TỔNG QUAN
Tổng quan về bê tông
1.1.1 Lịch sử phát triển cấu kiện bê tông đúc sẵn
Vào những năm 30 - 40 của thế kỷ 19, công nghiệp sản xuất xi măng poóclăng bắt đầu phát triển, nhưng phải đến những năm 70 - 80, bê tông cốt thép mới được ứng dụng rộng rãi trong xây dựng Chỉ sau một thời gian ngắn, vật liệu này đã nhanh chóng trở thành một phần quan trọng trong ngành xây dựng nhờ vào nhiều tính năng ưu việt Sự phát triển của các loại bê tông mới và cải tiến phương pháp tính toán kết cấu đã tối ưu hóa hiệu quả sử dụng bê tông cốt thép, mở rộng phạm vi ứng dụng của nó Tuy nhiên, việc sử dụng bê tông cốt thép toàn khối đổ tại chỗ vẫn bị ảnh hưởng bởi điều kiện thời tiết, từ đó dẫn đến nhu cầu cải tiến công nghệ và sự ra đời của cấu kiện bê tông đúc sẵn.
Vào giữa thế kỷ XIX, những chiếc cột đèn đầu tiên bằng bê tông với lõi gỗ và tà vẹt đường sắt bằng bê tông cốt thép đã xuất hiện vào năm 1877 Đến cuối thế kỷ XIX, việc sử dụng các cấu kiện bê tông cốt thép đúc sẵn như cột, tấm tường bao che, khung cửa sổ và cầu thang đã trở nên phổ biến Những năm đầu thế kỷ 20, kết cấu bê tông cốt thép đúc sẵn được ứng dụng cho các cấu trúc chịu lực như sàn gác, tấm lát vỉa hè, dầm và tấm lát mặt cầu nhịp bé, cũng như ống dẫn nước Tuy nhiên, sản xuất các cấu kiện này chủ yếu vẫn dựa vào phương pháp thủ công với mẻ trộn bê tông nhỏ, dẫn đến việc sản xuất còn bị hạn chế.
Trong giai đoạn 1930-1940, sản xuất cấu kiện bê tông cốt thép chuyển từ thủ công sang cơ giới, dẫn đến sự ra đời của các nhà máy sản xuất bê tông cốt thép đúc sẵn Nhiều loại máy trộn và phương pháp đầm chặt bê tông như chấn động, cán, và li tâm hút chân không đã được áp dụng, cùng với các phương pháp dưỡng hộ nhiệt và sử dụng phụ gia nhanh, giúp rút ngắn thời gian sản xuất Tại Việt Nam trong những năm 1970-1980, công nghệ bê tông ứng lực trước bắt đầu được áp dụng nhưng còn hạn chế Tuy nhiên, với chủ trương hiện đại hóa của nhà nước, các doanh nghiệp xây dựng đã đầu tư mạnh mẽ Đến những năm 2000, việc sản xuất cấu kiện bê tông vượt khẩu độ lớn đã trở nên phổ biến, mang lại lợi ích như giảm chi phí, rút ngắn thời gian thi công và đảm bảo chất lượng công trình.
Trong những năm gần đây, nghiên cứu về lý luận và phương pháp tính toán bê tông cốt thép đã thúc đẩy sự phát triển của ngành sản xuất cấu kiện bê tông cốt thép Đặc biệt, thành công trong nghiên cứu bê tông ứng suất trước đã mang lại ý nghĩa to lớn, cho phép sử dụng bê tông và cốt thép có độ bền cao hơn Điều này không chỉ tiết kiệm vật liệu mà còn giúp thu nhỏ kích thước cấu kiện, giảm trọng lượng, nâng cao khả năng chịu tải và khả năng chống nứt của chúng.
1.1.2 Vai trò và ý nghĩa đối với công trình xây dựng:
Cấu kiện bê tông đúc sẵn đóng vai trò quan trọng trong thi công, giúp rút ngắn thời gian hoàn thành hạng mục công trình Đồng thời, chất lượng công trình được kiểm soát từ nguồn nguyên liệu đầu vào, đảm bảo hiệu quả và độ bền cho công trình.
Nghiên cứu thành công dây chuyền công nghệ sản xuất cấu kiện bê tông cốt thép đúc sẵn đã mở ra cơ hội cho việc xây dựng các nhà máy sản xuất loại cấu kiện này, mang lại hiệu quả vượt trội Công nghệ này không chỉ giúp thu nhỏ kích thước và giảm trọng lượng của cấu kiện mà còn nâng cao khả năng chịu tải và khả năng chống nứt, góp phần cải thiện chất lượng công trình.
Cơ giới hóa thi công với phương pháp lắp ghép và sử dụng cấu kiện bê tông cốt thép, bê tông cốt thép ứng suất trước đang ngày càng phổ biến Các trang thiết bị hiện đại cho phép cơ giới hóa và tự động hóa nhiều khâu trong dây chuyền sản xuất cấu kiện bê tông cốt thép đúc sẵn, đáp ứng nhu cầu lớn trong xây dựng cơ bản với đa dạng các loại cấu kiện bê tông đúc sẵn chất lượng cao.
1.1.3 Sơ lược về sự phát triển của ngành công nghiệp sản xuất bê tông
Sự ra đời của công nghiệp sản xuất xi măng Poóc lăng vào những năm 30 - 40 của thế kỷ XIX đã đánh dấu một bước ngoặt quan trọng trong ngành xây dựng, khi bê tông được phát minh và nhanh chóng trở thành một trong những vật liệu xây dựng phổ biến nhất.
Vào thập niên 70 - 80 của thế kỷ XX, sự kết hợp giữa bê tông và cốt thép đã tạo ra một loại vật liệu mới với nhiều ưu điểm nổi bật Bê tông cốt thép nhanh chóng phát triển và trở thành một trong những vật liệu xây dựng quan trọng.
Ngành công nghiệp chế tạo cấu kiện bê tông đúc sẵn đã thay đổi cách thức thi công, giúp giảm số lượng công nhân, rút ngắn thời gian thi công và nâng cao chất lượng sản phẩm Việc sản xuất cấu kiện bê tông đúc sẵn đã giúp kiểm soát chất lượng tốt hơn, đảm bảo an toàn lao động và hạn chế ảnh hưởng của thời tiết Phương pháp sản xuất thủ công đã được thay thế bằng công nghệ cơ giới, dẫn đến sự ra đời của các nhà máy sản xuất cấu kiện đúc sẵn Đặc biệt, sự phát triển của bê tông cốt thép ứng suất trước đã tối ưu hóa việc sử dụng vật liệu, giảm kích thước và trọng lượng cấu kiện, đồng thời nâng cao khả năng chịu tải và chống nứt, mang lại nhiều lợi ích cho ngành xây dựng.
Ngày nay, ở các nước phát triển, ngành xây dựng đang chứng kiến sự công nghiệp hóa và cơ giới hóa mạnh mẽ, với việc sử dụng rộng rãi bê tông cốt thép thường và bê tông cốt thép ứng suất trước Các sản phẩm như panel sàn, ống cống, cọc móng, cột nhà công nghiệp và dầm cầu chạy đang trở nên đa dạng hơn bao giờ hết Trong tương lai, ngành sản xuất cấu kiện bê tông đúc sẵn hứa hẹn sẽ phát triển mạnh mẽ nhờ vào việc áp dụng công nghệ kỹ thuật tiên tiến, nhằm nâng cao năng suất và chất lượng sản phẩm.
1.1.4.Tình hình sản xuất bê tông ở nước ta hiện nay Ở nước ta, trong những năm qua, nền kinh tế đã phát triển một cách mạnh mẽ Từ những thành tựu phát triển kinh tế đó đã đẩy mạnh tốc độ xây dựng công nghiệp và dân dụng nhằm đáp ứng nhu cầu về nhà ở, nhà làm việc, các công trình công nghiệp, giao thông vận tải,…
Việt Nam đang trong giai đoạn phát triển mạnh mẽ với dân số đông và tiềm năng lớn, do đó cần xây dựng cơ sở hạ tầng hoàn chỉnh để đáp ứng tốc độ phát triển Ngành xây dựng và công nghiệp vật liệu xây dựng cần phải đi trước một bước trong quá trình này Nhà nước đã đầu tư hợp lý cho ngành vật liệu xây dựng nhằm xây dựng các nhà máy sản xuất hiện đại, công suất lớn tương đương với các nước phát triển Để đạt được mục tiêu này, ngành vật liệu xây dựng cần ưu tiên phát triển chiều sâu, đổi mới trang thiết bị và công nghệ sản xuất tiên tiến Theo Quy hoạch tổng thể phát triển vật liệu xây dựng Việt Nam đến năm 2020 và định hướng đến năm 2030, Nhà nước định hướng phát triển sản phẩm bê tông.
Bê tông thương phẩm đang được phát triển mạnh mẽ thông qua việc mở rộng các trạm trộn bê tông, nhằm thay thế phương pháp chế tạo bê tông truyền thống, đơn giản và phân tán Điều này không chỉ giúp nâng cao chất lượng bê tông mà còn giảm thiểu ô nhiễm môi trường tại công trường xây dựng.
Bê tông cấu kiện đang được thúc đẩy mạnh mẽ thông qua việc phát triển các nhà máy sản xuất cấu kiện và bê tông tiền chế Điều này không chỉ đáp ứng nhu cầu của thị trường mà còn tạo điều kiện thuận lợi cho việc công nghiệp hóa ngành xây dựng.
Yêu cầu về nguyên vật liệu
Xi măng đóng vai trò quan trọng như một chất kết dính vô cơ rắn trong nước, giúp liên kết các hạt cốt liệu và lấp đầy khoảng trống giữa chúng Điều này không chỉ tạo ra tính công tác cho hỗn hợp bê tông mà còn ảnh hưởng đến cường độ chịu lực của bê tông Do đó, chất lượng và hàm lượng xi măng là yếu tố quyết định cường độ của bê tông.
Yêu cầu kỹ thuật: Khi sử dụng xi măng để chế tạo bê tông ta cần chú ý các yêu cầu sau đây:
Khi chế tạo bê tông, việc chọn loại xi măng phù hợp là rất quan trọng Có nhiều loại xi măng như xi măng Poóc lăng, xi măng Poóc lăng bền sunfat, xi măng Poóc lăng xỉ hạt lò cao, xi măng Poóc lăng puzolan, xi măng Poóc lăng hỗn hợp và xi măng ít tỏa nhiệt Cần lựa chọn loại xi măng đáp ứng các yêu cầu quy phạm và phù hợp với đặc điểm kết cấu cũng như tính chất môi trường thi công, nhằm đảm bảo tính bền vững lâu dài cho công trình.
Nhà máy sử dụng xi măng Poóc lăng hỗn hợp Các chỉ tiêu kỹ thuật của xi măng Poóc lăng hỗn hợp thỏa mãn TCVN 6260:2009
Khi chọn mác xi măng, cần đảm bảo bê tông đạt mác thiết kế và yêu cầu kinh tế Sử dụng xi măng mác thấp cho bê tông mác cao sẽ tiêu tốn nhiều xi măng, gây nứt do nhiệt thủy hóa lớn Ngược lại, dùng xi măng mác cao cho bê tông mác thấp sẽ không đủ để liên kết các hạt cốt liệu, dễ dẫn đến hiện tượng phân tầng và ảnh hưởng xấu đến chất lượng bê tông Do đó, cần tránh việc sử dụng xi măng mác thấp cho bê tông mác cao và xi măng mác cao cho bê tông mác thấp.
Sau khi lựa chọn loại và thương hiệu xi măng, cần kiểm tra các chỉ tiêu cơ lý quan trọng như độ mịn, lượng nước tiêu chuẩn, thời gian đông kết và cường độ chịu lực thực tế để đảm bảo sử dụng phù hợp với các thông số tại thời điểm sản xuất.
Bảng 1 1- Các chỉ tiêu chất lượng của xi măng poóc lăng hỗn hợp
1 Cường độ nén, mặt phẳng, không nhỏ hơn:
2 Thời gian đông kết, min
- bắt đầu, không nhỏ hơn
- kết thúc, không lớn hơn
3 Độ mịn, xác định theo:
- phần còn lại trên sàng kích thước lỗ 0,09 mm, %, không lớn hơn
- bề mặt riêng, xác định theo phương pháp Blaine, cm 2 /g, không nhỏ hơn
4 Độ ẩm ổn định thể tích, xác định theo phương pháp
Le Chatelier, mm, không lớn hơn 10
5 Hàm lượng anhydric sunphuric (SO3), %, không lớn hơn 3,5
6 Độ nở autoclave 1) , %, không lớn hơn 0,8
Cát đóng vai trò quan trọng trong việc tạo ra vữa xi măng khi kết hợp với xi măng và nước, giúp lấp đầy khoảng trống giữa các hạt cốt liệu lớn như đá và sỏi, từ đó tạo ra khối bê tông đặc chắc Ngoài ra, cát cũng là thành phần thiết yếu cùng với cốt liệu lớn để hình thành bộ khung chịu lực cho bê tông, đồng thời giúp giảm hiện tượng co ngót trong bê tông Cát sử dụng để chế tạo bê tông có thể là cát thiên nhiên hoặc cát nhân tạo, với kích thước hạt dao động từ 0,14 đến 5 mm.
Yêu cầu kỹ thuật: Cốt liệu nhỏ sử dụng phải đảm bảo thỏa mãn TCVN 7570:2006 “Cốt liệu cho bê tông và vữa - yêu cầu kỹ thuật” ĐỖ NAM -15VL 11
Bảng 1.2 Thành phần hạt của cát
Kích thước lỗ sàng Lượng sót tích luỹ trên sàng, % khối lượng
1,25 mm Từ 15 đến 45 Từ 0 đến 15
630 mm Từ 35 đến 70 Từ 0 đến 35
315 mm Từ 65 đến 90 Từ 5 đến 65
140 mm Từ 90 đến100 Từ 65 đến 90
Lượng qua sàng 140 mm, không lớn hơn 10 35
Cát mịn được sử dụng chế tạo bê tông và vữa như sau: Đối với bê tông:
- Cát có môđun độ lớn từ 0,7 đến 1 (thành phần hạt như Bảng 1.2) có thể được sử dụng chế tạo bê tông cấp thấp hơn B15;
- Cát có môđun độ lớn từ 1 đến 2 (thành phần hạt như Bảng 1.2) có thể được sử dụng chế tạo bê tông cấp từ B15 đến B25 b) Đối với vữa:
- Cát có môđun độ lớn từ 0,7 đến 1,5 có thể được sử dụng chế tạo vữa mác nhỏ hơn và bằng M5;
- Cát có môđun độ lớn từ 1,5 đến 2 được sử dụng chế tạo vữa mác M7,5
Hàm lượng các tạp chất (sét cục và các tạp chất dạng cục; bùn, bụi và sét) trong cát được quy định trong Bảng 1.3
Bảng 1 2- Hàm lượng các tạp chất trong cát Tạp chất
Hàm lượng tạp chất, % khối lượng, không lớn hơn
Bê tông cấp cao hơn B30 Bê tông cấp thấp hơn và bằng B30 vữa
- Sét cục và các tạp chất dạng cục Không được có 0,25 0,50
- Hàm lượng bùn, bụi, sét 1,50 3,00 10,00
Hàm lượng clorua trong cát, tính theo ion Cl - tan trong axit, quy định trong Bảng 1.4
Bảng 1 3- Hàm lượng ion Cl - trong cát
Loại bê tông và vữa Hàm lượng ion Cl - , % khối lượngj, không lớn hơn
Bê tông dùng trong các kết cấu bê tông cốt thép ứng suất trước 0,01
Bê tông dùng trong các kết cấu bê tông và bê tông cốt thép và vữa thông thường
Cát có hàm lượng ion Cl- vượt mức quy định trong Bảng 3 có thể được sử dụng, miễn là tổng hàm lượng ion Cl- trong 1 m³ bê tông từ tất cả các nguồn vật liệu chế tạo không vượt quá 0,6 kg.
Cốt liệu lớn có thể được cung cấp dưới dạng hỗn hợp với nhiều kích cỡ hạt hoặc các kích cỡ riêng biệt Thành phần hạt của cốt liệu lớn, được xác định qua lượng sót tích lũy trên các sàng, được quy định trong Bảng 1.5.
Bảng 1 4- Thành phần hạt của cốt liệu lớn
Kích thước lỗ sàng mm
Lượng sót tích lũy trên sàng, % khối lượng, ứng với kích thước hạt liệu nhỏ nhất và lớn nhất, mm
Chú thích Có thể sử dụng cốt liệu lớn với kích thước cỡ hạt nhỏ nhất đến 3 mm, theo thoả thuận
Hàm lượng bùn, bụi, sét trong cốt liệu lớn tuỳ theo cấp bê tông không vượt quá giá trị quy định trong Bảng 1.6
Bảng 1 5- Hàm lượng bùn, bụi, sét trong cốt liệu lớn
Cấp bê tông Hàm lượng bùn, bụi, sét, % khối lượng, không lớn hơn
Đá làm cốt liệu lớn cho bê tông phải có cường độ thử trên mẫu đá nguyên khai hoặc mác xác định thông qua giá trị độ nén dập trong xi lanh Cường độ này cần lớn hơn 2 lần cấp cường độ chịu nén của bê tông khi sử dụng đá gốc phún xuất, và lớn hơn 1,5 lần cấp cường độ chịu nén của bê tông khi sử dụng đá gốc trầm tích.
Mác đá dăm xác định theo giá trị độ nén dập được quy định trong Bảng 1.7
Bảng 1 trình bày 6 mác đá dăm từ đá thiên nhiên dựa trên độ nén dập Mác đá dăm được xác định qua độ nén dập trong xi lanh ở trạng thái bão hòa nước, tính bằng phần trăm khối lượng Các loại đá bao gồm đá trầm tích, đá phún xuất xâm nhập và đá biến chất, cùng với đá phún xuất phun trào.
120 Đến 11 Lớn hơn 12 đến 16 Lớn hơn 9 đến 11 ĐỖ NAM -15VL 13
100 Lớn hơn 11 đến 13 Lớn hơn 16 đến 20 Lớn hơn 11 đến 13
80 Lớn hơn 13 đến 15 Lớn hơn 20 đến 25 Lớn hơn 13 đến 15
60 Lớn hơn 15 đến 20 Lớn hơn 25 đến 34 -
Chỉ số mác đá dăm được xác định dựa trên cường độ chịu nén, được đo bằng MPa, với các giá trị tương ứng là 1.400, 1.200, cho đến 200 khi cường độ chịu nén được tính bằng kG/cm².
Sỏi và sỏi dăm dùng làm cốt liệu cho bê tông các cấp phải có độ nén dập trong xi lanh phù hợp với yêu cầu trong Bảng 1.8
Bảng 1 7 - Yêu cầu về độ nén dập đối với sỏi và sỏi dăm Cấp bê tông Độ nén dập ở trạng thái bão hoà nước,% khối lượng, không lớn hơn
- Vai trò: Đá, sỏi là cốt liệu lớn có cỡ hạt từ 5 - 100 mm, chúng tạo ra bộ khung chịu lực cho bê tông
- Yêu cầu kỹ thuật:Cốt liệu lớn sử dụng phải đảm bảo thỏa mãn TCVN 7570:2006 “Cốt liệu cho bê tông và vữa - yêu cầu kỹ thuật”
Nước đóng vai trò quan trọng trong việc phản ứng với xi măng để tạo ra các sản phẩm thủy hóa, từ đó nâng cao cường độ của bê tông Ngoài ra, nước còn cung cấp độ lưu động cần thiết, giúp quá trình thi công trở nên dễ dàng hơn.
Theo TCVN 4506:2012 “Nước cho bê tông và vữa - yêu cầu kỹ thuật”, các chỉ tiêu chất lượng của nước được trình bày như sau:
- Không chứa váng dầu hoặc váng mỡ;
- Độ pH không nhỏ hơn 4 và không lớn hơn 12,5;
- Không có màu khi dùng cho bê tông và vữa trang trí;
- Theo mục đích sử dụng, hàm lượng muối hòa tan, lượng ion sunfat, lượng ion clo và cặn không tan không được lớn hơn các giá trị quy định
Bảng 1 8-Hàm lượng tối đa cho phép của muối hòa tan, ion sunfat, ion clorua và cặn không tan trong nước trộn bê tông và vữa
Hàm lượng tối đa cho phép Muối hòa tan
1 Nước trộn bê tông và nước trộn vữa bơm bảo vệ cốt thép cho các kết cấu bê tông cốt thép ứng lực trước
2 Nước trộn bê tông và nước trộn vữa chèn mối nối cho các kết cấu bê tông cốt thép
3 Nước trộn bê tông cho các kết cấu bê tông không cốt thép Nước trộn vữa xây dựng và trát
Hàm lượng tối đa cho phép của muối hòa tan, ion sunfat, ion clorua và cặn không tan trong nước sử dụng để rửa cốt liệu và bảo dưỡng bê tông được quy định trong bảng 1 9.
Hàm lượng tối đa cho phép Muối hòa tan
1 Nước bảo dưỡng bê tông các kết cấu có yêu cầu trang trí bề mặt Nước rửa, tưới ướt và sàng ướt cốt liệu
2 Nước bảo dưỡng bê tông các kết cấu không có yêu cầu trang trí bề mặt
(trừ công trình xả nước)
3 Nước tưới ướt mạch ngừng trước khi đổ tiếp bê tông tưới ướt các bề mặt bê tông trước khi chèn khe nối
Nước bảo dưỡng bê tông trong các công trình xả nước và làm nguội bê tông trong các ống xả nhiệt của khối lớn
Phụ gia cho bê tông là các hợp chất vô cơ hoặc hữu cơ, tự nhiên hoặc tổng hợp, được thêm vào hỗn hợp bê tông với một lượng nhỏ để cải thiện tính chất công nghệ của bê tông tươi hoặc tính chất của bê tông đã hóa rắn Việc sử dụng các loại phụ gia khác nhau cho phép chế tạo bê tông có cường độ cao, độ đặc chắc, khả năng chống thấm và độ dẻo tốt.
Trong công nghệ chế tạo bê tông hiện nay, phụ gia được sử dụng khá phổ biến
Phụ gia bê tông có vai trò quan trọng trong việc cải thiện tính chất của hỗn hợp bê tông, với mỗi loại phụ gia mang lại những tác dụng riêng biệt Chúng có thể tăng độ linh động, giảm lượng nước hoặc xi măng cần thiết, điều chỉnh thời gian đông kết và rắn chắc, cũng như nâng cao cường độ và khả năng chống thấm của bê tông.
Phụ gia khoáng (PGK) là các vật liệu khoáng vô cơ, có nguồn gốc tự nhiên hoặc nhân tạo, được chia thành hai loại: PGK hoạt tính và PGK không hoạt tính Đặc điểm của PGK là giúp giảm lượng xi măng và nước nhào trộn trong bê tông Tuy nhiên, khi không đủ lượng hồ xi măng để lấp đầy khoảng trống giữa các hạt cốt liệu, hỗn hợp bê tông có thể trở nên rời rạc và kém dẻo.
Tổng quan về công nghệ và kĩ thuật sản xuất cống
Hiện nay, ba công nghệ hiện đại chủ yếu được sử dụng trên toàn cầu bao gồm rung ép, rung lõi và rung bàn Tại Việt Nam, các công nghệ này đã được áp dụng tại Nhà máy bê tông đúc sẵn Hùng Vương ở TP Hồ Chí Minh và một số đơn vị khác, với các tên thương mại và nguồn gốc xuất xứ đa dạng.
Dưới đây là tóm tắt những điểm nổi bật về một số dây chuyền sản xuất ống cống bê tông cốt thép hiện đại, ứng dụng các công nghệ tiên tiến như ĐỖ NAM -15VL 18.
Dây chuyền tự động sản xuất cống BTCT bằng công nghệ rung ép, mang tên thương mại BIDI, được sản xuất tại Hoa Kỳ, hoặc dây chuyền Souverean từ CHLB Đức với tính năng tương đương Dây chuyền này có khả năng sản xuất cống tròn BTCT với đường kính từ 200 mm trở lên.
Sản phẩm có kích thước 1500 mm và công suất 350 ống mỗi ngày đêm Toàn bộ quy trình sản xuất và kiểm soát được tự động hóa hoàn toàn, từ khâu nạp liệu cho đến khi ra thành phẩm Hệ thống hoạt động bao gồm các phần chính.
Bàn tạo đầu loe (Bell packer) là thiết bị chuyên dụng để tạo đầu loe cho cống Bàn được trang bị hệ thống rung nén, với thời gian rung và quay được điều chỉnh tùy thuộc vào từng loại cống Việc cài đặt các thông số thời gian cho mỗi loại cống là cần thiết để đảm bảo hiệu quả hoạt động.
Trục quay (Packer shaft) và đầu quay (Rollerhead-longbottom) là các thành phần quan trọng trong hệ thống cống Trục quay nối liền con trượt (crosshead) với đầu quay trên và đầu quay dưới, được bảo vệ bởi một ống sắt Con trượt được điều khiển bằng motor thủy lực để thực hiện quá trình nâng hạ Thời gian nâng hạ phụ thuộc vào loại cống, với cống nhỏ thời gian này sẽ giảm Việc thiết lập thông số thời gian lên xuống là rất cần thiết trước khi thi công cống có đường kính khác nhau Bên cạnh đó, tốc độ quay (vòng/phút) của trục quay, cũng được điều khiển bằng thủy lực, là yếu tố quyết định trong quá trình thi công, với cống nhỏ yêu cầu tốc độ quay cao hơn.
Bàn dẫn bê tông và tạo đầu dương của cống được thiết kế với tay gạt bê tông thừa vào khuôn cống, trong khi bộ phận dao động tự động miết đầu cống khi hoàn thành chu trình Hệ thống băng tải vận chuyển bê tông được điều khiển bằng thủy lực, với van điều chỉnh tốc độ tại bàn điều khiển, cho phép tăng tốc độ băng tải để cung cấp nhiều bê tông hơn cho cống lớn, và ngược lại.
Theo công nghệ này, khuôn tạo hình được bố trí thẳng đứng và đồng trục với trục dẫn động, trong khi hỗn hợp bê tông trong khuôn được ép theo chiều đường kính của ống bằng các con lăn ép.
Nguyên lý hoạt động của thiết bị bắt đầu với đầu ép ở vị trí thấp nhất Hỗn hợp bê tông được nạp vào khuôn, được đặt thẳng đứng trên bàn rung Đầu tiên, bàn rung được kích hoạt để làm chặt hỗn hợp tại phần loe của đầu ống Khi phần loe đã được làm chặt, bàn rung sẽ dừng lại và đầu ép được nâng lên để thực hiện quá trình ép theo chiều đường kính.
Cụm đầu ép được gắn với trục, bao gồm nón phân phối, cánh gạt, con lăn ép và ống nhẵn, hoạt động bằng cách tịnh tiến và quay tròn Chuyển động quay của đầu ép tạo ra lực quán tính ly tâm, giúp ép hỗn hợp bê tông một cách hiệu quả Công nghệ rung ép mang lại nhiều ưu điểm như độ nén chặt bê tông cao, không gây ứng suất xoắn trong cống, khả năng chịu mài mòn và áp lực tốt, cùng với tính đồng nhất cao Vị trí và khoảng cách cốt thép luôn chính xác, kích thước hình học cống được đảm bảo, bề mặt nhẵn và lắp đặt joint kín khít, ngăn chặn hiện tượng dò rỉ nước tại các mối nối.
Hệ thống rung lõi trung tâm cho phép sản xuất cống BTCT tự động với đường kính từ 1500 đến 3600 mm cho cống tròn và kích thước từ 1.000 x 1.000 mm đến 3.000 x 3.000 mm cho cống hộp Toàn bộ quy trình sản xuất và kiểm soát được thực hiện tự động từ khâu nạp liệu cho đến khi hoàn thiện sản phẩm Hệ thống này bao gồm nhiều phần chính, đảm bảo hiệu quả và chất lượng sản phẩm.
Cột rung trung tâm được thiết kế nhiều tầng, giúp phân bố lực rung đồng đều trên toàn bộ thân cống Mỗi tầng của cột rung không chỉ nén bê tông xuống mà còn nén bê tông vào thành khuôn, đảm bảo chất lượng sản phẩm.
Hệ thống kiểm soát tiếp liệu bằng tia laser cho phép điều khiển quá trình cung cấp bê tông với độ chính xác cao, đảm bảo khối lượng và độ cao lớp bê tông tại từng vị trí được thực hiện một cách chính xác.
Bộ phận dưỡng đầu (spigot) hoạt động nhờ hệ thống pittông thủy lực nén, giúp tạo ra đầu cống chính xác và chất lượng cao Nguyên lý hoạt động của thiết bị bao gồm khuôn tạo hình được đặt thẳng đứng và đồng trục với cột rung trung tâm, trong khi hỗn hợp bê tông được nạp vào khuôn liên tục dưới sự kiểm soát của hệ thống tia laser Các máy rung tự động hoạt động theo chương trình đã lập trình sẵn, đảm bảo đầu cống được tạo hình và lèn chặt hiệu quả Công nghệ rung lõi mang lại ưu điểm là có thể sản xuất hai sản phẩm cùng lúc, với tốc độ cấp liệu được kiểm soát chính xác và độ nén chặt của bê tông cao nhờ hệ thống rung trung tâm.
Dây chuyền tự động sản xuất cống BTCT bằng công nghệ rung bàn có khả năng sản xuất cống tròn với đường kính từ 600 mm đến 4000 mm, cùng cống hộp có kích thước tối đa 3600 x 3600 mm Quá trình sản xuất và kiểm soát hoàn toàn tự động từ khâu nạp liệu đến khi hoàn thành sản phẩm Hệ thống này bao gồm các phần chính hoạt động đồng bộ để đảm bảo hiệu quả và chất lượng sản phẩm.
Giới thiệu về sản phẩm nhà máy
Hình 1 3 Cống tròn thoát nước theo phương pháp rung lõi trung tâm
Hiện nay, sản phẩm ống cống bê tông ở các tỉnh phía Bắc chủ yếu được sản xuất theo công nghệ cũ từ hơn 30 năm trước, dẫn đến nhiều nhược điểm như cường độ chịu tải thấp và mác bê tông không đạt yêu cầu Công nghệ li tâm và rung thủ công gây ra tình trạng bề mặt ống cống không đồng đều, với cát hạt nhỏ bên trong thường không đạt tiêu chuẩn Thêm vào đó, kích thước ống và đầu nối không chính xác làm tăng nguy cơ rò rỉ trong hệ thống dẫn nước Việc sản xuất thủ công cũng khiến cho việc kiểm soát chất lượng sản phẩm trở nên khó khăn.
Công nghệ rung lõi trung tâm và rung bàn thủy lực của Pedershaab Đan Mạch là một trong những công nghệ tiên tiến nhất hiện nay Nhà máy sản xuất đồng bộ với dây chuyền tự động hóa từ khâu định lượng, cấp phối, trộn liệu đến sản xuất cốt thép và tạo hình ống cống tròn thoát nước đã được hình thành.
Với công nghệ bê tông trộn ẩm và công nghệ tạo hình rung lõi trung tâm, quy trình tháo dỡ khuôn hoàn toàn tự động giúp nâng cao chất lượng ống cống bê tông Bê tông được phân bố đều và đặc chắc, mang lại khả năng chống thấm tốt và cường độ chịu tải cao Đặc biệt, thiết bị định hình bằng nén thủy lực đảm bảo sản phẩm có độ chính xác về kích thước cao (± 1mm).
Cống bê tông rung lõi trung tâm và cống hộp rung bàn mang đến tính năng mới nổi bật trong thi công lắp đặt, với các mối nối được thực hiện bằng gioăng cao su theo tiêu chuẩn quốc tế, đảm bảo độ chính xác và ngăn ngừa rò rỉ nước nhờ vào độ đàn hồi và bền bỉ cao Thời gian thi công được rút ngắn, giúp tiết kiệm nhân lực cho các nhà thầu Đối với nhà sản xuất, ứng dụng công nghệ rung lõi trung tâm không chỉ tạo ra sản phẩm chất lượng mà còn nâng cao năng suất lên đến 1.200 – 1.500m³/ngày.
Sản phẩm bê tông cốt thép đúc sẵn được sản xuất qua quy trình tự động với kiểm soát chất lượng nghiêm ngặt ở từng bước Chúng được thiết kế đặc biệt để phục vụ cho thi công các công trình thoát nước thải và thoát nước mưa, đảm bảo hiệu quả và độ bền cao.
- Thép được kéo nguội phù hợp với tải trọng của từng loại cống;
- Lồng thép (cốt thép) được sản xuất bằng máy hàn tự động;
- Cống tròn bê tông cốt thép được đúc theo phương pháp rung lõi trung tâm thẳng đứng;
- Vật liệu dùng để làm mối nối cống tròn bê tông cốt thép đúc sẵn là các gioăng cao su, vữa xi măng, tẩm nhựa đường…
Sản phẩm Eurowall là tấm tường rỗng bê tông đúc sẵn, được sản xuất bằng công nghệ đùn ép hiện đại Đây là sản phẩm đầu tiên xuất hiện tại thị trường phía Nam, do Tập đoàn Phan Vũ sản xuất và thi công, nhằm thay thế cho tường gạch xây tô truyền thống.
Tấm tường rỗng với các ưu điểm vượt trội như:
- Có cường độ cao, bền vững trong các điều kiện môi trường (Mác trung bình trên 10MPa)
- Vật liệu có tính cách âm, cách nhiệt tốt
- Bề mặt phẳng, không cần tô trát
- Chiều dài tấm tường linh hoạt, có thể cắt gọt điều chỉnh kích thước dễ dàng tại hiện trường
- Chiều dày tấm tường từ 75mm đến 140mm giúp tăng diện tích sử dụng trong căn hộ
- Thuận tiện trong công tác đi các đường ống kỹ thuật
- Trọng lượng thể tích nhỏ hoen tường gạch truyền thống nên giúp giảm tải trọng xuống móng
- Bề mặt phẳng có tính thẩm mỹ cao nên ít phụ thuộc vào tay nghề của công nhân
- Tốc độ thi công nhanh hơn nhiều lần so tường gạch truyền thống
- Bố trí công trường gọn gàng, sạch sẽ và ít bị ảnh hưởng dởi thời tiết khi thi công
- Tăng tốc độ xây dựng và bàn giao căn hộ
Công nghệ xây dựng nhà sử dụng tấm tường rỗng đang thu hút sự chú ý của người xây dựng nhờ vào nhiều ưu điểm vượt trội Tấm tường rỗng có khả năng chịu tải tốt, trọng lượng nhẹ, và khả năng cách âm, cách nhiệt hiệu quả Đặc biệt, phương pháp này giúp tiết kiệm thời gian thi công, nhanh chóng hơn so với các vật liệu truyền thống.
Tấm tường rỗng mang lại sự linh hoạt trong thiết kế kiến trúc, có thể được sử dụng cho nhiều mục đích như tường, sàn, mái và cầu thang Nhờ vào những ưu điểm vượt trội, tấm tường rỗng ngày càng trở nên phổ biến trong ngành xây dựng và dự kiến sẽ dần thay thế các vật liệu truyền thống.
Với những ưu điểm vượt trội:
Các tính chất cơ lý đặc biệt:
- Dễ dàng neo giữ các tấm tường vào vị trí yêu cầu
- Dễ lắp các khung cửa đi và cửa sổ
- Lắp đặt hệ thống trang thiết bị đơn giản và nhanh chóng
- Phương pháp xây dựng đơn giản
- Dễ hiểu, lắp dựng nhanh, trọng lượng nhẹ ĐỖ NAM -15VL 22
- Không phải trát mặt khi công trình đã lắp dựng xong
- Linh hoạt trong thiết kế kiến trúc
- Tuổi thọ và chất lượng công trình cao Ứng dụng:
Tấm tường có thể dùng để xây dựng mới hoặc cải tạo công trình, có thể áp dụng cho:
+ Nhà ở nhỏ, nhà trợ cấp
+ Nhà ở cao cấp, biệt thự, chung cư thấp và cao tầng
+ Công trình công cộng, cao ốc văn phòng
+ Các công trình công nghiệp
Hoặc dùng như những tấm tường trong các kết cấu khung thép hay khung bê tông
Theo TCVN 11524:2016 em chọn kích thước sản phẩm theo bảng 1.14
Bảng 1.14 Kích thước sản phẩm tấm tường rỗng Tên Dài (mm) Rộng Cao R lỗ số lỗ Vđặc(m3)
Hình 1.4 Sản phẩm tấm tường rỗng Công nghệ đùn ép trong nhà máy
Hình 1.5 Thống số kỹ thuật sản phẩm tấm tường rỗng Công nghệ đùn ép ĐỖ NAM -15VL 23
Nhà máy sản xuất bê tông thương phẩm với các mác M25, M30, M35 có năng suất 45.000 m³/năm Chất lượng hỗn hợp bê tông đóng vai trò quyết định đến chất lượng sản phẩm cuối cùng Để đạt được sản phẩm chất lượng tốt, việc chú trọng vào khâu chế tạo hỗn hợp bê tông là rất quan trọng Hiểu rõ về sự hình thành, cấu tạo và các tính chất của hỗn hợp bê tông, cũng như ảnh hưởng của các thành phần trong hỗn hợp đến các tính chất này, là yếu tố cần thiết để sản xuất bê tông đạt tiêu chuẩn.
Hỗn hợp bê tông được cấu thành từ cốt liệu, chất kết dính, nước và phụ gia, với tỷ lệ phối hợp hợp lý tùy thuộc vào yêu cầu kỹ thuật Các thành phần này cần được trộn đều mà chưa bắt đầu quá trình đông kết Việc xác định tỷ lệ cấp phối và chất lượng hỗn hợp bê tông không chỉ đảm bảo các tính năng kỹ thuật ở những giai đoạn nhất định mà còn đáp ứng yêu cầu công nghệ liên quan đến thiết bị tạo hình, đổ khuôn và các chế độ công tác khác.
Các loại hỗn hợp bê tông thương phẩm sẽ được vận chuyển vào ban đêm khi thành phố cho phép xe tải chuyên chở vào nội thành Mỗi công trình xây dựng yêu cầu các chỉ tiêu kỹ thuật khác nhau, do đó cần có sự điều chỉnh về chất lượng hỗn hợp bê tông, cả về cường độ và tính công tác, để đáp ứng nhu cầu cụ thể của từng dự án.
CƠ SỞ KHOA HỌC
Nguyên vật liệu chế tạo sản phẩm bê tông xi măng và bê tông xi măng
- Khái niệm: Là sản phẩm nghiền mịn của hỗn hợp clinke, thạch cao (3-5%) và phụ gia công nghệ nếu có
Cliker là sản phẩm được tạo ra từ quá trình nung hỗn hợp nghiền mịn, chủ yếu bao gồm đá vôi và khoáng sét Quá trình này giúp kết khối thành các khoáng chất như canxi silic và canxi aluminat.
- Vai trò của xi măng:
Quá trình thủy hóa của hồ xi măng đóng vai trò quan trọng trong việc kết nối các thành phần rời rạc như cát và đá, và khi đóng rắn, nó hình thành một khối cứng vững chắc.
Xi măng được sử dụng thỏa mãn tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 6260:2009 [3]
Bảng 2.1 - Các chỉ tiêu chất lượng của xi măng poóc lăng hỗn hợp
1 Cường độ nén, mặt phẳng, không nhỏ hơn:
2 Thời gian đông kết, min
- bắt đầu, không nhỏ hơn
- kết thúc, không lớn hơn
3 Độ mịn, xác định theo:
- phần còn lại trên sàng kích thước lỗ 0,09 mm, %, không lớn hơn
- bề mặt riêng, xác định theo phương pháp Blaine, cm 2 /g, không nhỏ hơn
4 Độ ẩm ổn định thể tích, xác định theo phương pháp
Le Chatelier, mm, không lớn hơn 10
5 Hàm lượng anhydric sunphuric (SO3), %, không lớn hơn 3,5
6 Độ nở autoclave 1) , %, không lớn hơn 0,8
1) Áp dụng khi có yêu cầu của khách hàng
Cốt liệu lớn trong bê tông, với kích thước từ 5-70 mm, là thành phần chính tạo nên khung chịu lực cho bê tông Chất lượng và giá thành của bê tông đều bị ảnh hưởng bởi loại cốt liệu này.
Cốt liệu lớn có thể được cung cấp dưới dạng hỗn hợp nhiều kích thước hạt hoặc từng kích thước riêng lẻ Thành phần hạt của cốt liệu lớn, được thể hiện qua lượng sót tích lũy trên các sàng, được quy định trong Bảng 2.2.
Bảng 2.2.Thành phần hạt của cốt liệu lớn
Lượng sót tích lũy trên sàng, % khối lượng, ứng với kích thước hạt liệu nhỏ nhất và lớn nhất, mm ĐỖ NAM -15VL 25
Chú thích: Có thể sử dụng cốt liệu lớn với kích thước cỡ hạt nhỏ nhất đến 3 mm, theo thoả thuận
Hàm lượng bùn, bụi, sét trông cốt liệu lớn tùy theo cấp bê tông không vượt quá giá trị trong bảng 2.3
Bảng 2.3 Hàm lượng bùn, bụi, sét trong cốt liệu lớn Cấp bê tông Hàm lượng bùn, bụi, sét,% khối lượng, không lớn hơn
Sỏi và sỏi dăm làm cốt liệu trong bê tông các cấp phải có cường độ nén dập trong xi lanh phù hợp với yêu cầu trong bảng 2.4
Bảng 2.4 Yêu cầu về độ nén dập đối với sỏi và sỏi dăm Cấp bê tông Độ nén dập ở trạng thái bão hòa nước,% khối lượng, không lớn hơn
Đối với bê tông cấp cao hơn B30, độ hao mòn khi va đập của cốt liệu lớn thí nghiệm trong máy Los Angeles không được vượt quá 50% khối lượng Hàm lượng các hạt thoi dẹt trong cốt liệu lớn không được lớn hơn 15% Đối với bê tông cấp B30 và nhỏ hơn, hàm lượng này không vượt quá 35%.
- Hàm lượng ion Cl − (tan trong axit), không lớn hơn 0,01%
- Khả năng phản ứng kiềm− silic phải nằm trong vùng cốt liệu vô hại
- Vai trò lấp đầy khoảng trống giữa đá dăm để tạo độ đặc chắc
Cát dùng để sản xuất hỗn hợp bê thỏa mãn tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 7570:2006 [4]
Cát dùng cho bê tông và vữa được phân loại thành hai nhóm chính dựa trên giá trị môđun độ lớn Nhóm đầu tiên là cát thô, có môđun độ lớn dao động từ 2,0 đến 3,3.
Cát mịn khi môđun độ lớn trong khoảng từ 0,7 đến 2,0 ĐỖ NAM -15VL 26
Thành phần hạt của cát, biểu thị qua lượng sót tích luỹ trên sàng, nằm trong phạm vi quy định trong bảng 2.5
Bảng 2.5 Thành phần hạt của cát
Kích thước lỗ sàng Lượng sót tích lũy trên sàng, % khối lượng
Lượng qua sang 140àm, không lớn hơn 10 35
- Hàm lượng các tạp chất trong cát được quy định trong bảng 2.6
Bảng 2.6 Hàm lượng các tạp chất trong cát Tạp chất
Hàm lượng tạp chất, % khối lượng, không lớn hơn
Bê tông cấp cao hơn B30
Bê tông cấp thấp hơn hoặc bằng B30
Sét cục và các tạp chất dạng cục Không được có 0,25 0,5
Hàm lượng bùn, bụi, sét 1,5 3,0 10,0
- Hàm lượng clorua trong cát tính theo ion Cl − tan trong axit được quy định trong bảng 2.7
Bảng 2.7 Hàm lượng ion Cl − trong cát
Loại bê tông và vữa Hàm lượng ion Cl ,% khối lượng, không lớn hơn
Bê tông dùng trong các kết cấu bê tông cốt thép ứng suất trước 0,01
Bê tông dùng trong các kết cấu bê tông , bê tông cốt thép và vữa thông thường 0,05
Khả năng phản ứng kiềm− silic trong cát phải nằm trong vùng cốt liệu vô hại
- Vai trò để cho xi măng phản ứng thủy hóa tạo ra hồ xi măng liên kết cốt liệu, tạo tính công tác cho hỗn hợp bê tông
+ Đảm bảo theo TCVN thoả mãn các yêu cầu kĩ thuật 7570 - 2006: [4]
+ Không chứa váng dầu hoặc váng mỡ
+ Không có màu khi dùng cho bê tông và vữa hoàn thiện ĐỖ NAM -15VL 27
+ Lượng hợp chất hữu cơ không vượt quá 15 mg/l
+ Có độ pH không nhỏ hơn 4 và không lớn hơn 12,5
Tùy thuộc vào mục đích sử dụng, cần đảm bảo rằng lượng muối hòa tan, ion sunfat, ion clo và cặn không tan không vượt quá các giá trị quy định trong bảng.
Bảng 2.8 Yêu cầu kĩ thuật của nước
Mục đích sử dụng Muối hoà tan
1 Nước trộn bê tông và nước trộn vữa bảo vệ cốt thép cho các kết cấu bê tông cốt thép ứng suất trước
2 Nước trộn bê tông và nước trộn vữa chèn mối nối cho các kết cấu bê tông cốt thép
3 Nước trộn bê tông cho các kết cấu bê tông không cốt thép Nước trộn vữa và xây trát
Khi nước sử dụng cùng với cốt liệu có khả năng gây phản ứng kiềm – silic, tổng hàm lượng ion natri và kali không được lớn hơn 1000 mg/l
Nước sử dụng trong bê tông cần phải sạch và không chứa tạp chất, vì chúng có thể ảnh hưởng đến thời gian đông kết của hồ xi măng và làm giảm cường độ nén của bê tông.
Chất được đưa vào mẻ trộn trước hoặc trong quá trình trộn với liều lượng không vượt quá 5% khối lượng xi măng, nhằm mục đích điều chỉnh một số tính chất của hỗn hợp bê tông và bê tông.
Phụ gia hóa dẻo giảm nước là chất phụ gia giúp tăng độ sụt của hỗn hợp bê tông mà không làm thay đổi tỉ lệ Nước/Xi măng, hoặc giảm lượng nước trộn mà vẫn duy trì độ sụt của bê tông Sử dụng phụ gia này sẽ tạo ra bê tông có cường độ cơ học cao hơn.
- Phụ gia chậm đông kết: Phụ gia làm giảm tốc độ phản ứng giữa xi măng và nước, do đó kéo dài thời gian đông kết của bê tông
Phụ gia đóng rắn nhanh là chất phụ gia giúp tăng tốc độ phản ứng giữa xi măng và nước, rút ngắn thời gian đông kết của bê tông Nhờ đó, bê tông có thể đạt được cường độ cao hơn trong thời gian ngắn, đặc biệt là ở giai đoạn đầu.
- Phụ gia hóa dẻo - chậm đông kết: Phụ gia kết hợp được cả chức năng của phụ gia hóa dẻo và phụ gia chậm đông kết
Phụ gia hóa dẻo - đóng rắn nhanh: Phụ gia kết hợp được các chức năng của phụ gia hóa dẻo) và phụ gia đóng rắn nhanh
Phụ gia siêu dẻo là loại phụ gia giúp giảm lượng nước trộn bê tông lên đến 12% mà vẫn duy trì độ sụt của hỗn hợp vữa Nhờ đó, bê tông đạt được cường độ cao hơn, mang lại hiệu quả tốt trong xây dựng.
- Phụ gia siêu dẻo - chậm đông kết: Phụ gia kết hợp được chức năng của phụ gia siêu dẻo và phụ gia chậm đông kết ĐỖ NAM -15VL 28
- Yêu cầu:Thỏa mãn TCVN 8826-2011 [6]
Yêu cầu về độ đồng nhất
Phụ gia hóa học từ cùng một nguồn gốc cần phải có thành phần hóa học giống như công bố của nhà sản xuất và phải đáp ứng các tiêu chuẩn về độ đồng nhất.
Khi sử dụng phụ gia trong bê tông cốt thép ứng suất trước, nhà sản xuất cần cung cấp bằng văn bản hàm lượng ion clo của phụ gia và xác nhận liệu có sử dụng thêm clorua trong quá trình sản xuất hay không.
Yêu cầu đối với thép cốt trong bê tông ứng lực trước
Cốt thép ứng lực trước phải đạt các chỉ tiêu kỹ thuật theo TCVN 1651:2008 và TCVN 6284:1997 [7]
Tiêu chuẩn với cốt thép thường (áp dụng TCVN 1651-2008)
* Thép tròn trơn (áp dụng TCVN 1651 -2008)
Bảng 2.9 Kích thước, khối lượng 1 mét chiều dài và sai lệch cho phép Đường kính danh nghĩa d(mm)
Diện tích mặt cắt ngang danh nghĩa An(mm2)
Khối lượng 1m chiều dài (kg/m)
Kích thước ,khối lượng 1 mét chiều dài và sai lệch cho phép
Vật liệu phải phù hợp với các yêu cầu về đặc tính độ bền kéo quy định trong bảng
Giới hạn bền kéo Rm
Rm / Rch Độ dãn dài (%) A5 min Agt min
* Thép thanh vằn (áp dụng TCVN 1651-2:2008)
- Kích thước khối lượng 1m chiều dài và sai lệch cho phép
Bảng 2.11 Kích thước, khối lượng 1 mét chiều dài và sai lệch cho phép Đường kính thanh danh nghĩa d(mm)
Diện tích mặt cắt ngang danh nghĩa An (mm2)
Khối lượng 1 mét dài Kg/m Sai lệch cho phép (%)
25 491 3.85 +/-4 ĐỖ NAM -15VL 29 Đặc trưng cơ tính :
+ Độ bền kéo: Vật liệu thử phải phù hợp với yêu cầu quy định trong bảng
Bảng 2.12 Kích thước, khối lượng 1 mét chiều dài và sai lệch cho phép
Giới hạn chảy trên Rch, (Mpa)
Giới hạn chảy trên Rm , (Mpa) Độ dãn dài % A5 nhỏ nhất Agt nhỏ nhất
Sau khi thử thanh thép không được gãy ,rạn nứt có thể nhìn thấy bằng mắt thường
Tiêu chuẩn với cốt thép cường độ cao (áp dụng TCVN 6284-1997)
Các yêu cầu cơ bản đánh giá chất lượng:
- Hỗn hợp bê tông cần được sản xuất phù hợp với các yêu cầu của tiêu chuẩn này và các quy trình công nghệ được phê duyệt
- Hỗn hợp bê tông sản xuất phải bảo đảm đạt các yêu cầu cơ bản của hỗn hợp bê tông và bê tông:
+ Cường độ bê tông (nén, kéo );
+ Kích thước lớn nhất của hạt cốt liệu;
+ Độ tách nước và tách vữa;
Đảm bảo tính bảo toàn các đặc tính của hỗn hợp bê tông theo thời gian là rất quan trọng, bao gồm tính công tác, độ tách nước, tách vữa và hàm lượng bọt khí, đặc biệt khi có yêu cầu cụ thể.
Tính chất của hỗn hợp bê tông và bê tông
2.2.1 Tính chất của hỗn hợp bê tông
Hỗn hợp bê tông là một thể vật lý đồng nhất bao gồm xi măng, nước, cốt liệu và phụ gia, tương tác với nhau thông qua lực liên kết vật lý và hóa học Hồ xi măng, được hình thành từ xi măng và nước, là thành phần chính tạo nên cấu trúc bê tông Khi quá trình thủy hóa của xi măng tăng lên, độ phân tán của pha rắn cũng gia tăng, dẫn đến sự tăng cường độ nhớt và khả năng dính kết của hồ, từ đó xuất hiện biến dạng đàn hồi và cường độ cấu trúc trong hỗn hợp bê tông Đồng thời, hỗn hợp này cũng có thể chảy nhão như chất lỏng quánh, cho thấy tính chất đàn hồi dẻo quánh, kết hợp giữa tính chất của chất rắn và chất lỏng lý tưởng Bản chất lưu biến của hỗn hợp bê tông được thể hiện qua phương trình ε =
: Ứng suất trong hỗn hợp bê tông;
: Ứng suất trượt trong hỗn hợp bê tông;
: Độ nhớt của hỗn hợp bê tông;
Dưới tác động của chấn động, lực tương tác giữa các thành phần vật chất trong hỗn hợp bê tông bị phá hủy, dẫn đến việc mất cường độ cấu trúc Khi đó, hỗn hợp bê tông sẽ chuyển đổi thành một chất lỏng nặng và quánh, dễ dàng lấp đầy khuôn.
⁕ Tính công tác của hỗn hợp bê tông
Tạo hình hỗn hợp bê tông phụ thuộc nhiều vào tính công tác của nó
Bảng phân loại hỗn hợp bê tông theo tính công tác (kể cả có phụ gia)
Bảng 2.14 Tính công tác hỗn hợp bê tông Mác hỗn hợp bê tông theo tính công tác
Giá trị của tính công tác Độ cứng, giây Độ lưu động,cm Độ sụt hình nón cụt Độ chảy hình nón cụt
Hỗn hợp bê tông đặc biệt cứng СЖ 3 >100 СЖ 2 51-100 СЖ 1 50 và 2,5.
Giá trị tỷ lệ X/N thường nằm trong khoảng 2,5-3,5 Thí nghiệm trên các loại bê tông với nhiều loại xi măng và cốt liệu cho thấy, phần đường thẳng kéo dài (khi X/N > 2,5) sẽ cắt trục hoành tại điểm O2, nằm bên trái gốc tọa độ và cách gốc tọa độ một khoảng B1 Để đơn giản hóa công thức tính toán cường độ bê tông, giáo sư Skramtaev đã đề xuất xem giá trị B và B1 là không đổi và lấy bằng 0,5.
Như vậy công thức tính toán sơ bộ cường độ bê tông theo Bolomey-Skramtaev sẽ có dạng như sau:
Thay thế các giá trị A và A1 từ bảng 2.18 vào công thức Bolomey-Skramtaev cho thấy mối quan hệ giữa cường độ bê tông và tỷ lệ X/N, được thể hiện qua đồ thị hình 2.11 Kết quả cho thấy rằng khi mác xi măng tăng, góc cũng tăng theo, dẫn đến cường độ bê tông cao hơn.
Bảng 2.18 Hệ số A và A1 tương ứng với cường độ xi măng
Chỉ tiêu đánh giá Hệ số A và A1 ứng với xi măng cường độ theo TCVN 6016- Phụ lục 1(pp ĐỖ NAM -15VL 48 liệu 1995 nhanh)
Xi măng hoạt tính cao, không trộn phụ gia thủy Đá sạch, đặc chắc, cường độ cao, cấp phối hạt tốt
Xi măng hoạt tính trung bình Pooc lăng hỗn hợp, chứa 10-15% phụ gia thủy Đá chất lượng phù hợp với TCVN 1771-
Cát chất lượng phù hợp với TCVN 1770-
Xi măng hoạt tính thấp Pooc lăng hỗn hợp chứa trên 15% phụ gia thủy Đá có 1 chỉ tiêu chưa phù hợp TCVN
Khi tỷ lệ X/N ≤ 2,5, đồ thị cường độ bê tông sẽ là một chùm đường thẳng bắt đầu từ điểm O1 Ngược lại, khi tỷ lệ X/N > 2,5, đồ thị sẽ chuyển thành một đường thẳng xuất phát từ điểm O2.
Hình 2.12 Sự phụ thuộc của cường dộ bê tông nặng vào X/N khi mác xi măng khác nhau
Giải pháp: tính toán lượng X/N và bài toán cấp phối đảm bảo yếu tố kĩ thuật và kinh tế
(lựa chọn mác xi măng để chể tạo bê tông hợp lí)
2.8.3 Ảnh hưởng của cốt liệu
Các khuyết tật có thể có của bê tông, các giải pháp đề phòng, khắc phục
Trong sản xuất bê tông đúc sẵn, khuyết tật là điều không thể tránh khỏi và được phân loại thành nhiều loại khác nhau, ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm Mỗi loại khuyết tật sẽ có những giải pháp khắc phục và phòng ngừa riêng biệt.
2.9.1 Các khuyết tật có thể xảy ra
Nứt bê tông là hiện tượng phổ biến trong xây dựng, thường xảy ra khi ứng suất uốn vượt quá cường độ bền uốn của vật liệu Các vết nứt này phát triển từ nhiều nguyên nhân, chủ yếu do khả năng chịu uốn kém của bê tông.
Vết nứt trong bê tông thường xuất hiện chỉ vài giờ sau khi đổ, khi bê tông còn ở trạng thái dẻo và cường độ do thủy hóa xi măng chưa đáng kể Dựa theo thời điểm hình thành, vết nứt trong bê tông được chia thành hai loại chính.
Vết nứt trong bê tông hình thành do sự cố kết không đồng nhất của các thành phần và sự cản trở từ cốt thép hoặc cốt liệu lớn Những vết nứt này thường xuất hiện từ 30 phút đến 3 giờ sau khi đổ bê tông và thường phát triển theo hệ thống lưới thép trong sàn.
Vết nứt trong bê tông hình thành do co ngót không đều, gây mất ổn định thể tích Những vết nứt này thường xuất hiện song song, cách nhau từ 100-600mm, với chiều dài từ 0,25-2m, phổ biến nhất là 300-600mm Bề rộng vết nứt có thể đạt tới 3mm và thường chỉ phát triển đến độ sâu của cốt thép Tuy nhiên, hiện tượng co ngót sau này có thể khiến các vết nứt phát triển xuyên suốt chiều dày của sàn.
Nguyên nhân xuất hiện: ĐỖ NAM -15VL 53
- Vết nứt do tác động của ngoại lực trong quá trình sử dụng;
- Vết nứt do tác động của cốt thép ứng lực trước lên bê tông;
- Vết nứt công nghệ do co ngót bê tông, do mức độ đầm vữa bê tông kém, chưng hấp bê tông không đều, do chế độ nhiệt - ẩm;
- Vết nứt hình thành do cốt thép bị ăn mòn
Hiện tượng phồng rộp bề mặt bê tông, đặc biệt ở các cấu kiện thành mỏng, thường xảy ra do khó khăn trong quá trình đầm dùi Khi các mạch mao dẫn chưa bị phá vỡ, lượng nước thừa và bọt khí trong bê tông không thoát ra ngoài, dẫn đến hiện tượng "bọc không khí" xuất hiện Sự chuyển hóa và bay hơi của các thành phần này dưới tác động của nhiệt độ là nguyên nhân chính gây ra hiện tượng này.
Bê tông có thể xuất hiện các vết nứt nhỏ, thường là một mạng lưới các vết nứt dài dưới 50mm, khó nhận thấy khi bề mặt khô.
Trong giai đoạn đầu phát triển cường độ, điều kiện thời tiết không thuận lợi như độ ẩm thấp, nhiệt độ cao và gió hanh khô gây ra quá trình thoát nước bề mặt nhanh chóng Trong khi đó, bê tông cần duy trì hàm lượng nước nhất định để quá trình thủy hóa diễn ra Những yếu tố này là nguyên nhân chính dẫn đến sự hình thành các vết rạn nứt trong bê tông.
Hiện tượng nứt chân chim trong kết cấu bê tông thường không gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến khả năng làm việc của nó, vì các vết rạn nứt thường nông và chưa chạm tới cốt thép.
Rỗ tổ ong là hiện tượng xuất hiện trong bê tông khi vữa không lấp đầy các khoảng trống giữa các hạt cốt liệu thô, dẫn đến sự hình thành các lỗ rỗng Hiện tượng này thường xảy ra ngay sau khi tháo dỡ ván khuôn và tồn tại ở ba dạng chính.
Rỗ ngoài, hay còn gọi là rỗ mặt, là hiện tượng mặt bê tông xuất hiện những lỗ nhỏ giống như tổ ong, nhưng chưa ảnh hưởng đến cốt thép bên trong.
- Rỗ sâu: lỗ rỗng sâu tới tận cốt thép
- Rỗ thấu suốt: lỗ rỗ xuyên qua kết cấu, từ mặt này sang mặt kia
Có khá nhiều nguyên nhân gây ra khuyết tật rỗ tổ ong và chủ yếu tồn tại trong giai đoạn thi công:
- Do vữa bê tông bị phân tầng trong quá trình vận chuyển, đổ và đầm bê tông;
- Do độ dày của bê tông quá lớn vượt quá phạm vi ảnh hưởng tác dụng của đầm;
Vữa bê tông có thể bị ảnh hưởng tiêu cực bởi nhiều yếu tố, bao gồm việc trộn không đều, độ ẩm không đủ do vữa quá khô, hoặc mất nước xi măng trong quá trình vận chuyển nếu thiết bị không kín Ngoài ra, việc ván khuôn không kín khi đầm cũng có thể dẫn đến tình trạng mất nước, ảnh hưởng đến chất lượng bê tông.
Do đầm không kỹ, đặc biệt là lớp vữa bê tông giữa cốt thép chịu lực và ván khuôn, có thể dẫn đến những vấn đề nghiêm trọng Nguyên nhân có thể là do máy đầm có sức rung quá yếu hoặc cấp phối bê tông không được lèn chặt.
Cốt thép quá dày có thể khiến cốt liệu không thể rơi xuống dưới, hoặc do cốt liệu lớn không đúng quy cách với kích thước quá lớn.
Sự xuất hiện của rỗ tổ ong làm giảm tiết diện chịu lực, từ đó giảm khả năng chịu lực của kết cấu Điều này tạo điều kiện cho môi trường xâm thực xâm nhập, gây hại cho cốt thép và phá hoại liên kết giữa bê tông và cốt thép.