BÊ TƠNG DẺO VÀ ỨNG DỤNG THỰC TẾ Bê tơng dẻo (Có khả uốn cong) Bê tơng sử dụng rộng rãi ngành công nghiệp xây dựng ngày Nó có khả chịu tải tốt Nó chịu tải trọng nén hiệu Nhưng vấn đề với bê tơng truyền thống khơng thể chịu nhiều chịu kéo Nó bị phá hoại tải trọng kéo Bê tông dẻo thay tốt cho vấn đề Bê tông dẻo gì? Đây loại bê tơng đặc biệt chịu ứng suất uốn lớn Nó bao gồm loại vật liệu đặc biệt làm cho linh hoạt Được phát triển Giáo sư Victor Li Đại học Michigan Tên kỹ thuật Engineered Concreteitious Composite (ECC) Nó thể tính chất vật liệu dẻo thay vật liệu giịn thể vật liệu bê tông thông thường Vật liệu sử dụng bê tông dẻo Cốt sợi Gia cố: Để tạo linh hoạt bê tông, phải thay đổi vật liệu bê tông thông thường Trong bê tông linh hoạt, cần loại bỏ cốt liệu thơ thay vào sử dụng loại cốt sợi sử dụng bê tông cốt sợi sợi silica , sợi thủy tinh, sợi thép, sợi amiăng, sợi polyvinyl, vv Các sợi siêu nhỏ cung cấp đàn hồi cho bê tơng Nó hoạt động vật liệu gia cố bê tông Lớp phủ trơn (lớp phủ chống ma sát): Ngoài ra, lớp phủ trơn ( lớp phủ chống ma sát) cung cấp để sợi trượt lên khơng có ma sát dẫn đến vết nứt bê tông Xu hướng trượt sợi lên giúp bê tông giảm thiểu vết nứt mang lại đàn hồi cho bê tông Xi măng bình thường sử dụng cho bê tơng Cát mịn: Cát thạch anh mịn thích hợp cho bê tông dẻo loại cát thường sử dụng nhà máy xử lý nước Nếu khơng có sẵn cát thạch anh dùng cát thường, nhiên có ảnh hưởng đến cường độ tính đàn hồi bê tơng Chúng ta thêm tro bay, silica fume, xỉ lị cao vào hỗn hợp bê tông Phụ gia siêu dẻo : Các loại phụ gia dòng Polycarboxylated, lignosulfonates, lignin, napthalene melamine dehyde sulphonate sử dụng bê tông dẻo để tăng khả làm việc bê tông Vật liệu Latex sử dụng bê tơng để cải thiện tính đàn hồi Ưu điểm bê tơng dẻo -Bê tơng dẻo có khả uốn cong kim loại -Nó mạnh hơn, bền bền so với bê tông thông thường -Nó có đặc tính tự phục hồi tự hàn gắn khe nứt cách sử dụng carbon dioxide nước mưa -Nó khơng dễ vỡ thủy tinh -Nó có khả chống nứt cao -Nó khơng thải lượng khí độc hại so với bê tông thông thường -Dung trọng bê tơng dẻo làm nhẹ bê tơng truyền thống 20-40 phần trăm -Việc sử dụng cốt thép giảm loại bỏ số kết cấu -Nó làm giảm chi phí dự án -Nó sử dụng bê tông đúc sẵn Nhược điểm bê tông dẻo -Nó có chi phí ban đầu cao so với bê tơng thơng thường -Nó địi hỏi lao động lành nghề để xây dựng -Nó cần số loại vật liệu đặc biệt khó tìm thấy số khu vực -Chất lượng phụ thuộc vào vật liệu sử dụng điều kiện mà tạo -Cường độ nén nhỏ bê tơng thơng thường Các tính đặc biệt bê tông dẻo -Cường độ uốn khả chịu kéo bê tông dẻo nằm khoảng từ 10 đến 15 MPa cường độ nén lên tới 70 MPa -Nó có đặc tính tự phục hồi hạt xi măng tạo phản ứng với nước mưa tạo số sản phẩm phức tạp mở rộng lấp đầy vết nứt nhỏ phát triển bê tông dẻo -Bê tông dẻo chứng minh nhẹ chứng minh đàn hồi 500 lần so với bê tơng thường -Khả chịu kéo cuối đến 5% -Khả biến dạng bê tông dẻo gấp 300 lần so với bê tông thông thường Do đó, bê tơng hoạt động vật liệu đàn hồi kim loại Sử dụng ECC bê tơng dẻo Xây dựng kết cấu có khả chống động đất: Cấu trúc làm bê tơng dẻo chịu nhiều lực kéo mà khơng bị phá vỡ rung động trận động đất gây Ở Nhật Bản, nhà cao 60 tầng xây dựng sử dụng bê tông Bê tông vải bạt: Bê tông vải bạt thực với vật liệu bê tơng dẻo Bê tơng vải bạt mạnh mẽ có độ bền so với vải thơng thường Nó sử dụng lĩnh vực quân Đối với đường cầu: Nó sử dụng đường cầu Với việc sử dụng bê tông dẻo đường cầu , không cần khớp nối khe co giãn, khớp co thân bê tơng có khả thay đổi hình dạng Hơn nữa, cầu đường có tuổi thọ bền chi phí sửa chữa thấp So sánh bê tơng thông thường & bê tông dẻo Nghiên cứu chế tạo bê tông chất lượng cao xây dựng siêu cao tầng Thứ sáu, 17/01/2020 13:51 Từ viết tắt Xem với cỡ chữ Tóm tắtNhà siêu cao tầng xu hướng phát triển xây dựng đại khơng tạo chung cư cao cấp, nhà đa chức tạo thuận lợi để tổ chức tốt sống, tiết kiệm tài nguyên đất ngày khan thể đẳng cấp, mặt khu vực, quốc gia Tuy nhiên, nhà siêu cao tầng thách thức người xây dựng Trong vật liệu phải khác so với xây dựng dân dụng thông thường, đặc biệt bê tông xây dựng kết cấu nhà siêu cao tầng cường độ cao cịn phải vận chuyển lên khoảng cách cao phải loại bê tơng chất lượng cao Trong viết đưa thiết kế loại bê tơng có cường độ cao độ chảy lớn dùng xây dựng nhà siêu cao tầng Mở đầu Dân số giới ngày phát triển với xu tồn cầu hóa, lĩnh vực xây dựng với cơng trình cho nhu cầu nhà ở, văn phòng thương mại dịch vụ ngày tăng Nhà siêu cao tầng (định nghĩa CTBUH có chiều cao 300m) phương án tối ưu để xây dựng nhà với chức đa dạng để đáp ứng yêu cầu ngày cao xây dựng dân dụng Xây dựng nhà siêu cao tầng cịn liên quan đến siêu thị phát triển với đẳng cáp kiến trúc – xây dựng, đáp ứng lợi ích nhà đầu tư nguyên nhân liên quan đến giá trị cao đất xây dựng Bê tông vật liệu cho kết cấu nhà siêu cao tầng Bê tông phải đạt yêu cầu nghiêm ngặt kỹ thuật công nghệ cường độ cao, tính cơng tác tốt… Như vậy, loại bê tơng chất lượng cao đáp ứng đầy đủ yêu cầu cao tính chất đặc biệt Trên giới loại bê tơng chất lượng cao sử dụng rộng rãi từ năm 90 kỷ trước Ngày nay, nhu cầu loại bê tông ngày tăng nhu cầu phát triển cơng trình đại Khi dùng bê tông chất lượng cao làm kết cấu chịu lực cho cơng trình nhà cao tầng có nhiều ưu điểm như: Tuổi thọ cơng trình cao, đẩy nhanh tốc độ thi công Đặc biệt, sử dụng bê tông chất lượng cao giảm tải trọng tĩnh, giảm lượng dùng vật liệu đạt hiệu kinh tế kỹ thuật Ở nước ta năm gần đây, việc nghiên cứu ứng dụng bên tông chất lượng cao quan tâm nhằm đáp ứng nhu cầu ngày cao xây dựng Tuy nhiên, với số lượng nghiên cứu cịn từ nguyên vật liệu thực tế Việt Nam Đặc biệt, ứng dụng triển khai kết nghiên cứu nhiều hạn chế, nhiều vấn đề chưa giải quyest cách cụ thể, triệt để, hiệu sử dụng chưa cao Để đáp ứng phát triển ngành xây dựng việc nghiên cứu chế tạo sử dụng bê tông chất lượng cao dùng cho cơng trình nhà siêu cao tầng địi hỏi cần thiết cấp bách Bài viết đưa nội dung chế tạo loại bê tông có cường độ cao (60Mpa) độ chảy lớn (từ 600mmm) Nghiên cứu thiết kế thành phần bê tông chất lượng cao 2.1 Vật liệu sử dụng Xi măng Xi măng sử dụng nghiên cứu xi măng Bút Sơn PC40 Có cường độ 28 ngày đạt 48 Mpa, tính chất khác đạt tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 2682:2009 Cốt liệu nhỏ Đề tài sử dụng cốt liệu nhỏ cát vàng Việt Trì Đây loại cát có mơ đun độ lớn 3,1, tính chất khác đạt tiêu chuẩn TCVN 7570:2006 cốt liệu dùng cho bê tông vữa xây dựng Cốt liệu lớn Cốt liệu lớn sử dụng đá dăm Hòa Bình có Dmax = 10mm, có mác theo cường độ chịu nén đạt 120Mpa Các tính chất đá đạt yêu cầu TCVN 7570:2006 Phụ gia hóa dẻo Glenium ACE 388 SureTec phụ gia siêu dẻo gốc polycarboxylic ether (PCE) cải tiến Sản phẩm phụ gia loại F theo tiêu chuẩn ASTM C494 Mỹ Màu nâu đậm 1,1g/cm3, độ pH: 6,0 ÷7,5 Tro bay Đề tài sử dụng loại tro bay nhiệt điện Phả Lại có khối lượng thể tích 950kg/m3, Khối lượng riêng 2,25g/cm3, độ mịn 8619 cm2/g, độ hoạt tính 85% Tro bay có tính chất đặc trưng thỏa mãn theo tiêu chuẩn TCVN-311:2004 2.2 Thiết kế thành phần bê tông chất lượng cao Thiết kế sơ Bê tông thuộc loại chất lượng cao, có cường độ cao độ chảy lớn, thành phần sơ loại bê tông xác định theo nguyên tắc bê tông tự lèn dựa theo phương pháp Hiệp hội Bê tông Nhật Bản kết bảng (trong chất kết dính có xi măng tro bay lấy 20% khối lượng nó) Vật liệu Nguồn cung cấp Xi măng Cát vàng Đá dăm Dmax=10 mm Tro bay Nước PC40 Bút Sơn Việt Trì, Vĩnh Phú Hịa Bình Hàm lượng kg/m3 489 813 774 Phả Lại Hà Nội 98 170 Thiết kế tối ưu Từ cấp phối sơ (bảng 1) đa xtieesn hành thử điều kiện thực tế vật liệu Việt Nam Sau đó, lựa chọn cấp phối tốt dùng quy hoạch thực nghiệm với phương pháp tâm xoay biến X1 (tỷ lệ nước, chất kết dính-N/CKD) X2 (tỷ lệ cát, cốt liệu-V/CL) hàm mục tiêu Độ chảy loang (Z) cường độ nén (Y) Từ kết thí nghiệm, dùng phương pháp xử lý số liệu để tìm cấp phối tốt đạt u cầu tính cơng tác cường độ Kết bình luận 3.1 Cấp phối bê tông Do dùng phương pháp quy hoạch thực nghiệm tối ưu với kế hoạch tâm xoay nên số thí nghiệm là: N=2k+2k+m, đó: k số nhân tố = 2, m số điểm lặp tâm kế hoach M=5, nên thí nghiệm cần tiến hành 13 Kết thí nghiệm bảng Bảng 2: Kết thí nghiệm No X1 + + +a -a 0 X2 + + 0 +a -a Z (mm) 665 630 650 625 660 605 680 640 680 Y (Mpa) 58.2 61 59.5 61.5 57.4 64 60.2 63.2 63.2 10 11 12 13 0 0 0 0 670 680 680 670 62.7 63 61.9 62.3 Sau xử lý kết thí nghiệm phương trình biểu diễn cường độ là: Y=62.62 1.767 X1 -0.755 X2 - 1.248X12 - 0.747 X22 Phương trình biểu diễn độ chảy loang: Z= 676 + 17.22 X1 + 9.57 X2 - 22.693 X12 - 8.932 X22 Giá trị cực đại phương trình trên: Ymax=63.439 {X2 = - 0.5067 X1 = - 0.708} hay {C/CL=0.51 N/B = 0.266} Zmax = 685.91 {X2 = 0.6914 X1 = 0.3769} hay {C/CL = 0.524 N/B = 0.278} Nhận xét: Các hàm mục tiêu có cực trị miền khảo sát Tuy chúng không đạt cwch trị giá trị biến số nwhng gần Từ phân tích ảnh hưởng biến số đến hàm mục tiêu đề tài kiến nghị nên sử dụng cấp phối bê tông sau bảng Bảng 3: Cấp phối bê tông Biến thực N/CLD 0.266 Cấp phối C/CL 0.51 XM(kg/m3 ) 533 TB kg/m3) 107 C kg/m3) 813 Đ(kg/m 3) 781 N (l/m3) 170 SD(l/m3 ) 6.4 3.2 Tính chất bê tơng chất lượng cao Để nghiên cứu tính chất bê tông chất lượng cao dùng xây dựng nhà siêu cao tầng, tiến hành nghiên cứu tính chất loại bê tơng: Một loại có cấp phối tối ưu tìm bảng 3, ký hiệu mẫu M1 loại bê tông chất lượng cao thơng thường (có cấp phối tương tự không dùng tro bay) số liệu bảng 4, ký hiệu mẫu M2 Các mẫu thí nghiệm chế tạo để xác định tính chất hỗn hợp bê tông, cường độ, mô đun đàn hồi khả thấm ion clo Kết thí nghiệm đưa bảng Bảng 4:Cấp phối bê tông chất lượng cao Mẫu TN M1 M2 XM(kg/m 3) 533 673 TB(kg/m 3) 107 - C (kg/m3) 813 806 Bảng 5: Tính chất hỗn hợp bê tơng STT Tính chất Độ chảy loang, mm Đ(kg/m3 ) 781 774 N (l/m3) SD(l/m3) 170 179 6.4 6.7 Cấp phối thí nghiệm M1 M2 650 700 T50, s Phễu V, s Hộp L, % Phân tầng, % | Bảng 6: Tính chất bê tơng STT Tính chất Cường độ nén, Mpa Tuổi ngày Tuổi ngày Tuổi 28 ngày Cường độ uốn, Mpa Mô đun đàn bồi (104Mpa) Thấm ion clo Co ngót 85 3,6 90 8,5 Cấp phối thí nghiệm M-1 M-2 36.8 54.2 69.4 7,8 53.6 71.4 78.8 7,9 4,91 5,21 570 -205 680 -330 Từ kết thí nghiệm hỗn hợp bê tơng cho thấy loại bê tông đạt tiêu bê tơng tự lèn là: khả điền đầy, khả vượt qua cốt thép khả chống lại phân tầng Độ chảy tiêu quan trọng để đánh giá tính chất hỗn hợp bê tơng tự lèn, đánh giá khả điền đầy không cần tác dụng đầm lèn Trong thí nghiệm, mẫu bê tơng sử dụng tro bay có độ chảy loang thấp hơn, điều phù hợp T50 loại bê tông lớn Như vậy, xét tính dẻo bê tơng khơng sử dụng tro bay lớn khả điền đầy tốt Tuy nhiên, với loại bê tông dẻo, khả bị phân tầng cao hơn, kết thí nghiệm khả phân tầng phù hợp mẫu thí nghiệm khả phân tầng phù hợp maaxi thí nghiệm có tro bay thấp nhiều so với mẫu thơng thường (3,6% so với 8,5%) Thí nghiệm xác định độ nhớt hỗn hợp bê tông thiết bị phễu chữ V Trong thí nghiệm loại mẫu bê tơng có thời gian chảy hết khối lượng bê tông phễu chữ V tương đương nhau, có nghĩa độ nhớt tương đương Theo suy luận thông thường độ nhớt loại bê tông khơng sử dụng tro bay thấp dẻo dễ phân tầng Tuy nhiên, thực tế với loại bê tông phù hợp, với tỷ lệ N/X thấp nên khả liên kết hồ xi măng cao, lớn nhiều so với hệ dùng thêm tro bay, vậy, khả bám dính với thành khn lớn Điều thấy rõ ràng công nghệ chế tạo loại bê tơng khơng có tro bay, việc nhào trộn khó khăn đặc biệt với loại máy trộn tự Như vậy: Theo kết thí nghiệm loại bê tơng khơng sử dụng tro bay có độ dẻo cao (khả điền đầy tốt hơn), khả chống phân tầng độ nhớt tương đương với loại bê tông dùng 20% tro bay Nhưng với công nghệ thực tế loại bê tông sử dụng tro bay dễ tạo hình nhiều đặc biệt công đoạn nhào trộn Từ kết thí nghiệm cho thấy loại bê tơng đề nghị có cường độ nén đạt 60Mpa Trong loại bê tơng khơng dùng tro bay có cường độ nén cao loại dùng 20% tro bay với giá trị không lớn (khoảng 13,5) Điều phù hợp mô đun đàn hồi loại bê tông cao so với loại sử dụng tro bay khoảng 6,1% Quy luật với cường độ uốn giá trị bé nhiều với việc dùng đến 20% tro bay cường độ uốn giảm 1% Loại bê tông dùng tro bay, tính chất học có giảm chút có độ ổn định tốt hơn, độ co ngót bé so với bê tông chất lượng cao thông thường Như vậy, với loại bê tơng tự lèn có hàm lượng xi măng cao việc thay phần chúng tro bay cho cấu trúc bê tông ổn định tốt Điều phù hợp với thí nghiệm thấm ion clo loại mẫu thuộc loại có cấu trúc đặc cao, thấm bé, nhiên có cấu trúc đặc nên loại bê tơng dùng tro bay có khả thấm ion clo thấp 16% so với mẫu thông thường Kết luận Trên sở kết nghiên cứu thiết kế thành phần bê tông chất lượng cao sử dụng cho nhà cao tầng Việt nam, rút kết luận sau: + Từ vật liệu thơng thường sẵn có nước cốt liệu có nguofongoocs từ Hà Tĩnh, chế tạo bê tông chất lượng cao với tiêu chí (cường độ > 60Mpa, độ chảy >600mm, có độ đặc cao nên khả thấm ion Cl – nhỏ) Bê tơng có tính chất thuộc loại bê tơng tự lèn, cường độ cao + Việc sử dụng phụ gia siêu dẻo bắt buộc để cải thiện tính cơng tác cường độ cho bê tông + Việc sử dụng phụ gia tro bay giảm khả chịu lực bê tơng chút ít, cải thiện cấu trúc tính chất khác bê tơng mang lại lợi ích kinh tế, kỹ thuật môi trường phù hợp với phát triển xây dựng bền vững (Nguồn: Tạp chí Vật liệu Xây dựng, Số 10/2019) ... dạng bê tông dẻo gấp 300 lần so với bê tơng thơng thường Do đó, bê tông hoạt động vật liệu đàn hồi kim loại Sử dụng ECC bê tông dẻo Xây dựng kết cấu có khả chống động đất: Cấu trúc làm bê tơng dẻo. .. sử dụng bê tông Bê tơng vải bạt: Bê tơng vải bạt thực với vật liệu bê tông dẻo Bê tơng vải bạt mạnh mẽ có độ bền so với vải thơng thường Nó sử dụng lĩnh vực quân Đối với đường cầu: Nó sử dụng. .. xi măng tạo phản ứng với nước mưa tạo số sản phẩm phức tạp mở rộng lấp đầy vết nứt nhỏ phát triển bê tông dẻo -Bê tông dẻo chứng minh nhẹ chứng minh đàn hồi 500 lần so với bê tông thường -Khả