3. NHỮNG VẤN ĐỀ TỒN TẠI HIỆN NAY CỦA BÊ TÔNG ĐẦM LĂN
9.2. KHỐNG CHẾ CHẤT LƯỢNG TRONG QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT
Trong quá trình sản xuất, việc khống chế chất lượng của hỗn hợp bê tông đầu tiên phải kể đến là yêu cầu cân đo đong đếm chính xác. Bê tông đầm lăn rất nhạy cảm với nước, việc đong đo nước yêu cầu chặt hơn bê tông thường. Dụng cụ đo, số lần kiểm nguyên vật liệu và dung sai cho phép xem bảng 9-4.
Bảng 9-4. Tiêu chuẩn kiểm tra dung sai cân đo phối liệu.
Tên vật liệu nước Xi măng, tro bay Cốt liệu thô, mịn Chất phụ gia
Dung sai cân đo ±1% ±1% ±2% ±1%
Số lần kiểm tra 1lần/ tháng
Thời gian trộn đầy đủ là điều kiện cơ bản đảm bảo cho chất lượng bê tông. Mỗi ca rút kiểm tra thời gian trộn không được ít hơn 4 lần. Khi cần có thể kiểm tra độ đồng đều của hỗn hợp. Lấy mẫu ở bộ phận đầu, cuối của máy trộn, mỗi mẫu thử không ít hơn 30kg, tiêu chí của trộn đều là:
(1) Dùng phương pháp rửa phân tích để xác định tỉ lệ phần trăm của cốt liệu thô, trị số chênh lệch của hai mẫu thử phải ít hơn 10%.
(2) Với phương pháp phân tích dung trọng vữa cát xác định dung trọng, trị số chênh lệch không đựơc lớn hơn 30 kg/m3.
ngoài việc phải thoả mãn các yêu cầu vật lý, chỉ tiêu tính năng lực học ra, để thi công thu được chất lượng đầm chặt tốt nhất thì lượng nước dùng cho một đơn vị thể tích còn phải thoả mãn yêu cầu về lượng nước dùng cho đơn vị thể tích tối ưu nữa.
Căn cứ vào thí nghiệm đầm lăn, có thể xây dựng mối quan hệ giữa lượng nước dùng cho đơn vị thể tích với dung trọng bê tông đầm lăn đầm chặt như hình 9-1. Trên hình ta thấy lượng nước dùng tối ưu cho đơn vị thể tích W0p và dung trọng lớn nhất γ0p. Tính đổi thay lượng nước dùng cho đơn vị thể tích trong thi công bê tông đầm lăn trên cơ bản phù hợp với sự phân bổ chính thái trong thống kê số học. Chúng ta có thể dựa vào đó để nghiên cứu khống chế chỉ tiêu và tiêu chuẩn phạm vi biến động của lượng nước dùng cho đơn vị thể tích.
Đem tính biến đổi về lượng nước dùng cho đơn vị thể tích trong thi công bê tông đầm lăn xem là phân bố chính thái tức lượng nước đơn vị thể tích là tuỳ cơ biến đổi, trị số trung bình là lượng nước tối ưu của đơn vị thể tích. Phân bố chính thái biểu thị quan hệ của trị số cực hạn lượng nước trong đơn vị thể tích như hình 9-2.
Từ hình 9-2 có 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 (9-1) Trong công thức:
- σw: Sai số tiêu chuẩn lượng nước dùng đơn vị thể tích, kg/m3
- t1, t2: tham số cơ suất
- Wop: Lượng nước tối ưu cho đơn vị thể tích, kg/m3
- W1, W2: Giới hạn trên, giới hạn dưới của biến động lượng nước dùng cho đơn vị thể tích, kg/m3
Hình 9-2: Mật độ cơ suất và lượng nước của một đơn vị thể tích
Nếu đem σw tiêu chuẩn sai số lượng nước dùng cho đơn vị thể tích ghi là sai số tiêu chuẩn cho phép [W2] thì có công thức sau:
[W2] = 2 1 1 2 t t W W + − (9-2) Điều kiện để thoả mãn là: W2 - W0p >W0p - W1
Trị số giới hạn khống chế lượng nước dùng đơn vị thể tích W1~W2 thì 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 ∫ ∫ − − − + ∏ (9-3)
Trong đó p có quan hệ tích phân với t1, t2. Xem bảng 9-5 Bảng 9-5. Quan hệ tích phân 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 dùng cho đơn vị thể tích W1~ W2 có tỉ lệ đảm bảo tương ứng:
p = . e .dt . 2 1 0 t 2 t 1 2 ∫ − − ∏ (9-4)
Trong đó p có quan hệ tích phân với t1 như bảng 9-6.
Bảng 9-6. Quan hệ tích phân giữa p và t1 (W2 - W0p = W0p - W1) Tỉ lệ đảm bảo (%) Tham số cơ suất t1
95 -2.0
90 -1,7
80 -1,3 Sai số tiêu chuẩn lượng nước dùng cho đơn vị thể tích là
[σw] = 1 1 2 t . 2 W W − (9-5) Điều kiện để thoả mãn là: W2 - W0p = W0p - W1.
Với điều kiện nguyên liệu và tỉ lệ cấp phối không đổi, trị số độ nhão VC của bê tông đầm lăn tỉ lệ nghịch với lượng nước dùng cho đơn vị thể tích, đồng thời độ nhão VC0p tối ưu ứng với W0p lượng nước tối ưu dùng cho đơn vị thể tích. Phạm vi biến đổi của VC là VC2~VC1, ứng với phạm vi biến đổi của W1~W2, xem hình 9-3.
Do đó có thể cho phép sai số tiêu chuẩn VC là: [σVC] = 2 1 2 1 t t VC VC + − (9-6) Điều kiện thoả mãn là VC2 - VC0p > VC0p - VC1.
Nếu VC2 - VCop = VCop - VC1 thì sai số tiêu chuẩn VC cho phép là: [σVC] = 1 2 1 t 2 VC VC − (9-7) Điều kiện thoả mãn là VC2 - VC0p = VC0p - VC1.
Trong công thức trên tỉ lệ dảm bảo của VC là quan hệ tích phân giữa p và t1, t2
cũng giống như quan hệ trong bảng 9-5 và 9-6. Có nghĩa là lấy trị số VC làm biến lượng tuỳ cơ và lượng nước dùng cho đơn vị thể tích làm biến lượng tuỳ cơ, thì quan hệ tỉ lệ đảm bảo với tham số cơ suất như nhau.
Sai số tiêu chuẩn lượng nước dùng cho đơn vị thể tích [σw] hoặc sai số tiêu chuẩn của trị số VC cho phép [σVC] nêu trên đều là chỉ tiêu nêu ra để khống chế dung trọng đảm bảo theo thiết kế, tiêu chuẩn khống chế đó là:
σw ≤ [σw]; σVC≤[σVC]
Trong đó:
- σw: sai số tiêu chuẩn lượng nước dùng cho đơn vị thể tích của thực tế thi công bê tông đầm lăn, kg/m3
- σVC: sai số tiêu chuẩn trị số VC của thực tế thi công bê tông đầm lăn.
Hình 9-3. Quan hệ giữa dung trọng thiết kế với lượng nước của 1m3
Tỉ lệ đảm bảo sai số tiêu chuẩn cho phép p có thể lấy 80 ~ 85 %..
Do trong lúc thi công bê tông đầm lăn, lượng nước dùng cho đơn vị thể tích hoặc trị số VC có ảnh hưởng rất lớn đến chất lượng đầm rung, cho nên khống chế lượng nước và VC là vô cùng quan trọng. Khống chế trị số VC trong thi công bê tông đầm lăn chính là biến tướng của khống chế lượng nước dùng cho đơn vị thể tích. Chẳng qua là hai vấn đề này có hình thức biểu diễn khác nhau còn thực chất và mục đích thì giống nhau.
Lấy số liệu cụ thể trong hình 9-3 để làm ví dụ, trị số cực hạn lượng nước dùng cho đơn vị thể tích: W1 ~ W2 = 95~105 kg/m3, W0p = 100 kg/m3, nếu tỉ lệ đảm bảo trị số cực hạn lượng nước dùng cho đơn vị thể tích lấy p = 85%. Sai số tiêu chuẩn lượng nước dùng cho đơn vị thể tích cho phép, tính theo công thức (9-5) ta có:
[σW] = W2.t W 1052.1,495
2 1
2 − = −
= 3,6 kg/m3
Điều kiện thoả mãn là W2 - Wop = Wop - W1.
Trong khi thi công kiểm tra sai số tiêu chuẩn lượng nước dùng cho đơn vị thể tích phải nhỏ hơn hoặc bằng 3,6 kg/m3.
Tương tự như vậy ta có giá 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 công thức (9-7) ta có:
[σVC] = VC2.tVC 192.1414 1,8s
1 1
2 − = − =
Điều kiện thoả mãn là VC2 - VC0p = W0p - W1. Trong lúc thi công kiểm tra sai số tiêu chuẩn của VC, phải nhỏ hơn hoặc bằng 1,8s.
Trong ví dụ trên VC0p = 16,5s là trị số VC tương ứng với lượng nước tối ưu dùng cho đơn vị thể tích, nó nêu lên rằng khi chọn loại thi công đầm lăn này dung trọng bê tông đầm lăn thì loại độ nhão này là có lợi để đầm chặt. Cũng có nghĩa là khi mặt đập tiến hành đầm lăn cần phải đạt trị số VC. Thực tiễn thi công chứng minh, trị số VC của bê tông đầm lăn biến đổi theo thời gian kéo dài sau khi ra khỏi máy trộn và chịu ảnh hưởng lớn của nhiệt độ, độ ẩm, gió và chiếu sáng v.v... Vì vậy khi trộn phải căn cứ vào chuẩn gốc trị số VC của mặt đập yêu cầu, căn cứ vào điều kiện cụ thể đương thời (ban ngày hoặc đêm, nhiệt độ, độ ẩm, gío, tốc độ, tác nghiệp mặt đập v.v...) để được tính thời gian này dư cho lúc trộn.
Các công trình thực tế đều căn cứ vào tình hình cụ thể của công trình để chọn ra trị số VC của hỗn hợp bê tông đầm lăn ra khỏi máy trộn. Ở đập Đại Xuyên của Nhật Bản qui định trong thi công về mùa hè là 10s, về mùa xuân, thu là 18s.
Thi công đoạn đập chắn nước tả ngạn Đồng Giai Tử qui định trị số VC như bảng 9-7.
Bảng 9-7. Tiêu chuẩn không chế VC trong thi công (sử dụng máy đầm rung CC-42). Điều kiện nhiệt độ và khí
tượng
Phạm vi nhiệt độ môi 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 bê tông đầm lăn dùng chất phụ gia dẫn khí phải khống chế chặt lượng hàm khí của hỗn hợp bê tông. Cần phải khống chế lượng hàm khí trong phạm vi ±1%. Ngoài ra còn phải đo nhiệt độ, tỉ lệ nước kèm theo.
Trong quá trình trộn bê tông phải luôn nắm chắc chất lượng của nguyên vật liệu và tình hình độ ẩm, căn cứ vào thực tế tình hình mà điều chỉnh cấp phôi cho chuẩn xác, nhằm đảm bảo chất lượng của bê tông .
Khi kiểm tra thấy hoạt tính của xi măng thấp hơn mác đề thì phải sửa lại tỉ lệ cấp phối, giảm bớt tỉ lệ nước keo, tăng lượng dùng chất keo dính. Khi hoạt tính của xi măng cao nhiều hơn mác đề, trên cơ sở tiền đề là đảm bảo các chỉ tiêu thoả mãn yêu cầu của thiết kế, có thể tăng vừa phải tỉ lệ nước keo, giảm bớt lượng keo dính.
Khi tỉ lệ hàm lượng nước của tro bay lớn hơn 1%, thì phải tăng lượng tro bay, tương ứng là giảm bớt lượng nước trộn để đảm bảo tính chính xác của lượng nước dùng cho keo dính.
Hạt cát to làm cho tính thi công kém, modun độ mịn tăng 0,2 thì phải tăng tỉ lệ cát lên 1%, ngược lại có thể giảm bớt tỉ lệ cát 1%.
Căn cứ hàm lượng cốt liệu đường kính quá cỡ để điều chỉnh các loại cốt liệu. Hàm lượng đường kính quá cỡ của cốt liệu cấp này tính vào cốt liệu của cấp trước, đường kính nhỏ tính vào cốt liệu của cấp sau.
Khi lượng nước bề mặt cốt liệu vượt quá qui định thì phải tăng giảm lượng nước trộn, tương ứng, là phải thay đổi lượng nước dùng.
Lấy mẫu tại miệng máy trộn là phương pháp để kiểm trra chất lượng bê tông. Trong khi lấy mẫu ở miệng máy, ngoài chế tạo mẫu thử cường độ ra còn phải chế tạo mẫu thử chống thấm, mẫu thử modun đàm hồi, mẫu thử cực hạn chống dãn v.v... Còn phải để ra một số lượng nhất định các mẫu thử để làm thí nghiệm đối chiếu với mẫu lấy từ nõn khoan trong bê tông, để xây dựng mối quan hệ tương ứng của hai loại này.