Nghiên cứu công nghệ bê tông tự lèn để thi công cánh tràn piano đập dâng văn phong tỉnh bình định

1 MỤC LỤC MỞ ĐẦU TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI MỤC TIÊU, NỘI DUNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU 10 2.1 Mục tiêu nghiên cứu: 10 2.2 Nội dung nghiên cứu: 10 2.3 Phạm vi nghiên cứu: 10 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 10 KẾT QUẢ DỰ KIẾN ĐẠT ĐƯỢC 11 KẾT CẤU LUẬN VĂN 11 CHƯƠNG I 12 TỔNG QUAN VỀ BÊ TỔNG TỰ LÈN VÀ ĐIỀU KIỆN 12 ỨNG DỤNG 12 1.1 KHÁI QUÁT VỀ BÊ TÔNG TỰ LÈN 12 1.1.1 Khái niệm bê tông tự lèn 12 1.1.2 Đặc điểm phân loại bê tông tự lèn 13 1.2 TỔNG QUAN VỀ BÊ TÔNG TỰ LÈN TRÊN THẾ GIỚI 14 1.3 TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU VÀ ỨNG DỤNG BÊ TÔNG TỰ LÈN Ở VIỆT NAM 18 1.4 KẾT LUẬN CHƯƠNG 20 CHƯƠNG II 21 NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ VÀ THÀNH PHẦN CẤP PHỐI 21 BÊ TÔNG TỰ LÈN 21 2.1 CÔNG NGHỆ BÊ TÔNG TỰ LÈN 21 2.1.1 Vật iệu chế tạo .21 2.1.2 Yêu cầu kỹ thuật bê tông tự lèn .29 2.1.3 Các phương pháp thí nghiệm hỗn hợp bê tơng tự lèn [2] .30 2.1.4 Công nghệ chế tạo bê tông tự lèn 34 2.1.5 Thực nghiệm tính chất lý hỗn hợp bê tông tự lèn bê tông tự lèn đông cứng [2] 38 2.2 NGHÊN CỨU THÀNH PHẦN CẤP PHỐI BÊ TÔNG TỰ LÈN 57 2.2.1 Mở đầu 57 2.2.2 Nguyên tắc thiết kế thành phần cấp phối bê tông tự lèn [2] 58 2.2.3 Phương pháp lựa chọn thành phần cấp phối bê tông tự lèn: 60 2.2.4 Quy trình thiết kế bê tơng tự lèn 63 2.3 KẾT LUẬN CHƯƠNG 66 CHƯƠNG III 68 XÂY DỰNG BIỆN PHÁP THI CÔNG BÊ TÔNG TỰ LÈN CHO CÁNH TRÀN PIANO ĐẬP DÂNG VĂN PHONG 68 3.1 ĐẶC ĐIỂM KẾT CẤU VÀ PHÂN ĐỢT ĐỔ BÊ TÔNG 68 3.1.1 Quy mơ kết cấu hạng mục cơng trình đầu mối cơng trình đập dâng Văn Phong 68 3.1.2 Phân đợt đổ bê tông 75 3.2 TÍNH TỐN, THÍ NGHIỆM VÀ LỰA CHỌN THÀNH PHẦN CẤP PHỐI BÊ TÔNG TỰ LÈN 76 3.2.1 Khảo sát, lựa chọn thí nghiệm vật liệu chế tạo vữa bê tông 76 3.2.2 Tính tốn lựa chọn thành phần cấp phối bê tơng tự lèn 81 3.3 VÁN KHUÔN DÙNG CHO BÊ TÔNG TỰ LÈN CÁNH TRÀN PIANO ĐẬP DÂNG VĂN PHONG 96 3.3.1 Yêu cầu chung 96 3.3.2 Lắp dựng cốp pha đà giáo 97 3.3.3 Tháo dỡ cốp pha .98 3.4 LỰA CHỌN THIẾT BỊ THI CÔNG 98 3.4.1 Đặc điểm điều kiện thi công cơng trình đập dâng Văn Phong: 98 3.4.2 Lựa chọn thiết bị .99 3.5 QUY TRÌNH THI CƠNG VÀ KIỂM SỐT CHẤT LƯỢNG BÊ TƠNG TỰ LÈN TẠI HIỆN TRƯỜNG 101 3.5.1 Công tác chuẩn bị 101 3.5.2 Quy trình chế tạo thi cơng bê tơng tự lèn 104 3.6 KẾT LUẬN CHƯƠNG 107 CHƯƠNG IV 108 ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ KINH TẾ KỸ THUẬT CỦA VIỆC SỬ DỤNG BÊ TÔNG TỰ LÈN CHO THI CƠNG CÁNH TRÀN PIANO ĐẬP DÂNG VĂN PHONG TỈNH BÌNH ĐỊNH 108 4.1 PHÂN TÍCH ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ VỀ KỸ THUẬT 108 4.1.1 Về cường độ chịu nén: 108 4.1.2 Về cường độ chịu kéo: 109 4.1.3 Mô đun đàn hồi: 109 4.1.4 Độ chống thấm nước: 109 4.1.5 Co ngót từ biến: .109 4.1.6 Lực bám dính BTTL Bê tông thường 110 4.1.7 Khả chống cắt mặt phẳng đổ: 110 4.2 PHÂN TÍCH ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ VỀ KINH TẾ 111 4.3 KẾT LUẬN CHƯƠNG 114 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 115 5.1 KẾT LUẬN: 115 5.2 KIẾN NGHỊ 116 DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1 Sử dụng BT tự lèn cho Mố neo cầu Akashi-Kaikyo 17 Hình 1.2 Sử dụng BT tự lèn cho Sân vận động Fukuoka 17 Hình 1.3 Sử dụng BT tự lèn cho bể chứa ga Osaka 17 Hình 1.4 Thi cơng bê tông tự lèn cho cấu kiện đúc sẵn 17 Hình 1.5 Thi cơng đáy xà lan cống Sáu Hỷ 19 Hình 1.6 Hồn thiện thi cơng xà lan lai dắt xà lan Sáu Hỷ 20 Hình 1.7 Cống Ngọc Hùng – Nam Định 20 Hình 1.8 Nhà thi đấu đa – Đà Nẵng 20 Hình 2.1 Đường cong biến dạng chảy khả tự lèn hỗn hợp BT 22 Hình 2.2 Thí nghiệm xác định độ chảy xịe hỗn hợp BTTL 31 Hình 2.3 L-box thí nghiệm khả chảy qua cốt thép BTTL 32 Hình 2.4 U-box thí nghiệm khả chảy qua cốt thép BTTL 33 Hình 2.5 Quy trình trộng bê tơng 36 Hình 2.6 Đường biểu thị tổn thất độ chẩy xoè theo thời gian (CP I) 41 Hình 2.7 Đường biểu thị tổn thất độ chẩy xoè theo thời gian (CP II) 42 Hình 2.8 Đường biểu thị tổn thất độ chẩy xoè theo thời gian (CP III) 42 Hình 2.9 Đường biểu thị tổn thất độ chẩy xoè theo thời gian (CP IV) 43 Hình 2.10 Biểu đồ thời gian đông kết hỗn hợp BTTL - (CP I) 45 Hình 2.11 Biểu đồ thời gian đông kết hỗn hợp BTTL - (CP II) 47 Hình 2.12 Biểu đồ thời gian đông kết hỗn hợp BTTL - (CP II) 48 Hình 2.13 Biểu đồ thời gian đơng kết hỗn hợp BTTL- (CP IV) 49 Hình 2.14 Biểu đồ độ hút nước BTTL cấp phối I 51 Hình 2.15 Biểu đồ độ hút nước BTTL cấp phối II 51 Hình 2.16 Biểu đồ độ hút nước BTTL cấp phối III 52 Hình 2.17 Biểu đồ độ hút nước BTTL cấp phối IV 53 Hình 2.18 Phát triển cường độ nén theo thời gian BTTL - (CP I) 54 Hình 2.19 Phát triển cường độ nén theo thời gian BTTL- (CP II) 55 Hình 2.20 Phát triển cường độ nén theo thời gian BTTL- (CP III) 56 Hình 2.21 Phát triển cường độ nén theo thời gian BTTL- (CP IV) 56 Hình 2.22 Nguyên tắc thiết kế thành phần bê tông tự lèn 60 Hình 2.23 Quy trình thiết kế cấp phối BTTL theo JSCE - EFNARC 61 Hình 2.24 Quy trình thiết kế cấp phối BTTL theo OKAMURA 62 Hình 3.1 Tổng thể cơng trình Văn Phong 68 Hình 3.2 Mặt cắt ngang đập không tràn 69 Hình 3.3 Mặt cắt ngang đập tràn có cửa 70 Hình 3.4 Mặt đoạn tràn piano 71 Hình 3.5 Cắt dọc đoạn tràn piano 72 Hình 3.6 Cắt ngang đập tràn piano 72 Hình 3.7 Cốt thép cánh tràn piano phía hạ lưu 73 Hình 3.8 Cốt thép cánh tràn piano phía thượng lưu 74 Hình 3.9 Cốt thép tường dọc cánh tràn piano 74 Hình 3.10 Phân chia giai đoạn thi cơng 75 Hình 3.11 Phân đợt thi công cánh tràn piano 76 Hình 3.12 Biểu đồ quan hệ cường độ nén bê tông tuổi 28 ngày lượng dùng xi măng 86 Hình 3.15 Trạm trộn bê tông 60 m3/h 99 Hình 3.16 Ơ tơ vận chuyển vữa chuyên dụng loại 7m3 100 Hình 3.17 Xe bơm bê tơng chun dụng loại cần 37m 100 Hình 3.18 Quy trình trộn bê tơng 104 DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 2.1 Cấp phối sử dụng tro bay nhiệt điện, bột đá vôi Silicafume (CPI) Bảng 2.2 Cấp phối sử dụng tro bay nhiệt điện, puzôlan thiên nhiên Silicafume (CP II) 39 Bảng 2.3 Cấp phối sử dụng tro bay nhiệt điện Silicafume (CP III) 39 Bảng 2.4 Cấp phối sử dụng puzôlan thiên nhiên Silicafume (CP IV) 40 Bảng 2.5 Kết thí nghiệm tổn thất độ chảy hỗn hợp BTTL theo thời gian 40 Bảng 2.6 Thời gian đông kết hỗn hợp BTTL (CP I) 44 Bảng 2.7 Kết thí nghiệm thời gian đơng kết hỗn hợp BTTL(CP II) 46 Bảng 2.8 Kết thí nghiệm thời gian đông kết hỗn hợp BTTL-(CPIII) 47 Bảng 2.9 Kết thí nghiệm thời gian đơng kết hỗn hợp BTTL-(CPIV) 48 Bảng 2.10 Độ hút nước BTTL cấp phối I 50 Bảng 2.11 Độ hút nước BTTL cấp phối II 51 Bảng 2.12 Độ hút nước BTTL cấp phối III 52 Bảng 2.13 Độ hút nước BTTL cấp phối IV 52 Bảng 2.14 Cường độ nén BTTL cấp phối I 54 Bảng 2.15 Cường độ nén BTTL cấp phối II 54 Bảng 2.16 Cường độ nén BTTL cấp phối III 55 Bảng 2.17 Cường độ nén BTTL cấp phối IV 56 Bảng 2.18 Độ chống thấm nước mẫu BTTL 57 Bảng 3.1 Kết thí nghiệm xi măng 77 Bảng 3.2 Kết thí nghiệm phụ gia khống hoạt tính 78 Bảng 3.3 Các tính chất lý cát Sông Kôn 79 Bảng 3.4 Thành phần hạt cát Sông Kôn 79 Bảng 3.5 Các tính chất lý cát đá dăm Nhơn Hòa 80 Bảng 3.6 Thành phần hạt đá dăm 5-20mm 80 Bảng 3.7 Cấp phối bê tông M30 84 Bảng 3.8 Cấp phối thành phần định hướng 85 Bảng 3.9 Kết thí nghiệm cường độ nén tuổi ngày 28 ngày cấp phối bê tông định hướng 85 Bảng 3.10 Tổng hợp kết thí nghiệm số tính chất BTTL ứng với thành phần cấp phối 88 Bảng 3.11 Tổng hợp kết thí nghiệm cường độ nén thời gian đông kết BTTL với cấp phối chọn 91 Bảng 3.12 Thành phần cấp phối lựa chọn để áp dụng thi công cánh tràn piano đập dâng Văn Phong 92 Bảng 3.13 Bảng tổng hợp tiêu thí nghiệm cấp phối chọn 93 Bảng 3.12 Thành phần cấp phối lựa chọn để áp dụng thi công cánh tràn piano đập dâng Văn Phong 101 Bảng 4.1 Thành phần cấp phối lựa chọn để áp dụng thi công cánh tràn piano đập dâng Văn Phong (30Mpa) 108 Bảng 4.4 So sánh giá thành theo định mức 1m3 BTTL bê tông thường 112 DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT BBTL Bê tông tự lèn XM Xi măng PGK Phụ gia khoáng TB Tro bay N/B Nước / Bột N/X Nước / Xi măng N/CKD Nước / Chất kết dính VMA Viscosity Modifying Admixture TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam CP Cấp phối Mđl Mô đun độ lớn AASHTO American Association of State Highway and Transportation Officials SCDOT The South Carolina State Department of Transportation PCI The Precast/ Prestressed Concrete Institute MỞ ĐẦU TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI Hiện nay, Việt Nam nhiều cơng trình xây dựng lớn có kết cấu thiết kế thi cơng xây dựng Việc thiết kế cơng trình đưa nhiều dạng kết cấu có kích thước mảnh, mật độ thép dày, dẫn đến việc đổ, đầm bê tơng thi cơng khó không thực Nếu bê tông không đủ điều kiện để thi cơng theo phương pháp thông thường không đầm chặt dẫn tới rỗng, rỗ cấu kiện, làm cường độ bê tông không đảm bảo theo thiết kế Một vấn đề kỹ thuật cần quan tâm giải công nghệ thi công bê tông chất lượng cao, đặc biệt cho số phận kết cấu có đặc điểm chịu lực phức tạp, chịu ứng suất cục lớn Tại vị trí u cầu bê tơng có cường độ chịu nén chịu kéo lớn Mặt khác, vị trí thi cơng cao, sàn cơng tác chật hẹp việc bơm bê tơng lên cao đầm bê tơng có yêu cầu đặc biệt khó khăn Hơn nữa, số cơng trình xây dựng sau thời gian khai thác sử dụng, kết cấu ăn mịn mơi trường tác nhân khác cần phải gia cố, sửa chữa, kết cấu có mặt cắt ngang hẹp, chiều dài lớn, cốt thép dày, dùng bê tông truyền thống cơng tác đổ, đầm bê tơng đảm bảo u cầu khó khăn, tốn nhiều cơng sức, đơi thực Đặc biệt, cơng trình thủy lợi, kết cấu cơng trình thiết kế áp dụng nhiều loại hình mang tính chất thẩm mỹ mà phải đáp ứng yêu cầu kinh tế kỹ thuật Bê tông tự lèn (BTTL) giống bê tông thông thường chế tạo từ vật liệu cấu thành xi măng, cốt liệu, nước phụ gia Sự khác công nghệ thi công BTTL so với bê tơng thường khơng có cơng đoạn tạo chấn động để lèn chặt bê tơng BTTL có tính ưu việt so với bê tông thường sau: - Thi cơng bê tơng điều kiện cơng trình có kết cấu mỏng mà mật độ cốt thép dày đặc, giao diện đan xen phức tạp, khó khơng thể sử dụng máy đầm - Gia cố sữa chữa kết cấu bê tơng có chiều dày mỏng, hình thể phức tạp, đồng thời có cốt thép, thi cơng khó sử dụng máy đầm, - Thời gian thi cơng nhanh so với bê tơng thường có điều kiện thi cơng khơng cần có cơng đoạn đầm bê tông Đập dâng Văn Phong công trình dạng đập tràn phím đàn piano triển khai thi cơng 1/2 cơng trình phía bờ trái cơng nghệ bê tơng truyền thống Trong q trình thi công cánh tràn Piano thi công theo công nghệ thi cơng truyền thống gặp nhiều khó khăn để đảm bảo chất lượng bê tông số đặc điểm kết cấu như: - Cánh tràn có cốt thép dày đặc, chiều dày cánh tràn mỏng (từ 20cm đến 46cm), chiều cao cánh cao 5m, khó khăn để đầm bê tông dẫn tới bê tông không đặc rộ vị trí giao tường đứng cánh nghiêng, vị trí giao hai cánh tràn thuận nghịch; - Bê tơng mặt nghiêng phía phần cánh tràn cịn rộ nhiều khơng hết bọt khí khỏi hỗn hợp bê tơng đầm; - Thời gian thi cơng kéo dài khó khăn để đưa vữa bê tơng vào khối đổ Vì lý lựa chọn giải pháp nghiên cứu ứng dụng bê tông tự lèn để thi công cánh tràn piano đập dâng Văn Phong, nhằm đáp ứng mục tiêu kỹ thuật, tiến độ phù hợp với điều kiện thực tế cơng trình Văn Phong, tiêu chí quan trọng cần thiết Vì tác giả lựa chọn đề 10 tài luận văn thạc sĩ “Nghiên cứu công nghệ bê tông tự lèn để thi công cánh tràn piano, Đập dâng Văn Phong tỉnh Bình Định” MỤC TIÊU, NỘI DUNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU 2.1 Mục tiêu nghiên cứu: Nghiên cứu ứng dụng công nghệ bê tông tự lèn vào thi cơng cánh tràn piano, cơng trình Đập dâng Văn Phong tỉnh Bình Định 2.2 Nội dung nghiên cứu: - Nghiên cứu lý thuyết bê tông tự lèn điều kiện ứng dụng bê tông tự lèn - Nghiên cứu nguyên tắc, phương pháp, quy trình thiết kế cấp phối bê tơng tự lèn từ tính tốn lựa chọn thành phần cấp phối hợp lý - Thí nghiệm, hiệu chỉnh trường thành phần cấp phối để thỏa mãn yêu cầu tính công tác hỗn hợp bê tông tự lèn; lấy mẫu thí nghiệm tiêu lý bê tơng đóng rắn để kiểm nghiệm - Nghiên cứu đánh giá hiệu kinh tế, kỹ thuật xã hội bê tông tự lèn bê tông truyền thống 2.3 Phạm vi nghiên cứu: Đề tài tập trung nghiên cứu tính tốn thiết kế cấp phối bê tơng tự lèn đáp ứng tính chất lý bê tông thỏa mãn yêu cầu ứng dụng dựa vật liệu sẵn có cơng trình; Xây dựng biện pháp thi cơng đánh giá hiệu kỹ thuật - kinh tế dựa điều kiện thực tế cơng trình Đập dâng Văn Phong tỉnh Bình Định cơng trình khác có tính chất tương tự PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Khảo sát thực tế, thu thập tài liệu, kết luận đánh giá chuyên gia, tổng hợp, kế thừa kết nghiên cứu, phân tích lý thuyết, kiểm tra 106 giao tuyến tường cánh tràn để lợi dụng góc nghiêng kết cấu cánh piano làm máng - Trong q trình thi cơng giải pháp đưa bê tơng điều chỉnh đảm bảo u cầu kỹ thuật, chất lượng hiệu d Hoàn thiện mặt bê tơng tự lèn Hồn thiện mặt bê tơng tự lèn tương tự mặt bê tông truyền thồng, bề mặt bê tơng phải hồn thiện thoả mãn yêu cầu chất lượng theo quy định CTVN 4453:1995 Kết cấu bê tông bê tông cốt thép tồn khối – Quy phạm thi cơng nghiệm thu như: độ phẳng đồng màu sắc theo quy định Việc hoàn thiện kết cấu mà bề mặt bê tông không trát không bao phủ bề mặt chia làm cấp: F1: Hoàn thiện thơng thường; F2: Hồn thiện cấp cao; F3: Hồn thiện đặc biệt Đối chiếu với quy định ván khn dùng cho cánh tràn piano sau: Hồn thiện cấp thơng thường F1 với Tồn mặt tràn piano phía thượng hạ lưu ngồi trừ máng gờ nước phím đàn áp dụng cấp hồn thiện thơng thường F1 Hoàn thiện cấp cao F2 với toàn mặt tràn phím đàn phần máng cánh hứng nước thượng, hạ lưu gờ thoát e Bảo dưỡng bê tông Công tác bảo vệ bê tông sau đổ: Bê tơng tự lèn có sử dụng phụ gia nên thời gian ninh kết thường kéo dài, đổ phải bảo vệ để tránh mưa, tác động hoá học tác động xấu mặt trời, nhiệt độ, gió, nước chảy rung động Việc bảo vệ phải tiếp tục bê tông đủ ninh kết để không bị hư hại tác động Bảo dưỡng bê tông: Do bê tơng tự lèn có hàm lượng hạt mịn cao nên để hạn chế co ngót 107 nứt, việc bảo dưỡng ban đầu cho bê tông thực sớm tốt Công tác bảo dưỡng bê tông phải đảm bảo yêu cầu tiêu chuẩn TCVN 391 - 2007 “Bê tông nặng - Yêu cầu bảo dưỡng ẩm tự nhiên” yêu cầu TCVN 4453: 1995 Kết cấu bê tông bê tông cốt thép tồn khối – Quy phạm thi cơng nghiệm thu 3.6 KẾT LUẬN CHƯƠNG Từ đặc điểm kết cấu cánh tràn piano Đập dâng Văn phong có chiều dầy trung bình 20 - 30cm bao gồm lớp cốt thép Ф 20, thuộc loại kết cấu mỏng dầy cốt thép Qua nghiên cứu công nghệ bê tông tự lèn tham khảo số tài liệu, tác giả đề xuất biện pháp thi công phù hợp với điều kiện sử dụng thiết bị sẵn có sử dụng cơng trường lựa chọn hợp lý Với vật liệu sử dụng thi cơng cơng trình đá dăm, cát, xi măng số phụ gia thị trường, tác giả tính tốn thiết kế cấp phối bê tông tự lèn sử dụng để thi công cánh tràn piano đập dâng Văn Phong Thơng qua thí nghiệm trường nhìn chung tính chất vữa bê tông tự lèn đạt yêu cầu, đáp ứng yêu cầu thiết kế Tuy nhiên, để thiết kế cấp phối BTTL cho cơng trình cụ thể khác việc lựa chọn loại vật liệu chế tạo bê tông phải tính tốn lại cách hợp lý khối lượng riêng vật liệu thay đổi ảnh hưởng đến hàm lượng cấp phối 108 CHƯƠNG IV ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ KINH TẾ KỸ THUẬT CỦA VIỆC SỬ DỤNG BÊ TÔNG TỰ LÈN CHO THI CÔNG CÁNH TRÀN PIANO ĐẬP DÂNG VĂN PHONG TỈNH BÌNH ĐỊNH 4.1 PHÂN TÍCH ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ VỀ KỸ THUẬT 4.1.1 Về cường độ chịu nén: Để so sánh đánh giá mặt cường độ chịu nén bê tông tự lèn bê tơng truyền thống có mác, ta xem kết thí nghiệm mẫu bê tông bảng 4.1 4.2 sau: Bảng 4.1 Thành phần cấp phối lựa chọn để áp dụng thi công cánh tràn piano đập dâng Văn Phong (30Mpa) Xi măng Tro bay Cát Đá dăm Phụ gia hóa Nước POLY-72S Visco MA (kg) (kg) (kg) (kg) (lít) (lít) (lít) 350 226 790 792 190 8,06 1,44 Bảng 4.2 Thành phần cấp phối cho m3 bê tông thường (30Mpa Phụ gia hóa Xi măng Cát Đá dăm Nước (kg) (kg) (kg) (lít) (lít) 407 749 1048 200 8,06 (Vinkem306) 109 Bảng 4.3 Kết cường độ chịu nén cấp phối 30Mpa so sánh Cường độ nén tuổi Cường độ nén ngày tuổi 28 ngày Tên cấp phối TT M1 M2 M3 M1 M2 M3 Bê tông tự lèn 32,8 35,9 33,7 38,1 37,7 39,9 Bê tông thường 31,6 32,3 31,5 37,6 37,3 36,8 Nhận xét: So sánh từ kết cấp phối bảng 4.3 cường độ chịu nén bê tông tự lèn cao bê tông truyền thống 4.1.2 Về cường độ chịu kéo: Cường độ chịu kéo bê tơng tự lèn có giá trị tương tự bê tông truyền thống 4.1.3 Mô đun đàn hồi: Bê tơng tự lèn thường có hàm lượng hồ xi măng cao bê tông truyền thống nên giá trị E thường nhỏ so với bê tông truyền thống mác 4.1.4 Độ chống thấm nước: Theo nghiên cứu thực nghiệm [2] BTTL có độ chống thấm tương tự bê tông thường mác 4.1.5 Co ngót từ biến: Một số thí nghiệm nhà khoa học Đức tiến hành số loại bê tông tự lèn bê tông thường cho thấy: - Biến dạng BTTL co ngót thường cao bê tông thường; - Biến dạng BTTL từ biến thường nhỏ bê tông thường; - Giá trị tổng biến dạng co ngót từ biến BTTL bê tông thường xấp xỉnhau 110 4.1.6 Lực bám dính BTTL Bê tơng thường Bảng 4.4 Kết thí nghiệm lực bám dính bê tông với cốt thép TT Chỉ tiêu thí nghiệm Lực bám dính với cốt thép (N/mm2) Giá trị trung bình Bê tơng tự lèn Bê tơng thường M1 M2 M3 M1 M2 M3 18,1 15,2 16,5 15,5 16,7 14,9 16,6 (N/mm2) 15,7 (N/mm2) Nhận xét: So sánh từ kết cấp phối bảng 4.4 lực bám dính với cốt thép bê tơng tự lèn cao bê tông thường 4.1.7 Khả chống cắt mặt phẳng đổ: Bề mặt BTTL sau đổ ninh kết xong thường có độ bóng bê tơng thường có khả chống thấm tốt bê tơng thường nên khả chống cắt mặt phẳng BTTL thường thấp bê tông thường Do bề mặt BTTL cần phải có biện pháp tạo nhám thật tốt lần đổ Từ phân tích trên, việc sử dụng bê tơng tự lèn thi cơng cánh tràn piano cơng trình đập dâng Văn Phong làm tăng độ bền kết cấu bê tông, đảm bảo chống thấm tốt điều kiện kết cấu mỏng thường xuyên tiếp xúc với nước, cải thiện điều kiện thi công Một số hiệu kỹ thuật sau: - Với đặc điểm kết cấu có chiều dày cánh tràn mỏng, phần cánh hứng cánh tháo nằm nghiêng so với phương ngang Do sử dụng bê tơng truyền thống khó đảm bảo tượng rỗ bọt nước (do đầm để giải phóng nước khí hỗn hợp bê tơng) mặt bê tơng phía cánh 111 tràn nằm nghiêng Đối với BTTL có độ linh động tự lèn trình chảy cao khắc phục tượng - Tại vị trí tiếp giáp cánh dọc ngang (xiên) mật độ cốt thép nhiều đan xen để đảm bảo bê tơng đặc BTTL có tính chất tự điền đầy chả qua khe hẹp tốt nên hoàn toàn khắc phục tượng rỗ bê tơng vị trí - Phần cánh tràn đập dâng Văn Phong có chiều cao cánh 5m, chiều dày cánh từ 20 đến 30 cm thường xuyên tiếp xúc với nước Nếu thi công bê tơng truyền thống khả thấm qua bê tông lớn BTTL bê tông chất lượng cao, có độ chống thấm chống xâm thực tốt dễ dàng khắc phục tượng xâm thực thấm qua cánh tràn dâng nước trì thường xun phần cánh tràn 4.2 PHÂN TÍCH ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ VỀ KINH TẾ Căn biện pháp thi công bê tông tự lèn lựa chọn chương Căn định mức ban hành theo định số 1889/QĐ-BNNKHCN Bộ NNN&PTNT, V/v Cơng bố định mức dự tốn đổ bê tông cánh tràn piano số kết cấu bê tơng mỏng xây dựng cơng trình thủy lợi Để đánh giá khác biệt bê tông tự lèn bê tông truyền thống sử dụng cho thi công cánh tràn piano số kết cấu bê tông mỏng xây dựng cơng trình thủy lợi tiêu kinh tế ta xem xét chi phí vật liệu, nhân công máy thi công hai loại bê tông bảng 4.4 sau: 112 Bảng 4.4 So sánh giá thành theo định mức 1m3 BTTL bê tông thường Định mức cấp phối bê tông cánh tràn piano TT Thành phần hao phí Đơn vị Đổ bơm bê tông tự hành, vữa bê tông thường M30 Đổ bơm bê tông tự hành, vữa bê tơng tự lèn M30 Đơn giá (10/2014) Bình định Vật liệu Giá thành 1m3 bê tông Đổ bơm bê tông tự hành, vữa bê tông thường M30 Đổ bơm bê tông tự hành, vữa bê tông tự lèn M30 1.005.148 1.455.340 Xi măng PCB40 kg 380 350 1.400 532.000 490.000 Cát vàng m3 0,517 0,545 90.000 46.490 49.034 Đá dăm m3 0,771 0,582 236.000 181.859 137.435 Nước lít 0,20 0,19 3.000 600 570 Phụ gia (Viscocrete) lít 4,07 1,44 60.000 244.200 86.400 Phụ gia siêu dẻo lít - 8,06 55.000 - 443.300 Tro bay kg - 226 1.100 - 248.600 1.050.000 840.000 1.050.000 840.000 Nhân công Nhân công bậc 3,5/7 công 3,50 2,80 300.000 Chênh lệch giá trị loại bê tông (%) 45% -20% 113 Máy thi công 177.180 138.000 Máy bơm bê tông tự hành 50m3/h ca Máy đầm cạnh 1,0 kw ca 0,168 - 75.000 12.600 - Máy đầm dùi 1,0 kw ca 0,156 - 55.000 8.580 - Tổng cộng 0,026 0,023 6.000.000 156.000 2.232.328 -22% 138.000 2.433.340 9% Ghi chú: Trong bảng 4.4 trên: - Định mức cấp phối vật liệu bê tông thường M30, dùng để thi công cho đập dâng Văn Phong theo báo cáo thiết kế bê tông bơm đợt ngày 30/6/2011 - Định mức cấp phối vật liệu bê tơng tự lèn M30, lấy theo tính tốn thiết kế cấp phối chương - Phần nhân công máy lấy theo QĐ số 1889/QĐ-BNN-KHCN ngày 14/08/2013, V/v Cơng bố định mức dự tốn đổ bê tông cánh tràn piano số kết cấu bê tơng mỏng xây dựng cơng trình thủy lợi 114 Từ bảng 4.4 ta thấy, tổng giá thành 1m3 bê tông tự lèn lớn lớn 9% so với bê tông truyền thống lại tiết kiệm 20 % chi phí lao động cho thi cơng bê tơng, giảm chi phí máy thi cơng từ 22 % rút ngắn khoảng 1,2 1,4 lần thời gian thi công 4.3 KẾT LUẬN CHƯƠNG Sử dụng BTTL để thi công cánh tràn piano đập dâng Văn Phong tỉnh Bình định sáng kiến có hiệu quả, đặc biệt mặt kỹ thuật BTTL đáp ứng đầy đủ yêu cầu kỹ thuật bê tông mà khắc phục số hạn chế mà bê tông tryền thống chưa đáp ứng như: rỗ bọt nước mặt nằm nghiêng cánh tràn, rỗ bê tông chỗ cốt thép dày giao tường dọc cánh nhiêng Giá thành 1m3 bê tông tự lèn so với bê tông truyền thống mác có cao hơn, nhiên với cánh tràn piano có kết cấu mỏng đồng thời phải có chất lượng cao để đảm bảo chống thấm chống tốt thường xuyên tiếp xúc với nước BTTL loại bê tơng phù hợp Ngồi chưa kể đến hiệu xã hội mang lại như: nâng cao mức an toàn lao động cho người, hạn chế tiếng ồn, giảm ô nhiễm môi trường, rút ngắn thời gian thi cơng, giảm chi phí nhân cơng thiết bị (cho công tác đổ, đầm bê tông cơng tác hồn thiện bề mặt 115 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 5.1 KẾT LUẬN: - Bê tông tự lèn loại bê tông chất lượng cao sử dụng rộng rãi giới cơng trình xây dựng đại - Luận văn nghiên cứu kỹ lưỡng lý thuyết công nghệ bê tơng tự lèn, phân tích ưu điểm loại bê tông này, đề xuất áp dụng xây dựng cơng trình thủy lợi; - Luận văn sử dụng vật liệu sẵn có sử dụng cho cơng trình chất hóa phẩm xây dựng có bán Việt nam để thiết kế thành phần cấp phối bê tông tự lèn M30 đáp ứng với u cầu thiết kế đề Thơng qua thí nghiệm kiểm chứng phịng thí nghiệm đạt kết tốt; - Từ tính cơng tác hỗn hợp vữa BTTL tính chất lý BTTL đóng rắn, so sánh với phương án thi cơng bê tơng truyền thống việc sử dụng BTTL khắc phục ba yếu tố quan trọng mà sử dụng công nghệ bê tông truyền thống khó khăn để đạt thi cơng cánh tràn piano đập dâng Văn Phong, là: + Tại vị trí cốt thép dày đặc đan xen tường dọc cánh tràn sử dụng cơng nghệ bê tơng truyền thống phương pháp bơm khó để đảm bảo cho bê tơng đặc + Chiều dày bê tông cánh tràn mỏng (từ 20 – 30cm), nhiều góc cạnh, khơng đảm bảo độ chống thấm qua cánh tràn Bê tông tự lèn có độ chống thấm tốt bê tơng truyền thống mác nên hoàn toàn đảm bảo thấm qua cánh tràn mỏng + Khắc phục tượng rỗ bọt nước mặt cánh tràn q trình đầm bê tơng gây Tuy nhiên, BTTL có số nhược điểm như: 116 - Bê tơng tự lèn có mơ đun đàn hồi thấp hơn, ảnh hưởng đến đặc tính biến dạng kết cấu bê tông dự ứng lực Chùng dão co ngót cao nên ảnh hưởng đến mát ứng suất - Bê tông tự lèn nhạy cảm với vật liệu đầu vào, đặc biệt quan tâm đến độ ẩm cốt liệu độ ổn định Vì thi cơng địi hỏi phải kiểm sốt nghiêm ngặt so với bê tơng thường Hạn chế đề tài: - Luận văn tính toán lựa chọn cấp phối dựa số loại vật liệu sẵn có cơng trường cát, đá dăm số phụ gia khác, chưa thực nghiệm loại vật liệu địa phương khác có khối lượng thể tích thay đổi ảnh hưởng tới hàm lượng vật liệu thành phần cấp phối bê tông tự lèn - Chưa nghiên cứu đầy đủ tính chất lý bê tông BTTL ảnh hưởng môi trường mặn đến kết cấu; Các tính chất khác mơ đun đàn hồi, co ngót bê tơng, độ dính bám với cốt thép, nhiệt v.v chưa kiểm chứng Từ kết nghiên cứu công nghệ thành phần cấp phối bê tông tự lèn khẳng định: Bê tơng tự lèn áp dụng để thi công kết cấu mỏng dày cốt thép cánh tràn piano đập dâng Văn Phong tỉnh Bình Định số cơng trình khác có kết cấu tương tự kết cấu dầm, cột xiên, tai van, cầu máng vỏ mỏng, đồng thời sử dụng để thi cơng vị trí khó khăn cao, nước, áp dụng để sửa chữa cơng thủy lợi có u cầu chất lượng bê tông cao 5.2 KIẾN NGHỊ Bê tơng tự lèn cơng nghệ cịn mới, nước ta mà nhiều nước khác, triển vọng áp dụng loại bê tông cho phận kết cấu đặc biệt đáng quan tâm, ví dụ cơng trình 117 địi hỏi chất lượng cao, vị trí khó đổ bê tông cốt thép dày đặc bê tông tai van cữa van cung tràn, nơi yêu cầu thi công cao mà sàn công tác chật hẹp, kết cấu mỏng v.v , Vì cần nghiên cứu kỹ lưỡng hơn, tồn diện tính chất loại bê tông khả áp dụng vào thực tiễn xây dựng cơng trình thủy lợi Khi áp dụng BTTL cho cơng trình khác có tính chất tương tự cần so sánh lựa chọn bê tông tự lèn bê tông truyền thống cho phù hợp mặt hiệu kỹ thuật hiệu kinh tế Về kỹ thuật cần phải phân tích so sánh yếu tố dựa đặc điểm kết cấu điều kiện thi công như: kết cấu mỏng hay dày, mật độ cốt thép kết cấu nhiều hay Về mặt kinh tế cần phân tích giá thành hai loại bê tơng dựa yếu tố ảnh hưởng tới giá thành vật liệu, nhân công máy thi công Từ lựa chọn sử dụng cơng nghệ bê tơng truyền thống hay bê tông tự lèn để đảm bảo hiệu tối ưu Hiện nước ta chưa có tiêu chuẩn kỹ thuật thiết kế, thi công nghiệm thu kết cấu bê tông bê tơng cốt thép có sử dụng bê tơng tự lèn, thí nghiệm phương pháp thử phải sử dụng tiêu chuẩn nước Đề nghị quan có thẩm quyền cho phép xây dựng TCVN loại bê tông 118 DANH MỤC CÁC TÀI LIỆU THAM KHẢO TIẾNG VIỆT [5] Bộ Xây dựng, (2008), Chỉ dẫn kỹ thuật chọn thành phần bê tông loại theo định số 778/1998/QĐ-BXD ngày 05/9/1998 [6] Nguyễn Văn Chánh (2009), Trường Đại học Bách khoa, ĐHQG-HCM, Bê tông tự lèn sản xuất kiểm nghiệm thi cơng, đăng tạp chí phát triển KH&CN, tập 12, số 18-2009 [1] PGS.TS Hồng Phó Un (2007), Nghiên cứu ứng dụng công nghệ bê tông tự lèn vào công trình thuỷ lợi [2] PGS.TS Hồng Phó Un, TS Vũ Quốc Vương (2012), Công nghệ bê tông tự lèn, NXB Xây dựng [21] Phịng Bê tơng nặng, Viện chun nghành bê tông – Viện KHCN Xây dựng (ICT/IBST) Công nghệ bê tông tự lèn [3] TS Vũ Quốc Vương Nghiên cứu số cấp phối tính chất chủ yếu bê tông tự lèn dùng cát nghiền Bộ môn Vật liệu xây dựng – Trường Đại học Thủy lợi Hà Nội TIẾNG ANH [9] Audenaert.K Boel.V (2002), De Schutter, Carbonation of Self Compacting Concrete, 6th International Syposium on Utilization of High Strength/High Perfinabce cibcrete, Leipzig, June 2002 [10] ASTM C29/C29M-91a; Test Method for Unit weight and voids in aggregate, 1995 Annual Book of ASTM Standards, Volume 04.02 [11] Ammar Yahia, Makoto Tanimura, Akira Shinmabukuro, Effect of Mineral Admixtures on Rheological Properties of Equivalen Self – 119 Compacting Conerete Mortar, Procceding of the Seventh east Asia-Pacific Conference on Structural Engineering and Construction (EASEC 7), Volume 2, August, 1999, Kochi, Japan, 1330-1335 [18] Allan J D.A.,M.I.C.T Allan Dowson Consulting The Application, Self-Compacting Concrete (SCC ) in Precast Products http://www.Grade com/content,IE5\The Application, Self-Compacting Concrete ( SCC) in Precast Products.html [7] Borenemann.R, Schmidt.M (2002), The Role of Powders in concrete, Carbonation of Self Compacting Concerete, 6th International Syposium on Utilization of High Strength/High Perfomance concrete, Leipzig [17] G Cruz Eaton Holiday in Philippines Presentation for: Glenium Seminar in Tokyo [8] Kamal Henri Khayat and Pierre-Claude Aitein (1998), Use of SelfConsolidating Concrete in Canada – Present Sitaution and Perspectives, Proceedings of the International Workshop on Self – Compacting Concrete, August 1998 [13] Kimble Marfleet Gammon Innovation Competition Self-Compacting Concrete Admixtures Meeting in Hongkong, 23 November 2000 [19] M Vachon and J Daczko U.S Regulatory Work on SCC Proceeding of First North American Conference on the Design and Use of Self-Consolidating Concrete, November 2002, United State of America, ( 377–380 ) [12] Takeshi Ohtomo, Satoru Asaka, Joo-Yeon Kim, Chan-Gyu Park, Seung-Jun Beak, Chel-Su Jung and Stephen H.E Phillips Self Compacting Concrete used for underground diaphragm walls of the World’s largest 200000 Klingground tanks at Inchon LNG terminal in 120 Korea Proceeding of The Second International Symposium on SelfCompacting Concrete, October 2001, Tokyo, Japan (661– 670) [4] Takefumi Shindoh and Yasunori Matsuoka.(2003), Development of Combination-Type Selft-Compacting Concrete and Evalaution Test Methods Journal of Concrete Technologi, Concrete Institule (26-26) [16].Somnuk Tangtermsirikul Design and Construction of SelfCompacting Concrete in Thailand Proceeding of International Workshop on Self-Compacting Concrete, August 1998, Kochi, Japan ( 72 – 86 ) [20].Tim Avery Self-Compacting Concrete powerful tool for Complicated pours Concrete monthly, http://www.Concretemunthly com/monthly/art php/594 [14] Yin-Wen Chan and Ming Hong Hshieh The Development and Longterm Deformation of Self-Compacting Concrete Proceeding of seventh East Asia-Pacific Conference on Structural Engineering and Construction (EASEC 7), Volume 2, August, 1999, Kochi, Japan, ( 1414 – 1419 ) [15] Yin-Wen Chan and Jenn – Chuan Chern The Application of SelfCompacting Concrete in Taiwwan Proceeding of Second International Symposium on Self-Compacting Concrete, October 2001, Tokyo, Japan (25 -32) ... NGHIÊN CỨU 2.1 Mục tiêu nghiên cứu: Nghiên cứu ứng dụng công nghệ bê tông tự lèn vào thi cơng cánh tràn piano, cơng trình Đập dâng Văn Phong tỉnh Bình Định 2.2 Nội dung nghiên cứu: - Nghiên cứu. .. trình Văn Phong, tiêu chí quan trọng cần thi? ??t Vì tác giả lựa chọn đề 10 tài luận văn thạc sĩ ? ?Nghiên cứu công nghệ bê tông tự lèn để thi công cánh tràn piano, Đập dâng Văn Phong tỉnh Bình Định? ??... Văn Phong- Bình Định - Xây dựng biện pháp thi công bê tông tự lèn cánh tràn Piano đập dâng Văn Phong tỉnh Bình Định - Phân tích đánh giá hiệu kỹ thuật, kinh tế công nghệ bê tông tự lèn - Kiến