Nghiên cứu thiết kế bê tông tự lèn cho thảm địa bê tông thi công gia cố mái dốc, mái kênh

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:3

Thêm vào BST

Báo xấu

3
lượt xem 1
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài viết này nghiên cứu thiết kế bê tông tự lèn (Self-Compacting Concrete - SCC) để thi công gia cố mái dốc và mái kênh, đặc biệt trong các công trình thủy lợi và xây dựng hạ tầng. Bê tông tự lèn là loại bê tông có khả năng chảy lấp đầy khuôn mẫu mà không cần đến sự trợ giúp của công cụ rung, mang lại ưu điểm vượt trội về tính chất công tác và khả năng thi công, đặc biệt phù hợp với các khu vực khó tiếp cận hoặc có kết cấu phức tạp. Nghiên cứu tập trung vào việc xác định tỷ lệ các thành phần cấu tạo của bê tông tự lèn như xi măng, cát, đá và phụ gia hóa học, nhằm đạt được độ chảy tốt, tính ổn định cao và độ bền cơ học tối ưu cho công trình gia cố mái dốc và mái kênh.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Nghiên cứu thiết kế bê tông tự lèn cho thảm địa bê tông thi công gia cố mái dốc, mái kênh

Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2024. ISBN: 978-604-82-8175-5 NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ BÊ TÔNG TỰ LÈN CHO THẢM ĐỊA BÊ TÔNG THI CÔNG GIA CỐ MÁI DỐC, MÁI KÊNH Nguyễn Thị Huệ, Nguyễn Quang Phú, Nguyễn Trọng Tư Trường Đại học Thủy lợi, email: nguyenthihue@tlu.edu.vn 1. ĐẶT VẤN ĐỀ thuật hay thảm bê tông túi khuôn, thảm vữa xi măng [2]. Thảm địa bê tông có cấu tạo gồm Sạt lở bờ kênh hay mái dốc là một vấn đề lớp ngoài là vài địa kỹ thuật có cường độ chịu nghiêm trọng không chỉ ở Việt Nam mà còn kéo và lực xé rách cao, có khả năng chống lại trên toàn thế giới. Đây không chỉ là một vấn xói mòn của dòng nước, Polypropylen (PP) đề về môi trường mà còn ảnh hưởng đến nền hoặc polyester (PET). Bên trong lớp khuôn kinh tế và đời sống của hàng triệu người dân. vải sẽ được nhồi bê tông, với cường độ chịu Với sự tăng cường về biến đổi khí hậu và đô lực của bê tông tạo nên một kết cấu chắc chắn. thị hóa, nguy cơ sạt lở bờ kênh, các mái dốc Phương pháp thi công này cho phép thi công ngày càng trở nên nghiêm trọng hơn, đòi hỏi nhanh chóng, bao phủ được diện tích rộng các biện pháp ngăn chặn và khắc phục phải cùng lúc, thi công được ở những địa hình lồi được thực hiện ngay lập tức. Hàng năm, để lõm, có khả năng thi công ngay cả công trình đối phó với vấn đề sạt lở mái dốc, mái kênh, dưới nước. Phương pháp này không yêu cầu Việt Nam đã phải chi hàng nghìn tỷ đồng để sử dụng cốt thép. Tuy nhiên, kỹ thuật và cấp xây dựng các công trình bảo vệ trên toàn phối của vữa bê tông yêu cầu phải đảm bảo để quốc. Tuy nhiên, các công nghệ được sử dụng khi dùng bơm có áp đẩy vữa bê tông vào các vẫn chủ yếu là các giải pháp truyền thống, tập túi nhỏ trên thảm thì đảm bảo độ lấp của túi trung vào các loại cấu trúc vật liệu như trồng khuôn với bê tông tạo nên khối liên kết chặt cỏ, rọ đá, kè lát mái, kè mỏ hàn bằng đá hoặc chẽ, tạo nên tính đồng nhất của thảm địa, tăng bê tông đơn giản. Mỗi công nghệ lại có những tính ổn định, khả năng chống thấm, chống xói ưu, nhược điểm và chưa có công nghệ có thể mòn và sạt trượt. áp dụng cho mọi loại công trình [1]. Các công nghệ thô sơ có chi phí thấp nhưng hiệu quả bảo vệ bờ còn hạn chế. Công nghệ kè lát mái bằng khung bê tông, đá hộc, tấm bê tông đúc sẵn có hiệu quả bảo vệ bờ tốt hơn nhưng chi phí cao, dễ bị phá huỷ nếu không được cải tạo thường xuyên. Vì vậy, việc tìm kiếm, nghiên cứu các loại vật liệu mới, công nghệ mới mang lại hiệu quả cao trong công tác bảo vệ, chống sạt lở, tính ổn định, bền vững lâu dài, Hình 1. Thảm địa bê tông bảo vệ bờ sông Belawan - Indonesia thân thiện với môi trường và mang tính thẩm mỹ cao là đề tài thu hút được sự chú ý của Trong khi đó, Bê tông tự lèn (BTTL) là nhiều nhà khoa học. loại bê tông khi chưa đông kết có khả năng tự Thảm địa bê tông tên tiếng anh là Geo chảy dưới tác dụng của trọng lực bản thân và Concrete Mattress, còn được gọi là tấm bê có khả năng điền đầy vào mọi góc cạnh của tông bọc vải địa kỹ thuật, nệm bê tông địa kỹ ván khuôn mà không cần tác động cơ học, 157
Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2024. ISBN: 978-604-82-8175-5 nhưng vẫn đảm bảo độ lèn chặt và đồng nhất Bảng 2. Tính chất kỹ thuật của Silica fume [3]. BTTL được ứng dụng trong nhiều công TT Chỉ tiêu Đơn vị Kết quả trình trên thế giới, từ nhà cao tầng, cầu 3 đường, kênh mương và các công trình phức 1 Khối lượng riêng g/cm 2.36 tạp khác. 2 Độ ẩm % 1.05 Từ những ưu điểm trên, việc sử dụng Hàm lượng mất khi BTTL cho thảm địa bê tông là một giải pháp 3 % 2.68 nung thi công tiên tiến, mang lại nhiều ưu điểm so 4 Hàm lượng SiO2 % 91.10 với bê tông thông thường. Do những ưu điểm của công nghệ thảm địa bê tông và bê tông tự 5 Hàm lượng SO3 % 0.07 lèn mà khi kết hợp sẽ làm tăng hiệu quả, độ 6 Hàm lượng CaO % 0.58 bền và tuổi thọ của kết cấu bảo vệ mái trong 7 Hàm lượng Cl  % 0.01 khi sử dụng và dễ dàng đạt được chất lượng mong muốn trong khi thi công. Vì vậy, nghiên Cốt liệu mịn cũng là một phần rất quan cứu thiết kế cấp phối bê tông tự lèn cho thảm trọng của hỗn hợp bê tông, nó ảnh hưởng đến địa bê tông đáp ứng được yêu cầu của công độ chảy xòe và khả năng điền đầy của hỗn hợp tác thi công là hết sức cần thiết cho việc đạt BTTL trong quá trình thi công. Trong thí chất lượng về mặt kỹ thuật. nghiệm sử dụng là cát tự nhiên, cát lấy từ công trình và đưa về phòng thí nghiệm. Kết quả thí 2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU nghiệm cát sử dụng có thành phần hạt và các 2.1. Tiêu chuẩn thí nghiệm chỉ tiêu cơ lý phù hợp TCVN 7570-2006. Đá dăm cỡ hạt (5-10) mm có thành phần Nghiên cứu sử dụng các tiêu chuẩn để thí hạt và tính chất cơ lý đạt tiêu chuẩn TCVN nghiệm một số chỉ tiêu cơ lý của cốt liệu và 7570-2006 được trình bày tại bảng 3. tính chất kỹ thuật của bê tông như trong bảng 1. Bảng 3. Tính chất cơ lý của đá dăm Bảng 1. Các tiêu chuẩn thí nghiệm TT Chỉ tiêu thí nghiệm Đơn vị Kết quả 1 Khối lượng riêng g/cm3 2.70 Chỉ tiêu thí nghiệm Tiêu chuẩn TN 3 2 Khối lượng thể tích xốp g/cm 1.69 Thí nghiệm chỉ tiêu cơ lý TCVN 7572:2006 3 Hàm lượng bụi, bùn, sét % 0.05 của cốt liệu Thí nghiệm kiểm tra độ 4 Hàm lượng thoi dẹt % 5.2 TCVN 12209:2018 chảy xòe 5 Độ hút nước % 0.58 Thí nghiệm cường độ nén TCVN 3118:2020 6 Thành phần hạt - Đạt 2.2. Vật liệu sử dụng trong nghiên cứu Nước sử dụng để trộn và bảo dưỡng bê Thí nghiệm sử dụng xi măng PC40 Chinfon tông là nước sinh hoạt phù hợp tiêu chuẩn Hải Phòng để thiết kế bê tông tự lèn; kết quả TCVN 4506: 2012. thí nghiệm một số chỉ tiêu cơ lý của xi măng Để hỗn hợp bê tông có tính công tác và đạt yêu cầu kỹ thuật theo TCVN 2682:2009. khả năng lèn chặt tốt thì hỗn hợp bê tông Phụ gia khoáng sử dụng là Silica fume của thiết kế không được phép xảy ra hiện tượng hãng ELKEM thay thế một phần xi măng phân tầng và tách nước. Thông thường, khi trong thiết kế cấp phối bê tông tự lèn. Các chế tạo BTTL phải sử dụng phụ gia tăng tính tính chất kỹ thuật của Silica fume như bảng lưu biến, tuy nhiên đề tài nghiên cứu đã sử 2. Silica fume đảm bảo yêu cầu kỹ thuật theo dụng phụ gia siêu dẻo giảm nước bậc cao gốc ASTM C 1240-00. Polycarboxylate (PC). 158
Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2024. ISBN: 978-604-82-8175-5 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU đạt so với cường độ thiết kế ban đầu và cao hơn so với cường độ của hỗn hợp bê tông C25 Nghiên cứu thiết kế thành phần vật liệu đang dùng hiện này cho thảm địa bê tông. cho 1m3 bê tông đối chứng mác M30 với cấp Hỗn hợp bê tông (HHBT) tự lèn không sử phối có các thành phần vật liệu như sau: cấp dụng thay thế phụ gia khoáng (PGK) là Silica phối 1 (CP1): XM = 385kg; Cát = 795kg; Đá fume (SF) và hỗn hợp bê tông (HHBT) có sử = 956kg, Nước = 175 lít; phụ gia siêu dẻo = dụng PGK là Silica fume, kết hợp phụ gia 4.8kg và cấp phối 2 (CP2): XM = 346.5kg; siêu dẻo giảm nước hợp lý có độ chảy xòe SF = 38.5kg; Cát = 779kg; Đá = 950kg, lần lượt là 88cm và 82cm, thỏa mãn yêu cầu Nước = 175 lít; phụ gia siêu dẻo = 4.8kg thiết kế (Dx = 65 ÷85 cm, theo TCVN Tiến hành thí nghiệm kiểm tra độ chảy xòe 12209:2018). Bên cạnh đó, yêu cầu kỹ thuật của các hỗn hợp bê tông, sau đó đúc mẫu về độ sụt của HHBT phụ thuộc rất nhiều vào theo kích thước tiêu chuẩn, bảo dưỡng và thí loại thảm địa sử dụng và phương pháp thi nghiệm kiểm tra cường độ nén của bê tông ở công. Trong nghiên cứu, SF đã được sử dụng 7, 28 ngày tuổi. Kết quả một số tính chất kỹ để tăng tính linh động của HHBT đáp ứng thuật của bê tông tự lèn thí nghiệm như trong được yêu cầu về độ linh động theo bảng 4. TCVN12209:2018. Như vậy tính công tác Bảng 4. Kết quả thí nghiệm một số của HHBT phù hợp với phương pháp thi tính chất kỹ thuật của BTTL công dùng bơm để lấp đầy thảm địa bê tông. Cần phối hợp các loại PGK và phụ gia siêu Độ chảy Cường độ nén, MPa dẻo khác nhau để thiết kế thành phần BTTL TT Cấp phối xòe (cm) 7 ngày 28 ngày phù hợp với các mác bê tông và các yêu cầu 1 CP1 88.0 29.6 36.5 kỹ thuật của bê tông trong thi công thảm địa kỹ thuật bằng BTTL, nhằm đạt được hiệu quả 2 CP2 82.0 27.2 38.8 và các yêu cầu kỹ thuật của công trình thiết kế. Ngoài ra, bài toán kính tế cũng cần được 4. NHẬN XÉT VÀ KẾT LUẬN xem xét khi ứng dụng giải pháp cho thực Kết quả thí nghiệm chỉ ra rằng: cường độ 7 nghiệm để đạt được hiệu quả tối ưu nhất. ngày tuổi của bê tông mẫu đối chứng không có PGK cao hơn, nhưng cường độ 28 ngày 5. TÀI LIỆU THAM KHẢO tuổi thấp hơn cường độ bê tông có PGK siêu [1] N. H. H. T. Q. H. N. D. N. D. C. M. Trần mịn Silica fume. Nguyên nhân vì ở giai đoạn Văn Thái, "Giải pháp kè bảo vệ bờ sông, đầu thủy hoá phản ứng puzơlan của Silica kênh ứng dụng vào quy hoạch khu dân cư fume chậm hơn phản ứng thủy hóa của xi làng chài ven biển," Tạp chí Khoa học và măng, nhưng về sau phản ứng puzơlan phát Công nghệ Thủy lợi, vol. 66, 2021. triển mạnh, làm tăng cường độ của bê tông tự [2] L. Phu Thanh Phat Co., "vaidiakythuat.com," Phú Thành Phát, [Online]. Available: lèn. Vì vậy với các công trình có yêu cầu kỹ https://vaidiakythuat.com/tham-dia-be-tong- thuật cao, cần thiết phải pha PGK trong geo-concrete-mattress.html. BTTL để tăng cường độ và tăng tính công tác [3] N. Q. Phú, "Dự đoán mô đun đàn hồi của bê của HHBT. tông tự lèn sử dụng tổ hợp phụ gia khoáng Trong nghiên cứu này, kết quả cường độ tro trấu và xỉ lò cao,"Tạp chí Khoa học Thủy chịu nén của hỗn hợp bê tông sau 28 ngày đã lợi và Môi trường, vol. 67, pp. 87-92, 2019. 159