Bê tông

Bê tông siêu bền và một số ứng dụng

23/08/2014 - 03:10 CH

Bê tông mác cao và bê tông siêu bền có cường độ chịu nén 70MPa ~ 120 MPa được sử dụng phổ biến hiện nay vừa đảm bảo độ bền lâu kết cấu công trình và đem lại hiệu quả kinh tế. Dưới đây là một số tính năng và công dụng của một số loại bê tông có độ linh động siêu dẻo và bê tông siêu bền.

1. Bê tông tự đầm (bê tông độ linh động siêu dẻo):

Bê tông tự đầm là kết quả nghiên cứu của các nhà khoa học Nhật Bản trên cơ sở phát triển phụ gia siêu dẻo Polyme thế hệ mới. Được ứng dụng ở Nhật những năm thập kỷ 80 của thế kỷ trước, ngày nay được sử dụng rộng rãi trên thế giới.

Bê tông tự đầm là bê tông có độ linh động tuyệt cao, có thể tự chảy dưới tác dụng của trọng lượng bản thân để lấp đầy hoàn toàn ván khuôn ngay cả khi có mật độ bố trí cốt thép dày đặc mà không cần đầm rung. Đồng thời các thành phần bê tông vẫn giữ nguyên tính đồng nhất trong suốt quá trình vận chuyển và thi công.

Đặc trưng của bê tông tự đầm được thể hiện qua các chỉ tiêu sau:

- Độ sụt chảy: rót bê tông vào một khuôn hình chóp cụt, đáy dưới có đường kính 32cm, mặt đỉnh có đường kính 16cm. Khi nhấc khuôn lên bê tông tụt xuống và tràn xoè ra với đường kính tối thiểu 65cm.

- Thời gian chảy qua phễu: Phễu hình V, miệng phễu có kích thước 490mm (500mm) x 75mm sau đó vuốt một đoạn 425mm với độ dốc 1: 1 và cuốn phễu dài 150mm có mặt cắt 65mm x 75mm. Khi rót bê tông đầy phễu này, mở đáy dưới thời gian chảy khoảng 6s là đạt tiêu chuẩn.

Ngoài ra để thử tính năng tự chảy của bê tông có thể dùng bình chữ U.

Bê tông tự đầm có những ưu điểm:

a. Hiệu quả kinh tế

- Thi công nhanh, giảm chi phí hoàn thiện bề mặt, giảm chi phí nhân công, thiết bị

- Dễ dàng lấp đầy ván khuôn hẹp, cho phép chế tạo những cấu kiện mỏng cho nên giảm lượng bê tông.

b. Cải thiện chất lượng bê tông và nâng cao độ bền lâu

- Bề mặt đồng nhất và phẳng

- Không cần đầm rung giảm khả năng bị thấm nước, tăng sức kháng thâm nhập của Clo, giảm mức độ cacbonát hóa và những ảnh hưởng khắc nghiệt khác

- Tăng tuổi thọ công trình

c. Cải thiện điều kiện thi công

- Giảm tiếng ồn, ít gây ảnh hưởng sức khoẻ và an toàn

- Giảm ảnh hưởng tới môi trường xung quanh.

Đối với cốt liệu của bê tông tự đầm cần phải có kích thước hạt mịn, ví dụ loại hạt đường kính 0-4mm chiếm 53%, đường kính hạt 4mm-8mm: 15%; đường kính hạt 8mm-16mm: 32%. Đường kính hạt lớn nhất từ 16mm đến 32mm.

Bảng 1. So sánh thành phần cấp phối giữa bê tông thường và bê tông tự đầm

Chỉ tiêu thí nghiệm	Bê tông thường độ sụt 80mm - 100mm	Bê tông tự dầm độ sụt chảy 600mm - 700mm
Tỷ lệ W/C	0.36
Loại phụ gia	Phụ gia thông thường	Glenium
Cường độ nén 3 ngày (MPa)	40	50
7 ngày	55	65
21 ngày	63	72
28 ngày	70	80
Độ đặc (Kg/m3)	2410	2420
Lượng khí (độ rỗng)	2%	1.5%
Co ngót	480	480
Cường độ chịu uốn (MPa)	6.0	6.5
	Thiết kế cấp phối	Thiết kế cấp phối
Xi măng	500kg	500kg
Tỷ lệ cát/ cốt liệu	42%	48%

Đối với cốt liệu của bê tông tự đầm cần phải có kích thước hạt mịn, ví dụ loại hạt đường kính 0-4mm chiếm 53%, đường kính hạt 4mm-8mm: 15%; đường kính hạt 8mm-16mm: 32%. Đường kính hạt lớn nhất từ 16mm đến 32mm.

Bảng 2. Tỷ lệ cấp phối của bê tông tự đầm

Tỷ lệ nước với lượng bột %	Tỷ lệ cát với cốt liệu %	Trọng lượng Kg/m³					Phụ gia
Tỷ lệ nước với lượng bột %	Tỷ lệ cát với cốt liệu %	W	C	FA	S	G	Loại	Liều lượng
28.3	47.4	170	400	200	694	795	SP8Sbs	PX 2.2%

Tính chất của loại vật liệu như sau:

Bảng 3. Bảng tính chất vật liệu

Ký hiệu vật liệu	Trọng lượng riêng	Giá trị độ mịn
C: Xi măng Poctland thường	3.15	3370 cm²/g
FA: Tro bay	2.27	3630 cm²/g
S: Cát	2.58	Cát
G: Đá	2.65	Đá nghiền, kích thước max 20mm

2. Bê tông siêu bền

Với sự sử dụng phụ gia siêu dẻo thế hệ mới người ta có thể chế tạo các loại bê tông siêu bền, tức là loại bê tông có cường độ kháng ép lớn hơn 60 MPa (mẫu én hình trụ). Trên thế giới, khi xây dựng nhà cao tầng trong vùng có gió lớn và động đất người ta đã dùng loại bê tông có cường độ 80 MPa và 120 MPa. Đối với công trình cầu việc dùng loại bê tông siêu bền đang trong quá trình thử nghiệm, nhưng người ta đã dùng phổ biến loại bê tông với cường độ 60 MPa.

Bảng 4: Trình bày một ví dụ cấp phối của bê tông siêu bền

Tỷ lệ nước với lượng bột %	Tỷ lệ cát với cốt liệu %	Trọng lượng Kg/m³				Phụ Gia
Tỷ lệ nước với lượng bột %	Tỷ lệ cát với cốt liệu %	W	C	S	G	Loại	Liều lượng
18.0	41.9	150	833	861	795	SP8HU	CX 1.8%

Tính chất của vật liệu xem bảng 5:

Bảng 5. Tính chất của vật liệu

Ký hiệu vật liệu	Trọng lượng riêng	Giá trị độ mịn
C: Xi măng Silica-fume	3.08
S: Cát	2.58	Cát
G: Đá	2.65	Đá nghiền, kích thước max 20 mm

Ngày nay dùng bê tông mác cao đã được thế giới chấp nhận như một xu hướng tất yếu. Việc sử dụng phụ gia siêu dẻo để sản xuất các loại bê tông mác cao và bê tông siêu bền là không phức tạp và tốn kém. Để phát triển bền vững, gìn giữ môi trường, giảm chi phí duy tu cho công trình, tăng độ bền cho kết cấu công trình cần phải sản xuất các loại bê tông mác cao ứng dụng vào công trình cầu và các công trình xây dựng ở Việt Nam. Công việc này cần bắt tay làm ngay từ bây giờ, không nên chậm trể:

- Các kỹ sư thiết kế mạnh dạn áp dụng loại bê tông có cường độ 60MPa cho các công trình cầu bê tông dự ứng lực nhịp lớn, loại bê tông này vẫn nằm trong phạm vi áp dụng các lý thuyết tính toán của kết cấu bê tông thông thường. Với bê tông mác cao, cần thiết kế các kích thước mặt cắt thanh mảnh hơn, tính dự toán tỷ mỷ hơn để đem lại hiệu quả tiết kiệm chung cho công trình.

- Các nhà quản lý ủng hộ việc dùng bê tông chất lượng cao trong quá trình xét duyệt các đồ án thiết kế.

- Các nhà thầu cần đầu tư cho công tác sản xuất bê tông một cách thích đáng, xây dựng đội ngũ đốc công am hiểu về bê tông để quản lý chất lượng sản xuất. Hiện nay hầu hết các nhà thầu đều sản xuất bê tông tại trạm trộn tại hiện trường, cho nên trong đội ngũ kỹ sư quản lý dự án nhất thiết phải có kỹ sư chuyên ngành vật liệu bê tông tại hiện trường để quản lý công tác thiết kế cấp phối và kỹ thuật sản xuất bê tông tại công trường.

VLXD.org *