BT TU LEN
Create successful ePaper yourself
Turn your PDF publications into a flip-book with our unique Google optimized e-Paper software.
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software<br />
http://www.foxitsoftware.com For evaluation only.<br />
NGHIÊN CỨU TÍNH CHẤT CỦA BÊ TÔNG TỰ LÈN<br />
CÁT NGHIỀN & ĐẶC TÍNH CƠ LÝ CỦA VÁN<br />
KHUÔN<br />
TS. Vũ Quốc Vương
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software<br />
http://www.foxitsoftware.com For evaluation only.<br />
I. Phần mở đầu<br />
• Bê tông tự lèn là bê tông có khả năng chảy dưới trọng lượng<br />
bản thân và làm đầy hoàn toàn cốp pha thậm chí trong cả những<br />
nơi dầy đặc cốt thép mà không cần bất cứ tác động cơ học nào<br />
mà vẫn đảm bảo tính đồng nhất. Nói một cách khác, bê tông tự<br />
lèn là bê tông có khả năng tự lèn chặt.<br />
• Khả năng tự lèn chặt là năng lực tiềm tàng của bê tông có liên<br />
quan đến khả năng đổ. Với khả năng này, bê tông có thể làm<br />
đầy và lèn chặt mọi góc cạnh của cốp pha bằng trọng lượng bản<br />
thân nó mà không cần đầm trong quá trình đổ bê tông.<br />
• Bê tông tự lèn chứa hàm lượng cốt liệu thô thấp hơn và liều<br />
lượng phụ gia giảm nước và cuốn khí hoặc siêu dẻo cao hơn, có<br />
lượng nước và tỷ lệ nước/xi măng thấp hơn bê tông thường. Vì<br />
nhạy cảm hơn với dao động về chất lượng nguyên vật liệu và<br />
những sai sót trong mẻ trộn nên bê tông tự lèn đòi hỏi phải kiểm<br />
tra, kiểm soát chặt chẽ hơn về chất lượng, quá trình sản xuất và<br />
thi công.
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software<br />
http://www.foxitsoftware.com For evaluation only.<br />
Từ khi được chế tạo thành công tại Đại học Tokyo vào những<br />
năm 1980, cho tới những năm 1990 là thời kỳ bắt đầu bùng nổ<br />
số lượng các công trình xây dựng sử dụng bê tông tự lèn tại<br />
Nhật Bản.<br />
Hiện nay ở Châu Á bê tông tự lèn được sử dụng rộng rãi trong<br />
các công trình với quy mô lớn. Các công trình điển hình là: Bến<br />
thả neo cầu Akaghi-Kaikyo (Nhật), tháp Macao (Trung Quốc).<br />
Tại Việt Nam cũng đã có một số cơ sở nghiên cứu, áp dụng bê<br />
tông tự lèn nhưng với quy mô nhỏ như ĐH Xây dựng HN, ĐH<br />
Bách khoa TPHCM, Viện Khoa học Thủy lợi, đang thực hiện đề<br />
tài thuộc dự án SX thử nghiệm cấp Bộ do PGS. TS. Hoàng Phó Uyên<br />
làm chủ nhiệm: " HOÀN THIỆN CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO VÀ THI CÔNG<br />
BÊ TÔNG TỰ LÈN TRONG XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH THUỶ LỢI“.<br />
. Chúng ta chưa có những công trình xây dựng lớn nào, chưa<br />
có nhà máy bê tông nào chuyên sản xuất bê tông tự lèn phục<br />
vụ xây dựng thay cho các sản phẩm bê tông đúc sẵn.
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software<br />
http://www.foxitsoftware.com For evaluation only.<br />
MỘT SỐ HÌNH ẢNH THI CÔNG SCC<br />
Self Compacting Concrete<br />
Hình ảnh thi công cầu Akagashi-Nhật
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software<br />
http://www.foxitsoftware.com For evaluation only.<br />
Cầu Akaghi-Kaikyo – Nhật Bản Tháp Macao – Trung Quốc
Tại Châu Âu, công trình<br />
điển hình là hệ thống giao<br />
thông Sodra Lanken - Thụy<br />
Điển. Tại khu vực Bắc Mỹ<br />
là công trình Societ Tower<br />
– Clevelan – Ohio.<br />
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software<br />
http://www.foxitsoftware.com For evaluation only.<br />
Đường hầm Sodra Lanken – Thụy Điển Công trình Societ Tower - Clevelan
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software<br />
http://www.foxitsoftware.com For evaluation only.<br />
Hình ảnh thi công bể chứa ga Osaka-Nhật
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software<br />
http://www.foxitsoftware.com For evaluation only.<br />
Hình ảnh thi công toà nhà T34-Dự án Trung Hoà
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software<br />
http://www.foxitsoftware.com For evaluation only.
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software<br />
http://www.foxitsoftware.com For evaluation only.
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software<br />
http://www.foxitsoftware.com For evaluation only.
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software<br />
http://www.foxitsoftware.com For evaluation only.<br />
SCC:Self-compacting concrete
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software<br />
http://www.foxitsoftware.com For evaluation only.<br />
SCC:Self-compacting concrete<br />
Điền đầy cốp pha Xuyên thép, chảy dàn đều
SCC:Self-compacting concrete<br />
Giảm nhân công Giảm<br />
tiếng ồn<br />
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software<br />
http://www.foxitsoftware.com For evaluation only.<br />
Chất lượng bề mặt tốt nhất<br />
Độ đồng nhất cao nhất<br />
Cường độ cao
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software<br />
http://www.foxitsoftware.com For evaluation only.<br />
II. Đặc tính của vật liệu và<br />
phương pháp thí nghiệm<br />
1, Chất kết dính, cát nhân tạo, đá, bột đá<br />
Tính chất của: chất kết dính, cát nhân tạo, đá, bột đá dùng tiêu chuẩn của<br />
TQ để tiến hành làm thí nghiệm.<br />
2, Bê tông tự lèn<br />
Thí nghiệm tính công tác của bê tông tự lèn<br />
Căn cứ vào “Tiêu chuẩn phương pháp thí nghiệm tính năng công<br />
tác của bê tông phổ thông: (GB/T50080-2002)” .<br />
Thao khảo tài liệu CECS203: 2006《Quy trình kỹ thuật ứng dụng<br />
bê tông tự lèn》. Tính công tác dùng thí nghiệm xác định độ chảy<br />
xoè, khả năng chảy qua cốt thép và duy trì độ sụt dùng thí nghiệm<br />
U box, xem hình 2.3. Ngoài ra các tính chất khác như cường độ, độ<br />
bền, co ngót…được thí nghiệm như bê tông phổ thông.
室<br />
室<br />
间隔门<br />
隔栅型障碍<br />
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software<br />
http://www.foxitsoftware.com For evaluation only.<br />
Hình 2.3 Thí nghiệm U box<br />
室<br />
室<br />
间隔开启<br />
填<br />
充<br />
高<br />
度
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software<br />
http://www.foxitsoftware.com For evaluation only.<br />
III. Thiết kế cấp phối bê tông tự lèn<br />
cát nghiền<br />
Chương III nghiên cứu phương pháp thiết<br />
kế cấp phối bê tông tự lèn cát nghiền. Dùng<br />
phương pháp quy hoạch thực nghiệm<br />
nghiên cứu ảnh hưởng của tính công tác và<br />
cường độ bê tông với tỷ lệ N/B, PG, BĐ,<br />
thay đổi. Phân tích để quyết định chọn cấp<br />
phối tối ưu.
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software<br />
http://www.foxitsoftware.com For evaluation only.<br />
3.1 Thiết kế cấp phối bê tông tự lèn cát nghiền<br />
Trung quốc thường dùng một số phương<br />
pháp:<br />
Phương pháp cấp phối đơn giản<br />
Phương pháp cố định thể tích cát, đá<br />
Phương pháp thể tích tuyệt đối<br />
Phương pháp cải tiến phương pháp thể tích<br />
tuyệt đối<br />
Luận án dùng phương pháp quy hoạch<br />
thực nghiệm
Tính toán PF<br />
Tỷ lệ<br />
cốt liệu lớn<br />
Phụ gia<br />
Cấp phối <strong>BT</strong><br />
N<br />
Độ chảy xoè:<br />
650±50<br />
Hàm lượng khí:<br />
4.5±1.5%<br />
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software<br />
http://www.foxitsoftware.com For evaluation only.<br />
Chiều cao<br />
chảy qua U<br />
box:<br />
>=300mm<br />
End<br />
Bảng 3.1 Sơ đồ quy trình phương pháp thiết kế SCC<br />
N<br />
Y
Khối lượng<br />
thể tích đá 0Đ<br />
Khối lượng<br />
riêng đá aĐ<br />
Sơ đồ quy<br />
trình phương<br />
pháp thiết kế<br />
Bê tông tự lèn<br />
cát nghiền<br />
Giả thiết 1m 3 <strong>BT</strong>, thể tích<br />
đá(V OĐ=0.5~0.55m 3 )<br />
S<br />
V OG× 0G<br />
1m 3 <strong>BT</strong>, lượng đá là: Đ<br />
V C× C<br />
1m 3 <strong>BT</strong>, thể tích đá là: V Đ<br />
Thể tích cát V C<br />
1000-V Đ<br />
V m-V S≤<br />
Thể tích chất kết dính V B<br />
Thể tích chất kết dính V B<br />
1m 3 <strong>BT</strong>, lượng nước dùng: N<br />
Y FK x<br />
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software<br />
http://www.foxitsoftware.com For evaluation only.<br />
V NV B=(V/B) B<br />
V N+V B=V P<br />
Giả thiết hàm lượng thể<br />
tích cát(0.37~0.45)<br />
Thể tích cát Vc<br />
1m 3 <strong>BT</strong>,<br />
lượng cát là:C<br />
Tỷ lệ<br />
N/B≤0.45<br />
1m 3 <strong>BT</strong>, lượng<br />
chất kết dính<br />
dùng FK<br />
1m 3 <strong>BT</strong>, lượng<br />
XM dùng X<br />
(0.37~0.45)Vm<br />
S<br />
V FK(%)<br />
V C(%)=1-V FK(%)<br />
FK×V FK(%)+ C×V C(%)<br />
B= —————————————<br />
V FK+V C<br />
1m 3 <strong>BT</strong> , thể tích chất kết<br />
dính dùng V FK<br />
V B-V FK<br />
1m 3 <strong>BT</strong>, thể tích<br />
XM dùng Vx
3.2 Nghiên cứu quy hoạch thực nghiệm<br />
<strong>BT</strong>TL dùng hàm lượng tro bay là 27%,37%,47%<br />
và 57%。<br />
Tỷ lệ N/B là 0,25, 0,3, 0,35.<br />
Bột đá là 12%, 18%, 24%.<br />
Tỷ lệ C/C+Đ là 40%, 43%, 46%.<br />
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software<br />
http://www.foxitsoftware.com For evaluation only.
Bảng 3. 2 L 9(3 4 )Bậc II ba biến tâm xoay<br />
TT<br />
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software<br />
http://www.foxitsoftware.com For evaluation only.<br />
Nguyên nhân<br />
C/C+Đ (%) Tro bay (%) Bột đá (%) N/B<br />
1 40 27 12 0.25<br />
2 43 47 18 0.30<br />
3 46 57 24 0.35
TT N/B Bột đá (%)<br />
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software<br />
http://www.foxitsoftware.com For evaluation only.<br />
Bảng 3.3 Kết quả thí nghiệm quy hoach thực nghiệm của ASSCC<br />
Cấp phối (kg/m 3 )<br />
XM Tro bay N Cát Đá Phụ gia<br />
1 0.35 24 221 292 180 632 930 7.18<br />
2 0.25 12 270 243 128 791 918 9.23<br />
3 0.25 12 375 138 128 799 935 9.23<br />
4 0.35 18 375 138 180 680 918 7.18<br />
5 0.30 18 221 292 154 695 935 7.57<br />
6 0.30 12 513 0 154 780 918 7.57<br />
7 0.25 12 323 190 128 787 935 9.23<br />
8 0.35 24 323 190 180 636 950 7.18<br />
9 0.30 18 323 190 154 704 950 7.57<br />
10 0.30 12 375 138 154 764 901 7.57<br />
11 0.30 18 270 243 154 711 930 7.57<br />
12 0.30 12 323 190 154 635 952 7.57<br />
13 0.30 18 323 190 154 733 850 7.57
+1<br />
0<br />
-1<br />
N/<br />
B<br />
0.35<br />
0.30<br />
0.25<br />
2<br />
6(-α,0)<br />
4(-1, 1)<br />
3(-1, -1)<br />
X 2<br />
9(0, 0)<br />
10(-1, 0)<br />
0 128 190<br />
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software<br />
http://www.foxitsoftware.com For evaluation only.<br />
8(0, +1)<br />
12(0, 0)<br />
7(0, - 1)<br />
11(1, 0)<br />
13(0, 0)<br />
Hàm lượng tro bay<br />
-1 0 +1<br />
1(1, 1)<br />
5(+α,0)<br />
2(1, -1)<br />
243 292<br />
Bảng 3.3 Sơ đồ kế hoạch thực nghiệm trực giao tâm xoay<br />
X 1<br />
1
3.2.3 Phân tích kết quả thí nghiệm<br />
(1) Kết quả nghiên cứu tính công tác (Độ chảy xoè & chiều cao chảy<br />
qua Ubox)<br />
Phương trình độ chảy xoè:<br />
Y=710.4 - 3.643X 2 - 13.750X 1X 2 - 11.763X 1 2 + 8.238X2 2<br />
Phương trình chiều cao chảy qua Ubox<br />
Y= 319.0 - 12.5X 1X 2 - 7.625X 1 2 + 7.375X2 2<br />
Hình 3.4 Ảnh hưởng của N/B & Tro bay đến độ chảy xoè<br />
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software<br />
http://www.foxitsoftware.com For evaluation only.<br />
Bảng 3.5 Ảnh hưởng của N/B & Tro bay đến<br />
chiều cao chảy qua Ubox
TT<br />
Biến mã hoá Biến thực<br />
X 1 X 2 1 2<br />
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software<br />
http://www.foxitsoftware.com For evaluation only.<br />
Bảng 3.5 Kết quả thí nghiệm tính công tác của bê tông tự lèn<br />
Độ chảy xoè<br />
(mm)<br />
Chiều cao chảy<br />
qua Ubox<br />
(mm)<br />
1 1 1 243 0.35 660 300<br />
2 1 -1 243 0.25 710 330<br />
3 -1 -1 138 0.25 705 310<br />
4 -1 1 138 0.35 720 330<br />
5 1.414 0 292 0.30 690 310<br />
6 -1.414 0 0 0.30 650 300<br />
7 0 -1.414 190 0.25 720 330<br />
8 0 1.414 190 0.35 720 340<br />
9 0 0 190 0.30 700 310<br />
10 0 0 138 0.30 720 315<br />
11 0 0 243 0.30 730 320<br />
12 0 0 190 0.30 720 320<br />
13 0 0 190 0.30 730 330
(2) Cường độ nén tuổi 7 và 28 ngày của bê tông tự lèn<br />
Hàm số cường độ nén tuổi 7 ngày:<br />
Y= 58,12- 4,202X 1 + 4,305X 2 – 4,04X 1X 2- 3,565X 1 2<br />
Hàm số cường độ nén tuổi 28 ngày:<br />
Y= 68,446-5,362X 1-4,828X 2-5,555X 1X 2–2,477X 1 2 -2,152X2 2<br />
Hình 3.6 Ảnh hưởng của N/B & Tro bay đến<br />
cường độ nén tuổi 7 ngày<br />
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software<br />
http://www.foxitsoftware.com For evaluation only.<br />
Bảng 3.7 Ảnh hưởng của N/B & Tro bay đến<br />
cường độ nén tuổi 28 ngày
TT<br />
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software<br />
http://www.foxitsoftware.com For evaluation only.<br />
Bảng 3.6 Kết quả thí nghiệm cường độ nén của bê tông tự lèn<br />
Biến mã hoá Biến thực Cường độ kháng nén (Mpa)<br />
X 1 X 2 1 2 7d 28d<br />
1 1 1 243 0.35 36.34 47.52<br />
2 1 -1 243 0.25 54.07 71.23<br />
3 -1 -1 138 0.25 59.68 75.84<br />
4 -1 1 138 0.35 58.12 74.35<br />
5 1.414 0 292 0.30 51.1 60.3<br />
6 -1.414 0 0 0.30 55.5 68.4<br />
7 0 -1.414 190 0.25 65.4 78.3<br />
8 0 1.414 190 0.35 54.69 68.81<br />
9 0 0 190 0.30 58.3 72.3<br />
10 0 0 138 0.30 56.2 68.1<br />
11 0 0 243 0.30 55.5 65.11<br />
12 0 0 190 0.30 60.05 68.36<br />
13 0 0 190 0.30 60.55 68.36
3.2.4 Cấp phối bê tông tự lèn cát nghiền<br />
Vật liệu N/B<br />
Bột đá<br />
(%)<br />
XM<br />
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software<br />
http://www.foxitsoftware.com For evaluation only.<br />
Phân tích kết quả tính toán cường độ & tính công tác, với tỷ lệ<br />
C/C+Đ=0,40~0,43, tổng lượng chất kết dính là 513 kg/m 3 , hàm lượng<br />
tro bay là 27%, 47%, 57%. N/B=0,25~0,35, bê tông đạt cường độ M40,<br />
M50, M60, cấp phối bê tông tự lèn cát nghiền xem bảng 3.7.<br />
Bảng 3.7 Cấp phối bê tông tự lèn cát nghiền<br />
Tro<br />
bay<br />
Cấp phối bê tông (kg/m 3 )<br />
N Cát Đá Phụ gia<br />
M40 0.35 18 221 292 180 632 930 7.18<br />
M50 0.30 12 270 243 154 711 930 7.57<br />
M60 0.25 12 375 138 128 799 935 9.23
3.3 Kết luận<br />
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software<br />
http://www.foxitsoftware.com For evaluation only.<br />
Thông qua nghiên cứu thí nghiệm quy hoạch thực<br />
nghiệm quyết định chọn tỷ lệ N/B=0,25~0.35,<br />
C/C+Đ=0,4~0,46, hàm lượng bột đá là 12%~24%, hàm<br />
lượng tro bay từ 0% đến 57%. Qua 13 thí nghiệm chọn<br />
được ba cấp phối bê tông tự lèn M40, M50, M60 đáp ứng<br />
đầy đủ cường độ và tính công tác.