MỞ ĐÀUTrên thể giới trong số các vật liệu xây dựng do con người Lim ra, bêtông là một vật liệu, một sản phẩm được sử dụng rộng rãi và hiệu quả nhất.Các công trình xây dựng làm bằng bê tô
Trang 1MỤC LỤC
"09000 1
96.1001 6
CHƯƠNG 1 TONG QUAN VE BE TONG DAM LĂN 11
1.2 Sự phát triển của bê tông đầm lăn trên thé giới va tại Việt Nam 13 1.2.1 Tình hình ứng dụng BTĐL trên thế giới 13 1.2.2 Tình hình nghiên cứu và ứng dụng bê tông đầm lăn ở Việt Nam 17 1.3 Phụ gia khoáng hoạt tính dùng cho bê tông đầm lăn 21 1.3.1 Khái niệm về phụ gia khoáng 21
1.3.2 Phan loai phu gia khoang 21
1.3.3 Thanh phan hóa học và tinh chất cơ lý của PGK hoạt tính 23
1.3.4 Tình hình nghiên cứu sử dụng PGK ở Việt Nam 24
CHƯƠNG 2 VAT LIEU VÀ PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM 30
2.1.2 Phụ gia khoáng hoạt tính 31 2.1.3 Cốt liệu min (Cát) 35 2.1.4 Cốt liệu thô (Đá) 36
2.2.1 Phương pháp chế tạo mẫu 4I
2.2.2 Quy trình thí nghiệm các chỉ tiêu cơ lý của BTDL 44
Trang 23.2 Ảnh hướng của tro bay nhiệt điện va puzolan thiên nhiên đến cường
3.3 Ảnh hưởng của tro bay nhiệt điện và puzolan thiên nhiên đến cường
3.4 Ảnh hưởng của tro bay nhiệt điện và puzơlan thiên nhiên đến tính
KIEN NGHỊ S6 SE E1 EEEEEEE1111111 111111111111 1111111111111 te 79
PHU LUC — 80
Phu lục 1: Kết quả thí nghiệm của một số công trình 80
Trang 3-3-DANH MUC BANG BIEU
Bang 1.1 Số lượng đập BTDL tại một số nước trên thế giới - - 16
Bảng 1.2: Một số công trình đập BTDL của Việt Nam .: 20
Bang 1.3: Các yêu cầu về thành phan hóa học của PGK hoạt tính 23
Bang 1.4: Các yêu cầu về chỉ tiêu cơ lý của PGK hoạt tính . 23
Bang 1.5: Thành phan hóa học yêu cầu của phụ gia khoáng 24
Bang 1.6: Sự phan bố, trữ lượng và chất lượng một số mỏ Puzolan ở Việt ÏNam Go nọ TT nh it 27 Bang 2.1: Kết qua thí nghiệm xi MAN 2-2-2 s+E+£E+E+Ezrserxee 31 Bang 2.2: Kết quả thí nghiệm Puzơlan Gia Quy ¿-2©2+cs+cs+cs+¿ 32 Bang 2.3: Kết quả thí nghiệm Tro bay Phả Lại - 2-52 s+zs+csz¿ 34 Bảng 2.4: Các chỉ tiêu cơ lý CỦa Cắt - -.- cv ng giết 35 Bang 2.5: Thành phan hạt của cát - + 2 252+SE+£E+£E££Ee£EezEzEzrxerxee 35 Bang 2.6: Các chỉ tiêu tính chất cơ lý của đá dam 5-20mm - 37
Bang 2.7: Các chỉ tiêu tinh chất cơ lý của đá dim 20-40mm - 37
Bang 2.8: Các chỉ tiêu tính chất cơ lý của đá dim 40-60mm 38
Bang 2.9: Thành phan hạt đá dim 5-20mm, 20-40mm, 40-60mm 38
Bảng 2.10: Khối lượng thể tích hỗn hợp đá dim 5-40mm ứng với các tỷ lệ phối hợp hai loại đá 5-20mm và 20-40mm 2- 2:5 ©522522S£2££+££+£S+e: 39 Bảng 2.11: Khối lượng thể tích hỗn hợp đá đăm 5-60mm ứng với các tỷ lệ phối hợp ba loại đá 5-20mm , 20-40mm và 40-60mmm -2-5- 39 Bang 2.12: Thanh phan đá đăm 5-40mm - 2-2 ©52© 22S22E£2E£2E£zEE+£Sz2 40 Bang 2.13: Thanh phan đâ đăm 5-60mm 2-2 ©22©522522S£2££2££z£E£S£2 40 Bang 2.14 Chỉ tiêu cần xác định và hình dang, kích thước viên mẫu 42
Trang 4Bang 2.15: Thanh phan cấp phối sử dụng tro bay 52Bang 2.16: Thành phan cấp phối sử dụng Puzolan 52
Bang 3.1: Kết quả thí nghiệm BTDL đập Tân Mỹ dùng Puzơlan
_-Bảng 3.2: Kết quả thí nghiệm BTĐL đập Nước Trong dùng Puzølan 55Bang 3.3: Kết quả thí nghiệm BTDL đập Thủy điện Bản Vẽ dùng PuzolanS6Bảng 3.4: Kết qua thí nghiệm BTĐL đập Tân Mỹ dùng tro bay 56Bang 3.5: Kết qua thí nghiệm BTĐL đập Nước Trong dùng tro bay 57Bang 3.6: Kết quả thí nghiệm BTDL đập Thủy điện Bản Vẽ dùng tro bay 57
Bảng3.7: Tổng hợp kết quả trị số Ve (s) trung bình các mẫu thí nghiệm của
các công trình : : oo 60
Bang 3.8; Kết qua Rk (MPa) trung bình các mẫu thí nghiệm của các công
trình sử dụng PGK Puzolan thiên nhiên 63
Bảng 3.9: Kết quả Rk (MPa) trung bình các mẫu thí nghiệm của các công
trình sử dung PGK Tro bay, se _ son 4
Bang 3.10: Kết quả trị số RN (MPa) trung bình các mẫu thí nghiệm của các
công trình sử dụng Puzơlan thiên nhiên 67
Bang 3.11: Kết quả trị số RN (MPa) trung bình các mẫu thi nghiệm của các
công trình sử dụng Tro bay 68 Bảng 3.12: Kết quả thí nghiệm về độ chống thắm của BTĐLở một số công trình : : _ T3
Trang 5Hình 3.2: Biểu dé so sánh cường độ kháng kéo của BTĐL khi sử dung PGK
tro bay và Puzolan thiên nhiên 6
Hình 3.3: Biểu dé so sánh cường độ kháng nén của BTĐL khi sử dụng PGK
tro bay và Puzơlan thiên nhiên _ : on 68,
Trang 6MỞ ĐÀUTrên thể giới trong số các vật liệu xây dựng do con người Lim ra, bêtông là một vật liệu, một sản phẩm được sử dụng rộng rãi và hiệu quả nhất.Các công trình xây dựng làm bằng bê tông và bê tông cốt thép có mặt ở khắp.
nơi trong các lĩnh vực xây dựng công trình dân dụng, công nghiệp, giao thông, thủy lợi và thủy điện
Bé tông nói chung và bê tông đầm lăn nói riêng là loại vật liệu đá nhântạo có cường độ nền cao, bền theo thời gian, sử dụng vật liệu sẵn có tại địaphương dé chế tạo, nên vật liệu bê tông có lợi ich về kinh tế rit lớn Từ khiđược phát minh cho tới nay người ta không ngừng nghiên cứu phát triển cácloại bê tông nhằm ứng dụng trong thi công các công trình có đặc điểm khác
nhau Nhiều công trình thủy lợi được làm bằng bê tông cốt thép như đập tràn,cổng lấy nước và tiêu nước, trạm bơm, âu thuyền, xỉ phông, cầu máng, kênh
mương , Cũng theo hướng phát trién đó, công nghệ bê tông dim lăn (BTDL)
ra đời sử dụng thi công các công trình có mặt bằng rộng lớn, đòi hỏi tiên độ
thi công nhanh như các công trình thủy điện, thủy lợi, các công trình đề chắn
sống, mặt đường, bãi đỗ xe
Đặc biệt với công trình bê tông khối lớn như đập bê tông trọng lực thì
độ thi công BTĐL rất nhanh so với công nghệ thi công bê tông thường
Khối lượng thi công càng lớn hiệu quả áp dung công nghệ BTĐL càng cao.'Việc thi công BTĐL cho phép nâng cao hiệu suất thi công, kết hợp các thiết
bị cơ giới cùng hoạt động: Có thể dùng băng tải để vận chuyển bê tông, dùng.máy ủi để san gạt, máy lu rung dé đầm lẻn Giảm đáng kể sử dụng ván khuôn,
rải lớp mỏng dé liên tục nên lượng nhiệt tích lũy nhỏ.
Trang 7Xuất phát từ những ưu việt trên sử dụng công nghệ thi công BTĐL demlại hiệu quả kinh tế cao so với bê tông truy thống khi thi công các công
trình đập bê tông trọng lực bởi lý do sau:
+ Thi công BTDL sẽ giảm giá thành công trình từ 25-40% so với thi
công bê tông thường Việc hạ giá thành đạt được là do giảm được chỉ phí cốtpha, giảm chỉ phí cho công tác vận chuyển, dé, đầm bê tông và đặc biệt giảmđược giá thành đơn vị bê tông Vì thé, trong gần 40 năm qua, công nghệBTDL được phổ biến ngày cảng rộng rãi trên thé gic inh thành các trường phái công nghệ của Mỹ, Nhật và Trung Quốc.
+ Giảm chỉ phí cho biện pháp thi công: việc thi công đập bằng BTĐL
có thể giảm chỉ phi dẫn dòng trong thời gian xây dựng va giảm các thiệt hai,
các rủi ro khi nước lũ tran qua đê quai Đối với đập BTĐL, đường ống dẫndòng ngắn hon ống dẫn ding của đập đất dip Hơn nữa thời gian thi công đậpBTDL ngắn nên các ống dẫn dòng cho đập BTDL chỉ cần thiết kế dé đáp ứnglưu lượng xa nước lớn nhất theo mùa thay vì lưu lượng lớn nhất theo năm như
đối với đập bê tông thường và đập đất đắp Vì thé đường kinh cống dẫn dòng
của đập BTĐL nhỏ hơn va chiều cao dé quai cho đập BTDL cũng thấp hơn so.với phương án đập bê tông thường và đập dat dap
Bê tông đầm lăn là bê tông khối lớn và việc xây dựng đập BTĐL chithực sự phát huy được tính ưu việt là tạo ra sản phẩm có chất lượng tươngđương với đập bê tông truyền thống trong một số điều kiện nhất định, đó làphải sử dụng vật liệu tại địa phương như cát, đá, xi măng và chất độn mịn (puzolan hoặc tro bay )
Trang 81 Tính cấp thiết của đề ti Nghiên cứu so sánh một số tính chất cơ ly của
bê tông dim lin (RCC) sử dụng phụ gia khoáng tro bay nhiệt điện và
pucolan thiên nhiên”
'Việt Nam đang trong giai đoạn phát triển, nên số lượng và quy mô các.công trình đập thủy điện, thủy lợi đang được xây dựng ngày cảng nhiều vàlớn nhằm tăng sản lượng điện và lượng nước trong các hồ chứa để phục vụ.phát triển công nghiệp, nông nghiệp Hầu hết các công trình đang xây dựng
hay đang trong giai đoạn thiết kế đều sử dụng công nghệ BTĐL Có thể ké
đến một số công trình thủy lợi, thủy điện, đã khỏi công như thủy điện
Pleikrông (tinh Kontum), thủy điện Sơn La (tinh Sơn La), thủy điện A Vương
(tỉnh Quảng Nam), thủy điện Sông Kon 2 (Quảng Nam), thủy điện Se San 4
(Gia Lai), hồ chứa nước Định Bình tỉnh Bình Định
Đối với các đập bê tông đầm lăn, các loại vật liệu dùng dé chế tạo rất
phong phú đã dạng, trong đó có phụ gia khoáng hoạt tính tro bay hoặc puzolan thiên nhiên Với phụ gia khoáng tro bay đã được sử dụng phổ biến,
sản lượng nhiều, giá thành rẻ và đã áp dụng cho một số công trình như đập
Định Bình, Thủy điện Sơn La, Thủy điện Bản Vẽ Tuy nhiên, tại một
nơi xây dựng công trình như thủy điện Pleikrong, thủy điện Se San 4 lại sir
dụng puzolan thiên nhiên, việc thay thé tro bay bằng puzolan thiên nhiên liệu
có mang lại hiệu quả kinh tế cao hơn và đảm bảo chất lượng công trình hay
không, vin dé này chúng ta cần có những đánh giá thực té trên công trình
thực tế,
Dé tải nghiên cứu so sánh một số tính chất cơ lý của bê tông đầm lăn
(RCC) được sản xuất bởi phụ gia khoáng hoạt tính tro bay nhiệt điện vàpuzolan thiên nhiên Từ đó dé xuất lựa chọn loại phụ gia khoáng phủ hợp cho
các công trình đập RCC ở Việt Nam.
Trang 92 Mục đích của đề tài
~ Nghiên cứu một số tính chất cơ lý của RCC khi sử dụng phụ gia khoáng,
là tro bay nhiệt điện và puzolan thiên nhiên
- Kiến nghị lựa chọn loại phy gia khoáng phủ hợp, đảm bảo yêu cầu kinh
tế và kỹ thuật cho các đập RCC ở Việt Nam.
nghĩa khoa học của để tài
Bê tông dim lăn nói chung và bê tông đầm lăn dùng cho công trìnhthủy điện, thủy lợi nói riêng, là loại bê tông đặc biệt chứa một lượng nước rất
ết dính thấp Ví dụ tại đập Upper Stillwater (1988),
nhỏ và có lượng chất
USA có lượng ding chất kết dính 252 kg (bao gồm 80 Kg xi măng +172 kgtro bay); đập Địa Xuyên (1980), Nhật bản có lượng ding chat kết dinh 130 kg
(91 kg xi mang + 39 kg tro bay); đập Thủy Khẩu (1993), Trung Quốc có
lượng dùng chất kết dính 170 kg (65 kg xi măng +105 kg tro bay); Liễu Khê,
Mỹ (1983), CKD 66kg (trong đó 47 kg xi ming + 19 kg tro bay), Đập thủy
điện Pleikrông có lượng chất kết đỉnh 290 kg (80 kg xi măng +210 kg
Puzolan)v.
“Tính chat của hỗn hợp bê tông dim lin phụ thuộc chủ yếu vào tinh chất
và tỷ lệ các loại vật liệu tạo nên hỗn hợp, trong đó phụ gia khoáng hoạt tính làloại vật liệu quan trọng và không thể thiếu trong bê tông dim lăn Ở ViệtNam, cho đến nay, loại phụ gia khoáng thường dùng trong BTDL là tro bay
nhiệt điện Tuy nhiên các nguồn cung cắp tro bay lại tập trung ở khu vực miễn
Bắc, trong khi nhu cầu sử dụng lại lớn và nằm trong cả nước Mặt khác, Việt
Nam cũng có nguồn phụ gia khoáng hoạt tính Puzơlan thiên nhiên rất đồi dào,
phân bồ trên khắp cả nước Đề tài lần đầu tiên đề cập đến việc sử dụng hai
loại phụ gia khoáng hoạt tính (Puzơlan thiên nhiên và tro bay) trong thành
phần hỗn hợp BTĐL
Trang 10-10-Kết qua nghiên cứu của để tải đã đáp ứng được mục đích đặt ra là so
sánh các tính chất cơ lý của BTĐL sử dụng PGK là Puzolan thiên nhiên với
BTL sử dung PGK là tro bay nhiệt điện và đưa ra kết luận 1g: Puzolanthiên nhiên hoàn toàn có thé thay thé tro bay nhiệt điện trong sản xuất BTDL;trong nhiều trường hợp có thé mang lại hiệu qua kinh tế cao mà vẫn đảm bảo.các yêu cầu về chất lượng công trình Chính vi vậy 48 ti có ¥ nghĩa Khoa học
và thực tiễn
Trang 11CHƯƠNG 1 TONG QUAN VE BE TONG DAM LAN
1.1, Khái niệm về bê tông đầm lăn (BTĐL)
Bê tông đầm lăn là một loại bê tông nặng Trong đó hỗn hợp bê tông.không có độ sụt, được dim bởi đầm rung, lăn cho các lớp bê tông mỏng hinhư không vượt quá 300 đến 600mm Công nghệ thi công BTĐL đặc biệthiệu quả khi áp dụng đối với các công trình lớn, mặt bằng thi công rộng như.đường, đê, đập thủy điện, thủy lợi, khối lượng bê tông được thi công càng lớn
thì hiệu quả áp dụng công nghệ BTDL càng cao.
BTDL là loại bé tông nghéo xi mang sử dụng các nguyên vật liệu tương
bị
rung đưa vào trong lòng khối đổ, BTĐL được làm chat bằng thiết bị rung lên
tự như bê tông thường Khác với bê tông thường được đầm chặt bởi thị
tir mặt ngoài (lu rung) Công nghệ này có thể được xem là sự phát triển quan
trọng nhất trong công nghệ đập bê tông trong một phần tư thé kỷ qua Ap
dụng công nghệ BTĐL cho phép nhiều đập mới có tính khả thi về mặt kinh tế
do giảm giá thành từ phương pháp thi công nhanh và hàm lượng chất kết dinh
thấp Điểm khác biệt lớn nhất của bê tông đầm lăn với bê tông thường làlượng xi măng và lượng nước dùng thấp hơn so với bê tông thường
Lượng dùng chất kết dính trong BTDL thay đổi trong phạm vi rộng tir
59 đến 297 kg/m’, trong đó một phần xi măng được thay thé bằng Puzolan,tro bay nhằm giảm nhiệt thủy hóa, hạn chế phát sinh vết nứt ảnh hưởng đến
chất lượng và tuổi thọ công trình [12] Tay theo lượng dùng CKD mà phân ra
các loại BTĐL như sau [16]:
+ Bê tông đầm lăn nghèo chất kết dinh (CKD) ham lượng (CKD < 99
kg/m’) do USACE - Mỹ phát triển dựa trên công nghệ thi công dat dip;
+ Bê tông đầm lăn có lượng CKD trung bình (him lượng CKD =
100-149 kg/m’):
Trang 12-2-+ Bê tông đầm lăn giàu CKD ( ham lượng CKD > 150 kg/m’) được.phát triển ở Anh Việc thiết kế thành phần BTĐL được cải tiến từ bê tông
thường và thi công dựa vào công nghệ thi công đập đất đắp
Ngoài ra BTĐL còn có hướng phát triển khác, đó lả hướng phát triển
RCD của Nhật Ban (Roller CoMPacted Dams), chuyển từ đập trọng lực bê tông thường sang sử dụng BTĐL Theo hướng này, BTĐL có lượng CKD
nằm giữa BTĐL có lượng CKD trung bình và loại BTDL có CKD cao
Sau hơn 30 năm ứng dụng trên thé giới, công nghệ xây dựng đập
BTDL liên tục được cải tiến cả ví thi \ liệu chế tạo và kỹ thu: ng Cho tới nay, đập BTĐI được thi công xây dựng ở nhiều nước trên thé giới, ở nơi
có nhiệt độ môi trường khác nhau và có thể trong cá những ving thường Xuyên có mưa lớn.
Nhược điểm của BTĐL là độ c
dính trong BTĐL t
lu rung có thể không đồng nhất, khó đạt giá
\g thắm thấp, do lượng dùng chất kết
Độ đặc chắc của hỗn hợp BTDL sau khi én chat bằng
19 đặc chắc như đối với bê
tông thường Mặt khác độ đồng nhất của BTĐL kém hơn so với bê tông
thường do tính công tác thấp cũng là một yếu tổ ảnh hưởng đến khả năng.chống thắm Vào những năm 80 của thé kỷ trước người ta không đặt ra yêu.chống thắm với BTĐL Hiện nay cùng với sự tiễn bộ về trình độ công
nghệ thi công BTĐL, có thé thay thé vỏ bọc bê tông thường bằng BTĐL có
độ chống thắm cao Tại Nhật Bản BTDL yêu cầu phải đạt độ chống thắm như
bê tông thường Trung Quốc là nước hiện nay đang xây dựng nhiều đập
BTDL đã chế tạo được BTĐL có độ chống thấm cao Phần chống thấm bênngoài dùng BTĐL cấp phối II (cốt igu lớn tổ hợp từ hai loại đá dam, đườngkính cốt liệu lớn nhất của cốt liệu 40 mm, giầu chất kết dính ) có độ đồng nhấttrong thi công cao, nên chống thắm tốt, phần bên trong dùng cắp phối III (cốt
Trang 13BTDL được xây dựng kết hợp ý tưởng giữa đập bê tông trong lực đầm lăn và
đập đất Năm 1961 hỗn hợp bê tông không độ sụt được rải bằng xe ủi đã ápdụng cho đập Alpe Gera tại Halia và đập Manicongan ở Canada Hỗn hợp bêtông được đầm chặt bằng các loại đầm đài gin sau may úi hoặc dim chặt
bang máy ủi [38], giảm được giá thành do giảm lượng dùng xi mang so với bê
tông thường,
Năm 1961 hỗn hợp cát đá trộn với xi ming được rải và đầm bằng cácthiết bị thi công đập đất để xây dựng tường quây của đập Thanh Môn, DaiLoan [4]
BTPL chỉ thực sự được chú ý khi giáo sư Jerome Raphael (Mỹ) trình
bảy báo cáo “Đập trọng lực tối wu” vào năm 1970, trong đó nêu ra phương.pháp thi công nhanh đập bê tông trọng lực bằng cách sử dụng thiết bị đắp đậpđất [38]
“Trong những năm 1970, một số công trình ở Mỹ đã đưa vào nghiên cứu
BTDL trong phòng thí nghiệm và nghiên cứu thiết kế thử nghiệm tại hiện
trường Những nỗ lực trên tạo nền tảng cho vi
Trang 14sir quân đội Hoa Ky (USACE) đã thi công các lô bê tông thử nghiệm ở đập
Lost Creek Năm 1980, lần đầu tiên ở Mỹ sử dụng BTDL dé xây dựng đập.Willow Creek, bang Oregon Đập cao 52 m, dài 543 m, khối lượng BTDL331.000 m3 Đến 1999, Mỹ có hang chục công trình đập BTDL
Tại Canada đã thiết kế đập bê tông trọng lực kết hợp giữa bê tôngthường phía ngoài có tác dụng chống thấm, chịu xâm thực và t động của
môi trường còn bên trong lõi đập sử dụng BTL, biện pháp thiết kế này đã
giảm chỉ phi công trình tới 20% so với thi công bé tông thường Ở Anh,
Dunstan bắt đầu nghiên cứu tích cực trong phòng thí nghiệm về BTĐL trong
những nim 1970, Tiếp đó, Hiệp hội nghiên cứu và thông tin công nghiệp xây
dựng (CIRIA) của Anh đã tiến hành dự án nghiên cứu rộng về BTĐL có sử
dụng tro bay với him lượng lớn Các kết quả nghiên cứu được đưa ra thử
nghiệm ở trạm xử lý nước Tamara - Coruwall (1976) và thử nghiệm tại côngtrình đập Wimbledall (1979) Ý tưởng
tro bay sau này được Cục khai hoang Mỹ ( USBR) sử dụng làm cơ sở cho
lượng BTĐL
thường gọi Roller
it dung BTĐL có him lượng lớn
việc thiết kế đập Upper Stillwater cao 90m, dai 815m, khố
1.125.000m3 Đặc điểm của công nghệ BTĐL của Mỹ
‘CoMPacted Conrete - RCC) là thiên về sử dụng BTĐL nghèo xi mang (hàm
lượng chất kết đính dưới 100 kg/m3) Để chống thấm cho đập, thường sử
dụng kết cấu tường bê tông thượng lưu bằng bê tông thường đúc sẵn lắp ghép
hành thí nghiệm hiện trường đê quai thượng lưu đập Đại Xuyên Năm 1978,
sử dụng BTĐLL cho thân đập Shimajigawa cao 89 m, dai 240 m, khối lượng
Trang 15-5-BDL 165.000 m3 trong tổng số 317.000 m3 của bê tông đập Năm 1979, bitđầu sử dụng BTĐL cho phần tiếp giáp của đập Đại Xuyên Cho dénhững năm 80 của thé ky 20, Nhật Bản đã xây dựng thành công hing loạt
công trình như đập Tamagawa trên sông Tama, năm 1986 cao 72m dài 332m Năm 1989 Nhật Bản xây dựng đập Nunome trên sông Nunome thuộc tỉnh
Nara, đập cao 72m đài 332m Nhật bản là nước có tốc độ phát triển BTDL
nhanh nhất trên thé giới Tính đến cuối năm 1992, ở Nhật đã có 30 đập BIDL được thi công Đến nay Nhật Bản đã hình thành trường phái BTĐL gọi là
RCD (Roller-coMPacted dams) gồm thiết kế mặt cắt đập, toán thành.
phin bê tông, công nghệ thi công và khổng chế nhiệt độ đập Đặc điểm của
phương pháp RCD là sử dung kết cấu “ving bọc bạc” [26]
Trung Quốc bit
và Nhật Bản (1980) Tuy vậy việc ứng dụng công nghệ BTDL được triển khai
với tốc độ rit nhanh Diu tiên là thủy điện Khang Khẩu tai tỉnh Phúc Kiến
(1986) cao 56,8m tiếp đến là Long Môn Than cao 58m, Thiên Sinh Kiều cao
61m, đập Thủy Khẩu, đập Phổ Định Đến cuối năm 2004, đã xây dựng được
45 đập bê tông đầm lăn trong đó có 7 đập vom, 38 đập trọng lực va 11 đập
cao trên 100m|4] Cho tới nay Trung Quốc đã là một trong những nước phát
nghiên cứu ứng dụng BTĐL muộn hơn so với Mỹ
triển về công nghệ BTĐL Trong thời kỳ đầu ở Trung Quốc đập được thiết kế
theo công nghệ kết hợp giữa bê tông thường và BTBL, theo kiểu kim bọc ngân ( lớp vỏ bọc
người ta quan niệm BTĐL có khả năng chống thắm kém hơn so với b
ig bê tông thường bao lõi đập bằng BTĐL), do ban
thường nếu có cùng mác cường độ nén Nhưng hiện nay ở Trung Quốc đã
nghiên cứu và thiết kế ứng dụng cấp phối BTL có khả năng chống thắm cao
cho đập BTDL Năm 1993, Trung Quốc xây dựng thành công đập vòm Phỏ
Định, cao 75m dài 196m, hoàn toàn bang BTDL, trong đó phía thượng lưu sử
dụng BTĐL chống thắm D,„„„=40 mm thay cho bê tông thường, phía hạ lưu
sử dụng BTĐL không chống thấm D„„;=80 mm Theo [4], tính đến 2004,
ế, thi công với công nghệ BTDLTrung Quốc có hơn 10 đập được thiết
Trang 16-lồ-chống thắm Đây là một tiến bộ kỹ thuật bao gồm hang loạt biện pháp tir thiết
kế đến thi công xây dụng.
'Về xây dựng đập trong lực, tinh đến 2005, toàn thế giới đã xây dungđược trên đưới 300 đập BTĐLL với khối lượng tổng cộng khoảng trên 90 triệum’ BTDL Hiện Trung Quốc là quốc gia đang dẫn đầu vẻ số lượng đập BTĐL
sau dé là Hoa Kỳ, Nhật Bản và Tây Ban Nha
Bang 1.1 Số lượng đập BTĐL tại một số nước trên thé giới
Tên | Số | Thể | tye] Tye | Tên | Số | Thể | THR | THR
Quốc | đập | tích | theo theeK.| Quốc | đập | th | theo theo K
Gia | đã |BTĐL Slượng kưyngg| Gia | đã |BTDL|SiwựnE, lượng
XÂY | (ro'm') % xây | d0 | #8
dựng đựng | 2)
Châu á Châu Âu
TQuie | #7 | 28275] 20 | 3050 [Phin | 6 |?M]| 21 | 025 NhicBin | 43 | 15.465) 1509| 1668 [Tyla | 3 | MU | 07 | 08 Kygysen| 1 | 100 | 035 | 0H [ily | 1 | 3 | 035 | 038 Thấlan | 3 |$288 | 105 | 566 1 [i200] 035 | 12 Indonesia | 1 | 528 | 035 | 057 |TĐNhÍ 22 [aise] 772 | 34L
Tổng | 3L | Toor) 1648 | 1727 | Ting: | 29 | 6963| HAZ | 751
Bắc Mỹ Châu de
Cảnh | 2 | 62 | 09 | 067 |Awamhi 9 | %6] 315 | 06 Hoaki | 37 | 50M 1298) 548 [Khe | 17 [756] S9 #3
Tổng | 39 | S20 | 1368 6A6 |Tổng | 26 | 92.712
Trang 17Hinh 1.1 Tỷ lệ áp dung BTĐL theo các hướng khác nhau trên thé gic
1.2.2 Tình hình nghiên cứu và ứng dụng bê tông dim lăn ở Việt Nam.
'Công nghệ th công BTĐL là công nghệ mới phát trién rit nhanh chóng, trên thé giới do tính cơ giới hóa cao, tiến độ thi công nhanh, công trình sớm được đưa vào khai thác, u quả kinh tế mang lại to lớn, chính vì vậy việc áp
dụng công nghệ BTĐL vào Việt Nam là điều cần thiết Nó đã thu hút sự quan
tâm đặc biệt của các nhà nghiên cu, quản lý, thiết kế, thi công các cơ quan
kỹ thuật có liên quan trực tiếp đến công tác thi công bê tông đầm lăn và các
công trình thuỷ công tại Việt Nam, Năm 1990 Viện Khoa học Thuỷ lợi đã nghiên cứu phụ gia khoáng cho BTĐL [22] Ngày 16 tháng 10 năm 1995 Bộ
Thuy lợi (cũ) ra quyết định số 1570 QD/QLXD phê duyệt NCKT công trìnhthủy lợi Tân Giang (Ninh Thuận) thống nhất phương án công trình đầu mối là.đập bê tông trọng lực chọn phương án cao Trên cơ sở quyết định 1570QĐ/QLXD, HEC-1 đã tiến hành nghiên cứu thiết kế đập Tân Giang theo haiphương án bê tông trọng lực truyền thống và
là lần đầu tiên BTĐL được ngh
ông trọng lực dim lăn Day
cứu vào công trình thực tế ở Việt Nam
425
Ngày 20 thắng 9 năm 1997 Bộ Nông nghiệp và PTNT ra quyết định
NN/DTXD/QD phê duyệt đập đầu mồ
đó sử dụng kết cá
công trình Tân Giang là BTĐLL, trong
iu “ving bọc bạc” Do nhiễu lý do, khi thi công, đập Tân
Trang 18-18-Giang được điều chỉnh thành đập bê tông truyền thống va đã thi công hoànthành vào năm 2003 Mặc dù vậy, các kết quả nghiên cứu thiết kế đập BTĐL
Tan Giang đã tích luỹ nhiều kinh nghiệm quý báu về thiết kế đập BTĐL, sử
dụng tro bay và phụ gia [28] Các cấp phối bê tông MIS va M20 có cốt liệuDaas tới 100 mm và lượng tro bay Phả Lại là 25 - 33% so với xi mang đểkhống chế nứt do ứng suất nhiệt được đưa vào quy trình xây dựng đập Tan
Giang [36].
Công trình BTĐL xây dựng đầu tiên của Việt Nam là đập thuỷ điện
Pleikrông tại tỉnh KonTum với chiều cao 71m được thiết kế bởi Công ty Tưvấn Xây dựng điện I, khởi công xây đựng năm 2003 Tiếp đó hàng loạt côngtrình đập thuỷ điện được thi công và chuẩn bị xây dựng bằng BTĐL (bảng
1.6) [14.23], thủy điện Bản Vẽ với 1.2x10° m` BTĐL, hồ chứa nước ĐịnhBinh: 0,24x10° m` BTĐL, công trình thủy điện Sé San 4: 0.8x10° mÌ, công.trình thủy điện Sơn La: 3.1 x10° m` BTĐL, Đồng Nai 4: 1.4x10° m`, Định.Binh: 0.24x10° m` BTDL và sắp tới là hồ chứa nước Nước Trong, tỉnh Quảng
Ngãi Do công nghệ BTĐL ở nước ta mới được áp dụng, nên việc thiết kế vàthi công đập BTĐL vẫn thiên về biện pháp an toàn, tức là sử dụng BTĐL bên
trong lõi đập không có hoặc có yêu cầu chống thấm thấp Cấp phối BTĐL cólượng chất kết dinh cao hơn so với bê tông cùng loại của các đập trên thé giới.Đập thủy điện Pleikrông, BTDL mác MIS tuổi 180 ngày, D, cốt liệu 40mm,lượng chất kết dính 290 kg (80 kg xi măng 4210 kg Puzơlan) Do ham lượngchất kết dính lớn nêi lu khá nhiễtcường độ bê tông thường vượt mác ya 30-40%, mặt khá phần BTĐL được sử dụng cho lõi đập nên không y
khả năng chống thắm Các kết quả thí nghiệm trong phòng cho thấy BTL
chỉ đạt được cường độ chống thắm từ B2+B4 Đập Định Bình tỉnh Binh Định
do Công ty Tư vấn Xây dựng thủy lợi 1 thiết kế đang được xây dựng bằngBTDL, tường chống thắm mác M25 W8 bằng bê tông thường, ếp theo là lớp
Trang 19-19-BTDL diy 3m mác M20 D„„„ 40mm tuổi thiết kế 90 ngày, độ chống thắm B6,lượng chất kết dính 261 kg (trong đó 126 kg xi măng, 141 kg tro bay); phần
lõi đập BTĐL mác M15 tuổi 90 ngày D,„ 60 mm, độ chống thấm B4, lượng
dùng chất kết dinh 245 kg (105 kg xi măng + 40kg tro bay ) Các số liệu thu.được ngoài hiện trường đắp thử từ các mẫu khoan cho thấy cường độ BTĐLđều vượt mác thiết kế, nhưng độ chống thấm đối với BTDL mác M20 chỉ đạtB4 và mác M15 chỉ đạt B2 Từ kết quả thực tế này, đơn vị tư vấn thiết kế đã.rút yêu cầu độ chống thắm của BTDL xuống còn B4 đối với BTDL mác M20
và B2 đối với BTĐL mác MIS Trên cơ sở đó cắp phối BTĐL của đập ĐịnhBinh đã được điều chính và được được cải tiến, giảm lượng dùng xi măng vẫn
đảm bảo cường độ BTĐL mác M15 lượng dùng xi mang giảm còn 70 kg/m’
bê tông đầm lăn mác M20 còn 85 kg/m’, Do giảm lượng ding xi măng nên
giảm nhiệt thủy hóa trong BTL nhờ đó giảm thời gian chờ hạ nhiệt độ trong
khối đỏ, tăng nhanh tiền độ thi công công trình [23]
Cho đến nay có thể nói Việt Nam đã chính thức có tên trên bản đỏ công
nghệ BTĐL của thể giới Theo báo cáo của Dr M.R.H.Dunstan tại Hội nghị xây dựng đập BTĐL, do Tập đoàn điện lực Việt Nam EVN tổ chức tại Hà
Nội tháng 4 năm 2007, đập BTDL của thuỷ điện Sơn La đứng thứ 10 về chiều.cao và đứng thứ 3 về khối lượng bê tông trong số 10 đập bê tông lớn nhất của.thể giới, tính đến 2006 Việt Nam đứng thứ 2 thể giới, sau Trung Quốc, về số
lượng đập cao hơn 60 m dang thi công bằng BTĐL.
Trang 201 | Các đập dang thi công
Năm 2007 thí nghiệm hiện
1 |TĐ Sơn La- Sơn La 139 |trường Thi công đập chính
T1/2007
2 | TD Bản Chát Lai Châu 130
3 | TD Huội Quảng- Sơn La 104 |TheoTKKTI
Nona Thi công đập ding BTĐL vào
'Vẽ- Nel
4 | TD Bản Ve- Nghệ An 136 lang
5 Dav N vạ [TH công đập BTĐL vào
5 ‘wong - Quang Nam T3/2006
6 |TD sông Tranh- Quảng Nam | 95 - |Chưa có dim nén hign trường
7 | TD PleiKrong - KonTum 71 | Khai céng 2003
8 | TD Sé San 4- Gia Lai 71 | Khởi công2004
Dự kiến thi công BTĐL từ
9 | TD Đồng Nai3-Lâm Đồng | 100 |T4/2007 đến T3/2009.Chưa
có đầm nén hiện trường
Dự kiến thi công BTĐL từ
10 | TD Đồng Nai 4- Lâm Đồng | 128 | 1712/2007 đến T6/2010 Chưa
có dim nén hiện trường 1H | Các đập dang chuẩn bị đầu te
11 | TD Sông Bung 4-Quảng Nam | 110
12 | TD Dak Mi 4- Đồng Nai 90
13 | TD Ha Na ~ Nghệ An 90
Trang 21Phy gia khoáng hoạt tính ding cho bê tông đầm lăn
1.3.1 Khái niệm về phụ gia khoáng
c
truyền thống, bao gồm xi măng, phụ gia khoáng, phụ gia hóa học, cốt liệu và
vật liệu sử dụng để chế tạo BTĐL cũng tương tự như bê tông
nước Tuy nhiên, do đặc điểm chính của hỗn hợp BTĐL là không có độ sụt và
lượng xi ming sử dụng ít do đó thành phần các vật liệu của BTĐLL khác n
so với bê tông thông thường, trong đó cấp phối hạt cốt liệu và him lượng hạtmịn là các yếu tố quan trọng trong việc định lượng thành phần cấp phối và
quyết định tính chất của hỗn hợp bê tông và BTL khi rắn chắc
Hạt mịn sử dụng cho BTĐL là các loại vật liệu có kích thước hạt nhỏ
hơn 75 pm, tùy thuộc vào khối lượng chất kết dính (xi măng) và kích thước
lớn nhất của cốt liệu được sử dụng, yêu cầu về ham lượng hạt mịn có thé
chiếm đến 10% khối lượng cốt liệu trong BTDL Các loại hat mịn được sir
dung trong BTDL thường là các loại Puzơlan, tro bay, siliea-fume, xỉ lò cao,
- được gọi chung là phụ gia khoáng Việc lựa chọn và sử dụng hợp lý ng
phụ gia khoáng cho BTĐL là vấn in thiết, có liên quan trực tiếp đếnđịa điểm xây dựng công trình, yêu cầu va chất lượng bê tông, khả năng cung,cấp và giá thành công trình xây dựng
Phụ gia khoáng (PGK) là các vật liệu khoáng vô cơ có nguồn gốc tự
nhiên hoặc nhân tạo, có chứa SiO» hoặc Al;O, ở dang hoạt tỉnh Bản thân vật
liệu này không có tính inh nhưng khi được nghién mịn va trong điều kiện
âm chúng sẽ có tác dụng hóa học với vôi và trở thành hợp chất có tính kết
dính, khi thủy hóa sẽ tạo thành Silicat Canxi ngâm nước.
.3.2 Phân loại phụ gia khoáng
Tùy theo nguồn gốc của chúng mà người ta chia PGK thành 2 nhóm:
PGK tự nhiên và PGK nhân tạo
Trang 22-22-~ PGK có nguồn gốc tự nhiên là các khoáng sản được hình thảnh trong
thiên nhiên, có nguồn gốc từ núi lửa hoặc có trim tích sinh học bao gồm: tro
núi lửa, đá bọt, đá bazan phong hóa, đá silie, đất Điatomit,
+ PGK có nguồn gốc nhân tạo gồm các loại phé thai thu được trong các
quá trình sản xuất công nghiệp, bao gồm silica-fume, tro bay nhiệt điện, xỉ hạt
lò cáo,
Theo khả năng tham gia phản tong với vôi, người ta chia PGK thành 2 nhóm : PGK hoại tính và PGK không hoạt tính
~ PGK hoạt tính thuộc nhóm vật liệu có hoạt tinh puzơlanie, thường được
gọi là phụ gia khoáng Puzolan, Thành phần hóa học và khoáng vật trong đá
đao động rất lớn, gồm các pha thủy tinh và các pha kết tỉnh, trong đó pha thủy
tinh và các oxít silic hoạt tính là thành phan cơ bản làm cho đá có hoạt tính puzolanic.
~ PGK không hoạt tính là các loại bột đá tự nhiên không hoặc ít có hoạt
tính puzolanic, tác dung chủ yếu là cải thiện cấp phối hạt, nâng cao độ đặc
u trúc vữa và bê tông Loại này bao gồm đá vôi, đá đôlômit, đá bazan, các loại sa khoáng khác,
Theo tiêu chuẩn ASTM-C6I8 của Mỹ: PGK hoạt tinh được chia làm 3
Trang 231.3.3 Thành phần hóa học và tính chất cơ lý của PGK hoạt tính
Chất độn mịn khoáng hoạt tính được sử dụng cho BTDL theo tiêu
chuẩn ASTM- C618 phải đáp ứng các yêu cầu về thành phần hóa, lý như
40 | 45 | 50
Độ âm (% tối da) 3.0 3.0 3.0
SO; (% tối thiểu) L5 Ls Ls
Mắt khi nung (% tối da) 10.0 6.0 6.0
Bang 1.4: Các yêu cầu về chi tiêu cơ lý của PGK hoạt tinh
Loại phụ gia
TT “Các chỉ tiêu eee
N F €
Độ mịn Lượng số trên sing
Ì | N325 khi sàng ướt (% tối đa) 340 | 340 | 340
Chỉ số hoạt tinh đối với xi mang:(
% so với đối chứng)
2 |Ở7ngàytốithi®kiểmsoá) 750 | 750 | 750
Ở28 ngày tối thiểu (% kiểm soát) 750 | 750 | 750
Yeu clu về nước (% tối da so với
3 | miu đối chứng) us | 1 | 5
Co ngét tối đa so với mẫu đổi
4 Íchứng ®) os | 08 | 98
Theo tiêu chuẩn An Đô 1344-1968, thành phần hóa học của PGK hoạt
tính phải đảm bao các tiêu chuẩn như trong bảng 1.5
Trang 247 ‘Kiem tan trong nước <0,1%
8 Lượng mat khi nung <5%
“Cũng theo tiêu chuẩn 1344-1968 của An Độ, các yêu cầu về mặt lý học
của PGK hoạt tinh như sau:
= Tỷ lệ điện tích bé mặt không nhỏ hơn 3200 cmÏ/g
+ Cưởng độ nén trung bình theo thí nghiệm tối thiểu 3 mẫu lập phương
vữa không được nhỏ hơn 80% cường độ của 3 mẫu lập phương tương đương
đúc từ vữa xi mang không phụ gia ở độ tuổi 28 ngày, đến độ tuổi 90 ngày thì cường độ phải tương đương.
1.3.4 Tình hình nghiên cứu sử dụng PGK ở Việt Nam.
Trên thể giới, PGK thường được sử dụng để chế tạo BTĐL là tro bay nhiệt điện hoặc Puzơlan thiên nhiên, trong dé tro bay thường được sử dụng
nhiều hơn do có nhiều wu điểm như độ mịn cao và hạt hình cầu, khả nang hoạttính puzotanic cao, lượng cần nước thấp, giảm được đáng ké lượng dùng ximăng ma vẫn đảm bảo yêu cầu độ dẻo hỗn hợp bé tông phủ hợp cho thi công
và cường độ nén của bê tông khi rắn chắc Ngược lại, hầu hết các loại PGK
Puzolan thiên nhiên thường có hoại tính puzơlanic thấp hơn, lượng cần nước
cao hơn và do đó cần lượng dùng xi mang cao hơn so với khi sử dung tro bay,
Trang 25Puzolan là vật liệu Silie hoặc Silic và Alumi „ có ít hoặc không có tính
dính kết, nhưng ở đạng hạt mịn và mặt của nước, dim sẽ có tác dụng hóa học
với Canxihidroxit ở nhiệt độ thường để tạo thành hợp chat có tính chất dính
kết Puzolan thiên nhiên nguyên khai hay qua nung phù hợp với các yêu cau
áp dụng như một vai loại dat Diatomit, đã mảnh opan và diệp thạch, tuyp và
tro núi lửa hoặc đá bột, trong đó có loại qua nung và không qua nung, các loại
vật liệu khác yêu cẩu được nung để cho các tính chất thỏa mãn như một vàiloại đất và diệp thạch
6 Việt Nam, PGK từ trước đế nay, Puzơlan được nghiên cứu sử dụng
chủ yếu cho sin xuất xi măng Từ năm 1960, m6 Puzơlan ở Sơn Tây được
phát hiện, đây là loại phún suất sau khi nung trở thành Puzolan có độ hoạt tính cao Theo số liệu của các dự án quy hoạch Vật liệu xây dựng (Bộ Xây
dung), ở nước ta hiện nay có hơn 30 mỏ Puzolan thiên nhiên phân bé từ Bắc
vào Nam Theo số liệu khảo sát, thăm dò, tiểm năng PGK tự nhiên ở nước ta
rit lớn 12/30 mỏ đã khảo sát có trữ lượng trên 5 triệu tắn, nhiều nhất là ở mỏ
Pháp Cổ (71,5 triệu tấn) Mö đá bazan chiếm ti lệ nhiều nhất (18/30 mỏ) Còn
lai là các mỏ đá phiền, đá silic
Ở miền Trung và Miền Nam nước ta tập trung hau hết các mỏ đábazan, nhiều mỏ đá được khai thác sử dụng làm phụ gia cho Xi mang như
Trang 26-26-Nông Cổng Thanh Hóa, Phủ Quy Nghệ An, Núi Voi Quảng Ngãi, Bến Tân
"Đồng Nai, Mui Rùa, Núi Dat Bà Rịa.
6 miền Bắc, các mỏ PGK hoạt tính thường là các mô đá Silic hoặc đá
phiến Đá Silie chứa thành phần chủ yếu là ơ thạch anh, ngoài ra còn có
khoáng vật sét thuộc nhóm Mica SiO> tự do, tồn tại trong đá chủ yếu dưới 3
dang: canxedan (œ thạch anh an tinh), œ thạch anh vi tỉnh và opal (opal hình
tròn cấu tạo tỏa tia và keo opal) Đá Silic ở dang nguyên khai có tính Puzơlan
trúc của đá từ xốp đến đặc tay theo mức độ phong hó;
Sự phân bố và tir lượng của một số m6 Puzoơlan ở Việt Nam được
trình bày trong bảng 1.6 dưới đâychom thấy nguồn phụ gia khoáng Puzoolancủa nước ta là rat lớn
Trang 27Bang 1.6: Sự phân bé, trữ lượng và chất lượng một số mỏ Puzolan ở Việt Nam
= A | - iềuhiện _ ĐánhgiátheoASTM-C6I8-94A
o @ @ @ @ o @ 6) 1@| G0)
1| Đập Trung mẫu | Phign hinh | Vinh phic | 0.67 Tvigu Tin Thuậnlợi > pi-|»
2 | Mậu Thông Phién | Vinh phe | 3.2 Trigu Tin_| Thun igi D pi-|»
4 | Xóm Chùa Phến |Vihphúc 01TrệuTấn Kháthuậnlợi D pi-| pb
3 | Sơn Tay Hà Nội 2.7 Triệu Tắn _ Thuậnlợi D pi-| pb
6 | Thanh Trắc | sie Hà Nội (0.5 Triệu Tẩn _Thuậnlợi D pi-|»
7 | Pháp Có Site Hải Phòng — 71% Trigu Tin | Thun loi D pi-| op
9 | Phương Nhĩ Phin — | HàNam 0.55 Triệu Tin Thuận lợi : {|
10 Nông Cồn Baan |ThahHóa S%7TrệuTẩn Kháthuậnoi > bị |
-11 | Phủ Quy [Baan |NghệAn — 57TiệTẩn Thuậnlợi D> Am
12 | Nii Voi-Nới Ngang | Bazan |QuảngNgi STrệum) — Thun loi KD -|-[.
13 | bing Điễn Bazan | QuảngNgã — 2Trệum” — Thuan igi Kp -|-|.
14|ThùhThìh /Bưan |QuảngNgi STrệum” — Thun loi Kb
-|-|-15 | Đồng Danh Bazan |QuảngNgi 2Trệum) — Thus igi KD Am.
Trang 28-28-on đá l - iềukiện _— ĐánhgiátheoASTM-C6I8-94A.THỊ TH | THẾ | vn | The | gusugh [SonabOstoo.[SoDiW|MSY
17| Núi Mái nhà Bazan — | pha Yen STrigum’ — Trung binb Đ
18 | Thuận An (Bưan | Kon Tum [trong bình -
-|-|-19 | Bình Long Bazan — |BìnhPhước “rang bình KD
-|-[-20 | Vĩnh Tân [Baan |ĐồngNai — J35TrệuTẩn Thuậnlợi D> Am
21 | Xuân Lộc Bazan |ĐồngNai — STrệuTẩn — Thuan igi -
-|-[-22 | Gia Quy (Mui Rùa) | Bazan — |BàRj 40.7 Triệu Tin | Thuan lợi D ãn=
23 | Cam Nghĩa Buan |QuảgTi — j1TrệuTẩn — Thuậnlợi Kb
-]:]-Ghi chú Bảng (1.6)
B: Đạt
KB: Không đạt
(0) Không có số liệu nên không đánh giá được
“Các mỏ từ 1-30 theo số liệu của Viện VEXD
“Các mỏ từ 30-32 theo s6 liệu của Viện nghiên cúu Thủy Lợi Nam BO
Trang 29-29-1.3.4.2 PGK nhân tạo - Tro bay nhiệt dign
‘Tro bay là chất thải dang mịn, là kết quả của việc đốt cháy than nghién hoặc than bột chứa Antra xít hoặc than chứa Bi tan, chúng thỏa man các yêu
cầu sử dụng, Các loại tro bay này có tinh chat như Puzơlan
Tro bay là sản phẩm của nhà máy nhiệt điện, là loại phụ gia có độ mịn
và hoạt tính rất cao Do hình dạng và cấu trúc hình cầu của nó nên yêu cầu
dùng nước thường giảm di
cụ
Nguồn PGK nhân tạo ở nước ta chủ yếu nằm ở các tỉnh phía
thể là nguồn phế phẩm của các nhà máy nhiệt điện Phả Lại, nhiệt điện Uông
Bi, nhiệt điện Ninh Bình Ở miền Trung và miễn Nam nước ta, nguồn PGK này hẳu như không có hoặc rắt ít, trữ lượng không đáng kể.
Trang 30-30-'CHƯƠNG 2 VAT LIEU VÀ PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM2.1 Vật liệu chế tạo bê tông đầm lăn
Hiện nay các loại vật liệu sử dụng cho một số công trình BTĐL thuỷ
điện và thuỷ lợi tại Việt Nam chủ yếu sử dụng vật liệu trong nước hoặc sản
xuất ở Việt Nam theo công nghệ nước ngoài: Xi măng Poóc lăng và xi ming
hỗn hợp; đá dim có nguồn gốc Bazan hoặc Granit, có các tinh chất cơ lý tốt;
cát tự nhiên hoặc cát nhân tạo (tại những nơi không có cát tự nhiên hoặc cát
tự nhiên không đủ tiêu chuẩn); phụ gia khoáng như tro bay hoặc Puzolan, tro trấu, silica fume (mudi silic) ; phụ gia hoá học có tác dụng kéo dài thời gian đông kết hay giảm lượng dùng nước cho bê tông,
2.1.1 Xi măng
Đổi với các công tì th bê tông trọng lực khối lớn, loại xi mang sử dung phải có lượng nhiệt thủy hóa thấp hơn loại xi mang thưởng, loại xi măng có
thành phan khoáng C;S và CsA thấp, ic loại xi măng Poóc lăng - Puzolan và
xi măng Pose lãng - xi lò cao phù hợp cho chế tao BTĐL.
Thông thường các loại xi măng tỏa nhiệt it thi cường độ bê tông ở tuổi xớm thường thấp, nhưng cường độ bê tông tuổi dai ngày lại tương đương hoặc
có thể cao hơn so với bê tông sử dụng xi mang thường Trong dụng
xi măng PC40- Hoàng Mai có tại Phòng Nghiên cứu Vật liệu- Viện Thủy Công làm thí nghiệm: thử theo TCVN 4030-2003; TCVN 6017-1995; TCVN 6016-1995; TCVN 6070- 2005 Kết quả thí nghiệm như trong bảng 2.1
Trang 31Q feuaasae | gies Nom | 290 | 010 | no 3060
Gig ha Bến wR] TOV Tint | 5130 | S010 | 5940 | Stan
Nhân xét: Xi mang PC40 đạt tiêu chuẩn xi mang Pooclăng PC40 theo TCVN 2628-1999 và dat tiêu chuẩn dùng cho bê tông thủy công 14 TCN 66-2002
“Xi mang dùng cho bê tông thủy công- Yêu cầu kỹ thuật”.
2.1.2 Phụ gia khoáng hoạt tính.
Phụ gia khoáng hoạt tính (Tro bay nhiệt điện hoặc Puzolan thiên nhiên)
là thành phần không thể thiếu trong BTĐL vừa có tác dụng lấp đầy phần
trong giữa các hat cát do lượng xi mang dùng trong hỗn hợp BTĐL là rất it
vita có oxit silic hoạt tinh sẽ tác dụng với canxi hidroxit tạo ra các sản phẩm ting cường độ Sự có mặt của phụ gia khoáng hoạt tính có tác dung giảm lượng nhiệt thủy hóa trong BTĐL,
Trang 32+ Tro bay Phả Lại của Công ty Cé phan Sông Đà- Cao Cường.
“Tiến hành thí nghiệm hai loại phụ gia ói trên theo TCVN 4030: 2003,
“TCVN 7131: 2002, 14 TCN 108:1999
2.1.2.1 Puzơlan Gia Quy - Vũng Tàu
Kết quả thí nghiệm các chỉ tiêu cơ lý của Puzơlan Quy được thể hiện trong bảng 2.2
Bảng 2.2: Kết quả thí nghiệm Puzolan Gia Quy
Kết quả thi nghiệm
STT Chidêuthnghiệm | PhƯơng pon yj pháp thir MỊ [M2 | MS | MỸ
% | 835 | 36 | 21 |8273
¿_ vi mẫu đối chứng 108:1999 855 | 82.6 | 821 |8
{hi sb hoot nh Hi 28 nghi HIẾN | ST Tass taal waar
ko với mẫu đối chứng ros:ig99 | * | #63 [335
3 Khối lượng thê úch xốp kgim`| 980 |1010| 995 |99500
Trang 33-33-Kết qua thí nghiệm
Phương STT, Chiđiêu thíinghiệm Đơn vị
nghiệm dat tiêu chuẩn dùng cho BTĐL theo TCXDVN395- 2007 - “Phu gia
ia khoáng hoạt tính Puzolan Gia Quy có các chỉ tiêu thi
khoáng cho Bê tông dim lăn”.
2.1.2.2 Tro bay Phá
Két quả thí nghiệm các chỉ tiêu cơ lý của Tro bay Phả Lại được thé
hiện trong bảng 2.3
Trang 34Bang 2.3: Kết quả thí nghiệm Tro bay Phả Lại
Phương | Đơn | _ KẾt qua thinghifm
STT| Chiêu thínghiệm | mà ng | vị Me) MO | MS a
4 Chis hoottinh wi | yy toy
28 ngày so với mẫu | MATES |g g02| giả | 796 | 8037
Nhân xét: Phụ gia khoáng hoạt tính Tro bay Phả Lại có các chỉ tiêu thí
nghiệm đạt tiêu chuẩn dùng cho BTĐL theo TCXDVN395- 2007 - “Phu giakhoáng cho Bê tông dim lăn”
Trang 351 Khối lượng riêng, g/cm` 263 | 262 | 263 | 2.63
2 Khối lượng thé tích x6p, Tim? lái 143 142 | 142
3 Độ hồng, % 502 | 492 | 498 | 4973
4 [Luong bùn, bụi, sét, % Voss | 103 | 0.96 | 099
5 Mô dun độ lớn 265 | 267 | 263 | 265
6 Tap chất hữu cơ Đạt Đạt Đạt Đạt
Ghi chủ: Chỉ tiêu tạp chất hữu cơ “Đạt” có mẫu dung dich sảng hơn mẫu
Trang 36-36-Nhân xét:
- Cát có các chỉ tiêu cơ lý đạt yêu cầu dùng cho bê tông thủy công theo14TCN 68-2002 “Cat dùng cho bé tông thủy công ~ Yêu cầu kỹ thuật”
= Cát ding chế tạo BTĐL có hàm lượng hạt dưới sang 0.14mm là rat ít,
kế thành phần BTĐL của Trung Quốc vamột số tài liệu thiết kế thành phần cấp phối BTĐL khác ở Việt Nam thì hàm.nhỏ hơn 1%, Theo các tai liệu thiết
lượng hạt dưới sing 0.14mm trong cát để chế tạo BTĐL hợp lý vào khoảng
14-18%, nên đối với thành phần hạt của cát như trên cần phải bổ sung khoảng,
14-18% hat lọt sảng 0.14mm Lượng hạt mịn bổ sung vào cát tự nhiên có thể
là bột đá có độ mịn thích hợp, hoặc phụ gia khoáng min.
2.1.4 Cốt liệu thô (Đá)
Cổ iệu thô ding cho BTL phải đảm bảo về chất lượng va thành phicấp phối hạt tối ưu theo yêu cầu thiết kế Tuy nhiên tủy thuộc vào tình hình cụ.thể của từng công trình mà có các điều chỉnh phù hợp, phải có sự kết hợp giữa
yêu cầu kỹ thuật và lợi ích kinh tế, Xu thể sử dụng cốt liệu có kích thước hạt
lớn nhất (D,„„) lớn sẽ hạ giá thành sản phẩm, nhưng ngược lại nếu D,„„ quá
lớn sẽ gây khó khăn trong quá trình trộn bê tông và gây ra phân tang trong
quá trình thi công BTDL.
Đá dim được sử dụng trong thí nghiệm là đá có nguồn gốc Granit Đá
dam được phân ra 3 cỡ hat: 5-20mm, 20-40mm, 40-60mm Các chỉ tiêu tính
chất của đá được xác định bằng thí nghiệm theo TCVN 7572:06 như trong
bảng 2.6, 2.7 và 2.8; thành phần hạt như trong bảng 2.9
Trang 37Bảng 2.6: Các chỉ tiêu tính chất cơ lý của đá đăm 5-20mm
STT Chi tiêu thí nghiệm Kit qua thí nghiệm,
1 —_ | Khối lượng riêng, g/em` 23 | 27 | 212 | 272
2 —_ | Khối lượng thé tích g/em’ 27 | 2.68 | 2.68 | 269
3 —_ | Khối lượng thé tch xốp 1m! Lái | 14 | bái | Lái
4 —_ | Khối lượng thé tích ten chặt, Tim” Lối | 159 | 159 | L60
5 | Ham lượng bùn bụi bin, % 045 | 05 | 04 | 045
6 _| Hàm lượng thoi de % 102 | 143 | 162 | 1357
7_— | Hàm lượng hat mềm yêu % 087 | 073 | 068 | 076
8 Độ hút nude % 0.38 | 0.36 | 0.39 | 0438
Trang 384 _| Khối lượng thé tích lên chặt, Tim? 1i | 1.59 | 159 | 1.60
5 _ | Ham lượng bùn bại bản, % 045 05 | 04 | 045
6 _| Ham lượng thoi det % 102) 143 | 162 | 13.567
5 | 10 | 722/731 | 705] 719 | 99.3 995 | 99.1 | 99.3
6| 5s |975|98|963|915
Tir kết quả thi nghiệm từng loại đá dam 5-20, 20-40, 40-60, phối hợp
các tỷ lệ đá khác nhau để tim được tỷ lệ đá phối hợp thành đá dam hỗn hợp
5-40, 5-60 có dung trọng đầm chặt tối ưu và đường cấp phối thành phần hạt đạt
Trang 39-39-v kỹ thuật Kết quả thí nghiệm phối hợp thành đá dam hỗn hợp 40,
5-60 như bảng 2.10, 2.11
Bảng 2.10: Khối lượng thé tích hin hợp đá dim 5-40mm ứng với các tỷ lệ
phối hợp hai loại đá 5-20mm và 20-40mm
Bang 2.11: Khối lượng thể tích hỗn hợp đá đầm 5-60mm ứng với các t lệ
phối hap ba loại đá 3-20mm , 20-40mm và 40-60mm
Em, | anton | AMON | ache,
1 |e 0 ñ HA — D6 DEN) t6 0) 1609106 sto 5 MÔ | ủng 7 Tp + s 50 ñ ise) Húi
so sv so | T8 196
6 | s 0 so | mus 7] Mộ | 6S | ton ass
vị mg | ở 16s | 166519 3| 6s | Mã ớ | 8g | H8
w [sa | HA | HA | HE | HAI
HÌ lì 4s nasa
Trang 40-40-Sau khi phối hợp các tỷ lệ đá dim 5-20, 20-40, 40-60 để được đá dim
hỗn hợp 5-40 và 5-60, đá dim hỗn hợp 5-40mm được phối hợp thành tir đá
dam 5-20 và 20-40 theo tỷ lệ (5-20: 20-40) = (45:55) dat 7x =
