Nghiên cứu ảnh hưởng của các loại phụ gia đến tính chất của bê tông trọng lực công trình thủy điện sông bạc hà gian

LỜI CẢM ƠN Luận văn Thạc sĩ chuyên ngành công trình thủy với tên đề tài “Nghiên cứu ảnh hưởng loại phụ gia đến tính chất bê tơng trọng lực cơng trình thủy điện Sơng Bạc – Hà Giang” hoàn thành hướng dẫn tận tình thầy giáo TS Vũ Quốc Vương thuộc môn Vật liệu xây dựng Trường Đại học Thủy lợi Luận văn hình thành với hy vọng góp phần nhỏ việc nghiên cứu ảnh hưởng loại phụ gia đến tính chất bê tơng trọng lực cơng trình thủy lợi, thủy điện Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới thầy giáo giúp đỡ to lớn Cảm ơn thầy cô giáo trường Đại học Thủy lợi, cảm ơn Phịng thí nghiệm vật liệu Trường Đại học Thủy Lợi, tác giả đề tài nghiên cứu công bố phụ gia bê tông Cảm ơn quan cá nhân giúp đỡ tạo điều kiện cho việc hoàn thành luận văn Xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành đến gia đình, người thân bạn bè đồng nghiệp cổ vũ, động viên tác giả suốt thời gian qua Với thời gian trình độ cịn hạn chế, luận văn chắn không tránh khỏi thiếu sót Rất mong nhận thơng cảm, bảo đóng góp chân tình thầy giáo, bạn bè đồng nghiệp để tác giả hoàn thiện công tác nghiên cứu khoa học làm tốt nhiệm vụ cơng tác Xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày 30 tháng 08 năm 2012 Tác giả Đoàn Văn Huân LỜI CAM ĐOAN Tên đề tài luận văn: “Nghiên cứu ảnh hưởng loại phụ gia đến tính chất bê tơng trọng lực cơng trình thủy điện Sơng Bạc – Hà Giang” Tôi xin cam đoan đề tài luận văn hồn tồn tơi làm Những kết nghiên cứu, thí nghiệm khơng chép từ nguồn thơng tin khác Nếu vi phạm tơi xin hồn tồn chịu trách nhiệm, chịu hình thức kỷ luật Nhà trường Học viên Đoàn Văn Huân MỤC LỤC MỞ ĐẦU CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ TÌNH HÌNH SỬ DỤNG VẬT LIỆU VÀ CÔNG NGHỆ THI CÔNG BÊ TƠNG TRỌNG LỰC CHO CÁC CƠNG TRÌNH THỦY LỢI, THỦY ĐIỆN Ở VIỆT NAM VÀ TRÊN THẾ GIỚI 1.1 Tổng quan tình hình sử dụng vật liệu công nghệ thi công bê tơng trọng lực cho cơng trình thuỷ lợi thuỷ điện giới 1.1.1 Tình hình xây dựng đập giới 1.1.2 Tình hình sử dụng vật liêu .4 1.1.3 Công nghệ thi công bê tơng trọng lực cho cơng trình thủy lợi, thủy điện giới .6 1.2 Tổng quan tình hình sử dụng vật liệu cơng nghệ thi cơng bê tơng trọng lực cho cơng trình thuỷ lợi thuỷ điện Việt Nam .11 1.2.1 Tình hình xây dựng đập bê tông trọng lực Việt Nam 11 1.2.1 Tổng quan tình hình sử dụng vật liệu 13 1.2.3 Công nghệ thi cơng bê tơng trọng lực cơng trình thủy lợi thủy điện Việt Nam 14 KẾT LUẬN CHƯƠNG 19 CHƯƠNG II NGHIÊN CỨU CÁC LOẠI PHỤ GIA DÙNG CHO BÊ TÔNG TRỌNG LỰC CƠNG TRÌNH THUỶ LỢI, THUỶ ĐIỆN .20 2.1 Tình hình sử dụng phụ gia giới Việt Nam 20 2.1.1 Lịch sử nghiên cứu sử dụng phụ gia cho bê tông vữa giới .20 2.1.2 Lịch sử nghiên cứu sử dụng phụ gia cho bê tông vữa Việt Nam.23 2.1.3 Các hệ thống tiêu chuẩn 27 2.2 Nghiên cứu chế hoạt động loại phụ gia dùng cho bê tông trọng lực .28 2.2.1 Định nghĩa phân loại 28 2.2.2 Cơ chế hoạt động loại phụ gia dùng cho bê tông trọng lực 33 2.3 Nghiên cứu cấp phối bê tơng có pha trộn loại phụ gia bê tông 45 2.3.1 Vật liệu chế tạo bê tông .45 2.3.2 Tính chất hỗn hợp bê tông 45 2.3.3 Những tính chất bê tông khối lớn .46 2.3.4 Cấp phối bê tơng có pha trộn phụ gia 47 2.4 Nghiên cứu ảnh hưởng loại phụ gia đến tính chất bê tơng trọng lực cơng trình thuỷ điện .56 KẾT LUẬN CHƯƠNG 58 CHƯƠNG III NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC LOẠI PHỤ GIA CHO THỦY ĐIỆN SÔNG BẠC – HÀ GIANG 59 3.1 Tổng quan thuỷ điện Sông Bạc – Hà Giang 59 3.1.1 Tên dự án: 59 3.1.2 Mơ tả chung cơng trình: .59 3.1.3 Các thông số cơng trình thuỷ điện Sơng Bạc - Hà Giang 60 3.1.4 Khối lượng thi công 64 3.1.5 Nhu cầu loại vật liệu xây dựng .65 3.2 Nghiên cứu vật liệu chế tạo bê tông cho thuỷ điện Sông Bạc – Hà Giang 65 3.2.1 Tiêu chuẩn áp dụng 65 3.2.2 Nguồn vật liệu chế tạo bê tông cho thủy điện Sông Bạc – Hà Giang .66 3.3 Thiết kế cấp phối bê tông cho thuỷ điện Sông Bạc – Hà Giang 70 3.3.1 Lựa chọn phương pháp thiết kế thành phần bê tông trọng lực thủy điện Sông Bạc .70 3.3.2 Thành phần cấp phối bê tông cho thủy điện Sông Bạc – Hà Giang 77 3.4 Ảnh hưởng loại phụ gia đến tính chất bê tơng cơng trình thuỷ điện Sơng Bạc – Hà Giang .78 KẾT LUẬN CHƯƠNG 79 CHƯƠNG IV NGHIÊN CỨU TỔ HỢP CÁC LOẠI PHỤ GIA ĐỂ NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG CƠNG TRÌNH THỦY ĐIỆN SƠNG BẠC – HÀ GIANG 80 4.1 Nghiên cứu loại phụ gia, tổ hợp loại phụ gia dùng cho cơng trình thuỷ điện Sông Bạc – Hà Giang 80 4.2 Nghiên cứu ảnh hưởng loại phụ gia đến tính chất bê tơng vữa bê tơng cơng trình thuỷ điện Sơng Bạc – Hà Giang 80 4.2.1 Ảnh hưởng loại phụ gia đến tính cơng tác hỗn hợp bê tông 80 4.2.2 Ảnh hưởng loại phụ gia đến cường độ bê tông 82 4.2.3 Ảnh hưởng loại phụ gia đến mác chống thấm bê tông 85 4.3 Ảnh hưởng loại tổ hợp phụ gia đến tính chất bê tơng cơng trình thủy điện Sơng Bạc_Hà Giang 86 4.3.1 Tổ hợp phụ gia tro bay tro bay nhiệt điện Phả lại phụ gia hóa dẻo Sikament R4 .87 4.3.3 Kết khảo sát thực tế công trường .89 KẾT LUẬN CHƯƠNG 90 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 91 TÀI LIỆU THAM KHẢO 92 DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1 Thống kê sơ lược lượng dùng xi đập BTTL giới Bảng 1.2 Số lượng đập BTĐL số nước giới 10 Bảng 1.3 Một số đập bê tông lớn xây dựng Việt Nam 12 Bảng 1.4 Một số đập bê tông trọng lực Việt Nam 15 Bảng 1.5: Một số đập BTĐL hoàn thành thi công Việt Nam 16 Bảng 2.1 Các yêu cầu vật lý phụ gia khống hoạt tính nghiền mịn 30 Bảng 2.2 Các yêu cầu hoá học phụ gia khoáng hoạt tính nghiền mịn 31 Bảng 2.3: Phân loại phụ gia yêu cầu kỹ thuật phụ gia bê tông theo ASTM-C618 [2] .32 Bảng 2.4: Yêu cầu kỹ thuật phụ gia chống thấm 33 - Lấp đầy khoảng trống hạt cốt liêu mịn ( nhóm Puzolan-P, Tro bay – T) .34 Bảng 2.5 : Thành phần hố học puzơlan có nguồn gốc núi lửa 35 Bảng 2.6: Giới thiệu số mỏ Puzơlan Việt Nam .36 Bảng 2.7 : Chất lượng phụ gia đá bazan 37 Bảng 2.8: Kết thí nghiệm Tro bay Phả Lại - Sông Đà - Cao Cường .40 Bảng 2.9: Kết thí nghiệm Tro bay Phả Lại - Vina Fly ash 41 Bảng 2.10 Một số cơng trình bê tơng khối lớn sử dụng tro bay giới 48 Bảng 2.11: Nhiệt thủy hóa chất kết dính có khơng có tro bay[23] 49 Bảng 2.12: Thành phần cấp phối bê tông cho 1m3 49 Bảng 2.13: Thành phần cấp phối bê tông cho 1m3 50 Bảng 2.14 Thành phần cấp phối BTKL kiến nghị cho 1m3 công trình thủy điện Tuyên Quang 52 Bảng 2.15 Thành phần cấp phối BTĐL kiến nghị cho 1m3 cơng trình Sơn La .52 Bảng 2.16: Cấp phối bê tông đối chứng sử dụng phụ gia cho bê tông lõi đập M150 53 Bảng 2.17: Cấp phối bê tơng đối M25 có sử dụng PGHD Sikament R4, PGCT PlastocreteRN 53 Bảng 2.18: Cấp phối bê tơng có pha trộn phụ gia hóa dẻo BIFI-03[29] .54 Bảng 2.19: Một số tính chất phụ gia BIFI-PUZOLAN 02[29] 55 Bảng 2.20: Cấp phối bê tơng có pha trộn phụ gia BIFI PUZOLAN-02[29] 55 Bảng 3.1 Thơng số cơng trình[17] 61 Bảng 3.2: Bảng khối lượng thủy điện Sơng Bạc – Hà Giang 65 Bảng 3.3: Bảng tổng hợp nhu cầu sử dụng vật liệu 65 Bảng 3.4: Chỉ tiêu lý xi măng PCB40-Quang Sơn 67 Bảng 3.5: Chỉ tiêu lý cốt liệu cát [17] 67 Bảng 3.6: Chỉ tiêu lý đá dăm [17] .68 Bảng 3.7: Kết thí nghiêm tiêu lý phụ gia tro bay Phả Lại .69 Bảng 3.8 : Tỷ lệ N/CKD bê tông khối lớn 73 Bảng 3.9: Quan hệ gần cường độ tỷ lệ N/CDK 73 Bảng 3.10 Lượng nước trộn gần cho 1m3 hỗn hợp bê tông 74 Bảng 3.11: Hàm lượng cốt liệu lớn( theo % thể tích tuyệt đối tổng hàm lượng cốt liệu) 75 Bảng 3.12: Nghiên cứu cấp phối bê tông sử dụng phụ gia cho tro bay nhiệt điện 77 Bảng 3.13 Cấp phối bê tông đối chứng bê tong sử dụng phụ gia chống thấm .78 Bảng 4.1: tỉ lệ N/X pha trộn phụ gia chống thấm .81 Bảng4.2: Cường độ bê tông sử dụng tro bay nhiệt điện 83 Bảng 4.3 Ảnh hưởng PlastocreteR N đến cường độ bê tông .84 Bảng 4.3: Mác chống thấm bê tơng có pha trộn PGCT 85 Bảng 4.4: Cấp phối bê tơng có phụ Sikament R4 Tro Bay 87 Bảng 4.5: Ảnh hưởng tổ hợp phụ gia đến cường độ nén mẫu 87 Bảng 4.6: Cấp phối bê tơng có phụ gia sikament R4 PlastocreteRN 88 Bảng 4.7: Ảnh hưởng tổ hợp phụ gia tới cường độ bê tơng .88 DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1: Đập thủy điện Hoover_Mỹ Hình 1.2 Đập Chambon - Pháp Hình 1.3: Đập Miyagase - Nhật Bản Hình 1.4: Đập Grande Dixence- Thụy Sỹ Hình 1.5: Thượng lưu đập thủy điện Sơn La 17 Hình 1.6 : Phối cảnh thủy điện Lai Châu 17 Hình 1.7 : Thủy điện Sê San 18 Hình 1.8: Thủy điện Tà Thàng – Lào Cai 18 Hình 2.1 Sự phát triển nhiệt độ tâm mẫu bê tơng 15x15x15cm [23] 49 Hình 4.1: Bảng quan hệ tỉ lệ N/X mác bê tông 82 Hình 4.2: Ảnh hưởng PlastocreteR N đến cường độ bê tông 84 Hình 4.2: Tương quan mác chống thấm bê tơng có PGCT bê tơng khơng có PGCT 86 Hình 4.3: Biểu thị cường độ nén mẫu bê tông 87 Hình 4.4: Ảnh hưởng tổ hợp phụ gia đến cường độ bê tông 88 MỞ ĐẦU Tính cấp thiết Đề tài Từ năm 1975 đến nay, nước ta bước vào nghiệp cơng nghiệp hố - đại hố nên cơng trình thuỷ lợi, thuỷ điện xây dựng khắp nước đập bê tông trọng lực trở nên phổ biến với quy mơ hình thức ngày phong phú Đầu mối cơng trình thuỷ lợi, thuỷ điện như: Sê San 3, Bản Vẽ, Tân Giang, … đập tràn đầu mối thuỷ điện Hồ Bình, Tun Quang,… đập bê tơng với khối lượng hàng triệu m3 bê tông, chiều cao đập từ 70 –138m Việt Nam sử dụng thành công kĩ thuật công nghệ xây dựng đập bê tơng trọng lực có quy mô chiều cao khối lượng bê tông ngày lớn Trong năm gần đây, cơng trình xây dựng nước ta ngày có quy mơ lớn, địi hỏi phải có loại bê tơng tính cao phục vụ mục đích đặc biệt như: Thi công kết cấu chịu va chạm; chống thấm … Các loại bê tông phải đảm bảo yêu cầu kỹ thuật về: cường độ cao, phát triển nhanh, dễ chảy, khả điền đầy cao, ổn định kích thước, bám dính tốt, khơng phân tầng, tách nước, khơng rạn nứt, bền với điều kiện khí hậu, kháng va đập, chịu rung động, có khả bảo vệ cốt thép, chống thấm, … v.v Công nghệ xây dựng cơng trình thuỷ lợi, thuỷ điện khơng ngừng cải tiến để tăng chất lượng hạ giá thành cơng trình Cơng nghệ thay đổi đôi với vật liệu thay đổi đặc biệt việc sử dụng phụ gia để cải tạo tính chất bê tơng, kéo dài tuổi thọ cơng trình, đảm bảo an toàn quản lý, sử dụng đập lớn vấn đề mang tính khoa học, kinh tế thực tiễn vơ to lớn Vì vậy, việc “Nghiên cứu ảnh hưởng loại phụ gia đến tính chất bê tơng trọng lực, lựa chọn tổ hợp loại phụ gia để nâng cao chất lượng cơng trình thuỷ điện Sơng Bạc - Hà Giang” cần thiết Mục đích Đề tài Nghiên cứu ứng dụng loại phụ gia cho cơng trình bê tơng trọng lực, tìm ảnh hưởng loại phụ gia đến tính chất bê tông trọng lực thuỷ điện Sông Bạc - Hà Giang Từ tìm ảnh hưởng tích cực phụ gia đến tính chất bê tông trọng lực để phát huy hạn chế ảnh hưởng tiêu cực Cách tiếp cận phương pháp nghiên cứu - Dựa vào sở lý thuyết kết hợp với thí nghiệm phịng để tìm loại phụ gia dùng cho bê tông trọng lực - Nghiên cứu tài liệu nước loại phụ gia bê tông dùng cho công trình thuỷ lợi, thuỷ điện - Nghiên cứu lý luận kết hợp thực nghiệm phòng Kết dự kiến đạt - Đưa loại phụ gia bê tơng dung cho cơng trình thuỷ lợi, thuỷ điện - Đưa ảnh hưởng loại phụ gia đến tính chất bê tơng trọng lực - Ứng dụng loại phụ gia nghiên cứu vào xây dựng cho cơng trình thủy điện Sơng Bạc - Hà Giang 87 4.3.1 Tổ hợp phụ gia tro bay tro bay nhiệt điện Phả lại phụ gia hóa dẻo Sikament R4 Bảng 4.4: Cấp phối bê tơng có phụ Sikament R4 Tro Bay Thành phần cấp phối Mẫu Xi măng Nước (Kg) 236 178 182 CP1 CP2 CP3 Cát (lít) 175 168 162 Đá (Kg) 642 633 646 (Kg) 1234 1241 1186 PGHD PGHT SikamentR4 (lít) 1.27 TB Phả Lại (Kg) 45 47 Bảng 4.5: Ảnh hưởng tổ hợp phụ gia đến cường độ nén mẫu 28 ngày (N/mm2) (N/mm2) (N/mm2) CP1 15.72 18.95 21.42 CP2 12.7 16.32 19.89 CP3 15.1 17.8 21.8 Mẫu 23 Cường độ nén MPa 21 19 17 15 CP1 13 CP2 CP3 11 10 15 20 25 30 Thời gian(ngày) Hình 4.3: Biểu thị cường độ nén mẫu bê tơng Từ kết thí nghiêm cho thấy: Mẫu CP3 có cường độ nén tuổi 3, ngày 15,1Mpa; 17,8 Mpa gần tương đương với mẫu đối chứng CP1là 15.72 Mpa; 18,95 88 Mpa, cao mẫu CP2 12,7 Mpa; 16,32 Mpa Kết nén tuổi 28 ngày mẫu CP3 đạt cường độ 21.8 Mpa cao mẫu CP2, CP1 4.3.2 Tổ hợp phụ gia chống thấm PlastocreteR N phụ gia hóa dẻo Sikament R4 Bảng 4.6: Cấp phối bê tơng có phụ gia sikament R4 PlastocreteRN Mẫu Xi măng (Kg) 312 314 323 348 CM1 CM2 CM3 CM4 Nước (lít) 175 168 165 165 Thành phần cấp phối PGHD Cát Đá SikamentR4 (Kg) (Kg) (lít) 673 1274 679 1281 681 1285 3.23 683 1279 3.21 PGCT plastoceteRN (Kg) 1.26 1.32 1.4 Ảnh hưởng tổ hợp phụ gia Sikament R4 Plastocrete N đến cường độ bê tông Bảng 4.7: Ảnh hưởng tổ hợp phụ gia tới cường độ bê tông Mẫu CM1 CM2 CM3 CM4 ngày 13.6 14.2 15.4 16.3 Cường độ nén (Mpa) ngày 20 21.3 23.4 24.5 28 ngày 25.9 26.8 28.7 30.8 Hình 4.4: Ảnh hưởng tổ hợp phụ gia đến cường độ bê tơng 89 Từ kết thí nghiêm cho thấy: Mẫu CM3, CM4 có pha trộn 0,9-1(lít) phụ gia hóa dẻo Sikament R4 cho cường độ phát triển tuổi 3, 7, 28 ngày cao mẫu đối chứng CM1, cao so với mẫu có phụ gia chống thấm CM2 Ảnh hưởng tổ hợp phụ gia Sikament R4 Plastocrete N đến mác chống thấm bê tông Mẫu bê tông CM2; CM3 mác chống thấm đạt daN/cm2, mẫu CM4 cần tăng thêm 25Kg xi măng, với lượng phụ gia hóa dẻo Sikament R4 0,9-1 lít/100Kg xi măng, kết hợp với phụ gia chống thấm với hàm lượng 0,4 lít/100Kg xi măng đạt mác chống thấm lên tới 8daN/cm2 4.3.3 Kết khảo sát thực tế công trường Hiện công trường thủy điện Sông Bạc_Hà Giang áp dụng cấp phối bê tơng có sử dụng phụ gia chống thấm PlastoceteRN phụ gia hóa dẻo Sikament R4 Qua kết thí nghiệm, khảo sát thực tế thi cơng công trường thủy điện Sông Bạc cho thấy việc áp dụng phụ gia chống thấm phụ gia hóa dẻo vào hỗn hợp bê tông cải thiện tính chất bê tơng tốt Một số kết thấy là: - Vữa bê tơng vận chuyển từ trạm trộn đến công trường giữ nguyên độ sụt thiết kế, bê tông dẻo, hỗn hợp bê tông không bị phân tầng, không bị tách nước, làm tăng tính thi cơng, dễ đầm dùi, bê tơng dàn đều, thuận lợi hồn thiện bề mặt - Bề mặt hồn thiện đẹp, mịn, khơng bị co ngót - Kết thí nghiệm ngồi trường cho thấy cường độ độ chống thấm bê tơng đạt tương đương với kết phịng thí nghiệm 90 KẾT LUẬN CHƯƠNG Qua kết nghiên cứu ảnh hưởng loại phụ gia tới tính chất bê tơng trọng lực, áp dụng vào cơng trình thủy điện Sơng Bạc cho thấy: Phụ gia khống hoạt tính( tro bay nhiệt điện Phả Lại) ảnh hưởng tới tính chất bê tơng trọng lực như: - Tăng tính đặc bê tơng, làm mịn bề mặt bê tông sau đầm, chống nứt bề mặt - Làm giảm lượng nước trộn bê tơng, tăng tính cơng tác hỗn hợp bê tông khối lớn, giảm phân tầng hỗn hợp bê tơng - Làm chậm q trình ninh kết hỗn hợp bê tơng, thuận lợi cho q trình thi cơng bê tơng - Giảm nhiệt thủy hóa bê tông khối lớn so với bê tông khối lớn không sử dụng phụ gia khống hoạt tính Phụ gia chống thấm PlastocreteRN ảnh hưởng tới số tính chất hỗn hợp bê tơng: - Làm tăng tính cơng tác hỗn hợp bê tông, giảm lượng nước trộn bê tơng - Tăng tính đặc bê tông, tăng cường bê tông đồng thời làm tăng độ chống thấm so với bê tông không sử dụng phụ gia chống thấm 91 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 1.Kết luận Trong bê tông khối lớn có sử dụng tro bay nhiệt điện thay phần xi măng có tác dụng làm tăng tính cơng tác bê tông, giảm lượng nước trộn, tăng cường độ bê tông, tăng khả chống thấm, làm giảm nhiệt thủy hóa Phụ gia tro bay làm giảm cường độ tuổi 3,7, 28 ngày Sau tuổi 28 ngày cường độ bê tông phát triển nhanh đạt ngang với mẫu đối chứng, chí cịn cao Phụ gia chống thấm pha trộn vào hỗn hợp bê tơng với liều lượng 0,4 lít/100kg xi có tác dụng làm tăng tính cơng tác hỗn hợp, tăng cường độ bê tông làm tăng khả chống thấm cho bê tông Điều áp dụng thực tế công trường thủy điện Sơng Bạc Kết thí nghiệm thưc tế ngồi trường tương đương với kết thí nghiệm nghiên cứu 2.Kiến nghị Do thời gian thực đề tài ngắn, điều kiện hạn chế luận văn xem xét ảnh hưởng phụ gia tro bay nhiệt điên, phụ gia chống thấm tới số tính chất bê tơng trọng lực như: tính cơng tác bê tông, cường độ độ chống thấm bê tơng Chưa nghiên cứu đến số tính chất như: tính chất nhiệt, tính co ngót, độ từ biến, khối lượng thể tích bê tơng Tác giả có số kiến nghị: Tiếp tục nghiên cứu số tính chất khác bê tơng như: Tính chất nhiệt thủy hóa, khả chịu kéo, độ co ngót, độ từ biến bê tông… Nên áp dụng tro bay thay phần xi măng cho cơng trình bê tơng khối lớn đập bê tơng trọng lực cơng trình thủy lợi thủy điện Việt Nam 92 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt Bộ Nông Nghiệp & PTNT Bộ khoa học công nghệ, Sổ tay kỹ thuật thủy lợi Bộ Nông nghiệp & PTNT, Tiêu chuẩn 14 TCN 103:1999 Công ty tư vấn xây dựng điện 1, Báo cáo công tác thiết kế cấp phối bê tơng cơng trình thủy điện Tun Quang, Hà Nội 2004 Nguyễn Quang Cung, Báo cáo nghiên cứu cát nhân tạo sử dụng cho bê tông Vữa xây dựng Đào Đạt cộng sự, Báo cáo kết thí nghiệm tro bay nhà máy nhiệt điện Phả Lại dùng cho cơng trình đập Tân giang, Hà Nội 2002 Nguyễn Quang Hiệp, Công nghệ bê tông đầm lăn - tình hình sử dụng giới triển vọng Việt Nam Viện chuyên ngành bê tông-Viện KHCN xây dựng TS.Lương Đức Long cộng sự, Báo cáo tổng kết đề tài cấp Nghiên cứu suer dụng tro nhiệt điện đốt than tầng sơi tuần hồn có khử sunphua(CFBC) nhà máy nhiệt điện Cao Ngạn cho sản xuất vật liệu xây dụng, Hà Nội 2009 Nguyễn Văn Mạo, Đập bê tông bê tông cốt thép (Bài giảng sau đại học ) Lê Minh, Hồng Phó Un, Lê Đình Thắng, Nguyễn Quốc Dũng, Trần Thế Vinh, Ứng dụng phát triển công nghệ vật liệu để sửa chữa xây dựng công trình thủy lợi 10 Vũ Hải Nam, Nghiên cứu sử dụng tro tuyển Phả Lại hàm lượng cao bê tông khối lớn thông thường dung cho đập trọng lực, Luận án tiến sĩ khoa học, Hà Nội 2012 11 Nguyễn Như Quý, Nghiên cứu ảnh hưởng phụ gia mịn bột đá vôi tro bay nhiệt điện đến tính chất hỗn hợp bê tơng bơm 12 Vũ Thanh Te, Thi công Bê tông đầm lăn 13 Nguyễn Như Oanh, Bài giảng Cao học Vật liệu xây dựng – Trường ĐHTL 14 Thiết kế kỹ thuật dự án thủy điên sông Bạc - Hà Giang 93 15 Trung tâm kiểm định xây dụng Lào Cai “Báo cáo thiết kế thành phần cấp phối bê tông, thủy điện Tà Thàng - Lào Cai”, phịng thí nghiêm LAS 418 16 Trường Đại học Thủy lợi, Bê tông khối lớn dung cho đập trọng lực - Bài giảng cao học 17 Hồng Phó Un, Một số kết ứng dụng bê tông đầm lăn xây dựng đập trọng lực cơng trình thủy lợi, thủy điện Việt Nam 18 Hồng Phó Un, Nguyễn Tiến Trung, Nghiên cứu sử dụng tro bay từ phế thải nhà máy nhiệt điện Phả Lại I làm phụ gia khống hoạt tính nhằm tăng tuổi thọ, chống lại tượng nứt nhiệt thủy hóa bê tơng khối lớn Tuyển tập kết KHCN 1999-2000, Viện KHTL, NXB Nơng nghiệp 2001 19 Hồng Phó Un, Phụ gia cho bê tơng vữa cơng trình thủy lợi Tiếng Anh 20 ACI 211.1 Standard practice for selecting proportion for normal, heavyweight and mass concrete 21 ACI.207.1R-96, Mass concrete 22 ACI 232.2R-96 USE of fly Ash in concrete 23.Andre Bisailon, Michel Rivest, and V.M Malhotra, perfor mance of High volume Fly Ash concrete in large Experimental Monoliths, ACI Materials -1994 24 Cengiz Duản Atis, heat evolution of High-volume fly Ash concrete, cement and concrete re seacrch 32-2002 25 Rafat Siddique, Performance Characteristics of High – Volume Class F Fly Ash concrete, Cement and Concrete Reseatch 34 (2004) 26 V.M Malhotra va P.K Mehta, High Performance, High – Volume Fly Ash concrete for Building Sustainable and Durable Structures, 2008 27 WWW VNCOLD.VN 28 WWW.BIFI.COM.VN PHỤ LỤC Phụ Lục 1: Thiết kế thành phần bê tông khối lớn Dmax70 mm, hàm lượng tro bay thay 30% theo thể tích chất kết dính Ví dụ: Thiết kế bê tông khối lớn cho đập bê tông trọng lực: chọn cấp thiết kế tuổi 90 ngày đạt 16,0 MPa mẫu trụ 15x30cm, quy mẫu lập phương 15x15x15 cm =16,0x1,2=19,2 MPa Tiến hành quy đổi cường độ chịu nén bê tông theo công thức sau: Rbtb = Rbt(1-0,84v) hay Rbt90 = Trong đó: Rbtb (1 − 0,84v) Rbtb – cấp bê tông tuổi thiết kế, MPa; Rbt – cường độ nén bê tông(mác bê tông), MPa; K – hệ số xác xuất (đối với cơng trình thủy lợi, thủy điệncho phép 20% kết thử nén thấp RTT, k=0,84; ν – hệ số biến động tiêu chuẩn cường độ mẫu thử, ν=0,135 với cường độ chịu nén, ν=0,165 với cường độ chịu kéo, (TCXDVN 356:2005) Thay vào cơng thức ta có: Rbt90 = 19,2 = 21,7 Mpa (1 − 0,84 * 0,135) Từ tuổi bê tông 90 ngày ta quy tuổi bê tông 28 ngày theo công thức: Rbt28 Log (28) 1,45 = = ⇒ Rbt28 = 0,74 xRbt90 m Log ( 90 ) , 95 Rbt Ta có Rbt28 = 21,7x0,74 = 16,2 Mpa Bước 1: Xác định tất yêu cầu bê tơng khối lớn bao gồm: - Đường kính danh nghĩa lớn cơt liệu lớn dùng cho kết cấu cơng trình Dmax:70mm - Độ sụt hỗn hợp bê tông: 6-8cm - Cường độ quy định bê tông độ tuổi quy định: - Yêu cầu chất lượng cốt liệu - Loại xi măng (PCB 40 – Quang Sơn) Tro bay nhiệt điện Phả Lại Bước 2: Xác định tính chất vật liệu chế tạo bê tơng: - Khối lượng riêng côt liệu: ρcát = 2,61g/cm3, ρđá = 2,713g/cm3 - Độ hấp thụ nước cốt liệu: đá 0,51%, cát 1,03%; - Mô đun độ lớn cốt liệu nhỏ: 2,72; - Khối lượng riêng xi măng Pooclăng PCB40 – Quang Sơn: ρx = 3,120 g/cm3; - Khối lượng riêng tro bay nhiệt điện Phả Lại: ρT = 2,39 g/cm3 ; - Lượng trộn tro bay nhiệt điện lấy 30% thể tích tuyệt đối chất kết dính bê tông bên khối lớn Ghi chú: Chất kết dính (CKD) hỗn hợp xi măng tro bay nhiệt điện Phả Lại Bước 3: Xác định tỉ lệ N/CKD: Tỉ lệ N/CKD sơ chọn theo bảng 3.8: Chọn sơ tỷ lệ N/CDK =0,72 (1) Tỷ lệ N/CDK có quan hệ với cường độ bê tông bảng 3.9 Từ cường độ nén yêu cầu tra tỷ lệ N/CDK=0,88 (2) So sánh (1) (2) ta chọn tỷ lệ N/CDK = 0,72 Bước 4: Xác định sơ lượng nước trộn theo bảng 3.10, dựa vào đường kính danh nghĩa lớn cốt liệu lớn Dmax=70mm độ sụt yêu cầu hỗn hợp bê tông Sn = 6-8cm Từ bảng 3.10, Chọn sơ lượng nước trộn, N=170 (lít) Bước 5: Tính hàm lượng xi măng 1m3 hỗn hợp bê tông từ tỷ lệ N/CDK lượng nước xác định bước bước Hàm lượng chất kết dính: CDK = 170/0.72 = 236 (kg) Bước 6: Xác định thể tích tuyệt đối chất kết dính (gồm xi măng Tro bay) thể tích tuyệt đối riêng xi măng tro bay theo công thức: VCDK = CDK (m ) ρ CDK (1000) Trong đó: ρ CDK = ρ x X + ρ t (100 − X ) V x = VCDK (1 − FT ) 100 Vt = VCDK FT Với: VCDK: thể tích tuyệt đối chất dính kết, m3; VX, VT: thể tích tuyệt đối xi măng tro bay nhiệt điện, m3; CDK: khối lượng chất dính kết bê tơng, kg; ρCDK: khối lượng riêng chất kết dính, kg/dm3; ρX , ρT: khối lương riêng xi măng tro bay, kg/dm3; FT: tỉ lệ tro bay nhiệt điện tính theo thể tích tuyệt đối chất dính kết; X: hàm lượng xi măng,% Với hàm lượng tro bay thay 30% thể tích tuyệt đối CKD, hàm lượng xi măng 70% Theo phương pháp thay thể tích tuyệt đối chất kết dính thể tích tuyệt đối CKD/1m3 bê tơng ban đầu hàm lượng thể tích xi măng tính bước - Thể tích chất kết dính ban đầu chưa thay hàm lượng tro bay: VCDK = V Xbđ = - 236 = 0,076(m ) 3.120 * (1000) Thể tích tro bay thay thể tích xi măng cịn lại là: Vt = VCDK FT = 0,076 * 0,3 = 0,023 (m3) V x = VCDK (1 − FT ) = 0,081 * (1 − 0,3) = 0,053 (m3) Với: FT =0,3 (tương đương 30%) : tỉ lệ tro bay nhiệt điện tính theo thể tích tuyệt đối chất dính kết Bước 7: Xác định % thể tích tuyệt đối cơt liệu lớn tổng thể tích cơt liệu dựa mô đun lớn cốt liệu nhỏ kích thước danh nghĩa lớn cốt liệu lớn, tra theo bảng 3.11 Với Dmax =70mm, mô đun độ lớn cát 2,72 tra bảng 3.11, ta chọn so hàm lượng cốt liệu lớn 73% Bước 8: Xác định thể tích tuyệt đối cát, lấy đơn vị thể tích bê tơng trừ thể tích tuyệt đối vật lệu thành phần xác định bước thể tích cốt liệu Dựa vào kết bước xác định thể tích tuyệt đối côt liệu nhỏ cốt liệu to - Xác định lại lượng nước thay đổi: Ntđ =0,72*(0,053x3120+0,023x2390) = 158 (lít) - Thể tích tuyệt đối cốt liêu cát đá hỗn hợp bê tông là: Vcđ = - Vx – VT –VN = 1- 0,053 – 0,023 – 158/1000 = 0,766 m3 - Thể tích tuyệt đối côt liệu lớn là: Vđ = 73%xVcđ = 0,73x0,766 = 0,559 m3 - Thể tích tuyệt đối cốt liệu nhỏ là: Vc = (1-0,73)xVcđ = (1-0,73)x0,766 = 0,207 m3 Bước 9: Chuyển đổi tất thể tích tuyệt đối sang khối lượng thành phần bê tông - Khối lượng xi măng/1m3 bê tông: mx = Vx*ρX =0,053*3120 = 165,28 (kg); - Khối lượng tro bay/ 1m3 bê tông: mT = VT*ρT = 0,023*2390 = 54,26(kg); - Khối lượng đá/ 1m3 bê tông: mĐ = Vđ*ρđ = 0,559*2713 = 1518 (kg); - Khối lượng cát/ 1m3 bê tông: mC = Vc*ρc =0,204*2610 = 540 (kg); - Lượng nước trộn/ 1m3 bê tông: N = 158 (lít); Bước 10: Trộn mẻ thử để thí nghiệm, kiểm tra tính chất yêu cầu bê tông, điều chỉnh lại thành phần cấp phối Bảng Cấp phối sau điều chỉnh lại STT TB/CKD (%) 30 Thành phần cấp phối Xi măng (kg) 165 Tro bay Đá Cát Nước (kg) (kg) (kg) (lít) 54 1351 700 158 Phụ lục 2: Các bảng số liệu Bảng Thành phần cấp phối hạt đá dăm 5x70mm I CÁC CHỈ TIÊU CƠ LÝ Chỉ tiêu Đơn vị kết g/cm3 2.713 g/cm 1.43 % 47.29 % 0.51 % 4.23 % 3.15 % 11.03 % 0.65 II CẤP PHỐI HẠT Đá Đá 1x2 Đá 2x4 4x6 Kích Trọng Trọng Trọng thước % % % lượng lượng lượng lỗ sàng riêng riêng riêng trên biệt biệt biệt sàng sàng sàng (mm) (g) (%) (g) (%) (g) (%) 100 0,0 0,0 0,0 70 0 0 154,0 2,3 40 0,0 960 37,2 6532,0 97,4 20 243 31,4 1623 62,8 20,0 0,3 10 530 68,6 0,0 0,0 0 0 0 Đáy 0 0 0 Tổng 773 2583 6706 Tỷ lệ trộn 38 27 35 Khối lượng thể tích hạt 2, Khối lượng thể tích xơp 3.Độ rỗng Hấp thụ nước Lượng hạt thoi dẹt Lượng hạt yếu Nén dập bão hòa Hàm lượng bụi, bùn, sét Yêu cầu kỹ thuật TCVN 7572:2006 Nhận xét ≤50 ≤35 ≤2 Mẫu tổng Trọng lượng sàng (g) 0,8 44,1 29,0 21,6 0 % riêng biệt (%) 0,0 0,3 44,4 73,4 99,5 99,5 99,5 99,5 Bảng 2: Thành phần cấp phối hạt đá dăm 1x2 cm I CÁC CHỈ TIÊU CƠ LÝ Yêu cầu Chỉ tiêu Đơn vị kết kỹ thuật Nhận xét TCVN 7572:2006 Khối lượng thể tích hạt g/cm3 2,720 - 2, Khối lượng thể tích xôp g/cm3 1,426 - 3.Độ rỗng % 47,6 - Hấp thụ nước % 0,62 - Lượng hạt thoi dẹt % 5,2 ≤50 Lượng hạt yếu % 3,45 ≤35 Độ mài mòn los Angeles % 21,69 Hàm lượng bụi, bùn, sét % 0,86 ≤2 II CẤP PHỐI HẠT ĐÁ 1X2CM Kích thước lỗ sàng Lượng sót sàng Lượng tích lũy (mm) (g) (%) (%) 25 0,0 0,0 0,0 20 730 6,6 6,6 15 5032 45,4 52,0 10 4820 43,5 95,5 Đáy 498 Tổng 11080 Bảng 3: Thành phần cấp phối hạt đá dăm 2x4 cm I CÁC CHỈ TIÊU CƠ LÝ Yêu cầu Chỉ tiêu Đơn vị kết kỹ thuật TCVN Nhận xét 7572:2006 Khối lượng thể tích hạt g/cm3 2,720 - 2, Khối lượng thể tích xơp g/cm3 1,431 - 3.Độ rỗng % 47,4 - Hấp thụ nước % 0,57 - Lượng hạt thoi dẹt % 3,42 ≤50 Lượng hạt yếu % 2,71 ≤35 Độ mài mòn los Angeles % 21,65 Hàm lượng bụi, bùn, sét % 0,51 ≤2 II CẤP PHỐI HẠT ĐÁ 1X2CM Kích thước Lượng sót sàng Lượng tích lũy lỗ sàng (mm) (g) (%) (%) 25 0,0 0,0 0,0 20 885 7,3 7,3 15 5757 47,6 54,9 10 4889 40,4 95.3 Đáy 569 Tổng 121000 ... Bạc – Hà Giang 80 4.2 Nghiên cứu ảnh hưởng loại phụ gia đến tính chất bê tơng vữa bê tơng cơng trình thuỷ điện Sông Bạc – Hà Giang 80 4.2.1 Ảnh hưởng loại phụ gia đến tính cơng... điện Sông Bạc .70 3.3.2 Thành phần cấp phối bê tông cho thủy điện Sông Bạc – Hà Giang 77 3.4 Ảnh hưởng loại phụ gia đến tính chất bê tơng cơng trình thuỷ điện Sơng Bạc – Hà Giang... hợp bê tơng 80 4.2.2 Ảnh hưởng loại phụ gia đến cường độ bê tông 82 4.2.3 Ảnh hưởng loại phụ gia đến mác chống thấm bê tông 85 4.3 Ảnh hưởng loại tổ hợp phụ gia đến tính chất bê tơng cơng trình