trình xây dựng khác tại Bình Dương.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ BÊ TÔNG XI MĂNG VÀ CÁC NHÂN TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN CHẤT LƯỢNG MẶT ĐƯỜNG BÊ TÔNG XI MĂNG 1.1 Tổng quan về bê tông xi măng. Bê tông xi măng là một loại đá nhân tạo, được hình thành bởi việc trộn các thành phần: Cốt liệu thô, cốt liệu mịn, chất kết dính,. theo một tỷ lệ nhất định (được gọi là cấp phối bê tông). Trong bê tông, chất kết dính (xi măng + nước, phụ gia.) làm vai trò liên kết các cốt liệu thô (đá, sỏi,.đôi khi sử dụng vật liệu tổng hợp trong bê tông nhẹ) và cốt liệu mịn (thường là cát, đá mạt, đá xay,.) và khi đóng rắn, làm cho tất cả thành một khối cứng như đá.

Hỗn hợp các nguyên kiệu kể trên (Xi măng, nước, cốt liệu, phụ gia) mới nhào trộn để đồng nhất nhưng chưa rắn chắc gọi là hỗn hợp bê tông hay bê tông tươi. Trong bê tông, cốt liệu đóng vai trò là bộ khung chịu lực, hồ xi măng (xi măng và nước) bao bọc xung quanh các hạt cốt liệu đóng vai trò là chất bôi trơn đồng thời lấp đầy các khoảng trống giữa các hạt cốt liệu. Trong quá trình đông kết và phát triển cường độ của hồ xi măng, nó sẽ gắn kết các hạt cốt liệu thành một khối tương đối đồng nhất gọi là bê tông xi măng. Những chất phụ gia đưa vào hỗn hợp BTXM nhằm mục đích cải thiện một số tính chất của hỗn hợp BTXM như tăng tính lưu động của hỗn hợp BTXM, điều chỉnh thời gian ninh kết, tăng cường độ, nâng cao tính chống thấm….

Về sức bền vật lý, BTXM chịu lực nén khá tốt nhưng khả năng chịu lực kéo không tốt lắm. Vì vậy, trong xây dựng các công trình, các vật liệu chịu lực kéo tốt (ví dụ thép) được sắp xếp để đưa vào trong lòng khối BTXM, đóng vai trò là bộ khung chịu lực nhằm cải thiện khả năng chịu kéo của BTXM. Loại BTXM có phần lõi thép này được gọi là BTXM cốt thép. Các tác động khác như đóng băng hay nước ngấm vào trong BTXM cũng có thể gây ra hư hại cho loại vật liệu này.

BTXM được sử dụng rộng rãi trong xây dựng các công trình kiến 5 trúc, móng, gạch không nung hay gạch block, mặt lát của vỉa hè, cầu và cầu vượt, đường lộ, đường băng, các cấu trúc trong bãi đỗ xe, đập, hồ chứa/bể chứa nước, ống cống, chân cột cho các cổng, hàng rào, cột điện và thậm chí là thuyền. Một số công trình kiến trúc làm bằng bê tông nổi tiếng có thể kể đến như Burj Khalifa (tòa nhà chọc trời cao nhất thế giới), đập Hoover, kênh đào Panama và Đền Pantheon. Kỹ thuật chế tạo và sử dụng BTXM xuất hiện từ thời La Mã cổ đại và được sử dụng rộng rãi trong suốt giai đoạn tồn tại của Đế quốc La Mã. Sau khi đế quốc La Mã sụp đổ, kỹ thuật sử dụng BTXM cũng bị mai một cho đến khi được tái khám phá vào giữa thế kỷ 18.

Việc sản xuất và sử dụng BTXM có nhiều tác động khác nhau đến môi trường và nhìn chung cũng không hoàn toàn là tiêu cực như nhiều người nghĩ. Mặc dù sản xuất BTXM đóng góp đáng kể vào việc sản sinh khí nhà kính, việc tái sử dụng bê tông lại rất phổ biến đối với các công trình quá cũ và quá giới hạn tuổi thọ. Những kết cấu BTXM rất bền và có tuổi thọ rất cao. Đồng thời, do khối lượng tác dụng nhiệt cao và độ thẩm rất kém, BTXM cũng là một vật liệu dùng cho nhà ở tiết kiệm năng lượng.2 Các lý thuyết về cấp phối BTXM 1.1 Lý thuyết cấp phối cốt liệu lý tưởng Fuller Cấp phối cốt liệu được định nghĩa là mối quan hệ giữa kích cỡ sàng tiêu chuẩn Xi và tổng lượng lọt qua sàng này Yi.

Mối quan hệ này tính toán công thức hay biểu đồ. Tối ưu hóa cấp phối cốt liệu có nghĩa là dùng đường cong cấp phối lý tường thì cho một hỗn hợp cốt liệu có độ đặc tốt [17]. Đường cong Fuller được biểu thị bằng công thức toán học sau: Y = 100. Trong đó: Y : lượng lọt sàng lý tưởng (lý thuyết) : kích cỡ lớn nhất cốt liệu, mm (điểm kết thúc đường cong lý tưởng).

Đường cong lý tưởng được tính toán bất đầu từ điểm ( vì các loại hạt 6 nhỏ hơn = 0.075mm được gọi là bột. Do đó để tính toán giá trị này đường cong lý tưởng Fuller có dạng: Y =T (1.1) Trong đó: T là hệ số phụ thuộc vào kích cỡ lớn nhất của cốt liệu và phải quan tâm rằng độ cong đường cong Fuller có thể thay đổi phụ thuộc vào loại cốt liệu. Hay nói cách khác đường cong Fuller cho kết quả tốt thì hỗn hợp bê tông có tính cứng tốt. Độ cong của đường cong lý tưởng Fuller phụ thuộc vào thành phần của bê tông và loại cốt liệu Y = (1.2) Trong đó: Y : độ cong của đường cong lý tưởng : hệ số, phụ thuộc kích cỡ N: Hệ số thực nghiệm lấy: 0.3 Về lý thuyết ta có thể đạt được cấp phối lý tưởng khi lựa chọn một tỷ lệ hợp lý hỗn hợp cốt liệu, tuy nhiên cách này thì khó khăn và không kinh tế.

Thực nghiệm ta chuẩn bị sẵn các loại cốt liệu mịn và cốt liệu thô với các cấp phối tỷ lệ khác nhau để pha trộn cho một độ đặc hợp lý và có hiệu quả kinh tế cao.2 Lý thuyết cấp phối hạt của B. Ivanov Dựa trên cơ sở thực nghiệm, B.Okhotina đã xác định được những đặc điểm cơ bản sau: a) Độ rỗng của các cấp phối làm bằng một thành phần hạt (ví dụ cát và đá dăm), trong đó các hạt có kích cỡ gần nhau và chênh lệch nhau 2 lần, sẽ như nhau khi tỷ lệ khối lượng của các loại hạt trong cấp phối bằng nhau. Nói một cách khác, khi cùng tăng hoặc cùng giảm kích thước của tất cả các loại hạt với số lần như nhau, thì độ rỗng sẽ không thay đổi. b) Độ rỗng của cấp phối sẽ nhỏ nhất, nếu kích thước các loại hạt trên chèn vào lỗ rỗng của các loại hạt to hơn lần lượt giảm đi 16 lẩn và khối lượng của các hạt sau (nhỏ hơn) bằng 43% khối lượng của các loại hạt trước (lớn hơn).

7 Như vậy có nghĩa là: Bếu hạt to có kích thước 16÷32mm, thì các loại hạt sau có kích thước lần lượt là 1÷2; 0.008mm và khối lượng của hạt 1÷2mm bằng 43% khối lượng của hạt 16÷32mm, khối lượng của hạt 0.12mm bằng 43% khối lượng hạt 1÷2mm, và cứ tiếp tục thế, … c) Khi chọn một cấp phối có các loại hạt có kích thước chênh nhau 1/8, 1/4 và 1/2 lần, thì độ rỗng của cấp phối sẽ lớn hơn và khối lượng của vật liệu hạt nhỏ chèn vào sẽ tăng lên. Như vậy, khi chèn vào lỗ rỗng bằng những loại hạt lần lượt nhỏ đi 8 lần, 4 lần và 2 lần, thì để cấp phối có độ chặt lớn nhất khối lượng của các loại hạt sau (nhỏ hơn) lần lượt phải bằng 55%, 66% và 81% khối lượng của loại hạt trước (to hơn). d) Nếu ta trộn thêm vào cấp phối trên (theo b,c) bất kỳ loại hạt trung gian nào, thì độ rỗng sẽ tăng lên. Nhưng nếu trộn thêm vào cấp phối loại vật liệu mà thành phần và tỉ lệ khối lượng các loại hạt giống nhau như cấp phối đó, thì độ rỗng của nó sẽ không thay đổi.

e) Từ mục b, c có thể dễ dàng thấy rằng: Các loại hạt có kích thước chênh nhau 16 lần và 4 lần, thì tỉ lệ khối lượng là 0. Như vậy, nếu các loại hạt chênh nhau 2 lần, thì tỉ lệ khối lượng của chúng sẽ là = 0. Gọi k là trị số % này, k biểu thị tỷ lệ khối lượng giảm dần của các loại hạt, nên gọi là hệ số khối lượng giảm dần. Nếu cấp phối mà các loại hạt có kích thước chênh nhau 16 lần và k=0.5, thì cấp phối mà các loại hạt có kích thước chênh nhau 2 lần: k= ; ; 7;0.84 Tác giả Ivanov đã áp dụng phạm vi của hệ số k trên vào việc chọn thành phần cấp phối hạt của bê tông asphalt, thấy rằng độ rỗng chỉ thay đổi tối đa 1.

Nếu mở rộng thêm k = 0.9, thì độ rỗng chỉ thay đổi khoảng tối đa 2%. Dựa vào nguyên tắc đó và dựa vào thí nghiệm, giáo sư Ivanov đã định ra đường cong nằm trong phạm vi giới hạn của cấp phối. Bất kỳ một cấp phối 8 nào có đường cong nằm trong phạm vi giới hạn đó có độ chặt tương đối lớn. Qua nhiều lần thí nghiệm, đã xác nhận rằng: Nói chung, tất cả các đường cong của cấp phối đất, đá hay cấp phối bê tông asphalt hay BTXM nằm trong phạm vi của đường cong giới hạn đều cho kết quả tốt.3 Lý thuyết cấp phối hạt của Bolomey Bolomey đã nhận thấy rằng các hỗn hợp đạt được bằng phương pháp Fuller cho hỗn hợp bê tông có tính công tác tương đối thấp, ông đề nghị một sự thay đổi đối với parabol của Fuller như sau: P = f +(1 - f) (1.3) Trong đó: f là một hằng số kinh nghiệm Các kí hiệu khác có cùng ý nghĩa như trên.

Giá trị f được chọn phụ thuộc tính dễ đổ và hàm lượng các hạt nhỏ. Phương trình trên có thể áp dụng bình thường cho tất cả các vật liệu rắn tạo nên hỗn hợp. Nhưng trên thực tế, đường cong thành phần hạt của xi măng là không biến đổi. Bolomey cũng chỉ áp dụng quan hệ này cho các hạt lớn hơn 0.4 Lý thuyết cấp phối hạt của Talbot Theo sự nghiên cứu của Talbot, nếu cấp phối phù hợp với công thức sau thì đạt được độ chặt lớn nhất: P= x 100 (1.4) Trong đó: P - Lượng lọt qua lỗ sàng, % d - Kích thước lỗ sàng.

D - Kích thước của hạt lớn nhất. n – Hệ số, thông thường n = 0.5 Lý thuyết cấp phối lý tưởng của Fuller- Thompson Bằng nghiên cứu thực nghiệm, Fuller-Thompson đã đi đến kết luận tồn tại một số thành đường cong thành phần hạt lý tưởng. Ban đầu họ cho rằng các 9 đường cong là một phần của elip (ở vùng kích thước hạt nhỏ) và sau đó là đoạn chuyển tiếp với đường cong đó. Phương trình elip có dạng như sau: (1.5) Trong đó: - A,b là trục của elip có trị số phụ thuộc kích cỡ và hình dạng hạt.

- Y là % vật liệu lọt qua sàng x, mm Sau đó thì Fuller Thompson đã phát hiện các đường thành phần hạt gần với hình parabol hơn, phương trình chung là: (1.6) Trong đó: P là thành phấn (%) hạt lọt qua sàng d, mm: n=0.5 D là kích thước cỡ hạt lớn nhất Dmax, mm.