Thí nghiệm gia tải tường bê tông khí chưng áp được tiến hành nhằm kiểm tra lại tính toán cường độ khối xây bê tông khí chưng áp với vữa thường và vữa mạch mỏng. Đồng thời đánh giá các đặc trưng phá hoại của tường trong mỗi trường hợp.
Thí nghiệm gia tải tấm tường được thực hiện tại Viện Chuyên ngành Kết cấu Công trình Xây dựng - Viện KHCN Xây dựng.
Trong nghiên cứu này, tiến hành gia tải hai mẫu tường bê tông khí chưng áp xây bằng vữa xây thường (tường T1) và bằng vữa xây mạch mỏng (tường T2). Các viên xây sử dụng trong thí nghiệm có kích thước 100x100x300 mm. Tường bê tông khí chưng áp xây với vữa thường bao gồm 7 hàng xây có kích thước 1820x780x99 mm, tường xây với vữa mạch mỏng gồm 8 hàng xây có kích thước 1800x810x98 mm. Tường được xây và bảo dưỡng trong phòng thí nghiệm.
Tải trọng phá hoại dự kiến được tính theo TCVN 5573:1991. Tải trọng phá hoại dự kiến của tường T1 và T2 tương ứng là 360 kN và 480 kN.
Kết quả thí nghiệm gia tải hai tấm tường T1 và T2 được trình bày tại Bảng 4.8 và Bảng 4.9, các vết nứt được ghi nhận trên Hình 4.6, Hình 4.7, Hình 4.8 và Hình 4.9.
Bảng 4.8 Kết quả thí nghiệm tấm tường T1 TT Cấp tải trọng (PTN = 360 kN) Tải trọng, kN Thời gian giữ tải, phút Ghi chú 1 I (tới 20% PTN) 72 5 - 2 II (tới 40% PTN) 144 5 - 3 III (tới 60% PTN) 216 5
Bắt đầu xuất hiện vết nứt tại góc tấm tường, độ mở 0,1 mm
4 IV
(tới 80% PTN) 288 5
Nứt tại góc phát triển về chiều dài, xuất hiện vết nứt tại mạch vữa, độ mở 0,1-0,2 mm 5 V (tới 100% PTN1) 360 5 Vết nứt phát triển mạnh, nhất là các vết nứt theo mạch vữa. Phá hoại tại tải trọng 358 kN
6 VI
Hình 4.6 Sơ đồ vết nứt của tấm tường T1 (mặt 1)
Hình 4.7 Sơ đồ vết nứt của tấm tường T1 (mặt 2)
Các vết nứt bắt đầu xuất hiện trên tấm tường T1 khi gia tải tới cấp 3 tức là 60% tải trọng phá hoại dự kiến. Các vết nứt bắt đầu xuất hiện ở góc trong phạm vi viên xây. Đồng thời, ở một số mạch xây đứng cũng xuất hiện vết nứt. Trong quá trình gia tải tiếp theo, các vết nứt phát triển về chiều dài và tăng độ mở. Một số vết nứt có xu hướng chạy xiên và khi đi qua mạch vữa, tạo thêm các vết nứt theo mạch ngang. Khi gia tải tới 100% tải trọng, các vết nứt có xu hướng nối dài và đạt độ mở tối đa. Chuyển vị xảy ra tại vùng tiếp xúc giữa vữa và viên xây. Các vết nứt và chuyển vị xảy ra chủ yếu ở nửa phía trên của tấm tường.
Bảng 4.9 Kết quả thí nghiệm tấm tường T2 TT Cấp tải trọng (PTN = 480 kN) Tải trọng, kN Thời gian giữ tải, phút Ghi chú 1 I (tới 20% PTN) 96 5 - 2 II (tới 40% PTN) 192 5 - 3 III (tới 60% PTN) 288 5
Xuất hiện vết nứt nhỏ ở giữa tấm tường, độ mở 0,1 mm
4 IV
(tới 80% PTN) 384 5
Vết nứt phát triển qua mạch vữa Xuất hiện các vết nứt tại hai cạnh, độ mở 0,1-0,2 mm
5 V
(tới 100% PTN1) 480 5
Vết nứt phát triển dọc theo tấm tường, tăng độ mở. Một số viên xây bị phá hoại, bong lớp bề mặt dày trên 1cm.
Phá hoại tại tải trọng 480 kN
6 VI
(tới phá hoại) - - -
Hình 4.9 Sơ đồ vết nứt của tấm tường T2 (mặt 2)
Đối với tấm tường T2, các vết nứt cũng bắt đầu xuất hiện khi gia tải ở cấp 3 tức là tới 60% tải trọng phá hoại dự kiến. Khi tiếp tục gia tải, các vết nứt ban đầu phát triển theo chiều dọc, tăng độ mở và xuất hiện thêm các vết nứt ở hai bên tấm tường. Các vết nứt dọc phát triển qua mạch vữa mà không lệch hướng. Gia tải ở cấp 5 (tới 100% tải trọng phá hoại dự kiến) các vết nứt mở rộng và kéo dài xuống nửa bên dưới của tấm tường. Không phát hiện được các vết nứt tại mạch vữa ngang. Ở giai đoạn cuối, lớp bề mặt một số viên xây tại các hàng giữa bị bong bật ra với chiều dày trên 1cm (có thể do hiệu ứng nở hông).
Kết quả trên cho thấy rằng quá trình phá hoại của tường T2 khác quá trình phá hoại tường T1 và có nhiều điểm tương đồng quá trình phá hoại tấm panel bê tông. Điều này chứng tỏ, nhờ sự gắn kết tốt của vữa mạch mỏng, khối xây bê tông khí chưng áp đạt được độ đồng nhất cao, khắc phục được ảnh hưởng của mạch vữa. Nhờ đó gia tăng được khả năng chịu lực của tường tới trên 30%. Các kết quả thu được trong thí nghiệm phù hợp với một số nghiên cứu của nước ngoài [23, 35, 50].
4.3 Kết luận chƣơng
- Cường độ chịu nén, cường độ bửa liên kết và cường độ bám dính tổ hợp của vữa mạch mỏng phát triển tăng dần theo thời gian. Ở tuổi dài ngày, khi cường độ bửa liên kết và cường độ bám dính tổ hợp phát triển vượt quá cường độ cố kết của nền thì vùng phá hoại khi thí nghiệm các chỉ tiêu này xảy ra chủ yếu ở nền.
- Do có khả năng giữ nước cao nên cường độ bửa liên kết và cường độ bám dính tổ hợp của vữa mạch mỏng theo thành phần đề xuất ít phụ thuộc vào điều kiện thi công như độ ẩm nền và tính chất bề mặt nền. Điều này giúp đảm bảo độ ổn định chất lượng khối xây trong điều kiện thi công trên công trường.
Khả năng bám dính của vữa mạch mỏng phụ thuộc vào độ kín vữa của mạch xây. Do đó, cần kiểm soát chặt chẽ vấn đề này trong quá trình thi công.
- Độ ẩm viên xây bê tông khí chưng áp trong quá trình thi công nên được khống chế không vượt quá 30%.
- Cốt thép trong khối xây sử dụng vữa mạch mỏng được bảo vệ không những bởi chiều dày viên xây mà còn bởi lớp vữa sử dụng. Kết quả thí nghiệm sau 3 tháng chưa phát hiện dấu hiệu ăn mòn cốt thép. Các theo dõi dài ngày về khả năng ăn mòn cốt thép trong khối xây vẫn được tiếp tục thực hiện.
- Sử dụng vữa mạch mỏng thay thế vữa xây thông thường giúp nâng cao đáng kể cường độ khối xây bê tông khí chưng áp. Với viên xây bê tông khí chưng áp D700 có cường độ trung bình 4,3 MPa, sử dụng vữa mạch mỏng thay thế vữa xây thông thường có thể làm tăng 36% cường độ chịu nén của khối xây.
- Thí nghiệm gia tải tấm tường bê tông khí chưng áp cho thấy sử dụng vữa mạch mỏng thay thế vữa xây thông thường không những làm tăng tới 30% khả năng chịu tải của tường mà còn làm thay đổi ứng xử và quá trình phá hoại của kết cấu. Tính chất phá hoại tường bê tông khí chưng áp sử dụng vữa mạch mỏng chứng tỏ vữa và viên xây làm việc gần giống như một vật liệu đồng nhất.
CHƢƠNG 5. ỨNG DỤNG THỬ NGHIỆM VÀ HIỆU QUẢ KINH TẾ 5.1 Ứng dụng thử nghiệm
Trên cơ sở kết quả nghiên cứu của đề tài, đã tiến hành biên soạn tiêu chuẩn cơ sở cho sản phẩm vữa xây mạch mỏng với tên thương hiệu "Block- mortar" (Hình 5.1). Sản phẩm được đăng ký và sản xuất tại Viện Chuyên ngành Bê tông - Viện Khoa học Công nghệ Xây dựng. Vữa xây mạch mỏng "Block- mortar" bao gồm hai mác M5 và M7,5 khác nhau ở cường độ chịu nén. Mỗi mác sản phẩm có hai cấp độ I và II. Tính chất kỹ thuật của sản phẩm trình bày tại Bảng 5.1.
Hình 5.1 Sản phẩm vữa mạch mỏng Block-mortar
Bảng 5.1 Tính chất kỹ thuật của vữa mạch mỏng "Block-mortar"
TT Chỉ tiêu Đơn vị Giá trị quy định Phương pháp thí nghiệm I II
1 Kích thước lớn nhất của cốt liệu Mm 0,63 0,63 TCVN 3121:2003 2 Khả năng giữ nước % 95 98 ГОСТ 5802-86 3 Thời gian công tác Phút 180 180 EN 1015-9:2006 4 Thời gian hiệu chỉnh Phút 10 15 EN 1015-9:2006 5 Cường độ chịu nén M5 M7,5 MPa > 5,0 > 7,5 > 5,0 > 7,5 TCVN 3121:2003 6 Cường độ bửa liên kết MPa > 0,35 > 0,35 ASTM C1660-10 7 Cường độ bám dính tổ hợp MPa > 0,42 > 0,42 -
Sản phẩm vữa xây mạch mỏng Block-mortar đã được giới thiệu và sử dụng trong thi công khối xây bê tông khí chưng áp của gần 20 công trình nhà cao tầng, nhà công nghiệp trên địa bàn Hà Nội và các tỉnh với khối lượng đã sử dụng trên 100 tấn.
a, Tòa nhà đa năng dịch vụ thương mại và nhà ở số 7 Trần Phú - Hà Đông
Địa chỉ: Số 7 đường Trần Phú - Văn Mỗ - Hà Đông - Hà Nội
Chủ đầu tư: Công ty CP Bạch Đằng 10, Công ty CP Thương mại Hà Tây Đơn vị giám sát: Công ty CP Tư vấn, Đầu tư và Xây dựng CDCC
Đơn vị thi công: Công ty CP Bạch Đằng 103
Công trình Tòa nhà đa năng gồm 2 khối nhà cao 22 tầng, đặt trên khối đế 5 tầng, bao gồm 2 tầng hầm để xe ô tô, xe máy và các đường ống kỹ thuật; 5 tầng dưới làm dịch vụ, thương mại và văn phòng giao dịch; 14 tầng trên làm nhà ở; tầng mái dùng làm khu thể thao và vui chơi giải trí. Tòa nhà có 6.618 m2
diện tích dịch vụ thương mại, 18.240 m2 diện tích nhà ở chung cư và 1.088 m2 diện tích tầng hầm.
Tổng khối lượng tường xây của công trình là 4.000 m3, trong đó tường xây sử dụng bê tông khí chưng áp là 3.000 m3
. Viên xây bê tông khí chưng áp có khối lượng thể tích 700 kg/m3, kích thước 600x200x150 mm và 600x200x80 mm (Hình 5.2).
Công trình đang trong giai đoạn thi công. Khối lượng vữa xây mạch mỏng Block-mortar M5 đã sử dụng là 20 tấn trên tổng số 150 tấn dự kiến sẽ sử dụng.
b, FLC Landmark Tower
Địa chỉ: Lô đất 7.3 NB đường Lê Đức Thọ - Mỹ Đình - Từ Liêm - Hà Nội Chủ đầu tư: Công ty CP Đầu tư Tài chính Ninh Bắc
Đơn vị giám sát: Công ty CP Tư vấn và Đầu tư Coninco (Coninco-Invest) Đơn vị thi công: Công ty CP XD Hòa Bình, Công ty CP XD số 2 - Vinaconex
Tòa nhà FLC Landmark Tower cao 32 tầng, trong đó gồm 2 tầng hầm và 5 tầng văn phòng. Tổng diện tích đất là 4.408 m2, diện tích xây dựng là 2.467 m2, tổng diện tích sàn là 62.399 m2, diện tích sàn tầng hầm là 6.876 m2
. Tòa nhà FLC LANDMARK TOWER mang phong cách kiến trúc hiện đại, độc đáo, sự phối hợp màu sắc hài hòa, được kiến tạo bởi các vật liệu, thiết bị có tính thẩm mỹ cao và chất lượng tốt, tạo thành một tổng thể kiến trúc hiện đại và sang trọng.
Khối lượng tường xây sử dụng bê tông khí chưng áp khoảng 2.000 m3
. Sử dụng viên xây bê tông khí kích thước 600x200x100 mm và 600x150x100 mm. Công trình hiện đang trong quá trình thi công (Hình 5.3). Khối lượng vữa xây dự kiến sử dụng 100 tấn. Khối lượng vữa xây đã sử dụng 20 tấn.
c, Nhà máy Pepsi Bắc Ninh
Địa chỉ: Khu Công nghiệp VSIP Bắc Ninh, tỉnh Bắc Ninh Chủ đầu tư: Công ty PepsiCo Việt Nam
Đơn vị tư vấn: Công ty Royal Haskoning Việt Nam
Đơn vị thi công: Công ty CP Đầu tư Xây dựng Uy Nam - Unicons
Nhà máy PepsiCo Bắc Ninh được xây dựng trên diện tích 12 ha, thiết kế và thi công theo tiêu chuẩn xanh của Mỹ (Leadership in Energy and Environmental Design - LEED). Tổng mức đầu tư của dự án là 75 triệu USD, công suất lắp đặt là 600 MW. Khi được khánh thành, đây sẽ là nhà máy sản xuất lớn nhất của PepsiCo tại Việt Nam và là một trong hai nhà máy lớn nhất của công ty này tại Đông Nam Á. Công trình hiện đang trong giai đoạn thi công.
Tổng khối lượng tường xây bê tông khí chưng áp của dự án khoảng 2.500 m3. Sử dụng viên xây bê tông khí chưng áp kích thước 600x175x100 mm (Hình 5.4). Khối lượng vữa xây dự kiến sử dụng 120 tấn. Khối lượng vữa xây đã sử dụng là 30 tấn.
d, Nhà ở kết hợp văn phòng số 45, 47 Lê Ngọc Hân
Địa chỉ: Số 45, 47 phố Lê Ngọc Hân - Hai Bà Trưng - Hà Nội. Chủ đầu tư: Tư nhân. Đơn vị thi công: Công ty CP SAFICO
Công trình Nhà ở kết hợp Văn phòng gồm 9 tầng, diện tích mỗi sàn là 172 m2, tổng diện tích sàn là 1.548 m2. Tổng khối lượng tường xây của công trình là 600 m3. Toàn bộ tường bao che và tường ngăn phòng được xây bằng bê tông khí chưng áp D700. Viên xây bê tông khí chưng áp sử dụng trong công trình có kích thước 600x200x200 mm và 600x200x100 mm. Công trình đang trong giai đoạn thi công hoàn thiện (Hình 5.5).
Khối lượng vữa xây dự kiến sử dụng 30 tấn, trong đó, đã sử dụng 20 tấn vữa mạch mỏng Block-mortar M5.
Hình 5.5 Ứng dụng vữa mạch mỏng Block-mortar tại 45, 47 Lê Ngọc Hân Ngoài ra, vữa mạch mỏng Block-mortar cũng đã được giới thiệu và ứng dụng thử nghiệm ở các công trình như: Dolphin Plaza (số 28 Trần Bình, Hà Nội), Royal City (số 74 Nguyễn Trãi, Hà Nội), Hòa Bình Green City (số 505 Minh Khai, Hà Nội), Indochina Plaza (số 239 Xuân Thủy, Hà Nội), Times City (460 Minh Khai, Hà Nội), Khu công nghiệp VSIP Bắc Ninh, Khu đô thị mới Đặng Xá, Khu đô thị Xuân Phương và nhiều công trình khác.
Ứng dụng thử nghiệm tại các công trình cho thấy vữa mạch mỏng Block- mortar có chất lượng tốt, ổn định, thi công thuận tiện, dễ dàng. Chất lượng khối xây đảm bảo. Sản phẩm Block-mortar đã được Chủ đầu tư, đơn vị giám sát, đơn vị thi công, các nhà sản xuất bê tông khí chưng áp đánh giá cao (Một số nhận xét về sản phẩm của các bên liên quan xem tại Phụ lục B).
Quá trình ứng dụng thử nghiệm cũng cho thấy một số vấn đề cần chú ý trong sử dụng vữa xây mạch mỏng thi công tường bê tông khí chưng áp:
- vữa mạch mỏng cũng như bê tông khí chưng áp là các sản phẩm mới, trình độ nhận thức của công nhân, mức độ nắm bắt công nghệ của kỹ sư còn chưa đầy đủ do đó cần đặc biệt chú ý đến công tác quản lý chất lượng và thí nghiệm hiện trường.
- vữa mạch mỏng cần phải được trộn theo mẻ với khối lượng phù hợp để có thể thi công trong phạm vi thời gian quy định.
- đảm bảo việc điều chỉnh viên xây chỉ được thực hiện trong khoàng thời gian hiệu chỉnh có ý nghĩa quan trọng trong việc đảm bảo chất lượng xây tường. Điều chỉnh viên xây ngoài khoảng thời gian trên sẽ làm suy giảm khả năng liên kết của vữa với viên xây.
- độ kín vữa của mạch xây có ảnh hưởng lớn tới khả năng chịu lực và chống thấm của tường. Để mạch xây được kín vữa, trước tiên phải tạo các rãnh trên lớp vữa bằng dụng cụ phù hợp. Khi đặt viên xây sau lên lớp vữa cần ấn, gõ để các rãnh vữa được lấp đầy hoàn toàn. Cần chú ý đặc biệt tới mạch vữa đứng vì theo kinh nghiệm thi công, mạch đứng thường có độ kín vữa thấp.
5.2 Hiệu quả kinh tế
Đánh giá hiệu quả kinh tế của sản phẩm vữa mạch mỏng bao gồm tính toán giá thành sản phẩm vữa xây mạch mỏng, tính toán giá thành thi công tường bê tông khí chưng áp với vữa xây mạch mỏng và so sánh giá thành này với các phương án hiện đang sử dụng trong thực tế.
Giá thành sản phẩm được tính cho 1kg vữa mạch mỏng M75 loại I và loại II với các chỉ tiêu kỹ thuật như trong Bảng 5.1. Tính toán giá thành được thực hiện cho dây chuyền sản xuất thử nghiệm công suất 40 tấn/ngày với chế độ làm việc 250 ngày/năm. Thời gian khấu hao thiết bị của dây chuyền sản xuất là 3