Công nghệ bê tông tự đầm trong thi công nhà cao tầng ở Việt Nam

Bê tông tự đầm ( SelfCompacting concrete – SCC) là loại bê tông có cường độ nén rất cao, khả năng tự chảy và lấp đầy các lỗ rỗng, nhất là các vị trí có khe hở nhỏ, hàm lượng cốt thép nhiều, các góc ván khuôn phù hợp với các kết cấu nhà cao tầng với lượng cốt thép lớn và thời gian thi công nhanh; sau khi đổ bê tông vào ván khuôn của cấu kiện nó sẽ tự chảy và lấp đầy các lỗ rỗng với các khoảng cách nhất định theo thiết kế. Nhờ tính linh động, trọng lượng bản thân của cốt liệu mà không cần sự tác động cơ học nào (không cần đầm) nhưng kết cấu vẫn đạt được độ đồng nhất, đặc chắc và đạt cường độ theo cấp phối yêu cầu

PHẦN MỞ ĐẦU  Lý chọn đề tài: Đất nước ngày phát triển lớn mạnh, đời sống người dân ngày cải thiện nâng cao, nhu cầu hưởng thụ dần thay đổi Bên cạnh đó, dân số ngày tăng nhanh, đặc biệt dân số đô thị làm cho đất đai ngày bị thu hẹp đắt đỏ, dẫn đến tận dụng triệt để sử dụng đất hiệu đô thị điều cần thiết Nhà cao tầng đời lựa chọn phù hợp đáp ứng điều phần tất yếu đô thị phát triển, thể sức mạnh trình độ đất nước Tuy nhiên, nhìn vào thực trạng thi cơng xây dựng cơng trình cao tầng Việt nam thấy nhiều vấn đề cần phải giải quyết: Chiều cao cơng trình bị hạn chế tính vật liệu, chất lượng thi cơng cơng trình khó kiểm sốt, tình trạng tai trạng lao động trình xây dựng diễn ngày nhiều, phứp tạp đặc biệt q trình thi cơng xây dựng thường bị kéo dài, chi phí đầu tư cho cơng trình tương đối cao gây lãng phí cho nhà đầu tư… Vì việc nghiên cứu, lựa chọn ứng dụng loại vật liệu công nghệ thi công tiên tiến vào cơng trình cao tầng phù hợp với điều kiện Việt nam điều cần thiết Việc lựa chọn vật liệu, công nghệ phù hợp phải đáp ứng yếu tố: đẩy nhanh tiến độ thi cơng, giảm chi phí, tăng hiệu đầu tư, giảm thiểu ô nhiễm môi trường “Công nghệ bê tông tự đầm thi công nhà cao tầng Việt Nam” giải phần yêu cầu  Mục tiêu: Nghiên cứu công nghệ, giải pháp thi công bê tông tự đầm nhà cao tầng giới đã, áp dụng vào điều kiện Việt nam với mong muốn giải vấn đề: Nâng cao chất lượng, đẩy nhanh tiến độ thi công, giảm giá thành, nâng cao hiệu đầu tư, hạn chế tối đa rủi ro, tai nạn lao động trình thi công…  Phạm vi nghiên cứu: - Nghiên cứu tính ưu việt bê tơng tự đầm - Nghiên cứu công nghệ chế tạo bê tông tự đầm - Phạm vi áp dụng bê tông tự đầm - Nghiên cứu quy trình, cơng nghệ thi cơng bê tơng tự đầm nhà cao tầng  Phương pháp nghiên cứu: - Nghiên cứu lý thuyết: + Phương pháp thống kê, tổng hợp từ lý thuyết thực tiễn vật liệu, quy trình cơng nghệ thi cơng nhà cao tầng + Nghiên cứu tính ưu việt bê tông tự đầm, đặc điểm điều kiện  Nội dung nghiên cứu: Chương 1: Tổng quan đề tài nghiên cứu 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 Khái niệm bê tông tự đầm Sơ lược lịch sử phát triển bê tông tự đầm Ứng dụng bê tông tự đầm xây dựng Ứng dụng bê tông tự đầm xây dựng nhà cao tầng giới Ứng dụng bê tông tự đầm xây dựng nhà cao tầng Việt Nam Chương 2: Cơ sở khoa học việc ứng dụng bê tông tự đầm thi công nhà cao tầng Việt Nam 2.1 Ưu nhược điểm bê tông tự đầm 2.2 Vật liệu chế tạo kiểm sốt chất lượng bê tơng tự đầm 2.3 So sánh tính hiệu bê tông thường (bê tông truyền thống) với bê tông tự đầm 2.4 Cơ sở khoa học để ứng dụng bê tông tự đầm thi công nhà cao tầng Chương 3: Công nghệ bê tông tự đầm thi công nhà cao tầng Việt Nam 1.1 Điều kiện thi công thực tế Việt Nam 1.2 Biện pháp thi cơng kiểm sốt bê tơng tự đầm cơng trường PHẦN II: NỘI DUNG NGHIÊN CỨU CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU 1.1 Khái niệm bê tông tự đầm Bê tông tự đầm ( Self-Compacting concrete – SCC) loại bê tơng có cường độ nén cao, khả tự chảy lấp đầy lỗ rỗng, vị trí có khe hở nhỏ, hàm lượng cốt thép nhiều, góc ván khuôn phù hợp với kết cấu nhà cao tầng với lượng cốt thép lớn thời gian thi công nhanh; sau đổ bê tông vào ván khuôn cấu kiện tự chảy lấp đầy lỗ rỗng với khoảng cách định theo thiết kế Nhờ tính linh động, trọng lượng thân cốt liệu mà không cần tác động học (không cần đầm) kết cấu đạt độ đồng nhất, đặc đạt cường độ theo cấp phối yêu cầu 1.2 Sơ lược lịch sử phát triển bê tông tự đầm Đầu năm 70 kỷ trước, bê tơng với đặc tính đầm rung sử dụng Trong nhiều năm kể từ năm 1983, độ bền cấu trúc bê tông chủ đề lớn gây nhiều quan tâm ý Nhật Bản Để có cấu trúc bê tơng có độ bền theo u cầu cần phải có nhiều cơng nhân lành nghề Tuy nhiên, số lượng cơng nhân có tay nghề ngành cơng nghiệp xây dựng Nhật Bản giảm dần dẫn đến làm giảm chất lượng cơng trình xây dựng Một giải pháp để đạt kết cấu bê tơng có độ bền mà khơng phụ thuộc vào chất lượng thi cơng cơng trình bê tông tự đầm Giáo sư Okamura (Đại học Tokyo) người đề xuất cần thiết bê tông tự đầm vào năm 1986 Ozawa Waekawa tiến hành việc nghiên cứu bê tông tự đầm sở khả làm việc thực tế Mẫu bê tơng tự đầm chế tạo vào năm 1988 cách sử dụng loại vật liệu sẵn có thị trường Mẫu với tính chất độ khơ, độ co cứng, toả nhiệt phản ứng thuỷ hoá, độ đầm chặt sau cứng số đặc tính khác làm hài lòng nhà khoa học Loại bê tông gọi “Bê tông chất lương cao” xác định ba đặc tính bê tông: (1) Tươi: Khả tự đầm (2) Có tuổi sớm: nhằm tránh ảnh hưởng ban đầu (3) Cứng: chống lại tác động yếu tố bên ngồi Ngồi bê tơng chất lượng cao cịn có độ bền cao tỉ lệ nước xi măng thấp Do bê tơng chất lượng cao sử dụng loại bê tơng có độ bền cao giới Bởi đổi tên thành “Bê tông tự đầm chất lượng cao” cho phù hợp với mục đích sử dụng Bê tơng tự đầm lần Ozawa giới thiệu Hội nghị lần thứ khu vực Đông Á Thái Bình Dương kết cấu kỹ thuật xây dựng vào tháng năm 1989 Việc giới thiệu bê tông tự đầm Ozawa hội nghị quốc tế CANMET & ACI ( Istanbul ) tháng năm 1992 làm cho bê tông tự đầm biết đến nhiều giới Sau hội thảo ACI vào tháng 11-1994, bê tông tự đầm trở nên phổ biến nhà nghiên cứu kỹ sư giới, người quan tâm tới độ bền bê tông hoạt động nghiên cứu giới bắt đầu Tháng 1-1997, uỷ ban bê tông tự đầm RILEM thành lập Tháng 8-1998, Hội thảo quốc tế quan trọng dành cho SCC tổ chức Đại học Koichi Các nghiên cứu đa số tập trung phát triển SCC quốc gia khác nhau, bao gồm mơ hình nghiên cứu phát triển mơ hình thiết kế hỗn hợp, thành phần cố liệu tính lưu biến Tại châu Âu, đầu năm 90 kỷ trước, công nghệ bê tông tự đầm du nhập mà nước đầu Thụy Điển Năm 1993, CBI tổ chức Hội thảo dành cho nhà thầu người sử dụng, trình bày dự án việc áp dụng bê tơng tự đầm vào xây dựng nhà cửa Trong dự án này, số lượng lớn tường nhà đổ bê tông tự đầm từ vật liệu mịn khác Dự án bắt đầu năm 1997 với nhiều đối tác từ nước châu Âu hoàn thành năm 2000 Mục tiêu dự án phát triển cơng nghệ sản xuất nhằm giảm tổng chi phí xây dựng so với bê tông đúc chỗ Phần nghiên cứu SCC có khơng có cốt thép, phần hai xử lý kết thí nghiệm quy mơ cơng trình dự án Trong suốt thời gian dự án, CBI không ngừng phát triển thiết kế cấp phối bê tông sản phẩm Song song với dự án này, CBI liên kết với Cục Đường Quốc gia Thụy Điển (SNRA) vấn đề ứng dụng bê tông tự đầm vào cầu đúc Năm 1998, cầu cầu sử dụng SCC hoàn thành sản phẩm áp dụng với nguyên vật liệu từ Nhật Bản Hội nghị Quốc tế RILEM Hội nghị lớn bàn SCC tổ chức Stockholm vào năm 1999, với 23 tài liệu từ châu Á, 38 tài liệu từ châu Âu, từ Bắc Mỹ từ Australia Hội nghị thu hút 340 đại biểu đến từ 35 quốc gia cho thấy quan tâm lớn cho SCC Tổ chức EC tài trợ dự án đa quốc gia, dự án công nghệ SCC năm 1997-2000 kể từ đó, bê tơng tự đầm ứng dụng ngày nhiều nước châu Âu Năm 2002, EFNARC xuất “Đặc điểm kỹ thuật nguyên tắc cho bê tông tự đầm”, cung cấp thông tin SCC cho nhà sản xuất người tiêu dùng Kể từ đó, nhiều thơng tin kỹ thuật cho SCC xuất Hiện giới có nhiều nước, công ty, tổ chức nghiên cứu SCC, tính chất, đặc tính cấp phối SCC 1.3 Ứng dụng bê tông tự đầm xây dựng Sau 30 năm ứng dụng giới, công nghệ thi công bê tông tự đầm liên tục cải tiến vật liệu chế tạo kỹ thuật thi cơng Bê tơng tự đầm có cường độ cao kết hợp với cốt thép cho phép tạo kết cấu tổ hợp bê tơng – thép tối ưu hình dáng khả chịu lực áp dụng rỗng rãi nhiều nước giới Hiện lý để sử dụng bê tơng tự đầm tóm tắt sau: (1) Để rút ngắn thời gian xây dựng (2) Để đảm bảo độ đầm chặt kết cấu vùng tiếp giáp nơi khó đầm (3) Để làm giảm tiếng động rung động trình đầm, đặc biệt nhà máy sản xuất bê tông Hiện nay, người ta sử dụng bê tông tự đầm kết cấu cần thiết để rút ngắn thời gian thi cơng cơng trình quy mơ lớn Một kết điển hình cơng nghê sử dụng bê tông tự đầm mấu neo cầu treo có nhịp dài giới ( 1,991 m) : cầu Akashi – Kaikyo xây dựng vào tháng Tư năm 1998 (hình 1.1) Cầu có hai mấu neo xây dựng sử dụng bê tông tự đầm Việc xây dựng hai mấu neo giới thiệu cho phương thức xây dựng mới, phương thức xây dựng cơng trình hồn tồn sử dụng bê tơng tự đầm.Theo đó, bê tông nhào trộn nhà máy nằm bên cạnh khu vực xây dựng, sau bơm khỏi nhà máy, truyền dọc theo 200 m đường ống đến khu vực đổ khuôn Tại khu vực đổ khuôn, đường ống xếp lại thành hàng cách đến m Bê tơng tích đọng lại cửa van nằm cách m dọc theo đường ống Các van tự động điều khiển cho đoạn bê tông tự đầm nối liên tục khơng gian đốn mặt lớp Kích thước lớn hạt cốt liệu thơ sử dụng cơng trình 40 mm Mặc dầu khối bê tông bị lún xuống khoảng m kích thước hạt cốt liệu thô lớn không xảy tượng phân tách bê tơng Theo kết phân tích sau cùng, việc sử dụng bê tông tự đầm giảm bớt thời gian thi công mấu neo 20%, từ 2,5 năm xuống cịn năm Hình 1.1 Cầu Akaghi-Kaikyo Ngành công nghiệp bê tông đúc sẵn áp dụng bê tông tự đầm vào sản xuất Các nhà sản xuất bê tông đúc sẵn/bê tông dự ứng lực Bắc Mỹ chuyển sang sử dụng SCC nhằm đẩy nhanh tốc độ sản xuất, giảm chi phí lao động chế tạo chi tiết đúc sẵn với chất lượng cao, khơng có hốc rỗng hoàn thiện SCC chiếm tới 40% sản lượng bê tơng đúc sẵn khơng thuộc diện cơng trình giao thông sản xuất Bắc Mỹ Hình 1.2 Sản xuất cấu kiện đúc sẵn SCC Ngồi ra, bê tơng tự đầm áp dụng mà kết cấu cơng trình có cốt thép dày đặc, để sửa chữa kết cấu bê tông cũ, bị khuyết tật Bê tơng tự đầm tạo cách mạng việc cải tiến phương thức thi công truyền thống, vốn xây dựng dựa việc sử dụng bê tơng thường, cần có trình đầm lèn Kiểu đầm lèn truyền thống việc dễ tạo phân tách bê tơng cịn gây cản trở cho việc hợp lý hố quy trình xây dựng Nếu vượt qua cản trở này, q trình thi cơng bê tơng tối ưu hố kéo theo phát triển hệ thống thi công mới, ván khn, hệ thống gia cố, hệ thống chống đỡ hình dạng kết cấu cải tiến Một dạng kết cấu xuất kết cấu dạng bánh sandwich, bê tơng điền đầy vào vỏ cốt thép Dạng kết cấu ứng dụng Kobe khơng thể tạo không sử dụng bê tông tự đầm 1.4 Ứng dụng bê tông tự đầm xây dựng nhà cao tầng giới Vào năm 1993, công nghệ bê tông tự đầm áp dụng vào xây dựng cơng trình cao tầng Với khả tự điền đầy khuôn mà không cần phụ gia, bê tông tự đầm giải vấn đề thi cơng cấu kiện khó nhà cao tầng liên kết dầm cột, vách có chiều dày nhỏ, vị trí có nhiều thép gia cường Bê tơng tự đầm góp phần rút ngắn thời gian xây dựng, hạn chế phụ thuộc yếu tố người việc đầm nén, hạn chế tai nạn lao động Các tính tốn cho thấy tổng chi phí xây dựng giảm so với sử dụng bê tơng thường Vì công nghệ bê tông tự đầm ứng dụng rộng rãi việc xây dựng cơng trình cao tầng giới Các cơng trình cao tầng sử dụng bê tông tự đầm xây dựng điển hình: tháp Macao ( Trung Quốc) – 138m, tòa nhà Taipei (Đài Loan) – 509m, tòa nhà Burj Khalifa ( Dubai-UAE) – 828m, tòa nhà Landmark TowerDubai – 320m, Hình 1.3 Thi cơng tịa nhà Burj Khalifa 1.5 Ứng dụng bê tông tự đầm thi công nhà cao tầng Việt Nam Từ năm 1999-2001, trường Đại học Bách Khoa thành phố Hồ Chí Minh nghiên cứu thành cơng bê tơng tự đầm có sử dụng bột đá vôi Nhưng kết nghiên cứu chưa áp dụng vào thực tế xây dựng cơng trình Năm 2008, khoa Xây dựng Cầu đường trường Đại học Bách Khoa, Đại học Đà Nẵng nghiên cứu ứng dụng bê tông tự đầm dùng cho đường sân bay Kết nghiên cứu áp dụng vào cơng trình xây dựng cảng Cái Mép Thị Vải Mặc dù có tín hiệu cho thấy bê tơng tự đầm dần chấp nhận Việt Nam thông qua việc sử dụng bê tông tự đầm số kết cấu giới hạn kết cấu thành mỏng, ống thép nhồi bê tơng, vị trí dày đặc cốt thép đầu dầm, đầu cột, đầu tháp cầu dây văng, dầm hộp… Tuy nhiên, bê tông tự đầm mẻ nhà thiết kế, thi công quan quản lý ngành Các cơng trình cao tầng xây dựng Việt Nam chưa sử dụng bê tông tự đầm Những năm gần đây, bê tông bắt đầu sử dụng số cơng trình xây dựng nhà cao tầng mà phần lớn có chủ đầu tư nhà thầu công ty nước ngồi thi cơng giải nút liên kết có hàm lượng cốt thép cao (cơng trình 34 tầng – Trung Hồ Nhân Chính), tịa nhà Keangnam, Tại thành phố Hồ Chí Minh có số cơng trình áp dụng (Diamond Plaza, River Garden, Richland Hill) hạn chế việc tạo lớp bảo vệ cốt cứng cho kết cấu thép chịu lực, cho dầm chuyển, số vị trí có hàm lượng cốt thép cao Một nguyên nhân dẫn đến việc bê tông tự đầm chưa áp dụng phổ biến điều kiện cấp phối nghiêm ngặt, đặc biệt điều kiện địa phương chưa có nghiên cứu đầy đủ cụ thể Một nguyên nhân khác hệ thống tiêu chuẩn, quy chuẩn thiết kế, thi công cho việc áp dụng vật liệu chưa đầy đủ, rõ ràng Cũng chưa có nhiều nghiên cứu, ứng dụng sử dụng vật liệu sẵn có địa phương để chế tạo bê tông tự đầm loại vật liệu có nhiều tính tốt mà bê tơng truyền thống khơng có Tuy nhiên, với xu hướng phát triển nhà cao tầng tương lai việc ứng dụng bê tơng tự đầm điều Sở dĩ phải khẳng định điều đó, phần tính ưu việt bê tông tự đầm, phần chứng minh qua cơng trình cao tầng mà giới áp dụng thời gian gần đây, kết hợp với nguồn nguyên liệu dồi mà Việt nam có Hình 1.4 Thi cơng nút liên kết dầm cột tịa nhà T34 Trung Hịa- Nhân Chính -Hà Nội Hình 1.5 Thi cơng tịa nhà Keangnam - Hà Nội xác định tính hiệu hai loại vật liệu cần so sánh nhiều yếu tố, cần tính đến chi phí cho tồn dự án hồn thành Ví dụ: Xét chi phí cơng tác bê tơng phần thân cơng trình “Trụ sở cơng ty văn phịng cho th” – 444 Hồng Hoa Thám – Tây Hồ - Hà Nội, sử dụng bê tông thường bê tơng tự đầm Theo dự tốn, cơng trình cao 13 tầng sử dụng 6400 m3 bê tơng Bảng 2.6 So sánh chi phí thi cơng bê tông thường bê tông tự đầm ST T Chi phí Nhân cơng Máy thi cơng Tổng chi phí Vật liệu Bê tơng thường 4,999,667,200 732,209,43 531,819,63 6,263,696,267 Bê tông tự đầm 7,555,475, 200 219,662,83 372273744 8,147,411, 774 Về thời gian thi công: Bảng 2.7 So sánh thời gian thi công bê tông thường bê tông tự đầm Bê tông thường Bê tông tự đầm 13 ngày/sàn x 13 sàn = 169 (ngày) ngày/sàn x 13 sàn = 117 (ngày) ( Do tiến độ thi công bê tông tự đầm rút ngắn 20-30% so với bê tông thường) Ta thấy, tổng chi phí sử dụng bê tơng tự đầm cao bê tông thường : 8,147,411,774 - 6,263,696,267 = 1,883,715,507 (đồng) Trong đó, thời gian thi công rút ngắn : 169 - 117 = 52 (ngày) Như vậy, tính đến chi phí cho toàn dự án hoàn thành, tiến độ đẩy nhanh nên cơng trình sớm đưa vào khai thác sử dụng sớm hồn vốn, chi phí nhân cơng nhà thầu rút ngắn thời gian, sử dụng lao động, chi phí phát sinh khác giảm tiến độ thi cơng rút ngắn Việc sử dụng bê tông tự đầm giảm đáng kể sức ép vật lý người lao động, kết dẫn đến mỏi mệt có khả bị tai nạn lao động hơn.Điều dẫn đến tăng sản lượng đáng kể giảm chi phí cho lao động thiết bị, nhận thấy rõ hàng loạt cơng trình xây dựng bê tơng sử dụng bê tông tự đầm 2.4 Cơ sở khoa học để ứng dụng bê tông tự đầm thi cơng nhà cao tầng Đối với dự án có khối lượng bê tông nhiều, thời gian thi công kéo dài, mác bê tơng u cầu cao sử dụng bê tơng tự đầm giảm chi phí lớn, tính hiệu cao Việc thi cơng cơng trình thấp tầng khơng sử dụng bê tơng tự đầm tiết kiệm lao động khơng đủ để bù vào chi phí bổ sung cho vật liệu bê tơng tự đầm Yếu tố an tồn lao động không đáng lo ngại Các nhà cao tầng có nhiều đặc điểm riêng biệt: tải trọng ngang lớn, khối lượng thi công nhiều, mặt thường hạn chế, thi công cao, nhiều người tham gia từ khâu thiết kế kiến trúc kết cấu móng, kết cấu phần thân, sử dụng vật liệu, hệ thống kỹ thuật công nghệ thi công phương thức quản lý, điều hành trình triển khai xây dựng phải quan tâm phối hợp chặt chẽ cách có hệ thống tổng thể Việc thiết kế cơng trình cao tầng đưa nhiều dạng kết cấu có mật độ cốt thép dày, dẫn đến việc đổ, đầm bê tơng thi cơng khó khơng thực Nếu bê tông không đầm chặt dẫn tới rỗng, rỗ cấu kiện, làm cường độ bê tông thiết kế không đảm bảo độ bền cấu kiện bị suy giảm đáng kể Tại kết cấu giao dầm cột (nút đầu cột) thiết kế với mật độ thép dày đặc Với mật độ cốt thép trên, khả thi công bê tông thường phương pháp bơm đầm chặt bê tông đầm dùi nút giao dầm cột không thực Với khả tự lèn chặt, bê tông tự đầm đặc biệt hiệu việc khắc phục khó khăn kỹ thuật nói Các cơng trình cao tầng xây dựng thời gian dài với chi phí sản xuất lớn dẫn đến tình trạng ứ đọng vốn lớn, biến động giá dẫn đến rủi ro cao cho chủ đầu tư Việc rút ngắn thời gian thi công mang lại lợi ích đáng kể cho chủ đầu tư, hiệu kinh tế-xã hội khác Sử dụng bê tơng truyền thống (thường có cấp độ bền B25 B35) làm cho cơng trình có tải trọng lớn hạn chế chiều cao, chất lượng khó kiểm sốt, tăng chi phí cho phần móng giá thành đầu tư xây dựng cơng trình Chính điều mà Nhà cao tầng hội tụ đủ yếu tố để sử dụng bê tơng tự đầm chứng minh qua dự án đã, thực thời gian gần giới CHƯƠNG 3: CÔNG NGHỆ BÊ TÔNG TỰ ĐẦM TRONG THI CÔNG NHÀ CAO TẦNG TẠI VIỆT NAM 3.1 Điều kiện thi công thực tế Việt Nam 3.1.1 Con người Nhân công phục vụ cho việc xây dựng cơng trình cao tầng tương đối nhiều trình độ, ý thức kỷ luật lao động chưa cao dẫn đến nhiều tai nạn lao động, thi công phần thân cơng trình có chiều cao lớn Các cán kỹ thuật, cơng nhân chưa có nhiều kinh nghiệm cơng tác thi cơng kiểm sốt chất lượng bê tông tự đầm Tuy nhiên với nguồn lao động dồi dào, có tính cần cù, ham học hỏi sáng tạo, việc tiếp thu sử dụng công nghệ bê tơng tự đầm khơng khó khăn 3.1.2 Nguồn nguyên vật liệu Hiện nay, nguồn nguyên vật liệu để chế tạo bê tông nước ta dồi Với lượng tài nguyên phong phú đa dạng tạo điều kiện phát triển công nghiệp chế tạo vật liệu cho sản xuất bê tông tự đầm Các cốt liệu chế tạo cát, đá, xi măng Việt Nam dồi Có thể kể đến nguồn như: Cát vàng Sông Lô, Các nhà máy sản xuất xi măng pooc lăng Xi măng Bút Sơn, Vilcem Thành phần phụ gia trơ như: Bột đá, tro bay, xỉ lò cao, Meta cao lanh, Tro trấu, Silicafume Việt Nam có sẵn, giá thành hợp lý Tuy nhiên, thành phần phụ gia siêu dẻo ta chưa sản xuất được, chủ yếu phải nhập với giá thành cao 3.1.3 Công nghệ thiết bị Công nghệ thi cơng nhà cao tầng Việt Nam khơng cịn điều mẻ chưa hoàn thiện, chủ yếu tận dụng nguồn lao động thủ cơng, khơng có tay nghề, giá rẻ dồi Trong gần 10 năm trở lại công nghệ, kỹ thuật, thiết bị thi công đầu tư cải thiện nâng cao đáng kể chủ yếu áp dụng phương pháp sau: - Thi công bán lắp ghép: Thi công trượt phần vách, lõi chịu lực trước sau lắp ghép cấu kiện cột biên, dầm chỗ lắp panel đúc sẵn - Thi cơng lắp dựng cơng trình cốt cứng (thép hình) bọc bê tơng (bê tơng liên hợp) Phương tiện phục vụ thi cơng khơng có đặc biệt, chủ yếu sử dụng cần trục tháp, vận thăng, bơm bê tơng chủ yếu Bên cạnh đó, vật liệu sử dụng nhà cao tầng chủ yếu bê tông truyền thống, có nhiều hạn chế kiểm sốt chất lượng, tiến độ thi cơng bị kéo dài, chi phí cao, thời gian đưa vào khai thác chậm Thông thường tốc độ thi công phần thơ tồ nhà cao tầng dao động từ 7-14 ngày/tầng, với phương tiện máy móc tương đối đại đa dạng, nhiên với tốc độ thi cơng cịn thua xa so với giới đặc biệt vấn đề sử dụng vật liệu cơng trình cao tầng kiểm sốt chất lượng thi cơng Nhìn chung, Việt Nam có đầy đủ loại máy móc đại, cốp pha, chống, đà giáo đảm bảo yêu cầu thi công bê tông tự đầm 3.2 Biện pháp thi cơng kiểm sốt bê tông tự đầm công trường 3.2.1 Yêu cầu bê tông tự đầm Mác bê tông (xác định theo cường độ nén), tuổi cần đạt được, mẫu chuẩn (trụ lập phương) Các tính khác: Cường độ uốn, độ chống thấm, chống co ngót, Tính chảy dẻo cao: Hỗn hợp bê tơng có khả lấp đầy ván khuôn lỗ rỗng với tính linh động cao mà khơng bị phân tầng Tính tự lèn: Có khả chảy qua khe hẹp nhỏ thép (khoảng cách thông thuỷ thép theo thực tế, thông thường lớn đường kính cốt thép, ≥ 30mm) Thời gian trì tính cơng tác: Đảm bảo thời gian trì tính cơng tác hỗn hợp bê tơng thời gian thi công bê tông (vận chuyển, đổ hồn thiện) nhiệt độ mơi trường 3.2.2 Các bước thi công Các bước cần thiết sử dụng bê tông tự đầm thi công xây dựng cơng trình: - Quy trình thiết kế cấp phối hỗn hợp vữa bê tơng theo u cầu cơng trình (khối lượng bê tông, thời gian thi công, nhiệt độ mơi trường, mác bê tơng, ) - Quy trình kiểm soát vật liệu đầu vào (hàm lượng cấp phối cốt liệu thô, hàm lượng cốt liệu mịn, chất phụ gia ) - Xác định kiểm soát cấp phối nhà máy (công trường) chế tạo bê tông - Công tác kiểm tra tiêu vữa bê tông cơng trường để đảm bảo tính bê tông theo yêu cầu - Công tác vận chuyển bê tông từ nơi chế tạo bê tông đến cơng trình cần thi cơng - Cơng tác hồn thiện bề mặt bảo dưỡng bê tông sau thi cơng  Thi cơng kiểm sốt Cơng nghệ thi công bê tông tự đầm phân chia theo quy trình, giai đoạn: 1- Cấp phối, chế tạo vữa bê tông (theo lý thuyết thiết kế cấp phối theo thí nghiệm trường xác định tiêu theo u cầu phù hợp với cấu kiện, cơng trình) 2- Vật liệu chế tạo bê tông tự đầm: yêu cầu vật liệu, phương thức kiểm soát chất lượng vật liệu - Cân độ chảy độ phân tầng: Yêu cầu đặc trưng kiểm soát bê tông tự đầm vấn đề cân độ chảy độ phân tầng Tính chất bê tông tự đầm nhạy cảm thay đổi vật liệu đầu vào (chất lượng vật liệu, tỷ lệ cấp phối): lượng nước cát hay độ ẩm cát q trình sản xuất bê tơng phải giữ ổn định Đá dăm sử dụng chế tạo bê tông tự lèn giữ trạng thái bão hồ khơ bề mặt nhằm tránh thay đổi lượng nước trộn cho bê tơng Khi có thay đổi vật liệu đầu vào, cần thực thí nghiệm kiểm tra lại thành phần bê tơng Các tiêu kỹ thuật cần khống chế cho cho loại vật liệu trình bày cụ thể bảng 3.1 Bảng 3.1 – Chỉ tiêu kỹ thuật vật liệu chế tạo bê tông tự đầm TT Tên vật liệu Chỉ tiêu kỹ thuật khống chế Yêu cầu Xi măng Lô sản phẩm Cùng lô Phụ gia mịn Cùng lô Cốt liệu nhỏ Cốt liệu lớn Lô sản phẩm Nguồn gốc Mô đun độ lớn Độ ẩm bề mặt Nguồn gốc Thành phần Phụ gia siêu dẻo Nước trộn hạt, Dmax Độ ẩm bề mặt 2,6 ÷ 3,3 ± 0,5% Cùng nguồn < 20mm Cùng nguồn ± 0,5% Chủng loại, lô Nguồn gốc Không sai số Cùng nguồn 3- Dây chuyền chế tạo bê tơng Máy trộn bê tơng khơng có yêu cầu đặc biệt Tuy nhiên, thời gian trộn bê tông tự đầm cần thiết phải xác định mẻ trộn thử thường lớn so với bê tông thường 4- Phương tiện vận chuyển bê tông tự đầm tương tự bê tông truyền thống (xe vận chuyển chuyên dụng, bơm bê tông) - Ưu tiên rút ngắn tối đa thời gian thi cơng: Kiểm sốt trì tính cơng tác hỗn hợp bê tơng tự đầm vận chuyển cần đảm bảo thời gian cần thiết để đảm bảo giữ khả tự đầm đến hồn tất đổ bê tơng Giải pháp ưu tiên rút ngắn tối đa thời gian thi công Ngược lại, bê tông tự đầm cần trì tính chảy cao khả tự lèn chặt 90 phút Thi cơng bê tơng tự đầm dễ dàng so với bê tông truyền thống, nguyên tắc đổ bê tông tự đầm khuyến cáo cho việc hạn chế phân tầng: + Chiều cao giới hạn lên đến 5m + Chiều ngang dòng chảy giới hạn từ nơi bắt đầu đổ đến vị trí cuối 10m 5- Phương pháp tổ chức thi công, quản lý chất lượng bê tông nhà máy sản xuất công trường Việc sản xuất bê tông tự đầm cần kiểm tra cách nghiêm ngặt nhà sản xuất tuân thủ theo cấp phối tỷ lệ thiết kế, phải kiểm tra, thí nghiệm chất lượng vật liệu đầu vào Trong trình sản xuất cần phải tiến hành thí nghiệm cấp phối thử trước trộn đại trà theo khối lượng yêu cầu Bên cạnh cần quan tâm đến nhiệt độ môi trường khoảng cách vận chuyển bê tơng đến vị trí cấu kiện cần thi cơng để đảm bảo tính cơng tác đạt u cầu Trước đổ bê tông, cần đảm bảo vị trí cốt thép ván khn theo thiết kế, đảm bảo độ kín khít khơng làm nước xi măng Việc lắp đặt ván khn phải đảm bảo tính ổn định, phù hợp với giải pháp cung cấp bê tông 6- Phương pháp cung cấp bê tông tới cấu kiện hoàn thành cấu kiện - Về vận chuyển ngồi cơng trường Để đảm bảo tính linh động bê tơng tự đầm, vân chuyển ngồi cơng trường nên dùng loại xe có thùng trộn liên tục Thời gian chờ không nên 90 phút - Về vận chuyển công trường Về bản, công nghệ thi công bê tông tự đầm chủ yếu máy bơm bê tông đặt từ mặt đất bơm bê tơng đến cao trình cần thi cơng Tuy nhiên có số khác biệt so với thi cơng bê tơng truyền thống, máy bơm cần tính tốn đường kính, bố trí chiều dài đường ống sở xem xét phẩm chất bê tông, kiểu máy bơm, điều kiện bơm, hiệu suất làm việc, mức độ an toàn Với phương tiện vận chuyển khác công trường ý không dùng băng tải trường hợp, tránh phân tầng rung vận chuyển khoảng cách lớn - Về đổ bê tông Thông thường có hai phương pháp thi cơng bê tơng sau: + Phương pháp thứ nhất, đổ bê tông vào ván khn thực cách t bê tông truyền thống đổ từ cao xuống thấp (đổ từ xuống) Phương pháp áp dụng cho hầu hết cấu kiện Hình 3.1 Chống đỡ vách phục vụ cho giải pháp bơm bê tông từ xuống + Phương pháp thứ hai, bơm bê tơng từ phía đáy ván khn lên lấp đầy ván khuôn theo yêu cầu Phương pháp áp dụng chủ yếu cho cấu kiện thẳng đứng (cột, vách, lõi) để hạn chế lỗ rỗng khí bê tơng đóng rắn Khi thi cơng vị trí (nút cột dầm) cấu kiện cần đổ đồng thời với bê tông thường để tránh tổn hao bê tơng tự đầm chảy Hình 3.2 Bơm bê tông tự đầm từ chân vách lên Hình 3.3 Van cấp bê tơng cho giải pháp bơm từ chân ván khn Hình 3.4 Sơ đồ vị trí lắp van cung cấp bê tông Trong trường hợp bơm lên cao: Tùy theo độ dài cần bơm, lập trạm thộn liên tiếp đưa bê tông lên cao, cần trộn lại trạm để bê tông đảm bảo tính năng, tránh phân tầng đạt chất lượng theo yêu cầu 7- Điều kiện nhân lực tham gia thực công đoạn chế tạo thi công Nhân lực tham gia thi công bê tông tự đầm thường khơng nhiều Tuy nhiên địi hỏi nhân lực tham gia cơng đoạn phải có trình độ hiểu biết định yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng bê tông dự án sử dụng bê tông tự đầm Cán bộ, công nhân tham gia phải có: + Phải đào tạo, có kiến thức chuyên môn bê tông tự đầm + Phải nắm vững quy trình, quy chế vận hành + Phương thức kiểm tra, giám sát vật liệu, trình chế tạo bê tông thi công bê tông nhà máy cơng trường + Phải có đạo đức nghề nghiệp 8- Bảo dưỡng bê tông Đặc điểm bê tông tự đầm thi công nhanh nên áp dụng hiệu với bê tông khối lớn, việc bảo dưỡng bê tông gắn liền với bê tông khối lớn Với bê tông tự đầm có hàm lượng hạt mịn cao nên để hạn chế co ngót nứt, việc bảo dưỡng ban đầu cho bê tông thực sớm tốt Việc bảo dưỡng bê tông ban đầu phải tuân thủ theo TCVN 391:2007 ”Bê tông - yêu cầu bảo dưỡng ẩm tự nhiên” Thời gian bảo dưỡng cần thiết không ngày đêm, khơng phân biệt Vùng Mùa khí hậu Biện pháp tưới nước biện pháp thoát nhiệt cho bê tông khối lớn giai đoạn Bảo dưỡng cần thực theo hướng dẫn TCXDVN 305: 2004 9- Hệ thống văn pháp lý liên quan đến việc kiểm soát, chấp nhận sản phẩm q trình thi cơng hồn thiện dự án (Tiêu chuẩn vật liệu, tiêu chuẩn thi công, nghiệm thu ) 10- Xác nhận kiểm tra trường So với bê tông truyền thống, điểm khác biệt bê tông tự đầm việc chấp nhận sản phẩm hàng hố chưa có đủ hệ thống văn pháp lý quy định tiêu chuẩn hố Do đó, bên cạnh việc kiểm tra thông thường thông qua phiếu giao hàng, việc kiểm tra chất lượng bê tông công trường trước tiến hành thi công cần tuân thủ yêu cầu chất lượng, tiêu cấp phối thiết kế bê tông KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận Bê tông tự đầm có tính vượt trội độ bền, khả tự chảy, tự đầm chặt khả chống phân tầng cực tốt so với bê tông thông thường Bê tơng tự đầm coi thay hồn hảo cho loại bê tông thông thường đặc tính làm việc Từ ưu điểm bê tông tự đầm, Việt nam nghiên cứu, chế tạo ứng dụng thành công số công trình giao thơng cho kết tốt Bê tơng tự đầm hiệu với dự án có tính phức tạp, khối lượng bê tơng lớn, thời gian thi công dài dự án đê, đập, cơng trình cao tầng Tuy nhiên, bê tơng tự đầm chưa thực quan tâm trọng ứng dụng rộng rãi vào cơng trình xây dựng Việt nam Việt nam hội tụ đầy đủ điều kiện thuận lợi đầy đủ sở để ứng dụng bê tông tự đầm vào cơng trình xây dựng đặc biệt cơng trình cao tầng cách có hiệu quả: Việt Nam trình xây dựng phát triển, xu hướng xây dựng nhà cao tầng tương lai ngày nhiều quy mô Nguồn nguyên liệu để sản xuất bê tông tự đầm Việt nam tương đối dồi (tro nhiệt điện, ximăng puzerland, số chất phụ gia ) có sẵn nhiều địa phương nước với trữ lượng lớn, chất lượng tốt lợi để sản xuất bê tông tự đầm đạt chất lượng tốt giá thành phù hợp - Quy trình cơng nghệ chế tạo bê tơng tự đầm không thực phức tạp, dễ dàng kiểm sốt chất lượng mác bê tơng theo thiết kế cấp phối (sản phẩm đạt theo mác thiết kế) - Nhiệt độ môi trường tương đối thuận lợi việc phát triển cường độ bê tông cơng tác thi cơng bê tơng - Có đội ngũ cán bộ, cơng nhân có trình độ, hiểu biết làm chủ cơng nghệ chế tạo kiểm sốt chất lượng bê tơng Máy móc thiết bị phục vụ cho công tác thi công bê tông tự đầm bê tông truyền thống; Máy móc thiết bị tương đối nhiều, đa dạng Kiến nghị Để bê tông tự đầm sớm vào thực tiễn cơng trình xây dựng Việt nam, cần giải số vấn đề: - Cần có thêm nhiều nghiên cứu cụ thể điều kiện ứng dụng, chế tạo bê tông tự đầm (nhiệt độ mơi trường, tính chất vật liệu, điều kiện thi cơng thực tế, khó khăn thuận lợi khác ) dành riêng cho ngành xây dựng đặc biệt ý đến cơng trình cao tầng có yêu cầu đặc biệt, ẩn chứa nhiều rủi ro, chi phí đầu tư cao, thời gian kéo dài để tận dụng tối đa ưu điểm bê tông tự đầm khắc phục hạn chế (nếu có) cho phù hợp với tình hình thực tế - Bên cạnh đó, cần sớm nghiên cứu ban hành hệ thống văn pháp lý để tạo hành lang cho bê tông tự đầm sớm có sở vào thực tiễn - Tn thủ chặt chẽ quy trình cơng nghệ thi công bê tông tự đầm theo bước đề xuất: (1)- Quy trình thiết kế cấp phối hỗn hợp vữa bê tơng theo u cầu cơng trình (khối lượng bê tông, thời gian thi công, nhiệt độ môi trường, mác bê tơng ) (2) - Quy trình kiểm sốt vật liệu đầu vào (chất lượng, hàm lượng cốt liệu thơ, cốt liệu mịn, chất kết dính, phụ gia ) (3) - Xác định kiểm soát cấp phối, trộn bê tông nhà máy (công trường) (4) - Công tác kiểm tra tiêu vữa bê tông cơng trường để đảm bảo tính bê tông theo yêu cầu (5) - Công tác vận chuyển bê tông từ nơi chế tạo bê tông đến cơng trình cần thi cơng, cơng tác đổ bê tơng bố trí, cấu tạo ván khn phù hợp (6) - Cơng tác hồn thiện bề mặt bảo dưỡng bê tông sau thi công Bê tông tự đầm ứng dụng cho cơng trình có điều kiện thi cơng phức tạp, khó khăn, khơng có điều kiện đầm nén: cọc khoan nhồi, tường đất, cải tạo mở rộng kết cấu cơng trình cũ, cơng trình đặc biệt có kết cấu mỏng khó đầm nén (mái, vỏ mỏng, vách mỏng), cơng trình hầm, cầu đặc biệt cơng trình có khối lượng bê tông lớn TÀI LIỆU THAM KHẢO Nguyễn Văn Chánh, 2009 Bê tông tự lèn sản xuất, kiểm nghiệm thi cơng Tạp chí phát triển KH&CN, tập 12, số 18-2009 Đỗ Đình Đức, 2004 Giáo trình kỹ thuật thi công - Trường Đại học Kiến Trúc Hà Nội Nhà xuất Xây Dựng, Hà Nội Bùi Mạnh Hùng, 2009 Nghiên cứu lựa chọn công nghệ thích hợp xây dựng nhà cao tầng điều kiện Việt Nam Luận án Tiến sỹ kỹ thuật, Hà Nội Trương Thị Hồng Thúy, 2004 Nghiên cứu chế tạo bê tơng tự lèn sử dụng vật liệu sẵn có Việt Nam Nguyễn Ngọc Tuấn, 2011 Nghiên cứu ứng dụng bê tông tự chèn kết cấu xây dựng sử dụng vật liệu địa phương Luận văn Thạc sỹ kỹ thuật, Đà Nẵng Hajime Okamura and Masahiro Ouchi, 2003 Self-Compacting Concrete Journal of Advanced Concrete Technology Vol 1, Japan, 2003 Tiêu chuẩn Châu Âu EN 12.620 Yêu cầu cốt liệu chế tạo bê tông tự đầm Định mức số 1776/BXD/VP ngày 16/8/2007 Bộ Xây dựng ... với bê tông tự đầm 2.4 Cơ sở khoa học để ứng dụng bê tông tự đầm thi công nhà cao tầng Chương 3: Công nghệ bê tông tự đầm thi công nhà cao tầng Việt Nam 1.1 Điều kiện thi công thực tế Việt Nam. .. phát triển bê tông tự đầm Ứng dụng bê tông tự đầm xây dựng Ứng dụng bê tông tự đầm xây dựng nhà cao tầng giới Ứng dụng bê tông tự đầm xây dựng nhà cao tầng Việt Nam Chương 2: Cơ sở khoa học việc... ứng dụng bê tông tự đầm thi công nhà cao tầng Việt Nam 2.1 Ưu nhược điểm bê tông tự đầm 2.2 Vật liệu chế tạo kiểm soát chất lượng bê tơng tự đầm 2.3 So sánh tính hiệu bê tông thường (bê tông truyền