III. Cỏch tiếp cận và phương phỏp nghiờn cứu:
3.2.2. Khống chế chất lượng trong quỏ trỡnh sản xuất bờ tụng
Trong quỏ trỡnh sản xuất, việc khống chế chất lượng của hỗn hợp bờ tụng đầu tiờn phải kể đến là yờu cầu cõn đo đong đếm chớnh xỏc. Bờ tụng đầm lăn rất nhạy cảm với nước, việc đong đo nước yờu cầu chặt hơn bờ tụng thường. Dụng cụ đo, số lần kiểm nguyờn vật liệu và dung sai cho phộp xem bảng 3.11
Bảng 3. 11. Tiờu chuẩn kiểm tra dung sai cõn đo phối liệu
Tờn vật liệu nước Xi măng, tro bay Cốt liệu thụ, mịn Chất phụ gia
Dung sai cõn đo ±1% ±1% ±2% ±1%
Số lần kiểm tra 1lần/ thỏng
Thời gian trộn đầy đủ là điều kiện cơ bản đảm bảo cho chất lượng bờ tụng. Mỗi ca rỳt kiểm tra thời gian trộn khụng được ớt hơn 4 lần. Khi cần cú thể kiểm tra độ đồng đều của hỗn hợp. Lấy mẫu ở bộ phận đầu, cuối của mỏy trộn, mỗi mẫu thử khụng ớt hơn 30kg, tiờu chớ của trộn đều là:
(1) Dựng phương phỏp rửa phõn tớch để xỏc định tỉ lệ phần trăm của cốt liệu thụ, trị số chờnh lệch của hai mẫu thử phải ớt hơn 10%.
(2) Với phương phỏp phõn tớch dung trọng vữa cỏt xỏc định dung trọng, trị số chờnh lệch khụng đựơc lớn hơn 30 kg/m3.
Lượng nước dựng của bờ tụng đầm lăn đầm chắc cú vấn đề tồn tại là thể tớch nước đơn vị tối ưu. Khi chọn tỉ lệ cấp phối bờ tụng đầm lăn, ngoài việc phải thoả món cỏc yờu cầu vật lý, chỉ tiờu tớnh năng lực học ra, để thi cụng thu được chất
lượng đầm chặt tốt nhất thỡ lượng nước dựng cho một đơn vị thể tớch cũn phải thoả món yờu cầu về lượng nước dựng cho đơn vị thể tớch tối ưu nữa.
Căn cứ vào thớ nghiệm đầm lăn, cú thể xõy dựng mối quan hệ giữa lượng nước dựng cho đơn vị thể tớch với dung trọng bờ tụng đầm lăn đầm chặt như hỡnh 3.2. Trờn hỡnh ta thấy lượng nước dựng tối ưu cho đơn vị thể tớch W0p và dung trọng lớn nhất γ0p.
Tớnh đổi thay lượng nước dựng cho đơn vị thể tớch trong thi cụng bờ tụng đầm lăn trờn cơ bản phự hợp với sự phõn bổ chớnh thỏi trong thống kờ số học. Chỳng ta cú thể dựa vào đú để nghiờn cứu khống chế chỉ tiờu và tiờu chuẩn phạm vi biến động của lượng nước dựng cho đơn vị thể tớch.
Đem tớnh biến đổi về lượng nước dựng cho đơn vị thể tớch trong thi cụng bờ tụng đầm lăn xem là phõn bố chớnh thỏi tức lượng nước đơn vị thể tớch là tuỳ cơ biến đổi, trị số trung bỡnh là lượng nước tối ưu của đơn vị thể tớch. Phõn bố chớnh thỏi biểu thị quan hệ của trị số cực hạn lượng nước trong đơn vị thể tớch như hỡnh 3.2.
Từ hỡnh 3.2. cú thể thành lập quan hệ như sau:
1 2 p 0 2 1 p 0 2 w 1 w.t +σ .t =(W −W )+(W −W )=W −W σ (3-1) Trong cụng thức:
- σw: Sai số tiờu chuẩn lượng nước dựng đơn vị thể tớch, kg/m3
- t1, t2: tham số cơ suất
- Wop: Lượng nước tối ưu cho đơn vị thể tớch, kg/m3
- W1, W2: Giới hạn trờn, giới hạn dưới của biến động lượng nước dựng cho đơn vị thể tớch, kg/m3
Hỡnh 3.2. Quan hệ giữa dung trọng đầm chặt và lượng nước cho 1m3
Hỡnh 3.3. Mật độ cơ suất và lượng nước của một đơn vị thể
tớch m ật đ ộ cơ su ất -1 0 -2 -3 tỷ lệ đảm bảo p tham số cơ mật t 2 3 1 0p 1 2 lượng nước của một đơn vị thể tích
Nếu đem σw tiờu chuẩn sai số lượng nước dựng cho đơn vị thể tớch ghi là sai số tiờu chuẩn cho phộp [W2] thỡ cú cụng thức sau:
[W2] = 2 1 1 2 t t W W + − (3-2) Điều kiện để thoả món là: W2 - W0p >W0p - W1
Trị số giới hạn khống chế lượng nước dựng đơn vị thể tớch W1~W2 thỡ tỉ lệ đảm bảo tương ứng là: p = . e .dt e .dt . 2 1 2 2 1 2 t 0 2 t 0 t 2 t ∫ ∫ − − − + ∏ (3-3)
Trong đú p cú quan hệ tớch phõn với t1, t2. Xem bảng 3.12
Bảng 3. 12. Quan hệ tớch phõn giữa P và t1, t2
Tỉ lệ đảm bảo p(%) Tham số cơ suất
t1 t2 t1 +t2
95 -1,9 2,0 3,9
90 -1,5 1,9 3,4
85 -1,4 1,5 2,9
80 -1,3 1,4 2,7
Nếu W2 - Wop = Wop - W1; t = t1 2; giới hạn khống chế lượng nước dựng cho đơn vị thể tớch W1~ W2 cú tỉ lệ đảm bảo tương ứng:
p = . e .dt . 2 1 0 t 2 t 1 2 ∫ − − ∏ (3-4)
Bảng 3. 13. Quan hệ tớch phõn giữa p và t1 (W2 - W0p = W0p - W1)
Tỉ lệ đảm bảo (%) Tham số cơ suất t1
95 -2.0
90 -1,7
85 -1,4
80 -1,3
Sai số tiờu chuẩn lượng nước dựng cho đơn vị thể tớch là [σw] = 1 1 2 t . 2 W W − (3-5) Điều kiện để thoả món là: W2 - W0p = W0p - W1.
Với điều kiện nguyờn liệu và tỉ lệ cấp phối khụng đổi, trị số độ nhóo VC của bờ tụng đầm lăn tỉ lệ nghịch với lượng nước dựng cho đơn vị thể tớch, đồng thời độ nhóo VC0p tối ưu ứng với W0plượng nước tối ưu dựng cho đơn vị thể tớch. Phạm vi biến đổi của VC là VC2~VC1, ứng với phạm vi biến đổi của W1~W2, xem hỡnh 3.4.
Do đú cú thể cho phộp sai số tiờu chuẩn VC là: [σVC] = 2 1 2 1 t t VC VC + − (3-6) Điều kiện thoả món là VC2 - VC0p > VC0p - VC1.
Nếu VC2 - VCop = VCop - VC1 thỡ sai số tiờu chuẩn VC cho phộp là: [σVC] = 1 2 1 t 2 VC VC − (3-7) Điều kiện thoả món là VC2 - VC0p = VC0p - VC1.
Trong cụng thức trờn tỉ lệ dảm bảo của VC là quan hệ tớch phõn giữa p và t1, t2 cũng giống như quan hệ trong bảng 3.12 và 3.13. Cú nghĩa là lấy trị số VC làm biến lượng tuỳ cơ và lượng nước dựng cho đơn vị thể tớch làm biến lượng tuỳ cơ, thỡ quan hệ tỉ lệ đảm bảo với tham số cơ suất như nhau.
Sai số tiờu chuẩn lượng nước dựng cho đơn vị thể tớch [σw] hoặc sai số tiờu chuẩn của trị số VC cho phộp [σVC] nờu trờn đều là chỉ tiờu nờu ra để khống chế dung trọng đảm bảo theo thiết kế, tiờu chuẩn khống chế đú là:
Trong đú:
- σw: sai số tiờu chuẩn lượng nước dựng cho đơn vị thể tớch của thực tế thi cụng bờ tụng đầm lăn, kg/m3
- σVC: sai số tiờu chuẩn trị số VC của thực tế thi cụng bờ tụng đầm lăn.
Hỡnh 3.4. Quan hệ giữa dung trọng thiết kế với lượng nước của 1m3
hoặc với trị số giới hạn VC.
Tỉ lệ đảm bảo sai số tiờu chuẩn cho phộp p cú thể lấy 80 ~ 85 %..
Do trong lỳc thi cụng bờ tụng đầm lăn, lượng nước dựng cho đơn vị thể tớch hoặc trị số VC cú ảnh hưởng rất lớn đến chất lượng đầm rung, cho nờn khống chế lượng nước và VC là vụ cựng quan trọng. Khống chế trị số VC trong thi cụng bờ tụng đầm lăn chớnh là biến tướng của khống chế lượng nước dựng cho đơn vị thể tớch. Chẳng qua là hai vấn đề này cú hỡnh thức biểu diễn khỏc nhau cũn thực chất và mục đớch thỡ giống nhau.
Lấy số liệu cụ thể trong hỡnh 3.4 để làm vớ dụ, trị số cực hạn lượng nước dựng cho đơn vị thể tớch: W1 ~ W2 = 95~105 kg/m3, W0p = 100 kg/m3, nếu tỉ lệ đảm bảo trị số cực hạn lượng nước dựng cho đơn vị thể tớch lấy p = 85%. Sai số tiờu chuẩn lượng nước dựng cho đơn vị thể tớch cho phộp, tớnh theo cụng thức (3-5) ta cú:
[σW] = 4 , 1 . 2 95 105 t . 2 W W 2 1 2 − = − = 3,6 kg/m3 Điều kiện thoả món là W2 - Wop = Wop - W1.
Trong khi thi cụng kiểm tra sai số tiờu chuẩn lượng nước dựng cho đơn vị thể tớch phải nhỏ hơn hoặc bằng 3,6 kg/m3.
Tương tự như vậy ta cú giỏ trị cực hạn VC là: VC1 ~ VC2 = 14 ~ 19s, VCop = 16,5s, cũng lấy tỉ lệ bảo đảm trị số cực hạn VC là p = 85%, thay vào cụng thức (3-7) ta cú: [σVC] = 1,8s 14 . 2 14 19 t . 2 VC VC 1 1 2 − = − =
Điều kiện thoả món là VC2 - VC0p = W0p - W1. Trong lỳc thi cụng kiểm tra sai số tiờu chuẩn của VC, phải nhỏ hơn hoặc bằng 1,8s.
Trong vớ dụ trờn VC0p = 16,5s là trị số VC tương ứng với lượng nước tối ưu dựng cho đơn vị thể tớch, nú nờu lờn rằng khi chọn loại thi cụng đầm lăn này dung trọng bờ tụng đầm lăn thỡ loại độ nhóo này là cú lợi để đầm chặt. Cũng cú nghĩa là khi mặt đập tiến hành đầm lăn cần phải đạt trị số VC. Thực tiễn thi cụng chứng minh, trị số VC của bờ tụng đầm lăn biến đổi theo thời gian kộo dài sau khi ra khỏi mỏy trộn và chịu ảnh hưởng lớn của nhiệt độ, độ ẩm, giú và chiếu sỏng v.v... Vỡ vậy khi trộn phải căn cứ vào chuẩn gốc trị số VC của mặt đập yờu cầu, căn cứ vào điều kiện cụ thể đương thời (ban ngày hoặc đờm, nhiệt độ, độ ẩm, gớo, tốc độ, tỏc nghiệp mặt đập v.v...) để được tớnh thời gian này dư cho lỳc trộn.
Cỏc cụng trỡnh thực tế đều căn cứ vào tỡnh hỡnh cụ thể của cụng trỡnh để chọn ra trị số VC của hỗn hợp bờ tụng đầm lăn ra khỏi mỏy trộn. ở một số đập của Việt Nam
Ở đập Đakđrinh trị số VC theo điều kiện kỹ thuật thi cụng đập là từ 10 – 30s, nhưng trong thực tế thi cụng trị số VC tại trạm trộn là : 10 ± 3s, tại điểm đổ ở đập: 14 ± 2s
Ở đập Định Bỡnh trị số VC theo thiết kế trị số VC với hai mỏc bờ tụng (BTĐL M150 và BTĐL M200) thỡ trị số VC là từ 10-15s, nhưng theo thực tế thi cụng ngoài hiện trường với BTĐL M150 đối với cỏc dải cú VC từ 10-15s thỡ bề mặt bờ tụng chưa được nhẵn, cỏc dải cú VC nhỏ 5-10s thỡ bề mặt bờ tụng ớt rạn hơn. Qua thực tế đú rỳt ra độ cụng tỏc VC của BTĐL tại lớp đổ nờn chọn từ 7-13s với nhiệt độ khụng khớ khụng quỏ 300c
Ở đập Đại Xuyờn của Nhật Bản qui định trong thi cụng về mựa hố là 10s, về mựa xuõn, thu là 18s.
Thi cụng đoạn đập chắn nước tả ngạn Đồng Giai Tử qui định trị số VC như bảng 3.14.
Bảng 3. 14. Tiờu chuẩn khụng chế VC trong thi cụng Điều kiện nhiệt độ và khớ
tượng
Phạm vi nhiệt độ mụi trường (00C)
Lượng mưa (mm/h)
< 15 15 ~ 25 25 ~ 30 < 2 2 ~ 3 3 ~ 4
Trị số chuẩn VC (s) 18 12 8 20 25 35
Với bờ tụng đầm lăn dựng chất phụ gia dẫn khớ phải khống chế chặt lượng hàm khớ của hỗn hợp bờ tụng. Cần phải khống chế lượng hàm khớ trong phạm vi
±1%. Ngoài ra cũn phải đo nhiệt độ, tỉ lệ nước kốm theo.
Trong quỏ trỡnh trộn bờ tụng phải luụn nắm chắc chất lượng của nguyờn vật liệu và tỡnh hỡnh độ ẩm, căn cứ vào thực tế tỡnh hỡnh mà điều chỉnh cấp phụi cho chuẩn xỏc, nhằm đảm bảo chất lượng của bờ tụng .
Khi kiểm tra thấy hoạt tớnh của xi măng thấp hơn mỏc đề thỡ phải sửa lại tỉ lệ cấp phối, giảm bớt tỉ lệ nước keo, tăng lượng dựng chất keo dớnh. Khi hoạt tớnh của xi măng cao nhiều hơn mỏc đề, trờn cơ sở tiền đề là đảm bảo cỏc chỉ tiờu thoả món yờu cầu của thiết kế, cú thể tăng vừa phải tỉ lệ nước keo, giảm bớt lượng keo dớnh.
Khi tỉ lệ hàm lượng nước của tro bay lớn hơn 1%, thỡ phải tăng lượng tro bay, tương ứng là giảm bớt lượng nước trộn để đảm bảo tớnh chớnh xỏc của lượng nước dựng cho keo dớnh.
Hạt cỏt to làm cho tớnh thi cụng kộm, modun độ mịn tăng 0,2 thỡ phải tăng tỉ lệ cỏt lờn 1%, ngược lại cú thể giảm bớt tỉ lệ cỏt 1%.
Căn cứ hàm lượng cốt liệu đường kớnh quỏ cỡ để điều chỉnh cỏc loại cốt liệu. Hàm lượng đường kớnh quỏ cỡ của cốt liệu cấp này tớnh vào cốt liệu của cấp trước, đường kớnh nhỏ tớnh vào cốt liệu của cấp sau.
Khi lượng nước bề mặt cốt liệu vượt quỏ qui định thỡ phải tăng giảm lượng nước trộn, tương ứng, là phải thay đổi lượng nước dựng.
Lấy mẫu tại miệng mỏy trộn là phương phỏp để kiểm trra chất lượng bờ tụng. Trong khi lấy mẫu ở miệng mỏy, ngoài chế tạo mẫu thử cường độ ra cũn phải chế tạo mẫu thử chống thấm, mẫu thử modun đàm hồi, mẫu thử cực hạn chống dón v.v... Cũn phải để ra một số lượng nhất định cỏc mẫu thử để làm thớ nghiệm đối chiếu với mẫu lấy từ nừn khoan trong bờ tụng, để xõy dựng mối quan hệ tương ứng của hai loại này.