CHƯƠNG 3: NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT CÁC CÔNG NGHỆ THI CÔNG PHÙ HỢP THI CÔNG ĐƯỜNG HẦM GIAO THÔNG HIỆP HÒA
3.3. Biện pháp tổ chức thi công
3.3.8 Vật liệu sử dụng cho khoan phụt hầm giao thông Hiệp Hòa
3.3.8.6. Thành phần và tỉ lệ phụ gia cho vữa xi măng
Trong nhiều trường hợp không nhất thiết phải sử dụng xi măng đông cứng nhanh trong quá trình phụt vữa vào khối đá, bởi vì có thể sử dụng các chất phụ gia đông cứng nhanh kết hợp với xi măng đông cứng chậm khi cần thiết. Điều này chỉ đúng một phần, nhưng khi chú ý đến việc sử dụng xi măng siêu mịn kết hợp với thời gian đông cứng nhanh sẽ làm tăng tốc độ đào hầm, khi đó vấn đề sẽ khác.
Vấn đề chính là khi thêm chất phụ gia đông cứng nhanh vào vữa sẽ làm cho các hạt xi măng có tính chất keo điều này sẽ làm giảm khả năng thâm
- 57 -
nhập của vữa vào sâu trong khối đá. Trong phần lớn các trường hợp quá trình phụt vữa sẽ được tiến hành mà không cần sử dụng phụ gia đông cứng nhanh và phụ gia đông cứng nhanh chỉ được thêm vào vữa cho những mục đích đặc biệt.
Khi thi công hầm có thể có nước bất ngờ chảy vào gương hoặc trên đường hầm. Đôi khi là các lỗ khoan nối với các nguồn nước áp lực cao. Trong cả 2 trường hợp trên có thể sử dụng phụ gia đông cứng nhanh. MEYCO-SA 160 thường được sử dụng như phụ gia bê tông phun, nhưng nó cũng có thể rất tốt khi sử dụng trong vữa khoan phụt. Liều lượng SA 160 sử dụng có thể điều chỉnh để được hiệu quả cần thiết (chất phụ gia chỉ được thêm vào thông qua van một chiều trong nút lỗ khoan).
Trước khi sử dụng MEYCO-SA 160 cần phải làm thí nghiệm ở hiện trường với loại thiết bị, loại xi măng và tỉ số Nước/Xi sẽ sử dụng thực tế ở hiện trường, nhiệt độ của hiện trường …v.v, để xác định thời gian đông cứng của vữa. Điều này rất quan trọng để hạn chế thời gian đông cứng quá sớm có thể đóng kín lỗ khoan. Để xác định chính xác liều lượng và hạn chế phản ứng tức thời khi sử dụng chất phụ gia, có thể pha loãng chất phụ gia với nước theo tỉ lệ 50/50 (theo thể tích).Liều lượng thông thường của phụ gia MEYCO- SA160 là khoảng 1 – 5% trọng lượng của vữa.
Khi phụt ở những nơi lượng ăn vữa lớn, để tiết kiệm xi măng, có thể trộn thêm các phụ gia trơ như cát, bột đá, đất sét và ben tô nít. Tuy nhiên, khi trộn phải đảm bảo các điều kiện sau đây:
- Vật liệu trơ trộn thêm vào vữa không được tan trong nước, không có ảnh hưởng đến sự ninh kết của xi măng (hoặc làm cho xi măng không ninh kết, hoặc kéo dài thời gian ninh kết của xi măng), không làm cho xi măng bị phân ly với nước và lắng đọng xuống đáy.
- 58 -
- Vật liệu trơ trộn thêm phải nghiền nhỏ, đường kính lớn nhất của các hạt phải nhỏ hơn 1/3 độ mở khe nứt nhỏ nhất của nham thạch hay bê tông.
- Đất sét trộn thêm phải được hoà với nước thành hồ rồi mới đổ vào vữa xi măng.
- Lượng cát trộn vào vữa phải được xác định qua thí nghiệm khi phụt vữa xi măng ở chỗ khe nứt lớn hơn 10mm. Lượng cát cho vào lúc đầu không đ-ợc quá 10% trọng lượng xi măng và đường kính hạt phải nhỏ hơn 0,5mm.
Nếu trong 20 phút đầu mà lượng “ăn” vữa không giảm thì có thể tăng dần tỷ lệ cát lên, nhưng không được quá 1/2 và đường kính hạt cát cũng có thể tăng lên nhưng không được quá 1mm.
Trong trường hợp thông thường, nếu chỉ trộn thêm chất hoá dẻo thì nên lấy bằng 0,2% trọng lượng xi măng lúc (N/X ) =2 và 0,4% lúc (N/X)=2-10.
Nếu chỉ trộn thêm chất gia khí thì nên lấy bằng 0,01- 0,02% trọng lượng xi măng
- Ben tô nít thường sử dụng kết hợp với xi măng trong trường hợp tỉ số Nước/Xi > 1 nhằm làm giảm sự phân lớp của xi măng và nước. Ben tô nít thường là đất sét tự nhiên từ tro núi lửa và các khoáng chất. Có 2 loại khoáng chất chính là: Ben tô nít Nát ri (Na-) và Ben tô nít Can xi (Ca-)
Phần lớn loại Ben tô nít Nát ri được sử dụng như chất phụ gia cho vữa xi măng bởi vì nó có khả năng trương nở khoảng 10 đến 25 lần so với thể tích ban đầu khi trộn chúng với nước. Hình dạng của hạt Ben tô nít như trên hình vẽ sau:
Hình 3.8. Cấu trúc của sét ben tô nít sau khi trộn với nước
- 59 -
Việc kết hợp giữa xi măng siêu mịn và Ben tô nít cũng có nhiều nhược điểm. Một trong số đó là cỡ hạt d95 của Ben tô nít vào khoảng 60m. Như vậy kích thước của hạt Ben tô nít lớn hơn 2 đến 3 lần kích thước của hạt xi măng và nó sẽ làm giảm khả năng xâm nhập của xi măng. Hình dạng của hạt Ben tô nít cũng không thích hợp cho việc khoan phụt vữa. Vữa xi măng siêu mịn hiện nay có thể tạo ra độ nhớt thấp và giới hạn hoặc không phân lớp nếu kết hợp với chất phụ gia hoá học và do đó không cần thiết phải sử dụng Ben tô nít trong trường hợp khối lượng phụt vữa nhỏ, khe nứt có độ mở nhỏ.