C h ư ơn g 4

CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO BÊ TÔNG

4.1. CÔ NG N G H Ệ C H Ế TẠ O BÊ TÔ NG

Bê tông tươi có hoạt động lưu biến và chúng cần đạt được tính dễ đổ. Đ ặc trưng củatính dễ đổ, mặc dù khó hiểu và luôn luôn còn chưa được rõ ràng nhưng rất quan trọngtrong thực tế sản xuất bê tông, vì nó tạo điều kiện cho việc đổ bê tông trong khưòn và tạo độ đặc chắc và các tính chất cơ học lâu dài của bê tông và kết cấu bê tông cốt thép.

M uốn thu được bê tông có chất lượng cao thì m ọi giai đoạn chế tạo cần phải cẩn thận, tỉ mỉ. Thành phần giống hệt nhau nhưng khi thi công có thể thu được bê tỏng tốt hoặc bê tông xấu. Nếu không thi cồng đúng quy trình thì chất lượng của bê tông rất kém . Do vậy cần phải biết những quy định ở m ỗi giai đoạn chế tạo bê tông. Công nghệ bê tông gồm những giai đoạn thi công bê tông như sau:

a) Cân đong b) N hào trộn c) V ận chuyển

d) Đổ khuôn đ) Đ ầm chặt e) Bảo dưỡng

g) Hoàn thiện h) Kiểm tra chất lượng

4.1.1. Cân đong

Có hai phương pháp chuẩn bị vật liệu: Chuẩn bị theo thể tích và theo khối lượng.

Chuẩn hị theo th ể tích: không phải là phương pháp hay để xác định thành phần vật liệu vì rất khó khăn khi xác định thể tích của vật liệu dạng hạt rời rạc. V í dụ khi được đầm chặt cát ẩm có thể tích nhỏ hơn rất nhiều so với cát khỏ. Vì vậy khi cân đong vật liệu cho bê tông chất lượng cao chỉ dùng phưong pháp xác định theo khối lượng. Tuy nhiên đối với bê tông dùng cho công trình không quan trọng hay lượng dùng ít có thể chuẩn bị vật liệu theo thể tích.

Xi m ăng luôn luôn được xác định theo khối lượng, không bao giờ được xác định theo thể tích. Nói chung, cho m ỗi mẻ trộn, thì dùng xi m ăng theo từng bao. Thể tích của một bao xi măng là 35 lít (50 kg).

Nước được xác định theo kg hoặc theo lít sao cho thuận lợi. Trong trường hợp này hai đơn vị là như nhau vì khối lượng riêng của nước là 1 kg/lít. Hàm lượng nước được xác định dựa vào tỷ số nước/xi m ăng và khối lượng của xi măng; ví dụ, nếu tỷ số nước/xi

m ăng = 0,5, thì lượng nước dùng để nhào trộn với m ột bao xi m ăng là 0,5 X 50 = 25kg hay 25 lít. Hàm lượng nước này bao gồm cả lượng nước có trong độ ẩm của cốt liệu.

74

Cìiuỉi! hị vật liệu tììeo khối lượiiiỊ: là phương pháp chính xác. Với bê tông chất lượng

cao, hệ thống cân đong phải chính xác. Sử dụng hệ thống cân chính xác, thuận tiện và đơn giản. Có rất nhiều hệ thống cân khác nhau. Các loại cụ thể phụ thuộc vào loại vật liệu. Cân khối lượng lớn thường dùng hệ thống tự động. Sử dụng hệ thống cân tự động

yêu ;ầu phải có kỹ sư giỏi, có kinh nghiệm , ở phần tiếp theo sẽ điều chỉnh hàm lượng nước theo độ ẩm của cốt liệu. Đối với những công trình nhỏ, hệ thống cân bao gồm 2 th ù n ', mỗi thùng được gắn với m ột hệ thống đòn bẩy có thể điều chỉnh tải trọng. Khi qua} đến một điểm nào đó thì thùng đựng tự đổ vật liệu ra. Do vậy m ột thùng vừa nhận vật lệu còn thùng kia lại đổ vật liệu vào mẻ trộn. Với công trình nhỏ thì chỉ cần m áy cân có rrột cánh tay đòn đơn giản.

Hỉ thống cân tự động có thể hoạt động với công suất lớn lớn hoặc nhỏ. Người điều kh iểi chi’ cần ấn một hoặc hai nút để cân tất cả các loại vật liệu khác nhau, khi loại vật liệu lào đã được cung cấp đủ thì nó sẽ tự ngắt, không thêm vào nữa. Hệ thống cân đong tự đcng này được chạy bằng điện hoạt động trên cơ sở hệ thống phiếu đục lỗ. Loại m áy này dặc biệt thích hợp khi chế tạo hỗn hợp bê tông thành phẩm và phải liên tục thay đổi tỷ iệ thành phần hỗn hợp đáp ứng đòi hỏi của các khách hàng khác nhau.

Hỉ thông m áy cân đong cần phải được kiểm tra, bảo dưõng thường xuyên để có thể ho.ạtđộng liên tục. Luôn phải kiểm tra sao cho cánh tay đòn khi cân luôn thăng bằng, nếĩu ;ai sót phải sửa chữa ngay.

Kii thi công công trình nhỏ, không cần cân xi m ãng; xi m ăng được tính thành nhiều baiQ, mỗi bao 50kg. Thực tế tại nhà máy thì m ỗi bao nặng 50 kg nhưng do vận chuyển

đ ến ihiều nơi... sẽ mất mát đi một chút xi mãng. Đặc biệt nếu xi m ăng được đựng trong ba<0 )ằng sợi đay. Do vậy lượng xi m ăng ỏ công trưòìig luôn thấp hơn, thậm chí có lúc

m ất lơn 5kg/bao. Đây cũng là nguyên nhân gây ra sai sót trong giai đoạn cân đong vật liệiu.Đối với bê tông dùng cho các công trình lớn, quan trọng thì phải cân đong chính xác Ihối lượng, tỷ lệ của các thành phần.

Ciuẩn bị lượng nước. Khi đã cân xong các thành phần cốt liệu, xi m ãng thì phải xác đ ịnh chính xác lượng nước nhào trộn. Bổ xung thêm nước bằng cách đổ dần từng xô

(thiec lít) thì sẽ không chính xác vì sẽ có lượng nước đổ ra ngoài v.v... Nước thường được đụìriị trong các thùng được đặt nằm ngang hoặc thẳng đứng phù hợp với m áy trộn. Các

th ù n ' nà\' được đổ đầy trước mỗi mẻ trộn. Việc đổ nước vào nhào trộn cũng được thiết kế s;o cho có thể điểu chỉnh được lượng nước. Cũng có thể lắp thêm các công tơ để đo khiối lượng nước đã đổ vào m áy trộn.

VSi hệ thống máy nhào trộn bê tông hiện đại thì việc điều chỉnh khối lượng vật liệu đưíỢc thực hiện tự động bởi một chíp vi xử lý, do vậy việc cân đong là rất chính xác, và còm liều chỉnh sao cho phù hợp với độ ẩm của cốt liệu. Độ ẩm của cốt liệu được xác đ ịn h tự đóng bởi một máy cảm biến sau đó điều chỉnh ngay lượng nước nhào trộn.

75

4.1.2. Nhào trộn

Nhào trộn kỹ hỗn hợp vật liệu sẽ thu được bê tông đồng nhất. Khi nhào trộn phải đảm bảo hỗn hợp phải đồng nhất, cả về màu sắc và cấu trúc.

Nhào trộn bằng máy tạo ra bê tông đồng nhất và giống nhau trong m ột mẻ và giữa các mẻ, nó thích hợp đối với bê tông cốt thép và bê tông khối lớn. Nhào trộn bằng máy không những hiệu quả mà còn kinh tế vì khối lượng bê tống nhào trộn được là rất lớn.

Có rất nhiều loại máy trộn bê tông. Chúng được phân làm hai loại là m áy trộn từng mẻ và máy trộn liên tục. M áy trộn từng mẻ sẽ chế tạo bê tông thành từng đợt, sau một khoảng thời gian ta thu được một mẻ bê tông. Còn máy trộn liên tục thì bê tông luôn được tạo ra không ngừng cho đến khi dừng máy. Loại máy trộn liên tục được sử dụng khi thi công khối lófn như Cầu, đường và đập ngăn nước. Với công trình bình thường thì sử dụng máy trộn từng mẻ. M áy trộn từng mẻ được chia làm nhiều loại ví dụ như: máy có thùng nghiêng, thùng không nghiêng, thùng lật, hay máy cưỡng bức.

4.1.2.1. M áy trộn bê tông

Các máy trộn bê tống là các máy quay đom giản của thùng theo trục của nó, có thể nằm ngang hoặc hơi nghiêng. Trọng lực là lực chính tác động phối hợp các vật liệu thành hỗn hợp bê tông.

Có 3 loại máy trộn bê tông chính như sau:

- M áy trộn có trục nghiêng hoặc có thùng lật;

- M áy trộn có trục nằm ngang;

- M áy trộn có 3 phần hình côn.

• Máy trộn có trục nghiêng hoặc thùng lật

Đối với dung tích sản xuất không vượt quá 500 1/mẻ trộn và để đạt được bê tỏng có phẩm chất trung bình, các máy trộn thông thường đạt được cấu tạo theo nguyên tấc thùng lật

Thùng được làm quay xung quanh trục của nó, có thể tạo độ nghiêng khác nhau, tuỳ theo động tác đang nạp vật liệu, trộn hoặc đổ bê tông ra khỏi máy.

Việc nạp và đổ ra của m áy được thực hiện bằng một cửa duy nhất được định tâm trên trục quay của thùng. Việc trộn các phần tử trở nên tốt hơn khi độ nghiêng của trục thùng so với đường nằm ngang nhỏ hcfn.

• M úy trộn hê tông có trục nằm ngang

Đối với máy trộn bê tông có công suất lớn hofn 500I/mẻ trộn, không thể sử dụng

thùng lật, vì trọng lượng vật liệu quá lớn. Khi đó người ta sử dụng một thiết bị mà thùng

được quay xung quanh trục nằm ngang.

Nguyên tắc là cuốn vật liệu lên phía trên, rồi lại để rơi xuống ở đáy của m áy trộn theo trọng lượng.

76

Ngoài ra việc trộn chỉ thực hiện đúng, nếu các cánh có các hình dạng được nghiên cứu để truyền chuyển động vào bê tông trong khi rơi theo hướng trục; nếu không, các thành phần của bê tông dịch chuyển trong các mặt phẳng tưcmg đối thẳng đứng và hỗn hợp được trộn không tốt. Các thiết bị này mạnh và hoạt động đơn giản, nhưng chúng có hệ số đổ đầy thấp hơn hệ số đổ đầy của máy trộn bê tông có thùng lật.

Các m áy trộn có ba phần hình côn chỉ là trường hợp riêng của m áy trộn có trục nằm ngang.

Trong loại thiết bị này, việc trộn vật liệu được thực hiện bằng hai cánh xoắn của thùng. Khi chạy bình thường, các cánh cuốn vật liệu ra phía sau của thùng. Nhờ có dạng hình cỏn của nó, khi đó các vật liệu được đưa về phía trước, từ đó nó tạo nên một hoạt động đi qua đi lại song song với trục quay.

Trong khi thùng quay, vật liệu được kéo theo cùng một lúc ra phía sau và về phần trên của thùng, từ đó chúng lại rơi xuống dưới tác dụng của trọng lực. Đảo ngược chiều quay của thùng để đổ bê tông ra, các cánh lại đẩy vật liệu ra cửa tháo.

Trật tự đưa vật liệu khô vào dường như không có ảnh hưởng lớn đến tính đồng nhất của mẻ trộn, nó vẫn tốt trong tất cả các trường hợp.

Với loại thiết bị này người ta luôn đạt được bê tông tốt hơn so với các hệ thống nêu trên.

4.1.2.2. M áy nhào bé tông

Máy nhào là m áy trộn được các thành phần của bê tông và bảo đảm tính đồng nhất do sự dịch chuyển,của cánh trộn. Năng lượng được chuyển thành dịch chuyển cưỡng bức của các thành phần một cách tổng quát sao cho bảo đảm được sự đảo lộn thường xuyên và việc trộn hoàn hảo hỗn hợp. M áy nhào là loại máy trộn tốt.

Tuy nhiên để bảo đảm trộn mạnh, các máy nhào được lắp động cơ mạnh hơn nhiều (gấp hai hoặc ba lần) so với các máy trộn có thể tích bê tông trộn ngang, tiêu thụ năng lượng lớn hcfn. Bảo đảm m ột sự đồng nhất tốt hcm.

M áy nhào có dạng hình trụ. Chiều cao nhỏ so với đường kính. Tồn tại m ột vài loại m áy nhào có thể tích lớn có thể cho lưu lượng bằng 5m^ và lớn hơn. Thiết bị khi hoạt động gần như hoàn toàn đóng kín, trừ phi chỗ đổ ra của thùng kín hoặc của băng chuyền, điều đó giới hạn sự bay ra của bụi và giảm thất thoát xi m ăng. M áy được bố trí nhiều cửa để đưa xi m ãng, phụ gia và cốt liệu vào việc kiểm tra bằng mắt bê tỏng đã sản xuất.

ịBốn loại m áy nhào:

- Thùng cố định với bộ cánh quay và đồng tâm;

- Thùng cố định có m ột hoặc hai bộ quay của các cánh quay lệch tâm (bộ quay kiểu nhảy van hoặc bánh răng hành tinh);

77

- Thùng quay với m ột hoặc hai bộ cố định và lệch tâm của các cánh quay theo hướng

ngược lại (ngược chiều);

- Thùng quay với một bộ cố định và lệch tâm của các cánh quay theo cùng một hướng.

Các loại máy nhào cho chất lượng bê tông tốt. Tuy nhiên do cát có tỷ diện quá lóìi nên

khả năng tương tác giữa xi măng và cát cần được lưu ý bằng cách chọn thời gian trộn hợp lý.

Trong trường hợp bê tông vẫn tồn tại các hạt xi măng phải chỉnh thời gian trộn.

4.I.2 .3 . M áy nhào có tác dụng mạnh

Có hai loại m áy nhào có tác dụng mạnh là:

- M áy trộn kiểu tuốc bin;

- M áy nhào ngược dòng được trang bị các lòng quấy hoặc xoáy ốc.

M áy trộn kiểu tuốc bin là những máy đơn giản và cổ điển (nhóm thứ nhất), nhưng chúng ta bố trí một số cánh được nâng cao và nó quay với tốc độ lớn (3,5 đến 4m /sec theo đường chu vi thay vì 2,5m/sec là giá trị trung bình đối với các loại khác). Công suất

rất lớn. Tuy nhiên phải chỉ ra rằng các máy này, do quan niệm thiết k ế và cách hoạt động nên chi tiết dề bị mài mòn nhiều hơn.

M áy nhào ngược dòng được lắp các lồng quấy hoặc xoáy ốc là các máy được dự kiến để sử dụng trong công nghiệp bê tông hiện đại.

Trong các máy này, tất cả hệ thống trộn quay ngược chiều với thùng. Việc bố trí theo

nhiều tầng của các bộ phận trộn cho một chiều cao chất tải lớn và trộn mạnh các thành phần của bê tông.

Các lồng quay hoặc các xoáy ốc là những bộ phận phụ để kích động. Chúng cho phép

đáp ứng được kỹ thuật trộn được gọi là phương pháp trộn hỗn hợp hai pha (phương pháp

trộn riêng rẽ)

- Pha thứ nhất: tạo ra m ột loại vữa

Các lồng quấy quay với tốc độ cao, trộn xi măng với nước tạo thành nhũ tương và tạo

ra sự làm ướt xi măng rất tốt. Sau đó cho cát vào hỗn hợp chất nhão. Cát được trộn mạnh

với tốc độ lớn. Các hạt cát được bao phủ gần như hoàn toàn bằng xi măng tạo ra được

một loại vữa rất đồng nhất. Tất cả các hạt đều được làm ướt và các liên kết giữa chúng

được giảm đi rõ rệt.

- Pha thứ hai: Tạo thành hê tông

Đưa đá (sỏi) vào vữa đã được trộn để chế tạo bê tông. Giảm tốc độ của lồng khuấy,

một mặt lồng khuấy liên tục đưa sản phẩm sẽ trộn về phía cánh của máy nhào, như vậy

tạo nên một sự đảo lộn thường xuyên vật liệu. Sự chuyển động của bộ phận trộn và của

thùng hợp lại cho hiệu quả trộn tốt, ngay cả ở vận tốc yếu.

78

Các bộ lồng quấy tạo ra sự cuốn khí lớn, bê tông được sản xuất theo các phưcmg pháp này có tính dẻo tốt, mặc dù hàm lượng nước ít.

Ghi chú: công nghệ này đòi hỏi sử dụng các hệ thống xác định liều lượng độc lập để

có thể đưa vào riêng rẽ các thành phần vật liệu của bê tông.

Thời gian nhào: 30 đến 40 giây.

Đối với bê tông khô và rất khô, các máy nhào thể hiện chất lượng cao hcín là máy trộn bê tông. Các thí nghiệm trước đây đã chỉ ra rằng khi được trộn bằng các máy nhào hoặc bằng máy trộn bê tông có trục nằm ngang hoặc có trục nghiêng, bê tông có cường độ tỉ lệ với các số 1/0,9/0,5. Có nghĩa là máy nhào cho bê tông đạt chất lượng cao nhất.

Máy nhào cho phép trộn kỹ các phần tử vật liệu, nên đảm bảo túih dễ đổ tốt của bê tông.

4 .1 2 .4 . C ông nghệ trộn bé tông

Được chia thành các bước như sau:

a) Đ ổ đầy (nạp vật liệu)

Việc nạp vật liệu vào máy trộn bê tông và máy nhào được thực hiện trong thùng hoặc máng nghiêng.

Đối với m áy trộn theo nhiều pha, một trật tự chính xác đưa các thành phần vào là cần thiết. Cần lắp các thiết bị tự động để đưa riêng biệt của các thành phần vật liệu vào máy; Xi măng được đưa đến trực tiếp từ si lô. Cốt liệu được đưa vào bằng thùng có một hoặc nhiều ngãn, phụ gia, cốt liệu được chuyển vào theo các cửa riêng.

Trong máy trộn bê tông, nước luôn được cung cấp bởi một thùng chứa định lượng được gắn với máy trộn; Trong các máy nhào, nước được đưa vào bởi m ột ống nghiêng được khoan lỗ chạy vòng quanh thùng. Một vài loại máy nhào lại được trang bị để có nước nóng chảy vào hoặc hơi nước cần thiết cho việc chế tạo bê tông nóng.

h) D ung tích của máy trộn

Để xác định các dung tích khác nhau của một máy trộn. Cần phân biệt:

- Dung tích của thùng nói riêng;

- Dung tích trộn, tức là thể tích hữu ích của các vật liệu, trước khi trộn, mà có thể đưa vào máy;

- Dung tích sản xuất bê tông từng mẻ. Trong trường hợp này, cần xác định chính xác nếu thể tích đó được tính khi bị nở ra hoặc được chấn động.

Đối với các máy trôn bê tông có thùng lât, có thể thừa nhân rằng tỉ sốDung tích thùng

thường biến đổi từ 0,6 đến 0,75 so với dung tích thùng (tỷ lệ dung tích trộn).

Đối với các m áy trộn bê lông có trục nằm ngang, tỷ lệ nhỏ hơn bằng khoảng từ 0,35 đến 0,40.

79

Đối với máy nhào, nó vào khoảng 0,4.

Tỉ số giữa: Dung tích bê tông sản xuất (bê tông không chấn động)/dung tích trộn

không phụ thuộc vào m áy trộn, mà phụ thuộc vào loại bê tông sản xuất ra. Nếu dùng

một cốt liệu, tỉ số này có thể bằng 0,9, nhưng đối với phần lớn các loại bê tông có thành phần hạt được phân cấp, nó vào khoảng 0,7 đến 0,75.

c) Hiệu suất trộn

Hiệu suất phụ thuộc vào chất lượng của vật liệu trộn và môi trường.

Ngoài hiệu suất về năng lượng, cần phải xem xét tốc độ, thể tích và chất lượng của sản phẩm.

Vậy hiệu suất phụ thuộc vào tổng thể của dây truyền sản xuất bê tông, tức là:

- Khả năng cung cấp và iưu kho, hệ thống cân đong vật liệu và sản phẩm, việc chuyển các thành phần bê tông;

- Vào việc tiếp nhận bê tông khi được đổ ra khỏi m áy trộn bê tông và m áy nhào và vào việc vận chuyển, đến tận nơi đổ, mức độ tự động hoá tổng thể.

Mỗi một sự việc đó được xem xét riêng rẽ, và nhạy cảm đối với lưu lượng xác định,

phụ thuộc vào các điều kiện của công trường.

Để đạt được hiệu suất tốt hơn của m ột thiết bị sản xuất phải thực hiện sự đồng bộ hoá

các động tác khác nhau và cải thiện một hoặc m ột vài điểm kìm hãm, hạn chế của dây

chuyền. Như vậy, người ta tăng khối lượng sản phẩm giảm giá thành. Tuy vậy để tăng

khối lượng không nên sử dụng hệ số nạp đầy vì có nguy cơ trong trường hợp này, đạt

được các mẻ trộn, mà độ đồng nhất không còn được đảm bảo.

íl) Tốc độ quuy

Số vòng/phút mà thùng hoặc hệ thống trộn của m áy trộn thực hiện được có ảnh

hưởng rất lớn đối với sản lượng của máy và cũng vậy đối với chất lượng sản phẩm.

- Đối với máy trộn bê tông, tốc độ quay của thùng được gắn liền với đưòng kính của

chúng theo công thức gần đúng sau đây:

DV^ = 350 đến 400 đối với máy trộn bê tông có trục nằm ngang;

DV^ = 300 đến 450 đối với máy trộn bê tông có trục nghiêng.

D được biểu thị bằng mét, V biểu thị bằng vòng/phút

- Đối với các máy trộn có trục nghiêng, độ đồng nhất đạt được càng nhanh. Khi tốc

độ càng lớn, tuy nhiên ở điều kiện không đạt tới tốc độ ly tâm. Tốc độ đồng nhất, tức là tốc độ tương ứng với sự phân tán ít nhất của bê tông sản xuất ra, đạt được khoảng

20 - 30 vòng/phút, điều đó gần bằng nửa tốc độ ly tâm.

- Đối với máy trộn bê tông có 3 phần hình côn, tốc độ nhỏ hơn ( 1 0 -2 0 vòng/phút).

80

- Đối với m áy trộn bê tông có trục nằm ngang, tốc độ tối ưu đối với phẩm chất bê tông tốt vào khoảng 25 vòng /phút.

- Đ ối với các máy nhào, tốc độ vào khoảng 1 5 -7 0 vòng/phút tuỳ theo loại máy.

e) Thời gian trộn

Thời gian trộn là thời gian cần thiết để đảm bảo một mẻ trộn đồng nhất của tổng hợp các thành phần bê tông được gọi là thời gian trộn. Lúc trộn xong tất cả các hạt cốt liệu phải được bao phủ bằng hồ xi mãng.

Thời gian trộn của m áy trộn bê tông và máy nhào là một yếu tố ảnh hưởng đến độ phân tầng.

Thời gian trộn là hàm số của 7 yếu tố sau: Tính chất và kích thước của cốt liệu; Tốc độ quay của thùng; Loại m áy sử dụng (chất lượng trộn); Độ dẻo mong muốn; Số lượng các hạt nhỏ; Thể tích thùng và tải trọng bê tông; Số lượng và bố trí các cánh trộn.

K hó xác định trước thời gian trộn theo tất cả các chuẩn mực. Theo kinh nghiệm thời gian trộn trung bình như sau: Trong các máy trộn, bằng 1 đến 3 phút đối với bê tông thông thường (1 phút đối với bê tông rất dẻo đến 3 phút đối với bê tông khô).

Ảnh hưởng của thời gian trộn đối với đồng nhất của cường độ (m áy trộn bê tông có thùng hình trụ nằm ngang). Bê tông chứa 300kg xi măng/m^ (N/X = 0,7)

Trong máy nhào bằng 40 đến 60 giây. Các thời gian này phải được kéo dài đối với bê tông dùng cốt liệu nhẹ.

g) Thời gian đ ổ hê tông ru của m áy trộn

Đối với các m áy trộn bê tông, thông thường nó nằm trong khoảng từ 10 - 30s.

M ặt khác, bê tông nhiều vữa xi măng đổ ra không tốt bằng bê tông ít vữa xi măng. M ỗi lần vữa xi măng tiếp xúc với bề m ặt ướt (ngay cả thẳng đứng), nó dính vào tạo ra sự bít chét ở đó cố định các hạt cát và đá.

Sự bít chét giảm tiết diện đi qua và chống lại sự chảy tốt của bê tông.

Đ ối với m áy nhào, các vấn đề không quan trọng như do công của các cánh trộn. Sự đổ ra sẽ nhanh (khoảng 10 đến 15s), điều đó giải thích m ột phần tốc độ của các chu trình.

Các đặc tính cơ bản của m áy nhào và máy trộn bê tông được ghi ở bảng 4.1.

h) Trình tự trộn hê tông như sau

Hiệu quả tương đối của các m áy trộn rất khó xác định, nhưng ta thấy rằng m áy trộn thùng quay có lắp thêm các tay gạt bên trong họạt động hiệu quả hofn. Chúng đặc biệt thích hợp đối với hỗn hợp khô, cứng mà các loại máy trộn khác rất khó trộn do chúng gắn với nhau thành khối trong thùng. Hình dạng và góc nghiêng thùng, kích thước và góc nghiêng tay gạt ảnh hưởng rất lớn đến hiệu quả của máy trộn. Ta thấy rằng m áy trộn

81

thùng nghiêng hoạt động hiệu quả hơn máy trộn có thùng nằm ngarig. Người ta thấy rằng, với mọi loại máy trộn thậm chí được nhào trộn rất kỹ, khi đổ ra phần lớn là côì liệu sẽ đổ ra trước sau đó phần đổ ra sau ít cốt liệu hơn. Do vậy cần nhào trộn thêm m ột chút ngay sau khi đổ bê tông ra khỏi máy trộn.

Bảng 4.1. Các đặc tính cơ bản của máy nhào và máy trộn bê tỏng

Các máy khác nhau

Dungtíchtrộn,

/

Bê tông tại chỏ không chấn động,

/

Sảniượnggiờ,

-ịm

Số mẻ trộn

trong

1 giờ

Công suất

mô tơ,c v

Độ đồng nhất của bê tông

Chất lượng

bê tông

Lưulượng

Máy trộn bê tông có trục nghiêng

Vài lít đến

10001

Vài lít đến 6001

đến 19 20-30 1-15 đạtRất

thườngYếu

Máy trộn bê tông có trục nằm ngang (hình trụ mút côn)

100-1000

đến 600 đến 19 20-30 2-20Trungbình

Trungbình

Yếu

Máy nhào bê tông có ba phần hình côn

275-1650

200-1100 5-35 25-35 4-18Trungbình

Trungbình

Trungbình

Máy nhào 150-7000

100-5000 4-200 40-60 10-240 Tốt Tốt Tốt

Máy nhào có bộ chuyển động nhảy

100-4000

85-2500 3-75 30-50 2-240 Tốt Tốt TỐI

Bình thưòfng một mẻ trộn thường được dùng ứng với một bao xi măng 50kg. Nếu phải lựa chọn loại m áy trộn thì thùng trộn phải chứa đủ tất cả vật liệu ứng với một bao xi măng. Điều này phụ thuộc vào tỷ lệ thành phần hỗn hợp. V í dụ với tỷ lệ hỗn hợp là 1:2:4

thì dung tích thùng trộn lý tưcmg là 200 lít, nếu tỷ lệ hỗn hợp là 1:3:6 thì dung tích thùng sẽ là 280 lít để dùng với một bao xi măng. Thùng trộn 200 lít không đủ để trộn hỗn hợp có tỷ lệ 1:3:6 và tưcmg tự như vậy thùng trộn dung tích 280 lít lại quá lớn đối với hỗn hợp có tỷ lệ 1:2:4 do vậy sẽ không kinh tế.

Đầu tiên đổ một nửa số cốt liệu thô vào máng đựng tạm (máng để đựng tạm thời trước khi đổ vào thùng trộn) sau đó đổ một nửa số cốt liệu mịn vào. Tiếp theo đổ hết xi

măng vào (thường là một bao) rồi đổ nốt phần cốt liệu thô và cốt liệu vào tiếp theo. Đổ vật liệu vào như vậy xi măng dễ trộn đều với thành phần khác và ngăn cản không cho xi măng bị bay ra ngoài khi có gió thổi mạnh.

Trước khi đổ hỗn hợp vào thùng trộn, đổ khoảng 25% lượng nước nhào trộn vào

thùng trộn trước để làm ướt thùng trộn, ngăn cản không cho xi măng dính vào tay khuấy

hay dính vào đáy thùng trộn. Sau đó ngay lập tức đổ hỗn hợp vật liệu khô vào thùng và đổ tiếp 75% lượng nước còn lại. Nếu thùng trộn có hệ thống cung cấp nước riêng thì

82

nước sẽ được cho vào đồng thời cùng với vật liệu. Thời gian được tính bắt đầu từ lúc đổ hết nước vào thùng trộn.

Khi sử dụng phụ gia dẻo hoặc siêu dẻo, thì giữ lại khoảng 1 lít nước rồi trộn phụ gia với nước sau đó đổ hỗn hợp vào thùng trộn sau khi nhào trộn hỗn hợp được một phút. Khi sử dụng phụ gia thì nên nhào trộn lâu hơn (khoảng 30 giây) để phụ gia trộn đều với hỗn hợp.

Khi sử dụng phụ gia dẻo, nói chung là phái làm nhiều thí nghiệm trong phòng trước để tìm ra liều lượng phụ gia hợp lý đê’ đạt được độ sụt. Do lượng nhào trộn ít cho nên nhào trộn trong phòng thí nghiệm có thể khóng đúng. Phụ gia dẻo dùng với hàm lượng nho sẽ không được nhào trộn kỹ với xi mãng. Để giải quyết vấn đề này có thể dùng các cách sau:

Đầu tiên, đổ nước vào để nhào trộn nhưng giữ lại nửa lít. Thêm xi mãng và cát vào rồi nhào trộn hỗn hợp. H oà phụ gia vào nửa lít nước và rót vào hỗn hợp vữa. N hào trộn hỗn hợp trong 30 giây để phụ gia trộn lẫn với vữa và cuối cùng đổ cốt liệu lớn vào (10-20m m ). Quá trình này thu được kết qủa nhào trộn tốt hơn.

Thời gian nhào trộn: máy trộn bê tông tliưìmg được thiết kế để chạy với vận tốc 15 -ỉ- 20.

vòng trong một phút. Để nhào trộn được hỗn h(;tp thì cần quay từ 25 30 vòng. Trên côngtrưòìig, thường có xu hướng là tăng nhanh tốc độ quay và giảm thời gian nhào trộn. Kết quả là làm giảm chất lượng bê tông. Mật khác, nếu bỗ tông được nhào trộn tưcfng đối lâu

thi sẽ không kinh lè vì sản lượng bẻ tồng se thắp và tốn Iihiểu nhiên liệu. Do đó điều quan trọng là phải nhào trộn hỗn hợp theo đúng quá trình để thu được lợi ích tối đa.

Theo kinh nghiệm thì chất lượng của bê tông - cụ thổ là cường độ của bê tông sẽ tăng nêu thời gian nhào trộn tăng, nhưng phải nhó hofn 2 phút, tuy nhiên cường độ tăng không đáng kể.

Máy trộn bê tông không phải là thiết bị dơn giản. Khi thiết k ế m áy trộn thì phải xem xét nhiều yếu tố. Hình dạng của thùng trộn, số lượng tay gạt, góc nghiêng của tay gạt, chiểu dài của tay gạt, chiều sâu của tay gạt, khoảng cách giữa tay gạt và thùng trộn, tốc độ quay v .v ... ảnh hưởng rất lớn đến mức độ đồng đều và thời gian nhào trộn tối ưu.

Nói chung thời gian nhào trộn gắn liền với dung tích thùng trộn. Thời gian nhào trộn nằm trong khoảng 1’30” - 2 ’30” . Dung tích thùng trộn càng lớn thì thời gian nhào trộn càng tăng. Tuy nhiên, máy trộn hiện đại tốc độ cao theo RMC có thời gian nhào trộn là 15 - 30 giày. M áy trộn dung tích một khối tốc độ cao chỉ cần 2 phút để nhào trộn một mẻ bê tông. Máy trộn có dung tích thùng trộn 6m ’ cần 12 phút để thực hiện xong một mẻ.

Thỉnh thoảng, ở công trường bê tông có Ihể không được đổ ra khỏi thùng trộn và máy

trộn thực hiện trong thời gian khá dài vì công nhân tranh luận hay cãi nhau, hay cần phải sửa lại hình dạng ván khuôn hay bố trí lại cốt thép, thì nói chung là cường độ của

bê tồng sẽ tăng nhưng nằm trong một giới hạn nào đó. Do thời gian nhào trộn dài, cho

83

nên tỷ lộ nước/xi măng giảm, do nước bị hút vào trong cốt liệu và bay hơi. Cũng có thể

tăng cường độ là do tăng tính công tác bởi vì cốt liệu thô trong hỗn hợp do bị nhào trộn

nhiều sẽ bị mài mòn hoặc vỡ ra cho nên sẽ có thêm thành phần hạt mịn hoặc bề mặt cốt

liệu thô trơn nhẵn hcfn. Điều này có thể không đúng trong mọi điều kiện và trong mọi trường hợp. Thỉnh thoảng, nước bốc hơi và tăng thêm lượng hạt mịn lại làm giảm tính

công tác dẫn đến làm giảm cường độ của bê tông. Việc tăng thêm lượng hạt mịn làm

tăng thêm co ngót.

Trong trưòng hợp phải vận chuyển bê tông ra công trường với khoảng cách khá xa, bê tông thỉnh thoảng lại được nhào trộn. Cần biết rằng khi bê tông bị liên tục rung động hay

bị nhào trộn cách nhau một khoảng thời gian thì thời gian ninh kết sẽ thay đổi.

i) Nhào trộn lại hổn ììỢỊ) hê tông

Thường xảy ra khi vận chuyển bê tông từ trạm trộn, khi xây dựng đường, hầm ngầm dài, xây dựng công trình trên vùng đất cao mà thi côrig thủ công. Do vậy tại công trường

bê tông thường giảm tính công tác, và hỗn hợp bị cứng lại. Nhiều kỹ sư ở công trường đã phải loại bỏ m ột số mẻ trộn. Hỗn hợp bê tông rất đắt do vậy không thể bỏ đi phí phạm

mà không xem xét đến giá thành. c?ần tìm hiểu xem khi nào thì một hỗn hợp bê tông cứng có thể sử dụng mà không gây hại. Quá trình nhào trộn lại bê tông, nếu cần thiết và bổ xung thêm một lượng nước được gọi là “nhào trộn lại bê tông”. Thỉnh thoảng cẩn bổ xung thêm m ột lượng nhỏ xi măng khi nhào trộn lại. Có rất nhiều quy định không cho

phép nhào trộn lại. TCVN không cho phép nhào trộn lại hỗn hợp bê tông đã cứng hay bổ

xung thêm thành phần vào hỗn hợp. Tuy nhiên nhiều nghiên cứu thấy rằng nhào trộn lại có bổ xung thêm một lượng nước nhỏ có thể được chấp nhận để đạt được độ sụt mong muốn nhưng tỷ lệ nước/xi măng không được vượt quá giá trị thiết kế. Họ cảnh báo rằng,

nên cấm việc sản xuất bê tông có độ sụt vượt quá hay bổ xung thêm nhiều nước hơn giá trị thiết kế để khắc phục việc giảm độ sụt khi vận chuyển. Theo điều tra nhào trộn lại hỗn hợp bê tông rất dẻo sau m ột giờ làm tăng cường độ từ 2 - 15% nhưng nếu nhào trộn lại sau thời gian lớn hơn sẽ làm giảm cường độ. Tuy nhiên cường độ giảm khi nhào trộn

lại có bổ xung nước thấp hơn giá trị giảm cường độ tính theo tỷ lệ nước/xi măng nếu trộn từ ban đầu và với tỷ lệ nước/xi m ăng ban đầu cộng với một lượng nước khi nhào

trộn lại sẽ mang lại cho hỗn hợp tính công tác ban đầu.

k) Bảo dưỡng máy trộn

M áy trộn bê tông thưòíng được sử dụng liên tục để thi công. Và một điều quan trọng

là máy trộn không được dừng trong quá trình thi công bê tông. Vì lý do này nên máy

trộn phải được bảo dưỡng cẩn thận. M áy trộn phải được đặt nơi bằng phẳng và đầm nén

tốt. Thùng trộn và tay gạt phải được giữ sạch lúc bắt đầu và lúc kết thúc làm việc. Thùng

trộn phải được che đậy cẩn thận tránh nước mưa.

84

4.1.3. V ận chuyên bê tông

Bê tông có thể được vận chuyển bới nhiều phương tiện và nhiều cách khác nhau. Quy tắc khi vận chuyển bê tông là hỗn hợp phải đồng nhất tại địa điểm thi công. Có những phương pháp vận chuyển bê tông như sau:

a) Xẻng, cáng. b) Xe đẩy bằng tay, có bánh.

c) Cần trục, thùng treo trên dây cáp. d) Xe tải có gắn thùng đựng.

e) Băng chuyền. f) Máng đổ.

g) Thùng lồng, dây tời. h) Ôlô có gắn thùng trộn.

i) Bơm, và vận chuyển bằng ống. k) Đổ bê tông dưới nước.

m) Ván khuôn trượt. n) Trực thăng.

a) Xẻng, cáng: Là phương pháp dựa vào nhân công. Bê tông được vận chuyển với số lượng ít nên diện tích bề mặt hỗn hợp bê tông lớn cho nên dễ bị mất nước do bay hơi, đặc biệt là trong điều kiện nhiệt độ cao và độ ẩm nhỏ nhưng giảm phân tầng, chia tách. Cần tạo ẩm xẻng, chảo trước khi làm việc và thường xuyên phải vộ sinh dụng cụ trong khi và sau khi kết thúc thi công. Thích hợp với công trình trên mặt đất bằng hoặc có chiều cao không lớn.

h) Xe dẩy: Thường được sử dụng khi thi còng cổng trình trên mặt đất. Phưcmg pháp này chuyên chở vật liệu khá xa, như khi xây dựng đường. Nếu bê tông được vận chuyển

khá xa mà đường đi lại gồ ghề thì bê tòng sẽ bị phân tầng do rung động. Cốt liệu lớn sẽ chìm xuống đáy và vữa nổi lên trên. Để tránli hiện tượng này có thể làm bánh xe bằng cau su hoặc làm đường vận chuyển bằng ván gỗ để giảm rung động.

c) Thùng treo trêu ílủy. Thích hợp \ới cõng liỉnh thi công ở trên cao, rất hay gặp khi thi công trong các thành phố lớn. Dùng rất linh hoạt, nhanh chóng có thể vận chuyển bê tông thẳng đứng và đổ bê tông tại vị trí chính xác. Thùng đựng có hai loại là loại có cửa xả bê tông ở đáy và loại phải nghiêng thùng để đổ. Dung tích thùng đựng trung bình là 0,5 m \

Phương pháp này được dùng khi xây dựng ở các thung lũng, trụ trên sông hay đập nước. Hỗn hợp bê tông sẽ được nhào trộn trên bờ hoặc ở trên m ố rồi được vận chuyển ra vị trí thi công nhờ hệ thống dây treo \à con lăn. Kích thước thùng đựng thường lớn và đậy kín cho nên bê tống giữ được tính công tác.

Đổ bê tông bằng cách nghiêng thùng hoặc mở cửa ở đáy thùng, có thể nhờ hệ thống đẩy qua cửa bằng khí nén. Bê tông nên được đố ở vị trí thấp nhất có thể để chiểu cao rơi tự do là nhỏ nhất.

d) Xe tải gắn tliíiiig đựng: Để thi công các công trình lớn trên mặt đất bằng. Các xe tải có thể di chuyển đến bất kể vị trí nào cẩn đổ và nó thuận lợi hơn xe goòng rất nhiều, vì xe goòng phải chạy trên ray sắt. Tliùng đựng thường có dung tích từ 2 -3 m \ loại lớn có

85

dung tích từ 4m ’ trở lên. Trước khi đổ bê tông vào thì thùng đựng phải được tưới ẩm. Có thể phủ một lớp vải nhựa lên trên để bê tông đỡ mất nước. Khi vận chuyển xa thì phải sử dụng hệ thống khuấy trộn để tránh phân tầng hoặc đông cứng. Nhưng máy khuấy hoạt động với vận tốc chậm.

e) Vận cììuyển bâng hăng cììuyền: Bãng chuyền được sử dụng nhưng rất hạn chế.

Nhược điểm là bê tông bị dồn lại, không đều ở những vị trí dốc, vị trí thay đổi hướng và

vị trí băng nằm trên các con lăn. Một nhược điểm khác là bê tông bị trải ra dọc theo băng chuyền nên bị mất nước rất nhanh, đặc biệt là khi thời tiết khô nóng và có gió. Hcrti

nữa băng chuyền cũng bị rung nên bê tông cũng bị kém chất lượng. Do vậy cần nhào

trộn lại bê tông ở cuối băng chuyền.

Băng chuyền hiện đại có thể điều chỉnh hướng vận chuyển như tiến, lùi, và điều chỉnh cả vận tốc vận chuyển. Nó có thể vận chuyển bê tông với khối lượng lớn và nhanh chóng

khi bị hạn chế thời gian, ở cuối băng chuyềỉi cần tránh chia tách hoặc dính vữa vào băng

chuyền, ở những nơi nhiệt độ cao và có gió thì phải che chắn hệ thống bãng chuyền lại.

f ) M áng: Dùng để vận chuyển bê tông từ mật đất xuống vị trí thấp hơn. M áng (ống) được làm bằng thép nhưng các đường trượt phảl'T:ố độ nghiêng xấp xỉ nhau, và độ dốc cao/ngang > 1/2. Bê tông sẽ trượt theo từng khối mà không bị chia tách hay phân tầng.

g) Thùniị lồng, dây tời: Được sử dụng rộng rãi để vận chuyển bê tông thắng đứng khi

xây nhà cao tầng. Cáng, xẻng và thang bộ không thích hợp để vận chuyển bê tông nhiều

hơn 3-4 tầng nhà. Để vận chuyển bê tông đối với công trình cao hơn thì phải dùng

phương pháp này.

ở độ cao mặt đất bê tông được đưa thẳng lên bằng hệ thống cáp đến vị trí cần thiết. Tại vị trí đó bê tông được đổ tự động hoặc bằng tay.

lì) Ô tô có gắn thùng trộn: Xe trộn là phương tiện vận chuyển bê tông thông dụng nhất, đặc biệt là vận chuyển ở khoảng cách xa và dùng để trộn bê tông luôn. Chúng là các xe tải có gắn các thùng trộn dung tích từ 4 -7 m \ Có hai loại xe trộn, một loại hỗn hợp bê tông vừa được vận chuyển vừa được nhào trộn với tốc độ từ 2 - 6 vòng / phút, loại còn lại không được khuấy trộn trên đường vận chuyển. Dùng cách này thì có thể vận chuyển được khoảng cách xa và bê tông ít bị thay đổi vì được đậy kín trong thùng. Khi trộn thì thùng trộn quay với vận tốc từ 4 - 16 vòng trên phút. Theo ASTM c 94 thì giới hạn tốc độ quay là 300 vòng/phút cho cả khi nhào trộn và khi vận chuyển,

Thỉnh thoảng có thể gắn thêm các máy bơm bê tông nhỏ lên xe tải cùng với thùng trộn và việc vận chuyển, thi công bê tông được dễ dàng hơn.

i) Bơm và vận chuyển hê tông hằng ống. Bơm bê tông cũng được coi là phương pháp

vận chuyển bê tông và thi công bê tông và ngày càng được sử dụng rộng rãi trong xây

dựng cầu, nhà ở Việt Nam.

86

Sự plìàt triển của máy hom hê tông: Máy bơm bé tông được sử dụng lần đầu ở Mỹ vào năm 1913. Năm 1930 vài nước chế tạo và sử dụng máy bơm bê tông cùng với hệ thống ván trượt. Nãm 1950 - 1960 máy bơm bê tông được sử dụng rộng rãi ở Đức. 40% bê tông được thi công bằng máy bơm. Các hãng sản xuất của Đức như Schwing, Putzm eister và E lba cạnh tranh nhau và cải tiến máy bơm bê tông, đặc biệt là hệ thống van là bộ phận quan trọng nhất.

Bơììì hê tông: M áy bơm bê tỏng hiện đại rất phức tạp, bền và rất khoẻ. Trước đây, m áy bơm hai thì bao gồm phễu, van hút và van xả, pittông, xilanh. Bơm hoạt động bằng động cơ điezen. Khi pittông lùi lại tạo ra áp lực hút hút bê tông vào xilanh. Sau đó van hút đóng lại van xả mở, pittông đẩy ra và bê tông được đẩy vào đưòíng ống vận chuyển. Hình 4 .1. minh hoạ nguyên tắc hoat động.

Van mờ /y

Pittong

H ình 4.1. Mô hình niáy hơni pittông

M áy bơm hiện đại hoạt động giống nguyên tắc như vậy nhưng có nhiều cải thiện. Năm 1963, một loại máy bơm bê tông được sản xuất ở Mỹ. Hình 4.2. mô tả loại máy bơm ép.

H ình 4.2. Mô hình máy hơni ép

87

Tuy nhiên máy bơm pittông thuỷ lực mới là loại m áy bơm hiện đại, được sử dụng rộng rãi nhất. Cấu tạo khác hẳn nhưng nguyên tắc hoạt động cũng giống như máy bơm cơ học. M áy bơm được cấu tạo bởi ba phần cơ bản, thùng đựng bê tông, hệ thống van và hệ thống truyền chuyển động.

Khả năng của bơm hê tông: Bê tông được bơm vượt chiều cao 400 m và xa trên 2000m. Điều này đòi hỏi áp lực bơm rất lớn và phải chú ý đặc biệt đến thiết k ế thành phần bê tông. Tháng 2 nãm 1985 một kỷ lục bơm bê tông vượt qua chiều cao 432m tại đập thuỷ điện Estangento ở dãy Pyrenees Tây Ban Nha. M áy bơm Putzmeister áp lực

cao sử dụng van dạng ống chữ s (S-transfer tube valve). Bơm này có công suất lý thuyết là 120m^/h, xilanh có đưcỉng kính 180mm và áp suất bơm lớn trên 200 bar, ống dẫn dài 630m có đường kính 125mm chịu được áp suất cao.

Để thi công công trình trên hỗn hợp bê tông có thành phần; 506kg đá granit 12-25mm, 362kg đá granit 5-12mm , 655kg cát granit 0-5mm hoặc cát sông 0-3 mm, 211 kg xi măng, 90 kg tro bay và 183 lít nước.

Bê tông hơTìi: Bê tỏng có thể được đẩy qua hộ thống ống được gọi là ống bơm. Nó được chế tạo sao cho ma sát với thành trong của ống không quá cao và không bị kẹt trong ống dẫn. Phải tìm hiểu xem điều gì xảy ra khi bê tông được bơm trong hệ thống ống dẫn. Bê tông chảy trong ống và vùng tiếp xúc với thành ống là lớp vữa xi măng mỏng có tác dụng bôi trơn. Hình 4.3. mô tả bê tông chảy dưới áp lực.

B ẻ tòng

ìThánh ống

Áp lực bơm

"P- .

Ọ -'-;::',;)!-ớ . /

• Ọ ’ -D> •'■ữ.c x ■ , . ; • . ' q ữ ' - • , q D ’ • • ô ’ •

^ ^ ■■ ĩ o : ■[. ; ù ;

Lự c kháng bơm

•R'

Nước và c á c hạt nhó

/ỉin ằ 4.3, Mô hình hơỉĩỉ hê íôììg

Để bê tông có thể chảy được thì áp lực phải đủ lớn. Tuy nhiên, nếu bê tông quá ướt với tỷ lệ nước/xi măng cao, thì áp lực sẽ đẩy nước ra khỏi hỗn hợp, tạo ra sức cản và bê tông bị tắc.

Hỗn hợp bê tông bơm được thiết kế sao cho tất cả thành phần hỗn hợp được gắn chật với nhau dưới áp lực của máy bơm do vậy không bị phân tầng hoặc tách nước. Hỗn hợp

88

phải có đủ tính chảy loang và ma sát vớ: thành ống nhỏ. Hỗn hợp cũng có thể biến dạng khi chảy qua chỗ cong. Để đạt được điều này, tỷ lệ của thành phần mịn như xi măng và các hạt nhỏ hơn 0,25m m (hạt có kích thước nhỏ hơn 300 m icron) phải hợp lý. Hàm lượng của các hạt mịn phải nằm giữa 350 - 400 kg/m^ được coi là thích hợp đối với bê tông dùng để bơm. Hàm lượng trên không chỉ quan trọng để giảm ma sát mà còn tạo ra

chất lượng và tính công tác.

Có hai lý do làm tắc bê tông khi bơm là:

- Nước bị áp lực thổi ra khỏi bê tông

- Lực ma sát lớn do bản chất tự nhiên của hỗn hợp.

Điều quan trọng là phải đạt được cấp phối tốt và độ rỗng nhỏ, tuy nhiên không phải lúc nào cũng thiết kế được hỗn hợp từ cốt liệu lý tưởng có thể bơm được. Cốt liệu tự

nhiên hoặc cốt liệu nhân tạo có thể dùng để chế tạo hỗn hợp, nhưng phải chú ý đến cấp

phối, độ rỗng và mức độ đồng đều. Độ sụt của bẽ tông dùng để bơm là khoảng 75mm và đưòng kính của ống dẫn phải lớn gấp ít nhất từ 3 - 4 lần kích thước lớn nhất của cốt liệu.

L ự a chọn loại bơm

Để lựa chọn chính xác loại bơm thì cần nắm rõ các nhân tố sau:

- Chiểu dài của ống dẫn đặt nằm ngang;

- Chiều dài của ống dẫn đật thẳng đứng;

- Số lẩn đổi hướng của ống dẫn;

- Đường kính ống dẫn;

- Chiều dài của đoạn ống ruột ngựa;

- Sự thay đổi đường kính ống dẫn;

- Độ sụt của bê tông.

Áp lực bơm thẳng và tốc độ bơm là một hàm của đường kính ống, khoảng cách bơm và độ sụt. Sử dụng điều này để chọn khả năng và tốc độ bơm.

C ác vấn đề khi bơm bê tông

Vấn đề thường nảy sinh khi bơm bê tông bị tắc nghẽn. Nếu bê tông không thoát ra tại cuối ống dẫn, hoặc nếu bơm phát tiếng động lạ thì có nghĩa là bê tông bị tấc đâu đó trong hệ thống và chỉ sô' áp lực của máy bơm tăng. Hầu hết tắc nghẽn thường xảy ra ở khoảng cuối ống dẫn.

Tắc nghẽn thường xảy ra do hỗn hợp bê tông không hợp lý, do ống dẫn và đoạn nối

kém, do máy bơm hoạt động sai hoặc là không bảo dưỡng tốt đoạn ruột ngựa.

Chúng ta đã bàn đến chất lượng bê tông. Hỗn hợp bê tông hợp lý sẽ có lớp vữa bao bọc ra bên ngoài làm tác dụng bôi trơn cho hỗn hợp với thành ống. Hỗn hợp này phải có

89

hàm lượng nước vừa đủ, tỷ lệ thành phần hợp lý, nhào trộn đồng nhất. Có thể nói rằng, hỗn họfp bê tông có thể bơm được là hỗn hợp bê tông tốt.

Thỉnh thoảng, nhiệt độ môi trường cao, sử dụng phụ gia, đặc biệt là phụ gia tcăng nhanh ninh kết hoặc tăng lượng xi măng đều có thể gây tắc. Cơ hội tắc càng lófn nếu ta không tiến hành bơm liên tục.

Ống dãn không được vệ sinh sạch sẽ, quá nhiều góc chuyển hướng đột ngột, sử dụng

đoạn nối cũ hỏng là những nguyên nhân gây tắc.

Người sử dụng máy phải thao tác chính xác, sử dụng dầu bôi trơn trước khi bơm. Đoạn ống cao su ruột ngựa phải được xem xét cẩn thận và bôi trơn kỹ.

X ử lý tác nghẽn

Tắc nghẽn nhẹ có thể được sử lý bằng cách đảo đầu và bơm ngược lại. Không nêr. tăng áp suất để bơm một cách mù quáng để thông tắc, nó có thể gây ra hậu quả trầm trọng.

Thỉnh thoảng có thể giảm chiều dài ống dẫn sẽ giảm được áp lực và bơm khối bé tông tắc ra ngoài.

Đập bề ngoài ống bằng búa và lắng nghe tiếng động có thể xác định và giải quyêt tắc.

Tắc nghẽn có thể xử lý bằng cách chọc hoặc sử dụng quả bóng xốp rồi đẩy bằng khí nén hoặc nước bằng áp lực cao.

4.1.4. Đổ bê tông

Thiết kế thành phần bê tông hợp lý, cân đong, nhào trộn và vận chuyển chính J.ác là chưa đủ, một điều cũng hết sức quan trọng là hỗn hợp bê tông phải được thi công một cách hệ thống, để đạt được kết quả tốt nhất. Phương pháp thi công bê tông sẽ khác nhau khi xây dựng các công trình đặc biệt dưới đây:

- Đổ khuôn bê tông tiếp xúc trực tiếp với đất (ví dụ đổ móng cho cột hoặc tường);

- Đổ bê tông trên mặt đất rộng hoặc dùng khuôn gỗ (ví dụ tấm bê tông mặt cưòìig hoặc mặt đường sân bay);

- Đổ bê tông thành lớp với ván khuôn gỗ hoặc khuôn thép, (ví dụ: khối bê tông khi xây đập hay m ố trụ);

- Đổ bê tông công trình dân dụng (ví dụ cột, dầm, sàn nhà);

- Đổ bê tông dưới nước.

Khi thi công tấm bê tông xi măng mặt đưòíng, tấm bê tông sàn nhà thì phải loii bỏ bùn, nước, hay các chất hữu cơ như cỏ, rễ cây ... M ặt đất phải được đầm chật cẩn thin để tránh mất nước cho bê tông. Nếu không đầm nén tốt thì phần bê tông dưới đáy sẽ cc chất lượng thấp. Thỉnh thoảng để tránh mất nước cho bê tông khi trực tiếp tiếp xúc với nước trên diện tích rộng, ví dụ như tấm bê tông mặt đường thì có thể sử dụng tấm polyeylen mỏng lót dưới đáy trước khi đổ bê tông. Bê tông khi thi công cầu nhiều nhịp liên tic có

90

co ngót rất lớn vì thế người ta phải chế tạo các khe co dãn thích hợp. Cần nhớ rằng bê tông được đổ liên tục chứ không được “rót” . Cần đảm bảo rằng, bê tông phải được đổ với chiều dầy thích hợp. Trong thực tế cần tránh đổ bê tông thành đống lớn rồi gạt sang các phía.

Khi bê tông được đổ với chiều dầy lớn, khối iượng Iófn như khi xây nhà cao tầng, xây dựiìg mô' trụ hay xây dựng các đập nước, bê. tông được đổ thành nhiều lốp. Chiều dầy mỗi lớp phụ thuộc vào phương pháp đầm. Khi thi công bê tông cốt thép, chiều dầy mỗi lớp nên đổ từ 15 đến 30cm còn khi đổ bê tông khối lớn thì chiều dầy mỗi lóp nên đổ là 35 - 45cm. Các lớp phải được đổ liên tục đủ nhanh để tránh tách lớp. Q iiều dầy tối đa của mỗi lóp phụ thuộc vào phương pháp đầm, vùng ảnh hưởng và tần số hoạt động của đầm.

Trước khi đổ bê tông, bể mặt của lớp bê tông ở lần đổ trước phải được rửa cẩn thận bằng vòi phun nước. Trong trường hợp thi công đập, có thể phun bằng cát. Bề mặt bê

tông cũ có thể được đục đẽo để tạo nhám và loại bỏ các các vật liệu rời rạc bên trên. Bề

mặt cũ phải ẩm ướt. Đôi khi có thể sử dụng một lófp hồ hoặc vữa nhiều xi mãng - cát mịn m ỏng rải lên irên bề mạt cũ sau đó mới đổ bê tông tiếp theo. Tất cả quá trình phải được thực hiện nhẳm tránh tối đa xảy ra hiện tượng tách lớp. Khi đổ bê tông thành nhiều lófp,

tốt hơn là đổ lớp bề mặt Irên cùng thật xù xì để lófp tiếp theo có thể bám chắc vào lớp trước. Khi bê tông được phun theo bể ngang thì có thể bố trí thêm các thanh thép đai ngang dọc, hoặc bổ xung thêm các viên đá để làm tãng độ dính bám giữa các lớp. Dĩ

nhiên những điểu trên áp dụng với bê tông đổ khối lớn bằng nhiều lớp chứ không áp dụng cho bê tông cốt thép.

Khi đổ bê tông có dùng ván khuôn như thi công dầm, và cột thì phải tuân thủ một sô'

nguyên tắc. Đầu tiên phải kiểm tra xem cốt thép đã được buộc chặt chẽ và chính xác chưa, vị trí tiếp xúc giữa các mảnh ván khuôn có kín không để vữa xi mãng không bị

chảy ra ngoài khi đầm. Mặt bên trong của ván khuôn phải được bôi trơn để giảm ma sát. Cốt thép phải sạch và không dính dầu mỡ. Khi mật độ cốt thép dày thì phải đổ bê tồng cẩn thận, đổ dần dần từng chút một để bê tông không bị kẹt. Tinh trạng trên thường xảy

ra khi thi công các cột mà mật độ cốt thép nằm ngang lớn, ở vị trí nối tiếp giữa cột và

dầm và khi thi công các dầm có chiều cao lớn. Nói chung là đổ bê tông cột thì khó khăn

hơn. Bê tông thường được đổ từ chiều cao lớn. Khi rơi xuống chúng chạm vào các cốt thép đai và cốt thép chủ nằm ngang dễ dẫn đến phân tầng hoặc bị tắc. Để tránh điều này

xảy ra người ta dùng các ống dẫn hoặc các phễu v .v ... để đổ bê tông vào khoảng giữa các thanh cốt thép. Thỉnh thoảng khoảng cách giữa các ván khuôn quá nhỏ, hay lưới

thép quá dày người ta có thê’ khoét thủng các lỗ ở bên thành của ván khuôn và bê tông

được đổ vào qua các lỗ đó thay cho việc đổ từ trên xuống. Trong giai đoạn bố trí cốt thép cần phải xét đến khó khăn khi đổ bê tông.

Khi đổ bê lông dưới nước phải đặc biệt lưu ý đến quá trình nhấc ống đổ bê tông.

91

Hệ íhốnp treo ống

P h ề u nhận

bé tông

M ực nước

thi công

Bẻ tông dâng

Hình 4.4. M ô tả quá trình đ ổ

hê tông dưới nước

Phần cuối của ống có m ột nút đậy và được đặt tựa vào một tấm polyetylen dày hoặc m ột loại vật liệu tương tự để đổ bê tông lên trên. Khi dưới đáy được đóng kín, nước sẽ không chảy vào ống được. Bê tông có độ sụt rất lớn, khoảng 15 - 20 cm được rót vào phễu. Khi toàn bộ chiều dài ống được đổ đầy bê tông, đầu ống được nhấc lên, nhờ vào trọng lượng của khối bê tông nút bịt đáy sẽ rơi ra và bê tông sẽ thoát ra. Giai đoạn này cần được quan tâm cẩn thận sao cho đầu ống dẫn luôn luôn nằm trong bê tông và không cho nước chảy vào trong ống. Nói cách khác đầu cuối ống luôn luôn được nút chặt bằng bê tông.Sau đó bê tông lại được đổ vào trong ống qua phễu và khi toàn bộ chiều dài ống được đổ đầy bê tông thì ống lại được nhấc lên chầm chậm và bê tông sẽ thoát ra từ từ. Quá trình này được thực hiện liên tục không dừng cho đến khi chiều dày lớn bê tông vượt hcm chiều cao mực nước.

Nếu phương pháp này được thực hiện chính xác, sẽ có ưu điểm là bê tông không bị ảnh hưởng bởi nước ngoại trừ lớp trên cùng. Lớp trên

cùng sẽ bị cào, loại bỏ cuối giai đoạn thi công để loại bỏ phần bẽ tông kém chất lượng.

Trong suốt quá trình đổ bê tông, dòng nước phải tĩnh, không chảy nếu không thành phần xi măng sẽ bị cuốn đi. Bê tông đổ dưới nước không cần đầm chặt vì bê tông sẽđược đầm chặt tự động bởi áp lực nước. Hơn nữa bê tông có độ sụt như vậy cũng khôngcần đầm. M ột trong những nhược điểm của phương pháp đổ bê tông dưới nước là tỷ số nước/xi măng để đạt được độ sụt như vậy là tương đối cao vì th ế làm giảm cường độ của bê tông. Nhưng bây giờ việc sử dụng phụ gia siêu dẻo là rất phổ biến. Bê tông có tỷ lệ nước/xi mãng bằng hoặc nhỏ hơn 0.3 vẫn có thể dùng để đổ bê tông dưới nước.

Một phưcmg pháp đổ bê tông dưới nước khác là phưcmg pháp phun vữa lỏng vào cốt liệu đã được đầm. Cốt liệu được đầm chiếm đủ thể tích phần bê tông cần đổ còn vữa xi mãng được phun qua ống dẫn xuống đáy vùng cốt liệu. Vữa được lấy và phun từ từ, áp lực vữa sẽ đẩy nước ra khỏi khe hở giữa các cốt liệu, và chiếm các lỗ rỗng đó. Phương pháp này rất thích hợp khi thi công móng giếng chìm .

Bê tông đổ dưới nước có thể được đổ bằng cách sử dụng ống dẫn và m áy bơm bê

tông. Ống dẫn được lắp và hạ xuống đến đáy. Sau đó khởi động m áy bơm. K hi ống dẫn được điền đầy bê tông thì nứt đậy sẽ bật ra, phần bê tông được phun ra xung quanh phần

cuối ống sẽ đóng vai trò như nút đậy, không cho nước chảy vào ống dẫn. Á p lực máy bơm là rất lớn và quá trình đổ bê tông sẽ diễn ra liên tục cho đến khi bê tông cao hofn mực nước.

92

Có một phương pháp đặc biệt đổ bê tông sử dụng ván trượt. Ván trượt có thể dùng để xây dựng theo chiều thẳng đứng hoặc xây dựng theo chiều ngang.

4.1.4.1. Ván khuôn trượt thẳng đứng

Đã được sử dụng và rất thích hợp với kết cấu có chiều cao lớn. Tlieo phương pháp này, bê tông được đổ, đầm chặt và ván khuôn được nâng lên nhờ hệ thống kích thuỷ lực. Tốc độ nâng ván khuôn phụ thuộc vào nhiệt độ và sự phát triển cường độ của bê tông, khi mà bê

tông có thể giữ nguyên hình dạng mà không cần ván khuôn, ở Ấn Độ đã có một số công trình có chiều cao lớn như ống khói và silò được xây dựng nhờ công nghệ này. Mặc dù phương pháp này thích hợp với kết cấũ có hình dạng đồng nhất, nó còn được sử dụng để xây dựng tiTỊ cầu Mỹ Thuận, cầu Kiền, cầu Bính Hải Phòng (xem hình 4.5.)-

Thi còng bẽ tỏng Trượt ván khuôn Tháo vãn khuôn trượt

_ ” Đ ầy ngang

H ình 4.5. Thi công hê ỉỏng sử dụng vân khuôn ĩrư0

4.1.4.2. Ván khuôn trượt ngang

Là một công nghệ khá mới. Nó thích hợp cho xây dựng lớp phủ mặt đưòng. Lần đầu tiên máy rải bê tông đường được sử dụng đế đổ bê tông trong xây dựng đường ở sân bay Tân Sơn Nhất và đường Quốc lộ 1.

M áy rải bê tông đường là m ột máy phức tạp có thể trải bê tông thành lớp và đầm bê tỏng bằng hệ thống đinh rung động và máv đầm rung bề mặt. M áy rải bê tông đường tạo ra bề mặt phẳng, trơn sau đó dùng bàn chái nylông tạo ráp bề mặt. M áy cũng có thể cắm các đoạn thép ngập xuống đưòfng với khoảng cách định trước. Nói chung không có sự tách và mất nước vì bê tông rất rắn (độ sụt 2cm), bê tông này được chế tạo làm lớp phủ mặt đường. Nếu bê tông bị mất nước một chút thì trước khi nó bị m ất có thể đổ hỗn hợp hoá chất tạo thành m ột lớp m àng mỏng lên trên bề mặt bê tông.

Tất cả hoạt động diễn ra liên tục \'à máy rải tiến từ từ về phía trước bằng bánh xe lăn, định hướng bằng tia lade - hệ thống máy tính. Định hướng này giúp cho việc đổ bê tông theo đường thẳng, theo đường cong hoặc có độ chênh cao. Tốc độ xây dựng, vận tốc của

93

xe khoảng Im /phút và một ngày có thể là việc 16 giờ. M áy này có thể hoàn thiện khoảng Ikm đường một làn xe rộng 3,75m và dầy 35cm.

ở Việt Nam trong thi công đường ô tô và sân bay (sân bay Nội Bài, Tân Sơn Nhất) đã sử dụng thiết bị ván khuôn trượt như G om aco Com m ander III (Mỹ), W irtgen SP 500 (Đức), HTH 5000 (Trung Quốc). Power CURBERS BC870 (Mỹ). Các loại máy này có thể rải mặt đường chiều dày tối đa 40 cm.

Chúng được sử dụng để xây dựng đường một làn xe hoặc từng làn xe một, còn ở Châu Âu và những nước phát triển khác máy rải có thể rải hai hoặc ba làn xe m ột lúc. Để rải được bề mặt rộng như vậy cần m ột lượng lớn bê tông có chất lượng đồng đều ở Châu Âu các mẻ trộn liên tục cung cấp bê tông với tốc độ từ 150 - 250m ’/h. Tốc độ này có thể cung cấp cho các máy rải dung tích lớn.

4.1.5. Đầm nén bê tông

Đầm nén bê tông là quá trình loại bỏ không khí ra khỏi bê tông. Trong quá trình nhào trộn, vận chuyển, đổ khuôn bê tông khống khí sẽ cuốn vào trong bê tông. Bê tông có tính công tác càng thấp thì lỗ rỗng cuốn vào càng nhiều. Nói cách khác, bê tông càng cứng thì phần trăm lỗ rỗng cuốn vào càng nhiều và do đó cần công đầm nén nhiều hơn.

Cần biết thêm rằng đầm nén đạt độ chặt 100% không chỉ quan trọng theo quan điểm về cường độ mà còn quan trọng cả về độ bền. Trong thời gian gần đây độ bền trở nên quan trọng hơn cả cường độ.

Đầm nén không đủ làm tăng tính dễ thấm của bê tông làm cho các hoá chất thấm vào “tấn công” bê tông và cốt thép làm giảm độ bền của bê tông.

Để đạt được độ đặc chắc lớn nhất với công đầm nén hợp lý tại công trường, cần sử dụng hỗn hợp có tính công tác và chế độ chấn động hợp lý.

Chấn động là một trong các biện pháp hiệu nghiệm nhất để làm dẻo bê tông tạo ra độ dẻo biểu kiến tốt khi đúc khuôn, độ đặc chắc cao do đưa được không khí ra ngoài và độ cứng cần thiết khi tháo ván khuôn ngay. Tất cả điều đó làm cho là bê tông cấu trúc tốt về thành phần hạt.

Cõng nghệ sản xuất bê tông thường dùng chấn động để sản xuất các cấu kiện bê tông.

V iệc sử dụng bê tông khô được gợi ý bởi các quan niệm về kỹ thuật và kinh tế là: độ cứng m ong muốn và hàm lượng xi m ăng. Hai yếu tố này, gắn chặt với nhau, biến đổi theo m ột yếu tô' thứ ba là tỉ lệ N/X. Với hàm lượng xi m ăng đã cho, cường độ cực đại đạt được đối với N/X nhỏ, nằm trong khoảng 0,3 - 0,4 tùy theo cường độ đầm . Các giá trị N /X như vậy cho bê tông khó đổ và cần đưa vào năng được tạo ra đặc biệt nhờ chấn động.

Hoạt động của bê tông dưới tác dụng của chấn động là cơ sở để đề xuất các quy định tối ưu về việc dùng chấn động bê tông.

94

Xem xét chấn động trên bê tông khỏ, có nhiều cốt liệu và không tự chảy được, lúc đầu đổ bê tông bằng chấn động có tác động Irực tiếp trên cốt liệu lớn, chúng va chạm vào nhau. Hiện tượng này mất đi nhanh chóng và bê tỏng đạt được độ chảy biểu kiến.

Chấn động không lan truyền nữa theo các hạt mà theo hồ lỏng tạo ra sóng lan truyền.

Các sóng này cho chất lỏng một chuvển động tương đối đối với các hạt lơ lửng.

Tập hợp các hạt được phủ lớp mỏng chất lỏng, tạo nên các kênh mà tiết diện biến đổi, chúng hẹp dần lại ở các điểm tiếp xúc giữa các hạt. Do đó, hoạt động xoay chiều của

chất lỏng trong các kênh sẽ gây nên áp lực dư, tạo ra sự co thắt có tác dụng đẩy không

khí ra và tãng khoảng cách giữa các hạt.

Hiện tượng cuối cùng này làm giảm lực hút và ma sát. Bê tông được chuyển từ trạng thái dẻo sang trạng thái chảy. Hiện tượng này được làm rõ bằng nghiên cứu lưu biến của bê tông chịu chấn động và chúng ta đã thấy ớ chương trước.

Nghiên cứu này làm rõ một trong các lợi ích của chẩh động, đó là việc tãng hệ số ma sát

trong sau khi dừng chấn động, do tăng số các điểm tiếp xúc giữa các hạt, điều đó kéo theo đ ộ d ín h tố t h ơ n , v iệ c g iữ tố t hcm h ìn h d ạn g Siiu khi th á o k h u ô n , n g a y c ả th á o k h u ô n n g a y .

Chúng ta đã thấy rằng tác dụng tốt của chấn động được tạo ra bởi giao động của chất lỏng giữa các hạt. Nếu chúng ta có thể nêu iên định luật truyền sóng trong môi trường thì sẽ có thể sử dụng hiện tượng này bàng cácli chọn hợp lý các đặc tính của chấn động như sau:

a) Chiên clìấii động

M ột cột bè tông đựng trong một thùng (lược chấn động theo phương thẳng đứng; chấn động được truyền trong bê tông qua liồ lỏng; nó có tác dụng tách các hạt. Tác dụng này cũng phát sinh dọc theo thành Ihùng. Do dó, chấn động theo phương thẳng đứng làm cho bê tông chảy dọc theo tliàiih đứng dễ dàng hơn, điều đó được đặc biệt quan tâm khi đúc khuôn.

Trong một môi trường không đồng nhất như bê tông, các sóng lan truyền qua chất lỏng được phản hồi trên mỗi hạt, điều đó làm rung động tất cả các kênh chứa đầy chất lỏng. Tuy nhiên cần phải thấy rằng những kênh có hướng thẳng đứng có kích thước lớn hofn những kênh nằm ngang do tác dụng của trọng lực. Như vậy sự truyền chấn động theo phương thẳng đứng dễ dàng hơn nhiều so với phưcíng ngang.

Ngoài ra chấn động ngang không có lợi đối với độ bền của một vài loại máy và khuôn của kết cấu.

b) Tần s ố chấn động

Độ chảy biểu kiến của bê tông được chân động được tạo ra bởi các giao động của

chất lỏng giữa các hạt. Áp lực được tạo ra tỉ lệ với bình phương của tốc độ và với khối

lượng thể tích. Tốc độ cực đại của chấl lón« khi được chấn động bằng:

95

V = coXo hoặc V = 27ifXo

f là tần số và Xq là biên độ của chuyển động

Do đó, áp suất tối đa sẽ là; p = k .p .f .Xg^

Tác dụng của giao động tỉ lệ thuận với bình phương của tần sô' và biên độ, là cả với

năng lượng của giao động.

N gày nay đầm bê tông để tăng độ chặt của bê tông thường tăng tần số riêng của

m áy đầm.

Đối với các cấu kiện cao, tác dụng của chiều cao là trội nhất, khi đó phải giảm tần số

chấn động.

Biên độ là một yếu tố có thể tăng lên để tăng hiệu quả của chấn động. Tuy nhiên không nên vượt quá một giới hạn nào đó, vì các hạt lơ lửng trong hồ, khi biên độ thấp

hầu như không chuyển động do độ nén ép của môi trường, bắt đầu chuyển động khi biên độ cao. Chuyển động không đối xứng vì hoạt động của trọng trường lên hạt, nó càng lóíi khi các hạt có thể tích càng to và biên độ càng lớn. Cuối cùng, xuất hiện sự rã rời của cấu trúc và phân tầng, các hạt nặng đi xuống đáy và các hạt nhẹ nổi lên trên.

Trong khi đổ bê tông, có thể chấp nhận biên độ lớn hơn lúc đầu, vì sự có mặt của không khí làm cho bê tông có độ nén lại cao hơn. Dần dần theo sự thoát ra của không

khí, độ đặc chắc của bê tông tãng lên, vậy phải giảm biên độ cùng lúc với việc đổ khuôn nhưng song song với việc đó tăng tần số, vì khi đó sự truyền giao động tốt hơn. M ặt khác chú ý là trong thực tế biên độ giảm đi do tăng khối lượng bê tông được chấn động trong nhiều trường hợp ở giai đoạn sau sử dụng các m áy là bề m ặt bê tông biên độ nhỏ.

Sử dụng hiện tượng này đối với các m áy đầm làm đường để tăng chất lượng bê tông.

c) H ệ thống chấn động - hệ thống rung đ ể đầm chắc bê tông

Theo cách tác động của lực, hệ thống rung có thể được xếp thành bốn loại như sau:

- Tác động trực tiếp của sự dịch chuyển xoay chiều;

- Tác dụng trực tiếp của m ột lực;

- Tác động của nội lực - phản lực của quả quán tính;

- Lực quán tính được tạo ra bởi m ột khối quay.

Hai trưòíng hợp đầu được dùng cho m ột vài ứng dụng đặc biệt có tần số thấp và có tính thực nghiệm. Nó có nhược điểm là truyền phản lực của lực rung vào khung máy.

Trong số các đầm rung có nội lực, trong đầm rung có quả quán tính nối liền kiểu đàn

hồi với khối chính. Đó là trường hợp của các đầm rung điện từ hoặc của những máy đầm

đất. Những loại được dùng nhiều hcfn là các máy đầm rung dùng lực ly tâm của m ột khối

96

quiy làm lực rung. Chúng thể hiện một hệ số khuếch đại đáng chú ý; Thật vậy người ta

chứng minh rằng yếu tố này lớn hơn 1 khi — tăng lên.

Đầm rung có hoặc không ly tâm gồm có 7 loại đầm.

Các đặc tính của hệ thống đầm rung là;

- Tần số;

- Khối lượng m của bộ lệch trọng tâm quay hoặc khối rung;

- Bán kính quay r của quả quán tính, hoặc biên độ dịch chuyển 2a của khối rung;

- Lực ly tâm hoặc lực rung cực đại p = m arr hoặc F = mco^a;

- Khối lượng tổng cộng của hệ thống M, kể cả đầm rung;

- Hằng số tắt dẩn h của hệ thống.

Ngoài các đặc tính cần thiết của hệ thống và của đầm rung, sẽ phải xem xét các yếu

tố kỹ thuật ảnh hưởng đến quan niệm của tổng thể, đó là.

- Nguồn năng lượng và việc cấp năng lượng;

- Công suất bị hút (tính bằng W att đối với các đầm rung chạy điện) hoặc sự tiêu thụ (tính bằng lit/ph không khí nén đối với đầm rung khí nén);

- Điện áp của việc cung cấp năng lượng, tấn sô cua nó hoặc áp lực của khí nén tính bằng 3 (tức kg/cm^);

- Phương pháp cố định đầm rung trên hệ;

- Bán kính hoạt động của đầm rung.

• P hạm vi túc dụng của đầm rung:

Khi đầm bê tông, vấn đề quan trọng là tất cả khối bê tông phải được đầm rung. Để

làm được điều đó các dao động tạo ra bởi đầm rung phải lan truyền trong toàn bộ khối,

phân bố và giao nhau, để không có chỗ nào không được đầm kém đặc chắc và có cường

độ nhỏ hơn và trở thành các điểm yếu trong cấu trúc thành khuyết tật trên bề mặt.

• Đầỉiì riuiịỊ hên trong (đầm dùi):

Đầm dùi chúng bao gồm một máy phát, cần gạt và dùi. Máy phát có thể chạy bằng

điện, xãng, khí nén. Rung động được tạo ra khối lệch tâm gắn vào tay nắm, mỏ tơ hay

roto của bộ phận tạo rung động. Tần số dao động khoảng 12.000 chu kỳ /phút, đường

kính của dùi từ 20 - 75mm, chiều dài từ 25 - 90cm. Loại dùi lófn để chế tạo bê tông khối

(m ố cầu hoặc đập nước). Bán kính hoạt động của đầm dùi có thể tham khảo các sô' liệu ở

bảng 4.2.

97

Bảng 4.2. Các bán kính hoạt động của đầm dùi thông thường

theo đường kính của chúng

Loại đầm dùi

Bán kính hoạt động, tính bằng cm được xác định với một tần sô' lực ly tâm

Tẩn sô'Bê tông khô Bê tông dẻo Bê tông mểm

Rung trong lOs

Rung trong 30s

Rung trong lOs

Rung trong 30s

Rung trong lOs

Rung trong 30s

Ộ56 mm chạy điện

12.000 v/ph 4.600N

40 55 45 60 55 70

Ộ50 mm khí nén

13.500 v/ph 4.500N

40 55 50 60 55 70

Ộ35 mm khí nén

18.800 v/ph 2.000N

12 35 40 50 50 55

Ộ25 mm khí nén

20.000 v/ph 650N

5 20 35 45 45 55

Chiều dày của lớp bê tông bình thưòng không lớn hơn 60cm, lớp bê tông đầu tiên không quá 15cm.

Độ cắm sâu của máy đầm: Đầu rung được cắm xuyên qua lớp bê tông đang đổ và cắm sâu vào lớp dưới từ 15-20cm để các lớp có thể dính bám vào với nhau. Tốc độ ấn và rút đầu rung 3cm/s.

Thời gian rung được đánh giá bằng mắt thường thời điểm khi đầm rung đã đủ, đối với bê tông phối hợp tốt khi không còn sinh ra bọt khí trên bề mặt và bề mật được phủ một

lớp hồ xi măng (theo kinh nghiệm).

Có thể xác định thời gian đầm rung bằng một phép thử tương đối với mỗi trường hợp riêng biệt, thời gian này thường nằm trong khoảng từ 30 giây đến 2 phút.

C.E.B.T.P đã tiến hành nghiên cứu thời gian rung đối với các thí nghiệm và kiểm tra

khác nhau. Các thí nghiệm đã được thực hiện bằng một đầm dùi (|)25mm, đối với các

mẫu có kích thước thông thường.

Có thể xác định thời gian đầm rung theo công thức sau đây (theo giây):

100+ G V v .F (s)

ệ VA + 5

Với: ệ - đường kính của đầm dùi được sử dụng, tính bằng mm;

A - độ sụt của hình côn, tính bằng cm;

G - hộ số hình dạng của cốt liệu;

F - hệ số mật độ cốt thép;

V- thể tích bê tông tính bằng lit phải nhỏ hơn 25/.

98

Thời gian chấn động biến đổi theo căn bậc hai của V. Điều đó có tính đến một thực tế là hiệu ứng thành của khuôn trở nên quan trọng đối với các thể tích bê tống nhỏ.

Bảng 4.3. Các giá trị của các hệ sỏ G và F

Đá Cát GSỏi Cát sông 1Đá nghiền Cát nghiền 3Đá nghiền Cát nghiền 5

Bố trí cốt thép FRất đặc 1,50Đặc 1,35Thường 1,20ít 1,10

Nếu thể tích của bê tông đầm tăng lên nhiều, và đối với các kết cấu thông thường, có thể dự kiến thời gian chấn động tỉ lệ với V và công thức sẽ như sau đối với V > 251:

T =25

<ỉ>

100

^A + 5+ G

^10+ 2.5 ■F (s)

Công thức cuối cùng này cho phép đánh giá gần đúng thời gian rung tổng cộng của

công trình và để dự kiến như vậy sô' lưgfng đầm dùi có đường kính đã cho, biết rằng

trong thực tế một đầm dùi chỉ được sử dụng một cách hiệu quả để đầm rung bê tông trong 2/3 thời gian hoạt động của nó.

Ví dụ tính toán thời gian chấn động ở công trình.

Dữ liệu: loại đầm rung đầm dùi bên trong.

Dụng cụ: đầm dùi có đường kính 76mm và 54mm (ta dùng (ị) = 65mm).

Độ dẻo: A = 5cm (độ sụt).

Cốt liệu: dăm nghiền, cát sông và G = 3.

Công suất; 25mVgiờ = 250001/giờ.

Cốt thép; cốt thép dày F = 1,35.

T =25

65

100 5 + 5

+ 325000

10- + 2,5 ,l,35 = 17.000sec

Biết rằng ưong 1 giờ ứiòi gian đầm rung hiệu quả của một đầm dùi là 2/3x3600 = 2400 sec,

. .1 7 0 0 0vậy số đấm dùi dự kiến là — = 7 đầm .

2400

Bùn rung là một bộ m áy được dự kiến để đỡ các khuôn và truyền cho chúng những dao động càng đồng đều càng tốt để đạt được một diện tích và độ đặc chắc đều đặn.

99

Kích thước của đầm bàn sẽ lớn hơn kích thước của khuôn một chút để có thể lắp những bộ gá để kẹp giữ và định vị các khuôn. Rõ ràng là bàn càng lớn, thì không phải cứng để nó truyền tốt chấn động thoả mãn xu hướng tãng nhanh trọng lượng lớn kết cấu dùng các đầm rung. Các giải pháp được chấp nhận đối với đầm bàn lớn là:

- Hoặc là sự phân bố của nhiều đầm rung được đồng bộ hoá dưới bàn.

- Hoặc là sử dụng các bàn nhỏ được khởi động riêng rẽ, nhưng chúng cần các khuôn cứng hơn.

Đầm bàn rung được cấu tạo bởi một cái khung ở bên dưới đỡ các gối tựa đàn hồi, trên đó đặt cố định một cái bàn bên trên.

Các kích thước của các bàn rung phải được hạn chế vì khối lượng của chúng trở nên rất lớn và để đạt được độ cứng cần thiết đối với sự phân bố dao động. Vì lý do đó, các cấu kiện bê tông có bề mặt lớn được chấn động trực tiếp bởi các khuôn của chúng bằng một số nào đó các đầm rung được bố trí sao cho mỗi đầm rung trong số đó làm dao động một phần của khuôn và phải để các vùng được chấn động lại giao nhau để không có vùng nào không được đầm rung.

Vúìi khuôn rung độiìi; {nnìỊị động ngoài). Ván khuôn rung động được sử dụng để chế tạo bê tông cột, tường mỏng hay kết cấu đổ tại chỗ. Máy đầm được gắn chặt vào mặt bê ngoài của ván khuôn và truyền rung động qua ván khuôn vào bê tông. Sử dụng phương pháp này sẽ làm cho bề mặt của bê tông tốt nhưng tốn năng lượng hơn phương pháp rung trong. Hiệu quả của phưcmg pháp này thấp hơn so với phương pháp rung Irong nên có thể dùng kết hợp cả hai phương pháp.

Một kiểu đầm rung như vậy kéo theo một sự mỏi đáng kể đối với các ván khuôn.

Người ta giảm sự mỏi này bằng việc dùng dao động tần số cao (lớn hơn hoặc bằng 100Hz), nó cho các biên độ nhỏ và như vậy vùng ảnh hưởng nhỏ hơn; điều đó làm giảm độ cứng cần thiết cho khuôn (độ cứng biến đổi theo 1̂ ).

Các khoảng cách giữa các đầm rung sẽ vào khoảng từ 1,5 đến 2m và việc bố trí chúng, để nó ngăn cản được những hiện tượng giao thoa có hại cho sức chống sự một mỏi của khuôn. Trong việc tính toán lực dao động sẽ dùng, người ta có thể lấy F trong thực tế = 2g ZM .

Việc sử dụng trực tiếp các đầm rung trên các khuôn lớn thể hiện nhược điểm là tăng sự bất động của vật liệu được chấn động, tạo ra sự chậm trễ đông cứng \ à tháo ván khuôn. Người ta có thể tránh được nhược điểm này bằng việc dùng các bộ gá kẹp nhanh của các đầm rung hoặc bằng cách dùng các rầm hoặc các mễ rung.

4.2. CÁC PHƯƠNG PHÁP c ơ HỌC KHÁC CẢI THIỆN TÍNH DỄ Đ ổ

Chấn động bê tông không phải luôn luôn đầy đủ và không cho phép bê tỏng đạt được sự đặc chắc cao, mà người ta có thể hy vọng iheo lý thuyết. Năng lượng tiêu thụ cho ma sát là lớn, kết quả là một hệ số tắt dần hạn chế nhiều bán kính hoạt động, điều đó càng

100

lớn khi bê tông càng cứng. Chấn động được chọn lọc; tốc độ đầm chặt lúc đầu lớn, sau giảm nhanh. Điều đó kéo theo việc làm chặt hoàn toàn bê tống khô đòi hỏi một thời gian và m ột tiêu phí về năng lượng vượt quá khả năng kỹ thuật trong phần lớn thời gian.

Có thể sử dụng các giải pháp sau:

Giải pháp thêm áp lực bên ngoài bằng đầm rung. Hệ thống này đòi hỏi sử dụng năng lượng, nó phải tăng theo bình phưcmg của áp lực và khi đó nhanh chóng đạt tới giới hạn.

M áy đầm lăn (bê tông đầm lãn) là phưofng pháp mới được phát triển gần đây dùng để đầm bê tông rất khô bằng cách sử dụng một con lăn rung động (lu chấn động). Phương pháp thi công này được phát triển đầu tiên ở Nhật Bản sau đó xuất hiện ở Mỹ, Pháp và

gần đây ờ Việt Nam. Nó chủ yếu dùng để đầm bê tông khi xây dựng đập nước và mặt

đường. Con lăn nặng vừa lăn vừa rung để đầm bê tông khô cứng.

4.2.1. Công nghệ đầm nện bê tông

Việc đầm nện là m ột biện pháp động lực cho phép gây ra trong hỗn hợp sự hình thành các chuyển động trượt, tạo ra sự làm chặt. Năng lượng được cung cấp dưới dạng va đập và xung động liên tục. Nhưng mỗi va đập phải đủ để tạo ra một loạt các chuyển động trượt. Mỗi giá trị năng lượng tương ứng với một giới hạn làm chặt phụ thuộc vào số lượng va đập và cường độ làm chặt.

Vấn đề làm chặt bằng đầm nện là xác định giá trị của w , phù hợp với các phương

tiện thực tế và cho phép đạt nhanh tới độ đặc chắc gần với giới hạn tối ưu.

Công nghệ đầm nện được phát triển ở Mỹ, Nga, Ý và đã bước đầu ứng dụng công nghiệp ở V iệt Nam cho năng xuất cao.

4.2.2. Công nghệ cán

Công nghệ cán có thể tạo ra các chuyển động trượt nén trên bê tông

Phương pháp cán, dựa vào nguyên lý đạt được những thay đổi về hình dạng bằng các chuyển động tiếp tuyến, được sử dụng trong một vài trường hợp sản xuất các dầm làm bằng bê tông cốt thép.

Bê tông được đổ trong khuôn di động hướng theo chiều dài và được tác động bởi những bánh lăn nhỏ, chúng ấn lên bề mặt bằng những chuyển động trượt ngang và dọc.

Việc ấn những bánh răng có độ sâu tăng lên và số lượng của chúng biến đổi theo hình dạng kết cấu dầm.

Bằng cách này, bê tông có độ đặc chắc chấp nhận được.

4.2.3. Ép ra nước

Phương pháp này bao gồm việc trộn một loại bê tông chứa một lượng nước đủ để đổ dễ dàng và để tiết ra nước sau đó bằng một phưcmg tiện ép.

101

a) Ép nước hằng quay ly tâm

Phưcmg pháp ép nước này được sử dụng từ lâu để sản xuất các ống. Bê tông được đổ vào một ống hình trụ quay với tốc độ lớn. Lực ly tâm đẩy bê tông vào thành ống dưới dạng một lớp có chiều dày đểu đặn. Khi đó các hạt trong hỗn hợp có xu hướng phân cấp theo độ lớn của chúng, những hạt nào có tỉ số thể tích/bề mặt lởn thể hiện sự chống lại chuyển dịch kém hơn qua khối nhớt. Lúc đó người ta thấy phần bên ngoài của lóp gồm bê tông đã được làm chặt có vữa tối thiểu, rồi đến lớp trung gian gồm bê tông có quá nhiều vữa và cuối cùng nước thừa chứa ít nhiều xi măng, được đẩy vào theo hướng trung tàm, từ đó có thể để nó chảy đi. Lợi ích của việc xử lý này là không những đạt được bê tông có chất lượng cao, mà còn cho phép tháo ván khuôn ngay.

Để được như vậy, bê tông phải có độ đặc chắc lớn gắn với một hệ số ma sát trong cao và sự dính kết đầy đủ. Các chuyển động ly tâm của các hạt tạo nên sự làm chặt phải chống lại ma sát trong của bê tông.

Như vậy, có lợi khi tìm kiếm từ lúc khởi đầu, một hỗn hợp có hệ sô' ma sát yếu, nhưng làm sao để sự dính kết mao quản có thể xuất hiện nhanh chóng. Chính trong các phần nhỏ của thành phần hạt có thể sử dụng giải pháp, thêm bột khoáng thật m ịn vào thành phần bê tông.

Phương pháp này có thể được cải thiện bằng cách thêm vào đó m ột dao động trong khi ly tâm. Nó giảm hoặc loại bỏ ma sát chống lại sự dịch chuyển của các hạt và sự ép nước và có tác dụng tãng nhanh tốc độ làm chặt bê tông.

h) Sự ép nước hằng chân không

Đó là phương pháp mới đây nhất. Nó bao gồm việc tách ra một phần nước qua thành thấm nước, đằng sau đó tạo chân không.

ÌBằng phưcmg pháp này, người ta thấy rằng sự mất nước, dưới áp lực cao hơn lượng nước được chuyển ra bởi chính bê tông đó chịu áp lực tĩnh để có cùng độ lún.

Hệ thống này cho phép đạt được sự dính kết cao cho phép tháo ván khuôn nhanh.

4.3. HOÀN THIỆN

Giống như bất cứ một loại bê tông thông thường nào khác, việc hoàn thiện cần được thực hiện đúng đắn để đảm bảo độ bền. Có một vài sự khác nhau trong quá trình hoàn thiện bê tông thông thường và bê tông HPC, tuy nhiên, sự khác nhau có thể cho những kết quả quan trọng. Đáng chú ý nhất trong số khác nhau là cần phải đổ tương đối nhanh và hoàn thiện bê tông đồng thời với quá trình xử lý bê tông. Tuân thủ theo các bước thực hành thi công bê tông tốt là cần thiết để đạt được những lợi ích trong khi phục vụ mà bê tông có thể mang lại.

Đối với các kết cấu phụ, làm chặt đúng cách là cần thiết để đạt được sự hoàn thiên mong muốn, để tránh những lỗ hổng trên bề mặt, các bề mặt được tạo dáng. Các bề mặt phơi trần chỉ cần sự hoàn thiện bằng tay tối thiểu.

102

Các máy móc để hoàn thiện như nhau có thể được sử dụng cho đến khi chúng được xác lập và vận hành theo khuyến cáo của nhà sản xuất, và được kiểm tra xem hoạt động có chính xác không. Sử dụng đồng hồ công tơ mét để đảm bảo là sự rung đúng đắn là cần thiết. Quá trình hoàn thiện nên tuân thủ theo các thực hành về bê tông. Bê tông cần phải được bảo vệ khỏi sự bay hơi và môi trường bằng cách che bằng bao bì ướt hoặc chất

dẻo nếu có sự chậm trễ trong hoạt động hoàn thiện xảy ra. Ảnh hưcmg của sự chậm trễ này phụ thuộc vào các điều kiện thời tiết trong quá trình đổ và các mối quan hệ của nó với tốc độ tổn thất nước thoát ra khỏi bê tông tươi; chậm trễ một ngày với nhiệt độ thấp, độ ẩm thấp và tốc độ gió thấp có thể ít bị ảnh hưởng hcfn sự chậm trễ một ngày với nhiệt độ cao, độ ẩm thấp, và tốc độ gió cao. Không để dư quá nước hoặc xối nước để cải thiện khả năng làm việc.

Các thao tác hoàn thiện cần hoàn tất đúng lúc. Cần phải ưu tiên đổ bê tông trong thời gian bay hơi thấp. Bất kể là gì, bê tông cần được đổ, hoàn thiện và xử lý không quá 30'. Công nhân ngoài hiện trường cần phải hiểu rằng sử dụng một chất làm chậm quá trình ninh kết sẽ duy trì khả nãng làm việc ở bê tông, nhưng nó sẽ không bảo vệ bê tông khỏi tổn thất nước và gây ra các vết nứt do co rút dẻo. Quá trình đổ bê tông không nên vượt quá 5 - 8 feet (1,75 - 2,8m) phía trước máy hoàn thiện. Nếu bê tông được đổ ngoài phạm vi này khi đó quá trình làm khô và lắng đọng của vật liệu có thể xảy ra và nó trở nên khó hoàn thiện bề mặt. Sau khi máy hoàn thiện đi qua, công việc hoàn thiện bằng tay phải được thực hiện trong phạm vi lừ 5 - 8 feet (1,75 - 2,8m) phía sau máy để hoàn tất công việc hoàn thiện trước khi bể mặt bắt đầu khô.

Đối với các phiến không cần làm nhẩn bề mặt vì cần một lớp vân nhám sẽ được tạo ra vì lý do ma sát/an toàn. Hoàn thiện bề mặt quá mức có thể làm tăng khả năng đóng vảy và làm chậm quá trình xử lý. Khi công việc hoàn thiện bằng tay là cần thiết cần phải giữ ở mức tối thiểu để đảm bảo độ bền của bê tông. Hoàn thiện quá mức bề mật sẽ làm cho cốt liệu chìm vào hỗn hợp và lớp vữa nhão trồi lên bề mặt.

Việc áp dụng bất kỳ một kiểu vân nào lên bề mặt cần phải được hoàn tất ngay sau khi hoạt động làm nổi nước lên mặt. Sự chậm trễ trong việc áp dụng các vân lên bê tông dẻo sẽ gây ra sự xé bề mặt.

Ngay sau khi tạo vân cần phải xử lý tránh nứt do co rút. Dấu vết thứ yếu của vật liệu xử lý thì ít quan trọng hơn việc áp dụng chậm trễ xử lý. Để tạo điều kiện thuận lợi cho sự thoát nước kết cấu phiến và giảm khả nãng các phưcmg tiện giao thông tạo rãnh trên bề mặt phiến cầu một khi nó đi vào phục vụ, nhiều tổ chức đã kêu gọi tạo vết khía bê tông tươi để cung cấp các rãnh cho việc thoát nước. Với HPC, người ta sử dụng các rãnh thoát hình răng cưa là m ột sự lựa chọn tốt hơn. Khi khía rãnh cần bê tông đóng rắn ở điểm mà tại đó rãnh sẽ được cắt vào phía trong để bê tông tươi sẽ không đổ đè lên nó. Cần phải đổ và xử lý đúng thời gian, điều kiện rằng bê tông sẽ được che phủ trước khi nó có thể được tạo rãnh đúng đắn bằng một bàn cào kiểu răng.

103

4.4. BẢO DƯỠNG

Độ bền của bê tông phụ thuộc vào nhiều yếu tố: vật liệu, định mẻ trộn, vận chuyển, đổ, hoàn thiện và bảo dưỡng. Bảo dưỡng là quá trình tạo ra bê tông mới để đảm bảo các tính chất mong muốn của bê tông là tối đa. Bảo dưỡng đúng cách mang lại một môi trường tốt cho bê tông, điểu này có nghĩa là giữ cho bê tông ở các điểu kiện độ ẩm và nhiệt độ thích hợp để tối đa hoá quá trình hydrat các loại vật liệu kết dính.

Thông qua quá trình hydrat hoá m ang lại nhiều đặc tính hơn cho bê tông như mức tăng trưởng cường độ được cải thiện, làm giảm khả năng thấm của bê tông và giảm quá trình nứt co rút dẻo. Vì công nghệ bê tông và việc sử dụng ngày càng tăng các loại vật liệu kết dính phụ, nên các tiêu chuẩn kỹ thuật để bảo dưỡng, được tuân theo thực hành xử lý đúng đắn trong quá trình thi công phải được thực hiện.

4.4.1. Môi trưòfng bảo dưỡng

Quá trình hydrat hoá xi măng đòi hỏi các điều kiện về nhiệt độ và độ ẩm chính xác. Phương pháp xử lý tốt nhất thông dụng được chấp nhận cho bê tông là xử lý ướt liên tục. Khi quá trình bảo dưỡng bị giám đoạn, thì quá trình hydrat hoá bê tông từ từ dừng lại vì độ ẩm tương đối bên trong của bê tông giảm xuống dưới 80% . Với HPC quá trình hydrat hoá thậm trí còn quan trọng hơn, nó cho thấy rằng hỗn hợp có chứa các vật liệu kết dính mà dựa trên sự kết thúc của phản ứng hydrat hoá và sự có m ặt liên tục của ẩm để phát triển đầy đủ các đặc tính mong muốn của bê tông.

Bê tông bảo dưỡng ở nhiệt độ thích hợp sẽ có các đặc tính về tính năng cao hcm nhiều khi được so sánh với bê tông được bảo dưỡng ở nhiệt độ quá cao hoặc quá thấp. Hậu quả của việc xử lý bê tông ở nhiệt độ quá cao là làm giảm cường độ cực đại và làm tăng sự nứt do co rút. Cách để làm giảm nhẹ ảnh hưởng của nhiệt độ cao bao gồm việc sử dụng các hợp chấp làm chậm, làm mát vật liệu trong bê tông, và bảo dưỡng bằng làm ướt liên tục.

4.4.2. Các phương pháp bảo dưỡng

Thời gian bảo dưỡng và phương pháp được áp dụng phụ thuộc vào loại bê tông được bảo dưỡng. Các ứng dụng theo chiều đứng được xem là hoàn toàn khác với chiều ngang. Sự làm chắc kết cấu được bảo dưỡng luôn luôn là cần thiết khi lập kế hoạch bảo dưỡng. M ục đích là để bảo dưỡng một cách có hiệu quả và vì thời gian nhiều nhất có thể. Các ứng dụng là khác nhau nhưng bê tông nói chung được bảo dưỡng trong thời gian 7 ngày hoặc hơn. Các phương pháp bảo dưỡng phổ biến bao gồm:

- Bảo dưỡng ẩm ướt liên tục:

+ Ngâm.

+ Phun

+ Tạo sưcfng mù

104

- Bảo dưỡng bằng cách che đậy (bảo dưỡng khô): Che bằng giấy và nhựa vải

- Bảo dưỡng bằng hợp chất

Sự kết hợp các phương pháp trên thưòfng được sử dụng trong thời gian mong muốn hoặc đã quy định. Tạo bể để ngâm bê tỏng là cách làm rất thông dụng cho các kết cấu bê tông dạng phẳng nơi mà nó không có độ dốc nào và người ta có thể be bờ xung quanh vành đai của kết cấu để tạo thành bể ngâm bê tông. Có rất ít các kết cấu bê tòng được đổ mà nó cho phép tạo ao để ngâm bê tông do vậy việc sử dụng vòi phun hoặc dàn tạo mưa, thường kết hợp với mềm che hoặc bao bì, để tạo ướt liên tục mà nó dễ dàng được thiết lập. Quá trình này cần cung cấp nước liên tục và có thể cần phải kiểm soát sự chảy của nước.

Khi làm ướt liên tục là không thể thực hiện được, thì bảo dưỡng bằng cách che đậy

thường được dùng. Che đậy có thể bao gồm; tấm ni lon (nhựa), giấy không thấm nước, hoặc các mền chăn sợi phủ ni lon. Các loại vật liệu này tránh được sự bốc hơi ẩm. Cần

lưu ý khi sử dụng các loại vật liệu này vì chúng có thể làm hỏng bề mặt của bê tông dẻo. Trong hẩư hết các trường hợp, điều quan trọng hơn để bắt đầu quá trình xử lý là có liên

quan đến sự không hoàn thiện về tính thẩm mỹ trên bề mặt bê tông. Che đậy cần phải được bảo vệ để tránh bị dịch chuyển không làm ảnh hưởng đến hiệu quả trong quá trình bảo dưỡng. Phủ chồng lên các mét của che đậy và buộc chắc lại là cần thiết. Để ván khuôn lại tại chỗ là những nắp che đậy bảo dưỡng rất hiệu quả cho các ứng dụng đứng. Các loại ván khuôn có tác dụng như cách nhiệt cần phải lưu ý trong các điều kiện thời

tiết nóng để tránh các ứng suất do nhiệt trong quá trinh phát triển. Nới lỏng các ván khuôn và cung cấp xử lý ướt giữa ván khuôn và bê tông tươi là có lợi cho bê tông. Cần chú ý để đảm bảo rằng bê tông đã đủ lắng đọng trước khi nới lỏng ván khuôn.

M àng chất lỏng là phương pháp bảo dưỡng khác. Các sản phẩm này có hiệu quả khi

được sử dụng đúng cách. Các hợp chất bảo dưỡng phải được sử dụng ngay sau quá trình

hoàn thiện và trước khi bề m ặt bê tông bắt đầu khô. Tỉ lệ áp dụng phổ biến là 1 lít/3,5m ^

và phải duy trì tỉ lệ này để quá trình xử lý có thể chấp nhận được. Thông thường tỉ lệ áp dụng không được duy trì hoặc vật liệu được sử dụng không đồng đều ở một lóp và hai

lớp, dùng ở các góc bên phải với lớp thứ nhất là cần thiết. Giới hạn chủ yếu của việc

dùng hợp chất xử lý là nếu diễn ra một quá trình đổ sau đó, thì bề mặt áp dụng bảo

dưỡng sẽ cần phải làm sạch bởi vì hợp chất bảo dưỡng sẽ làm gãy mối liên kết giữa lớp trước và lớp sau.

Thời gian bảo dưỡng thường từ 10 - 14 ngày.

4.5. KIỂM SO Á T CH ẤT LƯỢNG BÊ TÔ NG

Bê tông được sản xuất gần hoặc ngay tại công trường và chất lượng cuối cùng của nó bị ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố. Do vậy, việc kiểm soát chất lượng có tính hộ thống phải được tiến hành ngay tại công trường.

105

Thông số chính nói lên chất lượng kết cấu của bê tông là cườiìg độ nén của nó. Các thí nghiệm đối với đặc tứih này được tiến hành trên các mẫu thử hình trụ có chiều cao gấp hai

lần đưòíig kính, thường là 6 X 12 inso. Người ta đổ đầy bè tông vào các khuôn có hình dạng như mẫu thử trong quá trình đổ bê tông như được mô tả bởi ASTM C172, “Phương pháp tiêu chuẩn để lấy mẫu bê tông đã trộn”, và ASTM C31, “Tiêu chuẩn thực hànli để thí nghiộrn và xử lý mẫu thử bê tỏng ngay tại công trường”. Các mẫu thử hình trụ này được giữ ẩm ở nhiệt độ 70"F trong vòng 28 ngày, và sau đó tiến hành thí nghiệm với tốc độ nạp tải trong phòng

thí nghiệm. Cường độ nén đạt được từ các thí nghiệm này gọi là cườỉìỊị độ nén ttiẫu thử và

đó là đặc tmh chủ yếu để mục đích thiết kế dựa vào.

Để an toàn cho kết cấu, cần phải kiểm tra liên tục nhằm đảm bảo rằng cường độ của bê tông như đã được nêu trong hợp đồng với giá trị do nhà thiết kế đưa ra. Bộ tiêu chuẩn

ACI quy định cứ 150 yd^ bê tông hoặc 5000 diện tích bề m ặt sàn được đổ thực tế sẽ tiến hành lấy hai mẫu thử để thí nghiệm, nhưng không được ít hơn một lần trong một ngày. Không thể tránh khỏi có sự khác biệt trong các kết quả thí nghiệm cưòìig độ của

những mẻ trộn khác nhau với cùng một tỉ lệ. Có thể giảm bớt các sai số bằng cách kiểm

tra chặt chẽ hơn, nhưng đỏi khi các thí nghiệm với cường độ mẫu thử được xác định bởi thiết kế là không thể tránh khỏi. Để bảo đảm cường độ bê tông được chính xác bất kể là sai số như thế nào, bộ tiêu chuẩn ACI quy định chất lượng bê tông sẽ được đảm bảo nếu: ( 1) không có kết quả thí nghiệm cường độ riêng lẻ nào (giá trị trung bình của m ột cặp

mẫu thử) nhỏ hơn cường độ được yêu cầu là 500 psi và (2) mọi giá trị trung bình số

học của 3 thí nghiệm cường độ kế tiếp nhau phải bằng hoặc ỉớn .

Kinh nghiệm cho thấy rằng, nếu bê tông được định tỉ lệ như th ế nào đó mà cường độ

trunh bình của nó chỉ bằng với cường độ yêu cầu , thì nó sẽ không đạt được các yêu

cầu về chất lượng vì khoảng m ột nửa các kết quả thí nghiệm cường độ đã nằm dưới mức

yêu cầu. Do vậy, cần định tỉ lệ bê tông để cường độ trung bình của nó được sử dụng

làm cơ sở cho việc lựa chọn các tỉ lệ phù họp vượt cường độ thiết k ế yêu cầu một giá trị đủ để đảm bảo đáp ứng được hai yêu cầu đã nêu ra. Giá trị tối thiểu mà cường độ trung

bình cần thiết phải vượt qua chỉ có thể xác định được bằng các phương pháp thống kê

vì bản chất ngẫu nhiên của sai số thí nghiệm. Các yêu cầu được đề ra trên cơ sở các phân tích thống kê sẽ được sử dụng để xác định chính xác tỉ lệ bê tông tại nhà máy sao cho xác suất các trường hợp cường độ kém tại công trường ở mức có thể chấp nhận được.

Cơ sở cho các yêu cầu này được minh hoạ trên hình 4.6, ở đó cho thấy 3 đường cong

thể hiện sự phân bô' của các kết quả thí nghiệm cường độ. Cường độ thiết kế là . Các

đường cong tương ứng với 3 mức độ kiểm tra chất lượng khác nhau, đường cong A đại diện cho sự kiểm tra tốt nhất, có nghĩa là ít sai số nhất, đường cong c thể hiện sự kiểm

106

tra tồi nhất có nghĩa là nhiều sai sỏ' nhất. Mức độ kiểm tra được đánh giá m ột cách thống

ké thông qua độ lệch tiêu chuẩn ơ (ơ,, dành cho đường cong A, ơt, dành cho đường cong

B, và dành cho đường cong C), và nó tương đối nhỏ đối với nhà sản xuất A và tương

đối lớn đối với nhà sản xuất c. Cả ba sự phân bố này đều có cùng xác suất về cưòfng độ

ít hơn giá trị chỉ định , có nghĩa là mỗi một đường cong này đều có cùng một phần bé

tổng diện tích nằm phía dưới đường cong phía bên trái của . Đối với bất kỳ một đường

cong phân bố bình thường, thì phần hệ sô đó được xác định bởi chỉ số Pj., một số nhân

được sử dụng cho độ lệch tiêu chuẩn ơ; là như nhau cho cả ba đường cong phân bố

trên hình 4.6. Người ta thấy rằng để thoả mãn các yêu cầu đó thì cứ 100 thí nghiệm sẽ có

1 thí nghiệm nằm dưới giá trị (với gía trị được xác định theo cách như vậy), đối với

nhà sản xuất A với công việc kiểm tra chất lượng tốt nhất thì giá trị trung bình gần

với giá trị xác định hơn nhà sản xuất c với hoạt động kiểm tra chất lượng tồi.

Trên cơ sở nghiên cứu như vậy, bộ tiêu chuấn ACI yêu cầu rằng các điểu kiện sản xuất bê tông phải lưu giữ lại các bản ghi chép mà ở đó độ lệch tiêu chuẩn đạt được trong một điều kiện nhất định. Ngoài ra bộ tiêu chuẩn còn quy định giá trị tối thiểu mà cường

độ trung bình cần thiết đạt được khi lựa chọn tỉ lệ bê tông sẽ vượt quá cường độ thiết

kế đã chỉ ra f ' , phụ thuộc vào độ lệch tiêu chuẩii ơ như sau:

Hoặc

(4.1)

(4.2)

Hinlì 4.6: Đỉtòng coììg íấn suấĩ vù cưcy/ì ̂dộ ỉrnniỊ hình cỉấi với râc mức kiểm trư chất lượng hê íâng k l ìá c nhau với cường âộ tlìicì kè' f[' (lũ.\úc (ỈỊìììì (lấy từ (ùi liệỉi tham khảo 2.11)

107

Phưcmg trình (4.1) cho xác suất của 1 trong số 100 giá trị trung bình của ba thí

nghiệm liên tiếp sẽ nằm dưới giá trị cưòfng độ thiết kế đã chỉ ra , và phương trình (4.2)

cho xác suất của 1 trong số 100 giá trị mà kết quả một thí nghiệm riêng lẻ sẽ nhỏ hofn

giá trị cường độ thiết kễ đã chỉ ra tới 500 psi. Theo bộ tiêu chuẩn ACI, nếu không có

bản ghi chép chính xác nào về hoạt động sản xuất bê tông, thì cường độ trung bình phải

có giá trị lớn hơn ít nhất là 1000 psi đối với có giá trị là 3000 psi, và 1200 psi đối

với có giá trị từ 3000 H- 5000 psi, và 1400 psi đối với có giá trị lớn hơn 5000 psi

(35MPa).

Phương pháp kiểm tra này cho thấy trong thực tế những mẻ trộn vô tình bị khuyết tật là không tránh khỏi. Những yêu cầu này nhằm đảm bảo (1) m ột xác suất nhỏ mà sự khiếm khuyết về cường độ chắc chắn xảy ra sẽ đủ lớn để tạo ra m ột loạt các mối nguy hiểm và (2 ) một xác suất nhỏ như nhau mà một phần kết cấu khá lớn, như đã nêu bởi ba thí nghiệm cường độ kế tiếp nhau, sẽ tạo ra khối bê tòng dưới mức trung bình.

Mặc dù đã có nhiều tiến bộ trong khoa học kỹ thuật, trong công nghệ xây dựng và đặc biệt là trong công nghệ bê tông, nhưng vẫn còn những yếu tố thuộc về kỹ xảo, chúng phụ thuộc rất nhiều vào kỹ năng và những cái không thể lường được. Nhiệm vụ của việc kiểm tra mang tính hệ thống là nhằm đảm bảo sự tương ứng chặt chẽ giữa các nhà máy, các thông số kỹ thuật và kết cấu đã hoàn thiện. Việc kiểm tra trong quá trình xây dựng nên giao một kỹ sư có đủ trình độ, ưu tiên cho những người đã tham gia thiết k ế hoặc những người chịu trách nhiệm trước kỹ sư thiết kế. N hiệm vụ chính của người giám sát liên quan đến việc kiểm soát chất lượng nguyên vật liệu là lấy mẫu, xem xét, làm thí nghiệm đối với các loại nguyên vật liệu, kiểm tra tỉ lệ bê tông, giám sát quá trình chuẩn bị mẻ trộn, trộn, vận chuyển, đổ, đầm chặt và quá trình xử lý, giám sát công việc chuẩn bị mẫu thử cho phòng thí nghiệm. Ngoài ra, kỹ sư giám sát còn phải theo dõi các công việc đào móng, ván khuôn, đặt thép tăng cứng, và các đặc điểm khác của tiến độ công trình nói chung; lưu giữ lại biên bản ghi chép của tất cả các hạng mục đã tiến hành kiểm tra, và chuẩn bị các báo cáo định kỳ. Điều tối quan trọng đối với công việc kiểm tra là tính trung thực và không nên quá thổi phồng chất lượng chính xác của kết cấu đã hoàn thiện.

108