CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN I. Tổng quan về bê tông tự lèn nhẹ cốt liệu EPS a. Tổng quan về bê tông tự lèn i. Lịch sử phát triển của bê tông tự lèn Bê tông tự lèn được ứng dụng đầu tiên vào thập niên 1980 ở Nhật với mục đích tăng độ bền của bê tông và phục vụ nhu cầu cuộc sống.
Bê tông tự lèn sau đó được thi công với lợi ích giảm thời gian thi công và tiết kiệm chi phí. Các nghiên cứu sớm nhất về bê tông tự lèn có thể kể đến: Tanaka et al. (1993); Hayakawa et al. (1993, 1995); Miura et al.
Bê tông tự lèn gần đây được ứng dụng để sửa chữa các cấu kiện ở Canada và Thụy Sĩ như sửa chữa cầu, mố trụ cầu, các bộ phận của đường hầm, tường dẫn,…. Ứng dụng này phải kể đến Jacobs & Hunkeler 2001; Khayat and morin 2002. Và kể từ sự phát triển sớm nhất ở Nhật, ứng dụng về bê tông đúc sẵn tự lèn chất lượng cao được ứng dụng ở nhiều quốc gia như Rilem 2000, Khayat and Aitcin 1998, Skarendahl 2001; Walraven 2001, Ouchi 2001. Sự ứng dụng của bê tông tự lèn ở khu vực Nam Mỹ và các tiểu ban của Mỹ đã lên đến vượt bật, đặc biệt trong sản phẩm đúc sẵn kể từ năm 2000.
Sản lượng dự đoán ở nước Mỹ kể từ năm 2000 là: 135. Ứng dụng và lợi ích của bê tông tự lèn Bê tông tự lèn là bê tông có độ chảy cao mà không có bất kỳ sự phân tầng hay tách nước nào. Bê tông tự lèn có khả năng chảy dưới trọng lượng bản thân và làm đầy hoàn toàn cốp pha thậm chí trong cả những nơi dày đặc cốt thép mà không cần bất cứ tác động cơ học nào của sự đầm lèn hoặc gia công chấn động nào mà vẫn đảm bảo tính đồng nhất. Bê tông tự lèn có thể được thi công dễ dàng và nhanh chống với số lượng nhân công giảm.
Độ chảy cao không phân tầng tạo cho bê tông có một bề mặt chất lượng ngay cả khi bê tông dày đặc cốt thép. Do đó, bê tông tự lèn còn có khi được gọi là bê tông tự đầm chặt hoặc bê tông tự phẳng. Trang 2 Ứng dụng: Bê tông tự lèn thường được sử dụng trong những kiến trúc phức tạp với yêu cầu bề mặt hoàn hảo. Bê tông tự lèn cũng thường được sử dụng cho các cấu kiện đúc sẵn đòi hỏi khắc khe về sản lượng và chất lượng.
Bê tông tự lèn cũng thường được sử dụng cho sàn với thời gian thi công tiết kiệm hơn hoặc được sử dụng cho vách nơi mà bê tông tự lèn được bơm từ đáy của ván khuôn. Với độ đồng nhất cao, bê tông tự lèn còn phát huy trong các cấu trúc trong môi trường khắc nghiệt. Lợi ích: Lợi ích chính nhận thấy từ bê tông tự lèn là tiết kiệm chi phí, thời gian thi công nhanh, bê tông có chất lượng, độ bền, độ đồng nhất cao hơn bê tông cổ điển. Các ứng dụng và lợi ích trong các ngành công nghiệp: Trong ngành công nghiệp đúc sẵn: Cho sản lượng cao: Cải thiện điều kiện làm việc cho nhân - Tạo nhiều mẫu đúc sẵn trong viên: một ngày - Giảm tiếng ồn do đầm lèn, - Nhân công yêu cầu ít hơn trong rung ván khuôn.
cùng một ngày - Giảm lao động chân tay Bề mặt bê tông chất lượng hơn: - Làm việc trong tư thế đứng, - Cấu kiện có bề mặt láng mịn hạn chế các chứng đau lưng, - Sản phẩm ít bị lỗi giãn dây chằng, đau khớp,… Hình 1-0-1: Dầm Super-T của công trình Higashi-Oozu Viaduct, Nhật Bản Trang 3 Dầm dự ứng lực Super –T được sử dụng chính cho các rầm cầu của công trình Higashi-Oozu Viaduct, Nhật Bản. Ban đầu, để chuẩn bị cho sản xuất, người ta chọn bê tông cổ điển có độ sụt thấp (80mm). Khi sản xuất, nhiều vấn đề khó khăn phát sinh: bề mặt sù sì, không đồng nhất do kích thước của dầm quá lớn, và tiếng ồn trong quá trình đầm chặt bê tông gây phiền lòng hàng xóm xung quanh trạm bê tông. Để giải quyết vấn đề này, bê tông tự lèn được chọn để sản xuất dầm Super-T.
Bảng 1-0-1: Yêu cầu đặc tính kỹ thuật của bê tông tự lèn để sản xuất dầm Super-T Đặc tính bê tông Đơn vị Tiêu chuẩn kỹ thuật Bê tông tươi Độ chảy xòe (mm) 600 – 650 Độ chảy xòe ở T500 (giây) 3 – 15 Khả năng chảy qua thiết bị chữ U (mm) >= 300 Thời gian chảy qua thiết bị chữ V (giây) 8 – 15 Hàm lượng bọt khí (%) <= 4.5 Hàm lượng Clo (kg/m3) <= 0.3 Bê tông đóng rắn Cường độ nén 28 ngày MPa >= 50 Bảng 1-0-2: Thành phần cấp phối bê tông tự lèn để sản xuất dầm Super-T Khối lượng tính trên 1m3 (kg/m 3) Chất kết dính (B) Phụ gia Nước Cốt liệu mịn Cốt liệu thô Xi măng Tro bay (B*%) 457 118 175 840 744 1.0 Việc sử dụng bê tông tự lèn giúp công trình khắc phục được những nhược điểm bề mặt gồ ghề, khó đầm lèn do kích thước và hình dáng phức tạp của dầm T. Ngoài ra, cũng giải quyết được phàn nàn do việc tạo nên tiếng ồn trong quá trình đổ bê tông cũng như đầm lèn. Trang 4 Trong môi trường xây dựng công cộng Phù hợp với xây dựng cấu kiện dày đặc cốt thép - Cho bề mặt láng mịn - Sản phẩm có thể có màu do - Tiết kiệm thời gian thi công hàm lượng hạt mịn cao. - Độ bám dính cao giữa bê tông - Ít khuyết tật bề mặt liên quan và cốt thép đến bọt khí, tổ ong hoặc phân tầng.
Phù hợp với các cấu kiện có hình dạng phức tạp nơi mà bê tông không thể đổ vào: có thể thi công cho các cấu kiện mỏng. Hình 1-0-2: Bê tông tự lèn mác 75MPa được dùng để thi công cấu kiện nằm bên dưới các kết cấu có sẵn tại khu vực tầng hầm dự án Sài Gòn M&C Tower, Q.HCM Dự án cao ốc Sài Gòn M & C Tower tọa lạc trên khu đất giữa quận 1, trung tâm của thành phố Hồ Chí Minh. Đây là khu phức hợp thương mại và căn hộ gồm 180 căn hộ cao cấp, khu trung tâm thương mại dịch vụ cao 6 tầng, một khối văn phòng đạt tiêu chuẩn quốc tế cao 34 tầng và các dịch vụ khác do đơn vị Bouygues Batiment Trang 5 International (BBI) làm tổng thầu. Cùng với nhà thầu chính BBI, công ty Holcim Beton đã phát triển các dòng sản phẩm đặc biệt để đáp ứng các yêu cầu khắc khe về chất lượng sản phẩm cũng như hỗ trợ nhà thầu hoàn thành tiến độ thi công như dự định và luôn là đối tác đồng hành cùng xây dựng các giải pháp kỹ thuật mới.
Sản phẩm Super beton tự lèn 75MPa đã mang lại nhiều lợi ích đáng kể cho dự án cũng như cho nhà thầu xây dựng: - Tiết diện cột giảm đến 45%, do tiết kiệm được chi phí, đồng thời đó tăng diện tích sử dụng và tiết có thể thu hồi vốn sớm. kiệm chi phí nguyên vật liệu. Cấu - Thi công cùng lúc phần thân và trúc cột gọn nhẹ tăng tính thẩm phần hầm, đặc biệt phù hợp cho mỹ kiến trúc. thi công cấu kiện nằm bên dưới - Đặc tính cường độ sớm cao của các kết cấu có sẵn tại khu vực bê tông giúp đẩy nhanh tiến độ tầng hầm.
Từ đó, chủ đầu tư có thể Ứng dụng trong công trình xây dựng dân dụng: - Cho phép tiết kiệm thời gian - Cho chất lượng bề mặt cấu kiện thi công: thi công nhanh hơn và đẹp hơn ít nhân công hơn cho cùng một - Cấu kiện có độ gắn kết giữa bê công việc tông và cốt thép tốt hơn. Hình 1-0-3: Ứng dụng bê tông tự lèn trong cấu kiện có hình dáng phức tạp Bê tông tự lèn được thực hiện theo phương thức bơm từ dưới lên thay vì phải bơm từ trên xuống như bê tông cổ điển. Tổng quan về bê tông tự lèn cốt liệu EPS Bê tông nhẹ là một trong những vật liệu quan trọng cho công nghiệp xây dựng vì những thuận lợi của ứng dụng và giá trị kinh tế. Những đặc tính cơ bản của bê tông nhẹ được tạo ra trên cơ sở lỗ rỗng và khối lượng thể thấp có thể giúp giảm tải trọng công trình xây dựng.
Và xa hơn nữa, bê tông nhẹ có thể giúp giảm chi phí cho việc sử dụng ván khuôn và thép cũng như thúc đẩy nhanh quá trình thì công. Ngoài ra, bê tông nhẹ có hiệu quả trong việc cách âm, cách nhiệt hơn so với bê tông cổ điển. Nhiều sản phẩm của bê tông nhẹ được sản xuất trên cơ sở sử dụng cốt liệu nhẹ và cốt liệu nhân tạo như: tro bay, xỉ, đá núi lửa, và hầu hết đều tốn khá nhiều chi phí cho việc sản xuất do máy móc phức tạp hoặc quá đắc. Và đi đầu cho nghiên cứu này là việc sử dụng cốt liệu nhẹ polystyrene có khối lượng thể tích khoảng 16 - 35kg/m3 dùng cho ứng dụng cách âm và cách nhiệt.
Một số nghiên cứu điển hình như: Kuhail, Z., “polystyrene lightweight concrete”, An-Najah university năm 2001., “properties of hardened concrete bricks containing expanded polystyrenebeads”, APSEC 2003. Không những thế, bê tông polystyrene cũng được nghiên cứu trên các cấu kiện tấm panel, dầm và sàn. Các đề tài cũng đã khảo sát các tính chất của bê tông nhẹ polystyrene này như khối lượng thể tích, cường độ nén, cường độ uốn, modun đàn hồi, hệ số cách nhiệt. Các nghiên cứu phải được kể đến, đó là: Parton, G., “polystyrene beads concrete properties and mix design”, tạp chí bê tông năm 1982., “styropore concrete technology properties and application”, năm 1974.
Maura cũng đã thiết kế bê tông styrene với khối lượng thể tích 220 – 460 kg/m 3 và cường độ nén 0. Và Kuhail cũng đá thử nghiệm bê tông nhẹ styrene cường độ 20 MPa với khối lượng thể tích thấp. Kuhail cũng đã tìm ra bê tông nhẹ styrene với tính công tác cao và tỉ lệ nước/ xi măng cao (<0.35) Trang 7 Trong khi đó, ở Việt Nam bê tông nhẹ styrene là một sản phẩm khá mới mẻ đối với thị trường nước ta. Công ty Cổ phần Bê tông 620 - Châu Thới đã phối hợp với Công ty TNHH Phát triển Kỹ nghệ ADAGE triển khai sản xuất bê tông polystyrol theo công nghệ nhập ngoại của CH Pháp.
Các sản phẩm bao gồm các loại tấm panel tiền chế có thể vận chuyển thủ công (khối lượng mỗi tấm dưới 160kg) phục vụ nhu cầu cải tạo và sửa chữa công trình. Tuy nhiên, giá thành sản phẩm bê tông polystyrol của Công ty Cổ phần Bê tông 620 - Châu Thới còn cao do cốt liệu polystyrol của hãng ADAGE là sản phẩm nhập ngoại.