Câu 1: Khái niệm bê tông cường độ cao.-Bê tông chất lượng cao là mộtthế hệ bê tông mới có thêm cácphẩm chất được cải thiện thểhiện sự tiến bộ trong công nghệvật liệu và kết cấu xây dựng.-Xét về cường độ chịu nén thìđó là bê tông cường độ cao.(High Strength concrete), xéttổng thể các tính năng thì gọilà bê tông chất lượng cao. Bêtông chất lượng cao được gọitắt theo người Anh là HPC (HighPerformace concretes), theongười Pháp là BHP (BET0NS AHAUTE PERORMANCES ).- Bê tông cường độ cao (HighStrength concrete) là loại bêtông có cường độ chịu nén tuổi28 ngày, lớn hơn 60 MPa, vớimẫu thử hình trụ có D = 15cm , H = 30cm. Cường độ chịunén sau 24 giờ ≥ 35 MPa , cườngđộ chịu nén ở tuổi 28 ngày ≥60 MPa. Mẫu thử được chế tạo,dưỡng hộ, thử, theo các tiêuchuẩn hiện hành. Thành phần bê tông cường độ caocó thể dùng hoặc không dùngmuội silic hoặc dùng kết hợpvới tro bay. Khi sử dụng muộisilic chất lượng bê tông đượcnâng cao hơn. Tiêu chuẩn của Bắc Mỹ qui địnhbê tông cường độ cao là loạibê tông có cường độ chịu nén ởtuổi 28 ngày ≥ 42 MPa.

Câu 2: Các nguyên tắc cơ bản đểchế tạo bê tông cường độ cao.1.Cải thiện cường độ vùng chuyển tiếp-Khi tỷ lệ N/CKD =0.4-0.7, cường độ bê tông thấp hơn cườngđộ vữa xi măng cùng tỷ lệ;-Giảm tỷ lệ N/CKD;-Chất siêu mịn: muội silic , tro bay , metacaolanh, tro trấucó tác dụng làm đầy và hoạt tínhpuzolan SiO2+Ca(OH)2=C-S-H(phảnứng hút vôi )-Phụ gia giảm nước mức độ cao đến 40%, qua đó làm giảm lượng nước, độ rỗng của hỗn hợp bê tông giảm làm cho bê tông có cường độ cao hơn.2.Cải thiện cường độ đá xi măng-Các nguyên tắc ứng xử của vật liệu dòn, chẳng hạn như gốm, cóthể được sử dụng để xác định quan hệ cấu trúc- tính chất củabê tông chất lượng cao. Sự phụ thuộc của cường độ chịukéo vào độ rỗng: S=So.e-bp . Sự phụ thuộc của cường độ chịunén với độ rỗng :

fc’= fo’ (1-p)m

p- hệ số rỗngb- hệ số phụ thuộc vào kích thước và hình dạng của lỗ rỗng;m- hệ số phụ thuộc lực liên kếtgiữa các tinh thể, hình dạng vàkích thước của các hạt, lỗ rỗng, vết rạn khuyết tật và hàmlượng tạp chất. 3.Sử dụng cốt liệu chất lượng

Theo CEB.FIP qui định bê tôngchất lượng cao có cường độ nénsau 28 ngày tối thiểu là 60 MPavà có các tính năng vật lý vàcơ học cao. Ngày nay trình độ kiến thức vềloại bê tông này đã cho phépứng dụng bê tông chất lượng caotrong công trình lớn, chủ yếu ởba lĩnh vực: các ngôi nhà nhiềutầng, các công trình biển vàcác công trình giao thông (cầu,đường, hầm). Các đặc tính cơhọc mới của bê tông cường độcao cho phép người thiết kếsáng tạo ra loại kết cấu mới cóchất lượng cao hơn.

Câu 2:tiếp hạt dẹt và các hợp chấthữu cơ có hại . 4.Cải thiện công nghệSản xuất: phải định lượng tốt, kiểm soát được độ ẩm của cốt liệu,lắp các xi lô phụ gia khoáng;Thi công: công tác vận chuyển, đổ bê tông, đầm, hoàn thiện và bảo dưỡng bê tông phải được thực hiệntheo các quy trình .

cao-Cải thiện chất lượng cốt liệu trong HPC cần được quan tâm đặcbiệt. Nếu không, khi vùng chuyển tiếp và đá xi măng đã được cải thiện cường độ, cốt liệu lại trở thành “mắt xích” yếu nhất trong bê tông.-Cải thiện chất lượng cốt liệu:+Lựa chọn loại đá gốc có cường độ > 120MPa;+Giảm Dmax: tăng sự đồng nhất , trộn dễ dàng , hỗn hợp đồng đều;+Tối ưu hoá thành phần hạt: cấpphối hạt sát với đường cong cấpphối lý thuyết ;+Giảm hàm lượng tạp chất: hạn chế lượng

Câu 6: Cấu trúc vùng chuyển tiếp trong BTCDC- Cấu trúc vùng chuyển tiếp có ý nghĩa quyết định đối với bê tông cường độ cao.vùng này có cấu trúc kết tinh, rỗng nhiều hơn và cường độ nhỏ hơn vùng hồ, do vùng này có chứa nước tách ra khi hồ xi măng rắn chắn. ở vùng này còn chứa các hạt xi măng chưa thủy hóa và các hạt CaO tự do.- Các đặc tính của vùng chuyển tiếp trong bê tông thường gồm mặt nứt, vết nứt, cấu trúc c-s-h và bề mặt các hydrat. Ví dụ các vết nứt xuất hiện bao quanhcác hạt silic và phát triển vượt qua hồ xi măng. Trên mặt trượt của cốt liệu, các hydrat gồm tấm Ca(OH)2 và các sợi silicat (sợi C-S-H). chúng chỉ được liên kết rất yếu vào cốt liệu và tách ra dễ dàng. Sự kếttinh có định hướng của Ca(OH)2 cũng được quan sát thấy trên các hạt cốt liệu silic.- Vùng chuyển tiếp trong bê tông cường độ cao có độ rỗng lớn và được cải thiện nhờ muội silic. Biến đổi cấu trúc của bêtông theo cường độ phát triển theo ba cấp sau:+ trong bê tông thường vùng chuyển tiếp là vùng tiếp xúc rỗng có các mặt nứt và vết nứt.cấu trúc C-S-H có dạng sợi+ vùng chuyển tiếp của bê tông cường độ cao có cấu c-s-h vô

Câu 9: Lợi ích cơ bản của BTCDCvề khả năng chịu lực và tuổi thọ khai thác kết cấu.Lợi ích về tính năng sử dụng lâu dài và tăng cường độ do đó BTCĐC được sử dụng trong kết cấu cho phép chịu tải trọng lớnhơn, và giảm được kích thước của cấu kiện bộ phận chịu lực.

BTCĐC được sử dụng trong các kết cấu cầu nhằm tăng chiều dàinhịp, khẩu độ, giảm được chiều cao kết cấu và loại bỏ được cáctuyến dầm không cần thiết. Do đó mang lợi ích về kinh tế.

Hiện tại các nghiên cứu đang được tiến hành nhằm giải quyết các vấn đề liên quan đến thiết kế chống cắt, chịu uốn và các vấn đề nghiên cứu phát triển lắp ghép theo chiều dài cho cáckết cấu dự ứng lực có cường độ khác nhau.

Do cải thiện được các đặc tính về mặt cấu trúc của BT thường nên BTCĐC có độ bền với môi trường cao hơn, cùng với một sốtính chất cơ học tốt hơn so vớiBT thường.

định hình và tinh thể Ca(OH)2 định hướng trên các hạt cứng, các vết nứt giảm rõ rang.+ vùng tiếp xúc của bê tông cường độ cao có tỷ lệ N/XM< 0,3, do tỷ lệ diện tích hạt muội silic rất cao nên vùng nàykhông chứa nước, không tồn tại CaO tự do, vữa xi măng có độ đặc rất lớn, lực dính bám với cốt liệu cao.- Vùng tiếp xúc của bê tông cường độ cao rất ít lỗ rỗng và không thể hiện sự tích tụ thôngthường của các tinh thể vôi. Điều đó là do hoạt động của muội silic bắt đầu từ phản ứng pozolan giữa silic và vôi tự dosinh ra khi thủy hóa xi măngKết luận:- Bê tông cường độ cao cấu trúc vùng chuyển tiếp hóa đá,từ đó mất đi một vùng thường yếuvề mặt cơ học của bê tông.vết nứt của bê tông khi phá hoại sẽ đi qua các mặt cốt liệu - Hàm lượng vôi tự do nhỏ- Cải tiến được cường độ chịu kéo và mô đun đàn hồi cho bê tông cường độ

Câu 13: Co ngót của BTCĐCCác biến dạng tự do của bê tông(co ngót và nở) là những tính chất quan trọng nhất đối với người xây dựng. Việc kiểm tra chính xác công trình đòi hỏi tính đến các biến dạng này. Hơnnữa, các biến dạng tự do không đồng nhất trong các khối thườngdẫn đến các vết nứt, các rãnh đặc biệt thấm nhập các tác nhângây hại.Co ngót là hiện tượng BT giảm thể tích khi khô cứng trong không khí.

A.Cơ chế lý – hoá của co ngót bê tông thườngHai chỉ tiêu nội tại kiểm soát các biến dạng tự do của bê tông: nhiệt độ và hàm lượng nước tự do.Ta biết rằng nhiệt độ bê tông có thể biến đổi theo thời gian,hoặc do thủy hóa (các phản ứng thường tỏa nhiệt và đóng vai trò là nguồn gây nhiệt nội tại),hoặc do trao đổi nhiệt vớiphần còn lại của cấu kiện hay môi trường. Sự biến đổi nhiệt độ này dẫn đến các biến dạng tựdo tỉ lệ với chúng theo một hệ số quen thuộc (hệ số giãn nỡ nhiệt, giảm dần khi tăng phản ứng thủyhóa).Cũng như vậy, hàm lượng nước tựdo có thể thay đổi bên trong dothủy hoá mất một phần nước, haybên ngoài do biến đổi độ ẩm.

B.Các nhân tố ảnh hưởng đến độ co ngót*Tỷ lệ N/XM Co ngót của hồ xi măng đã thủyhóa tăng nếu tỷ lệ N/XM tăng bởi vì ở tuổi muộn ta có thể xác định được lượng nước bay hơi trong hồ xi măng và tốc độ dịch chuyển nước ra bề mặt mẫu thử.*Cốt liệu Là nhân tố ảnh hưởng lớn nhất đến co ngót, chúng cản trở sự co ngót xảy ra. Tỷ lệ co ngót của BT (Sc)/ tỷ lệ co ngót của xi măng (Sp) phụthuộc vào hàm lượng cốt liệu trong BT(a) và bằng:

Sc = Sp(1-a)^nn: hệ số kinh nghiệm từ 1,2-1,7 Tính đàn hồi của cốt liệu, nguồn gốc của cốt liệu, tính chất của xi măng cũng ảnh hưởngđến co ngót. Để giảm co ngót cần lựa chọn thành phần thích hợp, hạn chế lượng nước trộn, đầm chặt BT, giữ cho BT thường xuyên ẩm trong giai đoạn đầu.

Có thể chia co ngót thành 3 giai đoạn sau: +Trước khi ninh kết- co ngót dẻo; +Trong khi ninh kết và rắn chắccác hiện tượng nhiệt và co ngótnội tại;+Tuổi muộn – co ngót do mất nước.Độ co ngót do khô được lấy một cách quy ước bằng hiệu số giữa độ co tổng cộng và độ co của cùng một mẫu không bị mất nước chút nào.Trong khi độ co ngót nôi sinh cuối cùng gần gấp đôi, độ co khô giảm đi, vật liệu chỉ bao gồm rất ít nước tự do sau khi thuỷ hoá. Độ co tổng cộng của bê tông cường độ cao được đo trên các mẫu 16 cm, vào khoảng hai lần nhỏ hơn trên những mẫubê tông đối chứng.

Câu 19: Các bước thiết kế thànhphần bê tông cường độ cao

Câu 10: Các tính chất cơ học của bê tông cường độ cao.1.Cường độ BT cuờng độ cao và CLC.a.Cường độ chịu nén.-Cường độ chịu nén của bê tông là tính chất quan trọng để đánhgiá chất lượng của BT, mặc dù trong 1 số trường hợp thì độ bền và tính chống thấm còn quantrọng hơn.-Cường độ của BT liên quan trựctiếp tới cấu trúc của hồ XM đã đông cứng và cấu trúc của BT.-Cương độ nén của BT phụ thuộc rất lớn vào tỷ lệ nước/xi măng trong BT, chất lượng, hàm lượngcủa các vật liệu chế tạo bê tông, sự phân bố độ rỗng, hồ ximăng tính bám dính của hồ XM.-Cường độ chịu kéo của bê tông khống chế vết nứt và ảnh hưởng đến các tính chất khác của BT như độ cứng, khả năng dính bám với cốt thép, độ bền.-Mô đun đàn hồi: chính là 1 đặctính chỉ dẫn trực tiếp về độ cứng của kết cấ BT. Mô đun đàn hồi chịu ảnh hưởng của các vật liệu, thành phần và tỉ lệ phối hợp các vật liệu.-Cường độ mỏi (độ bền mỏi)-Mô đun gãy.-Khối lượng đơn vị của HSC: ɣ=2,4-2,5 g/m3

Co ngót giống như 1 loại biến dạng thuần nhất.-Đặc tính về nhiệt nằm trong phạm vi giống như BT thường.

-Từ biến: là 1 loại biến dạng giống với co ngót.-Sự kết dính với thép thụ động.THể hiện mối tương quan tốt tớicường độ kéo của BT. Các thông số lực cực đại, độ cứng, tính phục hồi hoạt động theo 1 hươngcó lợi. Khi tuổi của BT chiều dài tiếp xúc của BT cốt thép, tỉ số chất kết dính/ nước tăng lên.-Cường độ mài mòn.

Câu 12: Trình bày phụ gia khoáng chế tạo BT CĐC.Nguồn gốc: tro đáy lò, hoặc muội ống khói của nhà máy nhiệtđiện.Thành phần: SiO2: 5-25% Al2O3: 10-30% Fe2O3:5-25% và CaO, MgO-Kích thước hạt, tương ứng với hạt XM.-Hiệu quả chính: hoạt tính pozolan làm giảm lượng vôi tự do.-Có 2 loại tro bay: Tro bay loại F: S+A+F>70%Tro bay loại C: S+A+F= 50-70%-Lượng tro bay sử dụng: 10-25% lượng XM.b. Muội silic: -Nguồn gốc là sản phẩm của hồ quang khi sản xuất Silic. -Thành phần: SiO2 >85%.-Kích thước đường kính trung bình là 0.1 µm nhỏ hơn hạt Xm khoảng 100 lần.-Diện tích bề mặt 15000-20000 m2/kg.-Độ ẩm tối đa là 3%.-Hiệu quả: làm đầy, hoạt tính pozolan, cải thiện cấu trúc vùng chuyển tiếp.Lượng dùng BT C3S: 8-12%; BT C:25-30%.c. Xỉ lò nung nghiền mịn.-Nguồn gốc: là sản phẩm phụ củaquá trình luyện thép.–Thành phần: SiO2:32-40%; MgO: 8-19%Al2O3: 7-17%; CaO: 29-42%;

Câu 3: Cấu trúc chung của BT .Sử dụng các cốt liệu truyền thống và vữa XM chất lượng cao để tạo ra BT cường độ cao. Ba đặc tính của vật liệu ảnh hưởng đến cấu trúc của BT CĐC là thành phần và cấu trúc vi môcủa hồ XM, bản chất của liên kết giữa hồ XM-cốt liệu và chấtlượng của cốt liệu trong điều kiện công nghệ và môi trường ítbiến đổi. Cấu trúc BT CĐC cũng gồm 3 cấu trúc con tương tự nhưBT XM. Phần được cải thiện nhiều nhất là cấu trúc hồ XM vàcấu trúc vùng tiếp giáp giữa hồXM và cốt liệu. Cấu trúc cốt liệu về cơ bản là không biến đổi. Có lẽ đây là vùng kiến trúc bảo thủ nhất. Cấu trúc của cốt liệu lớn tạo nên khung chịu lực cho BT,nó phụ thuộc vào cường độ bản thâncốt liệu lớn, tính chất cấu trúc (diện tiếp xúc giữa các hạt cốt liệu) và cường độ liên kết giữa các hạt. Thông thường,cường độ bản thân giữa các hạt có cấp phối hạt hợp lý đã giải quyết được các lỗ rỗng trong BT và tăng diện tích tiếp xúc giữa các hạt cốt liệu (giữa cáchạt với nhau và các hạt xung quanh 1 hạt). Trong BT CĐC nên sử dụng các cốt liệu truyền thống và các chỉ dẫn chặt chẽ hơn.

và FeO, MnO.-Kích thước tương đương hạt XM.-Hiệu quả chính: làm chất độn, thay thế cho 1 phần XM.d. Mê ta cao lanh: -Nguồn gốc là sản phẩm của quá trình nung đất sét hoặc đất caolanh ở t= 650-8000 C.Thành phần: SiO2:50-55%; Al2O3=35-45%.-Kích thước hạt bằng khoảng 1/10 hạt XM.-Vai trò: : liên tục hóa thành phần hạt trong BT, hoạt tính pozolane.Tro trấu (xem lại)

Câu 4: Cấu trúc cốt liệu trong BT thường và BT cường độ cao.BT dùng các chất kết dính vô cơlà các loại vật liệu đá nhân tạo, không nung. Thành phần baogiồm chất kết dính vô cơ, dung môi (nước), cốt liệu đá hay sỏivà phụ gia, được nhào trộn theotỉ lệ nhất đinh, rắn chắc mà thành.BT CĐC có tỉ lệ nước/XM=0,25. Sử dụng phụ gia siêu mịn lá trobay hoặc hạt silic siêu mịn. Sử dụng các cốt liệu truyền thống và vữa XM chất lượng cao để chế tạo ra BT CĐC. Cấu trúc cũng tương tự BT xi măng.*Cốt liệu lớn và nhỏ có dạng khoáng thiên nhiên hay nhân tạocó hình dạng kích thước đặc trưng bề mặt cường độ rất khac nhau, tùy theo kích cỡ hạt từ 0.14-150mm (khi cỡ hạt 0.14-5mmlà cát và 5-150mm là sỏi hay đádăm)-Chiếm không gian làm giảm lượng dùng chất kết dính, hạ giá thành BT.-Cốt liệu lớn làm khung chịu lực được hồ xi măng gắn kết lại.-Cốt liệu nhỏ tăng nồng độ đặc,đảm bảo khả năng co ngót cho BT.-Cát có thành phần hạt hợp lý sẽ tiết kiệm được XM, cường độ BT sẽ cao.+Lượng tạp chât trong cốt liệu ngăn cản liên kết giữa đá XM và

Cốt liệu thô (đá) quyết định cường độ và độ dẻo của BT CĐC phụ thuộc vào đường kính và hàmlượng cốt liệu.BT có cường độ nén >75 Mpa thì kích thước cốt liệu nên giữ từ 12,7-9,5 mm. Kích thước 19,5-25,4 sử dụng BT nén từ 60-75MPalập phương. Cốt liệu lý tưởng là cốt liệu sạch, dạng khối, có góc cạnh, được nghiền, hạt thoi dạt nhỏ nhất so với quy định hiện hành.Cốt liệu thô là đá dăm được sảnxuất từ đá gốc là đá phún xuất biến chất. Cường độ bão hòa nước lớn hơn hoặc bằng 2 lần cường độ BT. Dùng đá trầm tích có cường độ thấp hơn yêu cầu đó. Kích thước hạt lớn nhất 10-20mm theo Việt nam hoặc 9,5-25 theo Mỹ.

vữa với bề mặt các hạt cốt liệu, gây ăn mòn, môi trường xâm thực đá xi măng và bê tông.+Hạt nhỏ (bùn, bụi, sét) sẽ làmtăng dung lượng đá xi măng sử dụng trong bê tông. Hạt bụi, bùn, sét biến đổi thể tích lớn khi độ ẩm thay đổi, có thể dẫn đến phá hoại cấu trúc bê tông nên phải khống chế chặt chẽ. Cốt liệu thô (đá) và nhỏ (cát) hình thành cấu trúc khungxương trong BT cường độ cao. Về cơ bản vẫn dùng cốt liệu truyền thống để tạo, không có cải tiến lớn.Cốt liệu nhỏ (cát) có mô đun <2,5 không được sử dụng cho BT cường độ cao. Mô đun 3,0 cho độsụt và cường độ nén tốt nhất. Cốt liệu nhỏ là cát tự nhiên sạch, mô đun khoảng 2,5-3,2 cấpphối tốt, không phản ứng kiềm với XM.

Câu 16: Ứng dụng của BT CĐC.BT CĐC có cường độ chịu nén cao, cường đọ chịu kéo và mô đun đàn hồi tăng, co ngót từ biến giảm. Vì vậy BT được ứng dụng chủ yếu trong 3 lĩnh vực sau:-Các tòa nhà cao tầng: Đây là 1 trong những ứng dụng quan trọng của BT CĐC. Rất nhiều công trình, tòa nhà cao tầng trên thế giới được xây dựng sử dụng BR CĐC và đem lại nhiều kết quả như mong muốn. Xu hướngsử dụng BT CĐC xây dựng nhà caotầng ngày càng tăng. Bởi vì việc sử dụng BT CĐC sẽ chịu được trọng tải lớn hơn, cho phép giảm kích thước mặt cắt cột, yêu cầu lượng cốt thép và ván khuôn sử dụng ít hơn cho phép. Nhà thiết kế tiết kiệm được quỹ đất trong thành phố. Ngoài ra sử dụng BT cường độ cao còn có nhiều ưu điểm vượt trội so với BT thường.VD: ngôi nhà 43-76 tần ở Băc mỹđều sử dụng BT 62Mpa. Còn các ngôi nhà ở Chicago 1976-1990 50-70->80Mpa.-Trong xây dựng cầu:+Thường được dùng cho các dầm cầu BTCT dự ứng lực với mục đích giảm tải trọng bản thân dầm và tăng chiều dài kết cấu nhịp.VD: Ở nhật BT phổ biến là 60Mpa, Pháp (60-80MPa).-Trong xây dựng đường oto, các

Câu 17: Biểu đồ ứng suất biến dạng của BT CĐC và mô hình hóa để áp dụng cho người thiết kế kết cấu.-Về hình dạng: cần xem xét đến việc tính toán các biến dạng tức thời và biến dạng về sau bởi sự co, từ biến của BT có cường độ chịu nén từ 60-80Mpa. Khi tính toán giới hạn sử dụng:thông thường chỉ cần chọn mô hình đàn hồi và tuyến tính.-Đối với BT CĐC: mô đun đàn hồivà mô đun tuyến tính ban đầu được coi như nhau do có độ dốc lớn.-Khi tính toán giới hạn cuối ɛb2

BT chịu biến dạng lớn, thì ứng lực phải chịu sẽ đạt tối đa bằng ứng suất nén của BT và rồigiảm tới khi ngắt cường độ nén.Kể từ khi thời điểm lực tác dụng, trường của biến dạng không còn đồng nhất. Bề mặt BT bị bóc ở chỗ biến dạng lớn nhấtvà việc ngắt diễn ra bởi biệc định vị các biến dạng trên đường cong trơn. Để đơn giản hóa, ta coi rằng ứng suất - biến dạng của vật liệu có thể mô tả qua biểu diễn ứng suất-biến dạng, ngay cả sau khi cho lực tác dụng. –Nếu không cần tính toán cụ thể, chi tiết biến dạng ta có thể chấp nhận biểu đồ parabol-tứ giác:

kết cấu đường hiện đại sử dụng BT 60-70Mpa. Do tính chống thấmcao nên cũng có thể dùng BT CĐCtrong xây dựng đường hầm Metro.=>Tóm lại ứng dụng của BT CĐC trong các công trình chủ yếu: các nhà cao tầng, công trình … và các công trình giao thông (cầu, đường, hầm)

-Khi cần tính toán chính xác biến dạng: nhất là trong tính toán độ bền và hình dạng thì taxét thêm tính không đàn hồi củaBT CĐC và sử dụng các mô hình phi tuyến.Trị số cường độ tính toán của BT CĐC:

Câu 1: Khái niệm bê tông cường độ cao.Câu 2: Các nguyên tắc cơ bản đểchế tạo bê tông cường độ cao.Câu 3: Cấu trúc chung của BT . Câu 4: Cấu trúc cốt liệu trong BT thường và BT CĐC.Câu 5: Cấu trúc của BT thường BT CĐCCâu 6: cấu trúc vùng chuyển tiếp trong BT thường và BT cường độ cao. Câu 8: Các đặc tính được cải tiến của bê tông cường độ cao so với BT thường.Câu 10: Các tính chất cơ học của bê tông cường độ cao.Câu 11: Trình bày phụ gia siêu dẻo chế tạo BT cường độ cao.Câu 12: Trình bày phụ gia khoáng chế tạo BT cường độ cao.Câu 13: Co ngót của BTCĐC Câu 14: Từ biến của BT cường độcao.Câu 15: Độ bền của BT CĐC.Câu 16: Ứng dụng của BT CĐC.Câu 17: Biểu đồ ứng suất biến dạng của BT CĐC và mô hình hóa để áp dụng cho người thiết kế kết cấu.Câu 18: Khái niệm và phương pháp xác định cường độ yêu cầu Fcr

’ khi thiết kế thành phần BT CĐC.Câu 19: Các bước thiết kế thànhphần bê tông cường độ cao.

Câu 14: Từ biến của BT cường độcao. a. Cơ chế của từ biến Nếu đặt tải trọng không đổi theo thời gian lên một mẫu bê tông thường (thí nghiệm từ biến), thì nhận được biến dạng gấp đôi sau vài tuần, gấp ba sau vài tháng và có thể gấp nămsau vài năm trong những điều kiện cực đại. Có thể nhận thấymột hiện tượng tương tự khi đặttải trọng kéo, hoặc uốn. Từ biến của bê tông phụ thuộc vào nhiều thông số sau: bản chất của bê tông, tuổi đặt tải và nhất là các điều kiện môi trường.b. Các yếu tố ảnh hưởng đến từ biến. Tải trọng: Với các tải trọng thay đổi, người ta có thể xét rằng từ biến tỉ lệ với tải trọng đặt vào, tuy nhiên từ 50%tải trọng phá hủy, nó tăng nhanh hơn ứng suất (quan hệ phituyến). Bản chất bê tông: Từ biến biến đổi giống biến dạng tức thời, trừ các loại bê tông đặc biệt có các đặc trưng riêng với chỉ số động học về quá trình mất nước khác biệt: đó là trường hợp bê tông nhẹ có cốt liệu rỗng, chứa nước, từ biến nhỏ hơn bê tông thường có cùng cường độ; Các điều kiện môi trường: khi không có sự trao đổi nước với

bên ngoài, từ biến, khi đó gọi là từ biến riêng, gần tỉ lệ vớilượng nước có thể bay hơi, và một loại bê tông sấy khô ở 1050Cthường không có hiện tượng từ biến, nhưng trên thực tế, bê tông bị mất nước ít nhiều tùy theo khí hậu và sự thay đổi này dẫn đến từ biến lớn, hơn hai đến ba lần từ biếnriêng.c. Các ảnh hưởng của từ biến đến kết cấu bê tông -Từ biến làm ảnh hưởng đến biến dạng, độ võng và sự phân bố ứng suất, nhưng các ảnh hưởng thay đổi tuỳ thuộc vào loại kết cấu.-Từ biến của bê tông dạng khối thực chất không ảnh hưởng đến cường độ.-Từ biến có ảnh hưởng lớn đến tính chất và cường độ của kết cấu bê tông cốtthép và bê tông ứng suất trước.Từ biến gây ra hiện tượng truyền dần tải trọng từbê tông sang cốt thép.

Câu 6: cấu trúc vùng chuyển tiếp trong BT thường và BT cường độ cao.Cấu trúc vùng tiếp xúc hồ XM-cốt liệu có ý nghĩa quyết định cho loại BT CĐC. Cấu trúc thôngthường của BT gồm 3 vùng: cấu trúc cốt liệu, cấu trúc hồ XM và cấu trúc vùng tiếp xúc hồ XM-cốt liệu. Vùng tiếp xúc hồ XM-cốt liệu trong BT thường, gọi là “vùng chuyển tiếp”, vùngnày có cấu trúc kết tinh, rỗng nhiều hơn và cường độ nhỏ hơn vùng hồ do ở vùng này chưa nướctách ra khi hồ XM rắn chắc. Ở vùng này còn chứa các hạt XM chưa thủy hóa và các hạt CaO tựdo. Các đặc tính của vùng liên kếthồ XM-cốt liệu trong BT thường gồm mặt nứt, vết nứt, các cấu trúc C-S-H và bề mặt các hydrat. Ví dụ các vết nứt xuất hiện bao quanh các hạt silic vàphát triển vượt qua hồ XM. Trênmặt trượt của cốt liệu, các hidrat gồm tấm Ca(OH)2 và các sợi silicat (sợi C-S-H). Chúng chỉ được liên kết rất yếu vào cốt liệu và tách ra dễ dàng. Sựkết tinh có định hướng Ca(OH)2 cũng được quan sát thấy trên các hạt cốt liệu silic. Vùng liên kết giữa hồ XM-cốt liệu có độ rỗng lớn và được cảithiện nhờ muội silic. Biến đổi cấu trúc của BT theo cường độ phát triển theo 3 cấp độ sau:

Câu 18: Khái niệm và phương pháp xác định cường độ yêu cầu Fcr

’ khi thiết kế thành phần BT CĐC.-Cường độ thiết kế yêu cầu của BT CĐC được sử dụng để đáp ứng cường độ thiết kế tối thiểu (chỉ định). FCr

’ với xác suất là 1 hoặc 5%. Những yêu cầu này đãđược định nghĩa trong tiêu chuẩn ACI 318 và dựa trên kinh nghiệm sử dụng BT cường độ yêu cầu.*Các phương pháp:1. Sản phẩm BT đã được sản xuấtvà có đủ số liệu về cường độ (>30 số liệu thí nghiệm) và xácđinh bởi hệ số tiêu chuẩn:

-Trong BT thương vùng liên kết XM-cốt liệu là vùng tiếp xúc rỗng có các mặt nứt và các vêt nứt. Cấu trúc C-H-H có dạng sợi.-Vùng tiếp xúc hồ XM-cốt liệu trong BT CĐC có cấu trúc C-S-H vô định hình và tinh thể Ca(OH)2

định hướng (P) trên các hạt cứng, các vết nứt giảm rõ ràng.Vùng tiếp xúc của BT CĐC tỉ lệ N/X ≤ 0,3, do tỉ lệ các hạt muội silic rất cao nên vùng nàykhông chứa nước, không tồn tại CaO tự do, vữa XM có độ đặc rấtlớn và lực dính bám với cốt liệu cao. BT cuường độ cao vùng liên kếtchuyển thành đá, hồ XM-cốt liệuđồng nhất. Không có vết nứt trên bề mặt.

Câu 8: Các đặc tính được cải tiến của bê tông cường độ cao so với BT thường.Bê tông chất lượng cao có cườngđộ chịu nén và nhiều tính chất khác được cải thiện như: mô đunđàn hồi cao hơn, cường độ chịu kéo cao, từ biến thấp hơn bê tông thường. Cường độ chịu nén của bê tông là một trong những tính chất quan trọng nhất của bê tông. Cường độ chịu nén tuổi 28 ngày được dùng là chỉ tiêu để đánh giá chất lượng của bê tông. Cường độ chịu nén của bê tông

Tốc độ phát triển cường độ của bê tông chất lượng cao nhanh hơn bê tông thường. Các loại bê tông truyềnthống thường 7 ngày đạt 50% cường độ (tuổi 28 ngày), 14 ngày đạt 70-80% cườngđộ. Nhưng đối với bê tông chất lượng cao thì 7 ngày đã đạt 70-80% cường độ, 14ngày đạt > 90% cường độ tuổi 28ngày. Các tính chất cơ học được cải tiến như vậy dẫn đến khả năng ứng dụng bê tông chất lượng cao (hình 6.1; bảng

chất lượng cao hiện nay đã sử dụng từ 42MPa (6000 psi) đến 138 MPa (20'000 psi) và thường dùng bê tông có cường độ khoảng84 MPa. Theo tiêu chuẩn Mỹ và Anh, cường độ chịu nén được xác định bằng mẫu tiêu chuẩn hình trụ tròn150x300mm (6x12 inh-sơ). Theo tiêu chuẩn Việt Nam, cường độ chịu nén được xácđịnh trên mẫu hình hộp lập phương 150x150x150mm. Cường độ chịu kéo khống chế vếtnứt của bê tông, đồng thời còn ảnh hưởng đến một số tính chấtkhác như: độ cứng, độ bền của bê tông, khả năng dính bám vớicốt thép... Bê tông có chất lượng cao thì cường độ chịu kéocũng cao hơn từ 30 ÷ 60% tuỳ theo thành phần của bê tông cường độ cao, nhưng tốc độ tăngcường độ chịu kéo chậm hơn cường độ chịu nén. Thông thườngcường độ chịu kéo của bê tông chất lượng cao bằng khoảng 10%.Cường độ chịu kéo có thể được xác định trực tiếp hoặc gián tiếp (thông qua cường độ chịu kéo bửa (ASTM C496) hoặc kéo uốn (ASTM C78). Các nghiên cứu cũng cho thấy cường độ bê tông tăng thì mô đun đàn hồi tăng đáng kể từ 20÷ 40% tuỳ theo thành phần của nó và bản chất của loại cốt liệu. Biến dạng dài hạn cuối cùng giảm đáng kể (ε t) chỉ còn

6.1.). Những ứng dụng chính là các công trình lớn đòi hỏi cường độ nén cao và cáckết cấu bê tông DƯL (cầu, hầm, nhà, cảng lớn).

khoảng 0,4 - 0,5 biến dạng theothời gian của bê tông thường. Tuy nhiên môđun chống cắt Gc tăng không nhiều (hình sau)

Câu 15: Độ bền của BT cường độ cao.Bê tông là một vật liệu composit rất không đồng nhất mà độ bền của nó được nghiêncứu ở 4 điểm đặc biệt. Đó là tính thấm nước,phản ứng kiềm – cốt liệu , phản ứng cácbonát hoá và độ chống thấm ion Clo. a.Độ thấm nước của bê tông phụ thuộc cấu trúc lỗ rỗng của vật liệu và các phản ứng nước – vật rắn. Nước trong bê tông có nhiều dạng: tự do, hấp phụ, hỗn hợp. Sự chuyển dời nước về các lỗ rỗng xét như các hình trụ có thể được mô tả bằng 3 cơ chế: - sự chuyển dời pha hơi mô tả qua định luật Fick và qua kv v(độthấm hơi tương đương);- sự chuyển dời pha hấp phụ như một màng nhớt, đặc trưng bởi áp lực ngắt (disjonction) và kva (thấm bề mặt); - sự chuyển dời trong pha ngưng tụ theo định luật Hagen –Poiseuille (không trượt trên bề mặt) và xác định bởi Kvv (độ thấm hơi tương đương). b.Phản ứng kiềm-cốt liệu:Phản ứng kiềm – silic tạo thànhcác gen và các tinh thể mà ta có thể tìm thấy trong tất cả các kết cấu bê tông xuống cấp, xung quanh cốt liệu,

c.Chống thấm Clo.Mức độ thấm Clo qua vùng bê tông bảo vệ và gây ra sự ăn mòncốt thép hệ số khuyết tật Clo ký hiệu là D và được tính theo công thức sau: Với bê tông thường: D=6,3.10-12 m2/s Với bê tông 8% SF (MS): D= 1,2.10-12 m2/s Mức độ thấm Clo phụ thuộc vào thời gian,chất lượng bê tông và chiều dày lớp bê tông và nồng độ Clorit. Bê tông sử dụng tro nhẹ, muội silic hoặc kết hợp giữa muội silic với tro bay cho khả năng chống thấm nước, chống thấm Clovà chống ăn mòn sulphat tăng lên khác nhau.d.Phản ứng cacbonnat hóa.Quá trình cácbonát hóa do ion CO32- của không khí là một phản ứng hóa học ban đầu tấn công vào Ca(OH)2 và cuối cùng là cácthành phần canxit của vữa xi măng như C-S-H.Quá trình cácbonát hóa phụ thuộc vào loại xi măng, tỉ lệ N/X, hàm lượng xi măng, thời gian bảo dưỡng, độ ẩm. Nếucác ion CO32-

tới được cốt thép trong bê tông, chúng sẽ ăn mòn kim loại.Tỉ lệ ăn mòn cốt thép khi đó phụ thuộc điện trở của bê tông.

trong các vết nứt và lỗ rỗng của vữa xi măng, trong cácmạch hay các mặt nghiêng của cốt liệu, ở bề mặt bê tông dưới dạng đổ mồ hôi. - các vết nứt bề mặt. Các vết nứt phát triển, độ mở rộng của chúng có thể đạt đến 0.5 mm/năm và chiều sâu có thể vượt quá vài mm; - các biến màu hoặc mất màu dọc theo các vết nứt chính; - sự “đổ mồ hôi” tạo thành từ của canxit và gen silicát kiềm;- các mụn hay hốc do cốt liệu phản ứng bề mặt.

Câu 11: Trình bày phụ gia siêu dẻo chế tạo BT cường độ cao.Cần sử dụng các chất giảm nước mạnh (PGSD) trong hỗn hợp bê tông cường độ cao. Khi dùng PGSD lượng nước giảm từ 12 - 20%. Tương ứng, cần phải tăng hàm lượng cát để bù lại tổn thất về thể tích do giảm nước trong hỗn hợp. Có thể sử dụng PGSD vào các hỗnhợp hiện có mà không cần điều chỉnh các tỉ lệ pha trộn để cảithiện khả năng làm việc của bê tông đó. Trong bê tông HPC thường sử dụng PGSD để hạ thấp tỉ lệ nước/chất kết dính. Các hỗn hợpnày có tác dụng để hạ thấp tỉ lệ nước/chất kết dính cũng như làm tăng độ sụt của bê tông. Vìkhối lượng tương đối lớn chất lỏng được cho thêm vào hỗn hợp bê tông dưới dạng hợp chất làm dẻo, nên trọng lượng của những hợp chất này được gộp vào trong tính toán tỉ lệ nước/chất kết dính. Liều lượng phụ gia được xác định thông qua các khuyến cáo của các nhà sản xuất và các thínghiệm. Lượng chất phụ gia siêudẻo thông thường từ 0.5-3lit/100kgXM tùy theo yêu cầu về độ sụt và đặc tính của kết cấu. Khi sử dụng các chất khử nước thông thường và các chất làm

dùng 1,5-2,5% XM, giảm độ sụt đến 50% sau 40 phút và cho cường độ sớm (R3=0,85%R28), thời gian thi công ngắn, tỉ leej N/X<0,4 và phù hợp với khí hậu nóng.B2 – Naphtalen Sunfonat Polycondesat (BMS)Nguồn gốc từ than đá, giảm nướctối đa 25%- lượng dùng 1,5-2,5%X, giảm độ sụt đến 50% sau 50 phút.B3 - Chất siêu dẻo thế hệ 2: Vinylcopolme (VC)Thành phần chính là: sunfonat vilycopolyme (dầu thô). Giảm nước tối đa đến 30%, lượng dùng1,5-2% xi măng (lít), giảm độ sụt ban đầu đến 50% sau 100 phút, tạo ra độ sụt đến 22 cm, kéo dài thời gian thi công.C. Chất siêu dẻo thế hệ 3: PolyCacboxylat (PC)Gốc polyme cao phân tử tổng hợp, giảm muội đến 40% (tỷ lệ N/X cót thể dến 0,27), bê tông có thể đạt đến độ sụt 22cm, chocường độ cao, Duy trì được tínhcông tác trong thời gian dài.Loại phụ gia đặc biệt này có thể thay đổi cấu tạo phân tử đểphụ gia phù hợp với các yêu cầuđặc biệt. Với BT CĐC thường dùng chất siêu dẻo loại PC, vớiBT thường tự đầm có thể dùng loại cải tiến là: Polyme Viscocrete (PV)

chậm thì lượng nước có thể giảmtừ 5-10%. Khối lượng của các chất này thường từ 0.5-2lit/100kgXM tùy theo yêu cầu về tính công tác và đặc tính kết cấu. Hầu hết nhưng không phải tất cảbê tông HPC đều chứa các hợp chất hóa học và các hợp chất khoáng. Cần có một sự kết hợp hợp lý các loại chất nói trên để thỏa mãn tính công tác và đặc tính của bê tông. Có 5 loại phụ gia siêu dẻo: Thế hệ 1 là A, thế hệ 2 là B, thế hệ 3 là C.Al – Ligno Sunfonat (LS) Là phụgia siêu dẻo thế hệ 1 từ các chất cao phân tử tự nhiên ligin(từ gốc và xenlulo) độ giảm nước tối đa là 10%, có thể làm chậm ninh kết, độ sụt giảm 30% sau 30 phút. Lượng dùng 2,5% Xm.B1-Polyme gốc Sunfonat Melamin(MFS) Phụ gia siêu dẻo gốc URE và Fomandehyt có tác dụng giảm nước tối đa đến 25%, lượngCâu 5: Cấu trúc củ BT thường vàCĐC.a.Phần đặc: bao gồm C-S-H, entrigite giữa các C-S-H và cácgel, nước dư thừa…các hạt xi măng chưa thủy hóa.+C-S-H: canxium silicat hydrat:chiếm khoảng 50-60% thể tích đáXm, đóng vai trò quyết định lượng đã XM, kích thước nhỏ và

Câu 5 tiếp Nguyên nhân gây ra co ngót bê tông. +Nước trong khoảng trống các gel C-S-H, là lượng nước giữ bởi các liên kết hidro, nằm giữa các lớp C-S-H. Lượng nước này mất đi khi nhiệt độ BT cao,độ ẩm dưới 11%.+Nước liên kết hóa học: nằm

xu hướng kết tụ, bền nước, rắn.+canxium sunfo ahinuinates: chiếm 15-20% thể tích đá XM, ban đầu có dạng C6AS3H32, thể tích hình viên. Sau đó có thể chuyển sang C4ASH18 dạng tinh thể tấm 6 cạnh.+Các hạt Xm chưa thủy hóa, do thiếu nước.b. Phần rỗng của đá XM:+Lỗ rỗng gel có khoảng trống là18 Å và C-S-H có độ rỗng 28%. Còn theo Feld-sereda kích thướckhoảng trống là 5-25 Å. Kích thước ảnh hưởng đến cường độ vàtính chống thấm của BT.+lỗ mao quản: thể tích và kích thước được quyết định bởi tỉ lệN/Xm và mức độ thủy hóa XM. Trong đó XM được thủy hóa tốt và tỉ lệ N/X thấp thì các mao quản có kích thước từ 10-15 µm,còn khi tỉ lệ N/X cao thì ở khoảng 3-5 nm.Khi lỗ rỗng có kích thước >50 nm thì có ảnh hưởng tới co ngót và từ biến của BT.+lỗ rỗng do túi khí: dạng hình cầu, có kích thước trung bình khoảng 3 nm, các lỗ rỗng do phụgia uốn khi có kích thước khoảng 0,2-0,5 mm. Các lỗ rỗng do túi khí gây ra ảnh hưởng đếncường độ và tính thấm khí của BT.c. Nước trong đá XM.+Nước mao quản nằm trong các mao quản có kích thước >50 Å gồm 2 loại:

trong các sản phẩm C-S-H không bị mất đi khi BT bị khô. Nó chỉđược giải phóng khi BT bị nung,lượng nước này không ảnh hưởng đến co ngót, nhưng ảnh hưởng đến từ biến của BT

-Nước tự do nằm trong mao quản có kích thước >50nm, sự thay đổi của nó không gây ra sự thayđổi thể tích.-Nước bị giữ bởi các mao quản trong các mao mạch có kích thước <50 nm. Sự thay đổi của nước này sẽ gây ra co ngót BT.+Nước hấp thụ: là nước nằm sát bề mặt của pha rắn và được giữ bởi các liên kết hydro, có chiều dày bẳng khoảng 6 lớp phần tử nước (15Å). Thay đôi lượng nước là nguyên nhân