Giải pháp xi măng cho bê tông móng điện gió môi trường biển

NỘI DUNG CHÍNH  TỔNG QUAN VỀ INSEE VIỆT NAM & CÁC GIẢI PHÁP XI MĂNG  XI MĂNG BỀN TRONG MÔI TRƯỜNG XÂM THỰC KẾT HỢP ÍT TỎA NHIỆT CHO DỰ ÁN ĐIỆN GIÓ MÔI TRƯỜNG BIỂN  QUY TRÌNH SẢN XUẤT

HỘI THẢO VỀ GIẢI PHÁP VẬT LIỆU VÀ THI CÔNG CHO MÓNG ĐIỆN GIÓ VÀ BÊ TÔNG KHỐI LỚN

VCA 31/07/2021

Giải pháp xi măng cho bê tông móng điện gió môi trường biển

Nguyễn Đăng Khoa _Technical Marketing Manager

Khoa.dang.nguyen@siamcitycement.com

NỘI DUNG CHÍNH

 TỔNG QUAN VỀ INSEE VIỆT NAM & CÁC GIẢI PHÁP XI MĂNG

 XI MĂNG BỀN TRONG MÔI TRƯỜNG XÂM THỰC KẾT HỢP ÍT TỎA NHIỆT CHO DỰ ÁN

ĐIỆN GIÓ MÔI TRƯỜNG BIỂN

 QUY TRÌNH SẢN XUẤT, KIỂM SOÁT CHẤT LƯỢNG XI MĂNG

 ỨNG DỤNG VÀ CÁC DỰ ÁN THAM KHẢO

 PHỤ LỤC

Sơ lược về INSEE Việt Nam:

Công ty dẫn đầu thị trường vật liệu và giải pháp xây dựng tại phía Nam Việt Nam

1997- Cat Lai cement terminal

1998- Hon Chong cement plant

2008- Hiep Phuoc grinding terminal

2004- Thi Vai grinding terminal 2015- Nhon Trach cement plant

Established from 2004

WASTE MANAGEMENT

LIGHT BUILDING MATERIALS

LIGHT BUILDING MATERIALS

Dry Mix – Vữa khô

Chuỗi sản phẩm xi măng của INSEE Vietnam

Đạt chứng nhận xi măng xanh bởi LEED, Green Mark, Lotus Mới nhất đạt chứng nhận Environmental Product Declaration (EPD)

trường trong việc sản

xuất xi măng “xanh”.

• Đóng góp vào việc

giảm phát thải CO2.

Sân bay Thủy Điện

Điện, (Nhiệt điện, điện gió )

Lọc hóa dầu

NM xử lý nước

Cầu

Kênh, cảng Metro

Đường

INSEE Compact Rock

ICR

INSEE Mass Pour

IMP

INSEE Easy Flow

IEF

INSEE Power Cast

IPC

INSEE Extra Durable

IED

INSEE Quick Cast

IQC

INSEE Stable Soil

ISS

INSEE Bitu Fill

IBF

Nhà cao tầng

Các giải pháp xi măng cho bê tông dự án, cơ sở hạ tầng.

NỘI DUNG CHÍNH

 TỔNG QUAN VỀ INSEE VIỆT NAM & CÁC GIẢI PHÁP XI MĂNG

 XI MĂNG BỀN TRONG MÔI TRƯỜNG XÂM THỰC KẾT HỢP ÍT TỎA NHIỆT CHO DỰ ÁN

ĐIỆN GIÓ MÔI TRƯỜNG BIỂN

 QUY TRÌNH SẢN XUẤT, KIỂM SOÁT CHẤT LƯỢNG XI MĂNG

 ỨNG DỤNG VÀ CÁC DỰ ÁN THAM KHẢO

 PHỤ LỤC

Onshore & Offshore wind farm Foundation >>INSEE EXTRA DURABLE (IED)

Blinding concrete : com strength at 28 days: 25 MPa

Slab concrete: com strength at 28 day: C35/45, C45/55,

Pedestal C45/55 Mpa or M70 MPa

Sulfate resistance if required

Các tác nhân chính gây hại cho bê tông khối lớn khu vực xâm thực

Điện gió trong môi trường biển, xâm thực

Các tác nhân chính gây hại cho bê tông và ảnh hưởng đến độ bền công trình, đặc biệt các công trình Điện gió khu vực duyên hải (môi trường biển):

• Sulfate (SO42-)

• Chloride: (Cl-) nhanh và nguy hiểm nhất

Và yếu tố kết cấu trụ móng điện gió, thường là bê tông khối lớn: tiềm tàng nguy cơ nứt do nhiệt

ƯU ĐIỂM NỔI BẬT

- Tăng khả năng bền trong môi trường xâm thực của bê tông

- Tăng khả năng chống ăn mòn và bảo vệ cốt thép cho bê tông

- Hạn chế Ăn mòn Kiềm – Cốt liệu

- Nhiệt thủy hóa thấp hạn chế các vết nứt do nhiệt trong bê tông

Giải pháp xi măng như thế nào để giải quyết cùng lúc

X i măng bền sulfate kết hợp ít tỏa nhiệt – dùng phụ gia khoáng hoạt tính !

Tiêu chuẩn kỹ thuật xi măng áp dụng:

• TCVN 7711 : 2013 PCBBFS40 – loại HS

• TCVN 7712 : 2013 PCBBFS40 – loại LH

• ASTM C1157 - Type HS; CEM III, EN 197-1 Xi măng Xỉ lò cao

• Ca(OH)2 là sản phẩm phụ của quá tình thủy hóa xi măng, sẽ phản ứng với tác nhân Sulfate và khoáng

nhôm tạo thành Ettringit trương nở gây nứt bê tông

Tăng khả năng bền trong môi trường xâm thực của bê tông

Cơ chế ăn mòn sun phát trong bê tông

Siam City Cement (Vietnam) Limited | All Rights Reserved.

Tăng khả năng bền trong môi trường xâm thực của bê tông

Cách hạn chế ăn mòn sulfate - Cơ chế kháng lại sun phát của xi măng xỉ lò cao

• Sử dụng bê tông chất lượng tốt, được bảo dưỡng

– Xi măng có hàm lượng C3A thấp (OPC Type II, Type V)

– Sử dụng tro bay (hàm lượng cao)

– Sử dụng xi măng xỉ lò cao (hàm lượng cao)

– V.v…

Nguồn: tài liệu nghiên cứu tập đoàn Holcim.

Xỉ lò cao là phụ gia khoáng có cả tính chất của Pozzolanic

(như Tro bay) và Hydraulic (như xi măng) phản ứng, tạo ra:

• Calcium-silicate hydrates (CSH): nhiều hơn

• Ca(OH)2: ít hơn

Giúp cho Cường độ trễ cao hơn, giảm thấm, chống lại ăn

mòn tốt hơn

Mô hình phản ứng của Portland xi măng

Mô hình phản ứng của xỉ lò cao

OPC: Cấu trúc lổ rỗng lớn và liên kết => thấm cao, giảm độ bền

Xi măng xỉ lò cao:

Phụ gia khoáng làm giảm kích thước & lấp đầy lổ rỗng => giảm độ thấm, tăng độ bền

Xi măng xỉ lò cao, tăng độ bền bê tông trong môi trườngxâm thực: Sulfate, Cloride so với giải pháp OPC(PC)

Tăng khả năng bền trong môi trường xâm thực và kháng Clo của bê tông

Cơ chế lấp đầy lỗ rỗng.

ASTM C1157 Loại xi măng Độ giãn nở sunphate

sau 6 tháng,max,%

0.10 0.05

Bền sulphate trung bình (MS)

Bề sulphate loại cao (HS)

Phần trăm độ giãn nở thanh vữa sử dụng Xi măng Xỉ lò cao so với Xi măng PCB 40 thông thường trong môi trường sunphate sau 6 tháng (phương pháp thử ASTM C1012)

Xi măng xỉ lò cao

PCB 40 thông thường

Tiêu chuẩn quy định: ASTM C1157 hoặc TCVN 7711:2013

Phương pháp thử: ASTM C1012 hoặc TCVN 7713:2007

• Ion Clo xâm nhập qua lớp bê tông bảo vệ bằng các

đường mao dẫn li ti hoặc thẩm thấu, tấn công và ăn

mòn cốt thép

• Ion Clo ăn mòn tập trung vào 1 điểm

• Giảm sự chịu lực của cốt thép nhanh và đáng kể

• Rủi ro cho sự phá hủy kết cấu công trình

Tăng khả năng chống ăn mòn và bảo vệ cốt thép cho bê tông

C ơ chế ăn mòn Clo

Ngăn chặn ăn mòn Clo như thế nào:

- Tăng độ dày lớp bê tông phủ (concrete cover)_ quy định trong ACI 318, ACI 222.3R-11 (tối thiểu>50 mm)

- Giới hạn Cl trong vật liệu (xi măng, phụ gia, nước, cốt liệu )

- Giảm lỗ rỗng trong bê tông

- Sử dụng xi măng thích hợp (xi măng pooc lăng hỗn hợp: xỉ, tro bay, )

Khả năng chống thấm Clo dựa vào khả năng

điện lượng truyền qua Điện lượng truyền

qua (coulombs)

Độ thấm Clo thấp, đảm bảo cho bê tông bền hơn

Kết quả kiểm tra thực tế, bởi INSEE:

Tiêu chuẩn kiểm chứng: Thí nghiệm xác định Độ thấm Clo trên mẫu bê tông

Xi măng xỉ lò cao PCBbfs có độ thấm clo thấp hơn OPC Type II, V.

Tiêu chuẩn test: Xác định độ thấm Clo bằng PP Đo điện lượng

OPC Type II OPC Type V PCB+ 30%FA Xi Măng Xỉ Lò Cao

Hạn chế Ăn mòn Kiềm – Cốt liệu: Alkali-Silica Reaction (ASR)

Reactive Silica (AGGREGATES) ALKALI

H2O

(EQUIVALENT

Na2O)

EXPANSIVE GEL

DISINTEGATION

(Rã)

Presence ofCa(OH)2

Reactive Silica

Sufficient

Alkali

Sufficient Moisture

Điều kiện để xảy ra phản ứng ASR

• Loại bỏ/kiểm soát cốt liệu có Silic hoạt tính

> thử nghiệm theo TCVN 7572-14:2006

• Giảm hàm lượng Kiềm trong xi măng:

• Kiềm tương đương (Na2O + 0.658 K2O < 0.6%)

Xi măng xỉ lò cao: => giảm khả năng phản ứng kiềm cốt liệu

 Nhiệt độ trong bê tông quá cao có thể gây trì hoãn quá trình hình thành ettrigite Delayed Ettringite Formation(DEF) dẫn tới phát sinh vết nứt

Nhiệt thủy hóa thấp hạn chế các vết nứt do nhiệt trong bê tông.

Vì sao bê tông bị nứt do nhiệt thủy hóa

 Chênh lệch nhiệt độ quá cao: theo TCXDVN 305:2004/TCVN 9341-2012

• Độ chênh nhiệt độ T > 200C - Điều kiện cần

• Môdun độ chênh nhiệt độ MT ≥ 50 (độ C/m) - Điều kiện đủ



 Nhiều tài liệu chỉ ra T >70oC, bắt đầuxảy ra hiện tượng DEF

Siam City Cement (Vietnam) Limited | All Rights Reserved.

Nhiệt thủy hóa thấp hạn chế các vết nứt do nhiệt trong bê tông

Các giải pháp kiểm soát nhiệt độ do nhiệt thủy hóa

• Tốn nhiều chi phí xử lí bề mặt tiếp giáp giữa các lớp đổ

• Sử dụng nhiều thép hơn

• Mất nhiều thời gian thi công

• Cách 2: Sử dụng ống làm mát

• Cách 3: Giảm nhiệt thủy hóa chất kết dính

• Cách 1: Biện Pháp thi công chia nhiều lớp đổ

Xi măng + Xỉnghiền

Được kiểm soát chặt chẽ

Cần kiểm soát chặt chẽ

(*)Các yêu cầu cho bê tông khối lớn: ACI 207.1R_96: Mass concrete, ACI 207.1R-05: Guide to Mass concrete, ACI 305R-99: Hot weather concreting, TCXDVN 305:2004,.

Nhiệt thủy hóa thấp hạn chế các vết nứt do nhiệt trong bê tông.

Nhiệt thủy hóa xi măng được kiểm soát tại nhà máy theo đúng tiêu chuẩn

Nhiệt thủy hóa của các sản phẩm xi măng thông thường (kJ/Kg) (Kết quả tại PTN INSEE)

XM OPC thông thường

XM PCB thông thường

XM INSEE DURABLE

HS

7 ngày Giá trị phổ biến 319 305 <250

28 ngày Giá trị phổ biến 372 347 <290

Xi măng xỉ lò cao (TCVN 7711:2013) (TCVN 7712:2013)

Nhiệt thủy hóa các loại xi măng (kJ/kg)

Thí nghiệm theo tiêu chuẩn ASTM C186 – Xác định nhiệt thủy hóa xi măng

Nhiệt tỏa, 7D Nhiệt tỏa, 28D

84

97

Một số lưu ý cho bê tông ít tỏa nhiệt:

• Các loại xi măng ít tỏa nhiệt chỉ đóng góp một phần vào việc hạn chế nhiệt độ tối đa Tmax của

NỘI DUNG CHÍNH

 TỔNG QUAN VỀ INSEE VIỆT NAM & CÁC GIẢI PHÁP XI MĂNG

 XI MĂNG BỀN TRONG MÔI TRƯỜNG XÂM THỰC KẾT HỢP ÍT TỎA NHIỆT CHO DỰ ÁN

ĐIỆN GIÓ MÔI TRƯỜNG BIỂN

 QUY TRÌNH SẢN XUẤT, KIỂM SOÁT CHẤT LƯỢNG XI MĂNG

 ỨNG DỤNG VÀ CÁC DỰ ÁN THAM KHẢO

 PHỤ LỤC

Cấp Phối nghiền

Ứng với mỗi loại xi măng đặc biệt

Quy trình sản xuất, kiểm soát chất lượng xi măng xỉ lò cao

Xỉ lò cao: Xỉ thô (GBGS) và Xỉ nghiền (GGBFS)

Ball mill or Vertical mill

Quy trình sản xuất, kiểm soát chất lượng xi măng xỉ lò cao

• Kiềm soát chất lượng vật liệu đầu vào chặt chẽ, từ

đó mới quyết định tỉ lệ, thành phần.

• Clinker/Xi măng nền

• Thạch cao

• Xỉ thô / Xỉ nghiền.

• Kiểm soát các chỉ tiêu quan trọng của Xỉ lò cao –

thành phần chính trong xi măng xỉ lò cao.

• Độ mịn

• Chỉ số hoạt tính: Strength activity index SAI

• Thành phần hóa của xỉ lò cao

• CaO, Al2O3, MgO

• TiO2, SiO2

• Độ ổn định của xỉ lò cao

Trong đó: IR(SAI) là chỉ số hoạt tính

• RB là độ bền nén của mẫu xi măng poóc lăng pha 50 %

xỉ hạt lò cao, tính bằng Mpa.

• RA là độ bền nén của mẫu xi măng poóc lăng nền, tính bằng MPa

Siam City Cement (Vietnam) Limited | All Rights Reserved.

Quy trình sản xuất, kiểm soát chất lượng xi măng xỉ lò cao

Kiểm soát đặc tính xi măng

• Kiểm soát các thông số nghiền/trộn của xi măng trong

quá trình sản xuất (Blaine/R45, Thành phần hóa )

• Kiềm soát chất lượng xi măng đầu ra để đạt được các

yêu cầu Cơ lý xi măng, Nhiệt thủy hóa, Bền sun phát

Kiểm tra nhiệt thủy hóa xi măng:

Kiểm tra giãn nở sun phát

CCR – Điều khiển trung tâm

Máy XRD và XRF xác định và kiểm soát thành phần Hóa & Khoáng:

- Nguyên liệu

Kiểm tra tính công tác của bê tông trên vữa.

Quy trình sản xuất, kiểm soát chất lượng xi măng IED

Kiểm tra đặc tính trên ứng dụng bê tông

Kiểm tra nhiệt bê tông và mô phỏng.

- Độ sụt, chảy – Duy trì

- Setting time

- Các yêu càu đặc biệt

- Tương thích xi măng phụ gia

Flow cone test

Kiểm tra trên ứng dụng bê tông:

Kiểm tra tính chất cơ lý xi măng

So Sánh:

Phương Án Xi Măng Xỉ lò cao Với Xi Măng thông thường + Xỉ Nghiền sẵn

nghiền sẵn

bởi nhà máy xi măng

Kiểm tra cả xi măng

và xỉ nghiền tại công trường

INSEE đang đầu tư hệ thống trộn xỉ nghiền vào xi măng ở nhà máy Thị Vải, Cát Lái

 Linh hoạt sản xuất xi măng với hàm lượng xỉ theo yêu của khách hàng

 Nguồn nguyên liệu đầu vào (clinker, xỉ nghiền…) được kiểm soát chặt chẽ trước khi cho vào dây chuyền sản xuất

 Xi măng xuất xưởng đảm bảo chất lượng theo các tiêu chuẩn hiện hành

Giải pháp của INSEE cho xu hướng ứng dụng xỉ trong bê tông cho các dự án cơ

sở hạ tầng.

NỘI DUNG CHÍNH

 TỔNG QUAN VỀ INSEE VIỆT NAM & CÁC GIẢI PHÁP XI MĂNG

 XI MĂNG BỀN TRONG MÔI TRƯỜNG XÂM THỰC KẾT HỢP ÍT TỎA NHIỆT CHO DỰ ÁN

ĐIỆN GIÓ MÔI TRƯỜNG BIỂN

 QUY TRÌNH SẢN XUẤT, KIỂM SOÁT CHẤT LƯỢNG XI MĂNG

 ỨNG DỤNG VÀ CÁC DỰ ÁN THAM KHẢO

 PHỤ LỤC

Các dự án sử dụng giải pháp xi măng Pooc lăng hỗn hợp ít tỏa nhiệt /

bền sun phát từ INSEE.

sản xuất thử nghiệm xi măng xỉ

từ INSEE

12 Kho ngầm chứa khí dầu mỏ hóa lỏng (LPG) ít tỏa nhiệt INSEE MASS POUR (IMP)

13 Dự án cầu Phú Mỹ( Khối đổ móng) Bền sulfate + ít tỏa nhiệt INSEE MASS POUR (IMP)

14 Dự án thánh phố Becamex tại Bình Dương Ít tỏa nhiệt INSEE MASS POUR (IMP)

• Giải Pháp: Xi măng xỉ lò cao TCVN 7711:2013

(INSEE Extra Durable) +Silicafume

RIVER SAND STONE

DONASGE AD

CÁT SÔNG (kg)

ĐÁ (kg) Phụ gia

(lít/100kg xi)

Độ sụt (cm) 3D 7D 28D

REMARK

Cấp phối thiết kê.

130%

• Giải Pháp: Xi măng Xỉ lò cao TCVN 7711:2013

(INSEE Extra Durable)

• Hạng muc:

• Móng (800 m3, Dày 2,9 m) C35/45 R28 S16+-2)

• Cổ trụ (50 m3, Cao 1,6 m) C45/55 R28 S16+-2)

• Bảo dưỡng: Phủ bao cách nhiệt + tưới nước dưỡng ẩm

Cấp phối thiết kê.

Nhiệt

độ bê tông : 30.3 độ C

Bọt khí : 1.1%

>130%

INSEE (IED) WATER

RIVER SAND

CRUSH SAND STONE

DONASGE AD

XI MĂNG (kg)

NƯỚC (kg)

CÁT SÔNG (kg)

CÁT NGHIỀN (MI) (kg)

ĐÁ (kg)

Liều (lít/100kg xi)

STRENGTH (Cylinder)

REMARK

Dự án: Nhà Máy Giấy Marubeni beni

Dự Án Tham Khảo

• Chủ đầu tư/Tổng thầu: Kraft Of Asia / MEDA

• Nhà Thầu: Việt Tân, Cofico

• Giải Pháp: Xi Măng Xỉ lò cao Ít tỏa nhiệt TCVN 7712:2013

• Hạng muc: Móng (3000 m3) M350 R28 S14+/-2)

• Bảo dưỡng: Phủ bao cách nhiệt + tưới nước dưỡng ẩm

Tmax< 20 oCTmax = 67.7 oC

Dự án: Khu chung cư cao cấp Riviera Point

Dự Án Tham Khảo

• Chủ đầu tư/Tổng thầu: Keppel Land

• Nhà Thầu: Ssang Yong

• Giải Pháp: Xi Măng Xỉ lò cao TCVN 7712:2013

• Hạng muc: Móng (Dày 3m) M350 R28 S14+-2)

• Bảo dưỡng: Phương pháp bảo ôn (ủ cách nhiệt)

Tmax = 68.4 oC

Tmax< 20 oC

Siam City Cement (Vietnam) Limited | All Rights Reserved.

Kết luận

• Hạng mục móng các trụ điện gió thường là bê tông khối lớn và nằm ở các khu vực ăn mòn cao.

• Xi măng Xỉ lò cao theo Tiêu chuẩn TCVN 7711:2013 PCBbfs40 và ASTM C1157-HS rất phù

hợp cho các dự án điện gió với các ưu điểm:

• Bền trong môi trường xâm thực

• Kháng lại ăn mòn Clo, bảo vệ cốt thép

• Hạn chế rủi ro ăn mòn Kiềm cốt liệu

• Giảm thiểu nguy cơ nứt do nhiệt cho bê tông khối lớn

• Giải pháp đã được kiểm chứng thông qua rất nhiều dự án lớn qua hơn 10 năm được ứng dụng.

• Khả năng cung cấp hơn 1000 T/ngày từ hệ thống xuất hàng của INSEE.

• Sản phẩm xi măng xỉ lò cao được sản xuất sẵn tại nhà máy đã được kiểm tra các đặc tính Ít tỏa nhiệt, Bền sulfate và Có sẵn chứng nhận kiểm tra kết quả đầu vào.

NỘI DUNG CHÍNH

 TỔNG QUAN VỀ INSEE VIỆT NAM & CÁC GIẢI PHÁP XI MĂNG

 XI MĂNG BỀN TRONG MÔI TRƯỜNG XÂM THỰC KẾT HỢP ÍT TỎA NHIỆT CHO DỰ ÁN

ĐIỆN GIÓ MÔI TRƯỜNG BIỂN

 QUY TRÌNH SẢN XUẤT, KIỂM SOÁT CHẤT LƯỢNG XI MĂNG

 ỨNG DỤNG VÀ CÁC DỰ ÁN THAM KHẢO

 PHỤ LỤC

Chứng chỉ chất lượng Quatest3 theo tháng

Quy trình sản xuất, kiểm soát chất lượng xi măng xỉ lò cao

Chứng chỉ xi măng

Chứng chỉ chất lượng Vilas theo lô

Siam City Cement (Vietnam) Limited | All Rights Reserved.

Yêu cầu đối với xỉ lò cao

30/07/2021

BS EN 15167-1:

2016

Phân loại none G80 G100 G120 S60 S75 S95 S105

Wet screened on a 45-μm sieve %, max 20

Air Content of Slag Mortar %, max

Hàm lượng bọt khí của vữa xỉ

12

Specific density (g/cm 3 ), min

Khối lượng riêng

45 70

… 75

75 95

95 115

… 60 80

55 75 95

75 95

…

95 105

Sulfate ion reported as S2- (%), max

Hàm lượng anhydit sunfit

Nguy cơ gây nứt nhiệt

Tác động lên bê tông

Tính chất

Những giải pháp cho bê tông bền sulfate - Bảng so sánh

Ứng dụng và các dự án tham khảo

So sánh các giải pháp xi măng cho môi trường xâm thực

Kết quả thử nghiệm bê tông M400R28 S18+/-2 Dùng xi măng xỉ lò cao 400kg/m3, W/C= 0.45

Bê tông sử dụng xi măng xỉ lò cao:

Cường độ mẫu từ 28 - 60 ngày có thể phát triểnthêm 25 - 30% so với mác thiết kế

Thông tin liên hệ:

Nguyễn Đăng Khoa

Technical Marketing Manager – INSEE Việt Nam

• Phone: +84 901.866.883

• Email: khoa.dang.nguyen@siamcitycement.com

khoanguyenbk@gmail.comTHANK YOU !