Nghiên cứu sử dụng vật liệu địa phương và hệ thống sản xuất rcc cho đập công trình thủy điện bình điền tỉnh thừa thiên huế

LỜI CẢM ƠN Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật chuyên ngành cơng trình thủy với tên đề tài “Nghiên cứu sử dụng vật liệu địa phương hệ thống sản xuất RCC cho đập cơng trình thuỷ điện Bình Điền - tỉnh Thừa Thiên Huế” hoàn thành với giúp đỡ tận tình, hiệu khoa Cơng trình, Khoa sau Đại học, Bộ môn Thi công, Bộ môn Thủy công, Bộ môn Vật liệu xây dựng, Thư viện trường Đại học Thủy Lợi, Trung tâm thí nghiệm Sơng Đà, Trung tâm thí nghiệm Điện 1, Tổng cơng ty Tư Vấn Xây Dựng Thủy Lợi Việt Nam-CTCP,Công ty tư vấn 11 …cùng Thầy, Cô giáo trường bạn bè, đồng nghiệp Xin chân thành cảm ơn đến Cơ quan, đơn vị, Khoa, Bộ môn cá nhân nói truyền bá kiến thức, tạo điều kiện thuận lợi cho tác giả suốt trình học tập thực luận văn tốt nghiệp Đặc biệt tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành đến TS Nguyễn Trung Anh GS.TS Lê Kim Truyền người trực tiếp hướng dẫn, tận tình giúp đỡ, cung cấp tài liệu tham khảo để học viên hoàn thành luận văn với nội dung thời hạn đăng ký Xin chân thành cảm ơn Thầy, Cô giáo, động viên quan, gia đình, bạn bè đồng nghiệp bảo ân cần tác giả mặt suốt năm qua Tuy có cố gắng phấn đấu, với nỗ lực thân thời gian trình độ cịn hạn chế, luận văn tránh khỏi khiếm khuyết Rất mong nhận bảo đóng góp chân tình Thầy, bạn bè đồng nghiệp để luân văn hoàn thiện Xin chân thành cảm ơn Hà Nội, ngày 26 tháng 11 năm 2010 MỞ ĐẦU Trang I Tính cấp thiết đề tài……………………………………………… II Mục đích đề tài………………………………………………… III Cách tiếp cận phương pháp nghiên cứu………………………… IV Kết dự kiến đạt được…………………………………………… Chương I ĐẶC ĐIỂM CỦA BÊ TÔNG ĐẦM LĂN I Khái niệm chung bê tơng đầm lăn (RCC)………………………… II Tình hình sử dụng bê tông đầm lăn nước giới………… Tình hình sử dụng bê tơng đầm lăn giới…………………… Triển vọng áp dụng bê tông đầm lăn Việt Nam…………………… Tiềm nguyên liệu thiết bị thi công dùng cho công nghệ 10 BTĐL Việt Nam III Những yêu cầu vật liệu thi công RCC…………………………… 13 Xi măng…………………………………………………………… 13 Phụ gia……………………………………………………………… 14 Nước cho RCC……………………………………………………… 14 Cát dùng cho RCC………………………………………………… 15 Cốt liệu thô (đá)…………………………………………………… 15 IV Đặc điểm RCC………………………………………………… 16 V Những yêu cầu sử dụng RCC xây dựng đập…………… 17 Chương II NGHIÊN CỨU NHỮNG NHÂN TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN VẬT LIỆU KHI THIẾT KẾ CẤP PHỐI VÀ THI CÔNG RCC Những yêu cầu thiết kế cấp phối thi công RCC……………… 18 Cường độ bê tông…………………………………………………… 18 I Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Bùi Ngọc Chiến Độ chống thấm……………………………………………………… 19 Hiện tượng sinh nhiệt khối đổ bê tông đầm lăn……………… 19 Độ công tác 20 V c ……………………………………………………… R R Cốt liệu……………………………………………………………… 20 Hàm lượng nước…………………………………………………… 22 II Hỗn hợp RCC, nhân tố ảnh hưởng đến tính chất hỗn hợp bê 22 tơng Các nhân tố ảnh hưởng đến trị số V c ……………………………… 22 1.1 Lượng dùng nước bê tông…………………………………… 22 1.2 Lượng dùng đặc tính cốt liệu thơ………………………………… 22 1.3 Ảnh hưởng tính chất cốt liệu nhỏ……………………………… 23 1.4 Chủng loại tro bay puzolan ảnh hưởng đến chất lượng………… 23 1.5 Ảnh hưởng chất phụ gia V c BTĐL……………… 24 1.6 Sự ảnh hưởng mơi trường khí hậu thời gian ngừng làm viêc 24 1.7 Điều kiện bảo dưỡng bê tông……………………………………… 24 III Tính tốn thành phần cấp phối RCC thí nghiệm thi công… 25 Đặc điểm thiết kế cấp phối…………………………………… 25 Nguyên tắc thiết kế cấp phối BTĐL……………………………… 26 Nguyên lý thiết kế cấp phối BTĐL………………………………… 28 IV Diễn biến nhiệt BTĐL nguyên lý khống chế nhiệt……… 31 Tính BTĐL, đặc điểm ứng suất nhiệt đặc điểm thi công 31 Thiết kế khống chế nhiệt độ BTĐL……………………… 32 2.1 Chủng loại khe nứt bê tông………………………………… 32 2.2 Nguyên lý sản sinh khe nứt nhiệt bê tông………………… 32 2.3 Thiết kế khống chế nhiệt……………………………………… 33 V Tính chất RCC đơng cứng……………………………… 35 Định nghĩa………………………………………………………… 35 Các ứng dụng…………………………………………………… 36 R R R Luận văn thạc sĩ kỹ thuật R Bùi Ngọc Chiến Mục đích sử dụng RCC…………………………………………… 36 Các ưu điểm chính………………………………………………… 37 Các ưu điểm khác………………………………………………… 39 Các yêu cầu trách nhiệm kỹ thuật………………………… 39 Chương III THIẾT KẾ CẤP PHỐI VÀ THI CƠNG ĐẬP RCC CHO CƠNG TRÌNH THUỶ ĐIỆN BÌNH ĐIỀN, TỈNH THỪA THIÊN HUẾ I Giới thiệu cơng trình………………………………………………… 40 II Thiết kế thành phần cấp phối RCC ứng dụng thi công…………… 43 Các tiêu thiết kế đập RCC………………………………… 45 Công tác chuẩn bị thí nghiệm vật liệu…………………………… 46 Thành phần cấp phối với puzolan Phong Mỹ Gia quy…………… 48 Thiết kế bãi thí nghiệm BTĐL……………………………………… 49 Kiểm tra thiết bị thí nghiệm thi cơng trước tiến hành đắp bãi 50 RCC trường Thí nghiệm trường……………………………………………… 51 58 Kết thí nghiệm độ cơng tác Vebe (V c )………………………… R R Kết thí nghiệm vữa liên kết sử lý khe lạnh…………………… 59 Kết thí nghiệm bê tơng khối……………………………… 60 10 Kết thí nghiệm thời gian đông kết bê tông đầm lăn……… 87 11 Kết thí nghiệm nén bê tơng RCC lập phương đúc ngồi trạm 88 trơn 12 Kết thí nghiệm nén mẫu bê tơng RCC thi cơng hiên 90 trường III Các giải pháp kỷ thuật để bảo đảm chất lượng cơng trình………… 98 IV Khống chế nhiệt sản xuất RCC thi công hiên trường…… 99 99 Khống chế nhiệt bê tông đầm lăn khối lớn…………………… Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Bùi Ngọc Chiến V Kiểm tra thành phần cấp phối thi công trường………… Kiểm tra khống chế chất lượng nguyên vật liệu…………………… 101 101 Kiểm tra khống chế chất lượng trình trộn sản xuất… 102 Kiểm tra xác xuất vật liệu trộn khỏi máy…………………… 103 VI Ưu nhược điểm học kinh nghiệm thiết kế cấp 106 phối thi công Ưu nhược điểm 106 107 Bài học kinh nghiệm Chương IV NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG SẢN XUẤT RCC LẠNH ĐỂ PHỤC VỤ THI CƠNG I Đặc điểm để xây dựng thiết kế hệ thống sản xuất RCC lạnh để 109 thi công trường II Một số kết nghiên cứu để triển khai dây chuyền sản xuất RCC 111 để phục vụ thi công trường III Lựa chọn phương án dây chuyền sản xuất RCC lạnh…………… 112 IV Quy trình vận hành hệ thống dây chuyền sản xuất RCC lạnh……… 113 TÀI LIỆU THAM KHẢO……………………………………………… 114 Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Bùi Ngọc Chiến DANH MỤC BẢN VẼ Chương I ĐẶC ĐIỂM CỦA BÊ TƠNG ĐẦM LĂN Trang Hình 1.1 Tỷ lệ áp dụng BTĐL theo hướng khác giới…… Hình 1.2 Thi cơng đập BTĐL xe lu rung …………………………… Hình 1.3 Thi cơng sân bãi cơng ngh ệ BTĐL ……………………… Hình 1.4 Cấu tạo trụ neo cáp cầu treo Akashiyko - Nhật Bản ……… Hình 1.5 Thi cơng đập BTĐL thuỷ điện Bình Điền đầm bàn … 10 Hình 1.6 Thi cơng đập BTĐL thuỷ điện Bình Điền máy ủi …… 10 Hình 1.7 Thi cơng đập BTĐL thuỷ điện Bình Điền tơ, máy ủi, 10 đầm rung Hình 1.8 Một dây chuyền sản xuất cát nhân tạo Châu Âu …………… 15 Hình 1.9 Dây chuyền sản xuất BTĐL thuỷ điện Bình Điền ……………… 16 Hình 1.10 Thi cơng đập Bình Điền - Thừa Thiên Huế …………………… 17 Chương II NGHIÊN CỨU NHỮNG NHÂN TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN VẬT LIỆU KHI THIẾT KẾ CẤP PHỐI VÀ THI CƠNG RCC Hình 2.1 Máy nén khí bê tơng 300 tấn……………………………………… 18 Hình 2.2 Máy thí nghíệm thấm bê tơng ……………………………………… 19 Hình 2.3 Thí nghiệm nhiệt độ bê tong sau trộn ra…………………… 20 Hình 2.4 Bàn rung thiết bị đo độ cứng vebe………………………… 20 Hình 2.5 Bộ rây vật liệu theo tiêu chuẩn………………………………… 21 Hình 2.6 Máy làm nước đá bào Iceman corpation……………………… 31 Hình 2.7 nước đá bào trữ nhà tuyết sẵn sàng cho việc 32 trộn bê tông lạnh Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Bùi Ngọc Chiến Chương III THIẾT KẾ CẤP PHỐI VÀ THI CÔNG ĐẬP RCC CHO CÔNG TRÌNH THUỶ ĐIỆN BÌNH ĐIỀN, TỈNH THỪA THIÊN HUẾ Hình 3.1 Thi cơng đập BTĐL lu rung 46 Hình 3.2 Khoan nỗn BTĐL trường …………………………… 104 Hình 3.3 Nén mẫu thí nghiệm BTĐL ………………………………… 104 Hình 3.4 Kiểm tra dung trọng phương pháp rót cát……………… 104 Hình 3.5 Kiểm tra dung trọng phương pháp máy phóng xạ……… 104 Hình 3.6 Tiến hành đo thời gian ninh kết BTĐL trường 105 Hình 3.7 Rửa xe trước vào đổ BTĐL vào khoảnh đổ 105 Hình 3.8 Trải vải bạt bề mặt BTĐL mưa 105 Hình 3.9 Phun sương bảo dưỡng BTĐL 105 Hình 3.10 Mặt cơng trình thuỷ điện Bình Điền Hình 3.11 Mặt cắt dọc cơng trình thuỷ điện Bình Điền 107 Hình 3.12 Mặt cắt ngang cơng trình thuỷ điện Bình Điền 108 Chương IV 106 NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG SẢN XUẤT RCC LẠNH ĐỂ PHỤC VỤ THI CÔNG Hình 4.1 Dây chuyền sản xuất RCC lạnh 109 Hình 4.2 Dây chuyền sản xuất RCC lạnh 112 Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Bùi Ngọc Chiến DANH MỤC BẢNG BIỂU Chương I ĐẶC ĐIỂM CỦA BÊ TÔNG ĐẦM LĂN Trang Bảng 1.1 Số lượng đập BTĐL số nước giới Bảng 1.2 Một số cơng trình đập BTĐL thiết kế Chương II NGHIÊN CỨU NHỮNG NHÂN TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN VẬT LIỆU KHI THIẾT KẾ CẤP PHỐI VÀ THI CÔNG RCC Bảng 2.1 So sánh tính bê tơng đá cuội bê tông đá dăm 23 Bảng 2.2 Sự ảnh hưởng tro bay có chất lượng khác trị sốVc 24 Bảng 2.3 Ảnh hưởng cường độ điều kiện dưỡng hộ đập Đại 24 Điền Khang Khẩu Chương III THIẾT KẾ CẤP PHỐI VÀ THI CƠNG ĐẬP RCC CHO CƠNG TRÌNH THUỶ ĐIỆN BÌNH ĐIỀN, TỈNH THỪA THIÊN HUẾ Bảng 3.1 Thông số kỹ thuật dự án thủy điện Bình Điền 40 Bảng 3.2 Trị số tham khảo hệ số hồi quy A, B 43 Bảng 3.3 Trị số t 44 Bảng 3.4 Hàm lượng nước trộn N, l/m3 44 Bảng 3.5 Các tiêu đánh giá loại phụ gia khoáng sau 47 Bảng 3.6 Thành phần cấp phối puzolan Phong Mỹ 48 Bảng 3.7 Thành phần cấp phối puzolan Gia Quy 49 Bảng 3.8 Kết kiểm tra dung trọng độ ẩm lớp 01 Phong M ỹ không 53 P P có phụ gia hố học Bảng 3.9 Kết kiểm tra dung trọng độ ẩm lớp 01 Phong Mỹ, có phụ 54 gia hố học Bảng 3.10 Kết kiểm tra dung trọng độ ẩm lớp 02,Phong Mỹ có phụ 55 gia hố học Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Bùi Ngọc Chiến Bảng 3.11 Kết kiểm tra dung trọng độ ẩm lớp 02, Gia Quy, có phụ 55 gia hoá học Bảng 3.12 Kết kiểm tra dung trọng độ ẩm lớp 02,Phong Mỹcó phụ 56 gia hoá học Bảng 3.13 13 Kết kiểm tra dung trọng độ ẩm lớp 03,Gia Quy có 56 phụ gia hoá học Bảng 3.14 Kết kiểm tra dung trọng độ ẩm lớp 04,Phong Mỹ có phụ 57 gia hoá học Bảng 3.15 Kết kiểm tra dung trọng độ ẩm lớp 04, Gia Quy, có phụ 57 gia hố học Bảng 3.16 Kết kiểm tra dung trọng độ ẩm lớp 05Phong Mỹ có phụ 58 gia hố học Bảng 3.17 Kết kiểm tra dung trọng độ ẩm lớp 05, Gia Quy, có phụ 58 gia hố học Bảng 3.18 Kết kiểm tra trị số Vc 59 Bảng 3.19 Thành phần cấp phối vữa bê tông 59 Bảng 3.20 Kết đo nhiệt độ khối đổ 61 Bảng 3.21 Số liệu tổng hợp đo nhiệt độ bê tông khối 85 Bảng 3.22 Kết nén mẫu bê tông đầm lăn dung trọng bê tông 88 Bảng 3.23 Kết nén mẫu bê tông dung trọng bê tông khoan lấy mẫu 91 Bảng 3.24 Kết nén mẫu bê tông dung trọng bê tông khoan lấy mẫu 95 Bảng 3.25 Cấp phối bê tông đầm lăn 97 Bảng 3.26 Cấp phối vữa bê tông 98 Bảng 3.27 Cấp phối bê tông đổ biên 98 Bảng 3.28 Kiểm tra trị số sai lệch trình phối cốt liệu 103 Bảng 3.29 Kiểm tra xác xuất vật liệu trộn khỏi máy 104 Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Bùi Ngọc Chiến 106 Hình 3.8 Trải vải bạt bề mặt BTĐL mưa Hình 3.9 Phun sương bảo dưỡng BTĐL VI Ưu nhược điểm học khinh nghiệm thiết kế cấp phối thi công 1.) Ưu nhược điểm Bê tông đầm lăn có ưu điểm Phương pháp thi cơng nhanh, rút ngắn thời gian thi cơng, khai thác mỏ vật liệu địa phương, sử dụng lượng xi măng ít, tiết kiệm đầu tư, hiệu kinh tế cao, thích hợp với thi cơng bê tơng thể tích, lớn diện tích rộng Phù hợp với cơng trình thuỷ lợi thuỷ điện cơng trình thuỷ điện Bình Điền Nhược điểm bê tơng đầm lăn Đập bê tơng đầm lăn có nhiều lớp, nhiều tầng xử lý khơng tốt dễ hình thành đường thấm, ảnh hưởng đến ổn định chống trượt thân đập Khối lượng thi công lớn không khống chế nhiệt tốt d sinh ng sut nhit Luận văn thạc sĩ kü thuËt Bïi Ngäc ChiÕn 107 2.) Bài học kinh nghiệm Đối với vùng có nhiệt độ chênh lệch hai mùa lớn vùng núi Tây Bắc, có chênh lệch nhiệt độ hai mùa lớn cần có giải pháp để giảm thiểu chênh lệch nhiệt độ khối đổ mơi trường xung quanh, cịn cơng trình thuỷ điện Bình Điền nhiệt độ chênh lệch mùa không lớn, nhiệt độ trung bình thấp 20.10C, khả gây ứng suất nhiệt giảm thiểu, P P thời điểm thời đoạn áp dụng giải pháp đơn giản để kiểm soát nhiệt nứt bề mặt co ngót cục sinh Cần trọng nghiên cứu thực nghiệm vật liệu bê tông đầm lăn, phụ gia thành phần bê tông đầm lăn Để phù hợp với tình hình thực tế Việt Nam chưa có tiêu chuẩn thiết kế cấp phối bê tông đầm lăn, kiến nghị chọn phương pháp Trung Quốc để thiết kế cấp phối bê tơng đầm lăn có kết hợp với số phương pháp số nước (phương pháp thiết kế RCC viện bê tông Mỹ theo ACI 211.3R- 13, phương pháp thiết kế RCC phương pháp dung trọng đối đa Mỹ theo ACI 211.3R- 13, phương pháp thiết kế RCC hiệp hội kỹ sư quân mỹ theo ACI 207.5R, phương pháp thiết kế RCC Cục khai hoang Mỹ, phương pháp RCD Nhật) để kiểm tra số kết tính tốn trung gian, đưa giới hạn biên tỷ lệ hồ/vữa để bảo đảm độ chống thấm bê tông đầm lăn tăng liên kết cáec lớp đổ, thích hợp cho bê tông yêu cầu chống thấm Kết hợp phương án q trình tính tốn cấp phối bê tơng đầm lăn loại bỏ phương án khơng đảm bảo tính chống thấm nhờ giảm bớt khối lượng thí nghiệm mẫu, tránh lãng phí nhân cơng kinh phí Việt Nam thi cơng đập bê tơng có chất lượng kết dính trung bình thuộc loại cao, nhiệt độ cao, khống chế thời gian thi cơng chống lũ làm cho đẩy nhanh tốc độ thi công nâng cao đập, làm cho việc khống chế nhiệt thi công bê tông đầm lăn vấn đề giải tốn cấp phối tính tốn nhiệt phải thực từ lúc thiết kế cơng trình Các biện pháp khống chế nhiệt thi công đầm lăn cần phải xác định rõ yêu cầu kỹ thuật thi cụng, cỏc n v Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Bïi Ngäc ChiÕn 108 giám sát chủ đầu tư, nhà thầu thi công phải thực nghiêm túc, đầy đủ theo quy trình quy phạm ban hành Trong q trình thi cơng bê tơng đầm lăn tuỳ thuộc vào tình hình thời tiết mà có biện pháp bảo dưỡng thích hợp, thời tiết nóng nhiệt độ cao thi cơng diện rộng có gió, nước bề mặt bê tông nhanh nên cần có biện pháp kắc phục che chắn, phun sương để giảm thiểu tác động thời tiết Sau thi cơng đầm nén, vị trí bề mặt bê tơng đầm lăn lộ ngồi khơng khí cần bảo dưỡng vòi phun nước vòng 28 ngy Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Bùi Ngọc ChiÕn 109 CHƯƠNG IV NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG SẢN XUẤT RCC LẠNH ĐỂ PHỤC VỤ THI CÔNG I Đặc điểm để xây dựng thiết kế hệ thống sản xuất RCC lạnh để thi công trường Để đáp ứng nhu cầu trên, phải giải hàng loạt toán từ khâu xây dựng hệ thống, thiết kế công nghệ phần sản xuất bê tông đầm lăn làm lạnh bê tông thể thống Yếu tố hàng đầu, có tính định tới cấu trúc tồn hệ thống, chất làm lạnh Các yêu cầu chất làm lạnh, chất trực tiếp xúc tải lạnh cho vật liệu cần làm lạnh đa dạng chặt chẽ, tính chất nhiệt cao (nhiệt dung ẩn nhiệt chuyển pha, độ dẫn nhiệt ….), tính cơng nghệ cao ( sạch, không tác động xấu tới môi trường chất làm lạnh dễ tách khỏi chất làm lạnh), kinh tế (rẻ, hiệu suất trao đổi nhiệt cao) … Cho đến nay, chất làm lạnh chủ yếu nghiên cứu đưa vào sử dụng rộng rãi nước khơng khí, nước dạng nước lạnh đá vảy, đá mảnh để làm vật liệu xây dựng, vữa bê tông Với chất làm lạnh này, thường có khả sử dụng q trình tuần hồn, giảm chi phí lượng ngun liệu Hình 4.1 Dây chuyền sản xuất RCC Một chất làm lạnh nitơ lỏng, đưa vào thử nghiệm khoảng 5-10 năm gần đây, tỏ có nhiều hứa hẹn sản xuất, đáp ứng Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Bùi Ngọc Chiến 110 yêu cầu cao công nghệ đạt độ lạnh sâu, không gây ảnh hưởng tới hàm lượng nước chất lượng bê tơng, địi hỏi diện tích thời gian xây lắp nhỏ đặc biệt thân thiện với môi trường Tuy nhiên, giá thành phương pháp lại cao, phần hiệu suất trao đổi nhiệt thấp trình làm lạnh (nitơ lạnh pha lỏng + khí với vữa bê tơng pha rắn + lỏng), chủ yếu giá thành nitơ lỏng cao nơi khí công nghiệp chưa sản xuất sử dụng rộng rãi Với chất làm lạnh lựa chọn, người thiết kế hệ thống có hàng loạt lựa chọn công nghệ, thiết bị cung cấp chất làm lạnh Nước lạnh thường sản xuất máy chiller làm lạnh nước với dạng khác chiller bay dạng khô hay ngập lỏng, dùng amoniac hay hợp chất halo-hydrocarbon (R22, R134a, R404a ), làm mát nước hay khí Đá sản xuất thiết bị làm đá chuyên dụng máy đá vảy, máy đá mảnh, máy đá tuyết, đá cây, đá bùn Các thiết bị cung cấp chất làm lạnh dùng thiết bị có sẵn thị trường thiết bị lạnh cơng nghiệp cơng dụng chung, chưa có thiết bị chuyên dụng cho sản xuất bê tông dự lạnh Trong hệ thống làm lạnh vật liệu xây dựng vữa bê tơng, có tầm quan trọng khơng thiết bị cung cấp chất làm lạnh (chiller sản xuất nước lạnh, máy sản xuất đá vảy, đá mảnh ), nhóm thiết bị trao đổi nhiệt (làm lạnh cốt liệu trước trộn bê tông), thiết bị phụ trợ (vận chuyển, dự trữ, cân định lượng nước lạnh đá vảy, đá mảnh ) Các thiết bị định hiệu suất nhiệt nói riêng suất nói chung toàn hệ thống Các hướng nghiên cứu thiết kế nhóm thiết bị nhắm mục tiêu: Nâng cao hiệu suất trao đổi nhiệt cách tăng cường độ trao đổi nhiệt: Tăng hiệu số nhiệt độ chất làm lạnh nhiệt độ vật liệu cần làm lạnh, tăng tốc độ chuyển động tương đối chất làm lạnh vật liệu cần làm lạnh Nhờ vậy, thời gian làm lạnh giảm, lượng nhiệt lạnh thất thoát theo thời gian giảm Theo hướng này, nhiều hãng phát triển hệ thống làm lạnh cốt liu bờ tụng bng Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Bïi Ngäc ChiÕn 111 nước đá có nhiệt độ 1oC hệ thống băng tải liệu thay dùng nước lạnh P P có nhiệt độ 5-7oC truyền thống P P Giảm tổn hao nhiệt lạnh nhờ thiết kế kết cấu hợp lý, chọn lựa sử dụng vật liệu cách nhiệt phù hợp yêu cầu Cân đối hài hồ cơng suất máy lắp đặt với cơng suất biểu kiến, cơng suất lạnh có tính phần công suất dự trữ (trong bể nước lạnh dự trữ, kho đá vảy, đá mảnh ) Sử dụng hợp lý, tiết kiệm chất làm lạnh, đặc biệt nước lạnh, nhờ hệ thống thiết bị lắng lọc tốt mang lại giá trị kinh tế khơng nhỏ Ngồi ra, mang lại lợi ích chung mơi trường Đầu tư nghiên cứu, hồn thiện cơng nghệ Nitơ lỏng, khí lạnh, làm lạnh cốt liệu hạt mịn, sử dụng nước ngầm nguồn lạnh có sẵn Bên cạnh định hướng thiết bị cơng nghệ, tính tốn thiết kế hệ thống bước có tác dụng định tới chất lượng, hiệu đầu tư thiết bị Bài toán nhiệt dự lạnh bê tơng bao gồm hai tốn con: Tính toán cân nhiệt xác định thời gian trao đổi nhiệt cần thiết để khối hỗn hợp bê tông có nhiệt độ yêu cầu đủ đồng Để giải toán, đặc biệt toán sau tốn q trình trao đổi nhiệt Khối khơng ổn định, ngồi sở lý thuyết nhiệt động, địi hỏi triển khai hàng loạt thực nghiệm khai thác tối đa kinh nghiệm thực tiễn đặc tính cụ thể vật liệu, kết cấu thiết bị, điều kiện sản xuất Quá trình thiết kế hệ thống thiết bị, cụm thiết bị hệ thống phức tạp nhiều Người thiết kế phải đưa lời giải tối ưu công suất thiết bị (bao gồm công suất nhiệt, cơ, vận chuyển ), kết cấu, vật liệu chế tạo, bố trí , nhằm có hệ thống mang lại chi phí dự lạnh thấp có thể, đồng thời tác động tới môi trường II Một số kết nghiên cứu để triển khai dây chuyền sản xuất RCC để phục vụ thi công trường Hệ thống sản xuất bê tơng bê tơng đầm lăn làm lạnh hồn chỉnh xuất Việt Nam vào năm 2006, cụng trỡnh thu in Bỡnh in (Min Trung), Luận văn th¹c sÜ kü thuËt Bïi Ngäc ChiÕn 112 mang nhãn hiệu Libher-Hansa, Libher hãng chế tạo máy xây dựng hàng đầu, Hansa hãng chế tạo thiết bị làm lạnh công nghiệp hàng đầu, CHLB Đức Đây trạm bê tông đầm lăn làm lạnh cơng suất 160 m3/h, có khả P P tạo độ lạnh từ trung bình tới sâu, nhờ phối hợp làm lạnh cốt liệu sử dụng đá vảy, đá mảnh nước lạnh cho cấp phối nước III Lựa chọn phương án dây chuyền sản xuất RCC lạnh Hình 4.2 Dây chuyền sản xuất RCC lạnh Trong công nghệ xây dựng đại, đặc biệt với cơng trình lớn đập thuỷ điện, để đảm bảo khối bê tông đầm lăn lớn không bị phá huỷ biến dạng mức cho phép ứng suất nhiệt gây q trình thuỷ hố xi măng truyền nhiệt chậm đơng kết, giải pháp có tính định sử dụng công nghệ làm lạnh hỗn hợp bê tông đầm lăn xuống tới nhiệt độ thấp cần thiết, đủ để giãn 70% nhiệt sinh q trình thuỷ hố xi măng, góp phần định đảm bảo độ chênh nhiệt độ vùng khối bê tông đầm lăn (∆T) không 20oC, mô đun độ chênh nhiệt độ điểm khối bê tông P P đầm lăn (MT) không 50oC/m (theo Tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam 305-2004 P P sản xuất bê tông khối lớn) Để đảm bảo làm lạnh hng chc ngn hn Luận văn thạc sĩ kü thuËt Bïi Ngäc ChiÕn 113 hợp bê tông đầm lăn cho đợt đổ liên tục ca sản xuất, ngành xây dựng phải trang bị hệ thống thiết bị sản xuất bê tông đầm lăn làm lạnh tự động với khối lượng hàng chục tấn, tiêu thụ hàng ngàn kWh điện, chi phí sản xuất chí cao vài lần so với bê tơng thường Về tổng thể, thiết bị sản xuất bê tông đầm lăn làm lạnh bao gồm thiết bị trộn bê tơng tự động tích hợp hệ thống làm lạnh hỗn hợp bê tơng Có nhiều cấu hình thiết bị sản xuất bê tông lạnh, dựa phương pháp làm lạnh, đối tượng làm lạnh khác IV Quy trình vận hành hệ thống sản xuất RCC lạnh Những yêu cầu kinh tế, kỹ thuật hệ thống làm lạnh BT ĐL Phải tuân thủ quy trình mà nhà sản xuất đưa dây chuyền làm lạnh Địi hỏi cơng suất lạnh lớn, từ hàng triệu tới hàng chục triệu kCal/h Đảm bảo làm lạnh bê tông đầm lăn phù hợp với công nghệ sản xuất bê tông dùng, chất lượng bê tơng suất Có độ ổn định, tin cậy cao điều kiện sản xuất khắc nghiệt Đảm bảo thân thiện với mơi trường Kết luận Nhìn chung có nhiều nhân tố ảnh hưởng đến việc sản xuất RCC lạnh, yếu tố quan trọng dây chuyền, khơng có dây chuyền sản xuất để làm lanh bê tơng biện pháp khơng chế nhiệt bê tơng phịng ngừa nứt nẻ cơng trình khó đảm bảo chất lượng Trong thực tế cần phải tình hình, điều kiện cụ thể, khả thi công công nghệ làm lạnh dây chuyền sản xuất, điều kiện kinh tế mà chọn dây chuyền làm lạnh bê tông cho phù hợp với quy mô cụng trỡnh Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Bùi Ngọc Chiến 114 TàI liệu tham khảo Tiếng Việt Bộ Thủy Lợi (1985), Kết cấu bê tông bê tông cốt thép Thủy công - Tiêu chuẩn thiết kế, TCVN 4116-85 Bộ Thủy Lợi (1988), Thiết kế Đập bê tông bê tông cốt thép - Tiêu chuẩn thiết kế, 14TCN 56-88 Bộ Xây Dựng (2002), Công trình Thủy lợi - Các qui định chủ yếu thiết kế, TCXDVN 285-2002 Báo cáo công tác tư vấn kü tht sè cđa chuyªn gia Trung Qc KKECC việc thi công đập Định Bình Bản tin Quí I-2006, Hội thảo bê tông đầm lăn Hội ®Ëp lín ViƯt Nam C«ng ty T­ vÊn XD Điện I (2003), Các vẽ phần xây dựng công trình Pleikrông, tập 3.1, Hà Nội Công ty Tư vÊn XD §iƯn I (2005), §iỊu kiƯn kü tht thi công bê tông đầm lăn PlleiKrông, tập 6.1B, Hà Nội Cấp phối BTĐL thí nghiệm đề nghị dùng cho §Ëp A V­¬ng CÊp phèi BT§L thÝ nghiƯm hiƯn trường dùng cho Đập PleiKrông 10 Cấp phối BTĐL thí nghiệm đề nghị dùng cho Đập Sê San 11 Cấp phối BTĐL thí nghiệm đề nghị dùng cho Đập §ång Nai 12 CÊp phèi BT§L thÝ nghiƯm ®Ị nghị dùng cho Đập Hương Điền 13 Cấp phối BTĐL thí nghiệm đề nghị dùng cho Đập Bình Điền Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Bùi Ngọc Chiến 115 14 Công trình thuỷ điện Sơn La - phân tích nhiệt công trình 15 Hội đập lớn Việt Nam - VNCOLD (2005), Hội thảo kỹ thuật sử dụng bê tông đầm lăn xây dựng, Hà Nội 16 Hồ sơ thiết kế công trình Hồ chứa nước Nước Trong tỉnh Quảng NgÃi 17 Hồ sơ thiết kế kỹ thuật-giai đoạn II (2006), công trình thủy điện Bình Điền tỉnh Thừa Thiên Huế 18 Hồ sơ thiết kế kỹ thuật-giai đoạn II (2006), công trình thủy điện Hương Điền tỉnh Thừa Thiên Huế 19 Nguyễn Văn Mạo (2004) Bài giảng bồi dưỡng sau đại học - Công nghệ xây dựng đập , Trường ĐHTL 20 Nguyễn Văn Mạo (2005) Bài giảng bồi dưỡng sau đại học - Thiết kế Đập bê tông trọng lực, Trường ĐHTL 21 Nguyễn Văn Mạo (2002) Bài giảng cao học - Đập bê tông trọng lực đập vòm, Trường ĐHTL 22 Phạm Ngọc Khánh (2002) Cơ học kết cấu - phần - Phương pháp phần tử hữu hạn, Trường ĐHTL 23 Thí nghiệm cấp phối bê tông đầm lăn thuỷ điện Sông Côn tỉnh Quảng Nam năm 2006 24 Thí nghiệm đập bê tông đầm lăn công trình Hồ chứa nước Định Bình (VKHTL 2005) 25 Tổng công ty Sông Đà (2005), Báo cáo kết ép mẫu thí nghiệm RCC, KonTum 26 Tuyển tập báo cáo khoa học(11/2009) Tiểu ban công trình, Trường ĐHTL Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Bùi Ngäc ChiÕn 116 27 Vò Thanh Te (6/2005) ThiÕt kÕ tổ chức thi công đập bê tông đầm lăn, Trường ĐHTL 28 Vũ Thanh Te (2008) Thi công bê tông đầm lăn, Trường ĐHTL 29 Viện khoa học thủy lợi ViƯt Nam (2009), Tun tËp khoa häc c«ng nghƯ 50 năm xây dựng phát triển (Tập II) 30 Yêu cầu kỹ thuật thi công bê tông đầm lăn công trình Hồ chứa nước Định Bình 2/2006 Nhóm chuyên gia Trung Quèc TiÕng Anh 31 ACI 20.5R-99 (1999) Reported by ACI Committee-Roller Compacted Mass Concrete, USA 32 Laboratoires Centrale des Ponts et Chausées Manuels de CESAR-LCPC, 1994 “Manuel de CESAR-LCPC”, vol 1-4 33 Michel Prat & all, (1997) “Calcul des Ouvrages généraux de construction” Edition Hermès, Paris 34 Roller compacted concrete RCC dams H T Khanh Tài liệu tham khảo 35 U.S.Army Corps of Engineers (2000), Roller Compacted Concrete 1110-22006, USA 36 USBR (1995), Gravity dam design - EM 1110-2-2200, USA Trung Quốc 37 Khống chế nhiệt độ phân khe đập bê tông trọng lực 39 Nguyên tắc đạo thiết kế đập bê tông đầm lăn DL/T 5005 - 92 Bộ Thuỷ lợi , Bộ Năng Lượng Trung Quốc Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Bùi Ngọc Chiến 117 40 Nhìn lại 10 năm khống chế nhiệt độ bê tông đầm lăn Trung quốc 9/1996 41 Nguyên tắc thiết kế đập bê tông đầm lăn tổn quan thi công đập bê tông đầm lăn tác giả Thiệu Lục Quần - Bộ Thuỷ Lợi Trung Quốc ban hành tháng 3/2004 42 Quy phạm thi công đập bê tông Đầm lăn - tài liệu dịch từ Trung Quốc 43 ủy ban công tác hội phổ cập khoa học Thủy lợi Trung Quốc (1984), Bê tông đầm lăn thể tích lớn, Nhà xuất Thủy lợi Thủy điện, Trung Quốc 44 Viện nghiên cứu khảo sát thiết kế Hoa Đông (1999), Qui phạm thiết kế đập trọng lực bê tông - DL5108-1999, Trung Quốc 45 Phương pháp thiết kế RCC Viện bê tông Mỹ theo ACI 211.3R -13 46 Phương pháp thiết kế RCC phương pháp dung trọng tối đa Mỹ theo ACI 211.3R -13 47 Phương pháp thiết kế RCC Mỹ theo ACI 207.5R 48 Phương pháp thiết kế RCC Cục khai hoang Mỹ 49 Phương pháp thiết kế RCCD Trung Quốc 50 Phương pháp thiết kế RCD Nhật Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Bùi Ngọc Chiến IB IIB Hình 3.12 Mặt cắt ngang lớn Lun thc s k thut Bựi Ngc Chin Hình 3.10 Mặt công trình Thủy điện Bình Điền Lun thc sĩ kỹ thuật Bùi Ngọc Chiến I V-2 MỈt c ¾t d ä c t im t u y Õn đập Hình 3.11 Cắt dọc đập Lun thc sĩ kỹ thuật Bùi Ngọc Chiến