Nghiên cứu ảnh hưởng của một số chỉ tiêu cơ lý theo thời gian của bê tông_unprotected

Sử dụng phần mềm ANSYS tính toán diễn biến nhiệt, ứng suất nhiệt và xác định tốc độ thi công hợp lý kiểm định đập BTĐL Đồng Nai 4 cấp phối BTĐL-P 98 4.4.1.. Tính cấp thiết của đề tài tro

Trang 1

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI

LÊ QUỐC TOÀN

NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA MỘT SỐ CHỈ TIÊU CƠ LÝ THEO THỜI GIAN CỦA BÊ TÔNG ĐẦM LĂN ĐẾN TIẾN ĐỘ THI CÔNG ĐẬP BÊ TÔNG TRỌNG LỰC Ở VIỆT NAM

LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT

HÀ NỘI, NĂM 2016

Trang 2

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI

LÊ QUỐC TOÀN

NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA MỘT SỐ CHỈ TIÊU CƠ LÝ THEO THỜI GIAN CỦA BÊ TÔNG ĐẦM LĂN ĐẾN TIẾN ĐỘ THI CÔNG ĐẬP BÊ TÔNG TRỌNG LỰC Ở VIỆT NAM

Chuyên ngành: Xây dựng công trình thủy

Mã số: 62.58.40.01

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC 1 GS.TS Vũ Thanh Te

2 PGS.TS Đỗ Văn Lượng

HÀ NỘI, NĂM 2016

Trang 3

LỜI CAM ĐOAN

Tác giả xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của bản thân tác giả Các kết quả nghiên cứu và các kết luận trong luận án là trung thực, không sao chép từ bất kỳ một nguồn nào và dưới bất kỳ hình thức nào Việc tham khảo các nguồn tài liệu (nếu có) đã được thực hiện trích dẫn và ghi nguồn tài liệu tham khảo đúng quy định

Tác giả luận án

Lê Quốc Toàn

Trang 4

LỜI CÁM ƠN

Sau thời gian thực hiện, với sự nỗ lực của bản thân cùng với sự giúp đỡ tận tình của

các Thầy và các bạn bè đồng nghiệp, Luận án tiến sĩ: “Nghiên cứu ảnh hưởng của một số chỉ tiêu cơ lý theo thời gian của bê tông đầm lăn đến tiến độ thi công đập bê tông trọng lực ở Việt Nam” đã hoàn thành

Tác giả xin bày tỏ sự biết ơn sâu sắc đến Ban Giám Hiệu, Phòng đào tạo Đại học và sau đại học, Bộ môn Công nghệ và Quản lý xây dựng, Khoa Công trình Trường Đại học Thuỷ Lợi đã giúp đỡ tạo điều kiện tốt nhất cho NCS trong thời gian thực hiện Luận án

Xin đặc biệt cám ơn sự hướng dẫn, giúp đỡ tận tình của GS.TS Vũ Thanh Te, PGS.TS Đỗ Văn Lượng Các Thầy đã tạo điều kiện tốt nhất cho NCS trong quá trình học tập và hoàn thành Luận án

Tác giả chân thành cám ơn các đồng nghiệp và bạn bè đã nhiệt tình giúp đỡ, tạo điều kiện thuận lợi cho tác giả trong quá trình học tập và thực hiện Luận án

Do năng lực bản thân còn nhiều hạn chế, chắc chắn Luận án không tránh khỏi những thiếu sót Tác giả kính mong các Thầy Cô chỉ bảo, các đồng nghiệp đóng góp ý kiến để tác giả có thể hoàn thiện, tiếp tục nghiên cứu và phát triển đề tài

Hà Nội, ngày 15 tháng 3 năm 2016 Tác giả luận án

Lê Quốc Toàn

Trang 5

MỤC LỤC

DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH ix

DANH MỤC BẢNG BIỂU xiv

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT xvii

MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ BÊ TÔNG ĐẦM LĂN VÀ NHỮNG VẤN ĐỀ CẦN NGHIÊN CỨU ĐẶT RA VỚI LUẬN ÁN 4

1.1 Lịch sử hình thành và phát triển của BTĐL trên thế giới 4

1.1.1 Lịch sử hình thành BTĐL 4

1.1.2 Tình hình ứng dụng BTĐL trên thế giới 5

1.2 Tình hình xây dựng đập BTĐL ở Việt Nam 6

1.3 Tổng quan các kết quả nghiên cứu ở trong nước và trên thế giới về BTĐL 7

1.3.1 Về thiết kế kết cấu mặt cắt đập BTĐL 7

1.3.2 Kết quả nghiên cứu về BTĐL trên thế giới 10

1.3.2.1 Kết quả nghiên cứu về BTĐL tại Pháp 10

1.3.2.2 Kết quả nghiên cứu về BTĐL tại Mỹ 10

1.3.2.3 Kết quả nghiên cứu về BTĐL tại Nhật Bản 14

1.3.2.4 Kết quả nghiên cứu về BTĐL tại Trung Quốc 15

1.3.2.5 Nhận xét các phương pháp thiết kế cấp phối BTĐL 17

1.3.3 Những nghiên cứu về BTĐL tại Việt Nam 18

1.3.3.1 Về thiết kế cấp phối BTĐL 18

1.3.3.2 Các kết quả nghiên cứu về phụ gia khoáng 19

1.3.3.3 Nghiên cứu về vật liệu chống thấm cho BTĐL 20

1.3.3.4 Những nghiên cứu về nhiệt trong BTĐL 21

1.3.3.5 Những nghiên cứu về công nghệ thi công BTĐL 22

1.4 Những vấn đề tồn tại cần nghiên cứu về BTĐL, vấn đề nghiên cứu đặt ra đối với luận án 23

1.4.1 Những vấn đề tồn tại cần nghiên cứu về BTĐL 23

1.4.1.1 Về chất lượng kết hợp mặt tầng của BTĐL 23

Trang 6

1.4.1.3 Về tiến độ thi công đập BTĐL 23

1.4.2 Lựa chọn vấn đề nghiên cứu, nội dung nghiên cứu của luận án 24

1.5 Kết luận Chương 1 25

CHƯƠNG 2 CƠ SỞ KHOA HỌC VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM ĐỂ XÁC ĐỊNH CẤP PHỐI VÀ CÁC CHỈ TIÊU CƠ LÝ CỦA BÊ TÔNG ĐẦM LĂN 27 2.1 Những nhân tố ảnh hưởng đến các chỉ tiêu cơ lý của BTĐL 27

2.2 Lựa chọn vật liệu sử dụng trong nghiên cứu chế tạo cấp phối BTĐL 29

2.2.1 Vật liệu sử dụng cho cấp phối BTĐL-P (BTĐL sử dụng phụ gia puzơlan)29 2.2.1.1 Xi măng 29

2.2.1.2 Phụ gia khoáng 30

2.2.1.3 Nước 30

2.2.1.4 Cốt liệu nhỏ 31

2.2.1.5 Cốt liệu lớn 31

2.2.1.6 Phụ gia hóa dẻo đông kết chậm 33

2.2.2 Vật liệu sử dụng cho cấp phối BTĐL-T (BTĐL sử dụng phụ gia tro bay) 33 2.2.2.1 Xi măng 33

2.2.2.2 Phụ gia khoáng 33

2.2.2.3 Nước 34

2.2.2.4 Cốt liệu nhỏ 34

2.2.2.5 Cốt liệu lớn 35

2.2.2.6 Phụ gia mịn 36

2.2.2.7 Phụ gia hóa dẻo đông kết chậm 36

2.3 Phương pháp xác định cấp phối BTĐL tối ưu 36

2.3.1 Phương pháp xác định cấp phối BTĐL 36

2.3.2 Lý thuyết quy hoạch thực nghiệm trong thiết kế cấp phối BTĐL 37

2.4 Các phương pháp thí nghiệm xác định các chỉ tiêu cơ lý của BTĐL 42

2.4.1 Thí nghiệm xác định cường độ nén của BTĐL [43] 42

2.4.1.1 Tiêu chuẩn thí nghiệm 42

2.4.1.2 Mẫu thí nghiệm 42

2.3.1.3 Thiết bị thí nghiệm 42

Trang 7

2.4.1.4 Công thức xác định 43

2.4.2 Thí nghiệm xác định cường độ kéo của BTĐL [43] 43

2.4.3 Thí nghiệm xác định biến dạng co ngót của BTĐL [43] 44

2.4.4 Thí nghiệm xác định modul đàn hồi của BTĐL [43] 45

2.4.5 Thí nghiệm xác định tính chất nhiệt của BTĐL [43] 47

2.4.6 Thí nghiệm xác định nhiệt trong BTĐL [43] 48

2.4.6.1 Phạm vi và tiêu chuẩn áp dụng 48

2.4.6.2 Mục đích sử dụng 49

2.4.6.5 Trình tự thí nghiệm 50

2.5 Xác định cấp phối BTĐL 50

2.5.1 Xác định cấp phối BTĐL-P tối ưu 50

2.5.2 Xác định cấp phối BTĐL -T tối ưu 55

Trang 8

CHƯƠNG 3 NGHIÊN CỨU DIỄN BIẾN MỘT SỐ CHỈ TIÊU CƠ LÝ CỦA

BÊ TÔNG ĐẦM LĂN 61

3.1 Nghiên cứu diễn biến một số chỉ tiêu cơ lý của BTĐL 61

3.1.1 Nghiên cứu quá trình phát triển cường độ nén (Rn) của BTĐL 61

3.1.1.1 Cường độ nén của BTĐL cấp phối BTĐL-P 61

3.1.1.2 Cường độ nén của BTĐL cấp phối BTĐL-T 62

3.1.1.3 Nhận xét về quá trình phát triển cường độ nén của BTĐL 62

3.1.2 Nghiên cứu quá trình phát triển cường độ kéo (Rk) của BTĐL 63

3.1.2.1 Cường độ kéo của cấp phối BTĐL-P 63

3.1.2.2 Cường độ kéo của cấp phối BTĐL-T 64

3.1.2.3 Diễn biến quá trình phát triển cường độ kéo của BTĐL 64

3.1.2.4 Tốc độ tăng trưởng cường độ nén, kéo của BTĐL 65

3.1.3 Nghiên cứu biến dạng co ngót của BTĐL 66

3.1.3.1 Nghiên cứu biến dạng co ngót do nhiệt của BTĐL 66

3.1.3.2 Nghiên cứu hệ số biến dạng nhiệt của BTĐL 67

3.1.3.3 Nghiên cứu biến dạng co ngót do mất nước (co khô)của BTĐL 68

3.1.4 Nghiên cứu hệ số truyền nhiệt, hệ số dẫn nhiệt 70

3.1.4.1 Hệ số truyền nhiệt 70

3.1.4.2 Hệ số dẫn nhiệt 70

3.1.5 Nghiên cứu modul đàn hồi của BTĐL 71

3.1.5.1 Modul đàn hồi chống nén tĩnh của BTĐL 71

3.1.5.2 Modul đàn hồi chống kéo của BTĐL 73

3.1.6 Nghiên cứu sự tăng nhiệt tối đa của BTĐL 75

3.2 Công nghệ thi công và diễn biến nhiệt, nứt do ứng suất nhiệt trong BTĐL 79

3.2.1 Về công nghệ thi công đập BTĐL 79

3.2.1.1 Trộn bê tông đầm lăn [5] 79

3.2.1.2 Vận chuyển bê tông đầm lăn [5] 79

3.2.1.3 Công tác thi công mặt đập[5] 80

3.2.2 Về diễn biến nhiệt và nứt do nhiệt trong quá trình thi công đập BTĐL 81

3.2.2.1 Diễn biến nhiệt trong thi công đập BTĐL 81

3.2.2.2 Nứt do ứng suất nhiệt trong BTĐL 82

Trang 9

CHƯƠNG 4 ỨNG DỤNG PHẦN MỀM ANSYS VÀ KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU DIỄN BIẾN CÁC CHỈ TIÊU CƠ LÝ CỦA BTĐL ĐỂ KIỂM ĐỊNH TIẾN ĐỘ THI CÔNG ĐẬP ĐỒNG NAI 4 86

4.1 Phần mềm ANSYS và khả năng tính toán phân tích nhiệt, ứng suất nhiệt 86

4.1.1 Khả năng tính toán nhiệt, ứng suất nhiệt của phần mềm ANSYS [53] 86

4.1.2 Những hạn chế khi tính toán nhiệt và ứng suất nhiệt đập BTĐL bằng phần mềm ANSYS 87

4.1.3 Những nội dung bổ sung trong phần mềm ANSYS để tính toán nhiệt và ứng suất nhiệt đập BTĐL 87

4.2 Xây dựng bài toán phân tích nhiệt đập BTĐL trong phần mềm ANSYS 88

4.2.1 Cơ sở phân tích nhiệt bằng phần mềm ANSYS [53] 88

4.2.1.1 Lý thuyết kinh điển truyền nhiệt học 88

4.2.1.2 Phân tích nhiệt bằng phần mềm ANSYS 88

4.2.2 Xây dựng bài toán 93

4.2.2.1 Mô hình tính toán 93

4.2.2.2 Tham số đầu vào của mô hình 94

4.2.2.3 Phân tích mô phỏng thi công BTĐL bằng phần mềm ANSYS 94

4.3 Giới thiệu công trình thủy điện Đồng Nai 4, một số chỉ tiêu thiết kế BTĐL 95

4.3.1 Giới thiệu công trình 95

4.3.2 Đặc trưng về nhiệt của BTĐL và các chỉ tiêu cơ lý của đá nền 96

4.3.3 Một số điều kiện biên khi tính nhiệt và ứng suất nhiệt đập Đồng Nai 4 97

4.3.4 Diễn biến các chỉ tiêu cơ lý của BTĐL-P theo thời gian 98

4.4 Sử dụng phần mềm ANSYS tính toán diễn biến nhiệt, ứng suất nhiệt và xác định tốc độ thi công hợp lý kiểm định đập BTĐL Đồng Nai 4 (cấp phối BTĐL-P) 98 4.4.1 Các kịch bản trong thi công 98

4.4.1.1 Cơ sở xây dựng các kịch bản thi công BTĐL 98

4.4.1.2 Các kịch bản thi công BTĐL kiểm định cho đập Đồng Nai 4 99

4.4.2 Diễn biến nhiệt, ứng suất nhiệt ứng với từng kịch bản thi công BTĐL 100

4.4.2.1 Kịch bản 1 100

4.4.2.2 Kịch bản 2 105

Trang 10

4.4.2.4 Kịch bản 4 113

4.4.2.5 Kịch bản 5 116

4.4.2.6 Kịch bản 6 120

4.4.2.7 Nhận xét và lựa chọn kịch bản 124

4.5 Tính toán nhiệt và ứng suất nhiệt kiểm định đập BTĐL Đồng Nai 4 theo cấp phối BTĐL-T 127

4.5.1 Các kịch bản tính toán 128

4.5.2 Kết quả tính toán 128

4.5.2.1 Kịch bản 1 128

4.5.2.2 Kịch bản 2 133

4.5.2.3 Kịch bản 3 136

4.5.3 Phân tích kết quả tính toán 141

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 144

DANH MỤC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ 147

TÀI LIỆU THAM KHẢO 148

PHỤ LỤC 01: LÝ THUYẾT KINH ĐIỂN TRUYỀN NHIỆT HỌC 153

PHỤ LỤC 02: 68 THAM SỐ ĐẦU VÀO CỦA CHƯƠNG TRÌNH TÍNH NHIỆT VÀ ỨNG SUẤT TRONG QUÁ TRÌNH THI CÔNG ĐẬP BTĐL 155

PHỤ LỤC 03: CHƯƠNG TRÌNH TÍNH ỨNG SUẤT TRONG QUÁ TRÌNH THI CÔNG ĐẬP BTĐL 157

PHỤ LỤC 04: CHƯƠNG TRÌNH TÍNH TOÁN NHIỆT TRONG QUÁ TRÌNH THI CÔNG ĐẬP BTĐL 173

PHỤ LỤC 05: CHƯƠNG TRÌNH TÍNH TOÁN ỨNG SUẤT NHIỆT TRONG QUÁ TRÌNH THI CÔNG ĐẬP BTĐL 192

PHỤ LỤC 06: TÍNH TOÁN DIỄN BIẾN ỨNG SUẤT DO TẢI TRỌNG THI CÔNG 203

Trang 11

DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH

Hình 1 1 Tỷ lệ sử dụng BTĐL theo các hướng khác nhau (12/2006) 5

Hình 1 2 Phân bố các đập BTĐL đã và đang XD (Hội Đập lớn và PTNN 12/2005) 6

Hình 1 3 Các kết cấu chống thấm mặt thượng lưu đập BTĐL của Mỹ 8

Hình 1 4 Mô phỏng mặt cắt đập BTĐL Nhật Bản 8

Hình 1 5 Mô phỏng mặt cắt đập BTĐL của Trung Quốc 9

Hình 1 6 Một số mặt cắt đập BTĐL của Việt Nam 9

Hình 1 7 Sơ đồ mô phỏng quy trình nghiên cứu về tiến độ thi công BTĐL 25

Hình 2 1 Sơ đồ mô tả đối tượng công nghệ 37

Hình 2 2 Sơ đồ hộp đen 38

Hình 2 3 Sơ đồ mô phỏng quy trình thí nghiệm xác định các chỉ tiêu cơ lý của BTĐL 42

Hình 2 4 Máy đầm rung bề mặt cải tiến kiểu ZW-5 43

Hình 2 5 Thiết bị đo modul đàn hồi 46

Hình 2 6 Giao diện chính của phần mềm Design-Expert® 7.1 52

Hình 2 7 Nội dung kế hoạch bậc 2 tâm xoay 53

Hình 2 8 Điền thông tin hàm mục tiêu 53

Hình 2 9 Điền giá trị hàm mục tiêu 53

Hình 2 10 Phương trình hồi quy 53

Hình 2 11 Kiểm tra tính tương hợp của mô hình 54

Hình 2 12 Đồ thị tương quan tỷ lệ PGK/CKD và tỷ lệ N/CKD với Rn365 BTĐL -P 54

Hình 2 13 Các đường đồng mức tương quan giữa tỷ lệ PGK/CKD và tỷ lệ N/CKD với Rn365 BTĐL -P 55

Hình 2 14 Phương trình hồi quy cường độ BTĐL -T tuổi 90 ngày 57

Hình 2 15 Kiểm tra tính tương hợp của mô hình 57

Hình 2 16 Đồ thị tương quan giữa tỷ lệ PGK/CKD và N/CKD với Rn90 của BTĐL - T 58 Hình 2 17 Các đường đồng mức biểu diễn tương quan giữa tỷ lệ PGK/CKD và

Trang 12

Hình 3 1 Biểu đồ tương quan Rn ở các tuổi khác nhau của cấp phối BTĐL-P 61

Hình 3 2 Biểu đồ quan hệ cường độ nén ~ thời gian cấp phối BTĐL-T 62

Hình 3 3 Biểu đồ quan hệ cường độ nén ~ thời gian 2 cấp phối BTĐL-P&BTĐL-T 63 Hình 3 4 Biểu đồ tương quan Rk theo ngày tuổi của cấp phối BTĐL-P 64

Hình 3 5 Biểu đồ tương quan Rk theo ngày tuổi của cấp phối BTĐL-T 64

Hình 3 6 Biểu đồ tương quan Rk theo ngày tuổi của BTĐL-P&BTĐL-T 65

Hình 3 7 Diễn biến nhiệt độ tại các điểm khác nhau trong khối bê tông 67

Hình 3 8 Biểu đồ quan hệ BDCN ~ thời gian BTĐL-P 68

Hình 3 9 Biểu đồ quan hệ BDCN ~ thời gian cấp phối BTĐL-T 69

Hình 3 10 Biểu đồ quan hệ BDCN ~ thời gian 2 cấp phối BTĐL-P & BTĐL-T 69

Hình 3 11 Diễn biến phát triển modul đàn hồi của cấp phối BTĐL -P 72

Hình 3 12 Diễn biến phát triển modul đàn hồi của cấp phối BTĐL -T 72

Hình 3 13 Diễn biến phát triển modul đàn hồi của BTĐL-P&BTĐL-T 73

Hình 3 14 Mô phỏng diễn biến nhiệt của BTĐL theo thời gian 76

Hình 3 15 Sơ đồ mô phỏng quy trình thi công BTĐL 79

Hình 3 16 Quá trình thay đổi nhiệt độ của khối bê tông 82

Hình 4 1 Phân vùng vật liệu trong thân đập 93

Hình 4 2 Toàn cảnh thi công đập BTĐL Đồng Nai 4 96

Hình 4 3 Khai báo các thông số nhiệt độ 100

Hình 4 4 Bảng khai báo thông số tốc độ thi công đập 101

Hình 4 5 Trường nhiệt độ trong thân đập sau 120 ngày TC tại CT 396.0, TH1 101

Hình 4 6 Trường nhiệt độ trong thân đập khi TC đến cao trình đỉnh đập TH1 101

Hình 4 7 Bảng khai báo thông số tốc độ thi công đập 102

Hình 4 8 Trường nhiệt độ trong thân đập sau 120 ngày, cao trình 380.0 (TH2) 102

Hình 4 10 Trường nhiệt độ trong thân đập khi TC đến cao trình đỉnh đập 103

Hình 4 11 Phổ ứng suất kéo S1 khi đập TC đến cao trình 406.0m 103

Hình 4 12 Phổ ứng suất nhiệt theo phương ngang đến cao trình 406.00 103

Trang 13

Hình 4 13 Biểu đồ ứng suất suất nhiệt theo phương ngang tại các cao trình khi thi

công đập đến cao trình 406.0m 104

Hình 4.14 Trường nhiệt độ thân đập sau 120 ngày TC đến cao trình 396.0 (TH1) 106

Hình 4.15 Trường nhiệt độ trong thân đập khi TC đến cao trình đỉnh đập (TH1) 106

Hình 4.16 Trường nhiệt độ trong đập sau 120 ngày tại cao trình 380.0 (TH2) 106

Hình 4.17 Trường nhiệt độ trong đập sau 200 ngày, tại cao trình 396.0 (TH2) 107

Hình 4 18 Trường nhiệt độ trong thân đập khi TC đến cao trình đỉnh 107

Hình 4 19 Phổ ứng suất kéo S1 khi đập TC đập đến cao trình 406.0m 107

Hình 4 20 Phổ ứng suất nhiệt theo phương X (phương ngang) CT 406.0m 108

Hình 4 21 Biểu đồ ứng suất suất nhiệt theo phương X (phương ngang) tại các cao trình khi thi công đập đến cao trình 406.0m 108

Hình 4 22 Trường nhiệt độ trong thân đập sau 120 ngày tại cao trình 396.0 (TH1) 110 Hình 4 23 Trường nhiệt độ trong thân đập tại cao trình đỉnh đập (TH1) 110

Hình 4 24 Trường nhiệt độ trong thân đập sau 120 ngày tại cao trình 380.0,(TH2) 111 Hình 4 25 Trường nhiệt độ trong thân đập sau 200 ngày, tại cao trình 396.0 (TH2)111 Hình 4 26 Trường nhiệt độ trong thân đập khi TC đến cao trình đỉnh 111

Hình 4 27 Phổ ứng suất kéo S1 khi đập TC đập đến cao trình 406.0m 112

Hình 4 28 Phổ ứng suất nhiệt theo phương ngang tại cao trình 406.0m 112

Hình 4 29 Biểu đồ ứng suất suất nhiệt theo phương X tại các cao trình khi thi công đập đến cao trình 406.0m 112

Hình 4 30 Trường nhiệt độ trong đập sau 120 ngày, cách đáy đập 24m 114

Hình 4 32 Trường nhiệt độ trong đập sau 625 ngày, đến cao trình đỉnh 114

Hình 4 33 Phổ ứng suất kéo S1 khi thi công đập đến cao trình 386.0m 115

Hình 4 34 Phổ ứng suất phương X thi công cao trình 386.0m 115

Hình 4 35 Biểu đồ ứng suất suất theo phương ngang tại các cao trình khi thi công đập đến cao trình 386.0m 115

Trang 14

Hình 4 39 Phổ ứng suất kéo S1 khi thi công đập đến cao trình 386.0m 118

Hình 4 40 Phổ ứng suất phương ngang thi công cao trình 386.0m 118

Hình 4 41 Biểu đồ ứng suất suất theo phương X (phương ngang) tại các cao trình khi thi công đập đến cao trình 386.0m 119

Hình 4 43 Trường nhiệt độ trong thân đập sau 312 ngày TC đến CT đỉnh, TH1 120

Hình 4 46 Trường nhiệt độ trong thân đập sau 520 ngày TC đến CT đỉnh, TH2 121

Hình 4 47 Phổ ứng suất kéo S1 khi đập TC đến cao trình 426.0m 122

Hình 4 48 Phổ ứng suất theo phương ngang đến cao trình 426.0m 122

Hình 4 50 Tiến độ thi công đập Đồng Nai 4 theo phương án chọn 126

Hình 4 51 Biểu đồ nhiệt theo thời gian tại cao trình 370.59m (0C-Ngày) (Cách mép hạ lưu 30 m) 127

Hình 4 52 Biểu đồ nhiệt độ theo thời gian theo số đo thực tế tại công trình đập Đồng Nai 4 cao trình 370,59m 127

Hình 4 54 Trường nhiệt độ trong thân đập khi TC đến cao trình đỉnh đập TH1 129

Hình 4 55 Trường nhiệt độ trong thân đập tại thời điểm sau 120 ngày TC đến CT 380.0 (TH2) 129

Hình 4 57 Trường nhiệt độ trong thân đập khi TC đến cao trình đỉnh đập 130

Hình 4 58 Phổ ứng suất kéo S1 khi đập thi công đến cao trình 406.0m 130

Hình 4 59 Phổ ứng suất theo phương X (phương ngang) khi thi công đập đến cao trình 406.0m 131

Trang 15

Hình 4 62 Trường nhiệt độ trong thân đập khi TC đến cao trình đỉnh đập TH1 133Hình 4 63 Trường nhiệt độ trong thân đập tại thời điểm sau 120 ngày thi công đến cao trình 380.0 (TH2) 133Hình 4 64 Trường nhiệt độ trong thân đập sau 200 ngày, cao trình 396.0 (TH2) 134Hình 4 65 Trường nhiệt độ trong thân đập khi TC đến cao trình đỉnh đập 134Hình 4 66 Phổ ứng suất kéo lớn nhất S1 khi đập TC đến cao trình 406.0m 134Hình 4 67 Phổ ứng suất theo phương X (phương ngang) khi thi công đập đến cao trình 406.0m 135Hình 4 68 Biểu đồ ứng suất theo phương X (phương ngang) tại các cao trình khi thi công đập đến cao trình 396.0m 135Hình 4 69 Trường nhiệt độ trong thân đập sau 120 ngày TC tại CT 396.0, TH1 137Hình 4 70 Trường nhiệt độ trong thân đập khi TC đến cao trình đỉnh đập TH1 137Hình 4 71 Trường nhiệt độ trong thân đập tại thời điểm sau 120 ngày thi công đến cao trình 380.0 (TH2) 137Hình 4 72 Trường nhiệt độ trong thân đập sau 200 ngày, cao trình 396.0 (TH2) 138Hình 4 73 Trường nhiệt độ trong thân đập khi TC đến cao trình đỉnh đập 138Hình 4 74 Phổ ứng suất kéo S1 khi đập TC đến cao trình 406.0m 138Hình 4 75 Phổ ứng suất khi thi công đập đến cao trình 406.0m 139Hình 4 76 Biểu đồ ứng suất theo phương X (phương ngang) tại các cao trình khi thi công đập đến cao trình 406.0m 139

Trang 16

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 1 1 Hệ số phương trình hồi quy tham khảo 16

Bảng 1 2 Lượng dùng nước theo cốt liệu (l/m3 bê tông) 16

Bảng 1 3 Mức ngậm cát tham khảo 17

Bảng 1 4 Thành phần cấp phối BTĐL đập thủy điện Sơn La 19

Bảng 2 1 Các tính chất cơ lí của xi măng PCB40 Fico 29

Bảng 2 2 Các tính chất cơ lý của phụ gia khoáng puzơlan mỏ 4A 30

Bảng 2 3 Thành phần hạt của cát sử dụng cho cấp phối BTĐL-P 31

Bảng 2 4 Các tính chất cơ lý của cốt liệu nhỏ sử dụng cho cấp phối BTĐL-P 31

Bảng 2 5 Các tính chất cơ lý của đá sử dụng cho cấp phối BTĐL-P 32

Bảng 2 6 Thành phần hạt của đá sử dụng cho cấp phối BTĐL-P 32

Bảng 2 7 Các tính chất cơ lý của xi măng PC 40 Hà Tiên 1 33

Bảng 2 8 Các tính chất cơ lý của tro bay Formosa 34

Bảng 2 9 Thành phần hạt của cát sử dụng cho cấp phối BTĐL-T 35

Bảng 2 10 Các tính chất cơ lý của cát sử dụng cho cấp phối BTĐL-T 35

Bảng 2 11 Các tính chất cơ lý của đá dùng cho cấp phối BTĐL -T 35

Bảng 2 12 Bảng thành phần hạt của đá sử dụng cho cấp phối BTĐL - T 36

Bảng 2 13 Giá trị tay đòn α của điểm quy hoạch 41

Bảng 2 14 Bảng mã hóa hệ số thực nghiệm 51

Bảng 2 15 Thành phần các cấp phối BTĐL - P thực nghiệm 51

Bảng 2 16 Kết quả cường độ nén BTĐL - P 52

Bảng 2 17 Thành phần cấp phối BTĐL - P đạt cường độ cao nhất 55

Bảng 2 18 Lượng dùng vật liệu cấp phối BTĐL- P tối ưu 55

Bảng 2 19 Thành phần cấp phối thực nghiệm sử dụng điều chỉnh 55

Bảng 2 20 Mã hóa các hệ số thực nghiệm 56

Bảng 2 21 Thành phần các cấp phối BTĐL - T thực nghiệm 56

Bảng 2 22 Kết quả thí nghiệm cường độ nén của cấp phối BTĐL - T 57

Bảng 2 23 Thành phần cấp phối BTĐL - T có cường độ cao nhất 59

Bảng 2 24 Lượng dùng vật liệu của cấp phối BTĐL-T có cường độ cao nhất 59

Trang 17

Bảng 2 25 Thành phần cấp phối BTĐL-T thực nghiệm điều chỉnh 59

Bảng 3 1 Tổng hợp kết quả cường độ nén mẫu BTĐL -P 61

Bảng 3 2 Cường độ nén mẫu cấp phối BTĐL-T 62

Bảng 3 3 Cường độ nén cấp phối BTĐL-P theo tính toán 62

Bảng 3 4 Cường độ nén cấp phối BTĐL-T theo tính toán 62

Bảng 3 5 Tổng hợp kết quả cường độ kéo (Rk) mẫu cấp phối BTĐL-P 63

Bảng 3 6 Cường độ kéo (Rk) mẫu cấp phối BTĐL-T 64

Bảng 3 7 Cường độ kéo của 2 CP BTĐL-P&BTĐL-T tính theo tương quan hồi qui 65 Bảng 3 8 So sánh tốc độ tăng trưởng cường độ kéo, nén của BTĐL 65

Bảng 3 9 Diễn biến nhiệt độ tại các điểm khác nhau trong khối bê tông 66

Bảng 3 10 Hệ số biến dạng nhiệt của đá [44] 67

Bảng 3 11 Ảnh hưởng của hàm lượng CL đến hệ số biến dạng nhiệt của vữa cát 67

Bảng 3 12 Một số hệ số biến dạng nhiệt của BTĐL 68

Bảng 3 13 Biến dạng co ngót thể tích của BTĐL 68

Bảng 3 14 Kết quả nghiên cứu về các hệ số nhiệt vật lý của BTĐL 71

Bảng 3 15 Kết quả thí nghiệm modul đàn hồi của BTĐL 72

Bảng 3 16 Nhiệt thủy hóa chất kết dính khi sử dụng lượng phụ gia khoáng 77

Bảng 3 17 Thời gian đạt nhiệt độ lớn nhất theo lượng phụ gia khoáng 77

Bảng 4 1 Ký hiệu và đơn vị sử dụng trong phân tích nhiệt 89

Bảng 4 2 Phần tử dùng trong phân tích nhiệt 90

Bảng 4 3 Các chỉ tiêu về nhiệt của BTĐL đập Đồng Nai 4 96

Bảng 4 4 Các chỉ tiêu về nhiệt và cơ lý của đá nền 97

Bảng 4 5 Hệ số truyền nhiệt đối lưu 97

Bảng 4 6 Nhiệt độ không khí trung bình /tháng tại khu vực thi công công trình 97

Bảng 4 7 Các kịch bản thi công BTĐL kiểm định đập Đồng Nai 4 100

Bảng 4 8 Tổng hợp kết quả tính toán ứng suất nhiệt trong đập kịch bản 1 104

Trang 18

Bảng 4 14 Bảng so sánh kết quả tính toán nhiệt độ theo các kịch bản (0C) 124

Bảng 4 15 Chênh lệch nhiệt cho phép theo chiều cao đập và chiều dài khối đổ 125

Bảng 4 16 Bảng so sánh kết quả tính toán ứng suất nhiệt theo các kịch bản 125

Bảng 4 17 Các kịch bản thi công cấp phối BTĐL-T kiểm định đập Đồng Nai 4 128

Bảng 4 21 Tổng hợp kết quả tính toán nhiệt cấp phối BTĐL-T 140

Bảng 4 22 Tổng hợp kết quả tính toán ứng suất nhiệt BTĐL-T 141 Bảng 4 23 Tổng hợp kết quả tính nhiệt và ứng suất nhiệt đập ĐN 4 với 2 cấp phối 141

Trang 20

TCVN : Tiêu chuẩn Việt Nam

TCXDVN : Tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam

Trang 21

MỞ ĐẦU

1 Lý do chọn đề tài

1.1 Tính cấp thiết của đề tài trong thực tiễn

Công nghệ BTĐL có ưu điểm nổi bật là tốc độ thi công nhanh và giá thành hạ, rất phù hợp với các công trình có khối tích lớn như các đập thủy lợi và thủy điện

Công nghệ BTĐL hiện đã khá phổ biến ở Việt Nam, những công trình thủy điện, thủy lợi trọng điểm của nước ta như: Plêikrông, Định Bình, Sơn La, Lai Châu và các đập Đồng Nai 3 và 4…đã và đang được ứng dụng công nghệ này

Hầu hết các cơ sở tính toán trong thiết kế và thi công đập BTĐL hiện nay đều kế thừa các cơ sở tính toán của bê tông thường hoặc theo tài liệu của nước ngoài như Trung Quốc, Mỹ

Trong thời gian vừa qua đã xuất hiện một vài sự cố như nứt, thấm tại đập chính một số công trình đập BTĐL nhưng chưa có những đánh giá và tổng kết chuyên sâu… nhằm đánh giá độ an toàn của đập, đề xuất những biện pháp phòng tránh sự cố, tăng cường khả năng làm việc và tuổi thọ của công trình trong thời gian vận hành

1.2 Tính cấp thiết về lý luận

Những luận cứ khoa học và lý thuyết tính toán trong ứng dụng công nghệ BTĐL tuy

đã và đang được áp dụng tại Việt Nam nhưng chưa có những nghiên cứu chuyên sâu nhằm đánh giá và khẳng định mức độ phù hợp với điều kiện Việt Nam

Tiến độ thi công các đập bê tông trọng lực đầm lăn cần được nghiên cứu để khẳng định mức độ hợp lý trên cơ sở vừa đảm bảo các tiêu chuẩn thiết kế, phòng tránh sự cố, tận dụng nguồn lực về vật liệu chế tạo BTĐL và thiết bị, nhân lực của các đơn vị thi công công trình nhằm nâng cao hiệu quả của dự án

Trang 22

2 Mục đích nghiên cứu của đề tài

Nghiên cứu diễn biến và lượng hóa một số chỉ tiêu cơ lý theo thời gian của BTĐL, làm

cơ sở để tính toán diễn biến nhiệt, ứng suất nhiệt, từ đó xác định tốc độ thi công hợp lý khi xây dựng đập BTĐL

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu của đề tài

Các đập bê tông đầm lăn đã và đang thi công ở Việt Nam

Nghiên cứu ảnh hưởng của một số chỉ tiêu cơ lý theo thời gian của BTĐL đến tiến độ thi công đập bê tông trọng lực đầm lăn ở Việt Nam

4 Nội dung nghiên cứu của đề tài

Lựa chọn vật liệu và phương pháp xác định cấp phối BTĐL tối ưu để tiến hành thực nghiệm nghiên cứu quy luật diễn biến của các chỉ tiêu cơ lý của BTĐL, lượng hóa bằng các hàm quan hệ phi tuyến theo thời gian để tính toán xác định tốc độ thi công đập BTĐL

Thiết kế bổ sung, hoàn thiện phần mềm tính nhiệt và ứng suất nhiệt dạng mở ANSYS phù hợp với thực tế thi công BTĐL tại Việt Nam

Sử dụng phần mềm ANSYS (đã thiết kế bổ sung, hoàn thiện) làm công cụ để tính toán nhiệt và ứng suất nhiệt từ đó xác định tiến độ hợp lý trong thi công đập BTĐL

5 Phương pháp nghiên cứu

Đề tài sử dụng các phương pháp nghiên cứu theo các tiêu chuẩn hiện hành như:

- Phương pháp tổng hợp, phân tích và kế thừa những kết quả nghiên cứu đã có

- Phương pháp thực nghiệm

- Phương pháp lý thuyết

- Mô hình toán và một số phương pháp khác

Trang 23

6 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài nghiên cứu

6.1 Ý nghĩa khoa học

Làm rõ diễn biến và lượng hóa một số chỉ tiêu cơ lý cơ bản của BTĐL theo thời gian

từ khi bắt đầu đông kết đến khi BTĐL đạt được các chỉ tiêu theo thiết kế

Xác định ảnh hưởng của các chỉ tiêu cơ lý của BTĐL đến nhiệt, ứng suất nhiệt và tiến

độ thi công đập bê tông trọng lực ở Việt Nam

Đề xuất phương pháp xác định tiến độ thi công hợp lý trong điều kiện Việt Nam khi xây dựng đập BTĐL

6.2 Ý nghĩa thực tiễn

Công nghệ BTĐL đã và đang được áp dụng trên 20 đập bê tông trọng lực ở Việt Nam, điển hình như các đập: Plêikrông, Định Bình, Sơn La, Lai Châu, Đồng Nai 3, Đồng Nai 4…Tuy nhiên việc nghiên cứu, đánh giá chất lượng các công trình nói trên chưa được xem xét đúng mức và có hệ thống Những sự cố đã xuất hiện trên một số những công trình đã được xây dựng bằng công nghệ BTĐL như: nứt, thấm nhưng chưa được đánh giá, xác định nguyên nhân một cách thấu đáo

Kết quả nghiên cứu nhằm xác định phương pháp, cung cấp công cụ tính toán tin cậy giúp cho công tác thiết kế, thi công BTĐL và kiến nghị một số giải pháp theo dõi, khắc phục, đảm bảo độ an toàn cho công trình đã và đang xây dựng

7 Cấu trúc của luận án

Luận án bao gồm: Phần mở đầu, 4 Chương, Kết luận và kiến nghị; 55 tài liệu tham khảo, 04 tài liệu tác giả đã công bố Nội dung chính của luận án được trình bày trong

146 trang với 69 bảng, 116 hình và 06 phụ lục

Trang 24

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ BÊ TÔNG ĐẦM LĂN VÀ NHỮNG VẤN

ĐỀ CẦN NGHIÊN CỨU ĐẶT RA VỚI LUẬN ÁN

1.1 Lịch sử hình thành và phát triển của BTĐL trên thế giới

1.1.1 Lịch sử hình thành BTĐL

Năm 1961, tại công trình xây dựng đập Alpe Gera-Italia và đập Manicongan-Canada, lần đầu tiên hỗn hợp bê tông không độ sụt được rải bằng xe ủi, sau đó được đầm chặt bằng các loại đầm dùi gắn sau xe ủi hoặc được đầm chặt bằng máy ủi Cũng trong năm

1961, tại công trình xây dựng đê quây của đập Thạch Môn - Đài Loan, hỗn hợp cát, đá trộn với xi măng được rải và đầm chặt bằng các thiết bị thi công đập đất

Năm 1970, giáo sư Jerome Raphael (Mỹ) trình bày báo cáo “Đập trọng lực tối ưu”, trong đó nêu phương pháp thi công nhanh đập bê tông trọng lực bằng các thiết bị thi công đập đất và BTĐL đã thực sự được quan tâm đầu tư nghiên cứu và ứng dụng

Từ 1972 đến 1974, Cannon R.W công bố nhiều kết quả nghiên cứu về BTĐL, trong đó

có thí nghiệm bê tông nghèo xi măng, vận chuyển bằng ô tô, san gạt bằng xe ủi và đầm bằng lu rung Hiệp hội kỹ sư quân đội Hoa Kỳ (USACE) đã ứng dụng để thi công các

lô bê tông thử nghiệm ờ đập Lost Creek Năm 1980, lần đầu tiên Mỹ sử dụng BTĐL

để xây dựng đập Willow Creek, bang Oregon cao 52m, dài 543m với 331.000m3BTĐL Đến năm 1999, tại Mỹ có hàng chục công trình đập BTĐL đã được xây dựng Những năm 1970 ở Anh, Dunstan thực hiện các nghiên cứu về BTĐL Hiệp hội nghiên cứu và thông tin công nghiệp xây dựng (CIRIA) đã tiến hành các dự án lớn nghiên cứu

về BTĐL với hàm lượng tro bay cao, sau đó được thử nghiệm tại công trình trạm xử lý nước Tamara - Coruwall (1976) và đập Wimbledall (1979)

Năm 1974, các kỹ sư Nhật Bản bắt đầu nghiên cứu sử dụng BTĐL nhằm rút ngắn thời gian thi công và hạ giá thành các công trình đập bê tông Công trình đập BTĐL đầu tiên của Nhật là đập Shimajigawa, cao 89 m, dài 240m với 165.000m3 BTĐL trong tổng số 317.000m3 bê tông đập Đến cuối 1992 đã có 30 đập BTĐL được thi công ở Nhật và đến nay Nhật Bản đã hình thành trường phái BTĐL-RCD (Roller-compacted

Trang 25

dams) gồm các công tác thiết kế mặt cắt đập, tính toán cấp phối, công nghệ thi công và khống chế nhiệt độ trong thân đập

Trung Quốc thực hiện nghiên cứu áp dụng công nghệ BTĐL từ năm 1980, đến năm

1986 đập Khang Khẩu là đập BTĐL đầu tiên đã được xây dựng Đến nay Trung Quốc

là quốc gia đứng đầu thế giới về số lượng, chiều cao và kỹ thuật…trong xây dựng đập BTĐL Trường phái công nghệ BTĐL của Trung Quốc được hoàn thiện với tên gọi RCCD (Roller Compacted Concrete Dams), bao gồm các công tác thiết kế mặt cắt đập; quy trình thiết kế, chọn vật liệu và thi công; quy trình thử nghiệm kiểm tra BTĐL tại hiện trường

1.1.2 Tình hình ứng dụng BTĐL trên thế giới

Từ khi xuất hiện công nghệ BTĐL, đặc biệt từ năm 1996 đến 2006 số lượng đập BTĐL giàu chất kết dính trên thế giới tăng từ 43,3% năm 1996 lên 47,4% năm 2002

và 53,4% năm 2006 (Hình 1.1)

Hình 1 1 Tỷ lệ sử dụng BTĐL theo các hướng khác nhau (12/2006)

Dustan M.R.H [1], hàm lượng chất kết dính (CKD) gồm xi măng và phụ gia khoáng (puzolan tự nhiên hoặc tro bay từ nhà máy nhiệt điện) là căn cứ phân loại BTĐL Đập BTĐL sử dụng BTĐL nghèo CKD đã được sử dụng tại một số đập có chiều cao dưới 60m ở Mỹ Hiện nay, các đập BTĐL được xây dựng trên thế giới chủ yếu sử dụng BTĐL có lượng CKD trung bình và giàu CKD như các nước Tây Âu, Trung Quốc, Nhật Bản Đã có trên 300 đập bê tông trọng lực BTĐL với khối lượng tổng

Trang 26

cộng khoảng trên 90 triệu m3 BTĐL đã được xây dựng (Hình 1.2) Trung Quốc là quốc gia dẫn đầu về số lượng đập BTĐL sau đó là Hoa Kỳ, Nhật Bản và Tây Ban Nha

Hình 1 2 Phân bố các đập BTĐL đã và đang XD (Hội Đập lớn và PTNN 12/2005)

Số liệu thống kê đến tháng 12/2005: đập Khun Dan của Thái Lan có khối lượng BTĐL lớn nhất thế giới 4,9 triệum3 BTĐL trong tổng số 5,4 triệum3 bê tông sử dụng cho đập; các đập Sawalkot (Ấn Độ) cao 197m và Giongzhao (Trung Quốc) cao 196m là 2 đập BTĐL có chiều cao lớn nhất thế giới; đập Longtan (Trung Quốc) cao 192 m với khối lượng BTĐL 4,623 triệum3 được thi công trong 36 tháng là đập BTĐL có tốc độ thi công cao nhất thế giới

1.2 Tình hình xây dựng đập BTĐL ở Việt Nam

Việt Nam nghiên cứu ứng dụng BTĐL từ những năm 1990, với công tác thiết kế đập Tân Giang - Ninh Thuận, do Công ty tư vấn thiết kế điện 1 (HEC-1) thực hiện [2] Năm 2003, đập thủy điện Plêikrông là công trình xây dựng bằng BTĐL đầu tiên của Việt Nam, đã được khởi công xây dựng Tiếp đó hàng loạt các công trình đập thủy điện, thủy lợi đã được nghiên cứu thiết kế và thi công xây dựng bằng BTĐL

Việt Nam là nước có tiềm năng lớn về nguyên vật liệu và máy móc thiết bị để áp dụng công nghệ BTĐL

Về nguyên vật liệu: ngoài yêu cầu về cốt liệu, cấp phối BTĐL cần một lượng lớn các phụ gia khoáng hoạt tính là tro bay và puzơlan Nước ta hiện có nhiều nguồn phụ gia khoáng có thể sử dụng làm PGK cho BTĐL gồm các nguồn nhân tạo như tro bay (nhà máy nhiệt điện Phả Lại, Ninh Bình, Uông Bí…) và các loại puzơlan tự nhiên như

Trang 27

puzơlan Sơn Tây, đá silic Hải Phòng, puzơlan Phong Mỹ - Thừa Thiên Huế, puzơlan Gia Lai, điatomit Kontum, puzơlan Bà Rịa-Vũng Tàu, điatomit Phú Yên

Về thiết bị: các thiết bị chính để thi công BTĐL như máy trộn cưỡng bức có khả năng trộn hỗn hợp bê tông khô sử dụng cốt liệu có đường kính lớn, băng tải hoặc các thiết bị tương đương để vận chuyển bê tông, xe tải tự đổ, máy san ủi, máy lu rung, máy tạo khe co, máy đánh xờm, hệ thống phun nước cao áp làm sạch bề mặt bê tông mạch ngừng, hệ thống phun nước bảo dưỡng bê tông…phần lớn đều đã có sẵn hoặc có thể được chế tạo bởi ngành cơ khí trong nước

Với các ưu điểm nổi bật và tiềm năng lớn về nguyên vật liệu, thiết bị thi công; công nghệ thi công đập BTĐL đã được sử dụng tương đối phổ biến ở Việt Nam Đến nay đã

có trên 20 công trình đập bê tông trọng lực được xây dựng bằng công nghệ BTĐL, như Đập Plêikrông, Định Bình, thủy điện Sơn La…đã được hoàn thành đưa vào sử dụng với chất lượng và hiệu quả kinh tế cao điển hình như thủy điện Sơn La giúp tiết kiệm 1 triệu USD/ngày do đưa vào sử dụng trước thời hạn

1.3 Tổng quan các kết quả nghiên cứu ở trong nước và trên thế giới về BTĐL

- Phương pháp thiết kế BTĐL Nhật Bản (Roller Compacted Dam - RCD): yêu cầu chất lượng đập BTĐL phải có khả năng chống thấm và cường độ như CVC Do vậy cấu tạo của đập được bố trí hai loại bê tông, phía ngoài bao bọc bằng lớp bê tông cốt thép thông thường có mác cao thỏa mãn yêu cầu chống thấm, phía trong sử dụng BTĐL Kết cấu mặt cắt đập như trên còn được gọi là kết cấu “Vàng bọc bạc” (Hình 1.4)

Trang 28

- Phương pháp thiết kế BTĐL Trung Quốc(Roller Compacted Concrete Dam - RCCD), được xây dựng trên cơ sở kinh nghiệm và bài học của 2 phương pháp RCD và RCC Mặt cắt đập bố trí 2 loại bê tông, phía ngoài là bê tông giàu vữa thỏa mãn yêu cầu chống thấm cho đập (còn gọi là bê tông biến thái chống thấm), phía trong thân đập

là BTĐL Với việc bố trí mặt cắt như trên đã đẩy nhanh được tốc độ thi công đập, giảm giá thành, bảo đảm được khả năng chống thấm và chịu lực cho đập Trên Hình 1.5 là mặt cắt tiêu biểu của đập BTĐL của Trung Quốc có tường chống thấm bằng BTĐL cấp phối 2 và bê tông biến thái

Hình 1 3 Các kết cấu chống thấm mặt thượng lưu đập BTĐL của Mỹ

Hình 1 4 Mô phỏng mặt cắt đập BTĐL Nhật Bản

- Ở Việt Nam các đập BTĐL đã sử dụng hai loại kết cấu mặt cắt [3], thời gian đầu các đập Preikrông, Định Bình sử dụng kết cấu mặt cắt của Nhật Bản, các đập BTĐL sau này dùng kết cấu mặt cắt gần giống kết cấu mặt cắt của Trung Quốc, sự khác biệt ở

Trang 29

chỗ lớp bê tông giàu vữa không giữ vai trò chống thấm cho đập, lớp vữa này chỉ dày 60cm Đây cũng là một trong những nguyên nhân làm cho các đập có kết cấu dạng này

bị thấm nước nhiều hơn

Hình 1 5 Mô phỏng mặt cắt đập BTĐL của Trung Quốc

(A) (B)

(C) (D)

Hình 1 6 Một số mặt cắt đập BTĐL của Việt Nam

Trang 30

1.3.2 Kết quả nghiên cứu về BTĐL trên thế giới

1.3.2.1 Kết quả nghiên cứu về BTĐL tại Pháp

Từ 1988 đến 1996, Pháp đã thực hiện Dự án nghiên cứu cấp quốc gia BACARA về BTĐL cho đập [4] Tài liệu này tổng kết kinh nghiệm xây dựng các đập BTĐL tại Pháp cao từ 20m đến 50m và một số đập của nước ngoài Dưới đây là những quan điểm cơ bản của Dự án:

BTĐL là vật liệu không đẳng hướng theo lớp, trong khi bê tông thường được xem như vật liệu đẳng hướng Tính không đẳng hướng này ảnh hưởng đến cường độ và tính thấm của BTĐL trên cả quy mô nhỏ và quy mô lớn Tính không đồng nhất trên quy

mô nhỏ là do mỗi loại cốt liệu có hình dạng riêng, ít nhiều có dạng dài dẹt và nằm theo một hướng nhất định dưới tác dụng của máy san ủi và sau đó là đầm lăn Điều này được xác nhận bằng thực nghiệm Tỷ số Rnén/Rkéo của bê tông thường cao hơn của BTĐL cùng mác Tính không đẳng hướng của BTĐL phần lớn là do BTĐL được thi công theo từng lớp, giữa các lớp đầm sẽ xuất hiện các mối nối được tạo ra trong quá trình thi công BTĐL

1.3.2.2 Kết quả nghiên cứu về BTĐL tại Mỹ

Các nguyên tắc về lựa chọn vật liệu, thiết kế, thi công và kiểm tra chất lượng BTĐL của Mỹ được nêu trong báo cáo của Viện Bê tông Mỹ, chỉ dẫn thiết kế kiểm tra thi công BTĐL của Hiệp hội kỹ sư quân đội Mỹ và chỉ dẫn của Cục khai hoang Mỹ a) Phương pháp thiết kế cấp phối BTĐL theo Cục khai hoang Mỹ (USBR) [5]

Phương pháp do Dunstan đề xuất, sau đó được Cục khai hoang Mỹ cải tiến và sử dụng trong thiết kế BTĐL đập Upper Stillwater

Theo phương pháp này, BTĐL cần có lượng CKD đủ để có khả năng chống thấm tốt

và đảm bảo lực bám dính giữa các lớp đổ; nhiệt thủy hóa của chất kết dính cần được hạn chế đến mức nhỏ nhất Trong thực tế phải sử dụng PGK là tro bay hoặc puzơlan thay thế xi măng với tỷ lệ lớn; PGK là vật liệu sẵn có với giá cả hợp lý

Quy trình thiết kế thành phần BTĐL của Cục Khai hoang Mỹ gồm 9 bước như sau:

Trang 31

Bước 1: Xác định khối lượng riêng của xi măng, phụ gia khoáng, cốt liệu lớn, cát,

nước; độ rỗng của hỗn hợp cốt liệu Chất lượng cốt liệu lớn và cát cũng phải đáp ứng yêu cầu tiêu chuẩn như đối với bê tông thường

Bước 2: Xác định tỷ lệ N/(X+PGK) theo khối lượng dựa vào cường độ nén trung bình

yêu cầu ở tuổi nhất định bằng biểu đồ

Bước 3: Xác định tỷ lệ X/PGK phù hợp với cường độ trung bình yêu cầu ở tuổi xác

định trên biểu đồ

Bước 4: Tỷ lệ thể tích hồ/ thể tích vữa được lựa chọn tùy thuộc vào khoảng thời gian

cho phép giữa các lớp đổ tại hiện trường Đối với lớp đổ có thời gian phơi lộ 12~24 giờ, thì tỷ lệ Vhồ/Vvữa = 0,39

Bước 5: Xác định tỷ lệ vữa, sao cho thể tích của vữa lớn hơn thể tích rỗng của cốt liệu

khoảng 5~10%, tốt nhất là nên chọn 7%

Bước 6: Xác định tỷ lệ cốt liệu lớn bằng cách trừ đi phần vữa có trong 1m3 BTĐL

Bước 7: Giả thiết độ rỗng do cuốn khí bằng 1,5%, tất cả các vật liệu tính cho một mẻ

trộn đều được xác định ở trạng thái bão hòa mặt ngoài khô của cốt liệu

Bước 8: Lựa chọn thành phần cấp phối cho một mẻ trộn thử, xác định độ công tác Vc

(độ cứng Vebe) Nếu Vc không như mong muốn, phải thay đổi lượng nước, sau đó phải điều chỉnh lại lượng vật liệu thành phần cho đến khi đạt yêu cầu

Bước 9: Cấp phối cần được tiếp tục điều chỉnh bằng thực nghiệm Để nghiên cứu các

tổ hợp thành phần vật liệu khác nhau như tỷ lệ PGK/X; N/(X+PGK); (X+PGK)/C hoặc các thành phần cốt liệu nhỏ khác nhau Cục Khai hoang Mỹ thử nghiệm bằng cách cố định một số tỷ lệ và thay đổi các tỷ lệ còn lại

b) Phương pháp thiết kế cấp phối BTĐL theo Hiệp hội quân sự Mỹ USACE [6], [5] Theo phương pháp này cần sử dụng các bảng tra, biểu đồ để lựa chọn các giá trị cần thiết, sau đó thực nghiệm để kiểm tra và điều chỉnh lại các thông số để có được một

Trang 32

thành phần cấp phối BTĐL đáp ứng yêu cầu Trình tự thiết kế thành phần BTĐL theo USACE gồm 10 bước:

Bước 1: Xác định các tham số ban đầu như: cường độ trung bình yêu cầu, tuổi thiết

kế, loại chất kết dính (có hoặc không có puzơlan) kích thước hạt lớn nhất của cốt liệu Các chỉ tiêu khác nhau như nhiệt độ, hệ số tản nhiệt, từ biến, ứng suất, biến dạng v.v…được xác định sau khi thành phần BTĐL đã được lựa chọn

Bước 2: Xác định tính chất của vật liệu Vật liệu cần có khối lượng đảm bảo để tiến

hành các mẻ trộn có dung tích khoảng 500 lít

Bước 3: Dự báo Dmax CL, Vc , lựa chọn lượng dùng nước sơ bộ và hàm lượng bọt khí

Bước 4: Tính toán lượng xi măng tương ứng với cường độ nén cần thiết theo biểu đồ

tham khảo Nếu có puzơlan, thì tính toán lượng xi măng và puzơlan theo khối lượng xi măng tương đương

Bước 5: Tính toán tỷ lệ cốt liệu lớn phù hợp về thành phần hạt so với yêu cầu

Bước 6: So sánh thành phần hạt cốt liệu nhỏ với phạm vi thành phần hạt yêu cầu Bước 7: Xác định thể tích tuyệt đối và khối lượng của vật liệu dựa theo kết quả thu

được từ bước 2 đến bước 6

Bước 8: Xác định thể tích vữa so sánh với các giá trị khuyến cáo Thể tích vữa bao

gồm phần cốt liệu lọt sàng 4,75mm, chất kết dính, nước và thể tích bọt khí

Bước 9: Xác định tỷ lệ “thể tích hồ/ thể tích vữa”, tỷ lệ này cần lớn hơn hoặc bằng

0,42 để các lỗ hổng trong cốt liệu được lấp đầy bằng hồ chất kết dính Từ đó điều chỉnh cho hợp lý lượng hạt mịn

Bước 10: Kiểm tra tính công tác của hỗn hợp BTĐL và cường độ ở các tuổi cần thiết

thông qua các mẻ trộn thử Đối với BTĐL có Dmax> 38mm sau khi kiểm tra khối lượng thể tích của hỗn hợp BTĐL, tiến hành sàng ướt loại bỏ các hạt cốt liệu có Dmax > 38mm Sau đó tiến hành kiểm tra độ cứng Vc và hàm lượng bọt khí, đúc mẫu bê tông

để kiểm tra cường độ và các tính chất khác của BTĐL

Trang 33

c) Phương pháp thiết kế cấp phối BTĐL theo ACI 211.3R-2002 [5]

Bao gồm 12 bước theo trình tự như sau:

Bước 1: Xác định tỷ lệ tối thiểu hồ trong vữa (Ph =Vh/Vv) biểu thị thể tích hồ tối thiểu trên thể tích đặc hoàn toàn của vữa, chọn bằng 0,38 cho các lớp lót

Bước 2: Lựa chọn tỷ lệ phụ gia khoáng so với xi măng (PGK /X) và nước/chất kết

Bước 9: Xác định thể tích tuyệt đối PGK (puzơlan hoặc tro bay): VPGK = Vx (PGK/X)

Bước 10: Tính khối lượng của các vật liệu nêu trên bằng cách nhân thể tích tuyệt đối

đã tìm được với khối lượng riêng (tỷ trọng hạt đặc biệt chắc)

Bước 11: Thí nghiệm với các mẻ trộn thử để đạt được chỉ số Vc theo yêu cầu hoặc xác

Trang 34

Bước 12: Sau khi đã chọn thể tích của cốt liệu, chuẩn bị ít nhất hai mẻ trộn phụ; một

mẻ trộn có tỷ lệ N/(X + PGK) cao và một mẻ trộn có tỷ lệ thấp hơn Xác định cường

độ của các cấp phối đã trộn thử, vẽ đường quan hệ cường độ - với tỷ lệ N/(X + PGK)

Từ đó xác định được thành phần hỗn hợp BTĐL cuối cùng

1.3.2.3 Kết quả nghiên cứu về BTĐL tại Nhật Bản

Nhật Bản tập trung nghiên cứu về BTĐL trên nhiều phương diện, đặc biệt là về nghiên cứu thiết kế mặt cắt đập và cấp phối BTĐL có khả năng chống thấm cao

Về thiết kế chế tạo cấp phối, phương pháp CRD Nhật Bản (Roller Compacted Dam RCD) yêu cầu chất lượng đập BTĐL phải có khả năng chống thấm và cường độ như CVC, các tính toán cũng dựa trên nguyên tắc thể tích tuyệt đối Tuy nhiên quá trình tính toán và thí nghiệm khá phức tạp

-Phương pháp này gồm 06 bước:

Bước 1: Xác định lượng dùng xi măng dựa trên cường độ yêu cầu, lượng dùng chất kết

dính ít nhất có thể sao cho vẫn đảm bảo yêu cầu về cường độ Sử dụng tro bay để giảm lượng nhiệt thủy hóa và giảm lượng dùng nước

Bước 2: Mức ngậm cát của BTĐL lớn hơn so với bê tông khối lớn thông thường giúp

giảm phân tầng và tăng khả năng đầm chặt bằng lu rung

Bước 3: Lượng dùng xi măng phụ thuộc vào cường độ nén trung bình yêu cầu Hầu hết

các đập BTĐL ở Nhật Bản có R91 = 20MPa và lượng CKD khoảng 130kg/m3 Tỷ lệ thay thế xi măng bằng tro bay 20~30%, thường chọn 30%, khi đó trong 1m3 BTĐL có 91kg xi măng và 39 kg tro bay

Bước 4: Lượng dùng nước được xác định sau khi đã có kết quả kiểm tra về: Khối

lượng thể tích vữa; Cường độ nén của các cấp phối có lượng dùng nước thay đổi; Độ cứng Vebe khi lượng nước thay đổi

Sử dụng đường cong biểu thị tương quan giữa cường độ BTĐL với lượng dùng nước

và đường biểu thị tương quan giữa độ cứng Vc với lượng dùng nước để chọn lượng dùng nước ứng với Vc = 20s

Trang 35

Bước 5: Thành phần cấp phối cốt liệu lớn được xác định bằng thực nghiệm, bằng cách

thay đổi tỷ lệ các cỡ hạt và rung nén chặt Cấp phối hạt có khối lượng thể tích lớn nhất

sẽ được lựa chọn

Bước 6: Sau khi có định lượng dùng xi măng, tro bay và nước, tiến hành trộn thử một

số mẻ trộn có mức ngậm cát thay đổi Xác định giá trị Vc, chọn mức ngậm cát cho Vcnhỏ nhất Kết quả thí nghiệm cho thấy nếu sử dụng thùng lớn để thử Vc, thì mức ngậm cát hợp lý là 30~32% Sau đó xây dựng đường cong quan hệ giữa cường độ BTĐL với lượng dùng xi măng và sẽ được sử dụng để xác định lượng dùng xi măng

1.3.2.4 Kết quả nghiên cứu về BTĐL tại Trung Quốc

Trung Quốc tiếp thu, phát triển và làm chủ công nghệ BTĐL của nước ngoài trong giai đoạn đầu, sau đó cải tiến nâng cao và sáng tạo các giải pháp mới, phù hợp với thực tiễn Trung Quốc

Hàng loạt các nghiên cứu đã được Trung Quốc tiến hành để tìm ra cách xử lý bề mặt lớp đổ tốt nhất [7] Kết quả tổng hợp như sau:

- Đổ lớp BTĐL mới lên trên lớp bê tông cũ càng sớm càng tốt, trước khi lớp cũ kết thúc đông kết ban đầu Đây là biện pháp quan trọng nhất

- Dùng phụ gia kéo dài thời gian đông kết ban đầu

- Đổ thêm lớp vữa xi măng tro bay để tăng độ liên kết giữa các lớp

- Tránh hiện tượng phân tầng cốt liệu và các hạt mềm ở bề mặt lớp đổ

- Làm sạch bề mặt lớp đổ

Các chuyên gia Trung Quốc khuyến cáo để quản lý chất lượng BTĐL, hàng loạt dụng

cụ kiểm tra tự động sẽ được sử dụng để phản ánh điều kiện thi công thực tế và đưa ra biện pháp xử lý kịp thời [7], [8]

Phương pháp thiết kế cấp phối BTĐL cho đập của Trung Quốc (viết tắt là RCCD), với các bước thiết kế được thực hiện như vởi bê tông thường, sử dụng phương pháp thể

Trang 36

Bước 1: Lựa chọn tỉ lệ N/CKD: dựa vào cường độ trung bình yêu cầu và độ bền yêu

cầu của BTĐL để chọn tỷ lệ N/CKD Khi giữ lượng dùng CKD không đổi, thiết lập tương quan giữa cường độ BTĐL với tỷ lệ N/CKD ở tuổi 90 hoặc 180 ngày, sử dụng mối tương quan này để xác định tỷ lệ N/CKD phù hợp Tỷ lệ N/CKD sơ bộ sử dụng cho thí nghiệm được xác định theo công thức:

trong đó: R90 - Cường độ trung bình yêu cầu cùa BTĐL ở tuổi 90 ngày; R28CKD- Cường

độ CKD (xi măng + PGK) ở tuổi 28 ngày; N, X, PGK -Là lượng dùng nước, xi măng

và PGK (puzơlan, tro bay) (kg/m3); A, B - Hệ số phương trình hồi quy xác định bằng thực nghiệm Khi không có số liệu thí nghiệm thì có thể tham khảo theo Bảng 1.1

Bước 2: Chọn tỷ lệ sử dụng PGK: Căn cứ loại xi măng, hoạt tính, chất lượng của phụ

gia khoáng; yêu cầu kỹ thuật của BTĐL, hoàn cảnh thực tế sử dụng BTĐL lựa chọn tỷ

lệ PGK thích hợp

Bước 3: Xác định lượng dùng nước (N): Dựa vào độ cứng (Vc) yêu cầu và Dmax cốt liệu xác định quan hệ giữa lượng dùng nước và dung trọng đầm chặt, với cường độ để tìm lượng dùng nước thích hợp Trong trường hợp không có số liệu thí nghiệm có thể tham khảo các giá trị trong Bảng 1.2

Bảng 1 1 Hệ số phương trình hồi quy tham khảo

Cuội sỏi

Đá dăm

0,733 0,881

0,789 0,581 Bảng 1 2 Lượng dùng nước theo cốt liệu (l/m3 bê tông)

D max Cốt liệu (mm) 20 40 80

Cát tự nhiên Cát nghiền

Bước 4: Xác định mức ngậm cát trong cốt liệu C/CL: Để đáp ứng yêu cầu thi công

BTĐL cần chọn tỷ lệ C/CL hợp lý dựa trên các chỉ tiêu: khi cố định tỷ lệ N/CKD,

Trang 37

lượng dùng nước (N), thì Vc của vữa nhỏ nhất, dung trọng lớn nhất, cường độ cao nhất Hoặc có thể tham khảo Bảng 1.3

Bước 6: Tiến hành đúc mẫu BTĐL trong phòng thí nghiệm để kiểm tra và điều chỉnh

các thông số kỹ thuật, tính chất của BTĐL

1.3.2.5 Nhận xét các phương pháp thiết kế cấp phối BTĐL

Các phương pháp thiết kế cấp phối BTĐL thông dụng được trình bày ở phần trên đều dựa trên nguyên tắc chung là kết hợp lý thuyết (công thức, đồ thị, bảng tra) với thực nghiệm (đúc mẫu trong phòng thí nghiệm với loại vật liệu sử dụng cho công trình cụ thể) Nguyên tắc này là sự kế thừa phương pháp thiết kế cấp phối bê tông truyền thống theo phương pháp thể tích tuyệt đối

Sự khác nhau giữa các phương pháp là thứ tự xác định các thành phần vật liệu và các công cụ hỗ trợ tính toán (công thức hoặc đồ thị, bảng tra)

Phương pháp thiết kế cấp phối BTĐL của Trung Quốc dựa trên cường độ vữa - chất kết dính (CKD) để lựa chọn tỷ lệ N/CKD, tức là cho phép lựa chọn các loại xi măng khác nhau, các phương pháp còn lại chủ yếu sử dụng một loại xi măng nhất định

Trang 38

Hầu hết các phương pháp đều không xét đến tính chống thấm của BTĐL, chỉ có phương pháp thiết kế EM-1110-2-2006 (phương pháp giàu hồ) của Mỹ và phương pháp thiết kế RCCD của Trung Quốc có đề cập đến tính chống thấm khi thiết kế cấp phối Đồng thời hai phương pháp này được trình bày cụ thể và dễ tiếp cận Phương pháp của Trung Quốc có các bước tính toán gần với phương pháp thiết kế thành phần

bê tông Bolomay-Skramtaev đã được sử dụng tại Việt Nam Tóm lại, theo tổng kết kinh nghiệm của nước ngoài thiết kế cấp phối BTĐL hoàn hảo: sử dụng cốt liệu tốt, tránh phân tầng, đủ tỷ lệ hạt mịn, đủ hồ xi măng và vữa, chỉ số Vc phù hợp năng lực đầm, tuổi bê tông ít nhất là 90 ngày

1.3.3 Những nghiên cứu về BTĐL tại Việt Nam

Công tác nghiên cứu về BTĐL tại Việt Nam trong thời gian qua đã có những tiến bộ nhất định như việc nghiên cứu thiết kế chế tạo cấp phối BTĐL có sử dụng PGK để giảm, khống chế nhiệt và chống thấm trong BTĐL đặc biệt là các nghiên cứu để ứng dụng các tiêu chuẩn về vật liệu, công nghệ thi công của các nước trên thế giới cho phù hợp với điều kiện về vật liệu, máy móc thiết bị, thời tiết và khí hậu của Việt Nam

TS Đào Đạt và cộng sự [9], nghiên cứu sử dụng tro bay dùng cho công trình đập Tân Giang (cao 36,82 m với khối lượng bê tông khoảng 110.000 đến 120.000 m3) gồm mác M15 dùng cho lõi đập và mác M20 cho vỏ đập; Dmax 100, 80, 60&40mm; xi măng PCB30 Hoàng Thạch, PCB30 Chinpon; tổng số thí nghiệm với 80 cấp phối

PGS.TS Hoàng Phó Uyên và cộng sự [10], nghiên cứu sử dụng tro bay làm phụ gia khoáng họat tính nhằm tăng tuổi thọ, chống nứt do nhiệt thủy hóa trong BTKL Tác giả đã đưa ra 2 cấp phối bê tông mác M15 và M20 sử dụng tro bay với tỷ lệ tương ứng 25% và 20% theo khối lượng chất kết dính

Trang 39

Công ty Tư vấn Xây dựng Điện I (EVN) [11], nghiên cứu chế tạo cấp phối BTĐL cho đập thủy điện Sơn La (Bảng 1.4), tổng số thí nghiệm với 14 cấp phối BTĐL có tỷ lệ

sử dụng tro bay từ 30,4 ~ 80,4% theo khối lượng CKD

Bảng 1 4 Thành phần cấp phối BTĐL đập thủy điện Sơn La

XM PC40

(Kg) T (Kg)

D max 50mm (Kg)

Cát nghiền (Kg)

PG kéo dài thời gian đông kết (lít)

Nước (lít)

1.3.3.2 Các kết quả nghiên cứu về phụ gia khoáng

PGS.TS Huỳnh Bá Kỹ Thuật, TS Nguyễn Như Quý [12]

- Khi được sử dụng với cùng tỷ lệ thay thế như nhau, tro bay có khả năng cải thiện cường độ của BTĐL tốt hơn so với puzơlan thiên nhiên Khi có cùng tổng lượng dùng chất kết dính cường độ nén ở 7 và 28 ngày tuổi của BTĐL chứa puzơlan có hàm lượng

xi măng cao hơn thì cao hơn Khi sử dụng tro bay cũng có kết luận tương tự

- Lượng nhiệt do xi măng thủy hóa tỷ lệ với lượng dùng xi măng Ứng suất nhiệt trong đập phụ thuộc chủ yếu vào chênh lệch nhiệt độ trong đập với nhiệt độ trung bình năm (Dt), hệ số giãn nở nhiệt của bê tông (b), mô đun biến dạng (E) và khả năng kiềm chế biến dạng (R): St = REbDt Với Dt là chênh lệch nhiệt độ giữa nhiệt độ tối đa của khối đập và nhiệt độ trung bình năm tức nhiệt độ của môi trường Những biến động nhiệt độ trong năm chỉ có thể ảnh hưởng đến lớp mặt ngoài của đập

- Trong thi công đập BTĐL ở Việt Nam nhất thiết phải xác định sự tăng nhiệt độ đoạn nhiệt của BTĐL, trên cơ sở nhiệt độ trung bình năm của khu vực xây dựng đập có thể

sơ bộ chọn nhiệt độ tối đa cho phép của khối đổ BTĐL phụ thuộc vào tốc độ lên đập

và chiều dày lớp đổ

TS Nguyễn Quang Phú, ThS Nguyễn Thành Lệ [13], "Ảnh hưởng của PGK tro bay nhiệt điện và puzơlan thiên nhiên đến một số tính chất cơ lý của BTĐL":

- Tro bay và puzơlan thiên nhiên đều có tác dụng làm tăng tính công tác của hỗn hợp

bê tông Tuy nhiên, tro bay có nhiều ưu điểm hơn cả về hình thái cấu trúc hạt và thành

Trang 40

phần hoạt tính so với puzơlan thiên nhiên, nên độ công tác của hỗn hợp có chứa tro bay tốt hơn độ công tác của hỗn hợp bê tông chứa puzơlan thiên nhiên

- BTĐL sử dụng tro bay thường đạt cường độ cao hơn so với BTĐL sử dụng puzơlan thiên nhiên Ở những ngày tuổi sớm, BTĐL sử dụng puzơlan thiên nhiên phát triển cường độ chậm hơn, còn với BTĐL sử dụng tro bay thì cường độ bê tông phát triển cao và nhanh hơn so với BTĐL sử dụng puzơlan có cùng số ngày tuổi tương đương ThS Nguyễn Văn Đoàn [14]," Sử dụng hiệu quả PGK sản xuất BTĐL tại Việt Nam":

- PGK là thành phần rất quan trọng cho chế tạo BTĐL, được sử dụng để giảm lượng dùng xi măng, giảm nhiệt thủy hóa, cải thiện cấp phối hạt cốt liệu, nâng cao các tính chất của hỗn hợp bê tông và BTĐL

- Tại Việt Nam có nhiều nguồn PGK có thể sử dụng để chế tạo BTĐL, sử dụng hợp lý nguồn PGK sẽ nâng cao hiệu quả kinh tế kỹ thuật của công trình

ThS Vũ Hải Nam và cộng sự [15], [16] nghiên cứu sử dụng một số loại phụ gia khoáng trong chế tạo bê tông đầm lăn, trong đó có tro bay và xác định tro bay có tác dụng cải thiện các tính chất của BTĐL như trị số tính công tác Vc; cường độ ở các tuổi dài ngày; khả năng chống thấm Có thể thay thế 51,2% tro bay bằng phụ gia là đá vôi nghiền mịn trong chế tạo BTĐL

TS Nguyễn Như Quý [17], [18] nghiên cứu so sánh khả năng tăng dẻo của tro bay với bột đá vôi trong BTĐL không có phụ gia dẻo hóa Với cùng một giá trị X/CKD độ chảy trên bàn của vữa có tro bay lớn hơn so với mẫu đối chứng còn bột đá vôi không

có khả năng hóa dẻo

PGS.TS Lê Minh, "Nghiên cứu các nguồn phụ gia khoáng Việt Nam để làm chất độn mịn cho bê tông đầm lăn ", Báo cáo đề tài cấp Bộ, Viện Khoa học Thủy lợi Việt Nam

1998 [19]

1.3.3.3 Nghiên cứu về vật liệu chống thấm cho BTĐL

PGS.TS Lê Minh, Chủ nhiệm đề tài cấp bộ: "Nghiên cứu biện pháp nâng cao chống thấm của bê tông đầm lăn trong công trình thủy lợi", 2006-2007 [20]: thực hiện nghiên

Định dạng
Số trang	257
Dung lượng	4,83 MB