Nghiên cứu so sánh một số tính chất cơ lý của bê tông đầm lăn (RCC) sử dụng phụ gia khoáng tro bay nhiệt điện và PUZƠLAN thiên nhiên

-1- MỤC LỤC MỤC LỤC DANH MỤC BẢNG BIỂU DANH MỤC HÌNH VẼ MỞ ĐẦU CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ BÊ TÔNG ĐẦM LĂN 11 1.1 Khái niệm bê tông đầm lăn (BTĐL) 11 1.2 Sự phát triển bê tông đầm lăn giới Việt Nam 13 1.2.1 Tình hình ứng dụng BTĐL giới 13 1.2.2 Tình hình nghiên cứu ứng dụng bê tông đầm lăn Việt Nam 17 1.3 Phụ gia khống hoạt tính dùng cho bê tông đầm lăn 21 1.3.1 Khái niệm phụ gia khoáng 21 1.3.2 Phân loại phụ gia khống 21 1.3.3 Thành phần hóa học tính chất lý PGK hoạt tính 23 1.3.4 Tình hình nghiên cứu sử dụng PGK Việt Nam 24 CHƯƠNG VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM 30 2.1 Vật liệu chế tạo bê tông đầm lăn 30 2.1.1 Xi măng 30 2.1.2 Phụ gia khống hoạt tính 31 2.1.3 Cốt liệu mịn (Cát) 35 2.1.4 Cốt liệu thô (Đá) 36 2.1.5 Phụ gia hóa 41 2.1.6 Nước 41 2.1.7 Nhận xét chung 41 2.2 Phương pháp chế tạo mẫu thí nghiệm tiêu lý BTĐL 41 2.2.1 Phương pháp chế tạo mẫu 41 2.2.2 Quy trình thí nghiệm tiêu lý BTĐL 44 -2- 2.3 Một số cấp phối bê tông đầm lăn sử dụng cho cơng trình thủy lợi Việt Nam 52 CHƯƠNG NGHIÊN CỨU SO SÁNH MỘT SỐ TÍNH CHẤT CƠ LÝ CỦA BTĐL SỬ DỤNG PHỤ GIA KHỐNG HOẠT TÍNH TRO BAY NHIỆT ĐIỆN VÀ PUZƠLAN THIÊN NHIÊN 53 3.1 Ảnh hưởng tro bay nhiệt điện puzơlan thiên nhiên đến tính cơng tác BTĐL 58 3.2 Ảnh hưởng tro bay nhiệt điện puzơlan thiên nhiên đến cường độ chống kéo BTĐL 62 3.3 Ảnh hưởng tro bay nhiệt điện puzơlan thiên nhiên đến cường độ kháng nén BTĐL 65 3.4 Ảnh hưởng tro bay nhiệt điện puzơlan thiên nhiên đến tính chống thấm BTĐL 69 KẾT LUẬN 76 KIẾN NGHỊ 79 PHỤ LỤC 80 Phụ lục 1: Kết thí nghiệm số cơng trình 80 Phụ lục 2: Một số hình ảnh thí nghiệm 89 -3- DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1 Số lượng đập BTĐL số nước giới 16 Bảng 1.2: Một số cơng trình đập BTĐL Việt Nam 20 Bảng 1.3: Các yêu cầu thành phần hóa học PGK hoạt tính 23 Bảng 1.4: Các yêu cầu tiêu lý PGK hoạt tính 23 Bảng 1.5: Thành phần hóa học u cầu phụ gia khống 24 Bảng 1.6: Sự phân bố, trữ lượng chất lượng số mỏ Puzơlan Việt Nam 27 Bảng 2.1: Kết thí nghiệm xi măng 31 Bảng 2.2: Kết thí nghiệm Puzơlan Gia Quy 32 Bảng 2.3: Kết thí nghiệm Tro bay Phả Lại 34 Bảng 2.4: Các tiêu lý cát 35 Bảng 2.5: Thành phần hạt cát 35 Bảng 2.6: Các tiêu tính chất lý đá dăm 5-20mm 37 Bảng 2.7: Các tiêu tính chất lý đá dăm 20-40mm 37 Bảng 2.8: Các tiêu tính chất lý đá dăm 40-60mm 38 Bảng 2.9: Thành phần hạt đá dăm 5-20mm, 20-40mm, 40-60mm 38 Bảng 2.10: Khối lượng thể tích hỗn hợp đá dăm 5-40mm ứng với tỷ lệ phối hợp hai loại đá 5-20mm 20-40mm 39 Bảng 2.11: Khối lượng thể tích hỗn hợp đá dăm 5-60mm ứng với tỷ lệ phối hợp ba loại đá 5-20mm , 20-40mm 40-60mm 39 Bảng 2.12: Thành phần đá dăm 5-40mm 40 Bảng 2.13: Thành phần đâ dăm 5-60mm 40 Bảng 2.14 Chỉ tiêu cần xác định hình dáng, kích thước viên mẫu 42 -4- Bảng 2.15: Thành phần cấp phối sử dụng tro bay 52 Bảng 2.16: Thành phần cấp phối sử dụng Puzơlan 52 Bảng 3.1: Kết thí nghiệm BTĐL đập Tân Mỹ dùng Puzơlan 55 Bảng 3.2: Kết thí nghiệm BTĐL đập Nước Trong dùng Puzơlan 55 Bảng 3.3: Kết thí nghiệm BTĐL đập Thủy điện Bản Vẽ dùng Puzơlan56 Bảng 3.4: Kết thí nghiệm BTĐL đập Tân Mỹ dùng tro bay 56 Bảng 3.5: Kết thí nghiệm BTĐL đập Nước Trong dùng tro bay 57 Bảng 3.6: Kết thí nghiệm BTĐL đập Thủy điện Bản Vẽ dùng tro bay 57 Bảng3.7: Tổng hợp kết trị số Vc (s) trung bình mẫu thí nghiệm cơng trình 60 Bảng 3.8: Kết Rk (MPa) trung bình mẫu thí nghiệm cơng trình sử dụng PGK Puzơlan thiên nhiên 63 Bảng 3.9: Kết Rk (MPa) trung bình mẫu thí nghiệm cơng trình sử dụng PGK Tro bay 64 Bảng 3.10: Kết trị số RN (MPa) trung bình mẫu thí nghiệm cơng trình sử dụng Puzơlan thiên nhiên 67 Bảng 3.11: Kết trị số RN (MPa) trung bình mẫu thí nghiệm cơng trình sử dụng Tro bay 68 Bảng 3.12: Kết thí nghiệm độ chống thấm BTĐLở số cơng trình 73 -5- DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1 Tỷ lệ áp dụng BTĐL theo hướng khác giới 17 Hình 2.1 Máy rung Ve be cải tiến 45 Hình 3.1: Biểu đồ so sánh độ cơng tác BTĐL sử dụng PGK tro bay Puzơlan thiên nhiên 61 Hình 3.2: Biểu đồ so sánh cường độ kháng kéo BTĐL sử dụng PGK tro bay Puzơlan thiên nhiên 64 Hình 3.3: Biểu đồ so sánh cường độ kháng nén BTĐL sử dụng PGK tro bay Puzơlan thiên nhiên 68 -6- MỞ ĐẦU Trên giới số vật liệu xây dựng người làm ra, bê tông vật liệu, sản phẩm sử dụng rộng rãi hiệu Các cơng trình xây dựng làm bê tông bê tông cốt thép có mặt khắp nơi lĩnh vực xây dựng cơng trình dân dụng, cơng nghiệp, giao thơng, thủy lợi thủy điện… Bê tơng nói chung bê tơng đầm lăn nói riêng loại vật liệu đá nhân tạo có cường độ nén cao, bền theo thời gian, sử dụng vật liệu sẵn có địa phương để chế tạo, nên vật liệu bê tơng có lợi ích kinh tế lớn Từ phát minh người ta không ngừng nghiên cứu phát triển loại bê tông nhằm ứng dụng thi cơng cơng trình có đặc điểm khác Nhiều cơng trình thủy lợi làm bê tơng cốt thép đập tràn, cống lấy nước tiêu nước, trạm bơm, âu thuyền, xi phông, cầu máng, kênh mương… Cũng theo hướng phát triển đó, cơng nghệ bê tông đầm lăn (BTĐL) đời sử dụng thi công cơng trình có mặt rộng lớn, địi hỏi tiến độ thi cơng nhanh cơng trình thủy điện, thủy lợi, cơng trình đê chắn sóng, mặt đường, bãi đỗ xe… Đặc biệt với cơng trình bê tơng khối lớn đập bê tơng trọng lực tốc độ thi công BTĐL nhanh so với công nghệ thi công bê tông thường Khối lượng thi công lớn hiệu áp dụng công nghệ BTĐL cao Việc thi công BTĐL cho phép nâng cao hiệu suất thi công, kết hợp thiết bị giới hoạt động: Có thể dùng băng tải để vận chuyển bê tông, dùng máy ủi để san gạt, máy lu rung để đầm lèn Giảm đáng kể sử dụng ván khuôn, rải lớp mỏng đổ liên tục nên lượng nhiệt tích lũy nhỏ -7- Xuất phát từ ưu việt sử dụng công nghệ thi công BTĐL đem lại hiệu kinh tế cao so với bê tơng truyền thống thi cơng cơng trình đập bê tông trọng lực lý sau: + Thi cơng BTĐL giảm giá thành cơng trình từ 25-40% so với thi công bê tông thường Việc hạ giá thành đạt giảm chi phí cốt pha, giảm chi phí cho cơng tác vận chuyển, đổ, đầm bê tông đặc biệt giảm giá thành đơn vị bê tơng Vì thế, gần 40 năm qua, công nghệ BTĐL phổ biến ngày rộng rãi giới, hình thành trường phái cơng nghệ Mỹ, Nhật Trung Quốc + Giảm chi phí cho biện pháp thi cơng: việc thi cơng đập BTĐL giảm chi phí dẫn dịng thời gian xây dựng giảm thiệt hại, rủi ro nước lũ tràn qua đê quai Đối với đập BTĐL, đường ống dẫn dòng ngắn ống dẫn dòng đập đất đắp Hơn thời gian thi cơng đập BTĐL ngắn nên ống dẫn dịng cho đập BTĐL cần thiết kế để đáp ứng lưu lượng xả nước lớn theo mùa thay lưu lượng lớn theo năm đập bê tơng thường đập đất đắp Vì đường kính cống dẫn dịng đập BTĐL nhỏ chiều cao đê quai cho đập BTĐL thấp so với phương án đập bê tông thường đập đất đắp Bê tông đầm lăn bê tông khối lớn việc xây dựng đập BTĐL thực phát huy tính ưu việt tạo sản phẩm có chất lượng tương đương với đập bê tơng truyền thống số điều kiện định, phải sử dụng vật liệu địa phương cát, đá, xi măng chất độn mịn ( puzơlan tro bay ) -8- Tính cấp thiết đề tài “Nghiên cứu so sánh số tính chất lý bê tông đầm lăn (RCC) sử dụng phụ gia khoáng tro bay nhiệt điện puzơlan thiên nhiên” Việt Nam giai đoạn phát triển, nên số lượng quy mơ cơng trình đập thủy điện, thủy lợi xây dựng ngày nhiều lớn nhằm tăng sản lượng điện lượng nước hồ chứa để phục vụ phát triển công nghiệp, nơng nghiệp Hầu hết cơng trình xây dựng hay giai đoạn thiết kế sử dụng cơng nghệ BTĐL Có thể kể đến số cơng trình thủy lợi, thủy điện, khởi cơng thủy điện Pleikrông (tỉnh Kontum), thủy điện Sơn La (tỉnh Sơn La), thủy điện A Vương (tỉnh Quảng Nam), thủy điện Sông Kon (Quảng Nam), thủy điện Se San (Gia Lai), hồ chứa nước Định Bình tỉnh Bình Định … Đối với đập bê tông đầm lăn, loại vật liệu dùng để chế tạo phong phú đa dạng, có phụ gia khống hoạt tính tro bay puzơlan thiên nhiên Với phụ gia khoáng tro bay sử dụng phổ biến, sản lượng nhiều, giá thành rẻ áp dụng cho số cơng trình đập Định Bình, Thủy điện Sơn La, Thủy điện Bản Vẽ … Tuy nhiên, số nơi xây dựng cơng trình thủy điện Pleikrong, thủy điện Se San lại sử dụng puzơlan thiên nhiên, việc thay tro bay puzơlan thiên nhiên liệu có mang lại hiệu kinh tế cao đảm bảo chất lượng cơng trình hay khơng, vấn đề cần có đánh giá thực tế cơng trình thực tế Đề tài nghiên cứu so sánh số tính chất lý bê tông đầm lăn (RCC) sản xuất phụ gia khống hoạt tính tro bay nhiệt điện puzơlan thiên nhiên Từ đề xuất lựa chọn loại phụ gia khống phù hợp cho cơng trình đập RCC Việt Nam -9- Mục đích đề tài - Nghiên cứu số tính chất lý RCC sử dụng phụ gia khoáng tro bay nhiệt điện puzơlan thiên nhiên - Kiến nghị lựa chọn loại phụ gia khoáng phù hợp, đảm bảo yêu cầu kinh tế kỹ thuật cho đập RCC Việt Nam Ý nghĩa khoa học đề tài Bê tơng đầm lăn nói chung bê tơng đầm lăn dùng cho cơng trình thủy điện, thủy lợi nói riêng, loại bê tơng đặc biệt chứa lượng nước nhỏ có lượng chất kết dính thấp Ví dụ đập Upper Stillwater (1988), USA có lượng dùng chất kết dính 252 kg (bao gồm 80 Kg- 1.4 KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM BTĐL HỒ NƯỚC TRONG CẤP PHỐI M15B2(R90) STT XM Pu Bột đá Cát kg kg kg kg Đá, kg 5-20 20-40 40-60 Nước Phụ gia lít lít Ghi XM HM 85 230 695 434 364 602 115 2.2 PG:Sika CNK:TM25 XM HM 85 230 695 434 364 602 115 2.8 PG:Imax CNK:EXF XM HM 85 110 120 695 434 364 602 115 1.8 PG:Imax CNK:EXF XM HM 85 110 120 695 434 364 602 115 1.6 PG:Sika CNK:TM25 85 110 120 695 434 364 602 115 1.6 XM: KĐ PG:Sika CNK:TM25 -85- STT Vebe Thời gian ninh kết, h.ph KLTT hh bê tông KLTT bê tông tuổi 90 ngày Độ chống thấm tuổi 90 ngày Cường độ Mpa sec B.đầu K.thúc kg/m3 kg/m3 R3 R7 R28 R90 15h50’ 30h15’ 2441 2410 4.0 9.3 15.2 19.3 B2 16h35’ 35h20’ 2435 2422 3.7 9.5 16.1 20.5 B2 16h10’ 44h25’ 2460 2436 4.4 10.2 17.6 22.1 B2 17h20’ 42h10’ 2447 2430 4.1 9.4 17.2 21.4 B2 19h05’ 39h20’ 2465 2444 4.8 10.8 18.3 22.4 B2 ... 2.3 Một số cấp phối bê tông đầm lăn sử dụng cho cơng trình thủy lợi Việt Nam 52 CHƯƠNG NGHIÊN CỨU SO SÁNH MỘT SỐ TÍNH CHẤT CƠ LÝ CỦA BTĐL SỬ DỤNG PHỤ GIA KHỐNG HOẠT TÍNH TRO BAY NHIỆT... thống số điều kiện định, phải sử dụng vật liệu địa phương cát, đá, xi măng chất độn mịn ( puzơlan tro bay ) -8- Tính cấp thiết đề tài ? ?Nghiên cứu so sánh số tính chất lý bê tơng đầm lăn (RCC) sử dụng. .. BAY NHIỆT ĐIỆN VÀ PUZƠLAN THIÊN NHIÊN 53 3.1 Ảnh hưởng tro bay nhiệt điện puzơlan thiên nhiên đến tính cơng tác BTĐL 58 3.2 Ảnh hưởng tro bay nhiệt điện puzơlan thiên nhiên đến