Bê tông thấm nước với những ưu điểm vượt trội như làm giảm thiểu ô nhiễm nước mưa, bảo vệ nguồn nước ngầm sẽ là một hướng mới về công nghệ bê tông thân thiện với môi trường. Công nghệ bê tông mới này đang được các nước trên thế giới chú trọng phát triển đặc biệt là với những nước mà vấn đề ô nhiễm nguồn nước và ô nhiễm môi trường mang tới những hậu quả nghiêm trọng. Đứng trước tình hình thực tế và trên cơ sở các nghiên cứu trên thế giới thì việc nghiên cứu áp dụng bê tông thấm nước vào cơ sở hạ tầng của Hà Nội nói riêng và Việt Nam nói chung là một vấn đề khả thi và cần thiết. Hơn ở đâu hết, Hà Nội chúng ta rất cần những vỉa hè, những bãi đổ xe, hạ tầng của các khu đô thi lớn… thấm được nước mưa. Dựa vào các chỉ tiêu cần phải đạt được như cường độ chịu nén, khả năng chịu kéo, độ thấm, nhóm tác giả tiến hành nghiên cứu, tính toán, thí nghiệm, đưa ra các tỷ lệ cấp phối, các yêu cầu về vật liệu để có thể ứng dụng vào các công trình xây dựng ở Việt Nam.
Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2013 ISBN 978-604-82-0066-4 NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG BÊ TÔNG THẤM NƯỚC TRONG CÁC CÔNG TRÌNH XÂY DỰNG Ở VIỆT NAM 1) ThS Lê Thái Bình1), KS Nguyễn Văn Sơn2) Bộ môn Công nghệ Quản lý xây dựng, email: lethaibinh@wru.edu.vn 2) Bộ môn Công nghệ Quản lý xây dựng, email: sonnv@wru.edu.vn Tóm tắt: Bê tông thấm nước với ưu điểm vượt trội làm giảm thiểu ô nhiễm nước mưa, bảo vệ nguồn nước ngầm hướng công nghệ bê tông thân thiện với môi trường Công nghệ bê tông nước giới trọng phát triển đặc biệt với nước mà vấn đề ô nhiễm nguồn nước ô nhiễm môi trường mang tới hậu nghiêm trọng Đứng trước tình hình thực tế sở nghiên cứu giới việc nghiên cứu áp dụng bê tông thấm nước vào sở hạ tầng Hà Nội nói riêng Việt Nam nói chung vấn đề khả thi cần thiết Hơn đâu hết, Hà Nội cần vỉa hè, bãi đổ xe, hạ tầng khu đô thi lớn… thấm nước mưa Dựa vào tiêu cần phải đạt cường độ chịu nén, khả chịu kéo, độ thấm, nhóm tác giả tiến hành nghiên cứu, tính toán, thí nghiệm, đưa tỷ lệ cấp phối, yêu cầu vật liệu để ứng dụng vào công trình xây dựng Việt Nam Từ khóa: bê tông, thấm nước, bê tông thấm nước, bê tông rỗng, bê tông vỉa hè, bê tông thấm Thiết kế thành phần cấp phối bê tông thấm nước phù hợp với tiêu chí đề xuất ĐẶT VẤN ĐỀ Bê tông vật liệu thiếu công trình xây dựng Việt Nam giới Cùng với phát triển khoa học công nghệ, ngày có nhiều nghiên cứu chế tạo loại bê tông khác nhau, phù hợp với đặc tính kết cấu công trình Tuy nhiên, với phát triển đô thị lớn làm cho diện tích đất bị bê tông hóa cao nhiều so với diện tích đất tự nhiên Bê tông thấm nước với ưu điểm vượt trội làm giảm thiểu ô nhiễm nước mưa, bảo vệ nguồn nước ngầm hướng công nghệ bê tông thân thiện với môi trường Công nghệ bê tông nước giới trọng phát triển đặc biệt với nước mà vấn đề ô nhiễm nguồn nước ô nhiễm môi trường mang tới hậu nghiêm trọng Song Việt Nam công nghệ bê tông mẻ, hệ thống tiêu chuẩn, quy chuẩn thiết kế thi công cho việc áp dụng công nghệ bê tông chưa có Vì vậy, việc nghiên cứu ứng dụng bê tông thấm nước công trình xây dựng Việt Nam cần thiết GIỚI THIỆU CHUNG VỀ BÊ TÔNG THẤM NƯỚC Bê tông thấm nước khái niệm không giới lại khái niệm Việt Nam Ngày mà xã hội phát triển, công trình bê tông, dải đường nhựa xây dựng khắp nơi, chúng bao phủ giới làm ngăn cản đáng kể chu trình nước tự nhiên dẫn đến nguồn nước ngầm ngày cạn kiệt Điều làm ảnh hưởng không nhỏ tới phát triển bền vững loài người Do bê tông thấm nước vật liệu cần thiết phải nghiên cứu để đáp ứng kỹ thuật xây dựng cung cấp nước ngầm cho tự nhiên MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU Xác định tiêu chí ứng dụng bê tông thấm nước cho số công trình xây dựng Việt Nam Bê tông thấm nước 51 nhằm giảm tải cho hệ thống Thậm chí nhiều ý kiến cho nên khuyến khích người dân sử dụng nước mưa Do đó, nghiên cứu đề xuất sử dụng bê tông thấm nước vỉa hè, bãi đổ xe, hạ tầng khu đô thị lớn Qua phân tích số công trình hạ tầng Việt Nam cho thấy cường độ bê tông cần thiết phổ biến mức 150-200 daN/m2 Ngoài để đáp ứng yêu cầu thẩm mỹ mặt phải nhẵn mịn, cấp phối đá lựa chọn có Dmax ≤ 20mm Với khả thấm nước cường độ cao, bê tông thấm nước ứng dụng vào kết cấu công trình khác như: vật tiêu thoát nước mái hạ lưu đập, lớp lót kè lát mái… Với ứng dụng bê tông thấm nước vừa không làm thay đổi tính chất cho nước thấm qua mà cho kết cấu nhỏ hơn, tiết kiệm, thẩm mỹ thi công thuân lợi Tiêu chí đặt cần loại bê tông thấm nước với cường độ trung bình đạt mức 150 - 200daN/m2, hệ số thấm đạt từ 10-3 m/s đến 10-4 m/s Bê tông thông thường có cấu trúc đặc, lỗ rỗng cấu tạo từ cốt liệu xi măng Để đạt cường độ yêu cầu tỷ lệ cấp phối cần phải xác, trình thi công nghiêm ngặt không phát sinh lỗ rỗng khe nứt Trong ngành xây dựng nói chung, thủy lợi nói riêng đặc điểm bê tông không thấm nước, để nước thấm qua ảnh hưởng tới cường độ tuổi thọ bê tông Việc để nước thấm qua bê tông mà không ảnh hưởng tới tuổi thọ chất lượng công trình cần phải có nghiên cứu thí nghiệm cụ thể Nguyên nhân mà bê tông cho nước thấm qua cấu trúc lỗ rỗng hở liên tục, bê tông có độ rỗng (15-35%), đá dùng bê tông có cỡ hạt chứa không dùng đến cát, hạt đá có kích thước bao phủ dính kết với vị trí tiếp xúc lượng hồ xi măng nguyên lý tạo nên lỗ rỗng hở bên cấu trúc bê tông LỢI ÍCH CỦA VIỆC SỬ DỤNG BÊ TÔNG THẤM NƯỚC KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM Các khu vực bãi đỗ xe sử dụng bê tông thấm nước giảm cần thiết cho hệ thống thoát nước lớn, vỉa hè hoạt động khu vực giữ nước Các chủ bãi đỗ xe sử dụng bê tông thấm nước tốn tiền (công lao động, xây dựng, bảo trì hệ thống thoát nước, máy bơm…) Tính thấm bê tông thấm nước làm tăng an toàn cho người lái xe Mưa thấm qua bê tông làm giảm độ chói cho người lái xe vào ban đêm Bê tông thấm nước thân có nhiều lỗ rỗng việc hấp thụ nhiệt mặt trời bê tông thông thường làm giảm hiệu ứng tỏa nhiệt khu đô thị, giúp giảm thiểu ô nhiễm nguồn nước mưa, nước mưa ngấm thẳng xuống đất giảm thiểu vùng chứa nước mưa cống rãnh, hồ chứa Các tiêu mà bê tông thấm nước cần phải quan tâm là: cường độ chịu nén, khả chịu kéo, tính thấm, modun đàn hồi, tính bền vững Trên sở tiêu bê tông thấm nước tiêu chí cần thiết để ứng dụng vào công trình xây dựng Việt Nam đề xuất, tiến hành thí nghiệm cần thiết để xác định thành phần cấp phối hợp lý cho bê tông thấm nước Tỷ lệ tiêu chuẩn thí nghiệm thành phần cấp phối Thành phần theo khối lượng Xi măng Đá Tỷ lệ (kg/m3) 270 - 415 1190 - 1480 Tỷ lệ (theo khối lượng) Tỷ lệ Nước/ xi măng ĐỀ XUẤT ỨNG DỤNG BÊ TÔNG THẤM NƯỚC TẠI VIỆT NAM VÀ CÁC TIÊU CHÍ CẦN THIẾT Hệ thống giao thông chật hẹp, đô thị mọc lên nhiều hơn, mức độ bê tông hóa nhiều khu vực công viên, xanh, hồ điều hòa ngày bị thu hẹp hệ thống tiêu thoát cho dù có nâng cấp tránh khỏi ngập lụt Đã có nhiều nghiên cứu rằng, cần phải tăng cường hiệu sử dụng hồ điều hòa, giảm thiểu việc bê tông hóa, tăng cường vị trí chứa nước mưa để giảm mức độ tập trung nước mưa hệ thống thoát nước, 0,27/1 - 0,34/1 Đá/xi măng 4/1 - 4,5/1 Hạt mịn/Đá 0/1 - 0,1/1 KẾT LUẬN Do khả cho nước thấm qua cường độ chịu nén vừa phải nên bê tông thấm nước thay cho loại bê tông thông thường cho trình công cộng, bãi đậu xe Đặc biệt ngành thủy lợi thay phận tiêu nước hạ lưu đập đất thiết bị thoát nước thân đập bê tông trọng lực Qua kết thí nghiệm mẫu bê tông thấm nước, tác giả 52 TÀI LIỆU THAM KHẢO nhận thấy bê tông thấm nước cấu tạo từ nguyên liệu cốt liệu, xi măng, nước… giống loại bê tông thông thường Qua nghiên cứu, tác giả đưa tiêu chí việc ứng dụng bê tông thấm nước số công trình xây dựng Việt Nam đưa thành phần cấp phối tiêu chuẩn đáp ứng tiêu chí Tuy nhiên khuyến cáo rằng, bê tông thấm nước không áp dụng cho cấu kiện có cốt thép không áp dụng cho đất không thấm Do đó, để áp dụng thực tế cần thiết phải thiết kế kết cấu chi tiết cho hạng mục nhằm phát huy hiệu cao bê tông thấm nước [1] PGS TS Phạm Duy Hữu, Th.S Nguyễn Long, NXB Xây dựng, Hà Nội Giáo trình bê tông cường độ cao, [2] Đại học Thủy lợi, NXB Xây dựng, Hà Nội 2004, Giáo trình thi công công trình thủy lợi [3] Đại học Thủy lợi, NXB Xây dựng, Hà Nội 2006 Giáo trình vật liệu xây dựng [4] QPTL - D6 - 1978, Quy phạm kỹ thuật thi công nghiệm thu kết cấu bê tông bê tông cốt thép thủy lợi [5] PGS TS Phạm Duy Hữu, NXB Xây dựng, Hà Nội, Công nghệ bê tông bê tông đặc biệt [6] Construction and Maintenance Assessment of Pervious Concrete Pavements 53 ... tạo nên lỗ rỗng hở bên cấu trúc bê tông LỢI ÍCH CỦA VIỆC SỬ DỤNG BÊ TÔNG THẤM NƯỚC KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM Các khu vực bãi đỗ xe sử dụng bê tông thấm nước giảm cần thiết cho hệ thống thoát nước lớn,... giữ nước Các chủ bãi đỗ xe sử dụng bê tông thấm nước tốn tiền (công lao động, xây dựng, bảo trì hệ thống thoát nước, máy bơm…) Tính thấm bê tông thấm nước làm tăng an toàn cho người lái xe Mưa thấm. .. mái… Với ứng dụng bê tông thấm nước vừa không làm thay đổi tính chất cho nước thấm qua mà cho kết cấu nhỏ hơn, tiết kiệm, thẩm mỹ thi công thuân lợi Tiêu chí đặt cần loại bê tông thấm nước với