CHUYÊN ĐỀ BÊ TÔNG XI MĂNG ĐẶC BIỆT

1 BÀI THU HOẠCH CHUYÊN ĐỀ BÊ TÔNG XI MĂNG ĐẶC BIỆT I. Sự cần thiết của việc sử dụng BTXM đặc biệt trong xây dựng BTXM là loại vật liệu chính trong xây dựng công trình, yếu tố quyết định chính đến tính bền vững và tuổi thọ của công trình. Phương thức xây dựng truyền thống BTXM hiện nay là sử dụng vữa trộn bằng cát và xi măng đã bộc lộ khá nhiều hạn chế. Cụ thể: cường độ xi măng phụ thuộc hoàn toàn vào việc bảo dưỡng ẩm. Trong giai đoạn đầu bảo dưỡng (khoảng 5-7 ngày đầu), phải có đủ nước để duy trì quá trình thủy hóa giữa hạt xi măng và nước, nếu không sẽ làm cho các tinh thể không thể phát triển và xi măng sẽ không rắn chắc hoàn toàn. Hạn chế tiếp theo là tính thi công kém, tính bám dính kém đối với một số bề mặt như gỗ, polystyrene cứng và polyurethan bọt, thủy tinh và các kim loại… nhất là, đối với các lớp vữa trát mỏng, các bề mặt chịu rung và chịu tải trọng nặng. Một trong những hạn chế hay được nhắc đến trong xây dựng và gây ra nhiều phiền toái cho những người sử dụng sản phẩm đó là tính co ngót của xi măng cao gây ra hiện tượng nứt, gãy. Ngoài ra, xi măng còn có tính dòn, không đàn hồi, khả năng chịu uốn và chịu va đập kém. Khả năng chịu nước và độ bền hóa học của xi măng cũng không cao. Những hạn chế trên cho thấy BTXM truyền thống không còn là sự lựa chọn thích hợp cho việc xây dựng các công trình ở Việt Nam. Vì vậy cần tìm ra những giải pháp mới – vật liệu mới để khắc phục những hạn chế, tồn tại trên. II. Mục tiêu nghiên cứu Hiện nay, trên thế giới và ở nước ta việc áp dụng tiến tiến khoa học vào việc sản xuất các loại vật liệu mới trong xây dựng mới, sửa chữa đã trở lên phổ biến. Cụ thể như một số loại BTXM đặc biệt sử dụng trong xây dựng, sửa chữa các công trình như: - Xi măng đông cứng siêu nhanh; - Xi măng chịu nhiệt; - Xi măng chịu ăn mòn; - Xi măng giãn nở; - Xi măng aluminat để xây dựng nhà và công trình chịu tác động ăn mòn của môi trường hoặc trong khoan giếng khai thác dầu mỏ, khí đốt kể cả trong xây dựng các công trình tổ hợp sản xuất nhiệt cho nhiều ngành công nghiệp khác nhau. 2 Xi măng đặc biệt còn được sử dụng để thi công mái nhà không thấm nước hoặc lớp phủ chống các loại bức xạ hoặc để xây dựng những công trình tại các vùng sâu vùng xa với các điều kiện khí hậu khác nhau. Trên thế giới và tại Việt Nam có rất nhiều các sản phẩm có những đặc tính như trên. Nhưng trong khuôn khổ bài thu hoạch, xin được đề cập đến vấn đề nghiên cứu về loại vật liệu BTXM của Tập đoàn Sika có nguồn gốc từ sự kết hợp giữa Xi măng pooclang và hóa chất Sika. III. Nội dung nghiên cứu 1. Tổng quan chung: Vật liệu Sika có nguồn gốc xuất sứ từ Mỹ được đưa vào sử dụng nhiều tại Việt Nam từ những năm 1998 trở lại đây và được Bộ GTVT cho áp dụng để thi công rất nhiều dự án trọng điểm lớn như: - Dự án cầu Cảng Cam Ranh thi công năm 2001, Cảng Nghi Sơn năm 2001-2002, Cảng Tiên Sa năm 2003-2005; - Dự án cầu Cần thơ năm 2004-2010; - Dự án đường Tuần tra biên giới và dự án đường Trường Sơn Đông… Hiện nay trên thị trường nước ta, Tập đoàn Sika có một hệ thống phân phối tương đối rộng lớn với trên 50 đại lý xuyên suốt cả nước. Ưu điểm của các loại vữa SikaXi măng đông cứng siêu nhanh cho phép tháo dỡ ván khuôn cho cấu kiện và kết cấu chỉ sau 2 - 3giờ đông cứng hoặc cường độ bê tông đạt đến 60% - 70% chỉ sau một ngày đêm. Các loại phụ gia bảo đảm sự không co ngót của vữa hoặc bảo đảm sự giãn nở của hệ thống đang đông cứng là những yếu tố vừa có tính hiện đại vừa có tính công nghệ cao trong thành phần của hỗn hợp. Loại phụ gia nêu trên là clinke nghiền mịn được sunphát hoá kết hợp với thạch cao. Như vậy, những chất lượng kỹ thuật cao của xi măng được sản xuất trên cơ sở clinke sunphát hoá cho phép giải quyết được những vấn đề kỹ thuật quan trọng nảy sinh trong xây dựng các loại công trình khác nhau. Các loại xi măng đó nhanh đạt cường độ cần thiết, độ lèn chặt của vữa và bê tông đều cao, có khả năng bảo vệ chống ăn mòn trong môi trường ăn mòn. 3 2. Phân loại: 2.1.Vữa Sika 102 Siak 102 dùng làm chất cản nước đông cứng nhanh, ngăn chặn sự rò rỉ do áp lực nước và sự thấm của nước qua vách đá và bêtông. Sika 102 là một loại vữa không chứa clorua, được chế tạo sẵn để sử dụng ngay. Khi trộn với nước sẽ trở thành một lớp cản nước tạm thời, đông cứng nhanh rất hiệu quả. Ưu điểm - Dễ sử dụng, dễ trộn, chỉ việc thêm nước vào và không cần thiết bị đặc biệt; - Ninh kết rất nhanh đồng thời phát triển cường độ rất nhanh, kết dính tốt; - Khả năng ngăn chặn nước tốt và chịu được áp lực nước cao; - Không bị nứt, không ăn mòn và không chứa clorua Phạm vi áp dụng Để chặn các nơi rò rỉ nước áp lực qua vách đá và bê tông cũng như qua các khe giữa bê tông và thép (chung quanh bu-lông, ống dẫn, các tấm cọc…) ở các đường xe điện ngầm, cống, đường hầm, đập, tầng hầm, bể nước. Thông số kỹ thuật Khối lượng thể tích ~ 1.25 kg/lít (khối lượng đổ đống của bột) ~ 2.0 kg/lít (khối lượng của vữa tươi) Tỉ lệ trộn Bột Sika 102 : nước = 1 : 0.2 (theo khối lượng) Bột Sika 102 : nước = 1 : 0.3 (theo thể tích) Thời gian ninh kết ban đầu 60- 90 giây (ở 27oC / độ ẩm tương đối 65%) Nhiệt độ thi công tối thiểu 10 0 C Tối đa 40 0 C 2.2. Vữa Sikatop Seal 107 Hỗn hợp xi măng kết hợp polime dùng để chống thấm trên các bề mặt vữa xây, bê tông để ngăn sự thấm nước, trám các vết nứt chân chim Ưu điểm Các thành phần được chế tạo sẵn Dễ trộn và dễ thi công Có độ sệt như hồ dầu có thể thi công bằng tay Kết dính tốt với các bề mặt đặc chắc Không thấm nước Không độc, không ăn mòn 4 Đàn hồi nhẹ, có thể thi công bằng cách phun Phạm vi áp dụng Topseal 107 được sử dụng để chống thấm bên trong và bên ngoài nhà trong công tác sửa chữa và bảo vệ chống sương giá và tác nhân khử băng. Lĩnh vực thi công: Chống thấm tầng hầm; chống thấm mặt cầu và tường chắn; trám các vết nứt chân chim không phải các vết nứt đang phát triển. Thi công Bão hoà bề mặt bê tông trước nhưng không để đọng nước Thi công lớp thứ nhất và để khô khoảng 4 – 8 giờ ở nhiệt độ 20 0 C trước khi thi công lớp thứ 2. Nếu thi công lớp thứ 2 trễ hơn sau 12 giờ nên phun ẩm bề mặt lớp thứ nhất (Luôn thi công 2 lớp, có thể thi công 3 lớp ở những nơi thấm nước nghiêm trọng). Lưu ý : Định mức: 1.5-2.0kg/m2/lớp (Thi công 2 hoặc 3 lớp) Không bao giờ dùng hơn 4 kg sika topseal 107 cho 1 M2 mỗi lần thi công An toàn sức khoẻ : Topseal 107 có gốc xi măng mang tính kiềm nên tiến hành các biện pháp cẩn trọng khi tiếp xúc với da 2.3. Vữa Sikagrout SikaGrout 212-11 và SikaGrout 214-11 là sản phẩm vữa rót gốc xi măng, tự san bằng, không co ngót có thể bơm được với thời gian thi công được kéo dài để thích ứng với nhiệt độ địa phương. Ưu điểm Độ chảy lỏng tuyệt hảo; Ổn định kích thước tốt 5 Cường độ cao, độ sệt có thể điều chỉnhkhông tách nước, không độc hại, không bị ăn mòn Chỉ cần thêm nước là sử dụng; Kháng va đập và rung động Có thể bơm bằng máy bơm vữa thích hợp Phạm vi áp dụng - Neo vào bệ móng máy, bệ đường ray, bulông neo, trụ cầu, các khe hở, lỗ hổng, hốc tường - Cột trong các kết cấu đúc sẵn - Gối cầu - Nơi sửa chữa cần cường độ cao Thông số kỹ thuật Khối lượng thể tích: ~ 1.60 kg/lít (khối lượng thể tích đổ đống của bột) ~ 2.20 kg/lít (khối lượng thể tích của vữa mới trộn) Tỉ lệ trộn: Độ sệt có thể chảy được: SikaGrout : nước = 1: 0.15 (theo khối lượng) ~ 3.75 lít nước sạch cho 1 bao Sikagrout 25 kg Mật độ tiêu thụ: Một bao cho khoảng 13.10 lít vữa và cần 76 bao tạo 1m3 vữa Nhiệt độ thi công: Tối thiểu 100C và tối đa 400C Lỗ hổng tối thiểu: Sikagrout 212-11 là 8 mm và Sikagrout 214-11 là 10 mm Lỗ hổng tối đa: Xin liên hệ với phòng kỹ thuật Sika để được tư vấn Thi công Chuẩn bị bề mặt thi công: Bề mặt bê tông phải sạch, đặc chắc, không dích dầu mỡ và các tạp chất khác. Các bề mặt bằng kim loại (sắt, thép) phải không có vảy rỉ sét hoạc dầu mỡ 6 Các bề mặt hút nước phải được bão hòa hoàn toàn nhưng không được để đọng nước Trộn: Bột sẽ được thêm từ từ vào nước đã được định lượng trước sao cho thích hợp với độ sệt mong muốn. Trộn bằng máy trộn điện có cần trộn với tốc độ thấp (tối đa 500 vòng/phút) ít nhất 3 phút cho đến khi đạt độ sệt mịn Có thể sử dụng những thiết bị trọn 2 cần loại máy trộn cưỡng bức - Thi công Sikagrout 212 – 11/214 – 11 Rót vữa sau khi trộn. Phải đảm bảo không khí còn bị nhốt trong vữa được giải thoát hết. Khi rót vữa vào đế phải duy trì cột áp suất để giữ cho dòng chảy của vữa không bị gián đoạn. Phải đảm bảo ván khuôn được dựng chắc chắn và kín nước. Để đạt hiệu quả giãn nở tối ưu, thi công vữa càng nhanh càng tốt Rót vữa lỏng ở các bệ máy: Tưới nước toàn bộ nhưng không để đọng nước ở các bu long. Nếu có thể rót vữa lỏng vào các lỗ neo trước, sau đó rót vữa lỏng vào đế và giữ cho dòng vữa chảy liên tục Rót vữa lỏng vào mặt đáy: Tưới nước trước khoảng 24h, không để đọng nước. Giữ áp suất thủy lực không đổi để cho vữa chảy liên tục. Dùng cáp hoặc dây xích để đảm bảo các lỗ hổng được lấp đầy. Phải đảm bảo bọt khí thoát ra hết dễ dàng. Rót vữa lỏng vào các hốc lớn/ thể tích lớn: Tùy thuộc vào thể tích cần được lấp và độ dày của khoảng hở, có thể thêm cốt liệu lớn vào vữa lỏng Sikagrout 214-11 ở tỉ lệ 50 – 100% khối lượng của bột Sikagrout 214-11. Các cốt liệu tròn thích hợp hơn các cốt liệu dẹt. Khi rót vào các khu vực có độ dày lớn hơn 60 mm, việc dùng thêm cốt liệu lớn và hoặc tưới nước sạch sẽ làm giảm nhiệt độ phát sinh trong giai đoạn đông cứng ban đầu. Sự neo sắt đặc biệt ( neo bu lông đã ở dưới hầm) 7 - Bảo dưỡng: Giữ bề mặt vữa lộ thiên có thể nhìn thấy được càng nhỏ càng tốt và bảo vệ vữa tránh mất hơi nước sớm bằng các biện pháp bảo dưỡng thông thường (Có thể dùng hợp chất bảo dưỡng bê tông của sika Antisol E) - Vệ sinh: Rửa sạch các dụng cụ bằng nước sạch ngay sau khi sử dụng. Vữa đã đông cứng chỉ có thể cạo bỏ bằng các phương pháp cơ học Lưu ý: Nhiệt độ thi công tối thiểu là 100C. Nếu nhiệt độ thi công thấp hơn 200C thời gian ninh kết và cường độ đạt được sẽ chậm hơn Phải tuân thủ thời gian bảo dưỡng thông thường tối thiểu 03 ngày ở những nơi bề mặt vữa lộ thiên Trong trường hợp rót vữa lỏng vào các hốc lớn/thể tích lớn, dùng SikaGrout 214-11 là thích hợp nhất. 2.4. Vữa Sikafloor Chapdur Dùng để gia cố bề mặt sàn và các lớp trát nơi có yêu cầu chống mài mòn cao như nhà máy, xưởng cơ khí, kho, bãi đậu xe, tram bảo hành Ưu điểm Kháng mài mòn cao; tăng khả năng kháng va chạm, kháng dầu nhớt; Giảm bụi cho bề mặt; Dễ thi công, không cần phải thi công một lớp láng nền cứng như đá; Có bề mặt hoàn thiện bằng phẳng nếu được xoa nền đúng cách. Thông số kỹ thuật Khối lượng thể tích ~1.65 kg/l (khối lượng thể tích đổ đống của bột) Các ứng dụng Để gia cố cho bề mặt sàn và các tấm bê tông, để tăng khả năng kháng mài mòn và nhờ đó giảm thiểu sự hình thành bụi. Thích hợp sử dụng cho các mặt sàn 8 phải chịu sự mài mòn cơ học nghiêm trọng và có nhu cầu thi công một lớp phủ đặc biệt cứng như: Nhà kho; Các tuyến lưu thông; Xưởng cơ khí; Bãi đậu xe; Các trạm bảo hành; Garages v.v… Thi công Ngay sau khi bề mặt bê tông đạt đến độ dẻo (sau khi bê tông tách nước nhưng trước khi bắt đầu ninh kết) xoa mặt nền với tỉ lệ 3-6 kg/m2. Để sản phẩm hút hơi ẩm trên bề mặt bê tông và khi còn ẩm, dùng máy xoa nền xoa bề mặt Sikafloor Chapdur. Xoa phẳng ngay khi hỗn hợp trở nên dẻo hoặc khi sắp ninh kết, tiến hành san phẳng trước bằng máy xoa nền chạy với tốc độ thấp nhưng có gắn thêm lưỡi kim loại với độ nghiêng tối thiểu. Lần xoa mặt cuối cùng (nếu cần) nên thực hiện sau đó một lúc nhưng máy xoa nền được chạy với tốc độ cao. Bảo dưỡng bề mặt hỗn hợp phải được bảo vệ tránh sự mất nước quá nhanh vì điều này có thể làm nứt bề mặt. Do đó phải thi công hệ thống chất bảo dưỡng đã được phê duyệt. 2.5. Phụ gia Sika Latex Phụ gia chống thấm và tác nhân kết nối, nhũ tương Styrene Butadien cải tiến được trộn với xi măng hoặc vữa Xi măng cát nhằm tăng tính kết dính và khả năng chống thấm. Là một dạng nhũ tương Styrene Butadien cải tiến, được sử dụng trộn với xi măng, vữa xi măng cát nhằm gia tăng tính kết dính và khả năng chống thấm. Ưu điểm Kết dính tốt làm chất kết dính cho các lớp vữa trát., giảm thiểu sự co ngót và tăng tính co giãn; Chống thấm tốt, tăng tính kháng mài mòn hoá học, không độc; Lớp vữa trát sàn có cường độ cao, để chế tạo vữa trám và dặm vá cần lớp hoàn thiện mỏng; Phạm vi áp dụng: Chất nhũ tương cao su tổng hợp được thêm vào vữa ximăng dùng để tạo: lớp hồ dầu, lớp vữa trát chống thấm, lớp vữa cán sàn, vữa xây, dán gạch. Định mức: 0.25 lít/m2 (Hồ dầu kết nối) Thông số kỹ thuật: Gốc: Nhũ tương cao su Styrene Butađien; Khối lượng thể tích: ~1.02 kg/lít Thi công 9 Chuẩn bị bề mặt: Bề mặt bê tông phải được làm sạch, đặc chắc, không dính dầu mỡ, bụi xi măng và các tạp chất bám dính khác. Bề mặt hút nước phải được bão hòa toàn bộ nhưng không để nước đọng lại Vật liệu: Cốt liệu phải được chọn lọc tốt và rửa sạch. Cỡ hạt cát phải tương ứng với độ dày của lớp vữa và yêu cầu độ mịn của bề mặt. Chất kết nối cho lớp vữa trát/ lớp kết nối cho bê tông cũ và mới, lớp trát sàn Lưu ý về thi công/ giới hạn: - Không bao giờ dùng hỗn hợp Sika Latex với nước làm chất kết nối mà không thêm xi măng. - Nếu thời tiết ấm hoặc gió cần phải tiến hành các biện pháp bảo dưỡng thông thường để tránh vữa bị khô quá sớm. - Luôn luôn bão hòa bề mặt hút nước nhưng không để đọng nước - Nếu thi công nhiều lớp thì phải thi công lớp trước nó còn ướt - Trong trường hợp sử dụng cho kết cấu luôn luôn ướt (hồ bơi…) phải để lớp vữa Latex khô 1 tuần trước khi đưa kết cấu vào sử dụng hoặc cho kết cấu ngập trong nước vĩnh viễn. Vệ sinh: Làm sạch tất cả dụng cụ, thiết bị bằng nước sạch ngay sau khi thi công. 2.6. Keo kết dính Sikadur 731 Là sự kết hợp giữa nhựa Epoxy và chất trám có cường độ cao được chọn lọc đặc biệt. Độ sệt dẻo của sản phẩm cho phép thi công một cách dễ dàng và đa dụng . Ưu điểm - Dễ thi công, thích hợp thi công cho cả bề mặt khô và ẩm ướt - Sản phẩm không bị võng, ngay cả khi nhiệt độ cao - Không đông cứng, không gây co ngót - Kết dính tuyệt hảo với bê tông và nhiều vật liệu khác - Cường độ cao, sớm - Các thành phần có màu khác nhau (để kiểm soát việc trộn) - Kháng mài mòn cao Phạm vi áp dụng - Lớp kết nối mỏng vững chắc - Có thể dùng cho bê tông, sắt, thép, nhôm, gạch ceramic, gỗ, thủy tinh, polyester, epoxy, - Sữa chữa bê tông 10 - Trám các lỗ hổng - Chất kết dính cho các thanh sắt chờ - Trám các vết nứt và bề mặt Thông số kỹ thuật Khối lượng thể tích: ~1.7 kg/lít Tỷ lệ trộn: Thành phần A:B = 2:1 (theo khối lượng) Thời gian cho phép thi công (với bộ 1 kg) Nhiệt độ (0C) Thời gian 30 o C 20 phút 20 o C 40 phút 10 o C 1.5 giờ 5 o C 2.5 giờ Mật độ tiêu thụ: Khoảng 1.70 kg/m2 cho độ dày mỗi mm tùy thuộc vào độ xốp, gồ ghề của bề mặt. Độ dãn dài tới đứt @ 7 ngày: 0.41% Cường độ kết dính (thử nghiệm cường độ cắt trượt: 2 ngày > 7 N/mm2 (đáp ứng theo yêu cầu ASTM C881-02) 14 ngày > 10 N/mm2 (đáp ứng theo yêu cầu ASTM C881-02) Modul young: 8500 NN/mm2 Độ dày: Tối đa 3cm mỗi lớp, Thi công mặt đứng tối đa 1cm Thi công Chuẩn bị bề mặt: Tất cả các bề mặt bê tông phải được làm sạch, không đọng nước và không dính các tạp chất dễ bong tróc. Bụi xi măng phải bị loại bỏ bằng các phương tiện cơ học (ví dụ như máy thổi cát) Trộn: Trộn 2 thành phần lại với nhau trong vòng ít nhất 3 phút bằng cần trộn điện có tốc độ thấp (không quá 500 vòng/phút) cho đến khi hỗn hợp trở nên mịn, sệt và có màu xám đều. Thi công: Khi sử dụng như một chất kết dính mỏng, thi công chất kết dính đã được trộn lên bề mặt bằng bay, dao trộn hoặc bằng tay đã mang găng bảo vệ. Khi thi công như vữa sửa chữa, có thể cần dựng ván khuôn. Trên các bề mặt ẩm, thì phải trát kỹ. Vệ sinh: Làm sạch các thiết bị, dụng cụ bằng thinner C ngay sau khi sử dụng. 2.7. Keo kết dính Sikaflex Construction AP [...]... dựng cao ốc, công trình dân dụng Ưu điểm Dễ sử dụng , kết nối được trên các loại vật liệu Khả năng chống phong hoá và lão hoá tốt Có thể sơn phủ lên trên Phạm vi áp dụng - Là hợp chất trám khe kết cấu bê tông đúc sẵn, công son kết cấu cầu, tường chắn, đường xe điện ngầm - Định mức: Tuỳ thuộc vào kích thước khe Chất trám khe đàn hồi Sikaflex Construction AP là hợp chất trám khe 1 thành phần, đàn hồi vĩnh . một số loại BTXM đặc biệt sử dụng trong xây dựng, sửa chữa các công trình như: - Xi măng đông cứng siêu nhanh; - Xi măng chịu nhiệt; - Xi măng chịu ăn mòn; - Xi măng giãn nở; - Xi măng aluminat. 1 BÀI THU HOẠCH CHUYÊN ĐỀ BÊ TÔNG XI MĂNG ĐẶC BIỆT I. Sự cần thiết của việc sử dụng BTXM đặc biệt trong xây dựng BTXM là loại vật liệu chính trong xây. được trộn với xi măng hoặc vữa Xi măng cát nhằm tăng tính kết dính và khả năng chống thấm. Là một dạng nhũ tương Styrene Butadien cải tiến, được sử dụng trộn với xi măng, vữa xi măng cát nhằm