nghiên cứu mối quan hệ giữa hệ số thấm k và các chống thấm w của bê tông các công trình thủy lợi thủy điện

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI 0O0 CAO ĐỨC VIỆT NGHIÊN CỨU MỐI QUAN HỆ GIỮA HỆ SỐ THẤM K VÀ MÁC CHỐNG THẤM W CỦA BÊ TÔNG CÁC CÔNG TRÌNH THỦY LỢI THỦY ĐIỆN LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT Hà Nội - 2012 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI 0O0 CAO ĐỨC VIỆT NGHIÊN CỨU MỐI QUAN HỆ GIỮA HỆ SỐ THẤM K VÀ MÁC CHỐNG THẤM W CỦA BÊ TÔNG CÁC CÔNG TRÌNH THỦY LỢI THỦY ĐIỆN Chuyên ngành : Xây dựng công trình thủy Mã số : 60-58-40 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS Hoàng Phó Uyên Hà Nội - 2012 -i- LỜI CẢM ƠN Sau một thời gian thu thập tài liệu, nghiên cứu và thực hiện, đến nay luận văn Thạc sĩ kỹ thuật: “Nghiên cứu mối quan hệ giữa hệ số thấm K R t R và mác chống thấm W của bê tông các công trình xây dựng thuỷ lợi thuỷ điện” đã hoàn thành đúng thời hạn theo đề cương được phê duyệt. Trước hết tác giả bày tỏ lòng biết ơn chân thành tới Trường Đại học Thuỷ lợi đã đào tạo và quan tâm giúp đỡ, tạo mọi điều kiện cho tác giả trong quá trình học tập và thực hiện luận văn này. Tác giả xin trân trọng cảm ơn PGS.TS. Hoàng Phó Uyên đã trực tiếp tận tình hướng dẫn, cũng như cung cấp tài liệu, thông tin khoa học cần thiết cho luận văn. Tác giả bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới Đảng uỷ, Lãnh đạo, Cán bộ công nhân viên Trung Tâm Vật liệu – Viện Thủy Công - Viện khoa học thủy lợi Việt Nam và Tổng công ty XD Nông Nghiệp & PTNT đã tận tình giúp đỡ và tạo mọi điều kiện cho tác giả trong suốt thời gian học tập và thực hiện luận văn này. Tác giả xin cảm ơn gia đình, các bạn bè đồng nghiệp đã hết sức giúp đỡ động viên về tinh thần và vật chất để tác giả đạt được kết quả hôm nay. Trong quá trình nghiên cứu để hoàn thành luận văn, tác giả khó tránh khỏi những thiếu sót và rất mong nhận được sự góp ý, chỉ bảo của các thầy, cô và cán bộ đồng nghiệp đối với bản luận văn này. Xin trân trọng cảm ơn! Hà Nội, ngày tháng năm 2012 Tác giả Cao Đức Việt -ii- MỤC LỤC 0TLỜI CẢM ƠN0T i 0TMỞ ĐẦU0T 1 0TCHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ MÁC CHỐNG THẤM W VÀ HỆ SỐ THẤM K R t R CỦA BÊ TÔNG0T 5 0T1.1. Khái niệm về tính thấm nước của bê tông0T 5 0T1.1.1. Khái niệm về hệ số thấm KR t Rcủa bê tông:0T 5 0T1.1.2. Khái niệm về mác chống thấm W của bê tông0T 6 0T1.2. Tình hình nghiên cứu và phương pháp thí nghiệm mác chống thấm W và hệ số thấm K R t R của bê tông trên thế giới0T 6 0T1.2.1. Phương pháp thí nghiệm tính thấm nướccủa bê tông bằng cách đúc mẫu và thí nghiệm trong phòng thí nghiệm: 0T 6 0T1.2.2. Phương pháp thí nghiệm tính thấm nước trực tiếp trên kết cấu công trình: 0T 11 0T1.3. Tình nghiên cứu và phương pháp thí nghiệm mác thống thấm W và hệ số thấm K R t R của bê tông tại Việt Nam0T 12 0TCHƯƠNG 2. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM0T 16 0T2.1 Vật liệu thí nghiệm0T 16 0T2.1.1. Xi măng0T 16 0T2.1.2. Cát0T 16 0T2.1.3. Đá0T 18 0T2.1.4. Nước:0T 21 0T2.1.5. Phụ gia:0T 21 0T2.2 Thiết kế cấp phối bê tông thí nghiệm0T 21 0T2.3 Phương pháp và thiết bị thí nghiệm0T 22 0T2.3.1. Phương pháp thí nghiệm: 22 0T2.3.2. Thiết bị thí nghiệm: 23 0T2.3.3. Chế tạo mẫu thí nghiệm 26 0T2.3.4. Phương pháp xác định cường độ nén của bê tông 28 0T2.3.5. Phương pháp xác định hệ số thấm nước 28 0TCHƯƠNG 3. KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM VÀ XÁC ĐỊNH MỐI QUAN HỆ GIỮA MÁC CHỐNG THẤM W VÀ HỆ SỐ THẤM K R t R CỦA BÊ TÔNG CÁC CÔNG TRÌNH THỦY LỢI THỦY ĐIỆN 0T 31 -iii- 0T3.1. Mối quan hệ giữa mác chống thấm W và hệ số thấm KR t R của bê tông truyền thống CVC M10, M15, M20, M25, M30, M35, M40 0T 31 0T3.1.1. Mối quan hệ giữa mác chống thấm W và hệ số thấm Kt của bê tông truyền thống mác M10 31 0T3.1.2. Mối quan hệ giữa mác chống thấm W và hệ số thấm Kt của bê tông truyền thống mác M15 33 0T3.1.3. Mối quan hệ giữa mác chống thấm W và hệ số thấm Kt của bê tông truyền thống mác M20 35 0T3.1.4. Mối quan hệ giữa mác chống thấm W và hệ số thấm Kt của bê tông truyền thống mác M25 37 0T3.1.5. Mối quan hệ giữa mác chống thấm W và hệ số thấm Kt của bê tông truyền thống mác M30 38 0T3.1.6. Mối quan hệ giữa mác chống thấm W và hệ số thấm Kt của bê tông truyền thống mác M35 40 0T3.1.7. Mối quan hệ giữa mác chống thấm W và hệ số thấm Kt của bê tông truyền thống mác M40 42 0T3.1.8. Tổng hợp mối quan hệ giữa mác chống thấm W và hệ số thấm Kt của bê tông truyền thống với các mác bê tông 44 0T3.2. Mối quan hệ giữa mác chống thấm W và hệ số thấm KR t R của bê tông đầm lăn RCC M15 và M20 0T 45 0T3.2.1. Mối quan hệ giữa mác chống thấm W và hệ số thấm Kt của bê tông đầm lăn RCC M15 45 0T3.2.2. Mối quan hệ giữa mác chống thấm W và hệ số thấm Kt của bê tông đầm lăn RCC M20 47 0T3.2.3. Tổng hợp mối quan hệ giữa mác chống thấm W và hệ số thấm Kt của các mác bê tông đầm lăn RCC 49 0T3.3. Mối quan hệ giữa mác chống thấm W và hệ số thấm KR t R của bê tông tự lèn SCC M25, M30, M35, M40 0T 49 0T3.3.1. Mối quan hệ giữa mác chống thấm W và hệ số thấm Kt của bê tông tự lèn SCC M25 49 0T3.3.2. Mối quan hệ giữa mác chống thấm W và hệ số thấm Kt của bê tông tự lèn SCC M30 51 0T3.3.3. Mối quan hệ giữa mác chống thấm W và hệ số thấm Kt của bê tông tự lèn SCC M35 53 -iv- 0T3.3.4. Mối quan hệ giữa mác chống thấm W và hệ số thấm Kt của bê tông tự lèn SCC M40 55 0T3.3.5. Tổng hợp mối quan hệ giữa mác chống thấm W và hệ số thấm Kt của các mác bê tông tự lèn 57 0T3.4. Xác định mối quan hệ giữa mác chống thấm W và hệ số thấm KR t R của các loại bê tông 0T 58 0TKẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ0T 62 0T1. Kết luận0T 62 0T2. Kiến nghị0T 63 0TTÀI LIỆU THAM KHẢO0T 64 0TCÁC PHỤ LỤC KÈM THEO0T 66 0TPHỤ LỤC 1.0T 67 0TCÁC KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM MÁC CHỐNG THẤM W CỦA BÊ TÔNG0T 67 0TCÔNG TRÌNH THUỶ LỢI THỦY ĐIỆN0T 67 0TPHỤ LỤC 20T 68 0TCÁC KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM HÊ SỐ THẤM KR T R CỦA BÊ TÔNG0T 68 0TCÔNG TRÌNH THUỶ LỢI THỦY ĐIỆN0T 68 -v- THỐNG KÊ HÌNH VẼ Hình 2.1. Máy đo mác chống thấm W của bê tông (Trung Quốc) Hình 2.2. Máy xác định W và KR t R của bê tông (Matest của Ý) Hình 2.3. Máy xác định mác chống thấm W và hệ số thấm K R t R của bê tông (Nhật) Hình 2.4. Tác giả chuẩn máy trộn đúc mẫu Hình 2.5. Tác giả dưỡng hộ mẫu Hình 2.6. Tác giả kiểm tra mẫu Hình 2.7. Sơ đồ thử thấm xác định hệ số thấm K R t Hình 3.1. Mối quan hệ giữa W và Kt của bê tông công trình thủy lợi 23 24 24 24 25 25 26 61 THỐNG KÊ BẢNG BIỂU Bảng 2.1. Các tính chất cơ lý của cát thuộc mỏ CS1 Bảng 2.2. Các tính chất cơ lý của cát thuộc mỏ CS2 Bảng 2.3. Thành phần hạt của cát thuộc mỏ CS1 Bảng 2.4. Thành phần hạt của cát thuộc mỏ CS2 Bảng 2.5. Các chỉ tiêu tính chất cơ lý của đá dăm 5-20mm Bảng 2.6. Các chỉ tiêu tính chất cơ lý của đá dăm 20-40mm Bảng 2.7. Các chỉ tiêu tính chất cơ lý của đá dăm 40-60mm Bảng 2.8. Thành phần hạt đá dăm 5-20mm, 20-40mm, 40-60mm Bảng 2.9. Thành phần cấp phối của các mác bê tông truyền thống thí nghiệm Bảng 2.10. Thành phần cấp phối của các mác bê tông đầm lăn thí nghiệm Bảng 2.11. Thành phần cấp phối của các mác bê tông tự lèn thí 16 16 16 17 18 18 19 19 20 21 21 -vi- nghiệm Bảng 2.12. Chỉ tiêu cần xác định và hình dáng, kích thước viên mẫu Bảng 3.1. Kết quả thí nghiệm mác chống thấm W và hệ số thấm Kt của bê tông CVC M10 ở các tuổi 28, 56, 90 và 180 ngày – 38 Bảng 3.2. Kết quả thí nghiệm mác chống thấm W và hệ số thấm Kt của bê tông CVC M15 ở các tuổi 28, 56, 90 và 180 ngày Bảng 3.3. Kết quả thí nghiệm mác chống thấm W và hệ số thấm Kt của bê tông CVC M20 ở các tuổi 28, 56, 90 và 180 ngày Bảng 3.4. Kết quả thí nghiệm mác chống thấm W và hệ số thấm Kt của bê tông CVC M25 ở các tuổi 28, 56, 90 và 180 ngày Bảng 3.5. Kết quả thí nghiệm mác chống thấm W và hệ số thấm Kt của bê tông CVC M30 ở các tuổi 28, 56, 90 và 180 ngày Bảng 3.6. Kết quả thí nghiệm mác chống thấm W và hệ số thấm Kt của bê tông CVC M35 ở các tuổi 28, 56, 90 và 180 ngày Bảng 3.7. Kết quả thí nghiệm mác chống thấm W và hệ số thấm Kt của bê tông CVC M 40 ở các tuổi 28, 56, 90 và 180 ngày Bảng 3.8. Kết quả thí nghiệm cường độ nén của các mác bê tông thí nghiệm Bảng 3.9. Kết quả thí nghiệm W và K R t R của bê tông ở các tuổi 28, 56, 90 và 180 ngày Bảng 3.10. Mối quan hệ giữa mác chống thấm W và hệ số thấm K R t R của bê tông truyền thống Bảng 3.11. Kết quả thí nghiệm mác chống thấm W và hệ số thấm Kt của bê tông RCC M 15 ở các tuổi 28, 56, 90 và 180 ngày Bảng 3.12 . Kết quả thí nghiệm mác chống thấm W và hệ số thấm Kt của bê tông RCC M 20 ở các tuổi 28, 56, 90 và 180 ngày 26 33 33 34 37 39 40 42 43 43 44 46 47 -vii- Bảng 3.13. Kết quả thí nghiệm mác chống thấm W và hệ số thấm Kt của bê tông RCC M15 và M20 ở các tuổi 28, 56, 90 và 180 ngày Bảng 3.14. Kết quả thí nghiệm mác chống thấm W và hệ số thấm Kt của bê tông SCC M 25 ở các tuổi 28, 56, 90 và 180 ngày Bảng 3.15. Kết quả thí nghiệm mác chống thấm W và hệ số thấm Kt của bê tông SCC M 30 ở các tuổi 28, 56, 90 và 180 ngày Bảng 3.16. Kết quả thí nghiệm mác chống thấm W và hệ số thấm Kt của bê tông SCC M 35 ở các tuổi 28, 56, 90 và 180 ngày Bảng 3.17. Kết quả thí nghiệm mác chống thấm W và hệ số thấm Kt của bê tông SCC M 35 ở các tuổi 28, 56, 90 và 180 ngày Bảng 3.18. Kết quả thí nghiệm mác chống thấm W và hệ số thấm Kt của bê tông SCC M25, M30, M35, M40 ở các tuổi 28, 56, 90 và 180 ngày Bảng 3.19. Kết quả thí nghiệm mác chống thấm W và hệ số thấm Kt của các loại bê tông công trình thủy lợi ở các tuổi 28, 56, 90 và 180 ngày Bảng 3.20. Kết quả tổng hợp mác chống thấm W và hệ số thấm Kt của các loại bê tông công trình thủy lợi thủy điện Bảng 3.21. Mối quan hệ giữa mác chống thấm W và hệ số thấm K R t R của bê tông các công trình thủy lợi thủy điện 48 48 49 53 55 56 57 58 60 -1- MỞ ĐẦU Bê tông, bê tông cốt thép là loại vật liệu được sử dụng rộng rãi trong hầu hết các công trình xây dựng. Bê tông có rất nhiều ưu điểm nổi trội nhất là khả năng chịu lực, tuổi thọ cao, dễ tạo hình và thường tận dụng được các nguồn vật liệu sẵn có tại địa phương nơi có công trình xây dựng. Chính vì vậy trong lĩnh vực xây dựng, và đặc biệt là trong xây dựng thủy lợi, thủy điện, các hạng mục đầu mối quan trọng phần lớn được làm từ bê tông cốt thép. Các công trình thủy lợi, thủy điện được làm từ bê tông cốt thép đều là những công trình có yêu cầu tuổi thọ lâu dài, sự hư hỏng của các công trình này đều có thể dẫn đến những tai họa lớn cho cuộc sống dân sinh, xã hội ở một vùng rộng lớn nằm ở hạ lưu của công trình. Một trong những nguyên nhân gây ra hư hỏng cho công trình bê tông cốt thép thủy lợi, thủy điện đó là sự thấm nước qua bê tông. Đặc điểm của công trình thủy lợi, thủy điện là có một bộ phận hoặc toàn bộ công trình thường xuyên hoặc không thường xuyên tiếp xúc với nước. Trong môi trường nước có thể có chứa các tác nhân ăn mòn bê tông như CO R 2 R; SOR 4 RP -2 P; CaP +2 P, NaP + P; ClP - P; MgP +2 P, NHR 3 R; nước mềm .v.v…Nếu bê tông có chất lượng tốt, đặc chắc ít lỗ rỗng, tính chống thấm nước cao thì nước khó có thể thấm vào bên trong kết cấu, không gây ra hiện tượng ăn mòn và phá hủy cốt thép, dẫn tới phá hủy kết cấu bê tông. Ngược lại, nếu bê tông chất lượng kém, khả năng chống thấm nước thấp , nước sẽ thấm vào bê tông, với những tác nhân ăn mòn trong nước làm rỉ cốt thép, nở thể tích làm nứt vỡ kết cấu bê tông. Như vậy, đối với các công trình thủy lợi, thủy điện thì tính chống thấm của các kết cấu bê tông, bê tông cốt thép là một trong những tính chất quan trọng. Ở nước ta hiện nay, tính chống thấm của bê tông các công trình thủy công cũng đang được đánh giá là rất quan trọng. Tuy nhiên, hiện đang tồn tại [...]... Nghiên cứu mối quan hệ giữa hệ số thấm K t và mác chống thấm W của bê tông các công trình xây dựng thuỷ R R lợi thuỷ điện làm đề tài nghiên cứu cho luận văn II Mục đích nghiên cứu và nhiệm vụ của đề tài Giải quyết k p thời việc đánh giá khả năng chống thấm của bê tông các công trình thuỷ lợi thủy điện phù hợp với tiêu chuẩn Quốc tế Làm rõ mối quan hệ giữa mác chống thấm W và hệ số thấm K t của bê R R tông. .. chuẩn Mỹ và phương pháp đánh giá khả năng chống thấm của bê tông thuỷ công 4 K t quả dự kiến đạt được: Từ các k t quả thí nghiệm thành lập mối qua hệ tổng quát giữa mác chống thấm W và hệ số thấm K t của bê tông thuỷ công nói chung R R -5- CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ MÁC CHỐNG THẤM W VÀ HỆ SỐ THẤM Kt CỦA BÊ TÔNG 1.1 Khái niệm về tính thấm nước của bê tông Tính thấm nước của bê tông là tính chất để nước thấm. .. mác thấm W, hệ số thấm K t ở tuổi 28 ngày, 56 ngày, 90 ngày và 180 ngày Thành lập mối quan hệ giữa R R chúng, tìm ra quy luật tránh các sai số xảy ra 2 Phạm vi nghiên cứu: Phạm vi nghiên cứu của đề tài là nghiên cứu xác định mối quan hệ giữa mác chống thấm của bê tông W và hệ số thấm K t trong các công trình R thuỷ lợi thuỷ điện R -4- 3 Phương pháp nghiên cứu: Để đánh giá khả năng chống thấm của các. .. nghiệm thấm bê tông MATEST của Ý, có thể xác định cả mác chống thấm W và hệ số thấm K t của bê tông (xác định mác chống thấm R R W theo TCVN 3116 - 2007, xác định hệ số thấm K t của bê tông theo tiêu R R chuẩn Mỹ CDR - 48 - 92) Hình 2.1 Máy đo mác chống thấm W của bê tông (Trung Quốc) -24- Hình 2.2 Máy xác định W và K t của bê tông (Matest của Ý) R R Hình 2.3 Máy xác định mác chống thấm W và hệ số thấm K. .. tiêu này đó là mác chống thấm W (trước đây dùng là B, CT) và hệ số thấm K t của bê tông Thường các công trình thủy lợi R R có vốn đầu tư trong nước thì chỉ tiêu chống thấm của bê tông được dùng là mác chống thấm W Các công trình có vốn đầu tư nước ngoài và công trình thủy điện của chủ đầu tư là EVN thì đánh giá khả năng chống thấm nước của bê tông thường được dùng bằng hệ số thấm K t Việc sớm có quy... tiêu chống thấm của bê tông thủy công và đồng thời phù hợp với quy định chung của thế giới là một việc làm cần thiết Đề tài: Nghiên cứu mối quan hệ giữa hệ số thấm K t và mác chống thấm W của bê tông các công R R trình xây dựng thuỷ lợi thuỷ điện nhằm giải quyết vấn đề đã nêu trên đây Trong quá trình nghiên cứu, đề tài đã nhận được sự giúp đỡ của Phong NC Vật liệu - Viện Thủy Công - Viện Khoa học Thủy. .. W ), hai là theo các nước phát triển như Anh, Mỹ, cách đánh giá tính chống thấm của bê tông Thuỷ công lại dựa trên hệ số thấm K t R R Tuy nhiên phần lớn các các công trình thuỷ lợi thuỷ điện do Việt Nam thiết k và thi công sử dụng mác chống thấm làm cơ sở đánh giá khả năng chống thấm cho bê tông Trong khi đó các dự án có vốn nước ngoài hoặc các dự án do các công ty nước ngoài làm tư vấn thiết k ... hệ số thấm K t để đánh giá khả năng R chống thấm của bê tông R -3- Việc thống nhất quy định sử dụng và mối liên quan giữa K t và W cần R R phải được nghiên cứu làm rõ để thuận tiện cho người sử dụng, tránh trường hợp cùng một công trình xây dựng, chỉ tiêu chống thấm của bê tông được đánh giá bằng hai cách như nói trên mà không có sự chứng minh mối quan hệ giữa chúng Do đó tác giả đã chọn đề tài: Nghiên. .. nghiên cứu và phương pháp thí nghiệm mác chống thấm W và hệ số thấm Kt của bê tông trên thế giới 1.2.1 Phương pháp thí nghiệm tính thấm nướccủa bê tông bằng cách đúc mẫu và thí nghiệm trong phòng thí nghiệm: Hiện tại có nhiều phương pháp thí nghiệm xác định tính thấm nước của bê tông được áp dụng ở các nước trên thế giới Có một số nước sử dụng phương pháp thí nghiệm xác định hệ số thấm Kt, một số khác... nước thấm qua Từ áp lực nước mà ở đó 4 trong 6 viên đã bị thấm nước (áp lực mà tại đó dừng việc thử) trừ đi 2 sẽ cho mác chống thấm của bê tông W Như vậy: Mác chống thấm của bê tông W là hiệu số của cấp áp lực khi dừng thử ( tính bằng atm) mà ở đó bốn trong sáu viên mẫu thử đã bị nước xuyên qua trừ đi 2 Áp lực đó gọi là mác chống thấm của bê tông và k hiệu là W2 , W4 , W6 , W8 , W1 0 & W1 2 1.2 Tình hình nghiên . mác bê tông 44 0T3.2. Mối quan hệ giữa mác chống thấm W và hệ số thấm KR t R của bê tông đầm lăn RCC M15 và M20 0T 45 0T3.2.1. Mối quan hệ giữa mác chống thấm W và hệ số thấm Kt của bê tông. 0T3.1.7. Mối quan hệ giữa mác chống thấm W và hệ số thấm Kt của bê tông truyền thống mác M40 42 0T3.1.8. Tổng hợp mối quan hệ giữa mác chống thấm W và hệ số thấm Kt của bê tông truyền thống với các. 45 0T3.2.2. Mối quan hệ giữa mác chống thấm W và hệ số thấm Kt của bê tông đầm lăn RCC M20 47 0T3.2.3. Tổng hợp mối quan hệ giữa mác chống thấm W và hệ số thấm Kt của các mác bê tông đầm lăn