III. Cỏch tiếp cận và phương phỏp nghiờn cứu:
3.1.1. Tổng quan
Tốc độ đổ BTĐL cú thể cao hơn nhiều so với bờ tụng thường do kớch thước mặt cắt của BTĐL cũng tương tự như của bờ tụng thường, nhưng lượng xi măng ớt hơn, thõn đập cú kết cấu đơn giản hơn, khụng cú khe dọc, khụng tạo khe ngang bằng vỏn khuụn. Tuy nhiờn việc chậm trễ trong việc đổ BTĐL thường do cỏc vấn đề sau 1. Chuẩn bị vào làm sạch nền. 2. Làm sạch khe. 3. Thời tiết núng, lạnh. 4. Hỏng húc thiết bị. 5. Khụng đủ vật liệu và. 6. Thời tiết. 3.1.2. Cỏc vấn đề cần chuẩn bị
Nhõn sự - đủ nhõn sự được đào tạo về kiểm tra chất lượng và thớ nghiệm và sẵn sàng tham gia vào dõy chuyền sản xuất.
Mỏy múc thiết bị - cỏc thiết bị thớ nghiệm thớch hợp và cỏc mỏy múc cần thiết cho quy mụ và kớch thước của thớ nghiệm phải sẵn cú trước khi thực hiện cỏc cụng việc thi cụng BTĐL.
Sự trao đổi về kỹ thuật - đội ngũ kiểm tra chất lượng và kỹ sư phải gặp nhà thầu để thẩm tra và thảo luận cỏc yờu cầu và cỏc quy trỡnh sản xuất vật liệu BTĐL, trộn, đổ, thớ nghiệm, kiểm tra giỏm sỏt và an toàn thi cụng.
3.1.3. Cỏc vấn đề sản xuất - Vấn đề liờn quan đến vật liệu và thi cụng BTĐL:
Sản xuất cốt liệu – vật liệu cú cấp phối phự hợp và độ ẩm cần đồng đều phải được thớ nghiệm và dự trữ trước khi đổ BTĐL.
Trạm trộn - mặt bằng bố trớ trạm trộn phải dễ dàng cho việc cung cấp vật liệu và thuận lợi để lấy mẫu tất cả cỏc loại vật liệu
Kế hoạch thi cụng BTĐL - chi tiết thi cụng BTĐL phải được lập thành hồ sơ và thảo luận chi tiết.
3.1.4. Cụng tỏc thớ nghiệm hiện trường BTĐL
Một trong cỏc mục đớch đầu tiờn cho phần thớ nghiệm hiện trường BTĐL là để cho nhà thầu chứng minh thiết bị và quy trỡnh sử dụng trộn, vận chuyển và đổ BTĐL cũng như bờ tụng thường, đỏnh giỏ trước chất lượng, quy trỡnh và thiết bị đầm.
Bảng 3.1. Quy định cỏc thớ nghiệm kiểm tra trong quỏ trỡnh thi cụng BTĐL
Vật liệu
kiểm tra Nội dung thử nghiệm Tiờu chunghiệm ẩn thử Tần suất
Cement Tớnh chất lý/hoỏ 14TCN65-2002 Theo từng lụ xi măng chuyển về cụng trường
14TCN67-2002 Phụ gia
khoỏng Tớnh chất lý/hoỏ ASTM C 618 Theo từng lụ phụ gia khoỏng chuyển về cụng trường ASTM C 311
Phụ gia Tớnh chất lý/hoỏ ASTM C 494 Theo tvề cụng trường ừng lụ phụ gia chuyển Cốt liệu Trọng lượng riờng – ASTM C 127 1 lần/thỏng
Vật liệu
kiểm tra Nội dung thử nghiệm Tiờu chunghiệm ẩn thử Tần suất
Hấp thụ ASTM C 128
Cấp phối ASTM C 117 1 lần/ca hoặc 1 lần/ngày ASTM C 136
Hệ số ẩm ASTM C 566 ASTM C 70 Trước mỗi ca hoặc như yờu cầu Thành phần hạ dẹt ASTM C 566 1 lần/thỏng hoặc cứ 7500m3
Độ dẻo của hạt mịn ASTM C 70 1 lần/thỏng hoặc cứ 7500m3
BTĐL
Dung trọng và độ chặt ASTM C 1170 2 lần/ca hoặc như yờu cầu Dung trọng hiện trường ASTM C 1040 1 lần/giờ hoặc mỗi lần 200m3
Độ ẩm hiện trường (thiết bị đo nguyờn tử đầu đo kộp)
ASTM C 1040
1 lần/giờ hoặc mỗi lần 200m3
Độ ẩm làm khụ bằng lũ ASTM C 566 1 lần/ca hoặc mỗi 750m3
Thành phần hỗn hợp BTĐL ASTM C 172, C1078, C 1079, hoặc tiờu chuẩn đặc biệt nếu cần
1 lần/tuần hoặc mỗi 4000m3
Nhiệt độ của hỗn hợp
BTĐL ASTM C 1064 2 giờ 1 lần hoặc mỗi 400m3 Cường độ khỏng nộn ASTM C 1176 hoặc mỏy đầm
xuyờn
1 lần/ngày hoặc mỗi 4000m3
Cường độ kộo tỏch cỏc
lớp BTĐL ASTM C 496 1 lần/ngày hoặc mỗi 4000m3 Mụđun đàn hồi ASTM C 496 1 lần/ngày hoặc mỗi 4000m3
3.1.5. Xỏc định dung trọng hiện trường và yờu cầu đầm
Thụng thường việc thực hiện thớ nghiệm dung trọng hiện trường là để xỏc định hay kiểm tra yờu cầu dung trọng hợp lý cho thi cụng và cũng để so sỏnh với kết quả thớ nghiệm trong phũng cỏc tớnh chất dựng cho thiết kế của hỗn hợp BTĐL.
1. Chọn kớch thước và vị trớ của phần kiểm tra (30 m dài và ớt nhất hai lần chiều rộng của lu).
2. Bắt đầu đầm BTĐL và thử nghiệm sau mỗi hai lượt đầm đến khi dung trọng khụng tăng thờm hay tăng thờm ở mức nhỏ hơn 3 kg/m3
.
3. Thực hiện đầy đủ thử nghiệm dung trọng để xỏc định dung trọng lớn nhất, và xỏc định cỏc yờu cầu chi tiết trong điều kiện kỹ thuật.
3.1.6. Kiểm tra thiết bị đầm
Người kiểm tra phải kiểm tra sự phự hợp với yờu cầu kỹ thuật đề ra của thiết bị đầm trước khi bắt đầu làm việc.
3.2.Khống chế chất lượng trong thi cụng BTĐL
3.2.1. Khống chế vật liệu đầu vào
3.2.1.1. Xi măng
Xi măng để sản xuất BTĐL phải là loại xi măng Poocland do cỏc nhà mỏy sản xuất xi măng với cụng nghệ lũ quay.
Xi măng dựng để sản xuất BTĐL là loại xi măng Poocland PC 40, khụng sử dụng loại xi măng hỗn hợp PCB để sản xuất BTĐL. Xi măng phải đảm bảo cỏc yờu cầu kỹ thuật theo Tiờu chuẩn ngành 14 TCN 66 – 2002 “Xi măng dựng trong bờ tụng thuỷ cụng – yờu cầu kỹ thuật”.
Xi măng dựng để sản xuất BTĐL được thớ nghiệm theo quy định trong Tiờu chuẩn ngành 14 TCN 67 – 2002 “Xi măng dựng cho bờ tụng thuỷ cụng – Phương phỏp thử”. Bất kỳ loại xi măng nào chứa tại cụng trường hơn 60 ngày phải được lấy mẫu thớ nghiệm nếu cú yờu cầu của Tư vấn và nếu kết quả thớ nghiệm khụng đảm bảo cỏc yờu cầu theo cỏc Tiờu chuẩn đó quy định thỡ số xi măng này sẽ khụng được sử dụng cho cỏc kết cấu của cụng trỡnh chớnh. Bất kỳ loại xi măng nào đó xuất xưởng quỏ 60 ngày đều khụng được đưa vào cụng trường để sử dụng cho cỏc kết cấu của cụng trỡnh chớnh.
Xi măng sử dụng cho BTĐL được cung ứng dưới dạng xi măng rời hoặc đúng bao. Nếu sử dụng quy trỡnh khớ nộn để nạp xi măng vào cỏc xi lụ thỡ nhiệt độ sẽ khụng được vượt quỏ 550
C. Nhiệt độ sẽ được xỏc định bằng cỏch đo nhiệt bờn ống chuyển với một thiết bị đo nhiệt bề mặt.
Nhiệt độ của xi măng khi vận chuyển tới chõn cụng trỡnh khụng được vượt quỏ 350C.
Ngay sau khi vận chuyển tới cụng trỡnh, xi măng được giữ trong cỏc xi lụ, bể chứa hoặc cỏc kết cấu khỏc được thụng giú hợp lý, khụ và kớn. Cỏc thiết bị chứa phải cú đường vào để kiểm tra và lấy mẫu. Cỏc thiết bị chứa phải được Tư vấn chấp nhận. Tuỳ thuộc vào nguồn cung ứng xi măng và khả năng vận chuyển để xỏc định quy mụ cần thiết của cỏc xi lụ trữ xi măng, nhưng trong mọi trường hợp, lượng xi măng trữ tại cụng trỡnh để sử dụng cho thi cụng BTĐL phải đảm bảo khụng dưới 7 ngày sử dụng theo cụng suất trung bỡnh của mỏy trộn.
Chỉ tiờu chất lượng của xi măng phải đảm bảo cỏc yờu cầu kỹ thuật theo Tiờu chuẩn ngành 14 TCN 66 – 2002 “Xi măng dựng trong bờ tụng thuỷ cụng – yờu cầu kỹ thuật”.
3.2.1.2. Phụ gia
1. Phụ gia khoỏng hoạt tớnh
Ở nước ta hiện cú tiờu chuẩn TCXDVN 395:2007 là tiờu chuẩn về “phụ gia khoỏng cho BTĐL”, ngoài ra cú tiờu chuẩn ngành 14TCN 105:1999 là tiờu chuẩn về “Phụ gia khoỏng hoạt tớnh nghiền mịn cho bờ tụng và vữa” và tiờu chuẩn phụ gia khoỏng cho xi măng TCVN 6882:2001. Cỏc loại phụ gia khoỏng loại N, F, C theo ASTM C618 thuộc loại phụ gia khoỏng hoạt tớnh theo cỏc tiờu chuẩn Việt Nam núi trờn
Mỗi đợt tro bay nhập kho, phải tiến hành lấy mẫu kiểm tra, nếu thấy khỏc thường thỡ phải kịp thời xỏc minh nguyờn nhõn và giải quyết. Tro bay khụ trong quỏ trỡnh vận chuyển và bảo quản cần chỳ ý chống ẩm, chống ụ nhiễm. Chỉ tiờu chất lượng của tro bay xem bảng 3.2
Bảng 3.2. Tiờu chuẩn chất lượng tro bay Số tiờu chuẩn Độ mịn 0,008 mm sàng cũn (%) Lượng đốt chỏy (%) Lượng nước cần (%) SO3 (%) Độ mở (%) GB 1596-76 < 8 < 8 <105 <3 <1 ASTMC - 618 Lượng sút trờn sàng No 325
khi sàng ướt tối đa <34 <6 <105 1,5 3
14TCN 105-1999 <15 <6 <5 3
Phụ gia khoỏng hoạt tớnh được sử dụng cho BTĐL nhằm mục đớch giảm lượng xi măng, giảm lượng nhiệt thuỷ hoỏ của xi măng để giảm nhiệt độ trong khối BTĐL. Phụ gia khoỏng hoạt tớnh sử dụng cho BTĐL phải đảm bảo cỏc yờu cầu kỹ thuật nờu trong Tiờu chuẩn ASTM C618 – 99 “Quy định kỹ thuật tiờu chuẩn đối với tro bay và Puzalan thiờn nhiờn nguyờn chất hoặc đó nung dựng làm phụ gia khoỏng cho bờ tụng”.
Vớ dụ Phụ gia khoỏng hoạt tớnh sử dụng cho BTĐL của hầu hết cỏc cụng trỡnh thủy điện tại nước ta như thủy điện Sơn La, thủy điện Đakđrinh.... là loại tro bay của nhà mỏy nhiệt điện (Loại F trong ASTM C618) hoặc Puzolan thiờn nhiờn (Loại N trong ASTM C 618) được nghiền từ đỏ bazan bọt khai thỏc ở khu vực khỏc. Cỏc yờu cầu kỹ thuật chủ yếu đối với phụ gia khoỏng hoạt tớnh được nờu trong bảng 3.3 và 3.4 như sau:
Bảng 3.3.Yờu cầu hoỏ học bắt buộc đối với phụ gia khoỏng hoạt tớnh thủy điện Bản Vẽ
Loại phụ gia khoỏng
N F
Đioxyt silic (SiO2) + oxyt nhụm + oxyt sắt 70 70
Trioxyt sunfua (SO3), max.% 4 5
Hàm lượng ẩm, max.% 3 3
Cỏc yờu cầu kỹ thuật đối với phụ gia khoỏng hoạt tớnh sử dụng cho BTĐL của đập ở Việt Nam được kiểm tra theo cỏc phương phỏp quy định trong Tiờu chuẩn ASTM C 311.
Bảng 3.4. Yờu cầu vật lý bắt buộc đối với phụ gia khoỏng hoạt tớnh thủy điện Bản Vẽ
Loại phụ gia
N F
Độ mịn
+ Mức giữ lại trờn sàn 45 àm, khi sàng ướt 34 34
Chỉ số tăng độ bền
+ Với xi măng Poocland, 7 ngày tuổi, min % mẫu của chỳng 75 75 + Với xi măng Poocland, 28 ngày tuổi, min % mẫu của chỳng 75 75
Độ chặt C
+ Độ nở hoặc co trong nồi hấp, max% 0,8 0,8
Độ đồng nhất
+ Dung trọng chờnh lệch lớn nhất so với trung bỡnh, % 5 5 + % cũn lại trờn sàn 45àm, chờnh lệch lớn nhất, điểm % so với 5 5
Tỷ lệ phụ gia khoỏng hoạt tớnh sử dụng cho BTĐL phải được xỏc định trờn cơ sở thớ nghiệm để đảm bảo đạt được mục đớch đề ra. Loại, nguồn cung cấp và tỷ lệ phụ gia khoỏng sử dụng cho bờ tụng phải được Tư vấn thoả thuận trước khi thực hiện.
Nhiệt độ của phụ gia khoỏng khi vận chuyển đến cụng trỡnh khụng vượt quỏ 350C. Nếu sử dụng quy trỡnh khớ nộn để nạp phụ gia khoỏng vào cỏc xi lụ thỡ nhiệt độ sẽ khụng được vượt quỏ 550
C. Nhiệt độ của phụ gia khoỏng sẽ được xỏc định bằng cỏch đo nhiệt ở bờn ngoài ống chuyển với một thiết bị đo nhiệt bề mặt.
Cỏc yờu cầu về xi lụ giữ phụ gia khoỏng cũng tương tự như đối với xi lụ giữ xi măng. Lượng phụ gia khoỏng trữ tại cụng trường phải đảm bảo đủ để sử dụng khụng dưới 15 ngày theo cụng suất trung bỡnh của mỏy trộn.
2. Cỏc loại phụ gia húa khỏc
Trong hỗn hợp bờ tụng cú thể sử dụng một số loại phụ gia cho cỏc mục đớch khỏc nhau như:
Phụ gia hoỏ dẻo: Việc sử dụng phụ gia hoỏ dẻo cũng nhằm mục đớch giảm lượng nước trong bờ tụng, giảm lượng xi măng trong bờ tụng. Việc sử dụng phụ gia hoỏ dẻo phải trờn cơ sở thớ nghiệm.
Phụ gia chậm đụng kết: Việc sử dụng phụ gia làm chậm đụng kết nhằm kộo dài thời gian bắt đầu quỏ trỡnh đụng kết của BTĐL, tạo điều kiện thuận lợi cho cụng tỏc san, đầm BTĐL. Loại và tỷ lệ pha trộn phụ gia chậm đụng kết sử dụng cho BTĐL phải được xỏc định trờn cơ sở thớ nghiệm
Phụ gia hoỏ dẻo, phụ gia chậm đụng kết sử dụng phải phự hợp với cỏc yờu cầu kỹ thuật quy định cho phụ gia loại A và loại D trong Tiờu chuẩn ASTM C 494.
Phụ gia đó được lưu giữ quỏ 6 thỏng từ khi sản xuất khụng được sử dụng cho cụng trỡnh trừ khi được kiểm tra lại cho thấy vẫn đảm bảo cỏc yờu cầu kỹ thuật.
3.2.1.3. Cỏt
Cỏt dựng trong đập BTĐL hay đập bờ tụng thường thụng thường là cỏt tự nhiờn và cỏt nhõn tạo. Tuy nhiờn với đập BTĐL thường dựng cỏt nhõn tạo.
Cỏt dựng cho BTĐL phải đảm bảo cỏc yờu cầu theo Tiờu chuẩn ngành 14 TCN 68 – 2002 “Cỏt dựng cho bờ tụng thuỷ cụng – yờu cầu kỹ thuật và phương phỏp thử”.
Tại trạm trộn BTĐL, cỏt phải được để trong khu vực cú mỏi che để trỏnh bị nung núng do ỏnh nắng chiếu vào hoặc bị quỏ ẩm do nước mưa.
Cỏt khi đưa đến mỏy trộn phải cú độ ẩm đồng đều và độ ẩm tối đa khụng vượt quỏ 7%, lượng nước trong cỏt ẩm phải được kể đến như là nước trộn hỗn hợp BTĐL.
Cỏc mục kiểm tra chủ yếu của cỏt là modun độ mịn, tỷ lệ ngậm nước và độ ẩm. Nếu dựng cỏt nhõn tạo thỡ phải kiểm tra hàm lượng hạt nhỏ (<0,075mm), bởi vỡ hàm lượng cỏt nhỏ thay đổi sẽ làm thay đổi dung trọng của bờ tụng đầm lăn.
Mỗi ngày kiểm tra ớt nhất 1 lần modun độ mịn của cỏt, nếu kết quả kiểm tra chờnh lệch với trị số đó cho 2% trở lờn thỡ phải điều chỉnh lại lệ tỷ cấp phối.
Lượng nước của BTĐL ảnh hưởng đến dung trọng và cường độ của bờ tụng đầm lăn, vỡ thế kiểm tra tỷ lệ ngậm nước của cỏt là vụ cựng quan trọng. Qua cỏc tài liệu đo được cho thấy, tỷ lệ ngậm nước thay đổi 0,5% thỡ trị số VC của hỗn thay đổi từ 6-8s, thay đổi 1% thỡ VC thay đổi 13-15s. Việc kiểm tra hàm lượng nước của cỏt phải liờn tục tiến hành để kịp thời điều chỉnh việc cấp nước trộn được chuẩn xỏc.
Lượng ngậm nước của cỏt phải ổn định. Thiết kế bói chứa cần xột tới điều kiện thoỏt nước của đống cỏt và đủ thời gian cho cỏt thoỏt nước của đống cỏt và đủ thời gian cho cỏt thoỏt nước, cố gắng sao cho tỷ lệ nước của cỏt < 6%. Vỡ nếu hàm lượng nước lớn hơn 6% thỡ sự dao động của tỷ lệ nước sẽ lớn và ảnh hưởng đến trị số VC. Khi nước của cỏt dao động trờn 0,5% thỡ phải điều chỉnh lượng nước dựng.
Vớ dụ cỏt dựng cho BTĐL của đập Đakđrinh được khai thỏc tại mỏ cỏt cỏch Nhà mỏy thuỷ điện 13 km về phớa hạ lưu. Cỏt sử dụng cho BTĐL phải đảm bảo cấp phối hạt nằm trong giới hạn sau:
Bảng 3.5: Thành phần cấp phối hạt cỏt của đập Đakđrinh
Cỡ sàng Phần trăm qua sàng
9,5mm 100
4,75mm 95ữ100
2,36mm 75ữ95
Cỡ sàng Phần trăm qua sàng
600àm 35ữ60
300àm 24ữ40
150àm 12ữ28
75àm 6ữ8
Mụđum độ lớn của cỏt trong khoảng 2,1 ữ 3,1
Cấp phối hạt cỏt phải càng gần cỏc trị số trung bỡnh trong giới hạn càng tốt và phải duy trỡ sự ổn định cao về cấp phối hạt trong suốt thời gian thi cụng.
Tổng số phần trăm của cỏc tạp chất trong cỏt khi đưa đến mỏy trộn khụng vượt quỏ 3%.
Mụđun độ lớn của cỏt phải đảm bảo mức ổn định và đồng đều tương đối. Tại mọi thời điểm, mụđun độ lớn của ớt nhất 9 trong số 10 mẫu thớ nghiệm liờn tiếp cú giỏ trị thay đổi khụng quỏ 0,2 so với mụđun độ lớn trung bỡnh của 10 mẫu thớ nghiệm.
Vớ dụ cốt liệu dăm dựng cho BTĐL ở thủy điện Sơn La theo đỳng như yờu cầu trong tiờu chuẩn ASTM C33-03, như điều chỉnh dưới đõy để phự hợp với cấp phối tiờu chuẩn sử dụng tại Việt Nam.
Tổng thành phần hạt kim, dẹt trong cỏc nhúm hạt cốt liệu riờng biệt khụng được vượt quỏ 25% theo tiờu chuẩn ASTM D4791. Cấp phối hạt của cốt liệu dăm cho BTĐL tại thủy điện Sơn La sẽ phải đỏp ứng theo cỏc yờu cầu sau:
Bảng 3.6: Thành phần cấp phối hạt của thủy điện Sơn La
Kớch Cỡ mắt sàng thiết kế (mm) % Phần trăm qua sàng theo trọng