Giáo trình Vật liệu xây dựng và vật liệu chuyên ngành cấp thoát nước Tác giả: K.s Trần Thị Huyền Lương, Trường Cao đẳng Xây dựng số 3, 2010

8/12/2019 Giáo trình Vật liệu xây dựng và vật liệu chuyên ngành cấp thoát nước Tác giả: K.s Trần Thị Huyền Lương, Trường …

http://slidepdf.com/reader/full/giao-trinh-vat-lieu-xay-dung-va-vat-lieu-chuyen-nganh-cap 1/121http://www.ebook.edu.vn

LỜ I NÓI ĐẦ U

S ự phát triể n của các ngành k ỹ thuật nói chung và ngành xây d ự ngnói riêng đề u liên quan đế n vật liệu. Ở lĩ nh vự c nào cũng cần đế n nhữ ng vật

liệu vớ i tính năng ngày càng đ a d ạng và chấ t lượ ng ngày càng cao. Trong lĩ nhvự c xây d ự ng và cấ p thoát nướ c, vật liệu chiế m vị trí r ấ t quan tr ọng, là mộttrong nhữ ng yế u t ố quyế t định chấ t lượ ng và tuổ i thọ của công trình. Ngườ icán bộ k ỹ thuật ngành cấ p thoát nướ c cần phải có nhữ ng hiể u biế t cơ bản về vật liệu như tính chấ t, phươ ng pháp đ ánh giá chấ t lượ ng, phạm vi sử d ụng củat ừ ng nhóm vật liệu, t ừ đ ó có thể lự a chọn đ úng loại vật liệu cần thiế t sử d ụngcho mục đ ích cụ thể , đ áp ứ ng các yêu cầu k ỹ thuật và kinh t ế của công trình.

Giáo trình ˆV Ậ T LI Ệ U XÂY DỰ NG VÀ V Ậ T LI Ệ U CHUYÊN NGÀNH C Ấ P THOÁT N ƯỚ C ̃ đượ c biên soạn theo đề cươ ng của chươ ng

trình đ ào t ạo Cao đẩ ng C ấ p thoát nướ c do Bộ Xây d ự ng ban hành vớ i mụcđ ích cung cấ p tài liệu học t ậ p cho sinh viên Cao đẳ ng ngành C ấ p thoátnướ c. Giáo trình giớ i thiệu chủ yế u về tính chấ t, yêu cầu k ỹ thuật của cácloại vật liệu xây d ự ng nói chung và các loại vât liệu thườ ng dùng trongngành cấ p thoát nướ c nói riêng. M ặc dù đ ã có nhiề u cố gắ ng song giáo trình vẫ n không tránh khỏi nhữ ngthiế u sót k ể cả về nội dung lẫ n hình thứ c, r ấ t mong nhận đượ c nhiề u ý kiế nđ óng góp của đồng nghiệ p và độc giả.

Ngườ i biên soạ n

Trầ n Th ị Huyề n Lươ ng

3


http://slidepdf.com/reader/full/giao-trinh-vat-lieu-xay-dung-va-vat-lieu-chuyen-nganh-cap 2/121



http://www.ebook.edu.vn

ngành vật liệu xây dựng Việt Nam đã bao gồm hàng tr ăm chủng loại vật liệu khácnhau, từ vật liệu thông dụng nhất đến vật liệu cao cấ p vớ i chất lượ ng tốt, có đủ cácmẫu mã, kích thướ c, màu sắc đáp ứng nhu cầu xây dựng trong nướ c và hướ ng ra xuấtkhẩu .

Nhờ có đườ ng lối phát triển kinh tế đúng đắn của Đảng, ngành vật liệu xây dựng

đã đi tr ướ c một bướ c, phát huy tiềm năng, nội lực sử dụng nguồn tài nguyên phong phú, đa dạng vớ i sức lao động dồi dào, hợ p tác, liên doanh, liên k ết trong và ngoàinướ c, ứng dụng công nghệ tiên tiến, k ỹ thuật hiện đại của thế giớ i vào hoàn cảnh cụ thể của nướ c ta, đầu tư, liên doanh vớ i nướ c ngoài xây dựng nhiều nhà máy mớ i trênkhắ p ba miền như xi măng Bút Sơ n (1,4 triệu tấn/năm), xi măng Chinfon - Hải Phòng(1,4 triệu tấn/năm), xi măng Sao Mai (1,76 triệu tấn/năm), xi măng Nghi Sơ n (2,27triệu tấn/năm). Về gốm sứ xây dựng có nhà máy ceramic Hữu Hưng, Thanh Thanh,Thạch Bàn, Việt Trì, Đà Nẵng, Đồng Tâm, Taicera ShiJar v.v... Năm 1992 chúng tamớ i sản xuất đượ c 160.000 m2 loại Ceramic tráng men ố p tườ ng 100 x 100 mm, thì

năm 2002 đã cung cấ p cho thị tr ườ ng hơ n 15 triệu m

2

loại: 300x300, 400x400,500x500 mm.Một thành tựu quan tr ọng của ngành gốm sứ xây dựng là sự phát triển đột biến

của sứ vệ sinh. Hai nhà máy sứ Thiên Thanh và Thanh Trì đã nghiên cứu sản xuất sứ từ nguyên liệu trong nướ c, tự vay vốn đầu tư trang bị dây chuyền công nghệ tiên tiến,thiết bị hiện đại đưa sản lượ ng hai nhà máy lên 800000 sản phẩm/năm. Nếu k ể cả sảnlượ ng của các liên doanh thì năm 2002 đã sản xuất đượ c 1405 triệu sản phẩm sứ vệ sinh có chất lượ ng cao.

Về kính xây dựng có nhà máy kính Đáp Cầu, vớ i các sản phẩm kính phẳng dày 2-5 mm, kính phản quang, kính màu, kính an toàn, gươ ng soi đã đạt sản lượ ng 7,2 triệum2 trong năm 2002.

Ngoài các loại vật liệu cơ bản trên, các sản phẩm vật liệu trang trí hoàn thiệnnhư đá ố p lát thiên nhiên sản xuất từ đá cẩm thạch, đá hoa cươ ng, sơ n silicat, vật liệuchống thấm, vật liệu làm tr ần, vật liệu lợ p đã đượ c phát triển vớ i tốc độ cao, chấtlượ ng ngày càng đượ c cải thiện.

Tuy nhiên, bên cạnh các nhà máy vật liệu xây dựng đượ c đầu tư vớ i công nghệ tiên tiến, thiết bị hiện đại thì cũng còn nhiều nhà máy vẫn phải duy trì công nghệ lạchậu, thiết bị quá cũ, chất lượ ng sản phẩm không ổn định.

Phươ ng hướ ng phát triển ngành công nghệ vật liệu trong thờ i gian tớ i là phát huy

nội lực về nguồn tài nguyên thiên nhiên phong phú, lực lượ ng lao động dồi dào, tíchcực huy động vốn trong dân, tăng cườ ng hợ p tác trong nướ c, ngoài nướ c, đầu tư pháttriển nhiều công nghệ tiên tiến, sản xuất các mặt hàng mớ i thay thế hàng nhậ p khẩunhư vật liệu cao cấ p, vật liệu cách âm, cách nhiệt, vật liệu trang trí nội thất, hoàn thiệnđể tạo lậ p một thị tr ườ ng vật liệu đồng bộ phong phú, thỏa mãn nhu cầu của toàn xãhội vớ i tiềm lực thị tr ườ ng to lớ n trong nướ c, đủ sức cạnh tranh, hội nhậ p thị tr ườ ngkhu vực và thế giớ i.

Mục tiêu đến năm 2010 là sản xuất 40-45 triệu tấn xi măng, 40-50 triệu m2 gạchmen lát nền, ố p tườ ng, 4-5 triệu sản phẩm sứ vệ sinh vớ i phụ kiện đồng bộ, 80-90

triệu m2

kính xây dựng các loại, 18 -20 tỷ viên gạch, 30-35 triệu m2

tấm lợ p, 35- 40triệu m3 đá xây dựng, 2 triệu m2 đá ố p lát, 50.000 tấm cách âm, cách nhiệt, bông, sợ ithủy tinh, vật liệu mớ i, vật liệu tổng hợ p.

5




III. Phân loại vật liệu xây dựngVật liệu xây dựng đượ c phân theo 2 cách chính:1.Theo bản chấtTheo bản chất vật liệu xây dựng đượ c phân ra 3 loại chính sau đây:

(1) Vật liệu vô cơ bao gồm các loại vật liệu đá thiên nhiên, các loại vật liệu nung,các chất k ết dính vô cơ , bê tông, vữa và các loại vật liệu đá nhân tạo không nungkhác.

(2) Vật liệu hữu cơ : bao gồm các loại vật liệu gỗ, tre, các loại nhựa bitum vàguđrông, các loại chất dẻo, sơ n, vecni v.v...

(3) Vật liệu kim loại: bao gồm các loại vật liệu và sản phẩm bằng gang, thép,kim loại màu và hợ p kim.

2.Theo nguồn gốc

Theo nguồn gốc vật liệu xây dựng đượ c phân ra 2 nhóm chính: vật liệu đánhân tạo và vật liệu đá thiên nhiên.Theo tính toán, vật liệu sử dụng trong các công trình xây dựng có tớ i hơ n 90% là

vật liệu đá nhân tạo và gần 10% là vật liệu khác.Vật liệu đá nhân tạo là một nhóm vật liệu r ất phong phú và đa dạng, chúng

đượ c phân thành 2 nhóm phụ: vật liệu đá nhân tạo không nung và vật liệu đá nhântạo nung.

Vật liệu đá nhân tạo không nung: nhóm vật liệu mà sự r ắn chắc của chúng xảy raở nhiệt độ không cao lắm và sự hình thành cấu trúc là k ết quả của sự biến đổi hóa họcvà hóa lý của chất k ết dính, ở tr ạng thái dung dịch (phân tử, keo, lỏng và r ắn, phaloãng và đậm đặc).

Vật liệu đá nhân tạo nung: nhóm vật liệu mà sự r ắn chắc của nó xảy ra chủ yếu làquá trình làm nguội dung dịch nóng chảy. Dung dịch đó đóng vai trò là chất k ết dính.

Đối vớ i vật liệu đá nhân tạo khi thay đổi thành phần hạt của cốt liệu, thành phầnkhoáng hóa của chất k ết dính, các phươ ng pháp công nghệ và các loại phụ gia đặc biệtthì có thể làm thay đổi và điều chỉnh cấu trúc cũng như tính chất của vật liệu.

6




CHƯƠ NG 1CÁC TÍNH CHẤT CƠ BẢN CỦA VẬT LIỆU XÂY DỰ NG

1.1. Tính chất vật lý1.1.1. Các thông số trạng thái

a. Khối lượ ng riêngKhối lượ ng riêng của vật liệu là khối lượ ng của một đơ n vị thể tích vật liệu ở tr ạng thái hoàn toàn đặc (không có lỗ r ỗng).

Khối lượ ng riêng đượ c ký hiệu bằng ρ và tính theo công thức :

)kg/mkg/l;;(g/cmV

mρ 33=

Trong đó :

- m : Khối lượ ng của vật liệu ở tr ạng thái khô (g, kg)

- V : Thể tích hoàn toàn đặc của vật liệu (cm3, l, m

3)

Khối lượ ng riêng của vật liệu phụ thuộc vào thành phần và cấu trúc vi mô củanó, đối vớ i vật liệu r ắn thì nó không phụ thuộc vào thành phần pha. Khối lượ ng

riêng của vật liệu biến đổi trong một phạm vi hẹ p, đặc biệt là những loại vật liệu

cùng loại sẽ có khối lượ ng riêng tươ ng tự nhau (bảng 1-1). Ngườ i ra có thể dùng

khối lượ ng riêng để phân biệt những loại vật liệu khác nhau, phán đoán một số tính

chất của nó.

b. Khối lượ ng thể tíchKhối lượ ng thể tích của vật liệu là khối lượ ng của một đơ n vị thể tích vật liệu

ở tr ạng thái tự nhiên (k ể cả lỗ r ỗng).

Nếu khối lượ ng của mẫu vật liệu là m và thể tích tự nhiên của mẫu là Vv thì:

)T/m,kg/m,g/cm(V

mρ 333

V

V =

Việc xác định khối lượ ng mẫu đượ c thực hiện bằng cách cân, còn Vv thì tùy

theo loại vật liệu mà dùng một trong ba cách sau : đối vớ i mẫu vật liệu có kích

thướ c hình học rõ ràng ta dùng cách đo tr ực tiế p; đối vớ i mẫu vật liệu không có

kích thướ c hình học rõ ràng thì dùng phươ ng pháp chiếm chỗ trong chất lỏng; đối

vớ i vật liệu r ờ i (xi măng, cát, sỏi) thì đổ vật liệu từ một chiều cao nhất định xuống

một d ụng cụ có thể tích biết tr ướ c.

Dựa vào khối lượ ng thể tích của vật liệu có thể phán đoán một số tính chấtcủa nó, như cườ ng độ, độ r ỗng, lựa chọn phươ ng tiện vận chuyển, tính toán tr ọng

lượ ng bản thân k ết cấu.

1.1.2. Các đặc trư ng cấu trúca. Độ rỗngĐộ r ỗng r (số thậ p phân, %) là thể tích r ỗng chứa trong một đơ n vị thể tích tự

nhiên của vật liệu.

Nếu thể tích r ỗng là Vr và thể tích tự nhiên của vật liệu là Vv thì :

v

r

V

Vr =

Trong đó : Vr = Vv-V

6




Do đó :ρ

ρ−=−=

−= v

vr

v 1V

V1

V

VVr

Độ r ỗng trong vật liệu dao động trong một phạm vi r ộng từ 0 đến 98%. Dựa

vào độ r ỗng có thể phán đoán một số tính chất của vật liệu: cườ ng độ chịu lực, tính

chống thấm, các tính chất có liên quan đến nhiệt và âm.

Đối vớ i vật liệu d ạng hạt còn phân ra lỗ r ỗng trong hạt và lỗ r ỗng giữa các

hạt.

b. Độ đặc: đρ

ρv=

c. Độ mịn Độ mịn hay độ lớ n của vật liệu d ạng hạt, d ạng bột là đại lượ ng đánh giá kích

thướ c hạt của nó.

Độ mịn quyết định khả năng tươ ng tác của vật liệu vớ i môi tr ườ ng (hoạt động

hóa học, phân tán trong môi tr ườ ng), đồng thờ i ảnh hưở ng nhiều đến độ r ỗng giữa

các hạt. Vì vậy tuỳ theo từng loại vật liệu và mục đích sử d ụng ngườ i ta tăng haygiảm độ mịn của chúng. Đối vớ i vật liệu r ờ i khi xác định độ mịn thườ ng phải quan

tâm đến từng nhóm hạt, hình d ạng và tính chất bề mặt hạt, độ nhám, khả năng hấ pthụ và liên k ết vớ i vật liệu khác.

Độ mịn thườ ng đượ c đánh giá bằng tỷ diện bề mặt (cm2/g) hoặc lượ ng lọt

sàng, lượ ng sót sàng tiêu chuẩn (%). Dụng cụ sàng tiêu chuẩn có kích thướ c của lỗ

phụ thuộc vào từng loại vật liệu.Bảng 1-1

Tên VLXD , (g/cm3) v,(g/cm3) r, (%)Hệ số dẫn nhiệt ,

(kCal/m°Ch)Bê tông:

-Nặng

-Nhẹ

2,6

2,6

2,4

1,0

10

61,5

1,00

0,30

Gạch :-Thườ ng

-R ỗng ruột

-Granit

2,65

2,65

2,67

1,8

1,3

1,4

3,2

51

2,40

0,69

0,47

Thuỷ tinh:

-Kính cửa sổ -Thuỷ tinh bọt

2,652,65

2,650,30

0,088

0,500,10

Chất d ẻo

-Chất d ẻo cốt thuỷ tinh

-Mipo

2,0

1,2

2,0

0,015

0,0

98

0,43

0,026

Vật liệu gỗ :

-Gỗ thông

-Tấm sợ i gỗ

1,53

1,5

0,5

0,2

67

86

0,15

0,05

1.1.3. Các tính chất có liên quan đến nướ ca. Độ ẩm

7




Độ ẩm W (%) là chỉ tiêu đánh giá lượ ng nướ c có tự nhiên mn trong vật liệu tại

thờ i điểm thí nghiệm. Nếu khối lượ ng của vật liệu lúc ẩm là ma và khối lượ ng của

vật liệu sau khi sấy khô là mk thì: (%)100m

mWhay(%)100

m

mmW

k

n

k

k a ×=×−

= .

Trong không khí vật liệu có thể hút hơ i nướ c của môi tr ườ ng vào trong các lỗ

r ỗng và ngưng tụ thành pha lỏng, đây là một quá trình có tính chất thuận nghịch.Trong cùng một điều kiện môi tr ườ ng nếu vật liệu càng r ỗng thì độ ẩm của nó càng

cao. Đồng thờ i độ ẩm còn phụ thuộc vào bản chất của vật liệu, đặc tính của lỗ

r ỗng và vào môi tr ườ ng. Ở môi tr ườ ng không khí khi áp lực hơ i nướ c tăng (độ ẩm

tươ ng đối của không khí tăng) thì độ ẩm của vật liệu tăng.

Độ ẩm của vật liệu tăng sẽ làm giảm khả năng cách nhiệt, giảm cườ ng độ và

độ bền, làm tăng thể tích của một số loại vật liệu. Vì vậy tính chất của vật liệu xây

d ựng phải đượ c xác định trong điều kiện độ ẩm nhất định.

b. Độ hút nướ c

Độ hút nướ c của vật liệu là khả năng hút và giữ nướ c của nó ở điều kiệnthườ ng và đượ c xác định bằng cách ngâm mẫu vào trong nướ c có nhiệt độ 20

±

0,5oC. Trong điều kiện đó nướ c chỉ có thể chui vào trong lỗ r ỗng hở , do đó mà độ

hút nướ c luôn luôn nhỏ hơ n độ r ỗng của vật liệu. Thí d ụ độ r ỗng của bê tông nhẹ

có thể là 50 ÷ 60%, nhưng độ hút nướ c của nó chỉ đến 20 ÷ 30% thể tích.

Độ hút nướ c đượ c xác định theo khối lượ ng và theo thể tích.

Độ hút nướ c theo khố i lượ ng là tỷ số giữa khối lượ ng nướ c mà vật liệu hútvào vớ i khối lượ ng vật liệu khô.

Độ hút nướ c theo khối lượ ng ký hiệu là HP (%) và xác định theo công thức:

(%)100m

mm(%)100mmH

k

k u

k

nP ×−=×=

Độ hút nướ c theo thể tích là tỷ số giữa thể tích nướ c mà vật liệu hút vào vớ ithể tích tự nhiên của vật liệu.

Độ hút nướ c theo thể tích đượ c ký hiệu là HV(%) và xác định theo công thức :

(%)100V

VH

v

nV ×= hay (%)100

V

mmH

nv

k−

V ××

−=

ρ

Trong đ ó :

- mn, Vn : Khối lượ ng và thể tích nướ c mà vật liệu đã hút.- ρn : Khối lượ ng riêng của nướ c ρn = 1g/cm

3

- mư, mk : Khối lượ ng của vật liệu khi đã hút nướ c (ướ t) và khi khô

- Vv : Thể tích tự nhiên của vật liệu .

Mỗi quan hệ giữa HV và HP như sau :n

v pv

n

v

p

v HHhayH

H

ρ

ρ=

ρ

ρ=

Để xác định độ hút nướ c của vật liệu, ta lấy mẫu vật liệu đã sấy khô đem cânr ồi ngâm vào nướ c. Tùy từng loại vật liệu mà thờ i gian ngâm nướ c khác nhau. Sau

khi vật liệu hút no nướ c đượ c vớ t ra đem cân r ồi xác định độ hút nướ c theo khối

lượ ng hoặc theo thể tích bằng các công thức trên.Độ hút nướ c đượ c tạo thành khi ngâm tr ực tiế p vật liệu vào nướ c, do đó vớ i

cùng một mẫu vật liệu đem thí nghiệm thì độ hút nướ c sẽ lớ n hơ n độ ẩm.

8




Độ hút nướ c của vật liệu phụ thuộc vào độ r ỗng, đặc tính của lỗ r ỗng và thành

phần của vật liệu.

Ví d ụ: Độ hút nướ c theo khối lượ ng của đá granit 0,02 ÷ 0,7% của bê tông

nặng 2 ÷ 4% của gạch đất sét 8 ÷ 20%.

Khi độ hút nướ c tăng lên sẽ làm cho thể tích của một số vật liệu tăng và khả

năng thu nhiệt tăng nhưng cườ ng độ chịu lực và khả năng cách nhiệt giảm đi.c. Độ bão hòa nướ cĐộ bão hòa nướ c là chỉ tiêu đánh giá khả năng hút nướ c lớ n nhất của vật liệu

trong điều kiện cưỡ ng bức bằng nhiệt độ hay áp suất.

Độ bão hòa nướ c cũng đượ c xác định theo khối lượ ng và theo thể tích, tươ ng

tự như độ hút nướ c trong điều kiện thườ ng.

Độ bão hòa nướ c theo khố i lượ ng:

(%)100m

mH

k

bh

Nbh

P ×= hay (%)100m

mmH

k

k

bh

− bh

P ×−

=

Độ bão hòa nướ c theo thể tích :

(%)100V

VH

V

bh

N bh

V ×= hay (%)100V

mmH

NV

k

bh

− bh

v ×−

=ρ

Trong các công thức trên :

- , : Khối lượ ng và thể tích nướ c mà vật liệu hút vào khi bão hòa.bh

Nm

bh

NV

- ,mbh

− m k : Khối lượ ng của mẫu vật liệu khi đã bão hòa nướ c và khi khô.

- VV : Thể tích tự nhiên của vật liệu.

Để xác định độ bão hòa nướ c của vật liệu có thể thực hiện một trong 2

phươ ng pháp sau:Phươ ng pháp nhiệt độ: Luộc mẫu vật liệu đã đượ c lấy khô trong nướ c 4 giờ ,

để nguội r ồi vớ t mẫu ra cân và tính toán.

Phươ ng pháp chân không: Ngâm mẫu vật liệu đã đượ c sấy khô trong một

bình kín đựng nướ c, hạ áp lực trong bình xuống còn 20 mmHg cho đến khi không

còn bọt khí thoát ra thì tr ả lại áp lực bình thườ ng và giữ thêm 2 giờ nữa r ồi vớ tmẫu ra cân và tính toán.

Độ bão hòa nướ c của vật liệu không những phụ thuộc vào thành phần của vật

liệu và độ r ỗng mà còn phụ thuộc vào tính chất của các lỗ r ỗng, do đó độ bão hòa

nướ c đượ c đánh giá bằng hệ số bão hòa C bh thông qua độ bão hòa nướ c theo thể

tích và độ r ỗng r : bh

VHr

HC

bh

V

bh =

C bh thay đổi từ 0 đến 1. Khi hệ số bão hòa lớ n tức là trong vật liệu có nhiều lỗ

r ỗng hở .Khi vật liệu bị bão hòa nướ c sẽ làm cho thể tích vật liệu và khả năng d ẫn nhiệt

tăng, nhưng khả năng cách nhiệt và đặc biệt là cườ ng độ chịu lực thì giảm đi. Do

đó mức độ bền nướ c của vật liệu đượ c đánh giá bằng hệ số mềm (K m) thông qua

cườ ng độ của mẫu bão hòa nướ c R bh

và cườ ng độ của mẫu khô: R k :k

bh

m

R

RK =

9




Những vật liệu có K m > 0,75 là vật liệu chịu nướ c có thể dùng cho các công

trình thươ ng xuyên làm việc trong môi tr ườ ng nướ c.

1.1.4. Các tính chất có liên quan đến nhiệta. Tính dẫn nhiệt

Tính d ẫn nhiệt của vật liệu là tính chất để cho nhiệt truyền qua từ phía cónhiệt độ cao sang phía có nhiệt độ thấ p.

Khi chế độ truyền nhiệt ổn định và vật liệu có d ạng tấm phẳng thì nhiệt lượ ng

truyền qua tấm vật liệu đượ c xác định theo công thức:( )

Kcal)(τ.δ

ttFλQ 21 −⋅=

Trong đ ó :

F : Diện tích bề mặt của tấm vật liệu (m2)

δ : Chiều dày của tấm vật liệu (m)

t1, t2 : Nhiệt độ ở hai bề mặt của tấm vật liệu (oC)

τ : Thờ i gian nhiệt truyền qua (h)λ : Hệ số d ẫn nhiệt (Kcal/m .

oC.h)

Khi F = 1m2; δ = 1m; t1 - t2 = 1

oC; τ = 1h thì λ = Q .

Vậy hệ số d ẫn nhiệt là nhiệt lượ ng truyền qua một tấm vật liệu dày1m có diện

tích 1m2 trong một giờ khi độ chênh lệch nhiệt độ giữa hai mặt đối diện là 1

oC.

Hệ số d ẫn nhiệt của vật liệu phụ thuộc vào nhiều yếu tố : Loại vật liệu, độ

r ỗng và tính chất của lỗ r ỗng, độ ẩm, nhiệt độ bình quân giữa hai bề mặt vật liệu.

Trong thực tế, hệ số d ẫn nhiệt đượ c dùng để lựa chọn vật liệu cho các k ết cấu

bao che, tính toán k ết cấu để bảo vệ các thiết bị nhiệt.

Giá tr ị hệ số d ẫn nhiệt của một số loại vật liệu thông thườ ng :Bê tông nặng λ = 1,0 - 1,3 Kcal/m.

oC.h

Gỗ λ = 0,15 - 0,2 Kcal/m.oC.h

Gạch đất sét đặc λ = 0,5 - 0,7 Kcal/m.oC.h

Gạch đất sét r ỗng λ = 0,3 - 0,4 Kcal/m.oC.h

Thép xây d ựng λ = 50 Kcal/m.oC.h

b. Nhiệt dung và nhiệt dung riêng Nhiệt dung là nhiệt lượ ng mà vật liệu thu vào khi đượ c đun nóng. Nhiệt lượ ng

vật liệu thu vào đượ c xác định theo công thức : Q = C . m. (t2 - t1) (Kcal)

Trong đ ó:m : Khối lượ ng của vật liệu (kg)t1 ,t2 : Nhiệt độ của vật liệu tr ướ c và sau khi đun (oC)

C : Hệ số thu nhiệt (còn gọi là nhiệt dung riêng hay tỷ nhiệt)

(Kcal/kg.oC)

Khi m = 1kg; t2 - t1 = 1oC; thì C = Q.

Vậy hệ số thu nhiệt là nhiệt lượ ng cần thiết để đun nóng 1kg vật liệu lên 1oC.

Khả năng thu nhiệt của vật liệu phụ thuộc vào loại vật liệu, thành phần của vậtliệu và độ ẩm.

Mỗi loại vật liệu có giá tr ị hệ số thu nhiệt khác nhau. Vật liệu vô cơ thườ ng cóhệ số thu nhiệt từ 0,75 đến 0,92 Kcal/kg.oC, của vật liệu gỗ là 0,7 Kcal/kg .oC.

10




Nướ c có hệ số thu nhiệt lớ n nhất: 1 Kcal/kg.oC. Do đó khi độ ẩm của vật liệu

tăng thì hệ số thu nhiệt cũng tăng:0,01W1

C0,01WCC nK

W+

⋅+=

Trong đ ó :

- CK , Cw , Cn : Hệ số thu nhiệt của vật liệu khô, vật liệu có độ ẩm W và

của nướ c.Khi vật liệu là hỗn hợ p của nhiều vật liệu thành phần có hệ số thu nhiệt C1, C2

... Cn và khối lượ ng tươ ng ứng là m1, m2 ... mn thì hệ số thu nhiệt của vật liệu hỗn

hợ p này sẽ đượ c tính theo công thức :n21

nn2211

mmm

.mC.mC.mCC

+⋅⋅⋅++

+⋅⋅⋅++=

Hệ số thu nhiệt đượ c sử d ụng để tính toán nhiệt lượ ng khi gia công nhiệt cho

vật liệu xây d ựng và lựa chọn vật liệu trong các tr ạm nhiệt.

c. Tính chống cháy Là khả năng của vật liệu chịu đượ c tác d ụng của ngọn lửa trong một thờ i gian

nhất định.Dựa vào khả năng chống cháy, vật liệu đượ c chia ra 3 nhóm:

V ật liệu không cháy: Là những vật liệu không cháy và không biến hình khi ở nhiệt độ cao như gạch, ngói, bê tông hoặc không cháy nhưng biến hình như thép,

hoặc bị phân hủy ở nhiệt độ cao như: đá vôi, đá đôlômit.

V ật liệu khó cháy: Là những vật liệu mà bản thân thì cháy đượ c nhưng nhờ có

lớ p bảo vệ nên khó cháy, như tấm vỏ bào ép có trát vữa xi măng ở ngoài.

V ật liệu d ễ cháy : Là những vật liệu có thể cháy bùng lên d ướ i tác d ụng của

ngọn lửa hay nhiệt độ cao, như: tre, gỗ, vật liệu chất d ẻo.

d. Tính chịu lử a Là tính chất của vật liệu chịu đượ c tác d ụng lâu dài của nhiệt độ cao mà

không bị chảy và biến hình. Dựa vào khả năng chịu lửa chia vật liệu thành 3 nhóm.

V ật liệu chịu lử a : Chịu đượ c nhiệt độ ≥ 1580oC trong thờ i gian lâu dài.

V ật liệu khó chả y: Chịu đượ c nhiệt độ 1350 - 1580oC trong thờ i gian lâu dài.

V ật liệu d ễ chả y : Chịu đượ c nhiệt độ < 1350oC trong thờ i gian lâu dài.

1.2. Tính chất cơ học

1.2.1. Cườ ng độ chịu lự c

a. Khái niệm chungCườ ng độ là khả năng của vật liệu chống lại sự phá hoại của ứng suất xuất

hiện trong vật liệu do ngoại lực hoặc điều kiện môi tr ườ ng.Cườ ng độ của vật liệu phụ thuộc vào nhiều yếu tố: Thành phần cấu trúc,

phươ ng pháp thí nghiệm, điều kiện môi tr ườ ng, hình dáng kích thướ c mẫu v.v...

Do đó để so sánh khả năng chịu lực của vật liệu ta phải tiến hành thí nghiệm trong

điều kiện tiêu chuẩn. Khi đó d ựa vào cườ ng độ giớ i hạn để định ra mác của vật liệu

xây d ựng.

Mác của vật liệu (theo cườ ng độ) là giớ i hạn khả năng chịu lực của vật liệuđượ c thí nghiệm trong điều kiện tiêu chuẩn như: kích thướ c mẫu, cách chế tạo

mẫu, phươ ng pháp và thờ i gian bảo d ưỡ ng tr ướ c khi thử .

b. Phươ ng pháp xác định

11




Có hai phươ ng pháp xác định cườ ng độ của vật liệu: Phươ ng pháp phá hoại và

phươ ng pháp không phá hoại.

Phươ ng pháp phá hoại: Cườ ng độ của vật liệu đượ c xác định bằng cách cho

ngoại lực tác d ụng vào mẫu có kích thướ c tiêu chuẩn (tùy thuộc vào từng loại vật

liệu) cho đến khi mẫu bị phá hoại r ồi tính theo công thức.

Hình d ạng, kích thướ c mẫu và công thức tính khi xác định cườ ng độ chịu lựccủa một số loại vật liệu đượ c mô tả trong bảng 1-2.

Bảng 1-2

Hình dạng mẫu Công thứ c Tiêu chuẩn Kích thướ c mẫu (mm)Cườ ng độ nén

Bê tông

TCVN 3118 : 1993a = 100, 150, 200, 300

Vữa

TCVN 3121 : 1979a = 70,7

2na

PR =

Đá thiên nhiên

TCVN 1772 : 1987 a = 40 ÷ 50

Bê tông

TCVN 3118 : 1993

d × h = 71,4 × 143

=100 × 200

= 150 × 300

= 200 × 4002nd

P4R

π=

Đá thiên nhiên

TCVN 1772 : 1987

d × h =

(40 ÷ 50) × (40 ÷ 110)

2n a

R

R =

Gỗ

TCVN 363 : 1970 a × h = 20 × 30

ba

PR n

×=

Gạch

TCVN 6355-1 : 1998

Cườ ng độ uốnXi măng

TCVN 6016 : 199540 × 40 × 160

2u

bh2

Pl3R =

Gạch đặcTCVN 6355-2 : 1998

220 × 105 × 60

Bê tông

TCVN 3119 : 1993150 × 150 ×600

2u bh

PlR =

Gỗ

TCVN 365: 197020 × 20 × 300

Cườ ng độ kéo

ba

pR K

×=

Gỗ

TCVN 364 : 1970a × b = 4 × 20

l = 35

2K d P4R

π=

ThépTCVN 197 : 1985

12




1.2.2. Độ cứ ngĐộ cứng của vật liệu là khả năng của vật liệu chống lại đượ c sự xuyên đâm

của vật liệu khác cứng hơ n nó.

Độ cứng của vật liệu ảnh hưở ng đến một số tính chất khác của vật liệu, vậtliệu càng cứng thì khả năng chống cọ mòn tốt nhưng khó gia công và ngượ c lại.

Độ cứng của vật liệu thườ ng đượ c xác định bằng 1 trong 2 phươ ng pháp sau:

Phươ ng pháp Morh Là phươ ng pháp dùng để xác định độ cứng của các vật

liệu d ạng khoáng, trên cơ sở d ựa vào bảng thang độ cứng Morh bao gồm 10

khoáng vật mẫu đượ c sắ p xế p theo mức độ cứng tăng d ần (bảng 1-3).

Bảng 1-3

Chỉ số độ cứ ng Tên khoáng vật mẫu Đặc điểm độ cứ ng1 Tan ( phấn ) - R ạch d ễ dàng bằng móng tay

2 Thạch cao - R ạch đượ c bằng móng tay3 Can xit - R ạch d ễ dàng bằng dao thép

4 Fluorit - R ạch bằng dao thép khi ấn nhẹ

5 Apatit - R ạch bằng dao thép khi ấn mạnh

67

OctoclaThạch anh

- Làm xướ c kính

8

9

10

Tô pa

Corin đo

Kim cươ ng

- R ạch đượ c kính theo mức độ tăng d ần

Muốn tìm độ cứng của một loại vật liệu d ạng khoáng nào đó ta đem những

khoáng vật chuẩn r ạch lên vật liệu cần thử. Độ cứng của vật liệu sẽ tươ ng ứng vớ iđộ cứng của khoáng vật mà khoáng vật đứng ngay tr ướ c nó không r ạch đượ c vật

liệu, còn khoáng vật đứng ngay sau nó lại d ễ dàng r ạch đượ c vật liệu.

Độ cứng của các khoáng vật xế p trong bảng chỉ nêu ra chúng hơ n kém nhau

mà thôi, không có ý ngh ĩ a định lượ ng chính xác.

Phươ ng pháp Brinen Là phươ ng pháp dùng để xác định độ cứng của vật liệu

kim loại, gỗ bê tông v.v... Ngườ i ta dùng hòn bi thép có đườ ng kính là D mm đem

ấn vào vật liệu định thử vớ i một lực P (hình 1 - 1) r ồi d ựa vào độ sâu của vết lõm

trên vật liệu xác định độ cứng bằng công thức:

Hình 1-1: Bi Brinen

)/()(

2 2

22mmkG

d D D D

P

−−πF

P HB ==

Trong đó :- P : Lực ép viên bi vào vật liệu thí nghiệm (kG)

- F : Diện tích hình chỏm cầu của vết lõm (mm2)

- D : Đườ ng kính viên bi thép (mm)- d : Đườ ng kính vết lõm (mm)

1.2.3. Độ mài mòn

13




Tính chất này r ất quan tr ọng đối vớ i vật liệu làm đườ ng, sàn, cầu thang. Độ

mài mòn (Mn) phụ thuộc vào độ cứng, cườ ng độ và cấu tạo nội bộ của vật liệu.

Nếu khối lượ ng của mẫu tr ướ c khi thí nghiệm là m1, khối lượ ng của mẫu sau khi

cho máy (hình 1-2) quay 1000 vòng trên mâm quay có r ắc 2,5 lít cát cỡ hạt 0,3 -

0,6 mm là m2 và diện tích tiết diện mài mòn là F thì:

)(g/cm F

mmM 221n

−=

Hình 1-2: Máy mài mòn1. Phễ u cát thạch anh; 2. Bộ phận để k ẹ p mẫ u; 3. Đĩ a ngang

14




CHƯƠ NG 2CHẤT KẾT DÍNH VÔ CƠ

2.1. Khái niệm và phân loại2.1.1. Khái niệm

Chất k ết dính là các loại vật liệu khi nhào tr ộn vớ i nướ c hoặc các dung môikhác thì tạo thành loại hồ d ẻo, d ướ i tác d ụng của quá trình hóa lý tự nó có thể r ắn

chắc và chuyển sang tr ạng thái đá. Do khả năng này của chất k ết dính mà ngườ i tasử d ụng chúng để gắn các loại vật liệu r ờ i r ạc (cát, đá, sỏi) thành một khối đồng

nhất trong công nghệ chế tạo bê tông, vữa xây d ựng và các vật liệu đá nhân tạo

không nung khác.

2.1.2. Phân loạiCăn cứ vào môi tr ườ ng r ắn chắc, chất k ết dính vô cơ đượ c chia làm 2 loại chủ

yếu: chất k ết dính vô cơ r ắn trong không khí, chất k ết dính vô cơ r ắn trong nướ ca. Chất kết dính vô cơ rắn tr ong không khíChất k ết dính vô cơ r ắn trong không khí là loại chất k ết dính chỉ có thể r ắn

chắc và giữ đượ c cườ ng độ lâu dài trong môi tr ườ ng không khí.

Ví d ụ: Vôi không khí, thạch cao, thủy tinh lỏng, chất k ết dính magie.

b. Chất kết dính vô cơ rắn tr ong nướ cChất k ết dính vô cơ r ắn trong nướ c là loại chất k ết dính không những có khả

năng r ắn chắc và giữ đượ c cườ ng độ lâu dài trong môi tr ườ ng không khí mà còn có

khả năng r ắn chắc và giữ đượ c cườ ng độ lâu dài trong môi tr ườ ng nướ c.

Ví d ụ: Vôi thủy, các loại xi măng.

2.2. Vôi rắn tr ong không khí2.2.1. Khái niệm

Vôi r ắn trong không khí (gọi tắt là vôi) là chất k ết dính vô cơ r ắn trong không

khí, d ễ sử d ụng, giá thành hạ, quá trình sản xuất đơ n giản.

Nguyên liệu để sản xuất vôi là các loại đá giàu khoáng canxit cacbonat

CaCO3 như đá san hô, đá vôi, đá đôlômit vớ i hàm lượ ng sét không lớ n hơ n 6%.Thườ ng dùng nhất là đá vôi đặc.

Để nung vôi tr ướ c hết phải đậ p đá thành cục 10-20 cm, sau đó nung ở nhiệt

độ 900 – 1100o

C, quá trình nung vôi sẽ xảy ra phản ứng:CaCO3 CaO + CO2↑ - Q

2.2.2. Các hình thứ c sử dụng vôi tr ong xây dự ngVôi đượ c sử d ụng ở hai d ạng vôi chín và bột vôi sống.

a. Vôi chín (vôi tôi)Là vôi đượ c tôi tr ướ c khi dùng, khi cho vôi vào nướ c quá trình tôi sẽ xảy ra

theo phản ứng :

CaO + H2O = Ca(OH)2 + Q .

Tùy thuộc vào lượ ng nướ c cho tác d ụng vớ i vôi sẽ có 3 d ạng vôi chín thườ nggặ p:

15




Bột vôi chín: Đượ c tạo thành khi lượ ng nướ c vừa đủ để phản ứng vớ i vôi.

Tính theo phươ ng trình phản ứng thì lượ ng nướ c đó là 32,14% so vớ i lượ ng vôi,

nhưng vì phản ứng tôi vôi là tỏa nhiệt nên nướ c bị bốc hơ i do đó thực tế lượ ngnướ c này khoảng 70%.

Vôi bột có khối lượ ng thể tích 400 - 450 kg/m3.

Vôi nhuyễ n: Đượ c tạo thành khi lượ ng nướ c tác d ụng cho vào nhiều hơ n đếnmức sinh ra một loại vữa sệt chứa khoảng 50% là Ca(OH)2 và 50% là nướ c tự do.

Vôi nhuyễn có khối lượ ng thể tích 1200 - 1400 kg/m3.

Vôi sữ a: Đượ c tạo thành khi lượ ng nướ c nhiều hơ n so vớ i vôi nhuyễn, có

khoảng ít hơ n 50% Ca(OH)2 và hơ n 50% là nướ c.

Trong xây d ựng thườ ng dùng chủ yếu là vôi nhuyễn và vôi sữa còn bột vôi

chín hay dùng trong y học hay nông nghiệ p.

Sử d ụng vôi chín trong xây d ựng có ưu điểm là sử d ụng và bảo quản đơ n giản

nhưng cườ ng độ chịu lực thấ p và khó hạn chế đượ c tác hại của hạt sạn già lửa, khi

sử d ụng phải lọc k ỹ các hạt sạn.b. Bột vôi sốngBột vôi sống đượ c tạo thành khi đem vôi cục nghiền nhỏ, độ mịn của bột vôi

sống khá cao biểu thị bằng lượ ng lọt qua sàng 4900 lỗ/cm2 không nhỏ hơ n 90%.

Sau khi nghiền bột vôi sống đượ c đóng thành từng bao bảo quản và sử d ụng như xi

măng.

Sử d ụng bột vôi sống trong xây d ựng có ưu điểm là r ắn chắc nhanh và cho

cườ ng độ cao hơ n vôi chín do tận d ụng đượ c lượ ng nhiệt tỏa ra khi tôi vôi để tạo ra

phản ứng silicat, không bị ảnh hưở ng của hạt sạn, không tốn thờ i gian tôi nhưng

loại vôi này khó bảo quản vì d ễ hút ẩm giảm chất lượ ng, mặt khác tốn thiết bị nghiền, khi sản xuất và sử d ụng bụi vôi đều ảnh hưở ng đến sức khỏe công nhân.

Quá trình r ắn chắc của vôi là sự k ết tinh của Ca(OH)2 và sự cacbonat hoá theo

phươ ng trình phản ứng sau:

Ca(OH)2 + CO2 = CaCO3 + H2O.

Tốc độ r ắn chắc của vôi phụ thuộc vào nồng độ cacbonic, nhiệt độ, độ ẩm của

không khí.

Vôi r ắn trong không khí là loại chất k ết dính có tốc độ r ắn chắc chậm và khả

năng chịu lực r ất thấ p, sau 28 ngày thườ ng đạt 2 - 10 kG/cm2.

2.2.3. Công dụng và bảo quản Trong xây d ựng vôi dùng để sản xuất vữa xây, vữa trát cho các bộ công trình

ở trên khô, có yêu cầu chịu lực không cao.

Ngoài ra vôi còn đượ c dùng để quét phủ bề mặt công trình, là vật liệu dùng để xử lý nướ c.

Tùy từng hình thức sử d ụng mà có cách bảo quản thích hợ p.Vớ i vôi cục nên tôi ngay hoặc nghiền mịn đưa vào bao, không nên d ự tr ữ vôi

cục lâu.

Vôi nhuyễn phải đượ c ngâm trong hố có lớ p cát hoặc nướ c phủ bên trên dày

10 - 20 cm để ngăn cản sự tiế p xúc của vôi vớ i khí CO2 trong không khí theo phảnứng:

Ca(OH)2 + CO2 = CaCO3 + H2O .

16




Khi vôi bị hóa đá (CaCO3), chất lượ ng vôi sẽ giảm do tính d ẻo giảm, khả

năng liên k ết kém và khả năng chịu lực thấ p.

2.3. Xi măng pooc lăng (TCVN 2682:1999).Ký hiệu mác: PC (por tland cement)

2.3.1. Khái niệm chunga. Thành phần pha trộn Xi măng pooc lăng là chất k ết dính r ắn trong nướ c, chứa khoảng 70 - 80%

silicat canxi nên còn có tên gọi là xi măng silicat. Nó là sản phẩm nghiền mịn của

clinke vớ i phụ gia đá thạch cao (3 - 5%).

Đá thạch cao có tác d ụng điều chỉnh tốc độ đông k ết của xi măng để phù hợ pvớ i thờ i gian thi công.

b. ClinkeClinke thườ ng ở d ạng hạt có đườ ng kính 10-40 mm đượ c sản xuất bằng cách

nung hỗn hợ p đá vôi, đất sét và quặng sắt đã nghiền mịn đến nhiệt độ k ết khối(khoảng 1450oC).

Chất lượ ng clinke phụ thuộc vào thành phần khoáng vật, hóa học và công

nghệ sản xuất. Tính chất của xi măng do chất lượ ng clinke quyết định.

2.3.2. Thành phần hóa học và thành phần khoáng vậta. Thành phần hóa họcThành phần hóa học của clinke biểu thị bằng hàm lượ ng (%) các oxyt có

trong clinke, thườ ng chiếm tỷ lệ như sau:

CaO: 63 - 66%; Al2O3: 4 - 8%; SiO2: 21 - 24%; Fe2O3: 2 - 4%.

Ngoài ra còn có một số oxyt khác như MgO; SO3; K 2O; Na2O; TiO2; Cr 2O3;

P2O5,... Chúng chiếm một tỷ lệ không lớ n nhưng ít nhiều đều có hại cho xi măng.

Thành phần hóa học của clinke thay đổi thì tính chất của xi măng cũng thay

đổi. Ví d ụ: Tăng CaO thì xi măng thườ ng r ắn nhanh nhưng kém bền nướ c, tăng

SiO2 thì ngượ c lại.

b. Thành phần khoáng vậtTrong quá trình nung đến nhiệt độ k ết khối các oxyt chủ yếu k ết hợ p lại tạo

thành các khoáng vật silicat canxi, aluminat canxi, alumôferit canxi ở d ạng cấutrúc tinh thể hoặc vô định hình.

Clinke có 4 khoáng vật chính như sau : Alit : silicat canxi : 3CaO.SiO2 (viết tắt là C3S). Chiếm hàm lượ ng 45 - 60%

trong clinke.

Alit là khoáng quan tr ọng nhất của clinke, nó quyết định cườ ng độ và các tínhchất khác của xi măng.

Đặc điểm: Tốc độ r ắn chắc nhanh, cườ ng độ cao, tỏa nhiều nhiệt, d ễ bị ănmòn.

Bêlit : silicat canxi 2CaO.SiO2 (viết tắt là C2S). Chiếm hàm lượ ng 20 - 30%

trong clinke.

Bêlit là khoáng quan tr ọng thứ hai của clinke.Đặc điểm: R ắn chắc chậm nhưng đạt cườ ng độ cao ở tuổi muộn, tỏa nhiệt ít,

ít bị ăn mòn.

17




Aluminat canxi : 3CaO.Al2O3 (viết tắt là C3A). Chiếm hàm lượ ng 4 - 12 %

trong clinke.

Đặc điểm: R ắn chắc r ất nhanh nhưng cườ ng độ r ất thấ p, tỏa nhiệt r ất nhiều và

r ất d ễ bị ăn mòn.

Feroaluminat canxi : 4CaO.Al2O3.Fe2O3 (viết tắt là C4AF). Chiếm hàm lượ ng

10 - 12% trong clinke.Đặc điểm: Tốc độ r ắn chắc, cườ ng độ chịu lực, nhiệt lượ ng tỏa ra và khả năng

chống ăn mòn đều trung bình.

Ngoài các khoáng vật chính trên trong clinke còn có một số thành phần khác

như CaO; Al2O3; Fe2O3; MgO; K 2O và Na2O, tổng hàm lượ ng các thành phần này

khoảng 5 - 15% và có ảnh hưở ng xấu đến tính chất của xi măng, làm cho xi măng

kém bền nướ c.

Khi hàm lượ ng các khoáng thay đổi thì tính chất của xi măng cũng thay đổi

theo.

Ví d ụ: Khi hàm lượ ng C3S nhiều lên thì xi măng r ắn càng nhanh, cườ ng độ càng cao. Nhưng nếu hàm lượ ng C3A tăng thì xi măng r ắn r ất nhanh và d ễ gây nứt

cho công trình.

2.3.3. Sơ lượ c quá trình sản xuấta. Nguyên liệu và nhiên liệu sản xuất

Nguyên liệu sản xuất clinke là đá vôi có hàm lượ ng canxi lớ n như đá vôi đặc,

đá phấn, đá macnơ và đất sét. Trung bình để sản xuất 1 tấn xi măng cần khoảng 1,5

tấn nguyên liệu. Tỷ lệ giữa thành phần đá vôi và đất sét vào khoảng 3 : 1 .

Ngoài hai thành phần chính là đá vôi và đất sét ngườ i ta có thể cho thêm vào

thành phần phối liệu các nguyên liệu phụ để điều chỉnh thành phần hóa học, nhiệt

độ k ết khối và k ết tinh của các khoáng.

Ví d ụ: Cho trepen để tăng hàm lượ ng SiO2 , cho quặng sắt để tăng Fe2O3,...

Nhiên liệu chủ yếu và hiệu quả nhất trong sản xuất xi măng ở nhiều nướ c là

khí thiên nhiên có nhiệt tr ị cao. Ở nướ c ta nhiên liệu đượ c dùng phổ biến nhất là

than và d ầu. b. Các giai đoạn của quá tr ình sản xuấtChuẩ n b ị phố i liệu

Gồm có khâu nghiền mịn, nhào tr ộn hỗn hợ p vớ i tỷ lệ yêu cầu để đảm bảo

cho các phản ứng hóa học đượ c xảy ra và clinke có chất lượ ng đồng nhất.Thông thườ ng có hai phươ ng pháp chuẩn bị phối liệu: Khô và ướ t.Phươ ng pháp khô: Khâu nghiền và tr ộn đều thực hiện ở tr ạng thái khô hoặc

đã sấy tr ướ c. Đá vôi và đất sét đượ c nghiền và sấy đồng thờ i cho đến độ ẩm 1 -2% trong máy nghiền bi. Sau khi nghiền, bột phối liệu đượ c đưa vào xi lô để kiểm

tra hiệu chỉnh lại thành phần và để d ự tr ữ đảm bảo cho lò nung làm việc liên tục.

Khi chuẩn bị phối liệu bằng phươ ng pháp khô thì quá trình nung tốn ít nhiệt,mặt bằng sản xuất gọn nhưng thành phần hỗn hợ p khó đồng đều ảnh hưở ng tớ ichất lượ ng xi măng. Phươ ng pháp này thích hợ p khi đá vôi và đất sét có độ ẩm

thấ p (10 - 15%).Phươ ng pháp ướ t: Đất sét đượ c máy khuấy tạo huyền phù sét, đá vôi đượ c

đậ p nhỏ r ồi cho vào nghiền chung vớ i đất sét ở tr ạng thái lỏng (lượ ng nướ c chiếm

18




35 - 45%) trong máy nghiền bi cho đến khi độ mịn đạt yêu cầu. Từ máy nghiền

hỗn hợ p đượ c bơ m vào bể bùn để kiểm tra và điều chỉnh thành phần tr ướ c khi cho

vào lò nung.Khi chuẩn bị phối liệu bằng phươ ng pháp ướ t thì thành phần của hỗn hợ p

đồng đều, chất lượ ng xi măng tốt nhưng quá trình nung tốn nhiều nhiệt. Phươ ng

pháp này thích hợ p khi đá vôi và đất sét có độ ẩm lớ n. Nung

Quá trình nung phối liệu đượ c thực hiện chủ yếu trong lò quay. Nếu nguyên

liệu chuẩn bị theo phươ ng pháp khô có thể nung trong lò đứng. Lò quay là ống tr ụ

bằng thép đặt nghiêng 3 - 4o, trong lót bằng vật liệu chịu lửa (hình 2-1).

Chiều dài lò 95 - 185m, đườ ng kính 5 - 7m.

Lò quay làm việc theo nguyên tắc ngượ c chiều. Hỗn hợ p nguyên liệu đượ cđưa vào đầu cao, khí nóng đượ c phun lên từ đầu thấ p.

Khi lò quay, phối liệu đượ c chuyển d ần xuống và tiế p xúc vớ i các vùng có

nhiệt độ khác nhau, tạo ra những quá trình hóa lý phù hợ p để cuối cùng hình thànhclinke. Tốc độ quay của lò 1 - 2 vòng/phút.

Clinke khi ra khỏi lò ở d ạng màu sẫm hoặc vàng xám đượ c làm nguội từ

1000oC xuống đến 100 – 200

oC trong các thiết bị làm nguội bằng không khí

r ồi giữ trong kho 1 - 2 tuần.

Nghiền Việc nghiền clinke thành bột mịn đượ c thực hiện trong máy nghiền bi làm

việc theo chu trình hở hoặc chu trình kín. Máy nghiền bi là ống hình tr ụ bằng thép bên trong có những vách ngăn thép để chia máy ra nhiều buồng.

Xi măng sau khi nghiền có nhiệt độ 80 – 120oC đượ c hệ thống vận chuyển

bằng khí nén đưa lên xilô. Xilô là bể chứa bằng bê tông cốt thép đườ ng kính 8 - 15m, cao 25 - 30m, những xi lô lớ n có thể chứa đượ c 4000 - 10000 tấn xi măng.

Hình 2-1 : S ơ đồ lò quay sản xuấ t xi măng theo phươ ng pháp ướ t1 -H ỗ n hợ p phố i liệu; 2 - Khí nóng; 3- Lò quay; 4-Xích treo;5 - Truyề n động;

6-N ướ c làm nguội vùng k ế t khố i của lò ; 7-Ngọn lử a ; 8 - Truyề n nhiên liệu ;

9 – Clinke; 10 - Làm nguội; 11- Gố i đỡ .

2.3.4. Tính chất của xi măng pooc lăng

a. Khối lượ ng r iêng, khối lượ ng thể tíchKhố i lượ ng riêng của xi măng pooc lăng ρ = 3,05- 3.15 g/cm3.

Khố i lượ ng thể tích có giá tr ị dao động khá lớ n tùy thuộc vào độ lèn chặt.

19




Đối vớ i bột xi măng ở tr ạng thái xố p tự nhiên ρv = 1100kg/m3, lèn chặt trung

bình ρv= 1300 kg/m3, lèn chặt mạnh ρv= 1600kg/m

3.

b. Độ mịnXi măng có độ mịn cao sẽ d ễ tác d ụng vớ i nướ c, các phản ứng thủy hóa sẽ

xảy ra triệt để, tốc độ r ắn chắc nhanh, cườ ng độ chịu lực cao. Như vậy độ mịn là

một chỉ tiêu đánh giá phẩm chất của xi măng.Độ mịn có thể xác định bằng cách sàng trên sàng 4900 lỗ/cm

2 và đo tỷ diện

bề mặt của xi măng.

Theo TCVN 2682:1999, khi sàng bằng sàng 4900 lỗ/cm2 thì độ mịn của xi

măng thông thườ ng PC30 và PC40 phải đạt chỉ tiêu lượ ng lọt qua sàng ≥ 85%

(lượ ng sót trên sàng ≤ 15%).

Tỷ diện bề mặt của xi măng là tổng diện tích của các hạt trong 1g xi măng. Xi

măng càng mịn tỷ diện càng lớ n do đó ngườ i ta dùng tỷ diện để biểu thị độ mịn của

xi măng.

Cũng theo TCVN 2682:1999 tỷ diện bề mặt của xi măng PC30 và PC40 phảiđạt ≥ 2700cm

2/g

c. Lượ ng nướ c tiêu chuẩnLượ ng nướ c tiêu chuẩn của

xi măng là lượ ng nướ c tính bằng

% so vớ i khối lượ ng xi măng

đảm bảo cho hồ xi măng đạt độ

d ẻo tiêu chuẩn.

Độ d ẻo tiêu chuẩn đượ c

xác định bằng d ụng cụ vi ka(hình 2-2), phươ ng pháp xác

định theo TCVN 6017:1995

Hồ xi măng đảm bảo độ

cắm sâu của kim vi ka (đườ ng

kính kim 10 ± 0,05 mm) từ 33-

35mm trong khuôn có đườ ng

kính trên 70 ± 5mm, đườ ng kính

d ướ i 80 ± 5mm và chiều cao 40

± 0,2mm thì hồ đó có độ d ẻotiêu chuẩn và lượ ng nướ c đã

nhào tr ộn là lượ ng nướ c tiêu

chuẩn.

Hình 2-2: Dụng cụ Vika để xác định độ d ẻo tiêu chuẩ nvà thờ i gian đ ông k ế t của ximăng

a) Xác định độ d ẻo tiêu chuẩ n và thờ i gian bắ t đầu đ ông k ế t.b) Xác định thờ i gian k ế t thúc đ ông k ế t.

Lượ ng nướ c tiêu chuẩn của xi măng càng lớ n thì lượ ng nướ c nhào tr ộn trong

bê tông và vữa càng nhiều.

Mỗi loại xi măng có lượ ng nướ c tiêu chuẩn nhất định tùy thuộc vào thành

phần khoáng vật, độ mịn, hàm lượ ng phụ gia, thờ i gian đã lưu kho và điều kiện bảo

quản xi măng.

Lượ ng nướ c tiêu chuẩn của xi măng biểu thị bằng tỷ lệ: 0,320,22X

N−=

Cách thự c hiện:

20




Tr ộn 500g xi măng vớ i một lượ ng nướ c đã ướ c tính sơ bộ (trong khoảng

0,320,22 N

X−= ). Thờ i gian tr ộn kéo dài 5 phút k ể từ lúc đổ nướ c vào xi măng.

Ngay sau khi tr ộn xong đặt khuôn lên tấm kính, dùng bay xúc hồ xi măng đổ

đầy khuôn một lần r ồi đậ p tấm kính lên mặt bàn 5 - 6 cái, dùng dao đã lau ẩm gạt

cho hồ bằng miệng khuôn.Đặt khuôn vào d ụng cụ vika, hạ đầu kim (có đườ ng kính 10 ± 0,05 mm và dài

50 ± 1 mm) xuống sát mặt hồ xi măng và vặn vít để giữ kim, sau đó mở vít cho

kim tự do cắm vào hồ xi măng. Qua 30 giây vặn chặt vít và đọc tr ị số kim chỉ trênthướ c chia độ để biết độ cắm sâu của kim trong hồ xi măng.

Nếu kim cắm cách tấm đế 6±1mm thì hồ xi măng đạt độ d ẻo tiêu chuẩn. Nếukim căm nông hoặc sâu hơ n thì phải tr ộn mẻ khác vớ i lượ ng nướ c nhiều hơ n hoặc

ít hơ n. Cứ thí nghiệm nhiều lần như vậy cho đến khi tìm đượ c lượ ng nướ c ứng vớ iđộ d ẻo tiêu chuẩn của hồ xi măng.

d. Thờ i gian đông kết của xi măngSau khi tr ộn xi măng vớ i nướ c, hồ xi măng có tính d ẻo cao nhưng sau đó tính

d ẻo mất d ần. Thờ i gian tính từ lúc tr ộn xi măng vớ i nướ c cho đến khi hồ xi măng

mất d ẻo và bắt đầu có khả năng chịu lực gọi là thờ i gian đông k ết.

Thờ i gian đông k ết của xi măng bao gồm 2 giai đoạn là thờ i gian bắt đầuđông k ết và thờ i gian k ết thúc đông k ết.

Thờ i gian bắ t đầu đ ông k ế t: Là khoảng thờ i gian tính từ lúc bắt đầu tr ộn xi

măng vớ i nướ c cho đến khi hồ xi măng mất tính d ẻo, ứng vớ i lúc kim vika nhỏ có

đườ ng kính 1,13 ± 0,05 mm lần đầu tiên cắm cách tấm kính 4 ± 1 mm.

Thờ i gian k ế t thúc đ ông k ế t: Là khoảng thờ i gian tính từ lúc bắt đầu tr ộn ximăng vớ i nướ c cho đến khi trong hồ xi măng hình thành các tinh thể, hồ cứng lại

và bắt đầu có khả năng chịu lực, ứng vớ i lúc kim vika có đườ ng kính 1,13 ± 0,05

mm lần đầu tiên cắm sâu vào hồ 0,5 mm.

Thờ i gian đông k ết của xi măng phụ thuộc vào thành phần khoáng, độ mịn,

hàm lượ ng phụ gia, thờ i gian lưu giữ trong kho và điều kiện bảo quản xi măng.

Các loại xi măng có thờ i gian đông k ết khác nhau. Khi thi công bê tông và

vữa cần phải biết thờ i gian bắt đầu đông k ết và thờ i gian k ết thúc đông k ết của xi

măng để định ra k ế hoạch thi công hợ p lý.

Khi xi măng bắt đầu đông k ết sẽ mất tính d ẻo nên tất cả các khâu vận chuyển,đổ khuôn và đầm chặt bê tông phải tiến hành xong tr ướ c khi xi măng bắt đầu đông

k ết, do đó thờ i gian bắt đầu đông k ết phải đủ dài để k ị p thi công.

Khi xi măng k ết thúc đông k ết là lúc xi măng đạt đượ c cườ ng độ nhất định,

do đó thờ i gian k ết thúc đông k ết không nên quá dài vì xi măng cứng chậm, ảnh

hưở ng đến tiến độ thi công.

Từ những ý ngh ĩ a trên mà TCVN 2682:1999 đã quy định :

Thờ i gian bắt đầu đông k ết không đượ c sớ m hơ n 45 phút.

Thờ i gian k ết thúc đông k ết không quá 375 phút.

Cách xác định: Thờ i gian đông k ết của hồ xi măng đượ c thực hiện theo

TCVN 6017: 1995 như sau:

21




Dụng cụ thí nghiệm là d ụng cụ vika (hình 2 - 2) đườ ng kính của kim bằng

1,13 ± 0,05 mm.

Tr ộn hồ xi măng vớ i lượ ng nướ c tiêu chuẩn và đổ vào khuôn, giống như khi

xác định độ d ẻo của tiêu chuẩn của xi măng. Cần ghi lại thờ i điểm tr ộn xi măng vớ inướ c.

Sau khi cho hồ vào khuôn và đặt trên tấm kính của d ụng cụ thì hạ kim xuốngsát mặt hồ và vặn chặt vít hãm, sau đó mở vít cho kim tự do cắm vào hồ xi măng.

Cứ 10 phút cho kim cắm một lần, khi kim cắm cách đáy 4 ± 1mm thì ghi lại thờ iđiểm đó và tính đượ c thờ i gian bắt đầu đông k ết của hồ xi măng.

Sau đó thay kim nhỏ khác có lắ p sẵn vòng nhỏ, đồng thờ i lật úp khuôn để tiến

hành xác định thờ i gian k ết thúc đông k ết. Cứ 30 phút cho cắm kim một lần cho

đến khi kim chỉ cắm vào hồ xi măng 0,5mm đó chính là thờ i điểm mà vòng gắn

trên kim, lần đầu tiên không còn để lại d ấu trên mẫu. Ghi lại thờ i điểm lúc đó và

tính thờ i gian k ết thúc đông k ết của hồ xi măng.

e. Sự tỏa nhiệtKhi nhào tr ộn vớ i nướ c hồ xi măng tỏa ra một lượ ng nhiệt nhất định, lượ ng

nhiệt đó phụ thuộc vào thành phần khoáng vật, độ mịn của xi măng và hàm lượ ng

thạch cao.

Lượ ng nhiệt tỏa ra khi thủy hoá của xi măng có lợ i trong tr ườ ng hợ p thi công

các k ết cấu bê tông mỏng, nhỏ vào mùa lạnh vì lượ ng nhiệt đó sẽ làm cho bê tông

r ắn nhanh, nhưng không có lợ i khi thi công các k ết cấu bê tông khối lớ n trong điều

kiện nhiệt độ môi tr ườ ng thấ p, vì chúng d ễ gây r ạn nứt cho công trình do chênh

lệch nhiệt độ giữa bề mặt và trong lòng khối bê tông. Vì vậy, đối vớ i những công

trình bê tông khối lớ n phải chú ý đến k ỹ thuật thi công, mặt khác nếu cần thiết phải

dùng loại xi măng có hàm lượ ng thành phần khoáng C3S và C3A thấ p vì đây là 2

loại khoáng có lượ ng nhiệt tỏa ra nhiều nhất.f. Cườ ng độ chịu lự c và mác của xi măngKhái niệm: Xi măng thườ ng dùng để chế tạo bê tông, vữa và nhiều loại vật

liệu đá nhân tạo khác. Trong k ết cấu bê tông, vữa và vật liệu đá nhân tạo sử d ụng

xi măng, chúng có thể chịu nén, chịu uốn. Cườ ng độ chịu nén và chịu uốn của vữa

xi măng càng cao thì cườ ng độ nén và uốn của bê tông cũng càng lớ n.

Giớ i hạn cườ ng độ uốn và nén của vữa xi măng đượ c dùng làm cơ sở để xác

định mác xi măng và mác xi măng là chỉ tiêu cần thiết khi tính thành phần cấ p phối

bê tông và vữa.Theo TCVN 6016:1995, mác của xi măng đượ c xác định theo cườ ng độ chịu

uốn của các mẫu hình d ầm kích thướ c 40 x 40 x 160 mmvà cườ ng độ chịu nén của các nửa mẫu hình d ầm sau khi

uốn, các mẫu thí nghiệm này đượ c bảo d ưỡ ng trong điềukiện tiêu chuẩn (1 ngày trong khuôn ở môi tr ườ ng nhiệt độ

27 ± 1°C, độ ẩm không nhỏ hơ n 90%, 27 ngày sau trong

nướ c ở nhiệt độ 27 ± 1°C).

Hình 2-3: S ơ đồ đặt mẫ u uố n

Theo cườ ng độ chịu lực, xi măng pooc lăng gồm các

mác sau: PC30; PC40; PC50.

22




Trong đ ó:

- PC: Ký hiệu cho xi măng pooc lăng (portland cement).

- Các tr ị số 30; 40; 50 là giớ i hạn bền nén sau 28 ngày tính bằng N/mm2,

xác định theo TCVN 6016:1995.

Trong quá trình vận chuyển và cất giữ, xi măng hút ẩm d ần d ần vón cục,

cườ ng độ giảm đi, do đó tr ướ c khi sử d ụng xi măng nhất thiết phải thử lại cườ ngđộ và sử d ụng xi măng theo k ết quả kiểm tra chứ không d ựa vào mác ghi trên bao.

Phươ ng pháp xác đị nh mác xi măng :Mác xi măng đượ c xác định theo tiêu chuẩn TCVN 6016:1995 là phươ ng

pháp d ẻo (phươ ng pháp mềm).

Muốn xác định cườ ng độ nén và uốn của xi măng phải đúc các mẫu thử hình

lăng tr ụ tiêu chuẩn (d ầm) 40 x 40 x 160 mm bằng vữa xi măng cát vớ i tỷ lệ 1:3

theo khối lượ ng. Tỷ lệ nướ c/xi măng bằng 0,5.

Dùng các khuôn tiêu chuẩn bằng thép đúc 3 mẫu, gạt bằng và miết phẳng bề

mặt các mẫu, đặt các khuôn mẫu đó vào thùng giữ ẩm sau 24 ± 2 giờ thì tháokhuôn lấy mẫu ra ngâm vào nướ c, thể tích nướ c chứa trong thùng phải bằng 4 lần

thể tích các mẫu thử và mực nướ c phải cao hơ n mặt mẫu tối thiểu 5cm, thỉnh

thoảng thêm nướ c để mực nướ c không đổi, 27 ngày thì lấy mẫu ra khỏi thùng

nướ c, lau khô mặt mẫu r ồi thử cườ ng độ ngay không để chậm quá 30 phút.

Xác định cườ ng độ chịu uốn của mẫu thử như sau:

Đặt mẫu trên 2 gối tựa của máy thí nghiệm uốn theo sơ đồ (hình 2 - 3).

Sau khi uốn gãy các mẫu, lấy các nửa mẫu đem thử cườ ng độ nén như sơ đồ

(hình 2 - 4).

Cườ ng độ chịu nén của mẫu tính bằng công thức:

)2

mm

N (

1600

P

F

PR n ==

Hình 2-4: S ơ đồ đặt mẫ u nén

Diện tích mặt chịu nén F là 1600 mm2.

Giớ i hạn cườ ng độ chịu nén của vữa xi

măng là tr ị số trung bình của 6 k ết quả thí

nghiệm.Từ giớ i hạn cườ ng độ chịu nén và uốn

của vữa xi măng tìm đượ c, xác định mác xi măng

bằng cách so sánh cườ ng độ vớ i các loại mác ximăng quy định (bảng 2 - 1)

Hình 2-5 : S ự t ăng cườ ng độ của các khoáng của Clinke

1-C 3S; 2-C 4FA; 3-C 2S; 4 - C 3 A

Các yế u t ố ảnh hưở ng đế n cườ ng độ ch ị ulự c của xi măng :

Cườ ng độ chịu lực của xi măng phát triểnkhông đều, trong 3 ngày đầu có thể đạt 40-50%;

7 ngày đạt 60 - 70%, những ngày sau tốc độ tăngcườ ng độ chậm đi, đến 28 ngày đạt cườ ng độ

chuẩn. Tuy nhiên trong những điều kiện thuậnlợ i sự r ắn chắc của nó có thể kéo dài vài tháng

và thậm chí hàng năm, cườ ng độ cuối cùng có

thể vượ t gấ p 2 - 3 lần cườ ng độ 28 ngày.Cườ ng độ của đá xi măng và tốc độ cứng

23




r ắn của nó phụ thuộc vào thành phần khoáng của clinke, độ mịn của xi măng, độ

ẩm và nhiệt độ của môi tr ườ ng, thờ i gian bảo quản xi măng.

Thành phần khoáng: Tốc độ phát triển cườ ng độ của các khoáng r ất khác nhau

(hình 2 - 5) .

C3S có tốc độ nhanh nhất, sau 7 ngày nó đạt đến 70% cườ ng độ 28 ngày, sau

đó thì chậm lại. Trong thờ i k ỳ đầu (đến tuổi 28 ngày) C2S có tốc độ phát triểncườ ng độ chậm nhưng thờ i k ỳ sau tốc độ này tăng lên và có thể vượ t xa cườ ng độ

của C3S.

Khoáng C3A là loại khoáng có cườ ng độ thấ p nhưng lại phát triển r ất nhanh ở thờ i k ỳ đầu.

Độ mịn tăng thì cườ ng độ của đá xi măng cũng tăng vì mức độ thủy hóa của

các hạt xi măng đượ c tăng lên.

Độ ẩ m và nhiệt độ môi tr ườ ng r ắ n chắ c có ảnh hưở ng đến quá trình r ắn chắc

của đá xi măng vì giai đoạn đầu của quá trình r ắn chắc là thủy hóa, mặt khác quá

trình thuỷ hoá cũng là quá trình xảy ra lâu dài.Để tạo môi tr ườ ng ẩm, trong thực tế đã dùng những phươ ng pháp khác nhau

như tướ i nướ c, phủ k ết cấu bêtông bằng mùn cưa, phoi bào hay cát ẩm, v.v...

Thờ i gian bảo quản xi măng trong kho càng dài thì cườ ng độ của đá xi măng

càng giảm đi dù có bảo quản trong điều kiện tốt nhất. Thông thườ ng trong điều

kiện khí hậu của nướ c ta sau 3 tháng cườ ng độ giảm đi 15 - 20%, sau một năm

giảm đi 30 - 40%.

Khi độ mịn của xi măng càng lớ n thì cườ ng độ của đá xi măng càng giảm nếu

để d ự tr ữ lâu. Vì độ mịn cao làm cho xi măng d ễ hút ẩm hơ n.

Các chỉ tiêu cơ lý chủ yếu của xi măng pooc lăng đượ c quy định trong TCVN

2682:1999 (bảng 2- 1).

Bảng 2 - 1

MácTên chỉ tiêu

PC 30 PC 40 PC 501.Giớ i hạn bền nén, N/mm

2 , không nhỏ hơ n

- Sau 3 ngày 16 21 31

- Sau 28 ngày 30 40 50

2.Độ nghiền mịn- Phần còn lại trên sàng 0,08 mm, %, không lớ nhơ n 15 15 12- Bề mặt riêng xác định theo phươ ng pháp Blaine,

cm2/g, không nhỏ hơ n.

2700 2700 2800

3.Thờ i gian đông k ết

- Bắt đầu, phút, không nhỏ hơ n 45 45 45

- K ết thúc, phút, không lớ n hơ n 375 375 375

4. Độ ổn định thể tích, xác định theo phươ ng pháp

Lơ satơ lie, mm, không lớ n hơ n10 10 10

g. Khả năng chống ăn mòn của đá xi măngNguyên nhân gây ra hiện tượ ng đá xi măng bị ăn mòn

24




Đá xi măng là loại vật liệu có cườ ng độ chịu lực cao, khá bền vững trong môi

tr ườ ng, tuy nhiên sau một thờ i gian sử d ụng đá xi măng thườ ng bị ăn mòn làm

giảm chất lượ ng của công trình.Đá xi măng bị ăn mòn chủ yếu là do sự tác d ụng của các chất khí và chất lỏng

lên các bộ phận cấu thành xi măng đã r ắn chắc (chủ yếu là Ca(OH)2 và

3CaO.Al2O3.6H2O). Trong thực tế có tớ i hàng chục chất gây ra ăn mòn đá xi măng.Mặc dù các chất gây ăn mòn r ất đa d ạng, nhưng có thể phân ra 3 nguyên nhân cơ

bản sau đây:

Sự phân rã các thành phần của đá xi măng, sự hòa tan và r ửa trôi hyđroxit

canxi.

Tạo thành các muối d ễ tan do hyđroxit canxi và các thành phần khác của đá

xi măng tác d ụng vớ i các chất xâm thực và sự r ửa trôi các muối đó (ăn mòn axit,

ăn mòn magiezit).

Sự hình thành những liên k ết mớ i trong các lỗ r ỗng có thể tích lớ n hơ n thể

tích của các chất tham gia phản ứng tạo ra ứng suất gây nứt bê tông (ăn mònsunpho-aluminat).

Các d ạng ăn mòn cụ thể :

Ă n mòn hòa tan : Do sự tan của Ca(OH)2 xảy ra nhanh mạnh d ướ i sự tác d ụng

của nướ c mềm (chứa ít các chất tan) như nướ c ngưng tụ, nướ c mưa, nướ c sông,

nướ c đầm lầy. Sau 3 tháng r ắn chắc hàm lượ ng Ca(OH)2 vào khoảng 10 - 15 %

(tính theo CaO). Khi hàm lượ ng Ca(OH)2 có trong đá xi măng tớ i15 - 30% thì

cườ ng độ của đá xi măng giảm đến 40 - 50%.

Ă n mòn Cacbonic : Xảy ra khi nướ c có chứa CO2 (ở d ạng axit yếu). Lượ ng

CO2 tăng hơ n mức bình thườ ng sẽ làm vỡ màng cacbonat để tạo thành bicacbonat

axit canxi d ễ tan theo phản ứng: CaCO3 + CO2 + H2O = Ca(HCO3)2 .

Ă n mòn axit: Xảy ra trong dung d ịch axit, có pH < 7. Axit tự do thườ ng có

trong nướ c thải công nghiệ p và cũng có thể đượ c tạo thành từ khí chứa lưu huỳnh

trong các buồng đốt, trong không gian của các xí nghiệ p công nghiệ p, ngoài SO2

còn có thể có các anhyđrit của các axit khác, còn có clo và các hợ p chất chứa clo.

Khi chúng hòa tan vào nướ c bám trên bề mặt k ết cấu bê tông cốt thép sẽ tạo nên

các axit, ví d ụ như HCl; H2SO4 axit tác d ụng vớ i Ca(OH)2 trong đá xi măng tạo ra

những muối tan (CaCl2) , muốn tăng thể tích (CaSO4.2H2O ).

2HCl + Ca(OH)2 = CaCl2 + 2H2O .

H2SO4 + Ca(OH)2 = CaSO4.2H2O . Ngoài ra axit có thể phá hủy cả silicat canxi.

Ă n mòn magie: Gây ra do các loại muối chứa magie trong nướ c biển, nướ cngầm, nướ c chứa muối khoáng tác d ụng vớ i Ca(OH)2 tạo ra các sản phẩm d ễ tan

(CaCl2; CaSO4.2H2O) hoặc không có khả năng dính k ết [Mg(OH)2] :MgCl2 + Ca(OH)2 = CaCl2 + Mg(OH)2 .

MgSO4 + Ca(OH)2 = CaSO4.2H2O + Mg(OH)2 .

Ă n mòn phân khoáng: Là do nitrat amôn phản ứng vớ i Ca(OH)2 có trong đáxi măng: 2NH4 NO3 + Ca(OH)2 + 2H2O = Ca( NO3)2.4H2O + 2NH3 .

Nitrat canxi tan r ất nhiều trong nướ c nên d ễ bị r ửa trôi. Phân kali gây ra ănmòn đá xi măng là do làm tăng độ hòa tan của Ca(OH)2. Supephotphat là chất xâm

25




thực mạnh do trong thành phần của nó có chứa Ca(H2PO4)2, thạch cao và cả axit

photphoric.

Ă n mòn sunfat : Xảy ra khi hàm lượ ng sunfat lớ n hơ n 250mg/l (tính theo

): 3CaO.Al−24

SO 2O3.6H2O + 3CaSO4 + 25H2O = 3CaO.Al2O3.3CaSO4.31H2O.

Sự hình thành trong các lỗ r ỗng đá xi măng loại sản phẩm ít tan etringit vớ i

thể tích lớ n hơ n hai lần sẽ gây áp lực tách lớ p bê tông bảo vệ làm cốt thép bị ănmòn. Ăn mòn sunfat luôn luôn xảy ra đối vớ i công trình ven biển, công trình tiế pxúc vớ i nướ c thải công nghiệ p và nướ c ngầm.

Nếu trong nướ c có chứa Na2SO4 thì đầu tiên nó tác d ụng vớ i vôi sau đó mớ itác d ụng etringit: Na2SO4 + Ca(OH)2 CaSO4 + 2NaOH

Ă n mòn của các chấ t hữ u cơ : Các loại axit hữu cơ cũng gây phá hủy các công

trình bê tông xi măng. Các axit béo (olein, stearin, pannmitin) khi tác d ụng vớ i vôi

gây ra r ửa trôi. Dầu mỏ và các sản phẩm của nó (xăng, d ầu hỏa, d ầu mazut) sẽ

không có hại cho bê tông xi măng nếu chúng không chứa các loại axit hữu cơ và

các chất lưu huỳnh. Ă n mòn do kiề m có trong đá xi măng xảy ra ngay trong lòng khối bê tông giữa

các cấu tử vớ i nhau. Bản thân clinke luôn chứa một lượ ng các chất kiềm. Trong khi

đó trong cốt liệu bê tông, đặc biệt là trong cát, lại hay gặ p hơ n chất silic vô định

hình (opan, chanxeđon, thủy tinh núi lửa). Chúng có thể tác d ụng vớ i kiềm của xi

măng ở ngay ở nhiệt độ thườ ng làm cho bề mặt hạt cốt liệu nở ra một hệ thống vết

nứt, bạc màu. Sự phá hoại này thườ ng xảy ra khi thi công xong từ 10 - 15 năm.

Biện pháp hạn chế sự ăn mòn

Để bảo vệ đá xi măng khỏi bị ăn mòn một cách có hiệu quả, phải tùy từng

tr ườ ng hợ p cụ thể mà áp d ụng những biện pháp thích hợ p sau đây :Giảm các thành phần khoáng gây ăn mòn (CaO tự do, C3A; C3S) bằng cách

lựa chọn thành phần nguyên liệu và áp d ụng các biện pháp gia công nhiệt phù hợ p.

Giảm thành phần gây ăn mòn lớ n nhất [Ca(OH)2] bằng cách tiến hành

cacbonat hóa trên bề mặt sản phẩm (cho tác d ụng vớ i CO2 để tạo thành CaCO3)

hay silicat hóa (cho tác d ụng vớ i SiO2 vô định hình) có trong các loại phụ gia.S ử d ụng các biện pháp cấ u trúc để tăng cườ ng độ đặc chắc cho vật liệu đá

nhân tạo bằng công nghệ thi công k ết hợ p vớ i lựa chọn thành phần vật liệu phù

hợ p. Làm cho bề mặt vật liệu nhẵn phẳng. Ngăn cách vật liệu vớ i môi tr ườ ng ăn mòn bằng cách ố p lớ p vật liệu chống ăn

mòn tốt bên ngoài.

Thoát nướ c cho công trình.Tùy thuộc vào tính chấ t của môi tr ườ ng ăn mòn mà lựa chọn sử d ụng loại xi

măng cho phù hợ p.

2.3.5. Đặc tính, sử dụng và bảo quảna. Đặc tính

Xi măng pooclăng là chất k ết dính vô cơ quan tr ọng nhất trong xây d ựng,

đượ c sử d ụng r ộng rãi cho hầu hết các công trình vì có tốc độ r ắn chắc nhanh,cườ ng độ chịu lực cao, r ắn chắc đượ c cả trên khô và trong nướ c, có khả năng bám

26




dính tốt vớ i cốt thép, bảo vệ cho cốt thép không bị ăn mòn. Bên cạnh những ưu

điểm trên, xi măng pooclăng có một số nhượ c điểm:

Dễ bị ăn mòn do nướ c mặn, nướ c thải công nghiệ p.

Tỏa nhiều nhiệt.

Cườ ng độ đá xi măng giảm đi khi thờ i gian để d ự tr ữ xi măng kéo dài.

b. Sử dụngVớ i những ưu, nhượ c điểm như trên xi măng pooclăng đượ c sử d ụng để xây

d ựng r ất nhiều loại công trình. Tuy nhiên, không nên dùng xi măng pooclăng mác

cao để xây d ựng các công trình:

Công trình có thể tích bê tông khối lớ n,

Công trình xây d ựng trong môi tr ườ ng nướ c ăn mòn mạnh (nướ c biển, nướ cthải công nghiệ p)

Công trình chịu axit, công trình chịu nhiệt.

Vớ i những loại công trình này cần phải sử d ụng những loại xi măng đặc biệt.

c. Bảo quảnXi măng pooclăng có độ mịn cao nên d ễ hút hơ i nướ c trong không khí làm

cho xi măng bị ẩm đóng vón thành cục, cườ ng độ của xi măng giảm, do đó xi

măng phải đượ c bảo quản tốt bằng cách:

Khi vận chuyển xi măng r ờ i phải dùng xe chuyên d ụng.

Kho chứa xi măng phải đảm bảo không d ột, không hắt, xung quanh có rãnh

thoát nướ c, sàn kho cách đất 0,5 m, cách tườ ng ít nhất 20 cm.

Trong kho các bao xi măng không đượ c xế p cao quá 10 bao, riêng theo từng

lô.

2.4. Xi măng pooclăng hỗn hợ p(TCVN 6260:1997)Ký hiệu mác: PCB ( Blended portland cements)2.4.1. Khái niệm

Xi măng pooclăng hỗn hợ p là loại chất k ết dính thủy, đượ c chế tạo bằng cách

nghiền mịn hỗn hợ p clinke xi măng pooclăng vớ i các phụ gia khoáng và một lượ ng

thạch cao cần thiết hoặc bằng cách tr ộn đều các phụ gia khoáng đã nghiền mịn vớ ixi măng pooclăng không chứa phụ gia.

Phụ gia khoáng bao gồm phụ gia khoáng hoạt tính và phụ gia đầy.Phụ gia khoáng hoạt tính điển hình như puzolan, tro xỉ nhiệt điện.

Phụ gia đầy ví d ụ như bột đá chủ yếu đóng vai trò là cốt liệu mịn, làm tốtthành phần hạt và cấu trúc của đá xi măng pooclăng hỗn hợ p.Tổng hàm lượ ng các phụ gia khoáng (không k ể thạch cao) không lớ n hơ n

40% tính theo khối lượ ng xi măng.

2.4.2. Thành phần hóa học và thành phần khoáng vậtThành phần hóa học và thành phần khoáng vật của xi măng pooc lăng hỗn

hợ p giống như xi măng pooclăng, ngoài ra còn có thêm SiO2 hoạt tính.

2.4.3. Tính chất cơ bảnTheo cườ ng độ chịu nén mác của xi măng pooc lăng hỗn hợ p gồm 2 loại mác:

PCB 30; PCB 40.

27




Trong đ ó: - PCB là ký hiệu quy ướ c của xi măng pooc lăng hỗn hợ p.

- Các tr ị số 30 và 40 là giớ i hạn cườ ng độ nén của các mẫu vữa ximăng

sau 28 ngày bảo d ưõng tính bằng N/mm2, xác định theo TCVN

6016:1995.

Các chỉ tiêu cơ lý chủ yếu của xi măng pooclăng hỗn hợ p đượ c quy địnhtrong TCVN 6260:1997 (bảng 2-2).

Bảng 2 -2

Mứ cCác chỉ tiêu

PCB 30 PCB 40

1. Cườ ng độ nén, N/mm2, không nhỏ hơ n

- 72 giờ ± 45 phút 14 18

30 40- 28 ngày ± 2 giờ 2 . Thờ i gian đông k ết

- Bắt đầu, phút, không nhỏ hơ n 45 45- K ết thúc, giờ , không lớ n hơ n 10 10

3. Độ mịn- Phần còn lại trên sàng 0,08mm; %, không lớ n hơ n 12 12

- Bề mặt riêng, xác định theo phươ ng pháp Blaine,cm2/g, không nhỏ hơ n

2700 2700

4.Độ ổn định thể tích

- Xác định theo phươ ng pháp Lơ satơ lie, mm;%,

không lớ n hơ n10 10

2.4.4. Đặc tính, sử dụng và bảo quảna. Đặc tínhDo có phụ gia khoáng hoạt tính nên xi măng pooclăng hỗn hợ p tỏa nhiệt ít

hơ n, có khả năng chống ăn mòn tốt hơ n xi măng pooclăng.

b. Sử dụngXi măng pooclăng hỗn hợ p đượ c sử d ụng để xây d ựng các công trình thông

thườ ng như xi măng pooclăng và r ất thích hợ p để xây d ựng các công trình thoát lũ

ra biển, các công trình ngăn mặn, v.v…

c. Bảo quảnKho chứa xi măng phải đảm bảo khô, sạch, cao, có tườ ng bao và mái che

chắn, trong kho các bao xi măng không đượ c xế p cao quá 10 bao, cách tườ ng ít

nhất 20 cm và riêng theo từng lô.

2.5. Một số loại xi măng pooclăng khác2.5.1. Xi măng pooclăng trắng (TCVN 5691:2000)

Ký hiệu mác: PCW( White portland cement)a. Khái niệmClinke của xi măng pooclăng tr ắng đượ c sản xuất từ đá vôi và đất sét tr ắng

(hầu như không có các oxit tạo màu như oxit sắt và oxit mangan), nung bằng nhiênliệu có hàm lượ ng tro bụi ít (d ầu và khí đốt), khi nghiền tránh không để lẫn bụi sắt,thườ ng dùng bi sứ để nghiền.

28




b. Tính chất cơ bảnTheo độ bền nén, xi măng pooclăng tr ắng đượ c chia làm 3 mác:

PCW25, PCW30; PCW40

Trong đó các tr ị số 25; 30; 40 là giớ i hạn bền nén của các mẫu chuẩn sau 28

ngày bảo d ưỡ ng (N/mm2).

Các chỉ tiêu cơ bản theo TCVN 5691:2000 (bảng 2-3).Bảng 2-3

Mứ cTên chỉ tiêu

PCW 25 PCW 30 PCW 401. Giớ i hạn bền nén, N/mm

2, không nhỏ hơ n 25 30 40

2. Độ nghiền mịn- Phần còn lại trên sàng 0,08mm;%, không

lớ n hơ n12 12 12

- Bề mặt riêng xác định theo phươ ng pháp

Blaine, cm2

/g, không nhỏ hơ n2500 2500 2500

3. Thờ i gian đông k ết

- Bắt đầu, phút, không sớ m hơ n 45 45 45- K ết thúc, giờ , không muộn hơ n 10 10 10

4. Độ ổn định thể tích, xác định theo phươ ng

pháp Lơ satơ lie, mm, không lớ n hơ n10 10 10

c. Công dụng và bảo quảnXi măng pooclăng tr ắng đượ c dùng để chế tạo vữa trang trí, vữa granitô, sản

xuất gạch hoa v.v...Xi măng pooclăng tr ắng phải đượ c bảo quản giống như các loại xi măng

pooclăng thườ ng để chống ẩm.

2.5.2. Xi măng pooclăng bền sunfat (TCVN 6067:1995)Ký hiệu mác: PCS hoặc PCHS(Higt - sulfate resisting portland cement)a. Khái niệmXi măng pooclăng bền sunfat là sản phẩm đượ c nghiền mịn từ clinke xi măng

pooclăng bền sunfat vớ i đá thạch cao.

Clinke xi măng pooclăng bền sunfat đượ c sản xuất như clinke xi măng

pooclăng nhưng thành phần khoáng vật đượ c quy định chặt chẽ hơ n, đặc biệt là

phải hạn chế thành phần C3A

b. Tính chất cơ bảnXi măng pooclăng bền sunfat gồm hai nhóm :Xi măng pooclăng bền sunfat thườ ng: PCS 30; PCS 40.

Xi măng pooclăng bền sunfat cao (higt): PCHS 30; PCHS 40.

Trong đ ó: - PCS: Là ký hiệu xi măng pooclăng bền sunfat.

- Các tr ị số 30, 40, là giớ i hạn bền nén của mẫu chuẩn sau 28 ngày bảod ưỡ ng, tính bằng N/mm2.

29




Chất lượ ng của ximăng pooclăng bền sunfat phải đảm bảo các yêu cầu theo

TCVN 6067: 1995 (bảng 2-4).

Ximăng pooclăng bền sunfat tỏa nhiệt ít hơ n và khả năng chống ăn mòn

sunfat tốt hơ n xi măng pooclăng thườ ng.

c. Sử dụng và bảo quản

Xi măng pooclăng bền sunfat đượ c sử d ụng tốt nhất cho các công trình xâyd ựng trong môi tr ườ ng xâm thực sunfat, ngoài ra cũng có thể dùng để xây d ựng

các công trình trong môi tr ườ ng khô, môi tr ườ ng nướ c ngọt, v.v...

Xi măng pooclăng bền sunfat phải đượ c bảo quản giống như các loại xi măng

pooclăng thườ ng để chống ẩm.

Bảng 2 - 4

Mứ c , %Bền sunfat thườ ng Bền sunfat caoTên chỉ tiêuPCS 30 PCS 40 PCHS 30 PCHS 40

1. Độ nở sunfat sau 14 ngày; %,không lớ n hơ n - - 0,040 0,040

2. Giớ i hạn bền nén, N/mm2, không

nhỏ hơ n- Sau 3 ngày 11 14 11 14

- Sau 28 ngày 30 40 30 40

3. Độ nghiền mịn- Phần còn lại trên sàng kích thướ clỗ 0,08 mm; % không lớ n hơ n

15 12 15 12

- Bề mặt riêng xác định theo phươ ng pháp Blaine, cm2, không

nhỏ hơ n2500 2800 2500 2800

4. Thờ i gian đông k ết

- Bắt đầu, phút, không sớ m hơ n 45 45 45 45

- K ết thúc, phút, không muộn hơ n 375 375 375 375

2.5.3. Xi măng pooclăng ít tỏa nhiệt (TCVN 6069:1995)Ký hiệu mác: PCLH (Low-heat por tland cement)a. Khái niệmXi măng pooclăng ít tỏa nhiệt là sản phẩm nghiền mịn từ clinke của xi măng

pooclăng ít tỏa nhiệt vớ i đá thạch cao.Clinke xi măng pooclăng ít tỏa nhiệt đượ c sản xuất như clinke thườ ng nhưng

thành phần khoáng C3S, C3A đượ c hạn chế b. Tính chất cơ bảnXi măng ít tỏa nhiệt là tên gọi chung cho loại xi măng tỏa nhiệt ít và tỏa nhiệt

vừa.

Tùy theo nhiệt thủy hóa và cườ ng độ chịu nén, xi măng pooclăng ít tỏa nhiệtđượ c phân ra làm ba loại mác: PCLH30A, PCLH30, PCLH40.

Trong đ ó:

30




- PCLH30A là ký hiệu của xi măng pooclăng tỏa nhiệt ít vớ i giớ i hạn bền

nén sau 28 ngày bảo d ưỡ ng, không nhỏ hơ n 30 N/mm2.

- PCLH30; PCLH40 là ký hiệu của xi măng pooclăng tỏa nhiệt vừa vớ i giớ ihạn bền nén sau 28 ngày bảo d ưỡ ng, không nhỏ hơ n 30 N/mm

2 và 40

N/mm2.

Các chỉ tiêu cơ lý chủ yếu của xi măng pooclăng ít tỏa nhiệt đượ c quy định ở TCVN 6069:1995 (bảng 2-5).

c. Sử dụng và bảo quảnXi măng pooclăng ít tỏa nhiệt đượ c sử d ụng để thi công các công trình xây

d ựng thủy điện, thủy lợ i, giao thông, v.v... công trình có thể tích bê tông khối

lớ n.

Xi măng pooclăng ít tỏa nhiệt phải bảo quản giống như các loại xi măng

pooclăng thườ ng để chống ẩm. Bảng 2-5

Loại xi măng Tên chỉ tiêu PC 30A PC 30 PC 40LH LH LH

1. Nhiệt thủy hóa, Cal/g, không lớ n hơ n- Sau 7 ngày 60 70 70

- Sau 28 ngày 70 80 8022. Giớ i hạn bền nén, N/mm không nhỏ hơ n

- Sau 7 ngày 18 21 28

- Sau 28 ngày 30 30 40

3. Độ mịn

- Phần còn lại trên sàng 0,08mm; %, khônglớ n hơ n 15 15 15

- Bề mặt riêng, xác định theo phươ ng pháp

Blaine, cm 2500 2500 25002

/g, không nhỏ hơ n4. Thờ i gian đông k ết

- Bắt đầu, phút, không sớ m hơ n 45 45 45

- K ết thúc, giờ , không muộn hơ n 10 10 10

5. Độ ổn định thể tích, xác định theo

phươ ng pháp Lơ satơ lie, mm, không lớ n hơ n10 10 10

31




CHƯƠ NG 3BÊ TÔNG VÀ VỮ A XÂY DỰ NG

3.1. Khái niệm và phân loại bê tông3.1.1. Khái niệm

Bê tông là loại vật liệu đá nhân tạo nhận đượ c bằng cách đổ khuôn và làm r ắnchắc một hỗn hợ p hợ p lí bao gồm chất k ết dính, nướ c, cốt liệu (cát, sỏi hay đádăm) và phụ gia. Thành phần hỗn hợ p bê tông phải đảm bảo sao cho sau một thờ igian r ắn chắc phải đạt đượ c những tính chất cho tr ướ c như cườ ng độ, độ chốngthấm v.v...

Hỗn hợ p nguyên liệu mớ i nhào tr ộn gọi là hỗn hợ p bê tông.Hỗn hợ p bê tông sau khi cứng r ắn, chuyển sang tr ạng thái đá gọi là bê tông.Trong bê tông, cốt liệu đóng vai trò là bộ khung chịu lực. Hồ chất k ết dính

bao bọc xung quanh hạt cốt liệu, chúng là chất bôi tr ơ n, đồng thờ i lấ p đầy khoảngtr ống và liên k ết giữa các hạt cốt liệu. Sau khi cứng r ắn, hồ chất k ết dính gắn k ếtcác hạt cốt liệu thành một khối tươ ng đối đồng nhất và đượ c gọi là bê tông. Bêtông có cốt thép gọi là bê tông cốt thép.

Bê tông là loại vật liệu giòn, cườ ng độ chịu nén lớ n, cườ ng độ chịu kéo thấ p

(chỉ bằng10

1

15

1− cườ ng độ chịu nén). Để khắc phục nhượ c điểm này, ngườ i ta

thườ ng đặt cốt thép vào để tăng cườ ng khả năng chịu kéo của bê tông trong các k ếtcấu chịu uốn, chịu kéo. Loại bê tông này gọi là bê tông cốt thép. Vì giữa bê tông vàcốt thép có lực bám dính tốt, có hệ số dãn nở nhiệt xấ p xỉ nhau, nên chúng có thể làm việc đồng thờ i. Nếu cốt thép đượ c bảo vệ chống gỉ tốt thì sẽ cùng vớ i bê tông

tạo nên loại vật liệu có tuổi thọ cao. Cốt thép đặt trong bê tông có thể ở tr ạng tháithườ ng, hoặc ở tr ạng thái có ứng suất (dự ứng lực).Chất k ết dính có thể là xi măng các loại, thạch cao, vôi và cũng có thể là chất

k ết dính hữu cơ (polime).Trong bê tông xi măng cốt liệu thườ ng chiếm 80 - 85%, còn xi măng chiếm

10 - 20% khối lượ ng.Bê tông và bê tông cốt thép đượ c sử dụng r ộng rãi trong xây dựng vì chúng

có những ưu điểm sau: Cườ ng độ chịu lực cao, có thể chế tạo đượ c những loại bêtông có cườ ng độ, hình dạng và tính chất khác nhau. Giá thành r ẻ, khá bền vững và

ổn định đối vớ i mưa nắng, nhiệt độ, độ ẩm.Tuy vậy chúng còn tồn tại những nhượ c điểm: Nặng (ρv = 2200 - 2400kg/m3), cách âm, cách nhiệt kém (λ = 1,05 - 1,5

kCal/m.0C.h), khả năng chống ăn mòn kém.

3.1.2. Phân loạia. Theo dạng chất kết dính: Bê tông xi măng, bê tông silicat (chất k ết dính là

vôi), bê tông thạch cao, bê tông chất k ết dính hỗn hợ p, bêtông polime, bê tôngdùng chất k ết dính đặc biệt.

b. Theo dạng cốt liệu: Bê tông cốt liệu đặc, bê tông cốt liệu r ỗng, bê tông cốtliệu đặc biệt (chống phóng xạ, chịu nhiệt, chịu axit).

c. Theo khối lượ ng thể tích:

32




Bê tông đặc biệt nặng (ρv > 2500kg/m3), chế tạo từ cốt liệu đặc biệt, dùng chonhững k ết cấu đặc biệt.

Bê tông nặng ( ρv = 2200 - 2500 kg/m3), chế tạo từ cát, đá, sỏi thông thườ ngdùng cho k ết cấu chịu lực.

Bê tông tươ ng đối nặng (ρv = 1800 - 2200 kg/m3), dùng chủ yếu cho k ết cấu

chịu lực.Bê tông nhẹ ( ρv = 500 - 1800 kg/m3), trong đó gồm có bê tông nhẹ cố t liệu

r ỗ ng (nhân tạo hay thiên nhiên), bê tông t ổ ong (bê tông khí và bê tông bọt), chế tạo từ hỗn hợ p chất k ết dính, nướ c, cấu tử silic nghiền mịn và chất tạo r ỗng, và bêtông hố c lớ n (không có cốt liệu nhỏ).

Bêtông đặc biệt nhẹ cũng là loại bê tông tổ ong và bê tông cốt liệu r ỗng nhưngcó ρv < 500 kg/m3.

Do khối lượ ng thể tích của bê tông biến đổi trong phạm vi r ộng nên độ r ỗngcủa chúng cũng thay đổi đáng k ể, như bê tông tổ ong dùng để cách nhiệt có r = 70

- 85%, bê tông thủy công r = 8 - 10%.d. Theo công dụng Bê tông k ết cấu thông thườ ng: dùng trong các k ết cấu bê tông cốt thép (móng,

cột, dầm, sàn).Bê tông thủy công: dùng để xây dựng đậ p, âu thuyền, phủ lớ p mái kênh, các

công trình dẫn nướ c...Bê tông dùng cho mặt đườ ng, sân bay, lát vỉa hè.Bê tông dùng cho k ết cấu bao che (thườ ng là bê tông nhẹ).Bê tông có công dụng đặc biệt như bê tông chịu nhiệt, chịu axit, bê tông

chống phóng xạ.Trong phạm vi chươ ng trình ta chỉ chủ yếu nghiên cứu về bê tông nặng dùngchất k ết dính xi măng.

3.2. Vật liệu chế tạo bê tông nặng3.2.1. Xi măng a. Vai tròXi măng là thành phần chất k ết dính để liên k ết các hạt cốt liệu vớ i nhau tạo

ra cườ ng độ cho bê tông, như vậy chất lượ ng và hàm lượ ng xi măng là yếu tố quantr ọng quyết định cườ ng độ chịu lực của bê tông.

b. Yêu cầu kỹ thuậtKhi sử dụng xi măng để chế tạo bê tông ta cần chú ý các yêu cầu sau đây:Chọn chủng loại xi măng: Để chế tạo bê tông ta có thể dùng xi măng

pooclăng, xi măng pooclăng bền sunfat, xi măng pooclăng xỉ hạt lò cao, xi măng pooclăng puzolan, xi măng pooclăng hỗn hợ p, xi măng ít tỏa nhiệt và các loại ximăng khác thỏa mãn các yêu cầu quy phạm nhưng phải chọn chủng loại xi măng

phù hợ p vớ i đặc điểm k ết cấu và tính chất môi tr ườ ng sẽ thi công để đảm bảo tính bền vững lâu dài của k ết cấu.

Chọn mác xi măng để vừa phải đảm bảo cho bê tông đạt mác thiết k ế, vừa

phải đảm bảo yêu cầu kinh tế. Nếu dùng xi măng mác thấ p để chế tạo bê tông mác cao thì lượ ng xi măng sử dụng cho 1m3 bê tông sẽ nhiều nên không đảm bảo kinh tế.

33




Nếu dùng xi măng mác cao để chế tạo bê tông mác thấ p thì lượ ng xi măngtính toán ra để sử dụng cho 1m3 bê tông sẽ r ất ít không đủ để liên k ết toàn bộ cáchạt cốt liệu vớ i nhau, mặt khác hiện tượ ng phân tầng của hỗn hợ p bê tông dễ xảyra, gây nhiều tác hại xấu cho bê tông.

Vì vậy cần phải tránh dùng xi măng mác thấ p để chế tạo bê tông mác cao và

ngượ c lại cũng không dùng xi măng mác cao để chế tạo bê tông mác thấ p.Theo kinh nghiệm nên chọn mác xi măng theo mác bê tông như sau là thíchhợ p (bảng 3 - 1)

Bảng 3 - 1Mác bê tông 100 150 200 250 300 350Mác xi măng 200 300 300-400 400 400-500 400-500

Trong tr ườ ng hợ p dùng xi măng mác cao để chế tạo bê tông mác thấ p thì cầnkhống chế lượ ng xi măng tối thiểu cho 1m3 bê tông (kg) phải phù hợ p vớ i quy định(bảng 3 - 2).

Bảng 3 - 2Kích thướ c lớ n nhất của cốt liệu, Dmax, mm 10 20 40 70Độ sụt của hỗn hợ p bê tông 1 10 cm 220 200 180 160Độ sụt của hỗn hợ p bê tông 11 16 cm 240 220 210 180

Sau khi chọn chủng loại và mác xi măng thì cần kiểm tra các chỉ tiêu cơ lýchủ yếu như độ mịn, lượ ng nướ c tiêu chuẩn, thờ i gian đông k ết, cườ ng độ chịu lựcthực tế v.v… để sử dụng cho phù hợ p theo số liệu tại thờ i điểm sử dụng.

3.2.2. Nướ ca. Vai trò

Nướ c là thành phần giúp cho xi măng phản ứng tạo ra các sản phẩm thủy hóalàm cho cườ ng độ của bê tông tăng lên. Nướ c còn tạo ra độ lưu động cần thiết để quá trình thi công đượ c dễ dàng.

b.Yêu cầu kỹ thuật Nướ c để chế tạo bê tông phải đảm bảo chất lượ ng tốt, không gây ảnh hưở ng

xấu đến thờ i gian đông k ết và r ắn chắc của xi măng và không gây ăn mòn cho cốtthép.

N ướ c dùng đượ c là loại nướ c dùng cho sinh hoạt như nướ c máy, nướ c giếng.Các loại nướ c không đượ c dùng là nướ c đầm, ao, hồ, nướ c cống rãnh, nướ cchứa dầu mỡ , đườ ng, nướ c có chứa sunfat lớ n hơ n 0,27% (tính theo hàm lượ ng ion

), lượ ng hợ p chất hữu cơ vượ t quá 15mg/l, độ pH nhỏ hơ n 4 và lớ n hơ n 12,5.-24SO Nướ c biển có thể dùng để chế tạo bê tông cho những k ết cấu làm việc trong

nướ c biển, nếu tổng các loại muối không vượ t quá 35g trong 1 lít nướ c biển.Tuỳ theo mục đích sử dụng hàm lượ ng các tạ p chất khác phải thoả mãn

TCVN 302:2004.

3.2.3. Cốt liệu nhỏ:Cáta. Vai trò

34




Cát là cốt liệu nhỏ cùng vớ i xi măng, nướ c tạo ra vữa xi măng để lấ p đầy lỗ r ỗng giữa các hạt cốt liệu lớ n (đá, sỏi) và bao bọc xung quanh các hạt cốt liệu lớ ntạo ra khối bê tông đặc chắc. Cát cũng là thành phần cùng vớ i cốt liệu lớ n tạo ra bộ khung chịu lực cho bê tông.

Cát dùng để chế tạo bê tông có thể là cát thiên nhiên hay cát nhân tạo có cỡ

hạt từ 0,14 đến 5 mm.b. Yêu cầu kỹ thuật (TCVN 7570:2006) Chất lượ ng của cát để chế tạo bê tông nặng phụ thuộc chủ yếu vào thành phần

hạt, độ lớ n và hàm lượ ng tạ p chất, đó cũng là những yêu cầu k ỹ thuật đối vớ i cát.Thành phần hạtCát có thành phần hạt hợ p lý thì độ r ỗng của nó nhỏ, lượ ng xi măng sẽ ít,

cườ ng độ bê tông sẽ cao.Thành phần hạt của cát đượ c xác định bằng cách lấy 1000g cát (đã sấy khô)

lọt dướ i sàng có kích thướ c mắt sàng 5 mm để sàng qua bộ lướ i sàng có kích thướ c

mắt sàng lần lượ t là 2,5; 1,25; 0,63; 0,315; 0,14 mm.Sau khi sàng cát trên từng lướ i sàng có kích thướ c mắt sàng từ lớ n đến nhỏ taxác định lượ ng sót riêng biệt và lượ ng sót tích lũy trên mỗi sàng.

Lượ ng sót riêng biệt: ai (%) đó là tỷ số giữa lượ ng sót trên mỗi sàng so vớ i

toàn bộ lượ ng cát đem thí nghiệm: 100(%)m

ma i

i ⋅= .

Trong đ ó:- mi : lượ ng cát còn sót lại trên sàng i, g.- m : lượ ng cát đem sàng, g.

Tính lượ ng sót tích lũy : ai (%) trên mỗi sàng, là tổng lượ ng sót riêng biệt k ể

từ sàng lớ n nhất a2,5 đến sàng cần xác định ai.Ai = a2,5 + a1,25 + ... + ai , %

Thành phần hạt của cát cần phải thỏa mãn theo TCVN 7570:2006 (bảng 3 - 3).Bảng 3 - 3

Kích thướ c mắt sàng, mm 2,5 1,25 0,63 0,315 0,14Lượ ng sót tích lũy trên sàng, % 0-20 15-45 35-70 70-90 90-100

Từ yêu cầu về thành phần hạt theo TCVN 7570:2006 ta xây dựng biểu đồ chuẩn (hình 3 -1).

Sau khi sàng phân tích và tínhk ết quả lượ ng sót tích lũy ta vẽ đườ ng biểu diễn cấ p phối hạt.

Hình 3-1: Biể u đồ xác định thành phần hạt của cát

Nếu đườ ng biểu diễn cấ p phốihạt nằm trong phạm vi cho phép thìloại cát đó có đủ tiêu chuẩn về thành

phần hạt để chế tạo bê tông.Độ lớ n Độ lớ n của cát có ảnh hưở ng

đến lượ ng dùng xi măng và đượ c biểu thị bằng môđun độ lớ n.Mô đun độ lớ n (Mđl) đượ c xác

35




định bằng công thức:

Mđl = 10014,0315,063,025,15,2 A A A A A ++++

Trong đó:- A2,5; A1,25; A0,63; A0,315; A0,14: Lượ ng sót tích lũy trên các sàng có kích

thướ c mắt sàng tươ ng ứng là 2,5; 1,25; 0,63; 0,315; 0,14 mm.Theo môđun độ lớ n, khối lượ ng thể tích xố p, lượ ng hạt nhỏ hơ n 0,14 mm và

đườ ng biểu diễn thành phần hạt, cát dùng cho bê tông nặng đượ c chia ra làm 4nhóm: to, vừa, nhỏ và r ất nhỏ (bảng 3 - 4).

Bảng 3 - 4Mứ c theo nhóm cát

Tên các chỉ tiêuTo Vừ a Nhỏ Rất nhỏ

1. Mô đun độ lớ nLớ n hơ n 2,5

đến 3,32 đến2,5

1 đến nhỏ hơ n 2

0,7 đến nhỏ hơ n 1

2.Khối lượ ng thể tích xố p,kg/m3, không nhỏ hơ n

1400 1300 1200 1150

3.Lượ ng hạt nhỏ hơ n 0,14mm tính bằng % khối lượ ngcát, không lớ n hơ n

10 10 20 35

Tùy theo nhóm cát mà đườ ng biểu diễn thành phần hạt nằm trong vùng gạchcủa biểu đồ sau (bảng 3-5 và hình 3-2).

Bảng 3-5

Nhóm cátTo Vừ a Nhỏ Rất nhỏ

Vùng 1 Vùng 1 Vùng 2 Vùng 3

Cát đảm bảo chỉ tiêu ở bảng 3-4, thuộc nhóm to và vừa cho phép sử dụng cho bê tông tất cả các mác, cát nhóm nhỏ đượ c phép sử dụng cho bê tông mác tớ i 300,còn cát nhóm r ất nhỏ đượ c phép sử dụngcho bê tông mác tớ i

100.

Hình 3-2: Biể u đồ xác định nhóm cát

Lượ ng tạp chấtCát càng sạch

thì chất lượ ng của bêtông càng tốt.

Theo TCVN7570:2006 cát dùngcho bê tông nặng

phải đảm bảo độ

sạch theo đúng quyđịnh ở bảng 3-6.

36




Bảng 3-6

Mứ c theo mác bê tôngTên chỉ tiêu

Nhỏ hơ n 100 150 - 200 Lớ n hơ n 2001. Sét, á sét, các tạ p chất khác ở dạng

cụcKhông Không Không

2. Lượ ng hạt trên 5mm, tính bằng %khối lượ ng cát, không nhỏ hơ n

10 10 10

3. Hàm lượ ng muối gốc sunfat, sunfittính ra SO3, tính bằng % khối lượ ngcát, không lớ n hơ n

1 1 1

4. Hàm lượ ng mi ca, tính bằng % khốilượ ng cát, không lớ n hơ n

1,5 1 1

5. Hàm lượ ng bùn, bụi, sét tính bằng

% khối lượ ng cát, không lớ n hơ n5 3 3

Đối vớ i bê tông mác 400 tr ở lên hàm lượ ng bùn, bụi sét không đượ c lớ n hơ n1% khối lượ ng cát.

Khi cát ẩm thể tích của nó bị biến đổi, ở độ ẩm 5 - 7% thể tích của cát có thể tăng lên 20 ÷ 30%. Vì vậy nếu định lượ ng cát theo thể tích thì cần phải hiệu chỉnhlại thể tích của nó theo độ ẩm thực tế.

3.2.4. Cốt liệu lớ n: Đá (sỏi)a. Vai trò

Đá, sỏi là cốt liệu lớ n có cỡ hạt từ 5 - 70mm, chúng tạo ra bộ khung chịulực cho bê tông. Sỏi có đặc điểm là do hạt tròn nhẵn, độ r ỗng và diện tích mặtngoài nhỏ nên cần ít nướ c, tốn ít xi măng mà vẫn dễ đầm, dễ đổ, nhưng lực dínhk ết vớ i vữa xi măng nhỏ nên cườ ng độ của bê tông thấ p hơ n bê tông dùng đá dăm.

Ngoài đá dăm và sỏi khi chế tạo bê tông còn có thể dùng sỏi dăm (dăm đậ p từ sỏi).

b. Yêu cầu kỹ thuật (TCVN 7570:2006) Chất lượ ng hay yêu cầu k ỹ thuật của cốt liệu lớ n đượ c đặc tr ưng bở i các chỉ

tiêu thành phần hạt, độ lớ n và hàm lượ ng tạ p chất.

Thành phần hạtThành phần hạt của cốt liệu lớ n đượ c xác định thông qua thí nghiệm sàng 3kg đá (sỏi) khô trên bộ sàng tiêu chuẩn có kích thướ c lỗ sàng lần lượ t là 70;40; 20; 10; 5 mm.

Sau khi sàng ngườ i ta xác định lượ ng sót riêng biệt (ai ) và lượ ng sót tích lũy(Ai), đồng thờ i cũng xác định đườ ng kính lớ n nhất Dmax và đườ ng kính nhỏ nhấtDmin của cốt liệu.

Dmax là đườ ng kính lớ n nhất của cốt liệu tươ ng ứng vớ i cỡ sàng có lượ ng sóttích lũy nhỏ hơ n và gần 10% nhất.

Dmin là đườ ng kính nhỏ nhất của cốt liệu tươ ng ứng vớ i cỡ sàng có lượ ng sóttích lũy lớ n hơ n và gần 90% nhất.Thành phần hạt của đá (sỏi) phải thỏa mãn theo TCVN 7570:2006 (bảng 3- 7).

37




Bảng 3 - 7

Kích thướ c lỗ sàng Dmin ( maxmin DD2

1+ ) Dmax 1,25Dmax

Lượ ng sót tích lũy trên sàng % 90 - 100 40 - 70 0 - 10 0

Từ yêu cầu về thành phần hạt theo tiêu chuẩn trên ngườ i ta xây dựng biểu đồ chuẩn (hình 3 - 3).

Sau khi sàng phân tích và tính k ết quả lượ ng sót tích lũy, ta vẽ đườ ng biểudiễn cấ p phối hạt. Nếu đườ ng biểu diễn cấ p phối hạt nằm trong phạm vi cho phépthì loại đá (sỏi) đó có đủ tiêu chuẩn về thành phần hạt để chế tạo bê tông.

Đườ ng kính cỡ hạt lớ n nhất Đườ ng kính cỡ hạt lớ n nhất của đá

(sỏi, sỏi dăm) đượ c chọn để sử dụng phảiđảm bảo đồng thờ i các yêu cầu sau đây:

Không vượ t quá 1/5 kích thướ c nhỏ nhất giữa các mặt trong của ván khuôn.

Không vượ t quá 3/4 kích thướ cthông thuỷ giữa hai thanh cốt thép k ề nhau.

Không vượ t quá 1/3 chiều dày tấm, bản.Hình 3-3: Biể u đồ thành hần hạt của cố t liệu lớ n

Không vượ t quá 1/3 đườ ng kính trong của ống bơ m bê tông (vớ i bê tông sử dụng công nghệ bơ m).

Trong thực tế đá dăm, sỏi đượ c phân ra các cỡ hạt sau :

- Từ 5 đến 10 mm.- Lớ n hơ n 10 đến 20 mm .- Lớ n hơ n 20 đến 40 mm .- Lớ n hơ n 40 đến 70 mm .

Trong thành phần hạt của cốt liệu lớ n hàm lượ ng hạt thoi, dẹt không vượ t quá35% theo khối lượ ng, hàm lượ ng hạt mềm yếu và phong hóa không đượ c lớ n hơ n10% theo khối lượ ng.

Hàm lượ ng tạp chất Theo quy phạm hàm lượ ng tạ p chất sunfat và sunfit (tính theo SO3) trong đá

dăm, sỏi và sỏi dăm không đượ c vượ t quá 1% theo khối lượ ng.Hàm lượ ng hạt sét, bùn, bụi xác định bằng cách r ửa không vượ t quá tr ị số ở bảng 3 - 8. Trong đó cục sét không vượ t qúa 0,25%. Không cho phép có màng sét bao phủ các hạt đá dăm, sỏi và những tạ p chất bẩn khác như gỗ mục, lá cây, rác...lẫn vào.

* Ghi chú : H ạt thoi d ẹt là hạt có chiề u r ộng hoặc chiề u dày nhỏ hơ n hay bằ ng 1/3 chiề u

dài. H ạt mề m yế u là các hạt đ á d ăm có giớ i hạn bề n khi nén ở tr ạng thái bão hòa

nướ c nhỏ hơ n 200.105 N/mm2 .

38




H ạt phong hóa là các hạt đ á d ăm nguồn gố c mácma có giớ i hạn bề n khi nén ở tr ạng thái bão hòa nướ c nhỏ hơ n 800.105 N/mm2 , hoặc các hạt đ á d ăm nguồn gố cbiế n chấ t có giớ i hạn bề n nén ở tr ạng thái bão hòa nướ c nhỏ hơ n 400.105 N/mm2.

Bảng 3-8Hàm lượ ng sét, bùn, bụi cho phép

không lớ n hơ n, % khối lượ ngLoại cốt liệu Đối vớ i bê tôngmác dướ i 300

Đối vớ i bê tôngmác 300 và cao hơ n

1. Đá dăm từ đá mác ma và đá biến chất 2 12. Đá dăm từ đá tr ầm tích 3 23. Sỏi và sỏi dăm 1 1

3.2.5 . Phụ giaa. Vai trò

Trong công nghệ chế tạo bê tông hiện nay, phụ gia đượ c sử dụng khá phổ biến. Phụ gia thườ ng có tác dụng cải thiện các tính chất cơ bản của hỗn hợ p bêtông và bê tông.

Mỗi loại phụ gia sẽ có tác dụng khác nhau có thể là tăng tính dẻo, giảm lượ ngnưóc nhào tr ộn, chậm đông k ết, r ắn chắc nhanh v.v…

b. Phân loạiTheo TCVN 324:2004, phụ gia hoá học dùng cho bê tông và vữa đượ c chia

thành 7 nhóm- Phụ gia hoá dẻo giảm nướ c

- Phụ gia chậm đông k ết- Phụ gia đóng r ắn nhanh- Phụ gia hoá dẻo chậm đông k ết- Phụ gia hoá dẻo đóng r ắn nhanh- Phụ gia siêu dẻo (giảm nướ c mức cao)- Phụ gia siêu dẻo chậm đông k ết

c. Một số loại phụ gia thườ ng dùng* Phụ gia hóa dẻo KĐT2 (do Việt Nam sản xuất) ♦ Công dụng:- Tăng tính dẻo cho hỗn hợ p bê tông, giảm nướ c tr ộn.- Làm chậm đông k ết XM.- Tăng cườ ng độ bê tông hoặc giảm 5 ÷ 8% XM.- Chống nứt cho bê tông khối lớ n do tác dụng làm chậm quá trình tỏa nhiệt.♦ Đặc tính k ỹ thuật ( 20 TCVN 173: 89)- Dạng lỏng, mầu đen- Dễ phân tán trong nướ c.- Độ pH : 10 -12.- ρv : 1,15 - 1,19 (g/ml).

- Không chứa các hợ p chất có Clo* Phụ gia siêu dẻo SD - 83 (do Việt Nam sản xuất) ♦ Công dụng:

39




- Chế tạo hỗn hợ p bê tông có độ sụt cao dùng khi thi công theo phươ ng pháp bơ m phun, tự đầm, chế tạo các cấu kiện bê tông cốt thép dày, có hình dạng phứctạ p.

- Giảm 18-25 % lượ ng nướ c tr ộn bê tông, tăng cườ ng độ nén của bê tông ở tuổi 28 ngày 20-40 %, chế tạo bê tông cườ ng độ cao, chống thấm tốt, tiết kiệm xi

măng. Tăng tốc độ phát triển cườ ng độ bê tông, hiệu quả trong chế tạo cấu kiện bêtông cốt thép đúc sẵn, bê tông thi công tại chỗ.♦ Đặc tính k ỹ thuật:- Là chất lỏng màu nâu đen, không chứa Clo.- ρv : 1,15-1,19 (g/ml).

* Phụ gia SIKAMENT R4 (do hãng Si ka - Thuỵ S ĩ sản xuất)♦ Công dụngSikament R4 là một chất hoá dẻo hiệu quả cao có tác dụng kéo dài thờ i gian

đông k ết để sản xuất bê tông chảy ở điều kiện khí hậu nóng, đồng thờ i là tác nhân

giảm nướ c làm tăng cườ ng độ cuối cùng cho bê tông.Sikament R4 đem lại các đặc tính sau:- Khả năng giảm nướ c đến 20%, đặc biệt thích hợ p vớ i khí hậu nóng.- Hiệu quả tăng dẻo cao mà không cần tăng tỷ lệ nướ c/ximăng và hạn chế hiện

tượ ng bê tông bị phân tầng, duy trì độ sụt của bê tông đượ c lâu dài.- Cườ ng độ ban đầu và sau cùng của bê tông tăng một cách đáng k ể.- Giảm hiện tượ ng co ngót, tăng khả năng chống thấmSikament R4 đượ c dùng cho bê tông chảy khi thi công: Tấm sàn, cấu kiện

mỏng có mật độ cốt thép dày, tườ ng. cột, dầm...

♦ Đặc tính k ỹ thuật- Màu nâu đậm, khối lượ ng riêng 1,18 - 1,2 (kg/l).- Đóng gói 5; 25; 200 lít/thùng* Phụ gia SIKAMENT 163 EX (do hãng Sika - Thụy S ĩ sản xuất) ♦ Công dụngSikament 163 EX đượ c dùng tươ ng tự như phụ gia Sikament R4, làm giảm

nướ c hiệu quả cao và như một chất siêu hoá dẻo để sản xuất bê tông có cườ ng độ cao ở khí hậu nóng. Tác dụng kép của Sikament 163EX làm cho bê tông đôngcứng nhanh vớ i cườ ng độ ban đầu và cườ ng độ cuối cùng cao.

Sikament 163EX đem lại các đặc tính sau:- Khả năng giảm nướ c đến 25%.- Cải thiện tính thi công một cách đáng k ể mà không cần tăng nướ c.- Thúc đẩy quá trình r ắn chắc sau khi đông k ết- Cườ ng độ ban đầu và sau cùng tăng đáng k ể, khoảng trên 30%.- Đặc biệt thích hợ p cho việc đúc bê tông ở nhiệt độ cao.- Tăng khả năng chống thấm, cải thiện bề mặt hoàn thiện, tăng khả năng

chống ăn mòn, giảm co ngót, không ăn mòn cốt thép.Sikament 163EX đượ c dùng cho bê tông chảy ở các loại k ết cấu sau:- Tấm sàn và nền móng, tườ ng, cột, dầm.

- Cấu kiện mỏng có mật độ cốt thép dày.- Bê tông dự ứng lực

40




- Cấu kiện bê tông đượ c sản xuất trong các xí nghiệ p đúc sẵn cho những nơ icần đượ c tháo khuôn nhanh và sớ m chịu tải

♦ Đặc tính k ỹ thuật- Màu nâu- ρv :1,18 - 1,2 (kg/l)

- Đóng gói: 5; 25; 200 lít/thùng- Liều lượ ng: 0,6 - 1,5lít/100kg ximăng* Phụ gia SIKAMENT NN♦ Đặc tính k ỹ thuậtSikament NN là một dung dịch có 2 tính năng vừa là chất siêu dẻo đượ c dùng

để sản xuất bê tông chảy lỏng và là tác nhân giảm nướ c đáng k ể để đạt cườ ng độ ban đầu và cuối cùng cao.

Khối lượ ng riêng: 1,18 - 1,22 kg/lítĐóng gói: 5; 25; 200 lít/thùng

Liều lượ ng: 0,6-2lít/100kg xi măng♦ Công dụng- Giảm nướ c đến 30% tuỳ thuộc vào liều lượ ng phụ gia.- Tăng tính thi công khi đổ bê tông cho cấu kiện móng có cốt thép dày đặc.- Giảm khối lượ ng công việc đầm- Đông k ết bình thườ ng không bị trì hoãn- Giảm đáng k ể r ủi ro bị phân tầng- Sau 16 giờ cườ ng độ nén tăng 100%.- Cườ ng độ sau 28 ngày tăng 40%.

Sikament NN đượ c dùng để sản xuất bêtông chảy cho:- Tấm sàn và nền móng, tườ ng và cột tr ụ cầu- Cấu kiện mỏng có mật độ cốt thép dày- Sikament NN là một tác nhân giảm nướ c giúp bê tông sớ m đạt cườ ng độ cao

như cấu kiện bê tông đúc sẵn và bê tông dự ứng lực.

3.3. Tính dẻo của hỗn hợ p bê tông3.3.1 Các chỉ tiêu đánh giá tính dẻoTính tính dẻo( tính công tác, tính dễ tạo hình) là tính chất k ỹ thuật cơ bản của

hỗn hợ p bê tông, nó biểu thị khả năng lấ p đầy khuôn nhưng vẫn đảm bảo đượ c độ

đồng nhất trong một điều kiện đầmnén nhất định.

Hình 3-4: Khuôn nón cụt

1. Tay cầm; 2. Thành khuôn;3. Gố i đặt chân; 4. Đườ ng hàn hoặc tán

Tính dẻo đựợ c đánh giá bằng độ lưu động (độ sụt SN, cm) của khối hỗnhợ p bê tông trong khuôn hình nón cụtcó kích thướ c tùy thuộc vào cỡ hạt lớ nnhất của cốt liệu (hình 3-4 và bảng 3-9) hoặc độ cứng (ĐC, s).

a. Độ sụt (độ lư u động)

Độ sụt của khối hỗn hợ p bê tôngđượ c xác định bằng khuôn hình nón

41




cụt có kích thướ c tùy thuộc vào cỡ hạt lớ n nhất của cốt liệu (hình 3-4 và bảng 3-9)hoặc độ cứng (ĐC, s). Cách xác định theo TCVN 3106:1993.

Bảng 3-9Kích thướ c , mm

Loại khuônd D h

N0

1 100 ± 2 200 ± 2 300 ± 2 No2 150 ± 2 300 ± 2 450 ± 2

Dùng côn No1 để thử độ lưu động của hỗn hợ p bê tông hỗn hợ p bê tông có cỡ hạt lớ n nhất của cốt liệu tớ i 40 mm, còn No2 để thử hỗn hợ p bê tông có cỡ hạt lớ nnhất của cốt liệu bằng 70 hoặc 100mm. Tr ướ c khi xác định phải tẩy sạch bê tôngcũ, dùng giẻ ướ t lau sạch mặt trong của khuôn và các dụng cụ khác mà trong quátrình thử sẽ tiế p xúc vớ i hỗn hợ p bê tông.

Đặt khuôn lên nền ẩm, cứng, phẳng, không thấm nướ c. Đứng lên gối đặt chân

để cho khuôn cố định trong quá trình đổ và đầm hỗn hợ p bê tông trong khuôn.Đổ hỗn hợ p bê tông qua phễu vào khuôn làm 3lớ p, mỗi lớ p chiếm 1/3 chiều cao của khuôn.

Sau khi đổ từng lớ p dùng thanh thép tròn φ 16mm và dài 60 cm chọc đều trên toàn bề mặt hỗn hợ p

bê tông từ xung quanh vào giữa. Khi dùng khuôn No1 mỗi lớ p chọc 25 lần, khi dùng khuôn No2 mỗilớ p chọc 56 lần, lớ p đầu chọc suốt chiều sâu, các lớ psau chọc xuyên sâu vào lớ p tr ướ c 2-3 cm.

Sau khi đổ và đầm xong lớ p thứ 3, nhấc phễu ra,đỗ thêm hỗn hợ p bê tông cho đầy lấy bay gạt phẳngmiệng khuôn và dọn sạch xung quanh đáy khuôn. Dùng tay ghì chặt khuôn xuốngnền r ồi thả chân khỏi gối đặt chân, từ từ nhấc khuôn thẳng đứng trong khoảng thờ igian 5 - 10 giây.

Hình 3-5: Cách đ o độ sụt của

hỗ n hợ p bêtông

Đặt khuôn sang bên cạnh khối hỗn hợ p bêtông và đo chênh lệch chiều cao giữa miệngkhuôn vớ i điểm cao nhất của khối hỗn hợ p (hình3-5).

Khi dùng khuôn No1 số liệu đo đượ c làm tròn

tớ i 0,5 cm chính là độ sụt của hỗn hợ p bê tông cầnthử.

Khi dùng khuôn No2 số liệu đo đượ c phảichuyển về k ết quả thử theo khuôn No1 bằng cáchnhân vớ i hệ số 0,67.

Hỗn hợ p bê tông có độ sụt bằng 0 hoặc dướ i1,0 cm đượ c coi như không có tính lưu động khiđó đặc tr ưng tính dẻo của hỗn hợ p bê tông đượ c xác định bằng cách thử độ cứng(ĐC, s).

Hình 3-6: Dụng cụ xác định độ cứ ngcủa hỗ n hợ p bê tông

b. Độ cứ ng

42




Độ cứng của hỗn hợ p bê tông (ĐC) là thờ i gian rung động cần thiết (s) để san bằng và lèn chặt hỗn hợ p bê tông trong bộ khuôn hình nón cụt và hình lậ p phươ ng(hình 3-6).

Xác định độ cứ ng (ĐC, s) theo TCVN 3107-1993 bằng phươ ng pháp đơ ngiản.

Dụng cụ chính để xác định độ cứng bao gồm:Khuôn hình nón cụtKhuôn hình lậ p phươ ng có kích thướ c trong 200 x 200 x 200 mm (hình 3-6).Trình tự xác định như sau:K ẹ p chặt khuôn lậ p phươ ng lên bàn rungĐặt khuôn hình nón cụt vào trong khuôn lậ p phươ ngĐổ hỗn hợ p bê tôngĐầm chặt và nhấc khuôn hình nón cụt lên như khi xác định độ lưu độngBật đầm rung và bấm đồng hồ giây.

Tiến hành rung cho tớ i khi hỗn hợ p bê tông san đầy các góc và tạo thành mặt phẳng trong khuôn thì tắt đồng hồ và đầm rung. Ghi lại thờ i gian đo đượ c.Thờ i gian đo đượ c nhân vớ i hệ số 0,7 là độ cứng của hỗn hợ p bê tôngTheo chỉ tiêu độ lưu động và độ cứng ngườ i ta chia hỗn hợ p bê tông ra các

loại (bảng 3-10).Bảng 3-10

Loại hỗnhợ p bê tông

SN(cm) ĐC(s)Loại hỗn hợ p

bê tôngSN(cm) ĐC(s)

Đặc biệt cứngCứng caoCứngCứng vừa

----

>300150-20060-10030-45

Kém dẻoDẻo

R ất dẻo Nhão

1-45-8

10-1215-18

15-200-10

--

3.3.2. Các yếu tố ảnh hưở ng tớ itính dẻo của hỗn hợ p bê tông

Lượ ng nướ c nhào tr ộnLà yếu tố quan tr ọng quyết định

tính công tác (hay tính dẻo) của hỗnhợ p bê tông.

Lượ ng nướ c nhào tr ộn bao gồmlượ ng nướ c tạo ra hồ xi măng và lượ ngnướ c dùng cho cốt liệu (độ cần nướ c)để tạo ra độ dẻo cần thiết cho quá trìnhthi công.

Việc xây dựng lượ ng nướ c nhàotr ộn phải thông qua các chỉ tiêu về tínhcông tác có tính đến loại và độ lớ n củacốt liệu (hình 3-7). Hình 3-7: Lượ ng nướ c dùng cho 1m3 bê tông

Loại và lượ ng xi măng phụ thuộc vào cố t liệu.a) H ỗ n hợ p bê tông d ẻo; b)H ỗ n hợ p bê tông cứ ng Nếu hỗn hợ p bê tông có đủ ximăng để cùng vớ i nướ c lấ p đầy lỗ r ỗng

1. Dmax=70mm; 2. Dmax=40mm;3. Dmax=20mm; 4. Dmax=10mm

43




của cốt liệu, bọc và bôi tr ơ n bề mặt của chúng thì độ dẻo sẽ tăng.Độ lưu động còn phụ thuộc vào loại xi măng và phụ gia vô cơ nghiền mịn, vì

bản thân mỗi loại xi măng sẽ có đặc tính riêng về các chỉ tiêu lượ ng nướ c tiêuchuẩn, độ mịn, thờ i gian đông k ết và r ắn chắc.

Lượ ng hỗ n hợ p xi măng

Nếu vữa xi măng (hồ xi măng + cốt liệu nhỏ) chỉ đủ để lấ p đầy lỗ r ỗng của cốtliệu lớ n thì hỗn hợ p bê tông r ất cứng, quá trình thi công sẽ khó khăn.Để tạo cho hỗn hợ p có độ dẻo cần thiết thì phải đẩy xa các hạt cốt liệu lớ n và

bọc xung quanh chúng một lớ p hỗn hợ p xi măng, do đó thể tích phần hỗn hợ p sẽ bằng thể tích phần r ỗng trong cốt liệu lớ n nhân vớ i hệ số tr ượ t α (1,05 - 1,15 đốivớ i hỗn hợ p bê tông cứng; 1,2 - 1,5 đối vớ i hỗn hợ p bê tông dẻo) .

Phụ gia hoạt động bề mặt (phụ gia dẻo hoặc siêu dẻo)Mặc dù chỉ cho vào hỗn hợ p bê tông một lượ ng nhỏ phụ gia dẻo hoặc siêu

dẻo(0,15-1,2% khối lượ ng ximăng) nhưng có tác dụng pha loãng hỗn hợ p bê tông.

Phụ gia siêu dẻo cho phép sử dụng để chế tạo các sản phẩm bê tông khi thi công bằng bơ m và vận chuyển bê tông trong các đườ ng ống, đồng thờ i giảm đáng k ể tỉ lệ N/X mà vẫn đảm bảo độ lưu động và có thể tạo ra các loại bê tông mác cao.

Cũng cần chú ý r ằng một số phụ gia hoạt động bề mặt phần nào làm kéo dàiquá trình thuỷ hoá của xi măng và làm chậm tốc độ phát triển của bê tông. Khi sử dụng các loại phụ gia dẻo ta có thể giảm đượ c 10 - 15% lượ ng nướ c so vớ i bê tôngthườ ng, nếu là phụ gia siêu dẻo thì có thể giảm đượ c 15- 30% lượ ng nướ c và nângcao các đặc tính k ỹ thuật cho bê tông.

Gia công chấ n độngGia công chấn động là biện pháp có hiệu quả để làm cho hỗn hợ p bê tông

cứng và kém dẻo tr ở thành dẻo và chảy, dễ đổ khuôn và đầm chặt.

3.3.3. Cơ sở để lự a chọn tính dẻoKhi thiết k ế cấ p phối cũng như khi thi công bê tông, cần lựa chọn các chỉ tiêu

tính công tác của hỗn hợ p bê tông cho thích hợ p. Chọn các chỉ tiêu tính công táccủa hỗn hợ p bê tông phải tuỳ theo loại k ết cấu, mật độ cốt thép, phươ ng pháp chế tạo, khoảng cách vận chuyển và điều kiện thờ i tiết.

Dựa vào loại k ết cấu, mật độ cốt thép, có thể tham khảo cách lựa chọn độ sụtở bảng 3-11.

Bảng 3-11Độ sụt SN (cm)

Dạng kết cấuTối đa Tối thiểu

1.Móng và tườ ng móng bê tông cốt thép 9 ÷ 10 3 ÷ 42.Móng bê tồng, giếng chìm, tườ ng phần ngầm 9 ÷ 10 3 ÷ 43.Dầm, tườ ng, cột bê tông cốt thép 11 ÷ 12 3 ÷ 44.Đườ ng, nền 9 ÷ 10 3 ÷ 45.Bê tông khối lớ n, sàn bê tông cốt thép 7 ÷ 8 3 ÷ 4

3.4. Tính chất cơ bản của bê tông3.4.1. Cườ ng độ chịu lự ca. Khái niệm về mác của bê tông theo cườ ng độ chịu nén

44




Cườ ng độ chịu lực là một đặc tr ưng cơ bản của bê tông. Trong k ết cấu xâydựng, bê tông có thể làm việc ở những tr ạng thái khác nhau: nén, kéo, uốn, tr ượ tv.v... Trong đó bê tông làm việc ở tr ạng thái chịu nén là tốt nhất, còn khả năng

chịu kéo của bê tông r ất kém chỉ bằng (10

1

15

1÷ ) khả năng chịu nén. Căn cứ vào

khả năng chịu nén ngườ i ta định ra mác của bê tông.Mác theo cườ ng độ chịu nén ký hiệu bằng chữ M là chỉ tiêu cơ bản nhất đốivớ i mọi loại bê tông k ết cấu, đượ c sử dụng để thiết k ế cấ p phối bê tông, thiết k ế,tính toán k ết cấu cho các công trình xây dựng.

Ngoài việc quy định mác theo cườ ng độ chịu nén tùy thuộc vào từng loại bêtông có yêu cầu khác nhau còn có quy định về mác theo khả năng chịu kéo, khả năng chống thấm.

Mác bê tông theo cườ ng độ chịu nénMác bê tông theo cườ ng độ chịu nén là tr ị số giớ i hạn cườ ng độ chịu nén

trung bình của các mẫu thí nghiệm hình khối lậ p phươ ng cạnh 15 cm đượ c chế tạovà bảo dưỡ ng 28 ngày trong điều kiện tiêu chuẩn (nhiệt độ 27±2oC và độ ẩm95÷100%).

Theo TCVN 6025:1995 mác của bê tông nặng xác định trên cơ sở cườ ng độ chịu nén đượ c phân loại như sau (bảng 3-12):

Bảng 3-12

Mácbê

tông

Cườ ng độ nénở tuổi 28 ngày

không nhỏ

hơ n, kG/cm

2

Mácbê

tông


không nhỏ

hơ n, kG/cm

2

Mác bêtông


không nhỏ hơ n,

kG/cm

2

M100 100 M250 250 M450 450M125 125 M300 300 M500 500M150 150 M350 350 M600 600M200 200 M400 400 M800 800

b. Phươ ng pháp xác định cườ ng độ chịu nén Rn ( TCVN 3118:1993).Để xác định cườ ng độ nén của bê tông ngườ i ta đúc các viên mẫu chuẩn hình

lậ p phươ ng cạnh 15 cm, cũng có thể đúc các viên mẫu có hình dạng và kích thướ ckhác. Kích thướ c ở cạnh nhỏ nhất của mỗi viên mẫu tùy theo cỡ hạt lớ n nhất củacốt liệu dùng để chế tạo bê tông đượ c quy định trong bảng 3-13.

Bảng 3-13Cỡ hạt lớ n nhất

của cốt liệuKích thướ c cạnh nhỏ nhất của viên mẫu (cạnh mẫu hình lậpphươ ng, cạnh thiết d iện mẫu lăng trụ, đườ ng kính mẫu trụ)

10 và 20 10040 15070 200

100 300

Khi tiến hành thí nghiệm cườ ng độ nén bằng các viên mẫu khác viên mẫuchuẩn ta phải chuyển về cườ ng độ của viên mẫu chuẩn.

45




Cườ ng độ nén của viên mẫu chuẩn đượ c xác định theo công thức:

F

PK.R n = (kG/cm2)

Trong đ ó :- P : Tải tr ọng phá hoại mẫu (daN hoặc kG).

- F : Diện tích chịu lực nén của viên mẫu (cm2

)- K: Hệ số chuyển đổi k ết quả thử nén các mẫu bê tông kích thướ c khácchuẩn về cườ ng độ của viên mẫu chuẩn. Giá tr ị K lấy theo bảng 3-14.

Khi nén các mẫu nửa dầm giá tr ị hệ số chuyển cũng đượ c lấy như mẫu hìnhlậ p phươ ng cùng diện tích chịu nén.

Cườ ng độ chịu nén của bê tông đượ c xác định từ các giá tr ị cườ ng độ nén củacác viên trong tổ mẫu bê tông như sau:

So sánh các giá tr ị cườ ng độ nén lớ n nhất và nhỏ nhất vớ i cườ ng độ nén củaviên mẫu trung bình nếu hai giá tr ị đó đều không chênh lệch quá 15% so vớ i cườ ng

độ nén của viên mẫu trung bình thì cườ ng độ nén của bê tông đượ c tính bằng trung bình số học của ba k ết quả thử trên ba viên mẫu. Nếu một trong hai giá tr ị đó lệchquá 15% so vớ i cườ ng độ nén của viên mẫu trung bình thì bỏ cả hai k ết quả lớ nnhất và nhỏ nhất. Khi đó cườ ng độ nén của bê tông là cườ ng độ nén của một viênmẫu còn lại.

Trong tr ườ ng hợ p tổ mẫu bê tông chỉ có 2 viên thì cườ ng độ nén của bê tôngđượ c tính bằng trung bình số học k ết quả thử của 2 viên mẫu đó.

Bảng 3-14Hình dáng và kích thướ c của mẫu, mm Hệ số chuyển đổi K

100 x 100 x 100 0,91150 x 150 x 150 1,00200 x 200 x 200 1,05

Mẫu lậ p phươ ng

300 x 300 x 300 1,1071,4 x 143 và 100 x 200 1,16

150 x 300 1,20Mẫu tr ụ 200 x 400 1,24

c. Các yếu tố ảnh hưở ng đến cườ ngđộ chịu lự c của bê tông

Hình 3-8: S ự phụ thuộc của cườ ng độ bê tông vào lượ ng nướ c nhào tr ộn

a-Vùng hỗ n hợ p bê tông cứ ngkhông đầm chặt đượ c;

b-Vùng hỗ n hợ p bê tông có cườ ng độ và độ đặc cao;c-Vùng hỗ n hợ p bê tông d ẻo;d-Vùng hỗ n hợ p bê tông chả y

Đá xi măng (mác xi măng và tỷ lệ NX )

có ảnh hưở ng lớ n đến cườ ng độ của bêtông. Sự phụ thuộc của cườ ng độ bê tông

vào tỷ lệ N

Xthực chất là phụ thuộc vào thể

tích r ỗng tạo ra do lượ ng nướ c dư thừa.Hình 3-8 biểu thị mối quan hệ giữa cườ ngđộ bê tông và lượ ng nướ c nhào tr ộn.

Độ r ỗng tạo ra do lượ ng nướ c thừa cóthể xác định bằng công thức:

46




.100(%)1000

.Xω Nr

−=

Trong đ ó: - N, X: Lượ ng nướ c và lượ ng xi măng trong 1m3 bê tông (kg).- ω : Lượ ng nướ c liên k ết hóa học tính bằng % khối lượ ng xi măng. Ở

tuổi 28 ngày lượ ng nướ c liên k ết hóa học khoảng 15 - 20%.

Mối quan hệ giữa cườ ng độ bê tông vớ i mác xi măng, tỷ lệ N

Xđượ c biểu thị

qua công thức Bolomey-Skramtaev sau:

Đối vớ i bê tông có 2,51,4 N

X÷= thì: ⎟

⎠

⎞⎜⎝

⎛ −= 5,0 N

X.AR R X b . (3-1)

Đối vớ i bê tông có 2,5 N

X> thì : ⎟

⎠

⎞⎜⎝

⎛ += 0,5 N

X.R AR X1 b . (3-2)

Trong đ ó :- R b: Cườ ng độ nén của bê tông ở tuổi 28 ngày (kG/cm2).- R X: Mác của xi măng (cườ ng độ) (kG/cm2). - A, A1 là hệ số đượ c xác định theo chất lượ ng vật liệu và phươ ng phápxác định mác xi măng (bảng 3-15).

- N

X: Tỷ lệ xi măng/nướ c.

Bảng 3-15Hệ số chất lượ ng vật liệu A và A1

Hệ số A và A1 ứ ng vớ i phươ ngpháp thử mác xi măng.

TCVN 6016:95 TCVN 4032:85

Chấtlượ ng

vậtliệu

Ch ỉ tiêu đánh giá

A A1 A A1

Tốt

- Xi măng hoạt tính cao không tr ộn phụ gia thuỷ.- Cốt liệu: Đá sạch, cườ ng độ cao, cấ p

phối hạt tốt. Cát sạch, Mdl = 2.4 ÷ 2.7

0.54 0.34 0.6 0.38

Trung bình

- Xi măng hoạt tính trung bình, xi

măng poóc lăng hỗn hợ p chứa 10 ÷ 15% phụ gia thuỷ.- Cốt liệu: Đá có chất lượ ng phù hợ pTCVN1771:1987.Cát phù hợ p TCVN1770:1986, có Mdl = 2 ÷ 2.4

0.5 0.32 0.55 0.35

Kém

- Xi măng hoạt tính thấ p, xi măng poóclăng hỗn hợ p chứa trên 15% phụ giathuỷ.- Cốt liệu: Đá có 1chỉ tiêu chưa phù

hợ p TCVN 1771:1987. Cát nhỏ Mdl< 2.

0.45 0.29 0.5 0.32

47




C ố t liệu : Sự phân bố giữa các hạt cốt liệu và tính chất của nó (độ nhám, số lượ ng lỗ r ỗng, tỉ diện) có ảnh hưở ng đến cườ ng độ của bê tông. Bình thườ ng hồ ximăng lấ p đầy lỗ r ỗng giữa các hạt cốt liệu và đẩy chúng ra xa nhau vớ i cự ly bằng2-3 lần đườ ng kính hạt xi măng. Trong tr ườ ng hợ p này do phát huy đượ c vai tròcủa cốt liệu nên cườ ng độ của bê tông khá cao và yêu cầu cốt liệu có cườ ng độ cao

hơ n cườ ng độ bê tông 1,5-2 lần. Khi bê tông chứa lượ ng hồ xi măng lớ n hơ n, cáchạt cốt liệu bị đẩy ra xa nhau hơ n đến mức hầu như không có tác dụng tươ ng hỗ vớ i nhau. Khi đó cườ ng độ của đá xi măng và cườ ng độ vùng tiế p xúc đóng vai tròquyết định đến cườ ng độ bê tông, nên yêu cầu về cườ ng độ của cốt liệu ở mứcthấ p hơ n.

Vớ i cùng một liều lượ ng pha tr ộn như nhau thì bêtông dùng đá dăm có thành phần hạt hợ p quy phạm sẽ cho cườ ng độ cao hơ n khi dùng sỏi.

C ấ u t ạo của bê tông biểu thị bằng độ đặc của nó. Độ đặc càng cao, cườ ng độ của bê tông càng lớ n.

Cườ ng độ bê tông phụ thuộc vào mức độ đầm chặt thông qua hệ số lèn K l.

V

Vl ρ

'ρK =

Trong đ ó :- ρ’v : Khối lượ ng thể tích thực tế của hỗn hợ p bê tông sau khi lèn chặt,kg/m3

- ρ v : Khối lượ ng thể tích tính toán của hỗn hợ p bê tông, kg/m3.Thông thườ ng hệ số lèn chặt K l = 0,9 - 0,95, riêng vớ i hỗn hợ p bê tông cứng,

thi công phù hợ p thì hệ số lèn chặt có thể đạt 0,95 - 0,98.

Phụ gia t ăng d ẻo có tác dụng làm tăng tính dẻo cho hỗn hợ p bê tông nên cóthể giảm bớ t lượ ng nướ c nhào tr ộn, do đó cườ ng độ của bê tông sẽ tăng lên đángk ể.

Phụ gia r ắ n nhanh có tác dụng đẩy nhanh quá trình thủy hóa của xi măng nênlàm tăng nhanh sự phát triển cườ ng độ bê tông dưỡ ng hộ trong điều kiện tự nhiêncũng như ngay sau khi dưỡ ng hộ nhiệt.

C ườ ng độ bêtông t ăng theo tuổ i của nó: Trong quá trình r ắn chắc cườ ng độ bêtông không ngừng tăng lên. Từ 7 đến 14 ngày đầu cườ ng độ phát triển nhanh,sau 28 ngày chậm dần và có thể tăng đến vài năm gần như theo quy luật logarit:

R R

lgylg28

y

28= ; vớ i 3 < y < 90 (3-3)

Trong đ ó :- R y ; R 28 : Cườ ng độ bê tông ở tuổi y và 28 ngày, kG/cm2.- y : Tuổi của bê tông, ngày.

Điề u kiện môi tr ườ ng bảo d ưỡ ngTrong môi tr ườ ng nhiệt độ, độ ẩm cao sự tăng cườ ng độ có thể kéo dài trong

nhiều năm, còn trong điều kiện khô hanh hoặc nhiệt độ thấ p sự tăng cườ ng độ trong thờ i gian sau này là không đáng k ể. Khi dùng hơ i nướ c nóng để bảo dưỡ ng

bê tông làm cho cườ ng độ bê tông tăng r ất nhanh trong thờ i gian vài ngày đầunhưng sẽ làm cho bê tông tr ở lên giòn hơ n và có cườ ng độ cuối cùng thấ p hơ n sovớ i bê tông đượ c bảo dưỡ ng trong điều kiện tiêu chuẩn.

48




Điề u kiện thí nghiệmTrong thí nghiệm, nếu không bị bôi tr ơ n mặt tiế p xúc giữa các mẫu và bàn

máy nén thì tại mặt đó sẽ xuất hiện lực ma sát có tác dụng cản tr ở sự nở ngang vàlàm tăng cườ ng độ của mẫu so vớ i khi bôi tr ơ n mặt tiế p xúc. Ảnh hưở ng của lựcma sát giảm dần từ mặt tiế p xúc đến khoảng giữa mẫu, vì vậy mẫu khối vuông có

kích thướ c bé sẽ có cườ ng độ cao hơ n so vớ i mẫu có kích thướ c lớ n và mẫu lăngtr ụ có cườ ng độ chỉ bằng khoảng 0.8 lần cườ ng độ mẫu khối vuông có cùng cạnhđáy.

T ố c độ gia t ải khi thí nghiệmTốc độ gia tải khi thí nghiệm cũng ảnh hưở ng đến cườ ng độ mẫu. Khi gia tải

r ất chậm, cườ ng độ bê tông chỉ đạt khoảng 0,85 giá tr ị so vớ i tr ườ ng hợ p gia tải bình thườ ng.

d. Cấp độ bền ch ịu nén của bê tông Ngoài khái niệm về mác bê tông theo cườ ng độ chịu nén, hiện nay theo

TCVN 356:2005 (Thiết k ế k ết cấu bê tông cốt thép) còn có khái niệm cấ p độ bềnchịu nén.Tươ ng quan giữa cấ p độ bền chịu nén và cườ ng độ chịu nén của bê tông đượ c

xác định theo công thức:( )ν .64,11. −= m B B (3-4)

Trong đó:- Bm: cườ ng độ chịu nén của bê tông xác định trên các mẫu thử tiêuchuẩn- ν : hệ số biến động của cườ ng độ các mẫu thử tiêu chuẩn. Hệ số ν phụ

thuộc vào trình độ công nghệ sản xuất bê tông. Thườ ng lấy ν = 0,135Tươ ng quan giữa cấ p độ bền chịu nén của bê tông và mác bê tông theo cườ ngđộ chịu nén như sau :(bảng 3-16)

Bảng 3-16

Cấp độ bền

chịu nén

Cườ ng độ trung bình củamẫu thử tiêuchuẩn, MPa

Mác theocườ ng độchịu nén

Cấp độ bền

chịu nén

Cườ ng độ trungbình của mẫu

thử tiêu chuẩn,MPa

Mác theocườ ng độchịu nén

B3,5 4,50 M50 B35 44,95 M450

B5 6,42 M75 B40 51,37 M500B7,5 9,63 M100 B45 57,80 M600B10 12,84 M150 B50 64,22 M700B12,5 16,05 M150 B55 70,64 M700B15 19,27 M200 B60 77,06 M800B20 25,69 M250 B65 83,48 M900B22,5 28,90 M300 B70 89,90 M900B25 32,11 M350 B75 96,33 M1000B27,5 35,32 M350 B80 102,75 M1000

B30 38,53 M400

3.4.2. Tính thấm nướ c của bê tông

49




a. Khái niệm về mác bê tông theo độ chống thấmDướ i áp lực thuỷ t ĩ nh nướ c có thể thấm qua lỗ r ỗng mao quản. Thực tế nướ c

chỉ thấm qua những lỗ r ỗng có đườ ng kính lớ n hơ n 1μm, vì màng nướ c hấ p phụ trong các mao quản đã có chiều dày đến 0,5μm. Đối vớ i các công trình có yêu cầu

cầu về độ chống thấm nướ c thì cần phải xác định độ chống thấm theo áp lực

thuỷ t ĩ nh thực dụng.Mác bê tông theo độ chống thấm là áp lực nướ c tối đa (atm) mà ở áp lực đócó 4 trong 6 mẫu thử hình tr ụ d = h = 150 mm chưa bị nướ c thấm qua.

Căn cứ vào chỉ tiêu này chia bê tông thành các loại mác chống thấm: CT-2,CT-4, CT-6, CT-8, CT-10, CT-12.

b. Phươ ng pháp xác định (TCVN 3116:1993).Để kiểm tra mức độ chống thấm của bê tông cần chuẩn bị 6 mẫu thí nghiệm

hình tr ụ d = h = 150 mm. Sau khi lắ p các mẫu vào thiết bị thí nghiệm (hình 3-9) sẽ bơ m nướ c tạo áp lực tăng dần từng cấ p, mỗi cấ p 2 daN/cm2. Thờ i gian giữ mẫu ở

mỗi cấ p áp lực nướ c là 16 giờ . Tiến hành tăng áp tớ i khi thấy trên bề mặt viên mẫunào xuất hiện nướ c thấm qua thì khoá van và ngừng thử viên mẫu đó. Sau đó tiế ptục thử các mẫu còn lại.

Hình 3-9: Thiét bị xác định tính chố ng thấ m của bêtông1.Bơ m ; 2.Thùng đẳ ng áp ; 3. Đồng hồ áp lự c ; 4.Van chịu áp lự c ; 5.M ẫ u thử ; 6. Áo mẫ u.

c. Các biện pháp nâng cao khả năng chống thấmĐể nâng cao khả năng chống thấm cho bê tông cần lựa chọn thành phần vật

liệu một cách hợ p lý, nhào tr ộn k ỹ, đầm chặt tốt cũng như bảo dưỡ ng k ị p thờ I vàthườ ng xuyên.

3.5. Xác định thành phần vật liệu cho bê tông nặng3.5.1. Khái niệm

Thiết k ế thành phần bê tông là tìm ra tỷ lệ hợ p lý các loại nguyên vật liệunướ c, xi măng, cát, đá hoặc sỏi cho 1m3 bê tông sao cho đạt các chỉ tiêu k ỹ thuậtvà kinh tế.

Thành phần của bêtông đượ c biểu thị bằng khối lượ ng các loại vật liệu dùng

trong 1m3

bê tông hay bằng tỷ lệ về khối lượ ng (hoặc thể tích) trên một đơ n vị khốilượ ng (hoặc thể tích) xi măng.Để tính toán đượ c thành phần của bê tông phải dựa vào một số điều kiện như:

50




C ườ ng độ bê tông yêu cầu (mác bê tông): Thông thườ ng ngườ i ta lấy cườ ngđộ chịu nén của bê tông sau 28 ngày dưỡ ng hộ làm cườ ng độ yêu cầu.

Tính chấ t của công trình: Phải biết đượ c công trình làm việc trong môi tr ườ ngnào, trên khô hay dướ i nướ c, có ở trong môi tr ườ ng xâm thực mạnh không.

Đặc đ iể m của k ế t cấ u công trình: K ết cấu có cốt thép hay không có cốt thép,

cốt thép dày hay thưa, biết tiết diện của công trình r ộng hay hẹ p... Mục đích là để lựa chọn độ dẻo của hỗn hợ p bê tông và độ lớ n của đá (sỏi) cho hợ p lý. Điề u kiện nguyên vật liệu : Như mác và loại xi măng, loại cát, đá dăm hay sỏi

và các chỉ tiêu cơ lý của chúng. Điề u kiện thi công: Thi công bằng cơ giớ i hay thủ công.Để xác định thành phần bê tông ta có thể dùng nhiều phươ ng pháp khác nhau

như tính toán k ết hợ p vớ i thực nghiệm hoặc tra bảng có sẵn r ồi kiểm tra bằng thựcnghiệm

3.5.2. Cách xác định thành phần vật liệu cho 1m

3

bê tông bằng phươ ngpháp t ính toán kết hợ p vớ i thự c nghiệma. Nguyên tắc của phươ ng phápPhươ ng pháp tính toán lý thuyết k ết hợ p vớ i việc tiến hành kiểm tra bằng thực

nghiệm dựa trên cơ sở lý thuyết "thể tích tuyệt đối“ theo phươ ng pháp củaBolomey-Skramtaev, ngh ĩ a là tổng thể tích tuyệt đối (hoàn toàn đặc) của vật liệutrong 1m3 bê tông bằng 1000 (lít):

VX + V N + VC + VĐ = 1000 (lít). (3-5)Trong đ ó :

- VX, V N, VC, VĐ: Thể tích hoàn toàn đặc của xi măng, nướ c, cát, đátrong 1m3 bê tông, lít.

b. Các bướ c thự c hiệnBướ c 1: Tính sơ bộ thành phần vật liệu cho 1m3 bê tông.

Lự a chọn tính công tác (độ sụt, độ cứ ng): Căn cứ vào đặc điểm k ết cấu chọnchỉ tiêu độ sụt (SN, cm) theo bảng 3-11.

Xác định lượ ng nướ c: Căn cứ vào chỉ tiêu tính công tác đã lựa chọn, loại cốtliệu lớ n, cỡ hạt lớ n nhất của cốt liệu (Dmax), mô đun độ lớ n của cát tra bảng 3-17 để tìm lượ ng nướ c cho 1m3 bê tông.

Bảng 3-17

Kích thướ c hạt lớ n nhất của đá dăm, Dmax, mm10 20 40 70

Mô đun độ lớ n của cát, Mdl

Số thứ tự

Độ sụt,cm

1,5 1,9

2,0 2,4

2,5 3,0

1,5 1,9

2,0 2,4

2,5 3,0

1,5 1,9

2,0 2,4

2,5 3,0

1,5 1,9

2,0 2,4

2,5 3,0

1 1 2÷ 195 190 185 185 180 175 175 170 165 165 160 1552 3 4÷ 205 200 195 195 190 185 185 180 175 175 170 1653 5 6÷ 210 205 200 200 195 190 190 185 180 180 175 1704 7 8÷ 215 210 205 205 200 195 195 190 185 185 180 175

5 9 10÷ 220 215 210 210 205 200 200 195 190 190 185 1806 11 12÷ 225 220 215 215 210 205 205 200 195 195 190 185

51




Lượ ng nướ c xác định trong bảng ứng vớ i cốt liệu lớ n là đá dăm, xi măng pooclăng thông thườ ng và có giá tr ị không đổi khi lượ ng xi măng sử dụng tínhđượ c cho 1m3 bê tông trong khoảng 200÷400 kg/m3.

Khi lượ ng xi măng sử dụng tính đượ c cho 1m3 bê tông lớ n hơ n 400 kg/m3 thì

lượ ng nướ c tra bảng sẽ đượ c điều chỉnh theo nguyên tắc cộng thêm 1lít cho 10 kgxi măng tăng. Phụ gia sử dụng dạng bột cũng đượ c tính như xi măng để điều chỉnhlượ ng nướ c.

Khi sử dụng cốt liệu lớ n là sỏi, lượ ng nướ c giảm đi 10 lít.Khi sử dụng xi măng pooclăng hỗn hợ p, xi măng pooclăng xỉ thì lượ ng nướ c

cộng thêm 10 lít.Khi sử dụng xi măng pooclăng puzolan, lượ ng nướ c cộng thêm 15 lít.Khi sử dụng cát có Mđl = 1÷1,4 thì lượ ng nướ c tăng thêm 5 lít.Khi sử dụng cát có Mđl >3 thì lượ ng nướ c giảm đi 5 lít.

Xác định t ỷ lệ NX :

Tỷ lệ N

Xđượ c tính theo công thức của Bolomey-Skramtaev như sau :

- Đối vớ i bê tông thườ ng ⎟ ⎠

⎞⎜⎝

⎛ ÷= 2,51,4 N

X : 0,5

A.R

R

N

X

x

b += (3-6)

- Đối vớ i bê tông cườ ng độ cao ⎟ ⎠

⎞⎜⎝

⎛ > 2,5 N

X : 0,5

.R A

R

N

X

x1

b −= (3-7)

Trong đ ó :- R b : Cườ ng độ của bê tông ( kG/cm2 ), lấy bằng mác bê tông yêu cầutheo cườ ng độ nhân vớ i hệ số an toàn là 1,1 đối vớ i các tr ạm tr ộn tự động; là 1,15 đối vớ i các tr ạm tr ộn cân đong thủ công.- R x : Cườ ng độ thực tế của xi măng, kG/cm2.- A, A1: Hệ số chất lượ ng vật liệu đượ c xác định theo bảng 3-15.

Xác định lượ ng xi măng : N. N

XX ⎟

⎠

⎞⎜⎝

⎛ = (kg) (3-8)

Trong đó: tỷ lệ N

X

và lượ ng nướ c N đã xác định ở trên.Đem so sánh lượ ng xi măng tìm đượ c vớ i lượ ng xi măng tối thiểu (bảng 3-2),

nếu thấ p hơ n thì phải lấy lượ ng xi măng tối thiểu để tính tiế p. Để giữ nguyên

cườ ng độ bê tông theo thiết k ế ban đầu thì tỷ lệ N

X phải không thay đổi, do đó

lượ ng nướ c cũng phải tính lại.Khi lượ ng xi măng tính đượ c lớ n hơ n 400 kg cần hiệu chỉnh lại lượ ng nướ c

theo nguyên tắc cộng thêm 1 lít cho 10 kg xi măng tăng. Sau đó giữ nguyên tỷ lệ

N

X đã tính đượ c và tính lại lượ ng xi măng theo lượ ng nướ c đã đượ c hiệu chỉnh.

Hàm lượ ng phụ gia (PG) đượ c tính theo % hàm lượ ng xi măng

52




Xác định lượ ng cố t liệu lớ n (đ á hoặc sỏi) và cố t liệu nhỏ :Để xác định lượ ng cốt liệu lớ n và nhỏ phải dựa vào nguyên tắc đã nêu, tức là

thể tích 1m3 (hoặc 1000 lít) hỗn hợ p bê tông sau khi đầm chặt bao gồm thể tíchhoàn toàn đặc của cốt liệu và thể tích hồ xi măng.

Gọi thể tích hoàn toàn đặc của xi măng, nướ c, cát, đá (sỏi) lần lượ t là VX; V N;

VC; VĐ ta có : VX + V N + VC + VĐ = 1000Hay 1000

ρ

Ð

ρ

C N

ρ

X

ÐCX

=+++ (3-9)

Mặt khác vữa xi măng (xi măng, nướ c và cát)trong 1m3 hỗn hợ p cần phải nhét đầy các lỗ r ỗngvà có k ể đến hệ số dư vữa α bao bọc các hạt cốtliệu lớ n để cho hỗn hợ p bê tông đạt đượ c độ dẻocần thiết. Xuất phát từ đó ta có thể biểu diễn sự tươ ng quan của các đại lượ ng bằng phươ ng trình

sau :

Hình 3-10: Biể u đồ xác định hệ số tr ượ t(hệ số d ư vữ a)

αr ρ

ÐÐ

VÐ

⋅⋅=ρ

C N

ρ

X

CX

++ (3-10)

Trong đ ó :- ρĐ , ρVĐ : Khối lượ ng riêng, khối lượ ngthể tích của đá (sỏi), kg/l .- r Đ : Độ r ỗng của đá (sỏi).- α: Hệ số tr ượ t (hệ số dư vữa)

Đối vớ i hỗn hợ p bê tông cứng α = 1,05÷1,15.

Đối vớ i hỗn hợ p bê tông dẻo cần SN = 2÷12 cm thì giá tr ị α đượ c tra theo biểu đồ (hình 3-10) hoặc bảng 3-17. Để xác định giá tr ị α cần xác định thể tích củahồ xi măng:

(lít) NX

VX

H +ρ

= (3-11)

Từ (3-6) và (3-7) ta tính đượ c lượ ng cốt liệu lớ n :

ÐÐV

Ð

ρ

1

ρ

r .α1000

Ð+

= (kg) (3-12)

hoặc:1)1.(r

ÐD

vÐ

+−α

ρ= (kg) (3-13)

Lượ ng cát: CÐX

ρ.ρ

Ð N

ρ

X1000C ⎥

⎦

⎤⎢⎣

⎡⎟⎟ ⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛ ++−= (kg) (3-14)

Trong đ ó :- ρX ; ρC : Khối lượ ng riêng của xi măng, cát (kg/l)- Hệ số dư vữa α dùng cho hỗn hợ p bê tông dẻo

Hệ số dư vữa trong bảng dùng cho hỗn hợ p bê tông sử dụng cốt liệu lớ n là đádăm, nếu dùng sỏi giá tr ị α trong bảng cộng thêm 0,06.

53




Thành phần cấ p phối cho 1m3 bê tông đượ c biểu thị bằng khối lượ ng từngnguyên vật liệu (kg) hoặc bằng tỷ lệ pha tr ộn theo khối lượ ng, lấy khối lượ ng củaxi măng làm chuẩn.

Bảng 3-18

Hệ số dư vữ a ứ ng vớ i thể tích hồ xi măng VH = NX

x

+

ρ

(l/m3) bằngMô

đun độ lớ ncủa cát 225 250 275 300 325 350 375 400 425 450

3,02,752,42,252,01,75

1,5

1,331,301,261,241,221,14

1,07

1,381,351,311,291,271,19

1,12

1,431,401,361,341,321,24

1,17

1,481,451,411,391,371,29

1,22

1,521,491,451,431,411,33

1,26

1,561,531,491,471,451,37

1,30

1,591,561,521,51,481,40

1,33

1,621,591,551,531,511,43

1,36

1,641,611,571,551,531,45

1,38

1,661,631,591,571,551,47

1,40

Sau khi tính đượ c thành phần vật liệu cho 1m3 bê tông cần lậ p 3 thành phầnđịnh hướ ng.

- Thành phần 1 (thành phần cơ bản) như đã tính ở trên.- Thành phần 2 là thành phần tăng 10% xi măng so vớ i lượ ng xi măng ở thành

phần 1. Lượ ng nướ c như thành phần 1, nhưng nếu X > 400 kg thì lượ ng nướ c phảihiệu chỉnh lại. Thành phần cốt liệu lớ n và nhỏ cũng tính lại theo lươ ng xi măng vàlượ ng nướ c đã hiệu chỉnh.

- Thành phần 3 là thành phần giảm 10% xi măng so vớ i lượ ng xi măng ở thành phần 1. Lượ ng nướ c như thành phần 1. Thành phần cốt liệu lớ n và nhỏ cũng tínhlại theo lượ ng xi măng.

Ví dụ: Tính toán thành phần vật liệu cho bê tông mác 200 (theo cườ ng độ chịu nén,

kG/cm2) ở tuổi 28 ngày. Mẫu chuẩn 150 x 150 x 150 mm. Bê tông không có yêucầu gì đặc biệt, môi tr ườ ng sử dụng thông thườ ng. Điều kiện thi công cơ giớ i.

Đặc điểm k ết cấu: sàn BTCT, dày 10cm, giớ i hạn Dmax 20 mm. Vật liệuchế tạo:

- Xi măng Nghi Sơ n PCB 30. Cườ ng độ thực tế: 37,8 N/mm2 (thí nghiệm theoTCVN 6016:1995). Khối lượ ng riêng : ρx= 3,1 g/cm3.

- Sỏi có khối lượ ng riêng : ρđ = 2,56 g/cm3, khối lượ ng thể tích xố p : ρvđ =1520 kg/m3.

Đườ ng kính hạt lớ n nhất Dmax= 20mm. Độ r ỗng của sỏi Vr = 41,0%.- Cát vàng có khối lượ ng riêng: ρc = 2,62 g/cm3. Mô đun độ lớ n: Mđl = 2,5.

Không có lượ ng hạt trên 5mm.- Phụ gia: không sử dụng.Trình tự tính toán thành phần bê tông như sau:- Chọn độ sụt: Căn cứ vào đặc điểm k ết cấu bê tông tra bảng 3-11, chọn

SN=7÷8cm.

54




- Xác định lượ ng nướ c N: Căn cứ vào độ sụt, mô đun độ lớ n của cát và Dmax

tra bảng 3-17 đượ c N =195 lít, do dùng sỏi nên phải giảm 10 lít vì vậy N = 185lít.- Xác định tỉ lệ X /N: áp dụng công thức (3-6) vớ i hệ số A = 0,50 (tra bảng 3-

15)

712,15,0378.50,0

15,1.2005,0

R .A

R

N

X

x

b =+=+=

- Xác định hàm lượ ng ximăng X: áp dụng công thức (3-8):

X = ( N

X).N=1,712.185 = 317 kg.

So sánh lượ ng xi măng tính đượ c vớ i lượ ng xi măng tối thiểu qui định (bảng3-2) thấy đạt yêu cầu, không phải điều chỉnh.

- Hiệu chỉnh N: do X< 400 kg nên không phải hiệu chỉnh- Xác định hàm lượ ng phụ gia : không sử dụng- Xác định hàm lượ ng cốt liệu lớ n (sỏi):

Để xác định hệ số dư vữa α cần tính thể tích hồ xi măng, áp dụng công thức

(3.9): (lít)2871851,3

317 N

XV

XH =+=+

ρ=

Xác định hệ số dư vữa α: tra bảng 5-18 : có α = 1,38 nhưng do dùng sỏi nên phải thêm 0,06, vậy α = 1,38+0,06 =1,44.

Xác định hàm lượ ng cốt liệu lớ n Đ:Áp dụng công thức (3-13):

1287

1)144,1.(41.0

1520

1)1.(r

Ðd

vÐ =

+−

=

+−α

ρ= kg

Xác định hàm lượ ng cốt liệu nhỏ C:Áp dụng công thức (3-14):

)kg(55062,2.18556,2

1287

1,3

3171000.

NÐX1000C c

nÐx

=⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡⎟ ⎠

⎞⎜⎝

⎛ ++−=ρ⎥

⎦

⎤⎢⎣

⎡⎟⎟ ⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛

ρ+

ρ+

ρ−=

Lậ p 3 thành phần định hướ ng:Lấy thành phần 1là thành phần cơ sở như k ết quả tính toán ta tính thêm 2

thành phần nữa để lậ p thành 3 thành phần định hướ ng. Thành phần 2 và thành phần

3 ứng vớ i lượ ng xi măng tăng, giảm 10% còn lượ ng cốt liệu đượ c tính lại theotrình tự các bướ c như đã nêu trên.Sau khi tính toán ta có 3 thành phần định hướ ng như sau:

Thành phần vật liệu cho 1m3 bê tôngThành phần bê tông

X,kg C, kg Đ, kg N, lít PG, lítThành phần 1- Cơ sở 317 500 1287 185 -Thành phần 2-tăng 10% xi măng 349 536 1274 185 -Thành phần 3-giảm 10% xi măng 285 567 1297 185 -

Bướ c 2: Kiểm tra bằng thự c nghiệmBướ c tính sơ bộ ta đã xác định đượ c lượ ng xi măng, nướ c, cát, đá (sỏi) cho1m3 hỗn hợ p bê tông. Song trong quá trình tính ta đã dựa vào một số bảng tra, biểu

55




đồ, công thức, mà điều kiện thành lậ p bảng tra, biểu đồ và công thức đó có thể khác vớ i vớ i điều kiện thực tế. Vì vậy phải kiểm tra bằng thực nghiệm để xem vớ iliều lượ ng vật liệu tính toán ở trên hỗn hợ p bê tông và bê tông có đạt các yêu cầuk ỹ thuật không. Khi thí nghiệm phải đồng thờ i tiến hành kiểm tra 3 thành phần đãtính ở bướ c sơ bộ, thông qua đó chọn thành phần đáp ứng yêu cầu về chất lượ ng bê

tông, điều kiện thi công và cho đủ sản lượ ng 1m3

. Trình tự thực hiện như sau:*Tính liề u lượ ng vật liệu cho một mẻ tr ộn thí nghiệm:Tùy thuộc vào số lượ ng mẫu, kích thướ c mẫu bê tông cần đúc để kiểm tra

cườ ng độ mà tr ộn mẻ hỗn hợ p bê tông vớ i thể tích chọn theo bảng 3-19.Bảng 3-19

Thể tích mẻ tr ộn vớ i số viên mẫu cần đúc, lítMẫu lập phươ ngkích thướ c cạnh, cm 3 6 9 12

10 x 10 x 10 6 8 12 1615 x 15 x 15 12 24 36 48

20 x 20 x 20 25 50 75 10030 x 30 x 30 85 170 255 340

Từ liều lượ ng vật liệu của 1m3 bê tông đã tính đượ c ở bướ c tính sơ bộ cho 3thành phần sẽ xác định đượ c khối lượ ng vật liệu cho mỗi mẻ tr ộn theo thể tích cầncó.

* Kiể m tra tính công tác của hỗ n hợ p bê tông : Đột sụt hoặc độ cứng.Khi kiểm tra độ sụt có thể xảy ra các tr ườ ng hợ p sau:- Độ sụt thực tế bằng độ sụt yêu cầu.- Độ sụt thực tế nhỏ hơ n hay lớ n hơ n độ sụt yêu cầu.Khi kiểm tra độ cứng cũng có thể xảy ra các tr ườ ng hợ p tươ ng tự :- Độ cứng thực tế bằng độ cứng yêu cầu.- Độ cứng thực tế lớ n hơ n hoặc nhỏ hơ n độ cứng yêu cầu.

Nếu độ sụt thực tế nhỏ hơ n độ sụt yêu cầu khoảng 2÷3cm thì phải tăng thêm 5lít nướ c cho 1 m3 bê tông.

Nếu độ sụt thực tế nhỏ hơ n độ sụt yêu cầu 4÷5cm tr ở lên thì phải tăng cả nướ c

và xi măng sao cho tỷ lệ N

X không thay đổi cho tớ i khi nào hỗn hợ p bê tông đạt

tính công tác theo yêu cầu. Để tăng một cấ p độ sụt khoảng 2-3cm cần thêm 5 lítnướ c. Nếu độ sụt thực tế lớ n hơ n độ sụt yêu cầu khoảng 2-3cm thì phải tăng thêm

lượ ng cốt liệu cát và đá (sỏi) khoảng 2÷3% so vớ i khối lượ ng ban đầu. Nếu độ sụt thực tế lớ n hơ n độ sụt yêu cầu khoảng 4÷5cm tr ở lên thì phải tăng

thêm đồng thờ i lượ ng cốt liệu cát, đá (sỏi) và xi măng khoảng 5% so vớ i khốilượ ng ban đầu.

Trong quá trình kiểm tra bằng thực nghiệm cần ghi lại lượ ng vật liệu đã thêmvào các mẻ tr ộn để sau này điều chỉnh lại ở bướ c 3.

* Đúc mẫ u bê tông:Lấy hỗn hợ p bê tông đã đạt độ sụt để đúc các mẫu bê tông. Đúc mẫu bằng cáckhuôn có kích thướ c tiêu chuẩn hoặc các khuôn mẫu có hình dạng, kích thướ c khác

56




theo TCVN3105:1993. Số mẫu đúc thườ ng là 3, cũng có thể là 6 hoặc 9 mẫu tùythuộc vào cườ ng độ của bê tông cần phải xác định thêm ở những tuổi nào.

*Xác định khố i lượ ng thể tích của hỗ n hợ p bê tông đ ã lèn chặt: Ngay sau khi đúc mẫu, cần xác định khối lượ ng thể tích của hỗn hợ p bê tông

đã lèn chặt trong khuôn

)/(V

mmk

k btk vh lkg−= + ρ

Trong đ ó:- ρvh : Khối lượ ng thể tích của hỗn hợ p bê tông đã lèn chặt (kg/l)- mk + bt: Khối lượ ng của khuôn đã chứa hỗn hợ p bê tông khi đúc mẫu (kg).- mk : Khối lượ ng của khuôn (kg).- Vk : Thể tích của khuôn (lít).

* Xác định thể tích thự c t ế của các mẻ tr ộn thí nghiệm:Trong quá trình kiểm tra bằng thực nghiệm, có thể đã thêm nguyên vật liệu

vào để hỗn hợ p bê tông đạt tính dẻo yêu cầu nên thể tích của các mẻ tr ộn thínghiệm dự kiến ban đầu đã thay đổi, cần tính thể tích thực tế của mỗi mẻ tr ộn (3mẻ cho 3 thành phần) bằng công thức sau:

vh

1111m ρ

ÐC NXV

+++= (lít)

Trong đ ó :- Vm : Thể tích thực của mẻ tr ộn thí nghiệm (lít).- X1 ; N1 ; C1 ; Đ1 : Lượ ng xi măng, nướ c, cát, đá (sỏi) đã dùng mẻ tr ộnthí nghiệm sau khi kiểm tra k ể cả nguyên vật liệu thêm vào (kg).

* Kiể m tra cườ ng độ :Sau khi bảo dưỡ ng trong điều kiện tiêu chuẩn đủ 28 ngày, các mẫu đượ c xác

định cườ ng độ chịu nén theo TCVN 3118:1993. Nếu các mẫu thí nghiệm có hìnhdáng kích thướ c không tiêu chuẩn thì phải chuyển về cườ ng độ của mẫu tiêuchuẩn.

Trên cơ sở 3 thành phần đã thí nghiệm, chọn một thành phần có cườ ng độ nénthực tế (R tt) vượ t mác bê tông yêu cầu thiết k ế theo cườ ng độ nén. Nếu tr ộn bê tông

bằng các tr ạm tr ộn tự động thì lấy độ vượ t mác khoảng 10%. Nếu tr ộn bê tông bằng các tr ạm tr ộn cân đong thủ công thì lấy độ vượ t mác khoảng 15%.

Bướ c 3: Xác định lại khối lượ ng vật liệu thự c tế cho 1m3 bê tông* Thành phần vật liệu cho 1m3 bê tông khi chư a k ể đế n độ ẩ m của cố t liệu

trên hiện tr ườ ng: Trong quá trình kiểm tra bằng thực nghiệm có thể ta đã thêm nguyên vật liệu

để bê tông đạt các yêu cầu k ỹ thuật nên liều lượ ng vật liệu cho 1m3 bê tông đã thayđổi do đó phải tính lại.

Tiến hành tính lại liều lượ ng vật liệu theo các công thức sau :

(kg)1000V

XX'

m

1 ×= ; (kg)1000V

CC'

m

1 ×=

(l)1000V N N'

m

1 ×= ; (kg)1000V§Ð'

m

1 ×=

57




Trong đ ó :-X1, N1,C1,Đ1 : - Lượ ng xi măng , nướ c, cát, đá (sỏi) đã dùng cho mẻ

tr ộn thí nghiệm có thể tích Vm (lít) sau khi kiểm tra (kg).-X’; N’; C’; Đ’ : - Lượ ng xi măng, nướ c, cát, đá (sỏi) dùng cho 1m3 bê

tông sau khi kiểm tra (kg).

* Thành phần vật liệu ẩ m: Khi tính toán sơ bộ thành phần vật liệu cho 1m3 bê tông ta giả thiết là nguyênvật liệu hoàn toàn khô, nhưng trong thực tế cát và đá luôn bị ẩm nên phải tính đếnđể điều chỉnh lại lượ ng nguyên vật liệu cho chính xác.

Lượ ng nguyên vật liệu ẩm trên hiện tr ườ ng đượ c tính theo các công thức sau:Xht = X’(kg)Cht = C’.(1 + WC) (kg)Đht = Đ’.(1 + WĐ)(kg)

Nht = N’ - (C’.WC + Đ’.WĐ) (lít)

Trong đ ó-Xht, Cht, Đht, Nht: lượ ng xi măng, cát ẩm, đá ẩm và nướ c sẽ sử dụng cho1m3 bê tông ở hiện tr ườ ng (kg).-X’, C’, Đ’, N’: lượ ng xi măng, cát, đá, nướ c, theo thiết k ế ở điều kiện

cốt liệu khô cho 1m3 bê tông (kg).- WC ,WĐ : độ ẩm của cát và đá (%).

Như vậy qua các bướ c tính sơ bộ, kiểm tra bằng thực nghiệm và điều chỉnh lạita đã xác định đượ c thành phần vật liệu cho 1m3 bê tông. Tùy theo điều kiện thicông thực tế mà ta có thể biểu thị cấ p phối theo những cách khác nhau. Nếu điềukiện thi công bê tông không có thiết bị định lượ ng cân (kg) thì ta nên biểu thị cấ p

phối bằng tỷ lệ pha tr ộn theo thể tích, lấy thể tích tự nhiên của xi măng làm chuẩn.

3.5.3. Cách xác định thành phần vật liệu cho 1m3 bê tông bằng phươ ngpháp tra bảng kết hợ p vớ i thự c nghiệm

a. Bảng tra thành phần vật liệu cho 1m3 bê tôngCăn cứ vào các tính chất cơ lý chủ yếu của vật liệu, mác bê tông yêu cầu, các

chỉ tiêu tính dẻo cần thiết của hỗn hợ p bê tông, ngườ i ta đã tính đượ c thành phầnvật liệu cho các loại bê tông mác thông thườ ng (100-400) và lậ p ra các bảng theo

phụ lục 2.

Ví dụ: Bảng tra thành phần vật liệu cho 1m3

bê tông dùng xi măng PC40(hoặc PCB40), độ sụt của hỗn hợ p bê tông 6-8 cm, đá dăm có Dmax = 20 vớ i cácloại bê tông mác 150-400 như sau:

Bảng 3-20Mác bê tôngThành phần

vật liệuĐơ n vị

150 200 250 300 350 400Xi măng Kg 246 296 344 394 455 458Cát vàng m3 0,495 0,475 0,456 0,436 0,400 0,424Đá dăm m3 0,891 0,881 0,872 0,862 0,851 0,861

Nướ c Lít 195 195 195 195 200 181Phụ gia

Phụ giadẻo hóa

58




Ghi chú: Đá d ăm có (40- 70)% cỡ 0,5 x 1 cm và (60 - 30)% cỡ 1 x 2 cm .b. Nguyên tắc của phươ ng phápTrên giả thiết các điều kiện về nguyên vật liệu và tính chất của hỗn hợ p bê

tông cũng như bê tông ngườ i ta đã tính toán và kiểm tra để có liều lượ ng vật liệu

cho các loại bê tông thông dụng. Nhưng trong thực tế khi thi công vớ i liều lượ ngvật liệu đó thì có thể hỗn hợ p bê tông hoặc bê tông chưa đạt yêu cầu theo thiết k ế vì vậy tr ướ c khi thi công chính thức ta phải kiểm tra lại để có sự điều chỉnh cho

phù hợ p vớ i điều kiện thực tế tại công tr ườ ng. Như vậy nguyên tắc của phươ ng pháp là tra bảng để tìm sơ bộ thành phần vật liệu cho 1m3 bê tông sau đó phải kiểmtra bằng thực nghiệm để có thành phần hợ p lý.

c. Các bướ c thự c hiện Bướ c 1:Tra bảng xác đị nh sơ bộ thành phần vật liệu cho 1m

3bê tông

Khi tra bảng xác định sơ bộ thành phần vật liệu cho 1m3 bê tông cần phải căn

cứ vào các yếu tố :- Loại mác xi măng- Độ sụt- Dmax của cốt liệu lớ n- Mác bê tông

Sau khi tra bảng xác định đượ c thành phần vật liệu cho 1m3 bê tông cần lậ p 3thành phần định hướ ng tươ ng tự phươ ng pháp tính k ết hợ p vớ i thực nghiệm

Bướ c 2: Kiể m tra bằng thự c nghiệm

(tươ ng tự phươ ng pháp tính k ết hợ p vớ i thực nghiệm) Bướ c 3 : Xác đị nh lại khố i lượ ng vật liệu thự c t ế cho 1m

3 bê tông

(tươ ng tự phươ ng pháp tính k ết hợ p vớ i thực nghiệm)

3.5.4. Hệ số sản lượ ng bê tông và ứ ng dụnga. Hệ số sản lượ ng bê tôngTrong thực tế, khi chế tạo bê tông vật liệu đượ c sử dụng ở tr ạng thái tự nhiên

(VVX; VVC; VVĐ) cho nên thể tích hỗn hợ p bê tông sau khi nhào tr ộn (V b) luôn luônnhỏ hơ n tổng thể tích tự nhiên của các nguyên vật liệu, điều đó đượ c thể hiện bằnghệ số sản lượ ng bê tông β.

V§VC VX

b

VVV

V

++=β Khi đã biết lượ ng nguyên vật liệu cho 1m3 bê tông tại hiện tr ườ ng thì hệ số

sản lượ ng bê tông đượ c xác định theo công thức sau :

htV§

ht

htVC

ht

htVX

ht §C X

1000

ρρρ

β++

=

Trong đ ó- Xht, Cht, Đht: - Khối lượ ng xi măng, cát, đá (sỏi) dùng cho 1m3 bê tông

(kg)- ρVXht ; ρVCht ; ρVĐht : Khối lượ ng thể tích của xi măng, cát, đá(sỏi) tạihiện tr ườ ng (kg/l).

59




Tùy thuộc vào độ r ỗng của cốt liệu, giá tr ị β thực tế thườ ng là 0,6 - 0,7.b. Ứ ng dụngHệ số sản lượ ng bê tông đượ c ứng dụng để tính lượ ng nguyên vật liệu cho mẻ

tr ộn của máy có dung tích sản xuất (hay dung tích hữu ích) của thùng tr ộn là Vo (l).

ht

0

0X

1000

V.βX =

(kg) ; ht

0

0 N

1000

V.β N =

(l)

ht0

0 C1000

V.βC = (kg) ; ht

00 Ð

1000

V.βÐ = (kg)

Trong đ ó :- Xo, No, Co, Đo: - Lượ ng xi măng, nướ c, cát, đá (sỏi) dùng cho một mẻ tr ộn (kg)- Xht, Nht, Cht, Đht: - Lượ ng xi măng, nướ c, cát, đá (sỏi) dùng cho 1m3 bêtông tại hiện tr ườ ng (kg)

Để dễ áp dụng ngoài thực tế của công tr ườ ng khi không có điều kiện định

lượ ng cân tự động ta nên chuyển đổi khối lượ ng của cát, đá theo thể tích.

3.6. Vữ a xây dự ng3.6.1. Khái niệm và phân loại vữ a xây dự ng a. Khái niệmTươ ng tự như bê tông, vữa xây dựng cũng là loại vật liệu đá nhân tạo thành

phần bao gồm chất k ết dính, nướ c, cốt liệu nhỏ và phụ gia. Các thành phần nàyđượ c nhào tr ộn theo tỷ lệ thích hợ p, khi mớ i nhào tr ộn hỗn hợ p có tính dẻo gọi làhỗn hợ p vữa, sau khi cứng r ắn có khả năng chịu lực gọi là vữa. Phụ gia có tác dụng

cải thiện tính chất của hỗn hợ p vữa và vữa. Do không có cốt liệu lớ n nên cườ ng độ chịu lực của vữa thấ p hơ n so vớ i bê

tông khi sử dụng cùng lượ ng và cùng loại chất k ết dính. Mặt khác trong vữa là chỉ có cốt liệu nhỏ, khi xây và trát phải tr ải thành lớ p mỏng, diện tích tiế p xúc vớ i nềnxây, vớ i mặt trát và vớ i không khí khá lớ n, nướ c dễ bị mất đi, do đó lượ ng nướ cnhào tr ộn vữa cần lớ n hơ n so vớ i bê tông.

b. Phân loạiVữa xây dựng đượ c thườ ng đượ c phân loại theo loại chất k ết dính, theo khối

lượ ng thể tích và theo công dụng của vữa.

Theo chấ t k ế t dính: vữa xi măng, vữa vôi, vữa thạch cao và vữa hỗn hợ p (ximăng - vôi; xi măng - đất sét).Theo khố i lượ ng thể tích: vữa nhẹ ρv ≤1500 kg/m3 , vữa nặng ρv > 1500

kg/m3,

Theo công d ụng: vữa xây, vữa trát, vữa láng, lát, ố p, vữa trang trí, vữa chốngthấm v.v...

3.6.2. Vật liệu chế tạo vữ aa. Chất kết dính

Để chế tạo vữa thườ ng dùng chất k ết dính vô cơ như vôi không khí, thạchcao xây dựng, xi măng pooclăng, xi măng pooclăng hỗn hợ p và các loại xi măng pooclăng khác.

60




Việc lựa chọn sử dụng loại chất k ết dính phải đảm bảo cho vữa có cườ ng độ và độ ổn định trong điều kiện cụ thể.

Trong môi tr ườ ng không khí khô, đối vớ i các công trình tạm nên dùng vữavôi (nếu nguồn cung cấ p thuận lợ i và r ẻ tiền). Để đảm bảo cườ ng độ và độ dẻo nếukhông có yêu cầu gì đặc biệt nên dùng vữa tam hợ p mác 10 - 75. Trong môi tr ườ ng

ẩm ướ t nên dùng vữa xi măng mác 75-150. Vôi r ắn trong không khí thườ ng đượ cdùng ở dạng vôi nhuyễn hoặc bột vôi sống. Nếu dùng vôi nhuyễn phải lọc sạch cáchạt sạn. Thạch cao thườ ng đượ c sử dụng để chế tạo vữa trang trí, vì có độ mịn và bóng cao.

b. Cốt liệuCốt liệu cát là bộ xươ ng chịu lực cho vữa đồng thờ i cát còn có tác dụng

chống co ngót cho vữa và làm tăng sản lượ ng vữa.Để chế tạo vữa có thể sử dụng cát thiên nhiên hoặc cát nhân tạo nghiền từ các

loại đá đặc hoặc đá r ỗng. Chất lượ ng cát có ảnh hưở ng nhiều đến cườ ng độ của

vữa. Cát phải đảm bảo các yêu cầu chủ yếu theo bảng 3-21. Bảng 3-21Mứ c theo mác vữ a

Tên các chỉ tiêu Nhỏ hơ n75

Lớ n hơ n hoặcbằng 75

1- Môđun độ lớ n không nhỏ hơ n 0,7 1,52- Sét, các tạ p chất ở dạng cục không có Không có3- Lượ ng hạt lớ n hơ n 5 mm không có không có4- Khối lượ ng thể tích, kg/m3, không nhỏ hơ n 1150 1250

5- Hàm lượ ng bùn, bụi sét bẩn,%, không lớ n hơ n 10 36- Hàm lượ ng muối sunfat, sunfit tính ra SO3 theo% khối lượ ng cát, không lớ n hơ n

2 1

7- Lượ ng hạt nhỏ hơ n 0,14mm, %, không lớ n hơ n 35 20

c. Phụ gia

Hình 3-11: Dụng cụ thử độ lư u động của vữ a

1.M ũi côn; 2.Xô đự ng vữ a

3. Đồng hồ có vạch chia;4.Ốc vặn ;8-Bảng chia ;9- Phễ u

Khi chế tạo vữa có thể dùng tất cả các loại phụ gia như bê tông. Việc sử dụng phụ gia loại nào, hàm lượ ng baonhiêu đều phải đượ c kiểm tra bằng thực nghiệm.

d. Nướ c Nướ c dùng để chế tạo vữa là nướ c sạch. Tuỳ theo mục

đích sử dụng hàm lượ ng các tạ p chất phải thoả mãn TCVN302: 2004

3.6.3. Các tính chất cơ bản của hỗn hợ p vữ a và vữ aa. Độ lư u động của hỗn hợ p vữ aĐộ lưu động của hỗn hợ p vữa là tính chất quan tr ọng

đảm bảo năng suất thi công và chất lượ ng của khối xây.Độ lưu động đượ c đánh giá bằng độ cắm sâu vào hỗn

hợ p vữa của côn tiêu chuẩn nặng 300 ± 2g (hình 3-11), độ lưu động đượ c tính bằng cm đượ c xác định như sau:

61




Hỗn hợ p vữa tr ộn xong đượ c đổ ngay vào phễu, dùng thanh thép φ10 hoặcφ12 đầm vào vữa trong phễu 25 cái sau đó lấy bớ t vữa ra sao cho mặt vữa thấ p hơ nmiệng phễu 1 cm. Dằn nhẹ phễu 5 - 6 lần trên mặt bàn hay nền cứng. Đặt phễudướ i côn r ồi hạ côn xuống cho mũi côn chạm vào mặt vữa r ồi thả vít cho côn r ơ i tự do xuống hỗn hợ p vữa trong phễu. Đọc mức chỉ trên đồng hồ đo để xác định độ

cắm sâu của côn (S, cm).Độ lưu động của hỗn hợ p vữa lấy theo k ết quả trung bình cộng của hai lần thử lấy cùng một mẫu vữa.

Độ lưu động của hỗn hợ p vữa cũng như bê tông phụ thuộc vào nhiều yếu tố như lượ ng nướ c nhào tr ộn, loại chất k ết dính, lượ ng chất k ết dính.

b. Cườ ng độ chịu lự c của vữ a Đị nh nghĩ a mác vữ aCườ ng độ chịu nén là chỉ tiêu quan tr ọng nhất để đánh giá chất lượ ng của các

loại vữa thông thườ ng. Cườ ng độ chịu nén của vữa đượ c xác định bằng thí nghiệm

các mẫu vữa hình khối có cạnh 7,07cm. Dựa trên cườ ng độ chịu nén mà định ramác vữa.Mác vữa là tr ị số giớ i hạn cườ ng độ chịu nén trung bình của những mẫu vữa

hình khối lậ p phươ ng có cạnh 7,07 cm, đượ c chế tạo và bảo dưỡ ng 28 ngày trongđiều kiện tiêu chuẩn (to = 27± 2oC, còn độ ẩm thì tùy thuộc vào loại chất k ếtdính sử dụng trong vữa).

Theo tiêu chuẩn TCVN 4314 :1986, có các loại mác vữa thông dụng sau :4 ; 10 ; 25 ; 50 ; 75 ; 100 ; 150 ; 200 ; 300.

Phươ ng pháp xác đị nh

Giớ i hạn bền chịu nén của vữa đượ c thử bằng cách nén vỡ các mẫu vữa hìnhlậ p phươ ng kích thướ c 7,07 x 7,07 x 7,07 cm hoặc các nửa mẫu dầm sau khi chịuuốn.

Xác định bằ ng các mẫ u lậ p phươ ng có kích thướ c 7,07 x 7,07 x 7,07 cm.Khi hỗn hợ p vữa có độ lưu động nhỏ hơ n 4 cm, mẫu đượ c đúc trong khuôn

thép có đáy, còn nếu hỗn hợ p vữa có độ lưu động lớ n hơ n 4 cm thì mẫu đượ c đúctrong khuôn thép không có đáy.

Sau khi bảo dưỡ ng đủ số ngày quy định các mẫu vữa đượ c đem nén. K ết quả của phép thử đượ c tính bằng trung bình cộng giá tr ị của 3 hoặc 5 viên mẫu thử. Saisố k ết quả của từng viên mẫu vớ i giá tr ị trung bình không đượ c vượ t quá ± 15%vớ i mẫu tạo hình và dưỡ ng hộ trong phòng thí nghiệm và không vượ t quá ± 20%vớ i các mẫu chế tạo tại công tr ườ ng. Nếu 2 trong 3 hoặc 3 trong 5 viên mẫu thử không đạt yêu cầu thì phải tiến hành thực hiện lại.

Xác định bằ ng các nử a mẫ u d ầm sau khi chịu uố n:Để xác định cườ ng độ chịu nén của vữa ngườ i ta cũng có thể sử dụng các nửa

mẫu dầm sau khi chịu uốn, mẫu dầm có kích thướ c 160 x 40 x 40.Để chuyển giớ i hạn bền chịu nén của vữa xác định bằng cách thử nửa mẫu

dầm sang giớ i hạn bền chịu nén xác định bằng các mẫu lậ p phươ ng cùng điều kiệnchế tạo và bảo dưỡ ng như nhau thì nhân vớ i hệ số 0,8 cho các mẫu vữa mác dướ i

100. Vớ i vữa mác từ 100 tr ở lên thì giớ i hạn bền nén của các mẫu nửa dầm đúng bằng giớ i hạn bền nén của các mẫu lậ p phươ ng.

62




Các yế u t ố ảnh hưở ng t ớ i cườ ng độ ch ị u lự c của vữ aCườ ng độ chịu lực của vữa phụ thuộc vào loại chất k ết dính, lượ ng chất k ết

dính, tỷ lệ nướ c/chất k ết dính, chất lượ ng của cát, điều kiện bảo dưỡ ng và thờ i giancứng r ắn.

c. Tính chống thấm

Vữa trát ở mặt ngoài khối xây của công trình chịu áp lực nướ c cần phải có tínhchống thấm tươ ng ứng.Tính chống thấm đượ c xác định bằng cách cho mẫu vữa dày 2 cm chịu áp lực

nướ c lúc đầu 0,5 atm, sau 1 giờ tăng lên 1 atm, sau 2 giờ tăng 1,5 atm, sau 3 giờ tăng 2 atm r ồi để 24 giờ mà nướ c không thấm qua thì coi là vữa có tính chốngthấm.

3.6.4. Xác định thành phần vật liệu cho vữ a a. Khái niệm chung

Tươ ng tự như bê tông để có cấ p phối vữa chính xác phải tiến hành tính toánhoặc tra bảng tìm sơ bộ thành phần vật liệu cho 1m3 vữa, sau đó kiểm tra bằng thựcnghiệm và điều chỉnh lại cho phù hợ p vớ i điều kiện thực tế.

b. Xác định thành phần vật liệu cho vữ a bằng phươ ng pháp tra bảng kếthợ p vớ i kiểm tra bằng thự c nghiệm

Bảng tra thành phần vật liệu cho 1m3 vữ aCăn cứ vào các tính chất cơ lý chủ yếu của vật liệu, loại vữa, mác vữa yêu

cầu, ngườ i ta đã tính đượ c thành phần vật liệu cho các loại vữa mác thông thườ ng(25-150) và lậ p ra các bảng theo phụ lục 3

Ví dụ: thành phần vật liệu cho 1m3 vữa xi măng dùng xi măng PC30 (hoặcPCB 30) và cát có mô đun độ lớ n Mđl > 2, cho các loại mác vữa như bảng 3-22:

Bảng 3-22Mác vữ aThành phần

vật liệuĐơ n vị

25 50 75 100 125Xi măng kg 116,01 213,02 296,03 385,04 462,05Cát vàng m3 1,19 1,15 1,12 1,09 1,05

Các bướ c thự c hiện Bướ c 1:Tra bảng tìm sơ bộ thành phần vật liệu cho 1m

3vữ a

Khi tra bảng tìm sơ bộ thành phần vật liệu cho 1m3 vữa cần phải căn cứ vàocác yếu tố :

- Loại vữa (vữa xi măng, vữa tam hợ p)- Loại mác ximăng- Môdun độ lớ n của cát- Mác vữaBướ c 2: Kiể m tra bằng thự c nghiệm Chuẩ n bị liề u lượ ng vật liệu:Lấy số liệu đã tính toán đượ c làm chuẩn, tính thêm hai thành phần vữa vớ i

lượ ng xi măng chênh lệch ± 15%. Dùng 3 thành phần này để thí nghiệm. Lượ ng ximăng trong mỗi thành phần thí nghiệm tính cho 5 lít cát.

Tr ộn vữ a thí nghiệm và đ iề u chỉ nh độ d ẻo:

63




Đổ 5 lít cát vào chảo tr ộn, đổ tiế p xi măng r ồi dùng bay tr ộn đều xi măng cátkhô trong 5 phút. Sau đó đổ nướ c vào (nếu là vữa xi măng - cát) hoặc cho nướ cvào vôi hồ hòa thành sữa vôi r ồi đổ vào (nếu là vữa tam hợ p). Tr ộn thêm 3 - 5 phútcho tớ i khi thấy hỗn hợ p vữa đồng nhất thì đem thử độ dẻo.

Khi thử độ dẻo của hỗn hợ p vữa, nếu tr ị số thu đượ c lớ n quá yêu cầu thì cho

thêm 5 - 10% khối lượ ng xi măng và cát đã tính, tr ộn đều thêm 3 - 5 phút nữa r ồithử lại. Nếu tr ị số nhỏ hơ n yêu cầu thì cho thêm 5 - 10% nướ c vào. Cứ như vậy cho

tớ i khi nào đạt đượ c độ lưu động yêu cầu mớ i tiến hành đúc mẫu. Đúc mẫ u xác định cườ ng độ:Sau khi tạo đượ c vữa có độ dẻo yêu cầu, từ mẻ tr ộn cần đúc ít nhất ba mẫu có

kích thướ c 70,7 x 70,7 x 70,7 (hoặc 40 x 40 x 160).Các mẫu sau khi bảo dưỡ ng đủ 28 ngày đúng quy định đượ c đem nén để xác

định cườ ng độ chịu nén của vữa.

Từ 3 thành phần đã thí nghiệm, thành phần nào đạt mác yêu cầu sẽ đượ c chọnđể thi công.Bướ c 3 : Xác đị nh lại khố i lượ ng vật liệu thự c t ế cho 1m

3 vữ a

Tươ ng tự như bê tông ta xác định lại thành vật liệu cho 1m3 vữa sau khi kiểmtra bằng thực nghiệm và biểu thị cấ p phối bằng các cách dễ áp dụng ngoài hiệntr ườ ng.

3.6.5. Vữ a khô chế tạo sẵnHiện nay ngườ i ta còn chế tạo ra các loại vữa khô đượ c tr ộn sẵn từ xi măng,

cát để phục vụ cho công tác sửa chữa các k ết cấu bị hư hỏng trong xây dựng hoặckhi thi công vớ i khối lượ ng vữa không lớ n mà yêu cầu phải dùng loại vữa có chấtlượ ng cao. Để chế tạo vữa loại này phải sử dụng cát có thành phần hạt hợ p qui

phạm, r ửa sạch và sấy khô. Khi chế tạo vữa loại này có thể pha thêm phụ gia để cải thiện tính dẻo và tốc độ r ắn chắc cũng như cườ ng độ chịu lực của vữa nhưngviệc pha tr ộn phụ gia phải đượ c thí nghiệm kiểm tra để xác định ảnh hưở ng và hàmlượ ng thích hợ p của các phụ gia đó trong vữa. Yêu cầu k ỹ thuật của vữa phải thỏamãn TCVN 4314: 2003.

Vữa khô đượ c chế tạo có thành phần thích hợ p vớ i mác vữa thông dụng như M50, M75, M100, M150. Loại vữa xây và tô chế tạo sẵn thườ ng đượ c đóng bao

như xi măng vớ i khối lượ ng 5 ;10 ; 20 ; 50 kg.Để đảm bảo chất lượ ng, vữa khô phải đượ c bảo quản như xi măng để chống

ẩm.

64




CHƯƠ NG 4MỘT SỐ LOẠI VẬT LIỆU XÂY DỰ NG KHÁC

4.1. Vật liệu kim loại và hợ p kim4.1.1. Khái niệm chung

Vật liệu kim loại có các tính chất điển hình như cườ ng độ lớ n, độ d ẻo và độ chống mỏi tốt.v.v... Nhờ đó, kim loại đượ c sử d ụng r ộng rãi trong xây d ựng và các

ngành k ĩ thuật khác. Ở d ạng nguyên chất, do cườ ng độ và độ cứng thấ p, độ d ẻo

cao, kim loại có phạm vi sử d ụng r ất hạn chế. Chúng đượ c sử d ụng chủ yếu ở d ạng

hợ p kim vớ i kim loại và á kim khác như cacbon. Sắt và hợ p kim của nó (thép và

gang) gọi là kim loại đen; những kim loại còn lại (Be, Mg, Al, Ti, Cr, Mn, Ni, Cu,

Zn, v.v...) và hợ p kim của chúng gọi là kim loại màu.

Kim loại đen đượ c sử d ụng trong xây d ựng nhiều hơ n cả, giá kim loại đen

thấ p hơ n kim loại màu. Tuy nhiên kim loại màu lại có nhiều tính chất có giá tr ị:

cườ ng độ, độ d ẻo, khả năng chống ăn mòn, tính trang trí cao. Những điều đó đã mở r ộng phạm vi sử d ụng kim loại màu trong xây d ựng, phổ biến là các chi tiết kiếntrúc và các k ết cấu nhôm.

4.1.2. Thép xây dự nga.Thép dùng làm cốt tr ong bê tông cốt thép thườ ngDây thép các bon thấp kéo nguộiDây thép cacbon thấ p kéo nguội dùng làm cốt thép cho bê tông có đườ ng kính

từ 3,0 đến 10,0mm, đượ c sản xuất từ thép các bon thấ p CT31, CT33, CT34, CT38,

BCT31, BCT38, chúng phải có đườ ng kính và sai lệch cho phép phù hợ p bảng 4-1.

Bảng 4-1

Đườ ng kínhdanh ngh ĩ a, mm

Sai lệch chophép, mm

Diện tích mặtcắt ngang, mm

Khối lượ ng lý thuyếtcủa 1m chiều dài, kg2

3 7,07 0,056± 0,06

3,5 9,68 0,076± 0,08

4,0 12,57 0,099± 0,08

4,5 15,90 0,125± 0,08

5,0 19,63 0,154± 0,08

5,5 23,76 0,187±

0,086,0 28,27 0,222± 0,08

7,0 38,48 0,302± 0,10

8,0 50,27 0,395± 0,10

9,0 63,62 0,499± 0,10

10,0 78,54 0,617± 0,10

Ví d ụ ký hiệu quy ướ c: Dây có đườ ng kính 5 mm đượ c sản xuất từ thép mác

CT31 là: Dây thép 5.CT31 - TCVN 3101:1979.

Cơ tính của dây phải phù hợ p bảng 4-2

65




Bảng 4-2

Đườ ng kính dây , mm Giớ i hạn bền , N/mm2

Từ 3 đến 5,5 550 - 850

Từ 6 đến 10,0 450 - 700

Khối lượ ng của cuộn nhỏ nhất phải phù hợ p bảng 4-3Bảng 4-3

Khối lượ ng cuộn , kgĐườ ng kính dây , mm

Thông thườ ng Thấ p3 đến 3,5 10 6

4 đến 10,0 15 10

Thép cán nóng

Thép tròn cán nóng mặt ngoài nhẵn hoặc có gân dùng làm cốt cho các k ết cấu

bê tông cốt thép thông thườ ng và bê tông cốt thép ứng lực tr ướ c (gọi tắt là thépcốt), đượ c chia làm 4 nhóm theo tính chất cơ học: CI, CII, CIII, CIV.

- Thép cốt nhóm CI là loại thép tròn nhẵn đượ c chế tạo từ thép các bon mác

CT33, CCT33, theo TCVN 1765:1975.

- Thép cốt nhóm CII, CIII, CIV (hình 4-1, 4-2) là loại thép tròn mặt ngoài có

gân (thép vằn). Đườ ng kính danh ngh ĩ a và các đại lượ ng tra cứu của thép cốt phải

phù hợ p vớ i bảng 4-4.

Bảng 4- 4

Đườ ng kính danh

ngh ĩ a, D, mm

Diện tích mặt cắt ngang

cm

Khối lượ ng lý thuyết

của 1 m chiều dài, kg2

6 0,283 0,222

7 0,385 0,302

8 0,503 0,395

9 0,636 0,499

10 0,785 0,617

12 1,131 0,888

14 1,51 1,21

16 2,01 1,58

18 2,54 2,00

20 3,14 2,1722 3,80 2,98

25 4,91 3,85

28 6,16 4,83

32 8,01 6,31

36 10,18 7,99

40 12,57 9,87

Kích thướ c của các thép cốt cần phải phù hợ p vớ i hình 4-1, 4- 2.

Tính chất cơ học của thép cốt phải phù hợ p vớ i quy định ở bảng 4-5.

66




Hình 4-2 : Thép cố t nhóm CIIIHình 4-1 : Thép cố t nhóm CII

Bảng 4-5

Giớ i hạnbền,

N/mm

Độ giãndài tươ ngđối, %

Giớ i hạnchảy,

N/mm2 2

Nhómthépcốt

Đườ ngkính,mm

Thử uốn nguộiC - Độ dày trục uốn

d - Đườ ng kính thép cốtKhông nhỏ hơ n

0

CI 6-40 240 380 25 C = 0,5d (180 )0CII 10-40 300 500 19 C = 3d (180 )

0CIII 6-40 400 600 14 C = 3d (90 )

0CIV 10-32 600 900 6 C = 3d (45 )

b.Thép cốt cho bê tông dự ứ ng lự cDây kéo nguộiLà loại dây thép tròn, có độ bền cao, tr ơ n, kéo nguội, có vết ấn, vằn hay lượ n

sóng đượ c sản xuất từ thép các bon. Sản phẩm đượ c cung cấ p ở d ạng cuộn hay

thẳng.Đườ ng kính của dây từ 2,5

đến 8mm. Các tính chất cơ lý của

sợ i đượ c quy định trong TCVN

6284-2:1997.

Dây tôi và ram Là loại dây thép tròn đượ c

chế tạo từ dây thép tôi và ram có

độ bền cao, tr ơ n, có vành, có rãnh

khía, hoặc có vết ấn. Dây có

đườ ng kính từ 6÷16mm. Dây

đượ c cung cấ p d ướ i d ạng cuộn

không có mối hàn, chỗ nối.

Hình 4-3: Dây thép có rãnh khía tôi và ram

w.Chiề u r ộng; h.chiề u sâu rãnh; α .Góc nghiêng của rãnh

Các d ạng dây tôi và ram đượ cgiớ i thiệu ở hình 4-3, 4-4.

Các tính chất cơ lý của dây tôi

và ram đượ c quy định trong TCVN

6284-3:1997.

Dảnh Hình 4-4: Dây thép vằ n tròn tôi và ram

Là loại thép có độ bền cao đãqua nhiệt luyện ở nhiệt độ thấ p

b. Chiề u r ộng của gân; δ . Chiề u cao của gân

c. Bướ c của gân; β . Góc nghiêng t ừ 30-45o.

67




trong một quá trình liên tục bằng cách tở và chạy qua thiết bị thích hợ p để khử ứng

suất.

Dảnh có thể chứa 2, 3, 7 hay 19 sợ i. Đườ ng kính của d ảnh từ 5,2mm đến

21,8mm, d ảnh không đượ c có chỗ nối.

Dảnh đượ c cuộn lại thành các cuộn hay cuộn vào các tang quấn.

Kích thướ c, khối lượ ng và các tính chất thử kéo của d ảnh phải thoả mãn yêucầu của TCVN 6284-4:1997.

Thép thanh cán nóng Là các thanh ở d ạng thẳng, không có chỗ nối và mối hàn, đườ ng kính thanh từ

16mm đến 40mm. Đó là loại thép đã đượ c cán nóng thành thanh và nếu có yêu cầu

thì đượ c xử lí tiế p theo để đạt các tính chất cơ lí qui định. Hình dáng bề mặt thép

có thể có gân hoặc tr ơ n.

Kích thướ c, chất lượ ng và các tính chất thử kéo của thép đượ c qui định trong

TCVN 6284-5:1997.

c. Bảo quản thépThép là vật liệu d ễ bị ăn mòn do các tác d ụng vật lý, hóa học của môi tr ườ ng.

Do đó phải đượ c bảo quản ở nơ i khô ráo, tránh đặt trên nền đất.

Kho chứa thép phải cao ráo, thoáng, không d ột, không hắt mưa.

Thép trong kho phải xế p riêng từng loại.

Thép thanh đượ c bó thành từng bó xế p trên các giá đỡ .Thép sợ i đượ c cuộn thành cuộn.

Thép lướ i đượ c cuộn hoặc để phẳng.

Khi sử d ụng thép phải sử d ụng đúng loại, làm sạch gỉ, d ầu, mỡ (nếu có).

4.1.3. Hợ p kima. Hợ p kim nhôm

Ngoài vật liệu thép, hiện nay hợ p kim nhôm là vật liệu đượ c dùng r ộng rãi

trong xây d ựng (cầu, nhà xưở ng, nhà dân d ụng).

Nhôm nguyên chất có độ bền thấ p (0,15÷0,25 so vớ i thép) nên không dùng

trong xây d ựng.

Hợ p kim nhôm có ưu điểm là cườ ng độ cao, nhẹ và khả năng chống lại tác

d ụng ăn mòn cao hơ n so vớ i thépHợ p kim nhôm đượ c chia ra 2 loại theo công d ụng là hợ p kim nhôm đúc và

hợ p kim nhôm gia công áp lực. Hợ p kim nhôm gia công áp lực đượ c sản xuất rad ướ i d ạng tấm mỏng, băng dài, các thỏi định hình, dây nhôm và ống nhôm. Hợ pkim nhôm này có thể rèn, d ậ p, cán ép.

b. Hợ p kim đồngHợ p kim đồng gồm 2 loại là đồng thau và đồng thanh

Đồng thau là hợ p kim của đồng và k ẽm, thành phần k ẽm trong đồng thau

không quá 45%.

Đồng thanh là hợ p kim của đồng có pha thêm thiếc, nhôm, k ẽm, silic, crôm. Ngoài hai hợ p kim truyền thống nêu trên ngày nay ngườ i ta còn tạo ra hợ p

kim của đồng vớ i niken, nhôm, vàng và một số kim loại khác.Các hợ p kim này có độ bền cao, tính đúc, tính cắt gọt tốt.

68




4.2.Vật liệu đá thiên nhiên4.2.1. Khái niệm và phân loạiĐá thiên nhiên là những khối khoáng chất chứa một hay nhiều khoáng vật

khác nhau.

Vật liệu đá thiên nhiên đượ c chế tạo từ đá thiên nhiên bằng cách gia công cơ

học, do đó tính chất cơ bản của vật liệu đá thiên nhiên giống tính chất của đá gốc.Vật liệu đá thiên nhiên từ xa xưa đã đượ c sử d ụng phổ biến trong xây d ựng, vì

có cườ ng độ chịu nén cao, khả năng trang trí tốt, bền vững trong môi tr ườ ng, hơ nnữa nó là vật liệu địa phươ ng do đó giá thành tươ ng đối thấ p.

Bên cạnh những ưu điểm cơ bản trên, vật liệu đá thiên nhiên cũng có một số

nhượ c điểm như: khối lượ ng thể tích lớ n, việc vận chuyển và thi công khó khăn, ít

nguyên khối và độ cứng cao nên quá trình gia công phức tạ p.

Theo nguồn gốc hình thành, đá thiên nhiên đựoc chia thành 3 nhóm: đá mác

ma, đá tr ầm tích, đá biến chất.

4.2.2. Các loại sản phẩm vật liệu đá thiên nhiên

a.Đá hộcThu đượ c bằng phươ ng pháp nổ mìn, không gia công gọt đẽo, đượ c dùng để

xây móng, tườ ng chắn, móng cầu, tr ụ cầu, nền đườ ng ôtô và tàu hỏa hoặc làm cốt

liệu cho bê tông đá hộc.

b.Đá chẻ Loại đá này đượ c gia công tươ ng đối phẳng các mặt, thườ ng có kích thướ c:

100 x 100 x 100; 150 x 200 x 250; 200 x 200 x 250.

Đá chẻ đượ c dùng để xây móng, xây tườ ng, các loại bể chứa.

c.Tấm ốp látVật liệu đá d ạng tấm có chiều d ầy bé hơ n nhiều lần so vớ i chiều dài và chiều

r ộng đượ c dùng để ố p và lát các công trình xây d ựng. Ngoài chức năng trang trí nó

còn có tác d ụng bảo vệ khối xây hay bảo vệ k ết cấu.

Kích thướ c cơ bản của các tấm đá đượ c quy định trong TCVN 4732:1989 theo

5 nhóm (bảng 4-6).

Bảng 4-6

Kích thướ c (mm)Nhóm

Chiều rộng Chiều dài Chiều dàyTừ 20 đến 100Từ 600 đến 1200Lớ n hơ n 600 đến 800ITừ 15 đến 100Từ 400 đến 1200Lớ n hơ n 400 đến 600II

Từ 10, 15, 20, 25, 30Từ 300 đến 600Lớ n hơ n 300 đến 400III

5, 10, 15, 20Từ 200 đến 400Lớ n hơ n 200 đến 300IV

V 5, 10, 15, 20Từ 100 đến 200Từ 100 đến 200

d.Vật liệu đá dạng hạt rờ iCát, sỏi thiên nhiên là loại đá d ạng hạt r ờ i r ạc thườ ng nằm trong lòng suối, sông

hay bãi biển. Chúng đượ c khai thác bằng thủ công hay cơ giớ i.

Cát thiên nhiên: có cỡ hạt từ 0,14 - 5 mm, sau khi khai thác trong thiên nhiênđượ c dùng để chế tạo vữa, bê tông, gạch silicat, kính v.v…

69




S ỏi: có cỡ hạt từ 5 - 70 mm, sau khi khai thác trong thiên nhiên đượ c phân loại

theo cỡ hạt, dùng để chế tạo bê tông.

Đá d ăm và cát nhân t ạo: đượ c sản xuất bằng cách khai thác, nghiền và sàng

phân loại thành các cỡ hạt, đá d ăm có cỡ hạt từ 5 - 70 mm, cát có cỡ hạt 0,14-5

mm, cỡ hạt nhỏ hơ n 0,14 mm gọi là bột đá. Vật liệu đá d ạng r ờ i nhân tạo đượ c

dùng để chế tạo bê tông, vữa, đá granitô.

4.2.3. Một số loại đá thiên nhiên thườ ng dùng tr ong xây dự nga. Đá granit (đá hoa cươ ng) Loại đá này có nhiều ở các tỉnh khu vực Miền Trung và Tây Nguyên. Đá

granit thườ ng có màu vàng, tím tro nhạt hoặc hồng, các màu này xen lẫn những

chấm đen. Đây là loại đá r ất đặc, khối lượ ng thể tích 2500 - 2600 kg/m3, khối

lượ ng riêng 2700 kg/m3, cườ ng độ chịu nén cao 1200 - 2500 kG/cm

2, độ hút nướ c

thấ p (HP < 1%), độ cứng 6 - 7 Morh, khả năng chống phong hóa r ất cao, khả năng

trang trí tốt nhưng khả năng chịu lửa kém.Đá granit đượ c sử d ụng r ộng rãi trong xây d ựng vớ i các loại sản phẩm như:

tấm ố p, lát, đá khối xây móng, tườ ng, tr ụ cho các công trình, các bể chứa, sản xuất

đá d ăm để chế tạo bê tông v.v...

b.Tro núi lử a Thườ ng tồn tại ở d ạng bột màu xám. Thành phần của tro núi lửa chứa nhiều

SiO2 ở tr ạng thái vô định hình, chúng có khả năng hoạt động hoá học cao. Tro núi

lửa là nguyên liệu phụ gia dùng để chế tạo xi măng và một số chất k ết dính vô cơ khác.

c.Cát, sỏi Là loại đá tr ầm tích cơ học, đượ c khai thác trong thiên nhiên sử d ụng để chế

tạo vữa, bê tông v.v...

d.Đá vôi Bao gồm hai loại: Đá vôi r ỗng và đá vôi đặc.

Đá vôi r ỗng gồm có đá vôi vỏ sò, thạch nhũ, loại này có khối lượ ng thể tích

800- 1800 kg/m3 cườ ng độ nén 4 - 150 kG/cm

2. Các loại đá vôi r ỗng thườ ng dùng

để sản xuất vôi hoặc làm cốt liệu cho bê tông nhẹ.

Đá vôi đặc bao gồm đá vôi canxit và đá vôi đôlômit.

Đá vôi can xít có màu tr ắng hoặc xanh, vàng, khối lượ ng thể tích 2200 -2600

kg/m3, cườ ng độ nén 100-1000 kG/cm2.Đá vôi đặc thườ ng dùng để chế tạo đá khối xây tườ ng, xây móng, sản xuất đá

d ăm và là nguyên liệu quan tr ọng để sản xuất vôi, xi măng.

Đá vôi đôlômit là loại đá đặc, màu đẹ p, đượ c dùng để sản xuất tấm lát, ố phoặc để chế tạo vật liệu chịu lửa, sản xuất đá d ăm.

e.Đá hoa (đá cẩm thạch) Đượ c tạo thành do đá vôi hoặc đá đôlômít tái k ết tinh và biến chất d ướ i tác

d ụng của nhiệt độ cao và áp suất lớ n. Loại đá này có nhiều màu sắc như tr ắng,

vàng, hồng, đỏ, đen xen k ẽ những mạch nhỏ và vân hoa, cườ ng độ nén 1200 - 3000

kG/cm2

, d ễ gia công cơ học, đượ c dùng để sản xuất đá ố p lát hoặc sản xuất đá d ămlàm cốt liệu cho bê tông, đá xay nhỏ để chế tạo vữa granitô.

70




4.3.Vật liệu gốm xây dự ng4.3.1. Khái niệm và phân loạia.Khái niệmVật liệu nung hay gốm xây d ựng là loại vật liệu đượ c sản xuất từ nguyên liệu

chính là đất sét bằng cách tạo hình và nung ở nhiệt độ cao. Do quá trình thay đổi

lý, hóa trong khi nung nên vật liệu gốm xây d ựng có tính chất khác hẳn so vớ inguyên liệu ban đầu.

Trong xây d ựng vật liệu gốm đượ c dùng trong nhiều chi tiết k ết cấu của công

trình từ khối xây, lát nền, ố p tườ ng các sản phẩm sứ vệ sinhv.v..Ư u điểm chính của

vật liệu gốm là có độ bền và tuổi thọ cao, từ nguyên liệu địa phươ ng có thể sản

xuất ra các sản phẩm khác nhau thích hợ p vớ i các yêu cầu sử d ụng, công nghệ sản

xuất tươ ng đối đơ n giản, giá thành hạ. Song vật liệu gốm vẫn còn những hạn chế là

giòn, d ễ vỡ , tươ ng đối nặng, khó cơ giớ i hóa trong xây d ựng đặc biệt là vớ i gạch

xây và ngói lợ p.

b. Phân loạiSản phẩm gốm xây d ựng r ất đa d ạng về chủng loại và tính chất. Để phân loại

chúng ngườ i ta d ựa vào những cơ sở sau :

Theo công dụng vật liệu gốm đượ c chia ra :

V ật liệu xây : Các loại gạch đặc, gạch 2 lỗ, gạch 4 lỗ.

V ật liệu lợ p : Các loại ngói.

V ật liệu lát : Tấm lát nền . lát đườ ng, lát vỉa hè.

V ật liệu ố p : Ố p tườ ng nhà, ố p cầu thang, ố p trang trí.

S ản phẩ m k ỹ thuật vệ sinh : Chậu r ửa, bồn tắm, bệ xí.

S ản phẩ m cách nhiệt, cách âm : Các loại gốm xố p.

S ản phẩ m chịu lử a : Gạch samốt, gạch đi nát.

Theo cấu tạo vật liệu gốm đượ c chia ra :

Gố m đặc : Có độ r ỗng r ≤ 5% như gạch ố p, lát, ống thoát nướ c.

Gố m r ỗ ng : Có độ r ỗng r > 5% như gạch xây các loại, gạch lá nem.

Theo phươ ng pháp sản xuất vật liệu gốm đượ c chia ra:

Gố m tinh: thườ ng có cấu trúc hạt mịn, sản xuất phức tạ p như gạch trang trí, sứ

vệ sinh.

Gố m thô: thườ ng có cấu trúc hạt lớ n, sản xuất đơ n giản như gạch ngói, tấm lát,ống nướ c.

4.3.2. Các loại sản phẩm gốm xây dự ng thông thườ nga. Gạch chỉ (gạch đặc tiêu chuẩn) TCVN 1451:1998

Kích thướ c220 x 105 x 60

Yêu cầu kỹ thuậtHình dáng vuông vắn, sai lệch về kích thướ c không lớ n quá qui định, về chiều

dài±7mm về chiều r ộng±5 mm, về chiều dày±3 mm.

Không sứt mẻ, cong vênh.

Độ cong ở mặt đáy không quá 4 mm, ở mặt bên không quá 5 mmTrên mặt gạch không quá 5 đườ ng nứt, mỗi đườ ng dài không quá 15 mm và

sâu không quá 1mm.

71




Tiếng gõ phải trong thanh

Màu đỏ hoặc nâu tươ i đồng đều

Bề mặt mịn không bám phấn.

Khối lượ ng thể tích 1700 - 1900 kg/m3, khối lượ ng riêng 2500-2700 kg/m

3, hệ

số d ẫn nhiệt λ = 0,5 - 0,8 KCal /m.oC.h, độ hút nướ c theo khối lượ ng 8-18%,

Giớ i hạn bền khi nén và uốn gạch phải đạt tươ ng ứng vớ i các loại mác: 200;150; 125; 100; 75; 50 (bảng 4-7).

Ngoài ra còn có gạch đặc kích thướ c 190 x 90 x 45 mm và một số loại gạch

không qui cách khác.

Ký hiệu quy ướ cKý hiệu quy ướ c của các loại gạch đặc đất sét nung như sau: Ký hiệu kiểu

gạch, chiều dày, mác gạch, ký hiệu và số hiệu tiêu chuẩn.

Ví d ụ : Gạch đặc chiều dày 60, mác 100 theo TCVN 1451:1998 đượ c ký hiệu

như sau :

GĐ 60 - 100. TCVN 1451:1998Công dụngGạch chỉ đượ c sử d ụng r ộng rãi để xây tườ ng, cột, móng, bể chứa ống khói,

lát nền.

Bảng 4 -7

Giớ i hạn bền ( kG/cm2 ) không nhỏ hơ nKhi nén Khi uốnMác

gạchTrung bình của Nhỏ nhất cho Trung bình của Nhỏ nhất cho 1

mẫuđặc

5 mẫu 1 mẫu 5 mẫu

200 200 150 34 17150 150 125 28 14

125 125 100 25 12

100 100 75 22 11

75 75 50 18 9

50 50 35 16 8

b.Gạch có lỗ rỗng tạo hình: TCVN 1450 : 1998 Kích thướ c: Bảng 4-8.

Bảng 4-8

Tên kiểu gạch Dài Rộng Dày

Gạch r ỗng 60 220 105 60

Gạch r ỗng 90 190 90 90

Gạch r ỗng105 220 105 105

Yêu cầu kỹ thuậtGạch r ỗng đất sét nung phải có hình hộ p chữ nhật vớ i các mặt bằng phẳng.

Trên các mặt của gạch có thể có rãnh hoặc gợ n khía.Sai số cho phép kích thướ c viên gạch r ỗng đất sét nung không đượ c vượ t quá

qui định như sau:

72




Theo chiều dài ± 7 mm; theo chiều r ộng ± 5 mm; theo chiều dày ± 3 mm .

Độ hút nướ c theo khối lượ ng H = 8 - 18% .P

Khối lượ ng thể tích nhỏ hơ n 1600 kg/m3.

Giớ i hạn bền khi nén và uốn của gạch phải đạt tươ ng ứng vớ i các loại mác

125; 100; 75; 50 (bảng 4-9).

Bảng 4-9Giớ i hạn bền ( kG/cm2 )

Khi nén Khi uốnMácgạchrỗng Trung bình của

5 mẫu Nhỏ nhất cho 1

mẫu

Trung bình của 5

mẫu

Nhỏ nhất cho 1

mẫu

125 125 100 18 9

100 100 75 16 8

75 75 50 14 7

50 50 35 12 6

Ký hiệu quy ướ cKý hiệu quy ướ c các loại gạch r ỗng theo thứ tự sau : Tên kiểu gạch, chiều

dày, số lỗ r ỗng, đặc điểm lỗ, độ r ỗng, mác gạch, ký hiệu và số hiệu của tiêu chuẩn.

Ví d ụ : Ký hiệu quy ướ c của gạch r ỗng dày 90, bốn lỗ vuông, độ r ỗng 47%,mác 50 là : GR 90 - 4V 47 - M 50 . TCVN 1450 :1998.

Công dụngLoại gạch này thườ ng đượ c dùng để xây tườ ng ngăn, tườ ng nhà khung chịu

lực, sản xuất các tấm tườ ng đúc sẵn.

c.Gạch ốp látGạch lá dừ a TCXD 85:1981, (hình 4-5)

Kích thướ c:-200 x 100 x 35; 200 x 200 x 35

Sai lệch cho phép của kích thướ c không

đượ c vượ t quá:

-Theo chiều dài: ± 4mm; Theo chiềur ộng: ± 3mm; Theo chiều dày: ± 2mm

Yêu cầu kỹ thuật:Gạch phải đượ c nung chín đều, không

phân lớ p, không phồng r ộ p, màu sắc viên

gạch trong cùng một lô phải đồng đều, không

đượ c có vết hoen ố ở mặt có rãnh, khi dùng

búa gõ nhẹ, gạch phải có tiếng kêu trong và

chắc.

Hình 4-5: Gạch lá d ừ a

Gạch lá d ừa đượ c chia ra 3 loại (bảng 4-10).

Bảng 4 -10

Ch ỉ tiêu Loại I Loại II Loại IIIĐộ hút nướ c H p ,% , không lớ n hơ n 1 7 10Độ mài mòn, g/cm

2,không lớ n hơ n, 0,1 0,2 0,4

73




Công dụngGạch lá d ừa thườ ng dùng để lát vỉa hè, lối đi các vườ n hoa, lối ra vào sân bãi

trong các công trình dân d ụng.

d.Gạch gốm granit (TCVN 6883 : 2001)

Sơ lượ c về sản xuất và đặc tính Nguyên liệu chủ yếu để sản xuất gốm granite bao gồm đất sét, cao lanh,

fenfpat, quarz (thạch anh).

Hỗn hợ p trên đượ c nghiền k ỹ d ướ i d ạng hồ lỏng cho thật nhuyễn, sau đó hỗn

hợ p đượ c sấy khô và dùng máy ép áp lực lớ n (400kG/cm2) để tạo hình sản phẩm.

Sản phẩm đượ c nung ở nhiệt độ 1220 - 12800C vớ i thờ i gian của mỗi chu k ỳ nung

từ 60 - 70 phút.

Granite là loại gạch đồng chất (từ đáy đến bề mặt viên gạch cùng chất liệu),

độ bóng của gạch là do mài chứ không phải tráng men như gạch gốm sứ tráng men,

vì vậy gạch r ất bóng nhưng không tr ơ n, kích thướ c chính xác giúp cho việc ố p lát

đượ c d ễ dàng.

Yêu cầu kỹ thuật:Yêu cầu ngoại quan theo bảng 4-11

Bảng 4-112Diện tích bề mặt của sản phẩm , S, cm

Tên chỉ tiêuS>41090 < S 190 190 < S 410

1. Kích thướ c cạnh bên (a, b): Sai lệch

so vớ i kích thướ c danh ngh ĩ a tươ ng

ứng, %, không lớ n hơ n± 1,00 ± 0,75 ± 0,60

2. Chiều dày (d): Sai lệch so vớ i chiềudày danh ngh ĩ a, %, không lớ n hơ n ± 10 ± 5 ± 5

3. Độ vuông góc: Sai lệch so vớ i kích

thướ c làm việc tươ ng ứng, (%), khônglớ n hơ n

± 0,6 ± 0,6 ± 0,6

Chất lượ ng bề mặt: % diện tích bề mặtquan sát không có khuyết tật trông

thấy, %, không nhỏ hơ n95

Yêu cầu cơ lý theo bảng 4-12 Bảng 4-12

Tên chỉ tiêu Mứ c1. Độ hút nướ c, %, không lớ n hơ n

- Trung bình 0,5

- Của mẫu cao nhất 0,6

2. Độ bền uốn, N/mm2, không nhỏ hơ n

- Trung bình 35

- Của mẫu thấ p nhất 32

3. Độ cứng vạch bề mặt, tính theo thang Morh- Loại không phủ men, không nhỏ hơ n 7

- Loại có phủ men, lớ n hơ n 5

74




Công dụngGranite là loại gạch ố p lát có chất lượ ng cao dùng để lát ố p các công trình xây

d ựng.

e. Ngói lợ p

Phân loại Ngói đất sét là loại vật liệu lợ p phổ biến trong các công trình xây d ựng.

Thườ ng có các loại ngói vẩy cá, ngói có gờ và ngói bò.

Ngói vẩ y cá Có kích thướ c nhỏ, khi lợ p viên nọ chồng lên viên kia 40 - 50 % diện tích bề

mặt do đó khả năng cách nhiệt tốt nhưng mái sẽ nặng và tốn tre, gỗ.

Ngói gờ và ngói úp:

Loại ngói phổ biến hiện nay là ngói có gờ và ngói úp.

Loại ngói gờ thườ ng có 3 loại:

13 v/m

2

(420 x 260); 16 v/m

2 2

(420 x 205) và 22 v/m .Kiểu và kích thướ c cơ bản của ngói 22v/m2và ngói úp nóc đượ c quy định theo

TCVN 1452:1995 (hình 4-6 và bảng 4-13).

Ngói phải có lỗ xâu dây thép ở vị trí (T) vớ i đườ ng kính 1,5 ÷ 2,0 mm.Chiều cao mấu đỡ (C) không nhỏ hơ n 10 mm.

Chiều sâu các rãnh nối khớ p (d) không nhỏ hơ n 5 mm.

Sai số về kích thướ c quy định của viên ngói không lớ n hơ n ± 2%.

Bảng 4-13

Kích thướ c đủ, mm Kích thướ c có ích, mm Kiểu ngói

Chiều dài l Chiều r ộng b Chiều dài L Chiều r ộng B

340 205 250 180 Ngói lợ p

335 210 260 170360 - 333 150 Ngói úp

450 - 425 200

Hình 4-6: Hình d ạng và kích thướ c cơ bản của ngói

75




Yêu cầu kỹ thuật Ngói trong cùng một lô phải

có màu sắc đồng đều, khi dùng

búa kim loại gõ nhẹ có tiếng kêu

trong và chắc.Các chỉ tiêu cơ lý của ngói

phải phù hợ p vớ i quy định sau :

-Tải tr ọng uốn gãy theo

chiều r ộng viên ngói (hình 4-7)

không nhỏ hơ n 35N/cm.

Hình 4-7: Mãu ngói xác định t ải tr ọng uố n gãy

- Độ hút nướ c không lớ n hơ n 16%.

- Thờ i gian xuyên nướ c, có vết ẩm nhưng không hình thành giọt nướ c ở d ướ iviên ngói không nhỏ hơ n 2 giờ .

- Khối lượ ng 1m

2

ngói ở tr ạng thái bão hòa nướ c không lớ n hơ n 55kg.Các chỉ tiêu cơ lý của ngói đượ c xác định theo TCVN 4313:1995

f. Các loại sản phẩm khác Ngoài những loại sản phẩm đã nêu trên, vật liệu gốm còn nhiều loại sản phẩm

khác đượ c sử d ụng trong xây d ựng như các sản phẩm k ỹ thuật vệ sinh, ống thoát

nướ c v.v..

4.4. Vật liệu đá nhân tạo không nung4.4.1. Gạch bê tông tự chèn (TCVN 6476:1999)a.Khái niệmGạch bê tông tự chèn là loại gạch đượ c sản xuất theo phươ ng pháp rung ép từ

hỗn hợ p bê tông cứng.

b.Yêu cầu kỹ thuậtGạch bê tông tự chèn có hình dáng r ất đa d ạng, một số hình dáng và tên gọi

thông d ụng quy định theo TCVN 6476 :1999 (hình 4-8).

Hình 4-8: Hình dáng và tên gọi của một số loại gạch bê tông t ự chèn phổ biế n

76




Độ cong vênh, vết lồi lõm ở viên gạch không lớ n hơ n 1mm.

Số vết nứt vỡ các góc, cạnh, sâu từ 2 đến 4 mm, dài từ 5 đến 10mm, không

lớ n hơ n 2 vết.Số vết nứt có chiều dài không quá 20mm, không lớ n hơ n 1 vết.Theo cườ ng độ nén, gạch bê tông tự chèn có các mác sau: M200; M300;

M400; M500; M600. Các chỉ tiêu cơ lý đượ c quy định như sau (bảng 4-14):Bảng 4-14

Mácgạch

Cườ ng độ nén, N/mm2 2 (kG/cm2), không nhỏ hơ n

Độ hút nướ c, % ,không lớ n hơ n

Độ mài mòn, g/cm ,không lớ n hơ n

M200 20 (200) 10 0,5

M300 30 (300) 8 0,5

M400 40 (400) 8 0,5

M500 50 (500) 6 0,5

M600 60 (600) 6 0,5

4.4.2. Gạch blốc bê tông (TCVN 6477:1999)a.Khái niệmGạch blốc bê tông (hình 4-9) là loại gạch đượ c sản xuất theo phươ ng pháp

rung ép từ hỗn hợ p bê tông cứng.

b.Yêu cầu kỹ thuật

Màu sắc của gạch trong cùng một lô phải đồng đều.

Hình 4-9: M ột số hình d ạng gạch blôc bê tông

Độ r ỗng viên gạch không lớ n hơ n 65% và khối lượ ng viên gạch không lớ nhơ n 20kg.

Theo cườ ng độ nén, gạch blốc đượ c sản xuất theo các mác: M35, M50, M75,

M100, M150, M200.

Các chỉ tiên cơ lý đượ c quy định ở bảng 4-15.

c.Công dụngGạch blốc thườ ng dùng để xây tườ ng cho các công trình xây d ựng.

77




Bảng 4-152Cườ ng độ nén toàn viên, N/mm

(kG/cmĐộ hút nướ c, % , không

nhỏ hơ nMác gạch 2), không nhỏ hơ n

-3,5 (35)M35

-5,0 (50)M50107,5 (75)M75

1010,0 (100)M100

815,0 (150)M150

820,0 (200)M200

78




79

Chươ ng 5CÁC LOẠI ỐNG CẤP THOÁT NƯỚ C

5.1. Ống gang5.1.1. Vật liệu và phươ ng pháp chế tạo

a. Vật liệu chế tạo Ống gang là loại ống đã và đang đượ c sử dụng r ất phổ biến trong các công

trình cấ p thoát nướ c.Vật liệu để chế tạo ống gang là gang. Gang là hợ p kim của sắt và cacbon vớ i

hàm lượ ng các bon 2,14%<C<6,67%. Ngoài ra trong gang còn chứa các nguyên tố khác như Si, Mn, S, P.v.v... Do hàm lượ ng cacbon cao nên gang cứng, giòn nhưngcó nhiệt độ nóng chảy thấ p và dễ đúc. Đây là tính chất quan tr ọng của gang nhằmđảm bảo cho quá trình nấu chảy và tạo hình các loại ống, phụ tùng nối ống xảy radễ dàng.

Gang gồm 2 loại là gang tr ắng và gang xám.Gang tr ắng có hầu hết cacbon ở dạng liên k ết Fe3C, tổ chức Xêmentic có

nhiều trong loại gang này vì vậy mặt gãy của gang có màu tr ắng. Gang tr ắng r ấtcứng và giòn, tính cắt gọt kém, chỉ dùng để chế tạo các chi tiết máy cần tính chốngmài mòn cao.

Để chế tạo các loại ống, phụ tùng từ gang tr ắng ngườ i ta phải tiến hành nhiệtluyện chúng. Khi nhiệt luyện thì thành phần Fe3C trong gang tr ắng sẽ phân huỷ tạonên graphit ở dạng cụm, loại gang này đượ c gọi là gang dẻo.

Gang dẻo có ký hiệu như sau:

Phần chữ: GZ.Phần số chỉ thứ tự độ bền kéo và độ bền nén (N/mm2) Nhóm số chỉ thứ tự độ bền kéo và độ bền nénVí dụ: gang có kí hiệu GZ 220-430 là loại gang xám có độ bền kéo σk =210

N/mm2 và độ bền nén σn=400 N/mm2.Gang dẻo có độ bền và tính dẻo lớ n, thườ ng đượ c dùng để chế tạo những sản

phẩm thành mỏng như các loại ống cấ p thoát nướ c. Loại gang này có giá thành caovì khó đúc và thờ i gian ủ kéo dài.

Gang xám có hầu hết cacbon ở dạng graphit dạng tấm. Nhờ có graphit nên

mặt gãy có màu xám. Graphit có độ bền cơ học kém, nó làm giảm độ bền các cấutrúc bên trong kim loại do đó đó gang xám có cườ ng độ chịu kéo, độ dẻo thấ pnhưng có cườ ng độ chịu nén, khả năng chịu mài mòn cao, đặc biệt có tính đúc tốt.Đây chính là loại gang thông dụng nhất dùng để chế tạo các loại đườ ng ống và phụ tùng cấ p thoát nướ c.

Theo TCVN 1659:75 thì kí hiệu gang xám gồm hai phầnPhần chữ cái chỉ loại gang: GX:gang xám

Nhóm số chỉ thứ tự độ bền kéo và độ bền nénVí dụ: GX 210-400 thì đây là loại gang xám có độ bền kéo σk =210 N/mm2 và

độ bền nén σn=400 N/mm2.




80

Khi nấu chảy gang xám đồng thờ i dùng phươ ng pháp biến tính đặc biệt ngườ ita sẽ thu đượ c loại gang có cấu trúc graphit hình cầu thu nhỏ, loại gang này gọi làgang cầu.

Theo TCVN 1659:75 ký hiệu gang cầu gồm hai phầnPhần chữ cái chỉ loại gang GC: Gang cầu.

Nhóm số chỉ thứ tự độ bền kéo và độ dãn dài tươ ng đối.Ví dụ: GC 42 - 12: loại gang xám có độ bền kéo σk = 420N/mm2 và độ giãndài tươ ng đối δ = 12%.

Gang cầu có tính đúc, độ chịu va đậ p khá cao. Đặc biệt có độ dẻo lớ n, tínhchất cơ học xấ p xỉ gần bằng thép nhóm CI, CII. Đây là loại gang đang đượ c sử dụng phổ biến để chế tạo các loại ống cấ p thoát nướ c.

b. Phươ ng pháp chế tạoỐng gang thườ ng đượ c sản xuất bằng phươ ng pháp ly tâm, phươ ng pháp rót

thẳng đứng liên tục, đúc bằng khuôn cát.

Nếu các ống gang không có lớ p bảo vệ bên trong thì sau một thờ i gian dài tiế pxúc vớ i nướ c, đặc biệt là hàm lượ ng của chất khử khuẩn Clo dư trong nướ c, hoặckhi nướ c máy nhiễm mặn sẽ làm cho quá trình ôxy hoá mặt trong của ống tăngnhanh, tạo nên một lớ p r ỉ xố p ở lòng ống, gây nên hiện tượ ng nướ c đục. Vì vậy,sau khi sản xuất trong nhà máy, để chống lại hiện tượ ng ăn mòn ngườ i ta phủ mặttrong và mặt ngoài của thành ống một lớ p bi tum hoặc phun lớ p vữa xi măng lênmặt trong thành ống còn mặt ngoài thành ống đượ c tẩm một lớ p bitum.

Hiện nay một số cơ sở sản xuất như Công ty Mai Động (Hà Nội), Tân Long(Hải Phòng), Đài Việt (Đồng Nai) thườ ng dùng 2 phươ ng pháp phổ biến nhất làcông nghệ đúc ly tâm ống gang cầu sử dụng lớ p lót khuôn bằng cát (theo côngnghệ của Đài Loan) và sử dụng khuôn kim loại và làm nguội bằng nướ c (theo côngnghệ của châu Âu, Mỹ), đây là những công nghệ tiên tiến, mức độ tự động hóa caohơ n, chất lượ ng sản phẩm tốt và đẹ p hơ n, đượ c thị tr ườ ng ưa chuộng.

Ngoài công ty Mai Động (Hà Nội), cuối năm 2007 Công ty Thanh Hà sẽ hoànthành Nhà máy sản xuất ống gang cầu, công suất 20.000 tấn/năm,

Các ống gang đượ c sản xuất ở các dạng một đầu tr ơ n, một đầu loe, nối bằngmặt bích hoặc bằng gioăng cao su.

Đườ ng kính qui ướ c chung của ống gang là D=50÷1200, chiều dàiL=2000÷7000, áp lực công tác 6÷10at (phụ thuộc vào chiều dày của thành ống).

Nướ c ta hiện nay đã sản xuất các loại ống gang cầu có D =50÷600mm, chiềudài L=2000÷5000 mm và chịu đượ c áp lực 6at (phụ thuộc vào chiều dày của thànhống).

Hình 5-1: Ống gang miệng bát




81

5.1.2. Phân loạia. Ống gang xám loại miệng bát Thườ ng có các loại ống vớ i chiều dài 4m; 4,5m; 5m. ( hình 5-1 và bảng 5-1)

Bảng 5-1

Kích thướ cdanh ngh ĩ a (Dtr ) Đườ ng kínhngoài (Dn) Chiều dày (S) Khối lượ ng 1m dài(kg)80 98 8,1 18,4

100 118 8,3 20,8150 170 9,2 33,7200 222 10,1 48,8250 274 11 65,9300 326 11,9 85,2350 378 12,8 106,5

400 429 13,8 130,5500 532 15,6 183,5600 635 17,4 277,8

b. Ống gang cầu loại miệng bátThườ ng có các loại ống vớ i chiều dài 4m; 4,5m; 5m; 6m (bảng 5-2)

Bảng 5-2Kích thướ c

danh ngh ĩ a (Dtr )Đườ ng kínhngoài (Dn)

Chiều dày (S) Khối lượ ng 1m (kg)

100 118 6,1 15,1150 170 6,3 22,8200 222 6,4 30,6250 274 6,8 40,2300 326 7,2 50,8350 378 7,7 63,2400 429 8,1 75,5500 532 9 104,3600 635 9,9 137,3

c.Ống gang xám loại mặt bích và gioăng cao su(hình 5-2, hình 5-3 và bảng 5-3)

Hình 5-2: Liên k ế t ố ng gang xám mặt bích Hình 5-3: Gioăng cao su




82

Bảng 5-3

Các kích thướ c (mm)Kích thướ c gioăng

cao su (mm)Bu lông

Dtr Dng B D1 D2 D3 D4Số

lượ ngĐườ ng kính

(mm)

50 65 20 125 165 54 102 4 1675 91 22 160 200 80 138 4 16100 117 22 180 220 105 158 4 16125 143 24 210 250 130 188 8 16150 169 24 240 285 156 212 8 20200 221 26 295 340 206 268 8 20250 273 28 350 395 256 320 12 20300 325 28 400 445 306 370 12 20

350 376 30 460 505 356 430 16 20400 428 32 510 565 406 482 16 22450 480 32 565 615 456 530 20 22500 532 34 620 670 506 585 20 22600 636 36 725 780 606 685 20 27700 740 40 840 895 710 800 24 27800 864 44 950 1005 810 905 24 30900 952 46 1050 1115 910 1005 28 30

1000 1060 50 1160 1230 1010 1115 28 30

5.1.3.Yêu cầu kỹ thuậta. Yêu cầu về độ sai lệch cho phépTheo TCVN 2942:1993 (ISO 2531-K9 1998(E)), sai lệch cho phép của ống

và phụ tùng bằng gang đượ c qui định như sau:Sai lệch cho phép đối vớ i chiều dài:Đượ c qui định theo bảng 5-4.

Bảng 5-4

Dạng vật đúc Đườ ng kính qui ướ c,Dqư , (mm)

Sai lệch chophép

-Ống miệng bát Cho tất cả đườ ng kính ± 20Tớ i và cả 450 ± 20

-Phụ tùng nối ống miệng bát, ống mặt bích Trên 450

± 20- 30

-Ống mặt bích và phụ tùng mặt bích Cho tất cả đườ ng kính ± 10

Sai lệch cho phép đối vớ i chiều dày:

Đượ c qui định theo bảng 5-5.




83

Bảng 5-5Dạng vật đúc Kích thướ c Sai lệch cho phép, mm

Chiều dày thành - (1+ 0,05S)-Ống

Chiều dày mặt bích ± (2 + 0,05b)Chiều dày thành - (2 + 0,05S)

-Phụ tùngChiều dày mặt bích ± (3 + 0,05b)

Trong đó:- S: chiều dày chuẩn thành ống, mm- b: chiều dày chuẩn của mặt bích, mm

Sai lệch cho phép đối vớ i đườ ng kính:Đượ c qui định ở bảng 5-6

Bảng 5-6

Kích thướ cĐườ ng kính qui ướ c

Dqư , mm

Sai lệch cho phép

mm-Đườ ng kính ngoài Tất cả đườ ng kính ± (4,5 + 0,0015Dq ư)-Đườ ng kính trong của bát Tất cả đườ ng kính ± ( 3 + 0,001Dq ư )

Sai lệch cho phép đối vớ i khối lượ ng :Đượ c quy định theo bảng 5-7

Bảng 5-7Dạng vật đúc Sai lệch cho phép

1-Ông

2-Phụ tùng (không k ể các loại ở d ướ i mục 3 )3-Phụ tùng ống nối có số nhánh lớ n hơ n một và phụ tùng không tiêu chuẩn

± 5

± 8± 12

Khi tính khố i lượ ng, lấ y khố i lượ ng riêng của gang đ úc là 7150 kg/m3

b.Yêu cầu về ngoại quanĐộ cong:Trên chiều dài 1m tại bất cứ đoạn nào của ống, độ cong không đượ c lớ n hơ n:3,5 mm đối vớ i ống có Dq ư đén 200 mm2,5 mm đối vớ i ống có D

q ư trên 200 đến 300mm

1,25 mm đối vớ i ống có Dq ư trên 300 mmĐộ vuông góc:Mặt đầu của đườ ng ống và phụ tùng cũng như mặt đầu của bích phải vuông

góc vớ i tr ục của ống và phụ tùng. Sai lệch về độ vuông góc không đượ c quá 0,5o Tính chất bề mặt:Bề mặt phía trong và ngoài cần sạch sẽ, nhẵn, không có khuyết tật ảnh hưở ng

đến độ bền, độ kín. Cho phép có những vị trí cát cháy cục bộ, nhưng chiều dày củalớ p này không quá 2 mm. Ống và phụ tùng phải đượ c quét bitum. Trên bề mặt phảisạch, nhẵn, không có vết nhăn. Bitum không đượ c tan trong nướ c, không tiết ra

mùi khó chịu, không chảy ở nhiệt độ to <+60oC .




84

Trên mỗi ống phải có ký hiệu, tên cơ sở sản xuất, năm sản xuất, kích thướ c cơ bản.

c. Yêu cầu về tính chất cơ họcĐộ cứ ng:Ống và phụ tùng phải đượ c chế tạo bằng gang xám và dễ gia công cơ , độ

cứng bề mặt không vượ t quá 230HB và độ cứng giữa mặt cắt của chiều dày vật đúckhông vượ t quá 215HB.Độ bền:Độ bền kéo ống và phụ tùng phải theo quy định ở bảng 5-8

Bảng 5-8

Dạng đúcĐườ ng kính quyướ c Dqư mm

Dạng thử Giớ i hạn bền nhỏ

nhất, N/mm2 Đến 300 Kéo vòng ống 400

Trên 300 đến 600Kéo mẫu thử

trên máy thử

200Ống đúc li tâm

trong khuôn kimloạiTrên 600

Kéo mẫu thử trên máy thử

180

Đến 300 250Ống đúc bánliên tục trong

khuôn kim loại Trên 300

Kéo mẫu thử trên máy thử 200

Đên 600Ống đúc li tâmtrong khuôn cát Trên 600

Kéo mẫu thử trên máy thử

180

Ống và phụ tùngđúc đứng trongkhuôn cát

Tất cả đườ ngkính

Kéo thử mẫu đúc 140

Tr ị số áp suất thử thủy lự c:Tr ị số áp suất thử thủy lực phải thỏa mãn qui định ở các bảng sau:

Đối vớ i ống miệng bát đúc li tâm: theo bảng 5-9

Bảng 5-9Áp suất thử , N/cm2 Đườ ng kính quy

ướ c Dqư mm Cấ p LA Cấ p A Cấ p BĐến 600 350 350 350Trên 600 150 250 250

Đối vớ i ống đúc đứng: theo bảng 5-10Bảng 5-10

Áp suất thử , N/cm2 Đườ ng kính quiướ c, mm Cấ p A Cấ p BĐến 600 200 250

Trên 600 150 200

Đối vớ i ống và phụ tùng khác: theo bảng 5-11




85

Bảng 5-11

Dạng vật đúcĐườ ng kính qui ướ c

mmÁp suất thử ,

N/cm2 Đến 600 250

-Ống mặt bích và phụ tùng.Trên 600 200-Ống và phụ tùng mặt bích không có

nhánh, hoặc có nhánh có đườ ng kínhkhông lớ n hơ n một nửa đườ ng kínhống chính.

Trên 600đến 1000

150

-Phụ tùng có nhánh có đườ ng kính lớ nhơ n một nửa đườ ng kính ống chính.

Trên 600 đến 1000 100

5.1.4. Ư u nhượ c điểm

Ống gang có nhiều ưu điểm như: độ bền cao, khả năng chống xâm thực tốthơ n ống thép, việc giải quyết phụ tùng nối ống dễ dàng vì đượ c sản xuất hàng loạttrong công xưở ng vớ i nhiều chủng loại khác nhau.

Bên cạnh những ưu điểm trên thì ống gang cũng có những nhượ c điểm nhấtđịnh như: khả năng chịu tác dụng của tải tr ọng động kém hơ n ống thép, tốn nhiềukim loại hơ n ống thép, nặng nên gây khó khăn khi vận chuyển và thi công. Khiđườ ng ống bị phá hoại thườ ng vỡ ra những mảnh lớ n (đặc biệt là ống gang xám)gây tổn thất nướ c trong mạng lướ i cấ p hoặc ảnh hưở ng tớ i vệ sinh môi tr ườ ngtrong mạng lướ i thoát đặc biệt trên những tuyến có đườ ng kính lớ n.

5.1.5. Phạm vi sử dụngDo có những ưu nhượ c điểm như trên nên ống gang đượ c sử dụng r ộng rãi

nhất để xây dựng mạng lướ i cấ p nướ c bên ngoài, đồng thờ i loại ống này cũng đượ csử dụng cho mạng lướ i thoát nướ c.

Hiện nay ngườ i ta thườ ng sử dụng loại ống này vớ i các cỡ đườ ng kính vừa vànhỏ (D≤600).Vớ i đườ ng kính lớ n ngườ i ta thườ ng sử dụng loại ống gang dẻo vàống thép.

5.1.6. Bảo quản và vận chuyểnKhi bảo quản không đượ c để lẫn vớ i hoá chất ăn mòn, không xế p cao quá 3mKhi vận chuyển có thể sử dụng các phươ ng tiện thông thườ ng

5.2. Ống thép5.2.1. Vật liệu và phươ ng pháp chế tạoa. Vật liệu chế tạoỐng thép đượ c chế tạo từ các loại thép hợ p kim. Thép hợ p kim là loại thép có

chứa một lượ ng thành phần các nguyên tố kim loại thích hợ p để thay đổi cấu trúc

và tính chất của thép, đó là các nguyên tố : Cr, Ni, Mn, Si, W, V, Mo, Ti, Cu. Mặcdù có giá thành cao hơ n thép cacbon nhưng loại thép này có nhiều tính chất quýnhư độ bền cao, khả năng chống ăn mòn tốt hơ n, độ dãn nở vì nhiệt nhỏ.




86

b. Phươ ng pháp chế tạo Ống thép thườ ng đượ c chế tạo theo phươ ng pháp đúc nguyên (chịu áp lực

cao) và hàn điện cuốn tấm thép dọc theo chiều dài ống (chịu đượ c áp lực thấ p hơ n).

5.2.2. Phân loại

Theo tính chất của ống có 2 loại là ống thép tráng k ẽm và ống thép không r ỉ (Ống thép đen). Các loại ống thép thườ ng đượ c sản xuất theo kiểu hai đầu đều tr ơ nhoặc một đầu tr ơ n, một đầu loe. Đườ ng kính: D=15÷600 mm, chiều dài L=5÷20 m,chịu đượ c áp lực P=6÷10 at. Loại ống đúc phi tiêu chuẩn (ống dài từ 5-9m) gồm cócác loại ống: Đườ ng kính(mm)/ Độ dày (mm) như sau:

27/3; 27/3,5; 27/4; 34/3,5; 34/4; 34/4,5; 42/3,5; 42/4; 49/3,5; 49/4; 49/4,5;49/5; 60/4; 60/4,5; 60/5; 76/4,5; 76/5; 90/5; 90/5,5; 90/6; 114/6.

Loại ống đúc tiêu chuẩn (ống dài 6m gồm có các loại ống: Đườ ng kính(mm)/Độ dày (mm)) như sau: 34/3,5; 42/3,5; 49/3,5; 60/4; 76/4,5; 90/4,5; 168/7,11.

5.2.3. Yêu cầu kỹ thuậta. Ống thép tr áng kẽmỐng thép tráng k ẽm đượ c sản xuất theo tiêu chuẩn BS 1387:1985. Chiều dài

ống 6 mét/cây. Có các cỡ đườ ng kính 15-100. Ống có ren hai đầu và bịt nhựa để bảo vệ đầu ren. Yêu cầu k ỹ thuật theo bảng 5-12

Bảng 5-12Kích thướ c tiêu

chuẩn (mm)Chiều dày

(mm)Đườ ng kínhngoài (mm)

Tr ọng lượ ng (kg/m)

1.9 21 - 21.4 0.91315 2.6 21.1 - 21.7 1.222.1 26.4 - 26.9 1.281

202.6 26.6 - 27.2 1.572.3 33.7 - 33.8 1.790

253.2 33.4 - 34.2 2.432.3 41.9 - 42.5 2.293

323.2 42.1 - 42.9 3.132.5 47.8 - 48.4 2.851

403.2 48 - 48.8 3.612.6 53.6 - 60.2 3.744

503.6 59.8 - 60.8 5.12.9 75.2 - 76.0 5.319

653.6 75.4 - 76.6 6.552.9 87.9 - 88.7 6.277

804.0 88.1 - 89.5 8.543.5 113 - 113.9 9.74

1004.5 113.3 - 114.9 12.50

b. Ống thép đen




87

Ống thép đen cỡ lớ n sản xuất theo tiêu chuẩn BS 1387:1985. Ống có chiềudài 5,5 -11 mét / cây, có các cỡ đườ ng kính từ 125mm đến 600mm không có renhai đầu.

Yêu cầu k ỹ thuật theo bảng 5-13.Bảng 5-13

Kích thướ c tiêuchuẩn (mm) Chiều dày (mm) Đườ ng kính ngoài(mm) Trọng lượ ng(kg/m)125 3.96 141.3 13.41125 6.55 141.3 21.77150 5.56 168.3 22.31150 7.11 168.3 28.26200 4.78 219.1 25.26200 5.16 219.1 27.22200 5.56 219.1 29.28

200 6.35 219.1 33.31200 8.18 219.1 42.55250 6.35 273.0 41.75250 7.09 273.0 46.49300 7.92 323.9 61.69300 8.00 323.9 62.32350 7.14 355.6 61.35350 7.92 355.6 67.90400 8.74 406.4 85.71

400 9.52 406.4 93.17500 10.31 508.0 126.53

5.2.4 Ư u nhượ c điểmỐng thép chịu đượ c áp lực cao và tác dụng của lực động tốt, chi phí kim loại

ít do bề dày thành ống mỏng, ít mối nối do chiều dài ống lớ n, xây dựng lắ p ráp đơ ngiản dễ dàng

Tuy nhiên, ống thép có khả năng chống xâm thực kém nên phải có biện pháp bảo vệ ống khỏi bị ăn mòn.

5.2.5. Phạm vi sử dụngỐng thép thườ ng đượ c dùng trong hệ thống cấ p nướ c. Chúng đượ c sử dụng để

lắ p đặt các tuyến ống dẫn áp lực cao, cho mạng lướ i cấ p nướ c bên ngoài. Phạm visử dụng chung là ống đặt trong những điều kiện yêu cầu khả năng chịu tải tr ọngđộng và lực uốn lớ n. Ví dụ: khi tuyến ống đặt trong các vùng đất có lỗ hổng lớ n,hoặc vùng chịu ảnh hưở ng của động đất, các đoạn ống đi qua cầu, cầu vượ t.

Ống thép tráng k ẽm đượ c dùng cho mạng cấ p nướ c thông thườ ng và các ứngdụng khác.

Ống thép đen có khả năng chịu lực cao, chống ăn mòn tốt, độ giãn nở thấ pnên đượ c dùng phổ biến k ể cả cho hệ thống cấ p nướ c nóng.




88

5.2.6. Ăn mòn kim loại và biện pháp chống ăn mòna.Khái niệmĂn mòn kim loại là sự phá hủy kim loại và hợ p kim dướ i tác dụng của môi

tr ườ ng xung quanh. Đó là một quá trình hóa học hay quá trình điện hóa trong đókim loại bị ôxi hóa thành ion của nó. Hiện tượ ng ăn mòn diễn ra thườ ng xuyên,

liên tục gây nhiều tác hại đến nền kinh tế.b.Các dạng ăn mònĂn mòn hóa học Dạng ăn mòn hóa học xảy ra khi kim loại đặt trong môi tr ườ ng khí hay trong

chất lỏng có tác dụng ăn mòn tr ực tiế p kim loại. Ở nhiệt độ càng cao thì tốc độ ănmòn hóa học xảy ra càng nhanh.

Ăn mòn điện hóa họcSự ăn mòn này xảy ra khi có sự tạo thành các pin điện trong kim loại.Các yếu tố ảnh hưở ng đến sự ăn mòn điện hóa bao gồm:

Ôxi và nướ c là những tác nhân quan tr ọng trong việc gây ra hiện tượ ng ănmòn kim loại. Ngoài ra còn những yếu tố khác cũng có ảnh hưở ng lớ n đến tốc độ ăn mòn, đó là các tạ p chất có trong kim loại như cacbon, các kim loại kém hoạtđộng, các oxit, các muối sunfua...Các kim loại nguyên chất ít bị r ỉ hơ n các kim loạichứa tạ p chất. Nướ c biển, môi tr ườ ng có khí SO2, NO2 cũng là những tác nhân gâyăn mòn đáng k ể, bên cạnh đó sự gia công kim loại cũng là nguyên nhân làm chokim loại bị ăn mòn nhiều hơ n, ví dụ khi ta uốn cong một thanh hay một ống kimloại thì ở đó các nguyên tử kim loại sẽ “hoạt động” hơ n và hình thành vùng anot, ở những vị trí này kim loại bị ăn mòn tr ướ c.

c.Biện pháp chống ăn mònĐể bảo vệ kim loại, hạn chế sự ăn mòn ngưòi ta có thể áp dụng các biện pháp

như: Phươ ng pháp điện hóa, phươ ng pháp biến đổi hóa học lớ p mặt và phươ ng pháp phủ. Trong công nghệ đườ ng ống thườ ng áp dụng phươ ng pháp phủ là chủ yếu.

Có thể phủ kim loại cần bảo vệ bằng các kim loại khác không bị r ỉ hoặc phủ một lớ p phi kim loại.

Phủ kim loại cần bảo vệ bằng các kim loại khác không bị r ỉ, bao gồm các phươ ng pháp cụ thể như sau:

Phươ ng pháp nóng chảy: Thườ ng sử dụng k ẽm (Zn), thiếc (Sn) để phủ, thiếc

đượ c nung nóng ở nhiệt độ t°=450÷800°C còn k ẽm thì đượ c nung nóng ở nhiệt độ t°=270÷300°C sau đó nhúng các chi tiết, thiết bị cần phủ vào. Chiều dày lớ p phủ thườ ng từ 0,06÷0,13mm. Phươ ng pháp này thườ ng đượ c áp dụng để chống ăn mòncho đườ ng ống cấ p nướ c. Nhượ c điểm cơ bản của phươ ng pháp nóng chảy làkhông điều chỉnh đượ c chiều dày lớ p phủ vì vậy tiêu tốn nhiều kim loại, mặt kháccòn ảnh hưở ng đến cơ tính của chi tiết cần mạ. Chính vì những lý do này nên

phươ ng pháp này ít đượ c sử dụng.Phươ ng pháp mạ: Ví dụ: dùng Crôm (Cr) để mạ, chi tiết cần mạ đượ c gắn ở

cực âm (catốt) và kim loại nguyên chất (Crôm) dùng để mạ gắn ở cực dươ ng

(Anốt). Phươ ng pháp này khống chế đượ c chiều dày lớ p mạ, không ảnh hưở ng đếncơ tính của chi tiết cần mạ. Ngoài tác dụng chống ăn mòn phươ ng pháp này còn cótác dụng trang trí làm đẹ p cho các thiết bị.




89

Phươ ng pháp phun: là phươ ng pháp mà ta tiến hành dùng dụng cụ chuyêndùng để phun lên bề mặt chi tiết cần mạ một lớ p kim loại nóng chảy. Chất phun làmột dây kim loại đượ c lắ p vào một súng phun, dây kim loại đượ c đốt nóng bằngkhí hoặc bằng điện, các hạt kim loại nóng chảy sẽ phun vào bề mặt chi tiết đườ ngống hoặc thiết bị và lớ p kim loại này cần đượ c bảo vệ bở i một luồng khí nén có áp

suất cao, các hạt kim loại này bắn ra và bám chặt vào bề mặt chi tiết hoặc thiết bị cần mạ. Phươ ng pháp này thườ ng đượ c sử dụng cho các chi tiết có tiết diện bề mặtlớ n.

Phươ ng pháp cán dính: Dùng một lớ p kim loại mỏng đặt lên trên bề mặt vậtliệu cần phủ và tiến hành cán ép mạnh tạo độ dính (tươ ng tự như hàn áp lực).

Nếu bảo vệ kim loại bằng cách phủ lớ p phi kim loại thì thườ ng sử dụng sơ n,chất dẻo, vécni, dầu, mỡ .

5.3. Một số loại ống hợ p kim khác5.3.1. Ống hợ p kim đồng

a. Nguyên liệu chế tạo ống hợ p kim đồngHợ p kim đồng gồm 2 loại là đồng thau và đồng thanhĐồng thau là hợ p kim của đồng và k ẽm, thành phần k ẽm trong đồng thau

không quá 45%.Đồng thanh là hợ p kim của đồng có pha thêm thiếc, nhôm, k ẽm, silic, crôm.

Ngoài hai hợ p kim truyền thống nêu trên ngày nay ngườ i ta còn tạo ra hợ pkim của đồng vớ i niken, nhôm, vàng và một số kim loại khác.

Các hợ p kim này có độ bền cao, tính đúc, tính cắt gọt tốt.b.Ống đồng và ống hợ p kim đồng

Ống đồng là loại ống có khả năng chống ăn mòn tốt, r ất bền. Loại ống nàythườ ng dùng làm ống dẫn nướ c ở nhiệt độ cao.Ống hợ p kim đồng thườ ng dùng là hỗn hợ p của đồng vớ i niken.Ống hợ p kim đồng có khả năng chống mài mòn tốt, nhất là khi hàm lượ ng

Cu=90% và Ni=10%. Tuy nhiên nếu trong môi tr ườ ng xâm thực có ôxi và khí CO2 thì loại ống này lại bị ăn mòn. Khi hàm lượ ng Cu=70% và Ni=30% thì ống chịuđượ c trong môi tr ườ ng nướ c biển. Loại ống này thườ ng dùng làm ống dẫn nướ cmặn hoặc nướ c biển.

5.3.2. Ống hợ p kim nhômHợ p kim nhôm đượ c chia ra 2 loại theo công dụng là hợ p kim nhôm đúc vàhợ p kim nhôm gia công áp lực. Hợ p kim nhôm gia công áp lực đượ c sản xuất radướ i dạng tấm mỏng, băng dài, các thỏi định hình, dây nhôm và ống nhôm. Hợ pkim nhôm này có thể rèn, dậ p, cán ép.

Ống hợ p kim nhôm nhẹ, bền, thích hợ p cho hệ thống làm lạnh nhưng k ỹ nănggia công phức tạ p.

5.4. Ống bê tông cốt thép5.4.1. Vật liệu và phươ ng pháp chế tạoa. Vật liệu chế tạo




90

Xi măng dùng cho sản xuất ống bê tông là xi măng pooclăng (PC) theo tiêuchuẩn TCVN 2682: 1999 hoặc xi măng pooclăng hỗn hợ p (PCB), theo tiêu chuẩnTCVN 6260:1997; cũng có thể sử dụng các loại xi măng khác, nhưng phải phù hợ pvớ i các tiêu chuẩn tươ ng ứng.

Cát dùng cho sản xuất ống bê tông có thể là cát tự nhiên hoặc cát nghiền,

nhưng phải phù hợ p vớ i các yêu cầu của tiêu chuẩn cốt liệu cho bê tông.Đá dăm, sỏi hoặc sỏi dăm dùng để sản xuất ống bê tông phải phù hợ p vớ i tiêuchuẩn cốt liệu cho bê tông. ngoài ra chúng còn phải thoả mãn các quy định củathiết k ế.

Nướ c tr ộn và bảo dưỡ ng ống bê tông cần thoả mãn yêu cầu k ỹ thuật củaTCVN 324: 2004

Yêu cầu k ỹ thuật đối vớ i phụ gia theo tiêu chuẩn TCVN 325: 2004Cốt thép dùng cho sản xuất ống bê tông phải phù hợ p vớ i các tiêu chuẩn

tươ ng ứng sau (bảng 5-14)

Bảng 5-14Loại cốt thép Tiêu chuẩn kỹ thuật

- Thép cốt bê tông,TCVN 1651:1985, hoặc TCVN 6285:1997

và ISO 6935 - 1- Mối hàn thép TCVN 5400:1991- Lướ i hàn thép TCVN 6286:1997- Thép k ết cấu TCVN 5709:1993

Cốt thép đượ c bố trí thành các vòng tròn đồng tâm hoặc ở dạng đườ ng xoắn

ốc liên t

ục. Thép d

ọc là các thanh c

ấu t

ạo. C

ốt thép có th

ể bố trí thành m

ột l

ớ p

hoặc hai lớ p. Cốt thép cũng có thể sản xuất sẵn ở dạng khung k ết cấu. Liên k ết giữacác thanh bất k ỳ đượ c thực hiện bằng cách hàn hoặc buộc. Cốt thép ở vị trí thành miệngống bê tông hoặc ở vị trí bờ hốc của khớ p nối phải đượ c bố trí ở dạng thanh liên tục.Khoảng cách giữa các vòng cốt thép đồng tâm không đượ c nhỏ hơ n kích thướ cDmax của cốt liệu lớ n cộng thêm 5 mm

b. Phươ ng pháp chế tạoỐng bê tông cốt thép thườ ng đượ c sản xuất bằng phươ ng pháp ly tâm hoặc

phươ ng pháp rung ép hỗn hợ p bê tông vớ i cốt thép.Ống bê tông cốt thép cấ p nướ c đượ c sản xuất bằng phươ ng pháp ly tâm vớ i

cốt thép dự ứng lực. Loại ống này có lõi thép thành mỏng hình tr ụ và có cốt thépdự ứng lực quấn quanh ống thép theo kiểu xoắn ốc. Vớ i đặc điểm cấu tạo của cốtthép và phươ ng pháp ly tâm nên loại ống này đảm bảo đượ c tính chống thấm tốt,ổn định chất lượ ng của nguồn nướ c cấ p.

Cũng bằng phươ ng pháp ly tâm ngườ i ta còn sản xuất ống bê tông cốt thép dự ứng lực vớ i cốt thép dọc và cốt thép quấn quanh ống theo kiểu xoắn ốc .

Ngoài phươ ng pháp ly tâm, cũng có thể sản xuất ống bê tông cốt thép bằng phươ ng pháp rung ép, cốt thép có thể dự ứmg lực hoặc không. Chất lượ ng của loạiống này thườ ng kém hơ n ống sản xuất bằng phươ ng pháp ly tâm.

Ống bê tông cốt thép đượ c chế tạo theo kiểu hai đầu tr ơ n hoặc một đầu tr ơ nmột đầu loe.




91

a b Hình 5-4: Ống cố ng đầu

Đườ ng kính của ống gồm các cỡ D=500÷2000. Trong những tr ườ ng hợ p cầnthiết cũng có thể chế tạo loại đườ ng kính 2500 hoặc 3000 bằng cách đúc tại hiệntr ườ ng.

Chiều dài của ống thườ ng là L=2000÷6000, chịu đượ c áp lực P=5÷10at.Hiện nay một số ống đượ c chế tạo khá phổ biến có kích thướ c là: (đườ ng

kính/chiều dài): 300/4000; 400/4000; 600/4000; 800/4000; 1000/4000; 1200/3000;1500/3000 Nếu sử dụng ống ở những môi tr ườ ng đặc biệt như môi tr ườ ng nướ c thải

công nghiệ p hoặc ở những môi tr ườ ng xâm thực mạnh, cần có thêm biện pháp bảovệ thích hợ p để chống phá huỷ bê tông và cốt thép.

5.4.2. Khái niệm, phân loại về ống bê tông cốt thép thoát nướ c (ốngcống):

a. Một số khái niệm về ống bê tông cốt thép thoát nướ c (ống cống):

Ống cống là một hình tr ụ r ỗng bằng bê tông cốt thép, trong đó cốt thép đượ ccấu tạo bở i một hoặc hai lớ p làm thành các vành đai hoặc lồng thép.Ống cống có khớ p nốiLà ống cống có khớ p nối ở một hoặc hai đầu ống.Ống cống đầuLà ống cống dùng để đặt ngay sau tườ ng đầu cống hoặc đặt ở đầu cửa vào và

cửa ra của cống, chỉ có một đầu khớ p nối (hình 5-4a và hình 5-4b)

Ống cống giữ aLà ống cống đượ c đặt ở giữa đườ ng cống và có khớ p nối ở cả 2 đầu ống.

Đườ ng cốngLà toàn bộ chiều dài của cống, bao gồm các ống cống đượ c liên k ết vớ i nhau. Kích thướ c danh định của ống cống (đườ ng kính danh định-Ddđ )Là tr ị số qui ướ c đượ c chọn làm kích thướ c cơ bản để thiết k ế mô đun các

kích thướ c khác của cống. Nó cũng là đườ ng kính trong của ống cống tính bằngmm.

Đườ ng kính tr ong chế tạo (Dct)Là đườ ng kính trong của ống cống do thiết k ế qui định và nhà sản xuất lấy nó

làm chuẩn để chế tạo.

Đườ ng kính tr ong thự c tế (Dtt)Là đườ ng kính trong của ống cống thực tế đạt đượ c. Chiều dài tổng và chiều dài hiệu dụng của ống cống (hình 5-5)




92

(a) (b) (c)

Hình 5-6: Các kiể u nố i ố ng cố ng

a) Ống cố ng vớ i mố i nố i âm d ươ ng b)Ống cố ng vớ i mố i nố i đ ai ố p

Hình 5-5: Chiề u dài t ổ ng và chiề u dài hiệu d ụng của ố ng cố ng

Số lượ ng 100 ống cống trong một đợ t sản xuất có cùng đặc tính k ỹ thuật, cùngchủng loại, giống nhau về kích thướ c, dùng cùng loại vật liệu và đượ c sản xuất

theo cùng một qui trình công nghệ đượ c coi là một lô. Nếu số lượ ng ống cống củamột đợ t sản xuất không đủ 100 sản phẩm thì cũng coi là một lô để lấy mẫu thínghiệm kiểm tra chất lượ ng.

b. Phân loại ống bê tông cốt thép thoát nướ c (ống cống):Ống cống thoát nướ cPhân loại theo đườ ng kính danh địnhTheo đườ ng kính danh định (Ký hiệu Ddđ), phân ống cống làm 25 loại, có

đườ ng kính danh định như bảng 5-15, cột 2.Phân loại theo cấp tải Theo cấ p tải, chia ống cống làm 3 cấ p tải cơ bản như qui định ở bảng 5-17.Ống cống cấ p tải thấ p, ký hiệu cấ p T.Ống cống cấ p tải tiêu chuẩn, ký hiệu cấ p TC.Ống cống cấ p tải cao, ký hiệu cấ p C.Phân loại theo hình thứ c liên kết nối Theo hình thức liên k ết nối, ống cống gồm 3 loại (hình 5-6)Ống cống nối theo theo kiểu "âm - dươ ng" (hình 5-6a), ký hiệu NADỐng cống nối theo theo kiểu "lồng - ghép" (hình 5-6b), ký hiệu NLGỐng cống nối theo theo kiểu "đai ố p" (hình 5-6c), ký hiệu NĐO

5.4.3. Yêu cầu kỹ thuật đối vớ i ống bê tông cốt thép thoát nướ c (ốngcống):a. Yêu cầu về ngoại quan và khuyết tật cho phép của ống cống

ChiÒu dµi tæng

ChiÒu dµi hiÖu dôngChiÒu dµi hiÖu dông

ChiÒu dµi tæng




93

Độ phẳng đều của bề mặtBề mặt bên ngoài và bên trong của ống cống yêu cầu phẳng đều, không đượ c

có các điểm gồ lên hoặc hõm xuống quá 5mm.Trên bề mặt ống cống không cho phép có các lỗ r ỗng có chiều sâu lớ n hơ n

hoặc bằng 12mm.

Vỡ bề mặtKhi có các khuyết tật vỡ bề mặt bê tông do tháo khuôn hoặc do quá trình thicông vận chuyển, thì tổng diện tích bề mặt vỡ không đượ c quá (6× Ddđ)mm2, trongđó diện tích một miếng vỡ không đượ c lớ n hơ n (3× Ddđ)mm2.

Ống cống cũng không đượ c có diện tích bê tông bị vỡ trên cả hai bề mặt (mặttrong và mặt ngoài) ở chỗ tiế p xúc của miệng cống.

Nứ t bề mặt Cho phép có các vết nứt bề mặt bê tông do biến dạng mềm, nhưng bề r ộng vết

nứt không đượ c quá 0,1 mm. Các vết nứt này có thể đượ c lấ p bằng cách xoa hồ xi

măng.Sự biến màu của bê tôngNếu bê tông bị nhuốm màu do cốt thép bên trong gỉ, thì ống cống đó không

đạt yêu cầu chất lượ ng.b. Yêu cầu về kích thướ c và độ sai lệch cho phépĐườ ng kính danh định và độ sai lệch cho phép

Đườ ng kính danh định của ống cống và độ sai lệch (bảng 5-15)Đư òng kính trong chế tạo và đườ ng kính tr ong thự c tế Đườ ng kính trong thực tế không đượ c sai lệch vớ i đườ ng kính trong chế tạo

quá độ sai lệch cho phép đượ c nêu trong bảng 5-15.Đườ ng kính ngoài chế tạo và đườ ng kính ngoài thự c tế Đườ ng kính ngoài thực tế của ống cống là số đo đườ ng kính ngoài thực tế đo

đượ c trên sản phẩm ống cống đã chế tạo. Các giá tr ị này phải phù hợ p vớ i dung saicho phép.

Chiều dày thành ống cống Chiều dày thành ống cống phụ thuộc vào đườ ng kính danh định và tăng dần

theo bướ c môđun của ống cống. Chiều dày thành ống cống có giá tr ị vào khoảng1/10 giá tr ị đườ ng kính danh định, đượ c lấy theo bảng 5-15.

Sai lệch của chiều dày thành ống cống đượ c tính theo chiều dày theo đườ ng

xuyên tâm của thành ống cống không đượ c sai lệch quá so vớ i giá tr ị qui địnhtrong bảng 5-15.

Chiều dày lớ p bê tông bảo vệ cốt thépCó hai lớ p bê tông bảo vệ cốt thép: lớ p bên trong và lớ p bên ngoài ống cống.

Chiều dày lớ p bê tông bảo vệ không đượ c nhỏ hơ n 12mm.Ở những chỗ không có lớ p bê tông bảo vệ phải dùng thép không gỉ hoặc vật liệu

khác không bị ăn mòn.Khi chế tạo ống cống dùng trong môi tr ườ ng xâm thực hoặc môi tr ườ ng biển

cần có biện pháp bảo vệ cốt thép thích hợ p kèm theo.

Chiều dài hiệu dụng của ống cống Chiều dài hiệu dụng của ống cống có thể thay đổi trong khoảng 1000-

5000mm




94

Độ thẳng của ống cống:Dọc theo đườ ng sinh, ống cống phải thoả mãn tiêu chuẩn độ thẳng trên cả hai

mặt (mặt ngoài và mặt trong). Sai lệch độ thẳng (tức độ cong) cho phép theo chiềudài là 1mm/m.

Độ vuông góc của đầu ống cống

Tiết diện đầu ống cống phải vuông góc vớ i các đườ ng sinh mặt ngoài. Tuỳ theo đườ ng kính danh định, sai lệch độ vuông góc của đầu ống cống (e) khôngđượ c vượ t quá giá tr ị qui định ở bảng 5-16.

Bảng 5-15 Đườ ng kính trong Chiều dày

STT Đườ ng kínhdanh định

(mm)

Độ sai lệchcho phép

(mm)

Chiều dàyqui định

(mm)

Độ sai lệchcho phép

(mm)

Chiều dàihiệu dụng

(mm)

1 200

2 300

+5

3 4004 5005 600

± 1040 ÷ 80

6 7507 8008 9009 1000

80 ÷ 100

10 1050

+6

11 120012 1250

± 20

120 ÷ 180 +10

1000÷5000

13 1350

14 150015 1650

+10

16 1800

+30-20 140 ÷ 200

17 1950

18 2000

+30-25

19 210020 2250

160 ÷ 240

21 2400+35-25

22 255023 270024 2850

25 3000

+40-25

240 ÷ 300

+16

1000÷5000




95

Bảng 5-16Đườ ng kính danh định (mm) Độ sai lệch cho phép (mm)

200 – 1500 5,0

1650 – 2250 7,0

2400 – 3000 10,0

c. Yêu cầu về khả năng chịu tải của ống cống Yêu cầu về cườ ng độ bê tôngBê tông phải đảm bảo cườ ng độ chịu lực theo yêu cầu thiết k ế.Yêu cầu khả năng chịu tải của ống cống

Khả năng chịu tải của ống cống đượ c đánh giá thông qua phươ ng pháp ép 3cạnh.Theo khả năng chịu tải, ống cống đượ c phân làm 3 cấ p chịu tải cơ bản: cấ p T,

cấ p TC và cấ p C.Phụ thuộc cấ p chịu tải, ống cống phải đạt đượ c 3loại lực sau:▪Lực không nứt (tải tr ọng không nứt) là lực ép qui định cho mỗi loại ống

cống vớ i một cấ p chịu tải xác định đượ c duy trì ít nhất trong một phút mà khôngxuất hiện vết nứt.

▪Lực làm việc (tải tr ọng làm việc) là lực ép đượ c sử dụng trong tính toán thiếtk ế. Lực ép qui định đượ c duy trì ít nhất trong một phút mà không xuất hiện vết nứthoặc xuất hiện vết nứt nhỏ có chiều sâu không lớ n hơ n 2 mm hoặc bề r ộng vết nứtkhông lớ n hơ n 0,25mm.

▪Lực cực đại (tải tr ọng cực đại hay tải tr ọng phá hoại) là lực ép tối đa mà ốngcống đạt đượ c.

Ba loại lực ép nêu trên cho từng cấ p tải tr ọngứng vớ i mỗi loại đườ ng kính danh địnhđượ c cho ở bảng 5-17.

Phươ ng pháp thử ép 3 cạnh đượ c giớ i thiệu ở mục phươ ng pháp thử.d. Yêu cầu về khả năng chống thấm nướ c của ống cốngKhả năng chống thấm

nướ c của ống cống đượ c biểuthị bằng khả năng chịu đượ cáp lực thuỷ t ĩ nh khi ống cốngchứa đầy nướ c, mà không bị nướ c thấm qua thành ống.Vớ i ống cống làm việc ở chế độ áp lực cao thì khả năngchống thấm nướ c phải đạtđến mức áp lực 2m cột nướ c.

e. Yêu cầu đối vớ i cácphụ kiện của ống cống

Các phụ kiện kèm theo

e

(a) (b)

Hình 5-7: T ấ m đỡ ố ng cố ng và khố i móng đ úc sẵ na) Móng cố ng đ úc sẵ n chỉ có khố i móng

b) Móng cố ng đ úc sẵ n gồm t ấ m đỡ và khố i móng

Khối móng

Ống cống

Tấm đỡ




96

ống cống có thể là vòng liên k ết mềm bằng cao su hoặc chất dẻo, vành đai ố p vàcác phụ kiện phục vụ lắ p đặt cống. Vành đai ố p và các phụ kiện phục vụ lắ p đặtcống bao gồm: Tấm đỡ ống cống và khối móng đúc sẵn (hình 5-7).

Các tấm đỡ ống cống đượ c đúc sẵn vớ i cung tiế p xúc giữa ống cống và khốimóng tính theo góc ở tâm là 900. Chiều dày, chiều dài tấm đỡ ống cống và khối

móng cũng như mác bê tông do thiết k ế qui định. Bảng 5-17Tải trọng thử theo phươ ng pháp ép 3 cạnh (kN/m)

Ống cấp tải thấp (T)Ống cấp tải tiêu

chuẩn (TC)Ống cấp tải cao (C)

STT

Đườ ngkínhdanhđịnhmm

Lự ckhông

nứ t

Lự clàmviệc

Lự ccự cđại

Lự ckhông

nứ t

Lự clàmviệc

Lự ccự cđại

Lự ckhông

nứ t

Lự clàmviệc

Lự ccự cđại

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 111 200

2 300 15 23 29 - - -3 400 20 31 39 26 41 524 500 24 38 48 29 46 585 600

12 20 25

29 46 58 34 54 686 750 24 38 48 34 53 67 41 65 817 800* 27 42 53 37 60 74 47 75 948 900 29 46 58 42 67 84 53 85 1069 1000* 31 49 61 45 71 90 57 91 113

10 1050 32 51 64 48 76 95 60 96 120

11 1200 36 58 72 55 87 109 69 110 13812 1250* 38 61 76 57 91 114 73 116 1461 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

13 1350 39 63 79 60 96 120 76 122 15314 1500 69 87 104 130 132 16515 1650 75 94 116 145 148 18316 1800 82 103 124 155 158 19817 1950

434751

88 110

657378

135 169

829199

169 22018 2000* 93 115 140 175 175 22519 2100 96 120 146 183 184 23020 2250

53102 128

82155 194

102195 244

21 2400 108 135 165 207 210 26322 2550 116 145 177 222 223 27923 2700

57124 155

86186 233

109235 294

24 2850 130 163 195 244 251 30425 3000 135 169 207 259 260 326

5.4.4. Ư u nhượ c điểmSo vớ i ống gang, ống bê tông cốt thép có chi phí kim loại ít hơ n 4,2- 6,4% và

giá thành thấ p hơ n 30÷40%. Nhờ đó giảm chi phí vốn đầu tư ống; nâng cao độ bền




97

và thờ i gian sử dụng (ống thép 20-25 năm, ống gang 40-50 năm, ống bê tông cốtthép có thể tớ i 50-70 năm). Ngoài ra, ống bê tông cốt thép còn có đặc điểm làthành ống tr ơ n nhẵn, đảm bảo khả năng vận chuyển nướ c tốt, có khả năng chốngxâm thực của môi tr ườ ng.

Nhượ c điểm của ống bê tông cốt thép là dễ bị phá hoại do tải tr ọng tác động

nên phải chôn sâu hơ n, mặt khác loại ống này nặng nên việc vận chuyển và thicông khó khăn hơ n các loại ống khác chi phí cho nền móng cao hơ n.

5.4.5. Phạm vi sử dụngVớ i những ưu nhượ c điểm trên đây, ống bê tông cốt thép đượ c sử dụng r ộng

rãi nhất là trong hệ thống thoát nướ c.Loại ống này không thích hợ p cho việc dùng làm ống phân phối nướ c vì khó

giải quyết việc bắt nhánh vào nơ i tiêu thụ nướ c.

5.4.6. Bảo quản và vận chuyểna. Bảo quản Sau khi chế tạo, trên ống cống phải ghi rõ: Tên cơ sở sản xuất, đườ ng kính

danh định, chiều dài hiệu dụng, cấ p tải tr ọng, ngày, tháng, năm sản xuấtSản phẩm ống cống đượ c xế p nằm ngang, giữa các lớ p phải đặt các miếng kê

thích hợ p, đượ c xế p riêng theo lô sản phẩm.b. Vận chuyển Sản phẩm ống cống chỉ đượ c phép bốc xế p, vận chuyển khi cườ ng độ bê tông

đạt tối thiểu 70% cườ ng độ thiết k ế.Phải xế p dỡ bằng cẩu chuyên dụng, dùng dây cáp mềm, hoặc thiết bị gá k ẹ p

thích hợ p.Khi vận chuyển, các ống cống phải đượ c liên k ết chặt vớ i phươ ng tiện vận

chuyển để tránh xô đẩy, va đậ p gây hư hỏng.

5.4.7. Phươ ng pháp kiểm tra một số chỉ tiêu cơ lý chủ yếua. Kiểm tra ngoại quan, khuyết tật và nhãn mácDụng cụ và thiết b ị thử : - Thướ c thép hoặc thướ c thép cuộn có khả năng đo độ dài 1m, độ chính xác

1mm.

- Thướ c thép dài 300÷500 mm, độ chính xác đến 1mm- Thướ c k ẹ p, độ chính xác đến 0,1mm- Bộ căn lá để kiểm tra vết nứt, độ dày của căn lá từ 0,05-1,00mm- Kính lúp có độ phóng đại từ 5 - 10 lầnTiến hành thử : - Từ mỗi lô sản phẩm lấy ra 5 ống cống làm mẫu thử để kiểm tra.- Đo chiều sâu vết lõm: đặt thướ c dài dọc theo đườ ng sinh ống cống r ồi cắm

thanh tr ượ t của thướ c k ẹ p đến đáy vết lõm, đo khoảng cách từ đáy vết lõm đếnmép dướ i của thướ c.

- Đo kích thướ c bê tông vỡ để tính diện tích vỡ : Qui vết vỡ về dạng hình tròntươ ng đươ ng, đo đườ ng kính trung bình để tính ra diện tích vỡ hoặc dùng giấy




98

bóng kính có k ẻ sẵn lướ i ô vuông để đo diện tích bê tông vỡ , tính diện tích vỡ bằng cách đếm số ô vuông.

- Đo vết nứt bê tông: Quan sát phát hiện vết nứt bằng mắt thườ ng hoặc dùngkính lúp. Nếu có vết nứt, thì cắm đầu thướ c lá căn vào vết nứt để xác định bề r ộngvà chiều sâu vết nứt.

Đánh giá kết quả thử - Nếu cả 5 sản phẩm lấy ra của một lô đạt yêu cầu thì lô đó đạt chất lượ ng quiđịnh.

- Nếu trong 5 sản phẩm có một sản phẩm không đạt thì trong lô đó lại chọntiế p ra 5 sản phẩm khác để kiểm tra. Nếu lại có một sản phẩm không đạt thì đối vớ ilô sản phẩm này phải nghiệm thu từng sản phẩm.

b. Kiểm tr a kích thướ c và độ vuông góc của đầu ống cốngDụng cụ và thiết b ị thử .- Thướ c k ẹ p hoặc dụng cụ thích hợ p, độ chính xác đến 0,1mm.

- Thướ c thép hoặc thướ c thép cuộn, độ chính xác đến 1,0 mm- Máy khoan bê tông- Búa, đục sắt- ÊkeTiến hành thử - Mỗi lô sản phẩm lấy ra 5 ống cống đại diện để kiểm tra.- Đo đườ ng kính trong: Dùng thướ c thép hoặc thướ c thép cuộn đo đườ ng kính

trong thực tế của từng ống cống theo hai phươ ng xuyên tâm thẳng góc vớ i nhau.Việc đo đượ c tiến hành trên cả hai đầu ống cống.

- Đo chiều dày của thành ống cống ở bốn đầu của hai đườ ng kính nêu trên bằng thướ c k ẹ p.

- Đo chiều dài hiệu dụng của từng ống cống theo các đườ ng sinh qua bốn đầucủa hai đườ ng kính nêu trên bằng thướ c thép hoặc thướ c thép cuộn.

- Đo chiều dày của lớ p bê tông bảo vệ cốt thép đối vớ i từng ống cống bằngcách khoan hai lỗ trên mặt ống cống cho tớ i cốt thép r ồi đo bằng thướ c k ẹ p (chọcthanh tr ượ t của thướ c k ẹ p vào lỗ). Sau khi đo xong dùng vữa xi măng trét kín vàocác lỗ khoan.

- Cũng có thể đục một rãnh dài 300mm, r ộng 25mm để lộ cốt thép ra hoặckhoan nõn, hoặc cắt ngang tiết diện cống để đo bề dày lớ p bê tông bảo vệ hiện ra.

Đánh giá kết quả Nếu cả 5 ống cống kiểm tra đều đạt yêu cầu, thì lô sản phẩm đạt chất lượ ng

qui định. Nếu trong 5 sản phẩm có một sản phẩm không đạt, thì trong lô đó lại chọn

tiế p ra 5 sản phẩm khác để kiểm tra. Nếu lại có một sản phẩm không đạt, thì đốivớ i lô sản phẩm này phải nghiệm thu từng sản phẩm.

c. Kiểm tra cườ ng độ bê tôngBê tông phải đượ c lấy mẫu, bảo dưỡ ng và xác định cườ ng độ theo qui định

của TCVN 3105: 1993, TCVN 3118: 1993 và lưu phiếu thí nghiệm, coi đó là một

trong các hồ sơ chất lượ ng sản phẩm.Cũng có thể sử dụng phươ ng pháp không phá hoại để xác định cườ ng độ bêtông theo TCXD 171:1989 hoặc TCVN 162:2004.




99

Trong tr ườ ng hợ p cần thiết phải kiểm tra trên mẫu bê tông khoan từ ống cống.Khi khoan mẫu bê tông phải khoan theo hướ ng xuyên tâm của ống cống, lấy

chiều dày thành ống cống làm chiều cao mẫu thử.d. Thử khả năng chịu tải của ống cốngNguyên tắc thử

Phép thử đượ c thực hiện theo phươ ng pháp ép ba cạnh trên một đoạn ốngcống thử có chiều dài 1000mm.Khi ép, ống cống thử đượ c lắ p đặt để tiế p xúc chặt chẽ vớ i ba thanh cứng

theo ba đườ ng sinh của ống như sơ đồ trong hình 5-8.Dụng cụ và thiết b ị thử Máy ép thuỷ lực hoặc máy ép cơ học dùng hệ thống kích thuỷ lực.Máy ép phải đượ c lắ p đồng hồ lực có thang lực phù hợ p, sao cho tải tr ọng thử

phải nằm trong phạm vi 20- 80% giá tr ị lớ n nhất của thang lực. Độ chính xác củamáy trong khoảng ±2% tải tr ọng thử quy định.

Các chi tiết phụ: bao gồm hai thanh gối tựa ở dướ i (dạng nêm, hình 5-8) mộtthanh truyền lực ở trên và các tấm đệm.Hai thanh gối tựa dướ i đượ c làm bằng thép cứng, cũng có thể làm bằng gỗ

cứng đảm bảo thẳng và bề mặt phẳng.Thanh gối tựa có chiều dài 1000mm, các kích thướ c khác như hình 5-8. Hai

thanh gối tựa đặt song song vớ i nhau, khoảng cách giữa hai mép trong của chúngcách nhau một khoảng không nhỏ hơ n 25 mm.

Thanh truyền lực ở trên làm bằng thép cứng dài 1000mm đượ c tỳ lên ốngcống qua một đệm cao su có đặc tính như trên. Thanh truyền lực phải thẳng, độ sailệch không quá 2,5 mm/m so vớ i đườ ng thẳng. Lực của máy ép tác dụng lên điểmgiữa của chiều dài thanh truyền lực và phân bố đều trên đườ ng sinh của ống cốngtiế p xúc vớ i thanh truyền lực

Thướ c căn lá đầu vát khum tròn vớ i đườ ng kính 1,5mm, thướ c có các chiềudày chuẩn: 0,25mm, dùng để đo chiều r ộng của vết nứt (hình 5-9).

Tiến hành thử Chuẩ n bị mẫ u thử :Vớ i mỗi lô sản phẩm cần có ít nhất là 2 ống cống làm mẫu thử. Ống cống thử

là một ống cống dài 1000mm hoặc một đoạn ống cống dài 1000mm đượ c cắt ra từ ốngcống sản phẩm dài hơ n.

Trình t ự thử :- Đặt ống cống thử tì lên hai thanh gối tựa một cách vững vàng.- Đánh dấu điểm giữa hai mép trong của 2 thanh gối tựa ở hai đầu của ống

cống thử, r ồi nối bằng một đườ ng thẳng (đườ ng sinh dướ i).- K ẻ một đườ ng sinh thứ hai đối xứng vớ i đườ ng sinh dướ i qua tr ục của ống

cống thử. Đặt tấm đệm và thanh truyền lực lên trên đườ ng sinh thứ hai đó (hình 5-8).

- Vận hành máy cho lực tác dụng lên điểm giữa của thanh truyền lực, tăng tảitừ từ đến giá tr ị 10% lực ép quy định, giữ tải để kiểm tra xem toàn bộ hệ thống gá

lắ p đã vững chắc, ổn định chưa. Các thanh gối tựa và thanh truyền lực có tiế p xúcđều vớ i ống cống không. Sau đó tiế p tục tăng tải vớ i tốc độ 200kN/phút.




100

25 min

P

a

b

bd

c

2 5 + 5

d

§é dèc 1:12

330+1

L = 1000

P

L/2 L/2

Hình 5-8: S ơ đồ thử t ải theo phươ ng pháp ép 3 cạnh

a. Thanh truyề n lự c; b. Đệm cao su có tiế t diện150× (25 đế n 40);

c. Thanh gố i t ự a d ạng nêm; d. T ấ m thép phẳ ng

Hình 5-9: Thướ c căn lá đ o chiề u r ộng vế t nứ t

Khi đạt đến giá tr ị lực không nứt đượ c quy định ở bảng 3 ứng vớ i kích thướ cdanh định của mẫu thử, thì giữ tải ở đó trong 1 phút và quan sát để phát hiện vếtnứt.

Thướ c thép hoặc thướ c thép cuộn có thể đo đượ c chiều dài 1000mm vớ i độ chính xác đến 1mm.

Chú thích: Có thể ép trên đ oạn đầu ố ng cố ng dài 1000mm đố i vớ i ố ng cố ng

dài hơ n, mà không phải cắ t ra để thí nghiệm riêng.

Nếu không có vết nứt, thì tiế p tục tăng tải tớ i khi đạt lực làm việc, giữ tải ở đótrong một phút và quan sát vết nứt. Nếu không xuất hiện vết nứt hoặc vết nứt nhỏ (chiều sâu không quá 2mm, hoặc bề r ộng không quá 0,25 mm – xác định bằngthướ c căn lá), thì lại tiế p tục tăng tải nhưng chậm lại vớ i tốc độ 44 kN/phút cho đếnkhi phá hoại, ghi lại lực ép lớ n nhất đạt đượ c. Đó chính là lực ép cực đại hoặc lực phá

hoại. Đánh giá kết quả

§é v¸t 0.25mm/m1.5mm

12 7mm




101

Khi thử ép đến lực không nứt, mà không thấy xuất hiện vết nứt, thì ống cốngđạt yêu cầu qui định đối vớ i lực không nứt. Tr ườ ng hợ p ngượ c lại, ống cống khôngđạt yêu cầu về tiêu chuẩn chịu lực.

Khi thử ép đến lực làm việc mà không thấy nứt hoặc vết nứt có bề r ộng khônglớ n hơ n 0,25mm hoặc chiều sâu vết không lớ n hơ n 2mm, thì ống cống đạt yêu cầu

qui định đối vớ i tải tr ọng làm việc. Tr ườ ng hợ p ngượ c lại, ống cống không đạt yêucầu về tiêu chuẩn chịu lực.Khi thử ép đến phá hoại ống cống, nếu lực cực đại đạt đượ c giá tr ị qui định,

thì ống cống đạt yêu cầu qui định đối vớ i tải tr ọng cực đại.Tr ườ ng hợ p lực ép cực đại đạt lớ n hơ n lực cực đại qui định nhưng chưa đạt

đến giá tr ị lực cực đại của ống cống cao hơ n liền k ề (bảng 3) thì vẫn chỉ coi ốngcống đạt yêu cầu đối vớ i tải tr ọng cực đại qui định. Còn nếu nó đạt đượ c, thì ốngcống đó đượ c xế p vào cấ p chịu tải cao hơ n qui định. Khi đó lực làm việc sẽ đượ ctính bằng 80% lực ép cực đại thực tế và lực không nứt đượ c tính bằng công thức

sau đây: Pkn = Pmax× RTrong đó:

- Pkn: Lực ép không nứt- Pmax: Lực ép cực đại thực tế - R: Tỷ số giữa lực ép không nứt và lực ép cực đại ứng vớ i kích thướ cdanh định của ống cống.

Lô ống cống đượ c chấ p nhận khi tất cả các ống cống đượ c thử đều đạt yêucầu. Nếu không đạt thì cứ một ống cống không đạt phải thử thêm hai ống cốngkhác. Nếu các k ết quả thử lần hai đều đạt yêu cầu, thì lô ống cống vẫn đượ c chấ pnhận. Nếu có k ết quả không đạt, thì phải nghiệm thu từng sản phẩm.

e. Thử độ thấm nướ c của ống cốngDụng cụ, thiết b ị thử và vật liệu:- Tấm thép hoặc tấm tôn phẳng- Đồng hồ đo thờ i gian- Bay nhỏ mũi nhọn, dao thép- Matit bitum (hỗn hợ p bitum nấu chảy + bột đá).Chuẩn bị mẫu thử Từ mỗi lô sản phẩm ống cống lấy ra 3 ống cống bất k ỳ đã đủ tuổi 28 ngày để

thử độ thấm nướ c.Tiến hành thử Tr ườ ng hợ p ố ng cố ng không chịu áp lự c nướ c cao

Dựng đáy ống cống trên nền cứng, phẳng, nằm ngang không thấm nướ c như tấm thép, hoặc tấm tôn hoặc nền bê tông đã đượ c gia công để không thấm nướ c.Đầu dướ i của ống cống phải áp chặt trên mặt nền. Khe hở giữa đầu cống và nềnđượ c trét kín bằng matit bitum để nướ c trong ống cống không rò r ỉ qua khe rangoài.

Đổ nướ c vào ống cống cho đầy tớ i cách mép trên của ống cống 10 mm và giữ

nướ c trong ống cống sau một thờ i gian quy định tuỳ thuộc chiều dày của ống cốngnhư trong bảng 5-18.




102

Bảng 5-18 Chiều dày của ống cống, cm Thờ i gian giữ nướ c, giờ

81620

24

364860

72

Hết thờ i gian thử, quan sát mặt ngoài ống cống để xem có thấm nướ c không. Nếu không có hiện tượ ng thấm nướ c thì ống cống đạt chất lượ ng độ chống

thấm. Nếu trong ba ống cống đem thử có một ống cống bị thấm thì phải chọn ba ống

cống khác để thử tiế p. Nếu lại có một ống cống bị thấm, thì lô ống cống đó khôngđạt yêu cầu về chống thấm. Đối vớ i lô sản phẩm đó phải nghiệm thu từng sản

phẩm.

Tr ườ ng hợ p ố ng cố ng chịu áp lự c nướ c caoLấy hai ống cống đượ c nối liên k ết vớ i nhau, đặt nằm ngang trên nền phẳngvà đượ c bít kín hai đầu. Các ống cống đượ c nêm ở sườ n để không bị di chuyển khichịu áp lực nướ c. Cống đượ c bơ m đầy nướ c để tạo áp tươ ng ứng vớ i cột nướ c cao2m. áp lực đượ c tăng dần đến 1m, r ồi 2m cột nướ c và giữ áp lực đó trong 3 phút.Quan sát để kiểm tra sự thấm nướ c ở vị trí liên k ết và trên toàn mặt cống.

Nếu không có hiện tượ ng thấm, thì lô ống cống đạt yêu cầu chống thấm. Nếu có hiện tượ ng thấm, thì làm lại thí nghiệm vớ i hai ống cống khác. Nếu

vẫn có hiện tượ ng thấm, thì lô ống cống đó không đạt yêu cầu về độ chống thấm ở áp lực cao. Đối vớ i lô sản phẩm đó phải nghiệm thu từng sản phẩm.

5.5. Ống nhự a5.5.1. Vật liệu chế tạoa. Thành phầnỐng nhựa đượ c sản xuất từ nguyên liệu chính là chất dẻo. Thành phần của

chất dẻo như sau: chất k ết dính (polime), chất độn (bột vô cơ hoặc hữu cơ , sợ i vải,vẩy), chất hoá dẻo (để cải thiện cho khả năng tạo hình cho chất dẻo), chất r ắnnhanh và chất tạo màu.

Chất k ết dính (polime) sử dụng trong công nghiệ p sản xuất chất dẻo xây dựng

nhận đượ c bằng phươ ng pháp tổng hợ p từ các chất như polistiron, polietylen, poliizobutilen, fomandehyt .v.v..

Chất độn thườ ng ở dạng bột, sợ i và vẩy. Chất độn dạng bột (bột thạch anh, đá phấn, barit, hoạt thạch và các chất bột hữu cơ ) tạo cho chất dẻo nhiều tính chất cógiá tr ị (bền nhiệt, bền axit,v.v...) và cũng có thể nâng cao độ cứng, tăng độ bền lâu,giảm giá thành. Chất độn đang dạng sợ i (sợ i amiăng, gỗ thuỷ tinh) đượ c sử dụngkhá r ộng rãi, làm tăng cườ ng độ, giảm độ giòn tăng độ bền nhiệt và độ bền va đậ pcho chất dẻo. Chất độn dạng vẩy (giấy, vải bông, vải thuỷ tinh, cactông amiăng,dăm bào gỗ,...) cũng làm tăng cườ ng độ chất dẻo.

Chất hoá dẻo lá những chất làm tăng tính dẻo cho chất dẻo. Chúng cần phảitr ơ về mặt hoá học, ít bay hơ i và không độc. Những chất hoá dẻo hay dùng là axitzinkit, stearat nhôm v.v...




103

Chất tạo màu tạo cho chất dẻo màu sắc nhất định. Chúng cần phải ổn địnhtheo thờ i gian, không biến màu dướ i tác dụng của ánh sáng. Các chất tạo màuthườ ng dùng là các loại bột màu hữu cơ (nigrozin, crizoidin v.v...) và cả bột màuvô cơ (đất son, oxit chì, oxit crôm, untra marin,v.v...).

Chất xúc tác có tác dụng rút ngắn thờ i gian r ắn chắc của chất dẻo, thí dụ đối

vớ i fenol-femaldehyt ngườ i ta hay dùng vôi và urotropin.Chất bôi tr ơ n dùng để bôi khuôn làm cho chất dẻo không bị dính vào khuôn,thí dụ như các chất stearin, axit oleic, v.v... Phụ gia khác

b.Tính chất chủ yếu của chất dẻoKhối lượ ng thể tích dao động trong khoảng 10-2200 kg/m3, khối lượ ng riêng

0,9-2,2 g/cm3. Chất dẻo là vật liệu dẫn nhiệt kém (λ = 0,28-0,65 kcal/m.oC.h) và hệ số nở nhiệt lớ n (25-120).10-6 (ở thép là 10.10-6). Đa số chất dẻo có tính bền nhiệtkhông cao (70-200oC), chỉ có một số loại chất dẻo (silic hữu cơ , politetrafloetilen)có thể làm việc ở nhiệt độ 250oC.

Chất dẻo có độ cứng không lớ n ví dụ chất dẻo polistiron, chất dẻo acrilat cóđộ cứng (theo phươ ng pháp Biren) khoảng 1500 kG/cm2.Chất dẻo có tính từ biến lớ n, trong đó vớ i tải tr ọng không đổi theo thờ i gian

độ chảy dẻo phát triển lớ n hơ n r ất nhiều so vớ i một số vật liệu khác (thép, bê tông).Chất dẻo có cườ ng độ chịu lực cao, như loại chất dẻo có chất độn dạng bột và

dạng sợ i cườ ng độ nén đạt đến 1200-2000 kG/cm2. Cườ ng độ chịu uốn của chấtdẻo có chất độn dạng vẩy đạt đến 1500 kG/cm2.

Chất dẻo không bị ăn mòn, nói chung nó bền vớ i dung dịch axit và kiềm yếu.Có một số chất dẻo (thí dụ polietilen, poliisobutilen, polistiron, polivinyl clorit)thậm chí còn bền vớ i cả dung dịch axit, muối và kiềm đặc.

Chất dẻo có thể giữ đượ c màu sắc r ất lâu, nên không phải sơ n định k ỳ. Theothờ i gian một số chất dẻo bị hoá già, cườ ng độ và độ cứng giảm, tính giòn xuấthiện, biến màu. Sự hoá già xảy ra dướ i tác dụng của ánh sáng, không khí và nhiệtđộ.

Chất dẻo r ất dễ gia công thành các sản phẩm có hình dạng phong phú, thậmchí r ất phức tạ p bằng các phươ ng pháp rót, ép, đùn. Nhiều loại chất dẻo còn r ất dễ hàn nhờ đó ngườ i ta có thể sản xuất các loại đườ ng ống phức tạ p, các loại lò chứa.Hàn có thể đượ c thực hiện bằng những thiết bị đơ n giản vớ i sự tham gia của khínóng (thí dụ CO2) ở nhiệt độ 150 - 200oC. Khi đốt cháy nhiều chất dẻo tách ra các

chất khí độc.

5.5.2. Phân loại ống nhự aTrên cơ sở nguyên liệu chính là chất dẻo, ống dùng trong cấ p thoát nướ c hiện

nay có các loại chủ yếu sau:Ống nhựa PE (polietylen)Ống nhựa PVC (polivinylclorua)Ống nhựa u.PVC (unbending polivinylclorua)Ống nhựa HDPE (high density polietylene)

Ống nhựa PP-R (polipropylen Random)Ống nhựa có nhiều ưu điểm như: độ bền vững cao, không dẫn điện dẫn nhiệt,

có khả năng chống ăn mòn tốt nên thờ i gian phục vụ lâu dài. Ống nhựa nhẹ nên dễ




104

thi công lắ p ráp thay thế hoặc sửa chữa (cắt, đục, khoan dễ dàng). Mặt trong thànhống tr ơ n nhẵn nên giảm đượ c tổn thất áp lực trong ống, đảm bảo cho quá trình vậnchuyển nướ c tốt.

Bên cạnh những ưu điểm trên thì ống nhựa cũng có nhượ c điểm nhất định đólà khi sử dụng cho mạng lướ i cấ p nướ c ăn uống sinh hoạt thì phải kiểm tra sự ăn

toàn cho sức khỏe con ngườ i.Ống nhựa thườ ng đượ c sử dụng để xây dựng đườ ng ống cấ p và thoát như đườ ng ống dẫn nướ c vào nhà và mạng lướ i cấ p nướ c bên ngoài có qui mô nhỏ (cấ pđịa phươ ng).

Khi sử dụng ống nhựa trong mạng lướ i cấ p nướ c sinh hoạt cần lưu ý:Đối vớ i mạng lướ i cấ p nướ c ăn uống sinh hoạt, ống nhựa chỉ đượ c sử dụng

khi có sự cho phép của cơ quan vệ sinh dịch tễ nhà nướ c (ống đạt tiêu chuẩn vệ sinh đối vối đờ i sống con ngườ i trong quá trình sử dụng).

5.5.3. Đặc tính, ư u nhựơ c điểm và phạm vi sử dụng của một số loại ốngnhự aa. Ống nhự a PE (polietylen) ISO 4427: 1996 Ống nhựa polyetylen có tính cách nhiệt cao; bền đối vớ i tác động của nướ c,

muối axit, kiềm và các loại dầu; độ hút nướ c sau 24 giờ không lớ n hơ n 0,1%; kém bắt lửa và cháy chậm.

Ống đượ c sử dụng trong khoảng nhiệt từ –80 đến +600C, dẻo nên dễ cuộn vàvận chuyển, dễ gia công cơ học.

Không nên dán ống (keo không bám đượ c vào mặt ống) mà nên hàn bằngkhông khí nóng. lắ p ráp ống bằng các chi tiết nối từ kim loại nhẹ và chất dẻo vinyl.

Ống có đườ ng kính bên trong tớ i 300, chịu đượ c áp lực từ 2,5÷10 kGm2 b.Ống nhự a PVC (polivinylclorua) TCVN 6150: 1996Ống nhựa polivinylclorua có thể dùng để chuyên chở chất lỏng có nhiệt độ

đến 40oC. Ống có thể dán bằng các loại keo, có thể hàn hoặc nối nhờ mặt bích vàđai ốc liên k ết và có thể gia công trên máy cắt kim loại.

Ống chất dẻo polivinylclorua đượ c sử dụng để cấ p thoát nướ c, chuyên chở chất lỏng và khí xâm thực hoá học.

Ống nên bảo quản trong kho kín, khô ráo ở nhiệt độ 10-200C. Khi vận chuyểntránh va chạm.

Hiện nay nhiều công ty sản xuất ống nhựa điển hình như công ty nhựa Thiếu Niên Tiền Phong, công ty Minh Hùng .v.v.. thưòng sản xuất các ống nhựa PVC vớ icác đặc tính chủ yếu sau:

Ống nhự a PVC nong tr ơ n: Hình 5-10 và bảng 5-19

Hình 5-10: Ống nhự a PVC nong tr ơ n




105

Bảng 5-19Chiều dày vách – e (mm) đối vớ i các loạiống PVC nong trơ n có áp suất làm việc

(Bar)

Đườ ngkính danh

ngh ĩ a(mm)

Đườ ngkính

ngoài – d(mm)

Chiềudài đầunong – l

(mm) 4 5 6 8 10 12,5 16 25

21 21 + 0,3 32 - - - - 1,25 1,5 1,8 2,327 26,4±0,2 32 - - - - 1,25 1,5 1,9 2,834 34 - 0,3 34 - - - 1,3 1,6 1,9 2,4 3,6

42 42 ± 0,2 42 - - 1,5 1,8 2,1 2,6 3,0 4,548 48,2±0,2 48 - - 1,65 2,0 2,4 3,0 3,7 5,660 60 - 0,3 60 - 1,65 2,0 2,4 3,0 3,8 4,7 7,175 75 + 0,3 70 - 1,85 2,2 2,9 3,6 4,5 5,5 8,490 90 + 0,3 79 1,85 2,2 2,7 3,5 4,3 5,4 6,6 10,1

110 110 + 0,3 91 2,25 2,7 3,2 4,2 5,3 6,6 8,1 12,3125 125+ 0,4 100 2,5 3,1 3,7 4,8 6,0 7,4 9,2 14,0

140 140 + 0,5 109 2,8 3,5 4,1 5,4 6,7 8,3 10,3 15,7160 160 +0,5 121 3,2 4,0 4,7 6,2 7,7 9,,5 11,8 17,9180 180 + 0,6 133 3,6 4,4 5,3 6,9 8,6 10,7 13,3 -200 200 + 0,6 145 3,9 4,9 5,9 7,7 9,6 11,9 14,7 -225 225 + 0,7 160 4,4 5,5 6,6 8,6 10,8 13,1 16,6 -

250 250 + 0,7 175 4,9 6,2 7,3 9,6 11,9 14,8 18,4 -

280 280 + 0,9 193 5,5 6,9 8,2 10,7 13,4 16,6 20,6 -315 315 + 1 214 6,2 7,7 9,2 12,1 15,0 18,7 23,2 -355 355+1,1 238 7,0 8,7 10,4 13,6 16,9 21,1 26,1 -

400 400+1,2 265 7,8 9,8 11,7 15,3 19,1 23,7 29,4 -450 450+1,4 295 8,8 11,0 13,2 17,2 21,5 - - -

500 500+1,5 325 9,8 12,3 - - - - - -

Ống nhự a PVC lắ p gioăng cao su: Hình 5-11 và bảng 5-20

Hình 5-11: Ống nhự a PVC lắ p gioăng cao su




106

Bảng 5-20Chiều dày vách – e (mm) đối vớ i các loại ống

PVC lắp gioăng cao su có áp suất làm việc (Bar)Đườ ng kínhdanh ngh ĩ a

(mm)

Chiều dàiđầu nong– l (mm) 5 6 8 10 12,5 16

63 104,2 1,6 1,9 2,4 3,0 3,8 4,775 111,2 1,9 2,2 2,9 3,6 4,5 5,590 116,1 2,2 2,7 3,5 4,3 5,4 6,6110 122,9 2,7 3,2 4,2 5,3 6,6 8,1125 128,1 3,1 3,7 4,8 6,0 7,4 9,2140 132,5 3,5 4,1 5,4 6,7 8,3 10,3160 140,2 4,0 4,7 6,2 7,7 9,5 11,8180 146,1 4,4 5,3 6,9 8,6 10,7 13,3200 152,0 4,9 5,9 7,7 9,6 11,9 14,7

225 161,1 5,5 6,6 8,6 10,8 13,4 16,6250 168,5 6,2 7,3 9,6 11,9 14,8 18,4280 181,4 6,9 8,2 10,7 13,4 16,6 20,6315 192,2 7,7 9,2 12,1 15,0 18,7 23,2355 206,4 8,7 10,4 13,6 16,9 21,1 26,1400 220,0 9,8 11,7 15,3 19,1 23,7 29,4450 235,0 11,0 13,2 17,2 - - -500 255,0 12,3 - - - - -

c.Ống nhự a u .PVC (unbending polivinylclorua)

TCVN 6151: 1996(ISO 4427: 1996)Ống nhựa u.PVC ngày càng đượ c sử dụng nhiều trong cuộc sống, dần dần

thay thế các loại ống gang, thép, xi măng.v.v...vì nó có nhiều ưu điểm hơ n như sau:- Nhẹ nhàng, dễ vận chuyển- Mặt trong ngoài ống bóng, hệ số ma sát nhỏ - Chịu đượ c áp lực cao- Lắ p ráp nhẹ nhàng, chính xác cao, bền không thấm nướ c- Độ bền cơ học và độ chịu va đậ p cao- Tuổi thọ cao (nếu sử dụng đúng yêu cầu k ỹ thuật độ bền không dướ i 50

năm)- Sử dụng r ất kinh tế (giá thành giảm so vớ i các ống khác cùng mục đích)- Độ chịu hóa chất cao (ở nhiệt độ 0oC đến 45oC chịu đượ c các hóa chất axít,

kiềm, muối,...) Các đặc tính vật lý của ống nhựa u.PVC xác định ở nhiệt độ trung bình ở

23oC như sau: (bảng 5-21).Khi sử dụng ống nhựa u.PVC cần lưu ý:Không sử dụng liên tục ở một trong các điều kiện sau:- Nhiệt độ lớ n hơ n 450C- Dướ i tác dụng của tia tử ngoại, ánh nắng mặt tr ờ iKhi bảo quản ống nhựa u.PVC cần lưu ý




107

-Ống phải đượ c xế p trên giá đỡ có khoảng cách giữa các thanh đỡ không quá1,5m; bề r ộng của thanh đỡ tối thiểu phải là 50 mm.

- Không xế p cao quá 2m để tránh biến dạng ống- Không để tr ực tiế p dướ i ánh sáng mặt tr ờ i- Không đượ c để ống gần nhiên liệu, dung môi hoặc sơ n

- Ống nong đầu và đầu nong ống không đuợ c xế p cạnh nhau.Khi vận chuyển cần nâng hạ bằng thủ công hoặc xe nâng, tránh kéo ống dọctrên mặt đất. Không ném ống vào bề mặt cứng. Dùng xe tải có sàn phẳng, sạch,không có đinh hoặc các vật nhọn nhô lên khi vận chuyển ống. Khi xế p ống thì xế pống dày tr ướ c, ống mỏng sau để tránh biến dạng.

Bảng 5-21STT Đặc tính vật lý Đơ n vị Giá tr ị mẫu thử Phươ ng pháp thử

1 Tỷ tr ọng g/cm3 1,35 ÷ 1,46 ISO 4439 2 Modul đàn hồi N/mm2 3000 ÷ 3400 ISO 178

3 Độ co rút theo chiều dài ống % ≤ 5 ISO 2505 4 Nhiệt độ biến dạng mềm 0C ≥ 80 ISO 2507 5 Hàm lượ ng chì (Pb) ppm ≤2,0 6 Hàm lượ ng Asen (As) ppm ≤2,0 7 Hàm lượ ng Cadimi (Cd) ppm ≤2,0 8 Hàm lượ ng Antimoan (Sb) ppm ≤2,0

ISO 3114 (QĐ Bộ Y Tế, bổ sung

ngày 21/11/1994)

d.Ống nhự a HDPE (higt density polietylene) TCVN 6252 : 2003 Ống HDPE đượ c sản xuất từ nhựa PE có cho thêm chất chống ô xy hoá, chấtổn định và chất màu cần thiết cho việc sản xuất ống thoả mãn các yêu cầu k ỹ thuật

và mục đích sử dụng bao gồm cả khả năng hàn đượ c khi cần.Các sản phẩm ống HDPE có tr ọng lượ ng nhẹ, không gây độc hại, đảm bảo vệ

sinh an toàn thực phẩm, tuổi thọ trên 50 năm.Ống nhựa HDPE dẻo, có thể dài tớ i 200m, cuộn lại đượ c.Trong các loại ống nhựa, ống nhựa PEHD ngày càng đượ c sử dụng nhiều do

những đặc tính của nó hơ n hẳn tính chất của các loại ống nhựa khác như sau:- Nhẹ nhàng, dễ vận chuyển

- Mặt trong ngoài ống bóng, hệ số ma sát nhỏ - Có hệ số truyền nhiệt thấ p (nướ c không bị đông lạnh)- Độ bền cơ học và chịu va đậ p cao- Tuổi thọ cao (sử dụng đúng yêu cầu k ỹ thuật độ bền không dướ i 50 năm)- Có độ uốn cao, chịu đượ c sự biến động của lớ p (động đất)- Độ bền hóa chất cao (ở dướ i 60oC chịu đượ c các dung dịch axít, kiềm,

muối...)- Chịu đượ c nhiệt độ thấ p tớ i - 40oC (sử dụng tại nơ i có khí hậu lạnh)- Chịu đượ c và không bị lão hóa dướ i tia cực tím của ánh sáng mặt tr ờ i- Giá thành r ẻ, kinh tế giảm đượ c chi phí lắ p đặt so vớ i các loại ống khácCác đặc tr ưng chủ yếu về kích thướ c ống cấ p thoát nướ c dân dụng HDPE theo

bảng 5-22.




108

Bảng 5-22Chiều dày vách – e (mm) đối vớ i các loạiống HDPE có áp suất làm việc (Bar)

Đườ ngkính ngoài

(mm) 6 8 10 12,5 16

Chiềudài ống

(m)

Chiềudài cuộn

(m)16 - - - - 2,3 6 300

20 - - - 1,9 2,3 6 30025 - - 1,9 2,3 2,8 6 30032 - 1,9 2,4 2,9 3,6 6 20040 1,9 2,4 3,0 3,7 4,5 6 20050 2,4 3,0 3,7 4,6 5,6 6 10063 3,0 3,8 4,7 5,8 7,1 6 5075 3,5 4,5 5,6 6,8 8,4 6 5090 4,3 5,4 6,7 8,2 10,1 6 25

110 5,3 6,6 8,1 10,0 12,3 12 -

125 6,0 7,4 9,2 11,4 14,0 12 -140 6,7 8,3 10,3 12,7 15,7 12 -160 7,7 9,5 11,8 14,6 17,9 12 -180 8,6 10,7 13,3 16,4 20,1 12 -200 9,6 11,9 14,7 18,2 22,4 12 -225 10,8 13,4 16,6 20,5 25,2 12 -250 11,9 14,8 18,4 22,7 27,9 12 -280 13,4 16,6 20,6 25,4 31,3 12 -315 15,0 18,7 23,2 28,6 35,2 12 -

355 16,9 21,1 26,1 32,2 39,7 12 -400 19,1 23,7 29,4 36,3 44,7 12 -450 21,5 26,7 33,1 40,9 50,3 12 -500 23,9 29,7 36,8 45,4 55,8 12 -280 13,4 16,6 20,6 25,4 31,3 12 -315 15,0 18,7 23,2 28,6 35,2 12 -355 16,9 21,1 26,1 32,2 39,7 12 -400 19,1 23,7 29,4 36,3 44,7 12 -450 21,5 26,7 33,1 40,9 50,3 12 -

500 23,9 29,7 36,8 45,4 55,8 12 -

e. Các phụ tùng nối ống Các chi tiết nối ống là những phụ tùng đượ c dùng khi lắ p đặt các đườ ng ống

dẫn. Những chi tiết nối ống gồm có nối góc, nối chữ T, ống lồng, chữ thậ p, nắ p

chụ p, v.v...Để nối các đoạn đườ ng ống vớ i nhau trên mạng lướ i cấ p thoát nướ c ngườ i ta

có thể sử dụng nhiều phươ ng pháp khác nhau vớ i vật liệu và phụ tùng thích hợ p

nhưng yêu cầu chung đối vớ i vật liệu và phụ tùng nối ống là phải tạo ra mối nối bền vững không cho nướ c thấm từ trong ra cũng như từ ngoài vào. Ngoài ra mốinối còn phải có độ mềm dẻo nhất định để tr ục của ống có thể chuyển vị một góc




109

nhỏ so vớ i các đoạn ống lân cận, đề phòng khi đất bị lún theo chiều dài ống màmối nối không bị phá hoại. Vì vậy vấn đề cấu tạo mối nối và lựa chọn vật liệu chènkín mối nối phù hợ p là vấn đề đặc biệt cần lưu ý khi thi công các mạng lướ i cấ pthoát nướ c.

Hình dạng và kích thướ c cơ bản của một số phụ tùng cho ống PVC:

N ố i góc 90o

: Hình 5- 12 và bảng 5-23 Bảng 5-23

N ố i góc 45o: Hình 5-13 và bảng 5-24

Bảng 5-24

N ố i góc chữ T: Hình 5-14 và bảng 5-25Bảng 5-25

d D Z l21 25,5 11,5 16,5

26,4 31,5 15 19,534 39 19 2342 47,5 23 2760 69 32 3675 87 40 44

90 103 48 51110 126 58 61

d D Z l21 25,5 11,5 16,5

26,4 31,5 15 19,534 39 19 23

42 47,5 23 2760 69 32 3675 87 40 4490 103 48 51

D d Z l25,5 21 5,5 16,5

31,5 26,4 7 19,539 34 9 23

47,5 42 10 2769 60 15 3687 75 18 44

103 90 21 51126 110 25 61143 125 29 68,5160 140 32 76

183 160 36 86228 200 45 106

Hình 5-13: N ố i góc 45o

Hình 5-14: N ố i chữ T





110

N ố i góc 90ocó 2 đầu lắ p gioăng cao su: Hình 5-15 và bảng 5-26

Bảng 5-26

Đầu b ị t (nắ p đậ y): Hình 5-16 và bảng 5-27

Bảng 5-27

Gioăng cao su:

Gioăng cao su là vật liệu đượ c chế tạo sẵn có chiều dày bằng 1,4-1,6 chiềudày khe hở giữa đầu tr ơ n và đầu loe của ống.

Khi nối ống bằng gioăng cao su ta đặt gioăng cao su vào đầu loe tr ướ c r ồidùng kích đẩy đầu tr ơ n vào ép chặt vòng cao su vào đầu loe để chèn chặt khe hở .

Hình dạng và kích thướ c cơ bản của một số phụ tùng cho ống HDPE N ố i góc 90

ohàn : Hình 5-17 và bảng 5-28

Bảng 5-28

N ố i góc chữ T hàn: Hình 5-18 và bảng 5-29

d H Z l63 202 97,8 104,275 227 115,8 111,290 252 135,9 116,1110 289 166,1 122,9125 315 186,9 128,1140 340 207,5 132,5160 367 226,8 140,2180 412 260,0 152,0

d D L l60 72 55,5 3663 72 55,5 37,575 87 69 4490 105 75 51110 124 94 61

d L E z20 52 3 7525 52 3 80

32 54 3 8540 57 3,7 9550 63 4,6 105Hình 5-17: N ố i góc 90

ohàn


2 đầu lắ p gioăng cao su

Hình 5-16: Đầu bịt (nắ đậ




111

Bảng 5-29

e. Ống nhự a PP-R (polipropylen Random)TCVN 6253 : 2003 (ISO 8795 : 2001)Ống nhựa PP-R là loại ống có khả năng chịu nhiệt tốt, đườ ng kính từ 20- 110

Ư u điểm của ống nhựa PP-R:

- Phù hợ p cho hệ thống cung cấ p nướ c lạnh, nóng đến 95oC.- Chống mài mòn bên trong và bên ngoài ống do các Ion trong nướ c và các

hóa chất tiế p xúc lên bề mặt ống.- Không bị đóng cặn do canxi k ết tủa lắng đọng.- Các mối nối không rò r ỉ do k ết nối bằng phươ ng pháp hàn.- Tiêu chuẩn vệ sinh cao thích hợ p sử dụng làm đườ ng dẫn nướ c uống.- Giúp giảm lực cản dòng chảy và không gây tiếng ồn khi nướ c đang chảy.- Chịu đượ c nhiệt độ và áp lực cao.- Dễ vận chuyển và lắ p đặt, thi công nhanh gọn.

Trong xây dựng dân dụng ống nhựa PP-R dùng để dẫn nướ c nóng, nướ c lạnhỐng nhựa PP-R có tính năng ưu việt trên là do tỷ tr ọng của nhựa PE và PPthấ p, các phân tử của nguyên liệu PP-R là hợ p chất của carbon và hydrogen thíchhợ p cho vệ sinh môi tr ườ ng, lại có thể tái sử dụng đượ c.

Ống PP-R không gây độc hại, đảm bảo vệ sinh an toàn thực phẩm, không bị r ỉ sét, ăn mòn, cách nhiệt tốt, không rò r ỉ và chịu đượ c lực tác động lớ n do va đậ p.

Vớ i tuổi thọ của ống trên 50 năm, ống PP-R đượ c dùng trong các hệ thốngống dẫn nướ c nóng và lạnh, các hệ thống cấ p và tản nhiệt, các hệ thống cung cấ pnướ c lọc và điều hòa không khí ngoài ra còn dùng để vận chuyển hóa chất trong

ngành công nghiệ p. Ngoài các loại ống nhựa trên hiện nay Công ty TNHH một thành viên MaiĐộng (Hà Nội) đã bắt đầu sản xuất sản phẩm mớ i là ống nhựa cốt sợ i thủy tinh làm

bằng vật liệu composite dùng r ộng rãi trong nhiều l ĩ nh vực dẫn khí, dẫn nướ c sạch,thủy lợ i, nướ c biển, thoát nướ c.

5.5.4. Ư u nhượ c điểm chung của ống nhự aỐng nhựa có những ưu điểm như: độ bền vững cao, không dẫn điện dẫn nhiệt,

có khả năng chống ăn mòn tốt nên thờ i gian phục vụ lâu dài. Ống nhựa nhẹ nên dễ thi công lắ p ráp thay thế hoặc sửa chữa (cắt, đục, khoan dễ dàng). Mặt trong thànhống tr ơ n nhẵn nên giảm đượ c tổn thất áp lực trong ống, đảm bảo cho quá trình vậnchuyển nướ c tốt.

d l e Z z1 20 52 3 150 7525 52 3 160 8032 54 3 170 85

40 57 3,7 190 9550 63 4,6 210 105

Hình 5-18: N ố i góc chữ T hàn




112

Bên cạnh những ưu điểm trên, một số loại ống nhựa có nhượ c điểm là: khi sử dụng cho mạng lướ i cấ p nướ c ăn uống, sinh hoạt thì phải kiểm tra sự ăn toàn chosức khỏe con ngườ i.

5.5.5. Phạm vi sử dụng

Ống nhựa thườ ng đượ c sử dụng để xây dựng đườ ng ống cấ p và thoát như đườ ng ống dẫn nướ c vào nhà và mạng lướ i cấ p nướ c bên ngoài có qui mô nhỏ (cấ pđịa phươ ng).

Khi sử dụng ống nhựa trong mạng lướ i cấ p nướ c sinh hoạt cần lưu ý: Đối vớ imạng lướ i cấ p nướ c ăn uống sinh hoạt, ống nhựa chỉ đượ c sử dụng khi có sự cho

phép của cơ quan vệ sinh dịch tễ nhà nướ c (ống đạt tiêu chuẩn vệ sinh đối vối đờ isống con ngườ i trong quá trình sử dụng).

5.6. Một số loại ống khác

5.6.1. Ống sành và phụ tùng (TCVN 3786:1994)a. Giớ i thiệu chungỐng sành đượ c sản xuất bằng đất sét dẻo chịu lửa sau khi nung đến nhiệt độ

cần thiết (khoảng 1000oC).Ở nướ c ta loại ống đượ c sản xuất phổ biến là loại ống có đườ ng kính từ 100

đến 250mm và chiều dài 500mm.Ống sành đượ c sản xuất vớ i tiết diện hình tròn một đầu loe miệng bát và một

đầu tr ơ n như ống gang.Do có lớ p men nên bề mặt ống sành r ất mịn, không thấm nướ c và chống đượ c

sự ăn mòn của axit.Hiện nay loại ống này còn sử dụng r ất ít chủ yếu làm đườ ng ống thoát nướ c

đơ n giản.b.Yêu cầu k ĩ thuậtYêu cầu ngoại quanỞ mặt ngoài đầu thân ống và mặt trong của miệng ống có rãnh xoắnMặt trong và ngoài ống đượ c phủ lớ p men bóng bền hóa họcỐng sản xuất ra phải thẳng suốt dọc thân ống, mặt đầu ống phải thẳng góc vớ i

tr ục của thân ống.Ống và phụ tùng phải đảm bảo không rò r ỉ, khi gõ nhẹ bằng búa thép phải có

tiếng kêu trong và vang.Các chỉ tiêu cơ lý chủ yếuCác chỉ tiêu cơ lý chủ yếu của ống sành theo bảng 5-29

Bảng 5-29Tên sảnphẩm

Độ hút nướ c(%)

Độ chịu axit(%)

Áp lự c(N/cm2)

Khuyết tật ngoại quan

Ống, phụ tùng

≤ 10 ≥ 90 ≥ 20Không có vết nứt ,vết

phồng, nổ vôi,…

c. Phươ ng pháp thử Ngoại quan




113

Xác định các kích thướ c cơ bản của ống sành và phụ tùng bằng thướ c đo kimloại có độ chính xác tớ i 1mm.

Xác định độ bóng của lóp men trên bề mặt và trong lòng ống và phụ tùng bằng cách so sánh vớ i mẫu chuẩn.

Xác định độ hút nướ c của ống và phụ tùng

Mẫu thử đượ c lấy từ ba phần của một ống sành: Phần miệng bát, phần thânống.Ở mỗi phần lấy một mẫu vớ i diện tích khoảng 50 cm2 lau sạch bụi mảnh vỡ

r ồi sấy khô tớ i khối lượ ng không đổi (nhiệt độ 105-110oC, thờ i gian 20 phút). Sauđó mẫu đượ c làm nguội trong bình ẩm r ồi đượ c cân chính xác tớ i 0,01g.

Cho mẫu vào nồì có lướ i chắn đổ ngậ p nướ c và đun sôi trong khoảng 3 giờ .Để mẫu nguội r ồi vớ t ra và dùng khăn ẩm lau khô lớ p nướ c trên mặt ngoài

mẫu r ồi đem cân mẫuĐộ hút nướ c của mẫu đượ c tính theo công thức:

100.1

o

o p

mmm H

−=

Trong đó :- W: độ hút nướ c ( %)- m1: khối lượ ng mẫu đã hút nướ c ( g)- mo: khôi lượ ng mẫu khô (g)

Độ hút nướ c của ống sành là giá tr ị trung bình số học độ hút nướ c của cácmẫu riêng r ẽ.

5.6.2. Ống ximăng-amimănga. Giớ i thiệu chungỐng ximăng-amiăng còn gọi là ống fibrô ximăng đượ c sản xuất trong nhà

máy từ hỗn hợ p bao gồm 75-80% ximăng pooclăng và 20-25% sợ i amiăng (theokhối lượ ng).

Ống có dạng hình tr ụ, hai đầu tr ơ n, ống có đườ ng kính D=50-1000mm, cóchiều dài L=3-4m, chịu đượ c áp lực P=3-12 at.

b.Ư u nhượ c điểm :Ư u điểm chính của ống ximăng-amiăng là thi công tươ ng đối dễ dàng, khả

năng chống xâm thực tốt. Chịu tải tr ọng động kém và có khả năng gây ảnh hưở ngxấu đến yêu cầu vệ sinh đối vớ i nướ c dùng cho sinh hoạt của con ngườ i.c. Phạm vi sử dụngỐng ximăng amiăng đượ c sử dụng chủ yếu trong mạng lướ i thoát nướ c. Tuy

nhiên vì những nhượ c điểm nêu trên nên hiện nay ống ximăng-amiăng r ất ít đượ csử dụng.




Chươ ng 6MỘT SỐ LOẠI VẬT LIỆU

CHUYÊN NGÀNH CẤP THOÁT NƯỚ C KHÁC

6.1. Vật liệu đỡ

6.1.1. Khái niệm và phân loạia.Khái niệm Một trong những công trình trong mạng lướ i cấ p nướ c là bể lọc. Bể lọc đượ c

dùng để lọc một phần hay toàn bộ cặn bẩn có trong nướ c tùy thuộc vào yêu cầu đối

vớ i chất lượ ng nướ c của các đối tượ ng dùng nướ c.

Một thành phần cơ bản của bể lọc là vật liệu đỡ và vật liệu lọc. Lớ p vật liệu

đỡ nằm giữa lớ p vật liệu lọc và hệ thống ống thu nướ c lọc. Chức năng chủ yếu của

lớ p đỡ là ngăn không cho hạt vật liệu lọc chui qua lỗ của hệ thống ống thu nướ c ra

ngoài, ngoài ra lớ p vật liệu đỡ còn có tác d ụng phân phối đều nướ c r ửa theo diện

tích của bể lọc.b. Phân loạiVật liệu đỡ có thể là sỏi, đá đăm, sỏi d ăm. Vật liệu đỡ phổ biến hiện nay là

sỏi.

6.1.2. Yêu cầu kỹ thuật của sỏi đỡ a. Đặc tính vật lýSỏi đỡ phải là các hạt có d ạng khối đa giác, hoặc hình cầu; có đủ độ bền, độ

cứng để không giảm chất lượ ng trong quá trình bốc xế p và sử d ụng; không lẫn các

tạ p chất độc hại và phải đạt yêu cầu tối thiểu về tỉ tr ọng.

Sỏi đỡ phải có tỉ tr ọng lớ n hơ n 2,5 kg/dm3, tr ừ khi có yêu cầu thiết k ế riêng.

Các hạt sỏi có mặt gãy, r ạn nứt không đượ c vượ t quá 25% tr ọng lượ ng của

mẫu.

Các hạt d ẹt hoặc quá dài (chiều dài hạt lớ n hơ n 5 lần chiều ngang hạt ) Không

đượ c vượ t quá 2% tr ọng lượ ng mẫu.

Sỏi không đượ c lẫn đất sét, diệ p thạch hoặc các tạ p chất hữu cơ .b. Độ hoà tan của sỏi trong axitĐộ hoà tan của sỏi trong axit HCl 1:1 không đượ c vượ t quá 5% đối vớ i cỡ hạt

< 2,5 mm; 17,5% đối vớ i các cỡ hạt từ 2,5 mm đến 25 mm và 25% đối vớ i cỡ hạt

≥ 25 mm.

c. Cấp phối cỡ hạtLượ ng sỏi có cỡ hạt lớ n hơ n cỡ hạt qui định của thiết k ế không đượ c vựơ t quá

10% (tính theo khối lượ ng).

Lượ ng sỏi có cỡ hạt nhỏ hơ n cỡ hạt qui định của thiết k ế không đượ c vựơ tquá 10% (tính theo khối lượ ng).

6.2. Vật liệu lọc6.2.1. Khái niệm và phân loạia. Khái niệmVật liệu lọc là vật liệu đượ c bố trí trong bể lọc xử lý nướ c cấ p.Vật liệu lọc sẽ

giữ lại các hạt cặn bẩn trong nướ c làm sạch cho nguồn nướ c cấ p.b. Phân loại

114




Theo đặc điểm của vật liệu lọc chia ra các loại vật liệu lọc sau:

Vật liệu lọc dạng hạtVật liệu lọc d ạng hạt đượ c dùng phổ biến nhất hiện nay là cát thạch anh tự

nhiên khai thác ở các bãi sông hay ở các mỏ cát lộ thiên. Ngoài ra có thể sử d ụng

một số loại vật liệu khác như: cát thạch anh nghiền, đá hoa nghiền, than antraxit

(than gầy), macnetit (Fe3O4), keramrit.Lướ i lọcLướ i lọc có lớ p lọc d ạng lướ i, mắt lướ i đủ bé để giữ lại các hạt cặn bẩn trong

nướ c.

Màng lọcMàng lọc có lớ p lọc là vải bông, vải sợ i thủy tinh, vải sợ i ni lông, màng nhựa

xố p.v.v...

Trong các loại vật liệu lọc trên thì vật liệu lọc d ạng hạt đượ c ứng d ụng r ộng

rãi và phổ biến nhất trong xử lý nướ c. Lướ i lọc dùng để làm sạch sơ bộ hoặc để lọc

ra khỏi nướ c chất phù du, rong, tảo và sinh vật. Màng lọc dùng trong các bể lọc để cấ p nướ c lưu động.

Bể lọc hạt hiện nay đượ c sử d ụng r ất phổ biến trong xử lý nướ c cấ p vì vậy

trong nội dung này tài liệu chỉ tậ p trung giớ i thiệu về vật liệu lọc d ạng hạt.

6.2.2. Yêu cầu kỹ thuật của vật liệu lọc dạng hạta. Cát thạch anhCát thạch anh dùng làm vật liệu lọc phải cứng bền, thành phần chủ yếu là oxit

silic và không bị phá huỷ trong quá trình sử d ụng.

Cát thạch anh dùng làm vật liệu lọc phải là loại cát sạch không bám đất sét,

bụi, các tạ p chất hữu cơ và các khoáng chất.Cát thạch anh phải có các đặc tính sau:

Tỷ tr ọng > 2,5 g/cm3

Độ hoà tan trong axít HCl 1:1 < 5%

Lượ ng cát có đườ ng kính cỡ hạt nhỏ hơ n qui định không đượ c vượ t quá 5%.

Lượ ng cát có đườ ng kính cỡ hạt lớ n hơ n qui định không đượ c vượ t quá 10%.

b.Than antraxit (than đá) Than antraxit dùng làm vật liệu lọc phải là các hạt cứng, bền, không đượ c

chứa đất cát bở r ờ i, sét hoặc các tạ p chất vỡ vụn khác.

Than antraxit dùng làm vật liệu lọc phải có các đặc tính sau:Tỷ tr ọng > 1,4 g/cm3

Độ hoà tan trong axít HCl 1:1 < 5%

Độ r ỗng > 50%

Lượ ng than antraxit có đườ ng kính cỡ hạt nhỏ hơ n qui định không đượ c vượ tquá 5%.

Lượ ng than antraxit có đườ ng kính cỡ hạt lớ n hơ n qui định không đượ c vượ tquá 10%.

c.Than hoạt tính dạng hạtKhái quát về than hoạt tínhThan hoạt tính là loại than đượ c xử lý từ nhiều nguồn vật liệu như tro của vỏ

lạc (đậu phộng), than gáo d ừa hoặc than đá. Những nguyên liệu này đượ c nung

115




Than hoạt tính có các d ạng: bột cám, hạt , khối.Dạng bột cám thườ ng đượ c sử d ụng trong sản xuất pin, ac-quy.

Dạng hạt là những hạt than nhỏ, r ẻ tiền, thích hợ p cho việc khử mùi.

Dạng khối đặc là loại hiệu quả nhất để lọc cặn, khuẩn Coliform, chì, độc tố,

khử mầu và khử mùi clorine. Loại này đượ c làm từ nguyên một thỏi than, đượ c ép

định d ạng d ướ i áp suất tớ i 800 tấn nên r ất chắc chắn.

Yêu cầu kỹ thuật đối vớ i than hoạt tính dạng hạtThan hoạt tính d ạng hạt không đượ c chứa các tạ p chất vô cơ cũng như hữu cơ

hoà tan gây độc haị đối vớ i ngườ i sử d ụng nướ c.

Than hoạt tính dùng làm vật liệu lọc không đượ c tạo nên bất cứ một thành phần nào trong nướ c vượ t quá tiêu chuẩn vệ sinh qui định và các tạ p chất trongthan hoạt tính nằm trong giớ i hạn sau:

Chì Pb < 10 ppm

K ẽm Zn < 50 ppm

Cadmi Cd < 1 ppm

Arsenic As < 2 ppm

Than hoạt tính d ạng hạt phải có các đặc tính sau:

Độ ẩm < 8% tính theo khối lượ ng

Tỷ tr ọng > 0,36 g/cm3

6.2.3. Đóng gói, vận chuyển và bảo quản vật liệu lọca. Đóng góiVật liệu lọc phải đượ c chứa trong bao, contenơ hay trong các xe tải sạch có

phủ bạt kín để tránh tổn thất và ô nhiễm môi tr ườ ng trong quá trình vận chuyển.

Bao đựng vật liệu lọc làm bằng giấy, nhựa, vải phải bền, chắc. Túi phải ghi

nhãn hàng hoá: loại, kích cỡ của vật liệu lọc, thờ i gian đóng gói,...

b. Vận chuyểnTr ườ ng hợ p chuyển vật liệu lọc để r ờ i bằng xe tải, xe tự trút thì xe phải sạch,

có che chắn để tránh tổn thất và ô nhiễm môi tr ườ ng. Nếu sử d ụng xe tr ần thì phảicó bạt phủ kín.

c. Bảo quảnVật liệu lọc phải đượ c bảo quản sạch sẽ, tại nơ i khô ráo. Vật liệu lọc để r ờ i

tại công tr ườ ng phải đượ c che phủ để tránh nhiễm bẩn trong thờ i gian bảo quản.

Các vật liệu lọc đựng trong bao hoặc contenơ phải đượ c che phủ bằng những tấmche mờ , bền chắc để tránh nắng và bảo vệ vật liệu lọc trong mọi điều kiện thờ i tiết.

Các bao và contenơ chứa vật liệu lọc phải đượ c kê, lót chắc chắn. Các cỡ và loại

vật liệu lọc phải đượ c bảo quản riêng biệt.

116




6.2.4. Qui trình xác định các đặc tính kỹ thuật của sỏi đỡ và vật liệu lọcdạng hạt

a. Xác định độ hoà tan của sỏi đỡ , cát lọc, than antraxit trong axít HCl tỷ lệ 1:1

Khi thí nghiệm độ hoà tan của vật liệu lọc d ạng hạt trong axít thì tươ ng quan

giữa kích cỡ của sỏi đỡ , cát lọc, than antraxit và lượ ng dung d ịch HCl tỷ lệ 1:1 cầnthiết đượ c qui định trong bảng 6-1

Bảng 6-1

Kích cỡ của hạt tr ongmẫu (mm)

Khối lượ ng tối thiểucủa mẫu (g)

Thể tích tối thiểu của dungdịch HCl, tỷ lệ 1:1 (ml)

63,0 4000 7000

37,5 250 800

25,4 250 800

19,0 250 800

12,5 250 800100 9,5 320

Ghi chú:

-C ỡ hạt sỏi đỡ , cát lọc, than antraxit, than hoạt tính d ạng hạt đượ c xác định

bằ ng cách sàng qua các bộ sàng tiêu chuẩ n. C ỡ hạt là kích thướ c mắ t sàng nhỏ

nhấ t mà nó lọt qua.

Trình tự xác định:- R ửa mẫu bằng nướ c cất và sấy khô ở nhiệt độ 110

0C ±5

0C đến khi tr ọng

lượ ng không thay đổi.- Để mẫu nguội trong bình hút ẩm, cân mẫu đã đượ c sấy khô vớ i sai số nhỏ

nhất 0,1% tính theo tr ọng lượ ng.

- Cho mẫu vào cốc, đổ dung d ịch HCl tỷ lệ 1:1 cho mẫu ngậ p hoàn toàn.

- Để yên mẫu, thỉnh thoảng khuấy mẫu ở nhiệt độ phòng trong 30 phút sau

khi ngừng sủi bọt.

- R ửa mẫu bằng nướ c cất và sấy khô ở nhiệt độ 1100C ±5

0C cho đến khi tr ọng

lượ ng không thay đổi.

- Để mẫu nguội trong bình hút ẩm và cân mẫu vớ i sai số nhỏ nhất 0,1% tính

theo tr ọng lượ ng.Tính toán kết quả:

%100.bh

mht

m

mT =

Trong đ ó:

- Tht : độ hòa tan trong axít (%)

- mm : khối lượ ng mất đi (g)

- m bh : khối lượ ng ban đầu (g)

Tiến hành thử 2 lần vớ i mỗi kích cỡ sỏi đỡ , vật liệu lọc là cát thạnh anh và

than antraxit và lấy số trung bình của 2 lần thử.

117




b. Xác định khối lượ ng r iêng (tỷ trọng) của sỏi, cát lọc và than antr axitDụng cụ:- Bình thuỷ tinh tam giác chịu nhiệt dùng để đo tỷ tr ọng (bình đo tỷ tr ọng);

- Cân k ỹ thuật có độ chính xác đến 0,01g;

- Bình hút ẩm;

- Tủ sấy;- Bế p cách cát hoặc bế p cách thuỷ.

Trình tự xác định:-R ửa sạch mẫu thí nghiệm bằng nướ c sinh hoạt sau đó bằng nướ c cất.

-Cân khoảng 200 g mẫu (đối vớ i sỏi); 50 g mẫu (đối vớ i cát lọc hoặc than

antraxit).

- Sấy mẫu trong tủ sấy tại nhiệt độ 105 - 110oC. Để nguội mẫu trong bình hút

ẩm.

-Sấy bình trong tủ sấy tại nhiệt độ 110 o

C. Để nguội bình. Cân và ghi khối

lượ ng của bình (m1).-R ửa sạch bình đo tỷ tr ọng bằng nướ c cất.-Đổ mẫu vào bình đo tỷ tr ọng. Cân và ghi khối lượ ng của bình đo tỷ tr ọng đã

chứa mẫu thí nghiệm (m2).

-Đổ nướ c cất vào bình đo tỷ tr ọng đã chứa mẫu thí nghiệm. Lượ ng nướ c cất

đổ vào chiếm khoảng 2/3 thể tích bình. Lắc đều bình chứa mẫu thí nghiệm và đun

sôi trên bế p cách cát hoặc bế p cách thuỷ khoảng 15 đến 20 phút để thoát hết bọt

khí ra khỏi bình.

- Để nguội đến nhiệt độ phòng.

- Đổ thêm nướ c cất đến vạch định mức của bình.

- Cân và ghi khối lượ ng của bình chứa mẫu thí nghiệm và nướ c cất (m3).

- Đổ mẫu thí nghiệm ra khỏi bình.

- R ửa sạch bình, đổ nướ c cất vào đến vạch định mực của bình r ồi cân (m4).

Tính toán kết quả Khối lượ ng riêng (ρ) của sỏi tính bằng kg/dm

3;của cát, than antraxit tính bằng

g/cm3 và đượ c tính theo công thức:

)()(

).(

2314

12

mmmm

mm n

−−−

−=

ρ ρ

Trong đó:- ρn là khối lượ ng riêng của nướ c cất lấy bằng 1g/cm

3 hoặc 1 kg/dm

3.

c. Xác định độ ẩm của than hoạt tính dạng hạtTrình tự xác định:- Cân chính xác khoảng 2 g than hoạt tính.- Sấy mẫu trong tủ sấy 2 giờ tại 140oC hoặc 3 giờ tại 110oC.

- Để nguội mẫu trong bình hút ẩm sau đó cân thật nhanh để tránh sai số do

ảnh hưở ng của độ ẩm không khí.

Tính toán kết quả:Độ ẩm của than hoạt tính (W,%) đượ c xác định theo công thức sau:

(%)100.bd

md

m

mw =

118




6.3.Vữ a xi măng- amiăng6.3.1.Thành phần Vữa xi măng- amiăng là vật liệu đượ c chế tạo bằng cách tr ộn ximăng

pooclăng vớ i bột amiăng và nướ c theo tỷ lệ thích hợ p. Tỷ lệ (tính theo khối lượ ng)

thườ ng tr ộn là:

- Ximăng pooclăng: 70%- Bột amiăng: 30%

- Nướ c: 10-12%

6.3.2.Công dụng Vữa xi măng- amiăng cũng là vật liệu đượ c dùng để chèn kín khe hở khi nối

đầu loe và đầu tr ơ n của 2 đoạn ống gang vớ i nhau sau khi chèn bằng sợ i gai tẩm bi

tum (chèn k ế tiế p).

Cách nối ống gang bằng vật liệu vữa xi măng- amiăng hiện nay r ất ít dùng bỏi

vì amiăng là vật liệu gây độc hại cho môi tr ườ ng và sức khỏe con ngườ i.

6.4. Sợ i gai tẩm bi tum6.4.1. Thành phần Sợ i gai tẩm bi tum là vật liệu đượ c chế tạo bằng cách tướ c nhỏ sợ i gai r ồi

nhúng trong dung d ịch 95% ét xăng và 5% bi tum nóng chảy r ồi bện thành sợ i dây

có đườ ng kính lớ n hơ n chiều dày khe hở giữa đầu loe và đầu tr ơ n một chút. Cần

lưu ý r ằng loại vật liệu này chế tạo ra nên dùng ngay nhất là trong điều kiện thờ itiết lạnh vì khi nhiệt độ môi tr ườ ng thấ p bi tum sẽ kém d ẻo, khó thi công hơ n.

6.4.2. Công dụng

Sợ i gai tẩm bi tum là vật liệu dùng để chèn kín khe hở khi nối đầu loe và đầutr ơ n của 2 đoạn ống gang vớ i nhau. Cách nối bằng vật liệu này làm cho tiến độ thi

công chậm. Vì vậy, chỉ sử d ụng cách nối này trong những tr ườ ng hợ p không thể sử

d ụng mối nối bằng gioăng cao su hoặc khi sửa chữa, thay thế đoạn ống cũ.

6.5. Keo và mattit

6.5.1.Giớ i thiêu chungKeo và mattit trên cơ sở polime đượ c dùng để gắn vật liệu và chi tiết và k ết

cấu từ những vật liệu xây d ựng khác như kim loại, chất d ẻo, bê tông v.v...).

Keo và mattit để liên k ết vật liệu và sản phẩm trang trí là loại bột nhão dính,gồm có polime, dung môi, chất hoá d ẻo, chất độn pha loãng, và trong một số

tr ườ ng hợ p có cả chất hoá r ắn.

6.5.2. Đặc tính của keo dán ốngKeo dán ống đượ c dùng để dán ống vớ i ống, ống vớ i phụ tùng ống làm từ

chất d ẻo PVC.

Keo dán ống không đượ c làm giảm khả năng chịu hóa chất của ống khi nối

bằng keo, không tạo thành độc tố khi tiế p xúc vớ i nướ c uống, không gây mùi khóchịu, không làm đục hay mất màu nướ c.

Hiện nay có các keo dán ống loại tuýp phổ biến vớ i khối lượ ng 15; 30; 50;1000g.

119




Lượ ng keo dán ống khi sử d ụng như sau: bảng 6-2

Bảng 6-2

Đườ ng kímh danh nghiã(mm)

Chiều dài lắp ghép(mm)

Lượ ng keo(g/1 mối dán)

42 42 1,5

48 48 2,060 60 3,5

75 70 5,0

90 79 7,0

110 94 9,5

125 100 12,0

140 109 14,5

160 121 20,0

180 133 22,5

200 145 27,5

6.6. Sản phẩm k ĩ thuật vệ sinhơ

6.6.1. Đặc tính chungSản phẩm k ĩ thuật vệ sinh bằng chất d ẻo có màu sắc đẹ p, bền nướ c, bền cơ

học, nhẹ, chống tác d ụng của axit và kiềm tốt.Các sản phẩm gồm có: chậu r ửa, bồn tắm, bồn r ửa, vòi tắm hoa sen, v.v...

Sản phẩm k ĩ thuật vệ sinh bằng chất d ẻo có nhiều ưu điểm so vớ i sản phẩm

kim loại: cườ ng độ cao mà khối lượ ng không lớ n, không cần phải nhuộm màu,

không bị ăn mòn vệ sinh và có hình d ạng bên ngoài đẹ p.

6.6.2.Một số thiết b ị phụ tùng vệ sinh

a.Lọc rác: Hình 6-1

b.H ố ga thườ ng: Hình 6-2 và bảng 6-3

c.Con thỏ: Hình 6-3 và bảng 6-4

6-3 Bảng

C(mm) D1(mm) D2(mm)

120 21 85150 36 110

200 50 144

Bảng 6-4

Cỡ ф(mm) L(mm) l e42 94 21 2,4

49 105 25 2.7

60 137 30 3,2

120




: Lọc rác6-1Hình : H ố ga thườ ng Hình : Con thỏ 6-36-2Hình

d. Một số phụ tùng khác* Đinh móc: hình 6-4 và bảng 6-5

*M ố c đ ôi: hình 6-5 và bảng 6-6

*Gioăng mặt bích : hình 6-6 và bảng 6-7

Bảng 6-5

Cỡ ф(mm) H(mm) L(mm)

21 24 2127 25 25

34 34 34

42 43 41

49 48 48

60 60 59

76 77 77

90 88 90

114 107 109

Bảng 6-6

Cỡ ф(mm) H(mm) L(mm)21 21 13

34 34 14

42 41 18

60 58 20

76 75 21

90 90 25

114 113 27

121



Bảng 6-7

Cỡ ф(mm) D1(mm) D2(mm) D3(mm) A(mm)114 225 106 20 4,3

168 282 150 24 4,3

220 340 199 24 4,3

: Đinh móc : Móc đ ôi Gioăng mặt bích :6-6Hình6-5Hình6-4Hình

Documents

Giáo trình Vật liệu xây dựng và vật liệu chuyên ngành cấp thoát nước Tác giả: K.s Trần Thị Huyền Lương, Trường Cao đẳng Xây dựng số 3, 2010