Điều kiện khí hậu nóng ẩm Việt Nam - Công tác bê tông: Phần 1

Chia sẻ: Lê Thị Na | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:135

Thêm vào BST

Báo xấu

196
lượt xem 33
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Tài liệu này giới thiệu một số kết quả nghiên cứu và kinh nghiệm, thực tế về nâng cao chất lượng và xử lý sự cố công trình bê tông chịu tác động thường xuyên và dài ngày của các điều kiện của khí hậu nóng ẩm Việt Nam. Tài liệu gồm 2 phần, sau đây là phần 1. Mời các bạn cùng tham khảo.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Điều kiện khí hậu nóng ẩm Việt Nam - Công tác bê tông: Phần 1

PGS. TS. NGUYỄN TIẾN ĐÍCH CÔNG TÁC BÊ TÔNG TRONG ĐIỀU KIỆN ■ KHÍ HẬU ■ NÓNG ẨM VIỆT ■ NAM (Sách dùng cho thiết ké, thi công, kiểm tra chất lượng công trình bé tông và bé tông cốt thép, nghiên c ứ j khoa học, đào tạo đại học và sau đại học chuyên ngành xây dụìig) (Tái bản) NHÀ XUẤT BẢN XÂY DựNG HÀ NÔI -2011
LỜI NÓI ĐẦU Bé tông cung giống như loài cây, nó ưa nhiệt và ảỉu. Cùy không có nước sè khô héo, không có nắng ấm sẽ kém p h á t triền. Bô tòng củng ưậy, khỉ có ?ĩẻn nhiệt độ và độ ảm không k h í cao thi chài li/Ợng sõ tốt, cường độ ngày càng phát triến. Ngược lại thi chá lượng sẽ kém đi. Nước ta nằm trong vùng có khí hậu nóng âm. K hí hậu này về cơ bần rát th íc h hợp VỚI các kết cấu bè tóng VI nó củ nển nhiệt độ và độ ă m cao, Váy là điều kiện tự nhiên quý, giup cho kết cấu bô tông duv tri được chất ìượng lãu dài trong quá trinh sử dụng công trình. Tuy nhiên k h í hậu nóng ã m nước ta cùng có những tác động ngược lại, làm cho chất lượng bè tông bị kéĩU, kết cảu bê tông có thè bị nứt, bị ăn mòn, rêu mốCy thấm dột, do đó tuổi thọ công trinh sẽ bị S ỉ iy giảm. Đỏi với người xây dự ng thì vấn đổ đặt ra là: lùm sao tận dụng được những mậị tích cực của vùng k h i hậu đối với kết cấu bê tông đè duy tri và năng cao chất lượng của chúng. Đồng thời khắc phục ítưực nỉìữỉig mặt Ỉiẽỉi cực của ưùng k h ỉ hậu đê tránh những tổn thất chất lưỢng có th ế xảy ra. Cuốn sách này giới thiệu một s ế k ế t quả nghiên cứu và k in h nghiệm, thức tẻ về năng cao chất lượng và xử lý sự cô cô?ĩg trinh bê tông chịu tác dộng thường xuyên uà dài ngày của các điều kiện của k h í hậu nóng á m Việt Nam . N hững s ố liệu kỹ thuật nêu trong sách đều được p h â n tích dánh giá khoa học trong phòng thí nghiệm và được kiềm chứng trên nhiều công trinh trong nhiều năm- qua. Các hỉnh ảnh nêu trong sách đều ỉà của những công trinh xãy dựng ở Việt N a m trong nhiều n ă m qua. K hi đê cập đến mỗi vấn đề kỹ thuật cụ thè\ tác giả đều cố gắng p h ả n tích lý thuyết cơ bản của vấn đề, và đối chiếu với thực tế trên công trinh đ ể chứng tỏ. N hững vấn đề nẽu trong sách có thế sẽ giúp bạn đọc tham khảo trong công tác thiết kế, thi công, kiếm tra chất lượng công trinh hê tông, nghiên cứu khoa học về bê tông và kết cấu bê tống, đào tạo đại học và trên đại học chuyên ngành xẫy dựng.
Tác giả xin chân thành cảm ơn tập th ể các chuyên gia hê tông thuịc Viện chuyên ngành Bê tông, và các cộng sự khác của Viện KHCN xóy dựng Bộ X â y dựng đã nhiều năm cùng phối hỢp với tác giả đê nghiét cứu vấn đ ề tác động của kh í hậu nóng ẩm nước ta đến công tác bê tôn^. N hiều sô'liệu nghiên cứu đã được tác giả trích dẫn trong sách này. Tác giả cũng chăn thành cảm ơn N hà xuất bản Xây dựng đã in sác'% này giới thiệu cùng hạn đọc. Trong qua trinh biên soạn sách chắc chắn còn có những sơ suât. Tcc giả rất m ong nhận được ý kiến của độc giả. Xin cảm ơn. Tác giả Địa ch ỉ liên lạc: Nhà 10 - ngõ 144 Đường: An Dương Vương Phưòìig: Phú Thượng Quận: Tây Hồ - Hà Nội. Điện thoại: 04.7570684 E-mail; Dichibíit @hn.Ynn.vn
Chương 1 KHÍ HẬU NÓNG ẨM VIỆT NAM VÓI CÔNG NGHỆ BÊ TÔNG 1.1. ĐẶC ĐIỂM KHÍ HẬU NÓNG Ẩ m v i ệ t n a m Việt Nam nằm trong vùng nội chí tuyến Bắc bán cầu, có khí hậu thuộc loại hình nhiệt đới gió mùa, với những thuộc tính cơ bản là nóng ẩm và phàn hoá theo mùa rõ rệt. Do đăc điểm đấi nước nằm dài từ Bắc đến Nam, nên khí hậu cũng thay đổi theo từng vùng: Các tỉnh phía Bắc thuộc loại hình nhiệt đới gió mùa, có mùa hè nóng và mùa đông lạnh. Còn các tỉnh phía Nam mang đặc tính khí hậu nhiệt đới gió inùa diến hình, mà đặc trưng cơ bản là một nền nhiệt độ cao, ít thay đổi trong nãni \ à một chế độ mưa ẩm phân hoá rõ rệt theo mùa. Các yếu tố khí hậu (bao gồm: Độ ẩm và nhiệt độ không khí, tốc độ gió, bức xạ mạt Irời, lượng inưa) ó mối vùiig và mỗi mùa cũng rất khác nhau. Đối với bê tỏng, các yếu tố khí hậu nóng ẩm có tác động và ảnh hưởng ìớn đến quá trình đóng rắn và hình thành cấu trúc ban đầu, chất lượng bê tông, công nghệ thi công và độ bền làu của kêì cấu bê tông cốt thép trong viộc duy trì các công nãng thiết kế. Thí dụ; - Trời nắng nóng, không khí khô có thế làm cho bê tông bị mất nước nhanh trong những giờ đầu đóng rắn, để lại cấu trúc rỗng, hoặc gây nứt mặt bê tông; - Độ sụt của bê tông có thể bị hao tổn nhanh dưới trời nắng nồng; - Bè tông có thê’ bị tổn hao cường độ mác dưới tác động của khí hậu nóng ẩm nếu không được bảo dưỡng đúng kv thuật trong những ngày đầu đóng rắn; - Kết cấu BTCT có thể bị nứt dưới tác động lâu ngày của các yếu tố khí hậu; - Bê tông khối lớn sẽ toả nhiệt nhanh dưới trời nắng nóng, gây nứt bê tông do hiệu ứng nhiệt thuỷ hoá của xi mãng trong bê tông;
- Bê tông co lế tăne nhanh dón« ràn trong điềukiện khíhậu nắng nong; - Bê tòng co .lế phát triẽn cường độ tiếp sautuổi 28 ngày trons điều k:ện khí hậu nóng ám v.v... Vì vậy chúng ta cần xem xét còng tác bê tỏng ớ nước ta theo từna \ ùni’, \'ới từng mùa khí hậu riêng. Đâv là inột việc khó, đòi hỏi nhiều cỏti” ứe nghiên cứu. Tuy nhiên, địa hình nước ta có Ihể quy nạp thành 3 vùng khí hậu điên hình đại diên cho 3 micn: Bắc, Trung và Nam. Dưới đây sẽ xem xét cụ thê diểu kiện khí hậu ớ mỗi miền phục vụ cỏnịỊ lác bè tỏng. 1.2. ĐẶC ĐIỂM k : ií H ậ u m iề n b ắ c đ ố i v ớ i c ô n g t á c b ê t ô n g Thông thường mỗi mùa khí hậu được đặc trưng bởi các thông số khí h.ậu chú yếu sau đây: - Nhiệt độ khoiig khí. T^^C; - Độ ám khôn?
Bảng 1.1. Các sô liệu khí hậu chủ yếu của khu vực Hà Nội Tháng 1 11 111 IV V VI Vil VIII IX X XI XII C h ỉ số Nhiệt độ khóng khí trung 16,6 17,1 19,9 23,5 27,1 28,7 28,8 28,3 27,2 24,6 21,2 17,9 binh, T °c Oộ ẩm không khí trung 80 84 88 87 83 83 83 85 85 81 81 81 bình, (p % V ân tốc gió 2,4 2,7 2,7 2,9 2,7 2,4 2,6 2.1 2,0 2,1 2.2 2.3 trung binh, V m/s Cường độ trực xạ, Q kcal/m^.h, vào các thời điểm: 1M2h 450 513 522 741 657 741 798 786 708 6 15 576 507 12-13h 444 534 534 738 648 738 792 780 702 603 555 507 13-14h 411 498 489 624 582 681 738 726 633 543 483 444 Lương mưa 18 25 16 84 192 240 296 310 258 125 47 20 trung bình, Mm m ....... Các thông sô' khí hậu đặc trưng cho 2 mùa điểii hình ở miền Bắc đối với cõng tác bê tòng được thế hiên ớ Bảng 1.2 Báng 1.2. Đặc điêm khí hậu theo 2 mùa ớ miền Bác ■■■ Thời gian, T V Q M TT Tên mùa tháng (°C ) % m/s kcal/m ^h mm 1 M ùa nóng (H è) IV-IX >27 >80 2 ,2 -3 .0 >700 >190 2 M ùa lạnh (Đõng) x-lll 80 2,2- 2,9
Bảng 1.3. Các số liệu khí hậu chủ yêu của khu vực TP Hồ Chí Minh Tháng IV V VI VII Vlll IX XI X II Thõng số Nhiệt độ không khí trung bình, 25,7 26,6 27,8 28,8 28,2 27,4 27,0 27,0 26,7 2 6,6 26,3 2 7,7 T rc ) Đ ộ ẩm không khí trung bỉnh, 73,8 71,1 71,0 73,7 80,7 83,7 84,2 84,5 85,0 8 5,2 81,7 7 7 ,8 80% và M = 115 - 332inim (gọi chung là trên 115mm). - Mùa khô: Từ tháng XII đến tháng IV với cp < 80% và M = 4,5 - 51,4mim (gọi chung là dưới 52mm). Như vậy có thể phân chia khí hậu khu vực TP Hồ Chí Minh thành 2 miùa thích ứng với công tác bê tông với các thông số khí hậu cơ bản nêu troing Bảng 1.4. Bảng 1.4. Đậc điểm khí hậu theo 2 mùa ở miền Nam TT Tên mùa Thời gian, tháng T°c (P % vm /s Q kcal/cm^ M ĩirm 1 M ùa mưa V -X I >27 >80 2 ,4 - 3.4 >340 > '2 0 ) 2 M ùa khô X II-IV 70 2,3- 2,3 >340
1.4. ĐẶC ĐIỂM KHÍ HẬU MIỂN t r u n g ĐỐI v ớ i c ô n g t á c BÊ TÔNG Khí hậu miền Trung chịu ảnh hưởng của khí hậu 2 miền Bắc và Nam. Từ đèo Hải Vân trở ra, khí hậu nghiêng về những đặc điểm của miền Bắc. Từ Hải Vàn Irở vào, khí hậu nghiêng về đặc điểm của miền Nam. Đối với công tác bé tông thì tuỳ từng khu vực địa lý xây dựng cụ thể để lựa chọn các thông số khí hậu tác động, dựa trên nền khí hậu miền Bắc hay miền Nam. Tuy nhiên, cần đặc biệt chú ý thời gian và khu vực ở miền Trung có gió khô nóng (gió Lào). Gió Lào ảnh hưởng mạnh đến quá trình đóng rắn của bê tông và quá trình làm việc của kết cấu bê tông theo thời gian. Gió khố nóng còn có ờ một số vùng thuộc các tỉnh phía cực Bắc và Tây Bắc nước ta. Khi thi công bê tông vào những ngày có gió khô nóng thì cần đặc biệt chú ý đến vấn để bảo vệ kết cấu bê tông, để không bị nút mặt do gió nóng làm bê tông mất nước quá nhanh. 1.5. ĐẶC ĐIỂM KHÍ HẬU VỪNG VEN BIỂN v i ệ t n a m ĐỐI v ớ i CÔNG TÁC BÊ TÔNG Việt Nam có bờ biển dài trên 3000km, đòi hỏi phải quan tâm tới đặc điểm của vùng khí hậu này đôi vơi công tác bẻ lỏng. Khí hậu vùng ven biển Việt nam ngoài những đặc thù của khí hậu nóng ẩm phân chia theo các Miền Bắc, Trung, Nam còn có thêm điều kiện tác động của muối biển, tác động của ion c r . Các yếu tố khí hậu đã thúc đẩy quá trình xâm nhập c r vào bê tông làm tăng nhanh quá trình ăn mòn kết cấu bê tông cốt thép. Đặc điểm của vùng khí hậu biển Việt Nam là: Lượng muối trong nước biển tăng dần từ Bắc vào Nam, nên tác động của các yêu tố khí hậu đối với quá trình xâm nhập c r vào kết cấu bê tông cũng thay đổi. Tuy nhiên theo nghiên cứu của Viện KHCN xây dựng thì do tác động cân bằng của các yếu tố khí hậu nóng ẩm giữa các vùng và các mùa đối với quá trình xâm nhập c r nên quá trình này có thể được xem là không thay đổi từ Bắc vào Nam. Đặc điểm này cần được quan tâm khi xem xét vấn đề công nghệ bê tông trong vùng khí hậu ven biển. Tuy nhiên, do kết cấu bê tông ở vùng biển không chỉ chịu tác động của khí hậu nóng ẩm nói chung, mà còn bị chi phối
mạnh bởi quá trình ăn mòn C1, nên trong sách nàv chưa đề cạp tới công lác bê tông ở vùng khí hậu biến.. 1.6. S ự TƯƠNG THÍCH CÔNG TÁC BÊ TÔNG VỚI ĐIỂL KIỆN KHÍ HẬU Mỗi kết cấu bê tông làm \'iệc trong một môi trường khí hậu cụ thể. Vì vậy việc đảm bảo sự tương thích với điều kiện khí hậu địa phưcmg theo vùng và theo thời gian trong nãm sẽ đám bảo chất lượng của cõng tác bẽ tỏng và độ bền lâu của công trình. Những vấn đề sau đây trong cống tác bê tông cán có sự tương thích với điều kiện khí hậu xung quanh: - Quá trình đóng rắn của bè tông trong những ngày đầu có thể bị tác động của các yếu tố khí hậu làm nứt mặt bê tông và giảm cường độ mác và độ chống thấm về sau; - Thi công kết cấu bê tỏng khối lớn trong điều kiện nắng nóng dễ làm nứi kết cấu do hiệu ứng nhiệt thuỷ hoá của xi mãng trong bé tông: - Kết cấu BTCT làm việc lâu dài dưới tác động của khí hậu nóng ấm địa phương có thể bị nứt do biến dạng nhiệt ẩm theo chu kỳ, hoặc bị ãn mòn bẽ mặt bê tông do quá trình cíicbônat hoá dài ngàv liong không khi - Kết cấu làm việc trong inôi trường khí hâu \ ùiig ven biến chỊU tac đọng đồng thời của các điều kiện khí hậu nóng ẩin và klií hàu biến, có thế nhanh chóng bị phá hoại do ãn mòn C1. Những phân tích khí hậu nêu trên mang tính đặc thù cùa vùng khí hậu Việt Nam. Trong công tác bê tông cần phải chú trọng vấn đề thích ứng với môi trường khí hậu cụ thể này. 10
Chương 2 ĐẶC ĐIỂM ĐÓNG RẮN CỦA BÊ TÔNG TRONG ĐIỂU KIỆN • KHÍ HẬU • NÓNG Ẩ m v i ệ• t n a m 2.1. CÁC QUÁ TRÌNH VẬT LÝ XẢY RA KHI BÊ TÔNG ĐÓNG RẮN DƯỚI TÁC ĐÔNG CỦA CÁC YẾU T ố KHÍ HẬU NÓNG Ẩ m Khi bê tòng dóng rắn dưới tác động của các yếu tố khí hậu nóng ấm, thì một loạt các quá trình vật lý sẽ xảy ra. Đó là; - Quá trình mất nước; - Quá trình biến dạng mềm (co hoặc nở); - Sự thay đối áp lực hơi trong bê tông; - Sự hình thành các lỗ rỗng, các vi nứt v.v... Các quá trình nàv có liên quan lẫn nhau, và ảnh hưởng tới quá trình hình ihànli cấu trúc ban đầu của bô tông, cũng như cường độ bê tông về sau. Trong số các quá trình này phải kể đến 2 quá trình cơ bản là; Quá trình mất nước và biến dạng mềm. Hai quá trình nàvtạonên một hệ mắt xích xảy ra liên tiếp, đặc trưng cho vùng khí hậy nóng ẩmViệt Nam vàảnh hưcfng clến chất lượng bỏ tông: Mất nước làm thay đổi thể tích của bê tông, hình ihành trong bê tông những lỗ rỗng và xuất hiện các vết nứt trên mặt bê tông. Do đó, cường độ và độ chống thấm của bê tống sẽ bị suy giảm. Nhiều tài liệu công bố đều đã khẳng định vấn đề này [1-7]. 2.1.1. Quá trình mất nước của bê tông /. Bản chất quá trinh mất nước Bán chất quá trình mất nước (hay còn gọi là quá trình thay đổi chất) của bê tỏng trong những giờ đầu đóng rắn dưới tác động của các yếu tố khí hậu được thể hiện ờ Hình 2.1: Một sàn bê tông sau khi hoàn thiện sẽ chịu tác động của bức xạ mặt trời, độ ẩm, gió, nhiệt độ không khí làm cho nước trong bê tông bị bốc hơi. 11
Hình 2.1. Sơ dồ quá trình mất nước của bê tông dưới tác dộng của khí hậu nóng ẩm 2. Đường cong cơ bản quá trình mất nước của bê tông Việc khảo sát quá trình mất nước cùa bê tỏng ở Hà Nội và các vùng k]iác trong nước đã được tác giả cùng các cộng tác viên tiến hành bằng một loạt thí nghiệm với các thành phần bê tòng khác nhau và vào các mùa vùng khác nhau [7]. Hình 2.2 là một đirờiig cong cơ bàn mô tả diễn biến của quá trình mât nước của bê tông trong những giờ đầu đóng rắn ^’ào một ngày nắng hè ở Hà Nội. Bê tông mác 200 (20MPaì \’Ớ1 tỷ lệ N/X = 0,46 được đúc Irong khuôn lOxlOxlOcm với các mò đun mặt hở khác nhau. Hình 2.2 cho thấy bê tông mất tới 40-60% lượng nước trộn ban đầu sau 4-6 giờ đóng rắn tuỳ theo mô đun mặt hở Mh của bê tông. Mô đun mặt hở của bê tông là tỷ số diện tích mặt hở F của bê tông (để cho nước có thể bay hơi khỏi bê tông), tính bằng m‘ trên khối tích V của bê tông, tính bằng m Mô đun mặt hở của bê tông được tính bằng — hay m ‘ m (2 .1) V Kết cấu bê tông càng mỏng thì mỏ đun mật hở càng lớn và tốc độ mất nước càng nhanh. 12
80 1 ^ 60 -8 / / 2 '
Lúc này là vào khoảng 13h30'- 16h trong ngàv, tuy điều kiện khí íiậj ú thay đổi so với giai đoạn 2 , nhưns bè tôno đã bắl đầu có cường độ và niăn cản quá trình nước bốc hơi, nên tốc độ mất nước oiáin đi rõ rệt, đạt 2-59./h. Đường công mất nước bị uốn cong. - Giai đoạn 4: Là những giờ còn lại. tức là 16-23h trong ngày. Tốc độ mất nước ở giai đoạn nàv là không đáng kế. Có thế giải thích là vc đêm không có nắng, độ ám không khí tăng dần tới trên 80%. nhiệl độ bô tòng giảm đi nhanh so với ban n 2ày,\'à 2 Ìám mức chênh lệch so với nhiệt độ không khí. Mặt khác bê tỏng đã có cường độ ban đầu hạn chế nước bay liơi. Đường cong mất nước gần năm ngana. Quá trình mất nước cùu hè ÍÓIÌÍỊ diễn ra theo 4 íỊÌai doạn cá ílìè coi như maníị tính đặc thù ở điều khiện khí hậu mùa hè ờ mi'ớc tư. 3. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình mất nước của bê tông a) Ảnh hưởng của cườnịị clộ nắìiỊ’ Khi trời nắng, bê tông gần như bị sấy khò. Vì vậy cường độ bức xạ mặt trời là yếu tố ảnh hưòng mạnh mẽ tới quá trình mất nước cúa bé tòng những giờ đầu đóng rắn. Nghiên cứu cho thấy vào lúc 16h trong ngày nánjj to, độ mất nước của bê tòng có Mị, = 3ơm ‘ đạt 60-63% tuỳ theo tỷ lệ N/X. Trong khi đó vào ngày nắng yếu chi lĩiất 29-52%. Điều đó cho thấy việc c he nắng cho bê lông Irơng những t>iờ dàu dỏng rảii dể tranh mất nước là rài quan trọng. h) Ảnh hưởng của dộ ấn ì klìonịỊ khí Những nghiên cứu của tác giả đối với bê tông có tỷ lệ N/X = 0,37^0,54 cho thấy, trong cùng điều kiện nhiệt dộ không khí và cườiig độ bức xạ mặt trời vào một ngày nắng hè lại Hà Nội, với độ ẩm không khí 40-60%, suu 7h đóng rắn, bê tông mất 46-56% lưtmg nưéíc. Trong khi đó ớ độ ẩm khống khí 86-93% chỉ mất 32-31% tuỳ theo tỷ lệ N/X. Trong điều kiện thời liết khỏ. tốc độ mất nước giảm đi rõ rệt sau 5h đóng rắn. Trong khi ở độ ẩm khón‘' khí cao sau 7h đóng rắn, tốc độ mất nước vẫn không thay đổi c) Ảnh hưởng của thời điểm hoàn thiện hề mặt hê lóiiịi Nghiên cứu cho thấy vào mùa hè ớ Hà Nội, tốc độ mất nước của bê lông trong trong 2-3 giờ đầu đóng rắn đối với bê tông hoàn thiện xong vào lúc 8 giờ sáng và lúc 13 giờ trưa là tương đươiig nhau. Điéu đó cho thấy thi cônị’, bê tông vào buổi sáng hay buổi trưa thì cũng phải che đậy mặt bê tông sau khi hoàn thiện để hạn chế mất nước. 14
(Ị) Ảnh hưởng của mùa khí hậu Quá trình khảo sát độ mất nước theo các mùa cho thấy độ mất nước của bê tông vào mùa hè ớ Hà Nội cao hơn vào mùa đông. Hình 2.3 cho thấy sau 6 giờ đóng rắn vào ngày nắng hè, bê tông mất 40-60% lượng nước ban đầu tuỳ theo M),. Trong khi vào ngày nắng mùa đông chỉ mất có khoảng 20% lượng nước trộn bê tông. Sự chênh lêch đáng kể này được giải thích chủ yếu bởi bức xạ mặt trời và nhiệt độ không khí cao vào mùa hè đã đẩy nhanh quá trình sấy khỏ bê tông. Điều đó cho thấy việc che đậy bề mặt bê tông vào những ngàv hé nắng nóng để hạn chế tốc độ mất nước là rất cần thiết. Hình 2.3. Quá trình mất nước của bé tông ỉlieo íliời gian và ĩheo mùa ở Hà Nội ■o c l. 2, 3. Mùa hè N/X = 0,57; 0,46; 0,37 ẽ ọ- Q 4,5,6. Mùa đồng N/X = 0,76; 0,61; 0,46 4 6 8 10 Thời gian, h - ơ TP Hổ Chí Minh thì độ mất nước của bê lông sau 6h đóng răn vào mùa khố đạt tới trên 70%, trong khi vào mùa mưa chỉ đạt 25-30% (Hình 2.4). Có sự sai khác lớii này là do vào mùa khô, độ ẩm không khí thấp liên tục và rất ít mưa (Bảng 1.4). Đường cong mất nước vào ngày nắng khỏ có đặc điểm là chỉ có 3 giai đoạn: giai đoạn tăng tốc, giai đoạn giảm tốc và giai đoạn ổn định, khác với ngày nắng hè ở Hà Nội có 4 giai đoạn như đă nêu trên. 80 Ị 1 70 Hinh 2.4. Độ mất nước ^60 của bé ĩông ĩheo thời gian ■ §50 c Ịợị vùng khi hậu TP HCM 40 1, 2. Mùa khô với M|, = 30 và lOm ' ^ / 3. Mùa mưa với M|, = lOm ' 20 1/ A 10 0 ___ i 11 13 15 17 .. 3 Giờ trong ngày 15
e) Độ dài của CIUÚtrình mất nước của bê tông Quá trình mất nước của bê tông diễn ra nhanh vào những giờ đẩu đf3ng rắn, và kéo dài trong vài ngàv đầu với tốc độ rất chậm. Bảng 2.1 cho các số liệu theo dõi quá trình mất nước của bê tông cc' tv lệ N/X khác nhau trong một số ngày hè nắng nóng ở Hà Nội. Các số ir dậrn trong Bảng 2.1 là thời điếm dừng quá trình mất nước của bê tông. C ụ :hể là 77,4% sau 5 ngày đóng răn; 64,6% sau 4 ngày và 52,9% sau 5 ngày, :ưcjng ứng với bê tông có N/X = 0.65: 0,55 và 0,45. Như vậy bê tông cũng chỉ m;Tt nước một số ngà\' đầu dưới tác động của các điều kiện của khí hậu nóng ẩm. Sau đó do cường độ bê tòna đã đạt đến mức có thế tự giữ nước làrri rgìitig quá trình mất nước của bê tông. Bảng 2.1. Độ mất nước của bẻ tông theo thời gian ở khu vực H ả Nộii Độ mất nước, %, sau số ngày đóng rán N/X 1 2 4 5 6 7 8 0,65 60,7 73.3 74,0 76,1 77,4 77,8 78,0 78,5 25nn' 0,55 50,8 59,5 62,2 64,6 64,6 68,1 68,6 66,2 0,45 46,8 .50,7 51,3 52,5 52,6 52,9 52,9 55,8 - Với vùng Khí llậu TP Hó ( ’hí Minh thì độ dài quá trình mất nước : ó ’ sự phân biệt rõ rệt theo mùa: Vào tliời gian mùa khô, bê tông dừng m>ất niước sau 5 ngày đêri), không phàn biệt tý lệ N/X. Khi đó bê tông đã mất (8487% lượng nước ban đầu (liàng sô in đậm, Bảng 2.2). Còn vào mùa mưa, bé tông dừng mất nước sau 1, 2 và 3 ngày tương ứng với tỷ lộ N/X là 0,40; 0,55' và 0,65. Lượng nước đã mát khi đó tương ứng là 32; 34 và 42%. Sô' liệucũíng cho thấy, vào niùa khò không thấy có ảnh hưởng rõ nét tỷ lệ N/X đối vci cquá trình mất nước của bẽ tòng, Iihưng vào mùa mưa thì tỷ lệ N/X càng (ca), tốc độ mất nước của bê tông càng lớn. Bảng 2.2. Độ mất nước theo thời gian ở khu vực TP Hồ Chí M inh Thời gian Mùa khô, M|, = 30m ' Mùa mưa, Mh = lOm ' mất nước, N/X N/X ngày đêm 0,65 0,55 0,40 0,65 0,55 0,40 1 73 77 75 38 32 32 ■ 2 - - - 41 34 32 16
76 42 34 32 21. 80 84 83 42 34 32 84 87 87 42 34 32 84 87 87 - - - Những nghiên cứu về quá trình mất nước ở khu vực TP Hồ Chí Minh cho thấy vào mùa khô, việc che đậy bề mặt bê tông để tránh mất nước là đặc biệt quan trọng. Sau 1 ngày bê tông có thế mất trên 70% lượng nước ban đầu. - Đối với vùng khí hậu miền Trung ở nước ta thì gió Lào nóng khô sẽ thúc đấy quá trình nước bay hơi khỏi bê tông. Bảng 2.3 cho kết quả khảo sát quá trình mất nước của bê tông có N/X = 0,5 được thi công vào ngày có gió Lào tại khu vực TP Vinh. Số liệu ở bảng 2.3 cho thấy trong điều kiện có gió Lào, sau 7h đóng rắn, bê tông đã bị mất 63,3% và 43,9% nước tương ứng với = 30 và lOm '. Và sau một ngày đóng rắn, mất tương ứng 65 và 47,2% nước. Sau 2 ngàv đối với M(, = 10m ‘ và 3 ngày đối với Mị, = 30m ' bê tỏng đã dừng quá trình mất nước. Thời gian này là ngắn hơn vào mùa hè ở Hà Nội và mùa khô ớ TP Hồ Chí Minh. Như vậy khi thi công vào lúc có gió Lào thì nhất thiết phải che đậy cho bê tòng, tránh tác động của gió Lào, để hạn chế mất nước của bê tông trong những giờ đầu đóng rắn. Bảng 2.3. Độ mất nước của bê tông theo thời gian khi có gió Lào Thời gian mất nước, Độ mất nước, %, theo Mh ngày đém 30m-‘ lOm' 7h 63,3 43,9 1 65,0 47,2 2 66,0 50,0 3 67,0 50,0 5 67,0 50,0 f) Sự hình thành cấii trúc rỗng trong bê tông ão mất nước Một lượng nước lớn đã bị bay hơi khỏi bê tỏng dưới tác động của khí hậu nóng ẩm như đã nêu trên sẽ để lại trong bê tông nhiều lỗ rỗng, tạo nên một câu trúc rỗng của bê tông. Hình 2.5a cho thấy mới chỉ bay hơi 1 ngày đầu, nước đã để lại trong bê tông nhiều lỗ rỗng lớn và nhỏ mà nó chiếm chỗ. 17
a) Bé tông khôníị CĨKỢC hdo dưỡng ẩm: b) Bé tông có báo dưỡng ẩm Hình 2.5. Cấu Irúc rỏiiỊỊ của bé tông tuổi 7 n^ày khi bị mất nước Đến tuổi 7 ngày đã hìnli ihành một cấu trúc rỗng rõ nét trong lòng bê tông. Nếu được che đ.ậy đc hạn chế quá trình mất nước thì độ rỗng trong bê tông ít đi nhiều, \ à bê lõiiị', có càu triic đặc chắc hơn (Hình 2.5-b). Việc hình thành một cấu trúc rỗng do bê tônu bị mất nước tất yếu sẽ làm cho cường đo và độ chống thấm cùa bti lỏng vé sau dều bị kém đi. Điều đó khẳng định tầm quan trọng của việc báo dưỡng árn bẽ tông trong điều kiện khí hậu nóng ẩni Việt Nam. 2.1.2. Quá trình biên dạnịỉ mcni cúa bê tỏng 1. K hái niệm Biến dạng mềin là liiệii tuợim thay đổi thể lích (co hoặc nở) của bê tông khi chưa có cường độ, hoặc cường dộ còn rất nhò, là biến dạng khi bê tông còn “mềm”. Quá trình hiên dạng mềm diễn ra trong khoảng trước 8-10 giờ đầu đóng rắn của bê tỏnỵ, tuỳ theo thời tiết cụ thể. Quá trình diễn biến của biòn dạng mểm phụ thuộc vào các yếu tò táe động của thời tiết trong nhữns siờ đầu đóng rắn và vào bản thân chất liệu bê tông. Trong đó đáng kể là tác độne của quá trình mất nước của bê tông sau khi hoàn thiện bề mặt và phán ứng thuỷ hoá “Tự co” của xi măng tronị’ bê tông. 2. Ả n h hưởng của quá trình mất nước đến biến dạng mềm của bé tông Hầu hết các tà: liệu nchicn cứu biên dạng mềm đều khảng định mất nước là yếu tố quyết định đến tốc độ và giá trị đại lượng biến dạng mềm [1-7,1 18
Việc đo biến dạng mềm được tiến hành theo sơ đồ Hình 2.6. Đường cong cơ bản của biến dạng mềm của bê tông do mất nước dưới tác động của khí hậu nóng ấm Việt Nam được thể hiện ớ Hình 2.7. Đặc điểm diễn biến đường cong co mềm là phân thành từng giai đoạn, cụ thể như sau: Hình 2.6. Sơ đổ đo biến dạng mềm bé tông Ị9J 1. Mẫu bê tông 2. Giá đặt mẫu 3. Đồng hồ đo biến dạng - Giai đoạn ỉ: Khoảng 20 phút đầu (đoạn OA ớ Hình 2.7): Vào khoảng trước 10 giờ sáng, bức xạ mặt trời chưa cao, độ ẩm không klií trên 75%, nhiệt độ không khí chưa cao, giá trị mất nước còn ở mức thấp, do đó tốc độ co diễn ra chậm. Giai đoạn này có thể gọi là giai doụn hắt đầu co mềm. - Giai đoạn 2: Khoảng 2h tiếp theo (đoạn AB): Lúc này tốc độ mất nước của bê tông phát triển mạnh. Đường cong co mềm gần như dốc đứng, và đạt giá trị cực đại vào khoảng 12’’. Giai đoạn này có thể gọi là giai đoạn co mạnh. - Giai đoạn 3: Khoảng 2h tiếp theo (đoạn BC): Lúc này là vào khoảng 12 - 14\ mặc dù độ ẩm không khí giảm xuống dưới 70%, bức xạ mặt trời, tốc độ gió, nhiệt độ không khí đều ớ mức cao, tốc độ mất nước vẫn phát triển mạnh, nhưng do bê tông đã bắt đầu có cường độ có tác dụng cản co mềm, nên hầu như không co tiếp nữa. Giai đoạn này có thể gọi là giai đoạn co chậm. - Giai đoạn 4: Khoảng 14 - 18'’ trong ngày (đoạn CD): 19
Lúc này cường độ bức xạ mặt trời giảm mạnh, độ ẩm không khí tăng lên, nhiệt độ mỏi trường giảm, tốc độ mất nước tăng không nhiều, bê tông hấp thụ năng lượng môi trường nóng lên và bắt đầu nở. Giai đoạn này có thể gọi là giai đoạn nà mém. - Giai doạn 5: Là những giờ còn lại trong ngày, sau 18h (đoạn DE): Giai đoạn này chủ yếu về đêm, không còn bức xạ mặt trời, độ ẩm không khí tãng mạnh, nhiệt độ không khí giảm mạnh, nhiệt độ bê tông cũng giảm dần, tốc độ mất nước gần như ổn định, độ nở tiếp theo của bê tông không đáng kể. Có thê gọi giai đoạn này là ^iai đoạn ổn dịnh. Diễn hiến quá trình biến dạng mềm gồm 5 íỊÌai đoạn, có củ co và nở mềm, là đặc điểm đặc iriúiíỊ của biến dạng mém bé tông tronịị điêu kiện kìií hậu nóng ẩm Việt Nam. Giá trị co mểm của bê tông 2ơ-40MPa đo được khoảng 1,5 - 4mm/m tùy theo thành phần bê tông và điều kiện thời tiết khi bê tông đóng rắn. Hình 2.8 cho thấy khi bê tông có M|, = 30m ' giá trị co mềm đạt 2,67mm/m. Trong khi có Mj, = 0 m ' (có phủ nilon) chi đạt 0,4mm/m. Còn giá trị nở mềm đạt tương ứng là 0.25 và 0,05mm/m. Hiện tượng co nở mềm của bê tông được giải thích như sau: Đê’ thuỷ hoá hết khối lượng xi máng X trong bê tông cần có một lượng nước thuỷ hoá bằng khoảng 1/4 khối lượng xi măng. N„ = 0, 25 X (2.2) Trong khi để có độ dẻo đủ thi công, ta cần phải cho vào bê tông một lượng nước trộn gấp đôi lượng nước N,|, hoặc hơn nữa. Lượng nước dư thừa đã chiếm chỗ trong lòng bê tông dưới dạng các bọt nước lớn nhỏ và các bọt mao dẫn. Khi nước bay hơi đã tạo trong bê tông những lực mao dẫn. Lực này đầu tiên tác động lên bề mặt các vi bọl và các ví nứt kín. Sau đó tác động lên bề mặt các màng nước ngãn cách trong lưới tinh thể đá xi măng, tạo bên trong pha lỏng một áp lực âm làm cho đá xi măng và cả khối bê tỏng bị ép mọi phía. Khi đó bê tông bị ngót thể tích, gây nên hiện tượng co mềm. Hình 2.9 là sơ đồ mô tả quá trình áp lực âm tạb ra do nước bốc hơi khỏi một bọt nước nhỏ và kín. Hiện tượng này giống như ta xì hơi một quả bóng khí. Khi khí thoát ra, áp lực âm đã làm cho quả bóng dúm lại. Nếu trong bê tông có vô số bọt nước kín và các bọt mao dẫn kín cùng có áp lực âm thì cả khối bê tông sẽ bị co lại. 21