Đang tải... (xem toàn văn)
Tóm tắt: Bài báo trình bày về công thức dự báo nhiệt độ bê tông tươi và nhiệt độ trong lõi và trên mặt của bê tông trong quá trình rắn chắc. Phương pháp điều chỉnh nhiệt độ bê tông HPC và phương pháp thi công bê tông HPC trong điều kiện nóng.
CƠNG THỨC DỰ BÁO TÍNH NĂNG BÊ TƠNG CHẤT LƯỢNG CAO TRONG ĐIỀU KIỆN KHÍ HẬU NĨNG GS TS PHẠM DUY HỮU TS ĐÀO VĂN ĐÔNG ThS PHẠM DUY ANH Viện KH CN xây dựng GT Trường Đại học Giao thơng Vận tải Tóm tắt: Bài báo trình bày công thức dự báo nhiệt độ bê tông tươi nhiệt độ lõi mặt bê tơng q trình rắn Phương pháp điều chỉnh nhiệt độ bê tông HPC phương pháp thi công bê tơng HPC điều kiện nóng Giải pháp chủ yếu hạ thấp nhiệt độ nước cốt liệu bê tông tươi Summary: This article introduces the formula for predicting fresh concrete’s temperature and the temperature of core and surface in the progress of harderning Methods of adjustment and contruction of HPC in hot weather are also presented The main solution is to reduce the temperature of water and aggregate in fresh concrete Công nghệ bê tơng điều kiện khí hậu nóng Bê tơng chất lượng cao HPC thường có lượng xi măng cao 450 - 500 kg/m3 Vì nhiệt lượng toả lớn, thi công bê tông mùa hè nhiệt độ giới hạn lịng bê tơng > 820C gây nứt bê tông Phương pháp nhào trộn, vận chuyển, đổ khuôn bê tông thông thường không áp dụng xác trường hợp khí hậu nóng Tại Việt Nam, qui định nhiệt độ khơng khí 300C coi khí hậu nóng Tại nhiệt độ này, nhiều vấn đề xẩy ra: Tốc độ thuỷ hoá xi măng nhanh, thời gian ninh kết ngắn; Nước nhào trộn bay nhanh; Co ngót dẻo lớn hơn; Có thời gian hồn thiện; Giảm độ ẩm tương đối; Hút nước khỏi bê tông ván khn; Khó khăn bảo dưỡng liên tục bảo dưỡng phần; Khó khăn sử dụng phụ gia khí Những vấn đề cần xem xét muốn chế tạo bê tơng có chất lượng cao điều kiện khí hậu nóng Giải pháp phải hạ thấp nhiệt độ bê tông tươi đến 200C kết hợp với biện pháp hút nhiệt lõi bê tông ống dẫn nước lạnh qua bê tông Nhiệt độ bê tông phụ thuộc vào nhiệt độ vật liệu nhiệt độ môi trường Ở nhiệt độ cao thời gian ninh kết giảm, bê tơng sớm đơng cứng tính cơng tác giảm nhanh Điều gây khó khăn thi cơng kết cấu cầu, đường Bê tông thi công thời tiết nóng phát triển cường độ sớm cường độ giai đoạn sau Cường độ giai đoạn ngày tăng khoảng 15% so với bê tông thi công nhiệt độ thấp, cường độ chịu nén tuổi 28 ngày giảm khoảng 10% Nhiệt độ hỗn hợp bê tông phụ thuộc vào nhiệt độ cốt liệu, xi măng, nước, nhiệt độ mơi trường Cốt liệu cần giữ nơi thống mát, có mái che Phun nước lên cốt liệu, nước bay làm giảm nhiệt độ cốt liệu TCT2 Nhiệt độ nước ảnh hưởng lớn đến nhiệt độ bê tơng Sử dụng nước lạnh có tác dụng tốt đến việc làm giảm nhiệt độ bê tông tươi Nếu nhiệt độ môi trường 350C, sử dụng nước lạnh khơng cịn đạt hiệu Lúc cần sử dụng nước đông băng Các viên đá lạnh nghiền nhỏ trộn trực tiếp vào hỗn hợp Cần chắn viên đá phải tan hoàn toàn kết thúc nhào trộn Khả giảm nhiệt độ bê tông dùng nước đá dạng viên nhỏ tuỳ theo nhiệt độ bê tông liều lượng nước đá từ 60 - 100 kg Nhiệt độ cốt liệu xi măng giữ nhiệt độ thấp khoảng 20-300C để nhiệt độ bê tông 250C Nhiệt độ tốt bê tông tươi 15-200C Cốt thép, ván khuôn, cốt liệu cần phun nước lạnh trước đổ bê tơng Cần hồn thành việc thi cơng bê tơng thời gian ngắn Bê tơng nên đổ thành lớp mỏng khoảng 0.4-0.5 m để thời gian lần đổ ngắn, không nên mỏng để không bị khô nhanh Bê tông lớp hoàn thiện cần che phủ cẩn thận tránh nước bề mặt Bảo dưỡng ẩm nên tiến hành sớm tốt Ảnh hưởng nhiệt độ khơng khí nhiệt độ bê tơng tươi đến nhiệt độ bê tông rắn Xuất tăng nhiệt độ mức tăng nhiệt độ bê tông mặt lõi nhiệt độ môi trường tăng 10C nhiệt độ bê tông tươi tăng 10C CT Qui luật thay đổi nhiệt độ bê tông từ 14-190C công nhận Châu Âu Mô cho phép xác định nhiệt độ mặt nhiệt độ lõi bê tông nhiệt độ môi trường lớn 140C cách gần Suất tăng nhiệt độ trình bày bảng bảng theo mô EU Bảng Suất tăng nhiệt độ bê tông lõi mặt theo nhiệt độ bê tông tươi TBT Tlõi Tmặt Xuất tăng nhiệt độ lõi bê tông Xuất tăng nhiệt độ mặt bê tông 14.5 19.0 47.0 51.8 36.4 39.5 1.07 0.68 Bảng Suất tăng nhiệt độ lõi mặt bê tông theo nhiệt độ khơng khí Tkk Tlõi Tmặt Xuất tăng nhiệt độ lõi bê tông Xuất tăng nhiệt độ mặt bê tông 14 47.0 36.4 0.4 0.6 Công thức tổng qt để tính nhiệt độ bê tơng khơng xét đến tốc độ gió là: TL = tL + (tbt - 14.50C)*1.07 + (tk - 14)*0.4 Tm = tm + (tbt - 14.5 C)*0.68 + (tk - 14)*0.6 (1) (2) đó: tL tm nhiệt độ lõi mặt bê tông ứng với nhiệt độ bê tơng tươi 14.50C nhiệt độ khơng khí 140C TL Tm - nhiệt độ bê tông lõi mặt bê tông ứng với nhiệt độ tbt tk Trong xây dựng cầu, đường, nhiệt độ bê tông tươi 350C, nhiệt độ khơng khí xung quanh bê tơng 340C nhiệt độ lớn vùng lõi cấu kiện bê tơng Tính tốn TL Tm cho bê tơng nhiệt độ bê tông tươi 350C 250C ghi bảng Bảng TBT Tm TL ΔT Trạng thái bê tông 35 81.7 61.3 20.4 Nứt 25 66.5 55.2 11.3 Không nứt Điều chỉnh nhiệt độ bê tông tươi Để cải thiện chất lượng bê tơng tránh tượng co ngót dẻo, co ngót khơ, từ biến gây nứt kết cấu q trình thi công khai thác, cần giữ nhiệt độ bê tông tươi thấp tốt Muốn đạt nhiệt độ bê tông tươi thấp điều kiện khí hậu nóng, cần hạ nhiệt độ thành phần bê tơng Phương trình cân nhiệt bê tông tươi: Cbt.Gbt.Tbt = Cn.Gn.Tn + Cd.Gd.Td + Cc.Gc.Tc + Cx.Gx.Tx (3) đó: C, G, T nhiệt dung riêng, khối lượng nhiệt độ bê tông vật liệu thành phần Với Cn = 1; Cđ = Cc = Cbt = 0.22 ta có cơng thức sau: TBT = 0.22(TCL G CL +TX G X )+Tn G n 0.22(G CL +G X )+G n (4) đó: Tbt - nhiệt độ bê tơng tươi; TCL, TX, Tn - nhiệt độ cốt liệu, xi măng, nước; GCL, GX, Gn khối lượng cốt liệu, xi măng, nước Đặt a = GCL/GX N/X = Gn/GX, có: TBT = N Tn X N 1+a+4.5 X TX +aTCL +4.5 TCT2 (5) Phân tích nhiệt độ bê tơng tươi HPC với phạm vi thành phần nhiệt độ bê tông HPC sau: tn = 50C - 310C thành phần bê tơng HPC có GCL = 1100 + 700 = 1800 kg Xi măng: 450kg a = 1800/450 = 4.0 N/X = 0.25; 0.3; 0.4 Nhiệt độ cốt liệu là: 200C (mùa đông), 300C (mùa thu), 400C (mùa hè) Nhiệt độ xi măng: 30, 35, 400C Quan hệ nhiệt độ bê tông nhiệt độ cốt liệu từ 30 - 400C, nhiệt độ nước 50C, 200C 310C ghi bảng Khi nhiệt độ nước tăng giảm 10C suất tăng nhiệt độ bê tông tươi theo tỷ lệ N/X nhiệt độ nước ghi bảng Khi sử dụng nước đá ta có cơng thức sau: TBT = 0.22(TCL ×G CL +TX G X )+Tn G n -79.6G nd 0.22(G CL +G X )+G n +G nd (6) Như để giảm nhiệt độ bê tông tươi 10C nhiệt độ nước phải giảm: ΔT = 1/KT (7) KT suất triết giảm nhiệt độ tra bảng Đối với bê tông thường N/X = 0.5 để giảm nhiệt độ bê tông tươi 10C giảm nhiệt độ nước 3.30C Đối với bê tông HPC N/X = 0.3 để giảm nhiệt độ bê tông tươi 10C giảm nhiệt độ nước 4.30C Bảng Nhiệt độ bê tông tươi CT Tn 0 5 6 20 20 21 21 30 30 31 31 Tcl 20 40 20 40 20 40 20 40 20 40 20 40 20 40 Tx 30 40 30 40 30 40 30 40 30 40 30 40 30 40 N/X 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 N/X 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 N/X 0,35 0,35 0,35 0,35 0,35 0,35 0,35 0,35 0,35 0,35 0,35 0,35 0,35 0,35 Tbt, C 17,82 32,14 18,80 33,12 19,00 33,32 21,75 36,07 21,94 36,27 23,71 38,03 23,91 38,23 Tbt, 0C 17,14 30,92 18,28 32,06 18,50 32,29 21,68 35,46 21,91 35,69 23,95 37,73 24,18 37,96 Tbt, 0C 16,52 29,80 17,79 31,07 18,05 31,33 21,62 34,90 21,87 35,15 24,17 37,45 24,43 37,70 Kết luận - Để thi công bê tông điều kiện khí hậu Việt Nam cần khống chế nhiệt độ bê tông tươi từ 18-200C - Nhiệt độ cốt liệu từ 20-300C cách làm lạnh nước đá - Các công thức (1), (2), (3), (4), (5) suất tăng giảm nhiệt độ dùng để tính tốn nhiệt độ bê tơng q trình thi cơng Tài liệu tham khảo [1] Phạm Duy Hữu Công nghệ bê tông bê tông đặc biệt NXB XD, 2005 [2] Kenneth Derucher Materials for civil and highway engineers Califfornia -1998 [3] Les Betons a Hautes Performances- Malier-Paris-1992 [4] High Perfomance Concrete- Okamura-Ozawa, K-1995 Bảng Suất tăng nhiệt độ bê tông tươi theo tỷ lệ N/X nhiệt độ nước Suất tăng nhiệt độ bê tông tươi nhiệt độ Tỷ lệ N/X nước tăng 10C, KT 0.20 0.25 0.23 0.30 0.26 0.35 0.30 0.40 0.33 0.50 [5] Self Compacting Concrete-Kzumaca Ozawa and Masahiro Ouchi-TOKYO-2001♦ ... độ lõi mặt bê tông ứng với nhiệt độ bê tơng tươi 14.50C nhiệt độ khơng khí 140C TL Tm - nhiệt độ bê tông lõi mặt bê tông ứng với nhiệt độ tbt tk Trong xây dựng cầu, đường, nhiệt độ bê tông tươi... nhiệt độ khơng khí xung quanh bê tơng 340C nhiệt độ lớn vùng lõi cấu kiện bê tơng Tính tốn TL Tm cho bê tơng nhiệt độ bê tông tươi 350C 250C ghi bảng Bảng TBT Tm TL ΔT Trạng thái bê tông 35 81.7... bê tông thường N/X = 0.5 để giảm nhiệt độ bê tông tươi 10C giảm nhiệt độ nước 3.30C Đối với bê tông HPC N/X = 0.3 để giảm nhiệt độ bê tông tươi 10C giảm nhiệt độ nước 4.30C Bảng Nhiệt độ bê tông