CƠNG NGHỆ BÊ TƠNG ĐẦM LĂN Khái niệm Cơng nghệ bê tông đầm lăn (BTÐL) loại công nghệ sử dụng bê tơng khơng có độ sụt, làm chặt thiết bị rung lèn từ mặt (lu rung) cơng nghệ thích hợp sử dụng cho cơng trình bê tơng khối lớn, khơng cốt thép hình dáng khơng phức tạp lõi đập, mặt đường Việc sử dụng hỗn hợp bê tông khô (không có độ sụt) đầm lèn bê tơng lu rung giúp cho thi công nhanh hơn, rẻ so với dùng công nghệ thi công bê tông truyền thống Công nghệ BTÐL áp dụng cho xây dựng mặt đường so với cơng nghệ thi cơng thơng thường có ưu điểm sau: - Lượng dùng xi măng thấp, sử dụng số phế thải sản phẩm phụ ngành công nghiệp khác giúp hạ giá thành vật liệu; - Ðạt cường độ cao thời gian đầu, sớm cho phép lưu thông đường; - Phương pháp thi công không phức tạp, tương tự thi công bê tông asphalt; - Tốc độ thi công nhanh giúp rút ngắn thời gian thi công giảm tổng chi phí Vật liệu chế tạo BTÐL 2.1 Xi măng Ðối với BTÐL dùng cho đập khối lớn nên sử dụng xi măng có nhiệt thuỷ hố thấp so với nhiệt thuỷ hoá xi măng poc lăng thường (TCVN 2682 -1992) loại poóc lăng - pu giơ lan (TCVN 4033-95) xi măng hỗn hợp xỉ lò cao (TCVN 6260 -1999) hay xi măng toả nhiệt (TCVN 6069-95) Ðối với BTÐL cho mặt đường dùng loại xi măng thơng thường dạng xi măng dùng cho kết cấu thông thường khác 2.2 Cốt liệu Ðối với BTÐL cho đập, sử dụng cốt liệu có Dmax tới 75mm cao Tuy nhiên việc lựa chọn Dmax cần cân nhắc kỹ kinh tế kỹ thuật Việc sử dụng cốt liệu có Dmax lớn 100mm- 150mm có giảm giá thành vật liệu chế tạo bê tơng lại đẩy cao chi phí trộn vận chuyển hỗn hợp bê tông Ðối với BTÐL cho mặt đường, nên sử dụng cốt liệu có Dmax 20mm 2.3 Phụ gia khoáng Phụ gia khoáng (PGK) pu-giơ-lan vật liệu silicat alumo-silicat mà thân có khơng có khả đóng rắn với có mặt nước độ ẩm phản ứng với can-xi hy-dro-xit để đóng rắn Pu-giơlan cho BTÐL cần phù hợp tiêu chuẩn ASTM C618-97 14 TCN 105-97, TCVN 3735-82 2.4 Phụ gia hố học Các cơng trình BTÐL thường sử dụng loại phụ gia: Phụ gia dẻo hoágiảm nước, giảm nước kéo dài thời gian đông kết số loại phụ gia khí Trên thực tế, việc sử dụng phụ gia dẻo hố dẻo hố chậm đơng kết làm tăng tính dễ thi cơng lu lèn kéo dài thời gian thi công làm cho khả bám dính độ chống thấm vùng tiếp giáp lớp bê tông tăng cường Việc lựa chọn loại tỷ lệ dùng phụ gia hoá học thường vào kết thí nghiệm với vật liệu XM, PGK, cốt liệu cụ thể Thiết kế thành phần bê tông đầm lăn 3.1 Quan điểm địa kỹ thuật Quan điểm ÐKT coi hỗn hợp BTÐL hỗn hợp đất gia cố xi măng, thành phần lựa chọn dựa quan hệ độ ẩm khối lượng thể tích Ðối với loại cốt liệu hàm lượng chất kết dính, mục đích thiết kế xác định độ ẩm tối ưu để hỗn hợp có độ đặc cao thí nghiệm lèn tương xứng với lèn thực trường Với phương pháp thiết kế dựa quan điểm này, lỗ rỗng hạt cốt liệu nói chung khơng lấp đầy hồ XM sau lèn Có hai phương pháp thiết kế TPBT theo quan điểm ÐKT phương pháp BTÐL nghèo phương pháp đơn giản hố đất 3.2 Quan điểm bê tơng Với quan điểm bê tông, thành phần BTÐL lựa chọn dựa quan hệ cường độ nén số tính chất khác với tỷ lệ N/CKD Abrams thiết lập vào năm 1918 Quan điểm bê tông dựa khái niệm lượng hồ xi măng vừa đủ để lấp đầy khoảng trống hạt cốt liệu để hỗn hợp bê tơng lèn chặt tốt hơn, độ rỗng hạt nhỏ Các phương pháp thiết kế thành phần BTÐL theo quan điểm bê tông + Phương pháp dư hồ (Cục Khai hoang Mỹ); + Phương pháp thiết kế BTÐL theo USACE ; + Phương pháp CRD Nhật Bản ; + Phương pháp thiết kế BTÐL theo Viện Bê tông Mỹ ACI 207.5R ; + Phương pháp RCCD Trung Quốc Các phương pháp thí nghiệm BTÐL 4.1 Phương pháp đo độ cứng hỗn hợp BTÐL Hiện để thí nghiệm xác định tính công tác (độ cứng) hỗn hợp BTÐL, Anh, Mỹ, Nhật Trung Quốc dùng máy rung VeBe cải tiến (ở Nhật máy rung gọi đầm VC) Vì tiêu chuẩn thử độ cứng cho BTÐL không giống quốc gia nên cơng trình, nước thơng số đầm VeBe khác (Bảng 1) Bảng Thông số đầm VeBe cải tiến với thùng tiêu chuẩn Nơi sử dụng ASTM C - 1170 Thông số máy rung lèn Tải trọng VeBe cải tiến Tần số Gia tốc biểu Biên độ dao ép mặt, rung, kiến, động, mm kg Hz g 60±1,67 0,4-0,75 22,7± 0,5 Kích thước thùng, mm Φ240x200 ACI 211.3-75 50 0.5 22,7± 0,5 Φ240x200 CIRIA – Anh 50 0.5 12,5± 0,1 Φ240x200 50-60 60±1,67 5 0.5 0,4 -0,75 20 ± 0,1 12,5± 0,1 Φ240x200 Φ240x200 Nhật USACE 4.2 Phương pháp đúc mẫu xác định cường độ chịu nén, chịu kéo uốn BTÐL Có hai ngun lí đúc mẫu xác định cường độ nén uốn mẫu: - Ðúc mẫu bàn rung chất tải lên mặt mẫu, CRD C-160, ASTM C 1176, SL-48-94 - Ðúc mẫu búa rung mặt ASTM C 1435, đầm rung mặt RCD Bảng Các thông số thiết bị đúc mẫu BTÐL theo phương pháp thí nghiệm khác Tải Kích thước trọng Số lớp Tần mẫu, Phương pháp Kiểu (Trụ/ số, Hz lèn, Dầm) mm kg ASTM C1176-92 CRDBàn D150xH300 60 9,1± 3/ C-160 rung 0,25 ASTM C1435-99 Rung D150xH300 50 10 ±3/ mặt 0,20 RCD Japaness Rung D150xH300 50 7,0 ±3/2 mặt 0,10 SL 49-94 (TQ) Bàn 150x150x150 50 11 rung Thời gian rung, s VC VC 80 2VC Ghi chú: VC thời gian hồ XM xuất mặt mẫu giá trị độ cứng HHBT tính giây(s) 4.3 Phương pháp xác định hệ số thấm BTÐL Khả chống thấm BTÐL đánh giá hệ số thấm K k Hệ số thấm BTÐL xác định phương pháp quy định CRD C-48-92, CRD-C 163-92 (Hiệp hội kỹ sư Quân Mỹ) Công nghệ thi công bê tông đầm lăn 5.1 Thiết bị thi công Thiết bị thi công bê tông đầm lăn khơng phức tạp, thiết bị để thi cơng bê tơng theo cơng nghệ có Việt Nam Thiết bị thi cơng BTÐL nói chung giống thi công BTÐL cho đập, đường dạng cơng trình bê tơng khối lớn khơng cốt thép khác Tuy nhiên loại hình cơng nghệ địi hỏi thêm thiết bị thi cơng đặc chủng riêng Các thiết bị cần thiết cho thi công đập công nghệ BTÐL gồm: Máy trộn cưỡng có khả trộn hỗn hợp bê tơng khơ sử dụng cốt liệu có đường kính lớn; băng tải thiết bị tương đương để vận chuyển bê tông; xe tải tự đổ; máy san ủi; máy lu rung; máy nhồi tạo khe co Hệ thống phun nước cao áp làm bề mặt bê tông mạch ngừng, Hệ thống phun nước bảo dưỡng Thiết bị cho thi công đường, sân bãi: Máy trộn cưỡng bức; xe tải tự đổ; máy rải (asphalt); xe lu rung; xe lu lốp; mắy cắt bê tơng; Có thể thấy thiết bị cho thi cơng bê tơng cơng nghệ BTÐL có sẵn Việt Nam chế tạo Việt Nam Nếu phổ biến cơng nghệ BTÐL Việt Nam tận dụng thiết bị có sẵn nước, khơng cần tốn thêm nhiều chi phí đầu tư mua thiết bị thi công Hệ thống băng tải có máy đổ chạy xích tự hành Rải hỗn hợp bê tông đầm lăn máy rải Hệ thống băng Lu lèn bê tông đầ Công nghệ thi công BTÐL cho đập Công nghệ tổ chức thi công BTÐL khác với bê tông khối lớn thông thường tiến hành lúc diện rộng Sau ngăn dịng thi cơng xong phần móng đập tiến hành thi cơng lớp thềm chống xói bê tơng chịu lực Bê tơng tường thượng lưu đổ bê tông thường theo công nghệ cốp pha trượt (hoặc leo) có đặt băng cách nước vào khe co dãn (thông thường 15 m/khe) Tường hạ lưu bê tơng đổ chỗ giống tường thượng lưu, lắp ráp khối bê tông đúc sẵn Các lớp kết cầu tường đóng vai trị cốp pha cho lớp bê tơng đầm lăn phía Hỗn hợp bê tông sau trộn từ trạm trộn vận chuyển đến nơi đổ phương tiện xe chạy ray, băng tải, xe ô-tô tự đổ chuyên dụng Hỗn hợp BTÐL san gạt xe ủi Sau chúng đầm lèn lu rung (7-12 tấn) Chiều dầy lớp đổ định lực đổ, lực đầm thiết bị Thông thường lớp bê tông san dày khoảng 30-40cm Ðể tăng tốc độ di chuyển, số cơng trình, máy ủi san bê tông cẩu tháp cẩu chuyển đến vị trí cần thiết (tránh làm hỏng bề mặt bê tơng đầm) Thời gian từ bê tông bắt đầu trộn đầm lèn xong không vượt q thời gian bắt đầu đóng rắn bê tơng Công nghệ thi công BTÐL cho đường: Hỗn hợp BTÐL sau trộn đạt tính cơng tác cần thiết với độ cứng thử thiết bị Vebe cải tiến từ 20-50s chuyển đến trường xe tự đổ Sau HHBT rải máy rải với chiều rộng chiều dày theo thiết kế Sau rải, thay đầm chặt thiết bị đầm dùi bê tông thường, BTÐL làm chặt từ mặt xe lu với tải trọng lèn thời gian lèn thích hợp Sau kết thúc q trình làm chặt, bề mặt bê tơng hồn thiện lại xe lu lốp Sau ngày tiến hành cắt khe co theo thiết kế để chống nứt cho bê tông Sơ đồ thi công mặt đường công nghệ BTÐL Hiệu áp dụng bê tông đầm lăn làm đập mặt đường Việt Nam Về kinh tế, hiệu lớn mà công nghệ thi công bê tông đầm lăn đem lại rút ngắn thời gian thi cơng, sớm đưa cơng trình vào khai thác sử dụng, xây dựng cơng trình thuỷ lợi thuỷ điện, cơng nghệ cho phép giảm giá thành vật liệu đáng kể tức giảm tổng vốn đầu tư Về kỹ thuật, áp dụng công nghệ BTÐL cho xây dựng công trình khối lớn cho phép giảm nhiệt thuỷ hố nhờ giảm lượng dùng xi măng giảm nguy nứt khối ứng suất nhiệt Ðối với xây dựng mặt đường, sân bãi, việc sử dụng BTÐL rút ngắn thời gian đưa cơng trình vào sử dụng nhanh gấp hai lần so với bê tông thường Về môi trường, nhờ việc giảm lượng dùng xi măng BTÐL thay phần xi măng phụ gia khoáng giúp giảm mức tiêu hao lượng, giảm ô nhiễm môi trường ngành công nghiệp sản xuất xi măng gây nên Hơn việc tận dụng phế thải tro than, cho phép giải xử lý phế thải công nghiệp gây ô nhiễm môi trường ... Mỹ) Công nghệ thi công bê tông đầm lăn 5.1 Thi? ??t bị thi công Thi? ??t bị thi công bê tơng đầm lăn khơng phức tạp, thi? ??t bị để thi công bê tông theo công nghệ có Việt Nam Thi? ??t bị thi cơng BTÐL nói... giống thi cơng BTÐL cho đập, đường dạng cơng trình bê tơng khối lớn không cốt thép khác Tuy nhiên loại hình cơng nghệ địi hỏi thêm thi? ??t bị thi công đặc chủng riêng Các thi? ??t bị cần thi? ??t cho thi. .. đầ Công nghệ thi công BTÐL cho đập Công nghệ tổ chức thi công BTÐL khác với bê tông khối lớn thông thường tiến hành lúc diện rộng Sau ngăn dịng thi cơng xong phần móng đập tiến hành thi cơng lớp