IV- CƠNG tác quản lý Kỹ thuật và giám sát thi cơng
5. Chất kết dính trong thành phần bê tơng đầm lăn
Một trong những cơng tác đảm bảo chất l−ợng BTĐL là khống chế chất l−ợng vật liệu đầu vào phải đảm bảo độ ổn định cao. Là loại bê tơng nghèo xi măng nên phụ gia hoạt tính tro bay cĩ vai trị hết sức quan trọng trong các vật liệu cấu thành hỗn hợp BTĐL, cĩ vai trị quyết định c−ờng độ và khả năng chống thấm của BTĐL. Ngồi ra đối với cơng trình Định Bình sử dụng cát sơng Cơn là cát cát hạt thơ với hàm l−ợng hạt nhỏ hơn 0,08 mm thấp vì vậy tro bay ngồi vai trị là thành phần chất kết dính cịn là vật liệu độn bù vào phần hạt mịn thiếu do đĩ nếu thiếu tro bay thì khơng thể thi cơng đ−ợc.
ở đập Định Bình, cấp phối chỉ chọn một loại phụ gia hoạt tính là tro bay (là tro bay nhiệt điện Phả Lại) khơng cĩ ph−ơng án cấp phối dự phịng nh− tro bay của các nhà máy nhiệt điện khác, hoặc loại phụ gia hoạt tính khác nên cơng tác thi cơng hồn tồn phụ thuộc vào một nguồn cung cấp tro bay, nên khi gặp phải nguyên nhân khách quan nào đĩ nguồn cung cấp tro bay khơng liên tục kịp thời sẽ gây bị động cho đơn vị thi cơng (ở Định bình bị ng−ng nhiều tháng, tro bay Phả Lại chỉ đáp ứng đ−ợc một phần nhỏ tiến độ, phải tìm nguồn khác từ phía Nam và thơng qua thí nghiệm và trình duyệt nhiều tháng).
Thực tế tại cơng trình Định Bình cho thấy, khi thiết kế chỉ định dùng một nguồn tro bay từ nhà máy nhiệt điện Phả Lại. Nh−ng đến quí III năm 2006, khi tiến độ thi cơng cơng trình đang gấp rút để v−ợt lũ thì nguồn tro bay này khơng cịn khả năng cung cấp gây ảnh h−ởng nghiêm trọng đến tiến độ thi cơng. Tr−ớc tình hình nguồn vật liệu tro bay Phả Lại trong thời gian đĩ khơng cĩ để cung ứng cho cơng trình, đơn vị thi cơng đã nghiên cứu tìm các đối tác trên thị tr−ờng trong và ngồi n−ớc và cuối cùng quyết định dùng thêm nguồn tro bay FORMOSA sản xuất tại Đồng Nai mới cĩ khả năng đáp ứng phần nào tiến độ thi cơng cơng trình.
Từ những kinh nghiệm thực tiễn thi cơng, qua những phân tích nh− trình bày ở phần trên cĩ thể thấy phụ gia khống họat tính tro bay là một thành phần khơng thể thiếu trong BTĐL. Nĩ vừa cĩ vai trị là chất kết dính nâng cao c−ờng độ và độ chống thấm của BTĐL, vừa đĩng vai trị là chất độn mịn cải thiện bề mặt tăng khả năng liên kết giữa các lớp đổ BTĐL vì vậy cần nghiêm túc xác định nguồn cung cấp và kiểm tra chất l−ợng tro bay tr−ớc khi đ−a vào sử dụng. Việc lựa chọn, kiểm tra khống chế chất l−ợng tro bay bao gồm các cơng tác sau:
- Lựa chọn loại tro bay cĩ sẵn trên thị tr−ờng, chất l−ợng ổn định, cung ứng kịp thời để chủ động trong thi cơng.
- Tùy theo tiến độ và qui mơ cơng trình mà tính tốn lập nhà kho chứa tro bay cho phù hợp. Kho chứa tro bay phải đảm bảo khơ ráo, tránh dột.
- Phân tích kiểm tra thành phần hoạt tính, l−ợng mất khi nung và các đặc tính khác của nguồn tro bay định dùng.
- Vì điều kiện nào đĩ tro bay phải l−u lại tại cơng trình quá 60 ngày cần phải tiến hành kiểm tra thí nghiệm lại, đạt yêu cầu mới dùng đ−ợc.
- Một điều hết sức l−u ý là cần khống chế độ ẩm của tro bay tr−ớc khi đ−a vào sử dụng tránh tr−ờng hợp tro bay hút ẩm vĩn cục làm tắt tro khi trạm trộn vận hành khi đĩ ảnh h−ởng đến chất l−ợng và tiến độ thi cơng.
Vật liệu kết dính dùng cho BTĐL cĩ thể dùng với các cách thức khác nhau nh−ng thơng th−ờng nhất là kết hợp xi măng Pooclăng th−ờng (PC) hoặc xi măng Pooclăng
hỗn hợp (PCB) với phụ gia khống để giải quyết các yêu cầu kỹ thuật riêng trong cơng nghệ BTĐL và tận dụng đ−ợc vật liệu địa ph−ơng sẵn cĩ.
Phụ gia khống cho bê tơng đầm lăn cĩ vai trị: Thay thế một phần xi măng để giảm l−ợng tỏa nhiệt trong bê tơng; Tham gia phản ứng hydrat hĩa tạo sản phẩm đĩng rắn giúp nâng cao c−ờng độ và cải thiện các tính chất khác của bê tơng; Bổ sung thêm thành phần hạt mịn để tăng tính dễ đổ cho hỗn hợp BTĐL và cải thiện cấu trúc của bê tơng.
Cĩ hai loại phụ gia khống là phụ gia khống hoạt tính và phụ gia khống khơng hoạt tính. Phụ gia khống hoạt tính th−ờng dùng là tro bay và Puzơlan tự nhiên, cịn phụ gia khống khơng hoạt tính là các loại bột đá tự nhiên khơng hoặc ít khả năng họat tính Puzơlanic.
Phụ gia hĩa học cĩ vai trị làm tăng dẻo, giảm n−ớc và kéo dài thời gian đơng kết cho hỗn hợp BTĐL. Chủng loại, hàm l−ợng dùng và chất l−ợng phụ gia cần đ−ợc thí nghiệm với hỗn hợp bê tơng thực tế tr−ớc khi sử dụng thật ngồi hiện tr−ờng.
Khi nghiên cứu cấp phối BTĐL nếu chọn sử dụng phụ gia khống là tro bay thì cần nghiên cứu chất l−ợng và trữ l−ợng cung cấp của nguồn tro bay phục vụ cơng trình. Tránh tình trạng chỉ sử dụng một nguồn tro bay, khi nguồn khơng cĩ khả năng cung ứng ảnh h−ởng nghiêm trọng đến tiến độ thi cơng cơng trình. Kiến nghị với cơ quan thiết kế khi thiết kế cấp phối nên tính tới ph−ơng án hai hoặc ba nguồn tro bay.
Trong t−ơng lai, số l−ợng cơng trình thi cơng theo cơng nghệ bê tơng đầm lăn ngày càng nhiều, trong khi số nhà máy nhiệt điện ở n−ớc ta lại ít do đĩ việc sử dụng tro bay với vai trị phụ gia khống cho BTĐL sẽ rất hạn chế. Trong thời gian tới cần gấp rút hồn chỉnh cơng tác khảo sát quy hoạch và đ−a vào khai thác các mỏ puzơlan cĩ trữ l−ợng lớn chất l−ợng tốt để cĩ thể đáp ứng kịp thời, đầy đủ cho nhu cầu ngày càng cao trong cơng nghệ vật liệu mới này.
Trong nhĩm vật liệu phụ gia khống ngồi 3 loại Puzơlan tự nhiên, tro bay và xỉ quặng, cịn cĩ tro trấu, metal caolanh cũng là những nguồn vật liệu cĩ tiềm năng ở Việt Nam, do đĩ trong điều kiện cĩ thể nên cĩ những nghiên cứu thêm về việc sử dụng những phụ gia này trong thành phần bê tơng đầm lăn.
Thực tế từ cơng trình Định Bình cho thấy do cĩ sự khác nhau về điều kiện mơi tr−ờng phịng thí nghiệm và hiện tr−ờng, do khí hậu khác nhau giữa các vùng, khác nhau giữa các mùa dẫn đến kết quả thí nghiệm xác định ảnh h−ởng của phụ gia sai khác nhiều. Ví dụ khi làm thí nghiệm chỉ tiêu thời gian đơng kết, thí nghiệm trong phịng là 18h để ra ngồi hiện tr−ờng chỉ cịn 12h. Để hạn chế bớt những điều chỉnh
do điều kiện thí nghiệm khơng t−ơng thích với thực tế, trong điều kiện cĩ thể, ngay từ đầu cho xây dựng phịng thí nghiệm tại hiện tr−ịng nơi thi cơng để tiến hành các thử nghiệm theo đúng điều kiện khí hậu thực vùng cĩ cơng trình giảm bớt thí nghiệm điều chỉnh tốn kém, mất thời gian.
Bê tơng đầm lăn (BTĐL) cĩ l−ợng dùng chất kết dính thấp, đặc biệt là luợng dùng xi măng chỉ bằng khoảng 1/3 l−ợng dùng xi măng trong cấp phối của bê tơng truyền thống, để đạt đ−ợc các chỉ tiêu thiết kế yêu cầu, thì cơng tác lựa chọn vật liệu chế tạo bê tơng và chọn ph−ơng pháp thiết kế cấp phối BTĐL là nhiệm vụ đầu tiên rất quan trọng, để đ−a ra cấp phối sơ bộ ban đầu để thí nghiệm các chỉ tiêu cơ lý của BTĐL và đ−a ra đ−ợc cấp phối tối −u để tiến hành đầm nén hiện tr−ờng.
Hiện nay cĩ khá nhiều ph−ơng pháp thiết kế thành phần BTĐL theo quan điểm vật liệu bê tơng, mỗi ph−ơng pháp đều mang đặc điểm theo tr−ờng phái riêng của mỗi n−ớc, thạm chí nh− Mỹ cịn đ−a ra nhiều ph−ơng pháp thiết kế thành phần BTĐL khác nhau (nh− ACI, USACE, EM,...).
Hiện nay trên thế giới cĩ xu thế dùng loại BTĐL giầu hồ CKD để xây dựng đập BTĐL, do vậy ph−ơng pháp thiết kế thành phần BTĐL giàu hồ CKD đ−ợc lựa chọn làm ph−ơng pháp thiết kế BTĐL chống thấm rất phù hợp với điều kiện Việt Nam. Theo ph−ơng pháp này thể tích hồ CKD phải lớn hơn độ rỗng giữa các hạt cốt liệu, do đĩ phải lựa chọn thành phần hạt cốt liệu tốt nhất để giảm thiểu lỗ rỗng, nhờ đĩ sẽ giảm hàm l−ợng CKD yêu cầu.
Nĩi chung tất cả các ph−ơng pháp thiết kế cấp phối BTĐL là ph−ơng pháp lý thuyết (cơng thức, đồ thị, biểu bảng tra...) kết hợp với thực nghiệm (thí nghiệm điều chỉnh cấp phối ở trong phịng TN). T−ơng tự nh− ph−ơng pháp thiết kế cấp phối bê tơng truyền thống theo ph−ơng pháp thể tích tuyệt đối, sự khác nhau giữa các ph−ơng pháp chỉ là thứ tự xác định các thành phần vật liệu trong cấp phối, các cơng cụ hỗ trợ tính tốn (nh− các cơng thức, đồ thị hoặc bảng tra,...)
Hai ph−ơng pháp thiết kế thành phần BTĐL là EM 1110-2-2006 (ph−ơng pháp giàu hồ của Mỹ) và ph−ơng pháp của Trung Quốc cĩ cách trình bày rõ ràng, dẽ tiếp cận. Đặc biệt là ph−ơng pháp củaTrung Quốc cĩ các b−ớc tính tốn gần với ph−ơng pháp thiết kế thành phần bê tơng truyền thống của Bơlơmây- Xkramtaev đã đ−ợc sử dụng rộng rãi và quen thuộc tại Việt Nam.
Thực tế tại Việt Nam đang sử dụng 2 ph−ơng pháp thiết kế cấp phối BTĐL, các Cơng ty t− vấn điện chủ yếu sử dụng ph−ơng pháp của Hội kỹ s− quân đội Mỹ (EM ) và Các Cơng ty T− vấn Thủy lợi và một vài cơng ty t− vấn điện dùng ph−ơng pháp của Trung Quốc.
Qua kết quả tính tốn so sánh, và thí nghiệm thử c−ờng độ nén và độ chống thấm của BTĐL thiết kế theo 2 ph−ơng pháp trong khuơn khổ Đề tài Cấp Bộ NN và PTNT của Viện Khoa học Thủy lợi thực hiện cho chúng ta thấy rằng:
- Luợng dùng Chất kết dính (gồm Xi măng và Phụ gia khống) theo 2 ph−ơng pháp là t−ơng đ−ơng nhau.
- Tỷ lệ N/CKD theo ph−ơng pháp EM thấp hơn so với thiết kế theo ph−ơng pháp của Trung Quốc.
- Độ cơng tác VC theo ph−ơng phápEM hơi cao hơn so với phuơng pháp của Trung Quốc, do cấp phối BTĐL theo EM cĩ l−ợng dùng cốt liệu nhiều hơn, l−ợng dùng n−ớc ít hơn so với cấp phối theo ph−ơng pháp của Trung Quốc. - C−ờng độ chịu nén và tính chống thấm của BTĐL thiết kế theo 2 ph−ơng pháp
là t−ơng đ−ơng nhau.
III- Một số VấN đề về Kỹ thuật thI CƠNG BÊ TƠNG ĐầM LĂN