- Yêu cầu cao hơn; giám sát chặt chẽ hơn
289 BS EN 1464 9: 2005 Xếp hạng bền kiềm
5.12. Phân tích hiệu quả kinh tế-kỹ thuật khi sử dụng BTKCL-ĐCC
Hiện nay ở thị tr−ờng n−ớc ta, giá KRZ cao hơn nhiều so với cốt liệu nặng thông th−ờng, do đó giá thành của 1 m3 BTK cao hơn đáng kể so với bê tông nặng cùng mác. Căn cứ giá thực tế của vật liệu (năm 2009), dễ dàng tính đ−ợc giá thành của 1 m3 hỗn hợp BTKCL-ĐCC (mác M30) vào khoảng 1,9 2 triệu đồng/m3, cao gấp khoảng 2 lần so với giá thầnh của 1m3 HHBT nặng tự lèn cùng mác.
Tuy nhiên, sẽ là chính xác hơn nếu đánh giá lợi ích của sản phẩm mang lại khi phân tích đồng thời hiệu quả về kinh tế và kỹ thuật của nó. Thật vậy, về mặt khối l−ợng thể tích, BTK nhẹ hơn BT nặng cùng mác khoảng 2530%. Nếu sử dụng sàn BTK cốt thép dày 150mm thì tải trọng của bản thân kết cấu sàn giảm đ−ợc khoảng 800 N/m2, t−ơng đ−ơng với 40% so với hoạt tải theo ph−ơng thẳng đứng th−ờng chọn (pTC 2000 N/m2
) khi tính toán cốt thép và khả năng chống nứt của sàn BTCT. Điều này đồng nghĩa với việc giảm đ−ợc đáng kể tải trọng đứng toàn phần tác dụng lên kết cấụ Theo đó sẽ giảm đ−ợc tiết diện của hệ khung chịu lực và kết cấu móng, giảm đựơc việc gia cố nền, giảm đ−ợc tải trọng động đất do giảm đ−ợc quán tính của công trình, lựa chọn ph−ơng án móng sẽ dễ dàng và tiết kiệm hơn. Điều này đặc biệt hiệu quả đối với nhà cao tầng và siêu cao tầng.
Việc đánh giá một cách đầy đủ hiệu quả kinh tế tổng hợp đối với công trình sử dụng BTKCL-ĐCC là khá phức tạp. Nếu chỉ xét đến đơn giá vật liệu bê tông và việc giảm đ−ợc tải trọng công trình (và những lợi ích mang lại từ điều đó) là ch−a đủ. Cần phải xem xét đến một số yếu tố lợi ích khác khi sử dụng sản phẩm nh−: chi phí vận chuyển và xây lắp công trình thấp hơn; giảm chi phí lao động cũng nh− mức độ làm việc nặng nhọc của công nhân; tăng diện tích sử dụng và cải thiện hình thái kiến trúc công trình nhờ giảm tiết diện kết cấu; giảm chi phí chống thấm, cách nhiệt; tiết kiệm năng l−ợng điều hoà không khí và cải thiện vi khí hậu khi sử dụng; nâng cao tuổi thọ và giảm chi phí vòng đời (life cycle cost)
của công trình.
Theo Ikeda và Fujiki [52, tr. 381-382] hiệu quả kinh tế của BTCLR có thể đ−ợc mô tả bằng chỉ số chi phí - chất l−ợng nh− sau:
NN N L L N L L N C E C E G G F F i (5.7) Trong đó: i : chỉ số chi phí - chất l−ợng; F : c−ờng độ nén của BT G : khối l−ợng thể tích của BT; C : giá thành của 1m3 HHBT E : tổng chi phí xây dựng của 1m3 BT;
N : ký hiệu cho BT nặng; L : ký hiệu cho BTCLR.
Nếu chỉ số i < 1 thì việc sử dụng BTCLR sẽ đem lại hiệu quả kinh tế hơn so với sử dụng BT nặng. Chỉ số i càng nhỏ thì hiệu quả kinh tế càng caọ
Đối với BTK cùng cấp với BT nặng: FN = FL, khối l−ợng thể tích GL = 1750 kg/m3, GN = 2300 kg/m3, có đơn giá gấp 2 lần BT nặng CL = 2CN, giả thiết tổng chi phí xây dựng của 1 m3 bê tông: EN = EL = 5CN, ta có i = 0,85 < 1 và có thể kết luận rằng việc sử dụng BTKCL là có hiệu quả kinh tế.
5.13. Kết luận ch−ơng 5
- Trong công nghệ BTK chịu lực có độ chảy cao nên xử lý ẩm KRZ tr−ớc khi trộn. Độ hút n−ớc ban đầu của KRZ đ−ợc tính toán theo tính chất vật liệu, thành phần cấp phối bê tông, có xét đến ảnh h−ởng của khí hậu địa ph−ơng.
- Giải pháp nội bảo d−ỡng mang lại nhiều −u điểm cho BTK chịu lực có độ chảy cao: giảm tổn thất độ chảy; hạn chế phân tầng do tách CLR; giảm co ngót, đặc biệt là co mềm (giảm 350 400% so với mẫu đối chứng); thúc đẩy thuỷ hoá chất kết dính; tăng c−ờng độ và mô đun đàn hồi (10 20%); tăng mạnh khả năng chống thấm n−ớc và chống thấm nhập ion Clo so với bê tông nặng tự lèn cùng mác; không cần thực hiện bảo d−ỡng bê tông từ bên ngoàị
- Sử dụng cốt sợi PP và cốt sợi ARG với chiều dài và hàm l−ợng sợi phù hợp (kết hợp với chế độ công nghệ nội bảo d−ỡng) có hiệu quả đáng kể trong việc giảm phân tầng và hạn chế co ngót cho BTK chịu lực có độ chảy cao hoặc tự lèn. Hỗn hợp BTKCS vẫn đảm bảo độ chảy và khả năng tự lèn. Với mục đích này, sợi ARG thể hiện tốt hơn sợi PP. Sự có mặt của sợi ARG cải thiện c−ờng độ kéo khi uốn của BTK (tăng khoảng 20%) trong khi c−ờng độ nén và mô đun đàn hồi thay đổi không đáng kể. Lực dính bám của BTK với cốt thép t−ơng đ−ơng bê tông nặng cùng mác.
- Việc sử dụng phụ gia biến tính độ nhớt, với hàm l−ợng 0,03 0,05%CKD, đã cải thiện tính công tác cho hỗn hợp BTK: giảm phân tầng, giảm tổn thất độ chảy và nâng cao khả năng tự lèn.
- Biến dạng và vết nứt trong các tấm sàn BTK là khá nhỏ và trong giới hạn cho phép theo TCXDVN 356 : 2005. BTKCL-ĐCC làm sàn, mái bê tông cốt thép không những phát huy khả năng chống thấm, chống xâm nhập ion Clo mà kết cấu còn làm việc tốt hơn d−ới tải trọng.
- Sử dụng BTKCK-ĐCC để chế tạo tấm sàn chịu lực có thể mang lại hiệu quả cao về kinh tế - kỹ thuật.
Kết luận chung vμ kiến nghị
Ị Kết luận chung
1. Kết quả nghiên cứu của luận án đã chứng minh rằng có thể chế tạo đ−ợc BTK và BTKCS mác M25 M35, hỗn hợp bê tông có độ chảy cao và có tính tự lèn trên cơ sở keramzit và các vật liệu thông th−ờng, cùng một số vật liệu đặc thù có trên thị tr−ờng nh−: sợi ARG, sợi PP, phụ gia ổn định độ nhớt.
2. Đã thiết lập đ−ợc các ph−ơng trình hồi quy thực nghiệm mô tả ảnh h−ởng của thành phần cấp phối đến tính công tác và tính chất cơ lý của BTKCL-ĐCC.
Độ chảy của HHBT: YD = 726,8 - 64,2x2 - 63,1x3 + 43,8x1x2 + 18,8x1x3 - 36,3x2x3 + 43,8x1x2x3 - 20,6x12 - 22,4x22 - 18,9x32 Khả năng tự lèn của HHBT: Y = 22,5 + x1 + 8,8x2x3 + 6,4x12 + 13,5x22 + 6,4x32 Độ phân tầng của HHBT: YPT = 15,9 + 4,3x1 - 6,3x2 - 7,3x3 - 3,9x1x3 + 2,9x1x2x3 + 8,4x12 C−ờng độ nén của BTK ở tuổi 28 ngày:
YR = 359 -12,3x1+13,3x2x3 -19,5x1x2x3 -12,6x12 -15,8x22 -16,7x32
Khối l−ợng thể tích của BTK ở tuổi 28 ngày:
Yv = 1732 - 15,1x1- 8,4x2 +18,8x3 - 7,4x2x3 - 7,6x12 - 5,5x32 Trong đó: x1= 50(Z10,35); x2= 50(Z20,34); x3 = 66,667(Z3 0,435) Với: CKD N Z1 ; 1000 2 K V Z ; CL C V V Z3
Từ các hàm hồi quy thu đ−ợc và giải bài toán tối −u đa mục tiêu bằng hàm th−ơng l−ợng Harrington, đã xác định đ−ợc cấp phối tối −u của BTK (mác M30, khối l−ợng thể tích vb < 1750 kg/m3, hỗn hợp bê tông có độ chảy cao D >700mm, có khả năng tự lèn) nh− sau: XM (PCB40): 417kg; N−ớc: 195kg; Cát vàng (Mđl=2,58): 572kg; Tro tuyển: 240kg; KRZ (cỡ hạt 4,7512,5mm): 461kg; PGSD (G51): 3,3 lít.
Xác lập đ−ợc các hàm hồi quy mô tả quan hệ giữa các tính chất của BTKCS với chiều dài sợi và hàm l−ợng sợi nh− sau:
YSN = 23,6 - 1,09x1- 0,84x2 + 1,23x12 + 1,23x22 YD0 = 41,60 - 11,20x1 - 7,76x2 - 1,0x1x2 + 7,92x12 + 9,04x22 YPT = 3,2 - 5,03x1 - 2,11x2 + 4,34x1 2 + 2,84x2 2 YRn = 348 + 11,86x1 - 12,35x2 - 13,5x12 - 13,75x22 YRu = 55 - 8.43x12 Yvb = 1705 - 24,55x2 Trong đó: x1= 20(Z10,15); x2= 0,2(Z2 0,20) Z1 s (hàm l−ợng sợi); Z2 L (chiều dài sợi).
Từ các hàm hồi quy nêu trên, tuỳ theo định h−ớng −u tiên đối với tính chất của bê tông, đã tối −u đ−ợc chiều dài và hàm l−ợng của cốt sợi ARG. Để giảm phân tầng của HHBT và tăng chịu kéo uốn cho BTKCL-ĐCC thì chiều dài và hàm l−ợng tối −u của sợi t−ơng ứng là 1415mm và 0,15%CKD.
3. Kết quả nghiên cứu đã khẳng định rằng, áp dụng các giải pháp: nội bảo d−ỡng; cốt sợi phân tán; phụ gia ổn định độ nhớt; và một số tổ hợp của chúng là có hiệu quả rất tốt trong việc nâng cao chất l−ợng cho BTKCL-ĐCC trong điều kiện khí hậu nhiệt đới ẩm Việt Nam (khu vực Hà Nội).
Với ph−ơng pháp nội bảo d−ỡng, độ hút n−ớc phù hợp của KRZ phụ thuộc loại và l−ợng CKD, tỷ lệ N/CKD, mật độ của nó trong bê tông và điều kiện môi tr−ờng. Với vật liệu và cấp phối trong nghiên cứu, độ hút n−ớc phù hợp của KRZ khi thi công khoảng 7 9% vào mùa hè và 8 10% vào mùa đông. Việc áp dụng nội bảo d−ỡng cho phép nâng cao chất l−ợng cho BTKCL-ĐCC về các mặt:
- HHBT có độ chảy cao (670 770mm); tổn thất độ chảy và tự lèn thấp (độ chảy 600 700mm, khả năng tự lèn đạt loại tốt sau 60 - 90 phút); giảm độ phân tầng (10 đến 20% so với mẫu đối chứng); giảm biến dạng mềm và biến dạng cứng của bê tông (biến dạng mềm giảm 350 400%, biến dạng cứng giảm 40
50% so với mẫu đối chứng). Khi có cốt sợi ARG, co mềm giảm mạnh (giảm 400 500% so với mẫu không sợi).
- Thúc đẩy sự thuỷ hoá chất kết dính: sau 28 ngày hệ số thuỷ hoá đạt 0,58 trong khi mẫu đối chứng chỉ đạt 0,41. Tăng c−ờng độ của bê tông, đặc biệt ở tuổi dài ngày (28 ngày đạt 36 38 MPa, sau 90 ngày đạt trên 40MPa, sau 180 ngày đạt xấp xỉ 50MPa); mô đun đàn hồi tăng khoảng 10 20%. Cải thiện vi cấu trúc, nâng cao khả năng chống thấm n−ớc (đạt mác W16 W18) và làm giảm mạnh mức độ thấm ion Clo của BTK.
- Có thể giảm bớt hoặc hoặc không cần thực hiện công tác bảo d−ỡng từ bên ngoàị Khi không có điều kiện để tiến hành tiền xử lý ẩm KRZ, trong thi công BTKCL-ĐCC, thời gian bảo d−ỡng ẩm cần thiết là 1 ngày (vào mùa hè) và 2 ngày (vào mùa đông) để đạt c−ờng độ bảo d−ỡng tới hạn 60 62%.
4. Kết quả tính toán và thử nghiệm đã chỉ ra rằng, việc sử dụng tấm sàn BTK không những đảm bảo yêu cầu về kỹ thuật, thể hiện sự làm việc tốt hơn d−ới tải trọng so với tấm sàn BT nặng cùng mác, mà còn có thể đem lại hiệu quả kinh tế caọ
Sản phẩm BTKCL-ĐCC đã đ−ợc ứng dụng làm sàn mái đổ tại chỗ cho nhà làm việc của công ty TNHH Dầu mỡ nhờn Hà Nộị
IỊ Kiến nghị
1. Tiếp tục nghiên cứu sâu một số tính chất khác của BTKCL-ĐCC nh−: từ biến, chịu nhiệt, cách nhiệt... Nghiên cứu sự làm việc của một số dạng kết cấu BTK cốt thép thông dụng khác d−ới tải trọng ngắn hạn và dài hạn.
2. Tiếp tục nghiên cứu hoàn thiện phần công nghệ sản xuất và thi công BTKCL-ĐCC.
3. Đề nghị nhà Tr−ờng và Bộ Xây dựng phê duyệt các đề tài nghiên cứu tiết theo, triển khai và ban hành các chỉ dẫn kỹ thuật về chế tạo, thi công và nghiệm thu, để tạo điều kiện đ−a sản phẩm BTKCL-ĐCC vào thực tiễn.
Danh mục các công trình công bố của tác giả
1. Nguyễn Duy Hiếu (2004), Nghiên cứu chế tạo bê tông cốt sợi polime có
độ chảy cao, Luận án thạc sỹ kỹ thuật, Tr−ờng Đại học Xây dựng, 115
tr.
2. Nguyễn Duy Hiếu (2005), Nghiên cứu chế tạo vữa xây dựng tính năng
cao phù hợp với điều kiện khí hậu nhiệt đới Việt Nam, Hội thảo khoa
học Vật liệu Xây dựng và Kiến trúc nhiệt đới, Hà Nội, 2005.
3. Nguyễn Duy Hiếu, Tr−ơng thị Kim Xuân (2005), Sử dụng bê tông nhẹ
trong công trình xây dựng ở Việt Nam, Hội thảo khoa học Vật liệu Xây
dựng và Kiến trúc nhiệt đớị Hà Nội, 2005.
4. Nguyễn Mạnh Phát, Nguyễn Duy Hiếu (2006), Cơ sở t−ơng tác giữa sợi
vμ vật liệu nền xi măng trong bê tông cốt sợi phân tán, Tuyển tập báo
cáo Hội nghị Khoa học Công nghệ lần thứ 15, Đại học Xây dựng.
5. Nguyễn Duy Hiếu, Tr−ơng thị Kim Xuân (2009), Nghiên cứu chế tạo bê
tông nhẹ c−òng độ cao có khả năng tự lèn chặt dùng trong xây dựng vμ
cải tạo nhμ đô thị, Báo cáo kết quả nghiên cứu khoa học, Tr−ờng Đại
học Kiến trúc Hà Nộị
6. Nguyễn Duy Hiếu, Tr−ơng thị Kim Xuân (2009), Nâng cao chất l−ợng
cho bê tông cốt liệu rỗng chịu lực có độ chảy cao bằng giải pháp d−ỡng
hộ từ bên trong, Tuyển tập Khoa học Công nghệ, Tr−ờng Đại học Kiến
trúc Hà Nộị
7. Nguyễn Duy Hiếu, Trần Bá Việt, Phùng Văn Lự (2009), Nghiên cứu
biện pháp giảm phân tầng cho hỗn hợp bê tông keramzit tự lèn, Tạp chí
Khoa học Công nghệ Xây dựng, số 1/2009 (146).
8. Nguyễn Duy Hiếu, Trần Bá Việt (2009), ảnh h−ởng của việc d−ỡng hộ
bên trong đến tính chất cơ lý của bê tông cốt liệu rỗng có độ chảy cao,
9. Nguyen Duy Hieu, Phung Van Lu, Tran Ba Viet (2009), Structural and Self-Compacting Keramzit Concrete in the Tropical Climate Condition
of Viet Nam, Proceedings of the ACI/VCA international symposium on
recent advances in concrete technology and sustainability issues, December 2-3, 2009, Ha noi, Viet nam.
10. Nguyễn Duy Hiếu, Nguyễn Xuân Quý (2009), Công nghệ sản xuất vật
liệu nhẹ không nung, Hội thảo khoa học: Nghiên cứu khoa học và công
nghệ các tr−ờng đại học kỹ thuật góp phần phát triển kinh tế xã hội tỉnh Bắc Giang giai đoạn 2010-2015, Bắc Giang, 12-2009.
11. Nguyễn Duy Hiếu, Phùng Văn Lự, Trần Bá Việt, (2010), Nghiên cứu co
ngót vμ chống thấm của bê tông keramzit tự đầm, Tạp chí Vật liệu xây
dựng, số 1+2[28], 2/2010, tr 32 38.
12. Nguyễn Duy Hiếu, Phùng Văn Lự, Trần Bá Việt, (2010), Nghiên cứu sự
lμm việc của tấm sμn bê tông keramzit d−ới tải trọng phân bố đều, Tạp
tμI LIỆU THAM Khảo
1. Bùi Văn Bội (2001): Vi cốt liệu trong cấu trúc của bê tông. Báo cáo khoa học - Hội thảo Khoa học Viện công nghệ VLXD.
2. Bộ Xây dựng (2004): Chỉ dẫn kỹ thuật thiết kế vμ thi công bê tông tự lèn (Dự thảo).
3. Nguyễn Văn Chánh, Lê Phúc Lâm (2005): Nghiên cứu công nghệ chế tạo
hạt keramzit để ứng dụng sản xuất vật liệu nhẹ. Hội thảo khoa học Công
nghệ mới - TP Hồ Chí Minh - 9/2005.
4. Bùi Văn Chén (1976): Hoá lý silicat. Bộ môn Silicat - Tr−ờng Đại học Bách Khoa Hà Nộị
5. Vũ Đình Đấu, Nguyễn Danh Đại (2008): Công nghệ chất kết dính vô cơ.
Nxb Xây dựng.
6. Nguyễn Tiến Đích (2006): Công tác bê tông trong điều kiện khí hậu nóng
ẩm Việt Nam. Nxb Xây dựng.
7. Nguyễn Tiến Đích và các cộng tác viên (2001):Nghiên cứu sử dụng vật liệu
nhẹ cho nhμ vμ công trình. Báo cáo kết quả đề tài mã số RDN 06-01 - Bộ
Xây dựng.
8. Nguyễn Tiến Đích (2004): Tình hình nghiên cứu vμ ứng dụng bê tông đặc
biệt ở Việt Nam vμ định h−ớng phát triển. Hội thảo khoa học toàn quốc -
Công nghệ sản xuất và sử dụng bê tông đặc biệt.
9. Nguyễn Tiến Đích, Vũ Xuân Linh (2005): Sử dụng vật liệu nhẹ để chống
nóng công trình. Hội thảo khoa học VLXD và Kiến trúc nhiệt đới, tr. 7673.
10. Nguyễn Văn Đỉnh (2001: Nghiên cứu chế tạo bê tông nhẹ cốt liệu rỗng. Luận án tiến sỹ kỹ thuật - Tr−ờng ĐHXD.
11. Vũ Minh Đức (1998): Bê tông nhẹ keramzit chịu nhiệt. Báo cáo Hội nghị khoa học lần thứ 12 Tr−ờng ĐHXD.
keramzit vận chuyển bằng bơm trong thi công nhμ cao tầng. Luận văn thạc sỹ kỹ thuật, Tr−ờng ĐHXD.
13. Phạm Duy Hữu, Ngô Xuân Quảng, Mai Đình Lộc (2008): Vật liệu xây dựng. Nxb Giao thông vận tảị
14. Nguyễn Văn Khôi (2007): Polyme −a n−ớc - Hoá học vμ ứng dụng. NXB Khoa học tự nhiên và công nghệ.
15. Nguyễn Trung Kiên, Mai Đình Chất (2007): ảnh h−ởng của đầm chặt lại
đến c−ờng độ của bê tông nhẹ cốt liệu rỗng Keramzít. Báo cáo đề tài NCKH
sinh viên, ĐHKT Hà Nộị
16. Nguyễn Đức Khuê, Nguyễn Phú Minh, Ngô Quang Tuấn, Nguyễn Văn Tuấn