Nghiên cứu ảnh hưởng của khối lượng vữa hồ xi măng và tỉ lệ nước xi măng lên ma sát với thành ống bơm

Trường Đại học Bách khoa - ĐHĐN Tóm tắt – Ngày nay với sự tiến bộ của khoa học kỹ thuật thay vì trộn và bơm bê tông theo kiểu thủ công truyền thống tất cả đa phần đã được thay thế bằng

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

-BÙI NGỌC HẢI

NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA KHỐI LƯỢNG VỮA HỒ XI MĂNG VÀ TỈ LỆ NƯỚC/XI MĂNG

LÊN MA SÁT VỚI THÀNH ỐNG BƠM

Chuyên ngành : Kỹ thuật Xây dựng công trình dân dụng và công nghiệp

Mã số : 60.58.02.08

LUẬN VĂN THẠC SĨ

Người hướng dẫn khoa học: TS MAI CHÁNH TRUNG

Đà Nẵng - Năm 2017

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tác giả

Các số liệu và kết quả tính toán đưa ra trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác

Tác giả luận văn

Bùi Ngọc Hải

MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN

MỤC LỤC

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU

DANH MỤC CÁC BẢNG

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ

MỞ ĐẦU 1

1 Lý do chọn đề tài 1

2 Mục tiêu nghiên cứu 2

3 Đối tượng nghiên cứu 2

4 Phạm vi nghiên cứu 2

5 Phương pháp nghiên cứu 2

6 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài 3

7 Bố cục luận văn 3

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ LĨNH VỰC BƠM BÊ TÔNG 4

1.1 CÔNG NGHỆ BƠM BÊ TÔNG VÀ CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG LÊN KHẢ NĂNG BƠM BÊ TÔNG 4

1.1.1.Công nghệ bơm bê tông 6

a) Máy Bơm 6

b) Hệ thống bơm 7

c) Ống bơm 9

d) Hộp số và khuỷu tay 9

e) Vòi ống bơm 10

1.1.2 Ưu và nhược điểm của kỹ thuật bơm bê tông 11

a) Ưu điểm của kỹ thuật bơm bê tông 11

b) Nhược điểm của kỹ thuật bơm bê tông 11

1.2. CÁC THÔNG SỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN DÒNG CHẢY CỦA BÊ TÔNG TRONG ỐNG BƠM 13

1.2.1 Ma sát ở bề mặt tiếp xúc với thành ống bơm 15

1.2.2 Lưu biến của bê tông 15

1.2.3 Các thiết bị đo ma sát 16

1.3 PHƯƠNG PHÁP DỰ TÍNH KHẢ NĂNG BƠM 21

1.4 KẾT LUẬN CHƯƠNG 1 25

CHƯƠNG 2 VẬT LIỆU, THIẾT BỊ & CHƯƠNG TRÌNH THÍ NGHIỆM 26

2.1 VẬT LIỆU SỬ DỤNG ĐỂ CHẾ TẠO BÊ TÔNG 26

2.1.1 Xi măng 26

2.1.2 Cát 26

2.1.3 Sỏi 27

2.1.4 Nước 27

2.2 THIẾT BỊ THÍ NGHIỆM 28

2.2.1 Mô tả thiết bị đo ma sát (tribometre) 28

2.2.2 Phương pháp sử dụng thiết bị đo ma sát 29

2.2.3 Khai thác kết quả đo 31

2.2.4 Máy trộn bê tông 32

2.2.5 Phép đo độ sụt bằng côn Abrams 33

2.3 CHƯƠNG TRÌNH THÍ NGHIỆM 35

2.4 KẾT LUẬN CHƯƠNG 2 37

CHƯƠNG 3 PHÂN TÍCH KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM 38

3.1 ẢNH HƯỞNG CỦA KHỐI LƯỢNG HỒ XI MĂNG 38

3.2 ẢNH HƯỞNG CỦA TỈ LỆ NƯỚC/XI MĂNG (N/X) 40

3.3 MỘT VÍ DỤ ÁP DỤNG 44

3.4 KẾT LUẬN CHƯƠNG 3 47

KẾT LUẬN 48

TÀI LIỆU THAM KHẢO 50 QUYẾT ĐỊNH GIAO ĐỀ TÀI LUẬN VĂN (Bản sao)

PHỤ LỤC

Q Lưu lượng bê tông bơm (m 3 )

T Momen xoắn áp đặt vào xy lanh quay (N.m)

T0 Momen xoắn ban đầu (N.m)

K Hệ số (N.m/s)

elbien Bề dày lớp biên (mm)

g* Độ chặt tối đa của hỗn hợp cốt liệu thô

2.5 Cấp phối bê tông nghiên cứu theo thông số khối lượng hồ xi măng 35 2.6 Cấp phối bê tông nghiên cứu theo thông số tỉ lệ Nước/Xi măng 36 3.1 Ảnh hưởng của khối lượng hồ xi măng lên thông số ma sát 38 3.2 Ảnh hưởng của tỉ lệ N/X lên thông số ma sát 41

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ

Số hiệu

1.2 Công trình thi công có hệ kết cấu sử dụng bê tông 6

1.5 Nguyên tắc hoạt động của một máy bơm kiểu rotor [Putzmeister] 8

1.9 Trạng thái bê tông khi bị nghẽn, trạng thái khi bê tông trượt trong ống

bơm

12 1.10 Các trạng thái dòng chảy bê tông trong ống bơm 14

1.12 Sơ đồ nguyên lý của thiết bị [CHAPDELAINE 2007] 18 1.13 Hình tổng quan thiết bị đo trước và trong khi quay xy lanh

trong bê tông [CHAPDELAINE 2007]

18

1.14 Thiết bị đo ma sát phát triển bởi [NGO 2009] 19

1.15 Thiết bị đo áp lực bơm phát triển bởi [BEST et al 1960] 20

1.16 Thiết bị đo áp lực bơm phát triển bởi [MORINAGA 1973] 21

1.17 Mô hình dự tính áp lực bơm bởi [KAPLAN 2000] 23

2.2 Cấu tạo thiết bị đo ma sát và quy trình vận hành 29

2.4 Sự tiến triển của tốc độ áp đặt lên xy lanh và số đo momen xoắn theo

Số hiệu

3.1 Quan hệ momen xoắn - vận tốc quay xy lanh theo khối lƣợng hồ xi

NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA KHỐI LƯỢNG VỮA HỒ XI MĂNG

VÀ TỈ LỆ NƯỚC/XI MĂNG LÊN MA SÁT VỚI THÀNH ỐNG BƠM

Học viên : BÙI NGỌC HẢI

Chuyên ngành : Kỹ thuật xây dựng công trình dân dụng và công nghiệp

Mã số: 60.58.02.08 Khóa : K31 Trường Đại học Bách khoa - ĐHĐN

Tóm tắt – Ngày nay với sự tiến bộ của khoa học kỹ thuật thay vì trộn và bơm bê tông theo

kiểu thủ công truyền thống tất cả đa phần đã được thay thế bằng máy, công nghệ bơm bê tông

này mang lại nhiều lợi thế hơn hẳn so với kiểu truyền thống nhất là khi quy mô kích thước

công trình càng lớn, thời gian thi công càng ngắn….Tuy nhiên ở Việt Nam hiện nay, lĩnh vực

nghiên cứu về bơm bê tông và thuộc tính lưu biến của vữa bê tông với các thông số ma sát

của quá trình bơm bê tông chưa thực sự được chú trọng Nghiên cứu này góp phần mở ra một

hướng nghiên cứu mới trong lĩnh vực bơm bê tông Luận văn này khái quát về công nghệ

bơm bê tông và nghiên cứu sâu hơn về sự ảnh hưởng của các thông số thành phần lên ma sát

với thành ống bơm cụ thể là khối lượng vữa hồ xi măng và tỉ lệ nước/xi măng Từ các thông

số thành phần cấp phối bê tông phổ biến tác giả chỉ thay đổi một thông số ảnh hưởng cần

nghiên cứu , còn các thông số thành phần khác được giữ cố định Loạt thí nghiệm cần nghiên

cứu đối với mỗi thông số cũng được thực hiện từ bê tông ở trạng thái “khó” bơm (bê tông có

độ linh động hay độ sụt thấp) cho đến khi bê tông bị phân tầng, mất tính đồng nhất và không

thể bơm được.Tác giả đã tóm tắt các kết quả đã đạt được và đưa ra các hướng phát triển tiếp

theo

Từ khóa – áp lực bơm; thiết bị đo ma sát; hằng số nhớt; ngưỡng ứng suất cắt giao diện; thành

phần bê tông

RESEARCH ON THE IMPACT OF MASS SLURY AND WATER /

CEMENT TO FRICTION ON WATER PUMP

Abstract - Today with the advancement of science and technology instead of mixing and

pumping concrete in a traditional manual manner all most have been replaced by machines, this concrete pumping technology offers many advantages over conventional Compared with the traditional style, especially when the size of the work size is larger, the shorter the execution time However, in Vietnam today, the field of research on concrete pumping and rheological properties of calves The friction parameters of the concrete pumping process are not really focused This research contributes to a new direction in the field of concrete pumping This thesis gives an overview of concrete pumping technology and further studies

on the influence of component parameters on the friction with the pump wall such as cement mortar mass and water / cement ratio From the common concrete mixer parameters, the author changes only one influencing parameter to be studied, while the other component parameters are fixed The series of tests required for each parameter is also made of concrete

in the "hard" state of the pump (concrete with flexibility or slump) until the concrete is stratified, losing uniformity And can not be pumped The author has summarized the results have been achieved and set out the direction of the next development

Keyword - pressure pumping; Friction measuring device; Viscosity constant; Stress threshold

cut interface; Concrete component

MỞ ĐẦU

1 Lý do chọn đề tài

Để đáp ứng được yêu cầu xây dựng hiện đại với những công trình bê tông cốt thép quy mô ngày càng lớn, các nhà khoa học kỹ thuật xây dựng không ngừng nghiên cứu nâng cao chất lượng bê tông Bên cạnh đó để chất lượng bê tông được đảm bảo đến công trình thì công nghệ thi công bê tông đóng một vai trò vô cùng quan trọng Ngày nay với sự tiến bộ của khoa học kỹ thuật thay vì trộn và bơm bê tông theo kiểu thủ công truyền thống tất cả đa phần đã được thay thế bằng máy, công nghệ bơm bê tông này mang lại nhiều lợi thế hơn hẳn so với kiểu truyền thống nhất là khi quy mô kích thước công trình càng lớn, thời gian thi công càng ngắn…

Bê tông được xem là có khả năng bơm được đòi hỏi phải có độ linh động cần thiết Các thông số chính ảnh hưởng đến khả năng bơm bê tông có thể được chia thành: thông số liên quan điều kiện công trường (loại bơm sử dụng, kích cỡ, chiều dài, vật liệu làm ống bơm, lưu lượng yêu cầu ) và thông số liên quan đến kỹ thuật bơm (thành phần, độ nhớt bê tông…) Nói chung, các thông số liên quan đến điều kiện công trường gần như đã được xác định trước, vì vậy áp lực bơm chủ yếu phụ thuộc vào các thông số liên quan đến kỹ thuật bơm

Mô hình dòng chảy của bê tông trong ống bơm

Các nghiên cứu trước đây đã chỉ rõ: sự chuyển động của dòng bê tông trong ống bơm là nhờ vào một lớp biên tạo ra ở bề mặt tiếp xúc giữa bê tông và thành ống bơm như trong hình Các đặc tính lưu biến của lớp biên này còn được gọi là các thông số

ma sát bề mặt (gồm hằng số nhớt  và ngưỡng ứng suất cắt giao diện - gọi tắt là ngưỡng trượt 0t), và khả năng bơm của bê tông phụ thuộc chính bởi các thông số ma

sát này Ngưỡng trượt 0t đặc trưng cho tính ì của dòng bê tông trong ống bơm, ngưỡng trượt càng lớn nghĩa là cần phải có một áp lực bơm ban đầu lớn để có thể đẩy

bê tông dịch chuyển trong ống bơm Hằng số nhớt  đặc trưng cho tính ì của bê tông khi bê tông đã dịch chuyển trong ống, thông số này càng nhỏ thì bê tông càng dễ dịch chuyển hay nói cách khác là dễ bơm

Nghiên cứu xác định ảnh hưởng của các thông số thành phần của cấp phối vữa bê tông lên ma sát ở giao diện tiếp xúc ngoài việc giúp dự tính khả năng bơm của một bê tông mà còn cho phép xác định các xu hướng tiến triển của các thông số này khi thay đổi thông số thành phần/cấp phối vữa bê tông

Ở Việt Nam hiện nay, lĩnh vực nghiên cứu về thuộc tính lưu biến của vữa bê tông nói chung và các thông số ma sát của quá trình bơm bê tông chưa thực sự được chú trọng đúng mức Do đó, trong thực tế các phương pháp xử lý thuận tiện cho thi công lại ít nhiều ảnh hưởng đến chất lượng bê tông

Chính vì thế, việc đưa ra đề tài “Nghiên cứu ảnh hưởng của khối lượng vữa hồ

xi măng & tỉ lệ nước/xi măng lên ma sát với thành ống bơm” là cần thiết để làm rõ

vấn đề này

2 Mục tiêu nghiên cứu

- Nghiên cứu ảnh hưởng của các thông số thành phần/ cấp phối vữa bê tông lên

ma sát bề mặt tiếp xúc với thành ống bơm

- Từ kết quả nghiên cứu thực nghiệm phân tích đưa ra những kết luận, kiến nghị cần thiết

3 Đối tượng nghiên cứu

Nghiên cứu ảnh hưởng của khối lượng vữa hồ xi măng và tỉ lệ Nước/Xi Măng lên ma sát với thành ống bơm

- Thí nghiệm đo ma sát

- Phân tích đánh giá kết quả

6 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài

- Nắm được bản chất của quá trình bơm bê tông

- Xác định được ảnh hưởng của các thông số thành phần/ cấp phối cụ thể: Vpaste, N/X lên thông số ma sát bề mặt về mức độ cũng như xu hướng

- Xây dựng được 1 cơ sở dữ liệu giúp ích cho các nghiên cứu về lĩnh vực bơm bê tông sau này

7 Bố cục luận văn

Ngoài chương mở đầu giới thiệu về tính cấp thiết, các mục tiêu nghiên cứu, kết luận và kiến nghị, luận văn có 3 chương theo bố cục sau:

Mở đầu

Chương 1 Tổng quan về lĩnh vực bơm bê tông

Chương 2 Vật liệu, thiết bị và chương trình thí nghiệm

Chương 3 Phân tích kết quả thí nghiệm

Kết luận và kiến nghị

CHƯƠNG 1

TỔNG QUAN VỀ LĨNH VỰC BƠM BÊ TÔNG

1.1 CÔNG NGHỆ BƠM BÊ TÔNG VÀ CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG LÊN KHẢ NĂNG BƠM BÊ TÔNG

Bơm bê tông loại cố định là loại thiết bị dùng bơm bê tông khối lượng lớn từ nơi tập kết bê tông đến vị trí cần đổ bê tông của công trình xây dựng Bê tông được vận chuyển trong đường ống nhờ vào áp lực đẩy rất lớn của máy do hệ thống động cơ và

hệ thống thuỷ lực tạo ra Bơm bê tông được dùng cho hầu hết các công trình xây dựng

có quy mô lớn như công trình dân dụng cao tầng, cầu, hầm, thuỷ điện, nền móng, cọc nhồi Với đặc tính cơ giới hoá cho nên một bơm bê tông có công suất trung bình với

1 người vận hành và 8 nhân công thao tác đường ống làm việc một ngày thì sẽ đạt công suất ngang bằng với 50 nhân công làm việc trong 4 ngày Điều này cho thấy bơm

bê tông giúp tiết kiệm sức người, tiết kiệm thời gian cho tiến độ thi công và đảm bảo chất lượng của bê tông trong quá trình liên kết Đặc biệt có những vị trí của công trình cần đổ bê tông rất khó hoặc rất nguy hiểm để con người làm được thì máy bơm bê tông dễ dàng thực hiện những công việc này

Hình 1.1 Xe trộn và máy bơm bê tông

Bê tông là loại vật liệu đá nhân tạo nhận được bằng cách đổ khuôn và làm rắn chắc một hỗn hợp hợp lí bao gồm chất kết dính, nước, cốt liệu (cát, sỏi hay đá dăm) và phụ gia Thành phần hỗn hợp bê tông phải đảm bảo sao cho sau một thời gian rắn chắc phải đạt được những tính chất cho trước như cường độ, độ chống thấm v.v

Hỗn hợp nguyên liệu mới nhào trộn gọi là hỗn hợp bê tông

Hỗn hợp bê tông sau khi cứng rắn, chuyển sang trạng thái đá gọi là bê tông Trong bê tông, cốt liệu đóng vai trò là bộ khung chịu lực Hồ chất kết dính bao bọc xung quanh hạt cốt liệu, chúng là chất bôi trơn, đồng thời lấp đầy khoảng trống và liên kết giữa các hạt cốt liệu Sau khi cứng rắn, hồ chất kết dính gắn kết các hạt cốt liệu thành một khối tương đối đồng nhất và được gọi là bê tông Bê tông có cốt thép gọi là

bê tông cốt thép

Bê tông là loại vật liệu giòn, cường độ chịu nén lớn, cường độ chịu kéo thấp thường đặt cốt thép vào để tăng cường khả năng chịu kéo của bê tông trong các kết cấu chịu uốn, chịu kéo Loại bê tông này gọi là bê tông cốt thép Vì giữa bê tông và cốt thép có lực bám dính tốt, có hệ số dãn nở nhiệt xấp xỉ nhau, nên chúng có thể làm việc đồng thời Nếu cốt thép được bảo vệ chống gỉ tốt thì sẽ cùng với bê tông tạo nên loại vật liệu có tuổi thọ cao Cốt thép đặt trong bê tông có thể ở trạng thái thường, hoặc ở trạng thái có ứng suất (dự ứng lực)

Chất kết dính có thể là xi măng các loại, thạch cao, vôi và cũng có thể là chất kết dính hữu cơ (polime)

Trong bê tông xi măng cốt liệu thường chiếm 80 - 85%, còn xi măng chiếm 10 - 20% khối lượng

Bê tông và bê tông cốt thép được sử dụng rộng rãi trong xây dựng vì chúng có những ưu điểm sau: cường độ chịu lực cao, có thể chế tạo được những loại bê tông có cường độ, hình dạng và tính chất khác nhau; giá thành rẻ, khá bền vững và ổn định đối với mưa nắng, nhiệt độ, độ ẩm

Tuy vậy chúng còn tồn tại những nhược điểm: nặng (ρv = 2200  2400kg/m3), cách âm, cách nhiệt kém (λ = 1,05  1,5 kCal/m.0C.h), khả năng chống ăn mòn kém

Hình 1.2 Công trình thi công có hệ kết cấu sử dụng bê tông

1.1.1 Công nghệ bơm bê tông

a) Máy Bơm

Máy bơm bê tông là một loại máy xây dựng chuyên dụng để vận chuyển hỗn hợp vữa bê tông theo cả phương ngang lẫn phương đứng bằng phương pháp bơm đẩy Thông thường người ta chia máy/hệ thống bơm bê tông thành: bơm tự hành và bơm cố định

Loại bơm cố định, là loại máy chỉ gồm phần máy bơm chính không kèm theo hệ đường ống bơm, mà sẽ được đấu vào đường ống bơm đặt sẵn tại công trình Thường máy bơm cố định không tự di chuyển được, mà phải gắn vào xe tải như một rơ-moóc,

để xe tải kéo đến công trường Loại máy bơm di động, loại này thường gắn trên xe ô tô tải, cũng có khi gắn trên trụ tháp cần trục tháp Nó gắn liền với một hệ cần gồm nhiều đoạn có thể gấp lại, như một cánh tay robot có điều khiển từ xa (còn gọi là cần bơm bê tông), để có thể vươn xa tới những vị trí đổ bê tông với độ chính xác nhất định Tuy máy bơm cố định không có hệ cần để có thể vươn tới mọi vị trí đổ bê tông trong tầm hoạt động của cần như bơm tự hành, nhưng với nhà siêu cao tầng nó lại thường được dùng để bơm chuyền lên từng đợt độ cao nhà theo từng đợt đường ống đứng Trong trường hợp này, người ta thường kết hợp nhiều máy bơm tĩnh để bơm vữa bê tông trung chuyển theo từng đợt chiều cao của tòa nhà siêu cao tầng

Ô tô chở bê tông đóng vai trò là máy vận chuyển bê tông trong các công trình xây dựng với cự li từ vài km đến vài chục km, bắt đầu từ trạm trộn bê tông thương phẩm đến nơi tiêu thụ Khi vận chuyển bê tông trong cự li ngắn người ta đổ bê tông đã trộn vào thùng (chỉ chiếm từ 75 – 80% dung tích thùng ) và cho quay chậm với vận tốc

3 – 4 vòng/ phút Điều này sẽ đảm bảo bê tông khi vận chuyển không bị phân tầng và đông kết Trong trường hợp này, ô tô chỉ làm nhiệm vụ vận chuyển Còn đối với khoảng cách dài người ta đổ cốt liệu chưa trộn vào thùng (chiếm từ 60 – 70% dung tích thùng ), trong quá trình vận chuyển, máy trộn trên xe sẽ trộn đều cốt liệu với nước thành bê tông đồng nhất (vận tốc từ 10 – 12 vòng/phút) Khi đến địa điểm thi công, bê tông được đổ ra và dùng ngay Lúc này ôtô chở vừa làm nhiệm vụ trộn vừa làm nhiệm

Máy bơm kiểu piston:

Loại máy bơm này cấp/tốc độ bơm cao Hầu hết các máy bơm bê tông hiện đại

đa phần là loại bơm piston Bê tông được gửi vào phễu của máy bơm và sau đó thông qua một khe hở đặt ở dưới cùng của phễu, bê tông bị hút vào một xi lanh bằng trọng

lực và lực hút được tạo ra bởi các piston Sau đó, một hệ thống van điều kiển kết nối với ổ cắm của máy bơm và piston đẩy bê tông Máy bơm bê tông gồm hai piston luân phiên hoạt động: một piston cung cấp bê tông trong ống bơm và một piston khác đẩy

bê tông trong phễu

Hình 1.4.Máy bơm với hai piston [Putzmeister]

Máy bơm rotor:

Đây là loại bơm phù hợp hơn để bơm các loại bê tông "nhạy cảm" đặc biệt như

bê tông nhẹ, bê tông tự đầm, Một vòi linh hoạt được đặt dưới chân không trong một buồng hình trụ Một cánh quạt với hai hoặc ba con lăn quay linh hoạt, qua đó đẩy bê tông vào ống

Công suất của máy bơm rotor là thấp hơn so với máy bơm piston, nhưng dòng chảy do nó thu được có lợi thế hơn Khi dùng máy bơm này phải thay đổi đường ống sau khoảng 100 giờ tuỳ theo tính chất của bê tông bơm

Hình 1.5 Nguyên tắc hoạt động của một máy bơm kiểu rotor [Putzmeister]

Cơ chế di chuyển piston trong máy bơm piston có thể cơ khí hoặc thủy lực Bơm

cơ khí được sử dụng chủ yếu ở các nước thuộc Liên Xô cũ Các nước khác thường sử dụng các máy bơm piston thủy lực hoặc máy bơm luân phiên Piston bơm cơ khí có một bất lợi lớn đối với các máy bơm thủy lực: trong thời gian xả, máy bơm cơ khí truyền gia tốc lớn lên bê tông trái ngược với bơm thủy lực (kìm nén bê tông với một tốc độ không đổi)

* Chọn một máy bơm tốt

Sự lựa chọn giữa một máy bơm piston thủy lực và một máy bơm rotor thực sự là chưa rõ ràng, nó thường phụ thuộc vào đặc tính của từng máy, điều kiện thi công cụ thể trên công trường và bản chất của bê tông bơm Để chọn loại máy bơm và công suất phù hợp với nhu cầu thi công nó thường được dựa trên áp lực các loại máy bơm có thể cung cấp, lưu lượng dòng chảy mong muốn, các đặc tính của bê tông tươi

c) Ống bơm

Là một hệ thống đường ống, thường làm bằng thép dùng để vận chuyển bê tông tươi kết hợp với một máy bơm đến vị trí của ván khuôn Các đường ống thép sử dụng cho bơm bê tông thường có đường kính 65, 100, 125 và 150 mm Các ống có chiều dài

1, 2 hoặc 3 m được nối với nhau qua kẹp nối Những chiếc kẹp nối cho phép kết nối nhanh và đáng tin cậy

Hình 1.6 Kẹp nối

d) Hộp số và khuỷu tay

Hộp số của máy trộn được thiết kế theo cơ cấu truyền động bánh răng, có sức chịu tải trọng lớn, cường độ làm việc liên tục, động cơ được lai từ dây cu loa ra puli hộp số, đầu ra của hộp số máy trộn được gắn bởi hai bánh răng đầu trục, hai bánh răng này lại được gắn vào hai bánh răng của máy trộn, bên trong máy là hai trục có hai đầu

gối đỡ và những cánh đảo, bàn tay đảo để khi máy chạy thì những bánh răng hộp số sẽ truyền động làm cho những cánh đảo bên trong thùng trộn quay, và đảo bê tông làm cho bê tông nhanh đều hơn chất lượng bê tông tốt hơn

Khuỷu tay được sử dụng để thay đổi hướng của ống

Hình 1.7 Hộp số và khuỷu tay

e) Vòi ống bơm

Bê tông chạy từ ống bơm đến điểm đổ bê tông được thao tác bởi một vòi linh hoạt Qua ống này, bê tông chảy liên tục vào vị trí cuối cùng của nó và vẫn giữ được tính đồng nhất của bê tông Trường hợp đổ bê tông sâu trong ván khuôn, vòi su mềm giúp đưa bê tông tới vị trí thấp của ván khuôn, sau đó nó được nâng lên dần dần lấp đầy cốp pha, cho phép để tránh sự phân tầng trong bê tông

Hình 1.8 Vòi bơm bê tông

1.1.2 Ưu và nhược điểm của kỹ thuật bơm bê tông

a) Ưu điểm của kỹ thuật bơm bê tông

• Tốc độ thi công nhanh (tùy thuộc vào công suất của máy bơm được sử dụng, lắp đặt bơm và tính chất của bê tông)

• Đưa được vữa bê tông vào những nơi khó tiếp cận, giúp cho bê tông dễ có được trạng thái đồng nhất hơn trong quá trình thi công

• Giảm thời gian vận chuyển và đổ bê tông tại công trường xây dựng, mang lại hiệu quả kinh tế, giảm hao phí lao động và tạo điều kiện công việc nhẹ nhàng hơn

• Cải thiện vấn đề an toàn trên công trường xây dựng

Tất cả những lý do trên giải thích việc sử dụng bơm bê tông ngày càng được áp dụng rộng rãi trên thế giới

b) Nhược điểm của kỹ thuật bơm bê tông

Khi bê tông dừng bơm có thể hình thành nút nghẽn trong đường ống Vì vậy cần thiết tháo rời các đường ống và thông các tắc nghẽn này Động tác này khá là tốn thời gian, ảnh hưởng kinh tế và ảnh hưởng đến tiến độ Sự xuất hiện các nút nghẽn trong các đường ống xuất phát từ nhiều nguyên nhân khác nhau Có hai loại nguyên nhân: thứ nhất liên quan đến lỗi của con người (kết nối ống sai, sử dụng thiết bị điều khiển sai hoặc không phù hợp, ); thứ hai liên quan trực tiếp đến các tính chất lưu biến của

bê tông

Các hình thức nghẹt :

• Nghẹt khi khởi đông (95%);

• Nghẹt khi bơm;

• Nghẹt khi tái khởi động;

• Nghẹt do giai đoạn vệ sinh đường ống không tốt ;

* Giai đoạn khởi động bơm:

Trong công nghệ bơm bê tông, giai đoạn khởi động là rất quan trọng Giai đoạn này, trạng thái đường ống chuyển tiếp từ chân không sang lấp đầy bằng bê tông Sự xuất hiện nghẽn bê tông giai đoạn này là rất phổ biến nhất (95% tắc nghẽn tìm thấy trên các công trường xây dựng xảy ra vào lúc bắt đầu)

Nói chung, để giảm thiểu nghẽn khi khởi động trước khi bắt đầu bơm thực tế, một hỗn hợp “bôi trơn” của xi măng và nước được tạo trước trong ống bơm ở bề mặt tiếp xúc với thành ống bơm, với tỷ lệ Nước/Xi măng khoảng từ 0,5  0,8 theo nhu cầu thực sự tại công trường và chuyên môn các kỹ thuật viên điều khiển máy bơm Vai trò của hỗn hợp này là bằng cách nào đó bôi trơn các thành ống Trong giai đoạn đó, nó sẽ

để lại một lớp biên - hay lớp ma sát ở mặt biên trên thành ống

Hình sau minh họa hai mẫu bê tông lấy trực tiếp từ các đường ống đầu ra, cắt theo chiều dọc và ngang

Hình 1.9 Bên trái: trạng thái bê tông khi bị nghẽn, bên phải: trạng thái khi bê tông

trượt trong ống bơm

* Nghẹt trong quá trình bơm bê tông :

Khi bê tông vượt qua giai đoạn khởi động mà không bị nghẽn, dòng chảy bê tông trong ống bơm đi vào giai đoạn thứ hai: trạng thái chảy ổn định Số lượng tắt nghẽn dòng chảy bê tông trong ống bơm gặp trong giai đoạn này thường là rất thấp Với những quan sát thực tế trên công trường xây dựng và trong thực nghiệm theo Kaplan, chúng ta có thể xác định được nguyên nhân gây nghẹt bê tông trong quá trình bơm

[KAPLAN 2000], [KAPLAN et al 2005]:

Kích thước cốt liệu quá lớn (>1/4 đường kính ống bơm)

Gia tăng tốc độ bơm quá lớn và nhanh

Sự phân tầng của bê tông ở phểu cung cấp vữa cho máy bơm, điều này có thể làm thay đổi các thông số ma sát trong đường ống bơm

Xuất hiện các yếu tố cá biệt khác trong bê tông (đá lớn, mảnh dây,….)

* Nghẹt trong quá trình tái khởi động bơm bê tông:

Trong quá trình bơm, không thể tránh khỏi giai đoạn tạm dừng bơm phát sinh từ nhiều nguyên nhân khác nhau: thay đổi vị trí, cao độ trong quá trình bơm, làm sạch đường ống hoặc xe, hoặc do sự đáp ứng giữa quá trình bơm và năng suất của tổ đội thi công bê tông…

Nếu dừng kéo dài lâu, bê tông mất tính đồng nhất của nó do sự phân tầng bê tông dưới tác dụng của trọng lực Do đó, ma sát ở bề mặt tiếp xúc giữa bê tông và thành ống trở nên lớn và bê tông bị lắng xuống đáy phần đường ống, lớp biên ma sát không còn tồn tại, từ đó gây ra nghẹt khi khởi động lại, áp suất bơm trong giai đoạn này là không đủ để thắng lực ma sát với thành ống bơm, thậm chí còn có thể gây vỡ đường ống bơm

* Nghẹt do giai đoạn vệ sinh đường ống không tốt:

Làm sạch ống bơm là giai đoạn cuối cùng để thực hiện quá trình bơm Hiện tại có hai kỹ thuật làm sạch sử dụng trên công trường xây dựng: làm sạch bằng khí nén và làm sạch bằng nước

Làm sạch bằng khí nén: kỹ thuật này đòi hỏi các vấn đề liên quan đến an toàn trong thi công, nhưng hiếm khi gây ra sự tắt nghẽn

Làm sạch bằng nước: kỹ thuật này được khuyến cáo là nên sử dụng hơn so với kỹ thuật làm sạch bằng khí nén, nhưng nó hay gây nên các nút nghẽn và các nút tắt nghẽn này lại rất khó xử lý

1.2 CÁC THÔNG SỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN DÒNG CHẢY CỦA BÊ TÔNG TRONG ỐNG BƠM

Các thông số ảnh hưởng đến khả năng bơm bê tông có thể được phân thành hai loại Loại thứ nhất liên quan đến các thông số cơ khí ở hiện trường thi công, có liên quan đến các thiết bị sử dụng cho quá trình bơm và các đặc tính của hệ thống bơm Đó

là vận tốc dòng chảy (hay lưu lượng bơm), các loại máy bơm, chiều dài tính theo

phương ngang - phương đứng của hệ thống bơm, đường kính của ống bơm, các dạng vật liệu làm ống bơm (ống cứng, ống linh hoạt, độ nhám bên trong ống ) của chướng ngại vật hình học trên hệ thống bơm (tiết giảm đường ống bơm, sự rẽ nhánh đường ống, ), thời gian và tần số của điểm dừng/ngừng trong quá trình bơm

Loại thứ hai liên quan đến các thông số về đặc tính của vữa bê tông tươi và do đó liên quan với các thành phần cấp phối vữa bê tông Các nghiên cứu trước đây đã chỉ ra rằng dòng chảy trong bơm ống bê tông được thực hiện thông qua một lớp ranh giới được hình thành tại giao diện tiếp xúc giữa bê tông và thành ống bơm, còn được gọi là lớp ma sát hay lớp biên [KAPLAN 2000], [NGO 2009], [FEYS et al 2009], [CHOI

et al 2014] Hình 1.10 mô tả trạng thái của dòng chảy bê tông tong ống bơm, có hai khả năng xảy ra:

Hình 1.10 Các trạng thái dòng chảy bê tông trong ống bơm

Một là, khi ứng suất của bê tông ở vùng tiếp xúc với thành ống bơm nhỏ hơn ngưỡng ứng suất cắt (ngưỡng cắt) của bê tông, lúc này dòng chảy của bê tông trong ống bơm như là cái “nút” trượt trong ống bơm nhờ một lớp ma sát tạo ra ở bề mặt tiếp xúc với thành ống bơm, trong bê tông không có hiện tượng cắt và biểu đồ vận tốc của dòng chảy bê tông trong ống bơm có dạng như biểu đồ (1) trong Hình 1.10 Ở trạng thái này, dòng chảy của bê tông trong ống bơm là dòng chảy trượt, và các thông số ma sát của lớp biên quyết định khả năng bơm của bê tông

Hai là, khi ứng suất của bê tông ở gần thành ống bơm lớn hơn ngưỡng cắt của bê tông, lúc này ở phần tiếp xúc với thành ống bơm xuất hiện một phần bê tông bị cắt và biểu đồ vận tốc của dòng bê tông trong ống bơm có dạng như phần (2) trong Hình 1.10

Dòng chảy của bê tông trong ống bơm lúc này vừa phụ thuộc các thông số ma sát của lớp biên vừa phụ thuộc các thông số lưu biến của bê tông

1.2.1 Ma sát ở bề mặt tiếp xúc với thành ống bơm

Ma sát ở giao diện (hay ứng suất cắt ở bề mặt tiếp xúc) đóng một vai trò quan trọng lên khả năng bơm của bê tông Các nghiên cứu trước đây đã chỉ ra rằng ma sát này được quyết định chủ yếu bởi hai thông số giao diện, cụ thể là ngưỡng ứng suất cắt giao diện - hay còn gọi là ngưỡng trượt (0t) và hằng số nhớt () Mối quan hệ giữa chúng được biểu diễn bởi phương trình Eq 1.1 được đề xuất bởi [KAPLAN 2000]

Để đo được ma sát và sau đó tính toán các thông số giao diện, nhiều thiết bị đo

ma sát được gọi là các "tribometers" đã được phát triển Phần tiếp theo tổng hợp các thiết bị đo tribometric tồn tại

1.2.2 Lưu biến của bê tông

Như chúng ta đã biết, ba tính chất cơ bản nhất của vật liệu xi măng nói chung và

bê tông nói riêng đó là cường độ, tính bền vững và độ linh động (hay tính dễ thi công) Hai tính chất đầu tiên liên quan đến bê tông ở trạng thái đã đóng rắn, còn tính linh động chỉ được nhắc đến khi bê tông ở trạng thái lỏng (bê tông tươi)

Các thuộc tính ở trạng thái tươi của bê tông đóng một vai trò quan trọng và ảnh hưởng lớn đến chất lượng cũng như tính chất của bê tông khi đã đóng rắn Người ta tính rằng chi phí thi công của bê tông (bao gồm nhân công, thiết bị) cũng bằng chi phí của vật liệu để chế tạo bê tông Chính vì vậy những nghiên cứu về tính chất của bê tông ở trạng thái tươi ngày càng được chú ý trên thế giới, số lượng các công trình khoa

học tập trung vào vấn đề này ngày càng nhiều, nhất là khi phụ gia hóa học được sử dụng rộng rãi hiện nay và được ứng dụng vào bê tông tự lèn hay vữa xi măng tự chảy Nghiên cứu về tính chất của vật liệu xi măng ở trạng thái tươi liên quan đến một

số khái niệm về tính ổn định, độ chặt, tính linh động hay nói khái quát nhất đó là tính chất “lưu biến” Theo định nghĩa, lưu biến học (rheology) là ngành khoa học nghiên cứu biến dạng và dòng chảy của một loại vật chất dưới tác dụng của ứng suất Nói một cách cụ thể hơn, lưu biến học nghiên cứu mối quan hệ giữa biến dạng và ứng suất tác dụng tương ứng của một chất lỏng Mối quan hệ này được gọi là tính chất lưu biến (rheological behavior) và thường được biểu diễn bằng mối quan hệ giữa ứng suất tiếp τ và vận tốc biến dạng trượt

Để xác định các thông số lưu biến người ta dung lưu biến kế và đường cong biểu thị mối quan hệ giữa τ - µ được gọi là đồ thị lưu biến (rheogram) Để nghiên cứu tính chất lưu biến của bêtông thì đơn giản nhất là bắt đầu từ hỗn hợp chất kết dính xi măng và nước (vữa xi măng - VXM) Có thể khẳng định rằng tính chất của bê tông phụ thuộc phần lớn vào tính chất của VXM tạo ra nó Ngoài ra hiện nay VXM có rất nhiều ứng dụng trong thực tế như vữa sửa chữa kết cấu bị nứt, vữa bơm ống gen của cáp ứng lực trước…

 Thiết bị đo ma sát kiểu xoay :

* Thiết bị đo của Kaplan (2000)

Các nghiên cứu gần đây trên về các thuộc tính ma sát của bê tông liên quan khả năng bơm được tiến hành tại Pháp bởi Kaplan Sau này đã phát triển một thiết bị đo

ma sát (gọi là tribometer) như Hình 1.11 Thiết bị của Kaplan bao gồm một xi lanh quay trụ thép, quay trong một thùng chứa cố định chứa 13 lít bê tông đường kính

thùng chứa là 350mm, chiều cao 200mm Một mặt đệm cao su được đặt ở dưới đáy thùng chứa, đảm bảo độ kín giữa thùng chứa cố định và phần quay (xi lanh) Đường kính xy lanh quay là 150 mm

Hình 1.11 Thiết bị đo ma sát của Kaplan : (a) Các bộ phận cấu thành ; (b)

[KAPLAN et al 2005].

Bê tông được đặt ở khoảng hở giữa thùng chứa cố định và xy lanh quay Để đảm bảo bê tông lấp đầy được tốt (xoay xy lanh khoảng 5 vòng) Khi xy lanh xoay trong bê tông, hình thành của một lớp vữa ở ranh giới của giao diện bê tông - thép Các cặp momen xoắn áp đặt lên xy lanh quay theo các mức vận tốc trong phạm vi giữa 0,2 1,6 vòng/s được đo lại Những số đo này cho phép tính toán các thông số giao diện bê tông - thép (tức là hằng số nhớt và ngưỡng giao diện)

Ưu điểm của thiết bị này là có thể sử dụng như một thiết bị cầm tay tại ngay công trường Tuy nhiên, nó có nhược điểm là do có ma sát phụ giữa phần xy lanh quay và thảm cao su mặt đáy Điều này dẫn đến sai số có thể có và cũng là giới hạn của thiết bị

đo [KAPLAN 2000]

* Thiết bị đo của Chapdelaine (2007)

Để nghiên cứu các tính chất ma sát của bê tông và đo ma sát/ ứng suất giữa bê tông tươi và thành ống bơm thép hoặc cao su, một thisết bị đo ma sát của bê tông được phát triển bởi Chapdelaine [CHAPDELAINE 2007] Phiên bản cuối cùng đã được ghép đồng bộ với thiết bị đo lưu biến IBB Rheometer Một chậu kích thước tương tự như của IBB Rheometer được sử dụng, lưỡi cố định rộng 12 mm được đặt trên các bức tường bên trong của chậu ở phía dưới đó như là côngxon ở trung tâm của chậu để bê

tông tươi không di chuyển Hình 1.12 và 1.13 cho thấy một sơ đồ chậu và phần di động (hình trụ rỗng) của tribometer

Hình 1.12.Sơ đồ nguyên lý của thiết bị [CHAPDELAINE 2007]

Hình 1.13 Hình tổng quan thiết bị đo trước và trong khi quay xy lanh

Ưu điểm của thiết bị này là giảm thiểu ma sát phụ thêm nhưng việc sử dụng thiết

bị trên công trường là có phần hạn chế kích thước có phần hơn lớn của thiết bị

* Thiết bị đo của Ngo (2009)

Năm 2009, một phiên bản khác của thisết bị đo ma sát kiểu quay đã được phát triển trong phòng thí nghiệm tại L2MGC, Đại học Cergy-Pontoise bởi [NGO 2009] Một thiết bị đo ma sát, trong đó bao gồm ba phần chính:

- Một máy khuấy điện tử để ghi lại các cặp momen xoắn áp đặt lên xy lanh quay

- Một xy lanh hình trụ thép trơn cao 10cm và có đường kính 10,7cm

- Một thùng chứa bê tông 30x20cm hoặc 26x20cm (tương ứng là đường kính và chiều cao của nó)

Máy khuấy điện tử đƣợc gắn trên đầu của trục quay xy lanh, trong khi đó xy lanh thì đƣợc đặt ngập trong một chậu/thùng chứa bê tông để tránh hiệu ma sát ở đáy thùng chứa Hình 1.14

Nguyên tắc hoạt động của thiết bị đo ma sát này là đo mô-men xoắn ma sát xung quanh trụ xy lanh (thành đứng của xy lanh quay) theo các mức/cấp độ vận tốc quay áp đặt lên xy lanh Tám mức tốc đon quay của xy lanh đƣợc áp đặt trong phạm vi

0,2  1,6 vòng/s Để làm điều đƣợc điều này, một lƣợt đo ma sát ở đáy xy lanh và sau đó là đo ma sát toàn bộ (ma sát ở phía đáy + bề mặt xung quanh xi lanh) đƣợc thực hiện với cùng một mức tốc độ quay áp đặt lên xy lanh Các cặp ma sát trung bình thu đƣợc bằng chênh lệch giữa hai phép đo này (Hình 1.14)

Hình 1.14 Thiết bị đo ma sát phát triển bởi [NGO 2009]

Những lợi thế của thiết bị này là đơn giản, gọn nhẹ và dễ sử dụng tại chỗ

 Thiết bị đo ma sát kiểu chuyển tiếp

* Thiết bị đo của Best và Lane (1960)

Hình 1.15 Thiết bị đo áp lực bơm phát triển bởi [BEST et al 1960]

Best và Lane đã phát triển một thiết bị đo ma sát như Hình 1.15 và xác nhận kết quả đo với một hệ thống bơm sử dụng đường ống có đường kính 150 mm Hệ thống thiết bị bao gồm một xi lanh thủy lực dùng đẩy bê tông trong một đường ống có đường kính 250mm, ở phần cuối của xi lanh này, bê tông phải di chuyển trong một đường ồng bị giảm tiết diện 16% Tốc độ piston là 25 mm/s Xét nghiệm này không chỉ đo ma sát vì một phần năng lượng sử dụng để nén bê tông do đường ống bị giảm tiết diện

[BEST et al 1960]

* Thiết bị đo của Morinaga (1973)

Để đo ma sát tại giao diện thép - bê tông khi bê tông trượt trong ống bơm, Morinaga (1973) đã tạo nên một thiết bị có thể tái tạo các điều kiện bơm và đo ma sát tại giao diện như Hình 1.16

Xi lanh bơm Khay xi

Hình 1.16 Thiết bị đo áp lực bơm phát triển bởi [MORINAGA 1973]

Nguyên tắc hoạt động của thiết bị này là để làm bê tông di chuyển trong một đường ống đường kính 50mm và dài 2m, dưới một áp suất khí nén Một cảm biến gắn trong đường ống, đo ma sát tạo ra giữa bê tông và đường ống Ma sát (f) dọc theo bức tường của đường ống được mô tả bởi quan hệ:

f  k1  k2v (Eq 1.2) Trong đó:

- k1 : hệ số gắn kết (trong Pa)

- k2 : hệ số vận tốc (trong Pa.s/m)

- v : vận tốc dòng chảy của bê tông (trong m/s)

Loại thiết bị này có vẻ như là giải pháp rất tốt để mô tả các đặc trưng giao diện tiếp xúc giữa bê tông - thành ống bơm thép Tiếc là kích thước thiết bị khá cồng kềnh, việc sử dụng còn hạn chế nhất là trong điều kiện thực tế ở công trường

1.3 PHƯƠNG PHÁP DỰ TÍNH KHẢ NĂNG BƠM

Khả năng bơm của bê tông được gọi là "dễ dàng" hoặc "khó khăn" phụ thuộc ma sát ở bề mặt tiếp xúc giữa bê tông và thành ống bơm Ma sát này càng lớn thì áp lục bơm cần thiết cũng cần phải lớn theo tương ứng đề có thể bơm đáp ứng được lưu

Hệ thống đường ống cảm biến

Buồng điều

áp không khí Không khí Hệ thống điều khiển

dao động

lượng yêu cầu Vì vậy, đối với một tốc độ bơm yêu cầu, một bê tông mà tạo ra ít ma sát với thành ống sẽ dễ dàng bơm hơn là bê tông tạo ra một ma sát lớn Hay nói cách khác, hoàn toàn có thể để dự đoán khả năng bơm bê tông dựa trên một trong hai thông số: dựa trên thông số ma sát hoặc dựa trên áp lực bơm

Có nhiều phương pháp dự tính áp lực bơm, đơn giản nhất là dựa theo các bảng tra hoặc đồ thị để xác định áp lực bơm cần thiết Hoặc cũng có thể dựa vào các mô hình tính của các tác giả như [CHOUINARD 1999], [CHAPDELAINE 2007] , tuy nhiên sử dụng mô hình của [KAPLAN 2000] vẫn thuận lợi nhất và được sử dụng phổ biến nhất

Mô hình này được thiết lập từ các phép đo lưu biến (thực hiện bởi Rheometer BTRhéom) và các phép đo ma sát (thực hiện bởi tribometer) Kết quả cho thấy ma sát

ở giao diện phụ thuộc tuyến tính vào tốc độ bơm (Eq 1.3):

đo lưu biến của bê tông trong mô hình

Mô hình này cho thấy sự tiến triển của áp lực bơm - lưu lượng theo hai trang thái

(1) và (2) khác nhau như Hình 1.17

Hình 1.17 Mô hình dự tính áp lực bơm bởi [KAPLAN 2000]

Phần đầu tiên của mô hình (1) được mô tả đầy đủ ở Hình 1.9(1), lúc này dòng chảy của bê tông trong ống bơm là dòng chảy trượt nhờ lớp ma sát tạo ra ở lớp biên,

áp lực bơm phụ thuộc chủ yếu vào các thông số ma sát ở bề mặt (hằng số nhớt và ngưỡng trượt) theo công thức Eq 1.4:

Q R

Lúc này áp lực bơm vừa phụ thuộc các thông số ma sát vừa phụ thuộc các thông

số lưu biến của bê tông xác định như công thức Eq 1.6

34

3600

R R

k R Q R

L P

i r

Trong đó:

P (Pa) : áp lực bơm

L (m) : chiều dài đường ống

R (m) : bán kính đường ống bơm

Q (m³/h) : lưu lượng bơm trung bình

Kr : hệ số lấp đầy (kr = 0,8 với bơm cố định, kr = 0,7 với bơm di động

[KAPLAN 2000], [KAPLAN et al 2005]

0i(Pa) ngưỡng trượt (đo bởi thiết bị đo ma sát)

(Pas/m) hằng số nhớt (đo bởi thiết bị đo ma sát)

0 (Pa) : ngưỡng ứng suất cắt của bê tông (đo bởi thiết bị đo lưu biến)

(Pas)  độ nhớt của bê tông (đo bởi thiết bị đo lưu biến)

1.4 KẾT LUẬN CHƯƠNG 1

Như vậy, bê tông được xem là có khả năng bơm được đòi hỏi phải có độ linh động cần thiết Các thông số chính ảnh hưởng đến khả năng bơm bê tông có thể được chia thành: thông số liên quan điều kiện công trường (loại bơm sử dụng, kích cỡ, chiều dài, vật liệu làm ống bơm, lưu lượng yêu cầu ) và thông số liên quan đến kỹ thuật bơm (thành phần, độ nhớt bê tông…) Nói chung, các thông số liên quan đến điều kiện công trường gần như đã được xác định trước, vì vậy áp lực bơm chủ yếu phụ thuộc vào các thông số liên quan đến kỹ thuật bơm

Các nghiên cứu trước đây đã chỉ rõ: sự chuyển động của dòng bê tông trong ống bơm là nhờ vào một lớp biên tạo ra ở bề mặt tiếp xúc giữa bê tông và thành ống bơm Các đặc tính lưu biến của lớp biên này còn được gọi là các thông số ma sát bề mặt (gồm hằng số nhớt  và ngưỡng ứng suất cắt giao diện - gọi tắt là ngưỡng trượt 0t), và khả năng bơm của một bê tông phụ thuộc chính bởi các thông số ma sát này Ngưỡng trượt0t đặc trưng cho tính ì của dòng bê tông trong ống bơm, ngưỡng trượt càng lớn nghĩa là cần phải có một áp lực bơm ban đầu lớn để có thể đẩy bê tông dịch chuyển trong ống bơm Hằng số nhớt  đặc trưng cho tính ì của bê tông khi bê tông đã dịch chuyển trong ống, thông số này càng nhỏ thì bê tông càng dễ dịch chuyển hay nói cách khác là dễ bơm

Nghiên cứu xác định ảnh hưởng của các thông số thành phần của cấp phối vữa bê tông lên ma sát ở giao diện tiếp xúc ngoài việc giúp dự tính khả năng bơm của một bê tông mà còn cho phép xác định các xu hướng tiến triển của các thông số này khi thay đổi thông số thành phần/cấp phối vữa bê tông

Chính vì thế, việc đưa ra đề tài nghiên cứu “Nghiên cứu ảnh hưởng của khối lượng vữa hồ xi măng và tỉ lệ Nước/Xi Măng lên ma sát với thành ống bơm” là

cần thiết để làm rõ vấn đề này

CHƯƠNG 2

VẬT LIỆU, THIẾT BỊ & CHƯƠNG TRÌNH THÍ NGHIỆM

Chương này trình bày các đặc trưng tính chất cơ bản của vật liệu sử dụng, mô tả thiết bị thí nghiệm chính: thiết bị đo ma sát cùng quy trình đo, tính kết quả đo Và xác định chương trình thí nghiệm để nghiên cứu ảnh hưởng của các thông số thành phần lên các thông số ma sát, qua đó xác định khả năng bơm của bê tông

2.1 VẬT LIỆU SỬ DỤNG ĐỂ CHẾ TẠO BÊ TÔNG

2.1.1 Xi măng

Xi măng được sử dụng để sản xuất bê tông là loại xi măng Calcia - CEM I 52.5N

CE CP2 NF có các đặc trưng theo mô tả trong [CEM] và trong phụ lục số 1.1, có thể tóm tắt một số thông tin chính như trong Bảng 2.1

Bảng 2.1 Đặc trưng của xi măng Calcia - CEM I 52.5N CE CP2 NF

Xi măng Calcia - CEM I 52.5N CE CP2 NF