Tiểu luận môn học Công nghệ xây dựng công trình bê tông nâng cao

Ðặc điểm của bê tông tự lèn Bê tông tự lèn cũng giống như bê tông thông thường được chế tạo từ các vật liệu cấu thành như chất kết dính xi măng, cốt liệu, nước và phụ gia.Sự khác nhau c

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP &PTNT

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI

TIỂU LUẬN MÔN HỌC CÔNG NGHỆ XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH BÊ TÔNG NÂNG CAO

HỌC VIÊN: MAI NGỌC ĐỨC LỚP CAO HỌC CH22C11-CS2 GIẢNG VIÊN: TS DƯƠNG ĐỨC TIẾN

TP HCM 05/2015

Trường Đại học Thủy Lợi Môn học: Công nghệ XDCT bê tông nâng cao

YÊU CẦU:

I Khái niệm và ứng dụng bê tông tự lèn (SCC)?

II Phân loại và yêu cầu đối với công tác rải, san đầm và dưỡng hộ bê tông tự lèn (SCC)? Hãy so sánh với CVC có những đặc điểm gì giống và khác nhau theo các quy phạm và tiêu chuẩn thi công hiện hành?

BÀI LÀM:

I Khái niệm và ứng dụng bê tông tự lèn (SCC) bê tông thường (CVC)?

1 Bê tông tự lèn (SCC)

a Khái niệm bê tông tự lèn (SCC), :

Bê tông tự lèn là bê tông có khả năng chảy dưới trọng lượng bản thân và làm đầy hoàn toàn cốp pha thậm chí trong cả những nơi dầy đặc cốt thép mà không cần bất cứ tác động cơ học nào mà vẫn đảm bảo tính đồng nhất Nói một cách khác, bê tông tự lèn là bê tông có khả năng tự lèn chặt.Khả năng tự lèn chặt là năng lực tiềm tàng của bê tông có liên quan đến khả năng đổ Với khả năng này, bê tông có thể làm đầy và lèn chặt mọi góc cạnh của cốp pha bằng trọng lượng bản thân nó mà không cần đầm trong quá trình đổ bê tông

b Ðặc điểm của bê tông tự lèn

Bê tông tự lèn cũng giống như bê tông thông thường được chế tạo từ các vật liệu cấu thành như chất kết dính xi măng, cốt liệu, nước và phụ gia.Sự khác nhau cơ bản trong công nghệ thi công bê tông tự lèn là không có công đoạn tạo chấn động lèn chặt bê tông Ðể làm đầy cốp pha bằng trọng lượng bản thân nó, bê tông tự lèn cần đạt khả năng chảy cao đồng thời không bị phân tầng Vì vậy đặc trưng cơ bản của loại bê tông này là sự cân bằng giữa độ chảy và sự không phân tầng của hỗn hợp bê tông Ðạt được điều này, bê tông tự lèn cần có các yêu cầu sau:

- Sử dụng phụ gia siêu dẻo để đạt khả năng chảy dẻo cao của hỗn hợp bê tông;

- Sử dụng hàm lượng lớn phụ gia mịn để tăng độ linh động của vữa xi măng;

- Hàm lượng cốt liệu lớn trong bê tông ít hơn so với bê tông thông thường Ngoài các đặc tính cơ bản nói trên, đặc tính chế tạo và thi công của bê tông tự lèn cũng khác so với bê tông thường như sau:

Trường Đại học Thủy Lợi Môn học: Công nghệ XDCT bê tông nâng cao

- Sự bắt đầu và kết thúc ninh kết của bê tông tự lèn có khuynh hướng chậm hơn

so với bê tông thường

- Khả năng bơm của bê tông tự lèn cao hơn so với bê tông thường

- Do sự nhạy cảm lớn dẫn đến dao động chất lượng và sự cố trong khi trộn của vật liệu nên bê tông tự lèn có yêu cầu về kiểm tra chất lượng, kiểm tra sản xuất và kiểm tra thi công khắt khe hơn bê tông thường

- Do không thực hiện việc rung động làm chặt, yêu cầu quan tâm đến thời gian duy trì chất lượng cũng như độ chảy lớn hơn bê tông thường

c Phạm vi ứng dụng bê tông tự lèn

Lĩnh vực sử dụng của bê tông tự lèn có thể bao gồm: các kết cấu đổ tại chỗ; các bộ phận của đường hầm; trụ cầu; các cấu kiện đúc sẵn; cột; tường; bê tông bên ngoài; thi công bê tông khối lượng lớn; vị trí cốt thép dày đặc, vị trí góc cạnh của công trình Hiện nay, tốc độ xây dựng Việt nam đang phát triển mạnh mẽ Các ngành xây dựng dân dụng, công nghiệp, thuỷ lợi, cầu đường được mở rộng cùng với sự thiết kế đa dạng, phong phú trong đó có nhiều dạng kết cấu mà ở đó việc đầm bê tông rất khó thực hiện Có thể kể tới như cọc khoan nhồi, cấu kiện có chiều cao lớn, cấu kiện có mật độ cốt thép dày, cấu kiện có hình dạng phức tạp nhiều góc cạnh Việc sử dụng loại bê tông với đặc tính tự lèn chặt trong các trường hợp này cho hiệu quả đặc biệt cao Ngoài ra, khi bê tông tự lèn được sử dụng trong thi công các công trình trong các khu đô thị hoặc các nơi sản xuất cấu kiện đúc sẵn cũng cho hiệu quả kinh tế - xã hội cao

d.Hiệu quả kỹ thuật - kinh tế - xã hội

Hiệu quả kỹ thuật

- Việc sử dụng bê tông tự lèn sẽ làm tăng độ bền của các kết cấu bê tông và

bê tông cốt thép dùng trong xây dựng

- Giải quyết được các giải pháp thi công bê tông trong các điều kiện bê tông thường không thể sử dụng được mà vẫn đảm bảo chất lượng công trình

Hiệu quả kinh tế

Trường Đại học Thủy Lợi Môn học: Công nghệ XDCT bê tông nâng cao

- Giá thành 1m3 bê tông tự lèn lớn gấp 1,2-1,5 lần so với bê tông thường nhưng tiết kiệm 60-70% chi phí lao động cho thi công bê tông, giảm chi phí máy móc

và rút ngắn 1,2-1,5 lần thời gian thi công các công trình xây dựng nhờ đó làm giảm khoảng 8-10% tổng giá thành các công trình xây dựng, góp phần tiết kiệm ngân sách nhà nước cũng như nâng cao lợi nhuận của các nhà đầu tư

Hiệu quả xã hội

- Nâng cao mức an toàn lao động cho con người trong xây dựng nhờ việc giảm chi phí nhân công;

- Hạn chế đáng kể độ ồn khi thi công xây dựng do không phải sử dụng các thiết

bị đầm chặt cho bê tông, nhờ đó giảm ô nhiễm môi trường;

II Phân loại và yêu cầu đối với công tác rải, san đầm và dưỡng hộ bê tông

tự lèn (SCC)? Hãy so sánh với CVC có những đặc điểm gì giống và khác nhau theo các quy phạm và tiêu chuẩn thi công hiện hành?

1 Phân loại và yêu cầu đối với công tác rải, san đầm và dưỡng hộ bê tông

tự lèn (SCC)

a Phân loại

Bê tông tự lèn có thể chia ra làm 03 loại:

- BTTL dựa trên hiệu ứng của bột mịn, độ linh động và tính năng không phân tầng của hỗn hợp bê tông đạt được bằng cách điều chỉnh phù hợp tỷ lệ N/B [nước/bột ( xi măng và phụ gia khoáng mịn )];

- BTTL sử dụng phụ gia để điều chỉnh độ linh động , đó là loại bê tông sử dụng phụ giaVMA ( Viscosity Modifying Admixture ) để cho hỗn hợp bê tông có độ linh động tốt nhưng không bị phân tầng tách nước;

- BTTL sử dụng hỗn hợp cả hai hiệu ứng là bột mịn và phụ gia điều chỉnh độ linh động

b yêu cầu đối với công tác rải, san đầm và dưỡng hộ bê tông tự lèn

Phương thức phân phối và vận chuyển bê tông tự lèn (công tác rãi san) phụ thuộc vào kích thước của kết cấu bê tông được đổ, khoảng cách từ trạm trộn đến nơi

Trường Đại học Thủy Lợi Mụn học: Cụng nghệ XDCT bờ tụng nõng cao

thi cụng Cần tớnh toỏn thời gian duy trỡ tớnh cụng tỏc (tổn thất độ chảy xoố) cho bờ tụng tự lốn ngay trong khi thiết kế thành phần bờ tụng Thời gian duy trỡ tớnh năng chảy cao cựng khả năng tự lốn chặt ớt nhất là 90 phỳt

Cỏc thiết bị vận chuyển và phõn phối bờ tụng tự lốn tương tự như đối với bờ tụng thi cụng bằng cụng nghệ bơm

Quỏ trỡnh đổ

- Trước khi đổ bờ tụng tự lốn , cần đảm bảo vị trớ cốt thộp và vỏn khuụn Việc lắp đặt vỏn khuụn đảm bảo ngăn chặn sự mất vữa khi thi cụng

- Cụng nghệ bơm tiờn tiến từ dưới đỏy vỏn khuụn được khuyến cỏo sử dụng

- Việc đổ bờ tụng tự lốn dễ hơn so với bờ tụng thường, nguyờn tắc đổ được khuyến cỏo cho việc phõn tầng nhỏ nhất là:

• Giới hạn chiều cao đến 5m;

• Giới hạn chiều ngang của dũng chảy từ nơi bắt đầu đổ là 10m

Cỏc khoảng cỏch đổ lớn hơn vẫn được chấp nhận khi đảm bảo tớnh năng của bờ tụng

tự lốn

Lưu ý : Do dặc tớnh của Bờ tụng tự lốn nờn loại Be tụng này khụng cú quỏ trỡnh đầm bờ tụng

Bảo dưỡng

Do bờ tụng tự lốn cú hàm lượng hạt mịn cao nờn để hạn chế co ngút và nứt, việc bảo dưỡng ban đầu cho bờ tụng được thực hiện càng sớm càng tốt.Việc bảo dưỡng bờ tụng phải tuõn theo TCVN 3105:1993và TCVN 5592: 1991 Bờ tụng nặng - Yờu cầu bảo dưỡng ẩm tự nhiờn

2 So sỏnh với CVC cú những đặc điểm gỡ giống và khỏc nhau theo cỏc quy phạm và tiờu chuẩn thi cụng hiện hành?

a.Điểm giống nhau :

a1 Vật liệu sản xuất bờ tụng

a.1.1 Xi măng

Xi măng sử dụng phải thỏa mãn các quy định của các tiêu chuẩn:

-Xi măng Poóc - Lăng TCVN 2682 : 1992

-Xi măng Poóc - Lăng punfzơlan TCVN 4033 : 1985

Trường Đại học Thủy Lợi Mụn học: Cụng nghệ XDCT bờ tụng nõng cao

-Xi măng Poóc - Lăng - Xỉ hạt lò cao TCVN 4316 : 1986

Các loại xi măng đặc biệt nh- xi măng bền sunfát xi măng ít tỏa nhiệt dùng theo chỉ dẫn của thiết kế

Chủng loại và mác xi măng sử dụng phải phù hợp thiết kế và các điều kiện, tính chất, đặt điểm môi tr-ờng làm việc của kết cấu công trình

Việc sử dụng xi măng nhập khẩu nhất thiết phải có chứng chỉ kỹ thuật của n-ớc sản xuất Khi cần thiết phải thí nghiệm kiểm tra để xây dựng chất l-ợng theo tiêu

chuẩn Việt nam hiện hành

a.1.2 Nước cho Bờ tụng theo tiờu chuẩn TCVN 4506-1987:

N-ớc dùng trong bê tông và vữa phải đảm bảo các yêu cầu sau:

Không chứa váng dầu hoặc váng mỡ

Không có mầu khi dùng cho bê tông và vữa hoàn thiện

L-ợng hợp chất hữu cơ không v-ợt quá 15mg/l

Có độ pH không nhỏ hơn 4 và không lớn hơn 12,5

Tùy theo mục đích sử dụng, l-ợng muối hoà tan l-ợng ion sunfat, l-ợng ion Clo và l-ợng cặn không tan không v-ợt quá các giá trị quy định trong bảng d-ới đây:

Bảng 1

a.1.3 Cát dùng để làm bê tông nặng phải thỏa mãn các yêu cầu của tiêu chuẩn

Trường Đại học Thủy Lợi Mụn học: Cụng nghệ XDCT bờ tụng nõng cao

TCVN 1770 : 1986 "Cát xây dựng yêu cầu kỹ thuật"

1.1 Cát dùng cho bê tông nặng

1.1.1 Theo mô đun độ lớn, khối l-ợng thể tích xốp, l-ợng hạt nhỏ hơn 0,14 mm và

đ-ờng biểu diễn thành phần hạt, cát dùng cho bê tông nặng đ-ợc chia thành 4 nhóm : to, vừa nhỏ và rất nhỏ nh- bảng 2

Bảng 2

1.1.2 Tuỳ theo nhóm cát mà đ-ờng biểu diễn thành phần hạt nằm trong vùng gạch của

biểu đồ sau ( bảng 3)

Bảng 3: Nhóm cát

To Vừa Nhỏ Rất nhỏ

Vùng 1 Vùng 2 Vùng 3 Vùng 4

1.1.3 Cát vùng cho bê tông nặng phải đúng theo quy định ở bảng 3

1.1.4 Cát bảo đảm các chỉ tiêu ở bảng 2 thuộc nhóm to và vừa cho phép sử dụng bê

tông tất cả các mác, cát nhóm nhỏ đ-ợc phép sử dụng cho bê tông mác tới 300 còn cát nhóm rất nhỏ đ-ợc phép sử dụng cho bê tông mác tới 100,

1.1.5 Tr-ờng hợp cát không đảm bảo một hoặc vài yêu cầu ghi ở các điều từ 1.1.1 đến

1.1.4 hoặc cát chứa SiO2 vô định hình hay khoáng hoạt tính khác, cát ngậm mối

có gốc ion Cl-thì chỉ đ-ợc phép dùng trong bê tông sau khi nghiên cứu cụ thể có

kể đến các điều kiện làm việc của bê tông trong công trình

Trường Đại học Thủy Lợi Mụn học: Cụng nghệ XDCT bờ tụng nõng cao

Bảng 4 - Cát vùng cho bê tông nặng

a.1.4 Cốt liệu lớn (theo tiờu chuẩn TCVN 1771-1987)

Sỏi dăm phải chứa các hạt đập vỡ với số l-ợng không nhỏ hơn 80 % theo khối

l-ợng

Chú thích :

Hạt đập vỡ là hạt mà diện tích mặt vỡ của nó lớn hơn một nửa tổng diện tích bề

mặt của hạt vỡ đó

Tuỳ theo độ lớn của hạt, đá dăm, sỏi và sỏi dăm đ-ợc phân ra các cỡ hạt sau : 5 đến

10 mm ; lớn hơn 10 đến 20 mm ; lớn hơn 20 đến 40 mm ; lớn hơn 40 đến 70 mm

Chú thích :

Theo sự thoả thuận giữa các bên có thể cung cấp đá dăm, sỏi và sỏi dăm có cỡ hạt

từ 3 →10 mm; 10 →15 mm; 25 →40 mm và cỡ hạt lớn hơn 70 mm Theo sự thoả thuận

giữa các bên, cho phép cung cấp đá dăm, sỏi và sỏi dăm ở dạng hỗn hợp hai hoặc hơn hai cỡ hạt tiếp giáp nhau

Thành phần hạt của mỗi cỡ hạt hoặc hỗn hợp vài cỡ hạt phải có đ-ờng biểu diễn

thành phần hạt nằm trong vùng xiên của biểu đồ hình 1

Chú thích :

Trường Đại học Thủy Lợi Mụn học: Cụng nghệ XDCT bờ tụng nõng cao

Đối với cỡ hạt 5 đến 10 mm cho phép chứa hạt có kích th-ớc d-ới 5 mm tới 15%

Tuỳ theo công dụng đá dăm, sỏi và sỏi dăm cần có chỉ tiêu độ bền cơ học sau

đây:Dùng cho bê tông :độ nén đập trong xi lanh:

Dùng cho xây dựng đ-ờng ôtô : độ nén đập trong xi lanh, độ mài mòn trong tang quay Dùng cho lớp đệm của đ-òng sắt : độ chống va đập trên máy thử va đập "IIM"

Tuỳ theo độ nén đập trong xi lanh, mác của đá dăm từ đá thiên nhiên đ-ợc chia thành 8 mác và xác định theo bảng 1

Mác của đá dăm từ đá thiên nhiên xác định theo độ nén đập trong xi lanh (105

N/m2) phải cao hơn mác bê tông

Không d-ới 1,5 lần đối với bê tông mác d-ới 300 ;

Không d-ới 2 lần, đối với bê tông mác d-ới 300 và trên 300 ;

Đá dăm từ đá phún xuất trong mọi tr-ờng hợp phải có mác không nhỏ hơn 800

Đá dăm từ đá biến chất : không nhỏ hơn 600

Đá dăm từ đá trầm tích : không nhỏ hơn 100

Chú thích :

Cho phép dùng đá dăm từ đá cacbônat mác 400 đối với bê tông mác 300, nếu hàm l-ợng hạt mềm yếu trong đó không quá 5%

Bảng 5

Mác của sỏi và sỏi dăm theo độ nén đập trong xi lanh dùng cho bê tông mác khác nhau, cần phù hợp với yêu cầu chung của bảng6

Trường Đại học Thủy Lợi Mụn học: Cụng nghệ XDCT bờ tụng nõng cao

Bảng 6

Theo độ mài mòn trong tang quay đá dăm, sỏi và sỏi dăm đ-ợc phân ra 4 mác ,

t-ơng ứng với bảng 7

Bảng 7

Theo độ chống va đập khi thí nghiệm trên máy thử va đập " II.M " đá dăm, sỏi và sỏi dăm đ-ợc phân ra 3 mác t-ơng ứng với bảng 8

Bảng 8

Hàm l-ợng hạt thoi dẹt trong đá dăm, sỏi và sỏi dăm không đ-ợc v-ợt quá 35%

theo khối l-ợng

Chú thích :

Hạt thoi dẹt và hạt có chiều rộng hay chiều dày nhỏ hơn , hay bằng 1/3 chiều dài

Hàm l-ợng hạt mềm yếu và phong hoá trong đá dăm, sỏi và sỏi dăm không đ-ợc lớn hơn 10% theo khối l-ợng

Chú thích:

1) Hạt đá dăm mềm yêú là các hạt đá dăm gốc trầm tích hay loại phún xuất, có

phong hoá là các hạt đá dăm gốc đá phún xuất có giới hạn bền khi nén ở trạng

Trường Đại học Thủy Lợi Mụn học: Cụng nghệ XDCT bờ tụng nõng cao

chất có giới hạn bền khi nén ở trạng thái bão hoà n-ớc, nhỏ hơn 400.10 5 N/m 2 ; 2) Đá dăm mác 200 và 300 cho phép đ-ợc chứa hạt mềm yếu đến 15% theo khối l-ợng ;

3) Sỏi làm lớp đệm đ-ờng sắt cho phép đ-ợc chứa hạt mềm yếu đến 15%theo khối l-ợng

Hàm l-ợng tạp chất sunlfát và sulfit (tính theo SO3) đá dăm, sỏi và sỏi dăm không

đ-ợc quá 1% theo khối l-ợng

Hàm l-ợng silic ôxyt vô định hình trong đá dăm, sỏi và sỏi dăm xác dùng làm cốt liệu cho bê tông nặng, thông th-ờng không đ-ợc quá 50 milimol/100 ml NaOH Hàm l-ợng hạt sét, bùn, bụi trong đá dăm, sỏi và sỏi dăm xác định bằng cách rửa không đ-ợc quá trị số ghi ở bảng 9 ; trong đó cục sét không qúa 0,25% Không cho phép có màng sét bao phủ các hạt đá dăm ,sỏi và sỏi dăm và các tạp chất bẩn khác nh- gỗ mục , lá cây , rác r-ởi lẫn vào

Bảng 9

Tạp chất hữu cơ trong sỏi, sỏi dăm dùng làm cốt liệu cho bê tông khi thí nghiệm bằng ph-ơng pháp so màu không đ-ợc đậm hơn màu chuẩn

a.2 Cụng tỏc bảo dưỡng bờ tụng theo TCVN 5592: 1991 ˜Bờ tụng nặng

Do bờ tụng tự lốn cú hàm lượng hạt mịn cao nờn để hạn chế co ngút và nứt, việc bảo dưỡng ban đầu cho bờ tụng được thực hiện càng sớm càng tốt

Việc bảo dưỡng bờ tụng phải tuõn theo TCVN 3105:1993 và TCVN 5592: 1991

Bờ tụng nặng yờu cầu bảo dưỡng ẩm tự nhiờn

a.3 Mạch ngừng thi công theo tiờu chuẩn (TCVN4453-1995)

Yêu cầu chung

Trường Đại học Thủy Lợi Mụn học: Cụng nghệ XDCT bờ tụng nõng cao

Mạch ngừng thi công phải đặt ở vị trí mà lực cắt và mô men uốn t-ơng đối nhỏ,

đồng thời phải vuông góc với phơng truyền lực nén vào kết cấu

Mạch ngừng thi công nằm ngang:

- Mạch ngừng thi công nằm ngang nên đặt ở vị trí bằng chiều cao cốp pha

- Tr-ớc khi đố bêtông mới, bề mặt bêtông cũ cần đ-ợc xử lí, làm nhám, làm ẩm

và trong khi đổ phải đầm lèn sao cho lớp bêtông mới bám chặt vào lớp bêtông cũ đảm bảo tính liền khối của kết cấu

Mạch ngừng thẳng đứng:

Mạch ngừng thi công theo chiều thẳng đứng hoặc theo chiều nghiêng nên cấu tạo bằng lới thép với mắt lới 5mm – l0mm và có khuôn chắn

Tr-ớc khi đổ lớp bêtông mới cần tới nớc làm ẩm bề mặt bêtông cũ, làm nhám bề

mặt, rửa sạch và trong khi đổ phải đầm kĩ để đảm bảo tính liền khối của kết cấu

Mạch ngừng thi công ở cột:

Mạch ngừng ở cột nên đặt ớ các vị trí sau:

a) ở mặt trên của móng

b) ở mặt d-ới của dầm, xà hay d-ới công xôn đỡ dầm cầu trục;

c) ở mặt trên của dầm cần trục

Dầm có kích th-ớc lớn và liền khối với bản thì mạch ngừng thi công bố trí cách mặt d-ới của bản từ 2cm - 3cm

Khi đổ bê tông sàn phẳng thì mạch ngừng thi công có thể đặt ở bất kỳ vị trí nào nh-ng phải song song với cạnh ngắn nhất của sàn

Khi đổ bê tông ớ các tấm sàn có s-ờn theo h-ớng song song với dầm phụ thì mạch ngừng thi công bố trí trong khoảng 1/3 đoạn giữa của nhịp dầm

Khi đổ bê tông theo h-ớng song song với dầm chính thì mạch ngừng thi công bố trí ở trong hai khoảng giữa của nhịp dầm và Bàn (mỗi khoảng dài 1/4 nhịp)

Khi đồ bê tông kết cấu khối lớn, vòm, bể chứa, công trình thủy lợi, cầu và các bộ phận phức tạp của công trình, mạch ngừng thi công phải thực hiện theo quy định của thiết kế

b Khỏc nhau

Cụng tỏc vỏn khuụn Cụng tỏc vỏn khuụn: tuõn thủ theo TCVN

4453: 1995 “Kết cấu bờ tụng và bờ tụng cốt