Những nghiên cứu về bê tông đầm lăn thủy lợi

Đánh giá bài viết

Bê tông đầm lăn là gì?

Các nhà vật liệu xây dựng qua nghiên cứu nhận thấy rằng lượng nước (N) yêu cầu để đảm bảo quá trình thuỷ hoá xi măng (X) trong khối bê tông là thấp hơn nhiều so với lượng nước được trộn vào hổn hợp bê tông truyền thống. Mặt khác qua nghiên cứu lí luận về cường độ bê tông phát hiện ra rằng cường độ bê tông Rb tỷ lệ thuận với tỷ lệ N/X (Rb=F(N/X)). Vậy nếu giảm lượng nước trộn thì có thể giảm được lượng xi măng của hổn hợp mà cường độ bê tông vẫn không thay đổi. Do giảm lượng nước trộn nên bê tông khô như đất, muốn đầm phải sử dụng máy đầm rung thay vì đầm dùi như bê tông truyền thống. BTĐL hình thành từ những ý tưởng rất đơn giản như vậy.

Bê tông đầm lăn: RCC ( Roller compacted concrete)

BTĐL là loại bê tông được đầm bằng máy đầm rung. Bê tông đầm lăn được sử dụng cho nhiều đối tượng: kè chắn sóng, sân bay, đập . . .

Đập bê tông đầm lăn: RCCD( Roller compacted concrete dam)

Đập được xây dựng bằng BTĐL gọi là đập BTĐL.

Một số đặc điểm bê tông đầm lăn:

– Do lượng nước được đưa vào hổn hợp BTĐL nhỏ (trên dưới 100l/m³ bê tông, với bê tông truyền thống là trên dưới 200l/m³ bê tông), nên bê tông rất khô, phải sử dụng máy đầm rung mới có thể đầm được.

– Để bù lại lượng chất mịn do lượng xi măng giảm nhỏ, tăng cường cường độ và độ chống thấm, hổn hợp bê tông đầm lăn được bổ sung chất độn tro bay.

– Bảng cấp phối bê tông đầm lăn.

Bảng 1: Tỷ lệ cấp phối bê tông đầm lăn ở một số công trình ở Trung Quốc

Tên công trình	Mác	Cấp phối	Ciment C kg/m³	Tro bay F kg/m³	Vật liệu kết dính C+F kg/m³	Lượng tro bay trộn vào F/C+F	Lượng dùng nước W kg/m³
Khang khẩu	R₉₀100	3	60	80	140	57	98	0.70
Long môn than	R₉₀100	3	54	86	140	61	98	0.70
Thiên sinh kiều	R₉₀100	3	55	85	140	60.7	83	0.59
Đồng hằng tỉ	R₉₀100	3	65	85	150	57	90	0.60
Thạch Nham	R₉₀150	3	55	104	159	65.4	90	0.57
Vinh địa	R₉₀100	3	67	110	177	62	99	0.56
Đại quảng 2 đập	R₉₀100	3	55	96	151	63.6	96	0.69
Đông Thuỷ	R₉₀100	3	54	92	146	63	75	0.51
Sơn tử	R₉₀150	3	55	95	150	63	89	0.59
Đào thụ khẩu	R₉₀150	3	70	85	155	55	75	0.48
Thạch bản thuỷ	R₉₀150	3	60	90	150	60	103.5	0.69
Song kê	R₁₈₀100	3	55	105	160	65.6	95	0.59
Song kê	R₁₈₀200	2	90	110	200	55	105	0.53
Sơn khẩu	R₉₀100	3	63	80	143	56	85.5	0.60
Sơn khẩu	R₉₀200	2	105	86	191	45	95	0.50
Giang á	R₉₀150	3	64	96	160	60	93	0.58
	R₉₀100	3	46	107	153	70	93	0.61
	R₉₀200	2	87	107	194	55	103	0.53
Hồi Long	R₉₀150	3	54	101	155	65.2	84	0.54
Hồi Long	R₉₀200	2	75	111	185	60	85	0.46

– BTĐL có khả năng phát triển cường độ hậu kỳ lớn hơn bê tông truyền thống. Xem bảng 2.

Bảng 2: Tình hình phát triển cường độ của bê tông đầm lăn

TT	Loại bê tông	R28	R90	R180
1	Bê tông đầm lăn	100%	150%	180%
2	Bê tông truyền thống	100%	115%	120%

Một số đặc điểm đập bê tông đầm lăn:

Đập đất có ưu điểm thi công nhanh, song khối lượng lại lớn, độ bất định về vật liệu cao hơn đập bê tông, đập cao ít được áp dụng. Đập bê tông truyền thống có ưu điểm khối lượng nhỏ so với đập đất, độ bất định thấp hơn, song thi công bằng thủ công, tiến độ rất chậm đặc biệt công trình có khối lượng lớn gặp nhiều khó khăn.

Đập bê tông đầm lăn kết hợp ưu điểm của đập đất về công nghệ thi công, ưu điểm của đập bê tông truyền thống về mặt kết cấu đập.

Ưu điểm

– Do kế thừa công nghệ thi công cơ giới của đập đất nên đập bê tông đầm lăn có ưu điểm lớn là thi công nhanh, hiệu quả kinh tế cao so với thi công thủ công ở đập bê tông truyền thống. Áp dụng công nghệ này sẽ đẩy nhanh được tiến độ thi công, công trình sớm đưa vào khai thác vận hành, hiệu quả kinh tế sẽ lớn hơn nhiều so với đập bê tông truyền thống. Những công trình có khối lượng bê tông lớn là sở trường của công nghệ BTĐL.

– Do sử dụng ít nước trong hổn hợp bê tông nên lượng dùng xi măng trong hổn hợp BTĐL nhỏ. Yếu tố này làm cho nhiệt lượng thuỷ hoá trong khối BTĐL nhỏ hơn nhiều so với bê tông truyền thống. Theo đó vấn đề khống chế nhiệt độ không phức tạp như đập bê tông truyền thống và càng phức tạp hơn đối với đập cao, vì phải sử dụng hệ thống ống làm lạnh bên trong thân đập, ngoài các biện pháp hạ nhiệt hổn hợp bê tông bên ngoài.

Nhược điểm

– Các mặt tiếp xúc giữa các lớp đổ nếu kiểm soát không chặt chẽ sẽ ảnh hưởng đến khả năng chống thấm của đập. Tuy nhiên vấn đề này cho đến nay đã được giải quyết khá triệt để: (1) trong thiết kế đã bố trí lớp chống thấm thượng lưu và lớp bê tông biến thái ở phía thượng lưu bê tông chống thấm; Sau khi đập hoàn thành mặt thượng lưu đập được xử lý bằng 1 lớp chống thấm dạng kết tinh (Xypex hoặc Krystol); Sau lớp bê tông chống thấm là hệ thống tiêu nước trong thân đập. (2) Trước khi thi công đã tiến hành thí nghiệm đầm nện hiện trường để xác định thông số đầm nện, quy trình thi công, thời gian khống chế để không được phát sinh khe lạnh ở 2 lớp tiếp giáp…