Những thập niên qua, nhìn lại chặng đường phát trién BTBL Trung Quốc công đủ thấy tru điểm của loại công nghệ này Bê tông đầm lăn không chỉ áp dụng vào xây dung đập mi còn phải được p tụ
Trang 1LỜI CAM ĐOAN
Họ và tên học viên: Phạm Duy Anh
Lớp cao học: 22QLXD2I
Chuyên ngành: Quản lý xây dựng
Tên đề tài luận văn: “ Nghiên cứu đề xuất giải pháp quản lý chất lượng vật liệu sw dụng trong thi công bê tông dam lăn tai công trình thủy điện Trung
”
Son
Tôi xin cam đoan va chịu trách nhiệm kết quả nghiên cứu trong luận văn là trung thực Tài liệu liên quan nhằm khăng định thêm sự tin cậy và cấp thiết của
đề tài được trích dẫn rõ nguồn gốc theo qui định.
Hà Nội ngày tháng năm 2017
Tác giả luận văn
Phạm Duy Anh
Trang 2LỜI CÁM ƠN
Trong quá trình nghiên cứu và thực hiện luận văn, tác giả đã nhận được sự quan
tâm và hướng dẫn tận tình của PGS.TS Đồng Kim Hạnh, và những ý kiến quý báu của các thầy cô giáo khoa Công trình, bộ môn Công nghệ và Quản lý xây
dựng,Viện kỹ thuật công trình -Trường Đại học Thủy lợi.
Tác giả xin chân thành cảm ơn các thầy cô trong Trường Đại học Thủy lợi đã tận tình giảng day tác giả trong suốt quá trình học tại trường và xin cảm ơn lãnh dao và đồng nghiệp trong cơ quan đã cung cấp số liệu, giúp đỡ tác giả dé thực
hiện luận văn.
Do trình độ, kinh nghiệm cũng như thời gian nghiên cứu còn hạn chế nên Luận văn khó tránh khỏi những thiếu sót, tác giả rất mong nhận được ý kiến đóng góp của quý thầy cô giáo và độc giả.
Xin trân trọng cảm on!
Hà Nội, ngày thang năm 2017
Tác giả luận văn
Phạm Duy Anh
ii
Trang 3MỤC LỤC
LOI CAM ĐOAN óc: 2t tre i
LOI CAM 0900 ii DANH MỤC CAC TU VIET TAT eeesssesssssseesssneessnsecessncessnseeesnnecesnneeesnneeeenneeessnnsees vii
MỞ DAU Dissssssssssssssssssssssssssssssssssnscssssssssssssssssssssssssssssssessssssssssssssssssosssssosssssesssssseessssesesses 1
CHUONG 1: TONG QUAN CONG TAC SU DUNG VAT LIEU TRONG XAY
1.1 Vật liệu sử dung trong xây dựng - - - Ă 1n 1n vn TH HH Hư 6 1.1.1 Lich sử quá trình sử dụng vật liệu xây dựng - - - +5 + ssvsseesreerese 6 1.1.2 Vật liệu dùng trong bê fÔnng - «+ tk n nh HH TT Hành 12
1.3 Thực trạng và tồn tại trong quá trình sử dụng vật liệu cho bê tông đầm lăn 33 1.3.1 Các nhân tố ảnh hưởng đến chất lượng vật liệu . 2-2 2222522: 33 1.3.2 Thực trạng quá trình sử dụng vật liệu cho bê tông đầm lăn s-s+cece¿ 33
CHƯƠNG 2: CƠ SỞ KHOA HỌC VÀ CƠ SỞ PHÁP LÝ VE QUAN LÝ CHAT LƯỢNG VAT LIEU TRONG THI CÔNG BE TONG DAM LĂN - 34 2.1 Chất lượng công trình xây dung esceceeccescessessessessessessessecssessessessvcssessessesseesseeseens 34
2.1.1 Quan niệm về chất 0o 1 34 2.1.2 Các yêu cầu và đặc điểm của chất lượng -¿- 2 2 +c+xecxeEeEeEkrrrrerrerree 34 2.1.3 Vai trò của chất lượng -:-©5¿©2+2+++EE+2Ek2EE221127112212112711271211 21 ee 36 2.1.4 Quan ly chất lượng công trình xây dựng -¿- 2 2© x+£E+ExeE++EzEzEerrerxee 36 2.2 Cơ sở pháp lý trong quản lý chất lượng thi công bê tông -: - 38 2.2.1 Luật xây dựng 2014 số 50/2014/QH13 ngày 18/6/2014 của Quốc hội nước CHXHECN A4107 001017577 38 2.3 Quy trình giám sát thi công bê tông đầm lăn -2- 2+ s+c2+£++£zEzxerxee 48 2.4 Quy trình kiểm định, thí nghiệm - - 2-2 S©E£+E£+EE+EE£EEtEEEEEEEEEerkrrkrrrrrred 50 2.5 Các yếu tô ảnh hưởng đến chat lượng vật liệu của bê tông đầm lăn 56
CHUONG 3: GIẢI PHÁP TRONG QUAN LY CHAT LƯỢNG VAT LIEU KHI
THI CÔNG BE TONG DAM LAN sesssssssssssssssssssssssecsscsssesssssssessssssnessssssnssssssneosesess 59
3.1 Giới thiệu về công trình Thủy điện Trung Sơn ¿2 2 s2 s+++£++£zEczxered 59 3.2 Giới thiệu công tác quản lý chất lượng vật liệu cho thi công bê tông đầm lăn 6 l
1H
Trang 43.2.1 Các yêu cầu về vật liệu sản xuất RCC ¿- + ++5++E2+E£EeEEeEEeEEEEkerkrrrrreee 61 Trạm nghiền sàng-Bồ trí và biểu đồ cường độ sản xuất esses 5 scs+£zez 74
3.2.2 Công tác bảo quản vật liệu tại công tTưỜng - eee - «+ sessesersrrre 77
3.2.3 Cấp phối RCC va các thí nghi@m .c.ccccccsssesssssssesseessecssecssecseessecssecsessseesseeseeess 79
3.3 Thực trạng công tác QLCL vật liệu cho thi công RCC - - «+ << <++<+2 87
3.3.1 Thực trạng quản ly chat lượng Xi MANY oo eeceeseeccecsesseessesseesecssessessessecssesseeseaes 87 3.3.2 Thực trang quản lý chat lượng tro bay c.cceccescesessessessessessessesesesessessesseeseesesseaees 88 3.3.3 Thực trang công tác quản lý chat lượng phụ gia ceececeeceseseeseeseesesseeseseeteseeees 90 3.3.4 Thực trạng công tác quan lý chất lượng cốt liệu . -¿ ¿+:s++c++ 90
3.4 Nguyên tắc và yêu cầu của việc đề xuất các giải pháp quản lý chất lượng vật liệu
trong thi công bê tông đầm lăn - 2-2 + £+S££EE£EE£EE2EEEEEEEEEEEEEEEEEEE11.211 22c 97 3.5 Đề xuất giải pháp quản lý chất lượng vật liệu thi công RCC - 98 3.5.1 Đề xuất quy trình quản lý chất lượng xi măng 2 2 ++z+sz+£x+rxerse+ 98
3.5.3Giai phap quan LY Kho Dai oo eee ee 105
3.5.4 Giải pháp quan lý các máy nghiền, sàng cốt liệu 2 ¿52+ x£x+zszes 105
3.5.5 Giải pháp hiệu chỉnh lượng vật liỆu - 5 55 3+ SE * EEEErerrsrrssrereseerek 106
Kết luận Chương 3: 2-©22SE+SE9EEE2EE2EEEEEE211211221712112111111711 2111111116 108
KET LUẬN VÀ KIÊN NGHỊ: - 2-2 s<©cse©ss£vssersserseesserssersserserssee 109
1V
Trang 5DANH MỤC HÌNH VE
Hinh 1.1: li 80.00 7
Hình 1.3: Bê tông nhẹ cho thi công sản mái 5c 35+ *2**+Exsvesereseresrrses 16
Hình 1.4: Khai thác cát tự nhiên - <2 E3 92231111111 122331 111 1195531111 Ecgg xx rre 18 Hinh 01.4.i0i::: 18
Hình 1.6: Tỷ lệ áp dụng BTDL theo các hướng khác nhau trên thế giới 22 Hình 1.7: Thi công đập BTDL bằng xe lu rung ( Beni-Haroun - Algeri) 24 Hình 1.8 Thi công sân bãi bằng công nghệ BTL -2-2- 52522 s+£E+£EzEzzrxsred 24 Hình 1.9 Cấu tạo trụ neo cáp cầu treo Akashi Kaiyko-Nhật Bản 25 Hình 1.10: Quy trình thi công bê tông đầm lăn -2- 2 2 2+ +E+Ex+E++E++EzEzzxeei 32 Hình1.11: Thi công bê tông đầm lăn - 2-2 22 2£ ©2++2++2EE+2EEtEEESEEvzrxerxrerrrr 33 Hình 2.1: Rang buộc về quan ly CLCT xây dựng tại Việt Nam . 38
Hình 3.1: Thủy điện Trung SƠn - 5 <1 vn HH ng TT Hành 59 Hình 3.2: Mỏ đá 3A — Dự án Thuỷ điện Trung Sơn - 55555 ++c+scrsserssreses 74
Hình 3.3: Trạm nghiền số 1 — DA TĐTS 2-2 2+ £+EE+EE+EE+EEEEEE2EESEEerEerErrrkrred 75 Hình 3.4: Trạm nghiền số 2 và số 3 — DA TĐTTS 2 + 2+ E+£E+E++EE+EzEzxerxee 76 Hình 3.5: Trạm nghiền số 4 — DATDTS - 2-2 2 E2 E2 E+E£EE£EEeEEEEEEEEEEEEEerkervee 76 Hình 3.6: Bãi trữ số 1 và số 2 - DATĐTS .-:-55cc22 xtittEttrtrtrtrrrrrrrrrrrrrrre 78 Hình 3.8: Trạm trộn bê tông 360m*/h và 120m”⁄h - DATĐTS - -:-: -cc+: 82 Hình 3.9: Trạm trộn bê tông 60mỶ/h trộn vữa liên kết và hồ xi măng - DATĐTS 83 Hình 3.10: Quy trình quan lý chat lượng Xi măng c5 sc*s+ssserreerresresee 88 Hình 3.11: Quy trình quản lý chất lượng tro bay -¿ ¿©2¿©5+2c+2cx+zx+scsvz 89 Hình 3.12: Quy trình quản lý chất lượng đá đăm -2- ¿2£ +++++z+zx+zzxzz 94 Hình 3.13: Quy trình quan lý chất lượng cát + 2 2£ x+E£+E£+E++Exerxerrezrerred 96 Hình 3.14: Đề xuất quy trình quản lý chất lượng Xi măng - 2-2 2 2+: 100 Hình 3.15: Biểu đồ lity kế nhập và tiêu thụ xi măng ¿2 + +2 22+ z2 z2 101 Hình 3.16: Đề xuất quy trình quản lý chất lượng cát - - 2 + s2 ++cz+szzszc: 104
Trang 6DANH MỤC BANG BIEU
Bảng 1.1 Số lượng đập BTDL tại một số nước trên thé giới -: -5- 21 Bảng 1.2: Một số công trình đập BTDL đã được thiết kế và bat đầu xây dựng ở nước ta
" 26
Bảng 2.1: Tiêu chuẩn vật liệu cho RCC -2- 22552222 22+t2E+tEE2EESExrrxrerkesree 51 Bảng 2.2: Tan suất, vị trí lay mẫu va nội dung thi nghiệm đối với vật - 53 Bảng 2.3: Các phương pháp thí nghiệm về vật liệu cho sản xuất RCC 54 Bảng 2.4: Độ chênh lệch tối da cho phép trong kết quả của bộ thử nghiệm 55
Bang 3.1: Các chỉ tiêu chất lượng của xi măng poóc LANG eee eesesseessesseeseessesseeees 64
Bang 3.2: Bảng Yêu cầu hoá học bắt buộc đối với phụ gia khoáng hoạt tính 66 Bảng 3.3: Yêu cầu vật lý bắt buộc đối với phụ gia khoáng hoạt tính - 66 Bảng 3.4: Bảng Hàm lượng tối đa cho phép của muối hòa tan, ion sunfat, ion clorua và
cặn không tan trong nước trộn bê tông Và VỮa - 5 5 St SH re re 68
Bảng 3.5: Bảng Hàm lượng tối đa cho phép của muối hòa tan, ion sunfat, ion clorua và cặn không tan trong nước dùng dé rửa cốt liệu và bảo dưỡng bê tông - 70 Bảng 3.6: Bảng Các yêu câu vé thời gian đông kêt của xi măng và cường độ chịu nén
Bang 3.7: Bang Đường bao giới hạn cho cốt liệu được pha trộn -:- 73 Bảng 3.8: Thành phan cap phối cho 1m3 bê tông RCC -2 2¿- 52 ©5+25+2cs+ 79 Bang 3.9: Thành phan cấp phối cho 1m3 vữa liên kết - 2-2 52222 s52 80 Bang 3.10: Thanh phan cấp phối cho 1m3 hồ Xi măng -2¿- ¿©5522 80 Bang 3.11: Các thiết bị dy mẫu oo ccs essessessesscsesessessessessesssssssesseesessesseseesseaeees 85 Bảng 3.12: Bang Tan suất, vị trí lay mẫu và nội dung thí nghiệm đối với vật liệu cho
00/1809 . 14 86
Bảng 3.14: Các tiêu chuẩn thí nghiệm các chỉ tiêu RCC công trình thủy điện Trung
VI
Trang 7Tư van thiết kế
Trang 81 TÍNHCÁPT CUA ĐÈ
Bê tông là loại vật liệu hiện nay đang được sử dung rộng rãi trong nhiễu nghành
xây dựng như dân dụng, giao thông , thủy lợi Bê tông được sử dụng rộng rãi bởi những ưu điểm như: Giá thành bê tông không cao vì có tới 80 ~ 90% là cốt liệu
từ đá thiên nhiên hoặc các phế phẩm từ công nghiệp( xi than, bã quặng ); Có thể
chế tạo được các loại bê tông có đặc tính khác nhau; Có thể gai công thành các
tụ bên vững có hình dáng và kích thước bat kỳ; Có thé cơ giới hóa hoàn.toàn việc sản xuất bê tông, hạ giá thành kết cấu Ngoài ra có thể chế tạo được.các kết cấu bê tông cốt thép và bê tông cốt thép ứng sud trước Bên cạnh những
uu điểm như đã nêu trên thì bê tông còn có những nhược điểm như: Khối lượng
lớn, nặng né và thời gian thi công di
bảo
thủy lợi nói riêng van đề thời gian thi công được yêu lu rút ngắn mà v
đảm chất lượng do nhu câu nhanh chóng đưa công trình vào sử dung từ đó làmgiảm chi phí xây dựng công trình, Từ nhu câu đó các kỳ sư đã nghiên cứu vàđưa bê tông đầm lăn vào ứng dụng
Bê tông đầm lăn hiện nay được áp dụng khá phổ biến trên thế giới Do.được cơ giới hoá cao, tiến độ thi công nhanh, công trình som đưa vào khai thác,
hiệu quả kinh tế mang lại to lớn, việc áp dụng công nghệ bê tông dim lăn vào Việt Nam là điều không ban cãi Những thập niên qua, nhìn lại chặng đường
phát trién BTBL Trung Quốc công đủ thấy tru điểm của loại công nghệ này
Bê tông đầm lăn không chỉ áp dụng vào xây dung đập mi còn phải được
p tục nghiên cứu áp dụng vio việc xây dựng sân bay, cảng, kẻ chấn sóng, các
công trình bê tông kh lớn, dign rộng
Do còn mới mẻ nên việc áp dụng công nghệ này vào điều kiện Việt Nam
cần phải có bước đi và giải pháp thích hợp:
- Nghiên cứu kinh nghiệm của các nước để rút ngắn thời gian nghiên cứu.
(Qua phân tích nhận thấy Trung Quốc là nước láng giễng Việt Nam, là nước đầu
Trang 9đàn về công nghệ BTĐL trên thế giới, chi phí học tập nghiên cứu với TrungQuốc lại rẽ, vì vậy có thể xây dựng công nghệ BTDL Việt Nam bằng việc kế
thửa kinh nghiệm Trung Quốc.
~ Xây dựng đập nhỏ, thấp trước, đúc rút kinh nghiệm để làm đả
= Dịch thi t các tải liệu, quy phạm các nước đặc biệt của Trung Quốc đi
cơ sở thực tiễn xây dựng tại Việt Nam , hoàn chỉnh thành bộ quy phạm thiết kế,
thi công đập BTĐL của Việt Nam,
- Déi với các dự án BTĐL đầu tiên, lớn, quan trọng cần phải có
+ Thuê, hợp tác với nước ngoài để cùng Việt Nam tham gia tư vấn thiết kế
+ Thuê Tư vấn thẩm định quốc tế để thẩm định lại hồ sơ thiết kế
+ Thuê Tư vấn Giám sát chat lượng xây dựng quốc tế dé giám sát thi công
+ Thuê Tư vấn Kiểm định cl dt lượng xây dựng quốc tế dé kiểm định chất lượng
xây dựng
Do công nghệ thi công bé tông dim lăn còn khá mới mẻ ở Việt Nam nênkhông tránh khỏi những vướng mắc về công nghệ cũng như quản lý chất lượng.công trình Hiên nay chúng ta rút ngắn thời gian nghiên cứu bằng cách tiếp thu.học hỏi từ những nước di trước do đó có nhiều điều chưa thực sự phù hợp với
điều kiện thực tế ở Việt Nam nhất là khâu quản lý chất Một vấn để đặt ra là quy trình quan lý chất lượng bê tông đầm lăn một cách đồng bộ và hiệu quả Khâu
đầu tiên trong quá trình sản xuất bê tông là lựa chọn vật liệu đạt tiêu chuẩn chấtlượng nhằm đáp ứng được yêu cầu sản xuất bé tông Vật iệu sản xuất bề tông cóảnh hưởng quyết định đến tính chất cũng như chất lượng bê tông Chất lượng vậtliệu sản xuất bê tông phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: cường độ vật liệu( cốt liệu.lớn: đá, sỏi, cát say ); cấp phối hạt vật liệu ( cốt liệu lớn, cốt liệu nhỏ ); độmịn ( xi măng, tro bay ); tinh chất của các loại phụ gia
Qua đề tài nghiên cứu tác giả muốn đề xuất một số giải pháp quản lý chất lượngvật liệu trong thi công bê tông đầm lăn từ đó nâng cao chất lượng thi công bétông đầm lăn,
Trang 10chon dé Nghién cứu dé xuất gi
Với những mục đích nêu trên tác
pháp quản lý chất lượng vật liệu sử dụng trong thi công bê tông đằm lăn tại
công trình thủy điện Trung Sơn”
2 MỤC DICH NGHIÊN CỨU CUA ĐÈ TÀI
Nghiên cứu đề xuất giải pháp nhằm ting cường công tác quản lý chất lượng vậtliệu sin xuất bé tong đầm lăn tai các dự án đầu tư xây dựng công trình có sử dụng'bê tông dim lăn
3 Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIEN CUA DE TÀI
a Ý nghĩa khoa học
Đề tài nghiên cứu hệ thống hóa va làm sáng tỏ những van dé lý luận về ảnh hưởng.của chất lượng vật chất lượng của bê tông đầm lăn từ đó làm cơ sở khoahọc nghiên cứu, đề suất một số giải pháp quản lý chất lượng vật liệu, góp phầnnâng cao chất lượng xây dựng công trình bằng bê tông đằm lăn
'b Ý nghĩa thực tiễn
"Những kết quả nghiên cứu, dé xuất giải pháp của luận văn là tài liệu tham khảo hữu
Ích không chỉ đối với công tác quản lý chất lượng vật liệu bê tông dim lăn nói riêng
mà côn là tài liệu tham khảo cho các công trình sử dụng các loại bê tông nói chung,
4 ĐỐI TƯỢNG VA PHAM VI NGHIÊN CỨU CUA ĐÈ TÀI
a, Đối tượng nghiên cứu
Đối tượng nghiên cứu của để tài là công tác quản lý chất lượng vật liệu tạicác dự án đầu tư xây dựng có sử dụng bê tông đầm lan từ giai đoạn thiết kế kỹthuật đến khi thực hiện thi công và đưa công trình vào sử dụng
Trang 11b Phạm vi nghiên cứu.
~ Phạm vi về không gian: Đề tải tập trung Nghiên cứu dé xuất các giải pháp tingcường công tác quản lý nhằm nâng cao chất lượng vật liệu sản xuất bê tông dimlăn tại các dự án đầu tư xây dựng
5, PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
Luận văn áp dụng phương pháp nghiên cứu sau:
~ Phương pháp ké thừa những kết quả nghiên cứu đã công
- Phương pháp thống kê;
~ Phương pháp phân tích tổng hợp, so sánh;
- Phương pháp khảo sát điều tra thu thập số liệu;
~ Phương pháp đối chiếu với các văn bản quy phạm chất lượng vật liệu xây dung
6 KET QUA DỰ KIÊN ĐẠT ĐƯỢC
~ Hệ thống hóa và hoàn thiện cơ sở lý luận về quản lý chất lượng vật liệu tại các
dự án đầu tư xây dựng nói chung và dự án đầu tư xây dựng có sử dụng
đầm lăn nói riêng.
~ Phân tích, đánh giá thực trạng quản lý chất lượng vật liệu tại các dự án đầu tưxây dựng trong thời gian vừa qua, từ đó đánh giá những kết quả đạt được; nhữngmặt tồn tại hạn chế, nguyên nhân dé tir đó tìm ra những giải pháp khắc phục
Trang 12- Ngi cứu, để xuất một số giải pháp có căn cứ khoa học, phù hợp và khả thi
với điều kiện thực tiễn của một công trình xây dựng cụ thể có sử dụng bê tông
đầm lăn trong việc tăng cường hơn nữa quản lý chất lượng vật 1 đầu vào góp
phần nâng cao chất lượng bê tông thành phẩm từ đó cho ra đời những sản phẩmxây dựng có chất lượng tốt, tiết kiệm chi phí góp phần thúc day phát triển kinh
tể
Trang 13HU" 1: TONG QUAN CONG TAC SU DUNG VAT LIEU TRONG
XAY DUNG VA THI CONG BE TONG DAM LAN
1.1 Vit ligu sử dụng trong xây dựng
1.1.1 Lich sửquá trình sử dựng vật liệu xây dựng
Củng với sự phát triển của sức sản xuất và quan hệ sản xuất, củng với sự phát
triển của khoa học kỹ thuật nói chung ngành vật liệu đã phát trién từ thô sơ đến
ntinh vi,tir đơn giản đến phức tạp, kỹ thuật sản xuất ngày cảng hiện đại và chất
lượng vật ligu ngày cảng nâng cao.
Lúc đầu loài người chỉ biết dùng vật liệu có sẵn trong tự nhiên như dat, đá, rom,
ra, gỗ để xây dựng lên nhà ở, cung điện, nhà thờ, đường sắt, cầu cống, v.v
"Những công trình đó còn thô sơ, tường nhà còn làm bằng đất hoặc xếp đá Sau
đó ở những nơi xa núi đá, người ta đã biết đúc gạch mộc, rồi dẫn biết dùng gạchngói bằng dat nung Đến thời phong kieensvieecj sản xuất và sử dụng chế phẩm.đất nung phát triển
Để gắn các viên đá, gạch rời rac lại với nhau, từ xưa người ta đã biết ding đắt
sét, thạch cao, vôi và guẩrông Vi dụ ở Ba Tư 2000 năm trước công nguyên
người ta đã biết dùng chất alfan thiên nhiền dé làm chất kết dính Ở La Mã và
Ũ cy thứ ter dung những con đường đá lớn chất lượng tốt Trong thời kỳ
này kỹ thuật gia công vật liệu gỗ và luyện kim cũng phát triên với một mức độ
nhất định.
Trong thời gian này người ta đã sản xuất được vôi với thạch cao là những chất
kết dính trong không khí
Do nhu cầu phải xây dựng một số công trình ở những nơi âm ướt, tiếp xúc với
nước và nằm trong nước, người ta đã dần din phát hiện ra những chất kết dínhmới, có khả năng cứng rắn được ở noi ẩm ướt và trong nước Chất kết dinh rắntrong nước đầu tiên đơn giản nhất là hỗn hợp vôi - đất sét nung, có khả năng
chịu được mưa và ngập lụt kéo dai Sau này người ta đã tìm được nhiều loại phụ
6
Trang 14gia khoáng vật trong tự nhiên có tính chất giống như đất sét nung như tro núi
lửa, trepen,v.v gọi chung là puzơlan Tiếp đó người ta đã phát minh ra vôi
cứng trong nước ( vôi thủy) và xi măng La Mã Đến đầu thé ky thứ 19 phát minh
Đến thời kỹ tư bản chủ nghĩa, do nhu cầu xây dựng công nghiệp phát triển
„ việc phát triển giao thông và các yêu cầu quân sự đồi hỏi phải có các vật liệumới có khả năng chịu lực cao, do đó sắt thép, bê tông, bê tông cốt thép, bê tông,
cuối thé ky 19, đầu thé ky 20,thép ứng suất trước đã được sử dung v.v
việc sản xuất các loại vật liệu đá nhân tạo như gạch silicat, sản phẩm fibro xi
măng, bê tông xi lò cao, các vật liệu cách nhiệt vả ngăn nước được phát triển.
Ngày nay cùng với sự phat triển mạnh mẽ của khoa học vả kỹ thuật, kỹthuật sản xuất và sử dụng vật liệu xây dựng trên thé giới đã đạt trình đọ khá cao
Người ta đã và đang nghiên cứu sử dụng những vật liệu hiện đại vừa nhẹ, vừa
bền như chất déo để thay thé thép và bê tông cốt thép hoặc để làm chất gắn kết
Trang 15các cau kiện thay cho bulong, đỉnh tán Ngoài ra, từ chat dẻo người ta chế tạo racác loại sơn, nhũ quét ngoài mặt công trình, dé tạo một lớp mang chống thắm.
bên vũng và chống xâm thực cho công trình ở trong môi trường nước có tính
chất xâm thực,
Van đề sản xuất cấu kiện đúc in trong nhà máy với trình độ cơ khí hóa
và tự động hoá cao đang đặc biệt được chú trọng nhằm nâng cao năng xuất laođộng và phẩm chất vật liệu, trên cơ sở đó mà hạ giá thành sản phẩm Nhiều công.nghệ tiên tién được áp dụng như nung gạch bằng tuynen, nung xi măng bằng dau
ma dút hoặc khí than; Các nhà máy xi mang cỡ lớn có công xuất tới 2.4 triệutắn/ năm, sản xuất các cấu kiện bê tông cốt thép ứng suất trước cỡ lớn, dùng.máy chấn động tần số cao đẻ tạo hình, v.v đã được xây dựng Việc sản xuấtcác loại vật liệu mới như các loại hợp kim nhẹ, cường độ cao, và bền vững lâudai; các sản phẩm vô cơ như sợi thủy tinh, sợi bông đá, bê tông cốt tre, cốt sợi
thủy tỉnh, các loại vật liệu đá nhân tạo cỡ lớn, các loại xỉ mang đặc biệt và các loại vật liệu nhân tạo cỡ lớn, các loại xi măng đặc biệt và các loại vật liệu chuyên dụng khác được đặc biệt chú trọng.
Người ta còn phát minh ra các máy móc kiểm tra tính chất các vật liệu xây dựng và hoàn chỉnh các phương pháp nghiên cứu thí nghiệm để đánh giá
phẩm chất các vật liệu, Hàng loạt các tiêu chuẩn, quy trình, quy phạm quốc gia
và quốc tế ra đời dé làm cơ sở pháp lý cho việc sản xuất sử dụng và kiểm trachat lượng vật liệu xây dựng
Xu hướng chung của việc phát triển công nghiệp vật liệu xây dựng hiện nay là tăng nhanh sản lượng và chất lượng sản phẩm, hạ giá thành và giảm nhẹ
cường độ lao động cho người sản xuất Các biện pháp cơ bản sau đây thường
được chú trong:
~ _ Cơ khí hóa và tự động hóa quả trình công nghệ sản xuất vật liệu xây dựng
và sản phẩm Kết hợp chặt chẽ với khâu thiết ké để tiêu chuẩn hóa thước,quy cách, phẩm chất các loại vật iệu và sản phẩm Ké hoạch héa các khâu khaithác, chế biển, lưu thông phân phối và sử dụng vật liêu xây dựng Diy mạnh
Trang 16công tác nghiên cứu khoa học vật liêu xây dựng cho phủ hợp với tải nguyên ,
khí hậu mỗi địa phương, đồng thời nghiên cứu ứng dụng những tiến bộ kỹ thuật
của các nghành khác vào công nghiệp sản xuất vật liệu xây dựng.
= Công xưởng hóa việc sản xuất cấu kiện và tích cực thi công lắp ghép Kết
hợp chat che với các khâu thiết kế và thi công để định ra chế độ sử dụng tiết
kiệm các loại vật liệu.
~ Tan dụng các nguồn nguyên liệu địa phương và các nguồn phế liệu côngnghiệp dé sản xuất vật liệu xây dựng
G Việt Nam từ xưa đã có những công trình bằng gỗ, gach đá xây dựng rất côngphu, vi dụ công trình đá thành nhà Hồ (Thanh Hóa), công trình đất Cổ Loa
(Đông Anh - Hà Nội) Nhung trong suốt thời kỳ phong kid
kỹ thu
thực dân thống trị,
về vật liệu xây dựng không được đúc kết, đề cao và phát triển, sauchiến thắng thực dân Pháp (1954) và nhất là kể tử khi ngành xây dựng Việt Nam
ra đời (29.4.1958) đến nay ngành công nghiệp vật liệu xây dựng đã phát triển
nhanh chóng Trong 45 năm, từ những vật liệu xây đựng truyền thống như gach,ngói, đá, cát, xi măng, ngày nay ngành vật liệu xây dựng Việt Nam đã bao gồm
"hàng trim chủng loại vật liệu khác nhau, từ vật liệu thông dụng nhất đến vật liệu
cao cấp với chất lượng tốt, có đủ các mẫu mã, kí thước, màu sắc đáp ứng nhucầu xây dựng trong nước và hướng ra xuất khẩu
Nhờ có đường lối phát triển kinh tế đúng đắn của Dang, ngành vật liệu xây dựng
đã đi trước một bước, phát huy tiém năng, nội lực sử dung nguồn tải nguyên
phong phú, đa dạng với sức lao động đồi dào, hợp tác, liên doanh, liên kết trong
và ngoài nước, ứng dung công nghệ tiên tiến, kỹ thuật hiện đại của thé giới vào hoàn cảnh cụ thé của nước ta, đầu tư, liên doanh với nước ngoài xây dựng nhiều nhà máy mới trên khắp ba miễn như xi ing Bút Son (1,4 t tắn/năm), xi
măng Chinfon - Hải Phòng (1.4 triệu tén/ndm), xi ming Sao Mai (1,76 triệu tắn/năm), xi mang Nghỉ Sơn (2,27 triệu tắn/năm) Về gốm sứ xây dựng có nha
máy ceramic Hữu Hưng, Thanh Thanh, Thạch Bản, Việt Tri, Đà Nẵng, Đồng
Trang 17Tâm, Taicera Shilar v.v Năm 1992 chúng ta mới sản xuất được 160.000 m2
loại Ceramic trắng men ốp tường 100 x 100 mm, thì năm 2002 đã cung cắp cho
thị trường hơn 15 triệu m2 loại: 300x300, 400x400, 500x500 mm.
Một thành tựu quan trọng của ngành gốm sứ xây dựng là sự phát triển đột biến
của sứ vệ sinh Hi à máy sứ Thiên Thanh và Thanh Trì đã nghiên cứu sản
xuất sứ từ nguyên liệu trong nước, tự vay vốn đầu tư trang bị đây chuyển công
nghệ tiên tiến, thiết bị hiện đại đưa sản lượng hai nha máy lên 800000 sản
phẩm/năm Nếu kể cả sản lượng của các liên doanh thì năm 2002 đã sản xuất được 1405 triệu sản phẩm sứ vệ sinh có chất lượng cao.
'Về kính xây dựng có nhà máy kính Đáp Cầu, với các sản phẩm kinh phẳng diy
2 -5 mm, kính phản quang, kính màu, kính an toàn, gương soi đã đạt sản lượng
7,2 triệu m2 trong năm 2002.
Ngoài các loại vật liệu cơ bản trên, các sản phẩm vật liệu trang trí hoàn thiện
như đá ốp lát thiên nhiên sản xuất từ đá cảm thạch, đá hoa cương, sơn silicat, vật
liệu chống thắm, vật liệu làm trin, vật liệu lợp đã được phát triển với tốc độ cao, chất lượng ngày cảng được cải thiện
Tuy nhiên, bên cạnh các nhà máy vật liệu xây dựng được đầu tư với công nghệ:tiên tiến, thiết bị hiện đại thì cũng còn nhiều nha máy vẫn phải duy trì công nghệlạc hậu, thiết bị quá cũ, chất lượng sản phẩm không én định
Phương hướng phát triển ngành công nghệ vật liệu trong thời gian tới là phát
huy nội lực về nguồn tài nguyên thiên nhiên phong phú, lực lượng lao động dồi
đảo, tích cực huy động vốn trong dân, tăng cường hợp tác trong nước, ngoài
nước, đầu tư phát triển nhiều công nghệ tiên tiến, sản xuất các mặt hàng mớithay thé hàng nhập khẩu như vật liệu cao cắp, vật liệu cách âm, cách nhiệt, vậtliệu trang trí nội thất, hoàn thiện dé tạo lập một thị trường vật liệu đồng bộphong phú, thỏa mãn nhu cầu của toàn xã hội với tiểm lực thị trường to lớntrong nước, đủ sức cạnh tranh, hội nhập thị trường khu vực và thể giới
10
Trang 18Mục tiêu đến năm 2010 là sản xuất 40-45 triệu tấn xi mang, 40-50 triệu m2 gạch
men lát nền, ốp tường, 4-5 triệu sản phẩm sứ vệ sinh với phụ kiện đồng bộ,
80-90 triệu m2 kính xây đựng các loại, 18 -20 tỷ viên gach, 30-35 triệu m2 tắm lợp,
35- 40 triệu mã đá xây dựng, 2 triệu m2 đá ốp lát, 50.000 tắm cách âm, cách
nhiệt, bông, soi thủy tỉnh, vật liệu mới, vật liệu tổng hợp.
Phân loại vật liệu xây dựng.
Vit liệu xây dựng được phân theo 2 cách chính:
‘Theo bản chất
‘Theo bản chit vật liệu xây dựng được phân ra 3 loại chính sau đây:
+ Vật liệu vô cơ bao gồm các loại vật liệu đá thiên nhiên, các loại vật liệu nung,
các chất kết dính vô cơ, bê tông, vữa và các loại vật liệu đá nhân tạo không nung
khác
+ Vật liệu hữu cơ: bao gồm các loại vật liệu gỗ, tre, các loại nhựa bitum vàgudrông, các loại chất dẻo, sơn, veeni v.v
+ Vật liệu kim loại: bao gồm các loại vật liệu và sản phẩm bằng gang, thép, kim
loại mau và hợp kim
‘Theo nguồn gốc
+ Theo nguồn gốc vật liệu xây dựng được phân ra 2 nhóm chính: vật liệu đá
nhân tạo và vật liệu đá thiên nhiên.
+ Theo tính toán, vật liệu sử dụng trong các công trình xây dựng có tới hơn 90%
là vật liệu đá nhân tạo và gần 10% là vật liệu khác.
+ Vật liệu đá nhân tạo là một nhóm vật liệu rất phong phú và đa dạng, chúng
được phân thành 2 nhóm phụ: vật liệu đá nhân tạo không nung và vật liệu đá nhân tạo nung,
Trang 19+ Vật liệu đá nhân tạo không nung: nhóm vật liệu mà sự rắn chắc của chúng xảy.
ra ở nhiệt độ không cao lắm và sự hình thành cấu trúc là kết quả của sự biến đổi
hóa học và hóa lý của chất kết dính, ở trạng thái dung dịch (phân tử, keo, long
và rin, pha loãng và đậm đặc)
L liệu đá nhân tạo nung: nhóm mà sự rắn chắc của nó xảy ra chủ
yếu là quá trình làm nguội dung địch nóng chảy Dung dịch đó đóng vai trò là chất kết dính.
Đối với vật liệu đá nhân tạo khi thay đổi thành phan hạt của cốt liệu, thành phankhoáng hóa của chất kết dính, các phương pháp công nghệ và các loại phụ giađặc biệt thì có thể làm thay đổi và điều chỉnh cấu trúc cũng như tính chất của vật
liệu
1.1.2 Vật liệu dùng trong bêtông
Bé tông là vật liệu đá nhân tạo do hỗn hợp của các chất kết dính vô cơ hoặc hữu
cơ với nước, cô liệu nhỏ, cốt liệu lớn và phụ gia ( nêu có) được nhao trộn kỹtheo một ti lệ thích hợp lên chặt và rắn chắc lai tạo thành Trước khi đồng rắnhỗn hợp này gọi là hỗn hợp bê tông
Trong xây dựng, các loại bé tông chế toa từ xi ming hoặc các chất vô cơ
khác được sử dụng rộng rai Hỗn hợp các loại bê tông này nhào trộn với nước
Xi ming và nước là các thành phan hoạt tính của bê tông; phản ứng hóa học
giữa chúng tạo thành đá xi măng, gắn kết rắn chắc các hạt cốt liệu vào một khối.thống nhất
Giữa xi mang và liệu thông thường không xảy ra sự tác dụng hóa học (
ngoại trừ bê tông silicat hình thành khi dưỡng hộ cao áp), vi vậy cốt liệu thườngđược gọi là vật liệu trơ Tuy nhiên khi thay đổi cấu trúc, thời gian đóng rắn,trạng thái dưới tác dụng của tải trọng và môi trường bên ngoài, cốt liệu có ảnh.hưởng lớn đến cấu trúc và tính chất của bê tông Cốt liệu làm giảm đáng kẻ biến
Trang 20dang của bê tông khi déng rắn nên đảm bảo chế tạo được các kết cầu và cầu kiệnkích thước lớn Các đá khoáng vat tại chỗ, các phé thải sản xuất được sử dụng cólợi để làm cốt bu Các loại cốt liệu rẻ tiền này làm giảm giá thành của bê tông
do cốt liệu và nước chiếm 85% - 90% còn xi mang chỉ chiếm 10 ~ 15 % khốilượng của bê tông Để làm giảm độ đặc của bê tông và tăng các tính chất nhiệt
kỹ thuật cần sử dụng cốt liệu rỗng tự nhiên và nhân tạo
"Để điều chỉnh các tinh chất của b tông va hn hợp bê tông người ta đưavào thành phần của chúng các phụ gia hóa học khác nhau va các thành phankhoáng hoạt tính, chúng đẩy nhanh hoặc làm chậm lại sự đông kết của hỗn hợp
bé tông, làm cho hỗn hợp bê tông dẻo hơn và dé đỏ khuôn, thúc diy sự đóng rắncủa bê tông, làm tăng cường độ và độ bề của bê tông, điều chỉnh biến dang của
bản thân bê tông xảy ra khi đóng rắn, cũng như khi can thiết làm thay đổi các
tính chất khác của bê tông,
Bê tông dùng chất kết dinh khoáng là vật thé rỗng mao quản, các quá trìnhtác dụng bên trong giữa các thành phần bê tông và sự tác động của môi trườngxung quanh có ảnh hưởng đáng kể đến cấu trúc và tính chất của bê tông Sự biếnđổi cấu trúc rỗng cũng như các quá trình hình thành và phá hủy cấu trúc do sự
thay đồ tính chất của vật li trong bê tông xây ra trong một thời gian đài
'Cường độ, đọ đặc, độ bền chống lại tác động của môi trường xung quanh của bê
tông tang theo tuổi của chúng Các tính chất của bê tông được xác định không những theo thành phần hỗn hợp bê tông, chất lượng của nguyên liệu sử dụng,
mà còn bằng công nghệ chế tạo và cách dé hỗn hợp bê tông vào cấu kiện, dit
kiện đóng rắn của bê tông Tắt cả các yêu tố đó được xem xét khi xem xét thiết
kế cấp phối của bê tông và trong sản xuất các kết cấu có sử dung cắp phối đó.
Dùng chất kết dính hữu cơ dé chế tạo hỗn hợp bé tông không cần dùng.nước nên đám bảo được độ đặc và độ không thắm nước của bê tông cao
Trang 21‘Sy đa dạng của chat kết dinh, cốt liệu, phy gia cùng các thành phan
khoáng hoạt tính và các giải pháp công nghệ cho phép nhận các loại bê tông cũng có các tính chất đa dạng.
“Các loại bê tông
+ Theo điều kiện làm việc : 3 loại
- Bê tông thường xuyên nằm dưới nước
- Bê ông ở ving mực nước thay đổi
- Bê tông ở trên khô,
+ Theo hình khối kết cầu:
~ Bê tông khối lớn
~ Bê tông khối không lớn
+ Theo vị trí của chúng trong các kết cầu khối bê tông
- Bê tông ở mặt ngoài
- Bê tông ở mặt trong
+ Theo cột nước tác dụng lên công trình :
- Bê tông chịu áp lực nước
- Bê tông không chịu áp lực nước.
+ Theo khối lượng thể tích
- Bê tông đặc biệt nặng ”° > 2700 kg/m`
~ Bê tông nặng J = (1800+ 2500) kg/m?
~ Bê tông nhẹ Ye =(1000+ 1800) kg/m`
4
Trang 22- Bê tông đặc biệtnhẹ 7° < 1000 kg/m*
+ Theo dạng của chất kết dính:
- Bê tông xi măng
- Bê tông Silicat
- Bê tông thạch cao
- Bé tong xi kiém
- Polime bê rông
- Polime xi mang bê tông
Vật liệu dùng cho bê tông nhẹ
Trang 23- Dé chế tạo bê tông nhẹ người ta dùng xi măng và nước kết hợp với nhiều loại cốt liệu rong khác nhau: Nhân tạo — keramdit, agloporit, perlit, xi bot vv
và tự nhiên — tuf, đá bot vv Trong thời gian gần đây dé chế tạo bê tông đặc
biệt nhẹ người ta dùng các hạt polystyrol nở phòng.Người ta dùng bê tông nhẹ với cốt liệu rỗng trong các kết cau bao che dé giảm khối lượng bản thân của kết cau chịu lực.
- Xi măng va nước có tác dụng liên kết tat cả các thành phan tao thành của
bê tông thành khối thống nhất.
- Cốt liệu rỗng có độ rỗng lớn nên cường độ của nó thấp hơn cường độ của
đá xi măng nên thường làm giảm cường độ của bê tông Cho cốt liệu rỗng vào làm thay đổi tính chất biến dạng của bê tông.
Vật liệu dùng cho bê tông nặng - Bê tông thường
16
Trang 24Bê tông nặng thông thường là dạng bê tông được sử dụng rộng rãi nhất.
Vat liệu dùng cho bê tông nặng và bê tông thường gồm: chit kết dính vô cơ (Xi
măng pooc lăng, xi mang pooc lăng puzoland wv ); cốt liệu nhỏ ( Cát ); cốt
liệu lớn (đá dm, sỏi, ); nước; chất phụ gia ( phụ gia hóa học, phụ gia
)
khoá
+ Khi xi ming tác dụng vơi nude tạo thành một loại hé bao quanh và gắniền các hạt cat , đá lại với nhau thành một khối và lap đầy các lỗ rong , khe hởcòn lại Ngoài ra nó còn làm tăng tính lưu động của hỗn hợp bê tông
Xi măng có tính chất quyết định đến cường độ và phẩm chất của bê tông,
+ Cát có tác dụng lắp đầy các khe hở (lỗ rỗng) giữa các cốt liệu lớn , làm tăng.tính lưu động cho hỗn hợp vữa bê tông
+ Làm sườn làm khung cứng cho bê tông do đó nó được gọi là cốt liệu lớn của
bê tong
+ Nước có tác dung hóa hợp với xi mang; nước bao quanh va lim ướt mặt ngoài
của các hat cát, đá; nước làm tang tinh lưu động của hỗn hợp bê tông khi mới
trộn Nước là vật liệu trong bê tông, nhưng chỉ có phần nước hóa hợp với xỉ măng là tổn tại lâu dai, còn phần nước khác dần bốc hơi và thoát khỏi bê tông,
+ Phụ gia: việc thêm phụ gia vào bê tông nhằm cải thiện một số tính chất ky
thuật của bê tông cho phủ hợp với điều kiện thi công cụ thể của công trình; tạo
digu kiện thi công trong những hoàn cảnh đặc bi kiệm vật liệu
Trang 25Hình 1.5: Khai thác đã
1.2 Bê tông đầm lăn.
1.2.1 Lich sử phát triển bê tông đằm lăn
Bê tông dim lăn (BTDL) là loại bê tông sử dụng các nguyên vật liệu tương tự
như bê tông thường Khác với bê tông thường được đầm chặt bằng thiết bị rung.đưa vào trong lòng khối đổ, BTDL được làm chặt bằng thiết bị rung lẻn từ mặtngoài (lu rung) Công nghệ này thích hợp cho các công trình bê tông khối tíchlớn, hình dáng không phức tạp như đập, mặt đường Việc dim lèn bê tông bing
lu rung cho phép sử dụng hỗn hợp bê tông khô, ít chất kết dinh hơn so với bê
18
Trang 26tông thường nhờ vậy đối với một số đập và đường bê tông, thi công bằng công
nghệ nay nhanh hon và rẻ hơn so với dùng công nghệ dé bê tông truyền thống Công nghệ BTDL thường được áp dụng thích hợp cho thi công đập bê tông trọng lực và mặt đường, sân bãi.
'Công nghệ BTDL áp dụng cho thi công đường giao thông so với công nghệ thi
công thông thường có các wu điểm như: phương pháp thi công không phức tap,
lượng ding xi măng thấp, có thé sử dụng một số sản phẩm phụ hoặc phế thải
công nghiệp giúp ha giá thành vật liệu so với bê tông xi măng thông thường, tốc
độ thi công nhanh
'Công nghệ BTĐL đặc biệt hiệu quả khi áp dụng cho xây dựng đập bê tông trọng
lực Khối lượng bê tông được thi công càng lớn thì hiệu quả áp dụng công nghệ
BIBL cảng cao Việc lựa chọn phương án thi công đập bằng công nghệ BTĐL,
thường đem lại hiệu quả kinh tế cao hơn so với đập bê tông thường và đập đấtđắp bởi các lí do sau
Thi công nhanh: So với đập bê tông thường, đập BTĐL được thi công với
tốc độ cao hơn do có thể dùng băng tải để vận chuyển bê tông, dùng máy ủi đểsan gat, máy lu rung dé đầm lén và ít phải chờ khối đỏ hạ nhiệt So với đập đấtđấp có cùng chiều cao, khối tích của đập BTĐL nhỏ hơn nên thi công nhanh
hơn Công trình đập càng cao, hiệu quả kinh tế của đập BTĐL cảng lớn so với
đập dat dap,
Giá thành hạ: Theo các tinh toán tổng kết từ các công trình đã xây dựngtrên Thể giới, giá thành đập BTĐL rẻ hơn so với đập bê tông thi công bằng côngnghệ truyền thống từ 25% đến 40% Việc hạ giá thành đạt được là do giảm đượcchỉ phí cốp pha, giảm chỉ phí cho công tác vận chuyển, đỏ, dim bê tông
Giảm chi phi cho các kết cẩu phụ trợ: So với đập đắp, chỉ phí làm cửa
tràn của đập BTĐL rẻ hon (tương tự như đập bê tông thường) Đối với đập thuy
€ có nhiều cửa nhận nước ở nhiều cao trình khác nhau thi
19
Trang 27phương án đập BTĐL cảng rẻ hơn so với phương án đập đắp Hơn nữa khi làmđập BTĐL, chiều dài của kênh xả nước ngắn hơn so với kênh xả nước của đậpdip và vì vậy giảm chỉ phí làm bản day và chi phí xử lí? nên đập.
Giảm chỉ phí cho biện pháp thi công: Việc thì công đập bằng BTĐL có.
ác thiệt
dim chỉ phí dẫn dòng trong thời gian xây đựng và giảm hai, các rủi
ro khi nước lũ tràn qua đê quai Đối với đập BTĐL, đường ống dẫn dòng ngắnhơn ống dẫn dòng của đập đắp Hơn nữa thời gian thi công đập BTDL ngắn nêncác ống dẫn dòng cho đập BTĐL chỉ cần thiết kế để đáp ứng lưu lượng xả nước
lớn nhất theo mùa thay vì lưu lượng lớn nhất theo năm như đối với đập bê tông
và đập dip Vì vậy đường kính cống dẫn dòng của đập BTĐL nhỏ hơn và chiềucao để quai cho đập BTDL cũng thấp hơn so với phương án đập bê tông thường
và đập đắp
Tinh hình ứng dụng BTDL trên thé giới
Về xây dựng đập trọng lực, tinh đến 2005, toàn thể giới đã xây dựng đượctrên dưới 300 đập BTĐL với khối lượng tổng cộng khoảng trên 90 triệu m”BTDL Hiện Trung Quốc là quốc gia đang dẫn đầu về số lượng đập BTĐL sau
đó là Hoa Kỳ, Nhật Bản và Tây Ban Nha
Trang 28Bảng 1.1 Số lượng đập BTĐL tại một số nước trên thé giới
Tên QuốcGia |Số đập| Thể — tích | TY lệ theo [Ty lệthee| |Tên Quốc Số đập Thể |Tỷ - lệ Tỷ lệ theo
đã xây | BTDL, Slượng % | Kilượng% | | Gia đã xây tích theo K.lugng %
m | 9,Châu á Châu Âu
T:Quốc 37 28.275 20 30.50 Pháp 6 234 21 025
NhậtBán |43 |15465 |1509 — |l66 HyLập J3 s00 |0? ose
Kyrgystan | 100 035 on tay 1 22 joss - |02
Thấi Lan 3 5248 Los 5.66 Nea 1 12m |o3s | 129
Indonesia =| 1 sa 035 ost TBNH |22 |Al6t [772 [341
Tin ws | 49.616 | 36.8 53.56 Ting las 33M |il9 | sar
Nam Mỹ Châu Phi
Avgentina |I 590 035 06 Algeria |2 2760 |02 298
Braid a6 [9.40 ne | 018 Angola {1 1S oss | ase
cite 2 2170 o7 2M Enea | ng |o35
Colombia |2 29 07 321 Maric |H |204 |as6 [2.20
Mexico 6 840 24 oat NanPh fis |124 aon | nse
Tin st | tears | 16.48 | 1727 29 | 6962 | 1017 | 751
2
Trang 30Tir khi ra đời cho đến nay, việc xây dựng đập BTĐL đã và đang phát triển theo
"Ngoài ra còn một hướng phát triển BTĐL khác đó là hướng phát triển RCD của Nhật bản (Japannese Roller Compacted Dams), chuyển từ đập trong lực bê tông thường sang sử dụng BTĐL Theo hưởng này, BTDL có lượng CKD nằm gi
loại BTĐL có lượng CKD trung bình và loại BTĐL có lượng CKD cao.
Sau hơn 30 năm ứng dụng trên thé giới, công nghệ xây dựng đập BTBLliên tục được cải tiền cả về vật liệu chế tạo và kỹ thuật thi công Cho tới nay, đập.BTDL được thi công xây dựng ở nhiều nước thể giới , ở nơi có nhiệt độ môitrường từ rất thấp cho đến rất cao và có thể trong cả những vùng thường xuyên
có mưa lớn.
“Trước đây, đập BTĐL sử dụng BTĐL nghéo CKD được sử dung tại một
số đập có chiều cao đưới 60m ở Mỹ Ngày nay, các đập BTĐL được xây dựngtrên thế giới chủ yếu sử dụng BTĐL có lượng CKD trung bình và giảu CKDnhư các nước Tây âu, Trung Quốc, Nhật Bản
"Ngoài việc ứng dụng cho đập, BTĐL cũng được ứng dụng trong xây dựng mặt đường và sân bai, BTĐL cho mặt đường lần đầu tiên được áp dụng ở Canada
trên đảo Vancouver với diện tí vào năm 1976 tại Caycu tổng cộng
36.000mẺ, Cho tới nay, hàng chục triệu mẺ đường và sân bãi được xây dựng
2B
Trang 31bằng công nghệ BTDL ở các nước Mỹ, Nhật và một số nước khác Các công.trình mặt đường và sân bãi bằng BTĐL đều cho hiệu quả sử dụng tốt và giảm
chỉ phí bảo dưỡng
Ngoài việc áp dụng cho xây dựng đập, mặt đường và sân bai, BTL còn được
áp dụng được cho các dang kết cầu khác Năm 1986 cầu treo lớn nhất thé giới
Akashi được khởi công xây dựng tại Nhật Bản Cây cầu này nối liền đảoHonshu và đảo Shikoku với chiều dài nhịp giữa hai tháp chính 1960m Đây là
công trình đã ứng dụng nhiều công nghệ bê tông tiên tiền như bê tông tự lên, bê
tông dé trong nước và bê tông dim lăn Móng trụ neo cấp của công trình nàyđược thiết kế là bê tông trọng lực khối lớn (hình 4) Dé thi công khối móng vớikhối tích khoảng 200.000m` trong thời gian ngắn, công nghệ bê tong dim lăn đã
được lựa chọn áp dụng.
xe lu rung ( Beni-Haroun - Algeri) BÏĐL,
Trang 32cap F Có thé thấy rằng những.
¬ " pánemg dạng kết cấu bê tông có.
Deniers ` NT 4) hình dang không phức.
3 eta đúc ren tạp và không có cốt
= “aig ing
thép đều có thé thi công
4 2) nhimadămin
bằng công nghệ bê tông
, đầm lăn Khối đổ bê
tông cảng lớn, áp dụng
Hình 1.9 Cấu tao trụ neo cáp câu treo công nghệ này cảng
hiệu quả.
Akashi Kaiyko-Nhét Bản
‘Trién vọng áp dụng bê tông đầm lăn ở Việt Nam
Trong một vai năm trở lại đây, nên kinh tế nước ta đã có những bước phát triểnđáng kể nhờ có chính sánh mở cửa của Nhà nước Nhiều công trình lớn đang
được xây dựng để phát triển cơ sở hạ ting như các công trình giao thông, thuỷ lợi, thuỷ điện Các dự án bé tông hoá đường nông thôn cần hàng ngân km đường
cần trải mặt Bên cạnh đó, để đáp ứng nhu cầu phụ tải điện tăng cao trong giai
đoạn 2005-2015, Tổng công ty điện lực Việt nam (EVN) đã lập các dự án xây đựng mới 32 nhà máy điện trong đó có 20 nhà máy thuỷ điện Từ năm 2003,
EVN đã khởi công nhiều công trình thuỷ điện như thủy điện Avương (xây dựng,trên địa bản tỉnh Quảng Nam) công suất lắp máy 170MW khởi công 8/2003,Pleikrông (Kontum) công suất lắp máy 100MW (khởi công 11/2003), Bản Vẽ(Nghệ An) công suất lắp máy 300MW (khởi công 2004), thuỷ điện Sơn La (SơnLa) với công suất lắp máy 2400MW (dự kiến khởi công trong năm 2005) Vì cáccông trình này đều đòi hỏi thời gian thi công ngắn, năng suất thi công lớn hơnnhiều so với trước đây nên giải pháp xây dựng đập dâng bằng bê tông trọng lựcthi công bằng công nghệ dim lăn đã được đẻ nghị lựa chọn
25
Trang 33Bảng 1.2: Một số công trình đập BTL đã được thiết kế và bắt đầu xây dựng ở
nước ta
Tendip [Năm |Hồ |V |Mmax, Tên |Năm |Hồ |V - (Hmax
Khởi - | eva, đập | knot | chứa,
công BIDL công BTDL,
wn’ |, wn’ |, Philưong | 2003 | 1050 |450 [8s | [Đồng |2004 |340 | 1400 | 129
Thông thường bê tông cho lõi đập trong lực thường được thiết kế
(Khoảng 15-20MPa) nên lượng dùng xi măng thấp và vì vậy nếu không sửdụng thêm các phụ gia khoáng mịn, hàm lượng hồ chất kết dính sẽ quá thấp dẫntới bê tông kém lưu động và không có độ đặc chắc cao, giảm tính chống thắm,
chống xâm thực và giảm độ bén lâu của bê tông Vi sử dụng các phụ gia
khoáng mịn cho bê tông khối lớn ngoài việc giảm nhiệt sinh ra do CKD thuỷhoá còn có tác dụng giảm giá thành, cải thiện tính công tác của hỗn hợp bê tông
Từ trước tới nay, phụ gia khoáng đã được sử dụng phổ biến cho các công.trình bê tông khối lớn thi công theo công nghệ bê tông thường với mục đích
giảm nhiệt thuỷ hoá, hạ giá thành bê tông như các đập thuỷ lợi (Đập sông Lòng
Sông, đập Bái Thượng ) và đập thuỷ điện (Sẽ San 3) Thực tế cho thấy các loại
Trang 34phụ gia khoáng đã sử dung cho các công trình nói trên đều mang lại hiệu quả
Tiềm năng về thiết bị
Thiết bị thi công BTDL không phức tap, các thiết bị chính dé thi công bêtông theo công nghệ nảy hiện đều có ở Việt Nam Thiết bị chính dé thi công,BTDL cho đập và đường giống nhau Tuy nhiên ở mỗi loại hình công nghệ đòi
hỏi thêm những thiết bj thi công đặc chủng riêng.
“Các thiết bị chỉnh cho thi công đập bằng công nghệ BTĐL gồm: Máy trộncưỡng bức có khả năng trộn hỗn hợp bê tông khô sử dụng cốt liệu có đường kinhlớn; bang tai hoặc các thiết bị twong đương để vận chuyển bê tông; xe tải tự đổ;
máy san ủi: máy lu rung; máy tạo khe co; máy đánh xờm; hệ thông phun nước.
cao áp làm sạch bề mặt bê tông mạch ngừng, hệ thống phun nước bảo dưỡng bê
tông
TỊ bị cho thi công đường, sân bãi: Máy trộn cường bức; xe tải tự đỗ;
máy rai (asphalt); xe lu rung; xe lu lốp; may cắt bê tông,
Có thé thấy rằng các thiết bị chính cho thi công bê tông bằng công nghệBTDL đã có sẵn ở Việt Nam hoặc có thé chế tạo một phan tại Việt Nam Nếuphô biến công nghệ BTĐL ở Việt Nam thì có thể tận dụng được các thiết bị có.sin ở tong nước
Hiệu quả áp dụng BTĐL làm đập và mặt đường ở Việt Nam
mm
Trang 35'Về kinh tế, hiệu quả lớn nhất ma công nghệ thi công bê tông dam lin đem.lại là rút ngắn thời gian thi công, sớm đưa công trình vào khai thác sử dụng,ngoài ra đối với xây dựng công trình thuỷ lợi và thuỷ điện, công nghệ này chophép giảm giá thành vật liệu đáng kể tức giảm tổng vốn đầu tư.
ÿ thuật, khi áp dụng công nghệ BTĐL cho xây dựng các công trình khối
lớn cho phép giảm nhiệt thuỷ hoá nhờ giảm được lượng dùng xi măng vì vậy
giảm được nguy cơ nứt khối do ứng suất nhiệt Đối với xây dựng mặt đường,
sân bãi, việc sử dụng BTĐL có thể rút ngắn thời gian đưa công trình vào sử
dụng nhanh gap hai lần so với bê tông thường
Một số điểm cần lưu ý khi áp dụng công nghệ BTĐL cho xây dựng dip
Mặc dù công nghệ BTĐLL đã được khẳng định là công nghệ xây dựng tối
ưu áp dung cho đập trọng lực nhưng việc xây dựng đập BTĐL chỉ thực sự phát
huy được tính wu việt và tạo ra sản phẩm có chất lượng tương đương với đập bê
tông thường khi khắc phục được những điểm yếu của loại hình công nghệ này:
+ Vé chất lượng bám dính giữa các lop
Cường độ bám dính giữa các lớp đối với đập BTĐL là điểm yếu nhất củaBIDL Vì vậy cường độ kéo bê tông tại vùng tiếp giáp giữa các lớp đổ là mỗiquan tâm lớn nhất khi thiết kế kết cấu đập BTDL Do vậy cần phải có những thirnghiệm ky càng trên mô hình với các điều kiện về vật liệu, thiết bị và quy trìnhthi công thực tế dé xác định các tính chất của bê tông tại vùng tiếp giáp giữa cáclớp thi công và dim bảo rằng các giá tị của các tính chất của bê tông khôngthấp hơn yêu cu thiết kế
đề thắm
Do BTĐL được thi công thành những lớp nên các khe tiếp giáp giữa các
lớp có thể là đường chính để nước thắm qua thân đập [3] Ngoài ra do sử dụng it
inh cÍ
cha ết dính hơn so với bê tông thường nên BIBL ống thắm kém hơn
28
Trang 36so với bê tông thường cùng mác Vì vậy cin nghiên cứu kỹ các giải pháp cAtạo chống thám, thành phan vật liệu và quy trình thi công thích hợp dé đảm bao
khả năng chồng thắm cho đập.
+ Về chất lượng thi công:
Sự phân ly hỗn hợp bê tông là một trong những vẫn dé bat lợi nhất có théxây ra trong quá trình sản xuất va đổ BTĐIL Do đặc thủ thi công trên diện rộngvới khối lượng lớn nên việc kiểm soát sự đồng nhất vẻ thành phần và tính công.tác của hỗn hợp BTĐL khó hơn so với bê tông thường Điều này sẽ dẫn đến chất
lượng của BTĐL sẽ dao động lớn.
Kết luận
‘Cong nghệ BTĐL đã được nhiều nước trên thé giới áp dụng hiệu quả cho
các công trình đường bê tông và đập bê tông trọng lực BTĐL có triển vọng lớn 4p dụng cho các công trình tương tự ở Việt Nam Để đảm bảo xây dựng đập
BTDL có chất lượng tương đương với đập bê tông thường cần chú ý nhữngđiểm yếu của loại hình công nghệ này Trước khi áp dụng công nghệ BTĐL phải
nghiền cứu vật liệu, thử nghiệm công nghệ và xây dựng qui trình thi công, kiểm tra nghiệm thu BTĐL gắn với đặc điểm của từng công trình cụ thể.
tông dim lăn
1.2.2 Quản lý chất lượng,
Quan lý chất lượng vật liệu
Cong tác khống chế chất lượng vật liệu dé thi công RCC lên đập bao gồm các
vat liệu sau: Xi mang, cát, đá dim, tro bay và phụ gia hóa học
+Xi măng
Việc kiểm tra khống chế chất lượng xi mang bao gồm các công tác sau:
~ Xi măng luôn có chất lượng ổn định, cung ứng kip thời dé chủ động trong
thi công
”
Trang 37nh toán lập nhà kho chứa xi mang phù hợp, kho chứa xi mang đảm bảo khô ráo, tránh đột.
~_ Mỗi lô xi măng nhập về, đều có chứng nhận chat lượng thông qua phiếukiểm tra của nhà sản xuất đồng thời phòng thí nghiệm kiểm tra lại chất lượng xỉ
măng của lô xi măng mới nhập.
+Cát
~ Cae mục kiểm tra chủ yếu của cát là modun độ lớn, tỷ lệ ngâm nước vi độ.
ấm Nếu dùng cát nhân tạo thì phải kiểm tra hàm lượng hạt nhỏ ( < 0,075 mm),boi vi hàm lượng cát nhỏ thay đổi sẽ làm thay đổi dung trọng của bê tông dim
lần
= Mỗi ngày kiếm tra it nhất 1 lần modun độ min của cát, nếu kết qua kiểm.
tra chênh lệch với trị số đã cho quá 2% trở lên thì phải điều chỉnh lại tỷ lệ cấp
phối
= Lượng nước của bê tông đầm lăn ảnh hưởng đến dung trọng va cường độcủa bê tông đầm lăn, vì thé kiểm tra tỷ lệ ngậm nước của cát là vô cùng quan.trọng Qua các tla liệu đo được cho thấy, tỷ lệ ngậm nước thay đổi 0,5% thi trị
số VC của hỗn hợp thay đổi 6 - 8s, thay đổi 1% thi VC thay đổi 13 - 15s Việctra him lượng nước của cát phải liên tục tién hành để kịp thời điều chỉnh
3p nước trộn được chuẩn xác.
= Lượng ngậm nước của cát phải ôn định Thiết kế bãi chứa cần xét toái
điều kiện thoát nước của đóng cát và đủ thời gian cho cát thoát nước, cổ gắng sao cho tỷ lệ nước của cát < 6% Vì nếu hà m lượng nước >6% thi sự dao động, của tỷ lệ nước sẽ lớn và ảnh hưởng đến trị số VC Khi nước của cát dao động trên 0,5% thì phải điều chỉnh lượng nước dùng.
+ Đá dam
30
Trang 38- Dudng kính vượt quá của các cấp đá phairkhoongs chế trong phạm vỉ chophép Tỷ lệ nước bề mat của đá dao động trên 0.2% thì phải điều chỉnh lượng
nước trộn.
- Áp dụng sang dé kiểm tra đường kính quá cỡ, quy cách mặt sang vi
chuẩn đánh giá đường kính quá cỡ theo tiêu chuẩn quy định.
-_ Kiểm tra ty lệ ngậm nước chủ yếu tiến hành với loại đá nhỏ.
+ Tro bay
- Tro bay được coi như một thành phần trong toàn bộ khối lượng chất kếtdính của cấp phối, mặt khác tro bay cũng được coi là chất độn cải thiện bẻ mặt
bê tông dim lăn khi dim xét tới hệ số Vp/Vm
~ Tro bay được kiểm tra theo tùng lô, bảo quản như xi ming Đặc biệt luôn
khống chế độ Âm của tro bay trước khi đưa vào sử dụng để tránh trường hợp trobay hút âm vén cục, làm tắc đường dẫn khi trạm trộn vận hành, từ đó ảnh hưởng.đến chất lượng và tiền độ thi công của bê tông dam lăn
+ Phụ gia hóa hoc
- Theo dai thời gian bảo quản chất phụ gia, ngày nhập kho Nơi để phảithông thoáng khô ráo Chất phụ gia đã pha chế chuẩn bị dùng phải bảo quản.tránh mưa nắng và ô nhiễm Sau mỗi lần pha chế phải định kỳ kiểm tra lại nồng
độ Trong thi công cứ mỗi ca lại lầy mẫu kiểm tra tỷ trong của dung dich, xácđịnh nồng độ thực tế Khi nồng độ thay đổi quá 5% thì phải điều chỉnh lượng
trộn dung dịch
Quy trình thi công bê tông đầm lăn (RCC)
Trang 39Cong ứng nguyên vật liệu
Kiếm tra chất lượng nguyễn
“Thí nghiệm hiện trường vat liệu
‘Tron bê tông.
Trang 401.3 Thực trạng và tần tai trong quá trình sử dung vật liệu cho bê tông đầm.
- Do chất lượng vật liệu đầu vào không tốt
= Do quá trình sản xuất vật liệu
+ Nhân tổ chủ quan
~ Do sự quản lý không chặt chẽ ở các khâu
~ Do bảo quản vat ligu không tốt
- Do qua trình vận chuyển vật liệu
1.3.2 Thực trạng quá trình sử dung vật liệu cho bê tông đầm lăn
3ã
