Bài báo cáo tìm hiểu về đề tài bê tông phun

Bài báo cáo tìm hiểu về đề tài bê tông phun

BÊ TÔNG PHUN

Shotcrete

M C L C

1 L CH S : 3

2 C I M CHUNG: 5

3 CÁC V T LI U: 8

3.1 Xim ng : 10

3.2 C t li u: 11

3.3 N c: 11

3.4 Ph gia t ng đông c ng: 12

3.4.1 Ph gia d o hóa: 12

3.4.2 Ph gia đông k t nhanh dùng cho bê tông phun ( Accelerator – vi t t t là ACC): 12

3.4.2.1 V ACC truy n th ng (Traditional ACC): 12

3.4.2.2 ACC g c alkaline-aluminate - và s tham gia vào quá trình th y hóa c a xi m ng: 13

3.4.2.3 ACC g c sodium silicate c i ti n hay th y tinh l ng (modified sodium silicate): 16

3.4.2.4 ACC g c akali-free: 17

3.5 S i thép (Steel Fibers) : 21

3.6 H i/b t Silica (Silica Fume) : 23

3.7 L i thép (Wire Mesh) : 24

3.8 Các ph gia khác : 25

4 KH N NG NG D NG VÀ CÁC CÔNG TRÌNH Ã XÂY D NG: 26

4.1 ng d ng: 26

4.2 Các công trình đã xây d ng: 28

5 NGHIÊN C U CH T O T I VI T NAM: 35

5.1 V t li u s d ng: 35

5.2 C p ph i bê tông ch t l ng cao: 37

5.3 Xác đ nh các tính ch t c a bê tông ch t l ng cao h t m n: 38

5.4 Công ngh ch t o bê tông h t m n ch t l ng cao: 41

5.5 K t lu n: 42

6 BI N PHÁP THI CÔNG: 44

6.1 Bi n pháp tr n ph i li u: 44

6.1.1 Quá trình tr n t: 46

6.1.2 Quá trình tr n khô: 46

6.2 Chu n b b m t c n phun: 47

6.3 Chu n b c t li u tr n: 49

6.4 Tr n c t li u: 49

6.5 Phun bê tông: 51

6.5.1 Vòi phun h n h p ( Súng phun ): 51

6.5.2 Vòi phun đi u khi n t xa ( Robot arm): 53

6.5.3 V trí/t th Vòi phun: 54

6.6 Các lo i máy phun bê tông: 55

6.7 Các y u t khác: 57

6.8 B o d ng bê tông: 58

8 TÀI LI U THAM KH O: 59

1 L CH S :

Các nguyên t c v súng phun xim ng (vòi x t bêtông phun) đã đ c phát tri n

n m 1907 b i Carl E Akeley, nhà t nhiên h c, nhà thám hi m, và nhà điêu kh c,

đ th c hi n t t h n các tác ph m b đ chi n tích Nó đ c phát tri n h n n a và

đ ng ký sáng ch n m 1910 b i Công ty Cement Gun t i Allentown,Pennsylvania,

công ty này c ng đ t ra m t t m i gunite cho lo i v t li u mà ngày nay đ c g i

chính th c là bêtông phun c t li u nh

Vi c đ a v a phun hay bêtông phun vào xây d ng ng m có l b t đ u M

Th c nghi m Brucetown c a C c M Pittsburgh vào n m 1914 Tuy nhiên, nó

ch a th phát tri n thành m t lo i v t li u ch ng đ ch p nh n đ c do có xu

h ng bong ra khi m i xu t hi n áp l c đá nh , do đòi h i ph i phun thành các l p

m ng vì có đ dính bám kém, và do co ngót quá nhi u gây b i l ng dùng xim ng

cao ã có m t vài ng d ng thành công đ c ghi nh n, nh vi c dùng nó k t h p

v i neo bulông t i m t h m M n m 1952, và t i m t h m th hai do Keifer báo

cáo n m 1966

S phát tri n châu Âu ph n l n gi ng nh t i l c đ a M này, m c dù các tài

li u c a châu Âu đ ngh ch đ ki m soát ch t l ng g t gao h n Sau Th chi n

II, ng i ta t p trung vào phát tri n h th ng ng m nh là m t s c n thi t kinh t

t i m t lo t các d án th y đi n và k thu t khác có liên quan các qu c gia thu c

dãy Anp (Áo, Th y S , và B c Italia) và Th y i n N m 1952, v a phun đ c

s d ng thành công nh m t h ch ng và v h m duy nh t cho các h m áp l c và

h m không áp khi xây d ng h th ng th y đi n Maggia c a Th y S

M t vài n m sau ng i ta ch ng ki n s phát tri n c a bêtông phun, hay

"shotcrete" Các thi t b có kh n ng phun c t li u 25mm đ c ch t o, giúp cho

có th tr n xim ng v i c t li u mà không c n x lý tr c, và khi n cho có th ki m

soát đ c kh i l ng xim ng c n dùng Lo i ph gia c i thi n đông c ng và thúc

đ y ninh k t c ng ra đ i, cho phép phun bêtông thành t ng l p dày, trên nh ng b

m t t, và kh ng ch dòng n c th m khá l n

Áo, các máy phun bêtông c t li u l n đ c ch t o, và ch c n ng c a bêtông phun trong vi c h n ch s rão r i c a đá không n đ nh v hóa h c c ng nh v

c u trúc đã đ c ch ng minh t i d án Prutz-Imst (1953-54) và t i Schwarzach

(Los Birql, 1955-58) (Rotter, 1960) Tính hi u qu c a nó đ c th hi n h n n a

trong đ a ch t tr t không đ ng nh t không c k t và trong đ t t, m m t i Serra

Ripoli và Monastero (Italy) (Zanon, 1962) Trong nh ng n m 1960-62, bêtông

phun c a m t trong hai h m ôtô song song Planicia, Venezuela, đã ch n đ ng

hay ch ng l i s rão r i đ t và gi cho h đào n đ nh trong 12 tháng, trong khi đó

tuy n h m đôi khác đ c ch ng theo cách truy n th ng đã g p ph i phá ho i c c

b do t i tr ng t ng d n (Rabcewicz, 1964) T i d án kho tr đã tháo n c

Kaunertal (Áo) n m 1962-63, hi u qu c a bêtông phun k t h p v i neo bulông

trong l v a đã đ c ch ng minh trong đ a t ng r t n ng, đá schist sericite (mica

tr ng ch a kali) đã mylonit hóa d o m m, n i mà h vì ch ng thép thông th ng

k t h p v i h thanh gia c v t tr c (forepoling) b ng thép đã th t b i

(Rabcewicz, 1964)

N m 1967, m t đo n h m đ c đào qua s i ch a c k t cho xe đi n ng m

Milano (Italy), gây lún b m t ít h n so v i đã x y ra đ i v i m t h m bên c nh

theo ph ng pháp khiên đào

Trong khi đó, s phát tri n song hành c a k thu t bêtông phun c ng di n ra trên

bán đ o Scandinavia Nh ng d án l n đ u tiên Th y i n là t i các nhà máy

th y đi n Holjes (1958- 60) và Lossens (1959-69), và Na Uy, t i nhà máy th y

đi n Tokke (1963) (Karlsson and Fryk, 1963) Xu h ng Th y i n là dùng

bêtông phun không có c t thép, không có l i thép, hay các b ph n ch ng đ h

m truy n th ng khác Kho ng n m 1965-66, Nh t B n có v c ng đã gia nh p

trào l u, m c dù có ít các báo cáo b ng ti ng Anh v các kinh nghi m đ u tiên c a

h

B c M t t l i phía sau, có l do h có m t ngu n cung c p kh ng l v các v t

li u ch ng đ thay th có tính kinh t Kinh nghi m đ u tiên v công trình ng m có

s d ng bêtông phun c ng đã đ l i m i nghi ng chung trong gi i k s và các

nhà th u v tính hoàn h o c a ph ng pháp, và đ n nay s nghi ng v n t n t i

Các ng d ng s m c a bêtông phun t i B c M g m có H m ng s t Qu c gia

Canada (Mason, 1968), H m No.1 Tehachapi (Cecil, 1970), H m Balboa (Blanck,

1969), và H m Lucky Friday (Miner và Hendricks, 1969)

Tóm l i, hi u qu c a bêtông phun ch ng l i s phá ho i c a đ t đá đã đ c

ch ng minh trong r t nhi u đi u ki n đ a ch t

Các d án dùng bêtông phun đ u tiên đã s d ng quá trình tr n khô Vi c dùng

bêtông phun tr n t b t đ u gi a nh ng n m 1960 Nghiên c u s d ng s i thép

trong bêtông phun b t đ u cu i nh ng n m 1970 Vi c s d ng đ i trà b t đ u vào

đ u nh ng n m 1980 và gia t ng ch m vì có nhi u v n đ ph i v t qua và r i s

ch p nh n t ng lên ng l c cho s phát tri n này có t phía các nhà th u và do

có nh ng v n đ v l p đ t các l i thép hàn S phát hi n ra l i ích c a vi c cho

thêm b t Silic đioxit (silica fume) vào h n h p bêtông phun là vào n m 1983

Trong vòng ba n m, s d ng đ i trà b t đ u và t ng tri n v ng ch c

Bêtông phun không đ n thu n ch là lo i "bêtông t o nh khí nén" M c dù các

v t li u c b n (xim ng, đá, cát, n c) là t ng t và tuân theo cùng nh ng tiêu

chu n ASTM, nh ng các ch t thêm vào (ví d ph gia t ng t c đ đông c ng,

microsilica, và s i thép) làm thay đ i tính ch t c a nó và khi n cho bêtông phun

tr nên đ c nh t và h u d ng theo m t cách th c khác xa so v i bêtông th ng

Bê tông phun là m t lo i v t li u có nh ng đ c thù riêng, t o đi u ki n thi công

thu n ti n, hình thành t ng l p m ng có l c dính cao nh áp su t phun, đ c s

d ng đ s a ch a và gia c ng k t c u bê tông, BTCT, k t c u g ch đá,…

V i s phát tri n c a khoa h c bê tông, kh n ng ch ng th m và c ng đ đ c

nâng cao nh có s tham gia c a polimer và v t li u composite

Phun bê tông là m t lo i k thu t đã có t lâu Song, v i s k t h p v i v t li u

m i và k thu t s d ng ng l c tr c đ t ngoài ti t di n đã t o thành công ngh

khôi ph c và nâng c p ch u l c c a các công trình BTCT

Bêtông phun th o lu n đây t p trung vào lo i s d ng trong k thu t xây d ng

ng m Th i gian b t đ u ninh k t nhanh (1 - 6 phút hay ít h n), th i gian k t thúc

đông k t nhanh (đi n hình kho ng 12 phút, t i đa 20 phút), tính dính bám t t vào

b m t đ t đá, liên k t t t gi a các l p phun liên ti p, phát tri n c ng đ cao s m

(ví d 700 psi ≈ 50 kg/cm2 trong 8 gi ), có tính m m d o và ng su t d /còn l i

l n, đ th m gi m, và có th m ng h n v kích th c có th so v i bêtông đ t i

ch , t t c nh ng cái đó là u đi m t t y u c a bêtông phun Tuy v y, đ i v i m t

d án có th không c n đòi h i ph i có m i tính ch t u vi t đó Bêtông phun c t

li u l n là d ng chu n dùng cho h m và hang l n; vi c dùng bêtông phun c t li u

nh ch gi i h n trong vi c làm nh n b m t và các ng d ng th c p khác

đáp ng đ c chi n l c phát tri n đó, đáp ng đ c nhu c u s d ng than

c a n n kinh t qu c dân, hàng n m T p đoàn Than khoáng s n ph i đào hàng tr m

nghìn mét lò các lo i, thi công nhi u công trình ng m v i công n ng và nhi m v

khác nhau M t khác t các k t qu kh o sát đ a ch t và th c t khai thác cho th y,

càng xu ng sâu thì đi u ki n đ a ch t càng ph c t p, tính ch t c lý c a đ t đá càng

bi n đ i khó l ng tr c, gây khó kh n cho công tác đào ch ng lò

C th , nhi u đo n lò đào qua đ t đá m m y u, phay phá làm cho công tác ch ng

gi r t khó kh n, các gi i pháp, v t li u ch ng gi đã và đang áp d ng b c l nhi u

h n ch

Ngoài ra các y u t khác nh : Nâng cao t c đ đào ch ng lò, h giá thành đào

ch ng, n đ nh đ ng lò, t n d ng ngu n v t li u hi n có đ ch t o k t c u ch ng

lò là nh ng y u t h t s c quan tr ng trong công tác đào ch ng lò

gi i quy t các v n đ trên, nhi u thành t u khoa h c công ngh hi n đ i đã

đ c ng d ng M t trong s đó là công ngh bê tông phun đã đ c ng d ng đ

thi công các đ ng h m trong công trình ng m và m c a n c ta Bê tông phun

ch ng gi các công trình ng m và các đ ng lò trong khai thác m là m t công

ngh đ c các n c công nghi p phát tri n ng d ng r ng rãi trong m y th p niên

g n đây Vi t Nam, bê tông phun đã đ c s d ng đ ch ng gi các đ ng h m

c a nhi u ng m trên c n c nh : Th y đi n Hòa Bình, Th y đi n Yali; h m

đ ng b qua đèo H i Vân, h m đ ng b Kim Liên, g n đây bê tông phun còn

đ c ng d ng trong h m đ ng b qua èo C và nhi u ng d ng khác c a lo i

v t li u này Trong công nghi p m , m c dù bê tông phun đ c s d ng t r t s m

đ ch ng gi các đ ng lò Công ty than M o Khê, Mông D ng, Khe Chàm…

nh ng đ n nay m c đ tri n khai và s d ng bê tông phun còn nhi u h n ch

ng d ng r ng rãi lo i v t li u này trong công tác ch ng gi và gia c các đ ng lò

c a ngành than c ng nh các công trình ng m dân d ng c n ph i quan tâm đ n các

y u t nh : Thi t b thi công, công ngh , ph gia, c p ph i v t li u và các yêu c u

k thu t khác

Thi công h m H i Vân b ng ph ng pháp phun bê tông

3 CÁC V T LI U:

M t s tiêu chu n ASTM, khi đ c trích d n, s góp ph n đáng k vào vi c

đ m b o ch t l ng v t li u, cung c p các ph ng pháp thí nghi m tiêu chu n hóa,

và quy t đ nh các đ c tính đ b n c a thành ph m Chúng đ c li t kê d i đây đ

ti n cho vi c tham chi u có vi t t t sau này và s đ c th o lu n khi nào thích h p

M t vài tài li u c a Vi n Bê tông M (ACI) c ng có ích và c ng đ c li t kê

Các Tiêu chu n c a H i Th nghi m và V t li u M (ASTM)

+ Các tiêu chu n sau đây giúp đ m b o ch t l ng c a nguyên li u (sáu tiêu chu n n i ti ng cho bêtông và thép không nêu đây):

- A820 S i thép cho Bêtông C t S i thép

- C311 L y m u và Th nghi m B i Tro ho c Pozzolan T nhiên dùng nh

m t Ph gia Khoáng trong Bêtông Xim ng-Portland

- C1240 H i Silica (Silic Oxyt) s d ng trong V a và Bêtông Xim ng

+ Các tiêu chu n th sau đây giúp đ m b o ch t l ng c a bêtông phun (ba tiêu chu n n i ti ng đ c b qua):

- C1116 Tiêu chu n k thu t v Bêtông C t S i thép và Bêtông phun

- C1117 Th i gian Ninh k t c a H n h p Bêtông phun th b ng kháng Xuyên

- C1140 Chu n b và Th các M u l y t T m M u th Bêtông phun

Các n ph m c a Vi n Bêtông M (ACI)

- 506R-90 Ch d n v Bêtông Phun

- 506.2 Tiêu chu n k thu t v V t li u, C p ph i, và Phun Bêtông phun

- 506.1R Báo cáo hi n tr ng v Bêtông phun C t S i thép

- 506.3R H ng d n v Ch ng ch c p cho Công nhân phun Bêtông

- 544.2R o l ng các Tính ch t c a Bêtông C t S i thép

Ba lo i v t li u sau đây ch y u gi ng nh cho bêtông th ng; ba lo i v t li u

ti p theo s t o cho bêtông phun các tính ch t đ c bi t c n thi t c a nó

3.1 Xim ng :

Portland cement lo i I, lo i II lo i V theo tiêu chu n ASTM 150C

- Lo i 1, 2, hay 5 Kh i l ng thông th ng là 8.5 đ n 10.5 bao (43 kg m t bao)

- Lo i 4, s n xu t nh m sinh ít nhi t th y hóa trong bêtông kh i l n (nh ninh

k t t t ), không phù h p v i bêtông phun

- Lo i 5 ch p nh n đ c khi c n có tính ch ng sunfat cao

C t li u theo tiêu chu n ASTM C30

- M t lo i v t li u minh h a đ n gi n cho c t li u nh là "cát bêtông" v i c p

ph i đã đi u ch nh Chú ý r ng 70 đ n 85% c a t ng l ng c t li u thông th ng

đ u là c t li u nh M t c t li u thô s c thì đ c a chu ng h n, song c t li u tròn

c ng ch p nh n đ c C t li u có tính ch t ph n ng không đ c phép s d ng

3.3 N c:

- "S ch và u ng đ c; không có các ch t có h i" th ng đ c yêu c u trong

m i tiêu chu n k thu t Các h n h p v i t l n c/xim ng (N/X) b ng 0.35 ho c

bé h n, c ng nh 0.5 ho c l n h n s không t o đ c bêtông phun nh mong

mu n M t cách tiêu bi u, t l N/X trong kho ng 0.4 và 0.45 là t t nh t

3.4 Ph gia t ng đông c ng:

- S phun bêtông b ng khí nén và nhu c u ph i đ t đ c s dính bám vào b

m t t và sau đó n đ nh t i ch trên các b m t đ ng và đ nh tr n đòi h i c n

ph i có ph gia thúc đ y ninh k t đ tránh t o v ng nhão và chùng võng L p

bêtông càng dày, th i gian ninh k t càng ph i ng n

3.4.1 Ph gia d o hóa:

- c s d ng đ đi u ch nh và c i thi n tính ch t c a bê tông phun tr ng thái d o và tr ng thái r n (đá bê tông): tính công tác, t l N c/xi m ng, kh n ng

b m, kh n ng phun, s phát tri n c ng đ

- Tr c đây, ph gia siêu d o th h hai đ c s d ng nhi u nh ng g n đây có

xu h ng s d ng các ph gia siêu d o th h 3 cho bê tông phun nh u đi m h n

(duy trì tính công tác t t h n, m c đ gi m n c l n h n, c i thi n kh n ng b m

), bên c nh đó còn có thêm s góp m t c a các lo i ph gia khác nh ph gia kéo

dài đông k t nh m đi u ch nh tính công tác c a bê tông, ph gia tr b m vv

3.4.2 Ph gia đông k t nhanh dùng cho bê tông phun ( Accelerator – vi t t t là ACC):

3.4.2.1 V ACC truy n th ng (Traditional ACC):

- Nh chúng ta nghiên c u, công ngh bê tông phun (sau đây g i t t là BTP)

t (wet mix) yêu c u vi c thêm vào ph gia đông k t nhanh t i đ u vòi phun

nh m thúc đ y s đông k t c a bê tông M c đích c b n c a vi c s d ng ACC là

nh m làm gi m đ s t c a bê tông (hay đ d o) t i th i đi m phun, giúp bê tông

chuy n t tr ng thái d o sang tr ng thái s t ngay trong khi còn l l ng trong không

khí gi a kho ng cách t đ u vòi phun đ n b m t phun, và do v y bê tông có kh

n ng bám dính lên b m t phun và t o thành l p (có chi u dày t ng d n theo quá

trình phun) V i tác d ng c a ACC, vi c phun bê tông lên các b m t th ng đ ng

và b m t vòm (overhead) m i có th th c hi n đ c Tác d ng đông k t nhanh

c a bê tông phun khi s d ng ACC cho phép ng d ng bê tông phun cho công tác

gia c ban đ u, m t trong nh ng ch c n ng quan tr ng c a NATM (New Austrian

Tunneling Method “Ph ng pháp làm h m m i c a n c Áo” )

- Thông th ng, ACC có d ng l ng và đ c thêm vào đ u vòi phun b ng thi t

b đ nh l ng đ c bi t (b m piston ho c b m ru t gà) nh ng c ng có r t nhi u s n

ph m ACC d ng b t dùng cho phun khô, Nh t B n a chu ng dùng ACC d ng

b t Li u l ng s d ng ACC ph thu c vào k n ng v n hành c a ng i thi công,

t l N/X c a c p ph i bê tông c s (base concrete) , đi u ki n b m t phun

- ACC truy n th ng đ c s d ng ph bi n cho đ n đ u th p k 90 c a th k

tr c và cho đ n ngày nay và có hai lo i ph bi n, đó là ACC g c

alkaline-aluminate và ACC g c sodium silicate c i ti n (ho c sau đây g i t t là sodium

silicate ho c th y tinh l ng) i m khác bi t c b n gi a ACC g c aluminate và

ACC g c sodium silicate là ACC aluminate có tham gia vào quá trình th y hóa c a

xi m ng và làm t ng c ng đ ban đ u trong kho ng th i gian ban đ u (0.5-2 gi ,

1-2MPa)

- ACC truy n th ng có tác d ng ph và c n ph i l u ý khi s d ng, tác d ng

ph tai h i c a ACC truy n th ng là làm gi m c ng đ cu i cùng c a bê tông khi

so sánh v i bê tông không s d ng ACC Do v y, l ng dùng c a ACC ph i đ c

gi m c t i thi u đ tránh tác h i này

3.4.2.2 ACC g c alkaline-aluminate - và s tham gia vào quá trình th y hóa c a xi m ng:

- V xi m ng(sau đây g i là XM): thành ph n ch y u c a XM là clinker -

s n ph m nung luy n nhi t đ kho ng 14500

C t các lo i nguyên li u chính là đá vôi, đ t sét, qu ng và các nguyên li u khác

- B t clinker nghi n m n v b n ch t có ph n ng r t t nhiên v i n c t o thành đá XM r n ch c ch sau vài phút, do đó ch đ c s d ng trong m t s

tr ng h p đ c bi t nh làm ch t k t dính cho bê tông ki m soát ph n ng

nhanh nh y này, ng i ta thêm vào thành ph n c a XM 2÷5% th ch cao (Calcium

sulphate) nh m đi u ch nh th i gian đông k t c a XM và t o ra tính công tác cho

bê tông (Ngoài ra trong XM còn có ch t ph gia khác) Trong quá trình th y hóa,

th ch cao tác d ng v i khoáng C3A (là 1 trong 4 khoáng chính trong thành ph n

clinker) t o thành l p màng bao b c quanh h t XM (g i là ettringite) làm c n tr -

nh ng không hoàn toàn ch n đ ng - s xâm nh p c a n c vào b m t h t XM

Nh có s trì hoãn này, bê tông gi đ c tính công tác c a nó trong m t th i gian

nh t đ nh Khi toàn b các thành ph n “sulphate” ph n ng và liên k t v i l p

màng k trên, thành ph n “aluminate” trong XM ph n ng v i l p màng và gi i

phóng ra thành ph n “sulphate” đ ng th i t o ra “monosulphate”, các

“monosulphate này có tính th m n c cao h n giúp n c ti p t c xâm nh p vào

bên trong h t XM và do v y cho phép ph n ng th y hóa c a XM di n ra nhi u

- Thông th ng, ACC có th i gian đông k t đ u < 60 giây và th i gian đông

k t cu i < 3.5 phút (Ki m tra b ng kim Vicat thanh kim tr t nh )

- ACC g c aluminate đ c s d ng nhi u khi thi công trong vùng đá m m,

bi n d ng l n và khi c n c ng đ s m c ng nh chi u dày l p bê tông phun l n

(>15cm) ngay sau khi khoan n

- ACC g c aluminate b t đ u phát tri n c ng đ sau 5-10 phút và sau kho ng 20-30 phút thì c ng đ phát tri n đ l n đ l p BTP có kh n ng ch u đ c tr ng

l ng b n thân (>0.4MPa), do v y, có th thi công l p bê tông phun dày h n so

v i khi s d ng ACC g c th y tinh l ng

- V i lo i ACC này, chi u dày l p BTP có th đ t đ n 20-50cm trên vòm Qui trình thông th ng là phun l p BTP th nh t dày kho ng 6-10cm trên toàn b b

m t phun Sau khi l p BTP th nh t đã đ t đ c ng đ yêu c u, phun ti p l p th

hai dày kho ng 10cm, sau đó l i phun ti p các l p cho đ n khi đ c chi u dày BTP

yêu c u

- ACC g c alminate c ng có th thích h p khi g p các v n đ v n c rò r Qui trình thông th ng khi đó là phun l p BTP m ng v i hàm l ng ACC quá li u

(overdose, kho ng 8-10% theo tr ng l ng XM) và ch kho ng 30 phút đ l p

BTP này có kh n ng ch u đ c áp l c n c Sau đó ti p t c phun nh thông

th ng cho đ n khi đ t đ c chi u dày l p BTP c n thi t

Nh c đi m c a ACC g c aluminate:

• Làm gi m c ng đ cu i cùng nhi u h n

• R t nh y v i xi m ng: ACC g c aluminate có th không tác d ng v i

m t s lo i xi m ng, do v y c n ph i ki m tra kh n ng tác d ng v i xi

m ng tr c khi ti n hành công tác phun bê tông

• Có đ pH cao (>13) nên có h i cho da và m t Vi c s d ng s n ph m này ph i đ c ki m soát nghiêm ng t, ng i s d ng ph i đ c yêu c u mang g ng tay, m t n , kính b o h và tránh ti p xúc tr c ti p v i da

L ng dùng thông th ng c a ACC g c aluminate: 4-8% theo tr ng l ng

xi m ng

- Phân lo i ACC g c aluminate: có hai lo i

• Sodium aluminate (ch a Na2O)

• Potassium aluminate (ch a K2O)

- ACC g c potassium aluminate có kh n ng tác d ng v i nhi u lo i xi m ng h n

và c ng có th i gian đông k t ng n h n, cho c ng đ s m cao h n ACC g c

sodium aluminate

- Yêu c u v th i gian đông k t c a ACC g c aluminate:

B t đ u:

<30 giây: đánh giá - t t

<60 giây: đánh giá - đ t yêu c u

>60 giây: đánh giá - không đ t yêu c u

K t thúc:

<3 phút: đánh giá - t t

<4 phút: đánh giá - đ t yêu c u

>4 phút: đánh giá - không đ t yêu c u

- Yêu c u c a xi m ng khi s d ng ACC g c aluminate:

Hàm l ng C3A: 5-10 %, t t nh t là 7-9%

Blaine >3500, t t nh t là >4000

- Ngoài ra c n l u ý đ n hàm l ng tro bay, x và th ch cao trong xi m ng

3.4.2.3 ACC g c sodium silicate c i ti n hay th y tinh

l ng (modified sodium silicate):

- Khác v i ACC g c aluminate, ACC g c sodium silicate ch cho tác d ng k t dính t c th i (trong vòng kho ng 10 giây) mà không tham gia vào quá trình th y

hóa c a xi m ng (n u l ng dùng không v t quá 20% theo tr ng l ng)

- C ch tác d ng c a ACC lo i này r t đ n gi n: sodium silicate làm khô (đ c) l ng n c có trong bê tông làm gi m đ s t c a bê tông r t nhanh và t o

nên s bám dính c a bê tông lên b m t phun L ng dùng c a ACC g c th y tinh

l ng do v y t l thu n v i t l N/X trong c p ph i bê tông c s ACC g c

sodium silicate không cho c ng đ cao trong 2-4 gi đ u, th i gian đông k t cu i

thông th ng l n h n 30 phút và ph thu c vào lo i xi m ng và nhi t đ môi

tr ng

 u đi m c a ACC g c th y tinh l ng là có th tác d ng v i h u h t các lo i

xi m ng, ít làm gi m c ng đ cu i cùng c a bê tông h n ACC g c aluminate, tác

d ng k t dính r t cao và thân thi n h n v i môi tr ng (không làm h i da, pH

<11.5 - nh ng t t nh t v n nên tránh ti p xúc tr c ti p v i da), hàm l ng ki m

trong ACC lo i này ít h n so v i g c aluminate (<8.5% Na2O)

Nh c đi m: tính n ng ph thu c vào nhi t đ môi tr ng (không dùng

đ c nhi t đ <5O

C) và chi u dày l p phun h n ch (8-15cm)

• Cho khu v c h n ch chi u dày l p BTP trên vòm đ n 10-15cm

- L ng dùng thông th ng c a ACC g c th y tinh l ng: 3-6% theo kh i

l ng xi m ng

- ACC g c th y tinh l ng thông th ng không đ c s d ng b i v i l ng dùng cao c n thi t (>10-12%, th c t là 20%) s làm gi m c ng đ cu i cùng và

cho ch t l ng bê tông kém Tiêu chu n châu Âu v BTP (EFNARC) ch cho phép

l ng dùng ACC g c th y tinh l ng t i đa là 8% theo tr ng l ng xi m ng

- Các nghiên c u còn ch ra r ng tác d ng làm gi m c ng đ cu i cùng c a ACC g c th y tinh l ng ph thu c vào đi u ki n b o d ng, ví d v i l ng dùng

ph i t o ra các s n ph m có đ c tính cao h n và thân thi n v i môi tr ng Theo

thông tin t báo cáo c a H i ngh v BTP do ITA t ch c n m 1996 t i

Washington, vi c s d ng BTP theo ph ng pháp t Brazil càng ph bi n h n

do s c kh e công nhân b nh h ng b i b i khi thi công BTP theo ph ng pháp

khô

- Thông th ng, ng i thi công BTP th ng g p ph i các v n đ v ô nhi m

b i và nh h ng s c kh e khác nh “cháy” da, cay m t h n ch t m nhìn và th m

chí các r i ro do đá r i trong h m Xu h ng chung trên toàn th gi i là c n ph i

thay đ i và h n ch đi u ki n làm vi c nguy hi m k trên và do đó, trong kho ng

th p k 90 c a th k tr c, n n công nghi p xây d ng đã đ t ra đòi h i vi c ph i

tìm ra các s n ph m ACC có ch t l ng cao h n và không nh h ng đ n môi

tr ng c ng nh s c kh e con ng i Và th là, ACC g c alkali-free d ng l ng

không gây h i đ n s c kh e (non-caustic) đã xu t hi n, mang đ n m t th h BTP

an toàn, ch t l ng cao và hi u qu v m t kinh t , và vi c s d ng các ph gia

ACC gây h i g c aluminate ho c th y tinh l ng không còn đ c ch p nh n n a

Trách nhi m c i ti n vi c thi công BTP cho an toàn v i môi tr ng và con ng i

đ t lên vai các ch công trình, nhà thi t k và nhà thi công

- V c ch tác d ng, ACC g c alkali-free c ng hành x t ng t nh ACC

g c aluminate (do c ng có thành ph n c b n là aluminum sulphate )

- Do có thành ph n hóa h c ph c t p h n, ACC g c alkali-free có giá thành

đ t h n ACC truy n th ng Tuy nhiên, khi đánh giá m t cách t ng th h n, chi phí

cho ACC g c alkali-free nh h ng không nhi u đ n t ng giá thành c a 1m3

BTP

n u xét đ n nh ng hi u qu mà nó mang l i nh ti t ki m th i gian thi công, gi m

l ng r i vãi (rebound), t ng c ng ch t l ng bê tông và m t l i ích không kém

• Là m t dung d ch có tính ki m (pH 7-14), ví d dung d ch Calcium Hydroxide có pH =13 là m t dung d ch có tính ki m m nh (=alkaline) nh ng không ch a cation kim lo i ki m

• Là m t dung d ch có ch a các cation kim lo i ki m nh Na+, K+, Li+ ví d nh dung d ch mu i n (NaCl) Dung d ch này ch a cation kim lo i ki m, nh ng l i không có tính ki m (đ pH t ng đ ng

7 - trung tính)

- V y đó, thu t ng “có tính ki m” (alkalinity) và “có ch a ki m” là hai tính

ch t hoàn toàn khác bi t Trong ACC cho BTP, thu t ng “alkali-free” ch có m t

ngh a, đó là ACC không có ch a kim lo i ki m (ho c hàm l ng ki m <1%)

- M t trong nh ng lý do cho vi c xu t hi n ACC g c alkali-free là s n ph m này giúp gi m các r i ro do ph n ng gi a các cation kim lo i ki m v i các thành

ph n khoáng ho t tính có trong c t li u nh silica (SiO2) (ph n ng ki m-c t li u)

alkaline-• C i thi n đi u ki n làm vi c do gi m tính gây h i c a ACC đ i

v i m t, da, c quan hô h p và nh h ng t m nhìn

• B o v môi tr ng do gi m đ c hàm l ng các ch t gây h i phát tán ra ngu n n c t BTP ho c do l ng BTP r i vãi

• Gi m t n th t c ng đ cu i cùng (thông th ng là 15-50% khi

s d ng ACC truy n th ng)

* Tuy nhiên tùy theo khu v c và yêu c u thi công mà các l i ích trên đ c nhìn

nh n và phát huy khác nhau Ví d nh khi BTP đ c dùng ch y u cho gia c t m

th i thì đi m 2 và 3 quan tr ng nh t nh ng khi BTP đ c dùng đ gia c v nh vi n

thì đi m 1 và 4 l i quan tr ng h n

Nh c đi m:

• C ng gi ng nh ACC g c aluminate, ACC g c alkali-free c ng

nh y v i xi m ng nên vi c ki m tra tác d ng v i xi m ng tr c khi phun

bê tông là vi c làm vô cùng c n thi t (Nhi u khi b n quá b qua đ n lúc phun hông th y dính m i ng ng i ra thì ch t)

• Làm gi m c ng đ cu i cùng c a bê tông, tuy m c đ nh

h ng không kinh kh ng nh ACC g c aluminate nh ng c ng kha khá (b n ch c quanglan rành sáu câu)

• Ngoài ra, có m t s s n ph m do đ pH khá th p (theo bác raklei cung c p là 2-3) nên n mòn máy móc thi t b (các bác có đ ý

b n này toàn đ c ch a trong phuy nh a không, dùng ng tuýp s t ngoáy m y b a b mòn ngó th y)

- L ng dùng thông th ng c a ACC g c alkali-free: 3-10% theo tr ng l ng

- Yêu c u v th i gian đông k t c a ACC g c alkali-free (Ki m tra b ng kim Vicat)

 t đ c m t c ng đ l n nhanh chóng trong vòng ít nh t 12 gi

th ng có t m quan tr ng r t l n trong vi c n đ nh hóa kh i đ t m t cách

th a mãn S t ng c ng đ ch m hay x y ra, so v i các h n h p không

đ c thúc đ y ninh k t, sau kho ng 8 gi và cho t i th m chí sau 28 ngày

qu là không mong mu n, nh ng có th ch p nh n đ c n u không có s n

m t lo i ph gia t ng đông c ng nào u vi t h n C n c vào m t c ng đ

t i ch 28-ngày cao h n quy đ nh, thì m t l ng m t mát c ng đ r t bé trong t ng lai xa là có th cho phép, mi n là đ ng x y ra s m t mát t ng lai làm c ng đ xu ng d i giá tr quy đ nh

3.5 S i thép (Steel Fibers) :

- C t thép gia c ng d ng thanh thông th ng không đ c dùng cho bêtông phun ngo i tr khi đi u ki n đ a ch t đòi h i ph i đ t thêm các d m (giàn) m t cáo

Thay vào đó, yêu c u v tính m m d o, đ b n dai, và c ng đ d th ng đ c

đáp ng nh đ a các m u ng n, m ng c a dây thép ho c thép lá vào h n h p Khi

yêu c u ch y u là gi m tính th m b ng cách h n ch s l ng và chi u r ng khe

n t co ngót, thì có th dùng s i polypropylene, khi có th đ đáp ng các yêu c u

v đ b n và ng su t d

- Có b n lo i s i thép: dây thép kéo ngu i, thép t m c t r i, thép tách nh n u

ch y, và các lo i khác (ASTM-C820) Ch có hai lo i đ u đ c xem là thích h p

cho bêtông phun làm công trình ng m

- Ban đ u, có hai nhân t làm ch m s ng d ng thành công c a s i thép "S làm t chim" ho c "s vón thành c c tròn" c a các s i thép r t hay x y ra, và s i

thép có xu h ng b lôi ra kh i bêtông mà không đ t đ c hi u qu mong mu n

khi x y ra n t Tr c tr c th nh t đ c gi i quy t b ng cách gi cho t s hình

d ng (chi u dài chia cho đ ng kính hi u d ng danh ngh a) trong ph m vi r ch ròi

t 40 đ n 80; g n đây, các s i có đ dài t 20 đ n 40mm S c kháng t t ch ng l i

s tu t s i thép nh n đ c b ng cách t o g cho nó, có th b ng s ch n hay u n

các đ u s i thép, hay b ng cách g p n p ho c t o các s c d c theo chi u dài s i

- S quy đ nh s i thép b ng s kilôgam trên mét kh i là không h p lý do có

nh ng khác nhau l n v các tính ch t k thu t c a các lo i s i Tiêu chu n k thu t

v tính n ng - quy đ nh đ m m d o (đ b n dai) và các yêu c u v ng su t d -

s ph i đ c áp d ng

S i thép và s b trí s i thép trong kh i bê tông

3.6 H i/b t Silica (Silica Fume) :

Silica fume theo tiêu chu n ASTM C1240

- C ng đ c g i là microsilica, v t li u này thay th cho m t l ng ph n tr m

nh xim ng, c ng không h n vì thu c tính ng i ta th ng ngh là c i thi n c ng

đ bêtông c a nó, mà là vì hi u ng ph có l i c a nó làm t ng tính dính bám, t ng

đ ch ng th m, gi m l ng ph gia, và, đ i v i bêtông phun khô, gi m đáng k

l ng b i và b t n y r i vãi khi phun Hai tác d ng sau ph n l n là do l ng v t

li u l t qua sàng s No 200 Ph n tr m thay th ph i gi trong ph m vi 8 đ n 13%,

và t t nh t nên trong vòng 9 đ n 11% C n có s th n tr ng đ c bi t khi dùng đ n

gi i h n biên trên do silica có xu h ng t ng co ngót và, do đó, t ng kh n ng n t

Các yêu c u chính đ i v i microsilica là (ASTM C1240):

1 L ng SiO2, nh nh t là 80% (ch không ph i 85% nh trong các quy trình

6 h p th đun sôi l n nh t 6% trên m u bêtông phun

- B i tro đ c dùng thay cho xim ng trong bêtông có tác d ng t t Nó c ng có

th dùng trong bêtông phun cho công trình trên m t đ t khi không đòi h i ph i

ninh k t nhanh Tuy nhiên, đ i v i ng m d i đ t, tính hay thay đ i và tác đ ng

x u có th c a nó đ i v i s đông c ng khi n ng i ta không mu n khuy n cáo s

d ng nó "Tính dính" c a bêtông phun có đ c nh microsilica có m t giá tr đ c

bi t đ i v i t t c các l p trên tr n và ít nh t là đ i v i l p đ u tiên trên t ng khi

đá g c có tính m t c h u b i các dòng n c c c b

3.7 L i thép (Wire Mesh) :

- L i thép hàn (WWF) đ c đ c p đây do s s d ng nó th ng xuyên

tr c đây Nó đ c đ a vào bêtông phun đ t o đ b n; tuy v y, hi n nay s i thép

cho ta tính ch t này hi u qu h n Lý do không còn khuy n khích s d ng l i

thép n a không ph i ch mang tính lý thuy t; nó có tính th c hành cao Th m chí

l i có kho ng cách thích h p (10cm x 10cm hay 15cm x 15cm) c ng r t c ng,

khi n vi c l p đ t t n th i gian khó kh n, và do đó chi phí cao Khi dùng trong các

h m khoan-và-n mìn, có th c n l ng d bêtông phun đáng k đ l p đ y chi u

dày đào quá thi t k mà l i thép không th l p đ t vào đó m t cách thích đáng

H n n a, khi đ l i thép cách b m t phun quá xa, theo yêu c u đ có hi u qu

l n nh t, thì ch t l ng bêtông có th gi m đi do hi u ng màn ch n gây b i c

l i thép c ng và b i s rung đ ng c a l i n m d i lu ng phun

L i thép

- L i thép đan (“liên k t móc xích”) th ng đ c ph i h p v i neo đá cho an toàn khi đá đ c gia c ng M c đích c a nó là tóm b t l i ch l và các m nh r i

nh c a đ t đá Tuy nhiên, bê tông phun có hi u qu h n, mi n là nó đ c phun

s m, b i vì nó ch ng l i s bong l đ t ngay khi nó ninh k t và ch ng l i s r i

- Khi d đoán có x y ra chu trình đóng b ng - tan b ng, c n có thêm l ng

cu n khí vào h n h p t; nó không có hi u qu đ i v i h n h p khô M t ph n

l n khí b m t mát khi phun bêtông; 10 t i 12% t i b m có th là c n thi t đ t o ra

4 đ n 6% "trên t ng" Ch t gi m n c và ph gia siêu d o c n có trong h n h p

t Khi có nh ng h n ch g t gao v môi tr ng thi công (b i), c n cho thêm các

ph gia ng n c n b i đ c bi t vào h n h p khô, đ c bi t là n u không dùng

microsilica; tuy nhiên, c n có đ các ng x b i đ c bi t t i khu v c phun bêtông

Nh ng n m tr c đây, bêtông phun tr n khô sinh ra nhi u b t n y r i vãi và m c

đ b i cao nhìn th y đ c Nh ng, đi u này là do m t s nhân t n m ngoài quá

trình tr n Khi đó v n ch a có các vòi phun đi u khi n t xa, và k t qu v trí c a

vòi phun không thích h p làm t ng r t l n b i và b t r i

- Dùng làm l p bê tông phun ph nh n, làm ph ng b m t c a k t c u

- c ng d ng làm l p lót cho các công trình ng m trong h m

- c dùng ch t o neo bê tông c t thép ho c làm h n h p v a b m xi m ng mác cao

- c dùng trong s a ch a k t c u, h ng h ng các công trình

4.2 Các công trình đã xây d ng:

m t khu dân c và công nghi p c a Vancouver, bang British Columbia Xây d ng

n m 1967-68, nó là h m l n đ u tiên B c M có dùng bêtông phun c t li u l n

đ làm vì ch ng ban đ u và v h m hoàn thi n "M t c t ngang ki u-Boston"

(móng ng a chân nghiêng) cao 8.8m r ng 6m T ng chi u dài là 3.3km, trong đó

2.8km n m trong đá á là cu i k t conglomerat (cu i l n t i 10cm trong cát và

sét), cát k t (h t m n ho c thô, th ng m m và bão hoà), và hai lo i đá phi n sét

(m t lo i kh i l n, giòn, và h n nh , lo i kia h t thô và phân l p) Công vi c đ c

làm theo ba ca m t ngày, n m ngày m t tu n, nh ng không cho phép n mìn gi a

n a đêm và 7 gi sáng

G ng lò trong đá b t đ u v i b vì ch ng thép (lo i 8WF28) trong đá phi n sét phong hóa m m h ng d c nh vào g ng đào, ngoài ra có m t v a than dày

30cm n m ph lên m t v a 46cm và n m d i m t d i phi n sét d o, phong hóa

dày 90cm Thanh thép gia c tr c (forepoling) đã ph i đ t r t s m Hang r ng

phía trên dãy c c ch ng đ t t t đ c phun bêtông; g ng đào c ng đ c phun

bêtông Các lò xuyên v a qua đ a t ng d ng t ng ng n đ c đào và phun bêtông;

m t vòng c t hình vòm đ c đào và phun bêtông; và sau đó d ng vòm ch ng

thép Cu i cùng, kh i đào l n đ c hoàn thành và phun bêtông Khi vào sâu d n,

nhu c u đào phân m nh gi m đi, và vòm ch ng thép đ c b đi khi đ t 8m

Sau đó có m t đo n đào th dài 60m M t dòng n c xu t hi n trong kh i cu i

k t làm trôi ra m t lo t s i cu i và theo sau là s ch y nh gi t n c đ t quãng

Sau khi phun 30 phút, bêtông b t đ u dính bám vào đ t Theo sau đo n đào th

nghi m, công vi c đi vào qu đ o, v i vi c khoan các chu k có 110 l mìn, chi u