Bài Giảng Công Nghệ Bê Tông Và Bê Tông đặc Biệt - Tài Liệu Text

Có thể bạn quan tâm

Tải bản đầy đủ (.pdf) (230 trang)

Trang chủ

Giáo án - Bài giảng

Cao đẳng - Đại học

Bài giảng công nghệ bê tông và bê tông đặc biệt

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (4.74 MB, 230 trang )

0 1 Viện khoa học và công nghệ xây dựng giao thông Trường ñại học GTVT LỜI GIỚI THIỆU Bê tông là vật liệu chủ yếu dùng trong xây dựng nhà, xây dựng cầu, ñường. Tỷ lệ sử dụng bê tông trong xây dựng nhà chiếm khoảng 40%, xây dựng cầu ñường khoảng 15% tổng khối lượng bê tông. Trong công nghệ xây dựng hiện ñại, bê tông thường bộc lộ nhiều nhược ñiểm cơ bản như: cường ñộ chịu kéo thấp, khối lượng công trình bê tông cốt thép lớn, cường ñộ chịu nén chỉ ñạt tối ña 50MPa Việc phát triển bê tông và các phương pháp công nghệ mới ñể tìm ra các bê tông chất lượng cao với các tính năng ñặc biệt sẽ cho phép sáng tạo ra các kết cấu xây dựng và công nghệ xây dựng mới. Ngày nay bê tông chất lượng cao ñược ứng dụng chủ yếu cho các công trình có quy mô lớn như các ngôi nhà nhiều tầng, các công trình biển và các công trình giao thông (cầu, ñường, hầm). Cuốn sách Công nghệ bê tông và bê tông ñặc biệt do PGS.TS. Phạm Duy Hữu biên soạn với mục ñích giúp cho sinh viên, kỹ sư trẻ có tài liệu học tập, tham khảo và làm quen với các kiến thức về bê tông ñặc biệt. Sách ñược viết lần ñầu nên chắc chắn khó tránh khỏi thiếu sót. Rất mong nhận ñược những góp ý, phê bình của người ñọc cho nội dung cuốn sách ñược hoàn thiện hơn trong lần tái bản. Nhà xuất bản xây dựng 2Môc lôc Lời nói ñầu Mục lục Chương 1: Những yêu cầu về chất lượng và công nghệ bê tông 1. Khái niệm về vật liệu, kết cấu và công nghệ 2. Yêu cầu cơ bản về chất lượng bê tông ở 3 trạng thái 2.1. Bê tông tươi 2.2. Trạng thái bê tông mềm 2.3. Trạng thái tuổi ban ñầu 2.4. Trạng thái rắn chắc 3. Yêu cầu vật liệu 3.1. Xi măng 3.2. Cốt liệu 3.3. Phụ gia 3.4. Nước trộn xi măng 3.5. Thành phần bê tông 4. Yêu cầu về công nghệ bê tông 4.1. Cân ñong và nhào trộn 4.2. Vận chuyển 4.3. ðổ bê tông 4.4. ðầm bê tông 4.5. Hoàn thiện bề mặt 4.6. Bảo dưỡng bê tông 5. Kiểm tra chất lượng và ñảm bảo chất lượng 5.1. Kiểm tra chất lượng bê tông 5.2. Tại trạm cân ñong và nhào trộn 5.3. Tại công trường 5.4. Thẩm tra bê tông ñóng rắn 6. Yêu cầu về bê tông ứng lực trước 6.1. Những yêu cầu cơ bản 6.2. Kiểm tra và ñánh giá giám ñịnh chất lượng Chương 2: Công thức thành phần bê tông 1. Các phương pháp thực nghiệm thành phần bê tông 1.1. Lịch sử thành phần bê tông 1.2. Nghiên cứu của Feret 1.3. Phương pháp mô ñun ñộ nhỏ của ABRAMS 1.4. Thành phần hạt của VALETTE 1.5. Phương pháp thực tế ñược ñơn giản hoá 1 2 7 7 7 7 8 8 9 11 11 11 12 13 13 13 13 14 14 14 14 14 15 15 15 15 15 15 16 18 19 19 19 20 21 23 24 26 26 26 27 28 35 36 32. Phương pháp lý thuyết về thành phần bê tông 2.1. Phương pháp Fuller và Thompson 2.2. ðường thành phần hạt hình Parabol 2.3. Công thức thành phần hạt của Bolomey 2.4. Phương pháp của FAURY 3. Các phương pháp tính toán thành phần bê tông hiện hành 3.1. Phương pháp Bolomey-Skramtaev 3.2. Phương pháp ACI (Viện bê tông Mỹ) ACI 211-1-91 3.3. Phương pháp của DREUX-GORISSE 4. Tổng quát về phương pháp thiết kế thành phần bê tông 4.1. Mở ñầu 4.2. Vấn ñề tiêu chuẩn 4.3. Tối ưu hoá khung cốt liệu 4.4. Phương pháp lựa chọn thành phần thiết kế Chương 3: Bê tông tươi 1. Lực giữa các phân tử trong bê tông 1.1. Lực Culông 1.2. Lực Van Dec Van 1.3. Lực ñẩy 1.4. Sự hút và sự ñẩy kết hợp 2. Sự hấp thụ (sự hút) 3. Cơ chế của các hệ thống keo 3.1. Chuyển ñộng Brown 3.2. Tính xúc biến của bê tông 3.3. ðộ nhớt và ñộ chảy – Mô hình Bingham 3.4. Hoạt ñộng lưu biến của vật thể 4. Tính chất lưu biến của bê tông tươi 5. Tính dễ ñổ của bê tông 5.1. ðịnh nghĩa tính dễ ñổ 5.2. Các nhân tố ảnh hưởng ñến tính công tác 6. ðộ dẻo của hỗn hợp 6.1. Các chương trình ñầu tiên về ñộ sụt 6.2. Phương trình có hàm số mũ – của ñộ sụt 7. ðo các ñại lượng lưu biến 37 39 44 44 44 45 45 49 49 49 50 50 51 51 52 52 52 53 55 55 57 57 58 60 60 61 62 63 63 66 67 67 67 68 69 69 69 70 80 90 95 95 95 95 96 48. Sự phân tầng 8.1. Sự không ñồng nhất trong khối bê tông 8.2. Xác ñịnh trạng thái phân tầng 9. Khả năng phân tầng 9.1. ðịnh nghĩa 9.2. ðo ñộ phân tầng 10. Tính ñồngnhất của bê tông Chương 4: Công nghệ chế tạo bê tông 1. Tổng quát 1.1. Cân ñong 1.2. Nhào trộn 1.3. Vận chuyển bê tông 1.4. ðầm nén bê tông 2. Các phương pháp cơ học khác cải thiện tính dễ ñổ 2.1. Công nghệ ñầm nén bê tông 2.2. Công nghệ cán 2.3. Ép ra nước Chương 5: Phụ gia bê tông 1. Lịch sử 2. ðịnh nghĩa, phân loại 2.1. ðịnh nghĩa 2.2. Phân loại 2.3. Phụ gia cải biến tính lưu biến và hàm lượng khí 3. Các phụ gia cải biến ñông kết và cứng hoá 4. Các chất tăng sự ñông cứng 5. Các chất làm chậm ñông cứng 6. Phụ gia cải biến ñộh bền ñối với các tác dụng vật lý hoá học 6.1.Chất kỵ nước trong khối bê tông 6.2. Sản phẩm bảo dưỡng 7. Phụ gia siêu dẻo 8. Phụ gia khoáng 8.1. Tro nhẹ 8.2. Xỉ lò cao 8.3. Muội silic 8.4. Tro trấu 8.5. Phụ gia khoáng hoạt tính Meta Caolanh Chương 6: Cường ñộ bê tông 1. Cường ñộ chịu nén của bê tông 2. Các yếu tố ảnh hưởng ñến cường ñộ của bê tông xi măng 2.1. Tỷ lệ N/X 96 96 96 96 97 100 100 101 102 102 102 103 106 106 106 106 108 108 109 109 110 110 113 114 116 119 120 120 121 123 123 123 126 127 128 128 130 133 134 135 136 137 139 141 142 52.2. Tỷ lệ gel/khoang trống 2.3. ảnh hưởng của ñộ rỗng 2.4. ảnh hưởng của cốt liệu 2.5. Quan hệ giữa cường ñộ và thời gian 3. Cường ñộ chịu kéo 3.1. Cường ñộ chịu kéo dọc trục 3.2. Cường ñộ chịu kéo gián tiếp Chương 7: Biến dạng ñàn hồi, co ngót và từ biến của bê tông 1. Mở ñầu 2. Mối quan hệ ứng suất biến dạng 3. Mô ñun ñàn hồi 4. Quan hệ biến dạng và ứng suất khi kích lực hai hướng 5. Từ biến của bê tông 5.1. Khái niệm về từ biến 5.2. Các nhân tố vật liệu ảnh hưởng ñến từ biến 5.3. ảnh hưởng của các tính chất cơ lý của xi măng 5.4. ảnh hưởng của ứng suất và cường ñộ ñến từ biến 5.5. ảnh hưởng của ñộ ẩm tương ñối của môi trường xung quanh 5.6. Những nhân tố ảnh hưởng khác 5.7. Mối quan hệ giữa từ biến và thời gian 5.8. Bản chất của từ biến 5.9. Các ảnh hưởng của từ biến ñến kết cấu bê tông 5.10. Kết luận về từ biến 6. Co ngót của bê tông xi măng 6.1. Khái quát 6.2. Co ngót khô tại tuổi xác ñịnh 6.3. Co ngót của mẫu thử vữa rắn chắc vừa mất nước do bay hơi 6.4. Co ngót nội sinh Chương 8: Bê tông ñặc biệt và phương pháp sản xuất 1. Bê tông nhẹ 1.1. Khái niệm 1.2. Bê tông cốt liệu nhẹ 1.3. Bê tông bọt khí 1.4. bê tông không hạt mịn 2. Bê tông rất nặng 2.1. Khái niệm 2.2. Các loại bức xạ và mối nguy hiểm 143 143 144 150 154 156 156 156 156 156 157 157 157 157 158 159 159 159 160 161 161 161 162 162 163 163 164 165 168 168 168 171 173 176 178 178 178 178 181 183 183 184 184 184 185 62.3. Khả năng che chắn của bê tông 2.4. Bê tông chống phóng xạ 3. Bê tông cốt sợi 3.1. Khái quát 3.2. Cốt sợi ñược sử dụng 3.3. Các nhân tố ảnh hưởng ñến tính chất của bê tông cốt sợi 4. Bê tông Polyme 4.1. Khái niệm 4.2. Phân loại bê tông Polyme 4.3. Bê tông thấm Polyme 4.4. Bê tông xi măng Polyme 4.5. Bê tông Polyme 4.6. Bê tông Polyme thấm một phần và phủ mặt ngoài 4.7. Tính chất của bê tông Polyme 4.8. ứng dụng của bê tông PIC 5. Phương pháp thi công bê tông ñặc biệt 5.1. Thi công bê tông trong ñiều kiện khí hậu nóng 5.2. Bơm hút bê tông 5.3. Vữa phun và bê tông phun 5.4. ðầm lăn bê tông Chương 9: Công nghệ bê tông chất lượng cao 1. ðặc tính, công thức và khả năng ứng dụng bê tông chất lượng cao 1.1. Tổng quát về bê tông chất lượng cao 1.2. Công thức bê tông chất lượng cao 1.3. Các ñặc tính bê tông chất lượng cao 1.4. Phương pháp thiết kế thành phần 1.5. Khả năng ứng dụng 2. Lựa chọn thành phần bê tông chất lượng cao 2.1. Cường ñộ yêu cầu 2.2. Tuổi của bê tông 2.3. Xác ñịnh tỷ lệ N/X hoặc N/chất kết dính 2.4. Tính toán hàm lượng chất kết dính 2.5. Xác ñịnh thành phần cốt liệu 2.6. Xác ñịnh tỷ lệ các phụ gia hoá học 2.7. Các mẻ trộn thử 3. Công nghệ chế tạo bê tông chất lượng cao 3.1. Giới thiệu chung 3.2. Chuẩn bị 186 186 187 188 188 188 189 189 190 191 192 193 193 195 195 195 196 197 203 203 204 204 204 204 205 205 207 207 210 211 213 214 219 73.3. Trộn 3.4. Vận chuyển 3.5. Các thao tác ñể ñổ bê tông 3.6. Bảo dưỡng bê tông Chương 10: Bê tông tự ñầm 1. ðịnh nghĩa 2. ðịnh nghĩa và phân loại bê tông tự ñầm 2.1. ðịnh nghĩa 2.2. Phân loại bê tông tự ñầm 3. Tính năng của bê tông tự ñầm 3.1. Khả năng tự ñầm của bê tông tự ñầm 3.2. Cường ñộ chịu nén 3.3. Thí nghiệm uốn 4. Vật liệu chế tạo bê tông tự ñầm 4.1. Xi măng 4.2. Bột ñá vôi 4.3. Phụ gia tăng dẻo 5. Lựa chọn thành phần bê tông tự ñầm 5.1. Phương pháp chung 5.2. Lựa chọn kiểu bê tông tự ñầm 5.3. Xác ñịnh tỷ lệ thành phần bê tông tự ñầm kiểu bột 5.4. Xác ñịnh tỷ lệ thành phần bê tông tự ñầm dẻo 5.5. Xác ñịnh tỷ lệ thành phần bê tông tự ñầm kiểu kết hợp 6. Sản xuất và ñổ bê tông tự ñầm 7. Thi công và kiểm soát quá trình thi công Tài liệu tham khảo CÁC TỪ KHÓA 8Phạm Duy Hữu; Công nghệ bê tông; Bê tông cường ñộ cao; Bê tông chất lượng cao; Bê tông ñặc biệt, ðộ bền của bê tông xi măng; Chất lượng bê tông; Lưu biến của bê tông; Phụ gia bê tông; Bê tông tự ñầm. 9Chương 1 NHỮNG YÊU CẦU VỀ CHẤT LƯỢNG VÀ CÔNG NGHỆ BÊ TÔNG 1. Khái niệm về vật liệu, kết cấu và công nghệ: Công trình xây dựng phải ñược thi công ñảm bảo duy trì ñược chức năng làm việc trong suốt thời gian tuổi thọ thiết kế. Kết cấu phải có khả năng chống lại tất cả các tác ñộng phát sinh trong thi công và trong quá trình làm việc sau này và phải có ñủ ñộ bền lâu với chi phí bảo trì thấp nhất. Phải xem xét theo một hệ thống sau: vật liệu- kết cấu- công nghệ- kiểm tra chất lượng. Vật liệu phải tuân thủ những yêu cầu của các tiêu chuẩn quốc gia và quốc tế tương ứng, nhằm ñảm bảo công năng yêu cầu của kết cấu sẽ ñược duy trì trong suốt thời gian tuổi thọ thiết kế. Có thể ñược phép sử dụng những vật liệu khác so với những vật liệu qui ñịnh của các tiêu chuẩn quốc gia và quốc tế ñang sử dụng, khi chứng tỏ ñược những vật liệu này có thể ñáp ứng các yêu cầu công năng của kết cấu. ðội ngũ cán bộ thi công, phải ñược tổ chức ñể ñảm bảo hoàn thành vai trò và trách nhiệm của họ ñã ñược xác ñịnh ngay từ khi bắt ñầu Dự án. Công nghệ thi công tại hiện trường phải ñạt yêu cầu công năng của kết cấu sẽ phải ñược ñảm bảo trong suốt thời gian tuổi thọ thiết kế (sử dụng). Trong quá trình thi công, cần phải thực hiện các biện pháp kiểm tra chất lượng thoả ñáng ñể ñảm bảo rằng công năng của vật liệu kết cấu và tiêu chuẩn của lực lượng thi công luôn ñạt ñược yêu cầu ñề ra. Bốn yếu tố trên khi ñược kết hợp sẽ tạo ra một hệ thống công nghệ xây xây dựng tối ưu. Công nghệ bê tông cũng ñi theo con ñường xem xét tổng hợp ñó. Bê tông thông thường là bê tông ñược dùng cho xây dựng thông thường, không bao gồm các bee tông có phụ gia ñặc biệt. Những bê tông ñặc biệt là: Bê tông chất lượng cao, bê tông nhẹ, bê tông khối lớn, bê tông cốt sợi, bê tông ñầm lăn, bê tông tự ñầm, bê tông thi công dưới nước, bê tông phun, bê tông lò phản ứng hạt nhân. 2. Yêu cầu cơ bản về chất lượng bê tông ở 3 trạng thái: Bê tông ñược sản xuất tại trạm trộn hoặc ở hiện trường phải ñáp ứng các yêu cầu chất lượng trong các trạng thái sau ñây: Bê tông tươi, bê tông mềm và bê tông rắn chắc. Xem xét về chất lượng bê tông cần xem xét cả ba trạng thái trên. 2.1. Bê tông tươi Trạng thái bê tông tươi là giai ñoạn tính từ khi trộn xong tới lúc hoàn thành việc ñổ bê tông. Tính dễ ñổ của bê tông cần ñược quy ñịnh cho mỗi khoảng thời gian thi công cụ thể, trong ñó có tính ñến công nghệ thi công (bao gồm cả phương pháp ñầm) dạng kết cấu hoặc cấu kiện, loại bê tông, tiết diện của chi tiết kết cấu. Phương pháp thí nghiệm 10 tốt ñối với tính dễ ñổ phải là phương pháp có thể ñánh giá ñược khả năng biến dạng và ñộ phân li và khả năng chống dồn tách cốt liệu. Bê tông ở trạng thái hỗn hợp - bê tông tươi phải có tính dễ ñổ tốt ñể dễ dàng lấp ñầy khuôn khi dùng ñầm thông thường. Tốc ñộ suy giảm tính dễ ñổ phải nằm trong giới hạn cho phép ñể giữ ñược tính dễ ñổ yêu cầu trong suốt quá trình thi công bê tông. Tính dễ ñổ tốt nghĩa là: Có khả năng biến dạng hoặc tự chảy phù hợp với phương pháp thi công cụ thể. Không có hiện tượng phân tầng (dồn, tách cốt liệu lớn) trong các khu vực ván khuôn khi ñổ bê tông. Phương pháp thí nghiệm thông dụng là thử ñộ sụt bê tông, ñộ sụt phải ñược duy trì trong một quãng thời gian thích hợp ñối với mỗi biện pháp thi công. Hiện không có phương pháp tiêu chuẩn ñể xác ñịnh ñộ phân li của hỗn hợp bê tông. Phương pháp ñơn giản và tiện dụng nhất có thể là quan sát khối bê tông ñã thử ñộ sụt và ñánh giá ñộ phân li thông qua sự ñồng nhất của bê tông. Bê tông cần có ñủ ñộ dính ñể trong trường hợp có ñộ sụt thấp thì các hạt cốt liệu sẽ không bị tách khỏi khối bê tông khi thử ñộ sụt. ðối với hỗn hợp bê tông có ñộ sụt cao hoặc bê tông chảy thì phải không thấy xuất hiện vành rỗng xi măng hoặc vành nước chạy xung quanh khối bê tông thử ñộ sụt. ðối với bê tông tự ñầm cần phải làm thí nghiệm về khả năng bê tông lọt qua không gian cốt thép. 2.2. Trạng thái bê tông mềm Trạng thái bê tông mềm là giai ñoạn từ sau khi ñổ bê tông tới lúc kết thúc ninh kết. Cho dù bê tông có thể tốt nhưng hiện tượng lún sụt và co mềm vẫn có thể xẩy ra là do thực tế thi công kém. ðánh giá bê tông trong trạng thái mềm theo hai chỉ tiêu sau: + Thể tích tách nước của bê tông tiêu chuẩn phải không lớn hơn giá trị ñã ñược qui ñịnh (tính bằng % thể tích mẫu bê tông. + Mức lún sụt của mẫu bê tông tiêu chuẩn phải không lớn hơn giá trị ñã ñược qui ñịnh (tính bằng % chiều cao mẫu bê tông). Nếu mẫu bê tông có giá trị lún sụt nhỏ như qui ñịnh thì có thể ngăn ngừa ñược sự co mềm bằng cách giữ cho bê tông không bị mất nước do hay bị bay hơi qua bề mặt hở bê tông Bê tông ở trạng thái còn mềm phải có những ñặc trưng yêu cầu sau ñây: - Không có hoặc có rất ít hiện tượng tách nước. - Không có hoặc có rất ít hiện tượng lún sụt. - Hạn chế ñược co mềm. - Có tính hoàn thiện bề mặt tốt 2.3. Trạng thái tuổi ban ñầu(sớm) 11 Trạng thái tuổi ban ñầu là trạng thái của bê tông trước khi ñạt ñược cường ñộ ñặc trưng. Trường hợp trạng thái bê tông ở tuổi 3, 7 ngày ñầu ñược coi là trạng thái tuổi ban ñầu Bê tông trong trạng thái tuổi ban ñầu phải có những ñặc trưng yêu cầu sau: Co ngót tự sinh, nếu không thể tránh ñược thí không ñược quá lớn ñến mức gây ra biến dạng phá hoại trong những chi tiết liên kết của kết cấu. Biến dạng tự co tuyến tính của một mẫu bê tông tiêu chuẩn không bị ghìm giữ phải không lớn hơn giá trị ñược quy ñịnh (tính bằng % chiều dài ban ñầu của mẫu bê tông). Quá trình tăng nhiệt ñộ trong bê tông cần phải ñược kiểm soát ñể tránh ứng suất phụ thêm do nhiệt ñộ có thể dẫn ñến nứt hoặc biến dạng bên trong hoặc ở mặt ngoài kết cấu. ðộ chênh lệch nhiệt ñộ lớn nhất ở bát kỳ 2 ñiểm nào trong khối bê tông phải không ñược lớn hơn một giá trị qui ñịnh (tính bằng 0C). ðộ chênh lệch nhiệt ñộ lớn nhất có thể ñược ñánh giá bằng một phương pháp thử quá trình nâng ñoạn nhiệt của một mẫu bê tông tiêu chuẩn trong một ñiều kiện môi trường tiêu chuẩn. Cường ñộ tuổi ban ñầu của bê tông cần phải ñủ lớn ñể chịu ñược các tải trọng ñã ñược qui ñịnh sau khi tháo ván khuôn. Thường ñó là tải trọng tĩnh và tải trọng ñộng trong quá trình thi công. Cường ñộ của bê tông thường ñược biểu thị bằng cường ñộ nén ở tuổi 3 ngày hoặc 7 ngày (R3 hoặc R7). Với trình ñộ vật liệu và công nghệ Việt Nam ta nên chọn R7 ngày. 2.4. Trạng thái rắn chắc Bê tông trong trạng thái rắn chắc phải có những ñặc tính tốt, tồn tại trong thời gian dài. Có 10 ñặc tính này ñược mô tả chi tiết dưới ñây: 2.4.1. ðặc tính cơ học ðặc tính cơ học bao gồm cường ñộ và mô ñun ñàn hồi. Cường ñộ bê tông phải ñủ lớn ñể chịu ñược ứng suất phát sinh do các tải trọng thiết kế với một hệ thống an toàn thích hợp. Mô ñun ñàn hồi vật liệu bê tông phải không nhỏ hơn giá trị dùng trong thiết kế kết cấu. Cần quan tâm ñến vấn ñề mô ñun ñàn hồi ñộng. Cường ñộ ñặc trưng của bê tông ñã ñóng rắn thường ñược ñánh giá thông qua cường ñộ nén phá hoại mẫu ở tuổi 28 ngày, hoặc bằng phương pháp quy ñịnh khác cho những ñiều kiện riêng (các phương pháp không phá huỷ). Cường ñộ và ñộ chống thấm của bê tông ñã ñóng rắn phụ thuộc vào tỷ lệ N/X, loại xi măng, lượng hố xi măng, ñiều kiện bảo dưỡng, cũng như loại và lượng dùng các phụ gia và cốt liệu. 2.4.2. ðộ bền lâu Các ñặc trưng bền lâu có liên quan của bê tông phải ñạt ñược cho thời gian làm việc lâu dài và phụ thuộc vào môi trường sử dụng. Những ñặc trưng sau ñây phải ñược xem xét theo ñiều kiện môi trường xung quanh mặt ngoài bê tông. ðộ nở trong ñiều kiện ẩm ướt. Bê tông không ñược nở thêm trong ñiều kiện ẩm ướt: ðộ nở tuyệt ñối của bê tông trong một thí nghiệm ngâm nước phải không ñược quá lớn ñến mức gây ảnh hưởng bất lợi cho các chi tiết lân cận. ðộ nở tuyến tính của 12 một mẫu bê tông tiêu chuẩn, phải không ñược lớn hơn mức giá trị ñã ñược qui ñịnh (tính bằng % chiều dài ban ñầu của mẫu bê tông) trong một khoảng thời gian qui ñịnh. Hàm lượng SO3 của xi măng và các vật liệu thay thế xi măng là một trong những nguyên nhân chính gây ra nở bê tông trong những nguyên nhân chính gây ra nở bê tông trong ñiều kiện ướt. Co khô. Bê tông không ñược có lượng co khô quá lớn, dẫn ñến xuất hiện vết nứt có thể nhìn thấy. Tuỳ theo yêu cầu cụ thể của mỗi quốc gia, lượng co khô tuyệt ñối của một mẫu bê tông tiêu chuẩn, tính theo sự thay ñổi chiều dài tuyến tính trong một ñiều kiện khô tiêu chuẩn liên tục, phải không ñược lớn hơn giá trị ñược quy ñịnh (tính bằng micro biến dạng). 2.4.3. Cácbonat hoá. Tuỳ theo yêu cầu cụ thể của mỗi quốc gia, chiều dày lớp bê tông bị cacbonat hoá trên mẫu bê tông tiêu chuẩn, thí nghiệm bằng phương pháp nhanh tiêu chuẩn, phải không ñược lớn hơn mức giá trị ñã ñược quy ñịnh (tính bằng mm) trong một giai ñoạn thí nghiệm xác ñịnh. Giá trị quy ñịnh ñược xác lập ñảm bảo rằng: Quá trình cácbonat hoá sẽ không ñạt tới vị trí cốt thép ngoài cùng trong kết cấu bê tông trước thời gian bảo trì theo quy ñịnh thiết kế hoặc theo dự kiến, hoặc trước khi hết tuổi thọ thiết kế. 2.4.4. Ăn mòn cốt thép. ðộ thẩm thấu nước của lớp bê tông bảo vệ tới cốt thép phải ñủ nhỏ ñể hạn chế việc xâm nhập của nước, các khí và ion nhằm bảo vệ cốt thép trong bê tông. ðộ thẩm thấu của mẫu bê tông phải không ñược lớn hơn mức giá trị ñã ñược quy ñịnh (tính bằng cm3/cm2/sec). Giá trị lớn hơn có thể ñược quy ñịnh cho lớp bê tông bảo vệ dày hơn. Giá trị chỉ dẫn ñược xác ñịnh sao cho ñảm bảo rằng hàm lượng clorit sẽ không cao hơn mức giới hạn cho phép tại vị trí cốt thép ngoài cùng của kết cấu bê tông trước thời gian bảo trì theo quy ñịnh. Bề rộng vết nứt phải không ñược lớn hơn giới hạn cho phép trong thiết bị kết cấu trong môi trường xâm thực. Hàm lượng các thành phần hoá học, khoáng vật của xi măng như CaO và C3A là những yếu tố ảnh hưởng chính ñể ñảm bảo chống ăn mòn cốt thép. Loại xi măng, hàm lượng xi măng và lượng phụ gia phải ñược lựa chọn thích hợp cho bê tông làm việc trực tiếp trong môi trường xâm thực. 2.4.5. Phản ứng kiềm – cốt liệu. Bê tông phải không có nguy cơ phản ứng kiềm-silic hoặc phản ứng kiềm-cácbonat. Nếu có nguy cơ phản ứng kiềm –cốt liệu thì hàm lượng kiềm trong xi măng phải không ñược lớn hơn mức giá trị quy ñịnh hoặc phải dùng xi măng hỗn hợp (có thêm muội silic, tro bay hoặc xỉ lò cao…). 2.4.6. ðộ hao mòn. Bê tông không bị hao mòn ở mức nghiêm trọng trong suốt tuổi thọ thiết kế. Yêu cầu về chống hao mòn của bê tông phụ thuộc vào dạng kết cấu hoặc chi tiết và vào ñiều kiện môi trường mặt ngoài bê tông, chất lượng xi măng và cốt liệu làm bê tông. 13 2.4.6. Ổn ñịnh Sulfat. Bê tông phải ñủ ñộ bền sulfat. Tuỳ theo yêu cầu cụ thể của mỗi quốc gia, ñộ nở của một mẫu bê tông tiêu chuẩn cho một thí nghiệm tiêu chuẩn về ñộ nở sulfat phải không ñược lớn hơn mức giá trị ñã ñược quy ñịnh (tính bằng % chiều dài ban ñầu của mẫu bê tông) trong một giai ñoạn thí nghiệm xác ñịnh. 2.4.7. Ổn ñịnh hoá chất. Bê tông sử dụng phải ñủ cứng và bền chống lại các tác ñộng hoá chất như tác ñộng của a xít và muối. Phần trăm khối lượng bị mất so với khối lượng ban ñầu của bê tông trong một thí nghiệm tiêu chuẩn phải nhỏ hơn mức giá trị ñã ñược quy ñịnh. 2.4.8. ðộ bền ñóng băng và tan băng. Bê tông phải chịu ñược số chu kỳ ñóng băng tan băng tối thiểu trong một thí nghiệm, trong ñó mô ñun ñàn hồi không nhỏ hơn số % ñã ñược quy ñịnh so với giá trị ban ñầu (mức ñộ giảm thấp). 2.4.9. ðộ suy giảm do sinh vật. Phải có một giới hạn tổn thất cường ñộ tính bằng % so với cường ñộ ban ñầu trong một thí nghiệm nhanh tốc ñộ suy giảm cường ñộ do sinh vật. 3. Yêu cầu vật liệu Vật liệu sử dụng ñể làm bê tông phải không ñược xẩy ra bất kỳ hiệu ứng có hại nào ñến chất lượng của bê tông. Chất lượng của vật liệu phải ñáp ứng ñược tiêu chuẩn công nghiệp của mỗi nước hoặc tiêu chuẩn quốc tế. ở Việt Nam phải thảo mãn TCVN và TCN (tiêu chuẩn ngành). 3.1. Xi măng Xi măng dùng ñể làm bê tông phải không gây ra bất kỳ hiệu ứng có hại nào ñến chất lượng của bê tông. Chất lượng xi măng dùng ñể sản xuất bê tông phải ñáp ứng ñược yêu cầu tiêu chuẩn công nghiệp của mỗi quốc gia, hoặc của một tiêu chuẩn quốc tế. - Xi măng ñược phân ra các loại chính gồm có: Xi măng Pooc lăng (xi măng pooc lăng thường, xi măng ñóng rắn nhanh, xi măng ñóng rắn cực nhanh, xi măng bền sulfat, xi măng ít toả nhiệt và xi măng ít kiềm), xi măng hỗn hợp (xi măng pooc lăng xỉ, xi măng pooc lăng tro bay và xi măng puzơlan), xi măng bền nhiệt ñộ cao (xi măng alumin), xi măng giếng khoan dầu, xi măng màu (trắng và các loại khác). - Cần phải lựa chọn loại xi măng thích hợp sau khi ñã xem xét loại quy mô, vị trí, môi trường xung quanh và phương pháp thi công, cũng như ñiều kiện thời tiết và mùa khí hậu. 14 3.2. Cốt liệu Chất lượng của cốt liệu lớn phải thảo mãn yêu cầu về thành phần, ñộ sụt, cường ñộ và các yêu cầu tiêu chuẩn quốc gia hoặc một tiêu chuẩn quốc tế thích hợp. Kích thước lớn nhất của cốt liệu phải ñược quy ñịnh phù hợp với loại kết cấu, kích thước giữa các cạnh khuôn và khoảng cách nhỏ nhất giữa các cốt liệu thanh. Xu thế hiện nay là giảm ñường kính cốt liệu lớn ñể tăng cường sự ñồng nhất và tránh các ứng suất cục bộ trong khối bê tông. Cốt liệu nhỏ dùng làm bê tông phải không ñược gây bất cứ hiệu ứng có hại nào ñến chất lượng bê tông và không làm tăng lượng xi măng trong bê tông. Cốt liệu nhỏ phải cứng, bền, ñủ cường ñộ, sạch và thành phần hạt thích hợp. Theo ba tiêu chuẩn thích hợp. Sự có mặt của các chất có hại như bụi rác, bùn, chất hữu cơ, clorit hoặc bất kỳ các chất có hại nào khác với khối lượng không ñược lớn hơn giới hạn cho phép. Cần kiểm tra và làm thí nghiệm cốt liệu nhỏ thoả mãn ñầy ñủ các yêu cầu, những ñiều kiện quy ñịnh. 3.3. Phụ gia 3.3.1. Phụ gia khoáng Các phụ gia khoáng dùng ñể làm bê tông phải không gây ra hiệu ứng có hại cho chất lượng bê tông, phải thoả mãn yêu cầu tiêu chuẩn quốc gia hoặc của một tiêu chuẩn quốc tế thích hợp. Phụ gia khoáng là các phụ gia thường ở dạng bột và ñược thêm vào lúc cân ñong nhằm nâng cao một số tính chất của bê tông và có thể ñược phân ra 2 loại sau ñây: Phụ gia có hoạt tính puzơlan như: xỉ hoạt tính, tro bay, silicaphum, tro núi lửa, ñất ñiatômít và một số ñá phiến sét hoặc ñất sét tự nhiên hoặc là ñã ñược gia nhiệt… Phụ gia không có hoạt tính puzơlan như ñá quắc ñập nhỏ, cát silic, ñá vôi ñôlômit hoặc ñá vôi can xi, ñá granit và các loại bụi ñá khác, không ñược gây ra các tác nhân gây nở làm mất ổn ñịnh thể tích của bê tông. Phụ gia khoáng có ảnh hưởng ñến tính chất vật lý của hỗn hợp bê tông tươi ñến cường ñộ, các tính chất cơ học, tính chất hoá học, tính chất biến ñổi theo thời gian của bê tông ñã ñóng rắn. Vì vậy chất lượng và lượng dùng phụ gia ñược thí nghiệm và kiểm chứng trước. Khi cốt liệu nhỏ không có ñủ kích cỡ thì có thể dùng phụ gia khoáng ñể tăng thêm các tính năng dễ ñổ, dễ san gạt và dễ hoàn thiện. Trong các trường hợp này, việc dùng một loại phụ gia có tỷ diện tích lớn như xi măng phải không làm tăng hàm lượng nước yêu cầu của bê tông. 3.3.2. Phụ gia hoá học Phụ gia hoá sử dụng ñể làm bê tông không ñược gây ra bất kỳ hiệu ứng nào có hại ñến chất lượng bê tông. 15 Chất lượng phụ gia hoá dùng ñể chế tạo bê tông phải ñáp ứng ñược yêu cầu của tiêu chuẩn quốc gia của mỗi nước hoặc một tiêu chuẩn quốc tế. Phụ gia hoá là các phụ gia thường ở dạng lỏng (rất ít khi ở dạng cứng), và có thể cho vào bê tông cả vào lúc trộn lẫn lúc ñổ ñể nâng cao tính chất khác của bê tông, như tính dễ ñổ, hàm lượng bọt khí và ñộ bền lâu và ñược tính theo hàm lượng xi măng. Phụ gia hoá gồm có các phụ gia giảm nước (phụ gia giảm nước thông thường và phụ gia giảm nước cao) phụ gia chậm ninh kết, phụ gia hỗ trợ bơm, tác nhân dính, chất ức chế ăn mòn… Phụ gia chứa các chất có hại như ion clorit, kiềm và sulfat có thể gây ra hiệu ứng xấu ñối với bê tông và cốt thép. Lượng dùng của các chất này cần phải ñược hạn chế. - Mỗi phụ gia chỉ ñược dùng sau khi ñã có sự ñánh giá ñể minh chứng rằng nó sẽ không có hiệu ứng có hại ñén chất lượng của bê tông dự kiến. Việc ñánh giá này là quan trọng trong những trường hợp sau ñây: + Sử dụng loại xi măng ñặc biệt + Sử dụng nhiều loại phụ gia + Cân ñong và nhào trộn ở nhiệt ñộ cao hơn hoặc thấp hơn nhiệt ñộ quy ñịnh. - Sự tương thích của phụ gia thường thay ñổi do các yếu tố như hàm lượng nước, loại xi măng, loại và cỡ hạt cốt liệu, phương pháp và ñộ dài thời gian nhào trộn. Cần làm nhiều thí nghiệm ñể chọn các cặp tương thích này. 3.4. Nước trộn xi măng Nước trộn bê tông phải không ñược chứa một lượng bất lợi các chất có hại, sẽ tác ñộng xấu ñến chất lượng bê tông ở trạng thái tươi, trạng thái tuổi ban ñầu, trạng thái ñóng rắn và trạng thái lâu dài của bê tông và cốt thép. Nhiệt ñộ nước trộn phải không quá thấp hoặc quá cao (50C ÷ 350C). Cần lưu ý ñến các vấn ñề sau: Nước ngầm có thể chứa các chất có hại như: sulfat và ion clorit Nước hồ và nước sông có thể chứa các chất thải công nghiệp và lượng lớn ñất sét và các chất khác. Các chất này có thể tác ñộng xấu ñến chất lượng bê tông và cốt thép. Nước ven biển và nước biển thường có chứa sulfat, ion clorit và các ion khác có thể gây nở bê tông và ăn mòn cốt thép, giảm cường ñộ bê tông. Chỉ nên sử dụng nước biển trong các loại bê tông cường ñộ rất thấp và không sử dụng cốt thép. 3.5. Thành phần bê tông Thành phần bê tông phải ñược tính toán thiết kế dựa trên các tính chất ñặc trưng của bê tông và sự sai khác chất lượng tại công trường thi công. Vỉ vậy cần tính toán thiết kế bằng cường ñộ yêu cầu trong phòng thí nghiệm (fyc) hoặc cường ñộ yêu cầu tại công trường (fcc) có thể lấy gần ñúng fyc=1,25 fc; fcc=0.9 fyc. Thành phần bê tông phải ñược tính toán ñể ñạt ñược các tính chất của bê tông. Chất lượng bê tông không chỉ phụ thuộc vào chất lượng của các vật liệu thành phần và quá trình thi công mà còn phụ thuộc vào số lượng của mỗi vật liệu thành phần. 16 Hàm lượng nước là một yếu tố rất quan trọng. Nó ảnh hưởng ñến chất lượng bê tông ở trạng thái bê tông tươi và trạng thái bê tông ñã ñóng rắn và ñến công năng lâu dài của bê tông. Hàm lượng nước cho mỗi mức dễ ñổ thích hợp phải càng ít càng tốt. Vì hàm lượng nước thấp sẽ giảm bớt nguy cơ sinh nứt và co khô nhưng lại tăng cường ñộ, ñộ chống thấm và ñộ bền của bê tông. Cường ñộ nén thường ñược dùng làm cường ñộ ñặc trưng cho tất cả các loại bê tông. Cường ñộ uốn cũng là một thuộc tính quan trọng khi bê tông ñược dùng trong việc xây dựng bê tông lớp mặt. Cường ñộ bê tông tỷ lệ nghịch với tỷ lệ N/X. Khi thiết kế thành phần bê tông, cần phải xem xét ñến một thực tế là: Chất lượng của các vật liệu thành phần luôn thay ñổi và có sự khác nhau giữa chất lượng bê tông trong phòng thí nghiệm với hiện trường (10-15%). 4. Yêu cầu về công nghệ bê tông 4.1. Cân ñong và nhào trộn - Phương pháp cân ñong chính xác và nhào trộn bê tông thích hợp với ñiều kiện cụ thể của kết cấu và ñặc tính công trình. Sai số cân ñong vật liệu phải nằm trong giới hạn cho phép. Nhào trộn phải tạo ñược hỗn hợp ñồng nhất và ñược thực hiện trong các thiết bị qui ñịnh với thời gian trộn qui ñịnh. Khi sử dụng các phụ gia, cần xem xét kiến nghị qui trình nhào trộn của người sản xuất. 4.2. Vận chuyển Việc vận chuyển bê tông tươi không ñược ñể dẫn tới các hiện tượng sau: - Phân ly - Mất các vật liệu thành phần trong hỗn hợp bê tông - Mất ñáng kể tính dễ ñổ - Tăng ñáng kể nhiệt ñộ hỗn hợp bê tông Giới hạn thời gian vận chuyển hỗn hợp bê tông cần thảo mãn ñược quy ñịnh về thời gian ninh kết của xi măng và bê tông. 4.3. ðổ bê tông - Bê tông cần phải ñược ñổ sao cho giữ ñược tính ñồng nhất, ñầy hết khuôn, ñảm bảo tính toàn khối, không xuất hiện vết nứt. Cần chú ý khi ñổ bê tông sao cho không làm chuyển dịch các cốt thép thanh ra khỏi vị trí ñã quy ñịnh. Chiều cao ñổ tự do của hỗn hợp không ñược cao hơn mức quy ñịnh. ðể ñầm có hiệu quả chiều dày mỗi lớp ñổ bê tông phải không cao hơn mức quy ñịnh 17 Cần phải có giải pháp ñặc biệt khi ñổ bê tông trong ñiều kiện thời tiết nóng ñể tránh bị mất nước nhanh. Biện pháp chủ yếu là giảm nhiệt ñộ bê tông và bảo dưỡng hợp lý. 4.4. ðầm bê tông Cần phải ñầm tốt ñể ñảm bảo ñộ chặt và tính ñồng nhất của bê tông, không làm chảy mất nước xi măng ra khỏi khuôn, thời gian ñầm thích hợp, thời gian quá ngắn làm cho bê tông không ñủ chặt, quá dài gây phân tầng bê tông, làm mất khí cuốn, sự tụ tập nước hoặc khí. ðầm không ñúng thiết kế thi công sẽ tạo ra những chỗ rỗng trong bê tông, hỏng ván khuôn và sai lệch cốt thép. Năng lượng ñầm thích hợp, cần qui ñịnh về thời gian ñầm, khoảng không gian ñầm và công suất máy ñầm. 4.5. Hoàn thiện bề mặt Việc hoàn thiện bề mặt phải ñảm bảo tạo ñược bề mặt phẳng ñẹp và bề lâu, ñảm bảo ñược tính liên tục của mạch ngừng thi công. Việc hoàn thiện bê tông phải ñảm bảo không gây ra các vết nứt bê tông, không tạo ra lớp hố xi măng trên bề mặt bê tông làm giảm khả năng chịu mài mòn, không tạo ra bề mặt xốp, có bọt hoặc rỗ tổ ong, không gây ra hiệu ứng không có lợi cho kết cấu 4.6. Bảo dưỡng bê tông Bảo dưỡng cần phải ñược tiến hành ñúng mức ñể ñảm bảo rằng bề mặt và chất lượng bê tông sẽ ñạt ñược tiêu chuẩn thiết kế, cần phải ñược tiến hành ngay sau khi bê tông bị phơi ngoài không khí và liên tục trong một khoảng thời gian không ít hơn mức quy ñịnh tối thiểu ñể ñạt cường ñộ yêu cầu. Nước tưới bảo dưỡng bê tông không quá nóng có thể tác ñộng không lợi ñến chất lượng bê tông. Mục ñích của bảo dưỡng là tăng quá trình ñóng rắn và ñộ bền bê tông. ðồng thời cũng ngăn ngừa sự phát triển của các vết nứt và các hiệu ứng có hại khác. Nhiệt ñộ nước bảo dưỡng cao sẽ tăng nhanh quá trình phát nhiệt thuỷ hoá và phát triển cường ñộ. Nhưng cường ñộ về sau sẽ bị giảm. Bảo dưỡng bình thường bằng nước là cách tốt nhất. Tuy nhiên các dạng bảo dưỡng khác như bảo dưỡng bằng hơi nước và bảo dưỡng bằng Autoclav (hấp trong áp lực cao) vẫn có thể áp dụng tuỳ theo yêu cầu ñặc tính riêng (thí dụ như phát triển sớm cường ñộ theo dự kiến). Bảo dưỡng bằng cách bọc kín kết cấu bê tông cốt thép ñược áp dụng thay cho bảo dưỡng tưới nước ñã ñịnh. Cách này cho phép giữ hoàn toàn không cho nước bay khỏi bê tông trong giai ñoạn bảo dưỡng và ñạt ñược cường ñộ thiết kế. 5. Kiểm tra chất lượng và ñảm bảo chất lượng. 5.1. Kiểm tra chất lượng bê tông 18 Chất lượng các vật liệu thành phần và tay nghề công nhân cần phải ñược kiểm tra ñúng mức dể ñạt ñược chất lượng yêu cầu của bê tông Chất lượng bê tông phải ñược thử nghiệm theo tiêu chuẩn của nước sở tại. Hệ thống kiểm tra chất lượng về kỹ thuật và tổ chức cần ñược thiết lập theo những ñiều kiện cụ thể của mỗi quốc gia. Các kết quả thí nghiệm do nhà cung cấp bê tông cấp thường không ñược coi là giải pháp chính tắc ñể kiểm tra và ñảm bảo chất lượng. Kết quả thí nghiệm phải do một bên ñộc lập thứ ba cung cấp. 5.2. Tại trạm cân ñong và nhào trộn Việc kiểm tra chất lượng tại trạm cần phải ñược theo dõi ñể ñảm bảo chất lượng và tính ñồng nhất cảu hỗn hợp bê tông sản xuất ra. Việc kiểm tra chất lượng tại trạm ñược tiến hành cho; Các vật liệu thành phần trước khi cân ñong và nhào trộn; Bê tông trong và sau khi trộn. Những giới hạn sai số về tính dễ ñổ và cường ñộ bê tông phải ñược quy ñịnh. Trong một số trường hợp hàm lượng khí và Clorit trong hỗn hợp bê tông phải ñược kiểm tra. 5.3. Tại công trường Kiểm tra chất lượng bê tông trước khi ñổ tại công trường cần ñược tiến hành. Kiểm tra chất lượng tại công trường cần ñược tiến hành ñịnh kỳ từ lúc chuẩn bị ván khuôn tới khi bảo dưỡng bê tông. Thí nghiệm kiểm tra chất lượng cần phải ñược tiến hành theo các phương pháp quy ñịnh trong tiêu chuẩn quốc gia hoặc một tiêu chuẩn quốc tế ñược chấp nhận. Trong trường hợp cụ thể hoặc ñể ñáp ứng những yêu cầu cụ thể, các thí nghiệm nhanh có thể ñược dùng coi như là những thí nghiệm chuẩn về chất lượng. 5.4. Thẩm tra bê tông ñóng rắn Bê tông ở trạng thái ñóng rắn không ñược có bất kỳ chỗ nứt, rỗ tổ ong hoặc khuyết tật nào có thể dẫn tới làm giảm cường ñộ và ñộ bền lâu. 6. Yêu cầu về bê tông ứng lực trước Có nhiều phương pháp tạo ứng lực trước khác nhau ñã và ñang ñược áp dụng. Trong phần này chỉ giới thiệu phương pháp trong ñó lực kéo căng ñược tạo ra bằng cơ học thông qua hệ thống bó thép căng và các neo. Phương pháp này ñược phân ra hai phạm trù là: Hệ thống căng sau và hệ thống căng trước. Hệ thống căng sau cũng ñược chia làm hai nhóm: Phương pháp có bám dính, nghĩa là các bó thép và bê tông ñược dính kết với nhau thành một khối bằng một lớp vữa bơm; phương pháp không dính bám, ở ñây các bó thép căng và bê tông của kết cấu ñược hợp thành một thể thống nhất, trong ñó dự ứng lực trước ñược giữ bằng lực dính bám giưũa thép và bê tông. Hệ thống căng trước ñược dùng chủ yếu cho các sản phẩm bê tông ñúc sẵn. 19 6.1. Những yêu cầu cơ bản Việc lựa chọn vật liệu, chế tạo, vận chuyển và lắp ñặt bê tông ứng lực trước phải ñược tiến hành sao cho kết cấu ñã ñược hoàn thành phải ñạt ñược những yêu cầu thiết kế về tính hiệu quả, an toàn cường ñộ, khả năng sử dụng, khả năng dễ sửa chữa và những vấn ñề về môi trường. 6.1.1. Yêu cầu vật liệu Các tính chất của bê tông, cốt thép, thép kéo căng, ống gen, neo và những vật liệu có liên quan phải phù hợp với tiêu chuẩn hoặc những quy ñịnh quốc gia hoặc quốc tế. Bê tông: Các tính chất cần kiểm tra ñối với bê tông ứng lực trước là: Cường ñộ nén, cường ñộ kéo vào thời ñiểm truyền ứng lực trước và ở tuổi 28 ngày, mô ñun ñàn hồi, hệ số Poatxông, thay ñổi thể tích do thay ñổi nhiệt ñộ, từ biến và co ngót. Kết cấu bê tông ứng lực trước thường ñòi hỏi bê tông có chất lượng cao hơn so với yêu cầu ñối với kết cấu bê tông cốt thép thông thường. ðể ñạt ñược chất lượng cao, cần thiết phải tính toán thành phần bê tông, trộn bê tông, ñổ và bảo dưỡng bê tông một cách cẩn thận. Trong công tác bê tông ứng lực trước, thép kéo căng, ống gen, cốt thép thường và các neo thường ñược ñặt gò bó trong những không gian bê tông chật hẹp. Thêm vào ñó bê tông quanh vùng neo phải chịu ứng suất cục bộ khá cao. Vì vậy, bê tông cần phải ñủ dẻo và kích thước lớn nhất của cốt liệu lớn phải tính toán cẩn thận ñể ñảm bảo sẽ ñầm ñủ chặt bê tông xung quanh cốt thép thông thường và thép kéo căng. Vữa bơm Vữa bơm trong bê tông ứng lực trước ñược dùng bảo vệ thép kéo căng không bị ăn mòn. Vữa bơm và vật liệu dùng ñể bơm phải thoả mãn những yêu cầu sau ñây: - Xi măng pooc lăng phải tuân thủ tiêu chuẩn công nghiệp ñịa phương. - Nước trộn vữa phải sạch, không chứa các chất có hại cho thép. - Phụ gia phải ñưa ñến các tính năng cho vữa về hàm lượng nước thấp, có ñộ chảy tốt. 6.1.2. Yêu cầu về công nghệ Trước khi ñổ bê tông, vị trí các bó thép căng phải ñược kiểm tra lại tại các tiết diện ñặc trưng của kết cấu. Bê tông phải ñược ñổ sao cho hàng lối của bó thép căng và vị trí cốt thép thường không bị thay ñổi. Cần ñặc biệt chú ý khi ñầm bê tông ở các vị trí neo bó thép căng. Các lỗ rỗng phía sau tấm ñệm phải ñược sửa chữa trước khi tiến hành kéo căng. Các bó thép căng dự ứng lực và các ống gen phải ñược gìn giữ chắc chắn bằng cách dùng ñủ các giá ñỡ ñược ñặt ñủ mau sao cho vị trí các bó thép căng ñược giữu cố ñịnh 20 dưới tác ñộng của trọng lượng hỗn hợp bê tông và lực chấn rung mạnh của ñầm bê tông. Bất kỳ sự sai lệch vị trí nào của các bó thép căng trong quá trình ñổ bê tông và bất kỳ hư hỏng vật lý nào dối với ống gen phải ñược sửa chữa trước khi tiếp tục công việc. Bảo dưỡng bê tông Bảo dưỡng bê tông phải ñược tiến hành ñể tránh các dạng nứt do co và ñảm bảo cường ñộ và các tính chất yêu cầu khác của bê tông. Thao tác kéo căng tạo ứng lực trước Khi thí nghiệm mẫu trong ñiều kiện hiện trường cho thấy bê tông ñã ñạt cường ñộ yêu cầu thì có thể bắt ñầu việc kéo căng. Các bó thép chỉ ñược kéo căng khi ñã có các thông số về ñộ dãn dài ñồ thị chuẩn ñịnh và có ñủ lực lượng thao tác có kinh nghiệm. Việc kéo căng tạo ứng lực phải ñược kiểm tra cho từng bó thép căng sao cho lực kéo của mỗi bó sẽ không nhỏ hơn giá trị quy ñịnh, có xét ñến sự phân tán do nhiều nguyên nhân khác nhau. Khi một số bó thép căng ñược ñặt trong một chi tiết kết cấu bê tông và các bó ñược phân nhóm thì việc kéo căng các bó thép căng phải ñược kiểm tra cho từng nhóm và cả cho từng bó riêng. Dùng ñồng hồ ño lực dọc trực tiếp, như ñồng hồ ño ñộng lực, là rất tốt cho việc kiểm ñịnh. Công tác kéo căng các bó thép ñược kiểm tra bằng 2 cách: dùng ñồng hồ ño ñọc tại máy bơm ñầu cao áp, có thể chuyển ñổi thành giá trị lực kéo và dùng ñộ dãn dài lý thuyết của bó thép căng tính theo công thức thích hợp. Cần phải có một bảng các giá trị dãn dài từng bó thép căng ñược cung cấp như là một phần của hồ sơ thiết kế. 6.2. Kiểm tra và ñánh giá giám ñịnh chất lượng Kiểm tra chất lượng của bê tông, thép kéo căng, cốt thép thường neo, bộ nối và các vật liệu sử dụng phải ñược thực hiện theo tiêu chuẩn công nghiệp ñịa phương và những quy ñịnh cụ thể khác. Những vật liệu không ñạt tiêu chuẩn chất lượng phải ñược loại bỏ trước khi sử dụng. Phải thiết lập một hệ thống kiểm tra chất lượng tay nghề dựa theo yêu cầu kỹ thuật thi công thích hợp ñể ñạt ñược ñầu ra có chất lượng cao. 6.2.1. Trong quá trình ñổ bê tông Việc kiểm tra và giám ñịnh chất lượng tại công trình phải ñược tiến hành ñể ñảm bảo chất lượng công việc. Những yêu cầu tối thiểu phải như sau: - Ván khuôn và giàn giáo phải ñủ vững chắc ñể chịu ñược tải trọng kết cấu và tải trọng thi công mà không gây ra hư hỏng. 21 - Các bó thép căng phải ñược ñặt ñúng hàng và ñúng vị trí bằng hệ các thanh ñỡ ñể tránh sai lệch hàng lối và vị trí. - Ống gen phải ñược làm sạch và không có khuyết tật trước khi ñặt vào vị trí và suốt quá trình ñổ bê tông. - ðầm bê tông phải ñủ ñể ñạt ñược bê tông ñồng nhất ñặc biệt là vùng quanh ống gen, nhưng không ñược làm sai lệch vị trí của chúng. 6.2.2. Trong quá trình truyền ứng lực trước Truyền ứng lực trước là một trong những thao tác quan trọng nhất trong thi công bê tông ứng lực trước. Trong quá trình truyền tải ứng dụng trước, việc kiểm tra và giám ñịnh chất lượng phải như sau: - Việc cung cấp thuỷ lực, bơm cao áp, neo và các phụ kiện khác phải theo ñúng hệ thống tạo ứng lực trước ñã thiết kế. Các thiết bị này phải có ñộ chính xác tốt. - Lực kéo của kích phải tương với giá trị thiết kế với sai sót chấp nhận ñược. - ðộ dãn dài phải tương ñương với giá trị tính toán lý thuyết, với sai số chấp nhận ñược. - ðộ vồng và ñộ võng ban ñầu ñược kiểm tra. - Sự xuất hiện vết nứt tại các vị trí ñặc trưng phải ñược kiểm tra - Trạng thái giá ñỡ, ván khuôn và giàn giáo phải ñược kiểm tra Câu hỏi: 1. Phân tích quan hệ giữa ba yếu tố vật liệu – kết cấu – công nghệ khi sử dụng vật liệu bê tông xi măng. 2. Các trạng thái của bê tông và yêu cầu chủ yếu về chất lượng ở mỗi trạng thái. 3. Các yêu cầu cơ bản về vật liệu chế tạo bê tông xi măng. 4. Các lưu ý về công nghệ và kiểm tra chất lượng khi chế tạo bê tông xi măng. 5. Các yêu cầu cơ bản về vật liệu, công nghệ và kiểm tra chất lượng khi thi công bê tông ứng lực trước. 22 Chương 2 CÔNG THỨC THÀNH PHẦN BÊ TÔNG Mở ñầu Trong chương này trình bày một số phương pháp xác ñịnh thành phần bê tông ñể ñạt ñộ dẻo và cường dộ. Lựa chọn thành phần có xét ñến công nghệ (tính dễ ñổ) ñã ñược nghiên cứu nhiều trên thế giới và còn cần ñược tiếp tục nghiên cứu. Ở ñây chỉ trình bày một vài phương pháp tính thành phần bê tông theo phương pháp thực nghiệm và theo phương pháp lý thuyết. Việc xác ñịnh thành phần hỗn hợp xi măng, nước và cốt liệu ñạt ñộ dẻo và có một số ñặc tính khác, là một vấn ñề phức tạp ñến nỗi không thể, bằng giải pháp ñơn thuần về lý thuyết. Ngược lại, theo kinh nghiệm truyền thống bất kể người nào cũng có khả năng sản xuất một hỗn hợp thoả mãn về ñộ sụt và cường ñộ với phương pháp ñơn giản và không cần có một sự ñào tạo nào. Công việc hiệu chỉnh các thành phần ñể ñạt ñược dộ dẻo mong muốn, tỷ lệ nước/xi măng, và cường ñộ phù hợp chỉ là việc hiệu chỉnh lượng xi măng và lượng nước. Cả hai suy nghĩ ñơn giản và làm phức tạp ñều chưa chính xác. Thật vậy, thành phần của bê tông không phải là một vấn ñề phức tạp ñến nỗi không giải quyết ñược. Nhưng ngược lại, phải nhấn mạnh nếu chỉ tuân thủ các hướng dẫn thực tế cho phép ñảm bảo cường ñộ xác ñịnh, tính dễ ñổ chấp nhận ñược là chưa ñảm bảo tính bền lâu của bê tông. Tính chất bê tông trong tự nhiên ñược biến ñổi rất nhanh nhất do sự xuất hiện các hiện tượng co ngót nhiệt dẫn ñến sứt nẻ và suy giảm ñộ tin cậy của bê tông. Vì vậy công thức bê tông phải ñược xác lập trên cơ sở lý thuyết kết hợp với thực nghiệm dự báo và thực nghiệm trên kết cấu ñã ñược xây dựng. 1. Các phương pháp thực nghiệm thành phần bê tông: 1.1. Lịch sử thành phần bê tông : Chắc chắn rằng ñã 2000 năm về trước những người La Mã ñã có một phương pháp ít nhiều khoa học ñể cấu tạo bê tông. Người ta sử dụng vật liệu cơ bản là tro núi lửa, nay ñược gọi là puzolan, ñược trộn với vôi. Nghệ thuật sản xuất bê tông, hầu như ñã biến mất với ñế chế La mã và chỉ ñược bắt ñầu lại vào giữa thế kỷ 18, khi phát minh ra xi măng tự nhiên ñạt ñược bằng cách nung một vài hạt ñá vôi với ñất sét. ít thời gian sau ñó, một chất dính kết thủy lực tốt hơn một chút, là vôi thuỷ lực, ñã ñược sử dụng. Thế kỷ 19 người ta ñã bắt ñầu sử dụng xi măng, chất , chất kết dính thuỷ lực chính. Trong nửa sau của thế kỷ 19 dùng xi măng pooclang , ðầu thế kỷ 20 ñánh dấu một sự lên ngôi của xi măng pooclang và bắt ñầu từ lúc này danh từ Bê tông ñã ñược sử dụng và ñược hiểu theo nghĩa bê tông bằng xi măng pooclăng. 23 ðầu thế kỷ 20, với sự ra ñời của xi măng cốt thép, việc sử dụng các hỗn hợp không dẻo ñã dần bị bỏ qua. Khi ñó bắt ñầu bê tông dẻo và ñến những năm cuối thế kỷ là bê tông có ñộ siêu dẻo. Hiện nay bê tông cường ñộ cao, bê tông chất lượng cao ñang phát triển mạnh. Các phương pháp thiết kế thường ñược tiến hành kết hợp lý thuyết và thực nghiệm. 1.2. Nghiên cứu của Feret : Feret (người Pháp) ñã tiến hành các nghiên cứu quan trọng (1892 - 1896) và tầm quan trọng của nó có tác dụng quyết ñịnh ñối với phát minh các ñịnh luật về bê tông. Nghiên cứu này rất rộng chủ yếu trên ñộ chặt của cát và của vữa, nước trộn, sự so sánh cường ñộ của các loại vữa, làm rõ ảnh hưởng của tính chất của cát và thành phần; nó cho phép lập ra một quan hệ giữa cường ñộ và lượng nước của hỗn hợp. a. ðộ ñặc chắc của cát: Feret ñã nghiên cứu trên các hỗn hợp của ba loại cát : to G, vừa M, và nhỏ F, với biểu ñồ tam giác của các hỗn hợp. Trong một tam giác cân có ñỉnh ñược ghi G, M, F một ñiểm P xác ñịnh hỗn hợp của các ñường song song ñược dẫn từ P trên cạnh của tam giác G,M và F Feret ñã tìm thấy rằng một hỗn hợp ba thành phần bằng nhau có ñộ ñặc chắc khoảng 0,61 và rằng ñộ chặt cực ñại (0,64) ñã ñạt ñược ñối với một hỗn hợp không bao gồm các hạt trung bình, còn các hạt mịn và các hạt lớn có tỷ lệ tương ứng là 1/3 và 2/3. Như vậy Feret ñã làm rõ sự vượt trội của cấp phối không liên tục và ñiều kiện cần thiết ñể có một hỗn hợp ñồng nhất hoàn toàn. b. ðộ ñặc chắc của vữa (ðv) : Feret ñã nghiên cứu nhiều hỗn hợp của ba loại cốt liệu G,M, F có cùng ñộ sệt và cùng liều lượng cơ bản với một phần xi măng nước trộn xuất phát từ nước làm ẩm, các hạt và xi măng với quan hệ có các hệ số không ñổi. ðv = αg + nm + γf + kc ðối với các hạt tự nhiên (lăn tròn): α = 0,03; n = 0,09, γ = 0,23; k = 0,23, ðối với các hạt nghiền: α = 0,04; n = 0,083, γ = 0,20; k = 0,23 c. ðộ rỗng - ñộ thấm nước: Peret ñã thấy rằng ñộ rỗng sinh ra do nước trộn bốc hơi không cần thiết cho sự ñông kết sẽ lớn hơn với cát mịn (lượng nước tự do). ðối với tính chống thấm, ñó là hiện tượng ngược lại. d. Cường ñộ của vữa (Rv) : Một nghiên cứu rộng rãi về cường ñộ của vữa ñã ñược tiến hành bởi Peret bằng cách biến ñổi tất cả các yếu tố của hỗn hợp như sau: nước (E) xi măng (C), không khí (v). 24 Rv -Là hàm số của lượng nước trộn, lượng cốt liệu. Rv -Là hàm số của ñộ ñặc, ñược biểu thị bằng vec+ Rv -Là hàm số của tính chất của cát. e. Biểu thức cường ñộ : Feret ñã tiến hành nghiên cứu này ñể xây dựng các quan hệ biểu thị cường ñộ bê tông là hàm số của thể tích tuyệt ñối của xi măng (Vc), thể tích nước (Vc), thể tích không khí (Vv) )1,0( −+=vccvvvVKR hoặc 2)(cvcvVVVVcKR++= Vào năm 1896 Fraet ñề nghị công thức cường ñộ bê tông: ( )++=2.vcccccVVVVRKf trong ñó: K - Hệ số thực nghiệm; Rc- Cường ñộ của xi măng 1.3. Phương pháp mô ñun ñộ nhỏ của ABRAMS: Năm 1918 một phương pháp có hệ thống ñể tính toán thành phần của các hỗn hợp bê tông ñã ñược công bố bởi ABRAMS . ðặc tính của phương pháp này là hầu như hoàn toàn thực hiện dựa trên một số lớn thí nghiệm. a. Tỷ lệ nước/xi măng - Quy luật về cường ñộ : ABRAMS ñề ra giả thuyết một hỗn hợp bê tông phải ñược phối hợp, ñảm bảo tính dễ ñổ trong các ñiều kiện nào ñó ñã cho và phải ñáp ứng cường ñộ nén xác ñịnh. Ông ta ñưa ra quy luật về cường ñộ theo cách sau ñây: ðối với vật liệu ñã cho, cường ñộ bê tông chỉ phụ thuộc vào một yếu tố duy nhất là tỷ lệ nước/xi măng. Quan hệ tìm ñược ñối với cuờng ñộ nén có thể ñược viết dưới dạng: CEcxBABA/'ρδ== Công thức này có thể viết theo dạng quen thuộc XNxxBABARjb/][ρ==, trong ñó:

Tài liệu liên quan

Giáo án - Bài giảng: Công nghệ thông tin: Giới thiệu về nguyên lys và phương pháp lập trình (Ôn tập)
- 22
- 732
- 0
bài giảng công nghệ protein enzyme chương 9 tính đặc hiệu của enzyme
- 8
- 611
- 1
Bài giảng công nghệ bê tông và bê tông đặc biệt
- 230
- 965
- 2
bài giảng công nghệ xây dựng công trình bê tông nâng cao
- 191
- 465
- 0
Bài giảng công nghệ sản xuất và phân tích đánh giá các loại phân bón
- 91
- 1
- 6
Bài giảng công nghệ bảo mật và chữ ký điện tử bài 1
- 36
- 360
- 0
Bài giảng công nghệ bảo mật và chữ ký điện tử bài 4
- 25
- 332
- 0
Bài giảng công nghệ bảo mật và chữ ký điện tử bài 5
- 17
- 362
- 0
Bài giảng công nghệ bảo mật và chữ ký điện tử bài 3
- 26
- 408
- 0
Bài giảng công nghệ bảo mật và chữ ký điện tử bài 2
- 36
- 339
- 0