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