hướng dẫn bài tập lớn vật liệu xây dựng

13 4.2K 28
hướng dẫn bài tập lớn vật liệu xây dựng

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

Thông tin tài liệu

TRƯỜNG ĐH GIAO THÔNG VẬN TẢI VIỆN KỸ THUẬT XÂY DỰNG BỘ MÔN VẬT LIỆU XÂY DỰNG *** - BÀI TẬP MÔN HỌC VẬT LIỆU XÂY DỰNG - THIẾT KẾ THÀNH PHẦN BÊ TÔNG XI MĂNG THEO ACI211.1- ∗ Nội dung: - Thiết kế thành phần bê tông xi măng nặng với vật liệu cho bảng: Bảng 1: Yêu cầu kỹ thuật bê tông Cường độ đặc trưng bê tông fc’ (Mpa) Độ sụt (mm) 25 75-100 Dung tích thùng trộn (lít) 750 Bảng 2: Kết thí nghiệm loại đá theo ASTM C33 Loại đá A Lượng sót (g) sàng có đường kính (mm) ρođ ρođc (g/cm3) (g/cm3) WAđ Wđ (%) ρđ (%) (g/cm3) 19 12.5 9.5 4.75 2.36 1020 2296 1531 153 1.60 1.65 0.5 2.75 798 1330 2713 160 1.55 1.67 0.8 2.70 Bảng 3: Kết thí nghiệm loại cát ASTM C33 Loại cát Lượng sót (g) sàng có đường kính (mm) 9.5 A 4.75 2.36 1.18 0.6 0.3 0.15 ρoc ρocc WAc Wc ρc (g/cm3) (g/cm3) (%) (%) (g/cm3) 200 500 400 400 400 100 1.45 1.55 2.60 100 400 500 450 500 50 1.53 1.6 0.7 2.65 -Khả giảm lượng dùng nước sử dụng phụ gia giảm nước (1ítl/100kgXM) 10% -Xi măng Poóc-lăng có: γX = 1.3 (g/cm3); ρX = 3.1 (g/cm3) ∗ Yêu cầu: - Kiểm tra, lựa chọn vật liệu hợp lý sử dụng cho thiết kế: chọn mác xi măng phù hợp, kiểm tra thành phần hạt cốt liệu theo ASTMC33, lựa chọn loại cốt liệu hợp lý - Tính toán thành phần bê tông xi măng tỷ lệ phối hợp thành phần vật liệu - Tính lượng vật liệu cho mẻ trộn - Tính giá thành vật liệu cho 1m3 bê tông (giá vật liệu lấy theo thông báo giá hành địa phương) I Lựa chọn vật liệu chế tạo bê tông I.1 Chọn mác xi măng Trên sở cường độ yêu cầu, chọn xi măng Portland PC 40 có γX = 1,3 g/cm3; ρX = 3,1 g/cm3 I.2 Cốt liệu nhỏ (Cát) -Từ kết thí nghiệm thành phần hạt, ta có bảng tổng hợp thành phần hạt loại cát sau : Cát loại I : Cỡ sàng(mm) 4,75 2,36 1,18 0,6 0,3 0,15 Lượng sót riêng biệt (g) 112 265 153 408 61 % lượng sót riêng biệt sàng 11 27 15 41 % Lượng lọt % Lượng lọt TC 100 89 62 47 95-100 80-100 50-85 25-60 10-30 0-10 % Lượng lọt % Lượng lọt TC 100 92 69 45 17 95-100 80-100 50-85 25-60 10-30 0-10 Môđun độ lớn cát loại I : Mk1 = 2,96 Cát loại II : Cỡ sàng(mm) 4,75 2,36 1,18 0,6 0,3 0,15 Lượng sót riêng biệt (g) 83 229 240 281 167 % lượng sót riêng biệt sàng 23 24 28 Mô đun độ lớn cát loại II: Mk2= 2,85 -Biểu đồ cấp phối hạt loại cát : Biểu đồ cấp phối loại cát Dựa vào biểu đồ cấp phối hạt cát, ta thấy cát loại II đạt yêu cầu thành phần hạt theo ASTM C33, cát loại I không đạt yêu cầu thành phần hạt theo ASTM C33 Do đó, sử dụng cát loại II để chế tạo bê tông I.3 Cốt liệu lớn (Đá dăm) -Từ kết thí nghiệm thành phần hạt, ta có bảng tổng hợp thành phần hạt loại đá sau : Đá loại I : Cỡ sàng(mm) 19 12,5 9,5 4,75 2,36 Lượng sót riêng biệt 1020 2296 1531 153 % Lượng sót riêng biệt sàng % Lượng lọt 100 20 80 46 34 20-55 31 0-10 0-5 % lượng lọt TC 90-100 - Đá loại II : Cỡ sàng(mm) 19 12,5 9,5 4,75 2,36 Lượng sót riêng biệt 798 1330 2713 160 % Lượng sót riêng biệt sàng % Lượng lọt % Lượng lọt TC 100 90-100 16 84 - 27 57 20-55 54 0-10 0-5 -Biểu đồ cấp phối hạt loại đá : Biểu đồ cấp phối loại đá Dựa vào biểu đồ cấp phối hạt đá, ta thấy đá loại I đạt yêu cầu thành phần hạt theo ASTM C33, đá loại II không đạt yêu cầu thành phần hạt theo ASTM C33 Do đó, sử dụng đá loại I để chế tạo bê tông II Thiết kế thành phần bê tông Bước 1: Xác định cường độ thiết kế 𝒇,𝒄𝒓 Theo ACI 318, trường hợp đủ số liệu để tính độ lệch chuẩn S với 𝑓!, =21-35 MPa, cường độ thiết kế tính theo công thức sau : 𝑓!", = 𝑓!, + 8,3 = 25 + 8,3 = 33,3  𝑀𝑃𝑎 (Cường độ thiết kế f’cr giá trị cường độ có xét đến xác suất mẫu thử không đạt yêu cầu Theo ACI 318, cường độ thiết kế f’cr xác định sau: Khi cường độ đặc trưng f’c ≤ 35 MPa, lấy f’cr lớn giá trị tính theo độ lệch chuẩn S sau: f’cr ≥ f’c + 2,33S - 3,5, MPa Khi f’c > 35 MPa, lấy f’cr lớn giá trị tính theo độ lệch chuẩn S sau: f’cr ≥ 0,9 f’c + 2,33S, Mpa Khi định trước giá trị độ lệch chuẩn, f’cr xác định sau: f’cr ≥ f’c + 6,9 MPa, với f’c < 21 MPa f’cr ≥ f’c + 8,3 MPa, với f’c =21- 35 MPa f’cr ≥ 1,1 f’c + 4,83 MPa, với f’c > 35 MPa) Bước 2: Xác định lượng nước hàm lượng không khí Với yêu cầu: - Độ sụt ban đầu 75-100 mm Cốt liệu lớn có Dmax = 19 mm Bê tông không khí Bảng A1.5.3.3 ACI 211.1-Lượng nước nhào trộn sơ hàm lượng bọt khí yêu cầu theo độ sụt Dmax cốt liệu Lượng nước yêu cầu bê tông với kích thước Dmax cốt liệu, kg/m3 9,5* 12,5* 19,0* 25,0* 37,5* 50*,† 75†,‡ 150†,‡ 25 đến 50 207 199 190 179 166 154 130 113 75 đến 100 228 216 205 193 181 169 145 124 150 đến 175 243 228 216 202 190 178 160 - Lớn 175* - - - - - - - - Lượng bọt khí vào bê tông không khí, % 2,5 1,5 0,5 0,3 0,2 25 đến 50 181 175 168 160 150 142 122 107 75 đến 100 202 193 184 175 165 157 133 119 150 đến 175 216 205 197 184 174 166 154 - - - - - - - - - Mức độ tác động nhẹ 4,5 4,0 3,5 3,0 2,5 2,0 1,5**,†† 1,0**,†† Mức độ tác động trung bình 6,0 5,5 5,0 4,5 4,5 4,0 3,5**,†† 3,0**,†† Mức độ tác động mạnh ‡‡ 7,5 7,0 6,0 6,0 5,5 5,0 4,5**,†† 4,0**.†† Độ sụt, mm, Bê tông không khí Bê tông khí Lớn 175* Tổng hàm lượng bọt khí trung bình, % cho mức độ tác động môi trường Tra bảng A1.5.3.3 ACI 211.1, ta chọn lượng nước sơ 205 kg hàm lượng bọt khí bê tông 2% Sử dụng phụ gia giảm 10% nước, lượng nước N=205-205 10/100=184,5 kg Bước 3: Xác định tỷ lệ N/X Với cường độ thiết kế 𝑓!", = 33,3  𝑀𝑃𝑎 , bê tông không khí, tra bảng A1.5.3.4 ACI 211.1, xác định lệ N/X = 0,5 Bảng A1.5.3.4 ACI 211.1 - Quan hệ tỷ lệ nước-xi măng cường độ nén bê tông Tỷ lệ nước-xi măng theo khối lượng Cường độ nén 28 ngày tuổi, MPa Bê tông không khí Bê tông khí 55 0,31 - 48 0,35 - 40 0,42 - 35 0,47 0,39 30 0,54 0,45 25 0,61 0,52 20 0,69 0,60 15 0,79 0,70 Bước 4: Xác định lượng xi măng X = (X/N) N = 184,5/0,5= 369 kg Bước 5: Xác định khối lượng cốt liệu lớn (đá) Ước lượng thể tích cốt liệu thô đầm chặt với thông số : Dmax = 19 mm Mô đun độ lớn cát : Mk = 2,85 Bảng A.1.5.3.6 ACI211.1 - Thể tích cốt liệu thô đơn vị thể tích bê tông Đường kính Thể tích cốt liệu thô trạng thái lèn chặt đơn vị thể tích bê tông danh định lớn với modun độ lớn cốt liệu nhỏ khác nhau+ cốt liệu, Dmax, mm 2,4 2,6 2,8 3,0 9,5 0,50 0,48 0,46 0,44 12,5 0,59 0,57 0,55 0,53 19,0 0,66 0,64 0,62 0,60 25,0 0,71 0,69 0,67 0,65 37,5 0,75 0,73 0,71 0,69 50 0,78 0,76 0,74 0,72 75 0,82 0,80 0,78 0,76 150 0,87 0,85 0,83 0,81 Tra bảng A.1.5.3.6 ACI211.1 ta có Vod = 0,62 m3 Lượng cốt liệu lớn : D = Vod ρ odc = 0,62.1650 = 1023kg Bước : Xác định lượng cốt liệu nhỏ (cát) -Trên sở khối lượng Bảng A1.5.3.7.1 ACI211.1-Khối lượng thể tích sơ hỗn hợp bê tông Khối lượng đơn vị thể tích bê tông dự tính ban đầu, kg/m3 Đường kính danh định lớn cốt liệu, mm Bê tông không khí Bê tông khí 9,5 2280 2200 12,5 2310 2230 19,0 2345 2275 25,0 2380 2290 37,5 2410 2320 50 2445 2345 75 2490 2405 150 2530 2435 Tra bảng A.1.5.3.7.1, ước tính khối lượng thể tích hỗn hợp bê tông với : - Dmax = 19 mm Bê tông không khí Ta có ρ0b = 2345 kg/m3 Do đó, lượng cát : C = 2345 – 184,5 - 369 – 1023 = 768,5 kg -Trên sở thể tích tuyệt đối Với lượng xi măng, nước, cốt liệu thô biết lượng không khí vào 2% Thể tích cát Vc = 1000 - 1023 369 - 184,5 - 20 = 304,5 dm3 2, 75 3,1 Do đó, khối lượng cát C = 304,5 2,65 = 805,6 kg 10 Bước : Thành phần vật liệu tính toán cho m3 bê tông Khối lượng, kg (Trên sở thể tích tuyệt đối ) Khối lượng, kg (Trên sở khối lượng) 184,5 369 1023 805,6 2382,1 184,5 369 1023 768,5 2345 Nước Xi măng Đá Cát Tổng Bước : Điều chỉnh thành phần vật liệu xét đến độ ẩm cốt liệu: -Trên sở khối lượng Lượng cốt liệu lớn trạng thái ẩm: Đw = Đ.(1+WĐ) = 1023.(1+2/100) = 1043,5 kg Lượng cốt liệu nhỏ trạng thái ẩm: Đc = C.(1+Wc) = 768,5.(1+3/100) = 791,6 kg Lượng nước điều chỉnh có xét đến độ ẩm độ hút nước cốt liệu: Nđc = N - Đ.(WĐ-WAĐ ) - C.(WC-WAC ) = 184,5 - 1023.(2/100 – 0,5/100) - 768,5.(3/100 – 0,7/100) = 151,5 kg Thành phần vật liệu tính toán cho m3 bê tông xét đến độ ẩm cốt liệu: Khối lượng, kg (Trên sở khối lượng) Nước Xi măng Đá Cát Tổng 151,5 369 1043,5 791,6 2355,6 -Trên sở thể tích tuyệt đối Lượng cốt liệu lớn trạng thái ẩm: Đw = Đ.(1+WĐ) = 1023.(1+2/100) = 1043,5 kg Lượng cốt liệu nhỏ trạng thái ẩm: Đc = C.(1+Wc) = 805,6.(1+3/100) = 829,8 kg Lượng nước điều chỉnh có xét đến độ ẩm độ hút nước cốt liệu: Nđc = N - Đ.(WĐ-WAĐ ) - C.(WC-WAC ) = 184,5 - 1023.(2/100 – 0,5/100) - 805,6.(3/100 – 0,7/100) = 150,6 kg Thành phần vật liệu tính toán cho m3 bê tông xét đến độ ẩm cốt liệu: 11 Khối lượng, kg (Trên sở thể tích tuyệt đối) Nước Xi măng Đá Cát Tổng 150,6 369 1043,5 829,8 2392,9 Bước 9: Xác định lượng phụ gia giảm nước: Dự kiến sử dụng phụ gia với liều lượng lít /100 kg Xi măng Vậy lượng phụ gia cần dùng là: PG = 369/100 = 3,69 lít III Tính toán thành phần vật liệu cho mẻ trộn có dung tích thùng trộn Vo=750l Giả sử thành phần vật liệu tính toán dựa trên sở khối lượng, -Tính hệ số sản lượng : β= 1000 1000 = = 0,7 X C D 369 768,5 1023 + + + + ρ0 X ρ0C ρ0 D 1,3 1,53 1,6 -Thành phần vật liệu cho mẻ trộn: N0 = βV0 0,7.750 N = 151,5 = 79,5kg 1000 1000 X0 = βV0 0,7.750 X = 369 = 193,7kg 1000 1000 D0 = βV0 0,7.750 D = 1043,5 = 547,8kg 1000 1000 C0 = βV0 0,7.750 C = 791,6 = 415,6kg 1000 1000 PG = βV0 0,7.750 PG = 3,69 = 1,94lít 1000 1000 12 IV Tính giá thành vật liệu cho 1m3 bê tông - Thể tích đổ đống đá: VoD = D 1023 = = 639 dm = 0, 639 m ρ oD 1, - Thể tích đổ đống cát: VoC = D 768,5 = = 502 dm = 0,502 m ρ oC 1,53 - Dựa báo giá vật liệu (lấy theo thông báo giá hành địa phương), giá thành vật liệu vật liệu cho 1m3 bê tông sau: Vật liệu Đơn vị Số lượng Đơn giá (nghìn đồng) Thành tiền (nghìn đồng) Xi măng Tấn 0,369 1500 554 Đá m3 0,639 190 121 Cát m3 0,502 90 45 Nước m3 0,151 Phụ gia Lít 3,69 15 55 Tổng 777 13 ... phối hợp thành phần vật liệu - Tính lượng vật liệu cho mẻ trộn - Tính giá thành vật liệu cho 1m3 bê tông (giá vật liệu lấy theo thông báo giá hành địa phương) I Lựa chọn vật liệu chế tạo bê tông... Bước : Điều chỉnh thành phần vật liệu xét đến độ ẩm cốt liệu: -Trên sở khối lượng Lượng cốt liệu lớn trạng thái ẩm: Đw = Đ.(1+WĐ) = 1023.(1+2/100) = 1043,5 kg Lượng cốt liệu nhỏ trạng thái ẩm: Đc... - Dựa báo giá vật liệu (lấy theo thông báo giá hành địa phương), giá thành vật liệu vật liệu cho 1m3 bê tông sau: Vật liệu Đơn vị Số lượng Đơn giá (nghìn đồng) Thành tiền (nghìn đồng) Xi măng

Ngày đăng: 18/04/2017, 21:44

Từ khóa liên quan

Tài liệu cùng người dùng

  • Đang cập nhật ...

Tài liệu liên quan