Thi công đập bê tông đầm lăn dương khánh linh,đặng dũng, tống văn hăng

Trích yếu nội dungNgoài phần mở đầu ra, sách này gồm 11 chương: nguyên vật liệu tạo thành bê tông đầm lăn và thiết kế tỉ lệ cấp phối, tính chất kỹ thuật chủ yếu của bê tông đầm lăn, trộn

giáo trình đại học

thi công

đập bê tông đầm lăn trường đại học thuỷ lợi điện lực vũ hán

Chủ biên: Dương Khánh Ninh

Nhà xuất bản Thuỷ lợi thuỷ điện Trung Quốc

giáo trình đại học

thi công

đập bê tông đầm lăn trường đại học thuỷ lợi điện lực vũ hán

Chủ biên: Dương Khánh Ninh

Người dịch: Đặng Dũng Hiệu đính: Tống Văn Hăng

mục lục

Trích yếu nội dung 7

Lời nói đầu 8

Khái lược 9

I Khái lược về sự phát triển 9

II Tính ưu việt của bê tông đầm lăn 13

III Những vấn đề tồn tại hiện nay của bê tông đầm lăn 14

Chương I: Vật liệu hợp thành bê tông đầm lăn và thiết kế cấp phối 16

1 Vật liệu hợp thành bê tông đầm lăn 16

I Xi măng 16

II Cốt liệu 17

III Chất độn 19

IV Chất phụ gia 26

2 Thiết kế cấp phối bê tông đầm lăn 27

I Nguyên lý cơ bản của thiết kế cấp phối 27

II Các loại cấp phối chủ yếu 31

III Phương pháp thiết kế cấp phối 32

Chương II: Tính chất kỹ thuật chủ yếu của bê tông đầm lăn 40

1 Tính công tác của hỗn hợp bê tông đầm lăn 40

I Đặc tính lưu biến của hỗn hợp bê tông đầm lăn 40

II Xác định độ công tác của hỗn hợp bê tông đầm lăn và nguyên nhân chủ yếu ảnh hưởng đến độ công tác 45

III Tính đầm chặt của hỗn hợp bê tông đầm lăn và ảnh hưởng của các điều kiện thi công đối với tốc độ chặt của hỗn hợp 47

IV Tính chống phân ly của hỗn hợp bê tông đầm lăn và biện pháp giảm thiểu phân ly 49

2 Tính năng và kết cấu của bê tông đầm lăn sau khi cứng 50

I Kết cấu của bê tông đầm lăn và ảnh hưởng của nó đến tính năng 51

II Đặc tính lực học của bê tông đầm lăn 56

III Tính vật lý và tính bền vững của bê tông đầm lăn 62

Chương III: Trộn bê tông đầm lăn 70

1 Máy trộn rơi tự do và cưỡng bức 70

I Máy trộn rơi tự do 70

II Máy trộn kiểu cưỡng bức 72

2 Máy trộn liên tục và máy trộn gáo 72

I Máy trộn liên tục 72

II Máy trộn gáo 72

Chương IV: Vận chuyển bê tông đầm lăn 74

1 Xe ben tự đổ 74

I Loại hình 74

II Bố trí đường đi 74

III Tình trạng lốp xe 75

IV Cách bốc rỡ 75

2 Băng chuyền 76

I Máy cấp vật liệu 77

II Máy rải hỗn hợp bê tông 77

3 Dốc trượt 79

4 ống chảy chân không nghiêng 80

I Tính cơ lý của bê tông đầm lăn chuyển bằng ống chảy chân không nghiêng 80

II Kết cấu của hệ thống ống chảy chân không nghiêng 82

Chương V: San và đầm bê tông đầm lăn 84

1 San bê tông 84

I Máy ủi hoặc san bê tông 84

II Máy rải bê tông 85

III Máy rải đơn giản 85

2 Đầm lăn 85

I Đặc tính chủ yếu của đầm rung 86

II Các loại đầm rung 86

3 Nguyên nhân gây ảnh hưởng hiệu quả đầm rung 87

I Tần số biên độ rung 87

II Tốc độ di chuyển của máy đầm 88

III Trọng lượng tĩnh của đầm rung 88

IV Năng lượng đầm chặt 88

V Lượng nước sử dụng cho một đơn vị thể tích bê tông 89

4 Phương thức lên cao thân đập 90

I Phán đoán theo độ chín của bê tông 92

II Phán đoán theo thời gian ninh kết ban đầu của bê tông 92

III Phán đoán theo thời gian sau khi hỗn hợp ra khỏi máy trộn 92

Chương VI: Công tác mặt đập và thi công trong điều kiện khí hậu đặc biệt 94

1 Xử lý mặt khe 94

I Tạo nhám mặt tầng 94

II Đổ vật liệu đệm nối tiếp khe 95

2 Tạo khe 96

I Dùng máy cắt bê tông để tạo khe 96

II Đục lỗ (hoặc khoan) tạo khe 96

III Chôn tấm tạo khe 96

IV Ván khuôn tạo khe 96

3 Chôn thiết bị quan trắc 97

I Đào rãnh chôn 97

II Đào lỗ chôn 98

4 Thi công trong điều kiện khí hậu đặc biệt 99

I Thi công trong điều kiện nhiệt độ cao 99

II Thi công trong điều kiện nhiệt độ thấp 101

III Thi công trong điều kiện trời mưa 102

Chương VII: Ván khuôn 103

1 Các loại ván khuôn 103

I Ván khuôn công son 103

II Ván khuôn trượt 104

III Ván khuôn bê tông đúc sẵn 105

IV Ván khuôn lưới thép 105

V Không dùng ván khuôn 106

2 áp lực bên của bê tông đầm lăn 106

3 Cường độ neo giữ của thép neo 108

Chương VIII: Thi công kết cấu chống thấm đập bê tông đầm lăn 110

1 Các loại kết cấu chống thấm đập bê tông đầm lăn 110

I Chống thấm bằng bê tông thường 110

II Chống thấm bằng bê tông đầm lăn 111

III Chống thấm bằng màng mỏng 111

IV Chống thấm bằng hỗn hợp bitum 111

V Chống thấm bằng bê tông bù ngót 111

2 Thi công kết cấu chống thấm đập bê tông đầm lăn 112

I Bê tông đầm lăn (tầng chống thấm) 112

II Chống thấm bằng hỗn hợp bitum 112

III Bê tông bù ngót 115

IV Màng mỏng chống thấm 115

Chương IX: Khống chế chất lượng trong quá trình thi công đập bê tông đầm lăn 117

1 Khống chế chất lượng nguyên vật liệu gốc 117

I Xi măng 117

II Tro bay 117

III Cát 118

IV Đá 118

V Chất phụ gia 118

2 Khống chế chất lượng trong quá trình sản xuất 119

3 Khống chế chất lượng mặt khoảnh đổ 123

I Khống chế các công việc đổ đống, san, đầm lăn 124

II Kiểm tra hiện trường thời gian ninh kết ban đầu của bê tông đầm lăn 124

III Thiết bị thử và phương pháp thử 126

IV Khống chế mức khô ẩm của hỗn hợp bê tông đầm lăn 128

V Kiểm tra và khống chế đầm chặt tương đối 128

VI Dùng máy đo mật độ hạt để đo dung trọng đầm chặt 129

VII Dùng đồng hồ đo đầm chặt để khống chế dung trọng đầm chặt 134

4 Đánh giá chất lượng và nghiệm thu 136

I Mẫu nhiều 136

II Mẫu ít 137

Chương X: Dùng bê tông đầm lăn để sửa chữa đập 139

1 Gia cố đập đất đá 139

2 Cải thiện điều kiện thủy lực đập đất đá 139

3 Thay thế đập cũ 142

4 Gia cố đập bê tông và đập đá 144

5 Đặc điểm dùng bê tông đầm lăn để sửa chữa công trình 145

I Đặc điểm kết cấu 145

II Đặc điểm vật liệu 145

III Đặc điểm thi công 146

Chương XI: Các ví dụ về đập bê tông đầm lăn 147

1 Đập Đảo Địa Xuyên của Nhật Bản 147

I Công nghệ đổ bê tông và máy thi công 147

II Khống chế chất lượng 148

2 Đập Willow Creek của Mỹ 149

3 Đập Upper Still Water của Mỹ 150

4 Đập Ngọc Xuyên của Nhật Bản 151

I Đặc điểm thi công 152

II Biện pháp khống chế nhiệt độ 152

III Cường độ bê tông đầm lăn 152

5 Đập Kháng Khẩu của Trung Quốc 152

6 Các đập bê tông đầm lăn khác 153

I Đập Elk Creek của Mỹ 153

II Đập Auweite của Pháp 153

III Đập Nirput và Walvistan của Nam Phi 153

Trích yếu nội dung

Ngoài phần mở đầu ra, sách này gồm 11 chương: nguyên vật liệu tạo thành bê tông

đầm lăn và thiết kế tỉ lệ cấp phối, tính chất kỹ thuật chủ yếu của bê tông đầm lăn, trộn bê tông đầm lăn, san và đầm chặt bê tông đầm lăn, thi công trong điều kiện khí hậu đặc biệt và công tác mặt đập khác, ván khuôn, thi công kết cấu chống thấm đập bê tông đầm lăn, khống chế chất lượng trong qua trình thi công đập bê tông đầm lăn, sửa chữa đập bê tông đầm lăn, các ví dụ thực về đập bê tông đầm lăn

Sách này dùng làm tài liệu giảng dạy chuyên ngành về phương diện thi công các công trình thuỷ lợi thuỷ điện trong các trường đại học, cao đẳng; cũng có thể dùng làm tài liệu tham khảo các cán bộ kỹ thuật có liên quan đến công trình thuỷ lợi thuỷ điện

Nhà xuất bản thuỷ lợi thuỷ điện Trung Quốc

In lần thứ 1: tháng 6 năm 1997

lời nói đầu

Quyển sách này là tài liệu giảng dạy chuyên ngành về phương diện thi công công trình thuỷ lợi thuỷ điện Sách gồm 11 chương trừ phần khai lược Trên cơ sở thu thập rộng rãi các tài liệu trong và ngoài nước về đập bê tông đâm lăn, tài liệu đến từ quá trình phát triển, kỹ thuật, trình độ hiện nay, các vấn đề còn tồn tại cho đến xu hướng phát triển sau này

Tham gia vào biên soạn sách gồm:

- Giáo sư Phương Khôn Hà - Đại học Thuỷ lợi thuỷ điện Vũ Hán (Chương I và II)

- Giáo sư, kỹ sư cao cấp Dương Vân Trường - Bộ đội thuỷ điện cảnh sát vũ trang nhân dân Trung Quốc (Chương IV)

- Giáo sư Dương Khang Ninh - Đại học thuỷ lợi thuỷ điện Vũ Hán (Các chương còn lại và phụ trách hiệu đính toàn bộ)

- Giáo sư, kỹ sư cao cấp Tưởng Nguyên Câu - Tổng viện thiết kế qui hoạch thuỷ lợi thuỷ điện Bộ thuỷ lợi (Phụ trách chủ thẩm)

Những ý kiến quí báu của chủ thẩm, sự lao động cần cù của ban biên tập và các đồng chí có liên quan đã có tác dụng rất lớn đến việc xuất bản quyển sách này, chúng tôi xin vô cùng cảm tạ

Rất mong độc giả đóng góp phê bình

Tháng 4 năm 1993 Tác giả

đến năm 1950), từ năm 1951 đến 1977 tụt xuống còn 25%, từ 1978 đến 1982 lại tụt lùi thêm một bước chỉ còn 16,5% Ngược lại với thời gian trên thì số lượng đập vòm bê tông xây dựng

ở các thung lũng vùng sông hẹp lại tăng lên Cho nên tỉ lệ giảm số lượng đập bê tông lớn hơn

tỉ lệ như trên phản ánh

Nhưng cùng với việc tạo giá thành thấp thì đặc tính an toàn thấp của đập đất đá so với

đập bê tông chưa thay đổi Từ khi có sự cố do nền móng không tốt của đập trọng lực có

đường tim cong cao 62m của St Francis (Mỹ) năm 1928 đến nay không còn sự cố nào khác

đối với các đập bê tông cao 15m trở lên nữa Gần đây trên thế giới xuất hiện sự cố đập bê tông Malpasset của Pháp vào năm 1959, nguyên nhân là trượt tầng kẹp yếu bờ trái men đập vòm mỏng xây bằng bê tông cao 61m gây nên sự cố Trong vòng 60 năm qua thì đã có hàng trăm vụ sự cố của đập đất đá với các loại qui môn lớn nhỏ; nguyên nhân chính là do đỉnh lũ tràn và do vật liệu đắp đập bị xâm thực bên trong gây ra

Ngoài ra, do sự không kết hợp thân đập với công trình xả lũ mà phải xây dựng đường xả lũ chuyên trách bố trí ngoài đập nên đã phải dùng một khối lượng lớn vật liệu tại chỗ gây nên sự phá huỷ lớn môi trường xung quanh, điều này cũng khẳng định đập đất đá không thể bằng đập bê tông được

Quan tâm tới các đặc điểm có sẵn của đập đá và đập bê tông, người ta đã cố gắng để tìm ra một loại đập mới kết hợp độ an toàn của đập bê tông với tính thi công hiệu suất cao của đập đất đá

Vào những năm 60 đã có một số công trình tiến hành xây dựng theo ý tưởng này Đập Alpa Gera cao 172m hoàn thành năm 1965 của Italia là một trong các đập cao nhất, ở đó dùng xe ben trở bê tông từ nhà máy trộn rồi trực tiếp đổ lên mặt đập, sau đó dùng xe ủi để san, thi công giống như là ở đập đá, toàn bộ chiều dài từ bờ này sông sang bờ bên kia cũng

là đổ bê tông nâng dần độ cao, dùng đầm dùi rung treo sau xe ủi để đầm, lại dùng máy cắt

để cắt bê tông sau đầm, xẻ rãnh theo vị trí qui định Năm 1965 Canada cũng xây đập Manicoagan I, xây dựng 2 bức tường trọng lực cao 18m Bê tông nghèo dùng ở giữa, dùng

xe ủi san, đầm dùi cắm vào bê tông rung, còn bê tông giàu thì đổ nên mặt dòng chảy tạo thành mặt thượng lưu theo kiểu cốt pha trượt vuông góc, phía mặt hạ lưu dùng khối bê tông

đúc sẵn Các công trình này đã thu được hiệu quả kinh tế và tốc độ xây dựng

Năm 1970 bang California của Mỹ mở hội nghị thi công nhanh bê tông, J.M.Raphael

đã đưa ra luận diểm gọi là ''đập trọng lực tối ưu'', kiến nghị dùng bê tông cát đá dăm để xây

đập, và dùng máy móc vận chuyển cơ khí có hiệu suất cao với máy nén để thi công Do tác dụng bền chắc của xi măng làm tăng cường chống cắt bề mặt nên đã rút nhỏ được kích thước mặt cắt của đập; áp dụng phương pháp đổ liên tục như thi công đập đất đá còn có thể rút ngắn thời gian và giảm chi phí thi công

Năm 1972 cũng tại địa điểm trên trong hội nghị ''thi công kinh tế đập bê tông'' R.W Cannon có đưa ra luận điểm xây đập bê tông dùng đất nện'' phát triển thêm một bước ý tưởng của Raphael Cannon giới thiệu dùng xe ben chở bê tông nghèo theo sau máy đầm,

ông kiến nghị dùng phương thức cốt pha trượt ngang phía thượng lưu và hạ lưu thì dùng bê tông giàu Theo ông thì phương thức vận chuyển bê tông bằng xe ben chưa hẳn là tốt nhất Năm 1973, trong hội nghị quốc tế về đập lớn lần thứ 11, Moffat đưa ra luận vấn đề ''nghiên cứu bê tông nghèo khô dùng trong thi công đập trọng lực'' cũng kiến nghị áp dụng

bê tông nghèo khô đã từng sử dụng 50 năm trước ở Luki nước Anh để sửa đập, dùng xe lu để

đầm Ông dự tính với con đập cao 40m trở lên thì giá thành giảm 15%

Trong quá trình sản xuất phát triển bê tông đầm lăn thì gây ảnh hưởng nghiêm trọng là công trình tu sửa đường hầm Tarbela của Pakistan Năm 1974 cửa cống thoát nước lũ của

đường hầm này bị lũ xối sạt lở Việc tu sửa phải tiến hành xong trước mùa xuân tuyết tan, yêu cầu tốc độ thi công phải khẩn trương nhanh Thế là áp dụng đổ bê tông đầm lăn để sửa, trong vòng 42 ngày đã đổ được một khối lượng bê tông đầm lăn là 35 vạn m3, trung bình mỗi ngày đổ được 18 ngàn m3, đúng là kỷ lục thế giới cho tới nay, đây là cường độ đổ bê tông cao nhất

Bê tông đầm lăn là từ ý tưởng đến hiện thực rất nhanh Năm 1980 xuất hiện chiếc đập

bê tông đầm lăn đầu tiên của thế giới là đập trọng lực trên Đảo địa xuyên - Nhật Bản Đập có chiều cao 89 m Mặt thượng lưu là bê tông thường dày 3m có tác dụng chống thấm, thân đập dùng vật liệu kết dính có hàm lượng 120 kg/m3, trong đó tro bay chiếm 30%, chiều dày đầm

là 50cm và 70cm Sau khi đầm xong một tầng thì nghỉ 1~3 ngày lại tiếp tục đổ tầng trên Dùng máy cắt để xẻ rãnh khe ngang

Năm 1982 Mỹ xây dựng đập trọng lực bê tông đầm lăn đầu tiên trên thế giới, đập Willow Creek Đập này cao 52m, chiều dài trục đập 543m, không có rãnh ngang dọc Hàm lượng keo dính trong bê tông đầm lăn chỉ có 66 kg/m3 Chiều dày tầng đầm là 30 cm đổ liên tục để lên cao Với 331.000m3 bê tông đầm lăn mà chỉ đổ trong 5 tháng là xong So với đập

bê tông thường thì thời gian thi công rút ngắn được 1~1,5 năm, giá thành chỉ bằng 40% giá thành của đập bê tông thông thường và bằng 60% của đập đá hộc Đập Willow Creek đã chứng minh một cách đầy đủ ưu thế vô cùng lớn về kinh tế và tốc độ của đập bê tông đầm lăn Việc xây dựng thành công của đập bê tông đầm lăn đã thúc đẩy sự phát triển nhanh chóng trên nước Mỹ và trên các nước toàn thế giới

Tính đến cuối năm 1991 toàn thế giới có 75 đập bê tông đầm lăn, có 17 cái đang ở giai

đoạn thi công Trong số đang thi công đập trọng lực bê tông đầm lăn thì cao nhất là đập Cung Lạn của Nhật cao 155 m Ngoài đập trọng lực còn xây xong 2 đập vòm trọng lực: là

đập Knellpoort của Nam Phi cao 50m và Wolwedans cao 70m Đập vòm bê tông đầm lăn cao 75m ở Phổ Định - Quí Châu - Trung Quốc đang trong giai đoạn thi công

Trung Quốc từ những năm 1978 mới nghiên cứu xây đập bê tông đầm lăn, sau khi tiến hành nghiên cứu với khối lượng lớn trong nhà, đến năm 1981 mới đem áp dụng trong công trình mặt đường bê tông của trạm thuỷ điện Long Tử tỉnh Tứ Xuyên, năm 1983 trên công trường sân bay Hạ Môn tỉnh Phúc Kiến, tiến hành thử nghiệm đầm lăn ngoài trời khối lớn,

và trong lần thử cuối đã dùng 50% tro bay trộn vào 152 kg/m3 vật liệu keo dính bê tông Tính chất đầm lăn của bê tông đã được cải thiện rõ rệt chắc hơn và đều hơn Cường độ chống nén cũng đạt đến yêu cầu thiết kế, thậm chí có khi cường độ chống nén còn vượt quá 24 MPa, nó đã chứng minh tính ưu việt của bê tông đầm lăn trộn với lượng lớn tro bay Đến năm 1984 và 1985 lại tiến hành thử trên qui mô lớn, đã ứng dụng bê tông đầm lăn ở những công trình phụ hoặc bộ phận của công trình, đó là đổ móng bê tông Đồng Giai Tử và đập phụ mương Ngưu Nhật, đê quai dọc cửa mương Sa Kê và tường chắn trạm máy cắt, tường ngắn hạ lưu âu thuyền đập Cát Châu v.v Tất cả các thí nghiệm mang tính bán sản xuất này

đối với thi công đầm lăn, bê tông thể tích lớn đúng là một cuộc diễn tập trên thực đia để rèn luyện đội ngũ, nâng cao trình độ quản lý kỹ thuật và thi công, làm cơ sở cho kỹ thuật xây dựng đập bê tông đầm lăn sau này

Đem thành quả thu được ứng dụng vào công trình mang tính công nghiệp về kỹ thuật

bê tông đầm lăn trọng lực đã chọn đập Kháng Khẩu của tỉnh Phúc Kiến Dựa vào kết quả

nghiên cứu thí nghiệm của những năm trước có tham khảo kinh nghiệm thực tế của nước ngoài đối với đập bê tông đầm lăn, đã xác định đập Kháng Khẩu tiến hành trên các nguyên tắc sau: ''Trộn nhiều tro bay, dùng ít xi măng, thân đập không có khe ngang dọc, thi công vào mùa nhiệt độ thấp, đầm lăn phân tầng toàn diện, liên tục đổ lên cao và chống thấm bằng vữa cát nhựa đường'' Trải qua 6 tháng thi công đến tháng 5 năm 1986 đã xây xong đập bê tông đầm lăn đầu tiên của Trung Quốc cao 56,8 m

Trong quá trình thực nghiệm xây đập đã triển khai nghiên cứu chuyên đề và quan trắc hiện trường đối với các vấn đề điều chỉnh mật độ bê tông đầm lăn, qui luật nén ép, ninh kết ban đầu của bê tông, thời gian giãn cách mặt tầng, quản lý và tổ chức thi công, thi công bê tông khác loại mặt tầng, đơn giản hoá ván khuôn mặt hạ lưu, đặc tính thay đổi nhiệt độ của thân đập v.v nhằm tích luỹ các kinh nghiệm quí báu của kỹ thuật xây đập bê tông đầm lăn Thí nghiệm đập Kháng Khẩu thành công đã mở ra con đường mới xây đập nhanh ở Trung Quốc Sau đập Kháng Khẩu, tốc độ phát triển đập bê tông đầm lăn của Trung Quốc rất nhanh Có một số công trình đã thiết kế thậm chí đã bắt đầu thi công cũng chuyển sang dùng bê tông đầm lăn, rất nhiều công trình mới đã tích cực ứng dụng bê tông đầm lăn Tính

đến cuối năm 1991 Trung Quốc đã có 7 công trình đập trọng lực bê tông đầm lăn, đang thi công 8 công trình, sắp thi công và đang trong giai đoạn thiết kế còn trên mười công trình nữa Dự kiến xây với qui mô lớn nhất sẽ là đập Long Than trên Sông Hồng Thuỷ - Quảng Tây

Hiện nay Trung Quốc trở thành một nước chủ yếu trên thế giới xây dựng đập bê tông

đầm lăn Tháng 11- 1991 tại Bắc Kinh đã có hội thảo quốc tế về kỹ thuật xây dựng đập bê tông đầm lăn Đây cũng là lần đầu có cuộc hội nghị mang tính quốc tế về học thuật bê tông

đầm lăn Tham dự hội thảo có hơn 150 đại biểu đến từ 13 nước, bao gồm các chuyên gia, học giả và công trình sư, đã đóng góp cho hội nghị 67 luận văn Đã trao đổi kinh nghiệm đầy

đủ và toàn diện về các mặt qui hoạch, thiết kế vật liệu, khống chế chất lượng, kết cấu chống thấm, vận hành, giám sát và bảo dưỡng v.v Đây là một cống hiến cho sự phát triển hơn nữa của kỹ thuật xây dựng đập bê tông đầm lăn

Tình hình đập bê tông đầm lăn của Trung Quốc cụ thể xem bảng 0-1 và 0-2

Bảng 0-1: Đập bê tông đầm lăn đã, đang và sắp xây dựng của Trung Quốc

Tên đập Địa chỉ Loại hình

Nơi dùng

bê tông đầm lăn

Cao (m)

Đỉnh dài (m)

Lượng

bê tông (1000m 3 )

Đồng giai

tử Tứ Xuyên Đập trọng lực Đập tràn, đoạn ngăn 82.0 513 41.0 Đã xong

Thuỷ khẩu Phúc Kiến Đập trọng lực Đập tràn, đoạn ngăn 100.0 791 45.0 Đã xong Quảng bá Quảng Đông Đập trọng lực Toàn đập 43.5 130 4.2 Đã xong Quan âm

các Liên Minh Đập trọng lực Đập tràn, đoạn ngăn 52.0 1049 123.0 Đã xong Cẩm giang Quảng

Đào lân

khẩu Hà bắc Đập trọng lực Bộ phận đập 81.5 537 7.5

Miên hoa

than Phúc kiến Đập trọng lực Toàn đập 111 303 54.8

Lâm giang Giang minh Đập trọng lực Bộ phận đập 104.0 531 142

Đại triều

sơn Vân nam Đập trọng lực Toàn đập 120 480 8.5

Uyển giao Triết giang Đập trọng lực Toàn đập 83.0 32

Giang a Hồ nam Đập trọng lực Toàn đập 128 105.6

Tư lâm Quí châu Đập trọng lực Toàn đập 84.0 62

Trường

thuận Hồ bắc Đập trọng lực Toàn đập 83.0 14

Thạch bàn

thuỷ Tứ xuyên Đập trọng lực Toàn đập 84.0 44.4

Long than Quảng tây Đập trọng lực Bộ phận đập 210/192*

353/270*

* Thời kỳ cuối/Thời kỳ đầu

Bảng 0-2: Đê quai bê tông đầm lăn xây ở Trung Quốc

Tên công trình Loại đập Nơi áp dụng Cao (m) Đỉnh dài (m) Lượng bê tông

II Tính ưu việt của bê tông đầm lăn:

Đập bê tông đầm lăn tổng hợp được đặc tính vận hành an toàn của đập bê tông và đặc tính thi công nhanh của đập đất đá, đã qui tụ cả hai tính ưu việt là nhanh và kinh tế

1 Nhanh chóng:

Kích thước mặt cắt của bê tông đầm lăn cũng tương tự của bê tông thường, nhưng lượng bê tông ít hơn, thân đập có kết cấu đơn giản, không có khe dọc, không tạo khe ngang bằng khuôn, sử dụng các thiết bị thi công đập đá, vì vậy tốc độ xây dựng nhanh hơn nhiều so với bê tông thông thường ở đập Ngọc Xuyên của Nhật bản đã dùng xe ben chuyển bê tông tới gần đập để đổ vào khoảnh đổ theo máng dốc Qua 21 tháng thi công đã đổ được 1.000.000m3 bê tông, đã rút ngắn thời gian thi công 5~7 tháng so với dùng cẩu đổ vào khoảnh ở đập này không thi công vào 5 tháng của mùa đông, như vậy là rút ngắn thời gian thực tế là khoảng 1 năm Đê Galesville của Mĩ cao 51m chỉ mất 2 tháng là đổ xong ở đập Elk Creek của Mĩ có ngày đổ bê tông cao nhất đạt 9.474m3 ở Trung Quốc, đập chính trạm thuỷ điện Nham Than ngày 10-11-1980 đã lập kỷ lục đổ bê tông cao nhất là 1.068 m3/ngày

So với đập đất đá thì mặt cắt của đập bê tông đầm lăn nhỏ hơn, lượng công trình ít hơn, nếu lại áp dụng thi công cơ giới như ở đập đất đá thì sẽ rút ngắn thời gian thi công Với đập Monksville của Mĩ đã thiết kế so sánh 4 loại đập và kết luận dùng đập kiểu bê tông đầm lăn, thời gian thi công chỉ bằng nửa của đập đất đá Đập Olivettes của Pháp toàn bộ công trình thi công chỉ cần 18 tháng, giảm 10 tháng so với phương án đập đá hộc Cường độ và thời gian thi công của một số công trình xây dựng được ghi trong bảng 0-3

Bảng 0-3: Tốc độ thi công đập bê tông đầm lăn của một số công trình xây dựng

Tên đập Lượng bê tông

(1000m 3 )

Thời gian thi công

Khối lượng đổ lớn nhất trong ngày (m 3 )

Monksville 22.10 < 5 tháng 9760 Copper field 14.00 < 4 tháng 2600

Đê bao Cách hà nham 12.00 35 ngày 7930 Elk Creek 76.50 Giữa chừng dừng do sự cố 9474

Đê bao Nham than 30.50 97 ngày 8184

đầm lăn bằng 77% đơn giá bê tông thường

Thể tích đập bê tông đầm lăn nhỏ hơn bê tông thường nên giảm được vật liệu xây dựng Chiều rộng móng đập nhỏ cũng giảm bớt công việc đào và xử lý móng Thi công chiều dài máng dẫn và xả lũ cũng giảm mà lại có thể bố trí công trình xả lũ ngay tại lòng sông, không như là đập đất đá: đường xả lũ bố trí ngoài lòng sông Đập bê tông đầm lăn loại vừa

và nhỏ chỉ cần vài tháng là xây xong, cho phép giảm nhiều tiêu chuẩn thi công dẫn dòng

Đập Galesville áp dụng thiết kế lưu lượng trung bình năm mà không áp dụng thiết kế theo 5 năm hoặc 10 năm một lần nước lũ; thiết kế thi công lưu lượng dẫn dòng từ 170 m3/s xuống còn 34 m3/s, đã đơn giản hoá biện pháp dẫn dòng, giảm chi phí dẫn dòng Trong thời gian thi công đập bê tông đầm lăn, nếu đỉnh lũ về chậm tạo nên tổn thất cũng tương đối nhỏ Ví dụ

đập Craigbourne của Australia lũ tràn về trong lúc đang thi công thân đập, sau khi lũ rút thì chỉ có mặt bê tông niên hạn 2 ngày là bị tổn hại và chỉ cần 5 ngày sau là trở lại thi công Đê quai Nham Than và đê quai Cách Hà Nham đã từng bị đỉnh lũ tràn qua ngay trong năm xây dựng, đều không phát hiện hư hỏng Chiều cao của đập bê tông đầm lăn chỉ cần đạt đến mực nước lũ kiểm tra là được, dùng tường chắn sóng để chắn sóng vọt cao; còn ở đập đất đá thì phải xét tới vượt cao và nước tràn qua nên chiều cao phải cao hơn đập bê tông Ví dụ thực tế

về giảm được chiều cao độ của đập bê tông đầm lăn là đập Trung Sai Theo thiết kế đây là

đập đất đá có chiều cao 61m Khi các công việc đào móng, đổ vữa và xử lý móng đã xong thì chủ doanh nghiệp thẩm tra lại chức năng, qui mô và chi phí của đập, kết quả phát hiện ra rằng nếu sửa đổi xây đập bằng bê tông đầm lăn, thì chiều cao của đập có thể giảm nhiều là vì đập thấp đi cũng có thể đảm bảo tình trạng yêu cầu chống lũ (xét theo lưu lượng nước lũ tràn thì 500 năm mới có 1 lần), với việc hiếm gặp lũ thì đập bê tông đầm lăn cho phép có

đỉnh lũ tràn qua mà không gặp tai nạn Việc sửa đổi xây dựng đập dùng bê tông đầm lăn có thể đơn giản hoá công trình xả lũ lại rút ngắn được thời gian thi công, từ đó mà tiết kiệm rất nhiều chi phí cho công trình, vì thế đã quyết định thay bằng đập bê tông đầm lăn, đập chỉ cao có 37,8m Tóm tắt lại các đặc điểm kể trên để kết luận rằng đập bê tông đầm lăn kinh tế hơn đập đất đá Bảng 0-4 so sánh kinh tế của các công trình khác nhau

Bảng 0-4: So sánh tính kinh tế của các loại đập (1.000.000 USD)

III Những vấn đề tồn tại hiện nay của bê tông đầm lăn:

Đập bê tông đầm lăn phát triển rất nhanh, số lượng đập đã xây ngày càng lớn, loại hình kiểu đập trọng lực phát triển theo hướng đập trọng lực vòm và đập vòm Hiện đang còn không ít các kỹ thuật còn phải nghiên cứu, vấn đề tồn tại chủ yếu bao gồm 5 điểm sau:

1 Vấn đề chất lượng mặt kết hợp của tầng bê tông:

Sau khi xây xong đập Liễu Kê vào mùa xuân năm 1983, hồ chứa nước lần đầu tiên trữ nước có độ cao đến 15,2m, ở cống thoát nước và ở mặt đập hạ lưu lập tức xuất hiện thấm nước lớn, tổng lượng nước thấm lên đến 170 l/s Theo phân tích thì nước thấm chủ yếu đến

từ mặt tầng đầm Qua thí nghiệm chống cắt đứt tại hiện trường của một công trình ở Trung Quốc chứng minh rằng lực kết hợp trong tầng bê tông đầm lăn là 1,6 MPa, còn lực kết hợp mặt tầng không xử lý gì cả chỉ có 0,8 MPa, nghĩa là bằng 50% nội tầng Lực kết hợp mặt tầng rải vữa xi măng cát là 1,25 MPa bằng 78% nội tầng Điều này chứng tỏ mặt tầng thi công đầm lăn là một khâu rất yếu Khi độ cao với chỉ tiêu chống cắt mặt tầng tăng, làm thế nào để nâng cao chất lượng kết hợp mặt tầng để thoả mãn chiều cao đập đang còn là vấn đề chờ giải quyết

2 Kết cấu chống thấm của bê tông đầm lăn:

Như trên đã nói, chất lượng kết hợp mặt tầng đầm không tốt là nguyên nhân thấm nước Với những người đã xây nhiều đập bê tông đầm lăn thường lấy mặt thượng lưu của đập

bê tông thường làm tác dụng chống thấm Có một số đập đơn độc áp dụng tầng chống thấm thượng lưu, một số ít đập lấy ngay đập bê tông đầm lăn để chống thấm Hiện tại thì ưu tiên chọn kiểu cấu tạo chống thấm lấy ngay bản thân bê tông đầm lăn, còn các kiểu cấu tạo chống thấm khác vẫn còn phải tiếp tục nghiên cứu phát triển Tuỳ theo tình hình cụ thể mà

đề ra các yêu cầu khác nhau về kết cấu chống thấm

3 Khống chế nhiệt độ và đặt khe ngang:

Với qui mô ngày càng lớn của đập bỏ khe ngang, chỉ thi công ở mùa có nhiệt độ thấp ngày càng trở nên khó khăn, việc thi công đập bê tông đầm lăn vào mùa hè cũng là điều không tránh khỏi cho nên vấn đề khống chế nhiệt độ là vô cùng quan trọng so với đập nhỏ

và vừa Còn một vấn đề khác nữa là xác định khoảng cách khe ngang, với điều kiện tiên quyết là phải thoả mãn yêu cầu chống nứt để chọn khoảng cách lớn sẽ có lợi cho việc thi công nhanh

Vấn đề đặt khe ngang của đập vòm bê tông đầm lăn càng trở nên quan trọng Với tình hình nào thì phải tạo khe ngang? Kết cấu khe ngang ra sao? Sau khi đã tạo khe ngang thì làm thế nào để hồi phục lại tính nguyên vẹn của đập vòm? Tất cả các vấn đề này từ lý luận

đến công nghệ đều còn cần phải nghiên cứu tiếp

4 Thi công nhanh công trình lớn:

Quy mô đập ngày càng lớn, yêu cầu cường độ thi công ngày càng tăng Việc ứng dụng thi công cơ giới trong các công trình vừa và nhỏ sẽ không đáp ứng được nhu cầu thi công cường độ cao Những năm gần đây việc đổ bê tông, vừa trộn vừa vận chuyển liên tục đã ngày càng nhiều, đây cũng chính là nhu cầu của tình hình phát triển

5 Tính bền vững của bê tông đầm lăn:

Lượng xi măng ít, trộn nhiều tro bay đã làm cường độ thời kỳ đầu của bê tông giảm sút, nhưng niên hạn càng tăng thì cường độ càng phát triển, cho tới thời kỳ sau (như là 180 ngày, 356 ngày) thì cường độ sẽ cao hơn cường độ của bê tông thường Tuy thế cho đến tận ngày nay, tính năng trường kỳ (ví dụ 50 năm, 100 năm) của loại bê tông này như thế nào còn chưa rõ, bởi vì công trình đập bê tông đầm lăn ''già'' nhất cũng chỉ mới hơn 10 năm Việc triển khai nghiên cứu tính bền vững của bê tông đầm lăn tuy khó nhưng mà vô cùng bức thiết

Chương I:

Vật liệu hợp thành bê tông đầm lăn

và thiết kế cấp phối

Sử dụng nguyên vật liệu có chất lượng thì có thể tạo ra được bê tông đầm lăn tốt Tuy nhiên pha chế bê tông vừa thoả mãn yêu cầu kỹ thuật vừa kinh tế không nhất thiết chỉ dùng nguyên vật liệu cực tốt mới được Nguyên vật liệu của bê tông đầm lăn phải thoả mãn yêu cầu kỹ thuật Nguyên vật liệu lại phải pha chế hợp lý, chính xác để giá thành rẻ, sản xuất ra

bê tông đầm lăn có kỹ thuật hợp lý

Trong chương này chủ yếu nói về các yêu cầu kỹ thuật của bê tông đầm lăn, nguyên lý

và các phương pháp để thiết kế cấp phối

1 Vật liệu hợp thành bê tông đầm lăn:

Bê tông đầm lăn là hỗn hợp tạo thành bởi 6 lọai vật liệu là xi măng, chất độn, nước, cát,

đá và chất phụ gia Xi măng và chất độn gọi chung là vật liệu kết dính Hỗn hợp của nước với liệu kết dính tạo thành vữa kết dính, chúng bao bọc bên ngoài cát và lấp vào các khe hở của cát, cùng với cát tạo thành vữa cát Vữa cát bao ra ngoài đá và lấp vào các khe đá Trong hỗn hợp bê tông đầm lăn, vữa kết dính có tác dụng ''bôi trơn'' giữa các hạt cát, đá để hỗn hợp

đạt đến độ công tác yêu cầu của công trình thi công Vữa kết dính sau khi đông cứng đã kết dính các cốt liệu lại với nhau thành một khối chắc chắn Trong hỗn hợp bê tông đầm lăn, cốt liệu (thường không xét đến phản ứng hoá học với vữa kết dính) tạo thành ''khung xương'' của

bê tông, có tác dụng nhất định để nâng cao một số tính năng của bê tông tới một mức nào đó (ví dụ biến dạng thể tích nhỏ, giảm bớt độ tăng nhiệt của bê tông) Trong bê tông đầm lăn, chất phụ gia có tác dụng làm chậm đông cứng, giảm lượng nước và dẫn khí v.v

Muốn cho bê tông đạt tính năng kỹ thuật tốt mà lại giảm được giá thành công trình, tất phải chọn hợp lý các vật liệu tạo thành bê tông đầm lăn Trong tiết này chủ yếu nói về yêu cầu kỹ thuật của các vật liệu tạo thành bê tông đầm lăn như xi măng, chất độn cốt liệu thô cốt liệu mịn và chất phụ gia Tro bay là một loại chất độn quan trọng của bê tông đầm lăn, cho nên sẽ được giới thiệu trọng điểm trong tiết này

I Xi măng:

Xi măng được dùng trong bê tông đầm lăn có chỉ tiêu kỹ thuật chủ yếu là phải phù hợp các tiêu chẩn nhà nước hiện hành Nói trên nguyên tắc thì xi măng dùng làm bê tông thuỷ công thường có thể dùng để pha trộn bê tông đầm lăn Nhưng vì căn cứ vào tính chất trọng yếu của công trình hoặc các bộ phận công trình sử dụng bê tông khác nhau, vì vậy xi măng ở các chỗ này cũng khác Mác và chủng loại xi măng phải chọn theo 2 phương diện sau: một

là các vật liệu kết cấu đối với cường độ thiết kế bê tông đầm lăn và thiết kế niên hạn, hai là các yêu cầu đặc biệt về điều kiện vận hành của bộ phận bê tông đầm lăn trong công trình (ví

dụ chống mòn, va đập, chống đông tan) hoặc làm chậm các phản ứng vật chất có hại (như phản ứng hoạt tính kiềm của cốt liệu, sự xâm thực của các chất độc hại) Bê tông đầm lăn bên trong các kiến trúc quan trọng thể tích lớn thì phải dùng xi măng portland mác không ít hơn 425 có nhiệt độ thấp (hoặc trung nhiệt) và xi măng portland thường có thêm chất độn vừa phải Bê tông đầm lăn bên trong các kiến trúc tạm thời hoặc thông thường mà lại có yêu cầu thiết kế cường độ tương đối thấp thì có thể dùng xi măng mác 325 hoặc 425 trộn với vật liệu hỗn hợp Nhưng khi trộn chất độn tại công trường thì phải xét đến việc trong xi măng đã trộn với vật liệu hỗn hợp rồi Vì Trung Quốc dùng bê tông đầm lăn phần lớn trộn tro bay với

tỉ lệ lớn nên ở các công trình bê tông đầm lăn thuỷ công đại bộ phận là dùng xi măng portland hoặc xi măng portland thông thường mác 425 hoặc 525 ở móng tường dẫn bên trái

âu thuyền số 1 sông lớn đập của bang Cali và đê bao trạm thuỷ điện Cách Hà Nham đã dùng

xi măng portland đập lớn mác 425 trộn với xỉ quặng Mỹ thường dùng xi măng loại II Nhật bản thường dùng xi măng portland và tro bay (tro bay chiếm 30%), trong khi thi công không trộn thêm chất độn nữa

II Cốt liệu:

Cốt liệu dùng trong bê tông đầm lăn bao gồm cốt liệu mịn (cát) và cốt liệu thô (đá) Cốt liệu có thể lấy từ thiên nhiên (cát sông, đá cuội), cũng có thể do máy móc tạo ra (cát nhân tạo, đá dăm) Tỉ lệ cốt liệu của bê tông đầm lăn chiếm 85%~90% trong lượng bê tông Hình dạng và tính chất của cốt liệu ảnh hưởng rất lớn đến tính năng của bê tông đã

đông cứng hoặc mới trộn Chất lượng và số lượng của cốt liệu quyết định tính kinh tế của công trình và việc thi công thuận lợi của công trình Vì thế mà phải tiến hành điều tra khảo sát kỹ lưỡng, thí nghiệm tính năng vật lý lực học có hệ thống và so sánh kinh tế, lựa chọn chính xác vùng nguyên liệu Tốc độ thi công nhanh, khối lượng sử dụng nhiều và tập trung thì việc chọn cốt liệu không thoả đáng hoặc điều tra nghiên cứu chưa đủ đều dẫn tới tình trạng bị động trong thi công công trình Chính vì vâỵ mà cần phải chú ý đặc biệt, không

được để xảy ra sơ xuất nào trong việc lựa chọn cốt liệu

ly cốt liệu sẽ nghiêm trọng nhất Sử dụng cốt liệu to nhất có đường kính 40m hoặc bé hơn thì hiện tượng phân ly giảm rõ rệt; nhưng phải tăng lượng vữa cát và keo dính như vậy sẽ gây khó cho việc khống chế nhiệt độ ở một số công trình của Mỹ sử dụng cốt liệu lớn nhất không quá 38mm, mặc dù lượng keo dính có tăng Ví dụ đập Upperstill Water dùng keo dính tới 254 kg/m3 Nhật Bản đã từng sử dụng các biện pháp thi công nghiêm ngặt nhưng vẫn không đạt hiệu quả giải quyết việc phân cỡ của cốt liệu thô của kỳ dự bị Cho nên ở các nước, trên phần lớn công trình hiện đều sử dụng cục cốt liệu lớn nhất có đường kính là 80mm (76mm)

Dùng đá cuội có thể giảm tỉ lệ khe hở Với tình hình dùng cùng một lượng vữa cát như nhau có thể được hỗn hợp có độ công tác nhỏ Nhưng thực tế thi công đã chứng minh, bê tông đầm lăn dùng đá dăm thì khi đổ ra khỏi máy trộn mức độ phân cỡ nhẹ Trong cốt liệu thô có quá nhiều cục có dạng dẹt nhọn thì không những tỉ lệ khe hở lớn, khi rung để đầm rất

dễ làm vỡ các cục này và dần xếp chúng thành mặt ngang rất khó cho vữa cát bao bọc, cho nên phải hạn chế cục dẹt nhọn Tỉ lệ cấp phối tốt sẽ có lợi cho việc giảm lượng keo dính của

bê tông đầm lăn và nâng cao tính năng của bê tông Các công trình bê tông đầm lăn trong và ngoài nước đều sử dụng cốt liệu thô cấp phối liên tục, vì nếu cấp phối gián đoạn thì năng lực chống phân ly của bê tông sẽ kém Tỉ lệ và cấp hạt cốt liệu thô được chọn theo kết quả thí nghiệm dung trọng đầm chặt cốt liệu thô và khả năng chống phân cỡ Trong tình trạng thông thường khi cốt liệu thô có đường kính lớn nhất là 80mm, muốn được dung trọng đầm chặt lớn nhất (tức là tỉ lệ khe hở nhỏ nhất), thì tỉ lệ cốt liệu to:vừa:nhỏ là 4:3:3 Khi tỉ lệ này là 3:4:3 thì dung trọng đầm chặt cốt liệu hơi nhỏ, nhưng năng lực chống phân cỡ của hỗn hợp lại tốt Do đó rất nhiều công trình đã xây dựng ở Trung Quốc đều chọn tỉ lệ đá to:đá vừa:đá nhỏ = 3:4:3 Sự lựa chọn cấp phối cốt liệu còn phải xuất phát từ thực tế, phải xét tới tình hình

cấp phối tự nhiên của bãi nguyên liệu, mục đích là cân bằng giữa sử dụng và sản xuất để đạt hiệu quả kinh tế

Hàm lượng các chất độc hại trong cốt liệu thô phải nằm trong phạm vi qui định hiện hành

2 Cốt liệu mịn:

Yêu cầu chất lượng cốt liệu mịn của bê tông đầm lăn cũng cơ bản giống cốt liệu mịn dùng cho bê tông thường Cốt liệu mịn phải sạch, không chứa quá nhiều chất độc hại và tạp chất hữu cơ Modun độ mịn từ 2,20 đến 3,00 là vừa phải Nhưng khi thi công đập thuỷ điện Mã Hồi huyện Phùng Yên - Tứ Xuyên, do tại địa phương không có cát phù hợp nên đã dùng cát có modun độ mịn 0,70, tăng vừa phải chất kết dính của hỗn hợp nên cũng đã thành công

Độ hạt và hình dáng của cốt liệu mịn có ảnh hưởng rất lớn đến tính năng của bê tông đầm lăn Cát có góc cạnh, nhất là cát hạt dẹt nhiều hoặc cát cấp phối không tốt thì có tỉ lệ khe hở lớn Khe rỗng của cát trong bê tông thường là 40%~45% Cát cấp phối tốt thì khe hở giảm xuống dưới 40% Dùng cát có tỉ lệ khe hở lớn để trộn bê tông cần tốn nhiều nguyên vật liệu kết dính Độ hạt nhỏ trong cát (Trung Quốc qui định độ hạt nhỏ hơn 0,16 mm, Mỹ qui định 0,075 mm) Có ảnh hưởng cực kỳ lớn đến tính năng của bê tông Bột mịn co ít hoặc không ngót dùng để trộn bê tông đầm lăn đều có hiệu quả tốt Trong ''Chỉ đạo thiết kế và thi công

đập bê tông đầm lăn'' của Mỹ có nêu: Chỉ số co ngót là 4 hoặc bột mịn hơn dùng trong bê tông đầm lăn không sao cả Bột mịn có chỉ số co ngót 5~7, chỉ sau khi qua thực nghiệm rộng rãi chứng minh là không vón thành cục hoặc làm giảm tính công tác của hỗn hợp mới được dùng Bột mịn chỉ số lớn hơn 9 không thích hợp dùng làm bê tông đầm lăn Theo kinh nghiệm của Trung Quốc, trong cốt liệu mịn có một lượng nhất định bột mịn không co ngót

đến co ngót ít đều có tác dụng nhất định đến tính năng vật lý cuả bê tông đầm lăn Ví dụ như

là cải thiện tính công tác của hỗn hợp tăng độ nén chặt của bê tông, chống thấm tăng cường

độ của bê tông tăng tính liên kết mặt tầng thi công giảm lượng chất keo dính v.v Trong cốt liệu mịn, hàm lượng bột mịn cho phép tuỳ thuộc tính chất của bột mịn mà có sự chênh lệch lớn Nghiền nham thạch để làm cát nhân tạo dùng làm cốt liệu mịn thì hàm lượng bột mịn trong cát nhân tạo (độ hạt dưới 0.075mm) là không quá 15% Trung Quốc trong ''Quy phạm thi công bê tông đầm lăn thuỷ công'' tiêu chuẩn ngành thuỷ lợi, thuỷ điện qui định hàm lượng bột mịn không quá 17% Thí nghiệm trong nhà chứng minh, bột mịn trong cát nhân tạo chiếm hơn 20% cũng không có ảnh hưởng gì đến quá trình vật lý của bê tông Cần chỉ ra rằng, bột mịn trong cát trong quá trình trộn bê tông phải phân tán không được vón thành cục, việc tồn tại của bột mịn cũng không được làm tăng thêm lượng nước cần của hỗn hợp Vì trong quá trình trộn bột mịn vón cục sẽ bị xi măng bao bọc tạo thành những cục không kết dính trong bê tông, dẫn tới việc làm giảm cường độ bê tông, tăng độ se khô của bê tông và làm giảm độ bền lâu của bê tông Độ công tác của bê tông đầm lăn đặc biệt nhạy cảm với sự biến đổi của nước sử dụng, cho nên phải coi trọng đầy đủ đến công tác kiểm tra và khống chế hàm lượng nước của cát (nhất là khi hàm lượng bột mịn lại cao)

3 Cốt liệu tổng hợp:

Cấp phối cốt liệu của bê tông đầm lăn từ cấp phối cốt liệu loại ưu theo phân loại thông thường đến hỗn hợp cốt liệu không phân loại (còn gọi là cốt liệu thống nhất hoá) đều được dùng Các đập bê tông đầm lăn thi công tại Nhật áp dụng cấp phối cốt liệu như của bê tông thường, phần lớn các công trình của Trung Quốc cũng vậy Công trình Tabcila của Pakistan

và 1 số công trình của Australia đều sử dụng cốt liệu thống nhất hoá Công trình Tabcila lợi dụng các trầm tích của lòng sông, loại bỏ các cục có đường kính lớn hơn 152mm rồi trộn với cốt liệu đường kính lớn hơn 19mm theo tỉ lệ thể tích 1:1, và cũng không dùng biện pháp gia công gì khác Đập bao trạm thuỷ điện Cách Hà Nham - Thanh Giang - Hà Bắc - Trung Quốc dùng cốt liệu thô đường kính tối đa là 80 mm Do năng lực phân loại của sàng đi kèm với thiết bị trộn hơi kém, không thoả mãn được yêu cầu tỉ lệ nước của cốt liệu (nhất là cốt liệu

mịn), do vậy mà phải dùng cát đá tự nhiên chưa rửa, trộn cát với đá dăm để làm bê tông cấp phối II thay vì cấp phối III

Sử dụng cốt liệu hỗn hợp có thể đơn giản hoá thậm chí bỏ hẳn công nghệ sàng cốt liệu,

có thể lấy nguyên liệu tại chỗ đạt hiệu quả kinh tế: Cốt liệu hỗn hợp có thể dùng được vào công trình hay không còn phải xem tình hình ổn định của cấp phối có sẵn tại bãi nguyên liệu, thường yêu cầu là cấp phối ổn định hoặc cơ bản ổn định Trên cơ sở đó, khi thiết kế cấp phối nên xét đặc điểm hợp lý sử dụng cốt liệu, khi chọn tham số tỉ lệ hỗn hợp (như tỉ lệ cát,

tỉ lệ vữa cát), thì nên để dư ra để cấp phối cốt liệu giao động trong phạm vi có thể Nhưng cấp phối cốt liệu hỗn hợp của bãi nguyên liệu khó có thể đảm bảo được ổn định, nếu tăng thêm lượng vữa tro để giữ cho tính công tác của hỗn hợp được ổn định thì lại không kinh tế

mà có khi còn khó khăn cho việc khống chế nhiệt độ, chất lượng thi công hỗn hợp cũng khó

đảm bảo Vì vậy mà khó áp dụng vào các công trình trọng yếu có tính chất vĩnh cửu

III Chất độn:

A Tác dụng của chất độn:

Để cho phù hợp với việc thi công đầm nhanh, liên tục của bê tông đầm lăn, thông thường không lắp đặt ống nước làm mát bê tông để làm giảm độ tăng nhiệt Mặt khác, lượng

xi măng trong bê tông cũng cố gắng giảm thấp, nhưng muốn thoả mãn độ công tác của hỗn hợp thi công và yêu cầu tính năng kỹ thuật do thiết kế đập đề ra thì lượng xi măng của bê tông đầm lăn lại không được ít quá; như vậy là có sự mâu thuẫn Phương pháp có hiệu quả giải quyết mâu thuẫn này có thể khả thi đó là trộn chất độn vào bê tông

Thông thường chất độn trong bê tông đầm lăn phải có hoạt tính, nó có thể là tro bay, xỉ quặng lò cao đã nghiền, cũng có thể là tro núi lửa hoặc nguyên liệu khác của núi lửa Các chất độn này được tập trung hoặc gia công cho độ hạt cùng cấp với độ hạt xi măng để trộn vào bê tông, có tác dụng nâng cao tính công tác của hỗn hợp cũng như xi măng vậy Ngoài

ra, các chất độn này tiềm ẩn hoạt tính, có thể phản ứng thuỷ hoá lần thứ hai với xi măng tạo

ra sản phẩm thuỷ hoá là hydioxyt canxi, chất thuỷ hoá này có tính kết dính ổn định, có tác dụng quan trọng nâng cao tính năng kỹ thuật của bê tông Bê tông đầm lăn trộn chất độn sẽ

có tỉ lệ tăng cường độ hậu kỳ, cường độ dài hạn cũng tăng, tính chống thấm và tính biến dạng của bê tông thấp, vì nhiệt lượng thuỷ hoá của chất độn thấp hơn nhiều so với xi măng Cho nên các nước đều trộn chất độn vào bê tông đầm lăn của hầu hết các công trình thi công

B Đặc tính của chất độn:

Như trên đề cập, chất độn của bê tông đầm lăn có thể là tro bay, xỉ quặng lò cao đã nghiền, cũng có thể là tro núi lửa hoặc tro núi lửa khác Trong bê tông đầm lăn của các nước thường dùng chất độn là tro bay cũng có khi là tro núi lửa hoặc tro nham kết

1 Thành phần hoá học chủ yếu của chất độn:

Các tạp chất có trong bã quặng luyện thép là SiO2, Al2O3 v.v dưới tác dụng của nhiệt

độ cao cùng với đá vôi nung chảy thành, thành phần hoá học chủ yếu là CaO, SiO2, Al2O3, chiếm tỉ lệ 90% trở lên trong xỉ quặng Xỉ quặng nóng chảy được làm lạnh đột ngột (nước, khí nén hoặc hơi nước) hình thành kết cấu dạng thuỷ tinh là chính gọi là ''xỉ quặng lò cao hạt hoá'' có hoạt tính cao

Nếu hàm lượng CaO trong xỉ quặng lớn thì hoạt tính cao, nhưng nếu cao quá 51% thì

độ kết dính của xỉ quạng nóng chảy sẽ kém đi Khả năng kết tinh tăng, dễ kết tinh Khi đó thành phần thuỷ tinh thể của xỉ quặng giảm đi, hoạt tính giảm Hàm lượng Al2O3 lớn thì hoạt tính cũng lớn Sự tồn tại của SiO2 có tác dụng nhất định đến sự hình thành kết cấu thuỷ tinh thể, nhưng nếu hàm lượng SiO2 quá cao, do kết hợp với CaO, MgO không tốt nên hoạt tính của xỉ quặng kém Do đó nếu hàm lượng CaO và Al2O3 trong xỉ quặng đều cao, còn hàm lượng SiO2 thấp thì có hoạt tính tốt nhất

Tro bay dùng trong bê tông đầm lăn là bụi tro bay (fly ash) do ống khói lò cao đốt than toả ra Thành phần hoá học của nó thay đổi tương đối nhiều tuỳ thuộc điều kiện nung đốt của lò Nguyên nhân thay đổi thành phần hoá học của tro bay là sự biến động của hàm lượng

và các tạp chất không cháy trong than đốt Thông thường thì thành phần hóa học chủ yếu của tro bay là SiO2, Al2O3, Fe2O3 và CaO, trong đó SiO2, Al2O3 có hàm lượng lớn nhất, tổng hàm lượng của chúng tới 60% trở lên Hàm lượng Al2O3, hoạt tính và SiO2 hoạt tính quyết định hoạt tính của tro bay CaO cực kỳ có lợi cho hoạt tính tro bay, có một số tro bay

có hàm lượng CaO cao, sau khi trộn nước thậm chí có thể tự đông cứng Fe2O3 trong tro bay

có tác dụng là chất dung môi, có thể thúc tiến sự hình thành thuỷ tinh thể, tăng hoạt tính tro bay Than chưa cháy trong tro bay là thành phần phi hoạt tính Than có độ hạt lớn thô, nhiều

lỗ Đem tro bay có hàm lượng lớn than trộn với xi măng thì tốn nhiều nước hơn để được độ chặt tiêu chuẩn Ngoài ra, than sau khi gặp nước trên bề mặt hạt tro bay tạo thành một màng chất kỵ nước làm cản trở việc nước thẩm thấu vào nội bộ hạt bụi tro bay Làm ảnh hưởng tới phản ứng oxy hoá hoạt tính của Ca(OH)2 trong tro bay vì vậy mà làm giảm hoạt tính của nó Than là thành phần có hại trong tro bay

Chất độn cho bê tông đầm lăn có thể dùng các nguyên liệu chắc của núi lửa như tro và nham núi lửa, chúng là những sản phẩm mà núi lửa phun lên rồi bị lạnh đột ngột ở các mức

độ khác nhau mà tạo thành tro và nham Trong đó thì tro núi lửa là các chất trầm tích trong lục địa hoặc trong nước có độ hạt cực nhỏ phun lẫn các tạp chất xỉ, cuội sau khi phun ra lại hoá thạch Thành phần hoá học của các chất độn này ngoài hợp chất silic oxy hoá ra còn có một hàm lượng oxyt nhôm, và một ít chất trong oxyt hoá kiềm tính (Na2O + K2O) Hoạt tính của chúng tuỳ thuộc thành phần hoá học và tốc độ làm lạnh sau khi núi lửa phun ra và còn

có liên quan tới hàm lượng thuỷ tinh thể nữa

Thành phần hoá học và hoạt tính của tro nham khác nhau và tuỳ thuộc xuất xứ của tro núi lửa Nham và tro núi lửa đem trộn vào bê tông đầm lăn thì phải nghiền nhỏ gần được như

xi măng rồi lại phải kiểm định xem có phù hợp mới được dùng

2 Đặc tính cơ bản của tro bay:

(1) Đặc tính vật lý của tro bay: Tro bay được tạo thành bởi các hạt có kích thước rất khác nhau Dùng kính hiển vi quang học hoặc kính hiển vi điện tử có thể rõ ràng quan sát các hạt tro bay và diện mạo của nó, trên diện mạo có thể chia làm 3 lọai theo độ hạt thô hay mịn: Hạt tròn, hạt nhiều lỗ và hạt bất qui tắc

Tro bay hạt tròn có dạng hình cầu, bề mặt tương đối trơn nhẵn, chúng là các hạt tro bay nằm ở vùng nhiệt độ cao của lò lâu, với trạng thái nhiệt độ cao biến thành thể nóng chảy hoặc do trong bụi tro bay còn nhiều chất có điểm cháy thấp khi đối với nhiệt độ không cao lắm đã trở thành thể nóng chảy Các hạt lỏng này trong quá trình lạnh đột ngột, dưới tác dụng của sức căng bề mặt mà hình thành các hạt tròn Tuỳ theo trạng thái mật độ trong hạt

và mật độ bề ngoài lớn nhỏ mà phân ra thành hạt tròn nổi, hạt tròn chìm rỗng ruột và hạt tròn chắc, hạt tròn phức hợp Hạt tròn nổi là hạt thuỷ tinh nhỏ vách mỏng rỗng, có khi trên vách lại xuất hiện các lỗ huyệt rỗng, nhọn cực là nhỏ Đường kính hạt tròn nổi là 30~100àm chiếm tỉ lệ lớn, có thể nổi trên mặt nước Thành phần hoá học là SiO2 chiếm 55%~61% Mật

độ biểu quan là 0,4~0,8 Hạt tròn nổi chiếm chỉ là 0,5%~1,5% trong tro bay của các nhà máy điện thông thường Hạt tròn rỗng có đường kính 0,5~200àm, có vách chắc không lỗ, chiều dày bằng 30% đường kính, mật độ biểu quan xấp xỉ 2, không nổi được Trong tro bay còn có một số bên trong vách mỏng nhỏ có dính nhiều hạt nhỏ thuỷ tinh Nếu dùng kính hiển vi điện tử quan sát thấy ở chỗ vỡ miệng có các hạt nhỏ hình trứng cá gọi là hạt tròn phức hợp (hoặc hạt mẹ) Ngoài ra cũng có một số hạt tròn dính liền các hạt nhỏ thành ''chuỗi hạt'' cũng thuộc loại này Trong tro bay của nhiều nhà máy điện chủ yếu là hạt tròn nhỏ đặc ruột, đa số có mật độ biểu quan vào khoảng 2,8 Hạt có màu nhạt phần lớn là hạt canxi còn gọi là hạt thuỷ tinh giàu can xi, đường kính phần lớn là dưới 45àm đa phần là 1~30àm

Trong hạt tròn đặc có một số chứa Fe2O3 cao (đạt 50%), mật độ 3,4 trở lên còn gọi là hạt thuỷ tính giàu sắt

Hạt nhiều lỗ là do quá trình thiêu kết, các không khí bên trong thoát ra làm bề mặt của hạt lỗ chỗ như tổ ong, cũng có một số khí bên trong không thoát ra tạo nên cấu tạo nhiều lỗ vì vậy loại hạt này có lỗ hổng và lỗ kín Các loại hạt này ở bề mặt thường dính theo nhiều hạt cầu li ti trong đó có các hạt quặng tinh thể Nói chung hạt nhiều lỗ là một dạng bất qui tắc Hạt bụi than trong tro bay thường là dạng nhiều lỗ bất qui tắc Nhưng trong tro bay của một số nhà máy điện còn có bụi than chưa cháy có dạng gần hình cầu gọi là ''châu than'' Bên trong "châu than" có nhiều lỗ, kết cấu tơi xốp, lỗ có tính hút nước mạnh, hạt thô Đa số hạt có đường kính trên 45àm

Hạt bất qui tắc trong tro bay ngoài hạt nhiều lỗ ra còn có hạt quặng kết tinh và một phần là hạt vụn Các loại hạt kết dính lại thành khối cũng thuộc dạng bất qui tắc

Ngoài những diện mạo hình dáng tro bay kể trên, đặc tính vật lý của tro bay còn có mật

độ biểu quan, mật độ tích tụ, độ mịn, cấp phối hạt, lượng nước của mật độ tiêu chuẩn, tỉ lệ cường độ và lượng đốt cháy v.v

Mật độ biểu kiến của tro bay có các hàm lượng hạt khác nhau Hạt chắc nhiều thì mật

độ lớn; các hạt nhiều lỗ ruột rỗng thì mật độ bé Mật độ biểu quan của tro bay can xi thấp khoảng 1,8~2,6 phần lớn là 2~2,3 Mật độ biểu quan của tro canxi cao tương đối lớn, lớn nhất đạt 2,5~2,8 Chỉ có một số nước là có qui định trị số biểu quan ví dụ Anh quốc ABC 81/841 qui định không ít hơn 200 kg/m3 Chỉ tiêu mật độ biểu quan chỉ có ý nghĩa thực dụng

đối với việc đánh giá chất lượng, nếu mật độ biểu quan thay đổi chứng tỏ chất lượng tro than cũng có thể thay đổi Qui phạm tiêu chuẩn ASTMC 618 của Mĩ qui định rõ ràng với phạm vi thay đổi mật độ biểu quan của tro bay: Kết quả của 10 mẫu thử không được quá 5% trị số trung bình, nếu không sẽ coi tính đồng đều của tro bay đó là không đạt Mật độ biểu quan của tro bay là tham số kỹ thuật không thể thiếu đối với việc thiết kế cấp phối bê tông đầm lăn Mật độ tích tụ của tro bay vào khoảng 550~800 kg/m3

Độ mịn của tro bay cũng là một chỉ tiêu quan trọng Hạt tro bay càng mịn, số hạt trên 1g càng nhiều, diện tích bề mặt càng lớn Hạt tro bay càng mịn, hạt tròn chiếm tỉ lệ càng lớn thì hạt nhiều lỗ càng ít, sở dĩ như vậy là các hạt nhiều lỗ đa phần tồn tại trong các hạt thô, do

đó hạt tro bay càng mịn thì càng cần tưới nước Phần lớn thí nghiệm của các nước đã chứng minh, số lượng hạt lớn hơn 45àm nhiều hay ít có quan hệ mật thiết đến nhu cầu lượng nước dùng, nêu loại hạt này nhiều thì lượng nước cần cũng nhiều, do đó nhiều quốc gia lấy tỉ lệ phần trăm của hạt qua sàng 45àm làm chỉ tiêu độ mịn Tiêu chuẩn GB1596 của Trung Quốc qui định áp dụng sàng hơi để xác định dư lượng qua sàng 45àm Độ mịn của tro bay cũng có thể dựa vào tỉ lệ diện tích bề mặt to nhỏ để đánh giá Tỉ lệ diện tích bề mặt có thể dùng phương pháp thấu khí để xác định, nguyên lý là dưới tác dụng chênh áp nhất định khi định lượng thổi qua mẫu thử chịu trở lực lớn hay bé để phản ánh tốc độ khí thổi qua mẫu thử mà xác định tỉ lệ diện tích bề mặt Tỉ lệ diện tích bề mặt của tro bay vào khoảng 1600~3500

cm2/g Một số tro bay có nhiều hạt thô, nhiều lỗ và các hạt dính tụ lại, nhất là khi tro bay có chứa nhiều than, không tránh khỏi việc tính cả bề mặt trong của nhiều bộ phận Vì vậy phải kết hợp cả tỉ lệ diện tích bề mặt với diện mạo tương ứng để xét thì mới phản ánh chính xác

độ mịn Cần chỉ rõ, dùng phương pháp khác để đo tỉ lệ diện tích bề mặt thì chênh lệch nhiều,

ví dụ dùng phương pháp thấu khí và phương pháp hấp thụ để xác định thì khác biệt nhiều Vì vậy khi dùng tỉ lệ diện tích bề mặt để biểu thị độ mịn thì phải chú thích rõ về phương pháp thử

Cấp phối hạt phản ánh tình hình phối hợp của các hạt tro bay thô mịn Dùng sàng nhiều cấp hoặc phương pháp lắng chìm để phân loại đường kính hạt của tro bay Sàng nhiều cấp có

900, 4000, 15600 lỗ trên 1cm2 để phân loại Phương pháp lắng chìm dựa trên nguyên lý các hạt có đường kính khác nhau, mật độ khác nhau thì tốc độ lắng chìm khác nhau trong mỗi

chất nhất định, qua việc dùng cân thăng bằng để xác định trọng lượng các hạt rơi vào cân trong một thời gian nhất định để được sự phân bổ đường kính hạt

Lượng nước cần cho mật độ tiêu chuẩn của tro bay là lượng nước dùng để trộn vữa cho

đến khi đạt tiêu chuẩn mật độ, Có thể dùng cách xác định nước cần cho mật độ tiêu chuẩn của xi măng để xác định Lượng nước cần cho mật độ tiêu chuẩn của tro bay nguyên dạng giao động trong phạm vi 0,25~0,70 Nó bị ảnh hưởng của độ mịn bụi tro bay, hình mạo, hàm lượng than v.v Thông thường thì hạt càng mịn, mật độ biểu quan lớn, nhiều các hạt tròn, hàm lượng than ít thì tro bay cần càng ít nước, ngược lại thì càng nhiều nước Một chỉ tiêu khác để đánh giá lượng nước cần của tro bay là tỉ lệ nước Nó được biểu thị bằng cách so sánh tỉ lệ nước cần để pha xi măng tro bay vữa cát và xi măng vữa cát có cùng một độ chảy khi rung của xi măng tro bay vữa cát và xi măng Tiêu chuẩn GB1596 của Trung Quốc qui

định tro bay cấp I, II, III tỉ lệ cần nước không được lớn hơn 95%, 105%, 115%

Khi lượng nước cần cho tro bay lớn, để có bê tông đạt độ công tác như nhau thì lượng nước để trộn phải tăng thêm, như vậy cũng có nghĩa là tăng lượng chất keo dính trong bê tông, nếu không thì cường độ bê tông kém, các tính năng khác cũng xấu đi

Tỉ lệ cường độ là một chỉ tiêu phản ánh mức cống hiến nhiều hay ít, đối với cường độ tiến hành lần phản ứng thứ hai giữa tro bay với sản phẩm thuỷ hoá xi măng Ca(OH)2

Thông thường bản thân tro bay không có tính kết dính, nhưng ở nhiệt độ thường khi có nước thì tro bay phản ứng hoá học với vôi để tạo thành chất thuỷ hoá có tính kết dính (chủ yếu là keo dính silicat canxi thủy hoá) Tro bay có tỉ lệ cường độ cao đã phản ánh về một góc độ của tro bay có chất lượng tốt Trong qui phạm tiêu chuẩn Trung Quốc GB1596-79

đối với tro bay dùng làm nguyên liệu hỗn hợp xi măng, có qui định tỉ lệ cường độ chống nén niên hạn 3 tháng của tro bay xi măng vữa cát không được thấp hơn 115% Đối với tro bay dùng làm chất độn bê tông không qui định, cho rằng ảnh hưởng của tro bay đối với cường độ

bê tông phải được phản ánh qua thí nghiệm cường độ bê tông

Lượng đốt cháy cũng là một chỉ tiêu quan trọng về phẩm chất tro bay, chủ yếu là phản

ánh lượng than chưa cháy hết trong tro bay Tiêu chuẩn Trung Quốc GB1596-91 qui định tro bay cấp I, II, III có lượng đốt cháy không được lớn hơn 5%, 8% và 15%

(2) Đặc tính cấu tạo của tro bay: Nguồn hoạt tính của tro bay chủ yếu từ thuỷ tinh thể

có trong tro bay, nó quyết định tính năng thuỷ hoá ninh kết cứng hoá Đặc tính cấu tạo tro bay thuỷ tinh thể có thể mượn đặc tính kết cấu thuỷ tinh thể để miêu tả

Hình 1-1: Kết cấu oxyt silicat thể thuỷ tinh

Theo lý thuyết mạng bất qui tắc, trạng thái cấu tạo của thuỷ tinh thể có thể dùng mạng không gian 3 chiều để giải thích: trong mạng, 1 ion oxy chỉ có thể liên kết nhiều chất với 2 ion dương (như ion silic) tạo thành mạng Số vị trí phối hợp của ion dương là 3~4 Ion dương nằm ở giữa khối oxy đa diện (khối 3 mặt hoặc khối 4 mặt) Những khối đa diện này thông qua oxy bắc cầu phối hợp thành mạng liên tục bất qui tắc phát triển theo không gian 3 chiều, như hình 1-1 Từ phạm vi rộng xem mạng này là vô qui tắc, từ phạm vi hẹp xem là sắp xếp

có qui tắc, như vậy gọi là kết cấu xa mất trật tự, gần có trật tự Trong tro bay thường còn một lượng tương đối các ion nhôm có thể thay thế silic để thành khối tứ diện oxyt nhôm Bởi vì tay liên kết của ion kim loại này yếu hơn tay liên kết của oxi không bắc cầu của khối tứ diện SiO2, cho nên gốc axit nhôm có nhiều hoạt tính Số vị trí phối hợp của ion nhôm là 4 và 6, khi là 4 ở mức độ nhất định cùng thoả mãn điều kiện hình thành mạng, còn nếu là 6 thì không tham gia vào kết cấu mạng Trong kết cấu thuỷ tinh thể tro bay, SiO2, và Al2O3 là chất tạo thành mạng, là đơn nguyên cấu tạo cơ bản tạo thành mạng; còn các hợp chất oxy như Na2O, K2O, CaO, MgO v.v bản thân chúng không thể tạo thành kết cấu mạng mà chỉ

có thể dùng làm vật điều chỉnh tham dự vào cấu tạo mạng của tro bay thuỷ tinh thể chủ yếu

là các cấu tạo tứ diện Si-O và Al-O

Tại giai đoạn nung chảy của tro bay, do nhiệt độ cao, chất điểm sinh ra các vận động nhiệt mãnh liệt, làm cho khối tứ diện Si-O và Al-O không thể kết hợp tụ thành tay liên kết dài khung xương không gian hoàn chỉnh mà chỉ có thể hình thành tay liên kết ngắn Các tay liên kết này có rất nhiều điểm nứt đứt, tương đương với việc hình thành khối tứ diện đoạn cuối có đỉnh tự do Bất kể là khối tứ diện Si-O hay khối tứ diện Al-O đều có đỉnh điểm tự do tồn tại Khối tứ diện đỉnh điểm tự do này rất không ổn định, và có hoạt tính tiềm ẩn cao Khung xương Si-O và Al-O trong tro bay phát triển với lượng lớn sẽ làm giảm hoạt tính ở trạng thái nung chảy, dùng vận động nhiệt để quá trình đứt tay liên kết có thể đảo ngược Khi lạnh, chỗ đứt có thể lại khép kín Tụ lạnh thì chỗ đứt không kịp khép kín, nhưng lạnh từ

từ thì có thể khép kín được Quá trình làm lạnh tro bay, bất kể là gió xoáy hút bụi hay tĩnh

điện hút bụi cũng đều không bằng tôi nước xỉ lò cao Tức là dùng nước làm lạnh, các hạt tro bụi đã được trải qua một quá trình làm mát chậm thời gian tương đối dài đã hình thành tay liên kết dài rồi, lại lấy nước xối cũng chưa chắc có hiệu quả như tôi nước tụ lạnh, ngược lại lại hoà tan mất các thành phần hoà tan trên bề mặt các hạt thuỷ tinh thể, vì thế hoạt tính của tro than không thể cao như hoạt tính xỉ quặng lò cao Nó có quan hệ rất lớn với kết cấu và độ

tụ hợp của tay liên kết khối tứ diện Si-O và Al-O Dùng quang phổ hồng ngoại phân tích ta thấy, thuỷ tinh thể giàu canxi là do thuỷ tinh thể Si-O có độ tụ hợp thấp tạo thành, thuỷ tinh thể nhiều lỗ là do thuỷ tinh thể Si-O có độ tụ hợp cao tạo thành

(3) Hiệu ứng của tro bay: Tro bay sau khi trộn với nước hình thành thể vữa Thông thường ở nhiệt độ và áp lực bình thường, tro bay trộn nước xong không thể thuỷ hoá, ninh kết cứng, không có cường độ Nhưng qua nhiều nghiên cứu chứng minh, tro bay có hoạt tính

ẩn tàng, với một số điều kiện nhất định thì hoạt tính tiềm ẩn này của tro bay sẽ phát huy tác dụng Kỳ thực tro bay trộn vào bê tông đã phát huy các hiệu năng bê tông không chỉ có hoạt tính tiềm ẩn mà là tổng hợp hiệu ứng trên nhiều mặt Bao gồm tác dụng giảm nước, tác dụng làm đặc và tác dụng dàn đều; thành phần hoạt tính của tro bay sinh ra các hiệu ứng hoá học cũng như tác dụng lý hoá của vật liệu trưng tập các hạt nhỏ, phân tán trong vữa xi măng của các hạt tro bay Tất cả các hiệu năng trên gọi tổng hợp lại là hiệu ứng của tro bay Hiệu ứng tro bay bao gồm: Hiệu ứng hình thái, hiệu ứng hoạt tính và hiệu ứng tập hợp

Hiệu ứng hình thái của tro bay là bột tro bay trộn trong bê tông do đặc điểm có sẵn về hình thái hạt cấp phối làm cho tính năng và kết cấu ban đầu của hỗn hợp bê tông được cải thiện Hiệu ứng hình thái của tro bay vừa trực tiếp ảnh hưởng đến tính lưu biến của bê tông mới trộn, vừa trrực tiếp ảnh hưởng đến kết cấu ban đầu của bê tông trong quá trình đông cứng Vì thế mà nó có ý nghĩa quan trọng đối với việc xác định lập tính năng và kết cấu của

bê tông Nếu trong tro than, hàm lượng dạng tròn hạt chắc mà nhiều, tỉ lệ phối hợp hạt thô và

mịn tốt thì hỗn hợp bê tông có tính lưu biến tốt và kết cấu trong khi đông cứng sẽ được cải thiện, tức là hiệu ứng hình thái phát huy đầy đủ; ngược lại thì hiệu ứng phát huy kém Trộn tro bay vào làm cho hạt xi măng trong khối vữa phân tán đều tăng thêm không gian thuỷ hoá

xi măng và không gian vật thuỷ hoá do đó mà thúc tiến phản ứng thuỷ hoá của xi măng sơ

kỳ Tác dụng ''giải rũ'' này và hiệu ứng vật lý của các hạt tro phân bố trong vữa làm cho kết cấu ban đầu của quá trình đông cứng được cải thiện Hiệu ứng phi thường này của tro bay thường được coi là hiệu ứng cơ bản thứ nhất của tro bay trong bê tông

Hiệu ứng hoạt tính của tro bay là hiệu ứng hoá học của thành phần hoạt tính của tro bay trộn vào bê tông Trong đó các hợp chất oxy (SiO2 hoạt tính và Al2O3 hoạt tính) trong tro bay phản ứng với chất thuỷ hoá xi măng Ca(OH)2 và một phần Sulfatcanxi tạo thành các chất có tính kết dính, cũng gọi là phản ứng tro núi lửa Hiệu ứng hoạt tính tro bay nhiều can

xi còn bao gồm cả phản ứng thuỷ hoá của một số chất kết tinh nữa Phản ứng tro núi lửa chỉ thể hiện rõ nét sau khi đông cứng bê tông

Hiệu ứng tập hợp của tro bay là tác dụng hoá lý của việc tập trung lại các hạt phấn do tro bay phát huy mịn trong vữa xi măng, có tác dụng cải thiện tính đồng đều của bê tông mới trộn, cũng có lợi cho việc mịn hoá và lấp đầy các lỗ hổng và khe mao dẫn trong bê tông phản ứng tro núi lửa diễn ra chậm Hội nghị quốc tế về hoá học của xi măng tro bay, qua kính

điện tử quan sát hạt thuỷ tinh tro bay niên hạn 2 năm, chiều dày tầng phản ứng chỉ khoảng 1àm, với mẫu thử niên kỳ 10 năm cũng chỉ dày có 1àm Chỉ những hạt cực nhỏ mới phản ứng xâm nhập tới trung tâm Tuy vậy tầng phản ứng này có tăng trưởng chiều dày rất chậm, nhưng mạng của chất thuỷ hoá trong tầng phản ứng ngày càng chặt chẽ Hiện tượng này chứng tỏ đặc trưng tập trung của tro bay rõ rệt hơn tâm hạt xi măng chưa thuỷ hoá, mà lại duy trì thời gian tập hợp kéo dài Tác dụng tập trung có tính lấp lỗ hổng của tro bay đã làm giảm lượng khí trong vữa bê tông, lại có thể làm giảm tính tách nước của bê tông, làm bé khe hở nên càng làm cho vữa bê tông thêm chặt

Ba mục nêu trên là hiệu ứng cơ bản của tro bay Hiệu ứng tro bay là tổng hợp tác dụng của 3 hiệu ứng dưới một điều kiện nhất định Nói một cách khái quát, hiệu ứng tro bay tại sơ

kỳ và kỳ sớm ninh kết hoá của hỗn hợp bê tông, đã phát huy tác dụng chủ yếu là cải thiện cấp phối hạt của vữa, tăng thể tích vữa, giảm bớt khe rỗng và lượng nước cần, làm nhỏ các khe hở v.v Đó là kết quả cùng tác dụng của hiệu ứng hình thái và hiệu ứng tập hợp của tro bay Trung kỳ và hậu kỳ đông cứng của bê tông, do thủy tinh thể thuỷ hoá dần tạo ra các sản phẩn thuỷ hoá lấp vào các khoảng không giữa các hạt tro bay và các hạt xi măng và các khe

hở giữa các chất tập hợp lại, từ đó mà nâng cao cường độ kết cấu của sản phẩm thuỷ hoá, chủ yếu là hiệu năng của tác dụng hoá học, là kết quả cùng tác dụng của hiệu ứng hoạt tính

và hiệu ứng tập hợp

(4) Đánh giá các hiệu ứng của tro bay: Có rất nhiều cách đánh giá hiệu ứng của tro bay, mỗi loại đều có ưu và khuyết, phương pháp đánh giá đầy đủ còn chờ để nghiên cứu thêm, phương pháp hiện dùng có: tỉ suất lượng nước cần, tỉ số cường độ, phương pháp vôi hấp thụ và phương pháp độ tan rã v.v Dưới đây giới thiệu phương pháp tỉ suất lượng nước cần và phương pháp tỉ số cường độ

* Phương pháp tỉ suất lượng nước cần: là phương pháp so sánh lượng nước cần dùng để trộn xi măng tro bay vữa cát và xi măng vữa cát có cùng một độ khuyếch tán khi rung Kết quả thí nghiệm của phương pháp này phản ánh nhất định tác dụng bôi trơn trong hỗn hợp tro bay Về một khía cạnh khác nó phản ánh hiệu ứng hình thái của tro bay Tỉ số lượng nước cần của tro bay càng nhỏ, ở mức độ nhất định phản ánh chất lượng càng tốt

* Phương pháp tỉ số cường độ: là phương pháp đánh giá hiệu ứng tro bay bằng cách so sánh cường độ của xi măng tro bay vữa cát với cường độ của xi măng bột thạch anh vữa cát Phương pháp này trực quan, với điều kiện nhất định phản ảnh hoạt tính tro núi lửa của tro bay Phương pháp này được các nước phổ biến coi trọng Nhưng cần chỉ ra rằng cường độ là thuộc tính của kết cấu, nó phản ánh tính năng và kết cấu của vữa chất kết dính đông cứng

hoá, và không thể phản ảnh một cách toàn diện tính năng và kết cấu của nguyên liệu (tro bay) Do đó nói một cách đúng mức dùng tỉ số cường độ để phản ánh hoạt tính của bản thân tro bay là chưa chính xác, nhưng dùng để đánh giá sự khác nhau về mặt hoạt tính của tro bay

là thoả đáng

3 Đánh giá phẩm chất tro núi lửa và tro nham kết:

Tro núi lửa và tro nham đều là chất độn tro núi lửa Đánh giá phẩm chất của chúng có thể qua thí nghiệm hoạt tính tro núi lửa (GB 2847) và thí nghiệm tỉ số cường độ chống nén của xi măng Portland (GB 2847) và thí nghiệm lượng nước cần

(1) Thí nghiệm hoạt tính tro núi lửa: Theo GB 2847-81, để dung dịch xi măng trộn 30% nguyên liệu chất tro núi lửa trong tủ nhiệt độ không đổi 400C, sau 7 ngày thì đo trị suất oxyt can xi và độ kiềm (OH-) Xem hình 1-2, sơ đồ hoạt tính, để phán đoán hoạt tính tro núi lửa của chất trộn Điểm thí nghiệm rơi xuống phía dưới đường cong là đạt

Hình 1-2: Hoạt tính tro núi lửa

(2) Thí nghiệm so sánh cường độ chống nén của hỗn hợp xi măng portland: Theo qui

định của GB 2847-81, so sánh cường độ chống nén 28 ngày của xi măng portland vữa cát và

xi măng portland vữa cát trộn 30% tro núi lửa Tỉ lệ cường độ này lớn hơn 62% là đạt

(3) Thí nghiệm tỉ số lượng nước cần: So sánh lượng nước cần để trộn 30% tro núi lửa vào xi măng vữa cát có độ lưu động là 130 ± 5 mm, với lượng nước cần để trộn xi măng vữa cát chưa trộn tro núi lửa ở cùng một điều kiện như nhau, cùng có độ lưu động như nhau Nó phản ánh lượng nước cần thiết nhiều hay ít để nguyên liệu đạt đến cùng một độ lưu động Khi sử dụng tro núi lửa và tro nham kết để trộn bê tông đầm lăn, ngoài việc tiến hành các thí nghiệm phẩm chất như trên ra còn phải tiến hành thí nghiệm tính năng bê tông đầm lăn trộn với tro núi lửa, tro nham kết; để nắm vững toàn diện tính năng của bê tông này Với tình hình chung, trộn tro núi lửa vào thì lượng nước cần sẽ tăng lên, suất co ngót của bê tông tăng, cần phải chú trọng Theo thực tiễn công trình trong nước, thời gian ninh kết ban đầu của hỗn hợp bê tông trộn với tro núi lửa, tro nham kết sẽ ngắn cũng cần phải lưu ý

4 Đánh giá phẩm chất xỉ quặng:

Sở dĩ xỉ quặng có hoạt tính là do quặng xỉ nóng chảy qua lạnh đột ngột tạo nên các kết cấu thuỷ tinh thể là chủ yếu Vì thế hoạt tính của xỉ quặng không những chỉ có liên quan tới thành phần hoá học, mà còn với mức độ rất lớn được quyết định bởi các nguyên nhân như

điều kiện tạo thành hạt và kết cấu của xỉ quặng, tình hình tương đối là phức tạp Sau đây sẽ giới thiệu 2 phương pháp thường dùng để đánh giá hoạt tính của xỉ quặng

(1) Phương pháp hoá phân tích: Thành phần hoá học có thể là một phương diện để

đánh giá hoạt tính của xỉ quặng

Theo tiêu chuẩn Trung Quốc GB 203 qui định, chất lượng xỉ quặng có thể dùng hệ số chất lượng K để đánh giá

K =

2 2

3 2

TiONaOSiO

OAlMgOCaO

++

++

Hệ số chất lượng càng lớn thì hoạt tính của xỉ quặng càng cao Hệ số chất lượng của xỉ

lò cao thường không bé hơn 1,2 Tuy vậy nếu chỉ dựa vào thành phần hoá học để phán đoán hoạt tính của xỉ quặng rõ ràng sẽ là chưa toàn diện Bởi vì hoạt tính của xỉ quặng còn đề cập

đến trạng thái kết cấu nội bộ của nó Chẳng qua là thành phần hoá học chỉ có thể phản ánh mức độ nhất định bản chất của xỉ quặng cho nên dù sao cũng vẫn là 1 trong các phương pháp chủ yếu để đánh giá chất lượng xỉ quặng

(2) Phương pháp thí nghiệm cường độ: Đem trộn đều hỗn hợp xỉ, xi măng portland và thạch cao để được xi măng xỉ quặng, và giữ cho lượng trộn và độ mịn không thay đổi Với phương pháp thử tiêu chuẩn lần lượt thí nghiệm cường độ xi măng xỉ quặng và xi măng thuần theo 7 ngày và 28 ngày Theo công thức sau để tính cường độ:

Cường độ xi măng xỉ quặng

Rtỉ lệ = -

Cường độ xi măng thuần (1 - tỉ lệ % xỉ quặng trộn thêm) Khi tỉ lệ cường độ là 1 chứng tỏ xỉ quặng không có hoạt tính Tỉ lệ cường độ càng lớn thì hoạt tính xỉ quặng càng cao

ở những nơi có tài nguyên xỉ quặng phong phú thì mới sử dụng xỉ quặng lò cao nghiền mịn làm nguyên liệu trộn bê tông đầm lăn Lúc ấy ngoài việc tiến hành thí nghiệm phẩm chất nêu trên ra, còn phải tiến hành thí nghiệm tính năng bê tông đầm lăn trộn xỉ quặng để nắm toàn diện các tính năng của bê tông đầm lăn này

IV Chất phụ gia:

Chất phụ gia là một trong những nguyên liệu không thể thiếu để tạo thành bê tông đầm lăn Trong thực tế thi công bê tông đầm lăn ở trong và ngoài nước thì phần đông là đều trộn phụ gia Lượng chất kết dính trong bê tông đầm lăn ít, thì tỉ lệ cát nhiều Để cải thiện tính năng thi công của bê tông đầm lăn thì phải có chất phụ gia Trộn chất giảm nước vào có thể giảm trị số VC của hỗn hợp cải thiện tích tụ dính hoặc tính chiết ly Đặc điểm thi công xây dựng bê tông đầm lăn có diện tích lớn, yêu cầu thời gian ninh kết ban đầu của chất độn phải dài để giảm bớt khe lạnh xuất hiện, cải thiện đặc tính kết dính mặt tầng thi công, vì thế mà phải trộn chất phụ gia vào Bê tông đầm lăn ở những vùng giá rét còn phải tính đến việc trộn vào chất dẫn khí, để nâng cao tính chống đông của nó

Những công trình đã xây dựng ở Trung Quốc sử dụng chất giảm nước chậm đông là Sulfat canxi gốc chất gỗ, có chức năng chính là giảm bớt nước, còn có hiệu quả làm chậm ninh kết nhất định Khi thi công công trình bê tông đầm lăn đầu tiên của Trung Quốc - đập Kháng Khẩu và trạm thuỷ điện Sa Kê Khẩu, Đồng Giai Tử đều trộn Sulfat canxi gốc chất gỗ làm chất giảm nước và chậm đông Khi thi công đập bao trạm thuỷ điện Nham Than trộn

đường mật cũng có tác dụng giảm nước chậm đông Xây đập cấp 2 Thiên Sinh Kiều trong thi công bê tông đầm lăn trộn chất giảm nước chậm đông có hiệu quả cao là DH4a, thu được hiệu quả rất tốt Đập vòm bê tông đầm lăn Phổ Định sử dụng chất độn là "Xây 1", là chất phụ gia tổng hợp của canxi gỗ và đường mật cũng được hiệu quả rất cao Mỹ qui định trong thi công đầm lăn dùng chất giảm nước ASTMC494 loại A, và chất chậm đông ASTMC494loại B và loại D Trộn chất chậm đông vào ngoài việc kéo dài thời gian ninh kết ban đầu của hỗn hợp ra, còn có tác dụng làm chậm tốc độ toả nhiệt thuỷ hoá xi măng, giảm thấp tốc độ toả nhiệt thời kỳ đầu của bê tông

Kinh nghiệm chứng minh, bê tông đâm lăn dùng ít vật liệu kết dính mà trộn chất dẫn khí vào thì hiệu quả còn kém hơn của bê tông thường Do khối vữa trong bê tông đầm lăn ít, năng lực tải lưu không khí kém làm cho hiệu quả trộn chất dẫn khí kém Nhưng với vật liệu keo dính dùng nhiều, tỉ lệ keo nước ít, nếu trộn chất dẫn khí vào cũng có thể được hiệu quả hàm lượng khí 4% đến 6%, chẳng qua là trộn chất dẫn khí vào thì hàm lượng khí tăng rõ rệt

so với bê tông thường Trong bê tông đầm lăn đập tả ngạn hồ Phan Gia Khẩu ở Hồ Bắc, ngoài chất giảm nước chậm đông là canxi gỗ ra còn trộn chất dẫn khí đạt 0,015% ~ 0,02% lượng chất keo dính, rõ ràng là cao hơn lượng trộn trong bê tông thường 0,006% ~ 0,012%; thông thường chất dẫn khí đạt 4% ~5% là được hiệu quả tốt

Hiệu quả của chất phụ gia tuỳ thuộc nguyên vật liệu dùng trong công trình, dặc biệt quan trọng là tính dung hoà giữa chất phụ gia với xi măng Cùng một loại chất phụ gia trộn với các loại xi măng khác nhau, thì hiệu quả giảm nước chậm đông có thể khác nhau thậm chí rất khác nhau, dẫn tới ninh kết giả Ngoài ra thì chủng loại chất độn bê tông đầm lăn và hàm lượng hạt nhỏ của cốt liệu mịn cũng đều có ảnh hưởng nhất định tới hiệu quả trộn phụ gia Vì thế trộn chất phụ gia phải xác định thông qua thí nghiệm

2 Thiết kế cấp phối bê tông đầm lăn:

Bê tông đầm lăn cũng thuộc bê tông, nhưng nó khác với bê tông thường là có tỉ lệ cát lớn, lượng xi măng cần tương đối ít, thông thường trộn thêm chất độn khối lượng lớn Hỗn hợp này không có độ lưu động, ở trạng thái rời rạc Nhưng sau khi đầm lăn, ninh kết đông cứng thì có đặc đểm như của bê tông, tức là chất kết dính sau khi thuỷ hoá biến thành chất thuỷ hoá mà dính kết các cốt liệu lại thành một khối và duy trì theo thời gian kéo dài mà cường độ tăng lên Do hàm lượng vữa chất keo dính trong hỗn hợp tương đối ít, có thể coi hỗn hợp bê tông đầm lăn như chất đất đá vụn Nó là hệ pha rắn, pha lỏng và pha khí hợp thành Rung ép chặt hỗn hợp để tăng độ chặt khác với bê tông thường ở chỗ dựa vào sự chấn

động để đầm ép chặt từng lớp một Máy ép rung hỗn hợp vữa cho rung động vữa có tác dụng lực ép động, thể tích pha rắn thường không xảy ra biến hoá, nhưng vị trí các hạt pha rắn

được xếp lại Giữa các hạt có sự chuyển động tương đối xích lại gần nhau Các hạt nhỏ bị

đẩy vào các khe hở giữa các hạt lớn làm cho không khí ở các khe này dần dần bị đẩy thoát ra ngoài Ngoài ra vữa chất kết dính của hỗn hợp có tính xúc biến, trong tình trạng rung keo dính bị ''hoá lỏng'' nên có đặc tính lưu động nhất định mà lấp dần vào các khe hở để ''đuổi'' không khí ra, do đó mà việc rung ép chặt của hỗn hợp bê tông đầm lăn vừa mang đặc điểm của bê tông và có một số đăc trưng thi công nén chặt đất

Dùng phương pháp nén chặt hoặc nện chặt chất đất để nghiên cứu mối quan hệ của dung trọng bê tông đầm lăn với đơn vị vữa dùng đã phát hiện, khi đơn vị lượng vữa dùng có một trị số nhất định thì dung trọng là lớn nhất, tức là việc nén chặt bê tông cũng giống nén chặt đất, có đơn vị lượng vữa dùng tối ưu Trị số này tuỳ thuộc nguyên vật liệu sử dụng và năng lượng do máy nén tạo ra mà có sự thay đổi Vì vậy coi hỗn hợp bê tông đầm lăn như là chất đất, dùng lý luận ''các nhóm chia pha bù đắp cho nhau'' để tiến hành thiết kế cấp phối là chuyện đương nhiên Tuy vậy thành quả nghiên cứu của các nước đã chứng minh, cường độ

bê tông đầm lăn chắc sau khi ninh kết cứng hoá có liên quan trực tiếp đến tính chất vật lý và

tỉ lệ của keo, cường độ chống nén cơ bản phù hợp ''Quy định về tỉ lệ nước xi'', cho nên khi xác định lượng vữa ưu tiên của hỗn hợp bằng thí nghiệm phải duy trì tỉ lệ nước keo [W/(C + F)] và tỉ lệ chất trộn [F/(C + F)) hoặc F/C] không đổi

I Nguyên lý cơ bản của thiết kế cấp phối:

Bê tông đầm lăn là một loại bê tông siêu khô cứng, nhưng nếu chỉ giảm nhỏ độ lưu

động của hỗn hợp bê tông tới phạm vi đầm rung có thể đầm lăn thi công được thôi thì chưa chắc đã có thể thu được bê tông đầm lăn tốt Phương pháp liên tục tầng mỏng của đập bê

tông đầm lăn và tính siêu cứng của hỗn hợp làm cho thiết kế cấp phối có những đặc điểm sau:

(1) Để không gây trở ngại cho thi công đầm lăn, trong điều kiện thông thường sẽ không lắp ống làm mát ở thân đập Do đổ liên tục, nhiệt lượng sinh ra ở mặt đỉnh bê tông giảm đi; khi thi công đổ tầng mỏng, nhiệt độ của bê tông ướp lạnh tăng lên, cho nên thiết kế phải xét tới việc bê tông trộn phải thoả mãn chỉ tiêu cường độ và độ bền vững, vừa phải thoả mãn giới hạn nhiệt độ tuyệt đối Cố gắng sử dụng lượng xi măng ít mà trộn nhiều chất độn (2) Do siêu khô cứng, hỗn hợp tơi tán dễ bị phân ly, thì trong khi thiết kế cấp phối khống chế đường kính của hạt cốt liệu to nhất Khống chế hợp lý tỉ lệ cốt liệu to nhất với các cốt liệu khác, tăng vừa phải tỉ lệ cát để tránh tình trạng xảy ra hiện tượng phân ly nặng và không chặt trong quá trình thi công

(3) Trong thiết kế cấp phối phải xét đến việc trộn chất phụ gia vào bê tông

(4) Nếu coi bê tông đầm lăn như chất đất, dùng phương pháp nén chặt đất hoặc phương pháp nện chặt để xác định đơn vị nước tối ưu thì còn phải xét đến mặt liên quan trực tiếp giữa tính năng bê tông sau khi đông cứng với tỉ lệ nước keo

(5) Tỉ lệ pha trộn cuối cùng nói chung phải được xác định qua thí nghiệm đầm lăn hiện trường

Tỉ lệ cấp phối của bê tông đầm lăn là tỉ lệ phối hợp giữa các nguyên vật liệu tạo thành

bê tông đầm lăn Tỉ lệ cấp phối được biểu hiện bằng tỉ lệ theo thể tích và tỉ lệ theo trọng lượng Thông thường hình thức biểu thị là: xi măng:chất độn:cát:đá = 1:x:y:z tỉ lệ theo trọng lượng, và ở sau có ghi chú tỉ lệ keo nước Nếu dùng chất phụ gia thì phải ghi rõ lượng trộn và chủng loại chất phụ gia đó Tỉ lệ cấp phối còn có thể dùng hình thức bảng để biểu thị

Nhiệm vụ thiết kế tỉ lệ cấp phối bê tông đầm lăn trên thực chất là tìm ra 4 quan hệ tỉ lệ của 5 loại vật liệu là xi măng chất độn, nước, cát và đá (ký hiệu là C, F, W, S, G), với điều kiện thoả mãn các yêu cầu độ công tác của bê tông, cường độ, tính bền vững, tính kinh tế Thông thường thì nước và chất keo dính có quan hệ so sánh trọng lượng sử dụng gọi là tỉ suất nước keo biểu thị bằng W/(C + F), quan hệ so sánh trọng lượng sử dụng giữa chất độn

và keo dính là F/(C + F), cũng có thể dùng F/C để biểu thị Tỉ lệ so sánh giữa lượng cát và đá

là tỉ lệ cát S/(S + G); tỉ lệ so sánh giữa lượng bê tông đầm lăn với cát là tỉ lệ vữa cát (C + F + W)/S (cũng có thể dùng hệ số tràn dư của cát lấp vào khe hở dùng α biểu thị) Chúng là 4 tham số của tỉ lệ cấp phối bê tông đầm lăn Xác định chính xác 4 tham số này thì sẽ thiết kế

được thoả mãn các yêu cầu chỉ tiêu kỹ thuật và kinh tế khả thi

Phẩm chất của các nguyên vật liệu trong bê tông đều có ảnh hưởng nhất định đến các hạng mục kỹ thuật của bê tông đầm lăn cho nên khi thiết kế cấp phối phải kiểm nghiệm trước phẩm chất của nguyên vật liệu dùng cho công trình, kết hợp với các điều kiện thi công thực tế để thiết kế ra các cấp phối hợp lý nhất

Điểm xuất phát cơ bản của thiết kế cấp phối bê tông đầm lăn là thể vữa keo dính bao bọc các hạt cốt liệu mịn và cố gắng hết sức lấp đầy các khe hở giữa các hạt cốt liệu mịn Vữa cát thì bao bọc các hạt cốt liệu thô và cũng cố gắng lấp đầy khe hở giữa cốt liệu thô để tạo thành khối bê tông đồng đều chắc để đạt tới yêu cầu kỹ thuật, kinh tế Do đó khi tiến hành thiết kế cấp phối phải tìm hiểu xem vữa keo dính có lấp đầy hết các khe hở của cốt liệu mịn không, vữa cát có lấp đầy hết các khe hở của cốt liệu thô không Trên cơ sở này xét tới các

điều kiện thi công hiện trường và sự khác biệt với điều kiện ở trong nhà, rồi tăng thêm vừa phải lượng vữa keo dính và lượng vữa cát để dự phòng Cuối cùng qua thí nghiệm đầm lăn hiện trường, kiểm nghiệm lại thiết kế để tìm ra hỗn hợp bê tông phù hợp với điều kiện thiết

bị thi công hiện trường

Khi tiến hành thiết kế cấp phối bê tông đầm lăn phải xét tới các nhân tố cơ bản của các mục, các bước thiết kế, cũng như các mối quan hệ giữa các nhân tố như hình 1-3

Để tiến hành thiết kế cấp phối được tốt hơn, chúng ta cần phải tìm hiểu khi tiến hành thiết kế cần phải tuân thủ các nguyên tắc chung, nguyên tắc xác định tham số cấp phối, làm

rõ khái niệm độ dày tầng vữa giới hạn, và từ lý luận để nhận thức về ảnh hưởng của chiều dày tầng vữa giới hạn và các nhân tố của vữa tốt

`

Hình 1-3: Quá trình thiết kế cấp phối bê tông đầm lăn

1 Các nguyên tắc chung phải tuân thủ khi thiết kế cấp phối:

Như trên đã nêu, cường độ bê tông đầm lăn sau khi tạo thành cứng hoá, cơ bản là phù hợp ''Quy tắc tỉ lệ nước xi'', tức là tuỳ độ tăng của tỉ lệ nước keo của hỗn hợp, cường độ bê tông đầm lăn sau cứng hoá sẽ giảm theo qui luật, qui tắc này tạo điều kiện thuận lợi để thiết

kế sơ bộ cấp phối và điều chỉnh cấp phối

Tài liệu thí nghiệm đã chứng minh, khi các điều kiện khác không thay đổi thì trị số VC của hỗn hợp bê tông đầm lăn được quyết định bởi lượng nước dùng cho 1 đơn vị thể tích bê tông, còn quan hệ với lượng keo dính không thay đổi mấy (trong phạm vi nhất định) Tức là hỗn hợp bê tông đầm lăn cũng như hỗn hợp bê tông thường đều phục tùng ''qui tắc lượng nước cần'' của Lishan Các phương pháp thiết kế cấp phối khác nhau đều trực tiếp hoặc gián tiếp ứng dụng nguyên tắc này Với tình hình giữ không đổi tỉ lệ nước keo (cường độ bê tông

về cơ bản cũng không đổi), điều chỉnh trị số VC, cần tăng giảm lượng nước và tỉ lệ cát Khi giữ cho VC không đổi, điều chỉnh tỉ suất nước keo thì cần duy trì lượng nước dùng không

Khống chế

chất lượng Cường độ thiết kế cảnh của bê tông Điều kiện hoàn Niên hạn thiết kế

Cường độ pha chế Loại mác xi măng Lượng trộn tro bay Phẩm chất tro bay

Tính bền

lâu nước keo Tỉ suất Tính năng cơ học Loại cốt liệu

Tỉ lệ vữa cát

Yêu cầu độ công tác

Đường kính cốt liệu lớn nhất

Cấp phối sơ

bộ Tỉ lệ cát Cấp phối cốt liệu

Độ công tác Cường độ Tính bền vững

Hiệu chỉnh mẫu thử

đổi, tăng giảm lượng keo dính và tỉ lệ cát với thể tích bằng nhau đổi lẫn cho nhau có thể đạt

đến biến đổi tỉ lệ nước keo từ đó mà điều chỉnh cường độ bê tông mà không làm ảnh hưởng

đến lượng nước dùng và trị số VC

2 Nguyên tắc xác định tham số cấp phối:

Để thiết kế ra bê tông đầm lăn có thể thoả mãn các yêu cầu của chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật, thì khi xác định các tham số cấp phối có thể tham khảo các nguyên tắc sau:

(1) Nguyên tắc xác định F/(C+F) hoặc (F/C): trong bê tông đầm lăn, trộn chất độn có tỉ

lệ lớn (tro bay) không những tiết kiệm được xi măng, cải thiện một số tính năng bê tông mà còn có thể giảm giá thành, biến chất phế thải thành "châu báu", giảm ô nhiễm môi trường Cho nên nguyên tắc xác định F/(C + F) là với điều kiện thoả mãn yêu cầu tính năng kỹ thuật của bê tông thiết kế đưa ra, cố gắng dùng trị số lớn

(2) Nguyên tắc xác định W/(C + F): Trị số này của bê tông đầm lăn lớn hay nhỏ trực tiếp ảnh hưởng đến tính năng thi công của hỗn hợp và tính chất kỹ thuật của bê tông cứng hoá Khi lượng keo dính dùng nhất định rồi, tăng tỉ lệ nước keo thì trị số VC của hỗn hợp sẽ giảm, cường độ và tính bền lâu của bê tông cũng giảm Ngược lại thì VC tăng, cường độ và tính bền lâu của bê tông cứng hoá được cải thiện Nếu lượng xi măng không đổi, áp dụng F/(C + F) lớn thì W/(C + F) giảm, có lợi cho hoạt tính của tro bay trong bê tông phát huy, cường độ và tính bền vững của bê tông tăng Trong điều kiện đạt yêu cầu cường độ, tính bền vững và trị số VC của yêu cầu thi công, chọn trị số nhỏ [tương ứng với việc chon F/(C + F) lớn và lượng dùng xi măng ít]

(3) Nguyên tắc xác định (C + F + W)/S: Tỉ lệ vữa cát lớn hay nhỏ là nhân tố quan trọng

ảnh hưởng đến trị số VC của hỗn hợp, cũng là nhân tố ảnh hưởng đến độ chắc của bê tông

Tỉ lệ vữa cát tăng thì trị số VC giảm, với điều kiện năng lượng tăng nhất định thì độ chắc của

bê tông đầm lăn tăng lên Tỉ lệ vữa cát tăng quá không những VC giảm không thể thi công

đầm lăn được, còn làm lượng keo dính tăng Cho nên nguyên tắc xác định vữa cát là: với

điều kiện giữ cho năng lượng rung của hỗn hợp bê tông nhất định để đầm chắc và đảm bảo

VC theo yêu cầu thi công, cố gắng lấy trị số nhỏ

(4) Nguyên tắc xác định tỉ lệ cát: Tỉ lệ cát nhiều hay ít ảnh hưởng trực tiếp đến tính năng thi công của hỗn hợp, cường độ bê tông cứng hoá và tính bền vững Tỉ lệ cát quá nhiều, hỗn hợp khô cứng, rời rạc, trị số VC rất lớn, khó đầm được chắc, cường độ bê tông cứng hoá

và tính bền vững kém Tỉ lệ cát quá nhỏ vữa cát không đủ để lấp vào các khe hở của cốt liệu thô và bao bọc hạt cốt liệu thô, trị số VC của hỗn hợp lớn, mật độ bê tông kém, cường độ và tính bền vững cũng kém đi Cho nên khi xác định cấp phối bê tông đầm lăn, phải chọn tỉ lệ cát tối ưu Tỉ lệ cát tối ưu là tỉ lệ cát dùng ít nhất chất keo dính mà vẫn đảm bảo hỗn hợp có tính chống phân cỡ tốt và đạt đến trị số VC theo yêu cầu của thi công

3 Chiều dày lớp vữa của hạt cốt liệu và lượng vữa dùng của hỗn hợp bê tông:

Trong quá trình trộn bê tông thì mỗi hạt cốt liệu đều được bao bọc ra ngoài một lớp vữa mỏng hay dày (như hình 1-4)

Hình 1-4: Tầng vữa giới hạn quanh cốt liệu

Với bất kỳ hạt cốt liệu và thể keo vữa nào đều có lớp tiếp xúc dày nhất định do tác dụng của lực dính mặt giới hạn tạo thành Chiều dày của lớp tiếp xúc này gọi là chiều dày tầng vữa giới hạn Khi lượng vữa keo dính trong hỗn hợp nhiều, chiều dày lớp vữa bao quanh hạt cốt liệu lớn hơn chiều dày lớp vữa giới hạn, lớp vữa ngoài lớp giới hạn ở trạng thái tự do Chiều dày lớp vữa giới hạn quyết định bởi lực dính của cốt liệu và mặt giới hạn cũng như lực nội tụ của bản thân vữa Lực dính là sự kết hợp của 3 loại tác dụng: sự hấp thụ vật lý giữa cốt liệu với vữa, lực kết hợp cơ khí và tay liên kết hoá học Ba loại tác dụng khác nhau tạo thành kết cấu tầng vữa giới hạn khác nhau, cho nên đã làm thay đổi lực kết dính giữa cốt liệu và vữa Kết cấu tầng vữa giới hạn có liên quan đến lực nội tụ của vữa, cấu tạo khoáng chất của cốt liệu và đặc trưng bề mặt Ngoài ra còn chịu ảnh hưởng của năng lượng rung lớn hay bé của hỗn hợp Khi cốt liệu và năng lượng rung cốt liệu của hỗn hợp nhất định, thì chiều dày lớp vữa giới hạn chỉ quyết định bởi lực nội tụ của vữa (cũng là W/(C + F) và tính chất của keo dính) Trong hỗn hợp bê tông, lượng vữa tăng dần thì lớp vữa bao quanh hạt cốt liệu cũng tăng dần chiều dày Khi chiều dày đạt đến chiều dày giới hạn, thì dù có tăng nữa lượng vữa sử dụng, thì lượng vữa này rơi vào trạng thái tự do Bê tông đầm lăn khác với hỗn hợp bê tông thường, trên bản chất là thể tích thể vữa tự do này khác nhau

Lượng vữa keo dính trong hỗn hợp bê tông đầm lăn nhiều hay ít trực tiếp ảnh hưởng

đến tính vật lý và tính năng thi công của bê tông Khi các điều kiện khác không đổi, nếu lượng vữa không đủ thì hỗn hợp quá khô cứng khó mà đầm chắc được, khe lỗ bê tông tăng lên, cường độ và tính bền lâu kém đi Nếu lượng vữa nhiều quá, hỗn hợp quá ướt, khi thi công đầm rung khó khăn cũng khó mà đầm được chắc, vì thế cũng ảnh hưởng đến cường độ

và tính bền vững Cho nên vấn đề vẫn còn tồn tại của hỗn hợp bê tông đầm lăn là lượng dùng vữa tối ưu, lượng tối ưu này chịu ảnh hưởng của nhiều yếu tố:

(1) Năng lượng rung động cấp cho hỗn hợp: Năng lượng rung động lớn hay nhỏ ảnh hưởng đến mật độ chắc của các hạt thô sắp xếp trong hỗn hợp bê tông, tức là ảnh hưởng đến

tỉ lệ khe hở của cốt liệu Năng lượng rung động lớn hay nhỏ cũng ảnh hưởng tới đặc tính lưu

động cát vữa keo dính khi bị rung Vì vậy, năng lượng rung động ảnh hưởng đến chiều dày giới hạn của lớp vữa bao quanh hạt cốt liệu, từ đó mà ảnh hưởng đến lượng vữa keo dính cần cho yêu cầu đạt độ công tác

(2) Chủng loại cốt liệu, cấp phối và đặc tính bề mặt hạt: Sự khác biệt của chủng loại, cấp phối và đặc tính bề mặt ảnh hưởng đến tỉ suất bề mặt của cốt liệu trong một năng lượng rung động nhất định, làm thay đổi lượng vữa tự do trong hỗn hợp vì vậy mà ảnh hưởng đến lượng vữa cần cho hỗn hợp

(3) Tỉ lệ nước keo và tỉ lệ chất độn: Tính kết dính của vữa keo giảm khi W/(C + F) tăng

và tỉ lệ chất độn tăng thì tính kết dính giảm Vì vậy tỉ lệ nước keo và tỉ lệ chất độn ảnh hưởng

đến chiều dày lớp vữa giới hạn của hạt cốt liệu và cũng ảnh hưởng đến chức năng tổi thiểu cần cho hỗn hợp được chắc

II Các loại cấp phối chủ yếu:

Bê tông đầm lăn từ phòng thí nghiệm, qua thí nghiệm hiện trường rồi mới đến ứng dụng vào công trình, các nước ứng dụng các phương pháp cũng khác nhau Cho đến nay việc

áp dụng bê tông đầm lăn ở các nước, trên góc độ tài liệu mà nói thì có 3 loại cấp phối chủ yếu:

1 Bê tông đầm lăn vữa keo dính cố kết cát đá dăm:

Trong loại bê tông đầm lăn này, lượng chất kết dính không lớn hơn 110 kg/m3 Trong

đó lượng tro bay hoặc chất độn khác nhau chiếm không quá 30% tổng trọng lượng keo dính Loại bê tông này dùng ít keo dính, muốn được tính dễ đầm của hỗn hợp thì tất nhiên phải thực hiện qua việc tăng lượng nước cần, cho nên tỉ lệ nước keo lớn, đạt tới 0,95~1,50 Như vậy sẽ làm cho cường độ của hỗn hợp thấp, tính chống thấm và tính bền lâu kém Vữa keo

dính trong loại bê tông này không đủ để lấp các khe hở của cát, lỗ hổng bê tông nhiều Người thiết kế áp dụng loại bê tông này với mục đích lợi dụng vữa keo để cấu kết cát, đá dăm thành một khối dùng làm một phần thân đập, dựa vào trọng lượng của bản thân bê tông

để ổn định thân đập, còn việc chống thấm sẽ do bê tông khác hoặc do vật liệu chống thấm phía mặt thượng lưu đảm nhận Đập Willow Creek, đập Galesville và đập Elk Creek của Mỹ

sử dụng một bộ phần bê tông đầm lăn là loại hình phối hợp này

2 Bê tông đầm lăn nghèo khô:

Loại bê tông này còn gọi là bê tông đầm lăn cấp phối nghèo Lượng keo dính trong bê tông là 120~130 kg/m3, trong đó chất độn chiếm 25%~30% tổng trọng lượng chất keo Loại

bê tông này dùng keo dính không nhiều, phải tăng lượng nước vừa phải để thoả mãn yêu cầu

đầm lăn Tỉ lệ nước keo thường là 0,70 ~ 0,90 Do tỉ lệ chất độn thấp nên nhiệt độ tuyệt đối của bê tông cao Tỉ lệ nước keo của loại bê tông đầm lăn này tương đối lớn, tính chống thấm không tốt, thường không dùng làm tầng chống thấm mà để làm bê tông bên trong Trong quá trình thi công, thời gian giãn cách giữa các tầng là 2~5 ngày, lợi dụng mặt đỉnh của bê tông

để tản nhiệt Khe hở giữa tầng coi là khe lạnh, dùng vữa cát để cải thiện chất lượng kết dính mặt tầng Một số đập bê tông đầm lăn của Nhật đều áp dụng cấp phối loại này

3 Bê tông đầm lăn hàm lượng tro bay cao:

Lượng keo dùng trong bê tông đầm lăn này là 140~170 kg/m3, chất độn chiếm 50% ~ 70% tổng trọng lượng keo Loại bê tông này chia làm 2 loại: một loại có chất keo là 140 ~

170 kg/m3 chất độn chiếm 50%~60%, gọi là bê tông đầm lăn dùng keo vừa; còn một loại có lượng keo chiếm 180~250 kg/m3, trong đó chất độn chiếm 60%~75%, gọi là bê tông đầm lăn dùng keo nhiều Loại đầu thì lượng keo dùng tương đối ít, xi măng dùng ít, nhiệt độ tuyệt đối của bê tông nhỏ, nhưng khó khống chế chất lượng kết dính mặt tầng thi công Ngày nay thường dùng làm bê tông trong nội bộ thân đập, mặt thượng lưu đập có tầng chống thấm Loại sau lượng bê tông dùng tương đối nhiều (đa phần là bê tông cấp phối cấp II), nhiệt độ tuyệt đối của bê tông cao, so với loại trên loại này dễ khống chế chất lượng kết dính mặt tầng thi công hơn, tính chống thấm (đặc biệt là thi công mặt tầng) cũng tốt hơn loại trên

Nó có thể vừa dùng làm bê tông nội bộ thân đê, vừa có thể trực tiếp dùng làm tầng chống thấm mặt thượng lưu của thân đập Từ năm 1985 trở lại ở Trung Quốc tuyệt đại đa số bê tông đầm lăn có lượng keo là 140~170 kg/m3, lượng tro bay trộn có xu thế tăng dần Như năm 1985 tại Phúc Kiến xây xong tường chắn trạm máy cắt thuỷ điện Sa Kê Khẩu bằng bê tông đầm lăn thì lượng tro bay chiếm 56% Đến năm 1986 xây dựng thuỷ điện Kháng Khẩu bằng bê tông đầm lăn, lượng tro bay chiếm 57% Sau đó lại xây dựng Thiên Sinh Kiều cấp 2 Quảng Tây và đê bao trạm thuỷ điện Nham Than dùng bê tông đầm lăn, lượng tro bay chiếm 61% và 70% Những năm gần đây Trung Quốc triển khai nghiên cứu ảnh hưởng của lượng trộn tro bay và xi măng đối với tính năng của bê tông đầm lăm, kết quả là bê tông đầm lăn dùng ít xi măng nhiều tro bay có tính năng ưu việt hơn Vì vậy mà loại cấp phối này của bê tông đầm lăn đang được sử dụng rộng rãi ở Trung Quốc ở Quí Châu, thượng lưu đập vòm Phổ Định áp dụng bê tông đầm lăn keo dính giầu cấp 2 Đập Upper still water của Mĩ áp dụng loại điển hình vật liệu kết dính cao, bê tông đầm lăn giầu tro bay Trong đó keo là 254 kg/m3, xi măng là 80 kg/m3, tro bay là 69% Tư tưởng chỉ đạo của trộn bê tông đầm lăn đập Upper still water là: Khắc phục cốt liệu thô phân ly, cải thiện chất lượng kết dính mặt tầng thi công, thi công liên tục Do đó áp dụng bê tông đầm lăn cấp phối 2, tăng lượng dùng keo nâng tỉ lệ trộn tro bay Thực tiễn thi công chứng minh, cơ bản đạt đến mục dự kiến, nhưng nhiệt độ tối đa của bê tông cao mang lại một số khó khăn trong việc khống chế nhiệt độ

III Phương pháp thiết kế cấp phối:

Phương pháp thiết kế cấp phối cho đến nay vẫn chưa có qui định thống nhất Một số phương pháp này đều xây dựng trên các góc độ khác nhau, trong đó có tính chất giả định, có khi mang tính kinh nghiệm Nhưng việc phân tích vấn đề của phương pháp dù sao cũng rất

có lợi cho việc nghiên cứu thêm về lý luận thiết kế cấp phối bê tông đâm lăn Sau đây, trước tiên giới thiệu sơ lược các bước thiết kế, sau đó sẽ giới thiệu cách thiết kế cấp phối của các công trình mang tính đại diện

A Các bước chung khi thiết kế cấp phối:

Thiết kế cấp phối bê tông đầm lăn có thể chia là 6 bước sau:

1 Sưu tập tài liệu cần thiết cho công tác thiết kế cấp phối:

Trước khi tiến hành thiêt kế cấp phối bê tông đầm lăn cần phải sưu tập toàn bộ các văn bản và tài liệu kỹ thuật có liên quan đến thiết kế cấp phối Chúng bao gồm vị trí công trình xây dựng bê tông; yêu cầu kỹ thuật mà thiết kế công trình đề ra đối với bê tông, như là cường độ, biến dạng, tính chống thấm, tính lâu bền, tính năng nhiệt học, thời gian ninh kết chất độn, trị số VC, dung trọng v.v ; trình độ kỹ thuật thi công của đội ngũ xây dựng; phẩm chất và đơn giá nguyên vật liệu mà công trình sử dụng

2 Thiết kế sơ bộ cấp phối:

(1) Xác định sơ bộ tham số cấp phối Trước khi chọn tham số cấp phối, cần xác định

đường kính tối đa của cốt liệu thô và tỉ lệ chiếm của cốt liệu thô Với bê tông bê trong các kiến trúc thuỷ công có thể tích lớn, thì đường kính cốt liệu thô lớn nhất thường lấy 80mm Tỉ

lệ của các loại cốt liệu có thể lấy theo nguyên tắc dung trọng của trạng thái đầm chắc cốt liệu thô (tức là suất khe hở ít), cốt liệu thô ít phân ly Trong các công trình bê tông đầm lăn lớn trong nước phần lớn chia cốt liệu thô thành 3 cấp lớn, vừa, nhỏ và chiếm tỉ lệ là 4:3:3 hoặc 3:4:3 Đường kính lớn nhất của cốt liệu thô và tỉ lệ xác định xong tức là xác định xong tham số của cấp phối

Chọn tham số cấp phối W/(C + F), F/(C + F) (hoặc F/C), (C + F + W)/S (hoặc W, α)

và S/(S + G) (hoặc β) có thể tiến hành theo các cách sau:

* Phương pháp chọn thí nghiệm đơn nguyên nhân: Mức ảnh hưởng của tham số cấp phối bê tông đầm lăn đối với các tính năng của bê tông có mức độ khác nhau, vì vậy có thể chọn tham số nào ảnh hưởng nổi trội nhất đối với tính năng của bê tông về một mặt nào đó

để tiến hành thí nghiệm đơn nguyên nhân mà xác định trị số của tham số Tỉ lệ nước keo và lượng tro trộn thì thường có thể qua việc khảo sát ảnh hưởng của chúng đối với cường độ chống nén và tính bền vững để chọn; Tỉ lệ vữa cát thì khảo sát ảnh hưởng của nó đối với dung trọng vữa cát đầm chặt để chọn Tỉ lệ cát thì căn cứ thí nghiệm dung trọng đầm chắc bê tông để xác định trị số tối ưu và xét tình hình cốt liệu phân ly của hỗn hợp để chọn Phương pháp phân tích thí nghiệm đơn nguyên nhân được dùng khá phổ biến trong nước Tường chắn trạm máy cắt thuỷ điện Sa Kê Khẩu - Phúc Kiến, đập thuỷ điện cấp 2 Thiên Sinh Kiều-Quảng Tây, đập thuỷ điện Đồng Giai Tử - Tứ Xuyên và tường chắn dòng chảy trạm thuỷ

điện Thuỷ Khẩu - Phúc Kiến v.v đều áp dụng các phương pháp trên để chọn tham số cấp phối bê tông đầm lăn

* Phương pháp chọn thiết kế thí nghiệm chính giao: Có thể lấy 4 tham số cấp phối làm mẫu của thiết kế thí nghiệm chính giao Mỗi mẫu lại lấy 3~4 mức, chọn đúng bảng chính giao để bố trí thí nghiệm Dùng phương pháp phân tích trực quan hoặc phân tích so sánh để phân tích các mức độ của mẫu và quan hệ tính năng chất độn của bê tông, từ đó chọn ra các tham số cấp phối Đập thuỷ điện Kháng Khẩu, đập thuỷ điện Nhan Than - Quảng Tây, đập thuỷ điện Van An Thuỷ - Giang Tây v.v khi thiết kế cấp phối bê tông đầm lăn đã dùng phương pháp này Cần chỉ ra rằng phương pháp này thích hợp với tình hình thí nghiệm trong nhà mà sự giao động của nguyên vật liệu rất ít, nhưng trước khi thi công phải thông qua thí nghiệm hiện trường chọn tham số cho chính xác

* Phương pháp chọn loại công trình tương tự: Với các công trình vừa và nhỏ khi không thể thí nghiệm để xác định tham số cấp phối thì có thể tham khảo công trình tương tự để sơ

bộ chọn tham số cấp phối, tiến hành thiết kế sơ bộ

(2) Lượng dùng các nguyên liệu trong tính toán mỗi mét khối bê tông đầm lăn:

* Phương pháp thể tích tuyệt đối: Phương pháp này giả định thể tích của hỗn hợp bê tông đầm lăn bằng tổng các thể tích tuyệt đối của các nguyên vật liệu hợp thành và thể tích không khí trong hỗn hợp bê tông, tức là:

α+γ

+γ

+ρ

+ρ

+

GSWFC

G S W F C

= 1000 Trong đó:

- C, F, W, S, G: Lượng xi măng, chất độn, nước, cát và đá trong mỗi m3 bê tông đầm lăn (kg/m3)

- ρC, ρF, ρW: mật độ xi măng, chất độn, nước (g/cm3)

- γG, γS: mật độ biểu quan của cát, đá (g/cm3)

- α: Số phần trăm hàm lượng khí của hỗn hợp bê tông đầm lăn, khi không trộn chất dẫn khí, có thể lấy α = 1~3

Căn cứ vào tham số đã chọn được, có thể tìm ra lượng dùng nguyên liệu của mỗi m3 bê tông.Trạm máy cắt thuỷ điện Sa Kê Khẩu - Phúc Kiến và đập thuỷ điện Đồng Giai Tử - Tứ Xuyên đã áp dụng phương pháp này trong thiết kế cấp phối bê tông đầm lăn

* Phương pháp mật độ biểu quan giả định (Phương pháp dung trọng giả định): Phương pháp này giả định mật độ biểu quan của hỗn hợp bê tông đầm lăn trộn được là một trị số đã biết γcon, do đó có:

C + F + W + S + G = γconCác ký hiệu trong công thức cũng có ý nghĩa như ở trên

Căn cứ vào các tham số đã chọn để tìm ra lượng các nguyên liệu cần cho mỗi một m3

bê tông đầm lăn Đập cấp 2 Thiên Sinh Kiều, đập Đại Quảng đã áp dụng phương pháp này vào thiết kế cấp phối bê tông đầm lăn

* Phương pháp bao lấp: Phương pháp này dựa vào vữa keo dính bao bọc hạt cát và lấp các khe hở của cát để tạo thành vữa cát, vữa cát bao bọc cốt liệu thô và lấp vào khe hở của cốt liệu thô hình thành bê tông Lấy α, β làm chỉ tiêu đánh giá, α là tỉ lệ thể tích của vữa keo dính với thể tích của cát, β là tỉ lệ thể tích vữa cát với thể tích khe hở cốt liệu thô Xét tới việc để lại một dư thừa nhất định thì các trị số của α, β đều phải lớn hơn 1 Với bê tông đầm lăn, thì α thường lấy 1,1 ~ 1,3; β lấy 1,2 ~ 1,5 Do đó:

W F C

WFC

ρ

+ρ

+

S.P.10γ

Từ đó tìm được:

G G

P.10

V.101000G

−

S S

S G G

1'

P.10

G.'

P.10.S

2 C

2

2 1 1

S S

)

K1(

K1

K1

K.KK

S.'

P.10

ρ

−

+ρ

+

−+

α

; F = C

K1

K

2

2

− ; W = K1.(C + F) Trong các công thức trên:

- PS, PG: tỉ lệ khe hở trạng thái đầm chặt của cát và đá

- Vα: tỉ lệ phần trăm thể tích lỗ hổng của bê tông

- γ'S, γ'G: mật độ tích tụ trạng thái đầm chặt của cát và đá (dung trọng rung chặt) Các ký hiệu khác có ý nghĩa như trên Căn cứ vào các công thức trên để tính ra lượng nguyên liệu dùng cho mỗi mét khối bê tông đầm lăn

Theo cấp phối xác định sơ bộ để lấy các nguyên vật liệu mà tiến hành thí nghiệm, xác

định trị số VC của hỗn hợp Nếu trị số VC lớn hơn yêu cầu của thiết kế, thì phải giữ nguyên

tỉ lệ nước keo rồi tăng lượng nước dùng Nếu dùng VC thấp hơn yêu cầu thiết kế, có thể duy trì tỉ lệ cát không đổi mà tăng thêm cốt liệu Nếu tính chống phân ly của hỗn hợp kém, thì có thể giữ nguyên tỉ lệ vữa cát, tăng vừa phải tỉ lệ cát Ngược lại thì giảm bớt tỉ lệ cát đi

Sau khi điều chỉnh trộn thử xong, thì xác định mật độ biểu quan thực tế của hỗn hợp rồi tính ra lượng dùng các nguyên liệu của cấp phối thực tế

4 Xác định cấp phối trong nhà:

Cấp phối bê tông có được cho điều chỉnh trộn thử, trong đó tỉ lệ nước keo chưa chắc đã thoả đáng, phải tiến thêm một bước kiểm nghiệm lại chỉ tiêu cường độ và tính bền vững Thông thường áp dụng 3 loại cấp phối khác nhau Một trong số đó là cấp phối thông qua

điều chỉnh trộn thử tìm được Trị số tỷ lệ nước keo của 2 loại cấp phối còn lại tăng 0.05 hoặc giảm 0,05 so với trị số cấp phối của điều chỉnh trộn thử Lượng nước dùng của 3 cấp phối bằng nhau, tỉ lệ cát sẽ điều chỉnh một chút theo trị số VC Với mỗi cấp phối, chế tạo các mẫu thử cường độ và độ bền theo yêu cầu, bảo dưỡng đến đúng kỳ rồi tiến hành thí nghệm, căn cứ vào kết quả thí nghiệm để xác định cấp phối trong nhà

5 Quy đổi cấp phối hiện trường thi công:

Cấp phối trong nhà do thí nghiệm mà có, thường là nguyên liệu cát đá ở trạng thái cơ bản là khô Nguyên liệu cát đá ở công trường thì trạng thái có nước, thực tế khác với phòng thí nghiệm cho nên khi cân trọng lượng thực tế của nguyên vật liệu hiện trường thì phải căn

cứ vào tình trạng có nước của chúng để tiến hành qui đổi Giả thiết cát ở hiện trường thi công có tỷ lệ hàm nước là a%, tỷ lệ hàm nước của đá là b%, thì qui đổi cấp phối trong nhà ra cấp phối thi công, và lượng vật liệu cần của chúng là:

6 Thí nghiệm đầm lăn hiện trường và điều chỉnh cấp phối:

Trong điều kiện hiện tại, trước khi tiến hành thi công bê tông đầm lăn cho một công trình phải thí nghiệm đầm lăn Mục đích là ngoài việc xác định tham số thi công, kiểm nghiệm lại tình hình vận hành và phối hợp của hệ thống thi công sản xuất, đề ra các biện pháp quản lý thi công ra, còn phải thông qua thí nghiệm đầm lăn hiện trường để kiểm tra tính thích nghi của thiết bị thi công đối với cấp phối bê tông đầm lăn thiết kế (bao gồm tính có thể đầm, tính

dễ đầm chắc) cũng như tính chống phân ly của hỗn hợp Khi cần có thể điều chỉnh theo tình hình thí nghiệm đầm lăn

B Thí dụ thực tế về thiết kế cấp phối bê tông đầm lăn của một số công trình điển hình:

1 Thiết kế cấp phối bê tông đầm lăn đập Kháng Khẩu - Phúc Kiến:

(1) Yêu cầu thiết kế: Yêu cầu thiết kế sơ bộ bê tông đầm lăn đập Kháng Khẩu: Trên mặt thượng lưu thân đập có tầng chống thấm, trong đập dùng cấp phối 3 cấp bê tông đầm lăn, trị số VC của hỗn hợp khống chế ở 10~24s, bê tông niên hạn 90 ngày có cường độ chống nén Rd= 9,8 MPa, suất đảm bảo 85%, chống thấm niên hạn 90 ngày có chỉ tiêu S4, nhiệt độ chênh lệch của thân đập khống chế dưới 10~140C, thiết kế mật độ biểu quan bê tông là 2320 kg/m3

(2) Nguyên vật liệu: Bột mịn trong cát chiếm 6,6%~15,2%, hàm lượng vượt đường kính hạt chiếm 7%~23%, modun độ mịn giao động trong khoảng 2,8~3,3 Dùng xi măng Portland mác 425 (Mác thực tế đạt 525) của Nhà máy xi măng Quảng Bình sản xuất, trong

đó hàm lượng clanke là 92% Chất độn là tro bay do Nhà máy điện Trâu Vũ thu hồi qua bộ lọc tĩnh điện Chất phụ gia là Sulfat canxi chất gỗ do Nhà máy sợi trơ Khai Sơn - Cát Lân sản xuất

(3) Chọn tham số cấp phối: Chọn tham số cấp phối theo phương pháp thiết kế thí nghiệm chính giao, dùng bảng chỉnh giao L9 (34) để bố trí thí nghiệm Mức của các tham số chọn (mục) xem bảng

Bảng 1-1: Mục và mức thiết kế chính giao

Mức 0,50 0,60 0,70 1,0 1,2 1,4 0,35 0,40 0,45 0,32 0,34 0,36 Qua khảo sát trị số VC, mật độ biểu quan, cường độ chống nén của bê tông niên hạn 7 ngày và 28 ngày, sơ bộ chọn tham số cấp phối theo W/(C+F) = 0,60, F/C=1,2, (C+F+W)/S

K)GS/(

S

KS/)WFC(

nC/F

m)FC/(

W

GSWFC

P con

Trong đó m, n, KP và K là các tham số cấp phối đã định, còn các ký hiệu khác như trên

Qua điều chỉnh trộn thử được cấp phối bê tông và các tính năng như bảng 1-2

Bảng 1-2: Cấp phối bê tông đề xuất để thí nghiệm đầm lăn hiện trường

(trộn 0,2% sulfat can xi chất gỗ) Lượng dùng các vật liệu

của mỗi m3 bê tông (kg) Một số tính năng kỹ thuật của bê tông

C F W S G VC (s) R28 (MPa) R90 (MPa) Sn γcon (kg/m3)

(5) Thí nghiệm đầm lăn hiện trường: Cấp phối dùng trong thí nghiệm hiện trường tại

đập Kháng Khẩu do Hội nghị mở rộng lãnh đạo công trình nghiên cứu và quyết định, sau khi thí nghiệm đầm lăn hiện trường thì tiến hành điều chỉnh Việc tiến hành điều chỉnh cấp phối nhằm đối phó các vấn đề còn tồn tại trong thí nghiệm đầm lăn hiện trường bao gồm: nhằm phù hợp với tính năng của thiết bị trộn, dung tích 1 cối trộn giảm còn 80% lượng định mức của máy trộn Để giảm bớt cốt liệu thô phân ly, đem cấp phối đá lớn:nhỡ:nhỏ trước là 4:3:3 nay đổi lại là 3:4:3, tương ứng tăng hàm lượng cát, từ đó mật độ biểu quan của bê tông giảm

đi, thông qua hiệu chỉnh để thoả mãn yêu cầu ổn định thân đập Xét thấy cường độ bê tông vượt tương đối nhiều, nên lượng keo dính giảm xuống còn 140 kg/m3, trong đó lượng xi

măng là 60 kg/m3, lượng dùng nước đơn vị lấy 98~100 kg/m3 Sau cùng xác định được cấp phôi và một số tính năng như bảng 1-3

Bảng 1-3: Cấp phối thực dụng của bê tông đầm lăn

và một phần kết quả thí nghiệm tính năng

Lượng dùng các vật liệu

của mỗi m 3 bê tông (kg) VC

(s) γ*con(kg/m 3 )

Cường độ chống nén (MPa) tối đa (Nhiệt độ 0 C)

Mác chống thấm

C F W S G Can xi

gỗ 3d 7d 28d 90d 180d 365d 28d

Cuối cùng (90d)

60 80 98 798 1370 0,28 13 2324 4,1 6,4 9,8 20,5 23,5 24,4 13,7 14,2 ≥ S 12

* Dung trọng cấp phối II

(6) Hiệu quả thực dùng: Thực tiễn thi công đập Kháng Khẩu chứng minh, cấp phối xác

định bởi thí nghiệm đầm lăn thì thi công tính năng tốt Trị số VC trung bình lấy mẫu miệng máy là 15s (n = 371 lần) Hiện trường dùng máy đo mật độ thuỷ phân hạt nhân và phương pháp đo thử, dung trọng nén chặt trung bình của bê tông đầm lăn là 2355 kg/m3 (2616 lần

đo), đạt 97,9% dung trọng lý luận Cường độ chống nén niên hạn 90 ngày lấy mẫu ở miệng máy thoả mãn yêu cầu thiết kế

2 Thiết kế cấp phối bê tông đầm lăn đập cấp II Thiên Sinh Kiều:

(1) Yêu cầu thiết kế: Yêu cầu thiết kế tuổi 90 ngày, cường độ chống nén 14,7 MPa, hệ

số đảm bảo cường độ 85%, hệ số ly sai nhỏ hơn 0,20, niên hạn 90 ngày mác chống thấm S2, mật độ biểu quan của bê tông 2400 kg/m3, nhiệt độ tối đa của bê tông nhỏ hơn 180C; niên hạn 90 ngày cực hạn kéo dãn của bê tông 70~80àε Thi công dùng cốt liệu thô có đường kính tối đa 80 mm

(2) Nguyên vật liệu: Khai thác đá vôi tại mỏ gần địa điểm xây đập rồi gia công nghiền cát đá nhân tạo Dùng xi măng mác 525 do nhà máy xi măng Thuỷ Thành - Quí Châu sản xuất Chất độn dùng tro bay của Nhà máy điện Điền Đông - Quảng Tây, hạt mịn hàm lượng

có nhiều CaO, lượng đốt cháy nhỏ (2,13%) Chất phụ gia DH4a chậm đông mạnh giảm nước cao do Nhà máy chất phụ gia Thuỷ lợi thỉnh - Hà Bắc sản xuất

(3) Chọn tham số cấp phối: Trong quá trình thiết kế cấp phối áp dụng phương pháp phân tích thí nghiệm đơn nguyên nhân để chọn tham số

* Chọn F/C và W/(C + F): F/C có ảnh hưởng rất lớn đối với tính năng của bê tông Nhưng nếu chọn F/C để thoả mãn yêu cầu thiết kế về tính năng cường độ đề ra thì có thể qua

điều chỉnh W/(C + F) để thực hiện Căn cứ vào giá cả xi măng và tro bay cũng như yêu cầu

về nhiệt độ tuyệt đối của bê tông thì F/C chọn sơ bộ bằng 2,1 Từ đường cong kinh nghiệm giữa cường độ chống nén bê tông đầm lăn với tỉ lệ nước keo được W/(C + F) = 0,60

* Chọn (C + F)/S và S/(S + G): Căn cứ vào F/C và W/(C + F) sơ bộ để tiến hành thí nghiệm dung trọng chắc của vữa cát để vẽ đường cong được (C + F + W)/S với dung trọng chắc của vữa cát Từ đường cong này tra được (C + F + W)/S = 0,25~0,40, dung trọng hơi lớn Tạm thời lấy tỉ lệ vữa cát là 0,35 Theo F/C, W/(C + F) và (C + F + W)/S đã chọn tiến hành thí nghệm dung trọng chắc của bê tông (tỉ lệ cốt liệu to:vừa:nhỏ vừa thí nghiệm xác

định được 3:4:3), được đường cong giữa dung trọng chắc của tỉ lệ cát Trên đường cong này thấy khi tỉ lệ cát là 0,34~0,035 thì dung trọng tương đối lớn, vì thế chọn lấy tỉ lệ cát là 0,34 (4) Điều chỉnh trộn thử trong nhà: Đưa các tham số vào công thức sau thì có thể tìm

được lượng dùng các nguyên liệu của một m3 bê tông:

K)GS/(

S

KS/)WFC(

nC/F

m)FC/(

W

GSWFC

P con

Các ký hiệu trên các công thức đều có ý nghĩa như trước

Sau khi điều chỉnh trộn thử, dung trọng chắc của hỗn hợp bê tông là 2516kg/m3, sau khi qui đổi ta có lượng dùng các nguyên liệu và cường độ bê tông như bảng 1-4

Bảng 1-4: Cấp phối bê tông đầm lăn và kết quả thí nghiệm cường độ

(chưa trộn chất phụ gia) Lượng dùng các vật liệu

của mỗi m3 bê tông đầm lăn (kg) Cường độ chống nén (MPa)

Kết quả thí nghiệm trên thu được là chưa có chất phụ gia sau khi trộn chất giảm nước

DH4a, với tình trạng VC không đổi thì lượng nước giảm đáng kể Thí nghiệm trong nhà mở rộng thì chỉ cần lượng nước cho cấp phối bê tông 38 kg/m3, cường độ chống nén 90 ngày của

bê tông cũng đạt đến chỉ tiêu thiết kế yêu cầu Nhiệt độ tối đa của bê tông là 16,80C, chỉ tiêu tính năng này cũng đạt yêu cầu thiết kế Nhưng vì tính chất quan trọng của công trình Thiên Sinh Kiều cấp II, và khi đó các tài liệu đo thực về tính năng với niên hạn dài của bê tông

đầm lăn nhiều tro bay cũng còn thiếu, cho nên khuyến khích áp dụng cấp phối thí nghiệm

Tháng 4 năm 1987 Bộ Thuỷ điện tổ chức các chuyên gia tiến hành thẩm tra tư vấn bê tông đầm lăn đập Thiên Sinh Kiều cấp II, đã phê chuẩn cho công trình được dùng cấp phối 1 theo bảng khuyến khích 1-5 để thi công Căn cứ vào kết quả thí nghiệm hiện trường, và tình trạng cốt liệu vượt đường kính, tình trạng chứa nước và tình trạng nhiệt độ không khí trong thời gian thi công, đã điều chỉnh cấp phối cho phù hợp Cấp phối thi công xem bảng 1-6

Bảng 1-6: Cấp phối thi công bê tông đầm lăn

Lượng dùng các vật liệu cho mỗi m3 bê tông đầm lăn (kg)

Sau khi nước rút tiến hành kiểm tra chưa thấy vết nứt và xói mòn, chứng tỏ chất lượng bê tông rất tốt

3 Thiết kế cấp phối bê tông đầm lăn đập thuỷ điện Đồng Giai Tử:

(1) Yêu cầu thiết kế: Bê tông đầm lăn trạm thuỷ điện Đồng Giai Tử dùng làm bê tông nội bộ thân đập Đường kính cốt liệu lớn nhất là 80mm Trị số VC khống chế 8~25s Cường

độ chống nén niên hạn 90 ngày là 10 MPa (đoạn đê tràn) và 15 MPa (đoạn phòng hộ), mác chống thấm S2, S4 Mật độ biểu quan của bê tông 2450 kg/m3

(2) Nguyên vật liệu: Sử dụng đá cuội và cát sông tự nhiên lấy tại bãi đập hồ lô hạ lưu của trạm điện làm cốt liệu thô, mịn, thuộc mẫu nham đa tầng huyền vũ Modun độ mịn của cát sông là 2,0~2,3 Qua thí nghiệm chọn tỉ lệ tối ưu của cốt liệu theo lớn:vừa:nhỏ = 3:4:3 Dùng xi măng xây đập lớn mác 525 do nhà máy xi măng Nga Mi - Tứ Xuyên sản xuất Chất

độn là tro bay nguyên dạng của nhà máy điện Nghi Tân - Tứ Xuyên; lượng nước cần là 95%, lượng đốt cháy 2,31%, chất lượng tương đối tốt Chất phụ gia là Sulfat canxi chất gỗ do nhà máy sợi tơ Khai Sơn - Cát Lân sản xuất

(3) Chọn tham số cấp phối: Dùng phương pháp phân tích thí nghiệm đơn nhân tố để xác định tham số cấp phối bê tông Xác định F/(C+F) bằng thí nghiệm ảnh hưởng của lượng tro bay đối với cường độ chống nén của bê tông Xác định cường độ vữa cát 28 ngày, qua thí nghiệm để thành lập quan hệ tỉ lệ nước keo với cường độ chống nén niên hạn 90 ngày như sau:

F C

Trong đó:

- R90: Cường độ chống nén niên hạn 90 ngày của bê tông (MPa)

- Rcf28: Cường độ chống nén niên hạn 28 ngày của vữa cát kết dính (MPa)

- A, B: Hằng số thí nghiệm hồi qui Khi dùng đá cuội A = 0,733, B = 0,789; khi dùng

đá dăm A = 0,811, B = 0,581

Các ký hiệu khác có ý nghĩa như trước

Căn cứ vào cường độ pha trộn của bê tông để tìm tỉ lệ nước keo theo công thức trên Qua thí nghiệm tỉ lệ cát và cường độ bê tông với mật độ biểu quan của hỗn hợp bê tông để xác định tỉ lệ cát

(4) Điều chỉnh trộn thử trong nhà: Tham số cấp phối chọn để thí nghiệm là F/(C + F) = 0,53 ~ 0,56; W/(C + F) = 0,44 ~ 0,57; W = 75 ~ 85 kg/m3, S/(S + G) = 0,28 ~ 0,29 Dùng phươngpháp thể tích tuyệt đối tính lượng dùng các nguyên liệu của mỗi m3 bê tông đầm lăn Qua điều chỉnh trộn thử, kiến nghị cấp phối bê tông đầm lăn đoạn đập tràn trạm thuỷ điện

Đồng Giai Tử như bảng 1-7

Bảng 1-7: Bảng kiến nghị sử dụng cấp phối bê tông đầm lăn

Rd (MPa) Lượng dùng các nguyên liệu cho mỗi m3 bê tông đầm lăn (kg)

Chương II:

Tính chất kỹ thuật chủ yếu của bê tông đầm lăn

Bê tông đầm lăn trước khi cứng hoá gọi là hỗn hợp bê tông đầm lăn Nó phải có tính công tác tốt, dễ thi công, để đảm bảo thu được chất lượng xây dựng tốt Sau khi hỗn hợp bê tông đầm lăn cứng hoá phải có các tính năng vật lý tốt nhằm đảm bảo cho công trình có thể

an toàn chịu được tải trọng thiết kế và tính bền vững cần thiết

Trong chương này sẽ chú trọng giới thiệu về tính công tác và các nhân tố ảnh hưởng

đến tính công tác của hỗn hợp bê tông đầm lăn, các tính năng vật lý, tính bền vững của bê tông sau khi cứng hoá; kết cấu và ảnh hưởng của nó tới tính năng bê tông

1 Tính công tác của hỗn hợp bê tông đầm lăn

Toàn bộ hàm nghĩa tính công tác của hỗn hợp bê tông đầm lăn bao gồm độ công tác, tính co, tính ổn định và tính dễ đầm chắc Hỗn hợp bê tông đầm lăn có tính công tác tốt là phải có tính thích nghi của độ công tác với thiết bị thi công và điều kiện hoàn cảnh thi công (như nhiệt độ không khí, độ ẩm tương đối v.v ); tính co tốt là dưới tác dụng của ngoại lực nhất định có thể biến dạng co ngót vừa phải; tính ổn định tốt là trong quá trình thi công hỗn hợp không bị phân ly; tính dễ đầm chắc là dưới tác dụng đầm rung của thiết bị thi công dễ

đầm chắc

Phương pháp thi công đặc biệt của bê tông đầm lăn đòi hỏi hỗn hợp phải có một độ công tác vừa phải, tức là có thể chịu được sự di chuyển của máy đầm rung không bị lún ngập lại vừa không khô cứng quá tránh cho khó đầm, thậm chí không thể đầm chắc được Bê tông

đầm lăn khác với bê tông thường là: dùng nhiều cốt liệu, ít xi măng, tuy cùng trộn một lượng chất độn nhưng lượng dùng vữa keo dính vẫn ít hơn Hỗn hợp không có tính lưu động, tính

tụ dính nhỏ, nói chung là không tách nước, ở trạng thái khô tơi xốp Bê tông đầm lăn có tính lưu động khác với bê tông thường, muốn cho bê tông đầm lăn lưu động thì cần lực lớn hơn ở

bê tông thường để khắc phục ứng lực Ngoài ra trong quá trình vận chuyển đổ vữa ra, dễ bị phân ly giữa cốt liệu thô và hỗn hợp Quá trình rung động đầm chặt cũng không giống bê tông thường Hỗn hợp bê tông đầm lăn là một hỗn hợp siêu khô cứng, độ sụt bằng 0 Sử dụng phương pháp thử độ sụt truyền thống không thể đo được độ công tác; dùng máy đo độ chắc Weile để đo độ công tác cũng chưa hẳn vừa ý Hiện nay dùng trị số VC để biểu thị (Vibrating Compacted Value, tức là thời gian cần bao nhiêu giây từ lúc rung đến khi bề mặt toát ra vữa)

I Đặc tính lưu biến của hỗn hợp bê tông đầm lăn:

Hỗn hợp bê tông đầm lăn có thể coi là một khối tạo nên bởi nước và các hạt phân tán,

nó có các đặc tính của hỗn hợp có thể hiểu biết sâu sắc hơn về bản chất biến dạng của chúng

A Khái niệm lưu biến học:

Lưu biến học là môn khoa học nghiên cứu lưu động và biến dạng của vật chất, là một chi nhánh của lực học cận đại Dưới tác dụng có mức độ của ngoại lực, tính lưu động và biến dạng của vật chất Đối tượng nghiên cứu của lưu biến học gần như là bao gồm tất cả các vật chất và hình thức biến dạng của chúng, như biến dạng đàn hồi, biến dạng co và lưu động dính Với bê tông mà nói thì nghiên cứu về tính dính, co, đàn hồi của vữa xi măng, vữa cát

và hỗn hợp bê tông; cũng như nghiên cứu về cường độ, modun đàn hồi, vấn đề biến chậm của chúng

1 Phương trình lưu biến và mô hình cơ bản của 3 loại vật liệu lý tưởng:

(1) Mô hình chất rắn Hooke (H - mô hình): Là vật liệu lý tưởng có tính đàn hồi hoàn toàn Chất rắn Hooke có tính đàn hồi và cường độ, nhưng không có tính chất kết dính