Bài tập lớn vật liệu xây dựng | Trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật TPHCM

Thiếtkếthànhphầnbêtông xi măngtheo ACI 211.1 vớicácyêucầusau:
Bảng 1: Yêucầukỹthuậtđốivớibêtông C
Cường độđặctrưng fc’ (Mpa) 40 Độsụt (mm) 150-175
Bảng 2: Kếtquảthínghiệmcácloạiđá
Lượngsót (g) trên sàng có    đườ ođ ođc WA Wđ đ Loạiđ ngkính (mm) đ á (g/cm3 (g/cm3 (% (g/cm3 1 4.7 2.3 12.5 9.5 đáy ) ) (%) ) ) 9 5 6 210 161 17 1.63 0.9 1 0 1.54 2.0 2.76 0 0 990 125 5 C 195 177 12 1.6 1 2 0 1.5 2.0 2.75 0 5 460 960 5
Bảng 3: Kếtquảthínghiệmcácloạicát
Lượngsót (g) trên sàng có đườngkính    oc occ WA Wc c Loạicá (mm) c t (g/cm3 (g/cm3 (% (g/cm3 9. 4.7 2.3 1.1 0.1 đá 0.6 0.3 ) ) (%) ) ) 5 5 6 8 5 y 0 33 1.65 0.8 D 1 1.55 2.4 2.67 0 76 221 153 0 176 44 0 42 1.62 0.7 2 1.51 2.5 2.65 38 10 182 4 14 275 57
Bảng4:Dungtíchthùngtrộn B Dung tíchthùngtrộn (lít) 750 Bảng 5:
Khảnănggiảmlượngdùngnướckhisửdụngphụgiagiảmnước
(1lít/100 kg xi măng) D 15%
Bảng6 Ximăngpooclăng Loại
Khốilượngthểtích Khốilượngriêng Tỷlệsửdụng (g/cm3) (g/cm3) (%) Xi 1.3 3.1 măngpooclăng PC40  Yêucầu: - Kiểmtra,
lựachọnvậtliệuhợplýsửdụngchothiếtkế: chọnmác xi măngphùhợp,
kiểmtrathànhphầnhạtcủacốtliệutheo ASTMC33,
lựachọnloạicốtliệuhợplý.
- Tínhtoánthànhphầnbêtông xi măng và
tỷlệphốihợpcácthànhphầnvậtliệuchohỗnhợpcơbản.
- Tínhlượngvậtliệuchomộtmẻtrộn.
- Tính giá thànhvậtliệucho 1m3bêtông (giá củavậtliệulấytheothôngbáo
giá hiệnhànhtạiđịaphương). BÀI LÀM
I.Lựachọnvậtliệuchếtạobêtông: 1. Chọnmác xi măng:
Trên cơsởcườngđộyêucầu, chọn xi măng Portland PC 40 cóγx =1,3g/cm3 ;𝜌𝑥=3,1g/cm3 . 2. Cốtliệunhỏ: -Từkếtquả về thànhphầnhạt, ta có bảngtổnghợp về
hạtcủahailoạicátnhưsau: Cátloại 1: Cỡsàng Lượngsótriêngbiệt % % % Lượnglọt (mm) (g) Lượngsótriêngbiệt Lượnglọt TC trên sàng 9,5 0 0 100 100 4,75 0 0 100 95-100 2,36 76 7,6 92,4 80-100 1,18 221 22,1 70,3 50-85 0,6 153 15,3 55 25-60 0,3 330 33 22 5-30 0,15 176 17,6 4,4 0-10 Đáy 44 4,4 0
Môđunđộlớncủacátloại 1 là: Mk1 =2,559 Cátloại 2: Cỡsàng Lượngsótriêngbiệt % % % Lượnglọt (mm) (g) Lượngsótriêngbiệt Lượnglọt TC trên sàng 9,5 0 0 100 100 4,75 38 3,8 96,2 95-100 2,36 10 1 95,2 80-100 1,18 182 18,2 77 50-85 0,6 424 42,4 34,6 25-60 0,3 14 1,4 33,2 5-30 0,15 275 27,5 5,7 0-10 Đáy 57 5,7 0
Môđunđộlớncủacátloại 2 là: Mk2 =2,581.
Biểuđồ bao cấpphốicủahailoạicát
BIỂU ĐỒ BAO CẤP PHỐI CỦA 2 LOẠI CÁT đường bao cấp phối cát loại 1 cát loại 2 đường bao cấp phối2 120 100 80 60 40 20 0 0 . 1 5 0 . 3 0 . 6 1 . 1 8 2 . 3 6 4 . 7 5 9 . 5 Theo biểuđồ:
-Thànhphầnhạtcủacátloại 1 đạtyêucầutiêuchuẩn về thànhphầnhạt để
làmcốtliệunhỏtheo ASTM C33.
-Thànhphầnhạtcủacátloại 2 khôngđạtyêucầutiêuchuẩn về thànhphầnhạt
để làmcốtliệunhỏtheo ASTM C33.
Do đó, chọncát 1làmvậtliệunhỏ để chếtạobêtông.
3. Cốtliệulớn( Đádăm ) -Từkếtquả về thànhphầnhạt, ta có bảngtổnghợp về
hạtcủahailoạiđánhưsau: Đáloại 1: Cỡsàng Lượngsótriêngbiệt % % % Lượnglọt (mm) (g) Lượngsótriêngbiệt Lượnglọt TC trên sàng 19 0 0 100 90-100 12.5 2100 42 58 - 9.5 1610 32,2 25,8 20-55 4.75 990 19,8 6 0-10 2.36 125 2,5 3.5 0-5 Đáy 175 3,5 0 Đáloại 2: Cỡsàng Lượngsótriêngbiệt % % % Lượnglọt (mm) (g) Lượngsótriêngbiệt Lượnglọt TC trên sàng 19 0 0 100 90-100 12.5 1950 39 61 - 9.5 1775 35.5 25,5 20-55 4.75 460 9,2 16.3 0-10 2.36 690 13,8 2,5 0-5 Đáy 125 2,5 0 Theo biểuđồ:
BIỂU ĐỒ CẤP PHỐI CỦA 2 LOẠI ĐÁ đường bao cấp phối đá loại 1 đá loại 2 đường bao cấp phối2 120 100 80 60 40 20 0 2 . 3 6 4 . 7 5 9 . 5 1 2 . 5 1 9
-Thànhphầnhạtcủađáloại 1 đạtyêucầutiêuchuẩn về thànhphầnhạt để
làmcốtliệunhỏtheo ASTM C33.
-Thànhphầnhạtcủađáloại 2khôngđạtyêucầutiêuchuẩn về thànhphầnhạt để
làmcốtliệunhỏtheo ASTM C33.
Do đó, chọnđáloại1làmvậtliệulớn để chếtạobêtông.
II. Thiếtkếthànhphầnbêtông:
Bước1:Xácđịnhcườngđộthiếtkế𝑓, 𝑐𝑟
Theo bài :𝑓, = 40MPa > 35MPa. Theo ACI 318 : 𝑐
𝑓, =1,1.𝑓, +4,83 = 1,1.40 +4,83 =48,33 MPa. 𝑐𝑟 𝑐
Bước 2: Xácđịnhhàmlượngnước và hàmlượngkhôngkhí Vớicácyêucầu :
- Độsụt ban đầu150-175mm.
- Cốtliệulớn có Dmax =19mm. - Bêtôngkhôngcuốnkhí.
Trabảng A1.5.3.3 ACI 211.1 , ta chọnlượngnướcsơbộ là 216 kg và
hàmlượngbọtkhítrongbêtông là 2%.
Theo bài, sửdụngphụgiagiảmđược15% nước, do đólượngnước N = 216-216.15% =183,6 kg.
Bước 3: Xácđịnhtỷlệ N/X:
Vớicườngđộthiếtkế𝑓,
=48,33 MPa ,bêtôngkhôngcuốnkhí, trabảng A.1.5.3.4 ACI 𝑐𝑟
211.1, xácđịnhđượctỷlệ N/X =0,35.
Bước 4: Xácđịnhlượng xi măng: 𝑋 1 X= .N = .183,6 =524 kg> 500 kg 𝑁 0,35 =>Lấy X = 500 kg
=> Để đảm bảo tỉlệ N/X khôngđổi thì lượngnước phải thayđổi N’ = 175 lít
Lượngnướcgiảm216 – 216.X% = 175 => X = 19%
Vậycần dung phụgiagiảm 19% nước để lượngnướcphùhợp
Bước 5: Xácđịnhlượngcốtliệulớn( đá):
Ướclượngthểtíchcốtliệuthôđãđầmchặtvớicácthôngsố: -Dmax = 19mm
-Môđunđộlớncủacát Mk =2,559.
Trabảng A.1.5.3.6 ACI 211.1 ta có: Vod = 0,64 m3. Lượngcốtliệulớn :
. D= Vod .𝜌𝑜𝑑𝑐 =0,64.1650=1056
Bước 6: Xácđịnhlượngcốtliệunhỏ (cát)
Ướctínhkhốilượngthểtíchcủahỗnhợpbêtôngvớicácthôngsố: - Dmax =19mm. - Bêtôngkhôngcuốnkhí.
Trabảng A.1.5.3.7.1, ta có : 𝜌𝑜𝑏 = 2345 kg/m3. Do đó, lượngcát :
C =2345-175 – 500-1056 =614 kg.
-Trên cơsởthểtíchtuyệtđối
Vớilượng xi măng ,nước, cốtliệuthôđãbiết và lượngkhôngkhícuốnvàolà 2% Thểtíchcủacát: 500 1056 Vc = 1000- – 175 - -20 = 261,1 dm3. 3,1 2,76
Do đó, khốilượngcủacát là: C= 261,1. 2,67 = 679,1kg.
Bước 7: Thànhphầnvậtliệutínhtoáncho 1m3bêtông : Khốilượng (kg) Khốilượng(kg)
(Trên cơsởthểtíchtuyệtđối) (Trên cơsởkhốilượng) Nước 175 175 Xi măng 500 500 Đá 1056 1056 Cát 698,1 614 Tổng 2428,1 2345
Bước 8: Điều chỉnh thànhphầnvậtliệukhixétđếnđộẩmcủacốtliệu:
-Trên cơsởkhốilượng:
Lượngcốtliệulớn ở trạngtháiẩm :
Đw =Đ.(1+WĐ)=1056.(1+2%)=1077,12 kg.
Lượngcốtliệunhỏ ở trạngtháiẩm
ĐC =C.(1+WC)=614.(1+2,4%)=626,28kg.
Lượngnướcđiều chỉnh có xétđếnđộẩm và độhútnướccủacốtliệu :
Nđc= N-Đ(WĐ – WAĐ) – C.(WC- WAc)
=175- 1056.(2%- 0,9%) –614.( 2,4%-0,8% )=153 kg.
Thànhphầnvậtliệutínhtoáncho 1m3bêtôngkhixétđếnđộẩmcủacốtliệu: Khốilượng (kg) (Trên cơsởkhốilượng) Nước 153 Xi măng 500 Đá 1077,12 Cát 626,28 Tổng 2356,96
-Trên cơsởthểtíchtuyệtđối:
Lượngcốtliệulớn ở trạngtháiẩm :
Đw =Đ.(1+WĐ)=1056.(1+2%)=1077,12kg.
Lượngcốtliệunhỏ ở trạngtháiẩm:
ĐC =C.(1+WC)=697,1.(1+2,4%)= 713,83kg.
Lượngnướcđiều chỉnh có xétđếnđộẩm và độhútnướccủacốtliệu :
Nđc= N-Đ(WĐ – WAĐ) – C.(WC- WAc)
=175- 1056.(2%- 0,9%) -713,83.( 2,4% -0,8% )= 151,96 kg.
Thànhphầnvậtliệutínhtoáncho 1m3bêtôngkhixétđếnđộẩmcủacốtliệu: Khốilượng (kg)
(Trên cơsởthểtíchtuyệtđối) Nước 151,96 Xi măng 500 Đá 1077,12 Cát 713,91 Tổng 2442,91
Bước 9: Xácđịnhlượngphụgiagiảmnước :
Dựkiếnsửdụngphụgiavớiliềulượng 1 lít/100kg xi măng. Vậylượngphụgiacầndùnglà : 500 PG= 1. = 5lít. 100
III. Tínhtoánthànhphầnvậtliệuchomẻtrộn có dung tíchthùngtrộn Vo=750lít.
Giảsửthànhphầnvậtliệutínhtoándựa trên cơsởkhốilượng. -Tínhhệsốsảnlượng : 1000 1000 𝛽 = = 𝑋 = 500 1056 614 0,68. + 𝐶 + 𝐷 𝜌 + + 0𝑥 𝜌0𝑐 𝜌𝑜𝑑 1,3 1,54 1,55
Thànhphầnchomộtmẻtrộn: 𝛽.𝑉𝑜 0,68.750 No= .N = .175 = 89,25 kg. 1000 1000 𝛽.𝑉𝑜 0,68.750 X . o= X = .500 = 255kg. 1000 1000 𝛽.𝑉𝑜 0,68.750 D . 1077,12 o = .D = = 549,33kg. 1000 1000 𝛽.𝑉 0,68.750 C 𝑜 o= .C = . 626,28 = 319,40 kg. 1000 1000 𝛽.𝑉𝑜 0,68.750 PG . 5 = 2,55 𝑙í𝑡. o = .PG= 1000 1000
IV.Tính giá thànhvậtliệucho 1m3bêtông
-Thểtíchđổđốngcủađá: 𝐷 1056 VoD= = = 658 dm3 =0,658 m3. 𝜌𝑜𝐷 1,54 𝐶 614 VoC= = = 396 dm3=0,396 m3. 𝜌𝑜𝐶 1,55
Dựa trên báocáo giá củavậtliệu, giá thànhvậtliệucho 1m3bêtôngnhưsau: Vậtliệu Đơnvị Sốlượng Đơn giá Thànhtiền (nghìnđồng) (nghìnđồng) Xi măng Tấn 0,5 1143 572 Đá m3 0,658 255 168 Cát m3 0,396 266 105 Nước m3 0,175 8 1 Phụgia Lít 5 20 100 Tổng 946