Cốt liệu trong bê tông

Hiệp hội xi măng Portland

Tìm nhà sản xuất: Quản trị viên

Cốt liệu thường được coi là chất độn trơ trong hỗn hợp bê tông. Nhưng xem xét kỹ hơn sẽ thấy vai trò chính và ảnh hưởng của cốt liệu đối với các đặc tính của cả bê tông tươi và bê tông đông cứng. Những thay đổi về cấp phối, kích thước tối đa, trọng lượng đơn vị và độ ẩm đều có thể làm thay đổi đặc tính và hiệu suất của hỗn hợp bê tông của bạn.

Kinh tế là một lý do khác cho sự lựa chọn tổng hợp chu đáo. Bạn thường có thể tiết kiệm tiền bằng cách chọn kích thước tổng hợp tối đa cho phép. Sử dụng cốt liệu thô lớn hơn thường làm giảm chi phí của hỗn hợp bê tông bằng cách giảm yêu cầu xi măng, thành phần tốn kém nhất. Ít xi măng hơn (trong giới hạn hợp lý về độ bền) sẽ có nghĩa là ít nước hơn nếu tỷ lệ nước-xi măng (w / c) được giữ không đổi. Hàm lượng nước thấp hơn sẽ làm giảm khả năng co ngót và nứt nẻ liên quan đến sự thay đổi thể tích bị hạn chế.

Dưới đây là tổng quan về các yếu tố quan trọng nhất cần xem xét khi lựa chọn và cân đối cấp phối bê tông.

giá bê tông trên mỗi thước năm 2016

Tỷ lệ tổng hợp điển hình

Ảnh 1 - Lưu ý sự phân bố cỡ hạt được cấp phối tốt cho hỗn hợp bê tông thông thường này.

Cốt liệu bao gồm từ 60% đến 80% hỗn hợp bê tông điển hình, vì vậy chúng phải được lựa chọn phù hợp để có độ bền, được trộn để đạt hiệu quả tối ưu và được kiểm soát thích hợp để tạo ra cường độ, khả năng thi công, độ hoàn thiện và độ bền của bê tông nhất quán (Ảnh 1) . Các thành phần trong hỗn hợp bê tông thông thường thường nằm trong phạm vi tỷ lệ sau:

Tìm hiểu thêm về các tài liệu trở nên tốt hỗn hợp bê tông .

Đếm chất lượng

Đảm bảo rằng nhà sản xuất bê tông của bạn mua cốt liệu chất lượng tốt đã được xác minh bằng các kết quả kiểm tra cốt liệu thường xuyên tuân thủ ASTM C 33, 'Thông số kỹ thuật tiêu chuẩn cho cốt liệu bê tông.' Lịch sử về hiệu suất tốt của tổng hợp cục bộ cũng cung cấp một dấu hiệu cho thấy vật liệu hoạt động tốt như thế nào trong dịch vụ.

Cốt liệu chất lượng tốt phải sạch, cứng, chắc, có các hạt bền và không bị hấp thụ các hóa chất độc hại, lớp phủ của đất sét, hoặc các chất bẩn khác có thể ảnh hưởng đến quá trình thủy hóa của xi măng hoặc làm giảm liên kết của cốt liệu. Các tổng hợp cần tránh bao gồm:

• Những loại bị bở hoặc dễ bị tách.
• Những người có số lượng đáng kể vật liệu mềm và xốp.
• Một số loại 'chert', vì chúng có thể có khả năng chống chịu thời tiết rất thấp và có thể dẫn đến các khuyết tật bề mặt, được gọi là các vết lồi (Ảnh 2 và 3).

Bề mặt bê tông bằng phẳng nơi xuất hiện vết lồi trên hạt chert. Mặc dù không phải là mối quan tâm về cấu trúc, nhưng các vết lồi lõm là một khiếm khuyết bề mặt khó chịu có thể là nguồn gốc của các khiếu nại về thẩm mỹ và nếu quá mức, có thể ảnh hưởng đến chất lượng lớp phủ của các tấm gia cố. (Ảnh do Hiệp hội Xi măng Portland cung cấp)

màu bê tông gốc nước

Mặt cắt ngang của một lõi được lát theo chiều dọc thể hiện cơ chế của một vết nứt. Một số hạt chert dễ hấp thụ hơn so với cốt liệu chất lượng cao hơn. Khi nằm gần một bề mặt bão hòa, chúng có thể hấp thụ nước và khi đóng băng, nở ra và tạo bọt cho bê tông ngay trên bề mặt đó cùng với một phần cốt liệu. (Ảnh: PCA)

Là một vật liệu tự nhiên, cốt liệu đôi khi sẽ bao gồm các hạt bị phong hóa hoặc không ổn định trong sản phẩm được giao. Tỷ lệ cho phép của các chất có hại cho cả cốt liệu mịn và thô được liệt kê trong ASTM C 33 Bảng 1 và 3, tương ứng. Một số dự án có thể yêu cầu các giới hạn nghiêm ngặt hơn. Để tránh các vấn đề sau khi đặt bê tông khó sửa chữa, hãy xác minh rằng các giới hạn này không bị vượt quá tại thời điểm nộp vật liệu.

Tốt nghiệp

Việc cấp phối được tối ưu hóa dựa trên tính sẵn có của tổng hợp và yêu cầu của dự án sẽ tạo ra một loại bê tông kinh tế với khả năng thi công và hoàn thiện tốt. Tỷ lệ giữa cốt liệu thô và cốt liệu mịn sẽ thay đổi dựa trên các đặc tính riêng biệt của từng loại cốt liệu, phương pháp sắp xếp và thành phẩm mong muốn.

Đường phân chia giữa cốt liệu mịn và thô là sàng 3/8 inch. Mô đun độ mịn (FM) là một chỉ số đánh giá độ mịn của tổng hợp. FM được tính bằng cách cộng phần trăm tích lũy theo khối lượng được giữ lại trên mỗi một loạt sàng cụ thể và chia tổng cho 100 (xem Bảng 1). FM đối với cốt liệu mịn nên nằm trong khoảng từ 2.3 đến 3.1. Nếu không, FM không được thay đổi quá 0,2, có thể cần điều chỉnh hỗn hợp. Các vật liệu quá mịn sẽ có nhu cầu nước cao hơn và thường dẫn đến hỗn hợp dính. Vật liệu thô quá mức sẽ tạo ra các hỗn hợp khắc nghiệt khó đặt, củng cố và hoàn thiện hơn.

Bảng 1 - Mô đun độ mịn (FM) được tính bằng tổng phần trăm
được giữ lại giữa sàng số 100 và sàng số 4 chia cho 100.

Cốt liệu mịn phải nằm trong giới hạn cấp phối được quy định trong ASTM C 33, Phần 6. Nếu thiếu cốt liệu mịn sẵn có tại địa phương, bê tông có thể được hưởng lợi từ việc bổ sung khí hút, xi măng bổ sung hoặc vật liệu kết dính bổ sung (SCM) để giải quyết những bất cập này.

Các dải phân cấp tổng hợp thô rộng được liệt kê trong Bảng 2 của ASTM C 33. Các dải phân cấp rộng này được sử dụng trên toàn quốc. Sau khi cấp độ được chọn cho một dự án, việc duy trì cấp độ trong phạm vi chặt chẽ sẽ đạt được tính nhất quán cao hơn theo từng đợt. Điều này thường được thực hiện bằng cách dự trữ tổng hợp đúng cách và sắp xếp lại các kho dự trữ để chống lại sự phân tách quá mức (Ảnh 4).

Kích thước tối đa của cốt liệu thô có thể được sử dụng trong hỗn hợp phụ thuộc vào kích thước, hình dạng và chất gia cố của thành viên, dựa trên các nguyên tắc 'không vượt quá' này (xem Ảnh 5 và 6):

• 3/4 khoảng cách rõ ràng giữa cốt thép hoặc giữa cốt thép và các hình thức (khoảng cách bìa)

• 1/3 chiều sâu của tấm

  cách ăn cá nguyên con

• 1/5 kích thước hẹp nhất của một thành viên

Thông thường, cốt liệu được phân tích bằng cách sử dụng cấp phối kết hợp của vật liệu thô và mịn theo tỷ lệ như dự đoán trong cấp phối bê tông được đề xuất (Ảnh 7). Điều này cung cấp một ước tính về cách hỗn hợp sẽ hoạt động trong bê tông. Mỗi khu vực đều có những khiếm khuyết riêng trong tổng hợp, nhưng khi phân loại tổng hợp được lập biểu đồ (tỷ lệ phần trăm được giữ lại so với kích thước sàng), những thiếu sót này có thể dễ dàng được xác định và khắc phục hơn. Các nguồn cốt liệu thay thế hoặc hỗn hợp cốt liệu bổ sung sau đó có thể được xem xét để tiếp cận cấp phối 'lý tưởng' khó nắm bắt để cung cấp khả năng làm việc tốt nhất, khả năng bơm, giảm co ngót và kinh tế (Hình 1).

Lưu ý rằng việc loại bỏ cát khỏi hỗn hợp sẽ biến bê tông thông thường thành hỗn hợp 'không mịn', còn được gọi là bê tông 'thấm' (xem Vỉa hè bê tông thấm ). Bê tông thấm đủ tiêu chuẩn cho điểm LEED, một hệ thống đánh giá công trình xanh được phát triển bởi Hội đồng Công trình Xanh Hoa Kỳ (USGBC) , bởi vì nó cho phép dòng chảy thấm trực tiếp vào lớp phụ, nạp lại mực nước ngầm.

Ảnh 4 - Để giải quyết sự phân tách quá mức về kích thước hạt, việc trộn thường được thực hiện trước bằng cách làm lại các cọc xung quanh chu vi để làm lại các kích thước, thay vì làm thẳng vào cọc. (Ảnh: PCA)

Ảnh 5 - Kích thước cốt liệu tối đa được khuyến nghị đi qua khoảng cách rõ ràng giữa cốt thép và kích thước lớp phủ. (Ảnh: PCA)

Ảnh 6 - Kích thước cốt liệu tối đa dựa trên phương pháp đặt và độ dày tấm. (Ảnh: PCA)

Ảnh 7 - Sự phân bố kích thước từ cốt liệu mịn đến thô đóng một vai trò quan trọng trong khả năng làm việc và hiệu suất của bê tông. (Ảnh: PCA)

Hình 1 - Cấp phối cốt liệu kết hợp tối ưu cho bê tông thông thường. (Được sự cho phép của PCA)

Những lưu ý đặc biệt đối với bê tông cốt liệu tiếp xúc

Nhà thầu đặt trang trí bê tông cốt liệu lộ thiên , trong đó ngoại hình là mối quan tâm hàng đầu, nên đặc biệt chú ý đến hình dạng, kết cấu, màu sắc và tổng thể để mang lại sản phẩm cuối cùng trông đẹp nhất (Ảnh 8). Khi đổ bê tông kiến ​​trúc, bạn nên thử cấp phối trộn thử và đặt mẫu thử để đảm bảo các bên đều hài lòng với vật liệu đã chọn.

Cả sỏi và đá dăm nói chung đều được chấp nhận để làm bê tông chất lượng (Ảnh 9), mặc dù sỏi thường được ưu tiên cho cốt liệu lộ ra ngoài. Việc sử dụng bê tông tái chế, được nghiền thành cốt liệu bê tông có kích thước phù hợp, cũng đã cho thấy hiệu quả thành công. Bê tông tái chế sẽ có độ hấp thụ cao hơn và trọng lượng riêng thấp hơn so với cốt liệu thông thường. Để tạo ra chất lượng tốt, bê tông bền có chứa một phần cốt liệu bê tông tái chế thường yêu cầu hỗn hợp bê tông thử nghiệm và giám sát chặt chẽ các đặc tính của bê tông tái chế cũ, với các điều chỉnh cấp phối khi cần thiết.

Mặt đường bê tông cốt liệu lộ thiên.

Cả sỏi và đá dăm đều tạo ra bê tông chất lượng. Sỏi sẽ có nhu cầu nước thấp hơn so với đá dăm. Sỏi được ưa chuộng cho bê tông cốt liệu lộ thiên trong các lối đi và các ứng dụng trang trí. Đá nghiền thường sẽ thể hiện liên kết cốt liệu cao hơn. Đá dăm được ưa thích trong hỗn hợp mặt đường vì liên kết cốt liệu cao hơn mang lại độ bền uốn cao hơn (Ảnh do PCA cung cấp)

Kiểm soát độ ẩm

cái bay trông như thế nào

Hình 2 - Độ ẩm cốt liệu đóng một phần vào khả năng làm việc của bê tông. Nếu cốt liệu quá khô, chúng sẽ hút (ăn cắp) nước từ hỗn hợp. Nếu cốt liệu quá ướt, độ ẩm thừa phải được trừ vào lượng nước trộn dự kiến. (Ảnh: PCA)

Sự hấp thụ và độ ẩm bề mặt của cốt liệu là những khía cạnh đơn giản nhưng cực kỳ quan trọng của việc sản xuất bê tông luôn đạt được cường độ được chỉ định hoặc mục tiêu. Mối quan hệ cơ bản giữa tỷ lệ nước-xi măng và cường độ bắt đầu với việc hiệu chỉnh sự đóng góp hoặc hấp thụ độ ẩm của cốt liệu.

Cốt liệu có phần giống như bọt biển nhỏ và cứng. Các tính toán thiết kế hỗn hợp được thực hiện với giả định rằng cốt liệu ở điều kiện khô bề mặt bão hòa (SSD), có nghĩa là khả năng hấp thụ của chúng được thỏa mãn và không có nước được lấy hoặc thêm vào hỗn hợp. Nếu sự hấp thụ của chúng không được đáp ứng, những 'bọt biển' này sẽ lấy nước từ lượng nước trộn được chỉ định, làm giảm độ sụt của bê tông. Nếu 'bọt biển' ướt quá mức (vượt quá lượng nước đó để đáp ứng sự hấp thụ), thì lượng nước bổ sung phải được trừ đi lượng nước trộn theo mẻ. Nếu không, tỷ lệ w / c mục tiêu bị vượt quá và cường độ sẽ giảm (Hình 2).

Tổng hợp những việc nên làm và không nên làm

tại sao mèo nằm trên chân bạn

LÀM sử dụng tổng hợp tuân thủ ASTM C 33, 'Thông số kỹ thuật tiêu chuẩn cho cốt liệu bê tông.' Cốt liệu phải cứng, sạch, cứng, bền và không có các chất bẩn hoặc chất bẩn quá mức có thể ảnh hưởng đến quá trình hydrat hóa của xi măng hoặc phá vỡ liên kết cốt liệu dán.

KHÔNG vượt quá giới hạn đối với hàm lượng vật chất có hại ở dạng cốt liệu mịn và thô. Các giới hạn này lần lượt được trình bày trong ASTM C 33 Bảng 1 và 3. Một số thông số kỹ thuật có thể yêu cầu các giới hạn nghiêm ngặt hơn.

LÀM theo dõi độ ẩm của cốt liệu thô và mịn một cách thường xuyên để thúc đẩy tính nhất quán và đồng nhất của từng lô. Đầu dò độ ẩm trong thùng tổng hợp nên được hiệu chuẩn theo khuyến nghị của nhà sản xuất. Các đầu dò độ ẩm cũng nên được kiểm tra định kỳ với các phép xác định độ ẩm đốt cháy tiêu chuẩn ( ASTM C 566 ).

LÀM đảm bảo kho dự trữ được quản lý đúng cách. Chúng nên được xây dựng theo các lớp nằm ngang hoặc dốc nhẹ để giảm sự tách biệt và được bố trí cách đều để cho phép các cọc hoạt động tốt. Ở những khu vực hạn chế về diện tích sân và các kho dự trữ khó tách biệt, nên sử dụng các rào chắn để tránh lẫn lộn và nhiễm chéo các vật liệu có kích thước khác nhau.

Để biết thêm thông tin về cốt liệu và thiết kế cấp phối bê tông, hãy đọc:

Thiết kế và Kiểm soát Hỗn hợp Bê tông , Hiệp hội Xi măng Portland (xem Chương 5, Cốt liệu cho bê tông).

Báo cáo của Ủy ban Viện Bê tông Hoa Kỳ (ACI) 221R-96, Hướng dẫn sử dụng khối lượng bình thường và khối lượng lớn trong bê tông , Mục 4.5.

Tìm nhà sản xuất: Quản trị viên