3. NHỮNG VẤN ĐỀ TỒN TẠI HIỆN NAY CỦA BÊ TÔNG ĐẦM LĂN
2.6.3. Hệ số đạo ôn, hệ số dẫn nhiệt, tỉ lệ và hệ số nở dài của bê tông đầm lăn:
2.6.4. Tính chống va đập mài mòn của bê tông đầm lăn:
Bảng 2-12: So sánh tính chống mòn của bê tông đầm lăn và bê tông thường Loại bê tông C F W + C F F + (%) C + F (kg/m3) Cường độ chống nén (MPa) Đơn vị mòn [kg/(m2.h)] Cường độ chống mòn (h/kg/m2) 28 ngày 90
ngày 28 ngày 28 ngày
Thường 0,34 30 371 38,1 46,3 1,228 0,814
Đầm lăn 0,34 30 290 37,1 45,2 0,924 1,076
Chương 3. TRỘN BÊ TÔNG ĐẦM LĂN
3.1. MÁY TRỘN RƠI TỰ DO VÀ CƯỠNG BỨC
3.1.1. Máy trộn rơi tự do:
1. Trình tự đổ vật liệu:
Trộn bê tông thường, theo các trình tự sau:
- Thứ nhất: đổ nước, chất phụ gia, cát vào máy tiến hành trộn ướt - Thứ hai: đổ keo dính vào, trộn đều gọi là bao cát
- Thứ ba: đổ đá để trộn bao đá cho đến khi đều
Sự xuất hiện của bê tông đầm lăn có trộn tro bay cũng như việc sử dụng cát đá nhân tạo đã nảy sinh các vấn đề mới:
(1) Bê tông đầm lăn trộn nhiều tro nếu trộn bao cát trước thì cánh máy trộn sẽ dính nhiều vữa cát.
(2) Vữa cát hàm lượng nước ít khó mà phủ dính lên mặt của cốt liệu thô. Bề mặt cốt liệu nhân tạo mà xù xì thì càng tăng thêm độ phức tạp cho việc vữa cát phủ lên bề mặt cốt liệu.
Đập Kháng khẩu dùng máy trộn thùng côn nghiêng 2x1000 do Trung Quốc sản xuất, trộn cát đá nhân tạo, bê tông đầm lăn có 3 cấp cốt liệu thô, cát, xi măng, tro bay, nước và phụ gia, tổng là 8 loại nguyên liệu. Hệ thống điều khiển trộn lại chỉ có 2 cấp trình tự đổ vật liệu. Sau nhiều lần nghiên cứu tổng hợp, cuối cùng chọn thứ tự trên như sau:
- Thứ nhất: đổ nước, phụ gia, cốt liệu thô vào, cho máy quay trong vài phút. - Thứ hai: đổ xi măng, tro bay và cát vào.
Trạm thuỷ điện Đồng Giai Tử dùng nhà trộn của Nhật 4x1,5m3 (máy trộn đổi thành máy trộn thùng nghiêng do Trung Quốc sản xuất), cát đá tự nhiên, chọn trình tự đổ như sau:
- Thứ nhất: đá to, đá nhỏ
- Thứ hai: nước, canxi gỗ, xi măng, tro bay, cát. - Thứ ba: đá vừa.
Tường chắn trạm máy cắt thuỷ điện Sa Kê Khẩu dùng nhà trộn của Nhật IH13x3m3, cát đá tự nhiên, chọn trình tự đổ như sau: nước - cát, xi măng, tro bay - đá dăm - đá vừa - đá to.
Tóm lại là tuỳ theo máy trộn mà công trường sử dụng, và tình hình sử dụng cụ thể của bê tông đầm lăn, qua thí nghiệm để xác định một thứ tự đổ hợp lý.
2. Dung lượng trộn:
Khi trộn bê tông đầm lăn, do dùng ít nước, sự biến đổi thể tích trước và sau khi đổ nước không khác nhau nhiều, không gian rơi giảm đi, không đạt đến hỗn hợp đầy đủ. Vì vậy có một số máy trộn rơi tự do phải giảm bớt dung tích trộn để có bê tông đầm lăn chất lượng tốt.
3. Thời gian trộn:
Có một số máy trộn khi trộn bê tông đầm lăn thì kéo dài thời gian hơn so với bê tông thường là 90s kéo dài tới 150s để trộn bê tông đầm lăn. Ở Thiên Sinh Kiều cấp 2 dùng máy trộn 1,5m3, trộn bê tông thường mất 90s, trộn bê tông đầm lăn thời gian là 150~180s
Tóm lại, thời gian trộn ít nhất chính xác còn tuỳ thuộc máy trộn và bê tông rồi qua thử nghiệm để chọn.
4. Vấn đề bám dính:
Khi trộn bê tông đầm lăn, có một số máy trộn có vấn đề dính vữa cát vào cánh trộn. Cánh trộn dính vữa làm cho việc trộn kém. Ở đập Kháng Khẩu, cứ trộn xong 20 mẻ lại rửa máy trộn 1 lần, vì vậy mà làm giảm hiệu suất công tác. Thứ tự đổ vào hợp lý cũng sẽ làm giảm bớt hiện tượng bám dính.
5. Vấn đề phân ly:
Khi nghiêng máy trộn để đổ hỗn hợp ra, cốt liệu thô thường rơi vào phễu trước, sau đó lại tập trung dưới đáy thùng sau khi hãm máy, xuất hiện rõ rệt trạng thái phân ly. Thứ tự đổ vật liệu hợp lý và cánh quay có hình dáng phù hợp sẽ làm giảm bớt phân ly. Ví dụ đập Ngọc Xuyên dùng máy trộn có cánh ở giữa đầu mút có rãnh dạng máng đã giảm hiện tượng phân ly.
6. Hàm lượng nước của cát:
Lượng nước thay đổi có ảnh hưởng đến tính năng bê tông rõ rệt. Thông thường cốt liệu thô thoát nước nhanh, hàm lượng nước ít và ổn định. Ảnh hưởng đến lượng nước sử dụng phải kể chính hàm lượng nước trong cát. Cát sau khi rửa sàng phải để đánh đống một thời gian là một tuần lễ trở lên thì hàm lượng nước mới tạm ổn định.
Tổng hợp các vấn đề nêu trên, khi dùng máy trộn rơi tự do để trộn bê tông đầm lăn, cần phải xét tới một số nhân tố ảnh hưởng đến chất lượng và hiệu suất công tác. Nên nới rộng dung lượng của máy trộn hoặc tăng thêm số máy trộn, nếu không thì do năng lực máy trộn không đủ mà làm ảnh hưởng đến việc phát huy hiệu suất của máy. Ở đập Kháng Khẩu, do không lường trước máy trộn bị giảm hiệu suất nên chọn máy trộn có công suất hơi nhỏ, trong thi công thực tế hiệu suất của máy do dung lượng của máy giảm mà thời gian trộn kéo dài và còn phải rửa máy v.v..., từ công suất trên nhãn máy đề là 60m3/h giảm còn 30m3/h gây nên tình trạng thi công đập luôn bị chờ đợi.
3.1.2. Máy trộn kiểu cưỡng bức:
Máy trộn cưỡng chế là lợi dụng sức quay của cánh lắp trên trục nằm ngang, hai trục này lắp cánh quay và chuyển động tương đối trong thùng trộn mang các vệt trộn chuyển động theo vòng tròn và chuyển động trượt đi lại theo hướng trục. Tác dụng khuấy mạnh, thời gian trộn giảm (thường là 30s), chất lượng hỗn hợp trộn tốt; đổ vật liệu nhanh, phạm vi thích ứng với độ chặt bê tông rất rộng. Dùng cửa mở đáy ra vữa bê tông, quá trình ra vữa bê tông gần như là không phân ly. Cho phép đường kính của cốt liệu to nhất đến 100mm. Nhưng máy này bị mài mòn cánh khuấy và đệm lót rất ghê gớm, cần phải thay luôn, và công suất hơi lớn cho nên dung lượng có phần bị hạn chế.
Máy trộn cưỡng bức được dùng phổ biến trong các công trình bê tông đầm lăn ở Nhật, Nhật Bản cũng dùng máy trộn cưỡng bức 4,6m3, 4 máy tại công trình nhận thầu của Mỹ, sản lượng cao nhất đạt 775m3/h.
3.2. MÁY TRỘN LIÊN TỤC VÀ MÁY TRỘN GÁO
3.2.1. Máy trộn liên tục:
Máy trộn liên tục lại chia làm 2 loại: máy rơi tự do và máy cưỡng bức. Loại trên là một thùng tròn quay nghiêng, trong vách phía trong thùng có các lá gân, vật liệu được cân liên tục rồi đổ vào cửa thùng trộn theo kiểu rơi tự do cho đến khi đều, sau đó
qua cửa ra cho vữa bê tông ra liên tục, hiệu suất sản xuất đạt 200~250m3/h. Kiểu máy trộn cưỡng bức có 2 trục nằm ngang, các cánh gân quay làm cho vật liệu trộn đều rồi từ máng chữ U theo hướng cửa đổ vữa bê tông mà đẩy ra ngoài, hiệu suất đạt 300m3/h trở lên.
Chất lượng trộn của máy trộn liên tục tuỳ thuộc vào độ chính xác cân đo liên tục các thành phần và tính ổn định của việc cung cấp nguyên liệu. Máy trộn liên tục tiên tiến nhất có thể điều khiển với tốc độ chính xác như của máy trộn từng lô.
Công ty Aran của Australia sản xuất ra hệ thốg máy trộn ASR áp dụng trộn liên tục 2 trục nằm có máng và băng tải kiểu phân cắt cân chính xác. Hệ thống này trên cơ sở cân liên tục khống chế chính xác các vật liêu trộn mà không cần phải lỏng hoá các vật liệu. Các gân trộn bằng đồng niken dày 25 mm có thể tháo lắp được, ra vữa bê tông theo băng tải, sức kéo thuỷ lực, đổ di động thuận tiện, chiếm diện tích nhỏ, yêu cầu chịu tải trọng của nền không cao. Máy ASR-200 có công suất 200m3/h, máy ASR-400 có công suất 400m3/h. Hệ thống máy trộn liên tục ASR được sử dụng nhiều ở Australia và Mỹ. Ở đập Đồng Điền sử dụng 2 máy ASR-200, trong vòng 17 tuần lễ đã sản xuất được 140.000 m3 bê tông đầm lăn. Đường kính cốt liệu lớn nhất là 63 mm. Hai máy như 2 phân xưởng có năng suất trung bình là 220m3//h và 179m3/h. Do có nhiều ưu điểm mà kiểu máy trộn liên tục ngày càng được nhiều công tình đưa vào sử dụng.
3.2.2. Máy trộn gáo:
Máy trộn kiểu này mới được nghiên cứu gần đây. Máy được tạo thành bởi hai thùng nửa hình cầu gắn trên trục quay nằm ngang, một bán cầu gắn cứng lên một đầu trục, còn nửa cầu khác thì trượt quanh trục. Cho phép lấy vữa bê tông ở vị trí giữa 2 gáo quay, một đầu gáo có đường phễu cho vật liệu có thể cho vào cục cốt liệu to. Khi máy hoạt động có 2 chức năng như rơi tự do và cưỡng chế, cơ thể trộn cốt liệu có kích thước lớn (200~250mm), không bị mòn nhiều, thời gian trộn ngắn (50~80s), vữa bê tông ra nhanh (8~10s), có lợi cho việc tránh cốt liệu phân ly.
Lô sản phẩm ROLL-MR của hãng SGME (Bỉ) có công suất ra vữa bê tông 610~1600l, cho nên đạt năng suất rất cao.
Hai đập vòm trọng lực bê tông đầm lăn của Nam Phi đã sử dụng kiểu máy trộn gáo này. Ở đập Knellpoort dùng máy trộn gáo 4,5m3/h, kết quả ứng dụng không lý tưởng lắm. Trên nhãn máy ghi năng suất máy 130m3/h, thực tế năng suất cao nhất chỉ đạt 80m3/h. Trong khi thi công nhiều khi do máy trộn mà kéo dài việc đổ mặt đập. Về sau thi công đập Wolwedans dùng máy trộn gáo 5,5m3/h, tình hình có khá hơn đập Knellpoort, trên nhãn ghi năng suất là 145m3/h thì năng suất thực tế cao nhất là 130m3/h.
Chương 4. VẬN CHUYỂN BÊ TÔNG ĐẦM LĂN
4.1. XE BEN TỰ ĐỔ
Xe ben là một phương tiện vận chuyển thường hay dùng nhất, có các đặc tính như sức chuyển tải lớn, linh hoạt cơ động và thông dụng. Khi sử dụng xe ben để vận chuyển bê tông đầm lăn cần chú ý những vấn đề sau:
4.1.1. Loại hình:
Thường sử dụng xe ben loại đổ phía sau, sức chứa của thùng xe phải phối hợp chặt chẽ với máy trộn, mặt bãi và cường độ thi công. Theo kinh nghiệm đã dùng thì trong các loại xe ben đổ phía sau, loại xe có thùng vểnh đuôi sau khi đổ xong thì mức độ phân ly ít hơn loại đuôi thùng phẳng. Ở các công trình trong và ngoài nước thường dùng loại xe ben tải trọng 20T, 15T, 10T và 8T, cũng có công trình dùng xe ben loại lớn 32T và 45T.
4.1.2. Bố trí đường đi:
Vận chuyển bằng xe tải cần phải bố trí đường đi tuỳ theo cao trình. Con đường từ phân xưởng trộn đến mặt đập được bố trí theo 2 loại đường chính và đường nhánh. Từ đường chính chia làm nhiều nhánh lên đập bố trí theo cao trình. Mỗi đường nhánh phụ trách độ cao 5~7m để tránh cho đường lên đập phải đắp cao tạm thời qúa nhiều. Mặt đường rộng tuỳ thuộc mật độ dòng xe tải. Có công trình mở rộng mặt đường gấp đôi mặt đường tính toán cần thiết, luân lưu sử dụng mặt đường bên phải và bên trái, luồng xe thì nâng cao để tránh tình trạng bị gián đoạn khi nâng cao mặt đường để đổ bê tông cho mặt đập.
Cửa đường vào tuỳ thuộc vào kết cấu của mặt đập. Khi mặt đập được xây bằng các tấm bê tông đúc sẵn thì có thể trực tiếp nối liền đường đi với mặt đập. Khi mặt đập sử dụng hình thức khác hoặc phải xây đơn độc tầng chống thấm thì giữa đầu đường và mặt đập phải có khoảng cách vừa đủ để thoả mãn yêu cầu bốc xếp tấm hoặc thi công tầng chống thấm.
Hình 4-1: Cầu cơ động và đường vận chuyển ở đập Long môn (a) Cầu cơ động (b) Đường vận chuyển
4.1.3. Tình trạng lốp xe:
Để tránh tình trạng xe tải làm bẩn mặt khoảnh đổ thì phải rửa lốp xe, thiết bị rửa lốp xe có hai loại:
A. Thiết bị rửa tự động:
Thiết bị rửa tự động đặt trên tuyến đường xe tải đi. Trong khi di chuyển qua trọng lượng của xe tải đè mà mở các van nước ra, dựa vào áp lực nước trong đường ống xối phun vào bánh xe mà rửa sạch. Dùng lọai thiết bị này rửa rất sạch nhưng tốn nhiều nước.
B. Bể rửa:
Bể rửa bố trí trên đường vào đập, chiều dài và chiều sâu của bể tuỳ thuộc vào lọai xe. Tại đập Kháng Khẩu dùng xe tải tự đổ 8T thì bể có chiều dài là 10m, sâu 60m. Đáy bể không có cửa xả nước bẩn. Khi xe tải đi qua, nước sạch rửa sạch lốp xe. Dùng kiểu này tiết kiệm nước, nhưng chất bẩn lâu ngày tích tụ ở đáy bể nếu không kịp thời thay nước thì sẽ ảnh hưởng đến hiệu quả làm sạch.
Cũng có khi ở một số công trình người ta không dùng một loại thiết bị làm sạch nào mà trực tiếp cầm vòi nước áp lực để rửa lốp xe. Bất kể dùng hình thức rửa nào thì đều có một đoạn đường đủ để nước thoát khỏi bánh xe mà không đem nước vào mặt đập. Mặt đoạn đường từ chỗ rửa đến mặt đập được rải một lớp đá dăm sạch hoặc cát thô, để tránh tình trạng nước trong hành trình thoát ra lại làm bẩn lốp xe.
4.1.4. Cách bốc rỡ:
Để giảm bớt việc phân ly trong khi bốc và rỡ bê tông khỏi xe có thể áp dụng kiểu xếp (rỡ) 2 điểm. Cách xếp 2 điểm là đổ ngày phễu máy trộn, trước tiên đổ 1/2 vào xe xong cho xe dịch nên một đoạn lại đổ nốt nửa còn lại, cách rỡ 2 điểm là xe chở bê tông đổ làm 2 lần, đổ nửa sau thành đống cách đống đổ trước 1/2 mặt dốc để cho đống sau và đống trước liền kề nhau.
4.2. BĂNG CHUYỀN
Băng chuyền có hiệu suất cao, thiết bị nhẹ, giá thành rẻ có thể đáp ứng được nhu cầu thi công nhanh, kinh tế của các loại đập lớn. Xét qua các công trình bê tông đầm lăn đã thi công cho thấy, băng chuyền chỉ đứng thứ 2 sau vận chuyển bằng xe ben. Ở đập Upperstill water và Elk Creek đã dùng băng chuyền đã lập kỷ lục cường độ đổ bê tông 7950 m3/ngày.
Trung Quốc xây đập bê tông đầm lăn phần lớn dùng xe tải để vận chuyển. Tại đê bao và đập chính trạm thuỷ điện Vạn An - Giang Tây dùng băng chuyền để vận chuyển bê tông. Sơ đồ bố trí hệ thống băng chuyền vận chuyển Vạn An như hình 4-2.
Hình 4-2: Bố trí hệ thống băng tải vận chuyển đập Vạn An 1- Phân xưởng trộn 2- Đường xe tải 3- Âu thuyền
4- Nhà xưởng 5- Lỗ đáy 6- Hố móng bờ trái
(1) Dùng băng chuyền lồng máng, góc nghiêng của trục lăn đầu tiên tăng đến 450, đã có tác dụng rõ rệt đến việc nâng cao năng suất vận chuyển và chống phân ly của cốt liệu.
(2) Tăng thêm các trục lăn đỡ, đầu nối băng tải dùng keo dính làm băng chuyền chuyển vận êm hơn tránh cốt liệu phân ly.
(3) Ở mỗi đầu băng chuyền có đặt hai máy quét dọn để tránh hao vữa cát.
(4) Nới rộng dung tích phễu rót để đảm bảo băng chuyền vận hành liên tục, giảm bớt phân ly.
(5) Ở đầu mỗi băng chuyền treo tấm chắn rèm mềm để giảm phân ly.
(6) Tốc độ băng chuyền là 1,6m/s, giảm sự biến đổi VC của bê tông đầm lăn. (7) Tăng chiều dày lớp bê tông trên băng chuyền, liên tục cấp bê tông ... đều có tác dụng tốt là thoả mãn cường độ vận tải, giảm bớt phân ly, giảm bớt sự thay đổi VC. Để tìm hiểu ảnh hưởng của chiều dài băng chuyền 508m đối với trị số VC, đã