7. Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN
1.2 TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU, ỨNG DỤNG BÊ TÔNG CƯỜNG ĐỘ RẤT
1.2.2 Tình hình ứng dụng VHSC
Hiện nay VHSC hoàn toàn có thể đáp ứng được trong các lĩnh vực như: nhà siêu cao tầng [28, 58, 110], cầu đi bộ và cầu nhịp lớn [22, 58], các công trình biển, mặt tràn đập thủy điện, các công trình an ninh quốc phòng và nhà máy điện hạt nhân.- Dùng trong xây dựng nhà cao tầng và siêu cao tầng: Với ưu điểm là cường độ nén cao, khả năng chịu lực lớn, VHSC đã được ứng dụng rộng rãi trong xây dựng các công trình nhà cao tầng, siêu cao tầng (trên 40 tầng, chiều cao >100 m) từ giữa thế kỷ 20 đến nay. Bê tông được sử dụng trong các công trình thực tế có cường độ từ 100÷130 MPa sử dụng chủ yếu là các kết cấu chịu lực của cột chính trong các tòa nhà [28, 58, 110].
Điển hình là các công trình như: tòa nhà Bắc Kinh 2 - Trung Quốc (1959), tòa nhà LaLaurentienne ở Canada (1986); tòa nhà Ocean Pacific, Hoa Kỳ (1988); tòa nhà văn phòng BFS ở Frankfurt, Đức (1993); quảng trường ở Hồng Kông (1994); tòa nhà cao tầng (43 tầng, cao 145m) phía bắc của Ubasute, Nhật Bản (1997). Ứng dụng của VHSC trong lĩnh vực nhà siêu cao tầng được trình bày trong Hình 1.8, Bảng 1.3
Hình 1.8 Một số công trình nhà siêu cao tầng sử dụng VHSC Bảng 1.3 Một số dự án sử dụng bê tông [58, 72, 132]
Công trình Năm Ứng dụng Cường
độ BT TLTK Tòa nhà Bắc Kinh 2- Viện
Kỹ thuật xây dựng và
Viện Kiến trúc Bắc Kinh 1959 Làm giàn mái hình thang dự ứng lực nhịp 18 m
(6000 m2)
100 MPa
[58]
Tòa nhà văn phòng BFS ở
Frankfurt, Đức 1993 - Làm cột và tường tầng hầm. Tiết diện cột là
1,2x1,2 m
113 MPa Tòa nhà Degeno Office
Building ở Đức 1993 Làm cột bê tông cốt thép
của tòa nhà 130
MPa Tòa nhà trung tâm Ocean
Pacific số 1 tại Seattle,
Hoa Kỳ 1988 Làm cột bê tông cốt thép
của tòa nhà 130
MPa Tòa nhà quảng trường tại
Seattle, WA tại Hoa Kỳ 1988 Các kết cấu chịu lực
chính gồm 4 cột lớn với 135
MPa [132]
Frankfurt Traianon, Đức(125 MPa)
Tòanhà thuế và tài chính Bắc Kinh- Trung Quốc (127 MPa)
Tòa tháp Odakyu, Tokyo- Nhật Bản (135 MPa)
Tòa nhà La Laurentienne, Canada (120 MPa) Tòa tháp Comfort, Tokyo (130 MPa)
được xây dựng với 58
tầng, cao 230,17m đường kính 3m và 14 cột nhỏ với đường kính 1,36 m bố trí xung quanh cột
chính Tòa nhà LaLaurentienne ở
Canada 1983 Làm cột bê tông cốt thép
của tòa nhà 120
MPa [58]
Tòa nhà cao tầng (43 tầng, cao 145m) phía bắc của
Ubasute, Nhật Bản 1997 Toàn bộ kết cấu công trình
100
MPa [72]
VHSC được ứng dụng rộng rãi trong lĩnh vực nhà siêu cao tầng do có khả năng chịu lực lớn, giảm được tiết diện kết cấu và tăng chiều dài nhịp [89]. Đặc biệt khi có thêm cốt sợi VHSC còn được sử dụng xây dựng tòa nhà có khả năng chống cháy và động đất [114]. Ngoài ra, theo nghiên cứu của Owen Martin [89] việc sử dụng VHSC vào trong lĩnh vực nhà siêu cao tầng có thể cải thiện được các chiều cao của các tòa nhà.
-Xây dựng cầu đi bộ và cầu nhịp lớn: Một trong những ứng dụng quan trọng của VHSC là trong lĩnh vực xây dựng cầu. VHSC hoàn toàn có thểđáp ứng được các yêu cầu như HSC/HPC chủ yếu lĩnh vực cầu đi bộ và cầu nhịp lớn điển hình đó là: Năm 1992 cầu đi bộ Montjuic được xây dựng tại Barcelona, Tây Ban Nha, bê tông sử dụng có cường độ nén 100 MPa cho phép thu hẹp tiết diện của cầu. Năm 1993 tại Nhật Bản cầu đi bộ Takenaka cũng sử dụng bê tông với cường độ nén 100 MPa trong các kết cấu để giảm chiều cao của cầu [58], cầu Joigny bridge (1991), cường độ ở tuổi 28 ngày đạt 78 MPa, sau 1 năm đạt 102 MPa [17], cầu Gartnerplatz ở Đức chiều dài 132m cường độ bê tông đạt 165 MPa ở tuổi 28 ngày. Việc sử dụng bê tông cường rất độ cao vào trong xây dựng cầu ở Mỹ vào những năm 1990 [22] cường độ nén bê tông đạt 101 MPa cho các dầm bê tông dự ứng lực của cầu vượt San Angelo.
-Dùng cho lớp mặt đường: Do có cường độ cao, khả năng chịu mài mòn tốt nên loại bê tông này được sử dụng làm lớp mặt tại nhiều mặt đường cao tốc. Điển hình ở các nước Bắc Âu, Na Uy và Nhật Bản sử dụng VHSC với mục đích tăng khả năng chống mài mòn của mặt đường, cường độ bê tông sử dụng đạt 135 MPa và có khả năng chống mài mòn gấp 4 lần so với bê tông có cường độ 55 MPa [32]. Năm 1989 một
lớp bê tông cốt sợi thép dày 80 mm được phủ lên mặt cầu Ranasfoss, Na Uy với mục đích nâng cao sức đề kháng của mặt đường, cường độ bê tông đạt 110 MPa [58].
-Dùng cho các công trình đặc biệt: Trong các công trình biển, dàn khoan dầu khí, ụ nổi đã ứng dụng bê tông có cường độ cao từ những năm 1970 ở Na Uy cường độ bê tông lên tới 70 MPa điển hình là Gullfaks platform sử dụng bê tông có cường độ nén 79 MPa, Oseberg platform cường độ nén 82,7 MPa ở tuổi 28 ngày và đạt 83,9 MPa ở tuổi 90 ngày [17]. Năm 1991, để sửa chữa các kết cấu trong các công trình tại một nhà máy ở Israel, chịu sự ăn mòn của Biển Chết, bê tông có cường độ nén 110 MPa đã được sử dụng. Năm 1990, tại Thụy Điển các cột bê tông được sản xuất bằng phương pháp quay ly tâm sử dụng bê tông cường độ 100 MPa với tỷ lệ N/CKD= 0,28, cũng tại nơi đây đã chế tạo dầm bê tông đúc sẵn có cường độ 143 MPa [58]