BÊ TÔNG ĐẦM LĂN - PHẦN 1

Chia sẻ: Hoangquoc Vinh | Ngày: | Loại File: DOC | Số trang:52

Thêm vào BST

Báo xấu

383
lượt xem 132
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Định nghĩa: ACI 116 định nghĩa Bê tông đầm lăm là ” bê tông được đầm bằng xe lu; ở trạng thái chưa đông kết, chịu được tải trọng lu khi được đầm nén”. Bê tông đầm lăn thường được trộn bằng thiết bị trộn liên tục, vận chuyển bằng xe ben hoặc băng tải, và được trải bằng xe ủi theo từng lớp (đợt) trước khi đầm nén.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: BÊ TÔNG ĐẦM LĂN - PHẦN 1

RCC - ROLLER COMPACTED CONCRETE (PART 1) Definition ACI 116 defines RCC as “concrete compacted by pneumatic roller; in its unhardened stage, will support a (vibratory) roller while being compacted. RCC is usually mixed using high-capacity continuous mixing or batching equipment, delivered with trucks or conveyors, and spread with one or more bulldozers in layers (also called lifts) prior to compaction. RCC is used mainly for: Dam / Mass concrete (described in ACI 207.5R, ICOLD, USACE) and Pavements (described in ACI 325.10R) BÊ TÔNG ĐẦM LĂN - PHẦN1 Định nghĩa: ACI 116 định nghĩa Bê tông đầm lăm là ” bê tông được đầm bằng xe lu; ở trạng thái chưa đông kết, chịu được tải trọng lu khi được đầm nén”. Bê tông đầm lăn thường được trộn bằng thiết bị trộn liên tục, vận chuyển bằng xe ben hoặc băng tải, và được trải bằng xe ủi theo từng lớp (đợt) trước khi đầm nén. Bê tông đầm lăn được dùng chủ yếu trong: Đập/Bê tông khối lớn (mô tả trong ACI 207.5R, ICOLD, USACE) và đường (mô tả trong ACI 325.10R) (Còn tiếp) GLOSSARY: ACI (American Concrete Institute) : Bộ tiêu chuẩn của Viện bê tông Hoa Kỳ . Pneumatic: thuộc về khí Roller: Xe lu Bulldozer: Xe ủi Conveyor: Băng tải Batching equipment: Thiết bị trộn bê tông. Pavement (US english): Đường (bê tông) LANGUAGE FOCUS: Passive Voice ( be + Past Participle of Verb) is usually used in technical documents: Dạng bị động thường được dử dụng trong các văn bản kỹ thuật. While + V-ing: Trong khi Prior to + Noun: Trước
Những đập bê tông đầm lăn (RCCroller compacted concrete) lớn ở một số nước và vùng lãnh thổ Đông Nam Á. Thống kê đến cuối năm 2005 tại một số nước và vùng lãnh thổ Đông Nam Á (Việt Nam, Lào, Cămpuchia, Thái Lan, Myanma, vùng phía đông Malayxia, vùng đông nam Trung Quốc) ... Những đập bê tông đầm lăn (RCC-roller compacted concrete) lớn ở một số nước và vùng lãnh thổ Đông Nam Á. Thống kê đến cuối năm 2005 tại một số nước và vùng lãnh thổ Đông Nam Á (Việt Nam, Lào, Cămpuchia, Thái Lan, Myanma, vùng phía đông Malayxia, vùng đông nam Trung Quốc) cho kết quả :
Đập Nước Chiều cao (m) Thể tích RCC (triệu m3) Năm hoàn thành Đập RCC cao hơn 90m Guangzhao TQ 196 0,82 2007 Longtan (giai đoạn 1) TQ 192 4,6 2007 Guanyinyan TQ 160 2010 Jin’anqiao TQ 2009 Sơn La V 139 3,1 2009 Bản Vẽ V 135 1,43 2008 Yeywa M 132 2,55 2009 Shapai * TQ 132 0,365 2001 Jiangya TQ 131 1,1 1999 Baise TQ 130 1,995 2006 Hongkou TQ 130 0,681 2008 Wudu TQ 123 1,151 2007 Suofengying TQ 122 0,421 2005 Gelantan TQ 120 2008 Pengshui TQ 117 2008 Mainhuatan TQ 113 1,1 2001 Dachaoshan TQ 111 0,757 2001 Jing Hong TQ 110 0,626 2006 Yantan TQ 110 0,188 2001 Shimenzi * TQ 109 0,188 2001 Zhaolaihe * TQ 107 0,166 2005 Bailianya * TQ 104 0,485 2007 Đồng Nai 3 V 102 1,15 2008 Linhekou * TQ 100 0,229 2003 Hội Quảng V 99 0,4 2007 Daxia TQ 94 2009 Khun Dan TL 93 5,4 2005 Đập RCC cao hơn 150m (dự kiến trong tương lai gần) Ta Sang M 235 8,6 Longtan (giai đoạn 2) TQ 217 (nâng cao đập từ 192m lên 217m) Jiudianxia TQ 180 0,93 Nam Theun L 177 2,3 2010 Kamchay C 150 2,7 Chú thích : ● “ * ” là đập vòm RCC. ● V: Việt Nam; L: Lào; C: Cămpuchia; TL: Thái Lan; M: Myanma; TQ: Trung Quốc. ( Theo “Hydropower & Dams”)
Phương pháp thiết kế cấp phối bê tông đầm lăn ThS. Nguyễn Như .Oanh NCS. Đại học Vũ Hán - Trung Quốc Tóm tắt : Cho đến nay vẫn chưa có quy định thống nhất đối với các phương pháp thiết kế cấp phối BTĐL. Hiện nay đã có mấy phương pháp tính toán cấp phối BTĐL và mỗi phương pháp có sự khác nhau đôi chút, vì mỗi phương pháp có cách thành lập khác nhau. Nhưng hầu hết các phương pháp đều phải dùng một số giả định và kinh nghiệm, mỗi phương pháp đã phân tích được lý luận để thiết kế cấp phối bê tông đầm lăn, hiện nay đang từng bước nghiên cứu, và đã đạt được nhiều kết quả tốt. Dưới đây giới thiệu sơ lược các bước thiết kế cấp phối BTĐL, sau đó đối với một số phương pháp thiết kế cấp phối cho mỗi công trình có tính đại biểu sẽ giới thiệu thêm. Abstract: Up to now, It have not consensus regulation on design and propertioning of Roller compacted concrete (RCC) mix methods. Now a day, there are several calculate methods that each have some diffrents, because of different foundation methods. But almost methods have to base on some assumptions and experiences, each method have given argument anlysis for design and proportioning roller compacted conceret mix, Now, it have been reaseaching and obtained very much results. This peper preliminary introduce step by step for design and proportioning roller compacted concrete mix. It have introduced more datail for each example works. I. Các bước thông thường thiết kế cấp phối BTĐL : 1. Thu thập tài liệu cần thiết để thiết kế cấp phối: Trước khi tiến hành thiết kế cấp phối BTĐL phải thu thập các tài liệu kỹ thuật, toàn bộ vấn đề có liên quan đến thiết kế cấp phối; bao gồm: (1) Vị trí bộ phận công trình sử dụng bê tông đầm lăn; (2) Yêu cầu kỹ thuật được đưa ra của bê tông đối với thiết kế công trình như cường độ, biến hình, tính chống thấm, tính bền, nhiệt thuỷ hoá, thời gian ngưng kết của hỗn hợp bê tông, độ CV, dung trọng bê tông, vv.. (3) Trình độ kỹ thuật thi công. (4) Phẩm chất, đơn giá của nguyên vật liệu sử dụng cho công trình.v.v.. 2. Thiết kế cấp phối sơ bộ. a) Xác định sơ lược các tham số cấp phối yêu cầu: Xác định đường kính lớn nhất của cốt liệu thô và tỷ lệ của các cấp hạt trong cốt liệu thô, đối với bê tông dùng xây dựng công trình thuỷ công thường là bê tông khối lớn, đường kính lớn nhất của cốt liệu lớn thường chọn là 80mm. Tỷ lệ mỗi cấp cỡ hạt là bao nhiêu, có thể dựa vào trạng thái của cốt liệu thô hoặc dung trọng tự nhiên, khi dung trọng càng lớn (độ rỗng càng nhỏ), sự phân tăng của cốt liệu thô
càng giảm, nguyên tắc xác định là phải thông qua thí nghiệm. ở Trung Quốc có nhiều tham số cho bê tông đầm lăn cần phải xác định. Tỷ lệ 3 cấp cỡ hạt của cốt liệu thô thường chọn là 4:3:3 hoặc là 3:4:3. Tuỳ theo công trình vào loại lớn, trung bình hay nhỏ. Sau khi xác định DMax của cốt liệu thô và các cấp cỡ hạt thì có thể xác định được các tham số cấp phối. Trong BTĐL có xi măng, vật liệu hỗn hợp hoạt tính (Gồm tro bay hoặc Puzơlan), nước, cát, đá được ký hiệu lần lượt là: C, F , W , S , G để biểu thị thông thường mối quan hệ giữa Nước và lượng Vật liệu kết dính biểu thị là tỷ lệ: W/(C+F). Quan hệ giữa Vật liệu hỗn hợp hoạt tính ( Tro bay hoặc puzơlan) và lượng Vật liệu kết dính dùng tỷ lệ: F/(C+F) hoặc F/C để biểu thị. Quan hệ giữa Cát và lượng Cát và Đá ( gọi là mức ngậm cát) dùng tỷ lệ: S/(S+G). Quan hệ giữa lượng vữa và cát và lượng dùng cát được biểu thị bởi: (C+F+W)/S (cũng có thể dùng hệ số dư lượng vữa a để biểu thị lượng vữa đủ để lấp đầy lỗ rỗng các hạt cát). Đó là 4 tham số cấp phối của bê tông đầm lăn, việc lựa chọn các tham số cấp phối cần phải thông qua các phương pháp dưới đây để tiến hành: 1. Phương pháp lựa chọn phân tích thí nghiệm đơn nhân tố. Do mỗi tham số cấp phối bê tông đầm lăn có ảnh hưởng đến các tính năng của BTĐL ở mức độ khác nhau, do đó có thể chọn tính năng nào có ảnh hưởng rõ rệt nhất, thì tiến hành thí nghiệm đơn nhân tố để xác định, tham số cần xác định là tỷ lệ W/(C+F) lượng vật liệu hỗn hợp hoạt tính thường thông qua nghiên cứu xem xét sự ảnh hưởng của nó đến cường độ nén và tính bền của bê tông để quyết định lựa chọn. Tỷ lệ vữa cát phải thông qua thí nghiệm xem sự ảnh hưởng của nó đến dung trọng vữa cát để xác định và hàm lượng cát phải dựa vào thí nghiệm dung trọng bê tông để xác định giá trị tốt nhất đồng thời có xem xét tới tình trạng phân tầng của cốt liệu thô của hỗn hợp bê tông. 2. Phương pháp lựa chọn thiết kế thí nghiệm trực giao. Có thể xem 4 tham số tỷ lệ phối hợp là những nhân tố thiết kế thí nghiệm trực giao, mỗi nhân tố lấy 3 đến 4 mức độ khác nhau, lựa chọn trình tự thí nghiệm trực giao thích đáng. Dùng phương pháp phân tích trực quan hoặc phương pháp phân tích phương sai của mỗi nhân tố và mối quan hệ giữa chúng với các tính năng của bê tông, từ đó lựa chọn ra các tham số cấp phối.. Phải thấy rằng Phương pháp lựa chọn thiết kế thí nghiệm trực giao đối với thí nghiệm vật liệu ở trong phòng trong tình trạng chủ động là rất phù hợp, nhưng trước khi chính thức thi công, cần phải thông qua thí nghiệm hiện trường để kiểm nghiệm độ chính xác của các tham số đã lựa chọn. 3. Phương pháp lựa chọn so sánh loại công trình. Đối với các công trình vừa và nhỏ thường không có khả năng thông qua thí nghiệm để xác định các tham số cấp phối bê tông, phải tham khảo các công trình tương tự
để sơ bộ chọn các tham số cấp phối, sau đó tiến hành thiết kế sơ bộ cấp phối. 2. Tính toán lượng dùng vật liệu trong 1m3 bê tông đầm lăn: Để tính toán cấp phối BTĐL cũng cần phải dựa vào môt số giả thiết : 1. Giả thiết thể tích tuyệt đối: Phương pháp này giả sử rằng thể tích của hỗn hợp bê tông đầm lăn bằng tổng thể tích tuyệt đối của các loại vật liệu tạo thành bê tông cộng với hàm lượng không khí trộn vào bê tông, ta có công thức: C/ + F/ + W/ + S/ + C/ +10a = 1000 (2- 1) Trong đó C, F, W, S, G là lượng dùng xi măng, vật liệu hỗn hợp hoạt tính, nước, cát và đá trong 1m3 bê tông đầm lăn (kg) , , - Khối lượng riêng của xi măng vật liệu hỗn hợp và nước (kg/dm3) , - Dung trọng xốp của cát và sỏi (kg/dm3) a: Hệ số biểu thị hàm lượng khí trong hỗn hợp BTĐL, nếu không trộn phụ gia dẫn khí - Thường lấy a = 1  3. 2 Giả thiết về dung trọng bê tông: Giả định dung trọng của hồn hợp BTĐL sau khi trộn là một số xác định được; do vậy ta có thể viết được công thức: C + F + S + W + G = gcon (2 - 2) Trong đó: các ký hiệu có ý nghĩa giống như trên. 3. Giả thiết về lấp đầy và bao bọc: Giả thiết này là: (1) vữa vật liệu kết dính bao bọc các hạt cát và lấp đầy lỗ rỗng giữa các hạt cát tạo thành vữa cát, (2) Vữa cát bao bọc cát hạt cốt liệu thô và lấp đầy lỗ rỗng giữa các hạt cốt liệu thô, hình thành lên bê tông đồng nhất. Lấy a và b làm chỉ tiêu để so sánh. Với : hệ số a biểu thị tỷ số giữa thể tích vữa vật liệu kết và thể tích lỗ rỗng của cát. Hệ số b biểu thị tỷ số giữa thể tích vữa cát so với thể tích lõ rỗng giữa các hạt cốt liệu thô. Do cần có thêm 1 lượng vữa dư nhất định, nên a, b đều phải lớn hơn 1; Trong thực tế giá trị a của BTĐL thông thường lấy từ 1,1 đến 1,3; và hệ số b thường từ 1,2 đến 1,5 Từ đó ta có hệ phương trình sau:
(2.3) (2.4) Từ đó tính được: (2.5) và (2.6) Nếu gọi các tham số cấp phối bê tông là: W/(C+F) = K1 và F/(C+F)=K2 Thì : (2.7) Và (2.8) W = K1(C + F) (2.9) Trong các công thức trên: PS và PG là độ rỗng của cát và đá ở trạng thái đầm chặt Va: Hệ số biểu thị thể tích lỗ rỗng của bê tông. g'S g'G : Dung trọng xốp ở trạng thái đầm chặt của cát và đá. Các ký hiệu khác vẫn có ý nghĩa như trên. Dựa vào tham số cấp phối bê tông và các công thức trên có thể tính toán ra được lượng dùng mỗi loại vật liệu cho mỗi 1 m3 bê tông đầm lăn. 3- Trộn thử - Điều chỉnh. Để tính toán ra lượng dùng mỗi loại vật liệu kể trên là phải dựa vào một số giả thiết và công thức kinh nghiệm, hệ số kinh nghiệm, hoặc là lợi dụng những tài liệu kinh nghiệm đã có. Các thông số của nó là phải thông qua thí nghiệm trong phòng để xác định, do điều kiện thí nghiệm và tình hình thực tế có sự khác nhau, cũng có thể không phù hợp hoàn toàn với thực tế nên bắt buộc phải thông qua các mẫu trộn thử để điều chỉnh độ công tác của hỗn hợp bê tông và dung trọng thực tế của hỗn hợp bê tông. Dùng cấp phối đã xác định sơ bộ được để tiến hành trộn thử bê tông , xác định giá trị Vc của hỗn hợp bê tông, nếu như độ Vc lớn hơn yêu cần thiết kế, thì phải giữ nguyên lượng cát và tăng thêm cốt liệu thô và điều chỉnh lượng nước sao cho tỷ lệ W/(C+F+S) không thay đổi, Ngược lại thì giảm lượng cát dùng và lượng nước tương ứng. 4. Xác định cấp phối trong phòng. Khi tỷ lệ W/(C+F) của bê tông không thoả mãn yêu cầu đối với các chỉ tiêu yêu cầu của BTĐL, như các chỉ tiêu cường độ và tính bền của bê tông - thông thường có thể sử dụng 3 cấp phối khác nhau, mỗi một cấp phối qua trộn thử, điều chỉnh để
đạt được cấp phối mới, thường tỷ lệ W/(C+F) trong hai loại cấp phối phải điều chỉnh tăng hoặc giảm 5% lượng XM để trộn thử. Lượng dùng nước của 3 loại cấp phối không giống nhau, lượng cát có thể dựa vào độ Vc để thay đổi, điều chỉnh tăng thêm cho thoả đáng. Mỗi một cấp phối phải căn cứ vào cường độ và tính bền của các mẫu thí nghiệm, bảo dưỡng cho đến khi tuổi bê tông theo quy định và tiến hành thí nghiệm. Sau đó dựa vào kết quả thí nghiệm để xác định được cấp phối trong phòng. Để xác định dung trọng thực tế của hỗn hợp bê tông phải tính toán được lượng vật liệu dùng thực tế của cấp phối bê tông đã điều chỉnh được ở trong phòng . (qua trộn thử, điều chỉnh để đưa ra được cấp phối ở trong phòng..) 5. Tính toán lại cấp phối hiện trường thi công. Sau khi thí nghiệm trong phòng đưa ra được cấp phối bê tông trong phòng, thông thường coi vật liệu cát, đá có trạng thái bề mặt khô bão hoà, Nhưng ttại hiện trường thường hàm lượng nước thực tế trong cát, đá so với thí nghiệm trong phòng là khác nhau, vì vậy mà lượng vật liệu thực tế ở hiện trường phải căn cứ vào tình hình nước có trong cát, đá để tiến hành điều chỉnh. Giả sử tỷ lệ lượng nước có trong cát ở hiện trường thi công là a%, của đá là b%. Thì cấp phối trong phòng sẽ được tính đổi thành cấp phối hiện trường là : C’ = C; F’ = F ; S’ = S (1+ a%) G’ = G (1 +b%); W’ = W - S x a% - G x b% Trong công thức trên: C, F, W, S, G là lượng vật liệu của cấp phối tính được trong phòng. C’, F, W’, S’, G’: lượng dùng mỗi loại vật liệu ở hiện trường thi công thực tế. Khi hàm lượng hạt quá kém của cát đá ở công trình vượt quá phạm vi quy phạm quy định, cũng phải tiến hành tính đổi cấp phối bê tông trong phòng. 6. Thí nghiệm đầm nén hiện trường và điều chỉnh cấp phối. Khi một công trình đang thi công BTĐL đều bắt buộc phải tiến hành thí nghiệm đầm lèn hiện trường, ngoài việc để xác định các tham số thi công, kiểm nghiệm hệ thống vận hành sản xuất, thi công và tình trạng máy móc đồng bộ, các biện pháp quản lý thi công, ngoài ra còn thông qua thí nghiệm đầm lèn hiện trường để có thể kiểm nghiệm lại cấp phối của bê tông đã thiết kế ra xem có thích ứng với thiết bị thi công không (Bao gồm cả tính đầm lèn, tính dễ đầm chặt v.v.) và tính năng chống phân tầng của hỗn hợp bê tông. Khi cần thiết có thể phải dựa vào tình hình đầm lên thực tế để điều chỉnh lại cấp phối bê tông cho hợp lý. : Dung trọng xốp ở trạng thái đầm chặt của cát và đá.
Kết luận : Bê tông đầm lăn (BTĐL) là một loại bê tông có công nghệ sản xuất và thi công mới và tiến bộ, hiện đã được áp dụng ở nhiều nước trên thế giới. Ngay nước láng giềng của Việt nam là Trung Quốc có điều kiện khí hậu gần tương tự Việt nam cũng đã ứng dụng BTĐL vào việc xây dựng các công trình, đặc biệt là ứng dụng vào việc xây dựng các đập Thuỷ công từ nhiều năm nay. Hiện nay BTĐL đang có xu hưóng được nghiên cứu và ứng dụng ở nước ta, đặc biệt là trong công tác xây dựng đập bê tông trọng lực khối lớn. Vì vậy BTĐL cần được nghiên cứu đầy đủ từ vật liệu chế tạo, công nghệ thiết kế và thi công, trong đó có khâu thiết kế cấp phối BTĐL sao cho đạt được yêu cầu đặt ra với công trình, vừa đảm bảo kỹ thuật và kinh tế trong đIều kiện thời tiết , khí hậu và tình hình vật liệu của Việt nam là vấn đề rất cần thiết và cấp bách được đặt ra cho các nhà khoa học, kỹ thuật nước ta để nhanh chóng làm chủ công nghệ thiết kế và thi công BTĐL ở Việt Nam. Paving with roller compacted concrete: RCC topped with asphalt quickly provides a durable street Concrete Construction, Feb, 2005 by William D. Palmer, Jr. • E-mail • Print • Link "This is the finest product for city streets to come along in years," said Marty Savko of Nickolas Savko & Sons, Columbus, Ohio. "I first read about roller compacted concrete (RCC) pavement in 1995 and it sounded interesting so I did some research then sent our engineers to some jobs to learn more. The more we learned, the better it sounded, so I convinced the city to try it. Since 2001, over 100 street projects have been constructed with RCC pavements in central Ohio. Now we are producing 100,000 cubic yards of RCC a year." Most Popular Articles in Business Research and Markets : Tesco Plc - SWOT Framework Analysis Do Us a Flavor - Ben & Jerry's Issues a Call for Euphoric New Flavors eBay made easy: ready to start an eBay business? These 5 simple steps will ... Katrina's lawsuit surge: a legal battle to force insurers to pay for flood ... Wal-Mart's newest distribution center opened last month near the southwest ... More »
Savko's first RCC street project was in Gahanna, Ohio. "Here in Gahanna, we like RCC for residential street rebuilds," said city engineer Karl Weatherholt. "We're able to get residents back on the street much faster than with an ordinary concrete base." What is RCC? RCC was first developed as a paving material in 1976. Some Canadian builders had the idea of doubling the amount of cement in a soil cement mix to stabilize the surface at a log sorting yard. They got much more than they had expected--it was strong and durable, and it went down quickly and easily. A 1998 Portland Cement Association (PCA) study of this log sorting yard in British Columbia found quite a bit of cracking--not surprising since this was very early in the development of the construction method. Nonetheless, the yard continues in full service today and "the operators report that they are very satisfied with the performance of the RCC pavement." RCC is a very dry (zero-slump) concrete mix with 3/4 inch maximum size aggregate and overall well-graded aggregate so that it remains stable under the action of a vibratory roller. The RCC is placed using dump trucks and a modified asphalt paver, then rolled to get the needed compaction. The resulting surface looks a little rough, but it gains strength rapidly and the very low water-cement ratio soon far surpasses conventional concrete with an equivalent amount of cement. Since it is not as smooth as finished concrete, RCC is typically used as the surface course primarily for industrial areas, parking lots, or low-speed applications (less than 35 mph). For example, the Georgia DOT is currently constructing RCC shoulders on 15 miles of I- 285 in Atlanta. In central Ohio, composite roadways (concrete base with asphalt overlay) have been the standard for city streets for many years. The higher strength concrete base course is more durable and prevents the rutting that might occur with a full-depth asphalt base course. A study of city streets in Columbus by Michael Darter of ERES, a Champaign, Ilk-based engineering firm, concluded that the concrete base provided a load-carrying capacity about four times greater than full-depth asphalt. Savko's brainstorm was to replace the conventional concrete with RCC. In this application in central Ohio, RCC is normally placed in a single 6-inchthick layer with a 1 1/2-inch-thick asphalt topping. Occasionally, designers specify it at up to 9 inches thick, although Savko believes that this is over-designed because the RCC is so much stronger than engineers believe it will be. It can easily achieve 7000-psi compressive strength and 700-psi flexural strength. David Luhr, a PCA engineer and program manager for RCC said, "The higher strength of the RCC allows for the design of a thinner pavement section and will provide longer pavement life." City streets Using RCC as the base course for city streets with a thin asphalt overlay is quickly gaining popularity in Ohio and elsewhere. For one thing, since RCC is basically a wet, compacted gravel, light traffic can go onto the new pavement almost immediately--within 10 feet behind the paver in extreme cases. This allows streets to be reopened much more quickly than with conventional concrete--usually about 2
hours after the RCC goes down. Residents can get back home the same evening after paving. Emergency vehicles can get return almost immediately if necessary. Truck traffic, however, should be kept off the pavement for a few days to allow the RCC to gain strength. As a base course, RCC is much stronger than asphalt, and cheaper and faster going down than conventional concrete. "In one of the Columbus projects," said Luhr, "the city required the contractor to obtain 400psi flexural strength before they could switch traffic back over to the completed RCC. The contractor was able to obtain that in about 24 hours. If the design calls for an asphalt or concrete surface over the RCC, the surfacing operation can begin within a few hours after placing the RCC." Construction tactics Because of the very low water content, RCC mixing is not as productive using a central mix plant--so a pug mill is often used, a very high-energy mixing device. Savko bought his own pug mill. Coming out of the mixer, the material looks very much like wet gravel, and it is then transported to the construction site in dump trucks. "The important thing is to control the moisture content," said Savko. "We keep it at 8%. Even 1% over that is too much--the roller starts leaving marks." Paving with roller compacted concrete: RCC topped with asphalt quickly provides a durable street Concrete Construction, Feb, 2005 by William D. Palmer, Jr. • E-mail • Print • Link
eBay made easy: ready to start an eBay business? These 5 simple steps will ... Katrina's lawsuit surge: a legal battle to force insurers to pay for flood ... Wal-Mart's newest distribution center opened last month near the southwest ... More » Savko then uses steel drum vibratory rollers to compact the RCC to achieve the specified density of 150 pounds/cubic foot. "We can usually get the required density with six to eight passes of our double drum Ingersoll-Rand DD90 vibratory roller;" said Savko. City inspectors follow behind, testing the density with nuclear gages to assure the proper compaction. There is no further finishing on an RCC surface. Workers spray the surface of the RCC to keep it from drying out during its initial curing. They also spray the edges of the RCC course until the adjacent lane is paved to prevent a longitudinal cold joint. Within a few hours, transverse control joints are sawed at about 30-foot spacing (versus 20 feet for conventional concrete). No steel is used in the pavement--experience has shown excellent aggregate interlock at joints making dowels unnecessary. Soon after the joints are cut, the thin (1 1/2-inch-thick) asphalt layer is placed with an asphalt paver and rolled. On a project in Calgary, Alberta, a major intersection was completely reconstructed over a 48-hour weekend by Standard General Construction Co., Calgary. More than 6000 square meters were replaced under full traffic conditions in one weekend, with one-half of the intersection closed at any one time. As a test, half of the intersection was paved with 150 mm of RCC and 15 mm of polymer-modified asphalt; the other half had 150 mm of RCC and 35 mm of conventional asphalt. The existing asphalt was milled out and the surface was swept clean. Standard General then placed RCC with an ABG Titan paver and compacted with a 16-ton Dynapac dual steel drum vibratory roller. Final rolling was completed with a rubber tire packer to get a smoother surface. Workers then fogged the RCC until RCC placement on that half of the intersection was completed when a tack coat was sprayed on to seal the moisture in and prepare for the asphalt placement. Once asphalt was placed and had cooled, the intersection was reopened on schedule. Durability confirmed A study in 1986 seemed to suggest that there could be some susceptibility for RCC pavements to be damaged by freeze-thaw action. The U.S. Army Corps of Engineers performed a study in 1990 that found no damage at all to test sections of RCC from freezing and thawing and that concluded that "RCC is a suitable construction material for pavements in cold regions." But, since it is difficult to get entrained air into RCC, the fear of surface scaling persists. When covered with an asphalt layer, this is no longer a problem, and no damage to composite pavements from freeze-thaw has been found. PCA research on numerous projects in North America found excellent freeze- thaw durability on unsurfaced RCC pavements.
Paving with roller compacted concrete: RCC topped with asphalt quickly provides a durable street Concrete Construction, Feb, 2005 by William D. Palmer, Jr. • E-mail • Print • Link
continuous flow pugmills, twin-shaft mixers, conventional batch mixers, tilting-drum truck mixers, and in some instances for small jobs, ready-mix trucks. Water Control Structures RCC can be used for the entire dam structure, or as an overtopping protection on the upper section and on the downstream face, The nominal maximum aggregate size can range up to 150 mm. The zero slump mix is produced in a high capacity central mixing plant near the site and delivered by truck or by conveyor belt. Cement content is usually lower than that used in a conventional concrete mix, but similar to that of mass concrete. Compressive strength ranges from 7 to 30 MPa. The RCCmix is transported by trucks and conveyor belts and spread by grader or bulldozer, followed by rolling with vibratory compactors. No forms are used. On some projects the upstream face is surfaced with higher strength conventional air-entrained concrete for improved durability. RCC dams have the advantage of allowing much steeper slopes on both faces. In addition to the advantage of using less material, the dam is completed and placed in service earlier, usually at a significant savings in overall cost compared to an earth fill structure. Other water control RCC applications include use as an emergency spillway or overtopping protection for embankment dams, low permeable liner for settling ponds, bank protection, and grade control structure for channels and riverbeds. Pavements The uses for RCC paving range from pavements as thick as one metre for the mining industry to city streets, paved surfaces for composting operations, logging, truck stagging areas, and warehouse floors.The procedures for construction of an RCC pavement require tighter control than for dam construction (Arnold and Zamensky 2000). Cement content is in the same range as conventional concrete, 300 to 350 kg/m 3 , and compressive strength is of the same order, 30 to 40 MPa. New mix designs with supplementary cementing materials have provided strengths in the 50 to 60 MPa range and above. The nominal maximum aggregate size is limited to 20 mm to provide a smooth, dense surface. The zero slump mix is usually produced in a continuous flow pugmill mixer at production rates as high as 350 tonnes per hour. It is possible to mix RCC in a central batch plant, but the plant must be dedicated to RCC production exclusively, because the material tends to stick to the inside drums. Specifications usually require that the mix be transported, placed, and compacted within 60 minutes of the start of mixing; although ambient weather conditions may increase or decrease that time window. RCC is typically placed in layers 125 to 250 mm in thickness using an asphalt-type paving machine. High-density paving equipment is preferred for layers thicker than 150 mm since the need for subsequent compaction by rollers is reduced. Where a design calls for pavement thickness greater than 250 mm, or the equipment being utilized is not able to properly compact 250 mm lifts, the RCC should be placed in multiple layers. In this type of construction, it is important that there be a minimum time delay in placing subsequent layers so that good bond is assured. Following
placement by a paver, RCC can be compacted with a combination of vibratory steel- wheeled rollers and rubber-tired equipment. Curing is vitally important in RCC pavement construction. The very low water content at the initial mixing stage means that an RCC mix will dry out very quickly once it is in place. Continuous water curing is the recommended method, although sprayed on asphaltic emulsion, plastic sheeting, and concrete curing compounds have been used in some cases. Pavement projects have had design compressive strengths of about 35 MPa with field strengths in the range of 35 to 70 MPa (Hansen 1987) High-performance roller compacted concrete for areas subjected to high impact and abrasive loading were developed in the mid-1990’s. These mixes are based on obtaining the optimum packing of the various sizes of aggregate particles, and the addition of silica fume to the mix by the use of a GUb-SF (10E-SF) blended cement. Field test specimens having compressive strengths on the order of 55 MPa in 7 days are being achieved. (Marchard and others 1997 and Reid and others 1998). ACI addresses roller-compacted concrete in two guides - ACI 207.5, Roller Compacted Mass Concrete, deals with RCC for water control structures and ACI 325.10, Roller Compacted Concrete Pavements, covers new developments in RCC pavements. Holderbaum and Schweiger (2000) provide a guide for developing RCC specifications and commentary. References: ACI Committee 207, Roller-Compacted Mass Concrete, ACI 207.5R-99, ACI Committee 207 Report, American Concrete Institute, Farmington Hills, Michigan, 1999, 46 pages. ACI Committee 325, State-of-the-Art Report on Roller-Compacted Concrete Pavements, ACI 325.10R-95, ACI Committee 325 Report, American Concrete Institute, Farmington Hills, Michigan, 1995, 32 pages. Arnold, Terry, and Zamensky, Greg, Roller-Compacted Concrete: Quality Control Manual, EB215, Portland Cement Association, 2000, 58 pages. Hansen, Kenneth D., "A Pavement for Today and Tomorrow," Concrete International, American Concrete Institute, Farmington Hills, Michigan, February 1987, pages 15 to 17. Holderbaum, Rodney E., and Schweiger, Paul G., Guide for Developing RCC Specifications and Commentary, EB214, Portland Cement Association, 2000, 80 pages. Reid, E., and Marchand, J., "High-Performance Roller Compacted Concrete Pavements: Applications and Recent Developments", Proceedings of the Canadian Society for Civil Engineering 1998 Annual Conference, Halifax, Nova Scotia, 1998. Hội nghị chuyên đề quốc tế lần thứ tư về đập RCC
Công nghệ mới về thiết kế và xây dựng đập bê tông đầm lăn RCC (Roller compacted concrete đã được xem xét lại một cách toàn diện trong 3 ngày hội nghị chuyên đề tại Madrit. Các chuyên gia của tất cả các nước khai phá đầu tiên và đi đầu trong xây dựng đập RCC đã trao đổi kinh nghiệm và báo cáo về sự tiến triển ở đất nước họ. Tháng 11/2003, khoảng 450 đại biểu từ 33 quốc gia đã nhóm họp tại hội nghị chuyên đề được tổ chức bởi ủy ban Quốc gia về Đập lớn của Tây Ban Nha, phối hợp với TECA (Viện nghiên cứu Xi măng Tây Ban Nha) và ủy ban Quốc gia Trung Quốc về Đập lớn. Những hội nghị trước đó về chủ đề này đã được tổ chức tại: Bắc Kinh, Trung Quốc, 1991; Santander, Tây Ban Nha, 1995; và Thành Đô, Trung Quốc, 1999. Buổi lễ khai mạc do D.Pascual Fernandez, Bộ trưởng tài nguyên Nước, chủ trì. Công nghệ RCC (Roller Compacted Concrete) đã đáp ứng được nhiều nhu cầu nảy sinh ở một số quốc gia đạt đến “sự phát triển đầy đủ về thủy lực”; các kết cấu là tương đối dễ xây dựng, nếu các nguồn có sẵn, và sự đơn giản của nó phù hợp với các đất nước có ít kỹ năng, nhưng nhu cầu lại rất khẩn thiết, đặc biệt nếu có sự hợp tác quốc tế nào đó. Một bài diễn văn khai mạc khác, do Bộ trưởng Bộ Môi trường Tây Ban Nha trình bày đã nhấn mạnh tầm quan trọng của RCC và những thành công đã đạt được trong xây dựng đập RCC ở Tây Ban Nha, và hoan nghênh sự hợp tác của các chuyên gia quốc tế trong lĩnh vực này. Giáo sư Shen Chonggang, đại diện Ủy ban quốc gia Trung Quốc về ICOLD (International Committee on Large Dams - ủy ban Quốc tế về Đập Lớn) nhận xét rằng, số lượng khá đông đại biểu tham gia hội nghị chuyên đề này đã phản ánh tầm quan trọng ngày càng tăng của đập RCC trên toàn thế giới. A.Bergeret, Tổng Thư ký ICOLD nhấn mạnh mục tiêu của hội nghị chuyên đề này là nhằm vào các vấn đề kỹ thuật của việc xây dựng đập RCC và điều này chứng minh rằng công nghệ về Đập RCC hãy còn non trẻ, có khả năng tiến xa hơn và đổi mới. Giáo sư L.Berga, Chủ tịch ủy ban Quốc gia Tây Ban Nha về ICOLD và ủy ban Tổ chức Hôi nghị chuyên đề, hiện có 251 đập RCC lớn đang vận hành và 34 đập đang xây dựng. 145 báo cáo từ 30 quốc gia, đã cho thấy sự chú ý của giới chuyên môn về công nghệ này. Xem xét công nghệ RCC Báo cáo của Tiến sĩ M.R.H. Dunstan (Anh Quốc) đã phản ánh sự tiến bộ to lớn trong công nghệ RCC, từ ý tưởng đầu tiên được đưa ra thảo luận năm 1974. Ông lưu ý rằng, sự tăng dần về chiều cao và khối lượng của đập RCC chứng tỏ niềm tin vào phương pháp này đã tăng lên: năm 1996 chỉ có 157 đập RCC được xây dựng ở 20 quốc gia (1/3 là ở châu Á), thì hiện nay đã có 251 đập RCC ở 35 quốc gia. Đập RCC hiện được xây dựng ở những nước có điều kiện khí hậu thay đổi nhiều. Hiện nay số lượng đập RCC lớn được xây dựng nhiều hơn so với các loại đập khác. Báo cáo của ông tập trung vào các triển khai trong đường lối thiết kế ở các năm gần đây, và ông so sánh các số liệu về các đập RCC đã hoàn thành vào cuối năm 1996 với những đập cùng loại hoàn thành vào cuối năm 2002 khi đánh giá: sự phân bố địa lý, đường lối thiết kế chung, các vật liệu gắn kết được sử dụng, khối lượng và kích cỡ cốt liệu được sử dụng, loại máy trộn bê tông được sử dụng, chiều dầy lớp, các phương pháp tạo thành các mặt thượng lưu và hạ lưu và các phương pháp sử dụng để tạo thành đập tràn. Một vài kết luận của ông được tóm tắt như sau: · Số lượng đập RCC đã tăng liên tục từ 157 đập năm 1996 lên 251 đập năm 2002.
· Từ 20 quốc gia năm 1996, năm 2002 đã có tới 35 quốc gia đã hoàn thành xây dựng đập, và hiện có 4 quốc gia nữa đang xây dựng đập RCC. · Kích thước đập RCC đang xây dựng cũng tăng lên, với chiều cao trung bình là 80 m và khối lượng trung bình là 600.000 m3. · Đập RCC được xây dựng ngày càng nhiều hơn ở các nước đang phát triển. · Mặc dù cho đến nay việc sử dụng xi măng Portland và tro bay có hàm lượng vôi thấp vẫn còn được dùng phổ biến làm vật liệu kết dính cho đập RCC, song việc dùng xi măng Portland và pozzolan thiên nhiên cũng được tăng cường sử dụng nhiều hơn. · Sự biến đổi đáng kể nhất mới đây trong phương pháp luận xây dựng là sự triển khai của EGVR (enriched groutable vibratable RCC – bê tông đầm lăn chịu rung giầu vữa). Kỹ thuật được sử dụng để cải tiến khả năng làm việc của bê tông đầm lăn làm cho nó có thể cứng chắc được bằng các đầm rung nhấn chìm sâu vào trong các ván khuôn và các vai. Đập RCC ở Tây Ban Nha M.Alonso-Franco của ủy ban Quốc gia Tây Ban Nha đã xem xét các đặc tính của đập RCC ở Tây Ban Nha, phân loại đập, thiết kế và xây dựng đập, và các yếu tố liên quan đến vật liệu. Hơn 70% đập ở Tây Ban Nha là các kết cấu bê tông, vì điều kiện nền móng nói chung là tốt, nhưng cũng còn vì các sông ở Tây Ban Nha có thể phải chịu những cơn lũ lớn. Do vậy, trong những năm 80, khi công nghệ RCC phát triển, Tây Ban Nha đã triển khai tích cực các hoạt động trong lĩnh vực này. Hiện nay, đã có 24 đập RCC đang vận hành ở Tây Ban Nha, với 21 đập được xếp vào loại lớn theo định nghĩa của ICOLD. Một đập là kết cấu trọng lực thẳng, những đập khác cong. Tất cả các đập RCC ở Tây Ban Nha đều được thiết kế như các kết cấu có hàm lượng dính kết cao (>250kg/m3). Có thể có hàm lượng tro bay cao là do có sẵn nhiều tro bay chất lượng tốt từ các nhà máy nhiệt điện đốt than. Tính không thấm nước có xu hướng để cho bê tông chất lượng cao ở thân đập gánh chịu mà không cần đến các vật liệu khác. Alonso-Franco biểu thị sự lạc quan về tương lai của đập RCC ở Tây Ban Nha. Do lượng mưa phân bố không đều nên nhu cầu xây đập là hoàn toàn có cơ sở. Theo kế hoạch Quốc gia về Nước, dự kiến sẽ xây dựng ít nhất là 100 đập mới, 50 - 60 đập trong số đó sẽ được xây dựng trước mắt. Đập RCC ở Trung Quốc Giáo sư Shen Chonggang, trong bài diễn văn của mình đã tập trung vào các nghiên cứu của Trung Quốc, sự đổi mới và các tiến bộ trong lĩnh vực RCC trong 17 năm qua, kể từ khi đập trọng lực RCC Kengkou được hoàn thành ở tỉnh Phúc Kiến (đập đầu tiên thuộc loại này). Hiện nay đã có 45 đập RCC được hoàn thành ở Trung Quốc, và 17 đập khác đang xây dựng, trong đó có 8 đập cao hơn 100 m. Việc triển khai xây dựng đập vòm RCC ở Trung Quốc là một mốc đang ghi nhớ. Đập RCC cao nhất thế giới, Longtan (216,5m) bắt đầu được xây dựng vào năm 2001. Báo cáo đã trình bày các xu hướng trong thiết kế hỗn hợp, nhấn mạnh sự ưu tiên sử dụng bụi đá và MgO làm vật liệu bổ sung. Bê tông giầu vữa chịu rung (EGVC) đã được sử dụng khoảng 15 năm nay ở Trung Quốc cho
kết quả tốt tại 10 đập. Trong một vài trường hợp ở Trung Quốc, đã sử dụng các đập tràn bậc thang, nhưng không nhiều như các nơi khác trên thế giới, do yêu cầu khả năng xả lớn, dẫn đến cột nước và vận tốc dòng chảy cao. Shen kết luận rằng viễn cảnh phát triển tương lai của đập RCC ở Trung Quốc là rất tốt. Đặc biệt là kết cấu vòm. Các chi phí nói chung là thấp hơn các đập bê tông truyền thống khác khoảng 20%, và kinh nghiệm thu được về tốc độ xây dựng là rất tốt, một vài đập lớn đã được hoàn thành trong vòng 2 - 3 năm, đập có quy mô trung bình thì chỉ trong một mùa khô. Với một chương trình lớn phát triển nguồn nước của Trung Quốc và đặc biệt là trong xây dựng các nhà máy thủy điện, chắc chắn sẽ có nhiều đập RCC tiếp tục được xây dựng. Sử dụng RCC trong các dự án phục hồi Trong phát biểu của mình K.D.Hansen của Schnabel Engineering Inc, USA nhấn mạnh việc sử dụng RCC trong các dự án sửa chữa và nâng cấp. Lần đầu tiên áp dụng công nghệ RCC (mặc dù lúc đó được hiểu là bê tông lăn) là ở đập Tarbela, Pakistan. Tại đó công nghệ RCC đã được đưa vào sử dụng cho 8 dự án đơn lẻ trong vòng 12 năm, bao gồm đường hầm xả ban đầu bị hỏng vì bị lấp kín, và bể xả. Tuy vậy, kể từ dự án đó, việc áp dụng công nghệ RCC cho các công trình phục hồi lại được tiến hành chủ yếu ở Mỹ, hoặc để nâng cấp kết cấu (tăng dung tích hồ chứa hoặc năng lực xả của đập tràn) hoặc cho công tác sửa chữa trong trường hợp bị hư hỏng. Hơn 100 dự án như vậy đã được thực hiện ở Mỹ. Việc nâng cấp công trình thủy công được sử dụng nhiều nhất, chẳng hạn như thay một lớp RCC ở mái hạ lưu của các đập đất đắp, sao cho các đập đó có thể chống chịu được việc tràn qua đỉnh. RCC cũng được sử dụng để tăng ổn định kết cấu của các đập bê tông hoặc đá xây bằng việc gắn các trụ ốp ở hạ lưu vào kết cấu hiện có. Trong các trường hợp khác, như là đập Quail Creek Nam ở Utah và đập Tobesoftkee Creek ở Georgia, một đập RCC đã được sử dụng để thay thế cho một kết cấu đã bị hỏng. Một dự án sửa chữa lớn vừa đây đã dùng đến công nghệ RCC, được Hansen nêu như một ví dụ khác nữa là đập SaludaM, nơi đã dùng một cơ ốp RCC bổ sung thêm giữa đập hiện có và nhà máy thủy điện để bảo vệ dự án trong trường hợp động đất mạnh. Kinh nghiệm của Nhật Bản L.Nagayama điểm lại lịch sử RCD (roller compacted dam concrete - bê tông đầm lăn dùng cho đập), với 40 đập loại này đã được xây dựng kể từ khi hoàn thành đập Shimajigawa cao 89 m năm 1980. Quan điểm của Nhật Bản - ông nói - không xem các đập này là một loại mới, mà coi chúng như đập trọng lực với phương pháp xây dựng mới. Việc thực hiện theo yêu cầu của các đập RCD cần phải chính xác giống như các kết cấu bê tông truyền thống. Ví dụ, các mối nối liên kết ngang nên cách nhau 15 m để chống nứt do nhiệt độ, và bê tông truyền thống chất lượng cao sẽ được đổ tại các bề mặt thượng lưu và hạ lưu để bảo đảm sự kín nước và độ bền cao đối với các tác động của băng tan. Đập RCD cao đầu tiên là Tamagawa, được Bộ Xây dựng hoàn thành năm 1987, và điều này đã khẳng định các ưu điểm khác của phương pháp này, giúp cho việc ứng dụng rộng rãi cho các đập bê tông trọng lực ở Nhật Bản. Ông đề cập đến sự phát triển hiện nay là dùng cát và sỏi kết dính bằng xi măng (CSG - cemented sand and gravel) để xây dựng các đê quai. Điều này được sử dụng trước tiên là