Các bước thông thương thiết kế cấp phối bê tông đầm lăn, cấp phối bê tông đầm lăn là những nội dung chính trong bài viết Phương pháp thiết kế cấp phối bê tông đầm lăn. Với các bạn chuyên ngành Kiến trúc - Xây dựng thì đây là tài liệu tham khảo hữu ích.
phơng pháp thiết kế cấp phối bê tông đầm lăn ThS Nguyễn Nh Oanh NCS Đại học Vũ Hán - Trung Quốc Tóm tắt: Cho đến cha có quy định thống phơng pháp thiết kế cấp phối BTĐL Hiện có phơng pháp tính toán cấp phối BTĐL phơng pháp có khác đôi chút, phơng pháp có cách thành lập khác Nhng hầu hết phơng pháp phải dùng số giả định kinh nghiệm, phơng pháp phân tích đợc lý luận để thiết kế cấp phối bê tông đầm lăn, bớc nghiên cứu đạt đợc nhiều kết tốt Dới giới thiệu sơ lợc bớc thiết kế cấp phối BTĐL, sau số phơng pháp thiết kế cấp phối cho công trình có tính đại biểu giới thiệu thêm I Các bớc thông thờng thiết kế cấp phối BTĐL : Thu thập tài liệu cần thiết ®Ĩ thiÕt kÕ cÊp phèi: Tr−íc tiÕn hµnh thiÕt kế cấp phối BTĐL phải thu thập tài liệu kỹ thuật, toàn vấn đề có liên quan đến thiÕt kÕ cÊp phèi; bao gåm: (1) VÞ trÝ bé phận công trình sử dụng bê tông đầm lăn; (2) Yêu cầu kỹ thuật đợc đa bê tông thiết kế công trình nh cờng độ, biến hình, tính chống thấm, tính bền, nhiệt thuỷ hoá, thời gian ngng kết hỗn hợp bê tông, độ CV, dung trọng bê tông, vv (3) Trình độ kỹ thuật thi công (4) Phẩm chất, đơn giá nguyên vật liệu sử dụng cho công trình.v.v Thiết kế cấp phối sơ bộ: a) Xác định sơ lợc tham số cấp phối yêu cầu: Xác định đờng kính lớn cốt liệu thô tỷ lệ cấp hạt cốt liệu thô, bê tông dùng xây dựng công trình thuỷ công thờng bê tông khối lớn, đờng kính lớn cốt liệu lớn thờng chọn 80mm Tỷ lệ cấp cỡ hạt bao nhiêu, dựa vào trạng thái cốt liệu thô dung trọng tự nhiên, dung trọng lớn (độ rỗng nhỏ), phân tăng cốt liệu thô giảm, nguyên tắc xác định phải thông qua thí nghiệm Trung Quốc có nhiều tham số cho bê tông đầm lăn cần phải xác định Tỷ lệ cấp cỡ hạt cốt liệu thô thờng chọn 4:3:3 3:4:3 Tuỳ theo công trình vào loại lớn, trung bình hay nhỏ Sau xác định DMax cốt liệu thô cấp cỡ hạt xác định đợc tham số cấp phối Trong BTĐL có xi măng, vật liệu hỗn hợp hoạt tính (gồm tro bay Puzơlan), nớc, cát, đá đợc ký hiệu lần lợt là: C, F , W , S , G để biểu thị thông thờng mối quan hệ nớc lợng vật liệu kết dính biểu thị tỷ lệ: W/(C+F) Quan hệ vật liệu hỗn hợp hoạt tính (tro bay puzơlan) lợng vật liệu kết dính dùng tỷ lệ: F/(C+F) F/C để biểu thị Quan hệ Cát lợng Cát Đá ( gọi mức ngậm cát) dùng tỷ lệ: S/(S+G) Quan hệ lợng vữa cát lợng dùng cát đợc biĨu thÞ bëi: (C+F+W)/S (còng cã thĨ dïng hƯ sè d lợng vữa để biểu thị lợng vữa đủ để lấp đầy lỗ rỗng hạt cát) Đó tham số cấp phối bê tông đầm lăn, việc lựa chọn tham số cấp phối cần phải thông qua phơng pháp dới để tiến hành: Phơng pháp lựa chọn phân tích thí nghiệm đơn nhân tố Do tham số cấp phối bê tông đầm lăn có ảnh hởng đến tính BTĐL mức độ khác nhau, chọn tính có ảnh hởng rõ rệt nhất, tiến hành thí nghiệm đơn nhân tố để xác định, tham số cần xác định tỷ lệ W/(C+F) lợng vật liệu hỗn hợp hoạt tính thờng thông qua nghiên cứu xem xét ảnh hởng đến cờng độ nén tính bền bê tông để định lựa chọn Tỷ lệ vữa cát phải thông qua thí nghiệm xem ảnh hởng đến dung trọng vữa cát để xác định hàm lợng cát phải dựa vào thí nghiệm dung trọng bê tông để xác định giá trị tốt đồng thời có xem xét tới tình trạng phân tầng cốt liệu thô hỗn hợp bê tông Phơng pháp lựa chän thiÕt kÕ thÝ nghiƯm trùc giao Cã thĨ xem tham số tỷ lệ phối hợp nhân tố thiết kế thí nghiệm trực giao, nhân tố lấy đến mức độ khác nhau, lựa chọn trình tự thí nghiệm trực giao thích đáng Dùng phơng pháp phân tích trực quan phơng pháp phân tích phơng sai nhân tố mối quan hệ chúng với tính bê tông, từ lựa chọn tham số cấp phối Phải thấy phơng pháp lựa chọn thiết kế thí nghiệm trùc giao ®èi víi thÝ nghiƯm vËt liƯu ë phòng tình trạng chủ động phù hợp, nhng trớc thức thi công, cần phải thông qua thÝ nghiƯm hiƯn tr−êng ®Ĩ kiĨm nghiƯm ®é chÝnh xác tham số lựa chọn Phơng pháp lựa chọn so sánh loại công trình Đối với công trình vừa nhỏ thờng khả thông qua thí nghiệm để xác định tham số cấp phối bê tông, phải tham khảo công trình tơng tự để sơ chọn tham số cấp phối, sau tiến hành thiết kế sơ cấp phối Tính toán lợng dùng vật liệu 1m3 bê tông đầm lăn: Để tính toán cấp phối BTĐL cần phải dựa vào môt số giả thiết : Giả thiết thể tích tuyệt đối: Phơng pháp giả sử thể tích hỗn hợp bê tông đầm lăn tổng thể tích tuyệt đối loại vật liệu tạo thành bê tông cộng với hàm lợng không khí trộn vào bê tông, ta có c«ng thøc: C/ C + F/ F + W/ W ¦ + S/ S + C/ G +10a = 1000 (2- 1) Trong ®ã: C, F, W, S, G lợng dùng xi măng, vật liệu hỗn hợp hoạt tính, nớc, cát đá 1m3 bê tông đầm lăn (kg) C , F , w - Khối lợng riêng xi măng vật liệu hỗn hợp nớc (kg/dm3) S , G - Dung trọng xốp cát sỏi (kg/dm3) a: Hệ số biểu thị hàm lợng khí hỗn hợp BTĐL, không trộn phụ gia dẫn khÝ - Th−êng lÊy a = Giả thiết dung trọng bê tông: Giả định dung trọng hồn hợp BTĐL sau trộn số xác định đợc; ta viết đợc công thức: C + F + S + W + G = Trong đó: ký hiệu có ý nghĩa giống nh Giả thiết lấp đầy bao bọc: (2 - 2) Giả thiết là: (1) vữa vật liệu kết dính bao bọc hạt cát lấp đầy lỗ rỗng hạt cát tạo thành vữa cát, (2) Vữa cát bao bọc cát hạt cốt liệu thô lấp đầy lỗ rỗng hạt cốt liệu thô, hình thành lên bê tông đồng Lấy làm tiêu để so sánh Với : hệ số biểu thị tỷ số thể tích vữa vật liệu kết thể tích lỗ rỗng cát Hệ số biểu thị tỷ số thể tích vữa cát so với thể tích lõ rỗng hạt cốt liệu thô Do cần có thêm lợng vữa d định nên , phải lớn 1; Trong thực tế giá trị BTĐL thông thờng lấy từ 1,1 đến 1,3; hệ số thờng từ 1,2 đến 1,5 Từ ta có hệ phơng trình sau: C C F F W w 1000 10V Từ tính đợc: G G G 10 PS S S' 10 PG G G' 1000 10V G 10 P ' G G 10 PG .G G' vµ S 10 P ' S S S NÕu gäi c¸c tham số cấp phối bê tông là: W/(C+F) = K1 vµ F/(C+F)=K2 (2.3) (2.4) (2.5) 10 PS .S S' C KK K2 K1 K C 1 K F (2.6) Thì : Và (2.7) K2 C K2 (2.8) W = K1(C + F) (2.9) F Trong công thức trên: PS PG độ rỗng cát đá trạng thái đầm chặt Va: Hệ số biểu thị thể tích lỗ rỗng bê tông 'S 'G : Dung trọng xốp trạng thái đầm chặt cát đá Các ký hiệu khác có ý nghĩa nh Dựa vào tham số cấp phối bê tông công thức tính toán đợc lợng dùng loại vật liệu cho m3 bê tông đầm lăn 3- Trộn thử - Điều chỉnh: Để tính toán lợng dùng loại vật liệu kể phải dựa vào số giả thiết công thức kinh nghiệm, hệ số kinh nghiệm, lợi dụng tài liệu kinh nghiệm có Các thông số phải thông qua thí nghiệm phòng để xác định, điều kiện thí nghiệm tình hình thực tế có khác nhau, không phù hợp hoàn toàn với thực tế nên bắt buộc phải thông qua mẫu trộn thử để điều chỉnh độ công tác hỗn hợp bê tông dung trọng thực tế hỗn hợp bê tông Dùng cấp phối xác định sơ đợc để tiến hành trộn thử bê tông , xác định giá trị Vc hỗn hợp bê tông, nh độ Vc lớn yêu cần thiết kế, phải giữ nguyên lợng cát tăng thêm cốt liệu thô điều chỉnh lợng nớc cho tỷ lệ W/(C+F+S) không thay đổi, ngợc lại giảm lợng cát dùng lợng nớc tơng ứng Xác định cấp phối phòng Khi tỷ lệ W/(C+F) bê tông không thoả mãn yêu cầu tiêu yêu cầu BTĐL, nh tiêu cờng độ tính bền bê tông - thông thờng sử dụng cấp phối khác nhau, cấp phối qua trộn thử, điều chỉnh để đạt đợc cấp phối mới, thờng tỷ lệ W/(C+F) hai loại cấp phối phải điều chỉnh tăng giảm 5% lợng XM để trộn thử Lợng dùng nớc loại cấp phối không giống nhau, lợng cát dựa vào độ Vc để thay đổi, điều chỉnh tăng thêm cho thoả đáng Mỗi cấp phối phải vào cờng độ tính bền mẫu thí nghiệm, bảo dỡng tuổi bê tông theo quy định tiến hành thí nghiệm Sau dựa vào kết thí nghiệm để xác định đợc cấp phối phòng Để xác định dung trọng thực tế hỗn hợp bê tông phải tính toán đợc lợng vật liệu dùng thực tế cấp phối bê tông điều chỉnh đợc phòng (qua trộn thử, điều chỉnh để đa đợc cấp phối phòng ) Tính toán lại cÊp phèi hiƯn tr−êng thi c«ng Sau thÝ nghiƯm phòng đa đợc cấp phối bê tông phòng, thông thờng coi vật liệu cát, đá có trạng thái bề mặt khô bão hoà, Nhng ttại trờng thờng hàm lợng nớc thực tế cát, đá so với thí nghiệm phòng khác nhau, mà lợng vật liệu thực tế trờng phải vào tình hình nớc có cát, đá để tiến hành điều chỉnh Giả sử tỷ lệ lợng nớc có cát trờng thi công a%, đá b% Thì cấp phối phòng đợc tính đổi thành cấp phối trờng : C’ = C; F’ = F ; S’ = S (1+ a%) G’ = G (1 +b%); W’ = W - S x a% - G x b% Trong công thức trên: C, F, W, S, G lợng vật liệu cấp phối tính đợc phòng C, F, W, S, G: lợng dùng loại vật liệu trờng thi công thực tế Khi hàm lợng hạt cát đá công trình vợt phạm vi quy phạm quy định, phải tiến hành tính đổi cấp phối bê tông phòng Thí nghiệm đầm nén trờng điều chỉnh cấp phối Khi công trình thi công BTĐL bắt buộc phải tiến hành thí nghiệm đầm lèn trờng, việc để xác định tham số thi công, kiểm nghiệm hệ thống vận hành sản xuất, thi công tình trạng máy móc đồng bộ, biện pháp quản lý thi công, thông qua thí nghiệm đầm lèn trờng để kiểm nghiệm lại cấp phối bê tông thiết kế xem có thích ứng với thiết bị thi công không (Bao gồm tính đầm lèn, tính dễ đầm chặt v.v.) tính chống phân tầng hỗn hợp bê tông Khi cần thiết phải dựa vào tình hình đầm lên thực tế để điều chỉnh lại cấp phối bê tông cho hợp lý Kết luận : Bê tông đầm lăn (BTĐL) loại bê tông có công nghệ sản xuất thi công tiến bộ, đợc áp dụng nhiều nớc giới Ngay nớc láng giềng Việt Nam Trung Quốc có điều kiện khí hậu gần tơng tự Việt Nam ứng dụng BTĐL vào việc xây dựng công trình, đặc biệt ứng dụng vào việc xây dựng đập Thuỷ công từ nhiều năm Hiện BTĐL có xu hóng đợc nghiên cứu ứng dụng nớc ta, đặc biệt công tác xây dựng đập bê tông trọng lực khối lớn Vì BTĐL cần đợc nghiên cứu đầy đủ từ vật liệu chế tạo, công nghệ thiết kế thi công, có khâu thiết kế cấp phối BTĐL cho đạt đợc yêu cầu đặt với công trình, vừa đảm bảo kỹ thuật kinh tế điều kiện thời tiết, khí hậu tình hình vật liệu Việt Nam vấn đề cần thiết cấp bách đợc đặt cho nhà khoa học, kỹ thuật nớc ta để nhanh chóng làm chủ công nghệ thiết kế thi công BTĐL Việt Nam TI liệu tham khảo Dunstan, M.R.H Latest developments in RCC dams, PIS on RCCD, April 2125, 1999, Chengdu China Vol.1 Shen Chonggang, Some technical progresses and experiences in operation of Chiness RCC dams, PIS on RCCD, April 21-25, Chengdu China Vol.1 Kenneth D Hansen, P.E and William G Reinhardt, Roller Compacted Concrete Dams, Printed in USA,1991 Proceedings, International symposium on RCC, Beijing China ,1991 Proceedings, International symposium on RCC, Chengdu China 1999 方坤河，碾压混凝土材料，结构与性能。 武汉大学出版社， 2003 方坤河，曾力，等。碾压混凝土在城市通路上的应用与研究，中国市政 工程，1993（2） 黄洁通，等。碾压混凝土配合比及其性能研究，成都勘测设计研究院科 研所，1989。 重庆建筑工程学院，等编。混凝土学，中国建筑出版社，1981。7。 10 （美）。梅泰，混凝土的结构，性能与材料。 同济大学出版社，1991。 Abstract: Up to now, It have not consensus regulation on design and propertioning of Roller compacted concrete (RCC) mix methods Now a day, there are several calculate methods that each have some diffrents, because of different foundation methods But almost methods have to base on some assumptions and experiences, each method have given argument anlysis for design and proportioning roller compacted conceret mix, Now, it have been reaseaching and obtained very much results This peper preliminary introduce step by step for design and proportioning roller compacted concrete mix It have introduced more datail for each example works ... chống phân tầng hỗn hợp bê tông Khi cần thiết phải dựa vào tình hình đầm lên thực tế để điều chỉnh lại cấp phối bê tông cho hợp lý Kết luận : Bê tông đầm lăn (BTĐL) loại bê tông có công nghệ sản... phối, sau tiến hành thiết kế sơ cấp phối Tính toán lợng dùng vật liệu 1m3 bê tông đầm lăn: Để tính toán cấp phối BTĐL cần phải dựa vào môt số giả thiết : Giả thiết thể tích tuyệt đối: Phơng pháp. .. dùng thực tế cấp phối bê tông điều chỉnh đợc phòng (qua trộn thử, điều chỉnh để đa đợc cấp phối phòng ) Tính toán lại cấp phối trờng thi công Sau thí nghiệm phòng đa đợc cấp phối bê tông phòng,