Một số biện pháp phòng chống nứt trong thi công bê tông khối lớn nhà cao tầng và cách bảo dưỡng

Đối với móng nhà cao tầng thường kích thước lớn đặc biệt là móng của hệ thống vách, lõi thang máy. Trong điều kiện khí hậu nóng ẩm Việt Nam kết cấu có cạnh nhỏ nhất (a) và chiều cao (h) lớn hơn 2m thì gọi là bê tông khối lớn.

Thông báo Khoa học Công nghệ * Số 2-2015 76 MỘT SỐ BIỆN PHÁP PHÕNG CHỐNG NỨT TRONG THI CÔNG BÊ TÔNG KHỐI LỚN NHÀ CAO TẦNG VÀ CÁCH BẢO DƢỠNG ThS Lê Đình Vinh Khoa Xây dựng, Trường Đại học Xây dựng Miền Trung Tóm tắt: Đối với móng nhà cao tầng thường kích thước lớn đặc biệt móng hệ thống vách, lõi thang máy Trong điều kiện khí hậu nóng ẩm Việt Nam kết cấu có cạnh nhỏ (a) chiều cao (h) lớn 2m gọi bê tơng khối lớn Thơng thường, nhiệt độ bê tông khối lớn thường giới hạn để tránh tượng nứt đảm bảo bền vững cho bê tông Nhiệt độ cao bê tông khối lớn giới hạn không vượt 570C chênh lệch nhiệt độ tâm khối bê tông bề mặt không vượt q 200C Vì thi cơng bê tơng khối lớn phải áp dụng biện pháp hạn chế ứng suất nhiệt phát sinh chênh lệch nhiệt độ mặt ngồi lịng khối bê tơng Từ khóa: Bê tơng, thi cơng bê tơng khối lớn nhà cao tầng, bảo dưỡng bê tông khối lớn Bê tơng khối lớn ? Theo TCXDVN 305:2004 : Kết cấu bê tông bê tông cốt thép coi khối lớn có kích thước đủ để gây ứng suất kéo, phát sinh hiệu ứng nhiệt thuỷ hoá xi măng, vượt giới hạn kéo bê tông, làm nứt bê tông, phải có biện pháp để phịng ngừa vết nứt Trong điều kiện nóng ẩm Việt Nam kết cấu có cạnh nhỏ 1m chiều cao lớn 2m xem khối lớn Nhiệt độ cực đại bê tông độ chênh lệch nhiệt độ * Nhiệt độ cực đại bê tông Những nghiên cứu cho thấy độ bền vững lâu dài bê tơng bị ảnh hưởng nhiệt độ sau đổ bê tông vượt phạm vi 680C đến 740C Cơ chế phá huỷ việc trì hỗn hình thành ettringite, gây trương nở cấu trúc bê tông mà kết bê tông bị nứt Điều không xảy tức mà phải sau nhiều năm * Độ chênh lệch nhiệt độ Trong thi công bê tông khối lớn, hai đại lượng nhiệt độ quan tâm nhiều nhiệt độ cực đại độ chênh lệch nhiệt độ bê tông Độ chênh lệch nhiệt độ độ chênh lệch nhiệt độ phần nóng bê tông bề mặt Nứt nhiệt xảy lớp giữ nhiệt độ cao cản trở co lại lớp bê tơng bên ngồi nguội đi, gây ứng suất nén lớp ứng suất kéo lớp dẫn đến biến dạng biến dạng vượt sức chịu kéo bêtông xuất vết nứt Độ chênh lệch nhiệt độ lớn phụ thuộc vào tính chất học bê tơng như: hệ số dãn nở nhiệt, cường độ nén modul đàn hồi kích thước dạng kết cấu ngàm khối bê tông ACI 207.2R cung cấp hướng dẫn Thông báo Khoa học Công nghệ * Số 2-2015 cho việc tính tốn độ chênh lệch nhiệt độ lớn dựa tính chất bê tơng cấu trúc cơng trình * Yếu tố gây nứt bê tông khối lớn - Độ chênh lệch nhiệt độ ∆T: Mức chênh nhiệt độ điểm vùng khối bê tông , ∆T > 200C - Môđun chênh lệch nhiệt độ MT: Mức chênh nhiệt độ điểm khối bê tông cách 1m, MT ≥ 500C/m Biện pháp phòng chống nứt thi công Để đảm bảo cho khối bê tông không bị nứt cần phải có biện pháp kỹ thuật để loại trừ hai yếu tố Biện pháp kỹ thuật là: - Hạn chế tốc độ phát nhiệt thủy hóa xi măng bê tơng - Hạn chế độ chênh lệch nhiệt độ T * Biện pháp hạn chế tốc độ phát nhiệt thủy hoá xi măng - Hạn chế lượng dùng xi măng: lượng nhiệt thuỷ hoá sau ngày 70cal/g - Dùng xi măng tỏa nhiệt: lượng nhiệt thuỷ hố sau ngày 60cal/g - Hạ nhiệt độ hỗn hợp bê tông: Nhiệt độ hỗn hợp bê tông trước đổ nên khống chế mức không cao 250C, tốt nên mức không 200C Để đạt nhiệt độ này, vào mùa hè nắng nóng, cần phải có biện pháp hạ thấp nhiệt độ vật liệu thành phần bê tông nước, che đậy bảo vệ hỗn hợp bê tông trước đổ Dưới biện pháp cụ thể: + Biện pháp hạ nhiệt độ cốt liệu: Có thể sử dụng biện pháp kỹ thuật 77 để hạ nhiệt độ vật liệu đầu vào nhằm hạ nhiệt độ hỗn hợp bê tông trước lúc đổ ▪ Che chắn nắng kho chứa cốt liệu ▪ Phun nước lên đá dăm, sỏi ▪ Làm lạnh cát nước lạnh ▪Nhúng đá dăm sỏi vào nước lạnh ▪ Phun nước lạnh lên cốt liệu ▪ Làm lạnh chân không + Biện pháp hạ thấp nhiệt độ nước trộn bê tông ▪ Sử dụng nước đá ▪ Làm lạnh nước nitrogen lỏng + Che đậy hỗn hợp bê tông: Hỗn hợp bê tông chạy ống bơm hay băng chuyền nằm thùng vận chuyển cẩu vào mùa hè cần che đậy để tránh tác động trực tiếp xạ mặt trời, làm nóng hỗn hợp bê tông trước đổ * Biện pháp hạn chế độ chênh lệch nhiết độ ∆T - Bọc vật liệu cách nhiệt Hình Bọc vật liệu cách nhiệt - Đưa nhiệt bê tơng ngồi Hình Đưa nhiiệt bê tơng ngồi Thơng báo Khoa học Công nghệ * Số 2-2015 78 - Chia nhỏ khối đổ Hình Đưa nhiiệt bê tơng ngồi - Chống xung nhiệt tháo dỡ ván khuôn - Chống nhiệt nhanh gờ cạnh, góc kết cấu Bảo dƣỡng bê tơng nở q trình người ta gọi biến * Quá trình nước bê tơng dạng mềm bê tơng (Hình 6) Chính Qua nghiên cứu người ta thấy biến dạng mềm gây cho bê tông khí hậu nhiệt ẩm Việt giai đoạn vừa đổ xong xảy Nam đổ bê tông xong khoảng (14- tượng nứt chân chim (Hình 7) Để khống 16)h bê tông bị khoảng 60% chế tượng sau đổ bê lượng nước (Hình 4) cấu trúc tơng phải có biện pháp bảo dưỡng (tưới bê tơng bị rỗng (Hình 5) nước) che phủ cho kết cấu đổ Khi bị nước giai đoạn đầu (1416)h bê tông bị co lại sau bê tơng lại Hình Q trình nước bê tơng theo thời gian tránh tượng bê tơng thiếu nước thuỷ hố để phát triển cường độ Hình Cấu trúc rỗng bê tông bị nước Thông báo Khoa học Cơng nghệ * Số 2-2015 Hình Biến dạng mềm bê tơng theo thời gian 79 Hình Hiện tượng nứt chân chim * Bảo dưỡng bê tông mùa (Hình 8) Thời gian bảo dưỡng cần Bảo dưỡng bê tông phải đảm bảo thiết không nhỏ trị số cho cho bề mặt luôn ướt Ở nước ta bảo bảng dưỡng bê tông phân theo vùng Kết luận đặc điểm kỹ thuật cơng trình Tất bê tơng phát nhiệt Chính vậy, đơn vị thi cơng cần xi măng thuỷ hố thường phải có biện pháp cụ thể để thực thi phát nhiệt xảy giải pháp phòng chống nứt thiết kế ngày sau đổ Việc kiểm đề bao gồm: chuẩn bị vật tư, thiết soát thoát nhiệt phát nhiệt kế thành phần bê tông, trộn, vận bêtông cần thiết để ngăn chuyển, đổ đầm bảo dưỡng bê tông cản phá huỷ bê tông, đáp ứng nhằm đảm bảo kết cấu không bị nứt Thông báo Khoa học Công nghệ * Số 2-2015 80 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] TCVN 305 : 2004, Bê tông khối lớn - Quy phạm thi công nghiệm thu [2] TCVN 4453 : 1995, Kết cấu bê tông bê tơng cốt thép tồn khối - Quy phạm thi công nghiệm thu [3] TCVN 9345 : 2012, Kết cấu bê tông bê tông cốt thép – Hướng dẫn kỹ thuật phòng chống nứt tác động khí hậu nóng ẩm [4] John Gajda and Marth Vangeem, “Temperature in Mass Concrete”, Concrete International, January 2002 ... vùng khối bê tông , ∆T > 200C - Môđun chênh lệch nhiệt độ MT: Mức chênh nhiệt độ điểm khối bê tông cách 1m, MT ≥ 500C/m Biện pháp phòng chống nứt thi công Để đảm bảo cho khối bê tông không bị nứt. .. 2004, Bê tông khối lớn - Quy phạm thi công nghiệm thu [2] TCVN 4453 : 1995, Kết cấu bê tông bê tơng cốt thép tồn khối - Quy phạm thi công nghiệm thu [3] TCVN 9345 : 2012, Kết cấu bê tông bê tông. .. Cơng nghệ * Số 2-2015 Hình Biến dạng mềm bê tơng theo thời gian 79 Hình Hiện tượng nứt chân chim * Bảo dưỡng bê tông mùa (Hình 8) Thời gian bảo dưỡng cần Bảo dưỡng bê tông phải đảm bảo thi? ??t không