1.4.1 Chế tạo bằng thủ công
Vữa xi măng-cát đƣợc trộn khô cho đều, sau đó tƣới nƣớc với tỷ ệ N/X=0,350,4 trộn kỹ cho đạt độ dẻo. Vữa xi măng cát đƣợc trát p chặt từ 2 ph a, đôi khi ngƣời ta dùng ván khuôn ở 1 ph a. Phƣơng pháp này ch cần dùng những dụng cụ đơn giản nhƣ bay, bàn xoa của thợ nề. Đ y à phƣơng pháp thi công kỹ thuật đơn giản, thuận ợi với mọi địa hình, mọi dạng kết cấu. Tuy vậy chất ƣợng của kết cấu phụ thuộc vào tay nghề của ngƣời thợ, hình dạng kết cấu, biện pháp thi công và phƣơng thức dƣỡng hộ,
1.4.2 Chế tạo bằng vữa tự lèn
Vật liệu cấu thành của bê tông tự lèn hoàn toàn giống nhƣ b tông truyền thống, tuy nhiên h n hợp bê tơng tự lèn có tỷ lệ bột mịn cao hơn, hàm ƣợng cốt liệu lớn thấp hơn. Vì áp dụng cho kết cấu vỏ mỏng xi măng ƣới thép [1] có chiều dày từ 26 mm đến 40 mm, k ch thƣớc giữa các mắt ƣới khoảng 10 mm n n đƣờng kính lớn nhất của cốt liệu lớn thƣờng là Dmax ≤ 5 mm. Đặc biệt bê tơng tự lèn có thời gian bảo dƣỡng u, u khô hơn b tông thƣờng nên thời gian dỡ ván khuôn u hơn, số ƣợng ván khuôn nhiều hơn, chi ph tăng n. Chất ƣợng của sản phẩm bê tông tự n đông cứng phụ thuộc vào chất ƣợng của từng nguyên vật liệu cấu thành của h n hợp b tơng tƣơi mà khơng có hiệu ứng lèn chặt do rung. Ngồi ra ln cần có phụ gia hóa dẻo n n giá thành cao hơn b tơng thƣờng. Có thể kết hợp với rung nhanh, giảm ƣợng nƣớc, tăng độ lèn chặt, giảm thời gian dỡ ván khn, sẽ có lợi hơn dùng b tơng hồn tồn tự đầm.
1.4.3 Chế tạo bằng phương pháp phun
Công nghệ phun vữa xi măng đƣợc áp dụng nhiều trong gia cố tuy nen, sửa chữa các cơng trình. Những năm gần đ y đƣợc áp dụng thi công k nh, cầu máng XMLT. Khác với công nghệ trát tay, công nghệ phun địi hỏi có thiết bị đặc chủng à thiết bị phun áp ực. H n hợp xi măng cát đƣợc àm ẩm với độ ẩm th ch hợp và trộn bằng máy và nạp vào buồng công tác của thiết bị phun áp ực. H n hợp vữa đƣợc phun n mặt ván khuôn với áp ực cao theo độ dày y u cầu của
kết cấu. Sau 10 giờ kể từ úc kết thúc phun thì có thể tháo dỡ ván khuôn. Sau 10 ngày cƣờng độ vữa đạt đƣợc 75 80% cƣờng độ cuối.
Cơng nghệ phun có ƣu điểm à có thể sản xuất các cấu kiện có hình dạng bất kỳ, k ch thƣớc độ dày khác nhau. Tùy theo điều kiện mặt bằng, điều kiện thi cơng có thể sản xuất theo phƣơng pháp đúc sẵn hoặc tại ch . Tuy nhi n phƣơng pháp phun cũng cịn một số tồn tại. Đó à độ chặt khơng đồng đều, sự tách các hạt vật iệu àm cho bề mặt khó nhẵn. Đồng thời khi phun vữa với áp lực cao, khung ƣới th p có xu hƣớng bị đẩy ra phía ngồi sát thành ván khn, vị tr đặt thép sai lệch.
Do đó phƣơng pháp phun thƣờng cho cƣờng độ chịu n n, độ chống thấm của kết cấu XMLT thấp hơn phƣơng pháp rung và bề mặt ngoài của cấu kiện không đƣợc láng mịn.
1.4.4 Chế tạo bằng phương pháp rung
Phƣơng pháp này đƣợc dùng rộng rãi vì nó có ịch sử sử dụng từ kết cấu b tơng cốt iệu ớn. Có thể sử dụng nhiều phƣơng thức rung: rung toàn khối, rung mặt hoặc rung ván khuôn.
Rung toàn khối đƣợc dùng à chủ yếu [4, 5, 36, 38] với nguy n ý cấu tạo chung à vật rung gắn với hệ khung cứng, đặt tr n hệ ò xo và đƣợc k ch rung bằng động cơ. Hiệu ứng đầm chặt phụ thuộc các thông số rung nhƣ bi n độ, gia tốc, độ cứng o xo…n n có thể điều ch nh các thơng số để có đƣợc hiệu quả đầm chặt cao nhất.
Rung mặt có thể dùng chế tạo các kết cấu mỏng và phẳng do ảnh hƣởng của dao động ch đƣợc truyền đến chiều sâu nhất định khoảng 200 mm, thƣờng đƣợc dùng để đầm chặt các mặt đƣờng bê tông [16]. Các máy rung đƣợc chế tạo dựa vào phƣơng truyền rung và h n hợp bê tông [14, 22] và tùy từng loại cơng trình, kết cấu để sử dụng cho thích hợp, các máy rung bề mặt thƣờng dùng các cơ cấu rung công dụng chung nhƣ đầm bàn, đầm thƣớc, máy rung ch n đá…
Các máy rung đặt trong nhƣ chày rung cán cứng, cán mềm và khối chày rung… đƣợc thả ngập vào h n hợp để truyền dao động ra xung quanh, thích
hợp với h n hợp b tông ƣu động. Các máy rung thể t ch nhƣ rung cốt pha, rung vỏ bun-ke, bàn rung..dao động đƣợc truyền qua khn tới tồn thể tích của h n hợp, đƣợc dùng phổ biến để chế tạo các kết cấu bê tông dạng dầm, cột, tấm. Tƣơng tác giữa máy và h n hợp ảnh hƣởng lớn đến làm chặt h n hợp cũng đã đƣợc nghiên cứu [15].
Để tăng hiệu quả đầm chặt, có thể kết hợp các phƣơng pháp tr n nhƣ va rung, ép rung...[22]
1.5. Một số t nh chất lƣu iến ảnh hƣởng độ rung l n chặt ê t ng
Các t nh chất của ƣu biến hay t nh công tác cũng nhƣ cƣờng độ của h n hợp b tông bị ảnh hƣởng bởi thành phần h n hợp của nó và iều ƣợng của từng thành phần trong h n hợp, các t nh chất của các thành phần đặc biệt à hình dạng cốt iệu, k ch cỡ ớn nhất, cấp phối, độ xốp, cấu trúc mặt ngoài của cốt iệu , và ƣợng tham gia của vữa nƣớc và xi măng , t ệ pha trộn, thời gian để chờ sau khi pha trộn. Trong phạm vi nghi n cứu này ch hạn chế bàn luận một số t nh chất ch nh.
1.5.1 Sự điều ch nh h n h p
Vữa b tơng đƣợc điều ch nh để có đƣợc khả năng àm việc t nh công tác cần thiết trong x y dựng và để chắc chắn à b tơng đó khi đơng cứng sẽ có các t nh chất nhƣ y u cầu.
Một h n hợp b tông với thành phần cốt iệu hạt thô thiếu vữa để ấp đầy ch r ng sẽ sinh ra mất t nh d nh và độ inh động. Loại h n hợp đó gọi à “thơ” và tốn nhiều cơng sức để đổ và đầm. Cƣờng độ và độ thấm của oại vữa thô này, ngay cả khi rất đặc cũng k m hơn nhiều so với oại vữa tỷ ệ thông thƣờng. Vữa khô cũng có thể do ƣợng kh thấp, việc tăng ƣợng kh có thể àm giảm t nh hiệu quả của ƣợng hạt mịn. Mặt khác ƣợng vƣợt quá của hạt mịn hoặc ƣợng kh trong h n hợp b tông quá nhiều àm tăng t nh d nh của h n hợp, g y khó khăn cho sự di chuyển. Ảnh hƣởng ớn nhất của ƣợng hạt mịn nhiều quá trong vữa à àm tăng diện t ch bề mặt của hạt trong h n hợp do đó cần phải tăng ƣợng nƣớc để bao phủ hết bề mặt hạt. Điều này dẫn đến àm tăng độ co ngót khi
khơ và t nh nứt tăng. Trừ khi ƣợng xi măng đƣợc tăng n để giữ t ệ nƣớc- xi măng, cịn nếu khơng thì oại vữa có ƣợng hạt mịn ớn sẽ bị giảm về cƣờng độ. Thực hành trong thực tế à khi điều ch nh t ệ trong h n hợp b tơng có ƣợng hạt mịn nhiều cần tăng cƣờng ƣợng xi măng hơn bình thƣờng để h n hợp b tông đạt ƣợng hạt mịn tối ƣu. Lƣợng xi măng cũng ảnh hƣởng đến t nh công tác của h n hợp b tơng. H n hợp có ƣợng xi măng cao nói chung d nh hơn và k m inh động, đặc biệt à ở mức thông thƣờng của độ sụt của b tông đổ tại ch . Hơn nữa t ệ nƣớc- xi măng thấp đi và ƣợng vật iệu hydrat cao n àm giảm t nh công tác của của h n hợp ngay sau khi trộn mẻ đầu.
Các nghi n cứu của Bazenov [64] cũng cho thấy do tăng đáng kể bề mặt riêng của cốt liệu hạt nhỏ n n hàm ƣợng nƣớc cùng xi măng tăng 10-15% so với cốt liệu to dẫn đến độ co ngót tăng. Với cốt liệu nhỏ chủ yếu à cát, độ r ng vĩ mô ớn hơn h n hợp cát-đá. Mặt khác hàm ƣợng khí chứa trong h n hợp bê tông phụ thuộc vào một số yếu tố nhƣ : chất ƣợng vật liệu ban đầu, thành phần cấp phối, công nghệ trộn và phƣơng pháp đầm lèn, cũng theo [64] thể tích khơng khí cuốn theo rất khó xác định bằng tính tốn. Vì vậy để xác định thành phần b tơng có thể bắt đầu từ việc xác định ƣợng xi măng- nƣớc theo công thức :
Rbt A R. xm XM 0,8 N (1.1) Trong đó A = 0,65-0,8 là hệ số thực nghiệm xm
R mác xi măng; Rbt mác bê tơng
Sau đó tr n cơ sở các mẫu thí nghiệm kiểm tra xác định độ r ng thực tế của h n hợp bê tông và hệ số đầm chặt bằng tỷ số giữa tỷ trọng thực tế và tỷ trọng tính tốn của vật liệu, khi xác định đƣợc thể tích khơng khí cuốn theo (KC sẽ xác định đƣợc ch nh xác cƣờng độ nén bê tông: . ( ) 0,8 bt xm C XM R A R K N (1.2)
Từ cƣờng độ nén bê tông, theo tài liệu [64] có thể xác định đƣợc cƣờng độ chịu kéo và chịu uốn của nó qua đồ thị sau:
Hình 1.10 Quan hệ cƣờng độ bê tông chịu uốn và kéo vào cƣờng độ chịu nén
1 - Ru của bê tông hạt mịn; 2- Ru của b tông thƣờng; 3- Rk của bê tông hạt mịn
1.5.2 Tính đ ng nhất
T nh đồng nhất của b tông khi đƣợc đo bằng độ sụt nón ch ra ƣợng nƣớc tƣơng đối trong h n hợp. Một ƣợng nƣớc tăng n hay độ sụt cao hơn mức cần thiết à để thu đƣợc sản phẩm b tơng có khả năng àm việc có t nh chảy ớn hơn và àm giảm ma sát. Đáng chú ý hơn nữa à ƣợng nƣớc tăng th m đã àm tăng t ệ nƣớc - xi măng và có ảnh hƣởng không mong muốn à àm giảm ực d nh trong h n hợp và àm tăng khả năng bị ph n tầng và r nƣớc quá nhiều. Cũng à bình thƣờng khi sử dụng nhiều nƣớc hơn so với mức cần thiết, ý à các đặc t nh của ƣu biến đã đƣợc cải thiện; thực ra à sản phẩm nhƣ vậy sinh ra kết quả ngƣợc ại. Cũng nhƣ à độ sụt hay ƣợng nƣớc quá thấp sinh ra các đặc t nh không mong muốn của h n hợp b tông do mất t nh inh động và khả năng chịu n n và có thể sinh ra sự chậm trễ khơng cần thiết và khó khăn khi đổ và đầm chặt. Sự tăng của 1% khơng kh thì tƣơng đƣơng với tăng 1% của cốt iệu mịn hoặc tăng ƣợng nƣớc đơn vị đến 3%. Loại vữa quá khô cũng có thể sinh ra sự mất ực d nh và ph n tầng dạng “khô”.
1.5.3 ộ c ng v sự c ng h a
Bị mất khả năng àm việc nhanh có thể i n quan tới nhiệt độ b tông đạt mức đ nh. Việc sử dụng sớm xi măng cƣờng độ cao, sự thiếu hụt xi măng trong thạch cao, và việc sử dụng h n hợp phụ gia, tất cả những cái đó àm tăng tốc độ đông kết. Khô, xốp, hoặc dễ vỡ vụn sẽ nhanh chóng àm giảm khả năng àm việc do việc hấp thụ nƣớc của h n hợp hoặc do sự tăng diện t ch bề mặt bị ƣớt. Sử dụng xi măng sai có thể bị cứng sớm và àm mất khả năng àm việc của b tơng trừ khi thời gian trộn có thể nới rộng để giữ đƣợc độ dẻo của nó. Sự tƣơng tác giữa các dịch thể hóa chất khác nhau hoặc sự có mặt của các hợp chất hóa học có thể gia tăng tốc độ đơng cứng hoặc g y ra các phản ứng khác àm giảm khả năng àm việc. Trong các trƣờng hợp ở nơi xảy ra b tông mất khả năng àm việc thì cơ bản phải vận chuyển, đổ và đầm càng nhanh càng tốt. Việc th m nƣớc àm thay đổi t nh đồng nhất nói chung sẽ àm giảm chất ƣợng của sản phẩm cuối cùng.
1.5.4 nh dạng cốt li u v cách cấu tạo của ch ng
Hình dạng của cốt iệu và k ch thƣớc phần tử của chúng nói chung à các yếu tố đáng chú ý ảnh hƣởng đến t nh ƣu biến của b tông. Ti u chuẩn b tông cũng quan tâm tới yếu tố này cho việc điều ch nh phù hợp với mẫu thử nghiệm. Với bê tông hạt mịn, t ệ phần trăm r ng cần ấp đầy vữa sẽ ớn hơn, đòi hỏi ƣợng nƣớc cần nhiều hơn. Loại hạt mịn góc cạnh àm tăng nội ma sát trong h n hợp và đòi hỏi nhiều nƣớc hơn so với hạt cát tự nhi n trơn tròn để đạt đƣợc khả năng àm việc đề ra các nghi n cứu của Hughes; Kaplan; Lees; Murdock [36])
1.5.5 Cấp phối hạt
Cốt iệu b tơng phải có cấp phối tốt để thu đƣợc khả năng àm việc tốt. Việc thiếu các k ch thƣớc đặc biệt của cốt iệu hoặc sự thay đổi ph n bố k ch thƣớc có thể có hiệu quả r rệt với độ r ng và khả năng àm việc. Nói chung những ảnh hƣởng đó ớn hơn đối với cấp phối hạt mịn so với cấp phối hạt thô. Khi cấp phối hạt mịn trở n n mịn hơn, ƣợng nƣớc đòi hỏi sẽ tăng n và vữa sẽ trở n n d nh hơn. Khi phần hạt mịn trở n n thô hơn, ực d nh giảm đi và h n hợp
trở n n thơ hơn và có khuynh hƣớng tăng về từ biến. Điều ch nh cấp phối hạt mịn rất cần thiết để đảm bảo khả năng àm việc nhƣ đã đề cập những thay đổi đã xảy ra ở tr n.
Ngoài ra chất ƣợng b tông đƣợc cải thiện bằng cách tăng k ch thƣớc ớn nhất của cốt iệu. Một sự tăng nhƣ vậy sẽ àm giảm ƣợng hạt mịn cần thiết để giữ ƣợng hạt mịn đảm bảo khả năng àm việc, nhƣ vậy sẽ dẫn đến giảm diện t ch bề mặt bị ƣớt và ƣợng xi măng cần thiết để giữ t ệ nƣớc – xi măng không đổi.
1.5.6 Ph gia
Sự có mặt của phụ gia hóa chất hoặc phụ gia khống sẽ ảnh hƣởng đến các t nh chất ƣu biến của h n hợp b tơng. Một số phụ gia hóa học sẽ cải thiện khả năng àm việc và khả năng bơm với độ sụt đã có. Gia tăng hoặc ức chế sẽ àm giảm hoặc tăng thời gian của khả năng àm việc của h n hợp đã t nh toán. Phụ gia x m nhập kh àm tăng ực d nh và giảm xu hƣớng từ biến của h n hợp b tơng. Phụ gia khống chất nhƣ puzonan và đặc biệt à tro bay, có thể cải thiện khả năng àm việc và nói chung àm giảm sự r nƣớc.
Một số phụ gia giảm nƣớc quy mơ ớn có thể đƣợc sử dụng chặt chẽ để thu đƣợc ch ợi nhờ giảm t ệ nƣớc - xi măng hoặc tạm thời àm tăng t nh đồng nhất của h n hợp b tông mà không sinh ra nhiều hiệu quả ngƣợc khi phối hợp với vữa ƣớt. Loại h n hợp b tơng đặc biệt có phụ gia giảm nƣớc phạm vi rộng nói chung giữ cho t nh ổn định kể cả với vữa có độ sụt cao.
1.5.7 ết luận về ảnh hư ng của lưu biến đến rung lèn chặt b t ng.
Những hiểu biết về các t nh chất ƣu biến rất có ợi cho việc ựa chọn h n hợp b tơng àm cho việc đầm chặt có hiệu quả hơn. Các quá trình i n quan àm r hơn về ƣu biến của b tông tƣơi cũng đã thu đƣợc một số kết quả trong những năm gần đ y nhƣ các báo cáo đã công bố [36], nhƣng về các kết quả để cung cấp cho ngành cơng nghiệp x y dựng để có thể dùng cách thử đơn giản ở phòng th nghiệm và hiện trƣờng vẫn cần nghiên cứu làm rõ. Trong phạm vi của
nghiên cứu này tác giả ch đi s u về tính chất cơ học của dao động để đầm chặt bê tông.
1. . Rung l n chặt h n hợp ê t ng
1.6.1 i i thi u chung
Dao động đã đƣợc sử dụng rộng rãi và đa dạng [2, 6, 7, 8, 9, 11, 12, 21] trong việc nghiên cứu lý thuyết, thiết kế và chế tạo các thiết bị, máy móc trong