Nghiên cứu nâng cao khả năng chống thấm cho cống, đạp xà lan vùng đông bằng sông cửu long thi công bằng bê tông tự lèn

Tác gi Phan Tu n Phong... trong công ngh thi công bê tông và bê tông c t thép.

đ tài: “Nghiên

c u nâng cao kh n ng ch ng th m cho c ng, đ p xà lan vùng đ ng b ng sông

C u Long thi công b ng bê tông t lèn” Trong quá trình th c hi n lu n v n h c

viên đã nh n đ c s giúp đ c a các th y, cô giáo tr ng i H c Th y L i, đ c

bi t là s h ng d n tr c ti p c a th y giáo TS Nguy n Quang Phú n nay tôi đã hoàn thành lu n v n th c s theo đúng k ho ch đã đ ra

Mong mu n c a h c viên là góp ph n nh bé vào vi c Nghiên c u nâng cao

kh n ng ch ng th m cho c ng, đ p xà lan vùng đ ng b ng sông C u Long thi công

b ng bê tông t lèn cho các công trình bê tông t i Vi t Nam nói chung và các công trình th y l i nói riêng Tuy nhiên vì s hi u bi t c a b n thân và th i gian th c

hi n lu n v n có h n cùng v i s thi u th n v trang thi t b nên n i dung c a lu n

v n không tránh kh i nh ng thi u sót R t mong nh n đ c nh ng ý ki n đóng góp,

ch b o c a các th y, cô đ nâng cao s hi u bi t và có đi u ki n phát tri n thêm n i dung nghiên c u c a lu n v n sau này

H c viên xin bày t lòng bi t n sâu s c đ n th y TS Nguy n Quang Phú,

ng i đã tr c ti p h ng d n, ch b o t n tình, cung c p các ki n th c khoa h c cho tôi trong su t th i gian qua Qua đây tôi g i l i c m n chân thành đ n các th y, cô giáo trong b môn V t li u xây d ng, Khoa công trình, Phòng đào t o i h c và Sau đ i h c tr ng i h c Th y L i, phòng thí nghi m v t li u - Vi n Th y Công,

đã giúp đ và t o m i đi u ki n thu n l i đ tôi hoàn thành lu n v n Th c s này

H c viên cao h c: L p 20C21

Ngành h c: Xây d ng công trình th y

Tr ng : i h c Th y l i

Tôi xin cam đoan quy n lu n v n này đ c chính tôi th c hi n d i s h ng

d n c a th y giáo TS Nguy n Quang Phú v i đ tài nghiên c u là “Nghiên c u nâng cao kh n ng ch ng th m cho c ng, đ p xà lan vùng đ ng b ng sông C u Long thi công b ng bê tông t lèn”, tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên c u

c a riêng tôi Các n i dung và k t qu nghiên c u là trung th c, ch a t ng đ c công b trong b t k công trình nào khác

Tác gi

Phan Tu n Phong

CH NG I T NG QUAN V BÊ TÔNG T LÈN 4  

1.1 Khái ni m v bê tông t lèn (BTTL) 5 

1.2 Tình hình nghiên c u ng d ng c a BTTL trong n c và trên th gi i 5 

1.2.1 Tình hình nghiên c u ng d ng BTTL trên th gi i 5 

1.2.2 Tình hình nghiên c u ng d ng BTTL t i Vi t nam 9 

1.3 c tính k thu t c a BTTL và đ c tính c a v t li u s d ng 20 

1.3.1 c tính k thu t c a BTTL: 20 

1.3.2 c tính c a v t li u s d ng ch t o BTTL 20 

1.4 S c n thi t t ng tính ch ng th m cho BTTL trong các công trình th y l i 22 

1.5 K t lu n 23 

CH NG II V T LI U VÀ PH NG PHÁP NGHIÊN C U 25  

2.1 V t li u nghiên c u 25 

2.1.1 Nh ng v n đ c n l u ý trong l a ch n v t li u đ s n xu t BTTL 25 

2.1.2 M t s yêu c u v các lo i v t li u dùng s n xu t BTTL 26 

2.2 Ph ng pháp nghiên c u và các tiêu chu n dùng trong thí nghi m 33 

2.2.1 Ph ng pháp nghiên c u 33 

2.2.2 Các tiêu chu n s d ng 34 

2.3 K t lu n 41 

CH NG III THI T K C P PH I BÊ TÔNG T LÈN VÀ L A CH N GI I PHÁP 42  

T NG KH N NG CH NG TH M CHO BÊ TÔNG T LÈN S D NG CHO C NG, P XÀ LAN 42  

3.1 Các yêu c u k thu t chung c a BTTL 42 

3.2 Thi t k c p ph i BTTL 42 

3.2.1 Các yêu c u và đi u ki n c n thi t khi thi t k c p ph i BTTL: 42 

3.2.2 K t qu thí nghi m v t li u ch t o BTTL 44 

3.3.1 Thí nghi m xác đ nh tính công tác (đ ch y xoè) c a h n h p BTTL b ng rút

côn .56 

3.3.2 Thí nghi m xác đ nh kh n ng ch y qua c t thép c a h n h p BTTL b ng L box .58 

3.3.3 Thí nghi m xác đ nh c ng đ nén Rnén 59 

3.3.4 Thí nghi m xác đ nh đ ch ng th m n c c a bê tông .60 

3.3.5 Phân tích các k t qu thí nghi m đ t đ c 60 

3.4 Nguyên nhân gây th m và các bi n pháp t ng kh n ng ch ng th m cho BTTL 62 

3.4.1 Nguyên nhân gây th m bê tông 62 

3.4.2 Các bi n pháp nâng cao kh n ng ch ng th m cho BTTL 62 

3.5 C s l a ch n gi i pháp t ng kh n ng ch ng th m cho BTTL .62 

3.5.1 Nâng cao đ đ c ch c vi c u trúc BTTL s d ng ph gia khoáng, hóa .62 

3.5.2 T o l p màng b c b o v bê tông 69 

3.6 K t qu nghiên c u nâng cao kh n ng ch ng th m cho BTTL 72 

3.6.1 Nghiên c u nâng cao kh n ng ch ng th m s d ng ph gia hóa h c 72 

3.6.2 Nghiên c u nâng cao kh n ng ch ng th m s d ng ph gia khoáng 74 

3.6.3 Nghiên c u nâng cao kh n ng ch ng th m s d ng v t li u th m th u k t tinh g c xi m ng (VLTTKT GXM) 79 

3.7 L a ch n ph ng pháp t ng kh n ng ch ng th m c a BTTL 82 

3.8 K t lu n ch ng 3 .86

K T LU N VÀ KI N NGH ……… ……….…87

TÀI LI U THAM KH O 89  

Hình 1-1: S d ng BTTL cho M neo c a c u Akashi-Kaikyo 6 

Hình 1-2: ng h m Sodra Lanken - Th y i n - thi công b ng BTTL 6 

Hình 1-3: Tháp Ma Cao - Trung Qu c - thi công b ng BTTL 6 

Hình 1.4: Nhà thi đ u à N ng, các d m xiên thi công n m 2010 b ng BTTL 10 

Hình 1-5: Thi công BTTL t i nút d m - c t, nhà 34 t ng - T34 d án Trung Hòa 11 

Hình 1-6: Thi công đ p xà lan b ng BTTL trong h móng t p trung OMon Xa No 13  Hình 1-7: Tháo n c vào h móng cho xà lan n i tr c khi di chuy n công trình đ n v trí xây d ng 13 

Hình 1-8: Lai d t xà lan di chuy n đ n v trí xây d ng công trình 13 

Hình 1-9: p đ t thi công mang c ng công trình c ng Ph c Long - B c Liêu 14 

Hình 1-10: Kè lát b o v mái th ng h l u, c ng Ph c Long - B c Liêu 14 

Hình 1-11: C ng B y Ch - t nh Sóc Tr ng, hoàn thành n m 2011 b ng BTTL 14 

Hình 1-12: C ng á - t nh Sóc Tr ng, hoàn thành n m 2011 b ng BTTL 14 

Hình 1-13: C ng Minh Hà - Cà Mau thi công n m 2007 b ng BTTL 15 

Hình 1-14: C ng Ba Thôn - B c Liêu, hoàn thành n m 2011 b ng BTTL 15 

Hình 1-15: p xà lan di đ ng Ph c Long - t nh B c Liêu thi công n m 2004 b ng BTTL 16 

Hình 1-16: C ng KH8C Kiên Giang - hoàn thành n m 2007 thi công b ng BTTL.16  Hình 1-17: C ng T17-23 Xã Khánh An, huy n U Minh - Cà Mau, thi công 2008 b ng BTTL 16 

Hình 1-18: C ng th y l i Bà Bét - H u Giang, thi công n m 2007 b ng BTTL 16 

Hình 2-1: ng cong bi n d ng ch y và kh n ng t lèn c a h n h p bê tông 30 

Hình 2-2: Thí nghi m xác đ nh đ ch y xoè c a h n h p BTTL 37 

Hình 2-3: S đ c u t o c a thi t b L-box 38 

Hình 3-2: Cát sông Ti n s d ng trong nghiên c u 46 

Hình 3-3: á d m ng Nai s d ng trong nghiên c u 47 

Hình 3-5: Ph gia siêu hóa d o HPA - 80 53 

Hình 3-6: Ph gia đi u ch nh tính l u bi n VISCOMA - 02 53 

Hình 3-7: Thí nghi m xác đ nh đ ch y xòe c a h n h p BTTL 57 

Hình 3-8: o ki m tra đ ng kính ch y xòe c a h n h p BTTL sau khi rút côn 57 

Hình 3-9: Thí nghi m h n h p BTTL b ng thi t b L-box 58 

Hình 3-10: Ki m tra kh n ng ch y qua c t thép c a h n h p BTTL 58 

Hình 3-11: úc m u l p ph ng 59 

Hình 3-12: Ki m tra m u l p ph ng 59 

Hình 3-13 C u trúc c a h và đá xi m ng v i các t l N/X khác nhau 63 

Hình 3-14: S hình thành b t khí trong bê tông 65 

Hình 3-15 C ch hoá d o c a ph gia hoá h c 66 

Hình 3-16: Hình d ng h t tro bay 68 

Hình 3-17: Mô ph ng s phân b c a h t xi m ng và h t tro khi b t đ u th y hóa.68  Hình 3-18: Ch ng th m b ng s n ch ng th m và màng ch ng th m 70 

Hình 3-19 Hình nh các l mao qu n đ c l p đ y b i khoáng có c ng đ 71 

Hình 3-20: B m t bê tông không s d ng v t li u th m th u k t tinh 72 

Hình 3-21: B m t bê tông s d ng v t li u th m th u k t tinh 72 

Hình 3-22: nh h ng c a silica fume đ n tính công tác BTTL 75 

Hình 3-23: nh h ng c a silica fume đ n c ng đ nén tu i 7 ngày BTTL 76 

Hình 3-24: nh h ng c a silica fume đ n c ng đ nén tu i 28 ngày BTTL 77 

Hình 3-25: Phun VLTTKT GXM lên b m t c a bê tông t i công trình 85 

B ng 2-1: Tiêu chu n thí nghi m xi m ng 34 

B ng 2-2: Tiêu chu n thí nghi m cát 35 

B ng 2-3: Tiêu chu n thí nghi m đá d m 35 

B ng 2-4: Tiêu chu n thí nghi m ph gia tro bay 36 

B ng 3-1: Tính ch t c lý c a xi m ng 45 

B ng 3-2: Tính ch t c lý c a cát 46 

B ng 3-3: Thành ph n h t c a cát 46 

B ng 3-4: Tính ch t c lý c a đá d m thí nghi m 48 

B ng 3-5: Thành ph n h t c a đá d m thí nghi m 48

B ng 3-6: Tính ch t k thu t c a Silica fume 49

B ng 3-7: Tính ch t k thu t c a tro bay Ph L i 50

B ng 3-8: Thành ph n hoá c a b t đá vôi 51

B ng 3-9: Ph gia siêu d o dùng trong thí nghi m 52

B ng 3-10: Ph gia c i thi n tính l u bi n dùng thí nghi m 52

B ng 3-11: B ng thành ph n c p ph i BTTL M40 55

B ng 3-12: K t qu thí nghi m c ng đ nén bê tông 60

B ng 3-13: K t qu thí nghi m đ ch ng th m c a bê tông 60

B ng 3-14: B ng thành ph n c p ph i BTTL M40 73

B ng 3-15: Tính ch t BTTL các t l l ng dùng HPA-80 73

B ng 3-16: B ng thành ph n c p ph i BTTL M40 74

B ng 3-17: Tính ch t BTTL các t l l ng dùng silica fume so v i c p ph i đ i ch ng (CP0) 74

B ng 3-18: Các ch tiêu và m c ch t l ng 80

B ng 3-19: Thành ph n VLTTKT GXM theo tr ng l ng .81

B ng 3-20: Thành ph n c p ph i c a BTTL có và không dùng VLTTKT GXM 81

B ng 3-21: K t qu thí nghi m c a BTTL có và không dùng VLTTKT GXM 81

B ng 3-22: C p ph i h p lý v l ng dùng ph gia cho BTTL 83

B ng 3-23: C p ph i t i u v c ng đ khi kh o sát l ng dùng Silica fume 83

B ng 3-24: C p ph i h p lý v c ng đ và tính công tác khi thay đ i l ng dùng ph gia hóa .84

B ng 3-25: K t qu tính ch t BTTL c a CP8’ 84

M U

I TÍNH C P THI T C A TÀI

Trên th gi i hi n nay, k thu t và công ngh thi công l nh v c xây d ng đã phát tri n m t cách v t b c T c đ xây d ng Vi t nam c ng đang phát tri n

m nh m Các ngành xây d ng dân d ng, công nghi p, thu l i, c u đ ng đ c

m r ng cùng v i s thi t k đa d ng, phong phú trong đó có nhi u d ng k t c u mà

đó vi c đ m bê tông r t khó th c hi n, m t khác nhi u h ng m c công trình c n

s c ch u t i r t cao, k t c u ph c t p, đ c bi t là v i nh ng công trình có m t đ c t thép l n c ng nh các yêu c u ngày càng cao v ch t l ng c a h n h p bê tông và

bê tông đ phù h p v i các đ c thù c a công trình, n u s d ng bê tông thông

th ng thì kh n ng t đ m b ng tr ng l ng b n thân c a các h ng m c công trình

đó không th đ m nh n đ c, chính vì v y c n ph i có m t gi i pháp đ nâng cao

ch t l ng c a bê tông, hay nói cách khác là các h ng m c đó c n s d ng bê tông

đ m lèn, đ m b o ch t l ng bê tông, ch t l ng k t c u, gi m chí phí hoàn thi n

b m t bê tông M t trong nh ng gi i pháp quy t đ nh đ n ch t l ng các công trình

đó là vi c ng d ng công ngh BTTL vào vi c thi công các công trình, có th k

đ n nh tòa nhà Trung Hòa do công ty VINACONEX thi công, đã đ c ng d ng trong xây d ng th y l i có c ng ki u đ p xà lan di đ ng nh c ng Minh Hà, R ch Lùm - Cà mau; c ng Sáu H - B c Liêu Vi c s d ng BTTL trong xây d ng các công trình có hình dáng k t c u ph c t p, c t thép dày đ c, yêu c u ch t l ng cao

là m t b c ti n quan tr ng trông công ngh thi

Hi n nay trong xây d ng, đ i v i ngành th y l i nh ng k t c u m ng dày c t thép nh c ng d i đê, xi phông d n n c, c a van bê tông c t thép m ng, đ p xà

lan di đ ng c ng đòi h i các mác bê tông cao t 30÷40MPa ho c l n h n, ngoài

ra còn đòi h i tính ch ng th m t t, tính b n cao, nên c n thi t ph i áp d ng công ngh BTTL Vi c s d ng BTTL trong xây d ng các công trình có hình dáng k t

c u ph c t p, c t thép dày đ c, yêu c u ch t l ng cao là m t b c ti n quan tr ng trong công ngh thi công bê tông và bê tông c t thép nh t là đ i v i các công trình

th y l i là r t c n thi t

Vi t Nam, vi c nghiên c u ng d ng công ngh BTTL ch a ph bi n và

ng d ng r ng rãi, đ c bi t đ i v i các công trình có hình dáng k t c u ph c t p, c t thép dày đ c, yêu c u ch t l ng cao Vì v y đ i v i ngành xây d ng nói chung, xây d ng Th y l i nói riêng thì vi c nghiên c u ng d ng BTTL cho các k t c u

ph c t p m ng và dày c t thép là đi u c n thi t Trong các công trình c ng, đ p xà lan s d ng BTTL thì chi u dày l p bê tông b o v ch kho ng 3cm, kh n ng b n mòn và th m c a BTTL là r t cao T đó tác gi l a ch n đ tài “Nghiên c u nâng cao kh n ng ch ng th m cho c ng, đ p xà lan vùng ng b ng sông C u Long thi

công b ng bê tông t lèn” đ nghiên c u

II M C ÍCH C A TÀI

- Nghiên c u các v t li u ch t o BTTL

- Thi t k thành ph n BTTL yêu c u và thí nghi m m t s tính ch t c lý c a BTTL dùng cho c ng, đ p xà lan

- L a ch n gi i pháp ch ng th m cho BTTL dùng trong thi công c ng, đ p

xà lan vùng đ ng b ng sông C u Long ( BSCL)

III CÁCH TI P C N VÀ PH NG PHÁP NGHIÊN C U

- Thu th p tài li u v BTTL dùng cho m t s công trình đã đ c xây d ng

Vi t Nam và n c ngoài, phân tích và l a ch n lo i v t li u đ ch t o BTTL dùng trong xây d ng c ng, đ p xà lan t i Vi t Nam

- Tham kh o m t s công trình đã ng d ng BTTL, đ thi t k c p ph i BTTL có kh n ng ch ng th m t t cho m t s công trình c ng, đ p xà lan vùng BSCL

- Thí nghi m trong phòng xác đ nh m t s ch tiêu c lý c a BTTL yêu c u

IV K T QU D KI N T C:

- Thành ph n c p ph i BTTL dùng xây d ng c ng, đ p xà lan có kh n ng

ch ng th m

- L a ch n gi i pháp nâng cao kh n ng ch ng th m cho BTTL trong xây

d ng công trình c ng, đ p xà lan hay s a ch a các công trình vùng đ ng b ng sông

C u Long b ng s d ng v t li u th m th u k t tinh g c xi m ng

CH NG I

T NG QUAN V BÊ TÔNG T LÈN

Bê tông, bê tông c t thép là lo i v t li u đ c s d ng r ng rãi trong h u h t các công trình xây d ng Bê tông có r t nhi u u đi m nh ng n i tr i nh t là kh n ng ch u

l c, tu i th cao, d t o hình và t n d ng đ c các ngu n v t li u t i đ a ph ng, chính

vì v y trong l nh v c xây d ng nó là lo i v t li u chi m u th l n nh t Trong khi s

d ng, các Chuyên gia xây d ng đã ph i h p v i các Nhà khoa h c v l nh v c v t li u

nh m khai thác tri t đ các u đi m, kh c ph c nh ng t n t i c a bê tông, bê tông c t thép, vì th đã có nh ng công ngh s n xu t và thi công bê tông tiên ti n ra đ i M t trong nh ng công ngh m i đó là công ngh bê tông t lèn (BTTL) Ch t l ng và đ

b n c a các k t c u t bê tông và bê tông c t thép, ngoài vi c ch n v t li u phù h p, thi t k thành ph n c p ph i t i u thì còn ph thu c ch y u vào công ngh thi công, công tác đ , đ m và b o d ng cho bê tông Th c t cho th y đã có r t nhi u nh ng khuy t t t c a k t c u bê tông, bê tông c t thép là do quá trình thi công t o ra Nh t là

đ i v i các công trình thu l i th ng xuyên ho c đ nh k ti p xúc v i n c, thì nh ng khuy t t t nh phân t ng, r , n t, th m v.v do thi công không đ m b o ch t l ng gây ra s làm gi m tu i th c a công trình m t cách đáng k Trong các công trình xây

d ng, có r t nhi u các k t c u có hình d ng ph c t p, c t thép d y đ c, có nhi u góc

c nh thì vi c đ m h n h p bê tông r t khó có th th c hi n m t cách hoàn ch nh K t

qu khi k t c u bê tông không đ c đ m ch t th ng hay gây ra các l r ng, không

đ m b o đ đ c ch c và không đ t c ng đ , đ ch ng th m n c nh thi t k yêu

c u Chính vì th c t này đòi h i c n có m t lo i bê tông có kh n ng t đi n đ y các khuôn c a k t c u, t tr ng l ng c a b n thân h n h p nh ng ph i đ m b o luôn luôn

đ ng nh t và không b phân t ng, tách n c Bê tông t lèn là m t lo i bê tông có th đáp ng đ c các yêu c u k thu t này

Vi c s d ng bê tông t lèn trong xây d ng các công trình có hình dáng k t

c u ph c t p, c t thép d y đ c, yêu c u ch t l ng cao là m t b c ti n quan tr ng

trong công ngh thi công bê tông và bê tông c t thép

Vi t nam, trong quá trình công nghi p hoá và hi n đ i hoá đ t n c, đ đáp ng nhu c u c a ngành xây d ng v i nh ng công trình quan tr ng nhi u công ngh thi công bê tông đã đ c áp d ng ó là công ngh thi công bê tông d ng l c, ph c

v xây d ng c u giây v ng, công ngh thi công bê tông đ m l n trong xây d ng các

đ p thu đi n, Thu l i Vi c nghiên c u s d ng công ngh bê tông t lèn c ng đã

đ c Vi n KHCNXD B xây d ng, Tr ng i H c Xây d ng quan tâm nghiên c u

và ng d ng trong xây d ng dân d ng Các lo i bê tông t lèn đã đ c nghiên c u

ph c v xây d ng dân d ng, giao thông th ng là bê tông mác cao t 35MPa tr lên

i v i ngành Thu l i, nh ng k t c u bê tông c t thép có yêu c u s d ng bê tông có tính ch t nh bê tông t lèn nh : các c ng d i đê, xi phông d n n c, các c a van bê tông c t thép m ng, các đ p xà lan, đ p vòm, đ p tr ch ng v.v c ng đ u đòi h i có mác t 30MPa đ n 40Mpa ho c l n h n, ngoài ra còn đòi h i tính ch ng th m t t, b

m t nh n đ p hay nói cách khác đòi h i ch t l ng cao

1.1 Khái ni m v bê tông t lèn (BTTL)

Bê tông t lèn (BTTL) là lo i bê tông mà h n h p m i tr n xong c a nó (h n

h p bê tông t i) có kh n ng t đi n đ y các khuôn đ ho c c p pha k c nh ng

k t c u d y đ c c t thép mà v n đ m b o tính đ ng nh t b ng chính tr ng l ng

b n thân và đ ch y xoè, không c n b t k m t tác đ ng c h c nào t bên ngoài Theo các ông Takefumi Shindoh và Yasunori Matsuoka [42], BTTL đ c đ nh ngh a

là lo i bê tông mà h n h p có đ d o tuy t v i, có kh n ng ch ng l i s phân t ng

và có th đi n đ y các k t c u có c t thép dày đ c mà không c n thi t đ n tác d ng

c a quá trình đ m [38,45,18,32,41]

Nh v y, BTTL là bê tông mà h n h p c a nó khi

đ không c n đ m nh ng sau khi đông c ng, k t c u bê tông v n đ m b o đ đ c

ch c và các tính ch t c lý nh bê tông thông th ng cùng mác

1.2 Tình hình nghiên c u ng d ng c a BTTL trong n c và trên th gi i

1.2.1 Tình hình nghiên c u ng d ng BTTL trên th gi i

Bê tông t lèn b t đ u đ c nghiên c u Nh t b n t n m 1983 và đ c áp

d ng t n m 1988 nh m m c đích nâng cao đ b n v ng cho các k t c u công trình xây d ng [20,22,29] Hi n nay BTTL đã đ c s d ng r ng rãi trên các công trình xây

d ng v i quy mô l n N m 1988 đã có 290 000m3

bê tông t lèn đ c s d ng làm các b n th neo c a c u Akashi Kaikyo v i kho ng cách gi a hai tr lên đ n 1991m, dài nh t th gi i Nh vi c ng d ng công ngh bê tông t lèn mà th i gian thi công công trình này đã rút ng n đ c 20% [33]

S l ng các công trình xây d ng đ c ng d ng lo i bê tông t lèn Nh t ngày càng t ng lên Nhà máy l c x ng d u Murano đã s d ng 200 000 m3

N m 1998, trong khi xây d ng công trình b ch a d u Osaka Gas (Osaka - Nh t b n) c ng đã s d ng 12 000 m3

bê tông t lèn cho k t

c u bê tông d ng l c V i vi c s d ng công ngh bê tông t lèn, công trình này

đã rút ng n đ c 18% th i gian thi công và gi m h n 60% nhân công lao đ ng cho công tác bê tông (t 150 ng i xu ng còn 50 ng i), gi m 12% t ng chi phí cho công tác thi công bê tông [24]

Ngoài vi c s d ng bê tông t lèn đ thi công các công trình xây d ng l n,

Nh t b n c ng đã ng d ng bê tông t lèn thay th bê tông th ng trong l nh v c

ch t o các c u ki n bê tông đúc s n Theo tác gi [34]

, kh i l ng c u ki n bê tông đúc s n s d ng bê tông t lèn t i Nh t b n chi m kho ng 0,5% vào n m 2000

L n đ u tiên t i Hàn Qu c, công ty Gas Hàn Qu c k t h p v i công ty Taisei

- Nh t b n đã s d ng 256 000 m3

bê tông t lèn đ xây d ng 8 b ch a gas v i

đ ng kính 78,58m, chi u dày thành b 1,7m và chi u sâu 75m t i đ o Inchon [43]

Trung Qu c đã s d ng bê tông t lèn vào thi công tháp Macao t i H ng Kông

v i chi u cao tháp là 138m H n 500 m3 bê tông t lèn đã đ c dùng đ thi công các

k t c u c a tháp t đ cao 120m tr lên [39] Bê tông t lèn đã đ c s d ng r t hi u

qu khi thi công xây d ng các công trình có m t đ c t thép d y đ c [30].

T i ài Loan, bê tông t lèn đã đ c nghiên c u t nh ng n m 1990 Vi c

ng d ng bê tông t đ m vào các công trình xây d ng ài Loan ch đ c ti n hành vào n m 1999, và ch y u t i các công trình xây d ng c u, đ ng cao t c, b

ch a d u… N m 2000, t ng kh i l ng bê tông t lèn dùng trong xây d ng ài Loan x p x 220 000 m3 (chi m 0,3%) và đ n n m 2001 đã v t trên 600 000 m3 [48,49]

Bê tông t lèn c ng đã đ c s d ng t i Thái lan t nh ng n m 1992 vào

nh ng công trình xây d ng nh : 4 000 m3 cho đ ng ng d n n c, đ ng ng, c u

c a h th ng cung c p n c cho tháp làm l nh c a Nhà máy ch t o than đá t i t nh Lampang; 432 m3 cho c u v t đ ng cao t c t i t nh Patumthani; 429 m3

cho các

c t cao c a toà nhà Ofice Building B ng c c C ng Thái lan bê tông t lèn còn

đ c dùng đ s a ch a nhà máy Mabtapud t i t nh Rayong, s a ch a t ng, đ ng

ng t i Lamchabang Jetty Chonburi và đ k t c u t ng cho b ph n ki m tra đ ng

c máy bay c a sân bay B ng K c [40]

Philipin c ng đã s d ng bê tông t lèn vào các công trình xây d ng C th

là khách s n Eaton Holiday Makati cao 71 t ng đã s d ng g n 2500 m3

bê tông

t lèn trong thi công [23]

T i Châu Âu, Th y i n là m t trong nh ng n c đi đ u v áp d ng công ngh bê tông t lèn vào xây d ng N m 1996, Hi p h i c u đ ng Th y i n đã k t

h p v i Vi n nghiên c u xi m ng và bê tông Th y i n nghiên c u, ng d ng thành công, hoàn ch nh công ngh bê tông t lèn trong vi c thi công các công trình

c u, bê tông kh i l n [16] Ngoài ra Th y i n c ng đã có d án nghiên c u trong 4

n m (1996 - 2000) v ng d ng công ngh bê tông t lèn vào các công trình xây

d ng dân d ng và công nghi p [17] Sau đó bê tông t lèn t i Th y i n còn đ c công nh n và áp d ng cho nh ng s n ph m bê tông đúc s n và áp d ng cho các nhà máy bê tông t lèn tr n s n (Ready Mix Self Compacting Conrete) n n m 2000

s n ph m bê tông t lèn đúc s n đã chi m 5% kh i l ng c u ki n đúc s n c a

Th y i n N m 1988 - 2004, Th y đi n đã ti n hành xây d ng h th ng giao thông

l n mang tên Sodra Lanken v i t ng giá tr đ u t lên đ n 800 tri u USD v i kh i

l ng 250 000 m3 bê tông Trên công trình này, h n 1500 m3 bê tông t lèn đ c s

d ng trong thi công các k t c u n m trong lòng đ t, các k t c u đ ng h m, các

t ng ch n nghiêng… [46]

Th y S c ng đã s d ng bê tông t lèn vào các công trình xây d ng đ ng ray t u h a ng m d i đ t v i kh i l ng 2000 m3

Nh vi c s d ng bê tông t lèn nên th i gian thi công đã đ c rút ng n t 207 ngày xu ng còn 93 ngày [15]

T i các n c Châu Âu khác nh Pháp, c, Italia , an m ch… c ng đã nghiên c u ng d ng công ngh bê tông t lèn trong thi công các công trình đ ng

ng m, h m tuy nen, b ch a v.v… [15,19,21…]

Bê tông t lèn đã đ c áp d ng trong thi công các công trình có m t đ c t thép d y đ c t i M t nh ng n m 90 ó là t i các công trình West Valley - New York, Societ Tower - Cleveland - Ohio, Toà nhà Bankers Hall - Alberta v i kh i

l ng bê tông l n h n 9000 m3 c bi t trong nh ng n m g n đây bê tông t lèn

đã đ c nghiên c u và ch p nh n b i các hi p h i AASHTO (American Asociation

of State Highway and Transportatio Oficials), SCDOT (The South Carolina State Department of Transportation) vaf PCI (The Precast/Prestressed Concrete Institute)… do v y bê tông t lèn đã và s đ c ng d ng r ng rãi vào thi công các công trình c u l n trong t ng lai [36, 44]

Bê tông t lèn c ng đã đ c s d ng t i Canađa trong thi công và s a ch a công trình C th , đã dùng 100 m3 đ s a ch a đ ng và nhà ga Montreal, 6 m3cho vi c s a ch a đ p Beaharnois Hi n nay, bê tông t lèn đã d c s d ng r ng rãi trong xây d ng t i Canađa, chi m kho ng 25% t ng kh i l ng bê tông trên th

tr ng [31, 28]

1.2.2 Tình hình nghiên c u ng d ng BTTL t i Vi t nam

Công ngh bê tông t lèn v n là m t công ngh hoàn toàn m i đ i v i các nhà xây d ng c a Vi t Nam, nh t là đ i v i ngành xây d ng thu l i Trong công tác nghiên c u và ng d ng th v i quy mô nh , công ngh bê tông t lèn đã đ c

m t s Vi n nghiên c u nh Vi n KHCN Xây d ng, Vi n KHCN giao thông v n

t i, tr ng H xây d ng Hà N i, tr ng H Bách khoa thành ph H Chí Minh nghiên c u và ch t o th

Tr ng H xây d ng Hà n i đã nghiên c u ch t o v a và bê tông t lèn t

v t li u s n có t i Vi t Nam, s d ng b t m n là b t đá vôi, tro bay nhi t đi n Ph

l i [4,37] Tr ng H Bách khoa thành ph H Chí Minh đã nghiên c u ch t o bê tông t lèn s d ng b t m n là b t đá vôi và Mêta cao lanh trong đi u ki n phòng thí

nghi m [5] Vi n KHCN giao thông v n t i [6] c ng đã nghiên c u ch t o bê tông t lèn s d ng b t m n là b t đá vôi

Vi n KHCN xây d ng ( IBST) đã nghiên c u ch t o bê tông t lèn s d ng

v t li u s n có t i Vi t nam [11] Phòng NC V t li u - Vi n KH Thu l i c ng đã nghiên c u ch t o bê tông t lèn c t li u nh s d ng cát Sông Lô đ thi công th nghi m cho công ngh b o v b sông b ng th m FS [1]

N m 2008, khoa Xây d ng C u đ ng tr ng i h c Bách khoa, i h c

à N ng đã nghiên c u ng d ng BTTL dùng cho đ ng sân bay K t qu nghiên

c u đã áp d ng vào công trình xây d ng c ng Cái Mép Th v i

- Nh ng n m g n đây, BTTL đã b t đ u đ c s d ng t i m t s công trình xây d ng nhà cao t ng mà ph n l n có ch đ u t ho c nhà th u là các công ty n c ngoài thi công nh tòa nhà Keanam, Phú M H ng, nút d m, đ u c t tòa nhà T34 -

d án Trung Hòa (Vinaconex) hình 1.4, hình 1.5

Nhìn chung, m t s c s t i Vi t nam nghiên c u, áp d ng công ngh bê tông t lèn v i quy mô nh Ch a có nh ng công trình xây d ng l n nào, ch a có nhà máy bê tông nào chuyên s n xu t bê tông t lèn ph c v xây d ng hay cho các

s n ph m bê tông đúc s n

Hình 1.4: Nhà thi đ u à N ng, các d m xiên thi công n m 2010 b ng BTTL

Hình 1-5: Thi công BTTL t i nút d m - c t, nhà 34 t ng - T34 d án Trung Hòa

- Trong l nh v c Thu l i K t qu c a đ tài "Nghiên c u ng d ng công ngh bê tông t lèn vào công trình Thu l i" đ c Phòng NC V t li u - Vi n Th y Công hoàn thành n m 2008 c bi t nghiên c u công ngh p xà lan di đ ng, đây là m t thành công l n trong l ch s xây x ng công trình th y và "Công ngh

đ p xà lan" đã đ c c p b ng đ c quy n sáng ch

V i vi c s d ng v t li u s n có t i ch đ s n xu t bê tông t lèn ph c v xây d ng các công trình thu công, nâng cao ch t l ng c a các công trình thu l i,

c ng, đ p xà lan di đ ng đã đ c nghiên c u ng d ng hàng lo t và đ a vào s

d ng t i các t nh vùng đ ng b ng sông C u Long đ t k t qu t t

1.2.2.1 Gi i thi u chung v c ng, đ p xà lan vùng ng B ng sông C u Long

p xà lan di đ ng ch t o t bê tông c t thép là lo i đ p đ c Vi n Th y công ch t o hàng lo t và đ a vào s d ng t i các t nh thu c đ ng b ng sông C u

Long p Xà lan di đ ng đ c tính toán thi t k v i k t c u nh , thích h p v i n n

đ t y u và s chênh l ch c t n c th p B dày c a k t c u đ p Xà lan t i các vách

ng n ch t 12 đ n 18cm có đ ng kính c t thép t 12 đ n 18mm Nh v y, mu n thi công đ p Xà lan m t cách d dàng ph i c n có lo i bê tông ch t l ng cao, đ linh đ ng đ c bi t đ t đi n đ y vào thành vách c a k t c u đ p và đ c bi t là đ t

c ng đ nén thi t k và đ ch ng th m, ch ng n mòn cao Chính là BTTL, s

d ng BTTL là m t b c ti n quan tr ng trong công ngh thi công bê tông c t thép

và áp d ng r t hi u qu trong thi công c ng, đ p xà lan di đ ng t i vùng ng b ng sông C u Long

1.2.2.2 Nguyên lý làm vi c, công ngh thi công và u nh c đi m c a c ng, đ p

xà lan di đ ng

¬ Nguyên lý làm vi c c a c ng, đ p xà lan:

+ n đ nh lún: ng d ng k t c u t i u d m b n nh đ ng su t lên n n nh

h n ng su t cho phép c a đ t n n m m y u, không ph i x lý n n

+ n đ nh ch ng tr t: B ng ma sát gi a xà lan và n n đ t, hai mang c ng,

áp l c đ t h l u, tr ng l ng toàn b xà lan k c dung tích n c trong h p xà lan,

áp l c đ t hai bên mang c ng

+ n đ nh ch ng th m: Theo nguyên lý đ ng vi n b n đáy và đ ng vi n

th m hai bên tr pin

+ n đ nh ch ng xói h l u: M r ng kh u đ thoát n c đ gi m gia c tiêu n ng

¬ Công ngh thi công c ng, đ p xà lan di đ ng:

- Ch t o Xà lan:

+ p Xà lan đ c ch t o trong nhà máy, h đúc s n, hay trên n i t i

m t v trí thu n l i đ không c n gi i phóng m t b ng

+ L p đ t c a van và thi t b v n hành cho công trình

+ Cho n c vào h đúc và làm n i đ p xà lan đ di chuy n đ n v trí l p

đ t công trình

- L p d ng công trình:

+ H móng đ c đào b ng tàu hút bùn và làm ph ng b ng máy

+ Dùng tàu kéo lai d t đ p Xà lan t n i ch t o đ n v trí công trình

+ Di chuy n đ p Xà lan vào v trí đã xác đ nh, b m n c vào các khoang

h m đ đánh chìm đ p p đ t mang c ng, lát b o v mái th ng h l u công trình

Hình 1-6: Thi công đ p xà lan b ng BTTL trong h móng t p trung OMon Xa No

Hình 1-7: Tháo n c vào h móng cho

xà lan n i tr c khi di chuy n công trình

đ n v trí xây d ng

Hình 1-8: Lai d t xà lan di chuy n đ n

v trí xây d ng công trình

Hình 1-9: p đ t thi công mang c ng

công trình c ng Ph c Long - B c Liêu

Hình 1-13: C ng Minh Hà - Cà Mau thi công n m 2007 b ng BTTL

Hình 1-14: C ng Ba Thôn - B c Liêu, hoàn thành n m 2011 b ng BTTL

+ Công trình đ c xây d ng trên n n đ t y u mà không ph i x lý n n, kh

n ng tiêu thoát l t t h n do m r ng kh u đ thoát n c Cùng v i đó là không

ph i gia c tiêu n ng h l u công trình ây là nh ng u đi m n i b t mà nh ng công trình ng n sông truy n th ng không có đ c

+ Vi c xây d ng công trình không đòi h i các thi t b thi công đ c ch ng, bên c nh đó có th thi t k kích th c xà lan phù h p v i kích th c lòng sông, lòng kênh t nhiên nên ngay c các con sông, kênh nh thì xà lan c ng có th di chuy n vào đ c

+ Do b r ng thoát n c l n g n b ng v i b r ng lòng sông t nhiên nên cho phép các lo i t u thuy n c l n đi l i đ c trong mùa m c a van

+ Tính n ng đ ng c a xà lan ch khi có yêu c u chuy n đ i c c u s n

xu t trong m t vùng nào đó có th di chuy n xà lan đ n v trí m i đ làm đ p mà không đ l i di ch ng trên lòng sông c , b o đ m môi tr ng sinh thái, ít làm thay

đ i c nh quan thiên nhiên, đ m b o phát tri n b n v ng

- Nh c đi m:

+ Tr ng l ng k t c u sau khi hoàn thành l n nên kích th c h p đáy c n

l n h n đ đ m b o vi c làm n i xà lan khi c n di chuy n

+ G p khó kh n khi di chuy n xà lan trong khu v c m c n c trong kênh

th p, l u l ng nh

+ Khi thi công ph i t o h móng, vi c thi công và th i gian thi công lâu và khó kh n do k t c u ph c t p

T i t nh Cà Mau n m 2007 đã ng d ng thi t k thi công cho hai c ng Minh

Hà và R ch Lùm - huy n Tr n V n Th i t nh Cà Mau B NN&PTNT đã có ch

tr ng áp d ng công ngh này cho h n 60 c ng thu c d án phân ranh m n ng t cho 3 t nh Cà Mau, Sóc Tr ng và B c Liêu

¬ ng d ng th c t công ngh BTTL trong thi công c ng, đ p xà lan di

đ ng vùng đ ng b ng sông C u Long

Sau khi nghiên c u th nghi m trong phòng thí nghi m và th c t m t s công trình, Phòng Nghiên c u V t li u và Trung tâm Công trình ng b ng ven

bi n - Vi n Th y công đã quy t đ nh s d ng bê tông t lèn đ s n xu t đ p xà lan

di đ ng ph c v công tác ng n m n gi ng t vùng ven bi n t i khu v c ng b ng Sông C u Long K t qu nghiên c u đ c áp d ng thi công cho các công trình c ng

ki u đ p xà lan di đ ng nh c ng Minh Hà, R ch Lùm - Cà Mau, c ng Sáu H -

B c Liêu Kh u đ c a các c ng này B ≥ 10m và s d ng x p x 100 m3

BTTL

p Xà lan di đ ng đ c ch t o trên b sau khi đ t c ng đ quy đ nh c a

bê tông s ti n hành h th y cho n i trên sông và lai d t đ n h móng đ đánh chìm

Bê tông t lèn có các tính ch t c lý hoàn toàn gi ng nh bê tông truy n

th ng có cùng mác và có th áp d ng cho các k t c u bê tông, bê tông c t thép đ c

bi t phù h p cho các k t c u m ng, d y c t thép nh đ p xà lan di đ ng

- Thành ph n c p ph i BTTL dùng đ ch t o đ p xà lan: V i mác BTTL yêu c u là M35;

ch y xòe c a h n h p bê tông là D = 70 ± 2 cm;

Mác ch ng th m sau 28 ngày c a m u là W = 12 atm;

- Thi t k thành ph n c p ph i BTTL (đã đ c Vi n Th y công ng d ng cho c ng ki u đ p xà lan di đ ng thi công b ng bê tông t lèn t i vùng ng b ng sông C u long) đi n hình là công trình C ng Minh Hà, R ch Lùm - Cà Mau

Trong quá trình thi công c ng Minh Hà, R ch Lùm - Cà Mau, đ linh đ ng

c a h n h p BTTL luôn đ c kh ng ch t 65-70cm, s n ph m có b m t nh n

đ p, các m u đúc ki m tra đ u đ t và v t mác thi t k yêu c u tu i 28 ngày

C p ph i dùng đ thi t k h n h p 1m3

bê tông t lèn ch t o c ng ki u đ p

xà lan ng d ng cho c ng Minh Hà, R ch Lùm - Cà Mau nh trong b ng 1.1 sau

B ng 1-1: L ng v t li u cho 1m3 bê tông t lèn dùng đ ch t o đ p xà lan

b n thân nó, BTTL c n đ t kh n ng ch y cao đ ng th i không b phân t ng Vì v y

đ c tr ng c b n c a lo i bê tông này là s cân b ng gi a đ ch y và s không phân

t ng c a h n h p bê tông t đ c đi u này, BTTL c n có các yêu c u sau:

+ S d ng ph gia siêu d o đ đ t kh n ng ch y d o cao c a h n h p bê tông

+ S d ng hàm l ng l n ph gia m n đ t ng đ linh đ ng c a v a xi m ng + Hàm l ng c t li u l n trong bê tông ít h n so v i bê tông thông th ng

- Ngoài các đ c tính c b n nói trên, đ c tính ch t o và thi công c a BTTL

c ng khác so v i bê tông thông th ng nh sau:

+ S b t đ u và k t thúc ninh k t c a BTTL có khuynh h ng ch m h n so

v i bê tông th ng

+ Kh n ng b m c a BTTL cao h n so v i bê tông th ng

+ Do s nh y c m l n d n đ n dao đ ng ch t l ng và s c trong khi tr n

c a v t li u nên BTTL có yêu c u v ki m tra ch t l ng, ki m tra s n xu t và ki m tra thi công kh t khe h n bê tông th ng

+ Do không th c hi n vi c rung đ ng làm ch t, yêu c u quan tâm đ n th i gian duy trì ch t l ng c ng nh đ ch y l n h n bê tông th ng

1.3.2 c tính c a v t li u s d ng ch t o BTTL

Bê tông t lèn có th có nhi u lo i khác nhau, vi c phân lo i chúng trên th

gi i c ng ch a có tiêu chu n quy đ nh nào D a vào đ c tính c a v t li u s d ng

đ ch t o có th chia bê tông t lèn thành 3 lo i [42,38,45]

: 1) Bê tông t lèn d a trên hi u ng c a b t m n: ây là lo i bê tông t lèn

ch s d ng ph gia siêu d o ho c cu n khí và gi m n c m c đ cao mà không

ph i dùng đ n ph gia đi u ch nh đ linh đ ng linh đ ng và tính n ng không phân t ng c a h n h p bê tông t lèn đ t đ c b ng cách đi u ch nh phù h p t l : N/B [ n c /b t (xi m ng và ph gia khoáng m n )] Lo i bê tông này có hàm l ng

b t m n cao h n so v i bê tông truy n th ng;

2) Bê tông t lèn s d ng ph gia đi u ch nh đ linh đ ng: Là lo i bê tông t lèn ngoài vi c s d ng ph gia siêu d o gi m n c cao th h m i (polycarboxylate) thì còn c n ph i s d ng ph gia đi u ch nh đ linh đ ng (VMA - Viscosity Modifying Admixture) đ h n h p bê tông t lèn tránh kh i s phân t ng, tách n c Vi c s d ng ph gia đi u ch nh đ linh đ ng đã làm gi m đ c hàm

l ng b t m n trong lo i bê tông t lèn này so v i lo i BTTL d a trên hi u ng c a

b t m n;

3) Bê tông t lèn s d ng h n h p c b t m n và ph gia đi u ch nh đ linh

đ ng

Bê tông t lèn c ng đ c c u thành t các v t li u c b n (ch t k t dính, c t

li u, n c, ph gia) nh bê tông truy n th ng nh ng đòi h i có ch t l ng cao h n

i u khác bi t so v i bê tông truy n th ng là trong khi thi công không c n đ n vi c

đ m nén, chính vì v y h n h p bê tông t lèn có nh ng tính n ng riêng Tính n ng quan tr ng nh t là kh n ng n đ nh đ đ ng đ u c a h n h p bê tông t i trong quá trình t ch y mà không gây ra hi n t ng phân t ng, tách n c, m t đ c t li u

l n đ c phân b đ u kh p trong toàn b khuôn đ có đ c kh n ng này c n

ph i có s ph i h p s d ng các lo i v t li u t i u trong c p ph i c a h n h p bê tông t lèn Các t l thành ph n v t li u trong h n h p có nh h ng đ n tính ch t

t lèn c a bê tông t lèn c th nh sau:

- L ng n c tr n trong BTTL (N/CKD) ch n m trong kho ng t 0,3÷ 0,4 tùy theo mác BTTL do yêu c u c a thi t k ;

- Ph gia cho BTTL ph i là lo i ph gia đ m b o có đ ng th i hai tính ch t,

đó là gi m l ng n c tr n xu ng t i m c t i thi u gi cho h n h p BTTL có đ linh đ ng cao (đ ng kính ch y xòe c a h n h p bê tông t 68 ÷ 70 cm) nh ng không đ c gây ra s phân t ng tách n c.[43]

Các ph gia cho BTTL th ng đ c

s n xu t t m t trong các g c: Napthalene sulfonat, Melamin sulfonat, polycarboxylate và Amino sulfonat… [18];

- B t khoáng m n, g m lo i ho t tính và tr có ngu n g c t thiên nhiên và nhân t o có c u t o hình c u, d phân tán, bao b c các h t c t li u và làm gi m

t ng tác gi a các h t, góp ph n làm t ng đ linh đ ng c a h n h p BTTL [32]

;

- C t li u l n trong BTTL th ng ít h n so v i bê tông truy n th ng N u

l ng c t li u l n cao thì nh h ng đ n kh n ng t lèn c a h n h p bê tông t i

và có hi n t ng k t kh i c t li u

1.4 S c n thi t t ng tính ch ng th m cho BTTL trong các công trình th y l i

M t trong nh ng nguyên nhân gây ra h h ng cho công trình bê tông c t thép th y l i đó là s th m n c qua bê tông Do đ c đi m c a công trình th y l i,

là có m t b ph n ho c toàn b công trình th ng xuyên ho c không th ng xuyên

ti p xúc v i n c Trong môi tr ng n c có th có ch a các tác nhân n mòn

bê tông nh CO2; SO4; Ca; Mg; NH3 …n u nh bê tông ch t l ng t t, đ c ch c ít

l r ng, tính th m n c cao thì n c khó có th th m vào bên trong k t c u, không gây ra hi n t ng n mòn và phá h y c t thép, ng c l i, kh n ng ch ng th m

n c th p, n c s th m vào bê tông, v i nh ng tác nhân n mòn trong n c làm r

c t thép, n th tích gây n t v k t c u bê tông

- i v i các công trình thu l i s d ng BTTL nh c ng, đ p xà lan di

đ ng, v i đ c đi m k t c u thành m ng, nh , làm vi c trong môi tr ng n c m n,

l , nên có nhi u tác nhân gây n mòn bê tông, c t thép phá h y k t c u d n đ n làm suy gi m kh n ng ch u l c, kh n ng ch ng th m c a bê tông và tu i th c a công trình, đ c bi t các công trình trên n n đ t y u có s chênh l ch c t n c th ng h

l u kh n ng ch ng th m c n đ c quan tâm nhi u nh t M t khác b dày c a k t

+ S d ng v t li u th m th u k t tinh g c xi m ng quét lên b m t bê tông

có kh n ng th m th u sâu vào bên trong l p đ y nh ng l r ng mao qu n làm t ng

đ đ c ch c và kh n ng ch ng th m

+ Ph toàn b b ng v t li u d ng màng t o l p áo b o v bê tông ng n ch n

s xâm th c c a các y u t gây n mòn

Vi c t ng kh n ng ch ng th m cho các công trình bê tông là r t c n thi t, có

th nói là t t c các công trình th y l i đ u nên t ng kh n ng ch ng th m, k c đ i

v i các công trình thi công b ng BTTL ng th i đ b n lâu c a công trình bê tông đ c đ c xem xét m c đ th m n c và khí c a v t li u này

Do v y vi c nghiên c u gi i pháp nâng cao kh n ng ch ng th m cho bê tông, nh t là v i công ngh BTTL hi n nay là r t c n thi t

1.5 K t lu n

Qua nghiên c u t ng quan v s phát tri n, đ c tính k thu t, vai trò c a v t

li u s d ng ch t o c ng nh vi c nghiên c u ng d ng công ngh BTTL trên th

gi i và t i Vi t nam, có th k t lu n nh sau:

- Bê tông t lèn là lo i bê tông ch t l ng cao, đã đ c áp d ng r ng rãi trên toàn th gi i (các n c phát tri n t i châu Âu, châu M , Nh t b n và các n c đông

nam châu Á) c ng đã đ c ch p nh n b i các hi p h i bê tông qu c t (ACI, AASHTO, SCDOT, PCI)

- BTTL c ng có các tính ch t c lý hoàn toàn gi ng nh bê tông truy n

th ng, có th dùng vào t t c nh ng công trình đ c thi t k cho bê tông và nó c ng

đ c ch t o t các v t li u c u thành nh xi m ng, c t li u, các ph gia và n c

- BTTL c p ph i đ c thi t k ph i có kh n ng t ch y và không b phân

t ng, t c là có tính linh đ ng cao, h n h p v a đ ng nh t và n đ nh

- Vi c s d ng BTTL s làm t ng đ b n c a các k t c u bê tông c t thép dùng trong xây d ng

- BTTL gi i quy t đ c các gi i pháp thi công bê tông trong các đi u ki n bê tông th ng không th s d ng đ c mà v n đ m b o ch t l ng công trình nh các công trình có c t thép dày đ c, hình dáng k t c u ph c t p

- Thi công bê tông t lèn ti t ki m đ c t i đa chi phí máy móc và nhân công

m c dù giá thành kh i bê tông cao h n và h n ch đáng k ti ng n do ít dùng đ n máy đ m,…

- Vi c ng d ng BTTL trong xây d ng th y l i nh c ng, đ p xà lan di

đ ng th c t khi s d ng BTTL đã mang l i hi u qu kinh t và k thu t cao, nh

t i các n c tiên ti n đã áp d ng

nh ng y u t quy t đ nh ch t l ng c a s n ph m BTTL đông c ng sau này

- Cát: Cát đ ch t o BTTL có yêu c u cao h n bê tông truy n th ng v đ

s ch, mô đun đ nh , kh i l ng riêng, kh i l ng th tích x p, l ng h t l n h n 5mm và nh h n 0,14mm Tuy nhiên thành ph n h t m n d i sàng 0,14 có th đ n 18% Th c t cho th y ch t l ng và thành ph n h t c a cát nh h ng r t nhi u

đ n tính công tác hay đ ch y xòe c a h n h p BTTL

v i bê tông thông th ng Trong ch t o h n h p BTTL c n ph i s d ng đ n 2 lo i

ph gia đó là: Ph gia khoáng và ph gia hóa h c, ph gia khoáng g m có ph gia khoáng ho t tính (Tro bay, Sili cafume) và ph gia tr (b t đá vôi nghi n m n) nh

m t lo i ph gia đ y Ph gia hóa h c dùng cho BTTL ch y u là ph gia siêu d o

gi m n c b c cao, ph gia kéo dài th i gian đông k t và ch ng phân t ng, tách

n c Khi dùng lo i ph gia nào thì đ u ph i thông qua thí nghi m Hàm l ng ph gia tr n vào bê tông ph i c n c vào tính ch t, thành ph n xi m ng và yêu c u c a

h n h p bê tông đ c xác đ nh thông qua th nghi m

- Ngoài ra v t li u nghiên c u ph i đáp ng các đ c tính:

+ BTTL d a trên hi u ng c a b t m n, trong đó đ linh đ ng và tính n ng không phân t ng c a h n h p bê tông đ t đ c b ng cách đi u ch nh phù h p t l N/B [ n c /b t (xi m ng và ph gia khoáng m n )]

+ BTTL s d ng ph gia đi u ch nh đ linh đ ng đ cho h n h p bê tông có

đ linh đ ng t t nh ng không b phân t ng, tách n c

+ BTTL s d ng k t h p c hai hi u ng là b t m n và ph gia đi u ch nh đ linh đ ng có đ c kh n ng này c n ph i có đ c s ph i h p s d ng các v t

li u m t cách t i u trong khi thi t k thành ph n c p ph i c a h n h p BTTL vì các t l thành ph n v t li u trong h n h p BTTL có nh h ng và quy t đ nh đ n tính t lèn c a h n h p bê tông

li u nh và l ng b t m n Các h t c t li u l n không tr c ti p tác đ ng v i nhau

mà ph i thông qua l p b t m n, ph gia bôi tr n đ d dàng chuy n đ ng t lèn t

ch y Do đó m i v t li u thành ph n không tr c ti p b tr cho nhau v ch t l ng

Ch t l ng c a s n ph m BTTL đông c ng ph thu c vào ch t l ng c a t ng nguyên v t li u c u thành c a h n h p bê tông t i Các v t li u đ ch t o BTTL ngoài vi c ph i đáp ng yêu c u k thu t đ ch t o bê tông truy n th ng thì còn

ph i đáp ng nh ng yêu c u k thu t đ c bi t đ dùng trong công ngh ch t o BTTL:

2.1.2.1 N c tr n:

Yêu c u v n c dùng cho bê tông và v a: N c không có hàm l ng t p

ch t v t quá gi i h n cho phép làm nh h ng t i quá trình đông k t c a bê tông

và v a c ng nh làm gi m đ b n lâu c a k t c u bê tông và v a trong quá trình s

d ng, đ t các yêu c u theo tiêu chu n TCVN 4506:2012 n c cho bê tông và v a - yêu c u k thu t

2.1.2.2 Xi m ng:

i v i bê tông t lèn, do tính đ c thù ph i c n l ng ch t k t dính cao h n

bê tông truy n th ng, chính vì v y đ tránh các hi n t ng gây n t n do kh i l ng CKD l n gây ra nên s d ng xi m ng có nhi t thu hoá càng th p càng t t T i Vi t nam, lo i xi m ng đ c s n xu t nhi u nh t là lo i pooc l ng th ng (PC) Th c t trên các công trình xây d ng Thu l i hi n nay đang s d ng lo i PCB Chính vì trong lo i xi m ng PCB đã có pha t 15 đ n 39% khoáng nên khi s d ng cho bê tông t lèn có th tính toán gi m b t đi thành ph n b t m n t các lo i khoáng k c khoáng tr Tuy nhiên trong h n h p BTTL có s d ng nhi u l ng b t khoáng

m n, vì v y có th dùng xi m ng th ng PC đáp ng tiêu chu n TCVN 2682 : 2009

và c xi m ng poóc l ng h n h p PCB phù h p tiêu chu n TCVN 6260 : 2009 Các

lo i xi m ng thông th ng c a Vi t Nam th ng không đ m b o th ng xuyên yêu

i v i bê tông t lèn, l ng h t m n đ c dùng nhi u h n, nh v y cùng trong m t đ n v th tích bê tông không đ i thì hàm l ng c t li u l n ph i gi m

Khi hàm l ng c t li u l n gi m, hàm l ng b t m n t ng s làm các h t c t li u

l n cách xa nhau h n, gi m s va ch m gi a các h t c t li u và gi m s va ch m

gi a các h t c t li u l n v i các v t c n nh c p pha, c t thép khi thi công bê tông

t lèn N u hàm l ng c t li u l n trong bê tông t lèn cao thì n ng l ng c n cho

vi c ch y đã b tiêu th b i ng su t bên trong t ng cao và do đó h n h p bê tông

i v i bê tông t lèn có th dùng cát t nhiên ho c cát nghi n, tuy nhiên các yêu c u k thu t đ i v i cát v n ph i đáp ng các các ch tiêu c lý đ t yêu c u dùng cho bê tông th y công theo 14TCN 68-2002 và TCVN 7570 : 2006 Ngoài ra đ không nh h ng đ n kh n ng t ch y c a h n h p BTTL thì ch nên dùng cát có

mô đun đ l n t 2,34 ÷ 3,0

b C t li u thô ( đá d m)

Yêu c u k thu t c a c t li u l n dùng đ ch t o bê tông t lèn so v i c t

li u l n đ ch t o bê tông ( n ng ) truy n th ng có nh ng đi m khác bi t nh sau:

- Kích th c Dmax c a h t c t li u không nên ≥ 20 mm;

- C p ph i h t c a c t li u l n có th có c nh ng h t nh h n 5mm

Các ch tiêu c lý c a đá d m dùng cho bê tông th y công theo tiêu chu n TCVN 7570:2006 c bi t ch tiêu hàm l ng thoi d t c a c t li u l n trong công ngh s n xu t BTTL ph i đ c ki m tra nghiêm ng t Hàm l ng thoi d t c a c t

li u l n s nh h ng r t nhi u đ n kh n ng t ch y c a h n h p bê tông C t li u

đ c trong quá trình s n xu t silic và h p kim Silic b ng h quang Silica fume có

b m t h p ph l n nên có kh n ng gi n c r t t t và c i thi n tính linh đ ng c a

h n h p bê tông H n n a Silica fume có ho t tính cao, tác d ng v i s n ph m thu hoá c a xi m ng poóc l ng đ t o thành các hyđrô slicát canxi làm t ng c ng đ và

l p đ y các l r ng, t ng đ đ c ch c cho k t c u bê tông

b Tro bay:

- Tro bay nhi t đi n: là s n ph m ph th i c a các nhà máy nhi t đi n khi đ t

b ng b t than antraxit và than đá Tro bay d ng h t m n, có kích th c nh h n 0,3mm Khi cho vào h n h p bê tông t lèn, ngoài vi c c i thi n tính ch y d o và

t ng đ đ c ch c cho bê tông, tro bay còn có kh n ng ho t tính c a puzôlan Tro bay hút vôi thông qua ph n ng puzôlanic: SiO2 tác d ng v i Ca(OH)2 s n ph m thu hoá xi m ng t o ra h p ch t hyđrô- silicat canxi có c ng đ , tính b n v ng cao ( C - S - H )

li u trong bê tông t lèn nó c i t o tính ch y d o c a h n h p bê tông, t ng đ đ c

ch c và gi m thi u kh n ng n t do nhi t thu hoá c a xi m ng gây ra trong bê tông

2.1.2.5 Ph gia hóa h c

a Ph gia siêu d o:

Mu n có m t h n h p bê tông t lèn có đ linh đ ng cao (kh n ng t ch y)

nh ng l i không phân t ng và ph i có tính ch t t lèn t t, đây là hai đ c tính trái

ng c nhau N u ch s d ng l ng n c tr n thì không th có đ c h n h p bê tông có đ linh đ ng cao và v n có kh n ng t ch y qua các khe c t thép và t lèn

mà không phân t ng Chính vì v y trong khi nghiên c u các nhà khoa h c đã tìm ra

ph ng pháp s d ng ph gia siêu d o và ch ng minh r ng v i lo i ph gia siêu

d o (th h m i nh t) thích h p s cho m t h n h p bê tông t lèn có đ ng th i c hai tính ch t đó là: kh n ng ch y cao và không phân t ng [25,35,47]

Kh¶ n¨ng biÕn d¹ng

Hµm l−îng phô gia siªu dÎo

ph©n tÇng Kh¶ n¨ng chèng

T¨ng

Hình 2-1: ng cong bi n d ng ch y và kh n ng t lèn c a h n h p bê tông

H n h p bê tông có kh n ng t ch y cao khi gi m giá tr ng su t ch y d o

và cân b ng đ nh t d o c a v a xi m ng và khi đó s không x y ra hi n t ng phân t ng và tách n c N u đ nh t d o th p, xu t hi n giá tr ng su t c c b đ a

đ n s phân t ng gi a c t li u l n và v a xi m ng ch t k t dính, làm d ng dòng

ch y c a h n h p bê tông N u đ nh t d o c a v a quá cao, n ng l ng yêu c u cho c t li u l n v t qua các v t c n nh thanh c t thép s b gi m do ph i ch ng

l i đ nh t cao gây nên s k t kh i c t li u c ng làm cho h n h p bê tông ng ng

ch y Gi i quy t v n đ này ng i ta đã s d ng ph gia siêu d o Khi cho thêm

m t l ng ph gia siêu d o thích h p, giá tr ng su t ch y d o c a v a xi m ng

ch t k t dính gi m đáng k nh ng đ nh t d o không quá t ng Chính nh kh n ng phân tán cao c a ph gia siêu d o, v i l ng dùng phù h p s cho đ nh t d o t i

u c a v a xi m ng ch t k t dính và tho mãn yêu c u c a bê tông t lèn

Trong công ngh ch t o bê tông t lèn, c n ph i gi i quy t hai v n đ : m t

là c n gi m l ng n c tr n xu ng đ n m c có th , gi m thi u l ng n c t do trong h n h p bê tông nh ng ph i có đ linh đ ng cao (đ ng kính ch y xoè c a

h n h p th b ng rút côn t 68 đ n 70 cm); hai là c n ph i duy trì đ c đ linh

đ ng đ trong su t quá trình tr n v n chuy n và đ vào k t c u h n h p bê tông luôn đ ng nh t, đ m b o ch t l ng c a c k t c u s d ng bê tông t lèn có ch t

l ng nh nhau Kinh nghi m cho th y h n h p bê tông t lèn trong đi u ki n khí

h u n ng gió c a các t nh mi n Trung Vi t nam gi m và có th m t h n kh n ng linh đ ng r t nhanh gi i quy t hai v n đ trên, đã s d ng hai lo i ph gia:

1- Ph gia siêu d o gi m n c m c cao (gi m 30 đ n 40% l ng n c tr n); 2- Ph gia siêu d o gi m n c m c đ cao và cu n khí

Ph gia siêu d o gi m n c m c đ cao có tác d ng ch y u làm gi m n c

tr n nh ng h n h p bê tông v n có đ linh đ ng cao, trong khi đó ph gia siêu d o

gi m n c m c đ cao cu n khí, ngoài tác d ng gi m n c, duy trì đ linh đ ng còn có tác d ng cu n khí và gi đ c hàm l ng khí không đ i trong h n h p BT

Ph n l n các ph gia siêu d o s d ng trong công ngh s n xu t bê tông t lèn đ u đ c s n xu t t m t trong các g c sau: Naphthalene sulfonat, Melamine sulfonate, Polycarboxylate và Amino sulfonate [10,11,39]

C ch ho t đ ng c a ph gia siêu d o trong bê tông t lèn c ng t ng t

nh trong bê tông truy n th ng Các tính n ng c a chúng có th chia ra thành 3 lo i

nh sau:

+ T ng đ linh đ ng t kh n ng làm gi m s c c ng b m t

Cho ph gia siêu d o vào n c, ph gia có tác d ng làm gi m s c c ng b

m t c a dung d ch, n ng đ ph gia càng cao thì s c c ng b m t c a dung d ch càng gi m m nh Khi cho ph gia siêu d o vào h n h p bê tông, các phân t ph gia bám lên b m t c a các pha r n bao g m: h t xi m ng, ph gia khoáng, c t li u

l n, c t li u m n, các s n ph m thu hoá c a xi m ng Các phân t ph gia siêu d o

n m trên b m t phân chia gi a pha r n và l ng làm gi m s c c ng b m t c a n c bao quanh các pha r n làm cho chi u d y màng n c bao b c quanh pha r n gi m

đi Nh v y các pha r n tr t trên nhau m t cách d dàng nh ban đ u nh ng v i màng n c bao b c có chi u d y nh h n ây là hi u ng gi m n c Khi t ng thêm l ng ph gia, l ng n c tr n s dôi ra , làm t ng thêm đ linh đ ng c a h n

h p bê tông Tóm l i khi ph gia có s c c ng b m t càng nh thì kh n ng hoá d o

gi m n c càng cao

+ Kh n ng hoá d o do hoà tan h t xi m ng, ch ng keo t

Ph gia siêu d o có th hoà tan h t xi m ng và có th chia thành hai nhóm:

• D a trên l c đ y t nh đi n;

• D a trên l c đ y không gian;

Lo i ph gia d a trên l c đ y t nh đi n đ u có nhóm sulfonic trong phân t

l ng bao g m: Naphthalene sulfonat, Melamine sulfonate và Amino sulfonate Các phân t ph gia siêu d o bám trên b m t các pha r n, các anion có kh n ng b tách

ra kh i nhóm sulfonic m nh h n đ a đ n s thay đ i đi n tích âm c a các h t pha

r n (xi m ng) Các pha r n trong h n h p bê tông đ u tích đi n âm nên s đ y nhau, tách ra d n đ n hi u qu tán x và làm t ng đ d o c a h n h p bê tông

Lo i ph gia hoà tan h t xi m ng d a trên l c đ y không gian đ u có g c Polycarboxylate và polyme m ch vòng có nhánh ethylene oxide M ch ethylene oxide có kh n ng gi n c t t Nh có l p h p th m nh nên các phân t ph gia siêu d o t o đ c màng n c m ng trên b m t các h t xi m ng L p h p th m ng

này sinh ra l c đ y không gian cao

Các l c đ y t nh đi n và không gian cao s làm cho các h t xi m ng không dính b t vào nhau mà tách r i nhau, th m n c đ u, d dàng phân tán trong h n h p

bê tông

+ T ng và duy trì đ linh đ ng do kh n ng cu n khí

Khi dùng các ph gia cu n khí trong BTTL, các b t khí cu n vào v i kích

th c r t nh phân b đ u trong h n h p bê tông có tác d ng nh m t l p đ m mà trên đó các pha r n s d dàng tr t h n Tuy nhiên đ i v i bê tông t lèn, m t lo i

bê tông có tính ch y cao do v y các b t này có tác d ng duy trì đ linh đ ng c a

h n h p BTTL nhi u h n là làm t ng s tr n tr t c a các pha r n[14]

b Ph gia c i thi n tính l u bi n:

Cùng v i ph gia siêu hoá d o, trong công ngh bê tông t lèn th ng ph i

k t h p dùng v i ph gia c i thi n tính l u bi n đ tránh hi n t ng tách n c, phân

t ng và duy trì đ l u đ ng c a h n h p bê tông

Ph gia c i thi n tính l u bi n có nh h ng đ n pha l ng c a h ch t k t dính vì các m ch polymer hoà tan c a ph gia có kh n ng k t h p v i n c làm

t ng đ nh t c a h Ph gia c i thi n tính l u bi n làm t ng kh n ng gi n c, duy trì s l l ng c a các h t ch t r n trong h làm t ng đ n đ nh c a h n h p bê tông t lèn S d ng ph gia c i thi n tính l u bi n v i hàm l ng theo ch d n c a các nhà s n xu t cho phép ch t o đ c h n h p bê tông t lèn v a có đ linh đ ng cao v a không b tách n c phân t ng đ ng th i duy trì đ c đ linh đ ng c a h n

h p theo th i gian

¬ K t lu n v các yêu c u c a v t li u dùng s n xu t BTTL:

thi t k c p ph i BTTL, yêu c u v l a ch n các lo i v t li u ch t o bê tông m t cách h p lý, đ t các ch tiêu k thu t theo tiêu chu n hi n hành là r t c n thi t M t khác BTTL là lo i bê tông s d ng ph gia siêu d o th h m i, do v y

r t d b nh h ng c a đi u ki n môi tr ng, đi u ki n v t li u, nh t là đ m

c a cát và đá

Ngoài ra c n đáp ng các ch tiêu k thu t đ i v i v t li u s n xu t BTTL: i v i xi m ng và ph gia m n yêu c u ph i cùng lô s n ph m i v i

n c tr n ph i đ m b o yêu c u k thu t theo tiêu chu n i v i c t li u nh ph i

có cùng ngu n g c, đ t các ch tiêu k thu t mô đun đ l n, đ m b m t i v i

c t li u l n c ng ph i cùng ngu n g c, đáp ng ch tiêu thành ph n h t, Dmax, đ

m b m t i v i ph gia siêu d o ph i cùng ch ng lo i, cùng lô, không sai s

2.2 Ph ng pháp nghiên c u và các tiêu chu n dùng trong thí nghi m

2.2.1 Ph ng pháp nghiên c u

- Ph ng pháp thu th p và phân tích s li u

- Ph ng pháp đánh giá d a trên lý thuy t và th c nghi m

- Thí nghi m, so sánh k t qu và l a ch n gi i pháp