KHẢO SÁT ĐÁNH GIÁ LẠI CƯỜNG ĐỘ CHỊU NÉN CỦA BÊ TÔNG MỘT SỐ CÔNG TRÌNH CẤP NƯỚC TRÊN ĐỊA BÀN TỈNH TRÀ VINH. LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT XÂY DỰNG

KHẢO SÁT ĐÁNH GIÁ LẠI CƯỜNG ĐỘ CHỊU NÉN CỦA BÊ TÔNG MỘT SỐ CÔNG TRÌNH CẤP NƯỚC TRÊN ĐỊA BÀN TỈNH TRÀ VINH Mã số: 60 58 02 08 Khóa K32.XDD.TV Trường Đại học Bách khoa - ĐHĐN Tóm tắt: Mụ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

LỜI CAM ĐOAN

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

Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai công

bố trong bất kỳ công trình khoa học nào khác

Tác giả luận văn

Diệp Như Bình

MỤC LỤC

Trang phụ bìa

Lời cam đoan

Mục lục

Tóm tắt luận văn

Danh mục các chữ viết tắt

Danh mục các bảng

Danh mục các hình

MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ BÊ TÔNG VÀ VIỆC SỬ DỤNG VẬT LIỆU BÊ TÔNG CHO CÁC CÔNG TRÌNH TRÊN ĐỊA BÀN TỈNH TRÀ VINH 3

1.1 Các khái niệm cơ bản về bê tông - bê tông cốt thép 3

1.2 Cường độ của bê tông và các yếu tố ảnh hưởng 5

1.3 Sử dụng vật liệu bê tông cho các công trình ở Trà Vinh 9

1.4 Kết luận Chương 1 13

CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ CƯỜNG ĐỘ CỦA BÊ TÔNG TẠI HIỆN TRƯỜNG THEO CÁC TIÊU CHUẨN 14

2.1 Các phương pháp xác định cường độ bê tông tại hiện trường 14

2.1.1 Mục đích xác định cường độ bê tông hiện trường 14

2.1.2 Các phương pháp xác định cường độ bê tông tại hiện trường 14

2.1.2.1 Phương pháp sử dụng súng bật nẩy 14

2.1.2.2 Phương pháp đo vận tốc xung siêu âm 17

2.1.2.3 Phương pháp sử dụng kết hợp máy đo siêu âm và súng bật nẩy 17

2.1.2.4 Phương pháp khoan lấy mẫu 20

2.1.2.5 Lựa chọn phương pháp thí nghiệm 22

2.1.2.6 Quy trình thí nghiệm xác định cường độ bê tông trên kết cấu công trình23 2.2 Đánh giá cường độ của bê tông theo các mẫu ở hiện trường theo tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam 25

2.2.1 Tính toán cường độ bê tông hiện trường 26

2.2.1.1 Xác định cường độ hiện trường theo phương pháp phá hủy 26

2.2.1.2 Xác định cường độ hiện trường theo phương pháp không phá hủy 27

2.2.2 Đánh giá cường độ bê tông hiện trường 28

2.3 Quy trình lấy mẫu thử bê tông bằng khoan cắt từ cấu kiện (theo ASTM C42-1990) 29

2.3.1 Thiết bị 29

2.3.2 Lấy mẫu 30

2.3.3 Tiến hành thử 30

2.3.3.1 Mẫu thí nhiệm 30

2.3.3.2 Gia công đầu mẫu 30

2.3.3.3 Điều kiện về độ ẩm 30

2.3.3.4 Làm bằng đầu mẫu (capping) 30

2.3.3.5 Xác định kích thước mẫu 31

2.4 Kết luận Chương 2 31

CHƯƠNG 3: ĐÁNH GIÁ CƯỜNG ĐỘ CHỊU NÉN CỦA BÊ TÔNG TẠI HIỆN TRƯỜNG MỘT SỐ CÔNG TRÌNH CẤP NƯỚC TRÊN ĐỊA BÀN TỈNH TRÀ VINH THEO TIÊU CHUẨN XÂY DỰNG VIỆT NAM 32

3.1 Trạm cấp nước xã Đại Phước, huyện Càng Long 32

3.1.1 Hạng mục Đài nước 50m 3 32

3.1.1.1 Thân đài 33

3.1.1.2 Nắp bầu đài và tán đài 33

3.1.1.3 Thân đài 34

3.1.1.4 Nắp bầu đài 35

3.1.2 Hạng mục Bể chứa 300m 3 37

3.1.2.1 Thành bể và nắp bể 37

3.1.2.2 Thành bể 38

3.2 Trạm cấp nước xã Nguyệt Hóa, huyện Châu Thành 39

3.2.1 Hạng mục Đài nước 50m 3 39

3.2.1.1 Thân đài 41

3.2.1.2 Nắp bầu đài 41

3.2.1.3.Thân đài 42

3.2.1.4 Nắp bầu đài 43

3.2.2 Hạng mục Bể chứa 300m 3 45

3.2.2.1 Thành bể và nắp bể 45

3.2.2.2 Thành bể 46

3.3 Trạm cấp nước thị trấn Càng Long, huyện Càng Long 47

3.3.1 Hạng mục Đài nước 200m 3 47

3.3.1.1 Thân đài 47

3.3.1.2 Nắp bầu đài và tán đài 49

3.3.1.3 Thân đài 49

3.3.1.4 Nắp bầu đài 50

3.3.2 Hạng mục Bể chứa 300m 3 52

3.3.2.1 Thành bể và nắp bể 52

3.3.2.2 Thành bể 53

3.4 Trạm cấp nước Cồn Long Trị, xã Long Đức, thành phố Trà Vinh 54

3.4.1 Hạng mục Đài nước 20m 3 54

3.4.1.1 Thân đài 54

3.4.1.2 Nắp bầu đài và tán đài 56

3.4.1.3 Thân đài 57

3.4.1.4 Nắp bầu đài 57

3.4.2 Hạng mục Bể chứa 100m 3 59

3.4.2.1 Thành bể và nắp bể 60

3.4.2.2 Thành bể 60

3.5 Kết luận Chương 3 62

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 63

DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO 64 PHỤ LỤC

QUYẾT ĐỊNH GIAO ĐỀ TÀI LUẬN VĂN (Bản sao)

KHẢO SÁT ĐÁNH GIÁ LẠI CƯỜNG ĐỘ CHỊU NÉN CỦA BÊ TÔNG MỘT

SỐ CÔNG TRÌNH CẤP NƯỚC TRÊN ĐỊA BÀN TỈNH TRÀ VINH

Mã số: 60 58 02 08 Khóa K32.XDD.TV Trường Đại học Bách khoa - ĐHĐN

Tóm tắt: Mục tiêu của đề tài là đề xuất sử dụng các phương pháp thí nghiệm khác nhau như

khoan lấy mẫu, siêu âm kết hợp với bật nẩy, bật nẩy để khảo sát đánh giá cường độ chịu nén thực tế của bê tông hạng mục bể chứa và đài nước tại các công trình cấp nước đang sử dụng, thông qua kết quả thực nghiệm so sánh với cường độ thiết kế để đưa ra kết luận

Kết quả cho thấy: Cường độ chịu nén của bê tông tại các cấu kiện kiểm tra của các hạng mục công trình được kiểm tra có sự biến đổi rất khác nhau, nhiều mẫu có cường độ chịu nén thấp so với cường

độ tính toán theo thiết kế; Nhưng so với Tiêu chuẩn TCXDVN 239:2006, thì cường độ chịu nén của bê tông của 08 hạng mục công trình đạt yêu cầu theo Tiêu Chuẩn; Về hệ số biến động bê tông (υ) tính toán được có giá trị thay đổi tương đối lớn, nên chất lượng bê tông trong một số công trình khảo sát là không đồng đều, điều này được thể hiện không chỉ giữa các công trình mà còn là giữa các hạng mục trong cùng một công trình được khảo sát Qua kết quả kiểm tra của 03 phương pháp thí nghiệm cho thấy, kết quả cường độ bê tông ở hiện trường của phương pháp khoan lấy mẫu thấp hơn và cho độ chính xác cao hơn so với phương pháp siêu âm kết hợp với bật nẩy và phương pháp bật nẩy Những thông tin của luận văn sẽ hữu ích cho các kỹ sư đang làm việc tại hiện trường và thiết kế

Từ khóa - Đánh giá chất lượng bể chứa, đánh giá chất lượng đài nước, khoan lấy mẫu đài nước,

khoan lấy mẫu bể chứa, bật nẩy bể chứa, siêu âm thân đài

SURVEY OF REASSESSMENT OF COMPRESSIVE STRENGTH OF CONCRETE

IN SOME WATER SUPPLY CONSTRUCTIONS IN TRA VINH PROVINCE Summary: The purpose of the thesis is to suggest various experimental methods such as

drilling for samples, a combination of supersonic testing and bouncing, bouncing in order to survey and reassess the real compressive strength of concrete in water tower and fountain at the water supply

constructions in use Through the results, it has been compared with the designed strength to provide

the conclusions

The results indicate that compressive strength of concrete at the tested construction sites vary significantly Several samples show lower compressive strength in compared to the designed one; however, the compressive strength of concrete in eight construction items meets the Standard TCXDVN 239:2006 The calculated coefficient of variation in concrete has a relatively large change

in value, so the quality of concrete in some surveys is uneven, which is reflected not only among the works but also between the items in the same survey The outcome of the three experimental methods illustrate that the strength of the drilling method at the field is lower and gives a higher accuracy than the combined ultrasonic method The information from the thesis is certainly useful for engineers working at the field and designing

Key words – Evaluation of water storage quality, evaluation of water tower quality, method of

bouncing, drilling for sampler at water tower, drilling for sampler at water storage, bouncing at water storage, supersonic testing at the tower body

DANH MỤC KÝ HIỆU VÀ CÁC TỪ VIẾT TẮT

Rht, fc Cường độ chịu nén bê tông hiện trường

Rtk, ftk Cường độ chịu nén bệ tông theo thiết kế

Ryc, f’c Cường độ bê tông yêu cầu

Các từ Viết tắt

DANH MỤC CÁC BẢNG

1.2 Sản lượng bê tông thương phẩm của Công ty bê tông Thủy Lực 12 2.1 Giá trị hệ số tα với xác suất bảo đảm 0,95 và số vùng kiểm tra 28 2.2 Cường độ tính toán của bê tông Rb khi tính toán theo các trạng

3.1 So sánh giá trị thực M250 và giá trị tính toán theo TCVN 32 3.2 So sánh giá trị thực M250 và giá trị tính toán theo TCVN 34 3.3 So sánh giá trị thực M250 và giá trị tính toán theo TCVN 35 3.4 So sánh giá trị thực M250 và giá trị tính toán theo TCVN 36 3.5 So sánh giá trị thực M250 và giá trị tính toán theo TCVN 38 3.6 So sánh giá trị thực M250 và giá trị tính toán theo TCVN 39 3.7 So sánh giá trị thực M250 và giá trị tính toán theo TCVN 41 3.8 So sánh giá trị thực M250 và giá trị tính toán theo TCVN 42 3.9 So sánh giá trị thực M250 và giá trị tính toán theo TCVN 42 3.10 So sánh giá trị thực M250 và giá trị tính toán theo TCVN 43 3.11 So sánh giá trị thực M250 và giá trị tính toán theo TCVN 46 3.12 So sánh giá trị thực M250 và giá trị tính toán theo TCVN 46 3.13 So sánh giá trị thực M250 và giá trị tính toán theo TCVN 49 3.14 So sánh giá trị thực M250 và giá trị tính toán theo TCVN 49 3.15 So sánh giá trị thực M250 và giá trị tính toán theo TCVN 50 3.16 So sánh giá trị thực M250 và giá trị tính toán theo TCVN 50 3.17 So sánh giá trị thực M250 và giá trị tính toán theo TCVN 53 3.18 So sánh giá trị thực M250 và giá trị tính toán theo TCVN 53 3.19 So sánh giá trị thực M250 và giá trị tính toán theo TCVN 56 3.20 So sánh giá trị thực M250 và giá trị tính toán theo TCVN 56 3.21 So sánh giá trị thực M250 và giá trị tính toán theo TCVN 57 3.22 So sánh giá trị thực M250 và giá trị tính toán theo TCVN 58 3.23 So sánh giá trị thực M250 và giá trị tính toán theo TCVN 60 3.24 So sánh giá trị thực M250 và giá trị tính toán theo TCVN 61

DANH MỤC CÁC HÌNH

1.2 Thí nghiệm xác định cường độ chịu nén và cường độ chịu kéo 6 1.3 Ảnh hưởng của lượng nước nhào trộn đến độ lưu biến của hỗn

1.7 Sử dụng bê tông tươi và gạch không nung cho công trình 12

MỞ ĐẦU

1 Lý do lựa chọn đề tài

- Đồng bộ với sự phát triển nền kinh tế đất nước, cơ sở hạ tầng của các khu vực của dân cư từ đô thị tới các vùng nông thôn trong tỉnh Trà Vinh đang được đầu tư với quy mô lớn như các công trình dân dụng với nhiều chức năng khác nhau, tỉnh Trà Vinh đã huy động nhiều nguồn vốn đầu tư xây công trình hạ tầng, trong đó có công trình cấp nước cho người dân vùng nông thôn

- Từ năm 1998 đến năm 2005, trên địa bàn toàn tỉnh đã xây dựng 242 trạm cấp nước phục vụ cho người dân vùng nông thôn, trong đó:

+ 161 trạm nước có công suất nhỏ từ (5-10)m3/giờ, móng đài nước bằng bê tông cốt thép, khung đài nước bằng thép hình, bồn trên đài nước bằng nhựa composit hoặc bằng Inox thể tích từ 3m³ đến 6m³, bể chứa bằng bê tông cốt thép dung tích từ 10m3

đến 30m3, cụm lọc nước bằng nhựa composit hoặc bằng Inox công suất (5-10)m3/giờ, hiện tại 128 trạm cấp nước này đã ngưng hoạt động do hệ thống lọc không đáp ứng yêu cầu chất lượng nước theo QCVN 02: 2009/BYT và 33 trạm cấp nước hoạt động tạm thời chờ nâng cấp, mở rộng

+ 61 trạm cấp nước có công suất (20-30)m3/giờ, có hạng mục đài nước bằng bê tông cốt thép dung tích 20m3, bể chứa bằng bê tông cốt thép dung tích 30m3, cụm lọc bằng bê tông cốt thép công suất (20-30)m3/giờ đang hoạt động hiệu quả, chất lượng nước đáp ứng yêu cầu theo QCVN 02: 2009/BYT

- Từ năm 2006-2015, tỉnh Trà Vinh đã xây dựng mới và nâng cấp 28 trạm cấp nước có công suất từ 20m³/giờ đến 200m³/giờ Dự kiến kế hoạch từ giai đoạn 2016 đến

2021, tỉnh cũng đã tranh thủ nhiều nguồn vốn để thực hiện xây dựng mới và nâng cấp thêm 41 trạm cấp nước có công suất từ 50m³/giờ đến 150m³/giờ phục vụ cho tất cả người dân vùng nông thôn trên địa bàn tỉnh và 01 trạm cấp nước có công suất 28.000m³/ngày/đêm để phục vụ người dân khu vực thành phố Trà Vinh và vùng ven

thành phố Các hạng mục của các trạm cấp nước này là đài nước, bể chứa, cụm xử lý

nước, hàng rào – sân đường – hệ thống thoát nước, nhà quản lý, nhà hóa chất, công trình thu nước chủ yếu được làm bằng bê tông, bê tông cốt thép, sử dụng nhiều cấp độ bền khác nhau

- Bê tông là vật liệu được sử dụng rộng rãi trong xây dựng Khi tính toán thiết

kế kết cấu bê tông và bê tông cốt thép cần phải xác định được cường độ chịu nén và chịu kéo của bê tông Để xác định cường độ của bê tông người ta dùng thí nghiệm mẫu bằng phương pháp phá hủy hoặc phương pháp không phá hủy như siêu âm, bật nẩy,… Do vậy việc xác định cường độ bêtông trong kết cấu hoặc cấu kiện bêtông

để so sánh với yêu cầu của thiết kế là rất quan trọng nhằm đảm bảo chất lượng của các công trình

Với lí do trên, tác giả chọn đề tài “Khảo sát đánh giá lại cường độ chịu nén

của bê tông một số công trình cấp nước trên địa bàn tỉnh Trà Vinh” nhằm góp

phần làm rõ hơn về cường độ chịu nén của bê tông thực tế tại công trình đã sử dụng so với cường độ lý thuyết theo thiết kế

2 Mục tiêu nghiên cứu

- Khảo sát đánh giá cường độ chịu nén thực tế của bê tông tại các công trình cấp nước đang sử dụng bằng các phương pháp thực nghiệm

- So sánh với cường độ thiết kế để đưa ra kết luận

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

- Đối tượng nghiên cứu: Cường độ chịu nén của bê tông

- Phạm vi nghiên cứu: Hạng mục cột đài nước, bể chứa bằng bê tông cốt thép một số trạm cấp nước trên địa bàn tỉnh Trà Vinh

4 Phương pháp nghiên cứu

- Phương pháp thực nghiệm tại hiện trường kết hợp với phân tích so sánh dữ liệu

Chương 2: Đánh giá cường độ của bê tông ở hiện trường

Chương 3: Đánh giá cường độ chịu nén của bê tông tại hiện trường một số công trình ở Trà Vinh

Kết luận và kiến nghị

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ BÊ TÔNG VÀ VIỆC SỬ DỤNG VẬT LIỆU BÊ TÔNG CHO CÁC CÔNG TRÌNH TRÊN ĐỊA BÀN TỈNH TRÀ VINH

1.1 Các khái niệm cơ bản về bê tông - bê tông cốt thép

Bê tông là một trong những loại vật liệu rất quan trọng được sử dụng rộng rãi trong các công trình cấp nước và các công trình xây dựng khác vì nó có những ưu điểm sau: Có cường độ chịu nén cao, bền trong môi trường Cốt liệu có thể sử dụng nguyên liệu địa phương Dễ cơ giới hóa, tự động hóa quá trình sản xuất và thi công

Có thể tạo được nhiều loại bê tông có tính chất khác nhau, các loại bê tông phổ biến là:

bê tông tươi, bê tông nhựa, bê tông Asphalt, bê tông Polime và các loại bê tông đặc biệt khác

Bê tông được sử dụng rộng rãi trong xây dựng các công trình kiến trúc, móng, gạch không nung hay gạch block, mặt lát của vỉa hè, cầu và cầu vượt, đường lộ, đường băng, các cấu trúc trong bãi đỗ xe, đập, hồ chứa/bể chứa nước, các công trình cấp nước, ống cống, chân cột cho các cổng, hàng rào, cột điện

- Bê tông là một loại đá nhân tạo, được hình thành bởi việc trộn các thành phần: Cốt liệu thô, cốt liệu mịn, chất kết dính, theo một tỷ lệ nhất định (được gọi là cấp phối bê tông)

- Bê tông là một loại đá nhân tạo được chế tạo từ các vật liệu rời (cát, đá, sỏi) và chất kết dính Vật liệu rời được gọi là cốt liệu, gồm các cở hạt khác nhau, loại bé là cát

có kích thước từ 1,0mm-5,0mm, loại lớn là sỏi hoặc đá dăm có kích thước 5,0mm-40

mm hoặc lớn hơn Chất kết dính thường là xi măng trộn với nước hoặc các chất dẽo khác Cường độ chịu kéo của bê tông nhỏ hơn cường độ chịu nén rất nhiều (8-15 lần) Ngoài các thành phần chính như trên, người ta còn có thể thêm các phụ gia để cải thiện một số tính chất của bê tông trong lúc thi công cũng như trong quá trình sử dụng Phụ gia có nhiều loại khác nhau, có loại để nâng cao độ dẽo hổn hợp bê tông, có loại dùng để tăng nhanh hoặc kéo dài thời gian đông kết của xi măng, có loại để nâng cao cường độ của bê tông trong thời gian đầu, có loại để tăng khả năng chống thấm v.v Nước để trộn bê tông gồm hai phần Một phần để hóa hợp với xi măng, một phần nữa như là phụ gia làm cho hổn hợp bê tông có được độ dẽo (nhão) cần thiết lúc trộn,

đổ khuôn và đầm chắc Lượng nước tham gia phản ứng hóa hợp chỉ chiếm khoản một phần năm trọng lượng xi măng và là cần thiết Lượng nước thêm vào để trộn bê tông,

về sau khi bê tông đã khô cứng sẽ trở thành nước thừa, một phần bốc hơi để lại những

lỗ rỗng li ti trong cấu trúc của bê tông, làm giảm độ đặc chắc và cường độ của nó Nguyên lý tạo nên bê tông là dùng các cốt liệu lớn làm thành bộ xương, các cốt liệu nhỏ lắp đầy khoảng trống và dùng chất kết dính để liên kết chúng tạo thành một thể đặc chắc có khả năng chịu lực và chống lại các biến dạng

Bê tông có cấu trúc không đồng nhất vì hình dáng, kích thước các hạt cốt liệu khác nhau, sự phân bố của các hạt cốt liệu và chất kết dính không thật đồng đều, trong

bê tông vẫn còn lại một ít nước thừa và những lỗ rỗng li ti (do nước thừa bốc hơi) Tùy theo thành phần và cấu trúc của bê tông mà người ta phân loại chúng theo nhiều cách khác nhau:

+ Theo cấu trúc có các loại: bê tông đặc chắt; bê tông có lỗ rỗng (dùng ít cát); bê tông tổ ong

+ Theo khối lượng riêng phân thành: bê tông nặng thông thường có khối lượng riêng =22002500 kG/cm3; bê tông nặng cốt liệu bé =18002200 kG/cm3; bê tông nhẹ <1800; bê tông đặc biệt nặng >2500

+ Theo thành phần có: bê tông thông thường; bê tông cốt liệu bé; bê tông chèn

là vật liệu chịu kéo hoặc chịu nén đều rất tốt Vì vậy, trong xây dựng các công trình, các vật liệu chịu lực kéo tốt (ví dụ thép) được sắp xếp để đưa vào trong lòng khối bê tông, đóng vai trò là bộ khung chịu lực nhằm cải thiện khả năng chịu kéo của bê tông

Do vậy người ta đã đặt cốt thép vào trong bê tông để tăng cường khả năng chịu lực cho kết cấu, từ đó sản sinh ra bê tông cốt thép Loại bê tông có phần lõi thép này được gọi

là bê tông cốt thép

1 1 bf

Hình 1.1 Dầm bê tông và bê tông cốt thép

a) Dầm bê tông; b) Sơ đồ ứng suất trên tiết diện 1-1; c) Dầm bê tông cốt thép; d) Sơ đồ ứng suất trên tiết diện 2-2; 1-Vùng bê tông chịu nén; 2-Vùng bê tông

chịu kéo; 3-Cốt thép; 4-Vết nứt trong bê tông chịu kéo

Trên hình 1.1a ta thấy khi ứng suất kéo t vượt quá cường độ chịu kéo của bê tông thì vết nứt sẽ xuất hiện, vết nứt đi dần lên phía trên và dầm bị gãy khi ứng suất b

còn khá nhỏ so với cường độ chịu nén của bê tông Như thế là lãng phí khả năng chịu nén của bê tông Nếu đem đặt cốt thép vào vùng bê tông chịu kéo, lực kéo sẽ do cốt thép chịu, nhờ đó có thể tăng tải trọng đến khi ứng suất b đạt tới cường độ chịu nén

của bê tông và ứng suất z đạt tới cường độ chịu kéo của cốt thép; Trong dầm chịu uốn còn có xuất hiện cả ứng suất tiếp và do đó có ứng suất chính Khi ứng suất kéo chính lớn hơn cường độ chịu kéo của bê tông sẽ gây ra các vết nức nghiêng, vì vậy cũng cần

bố trí cốt thép để chịu ứng suất kéo này Dầm bê tông cốt thép có thể chịu lực nhiều hơn dầm bê tông có cùng kích thước đến hàng chục lần

Bê tông và cốt thép có thể cùng tham gia chịu lực là do các yếu tố sau:

+ Bê tông và cốt thép dính chặt với nhau nên có thể truyền lực từ bê tông sang cốt thép và ngược lại Lực dính có tầm quan trọng hàng đầu đối với vật liệu bê tông cốt thép

+ Giữa bê tông và cốt thép không xảy ra phản ứng hóa học Đồng thời bê tông còn làm chức năng bao bọc, bảo vệ cốt thép chống các tác dụng ăn mòn của môi trường Đây cũng là lý do khi sử dụng các loại phụ gia hóa dẻo và đông cứng nhanh cần phải bảo đảm quá trình đầm nén bê tông đạt đến độ lèn chặt cần thiết

+ Bê tông và cốt thép có hệ số giãn nỡ nhiệt gần giống nhau (hệ số giãn nở nhiệt của bê tông từ 0,000010 đến 0,000015 và hệ số giãn nở nhiệt của thép là 0,000012) Do

đó khi có sự thay đổi nhiệt độ dưới 100°C thì trong cấu kiện bê tông cốt thép không xuất hiện nội ứng suất đáng kể, không làm phá hoại lực dính giữa bê tông và cốt thép

Theo phương pháp thi công, có thể phân loại bê tông cốt thép chia ra làm ba loại: + Bê tông cốt thép toàn khối (hay còn gọi là bê tông cốt thép đổ tại chổ): Người

ta ghép ván khuôn, đặt cốt thép và đổ bê tông ngay tại vị trí thiết kế của kết cấu

+ Bê tông cốt thép lắp ghép: Người ta phân chia kết cấu thành những kết cấu riêng biệt để có thể chế tạo chúng ở nhà máy hoặc sân bãi, vận chuyển chúng đến công trường sau đó dùng cần cẩu lắp ghép rồi nối chúng lại với nhau thành kết cấu tại vị trí thiết kế

+ Bê tông cốt thép nữa lắp ghép: Người ta lắp ghép các cấu kiện chưa được chế tạo hoàn chỉnh sau đó đặt thêm cốt thép, ghép thêm ván khuôn rồi đổ tại chổ bê tông phần còn lại (kể cả mối nối)

Nếu phân theo trạng thái ứng suất khi chế tạo có hai loại sau:

+ Bê tông cốt thép thường: Khi chế tạo, cốt thép ở trạng thái không có ứng suất, ngoài nội ứng suất do co ngót và giãn nở nhiệt của bê tông Cốt thép chỉ chịu ứng suất khi cấu kiện chịu lực ngoài (kể cả trọng lượng bản thân)

+ Bê tông cốt thép ứng suất trước: Căng trước cốt thép đến ứng suất cho phép, khi buông cốt thép, nó sẽ co lại, tạo ứng suất nén trước trong tiết diện bê tông, nhằm mục đích khử ứng suất kéo trong tiết diện bê tông khi nó chịu ngoại lực, làm hạn chế vết nứt và độ võng

1.2 Cường độ của bê tông và các yếu tố ảnh hưởng

- Cường độ là chỉ tiêu quan trọng thể hiện khả năng chịu lực của vật liệu Cường

độ của bê tông phụ thuộc vào thành phần và cấu trúc của nó Để xác định cường độ của bê tông người ta dùng thí nghiệm mẫu Thông thường là chế tạo ra các mẫu thử và

thí nghiệm phá hoại các mẫu đó Một cách khác là thí nghiệm không phá hoại, xác định cường độ một cách gián tiếp bằng cách dùng sóng siêu âm, súng bậc nẩy

Trong kết cấu xây dựng, bê tông chịu nhiều tác động khác nhau: chịu nén, uốn, kéo, trượt, trong đó chịu nén là ưu thế lớn nhất của bê tông Do đó, người ta thường dùng cường độ chịu nén là chỉ tiêu đặc trưng để đánh giá chất lượng bê tông Nói đến cường độ của bê tông là nói đến cường độ tính toán (cường độ chịu nén và cường độ chịu kéo), cường độ đặc trưng và cường độ trung bình Cường độ chịu nén và cường

độ chịu kéo của bê tông được xác định theo phương pháp thí nghiệm

Xác định cường độ chịu nén – mẫu thử

Xác định cường độ chịu kéo (mẫu chịu kéo trung tâm và mẫu chịu kéo khi uốn)

Hình 1.2 Thí nghiệm xác định cường độ chịu nén và cường độ chịu kéo

Gọi R, R(t) là lần lượt là cường độ chịu nén và cường độ chịu kéo của bê tông, ta

có mối quan hệ: R(t) = Øt R ; Hoặc R(t) = 0,6 + 0,06R

Giá trị của Øt được lấy phụ thuộc vào loại của bê tông và đơn vị của R, đối với

bê tông nặng, đơn vị của R là MPa thì Øt = 0.28 - 0.30

Giá trị trung bình của cường độ: khi thí nghiệm n mẫu thử của cùng một loại bê tông thu được các giá trị cường độ của mẫu thử là R1, R2, Rn Các giá trị đó có thể giống nhau hoặc khác nhau Giá trị trung bình cường độ của các mẫu ký hiệu là Rm, gọi tắt là cường độ trung bình được tính theo công thức:

có thể lấy υ=0,135 Với điều kiện thi công bình thường mà thiếu số liệu thống kê thì lấy υ=0,15

Cường độ của bê tông tăng theo tuổi thọ thời gian tính từ lúc chế tạo bê tông đến khi cho nó chịu lực Thời gian đầu cường độ tăng nhanh, sau chậm dần Với bê tông dùng xi măng pooclăng, chế tạo và bảo dưỡng trong điều kiện bình thường, cường độ tăng nhanh trong 28 ngày đầu

- Các yếu tố ảnh hưởng đến cường độ của bê tông: Cường độ bê tông không những phụ thuộc vào chất lượng và cấp phối vật liệu sử dụng mà còn phụ thuộc vào quá trình thi công bê tông và các yếu tố khác Trong thiết kế công trình, người ta thường dự kiến cường độ cần thiết của bê tông để tính toán, do đó khi thi công cần chọn thành phần, cấp phối vật liệu và công nghệ chế tạo để bê tông đảm bảo đạt cường

độ yêu cầu Các yếu tố ảnh hưởng đến cường độ bê tông có thể bao gồm:

+ Chất lượng và số lượng xi măng: Khi sử dụng xi măng để chế tạo bê tông, việc lựa chọn mác bê tông rất quan trọng vì nó vừa phải đảm bảo cho bê tông đạt cường độ thiết kế, vừa phải đảm bảo yếu tố kinh tế Nếu dùng xi măng mác cao chế tạo bê tông mác thấp sẽ dẫn đến lượng xi măng dùng cho 1m³ bê tông không đủ để liên kết các hạt cốt liệu với nhau, dễ xảy ra hiện tượng phân tầng Ngược lại, dùng xi măng mác thấp

để chế tạo bê tông mác cao sẽ làm tăng lượng xi măng phải dùng, không đảm bảo yếu

tố kinh tế Bên cạnh đó, với cường độ bê tông dự kiến, nếu tăng số lượng xi măng cũng sẽ làm tăng cường độ bê tông nhưng hiệu quả không cao và thường gây tăng biến dạng do co ngót Thông thường trong 1m3 bê tông cần dùng từ 250-500kg xi măng, khi dùng xi măng nhiều thì cường độ bê tông cao hơn, nhưng để chế tạo bê tông cường

độ cao (B25, 30,…) ngoài việc tăng lượng xi măng còn cần phải dùng xi măng mác cao (PC40, 50,…) hoặc phụ gia nâng cao cường độ của bê tông mới đem lại hiệu quả kinh tế và sử dụng Chẳng hạn như: để chế tạo bê tông có cấp độ bền B7,5; 10; 12,5;

15 có thể sử dụng xi măng PC30, còn khi chế tạo bê tông có cấp độ bền B20; 25; 30 cần dùng xi măng PC40, nếu sử dụng xi măng PC30 thì phải dùng với số lượng nhiều, không đạt hiệu quả về kinh tế, đồng thời làm tăng tính từ biến trong bê tông ảnh hưởng xấu đến chất lượng bê tông

+ Độ cứng, độ sạch và sự phối hợp thành phần cốt liệu (cấp phối): Thành phần bụi và tạp chất sẽ tạo ra trên bề mặt hạt cốt liệu lớp màng cản trở liên kết chúng với xi măng Kết quả là cường độ của bê tông giảm đáng kể (có khi đến 30÷40%) Việc lựa chọn được cấp phối hợp lý sẽ làm tăng cường độ bê tông đồng thời tiết kiệm được lượng xi măng sử dụng Hàm lượng cát trong hỗn hợp cốt liệu (mức ngậm cát) ảnh hưởng lớn đến tính chất của hỗn hợp bê tông Hỗn hợp bê tông có hàm lượng cát tối

ưu đảm bảo cho bê tông đạt yêu cầu tính công tác, độ đặc chắc và cường độ với lượng dùng xi măng và nước bé nhất

+ Tỉ lệ giữa nước và xi măng: Đây là yếu tố ảnh hưởng lớn đến cường độ và tính chất biến dạng của bê tông Tỉ lệ này cao sẽ làm giảm cường độ bê tông và tăng tính co ngót, từ biến, nhưng nếu tỉ lệ này thấp (vừa đủ) thì khó thi công, đặc biệt là khi bơm bê

tông Lượng nước nhào trộn có ảnh hưởng đến đặc trưng lưu biến của hỗn hợp bê tông (hình 1.3)

Nếu lượng nước ban đầu trong hỗn hợp bê tông bé, nước chỉ đủ bao bọc mặt ngoài hạt xi măng và tạo nên màng hấp thụ nước, màng nước này liên kết bền chắc với hạt xi măng, có tính đàn hồi, tính chịu kéo, cường độ chống cắt và độ nhớt

Nếu lượng nước tăng lên, màng hấp thụ dày thêm và do sức căng bề mặt của nước, nước sẽ dịch chuyển trong các đường mao quản làm cho hỗn hợp bê tông có tính dẻo

Hình 1.3 Ảnh hưởng của lượng nước nhào trộn đến độ lưu biến của hỗn hợp

Ngoài việc sử dụng vật liệu tốt, sạch quá trình nhào trộn vữa bê tông, thời gian nhào trộn, vận chuyển, tổ chức thi công bê tông (đổ khuôn, đầm nén, điều kiện môi trường bảo dưỡng) có ảnh hưởng lớn đến chất lượng và cường độ bê tông, đặc biệt là điều kiện thi công toàn khối tại công trình như:

+ Chất lượng thi công: Thi công kỹ lưỡng, đầm chặt đúng quy cách, sẽ đạt được cường độ bê tông như mong muốn

+ Cách thức bảo dưỡng: Trong điều kiện thi công toàn khối tại công trình, điều kiện bảo dưỡng khó đạt được như trong phòng thí nghiệm, nhưng cần bảo dưỡng thật tốt trong điều kiện có thể đạt được chất lượng bê tông cao và giảm co ngót, đặc biệt là cho sàn

Chất lượng bê tông qua kết quả thí nghiệm đôi khi cũng không phản ảnh đúng chất lượng bê tông thực tế, ở đây yếu tố con người có tầm ảnh hưởng lớn, mà cụ thể là người làm thí nghiệm, nó gồm các yếu tố:

+ Lấy mẫu và bảo dưỡng mẫu: Lấy mẫu cần tuân thủ đúng qui trình được qui định trong TCVN 3105:1993; TCVN 3118:1993 (trừ phân tích kết quả) và các hướng dẫn liên quan được nêu trong TCXDVN 239:2006 Bảo dưỡng mẫu có thể bảo dưỡng theo điều kiện tiêu chuẩn hoặc trong điều kiện thực tế mà cấu kiện chịu ảnh hưởng tại công trình

+ Qui trình thí nghiệm: Cần tuân thủ theo TCVN 3105:1993; TCVN 3118:1993, chú ý các yếu tố sau đây làm ảnh hưởng đến kết quả thí nghiệm: độ phẳng mặt của mẫu thử; Không bôi trơn mặt tiếp xúc của bàn nén mẫu; tốc độ gia tải 64 daN/cm2

trong một giây

Bên cạnh đó, các loại phụ gia sử dụng khi thi công, thời gian tác dụng của tải trọng cũng có ảnh hưởng đến cường độ bê tông Cường độ bê tông tăng dần theo thời gian, lúc đầu tăng nhanh sau đó tăng chậm dần Theo thời gian, cường độ chịu kéo tăng nhanh hơn cường độ chịu nén Theo thực nghiệm người ta xác định cường độ bê tông tăng theo thời gian theo công thức:

- Công thức của Séc (1926): Rt=R1+(R10-R1).lgt

- Công thức của Nga (1935) (Skramtaep): Rt=R28

28lg

lg t

≈ 0.7R28lgt; (với t=7-300 ngày)

Hình 1.4 Quan hệ giữa cường độ và tuổi của bê tông

- Công thức của Viện nghiên cứu bê tông Mỹ ACI: Rt=R28

bt a

t



Trong đó: a, b hệ số phụ thuộc loại xi măng Thông thường a=4; b=0,85 Với xi măng đông kết nhanh a=2,3; b=0,92

1.3 Sử dụng vật liệu bê tông cho các công trình ở Trà Vinh

Trà Vinh là tỉnh ven biển đồng bằng sông Cửu Long, miền Nam Việt Nam, phía Đông giáp Biển Đông, phía Tây giáp Vĩnh Long, phía Nam giáp Sóc Trăng, phía Bắc giáp tỉnh Bến Tre, có 65 km bờ biển, được tái lập tỉnh từ năm 1992, có diện tích tự nhiên 2.215 km², được bao bọc bởi sông Tiền, sông Hậu với 02 cửa Cung Hầu và Định

An Trà Vinh cách thành phố Hồ Chí Minh 200 km đi bằng quốc lộ 53 qua tỉnh Vĩnh Long, khoảng cách rút ngắn thời gian chỉ còn 130 km nếu đi bằng quốc lộ 60 qua tỉnh Bến Tre, cách thành phố Cần Thơ 95 km

Hình 1.5 Bản đồ Vị trí địa lý tỉnh Trà Vinh http://travinh.gov.vn

Từ năm 1992 đến nay, Trà Vinh đã tranh thủ mọi nguồn lực từ Trung ương đến địa phương và có nhiều chủ trương, chính sách kêu gọi đầu tư phù hợp, làm cho Trà Vinh có những thay đổi đáng kể về kinh tế - xã hội, đạt được nhiều thành tựu quan trọng Chính điều này đã góp phần thúc đẩy cho sự phát triển mạnh mẽ của ngành xây dựng Trà Vinh trong thời gian qua như: Về cơ sở hạ tầng từ 20 km đường nhựa khi tái lập tỉnh, đến nay toàn tỉnh đã có 100% xã, phường, thị trấn trong tỉnh có đường nhựa đến trung tâm xã, hệ thống đường giao thông nông thôn được bê tông hóa Nhiều công trình trọng điểm quốc gia được triển khai đầu tư trên địa bàn tỉnh, như: Trung tâm Hành chính tập trung của tỉnh, Nhà máy Nhiệt điện Duyên Hải, Kênh đào Trà Vinh, Khu kinh tế Định An, Khu công nghiệp Long Đức, Trường Đại học Trà Vinh, nâng cấp mở rộng toàn tuyến các Quốc lộ 53, 54, 60 và cầu Cổ Chiên nối liền Trà Vinh - Bến Tre, rút ngắn khoảng cách đi thành phố Hồ Chí Minh,… hứa hẹn một tương lai mới, phát triển cho tỉnh Trà Vinh

Riêng trong lĩnh vực cấp nước nông thôn, đến cuối năm 2017, toàn tỉnh có 249 công trình cấp nước tập trung trên địa bàn 95 xã phường, thị trấn thuộc khu vực nông thôn, tổng công suất thiết kế 3.410m3/giờ

Dự kiến kế hoạch từ giai đoạn 2017 đến 2021, tỉnh sẽ xây dựng mới và nâng cấp thêm 41 trạm cấp nước có công suất từ 50m³/giờ đến 150m³/giờ phục vụ cho tất cả người dân vùng nông thôn trên địa bàn tỉnh và 01 trạm cấp nước có công suất 28.000m³/ngày/đêm để phục vụ người dân khu vực thành phố Trà Vinh và vùng ven

thành phố Các hạng mục của các trạm cấp nước này chủ yếu được làm bằng bê tông,

bê tông cốt thép, sử dụng nhiều cấp độ bền khác nhau

(Nhà máy Nhiệt điện Duyên Hải 1-thanglongcte.vn;Cầu Cổ

Chiên-http://laodong.com.vn; Đài nước 500m3 ảnh tự chụp)

Hình 1.6 Một số công trình điển hình tỉnh Trà Vinh

Bên cạnh đó, lĩnh vực vật liệu xây dựng nói chung và vật liệu bê tông nói riêng trên địa bàn tỉnh Trà Vinh cũng được các nhà đầu tư quan tâm Tuy nhiên nguồn nguyên liệu tại chổ để chế tạo bê tông sử dụng cho công trình là không có, phải nhập

từ các tỉnh khác về như đá Tân Châu, tỉnh An Giang hoặc đá Biên Hòa, tỉnh Đồng Nai; cát vàng hạt to trên địa bàn tỉnh là rất hiếm, đa số là cát có cở hạt trung bình và nhuyễn được khai thác từ Sông Tiền và Sông Hậu; chất kết dính chủ yếu sử dụng xi măng được nhập từ các tỉnh phía nam như xi măng Hà Tiên 2 Vicem, xi măng Tây Đô, xi măng Holcin, Về công nghệ chế tạo bê tông, trước kia chủ yếu bằng tay hoặc bằng cối trộn, nhưng từ năm 2011 đến nay, trên địa bàn tỉnh có nhiều tổ chức và hộ gia đình

đã áp dụng tiến bộ khoa học và công nghệ về sử dụng bê tông tươi cho các công trình xây dựng dân dụng, công nghiệp rất phổ biến và rộng rãi, đặc biệt là các công trình nhà nước, phần lớn đều sử dụng bê tông tươi trong quá trình xây dựng Sản phẩm bê

tông tươi với nhiều ưu điểm vượt trội so với việc trộn thủ công thông thường, ngoài ra Trà Vinh cũng đang thực hiện lộ trình sử dụng vật liệu gạch không nung theo quy định của Chính phủ Chính điều này đã tạo điều kiện cho các doanh nghiệp đầu tư xây dựng các cơ sở ứng dụng các công nghệ mới vào lĩnh vực sản xuất bê tông cung cấp cho các công trình xây dựng trên địa bàn tỉnh, thỏa mãn các tiêu chí về độ bền, giảm giá thành

Về lĩnh vực cung ứng bêtông tươi trong tỉnh có Công ty Phú Thành, Thủy Lực, Nguyễn Trình, về lĩnh vực gạch không nung trong tỉnh có các cơ sở Toàn Hoàn Châu, Nhật Anh, Nguyễn Trình đủ để cung cấp cho các công trình xây dựng trên địa bàn tỉnh Trà Vinh sử dụng bê tông thương phẩm cho việc thi công, góp phần nâng cao chất lượng sản phẩm bê tông thành phẩm, bảo đảm chất lượng các công trình xây dựng

Bảng 1.1 Sản lượng bê tông thương phẩm của Công ty Cổ phần xây dựng

Phú Thành

(Số liệu do Công ty Cổ phần xây dựng Phú Thành cung cấp)

Bảng 1.2 Sản lượng bê tông thương phẩm của Công ty TNHH Xây dựng

Thủy Lực

(Số liệu do Công ty TNHH Xây dựng Thủy Lực cung cấp)

Có thể nói với điều kiện kinh tế - xã hội của tỉnh còn gặp nhiều khó khăn và nguồn nguyên liệu tại chổ để chế tạo bê tông sử dụng cho công trình là không có, nhưng tỉnh vẫn chú trọng sử dụng vật liệu bê tông cho kết cấu công trình xây dựng, từ các công trình nhà ở tư nhân đến các công trình phúc lợi xã hội đều sử dụng vật liệu bê tông cho kết cấu chịu lực của công trình

Thi công bê tông lò hơi Nhà máy Nhiệt

điện Duyên Hải 1-Wikimapia.org

Sản phẩm gạch không nung của doanh nghiệp tư nhân Nguyễn Trình Petrotimes.vn

Hình 1.7 Sử dụng bê tông tươi và gạch không nung cho công trình

Hiện nay, với nhu cầu phát triển về nhà ở và các công trình phúc lợi công cộng phục vụ dân sinh, đời sống người dân ngày một được nâng cao nên nhu cầu về nhà ở, nhu cầu về sử dụng điện và nước sạch ngày càng được quan tâm nhiều hơn Từ đó hàng loạt các công trình điện và nước sạch cấp cho người dân khu vực nông thôn sử dụng, nhà chung cư, nhà cao tầng, công trình công cộng và nhà ở dân dụng được Xây dựng nhằm đáp ứng nhu cầu nhà ở của người dân trên địa bàn toàn tỉnh Trong tương lai, nhiều công trình với quy mô lớn, yêu cầu chất lượng cao sẽ được xây dựng Điều này đã thúc đẩy sự phát triển mạnh mẽ của ngành Xây dựng của tỉnh với việc hình thành và nâng cấp nhiều công trình về giáo dục, y tế và các công trình phúc lợi xã hội khác có quy mô lớn Do đó việc sử dụng vật liệu bê tông cho kết cấu chịu lực của công trình có chất lượng tốt là một nhu cầu tất yếu của tương lai

1.4 Kết luận Chương 1

- Bê tông là vật liệu được sử dụng rộng rãi và không thể thiếu trong xây dựng hiện đại, riêng trong trong lĩnh vực cấp nước nông thôn, bê tông được sử dụng hầu hết trong tất cả các kết cấu của các hạng mục công trình vì nó phù hợp với điều kiện xây dựng tại địa phương và có độ bền hơn so với các loại vật liệu khác Bê tông được sử dụng trong các điều kiện khai thác khác nhau, cùng kết hợp hài hòa về kiến trúc và môi trường xung quanh, có nguồn nguyên liệu chế tạo phong phú, giá thành thấp

- Cường độ bê tông không những phụ thuộc vào chất lượng và cấp phối vật liệu

sử dụng mà còn phụ thuộc vào quá trình trộn bê tông và chịu ảnh hưởng của nhiều yếu

tố khác Do đó thiết kế đúng cấp phối bê tông và nhào trộn đúng qui trình kỹ thuật thì cường độ của bê tông đạt hiệu quả cao

CHƯƠNG 2 PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ CƯỜNG ĐỘ CỦA BÊ TÔNG TẠI HIỆN TRƯỜNG THEO CÁC TIÊU CHUẨN

2.1 Các phương pháp xác định cường độ bê tông tại hiện trường

2.1.1 Mục đích xác định cường độ bê tông hiện trường

- Làm cơ sở đánh giá sự phù hợp hoặc nghiệm thu đối với kết cấu hoặc bộ phận kết cấu của các công trình mới Xây dựng so với thiết kế ban đầu hoặc so với tiêu chuẩn hiện hành (trong trường hợp không thực hiện được việc kiểm tra chất lượng bêtông trên mẫu đúc hoặc có nghi ngờ về chất lượng trong quá trình thi công)

- Đưa ra chỉ số về cường độ thực tế của cấu kiện, kết cấu, làm cơ sở đánh giá mức độ an toàn của công trình dưới tác động của tải trọng hiện tại hoặc để thiết kế cải tạo, sửa chữa đối với công trình đang sử dụng

2.1.2 Các phương pháp xác định cường độ bê tông tại hiện trường

2.1.2.1 Phương pháp sử dụng súng bật nẩy

Phương pháp này khi quy về mẫu lập phương chuẩn có sai số ± 25% và phù hợp khi thử nghiệm trên bê tông có tuổi từ 7 ngày đến 3 tháng, tốt nhất là thí nghiệm trong phạm vi tuổi bê tông từ 14 ngày đến 56 ngày

Phạm vi áp dụng, thiết bị, quy trình thử, cách tính toán kết quả của phương pháp này áp dụng theo các quy định nêu trong Tiêu chuẩn TCXDVN 162:2004 và các hướng dẫn liên quan

- Cường độ nén của bê tông được xác định trên cơ sở so sánh trị bật nẩy đo được với trị bật nẩy trong quan hệ chuẩn thực nghiệm được xây dựng trước giữa cường độ nén của các mẫu bê tông trên máy nén (R) và trị số bật nẩy trung bình (n) trên súng bật nẩy nhận được từ kết quả thí nghiệm trên cùng mẫu thử

- Xây dựng quan hệ chuẩn thực nghiệm R - n, sử dụng các mẫu lập phương 150x150x150 mm theo yêu cầu kỹ thuật của TCVN 3105:1993

- Biểu đồ quan hệ chuẩn thực nghiệm R - n, có thể xây dựng từ các số liệu thí nghiệm của ít nhất 20 mẫu khoan cắt ra từ các phần của kết cấu Mẫu khoan có đường kính không nhỏ hơn 100 mm

- Trường hợp không đủ mẫu hoặc không có mẫu để xây dựng đường chuẩn cho loại bê tông của kết cấu kiểm tra, có thể sử dụng một đường chuẩn của loại bê tông tương tự (về cốt liệu, xi măng, điều kiện đóng rắn, tuổi ) với điều kiện phải hiệu chỉnh đường chuẩn bằng kết quả thí nghiệm một số mẫu lập phương tiêu chuẩn được lấy từ hiện trường, hoặc kết quả thí nghiệm mẫu khoan, đường kính 150mm, hay 100mm được lấy từ kết cấu kiểm tra Số lượng mẫu cần thiết tuỳ theo khối lượng bê tông của các kết cấu kiểm tra:

+ Ít nhất 9 mẫu lập phương tiêu chuẩn hoặc 3 mẫu khoan khi khối lượng bê tông của kết cấu kiểm tra nhỏ hơn 10m3

+ Ít nhất 18 mẫu lập phương tiêu chuẩn hoặc 6 mẫu khoan khi khối lượng bê tông của kết cấu kiểm tra nhỏ hơn 50m3

+ Ít nhất 27 mẫu lập phương tiêu chuẩn hoặc 9 mẫu khoan khi khối lượng bê tông của kết cấu kiểm tra lớn hơn 50m3

- Các yêu cầu súng bật nẩy và quy định khi thí nghiệm

+ Các súng bật nẩy thường được sử dụng hiện nay để thí nghiệm là súng có Năng lượng va đập E (N.m) 2,205, có tính năng sử dụng kiểm tra bê tông của các công trình dân dụng và các loại có cấu tạo và tính năng tương tự

+ Các súng bật nẩy được dùng để thí nghiệm xác định cường độ bê tông phải được kiểm định 6 tháng một lần hoặc cộng dồn sau 1000 lần bắn

+ Sau mỗi lần hiệu chỉnh hoặc thay chi tiết của súng bật nẩy phải kiểm định lại súng

+ Việc kiểm định súng bật nẩy được tiến hành trên đe thép chuẩn hình trụ có khối lượng không nhỏ hơn 10 kg Độ cứng của đe thép không nhỏ hơn HB 500 Chỉ số bật nẩy khi kiểm tra trên đe chuẩn tương ứng với từng loại súng (chỉ số bật nẩy trên đe chuẩn N09 Proceq Thụy Sỹ có giá trị bằng 80  2 vạch chia trên thang chỉ thị của súng bật nẩy SCHMIDT -N)

+ Khi kiểm định súng bật nẩy trên đe chuẩn, độ chênh lệch của từng kết quả thí nghiệm riêng biệt so với giá trị trung bình của 10 phép thử, không được vượt quá

5% Nếu quá 5% thì cần phải hiệu chỉnh lại súng bật nẩy Giá trị trung bình n’ của

10 lần bắn trên đe thép chuẩn khi kiểm tra súng để thí nghiệm trên kết cấu không chênh lệch quá 2,5%, so với giá trị trung bình n của 10 lần bắn trên đe thép chuẩn khi xây dựng đường chuẩn Nếu chênh lệch trong khoảng 2,6 đến 5% thì kết quả thí nghiệm phải hiệu chỉnh bằng hệ số Kn

+ Sau mỗi lần thí nghiệm, súng bật nẩy cần được lau sạch bụi bẩn, cất giữ trong hộp, để ở nơi khô giáo Việc bảo dưỡng và kiểm định do cơ quan chuyên môn có thẩm quyền thực hiện

+ Thí nghiệm xác định cường độ trên các kết cấu có chiều dày theo phương thí nghiệm không nhỏ hơn 100 mm

+ Khi tiến hành thí nghiệm, các điểm thí nghiệm cách mép kết cấu ít nhất 50 mm Đối với mẫu thí nghiệm, các điểm thí nghiệm cách mép mẫu ít nhất 30 mm Khoảng cách giữa các điểm thí nghiệm trên kết cấu hoặc trên mẫu không nhỏ hơn 30 mm + Độ ẩm của vùng bê tông thí nghiệm trên kết cấu không chênh lệch quá 30% so với độ ẩm của mẫu bê tông khi xây dựng biểu đồ quan hệ R - n Nếu vượt quá giới hạn này, có thể sử dụng hệ số ảnh hưởng của độ ẩm khi đánh giá cường độ bê tông

+ Tuổi bê tông của kết cấu ở thời điểm kiểm tra phải được ghi rõ trong báo cáo thí nghiệm Loại phụ gia và liều lượng sử dụng trong bê tông cũng phải ghi trong báo cáo thí nghiệm

+ Bề mặt bê tông của vùng thí nghiệm phải được đánh nhẵn và sạch bụi, diện tích mỗi vùng thí nghiệm trên kết cấu không nhỏ hơn 400 cm2

+ Khi thí nghiệm, trục của súng phải nằm theo phương ngang (góc  = 00) và luôn đảm bảo vuông góc với bề mặt của bê tông

+ Đối với mỗi vùng thí nghiệm trên kết cấu (hoặc trên các mặt mẫu) phải tiến hành thí nghiệm không ít hơn 16 điểm, có thể loại bỏ 3 giá trị dị thường lớn nhất và 3 giá trị dị thường nhỏ nhất còn lại 10 giá trị lấy trung bình Giá trị bật nẩy xác định chính xác đến 1 vạch chia trên thang chỉ thị của súng bật nẩy

- Kiểm tra, đánh giá cường độ và độ đồng nhất của bê tông ở hiện trường

Công tác kiểm tra, đánh giá cường độ và độ đồng nhất của bê tông bằng các loại súng bật nẩy cần tiến hành theo 5 bước:

+ Xem xét bề mặt của sản phẩm hoặc kết cấu, phát hiện các khuyết tật (vết nứt,

rỗ, ) nhận xét sơ bộ chất lượng bê tông;

+ Thu thập các thông số kỹ thuật của sản phẩm hoặc kết cấu mác thiết kế, thành phần bê tông, ngày chế tạo, công nghệ thi công, chế độ bảo dưỡng bê tông và sơ đồ chịu lực của kết cấu công trình;

+ Lập phương án thí nghiệm;

+ Chuẩn bị, tiến hành thí nghiệm và lập bảng ghi kết quả thí nghiệm;

+ Xác định cường độ và độ đồng nhất bằng các số liệu của thí nghiệm

- Có thể kiểm tra toàn bộ sản phẩm hoặc kiểm tra chọn lọc theo lô

+ Nếu lô chỉ có 3 cấu kiện thì kiểm tra toàn bộ

+ Nếu lô có trên 3 cấu kiện thì có thể kiểm tra chọn lọc hoặc toàn bộ sản phẩm Khi kiểm tra chọn lọc phải kiểm tra ít nhất 10% số lượng sản phẩm trong lô nhưng không ít hơn 3 sản phẩm

- Căn cứ sơ đồ chịu lực của cấu kiện để chọn các vùng thí nghiệm nhưng nhất thiết phải thí nghiệm ở những vị trí xung yếu của cấu kiện

+ Khi kiểm tra lô cấu kiện (kiểm tra chọn lọc hoặc toàn bộ) thì mỗi cấu kiện được thí nghiệm ít nhất ở 6 vùng

+ Khi kiểm tra từng cấu kiện riêng biệt, cần thí nghiệm ít nhất 12 vùng và phải thoả mãn điều kiện sau:

Đối với cấu kiện mỏng và khối (tấm, panen, blốc, móng, .) cần thí nghiệm không ít hơn 1 vùng trên 1 m2 bề mặt của cấu kiện được kiểm tra

Đối với cấu kiện, kết cấu thanh (dầm, cột, ) cần thí nghiệm không ít hơn 1 vùng trên 1 m dài của cấu kiện được kiểm tra

- Báo cáo kết quả thí nghiệm xác định cường độ bê tông của cấu kiện, kết cấu gồm các nội dung sau:

+ Đối tượng thí nghiệm

+ Ngày thí nghiệm

+ Tên kết cấu, cấu kiện

+ Mác thiết kế

+ Phương pháp thí nghiệm, thiết bị thí nghiệm, các thông số kỹ thuật

+ Tiêu chuẩn áp dụng

+ Sơ đồ vị trí thí nghiệm

- Kiểm tra và đánh giá độ đồng nhất của bê tông trong cấu kiện và kết cấu:

+ Độ đồng nhất của bê tông được đặc trưng bằng độ lệch bình phương trung bình

S và hệ số biến động cường độ bê tông υ

+ Độ đồng nhất của cường độ bê tông trong cấu kiện, kết cấu riêng lẻ hoặc lô cấu kiện, kết cấu ở thời điểm kiểm tra bị coi là không đạt yêu cầu, nếu hệ số biến động của cường độ bê tông υ vượt quá 20% Việc sử dụng những cấu kiện, kết cấu này phải được phép của cơ quan thiết kế

- Tính trị số bật nẩy trung bình của súng bật nẩy:

12

1

12

i i tb

n

Trong đó: ni là trị số bật nẩy tại điểm đo thứ i

- Đánh giá cường độ bê tông của các cấu kiện kết cấu: Việc đánh giá cường độ bê tông được thực hiện bằng cách so sánh cường độ trung bình của cấu kiện, kết cấu (Rk) hoặc của lô cấu kiện, kết cấu (Rl), nhận được khi thí nghiệm so với cường độ trung bình yêu cầu của bê tông (Ryc) Cường độ trung bình yêu cầu của bê tông được xác định theo hệ số biến động của cường độ bê tông V và số vùng kiểm tra P trên cấu kiện, kết cấu riêng lẻ, hay số vùng kiểm tra N với lô cấu kiện, kết cấu

2.1.2.2 Phương pháp đo vận tốc xung siêu âm:

Phạm vi áp dụng: dùng để xác định vận tốc siêu âm để đánh giá các tính chất của bêtông, bêtông cốt thép và bêtông cốt thép ứng suất trước

Thiết bị, quy trình thử, cách tính toán kết quả của phương pháp này áp dụng theo các quy định nêu trong tiêu chuẩn TCVN 9357:2012 và các hướng dẫn liên quan được nêu trong tiêu chuẩn này Phương pháp này khi quy về mẫu lập phương chuẩn có sai

số ±20%

Tuổi bêtông trong phương pháp này ít ảnh hưởng đến kết quả thí nghiệm Mặt khác, mật độ cốt thép của cấu kiện có ảnh hưởng đến độ chính xác của phương pháp siêu âm

2.1.2.3 Phương pháp sử dụng kết hợp máy đo siêu âm và súng bật nẩy

Phạm vi áp dụng: dùng xác định cường độ nén của bêtông bằng phương pháp sử dụng kết hợp máy đo siêu âm và súng thử bêtông loại bật nẩy

Thiết bị, quy trình thử, cách tính toán kết quả của phương pháp này áp dụng theo các quy định nêu trong Tiêu chuẩn TCXD 171:1989 và các hướng dẫn liên quan

- Phương pháp xác định cường độ nén của tiêu chuẩn này dựa trên mối tương quan giữa cường độ nén của bê tông (R) với hai số đo đặc trưng của phương pháp không phá hoại là vận tốc xuyên (v) của siêu âm và độ cứng bề mặt của bê tông qua trị

số (n) đo được trên súng thử bê tông loại bật nẩy (quan hệ R-v, n) Ngoài ra, còn sử dụng những số liệu kĩ thuật có liên quan đến thành phần bê tông

- Cường độ nén của bê tông được xác định bằng biểu đồ hoặc bảng tra thông qua vận tốc siêu âm và trị số bật nẩy đo được trên bê tông thử Giá trị này bằng cường độ nén của một loại bê tông quy ước gọi là bê tông tiêu chuẩn dùng để xây dựng biểu đồ Một số thành phần đặc trưng của bê tông tiêu chuẩn được quy định như sau:

- Trong trường hợp có mẫu lưu, cần sử dụng kết hợp mẫu lưu để xác định cường

độ nén của bê tông Số mẫu lưu sử dụng không ít hơn 6 mẫu

- Khi không có đầy đủ những số liệu kỹ thuật liên quan đến thành phần bê tông cần thử thì kết quả thu được chỉ mang tính chất định tính

- Không sử dụng phương pháp này để xác định cường độ nén của bê tông trong những trường hợp sau:

+ Bê tông có mác nhỏ hơn 100 và lớn hơn 350;

+ Bê tông sử dụng các loại cốt liệu có đường kính lớn hơn 70mm;

+ Bê tông bị nứt, rỗ hoặc có các khuyết tật;

+ Bê tông bị phân tầng hoặc là hỗn hợp của nhiều loại bê tông khác nhau;

+ Bê tông có chiều dày theo phương thí nghiệm nhỏ hơn 100mm

- Thiết bị và phương pháp đo

+ Thiết bị sử dụng để xác định vận tốc siêu âm

+ Thiết bị sử dụng để xác định độ cứng bề mặt của bê tông là súng thử bê tông loại bật nẩy thông dụng (N)

+ Phương pháp đo

Nếu trên bề mặt bê tông có lớp vữa trát hoặc lớp trang trí thì trước khi đo phải được đập bỏ và mài phẳng vùng sẽ kiểm tra

Vùng kiểm tra trên bề mặt bê tông phải có diện tích không nhỏ hơn 400cm2 Trong mỗi vùng, tiến hành đo ít nhất 4 điểm siêu âm và 10 điểm bằng súng, theo thứ

tự do siêu âm trước, đo bằng súng sau Nên tránh đo theo phương đổ bê tông

Công tác chuẩn bị và tiến hành đo siêu âm phải tuân theo tiêu chuẩn TCXD 84 :

14 Vận tốc siêu âm của một vùng (Vtbi ) là giá tị trung bình của vận tốc siêu âm tại các điểm đo trong vùng đó (Vi) Thời gian truyền của xung siêu âm tại một điểm đo trong vùng so với giá trị trung bình không được vượt quá ± 5% Những điểm đó không thoả mãn điều kiện này phải loại bỏ trước khi tính vận tốc siêu âm trung bình của vùng thử Công tác chuẩn bị và tiến hành đo bằng súng thử bê tông loại bật nẩy phải tuân theo tiêu chuẩn TCXD 03 : 1985 Khi thí nghiệm, trục của súng phải nằm theo phương ngang và vuông góc với bề mặt của cấu kiện

Trị số bật nẩy của một vùng kiểm tra ntbi là giá trị trung bình của các điểm đo trong vùng (ni) sau khi đã loại bỏ những điểm có giá trị chênh lệch quá 4 vạch so với giá trị trung bình của tất cả các điểm đo trong vùng thí nghiệm

- Xác định cường đọ bê tông của cấu kiện và kết cấu xây dựng được tiến hành theo 5 bước sau đây:

+ Xem xét bề mặt của cấu kiện, kết cấu để phát hiện các khuyết tật (nứt, rỗ, trơ cốt thép) của bê tông

+ Xác định những số liệu kỹ thuật có liên quan đến thành phần bê tông dùng để chế tạo cấu kiện, kết cấu xây dựng: Loại xi măng hàm lượng xi măng (kg/m3), loại cốt liệu lớn và đường kính lớn nhất của cốt liệu (Dmax)

+ Lập phương án thí nghiệm, chọn số luợng cấu kiện, kết cấu cần kiểm tra và số vùng kiểm tra trên cấu kiện và kết cấu đó theo TCVN 03 : 1985

+ Chuẩn bị và tiến hành đo bằng máy đo siêu âm và sóng bật nẩy

- Tính toán cường độ bê tông từ các số liệu đo

Cường độ nén của cấu kiện và kết cấu bê tông (R) là giá trị trung bình của cường

độ bê tông ở các vùng kiểm tra

+ Tính trị số bật nẩy trung bình của súng bật nẩy:

12

1

12

i i tb

v

Trong đó: v là vận tốc truyền sóng

Dựa vào chiều dài truyền sóng l, thời gian truyền của xung siêu âm t, ta xác định được vận tốc truyền sóng theo công thức:

3

.10

l v t

Với : l – khoảng cách giữa 2 đầu thu và phát của máy (mm)

t - thời gian truyền xung siêu âm (µs)

+ Tính toán cường độ bê tông

Trong đó :

Ro: Cường độ nén của vùng kiểm tra được xác định bằng biểu đồ 1 hoặc tra bảng

7 tương ứng với vận tốc siêu âm Vtb và trị số bật nẩy ntb đo được trong vùng đó

Co: Hệ số ảnh hưởng dùng để xét đến sự khác nhau giữa thành phần của bê tông vùng thử và bê tông tiêu chuẩn

Trong đó:

C1: Hệ số ảnh hưởng của mác xi măng sử dụng để chế tạo cấu kiện kết cấu xây dựng

C2: Hệ số ảnh hưởng của hàm lượng xi măng dùng để chế tạo 1m3 bê tông

C3: Hệ số ảnh hưởng của loại cốt liệu lớn sử dụng để chế tạo cấu kiện

C4: Hệ số ảnh hưởng của đường kính lớn nhất của cốt liệu sử dụng để chế tạo cấu kiện

2.1.2.4 Phương pháp khoan lấy mẫu

Đây là phương pháp được áp dụng cho độ chính xác cao hơn các phương pháp khác Các bước tiến hành khoan lấy mẫu, gia công mẫu và thí nghiệm được quy định trong TCVN 3015:1993, TCVN 3118:1993 (trừ phần phân tích kết quả) Phương pháp này khi quy về mẫu lập phương chuẩn có sai số 12%

n

 với n là số mẫu khoan

Khi sử dụng phương pháp khoan lấy mẫu phải tìm hiểu cụ thể về loại, kích thước hạt cốt liệu lớn nhất đã sử dụng và chiều dày kết cấu để lựa chọn đường kính và chiều cao mẫu khoan phù hợp Theo TCVN 3105:1993, đường kính ống khoan cần lớn hơn hoặc bằng 3 lần kích thước hạt cốt liệu lớn đã được sử dụng để chế tạo bê tông kết cấu, cấu kiện Trong trường hợp không khoan được mẫu đường kính lớn, có thể sử dụng ống khoan có đường kính tối thiểu bằng 2 lần kích thước hạt lớn nhất của cốt liệu lớn Chiều cao của viên khoan được lấy trong phạm vi 1 ÷ 2 lần đường kính

Khi tiến hành khoan, mẫu khoan phải ở tuổi sau 7 ngày, tiến hành nén mẫu ở tuổi

28 ngày hoặc sau 28 ngày Khi khoan phải có giải pháp tránh để cắt đứt thép chịu lực chính Trường hợp cắt đứt thép chịu lực chính phải có phương án xử lý để đảm bảo tính liên tục của thép chịu lực

Phương pháp khoan lấy mẫu được tiến hành với số lượng mẫu khoan cho mỗi cấu kiện phải đảm bảo không ít hơn 01 tổ mẫu

Thông thường mỗi tổ mẫu bao gồm 03 viên hoặc nhiều hơn

Trước khi tiến hành, đơn vị thí nghiệm căn cứ vào quy mô, tính chất công trình

và các yêu cầu của TCXD Việt Nam có liên quan xây dựng đề cương khảo sát trình chủ đầu tư phê duyệt, trong đó thể hiện rõ quy trình khảo sát, ví trí khảo sát, số lượng mẫu, kích thước mẫu khoan, quy trình khoan, xử lý vị trí khoan sau khi khoan, gia công mẫu

Việc tiến hành khoan lấy mẫu từ kết cấu hoặc cấu kiện, gia công mẫu và thí nghiệm theo các quy định nêu trong TCVN 3105:1993, TCVN 3118:1993 (trừ phân tích kết quả) như sau:

- Thiết bị thử

+ Máy nén được lắp đặt tại một vị trí cố định Sau khi lắp, máy phải định kì một năm một lần hoặc sau mỗi lần sửa chữa được cơ quan đo lường Nhà nước kiểm tra và cấp giấy chứng thực hợp lệ

+ Thước lá kim loại;

+ Đệm truyền tải (sử dụng khí nén các nửa viên mẫu đầm sau khi uốn gẫy) Đệm truyền tải được làm bằng thép dày 20±2mm có xẽ rảnh cách đầu mẫu 30±2mm Phần truyền tải vào mẫu có kích thước 100x100, 150x150, 200x200 (mm)

+ Trước khi thử phải kiểm tra hai mặt chịu nén: Khe hở lớn nhất giữa mẫu với thước thẳng không vượt quá 0,05mm trên 100mm tính từ điểm tỳ thước Khe hở lớn nhất giữa chúng với thành thước kẻ vuông góc khi đặt thành kia áp sát các mặt kề bên của mẫu lập phương hoặc các đường sinh của mẫu trụ không vượt quá 1mm trên 100nm tính từ điểm tỳ thước trên mặt kiểm tra

+ Các viên mẫu lập phương và các viên nửa dầm khuôn lấy mặt đáy và mặt trên chịu nén

+ Nếu độ phẳng của các mặt chịu nén của mẫu không đạt, có thể mài cho phẳng hoặc làm phẳng bằng một lớp xi măng nhưng cường độ của lớp xi măng này không được nhỏ hơn một nửa cường độ dự kiến sẽ đạt được của mẫu bê tông

- Tiến hành thử

+ Xác định diện tích chịu lực của mẫu

+ Đo chính xác tới 1mm các cặp cạnh song song của hai mặt chịu nén (đối với mẫu lập phương) các cặp đường kính vuông góc với nhau từng đôi một trên từng mặt

chịu nén (đối với mẫu trụ), xác định diện tích của từng mặt rồi lấy trung bình số học của hai mặt làm diện tích chịu nén của mẫu; đối với hai nửa viên mẫu uốn gãy dem nén cũng làm tương tự

+ Xác định tải trọng phá hoại mẫu: Chọn thang lực thích hợp để khi phá hoại mẫu tải trọng phá hoại chỉ nằm trong khoảng 20 - 80% tải trọng cực đại của thang lực nén đã chọn Không được nén mẫu ngoài thang lực trên

+ Đặt mặt chịu nén của mẫu đúng tâm thớt dưới của máy, tăng tải liên tực với vận tốc không đổi 6 ± 4 daN/cm2 trong 1 giây cho tới khi mẫu bị phá hoại Dùng vận tốc gia tải lớn cho mẫu bê tông có cường độ cao và ngược lại cho mẫu có cường độ thấp

- Tính kết quả

+ Cường độ nén từng viên mẫu bê tông (R) được tính bằng daN/cm2 (KG/cm2) + Khi thử các mẫu trụ khoan cắt từ các cáu kiện hoặc sản phẩm mà tỉ số chiều cao với đường kính của chúng nhỏ hơn 2 thì kết quả cũng tính theo công thức và hệ số

D ghi ở trên, nhưng được nhân thêm với hệ số E

+ Cường độ chịu nén của bê tông là trung bình số học của 3 kết quả thử trên 3 viên mẫu nếu không có viên nào lệch quá 15% giá trị cường độ chịu nén của viên mẫu trung bình Nếu một trong hai viên có sự chênh lệch giá trị quá 15% so với cường độ của viên mẫu trung bình thì bỏ cả hai kết quả lớn nhất và nhỏ nhất Khi đó cường độ của một viên mẫu còn lại là cường độ nén cần tìm Trong trường hợp tổ mẫu bê tông chi có hai viên thì cường độ nén của bê tông được tính bằng trung bình số học kết quả thử của hai viên mẫu đó

2.1.2.5 Lựa chọn phương pháp thí nghiệm

Phương pháp thí nghiệm được lựa chọn căn cứ vào mục đích, yêu cầu thí nghiệm, đặc điểm của kết cấu, cấu kiện và điều kiện hiện trường Cơ sở lựa chọn các phương pháp thí nghiệm được căn cứ vào các điều sau:

- Độ chính xác của phương pháp thí nghiệm

Khi cần độ chính xác cao nên sử dụng phương pháp khoan lấy mẫu để xác định cường độ bê tông hiện trường Trong trường hợp xuất hiện các yếu tố dẫn đến việc không thể khoan lấy mẫu hoặc phải giảm số lượng mẫu khoan, thì có thể kết hợp sử dụng hoặc sử dụng độc lập các phương pháp không phá huỷ (siêu âm và súng bật nảy) để xác định cường độ bê tông trên kết cấu công trình nhưng phải đảm bảo các yêu cầu sau:

+ Phải tuân thủ các quy trình đối với việc sử dụng phương pháp không phá huỷ trong các tiêu chuẩn thử nghiệm tương ứng

+ Phải xây dựng được đường chuẩn thể hiện quan hệ giữa các thông số xác định bằng phương pháp không phá huỷ và cường độ bê tông xác định trên các mẫu khoan

có thể lấy được, hoặc mẫu bê tông lưu của công trình hoặc mẫu bê tông có cùng các

điều kiện chế tạo như bê tông kết cấu theo hướng dẫn trong các tiêu chuẩn thử nghiệm tương ứng (TCXDVN 167 : 2004 và TCXD 225 : 1998)

- Các biện pháp nhằm nâng cao độ chính xác của việc xác định Rht:Để nâng cao

độ chính xác của việc xác định cường độ bê tông hiện trường, Rht, cần:

+ Kết hợp các phương pháp thí nghiệm khác nhau

+ Thực hiện đúng chỉ dẫn khi thực hiện các phép thử cụ thể

+ Tăng số lượng mẫu hoặc phép thử

2.1.2.6 Quy trình thí nghiệm xác định cường độ bê tông trên kết cấu công trình

- Xác định khối lượng, vị trí và vùng kiểm tra

+ Xác định khối lượng kết cấu, cấu kiện cần kiểm tra

Trường hợp thí nghiệm kết cấu, cấu kiện, vùng đơn lẻ: Khi nghi ngờ chất lượng hoặc cần đánh giá kỹ về một vài kết cấu đơn lẻ thì chỉ thí nghiệm riêng những kết cấu, cấu kiện hoặc vùng đó

Trường hợp thí nghiệm đánh giá tổng thể một công trình

Để xác định khối lượng thí nghiệm, trước tiên phải phân loại các hạng mục kết cấu, cấu kiện được chế tạo bởi cùng một loại bê tông, có cùng thời gian và điều kiện thi công, có cùng tính chất làm việc

Xác định khối lượng bê tông của các cấu kiện và tham khảo các tiêu chuẩn nghiệm thu tương ứng để tính khối lượng cần thí nghiệm (tương đương khối lượng cần thí nghiệm trong quá trình thi công)

Đối với công trình có yêu cầu kiểm tra tổng thể thì khối lượng kết cấu, cấu kiện kiểm tra phải bằng hoặc lớn hơn khối lượng do cơ quan thiết kế hoặc tiêu chuẩn quy định

Đối với công trình có yêu cầu kiểm tra lại hoặc kiểm tra xác suất, khối lượng kiểm tra có thể lấy từ 5-10% khối lượng cần thí nghiệm theo tiêu chuẩn nhưng phải đảm bảo không ít hơn một kết quả thí nghiệm cho từng loại kết cấu, cấu kiện

Trong các trường hợp cần thiết có thể tăng số lượng kết cấu, cấu kiện thí nghiệm

để tăng độ chính xác hoặc có thể kiểm tra một số kết cấu, cấu kiện theo yêu cầu riêng

do chủ đầu tư hoặc cơ quan có thẩm quyền chỉ định

+ Lựa chọn vị trí và vùng kiểm tra: Để lựa chọn vị trí và vùng kiểm tra trên kết cấu, thực hiện theo các bước sau đây:

Quan trắc bề mặt kết cấu để ghi nhận hiện trạng, xác định các vị trí các vết nứt,

rỗ, các vị trí hở cốt thép hoặc bất kỳ dấu hiệu nào có thể liên quan đến việc đánh giá chất lượng bê tông sau này

Sử dụng thiết bị dò cốt thép theo TCXD 240:2000 kết hợp xem xét các bản vẽ thiết kế, hoàn công để chọn các vùng, vị trí phù hợp cho phương pháp khoan lấy mẫu hoặc siêu âm

Phân bố các vị trí, vùng thử để chất lượng bê tông xác định được mang tính đại diện và đặc trưng cho cấu kiện mà không làm thay đổi tính chất làm việc của kết cấu, cấu kiện

+ Xác định số lượng mẫu khoan và các vùng kiểm tra trên mỗi kết cấu, cấu kiện:

Số lượng các mẫu khoan hoặc vùng kiểm tra trên mỗi kết cấu, cấu kiện được lấy tuỳ theo phương pháp kiểm tra được áp dụng

Đối với phương pháp khoan lấy mẫu: Số lượng mẫu khoan cho mỗi cấu kiện phải đảm bảo để có được không ít hơn 01 tổ mẫu Thông thường 1 tổ mẫu bao gồm 3 viên nhưng cũng có thể nhiều hơn

Đối với phương pháp không phá huỷ: Tuân thủ theo quy định nêu trong TCXDVN 162: 2004, TCVN 9357: 2012 và TCXD 171: 1989

- Lựa chọn phương pháp thí nghiệm: Tuỳ theo mục đích và quy mô kiểm tra, lựa chọn các phương pháp thí nghiệm phù hợp

- Lập biện pháp an toàn cho người và thiết bị: Căn cứ vào điều kiện hiện trường,

số lượng và phương pháp thí nghiệm đã xác định, đơn vị thí nghiệm lập biện pháp tổ chức thực hiện nhằm đảm bảo an toàn cho người và thiết bị tham gia thí nghiệm đồng thời với yêu cầu sử dụng tiếp theo của công trình

- Kiểm tra tính năng kỹ thuật của thiết bị thí nghiệm: Trước khi tiến hành thí nghiệm, các thiết bị thí nghiệm phải được kiểm tra và đạt các tính năng kỹ thuật nêu trong hướng dẫn sử dụng của thiết bị và các yêu cầu nêu trong tiêu chuẩn thử nghiệm tương ứng

- Tiến hành các thí nghiệm hiện trường và trong phòng, xác định cường độ bê tông hiện trường

+ Tiến hành các thí nghiệm hiện trường và trong phòng: Thực hiện theo các phương pháp thí nghiệm phá huỷ và không phá huỷ được nờu ở trờn

+ Xây dựng đường chuẩn để xác định cường độ bê tông hiện trường bằng phương pháp không phá huỷ

Lấy các mẫu bê tông lưu (nếu có) để xây dựng đường chuẩn trên cơ sở cường độ nén của các mẫu bê tông này (xác định theo TCVN 3118 : 1993)

Đối với công trình đang xây dựng nhưng không đủ mẫu hoặc không có mẫu lưu

để xây dựng đường chuẩn cho loại bê tông của kết cấu cần kiểm tra, được phép sử dụng một đường chuẩn của một loại bê tông tương tự (về cốt liệu, xi măng, tỉ lệ nước -

xi măng, tuổi, công nghệ trộn, đổ, đầm v.v ) với điều kiện phải hiệu chỉnh đường này bằng:

Các mẫu lập phương tiêu chuẩn của loại bê tông đã kiểm tra, đúc và bảo dưỡng tại hiện trường với số lượng mẫu như sau:

+ Không ít hơn 9 mẫu khi khối lượng bê tông của các kết cấu kiểm tra ≤ 10 m3; + Không ít hơn 18 mẫu khi khối lượng bê tông của các kết cấu kiểm tra ≤ 50 m3; + Không ít hơn 27 mẫu khi khối lượng bê tông của các kết cấu kiểm tra > 50 m3;

Các mẫu khoan có đường kính 150mm hay 100mm, khoan từ những kết cấu cần kiểm tra với số lượng như sau:

+ Không ít hơn 3 mẫu khi khối lượng bê tông của các kết cấu kiểm tra ≤ 10 m3; + Không ít hơn 6 mẫu khi khối lượng bê tông của các kết cấu kiểm tra ≤ 50 m3; + Không ít hơn 9 mẫu khi khối lượng bê tông của các kết cấu kiểm tra > 50 m3; Đối với công trình đã sử dụng không có mẫu lưu, phải khoan mẫu từ công trình

để xây dựng đường chuẩn với số lượng như sau:

+ Không ít hơn 6 mẫu khi khối lượng bê tông của các kết cấu kiểm tra ≤ 10 m3; + Không ít hơn 12 mẫu khi khối lượng bê tông của các kết cấu kiểm tra ≤ 50 m3; + Không ít hơn 15 mẫu khi khối lượng bê tông của các kết cấu kiểm tra > 50 m3; Xây dựng đường chuẩn biểu thị quan hệ giữa các thông số đo của phương pháp không phá huỷ và cường độ bê tông (theo hướng dẫn trong TCXDVN 162 : 2004 cho trường hợp thí nghiệm bằng súng bật nảy và TCVN 9357 : 2012 cho trường hợp thí nghiệm bằng siêu âm)

2.2 Đánh giá cường độ của bê tông theo các mẫu ở hiện trường theo tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam

Việc xác định cường độ bêtông trên kết cấu công trình nhằm mục đích: làm cơ sở đánh giá sự phù hợp hoặc nghiệm thu đối với kết cấu hoặc bộ phận kết cấu của các công trình mới Xây dựng so với thiết kế ban đầu hoặc so với tiêu chuẩn hiện hành Việc đánh giá cường độ bêtông theo các mẫu ở hiện trường là việc so sánh cường

độ bêtông hiện trường (R ht) với cường độ yêu cầu (Ryc) để từ đó đưa ra kết luận về cường độ bêtông trên kết cấu xác định ở hiện trường có đạt yêu cầu hay không

Để đảm bảo đánh giá đúng giá trị cường độ hiện trường của bê tông, quá trình thí nghiệm cần đảm bảo các bước triển khai theo Tiêu chuẩn Xây dựng Việt Nam 239:2006 Theo đó, khi tiến hành xác định khối lượng, vị trí và vùng kiểm tra cần có đánh giá tổng thể công trình Quá trình kiểm tra, đánh giá cần dựa vào việc quan trắc bề mặt cấu kiện, kết cấu để ghi nhận những dấu hiệu cần thiết phục vụ cho việc đánh giá sau này Đồng thời căn cứ vào các tài liệu thiết kế, các trang thiết bị như máy dò cốt thép để xác định vùng vị trí phù hợp cho phương pháp thí nghiệm Từ đó xác định được cấu kiện, kết cấu nghi ngờ cần kiểm tra đảm bảo tính đại diện và đặc trưng cho cấu kiện, không làm ảnh hưởng đến khả năng làm việc của cấu kiện, kết cấu khi tiến hành thí nghiệm theo phương pháp phá hủy cũng như xác định khối lượng cần thí nghiệm

Trên cơ sở phân tích đánh giá nêu trên, tùy theo qui mô và mục đích kiểm tra, tiến hành lựa chọn phương pháp đánh giá phù hợp Đối với việc đánh giá cường độ bê tông hiện trường bằng phương pháp không phá hủy cần tiến hành xây dựng đường chuẩn biểu thị mối quan hệ giữa các thông số đo của phương pháp không phá hủy và cường độ

bê tông theo đúng qui định (theo TCXDVN 162:2004 cho trường hợp thí nghiệm bằng súng bật nảy và TCXD 225:1998 cho trường hợp thí nghiệm bằng siêu âm)

2.2.1 Tính toán cường độ bê tông hiện trường

2.2.1.1 Xác định cường độ hiện trường theo phương pháp phá hủy

Đối với phương pháp phá hủy, trên cơ sở tổ mẫu có được, ta tiến hành xác định cường độ bêtông hiện trường R ht theo các bước sau:

+ Xác định cường độ chịu nén của từng mẫu khoan (Rmk) theo công thức:

D: Hệ số ảnh hưởng của phương khoan so với phương đổ bê tông

D = 2,5 khi phương khoan vuông góc với phương đổ bê tông

D = 2,3 khi phương khoan song song với phương đổ bê tông

λ: Hệ số ảnh hưởng của tỷ lệ chiều cao (h) và đường kính (dmk) của mẫu khoan đến cường độ bê tông Tỷ lệ h/dmk phải nằm trong khoảng từ 1 đến 2

h: Chiều cao mẫu khoan sau khi đã làm phẳng bề mặt để ép, xác định theo qui trình đo kích thước mẫu nêu trong TCVN 3118:1993, tính bằng milimet với độ chính xác đến 1mm

k: Hệ số ảnh hưởng của cốt thép trong mẫu khoan, được xác định như sau:

- Trường hợp không có cốt thép: k = 1

- Trường hợp mẫu khoan chỉ chứa 1 thanh thép:

k = k1 = 1 + 1,5

mk d

dt: Đường kính danh định của thanh cốt thép nằm trong mẫu khoan, tính bằng milimet với độ chính xác đến 1mm

a: Khoảng cách từ trục thanh thép đến đầu gần nhất của mẫu khoan, tính bằng milimet với độ chính xác đến 1mm

- Đối với trường họp mẫu khoan chứa từ 2 thanh thép trở lên, trước tiên cần xác định khoảng cách giữa từng thanh cốt thép với lần lượt các thanh cốt thép còn lại, nếu khoảng cách này nhỏ hơn đường kính của thanh cốt thép lớn hơn thì chỉ cần tính ảnh hưởng của thanh cốt thép có trị số (dt.a) lớn hơn đến cường độ của mẫu khoan Hệ số k được xác định theo công thức:

k = k2 = 1 + 1,5

mk

t

d h

a d



Trong đó:

Rhti là cường độ bê tông hiện trường của mẫu khoan thứ i

n: Số lượng mẫu khoan trong tổ mẫu

2.2.1.2 Xác định cường độ hiện trường theo phương pháp không phá hủy

Trên cơ sở thực hiện các chỉ dẫn về thí nghiệm, xử lý số liệu, xây dựng đường chuẩn xác định cường độ bê tông tại vùng thử Rhti

Xác định cường độ bêtông trung bình của các vùng kiểm tra trên kết cấu, cấu kiện (R ht) theo công thức:

1

m

hti i ht

R R

m



(2.13) Trong đó:

- R hti : cường độ bêtông tại vùng kiểm tra thứ i;

- m: số vùng kiểm tra trên kết cấu, cấu kiện

+ Xác định cường độ bêtông hiện trường của kết cấu, cấu kiện (R ht) theo công thức:

- tα là hệ số phụ thuộc số lượng vùng kiểm tra khi thử bằng phương pháp không phá hủy (tα xác định theo bảng 2.1).Giá trị t xác định theo bảng 2.3 (phụ lục A – TCXDVN 239:2006)

2.2.2 Đánh giá cường độ bê tông hiện trường

Trên cơ sở tính toán cường độ bêtông hiện trường, cường độ bêtông yêu cầu, ta tiến hành đánh giá cường độ bêtông hiện trường của cấu kiện, kết cấu

Trong quá trình đánh giá, ngoài việc căn cứ vào kết quả thí nghiệm đạt được cần lưu ý các yếu tố ảnh hưởng đến cường độ bêtông hiện trường như: sự biến động ngẫu nhiên của cường độ bêtông hiện trường do quá trình thi công gây ra như việc cân đong vật liệu, trộn, đầm, đổ bêtông không hoàn toàn giống nhau hoặc do chế độ dưỡng hộ không được tuân thủ chặt chẽ

Sự biến động có tính quy luật của cường độ bêtông hiện trường trong bản thân kết cấu, cấu kiện, tuổi của bêtông, độ ẩm hiện trường khác với độ ẩm mẫu lập phương tiêu chuẩn khi Xây dựng đường chuẩn

Bảng 2.1 Giá trị hệ số t α với xác suất bảo đảm 0,95 và số vùng kiểm tra

+ Xác định cường độ bê tông yêu cầu:

- Khi bê tông được chỉ định bằng cấp bêtông theo cường độ chịu nén, thì cường

độ bêtông yêu cầu (Ryc) chính là cấp bền bêtông B (MPa, N/mm2)

- Khi bê tông được chỉ định bằng mác bê tông theo cường độ chịu nén M thì cường độ bê tông yêu cầu (Ryc) xác định theo công thức:

Trường hợp không xác định được hệ số biến động và chấp nhậnhất lượng bê tông

ở mức trung bình, có thể lấy giá trị υ = 0,135 (TCVN 5574:2012), khi đó Ryc = 0,778M

+ Đánh giá cường độ bê tông trên kết cấu công trình:

- Trường hợp sử dụng phương pháp không phá hủy để xác định cường độ bê tông trên kết cấu công trình, bê tông trong cấu kiện hoặc kết cấu công trình được coi là đạt yêu cầu về cường độ chịu nén khi:

Rht ≥ 0,9.Ryc

Bảng 2.2 Cường độ tính toán của bê tông R b khi tính toán theo các trạng thái giới

hạn thứ nhất, MPa Trạng

thái Loại bê tông

Cấp độ bền chịu nén của bê tông

M150 M150 M200 M250 M350 M400 M450 Nén dọc

- Cưa bê tông bằng kim cương hoặc bằng cacbua silic để cưa mẫu thử cường độ uốn, đảm bảo không làm cho tăng nhiệt độ và gây va đập quá mức cho phép

2.3.2 Lấy mẫu

Mỗi tổ mẫu gồm 04 viên mẫu hình trụ có kích thướt: chiều cao h = 94 – 160 mm, đường kính d = 65 – 70mm,

- Lõi khoan – mẫu thử lấy từ một vị trí vuông góc với mặt phẳng nằm ngang, nếu

có thể thì trục của mẫu vuông góc với lớp bê tông gốc, không nằm gần khe co dãn hoặc mép của chi tiết chôn sẵn;

- Độ dài lõi khoan phải có đường kính tối thiểu là 102mm

- Trước khi khoan, làm sạch và mài phẳng vùng sẽ khoan

2.3.3 Tiến hành thử

2.3.3.1 Mẫu thí nhiệm

Mẫu để xác định cường độ nén của bê tông có đường kính tối thiểu gấp 3 lần đường kính danh định cốt liệu lớn nhất sử dụng để sản xuất bê tông và có thể gấp 2 lần kích thước danh định lớn nhất của cốt liệu trong mẫu thử Chiều dài của mẫu sau khi

đã capping tốt nhất là chỉ gấp 2 lần đường kính của mẫu Một mẫu có chiều cao lớn nhất nhỏ hơn 95% đường kính trước khi capping và hoặc có chiều cao nhỏ hơn đường kính của nó sau khi đã capping thì không dùng để thử

2.3.3.2 Gia công đầu mẫu

Hai đầu mẫu sẽ thử cường độ nén cần thiết phải làm phẳng, vuông góc với trục nằm ngang và vuông góc với đường kính mẫu thử Nếu có thể, cưa hoặc dũa các đầu mẫu để đạt yêu cầu sau:

+ Không làm hụt quá 5 mm kể từ mặt phẳng đầu mẫu

+ Mặt phẳng đầu mẫu không được lệch quá 50 so với đường vuông góc của trục; + Các đường kính của các đầu mẫu không được sai lệch quá 2,5mm so với đường kính mẫu

2.3.3.3 Điều kiện về độ ẩm

Ngâm mẫu vào nước vôi bão hòa ở 23,0 ± 1,70C ít nhất 40 giờ trước khi thử cường độ nén Việc thử mẫu được tiến hành ngay sau khi vớt mẫu ra khỏi bể ngâm Thời gian giữ mẫu từ khi vớt lên cho đến khi thử, mẫu phải được giữ ẩm bằng cách phủ lên mẫu vải ẩm hoặc các vật liệu chống bay hơi nước

Khi có yêu cầu đặt biệt của người đặt hàng, việc ép mẫu không cần thực hiện ở

độ ẩm quy định nói trên Hệ số hiệu chỉnh kết quả thử theo tỷ số chiều cao – đường kính mẫu áp đụng cho cả khi thử trong điều kiện mẫu được ngâm hay không ngâm trong nước

2.3.3.4 Làm bằng đầu mẫu (capping)

Trước khi tiến hành thử cường độ nén, các lõi bê tông khoan từ cấu kiện phải được capping

* Ghi chú

Quy trình phải làm bằng đầu mẫu (capping) có thể tiến hành như sau:

+ Bôi một lớp dầu mỏng vào đáy bộ gá capping;