TỔNG QUAN
Tổng quan tình hình sản xuất và sử dụng sản phẩm bê tông
Trong quá trình phát triển, bê tông và bê tông cốt thép ngày càng được cải tiến về tính toán kết cấu, từ đó nâng cao hiệu quả sử dụng và mở rộng phạm vi ứng dụng Sự ra đời của bê tông cốt thép toàn khối và đổ tại chỗ đã dẫn đến sự xuất hiện của các cấu kiện bê tông đúc sẵn, góp phần vào sự tiến bộ trong ngành xây dựng.
Năm 1892, Franỗois Hennebique đã nộp bằng sáng chế, trở thành nhà phát minh của bê tông cốt thép Tại Hội chợ Thế giới năm 1900, ông được công nhận là "nhà thầu quan trọng nhất về bê tông cốt thép", từ đó, bê tông đã trở thành một loại cấu kiện thiết yếu trong ngành xây dựng.
Từ năm 1930 đến 1940, sản xuất cấu kiện bê tông cốt thép đã chuyển từ phương pháp thủ công sang cơ giới hóa, nhờ vào nghiên cứu thành công dây chuyền công nghệ sản xuất Thời kỳ này chứng kiến sự ra đời của nhiều loại máy trộn và các phương pháp đầm chặt bê tông như chấn động, cán, cán rung, và li tâm hút chân không Đồng thời, các phương pháp dưỡng hộ nhiệt cùng với việc sử dụng phụ gia và xi măng rắn nhanh đã giúp rút ngắn đáng kể quy trình sản xuất các cấu kiện bê tông cốt thép đúc sẵn.
Cuối năm 1980, bê tông cường độ cao như bê tông cốt sợi và bê tông tự lèn ra đời, đánh dấu bước tiến quan trọng trong ngành xây dựng Những nghiên cứu về lý thuyết 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, việc áp dụng bê tông ứng suất trước trong sản xuất cấu kiện đã mang lại thành tựu lớn, cho phép tận dụng bê tông và cốt thép cường độ cao, tiết kiệm nguyên liệu, thu nhỏ kích thước cấu kiện, giảm khối lượng, nâng cao năng lực chịu tải và khả năng chống nứt.
Trong quá trình phát triển, các phương pháp tính toán kết cấu ngày càng được hoàn thiện, nâng cao hiệu quả sử dụng Đầu thế kỷ 20, cấu kiện bê tông cốt thép đúc sẵn ra đời, thay thế dần phương pháp sản xuất thủ công bằng cơ giới Sự nghiên cứu thành công dây chuyền công nghệ sản xuất cấu kiện bê tông cốt thép đã góp phần quan trọng vào việc hình thành những nhà máy sản xuất cấu kiện cốt thép đúc sẵn đầu tiên.
Hiện nay, công nghệ hiện đại cho phép cơ giới hóa toàn bộ dây chuyền sản xuất và tự động hóa nhiều khâu trong sản xuất cấu kiện bê tông cốt thép Bê tông ứng suất trước được sử dụng phổ biến trong xây dựng dân dụng và công nghiệp với nhiều loại cấu kiện như cọc ly tâm và tường Nhiều quốc gia đã phát triển các nhà máy sản xuất đồng bộ các cấu kiện theo thiết kế định hình Năm 2020, Việt Nam sản xuất hơn 106,6 triệu tấn xi măng, trong đó 62 triệu tấn phục vụ cho tiêu thụ nội địa.
Theo hoạch phát triển công nghiệp xi măng Việt Nam đến năm 2030, sản lượng dự kiến đạt từ 125-145 triệu tấn, trong đó khoảng 25-35 triệu tấn sẽ được xuất khẩu.
Tổng quan về bê tông
Bê tông là một loại đá nhân tạo, được hình thành từ việc trộn lẫn các thành phần như cốt liệu thô, cốt liệu mịn và chất kết dính theo tỷ lệ nhất định, gọi là cấp phối bê tông Chất kết dính trong bê tông đóng vai trò quan trọng trong việc liên kết các cốt liệu thô và mịn, giúp tạo ra một khối cứng như đá khi quá trình đóng rắn hoàn tất Bê tông có thể được chia thành nhiều loại khác nhau.
Theo dạng chất kết dính:
• Bê tông chất kết dính hỗn hợp
• Bê tông dùng chất kết dính đặc biệt
Theo lĩnh vực sử dụng:
• Bê tông dùng trong các kết cấu bê tông cốt thép
• Bê tông thủy công dùng để xây đập, các công trình dẫn nước,…
• Bê tông dùng cho mặt đường, sân bay,…
• Bê tông dùng cho kết cấu bao che
• Bê tông có công dụng đặc biệt như chịu nhiệt, axit, chống phóng xạ
Theo khối lượng thể tích:
• Bê tông đặc biệt nhẹ: ρv < 500kg/m 3
• Bê tông tương đối nặng: ρv = 1800 - 2200 kg/m 3
• Bê tông đặc biệt nặng: ρv > 2500kg/m 3
• Bê tông thường: cường độ nén 30-50 Mpa
• Bê tông cường độ cao: cường độ nén 60-80 Mpa
• Bê tông cường độ rất cao: cường độ nén 100-150 Mpa
Bê tông có sức bền nén tốt nhưng khả năng chịu lực kéo lại hạn chế, do đó, trong xây dựng, người ta thường sử dụng thép để gia cường, tạo thành bê tông cốt thép nhằm cải thiện khả năng chịu kéo Tuy nhiên, bê tông cốt thép cũng có thể bị hư hại do các yếu tố như đóng băng hoặc nước thấm vào.
Sản xuất và sử dụng bê tông có nhiều tác động đến môi trường, không hoàn toàn tiêu cực như nhiều người nghĩ Mặc dù sản xuất bê tông góp phần vào việc phát thải khí nhà kính, nhưng việc tái sử dụng bê tông cho các công trình cũ và hết tuổi thọ đang trở nên phổ biến Những kết cấu bê tông rất bền và có tuổi thọ cao, góp phần vào sự bền vững trong xây dựng.
Giới thiệu chung về các sản phẩm và cấu kiện bê tông
1.3.1 Kết cấu bê tông cốt thép
Bê tông cốt thép là vật liệu composite kết hợp giữa bê tông và thép, trong đó cả hai cùng chịu lực Bê tông có cường độ chịu kéo thấp, chỉ khoảng 1/15 đến 1/10 cường độ chịu nén, dẫn đến hạn chế trong khả năng sử dụng và lãng phí vật liệu Sự kết hợp này giúp khắc phục nhược điểm của bê tông, nâng cao hiệu quả sử dụng và khả năng chịu lực của công trình.
Bê tông thường được gia cố bằng các thanh cốt thép, vì cốt thép có cường độ chịu kéo cao hơn bê tông Do đó, các thanh cốt thường được đặt ở những vùng chịu kéo của cấu kiện để tăng cường độ bền và khả năng chịu lực.
Ngày nay, cốt có thể được làm từ nhiều loại vật liệu khác ngoài thép, như polyme, sợi thủy tinh và các vật liệu composite khác Kết cấu xây dựng sử dụng bê tông kết hợp với các cốt liệu khác được gọi là kết cấu bê tông có cốt.
Kết cấu bê tông cốt thép, sử dụng các thanh thép làm cốt, là một trong những loại kết cấu bê tông lâu đời và phổ biến nhất trong ngành xây dựng Đặc điểm nổi bật của loại kết cấu này là sự tương đồng trong biến dạng do nhiệt độ giữa bê tông và thép, giúp nâng cao hiệu quả và độ bền cho công trình.
Bê tông cốt thép là vật liệu xây dựng phổ biến, được ứng dụng rộng rãi trong xây dựng dân dụng và công trình giao thông Trong nhiều công trình hiện đại, kết cấu bê tông cốt thép đảm nhận vai trò chủ yếu trong việc chịu lực cho toàn bộ công trình.
1.3.2 Kết cấu bê tông cốt thép ứng suất trước a Kết cấu bê tông cốt thép ứng suất trước căng trước
Cốt thép ứng suất trước được kéo căng trước khi đúc kết cấu bê tông, sau đó kết cấu này được chế tạo như bê tông cốt thép thông thường Khi bê tông đạt cường độ cần thiết để giữ ứng suất trước, cốt thép sẽ được cắt rời khỏi bệ căng.
Cốt thép có tính đàn hồi cao, dẫn đến hiện tượng co lại dọc theo trục của nó Sự biến dạng này được chuyển hóa thành biến dạng vồng ngược của kết cấu bê tông nhờ lực bám dính giữa bê tông và cốt thép ứng suất trước khi kết cấu chịu uốn Phương pháp này, được gọi là phương pháp căng trước, cho phép tạo ra kết cấu ứng suất trước bằng cách căng cốt thép trước khi bê tông đạt được độ rắn chắc và cường độ thiết kế.
Phương pháp bê tông ứng suất trước căng trước thích hợp cho việc chế tạo kết cấu bê tông đúc sẵn trong các nhà máy, nhờ vào bệ căng cố định và lực bán dính trên cốt thép, giúp giảm thiểu rủi ro tổn hao ứng suất trước Ngược lại, bê tông cốt thép ứng suất trước căng sau không bám dính được thi công bằng cách căng cốt thép sau khi kết cấu đã hình thành, sử dụng phản lực đầu neo hình côn để truyền áp lực ép lên bê tông, tạo ra ứng suất trước mà không cần lực bám dính giữa bê tông và cốt thép.
Cốt thép ứng suất trước có thể được thiết kế dưới dạng thanh, sợi cáp hoặc bó cáp, với từng sợi cốt thép tự do di chuyển trong ống bao bằng nhựa có dầu bôi trơn mà không tiếp xúc với bê tông, tạo ra sự tách biệt hoàn toàn giữa bê tông và cốt thép, không có lực bám dính nào giữa hai vật liệu này.
Phương pháp thi công bê tông cốt thép ứng suất trước đổ tại chỗ mang lại nhiều thuận lợi, nhưng cũng có nhược điểm khi chỉ dựa vào đầu neo để giữ ứng suất trước Nếu đầu neo bị hỏng, ứng suất trước trong cốt thép sẽ mất, khiến kết cấu trở thành bê tông thông thường và không đảm bảo khả năng chịu lực Một giải pháp hiệu quả là bê tông cốt thép ứng suất trước căng sau dạng bám dính, kết hợp lực bám dính giữa cốt thép và bê tông cùng với phản lực ép từ đầu neo để duy trì ứng suất trước.
Cốt thép được bao bọc trong ống nhựa, nhôm hoặc thép và được tích hợp vào kết cấu bê tông Quá trình thi công bao gồm việc tạo ra kết cấu bê tông cốt thép ứng suất trước căng sau.
Sau khi căng cốt thép đến ứng suất thiết kế, vữa xi măng được bơm vào các ống bao với áp lực cao Quá trình này không chỉ tạo lớp vữa bảo vệ cốt thép mà còn thiết lập môi trường truyền ứng lực thông qua lực bám dính giữa cốt thép, vữa xi măng đông kết, ống bao và kết cấu bê tông bên ngoài.
Việc kiểm tra độ đầy chặt vữa xi măng trong ống bao được thực hiện thông qua các đầu ống kiểm tra cắm vào ống bao, cho phép bơm vữa áp lực cao cho đến khi vữa phun ra từ các đầu thăm Phương pháp này giúp xác định mức độ đầy vữa trong ống cáp của kết cấu bê tông ứng suất trước căng sau cải tiến Nó được áp dụng cho các kết cấu đúc tại chỗ, giảm thiểu rủi ro do tổn hao ứng suất trước tại đầu neo Tuy nhiên, cần xem xét ưu nhược điểm của các loại cấu kiện bê tông đúc sẵn để đưa ra quyết định phù hợp.
Cấu kiện bê tông cốt thép được sản xuất sẵn trong các khuôn tại nhà máy, yêu cầu đạt tối thiểu 70% cường độ thiết kế khi lắp ghép tại công trường Các cấu kiện này bao gồm cột, dầm, sàn, móng đài, cọc, ống nước, cột điện, phục vụ cho việc thi công các công trình ngầm và nhà cao tầng.
• Các loại cấu kiện bê tông đúc sẵn dự ứng lực được sử dụng rộng rãi vì chúng có rất nhiều ưu điểm như là:
- Không chịu ảnh hưởng bởi thời tiết
- Thi công nhanh, chất lượng cấu kiện đảm bảo, đồng đều và có khả năng cơ giới hóa cao, sản suất hàng loạt nhiều cấu kiện
- Vật liệu đầu vào được kiểm soát chặt chẽ về chất lượng, độ ẩm, hàm lượng tạp chất…
- Sức chịu tải trọng lớn hơn, tiết kiệm được thép
• Bên cạnh đó vẫn tồn tại một số nhược điểm như là:
- Vấn đề vận chuyển các cấu kiện dài, có kích thước lớn rất khó khăn -> chi phí vận chuyển tốn kém
- Tại mối nối giữa các cấu kiện khi lắp ghép dễ bị ngấm nước, liên kết mối nối không đảm bảo gây tập trung ứng suất
1.3.3 Các công nghê sản xuất cấu kiện bê tông đúc sẵn
Công nghệ sản xuất cấu kiện bê tông cốt thép theo dây chuyền tổ hợp sử dụng cần cẩu hoặc bàn con lăn để di chuyển khuôn và cấu kiện đến các vị trí công nghệ Mỗi công đoạn trong dây chuyền này được trang bị máy móc và thiết bị chuyên dụng, đảm bảo quy trình sản xuất hiệu quả và chất lượng cao.
Công nghệ dây chuyền tổ hợp được sử dụng rộng rãi vì:
• Nhanh chóng thay đổi việc sản xuất cấu kiện loại này sang sản xuất cấu kiện loại khác mà không yêu cầu đầu tư lớn
• Lãi cao nếu sản xuất hang loạt
Phương pháp này sử dụng có hiệu quả khi sản xuất các cấu kiện bê tông có bề rộng dưới 3m, chiều dài dưới 12m và chiều cao dưới 1m
Tổng quan về công nghệ sản xuất hỗn hợp bê tông
a Cân đong nguyên vật liệu
Vật liệu xây dựng như xi măng, nước và phụ gia được cân đong với độ chính xác ±1%, trong khi cốt liệu có độ chính xác ±2% Sự tương thích giữa thành phần thực tế của bê tông và vữa với thành phần đã định, cũng như sự ổn định của các thành phần trong các mẻ trộn khác nhau, phụ thuộc vào độ chính xác trong quá trình cân đong.
Thiết bị cân đong bao gồm các loại cân vận hành gián đoạn và vận hành liên tục:
• Loại thứ nhất thường được dùng trong phân xưởng trộn bê tông không liên tục
• Loại thứ hai thường dùng cho các phân xưởng trộn bê tông liên tục
• Thời gian của một chu trình cân vật liệu từ 35 – 45 giây
Cân có ba loại điều khiển: điều khiển bằng tay, tự động và bán tự động Trong cân điều khiển bằng tay, người điều khiển mở van và theo dõi trọng lượng trên mặt cân, đóng van khi đạt trọng lượng mong muốn Cân tự động thực hiện tất cả các thao tác theo chu trình đã định mà không cần sự can thiệp của người Còn trong cân bán tự động, quá trình nạp liệu và cân vật liệu diễn ra tự động, nhưng việc đổ vật liệu vào máy trộn vẫn do người điều khiển từ xa.
Tự động hóa quá trình cân đong mang lại hiệu quả tối ưu khi vật liệu được đưa vào cân với các đặc trưng ổn định, không có sự thay đổi đột ngột về thành phần hạt và độ ẩm.
Độ chính xác trong việc cân đong vật liệu bê tông phụ thuộc vào độ ẩm và sự cung cấp liên tục Cân xi măng và cốt liệu thường được lắp đặt dưới cửa tháo ở phần chóp của bunke trung gian, trong khi cân nước và phụ gia được đặt trên các xíc đồng riêng phía trên máy trộn.
Trộn hỗn hợp bê tông cần đảm bảo rằng vữa xi măng bao quanh đều các hạt cốt liệu, đạt được sự đồng nhất trong toàn bộ khối hỗn hợp Để đạt được điều này, các phần tử trong hỗn hợp vật liệu phải thực hiện nhiều chuyển động phức tạp và cắt chéo nhau trong quá trình nhào trộn.
Hỗn hợp bê tông có hàm lượng nước và chất kết dính cao tạo ra lực liên kết và ma sát giữa các hạt nhỏ thấp hơn, do đó dễ trộn hơn so với hỗn hợp bê tông khô.
Hỗn hợp bê tông hạt lớn dễ trộn hơn so với hỗn hợp hạt nhỏ, vì các hạt nhỏ khi ẩm dễ bị vón cục, gây khó khăn trong quá trình trộn Trong hỗn hợp bê tông, hiện tượng hấp phụ chất kết dính vào cốt liệu cũng xảy ra, với lực hấp phụ tăng lên khi màng chất kết dính thay đổi Thêm vào đó, các phản ứng trao đổi cation và anion liên tục làm gia tăng sự hấp phụ chất kết dính.
Máy trộn bê tông cưỡng bức và chấn động giúp trộn bê tông hiệu quả hơn bằng cách thay đổi màng và chuyển hóa xi măng khô thành gen Hiện tượng loãng áp hỗ trợ việc phân phối các hạt trong hệ thống phân tán thô như bê tông và vữa, làm cho quá trình trộn trở nên dễ dàng hơn.
Căn cứ vào dạng hỗn hợp bê tông và đặc trưng chế tạo, người ta sử dụng nhiều phương pháp trộn khác nhau c Chế độ trộn
Để bắt đầu quá trình trộn, cần đổ 15 – 20% lượng nước cần thiết cho mẻ trộn, sau đó đồng thời thêm xi măng và cốt liệu, rồi tiếp tục đổ hết lượng nước theo yêu cầu.
Khi sử dụng phụ gia hoạt tính bề mặt theo phương pháp ướt, trước tiên cần đổ dung dịch nước phụ gia, sau đó cho xi măng vào Sau một thời gian trộn ngắn, tiếp theo là cho cốt liệu vào.
Khi sử dụng nước nóng, hãy bắt đầu bằng cách đổ nước vào thùng trộn, sau đó thêm cốt liệu lớn Sau khi đã đổ được nửa lượng nước cần thiết, quay thùng trộn vài vòng trước khi nạp cát và xi măng.
Thời gian trộn bê tông đóng vai trò quan trọng trong việc xác định chất lượng của hỗn hợp Đối với các máy trộn rơi tự do, thời gian trộn được tính từ khi tất cả các nguyên liệu, bao gồm cả nước, được nạp vào cho đến khi hỗn hợp được tháo ra.
Thời gian trộn bê tông phụ thuộc vào lượng nước và xi măng, kích thước cốt liệu, độ lưu động của hỗn hợp, thể tích mẻ trộn và loại máy trộn sử dụng Khi độ lưu động của hỗn hợp cao và hàm lượng xi măng lớn, sự đồng đều của hỗn hợp dễ dàng đạt được, dẫn đến thời gian trộn ngắn hơn Phương pháp vận chuyển hỗn hợp bê tông cũng đóng vai trò quan trọng trong quá trình này.
Việc vận chuyển hỗn hợp bê tông từ trạm trộn đến nơi thi công cần hạn chế số lần chuyển tải để đảm bảo chất lượng Thời gian vận chuyển không được vượt quá một giờ nhằm tránh hiện tượng ninh kết và đóng rắn Khi lựa chọn phương pháp vận chuyển, cần xem xét cự ly, tốc độ, độ lưu động của hỗn hợp, chiều cao đổ và tính kinh tế của phương pháp.
Hỗn hợp bê tông có thể được vận chuyển bằng nhiều phương pháp khác nhau Tại các trạm sản xuất bê tông cơ giới hóa cao, việc sử dụng máy cung cấp bê tông chạy trên cầu cạn là phổ biến.
Tổng quan về sản phẩm
Tấm tường được sản xuất bằng công nghệ tiên tiến và tự động hóa cao, mang lại chất lượng vượt trội với giá thành cạnh tranh Đây là giải pháp tối ưu để thay thế các loại gạch xây truyền thống, đồng thời khắc phục nhược điểm của các vật liệu không nung khác trong điều kiện khí hậu Việt Nam.
Theo mục đích sử dụng:
-Tấm tường rỗng thông thường
-Tấm tưởng rỗng cách âm
Theo cấp độ bền va đập:
-Cấp C1: tấm tường rỗng có độ bền va đập cao
-Cấp C2: tấm tường rỗng có độ bền vâ đập trung bình
-Cấp C3: tấm tưởng rỗng có độ bền vâ đập thấp
• Cường độ nén của bê tông ở tuổi 28 ngày phải đảm bảo yêu cầu thiết kế nhưng không được nhỏ hơn 15 MPa
• Yêu cầu ngoại quan và khuyết tật cho phép của tấm tường
Độ bằng phẳng của bề mặt tấm tường rỗng được xác định bằng khe hở lớn nhất dưới thước 2 m, khi kiểm tra ba điểm dọc theo chiều dài của tấm tường.
Số vết sứt vỡ ở các cạnh phải có độ dài từ 10 mm đến 30 mm, chiều rộng kéo sang bề mặt từ 5 mm đến 10 mm và chiều sâu từ 5 mm đến 10 mm, với điều kiện không lớn hơn 2.
• Vết sứt ở góc cắt có chiều dài kéo từ mặt bên sang bề mặt không được lớn hơn 25 mm
SVTH: TRẦN XUÂN HÒA Trang 17
• Không cho phép có các vết sứt vỡ với kích thước lớn hơn các quy định nêu trên
• Số vết nứt có chiều dài từ 100 mm đến 300 mm, chiều rộng tới 0,2 mm không quá 3
• Không cho phép có các vết nứt với chiều dài và chiều rộng lớn hơn quy định nêu trên
• Độ rỗng của tấm tường rỗng, không nhỏ hơn 20 % thể tích
• Độ hút nước của tấm tường rỗng, không lớn hơn 12 % khối lượng đối với tấm thông thường và không lớn hơn 8 % khối lượng đối với tấm cách âm
• Yêu cầu độ cách âm không khí: Độ cách âm không khí áp dụng đối với tấm tường rỗng dùng cho mục đích cách âm, không nhỏ hơn 42 dB
• Yêu cầu về giới hạn chịu lửa: Giới hạn chịu lửa của tấm tường rỗng, không nhỏ hơn
• Độ bền treo vật nặng của tấm tường rỗng không nhỏ hơn 1000N
Tấm tường rỗng có các ưu điểm như:
Có cường độ cao, bền vững trong các điều kiện môi trường
Vật liệu có tính cách âm, cách nhiệt tốt
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
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 với tấm tường rỗng đang được ưa chuộng nhờ vào chất lượng vượt trội, bao gồm khả năng chịu tải tốt, trọng lượng nhẹ và khả năng cách âm, cách nhiệt hiệu quả Việc thi công nhanh chóng so với các vật liệu truyền thống giúp tiết kiệm thời gian đáng kể Bên cạnh đó, tấm tường rỗng rất linh hoạt trong thiết kế kiến trúc, có thể sử dụng cho tường, sàn, mái, và cầu thang Với những ưu điểm này, 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.
• 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
SVTH: TRẦN XUÂN HÒA Trang 18
- Dễ hiểu, lắp dựng nhanh, trọng lượng nhẹ
- 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
- Nhầ ở nhỏ, 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
- Dùng như những tấm tường trong các kết cấu khung thép hay khung bê tông
Hình 1.1 Sản phẩm tấm tường rỗng Công nghệ đùn ép trong nhà máy
SVTH: TRẦN XUÂN HÒA Trang 19
Cọc ly tâm dự ứng lực là loại cọc hình trụ rỗng, có đầu cọc, đầu mối nối hoặc mũi cọc được thiết kế phù hợp Đặc điểm nổi bật của cọc này là đường kính ngoài và chiều dày thành cọc không thay đổi tại mọi tiết diện của thân cọc.
SẢN PHẨM TƯỜNG RỖNG TL: 1:20
SVTH: TRẦN XUÂN HÒA Trang 20
D Đường kính ngoài cọc d Chiều dày thành cọc a Đầu cọc hoặc đầu mối nối b Mũi cọc hoặc đầu mối nối
Theo tiêu chuẩn TCVN 7888 – 2014 thì cọc ly tâm dự ứng lực được chia thành nhiều kích thước khác nhau trong bảng 1.3
Bảng 1.1 Các loại kích thước Cọc ly tâm dự ứng lực
- Phân loại sản phẩm theo cường độ:
Cọc bê tông ly tâm dự ứng lực trước (PC) là loại cọc được sản xuất bằng phương pháp quay li tâm, với cấp độ bền chịu nén của bê tông không nhỏ hơn B40 và có đường kính ngoài đạt tiêu chuẩn.
Chiều dày thành cọc, d, mm
SVTH: TRẦN XUÂN HÒA Trang 21
Cọc bê tông ly tâm dự ứng lực trước cường độ cao (PHC) được sản xuất bằng phương pháp quay li tâm, với cấp độ bền chịu nén của bê tông đạt tối thiểu B60.
- Yêu cầu kỹ thuật đối với cọc ly tâm dự ứng lực trước:
Cọc PC và PHC phải đảm bảo không có khuyết tật như rạn, nứt hay rỗ Độ bền uốn nứt của thân cọc được xác định qua giá trị mômen uốn nứt, với vết nứt không lớn hơn 0,1 mm và giá trị mômen uốn nứt không được thấp hơn tiêu chuẩn Đối với độ bền uốn gãy, giá trị mômen uốn gãy phải đạt ít nhất 1,5 lần giá trị mômen uốn nứt tiêu chuẩn Ngoài ra, cọc PHC cần đáp ứng các yêu cầu về độ bền uốn dưới tải trọng nén dọc trục và độ bền cắt theo tiêu chuẩn.
- Yêu cầu của mối nối:
Đầu mối nối của cọc cần phải liên kết chặt chẽ với thân cọc, trong đó đầu cuối của thép ứng lực trước được kết nối với chi tiết đầu mối nối Bề mặt mối nối phải đảm bảo vuông góc với trục của cọc Sai lệch kích thước đường kính ngoài của đầu mối nối so với đường kính quy định của cọc cho phép nằm trong khoảng từ -0,5mm đến -3mm.
+ Độ bền uốn của mối nối không nhỏ hơn độ bền uốn thân cọc
Độ uốn của mối nối xảy ra khi mômen uốn đạt đến mức nứt, tương đương với giá trị đo được trong quá trình kiểm tra thân cọc.
- Yêu cầu cường độ nén của bê tông:
Cường độ nén của bê tông chế tạo cọc PC phải đạt tối thiểu 50 MPa, tương đương với cấp độ bền chịu nén B40 Đối với cọc PHC, cường độ nén yêu cầu là không nhỏ hơn 80 MPa, tương ứng với cấp độ bền chịu nén B60 Thông tin chi tiết về kích thước, cường độ và các yêu cầu khác cho cọc ly tâm dự ứng lực D300 được trình bày trong bảng 1.2.
Bảng 1.2 Tiêu chuẩn kích thước và khả năng chịu lực của cọc ly tâm D300 Đường kính ngoài,
Chiều dày thành cọc, d, mm
Momen uốn nứt kN.m ứng suất hữu hiệu, N/mm 2
Khả năng bền cắt, kN
Nhà máy sản xuất cọc bê tông ly tâm dự ứng lực D300 sử dụng 6 thanh thép dự ứng lực có đường kính 7,5 mm và thép đai với đường kính 3,5 mm, được chia theo bước đai hợp lý.
2 vùng Vùng 1 là hai đầu cọc có chiều dài tính từ đầu cọc vào là 900 mm, vùng này có
SVTH: TRẦN XUÂN HÒA Trang 22, bước đai tại vùng 1 là 50mm, trong khi vùng 2, nằm giữa cọc, có chiều dài bằng chiều dài cọc trừ đi phần đầu cọc, với bước đai là 100mm.
Tỉ lệ thể tích cốt thép trong cọc chỉ khoảng 0,175%, quá nhỏ so với thể tích bê tông của cọc, vì vậy có thể bỏ qua khi tính toán lượng bê tông cần thiết để đổ cọc.
Trong đồ án chọn cọc loại D300: Đoạn mũi cọc Đoạn thân cọc
Mặt cắt 1-1 Chi tiết mặt bích Mặt cắt 2-2
Chi tiết mũi cọc Mặt cắt 3-3
Hình 1.3 Bản vẽ chi tiết cấu tạo cọc ly tâm D300
SVTH: TRẦN XUÂN HÒA Trang 23
Bê tông thương phẩm, hay còn gọi là bê tông tươi, là hỗn hợp trộn sẵn gồm cốt liệu cát, đá, xi măng, nước và phụ gia theo tỉ lệ tiêu chuẩn, mang lại các đặc tính cường độ khác nhau Sản phẩm này được ứng dụng rộng rãi trong các công trình công nghiệp, cao tầng và nhà dân dụng nhờ vào những ưu điểm vượt trội so với bê tông trộn thủ công Việc sản xuất tự động bằng máy móc và quản lý cốt liệu từ khâu đầu vào giúp kiểm soát chất lượng tốt hơn, đồng thời rút ngắn thời gian thi công và tối ưu hóa mặt bằng tập trung vật liệu.
Các yêu cầu cơ bản đánh giá chất lƣợng [7]
• 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
Tổng quan về nguyên vật liệu chế tạo sản phẩm, tính chất của hỗn hợp bê tông xi măng và bê tông xi măng
bê tông xi măng và bê tông xi măng
1.6.1 Nguyên vật liệu chế tạo cấu kiện a Xi măng
- Khái niệm: Là sản phẩm nghiền mịn của hỗn hợp clinker, thạch cao (3-5%) và phụ gia công nghệ nếu có
Clinker là sản phẩm được hình thành sau quá trình nung nóng hỗn hợp nghiền mịn từ nguyên liệu chính là đá vôi và khoáng sét, tạo thành các khoáng chất như canxi silic và canxi aluminat.
Xi măng đóng vai trò quan trọng trong xây dựng, nhờ quá trình thủy hóa tạo ra hồ xi măng giúp liên kết các thành phần như cát và đá Khi hồ xi măng này đóng rắn, nó tạo thành một khối cứng vững chắc, đảm bảo độ bền và ổn định cho các công trình.
Bảng 1.3 - Các chỉ tiêu chất lƣợng của xi măng poóc lăng hỗn hợp[6]
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
6 Độ nở autoclave 1) , %, không lớn hơn 0,8
1) Áp dụng khi có yêu cầu của khách hàng b Cốt liệu lớn
Cốt liệu lớn trong bê tông, với kích thước từ 5-70 mm, đóng vai trò quan trọng như bộ khung chịu lực, ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng và giá thành của bê tông.
Cốt liệu lớn có thể được cung cấp dưới dạng hỗn hợp nhiều cỡ hạt hoặc các cỡ hạt riêng biệt Thành phần hạt của cốt liệu lớn được xác định dựa trên lượng sót tích luỹ trên các sàng, như quy định trong Bảng 1.4.
SVTH: TRẦN XUÂN HÒA Trang 26
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 trông cốt liệu lớn tùy theo cấp bê tông không vượt quá giá trị trong bảng 1.5
Bảng 1.5 Hàm lƣợng 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 1.6
Bảng 1.6 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
• Mác đá dăm xác định theo giá trị độ nén dập trong xi lanh được quy định trong bảng 1.7
Bảng 1.7 Mác của đá dăm từ đá thiên nhiên theo độ nén dập
Mác đá dăm được xác định thông qua độ nén dập trong xi lanh ở trạng thái bão hoà nước, tính bằng phần trăm khối lượng Các loại đá liên quan bao gồm đá trầm tích, đá phún xuất xâm nhập, đá biến chất, và đá phún xuất phun trào.
120 Đến 11 Lớn hơn 12 đến 16 Lớn hơn 9 đến 11
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 -
SVTH: TRẦN XUÂN HÒA Trang 27
Chỉ số mác đá dăm được xác định dựa trên cường độ chịu nén, được tính bằng đơn vị MPa, tương ứng với các giá trị như 1.400, 1.200, cho đến 200, khi cường độ chịu nén được đo bằng kG/cm².
• 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
• Tạp chất hữu cơ trong sỏi xác định theo phương pháp so màu, không thẫm hơn màu chuẩn
• Hàm lượng hạt thoi dẹt trong cốt liệu lớn không vượt quá 15 % đối với bê tông cấp cao hơn B30 và không vượt quá 35 % đối với cấp B30 và thấp hơn
• Độ hao mòn khi va đập của cốt liệu lớn thí nghiệm trong máy Los Angeles, không lớn hơn 50 % khối lượng
Bảng 1.8 Khối lƣợng nhỏ nhất của mẫu thử để xác định tính chất của cốt liệu lớn
Khối lượng nhỏ nhất của mẫu cốt liệu lớn cần thiết để thử tùy theo cỡ hạt (kg)
40 mm đến 70 mm trên 70 mm
1 Xác định khối lượng riêng, khối lượng thể tích và độ hút nước 0,5 1,0 2,5 2,5 2,5
2 Xác định khối lượng thể tích xốp và độ hổng 6,5 15,5 30,0 60,0 60,0
3 Xác định thành phần cỡ hạt 5,0 5,0 15,0 30,0 50
4 Xác định hàm lượng bùn, bụi, sét
5 Xác định hàm lượng hạt thoi dẹt 10,0 10,0 10,0 20,0 30,0
7 Xác định thành phần thạch học 0,25 1,0 10,0 15,0 35,0
8 Xác định độ nén dập trong xi lanh Đường kính 75 mm 0,8 0,8 + + + Đường kính 150 mm 6,0 6,0 6,0 + +
9 Độ hao mòn khi va đập trong máy mài mòn va đập Los Angeles 10,0 10,0 20,0 + + c Cốt liệu nhỏ
• 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 [1]
- Theo giá trị môđun độ lớn, cát dùng cho bê tông và vữa được phân ra hai nhóm chính:
- Cát thô khi môđun độ lớn trong khoảng từ lớn hơn 2,0 đến 3,3;
- Cát mịn khi môđun độ lớn trong khoảng từ 0,7 đến 2,0
• Thành phần hạt của cát, biểu thị qua lượng sót tích luỹ trên sàng, nằm trong phạm vi quy định trong bảng 1.9
SVTH: TRẦN XUÂN HÒA Trang 28
Bảng 1.9 Thành phần hạt của cát
Kích thước lỗ sàng Lượng sót tích lũy trên sàng, % khối lượng
Lượng qua sang 140 mm, không lớn hơn 10 35
• Hàm lượng các tạp chất trong cát được quy định trong bảng 1.10
Bảng 1.10 Hàm lƣợng các tạp chất trong cát
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 0,50 Hàm lượng bùn, bụi, sét 1,5 3,00 10,00
• Hàm lượng clorua trong cát tính theo ion Cl − tan trong axit được quy định trong bảng 1.11
Bảng 1.11 Hàm lƣợng 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 d Nước:
- 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
+ Không chứa váng dầu hoặc váng mỡ
+ Không có màu khi dùng cho bê tông và vữa hoàn thiện
+ 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, lượng muối hòa tan, ion sunfat, ion clo và cặn không tan phải không vượt quá các giá trị quy định trong bảng dưới đây.
SVTH: TRẦN XUÂN HÒA Trang 29
Bảng 1.12 Yêu cầu kĩ thuật của nước(mg/l)
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 quá trình trộn bê tông cần phải sạch và không chứa tạp chất, vì điều này có thể ảnh hưởng đến thời gian đông kết của hồ xi măng và giảm cường độ nén của bê tông.
Chất được thêm 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
Chất phụ gia có khả năng tăng độ sụt của hỗn hợp bê tông mà không thay đổi tỷ lệ Nước/Xi măng, hoặc giảm lượng nước trộn mà vẫn duy trì độ sụt, giúp bê tông đạt được 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
Phụ gia này giúp tăng tốc độ phản ứng giữa xi măng và nước, rút ngắn thời gian đông kết của bê tông và cải thiện cường độ bê tông trong 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 (giảm nước mức cao)
Phụ gia cho phộp giúp giảm lượng nước trộn trong hỗn hợp vữa bê tông xuống dưới 12% mà vẫn duy trì độ sụt, từ đó tạo ra bê tông với cường độ cao hơn.
Superplasticizer and retarding admixtures are essential components in modern concrete formulations, combining the functions of water-reducing agents and set-retarding additives These admixtures enhance workability while delaying the setting time, making them ideal for complex construction projects By improving the flow and consistency of concrete, they ensure better performance and durability in various applications.
- Yêu cầu:Thỏa mãn TCVN 8826-2011 [4]
- Yêu cầu về độ đồng nhất
Phụ gia hóa học cùng nguồn gốc cần có thành phần hóa học tương đồng với thông tin mà nhà sản xuất công bố và phải đáp ứng tiêu chí về độ đồng nhất.
Khi sử dụng phụ gia trong bê tông cốt thép ứng suất trước, nhà sản xuất cần cung cấp thông tin bằng văn bản về hàm lượng ion clo có trong phụ gia và xác nhận việc có hay không sử dụng thêm clorua trong quá trình sản xuất.
SVTH: TRẦN XUÂN HÒA Trang 30 f Cốt thép
Tiêu chuẩn với cốt thép thường theo TCVN 1651-2008:
Bảng 1.13 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
Khối lượng 1m chiều dài (Kg/m) Sai lệch cho phép
10 78.5 0.617 +/-8 Độ bền kéo: Vật liệu thử phải phù hợp với yêu cầu quy định trong bảng
Giới hạn Chảy trên R ch (Mpa)
Giới hạn bền kéo R m (Mpa)
R m / R ch Độ dãn dài (%) A5 min Agt min
Bảng 1.15 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 A n (mm2)
Khối lượng 1 mét dài Kg/m Sai lệch cho phép (%)
25 491 3.85 +/-4 Độ bền kéo: Vật liệu thử phải phù hợp với yêu cầu quy định trong bảng
Bảng 1.16 Kích thước, khối lượng 1 mét chiều dài và sai lệch cho phép
R m (Mpa) nhỏ nhất Độ dãn dài %
A nhỏ nhất A gt nhỏ nhất
Sau khi thử thanh thép không được gãy ,rạn nứt có thể nhìn thấy bằng mắt thường
- Thép thanh dùng làm cốt chịu lực trong bê tông là thép cán nóng
- Thép cuộn cacbon thấp kéo nguội dùng làm cốt thép phân bố
Các lô sản phẩm thép cần thí nghiệm các chỉ tiêu cơ lý được lấy theo quy định hiện hành
- Hàn nối cốt thép phải tuân theo các quy định của quy trình hàn
SVTH: TRẦN XUÂN HÒA Trang 31
- Sai lệch khoảng cách bố trí thép so với thiết kế đối với các thanh thép chịu lực là ≤
10 mm; đối với thép đai là ≤ 10 mm; sai lệch đối với lớp bảo vệ cốt thép là ± 5 mm
- Trên mặt cốt thép không có vết nứt, dập, xoắn, vẩy sắt, dầu mỡ
- Sai số đường kính của cốt thép ± 0.2 mm, kiểm tra có tính chất đại diện
- Diện tích của cốt thép không được nhỏ hơn so với thiết kế 5%
- Cường độ của cốt thép không được nhỏ hơn so với thiết kế 5% g Các yêu cầu cơ bản đánh giá chất lƣợng:
- 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;
