CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ QUẢN LÝ CHẤT LƯỢNG THI CÔNG XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH BÊ TÔNG 1.1 Tổng quan về bê tông và thi công bê tông 1.1 Khái quát về bê tông Bê tông là một loại đá nhân tạo, được hình thành bởi việc trộn các thành phần: Cốt liệu thô, cốt liệu mịn, chất kết dính,. theo một tỷ lệ nhất định (được gọi là cấp phối bê tông).1 Đặc điểm của bê tông và bê tông côt thép thông thường - Về sức bền vật lý, bê tông chịu lực nén khá tốt nhưng khả năng chịu lực kéo không tốt lắm. Vì vậy, trong xây dựng các công trình, các vật liệu chịu lực kéo tốt (ví dụ thép) được sắp xếp để đưa vào trong lòng khối bê tông, đóng vai trò là bộ khung chịu lực nhằm cải thiện khả năng chịu kéo của bê tông. Loại bê tông có phần lõi thép này được gọi là bê tông cốt thép.
Các tác động khác như đóng băng hay nước ngấm vào trong bê tông cũng có thể gây ra hư hại cho loại vật liệu này. - Bê tông thực chất là loại vật liệu rỗng, được đặc trưng bởi kích thước của lỗ rỗng và cách nối giữa những lỗ này theo dạng nào, bởi sự không liên tục trong vi cấu trúc như các liên kết thành các hạt, bởi sự kết tinh tự nhiên của các hydrate. Những lỗ rỗng này làm cho độ thấm nước của bê tông tăng dẫn đến sự trương nở, sự nứt nẻ và điều đó cũng làm cho cốt thép bị gỉ. Tuổi thọ của bê tông chịu ảnh hưởng của lượng thấm nước và khí qua kết cấu bê tông , của tính thấm hồ xi măng và có thể của ngay cả cốt liệu nữa.
- Dựa vào các tính chất cơ lý cơ bản của bê tông và bê tông cốt thép là chịu lực tốt, độ bền cao, khả năng chống thấm và chống xâm thực tốt nên bê tông đã được cải tiến thêm để nâng cao chất lượng bằng các phụ gia để phù hợp với các công trình thủy lợi hiện nay.2 Các yêu cầu chính của bê tông thủy lợi - Độ bền đại diện cho mac bê tông và bê tông cốt thép 4 - Khả năng chống thấm Bê tông chống thấm là loại bê tông tươi thường được thêm các phụ gia chống thấm vào tạo nên bê tông chống thấm Đặc tính bê tông chống thấm là tính đặc chắc, và khả năng chống thấm của bê tông khi có tác động của nước - Khả năng chống xâm thực Những nguyên nhân cơ bản gây ra xâm thực bê tông cốt thép công trình thủy lợi a) Đối với môi trường làm việc của bê tông và bê tông cốt thép Có sự chênh lệch cột nước gây thấm cho bê tông Có sự dao động của mực nước Bê tông tiếp xúc với dòng chảy có lưu tốc lớn Môi trường làm việc của BT và BTCT có chứa các tác nhân gây xâm thực như các ion SO42-, Cl-, Mg2+, CO22-, v. Trong môi trường có những loại vi sinh vật gây hại cho BT b) Đối với bản thân kết cấu công trình bằng bê tông và bê tông cốt thép Khả năng chống thấm của BT không đảm bảo. Chất lượng thi công bê tông không tốt, bê tông bị mất nước nhiều do cốp pha không kín khít, rỗng rỗ nhiều, không đặc chắc, lớp bảo vệ cốt thép không đảm bảo về chiều dày và độ đặc chắc. Trong thiết kế thành phần BT chưa quan tâm đến các giải pháp làm tăng khả năng chịu kéo, khả năng chịu mài mòn, va đập của bề mặt BT, độ đặc chắc, chống xâm thực, khả năng ức chế ăn mòn cho BT và cốt thép đối với các hạng mục cho phù hợp.
Trong quá trình thi công cốt thép bị rỉ vẫn đổ bê tông mà không có biện pháp làm sạch Không có các biện pháp bảo vệ bề mặt bê tông khu vực dễ bị xâm thực. 5 Một số giải pháp khắc phục phòng ngừa Dùng xi măng bền sunfat có hàm lượng C3A, C3S thấp, tức là tìm cách giảm hàm lượng Ca(OH)2 Sử dụng một số loại phụ gia để làm đặc chắc cấu trúc bê tông, giảm hàm lượng Ca(OH)2 trong bê tông (phụ gia khoáng hoạt tính, phụ gia dẻo hóa, siêu dẻo, v.), sử dụng phụ gia ức chế ăn mòn làm giảm nồng độ ion xâm thực của môi trường so với bê tông Nâng cao khả năng chống thấm cho bê tông Nâng cao cường độ, khả năng chịu kéo, khả năng chịu mài mòn, va đập cho bê tông các hạng mục công trình thường xuyên làm việc trong môi trường mực nước thường xuyên thay đổi, môi trường có dòng chảy xiết, chịu tác động của sóng.3 Ứng dụng của bê tông và bê tông cốt thép Vì bê tông và bê tông côt thép có thể đáp ứng được hầu như những yêu cầu của công trình thủy lợi như độ bền cao, khả năng chống thấm và chống xâm thực tốt nên được áp dụng cho tất cả các công trình thủy lợi như đập, hồ chứa/bể chứa nước, ống cống, kênh mương, đê kè, đường giao thông .2 Tính năng cơ lý của bê tông - Tính năng cơ học của bê tông là chỉ các loại cường độ và biến dạng. - Tính năng vật lý là chỉ tính co ngót, từ biến, khả năng chống thấm, cách nhiệt. của bê tông.1 Cường độ của bê tông Cường độ của bê tông phụ thuộc vào các thành phần và cấu trúc của nó.
Để xác định cường độ của bê tông phải làm thí nghiệm, thí nghiệm phá hoại mẫu là phương pháp xác định cường độ một cách trực tiếp và dùng phổ biến. Ngoài ra có thể áp dụng phương pháp gián tiếp: siêu âm, ép lõm viên bi trên bề mặt bê tông. và có thể thực hiện trên kết cấu. a) Cường độ chịu nén: R n 6 Để xác định cường độ chịu nén của bê tông thường người ta thí nghiệm nén các mẫu lập phương có cạnh a = 10, 15, 20 cm, hay khối lăng trụ đáy vuông, khối trụ tròn.
Cường độ nén của mẫu: R n = N p /F Bê tông thường có R n = 100 ÷ 600 kg/cm2. Cường độ khối vuông (ký hiệu R) để xác định mác bê tông về chịu nén. b) Cường độ chịu kéo: R k + Mẫu chịu kéo trung tâm R k = N p /F. + Mẫu chịu kéo khi uốn R k = 3,5M/bh2.
Trong đó: N p , M: lực kéo và mô men uốn làm phá hoại mẫu. Bê tông thường có R k = 10÷40 kg/cm2 1.2 Mác bê tông Là trị số của các đặc trưng cơ bản về chất lượng của bê tông. Tùy theo tính chất và nhiệm vụ của kết cấu mà quy định mác theo các đặc trưng khác nhau. 7 a) Mác theo cường độ chịu nén: ký hiệu M Mác theo cường độ chịu nén là con số lấy bằng cường độ chịu nén trung bình (tính theo đơn vị kG/cm2) của các mẫu thử khối vuông cạnh 15cm, tuổi 28 ngày, được dưỡng hộ và thí nghiệm theo điều kiện tiêu chuẩn.
M là đại lượng không thứ nguyên. Quy phạm quy định mác chịu nén của bê tông theo cấp sau: Bê tông nặng: M100, 150, 200, 250, 300, 350, 400, 500, 600. Bê tông nhẹ: M50, 75, 100, 150, 200, 250, 300. (Khi chọn mác bê tông theo cấp quy định để dễ dàng sử dụng các số liệu về thành phần và các đặc trưng cơ lý được lập sẵn) Bê tông công thép phải dùng bê tông có M≥150.
b) Mác theo cường độ chịu kéo: ký hiệu K Các kết cấu có yêu cầu chống nứt, bê tông còn được chọn theo chỉ tiêu chịu kéo. Mác theo cường độ chịu kéo là con số lấy bằng cường độ chịu kéo trung bình (tính theo đơn vị KG/cm2) của các mẫu thử tiêu chuẩn Quy phạm quy định mác chịu kéo theo cấp sau: [1] Bê tông nặng: K10, 15, 20, 25, 30, 40. Bê tông nhẹ: K10, 15, 20, 25, 30. c) Mác theo khả năng chống thấm: ký hiệu T.
Mác theo khả năng chống thấm là con số lấy bằng áp suất lớn nhất (tính bằng atm) mà mẫu chịu được để nước không thấm qua. Cấp chống thấm của bê tông: T2, T4, T8, T10, T12. T cần quy định cho các kết cấu có yêu cầu chống thấm hoặc độ chắc của bê tông như các công trình thủy lợi, thủy điện.3 Biến dạng của bê tông - Biến dạng do tải trọng tác dụng ngắn hạn. - Biến dạng do tải trọng tác dụng dài hạn: hiện tượng từ biến của bê tông.
- Biến dạng do tải trọng lặp lại. - Biến dạng do co ngót.3 Ứng dụng các công nghệ thi công bê tông 1.1 Công nghệ thi công bê tông toàn khối Bê tông toàn khối là các cấu kiện bê tông được đổ trực tiếp tại các vị trí trên công trình.Ứng dụng với các công trình đổ bê tông khối lớn, mặt sàn rộng, có cấu kết bất kỳ phụ thuộc vào cấu trúc công trình. Được áp dụng rộng rãi trong các công trình dân dụng, thủy lợi, công nghiệp; các công trình đặc biệt như xi lô, ống khói. a) Ưu điểm: - Kết cấu có độ cứng lớn, chịu lực động tốt.
- Có thể đúc được các kết cấu có hình dạng kích thước bất kỳ tùy theo yêu cầu kiến trúc. - Cốt liệu để chế tạo bê tông như đá, sỏi, cát có sẵn tại các địa phương cần xây dựng. - Có thể chế tạo được từ nhiều loại bê tông có những đặc tính khác nhau như: bê tông chống thấm, bê tông chịu ăn mòn, bê tông cách nhiệt, cách âm… - Có thể cơ giới hóa trong khi thi công. - Giá thành thấp hơn so với các kết cấu khác.
b) Nhược điểm: - Thời gian chờ để kết cấu chịu được lực là khá lâu. - Việc thi công phụ thuộc nhiều và điều kiện thời tiết. - Các kết cấu có hình dáng to, trọng lượng nặng. 9 - Tốn kém các vật liệu để làm ván khuôn, cột chống.2 Công nghệ thi công bê tông đầm lăn Bê tông đầm lăn (BTĐL) là loại bê tông sử dụng các nguyên vật liệu tương tự như bê tông thường.
Khác với bê tông thường được đầm chặt bằng thiết bị rung đưa vào trong lòng khối đổ, BTĐL được làm chặt bằng thiết bị rung lèn từ mặt ngoài (lu rung). Công nghệ này thích hợp cho các công trình bê tông khối tích lớn, hình dáng không phức tạp như đập, mặt đường. Việc đầm lèn bê tông bằng lu rung cho phép sử dụng hỗn hợp bê tông khô, ít chất kết dính hơn so với bê tông thường nhờ vậy đối với một số đập và đường bê tông, thi công bằng công nghệ này nhanh hơn và rẻ hơn so với dùng công nghệ đổ bê tông truyền thống. Công nghệ BTĐL thường được áp dụng thích hợp cho thi công đập bê tông trọng lực và mặt đường, sân bãi.
