mở đầu, có ý nghĩa quan trọng đổi với các công trình bê tông tiếp xúc với nước, trong đó có công trình thủy lợi, đặc biệt là khi có sự chênh lệc áp suất thủy tĩnh ở hai mặt của kết cá Tinh tha nước gây nên các hiện tượng mat nước trong các hồ chứa, kênh mương, cầu máng dẫn nước và gây ra thắm đột đối với các công trình. dân dụng, ảnh hưởng đến sinh hoạt và cuộc sống. Điều nghiêm trọng là nó thúc day quá trình ăn mòn bê tông và bê tông cốt thép, làm giảm tuổi thọ va tính dn định của công trình, nhất là khi trong nước có chứa các yếu tổ ăn mòn và đặc biệt là khi chứa ion CI Tinh thắm nước thường được biểu thị bằng mác chống thắm, được ky hiệu là W (trước đây là B, CT) và hệ số thắm , được ký hiệu là Ky 1. Khái niệm về hệ số thắm K, của bê tông: Theo tài liệu [10], hệ số thắm được định nghĩa là tốc độ nước chẩy ra thành dòng qua một đơn vị diện tích của vật liệu xốp (ở đây bê tông cũng được coi là vật liệu xốp) dưới một đơn vị gradien thủy lực ở nhiệt độ tiêu chuẩn, thông thường là 20°C.
Kt được h theo công thức Darcy có dang như. sau ay 6 Trong đó: _V,, - Thể tích nước thắm qua khối b tông, mỶ; a - Chiều dầy khối bê tông, m; S - Diện tích tiết điện của khối bê tông mà nước thắm qua, mẺ; PI, P2 - Áp suất thủy tĩnh ở hai mặt khối bê tông, mét cột nước; + Thời gian nước thắm qua mẫu bê tông, giờ; Nhu vậy: K, chính là thể tích nước thẩm qua khối bê tông có chiều dây Im, diện tích tiết diện Im’, độ chênh lệch áp suất thủy tinh ở hai mặt bê tong bằng Im cột nước và trong thời gian là 1 giờ: 1. Khái niệm về mắc chẳng thắm W của bê tong Mác chống thắm là khả năng của bê tông không cho nước thắm qua. dưới áp lực thủy tinh [10].
Khi thí nghiệm xác định độ chống thấm của tổ mẫu (6 viên hình trụ, kích thước 150 x 150 mm) la cắp áp lực lớn nhất mà ở' trong đó 4 trong 6 viên mẫu chưa bị nước thắm qua. Từ áp lực nước mà ở đó 4 trong 6 viên đã bị thắm nước (áp lực ma tại đó dùng việc thử) trừ đi 2 sẽ cho mác chống thắm của bê tông W Như vậy: Mác chồng thắm của bê tông W là hiệu số của cấp áp lực khi đừng thứ ( tính bằng atm) mà ở đó bốn trong séu viên mẫu thứ đã bị nước xuyên qua trừ đi 2. Ấp lực đó gọi là mác chẳng thắm của bê tông và ký hiệu là W2, W4, W6, WS, W0 & W12. Tình hình nghiên cứu và phương pháp thí nghiệm mác chống thắm.
W và hệ số thắm K, c bê tông trên thể giới 1 I. Phương pháp thí nghiệm tính thắm nướccủa bê tông bang cách đúc mẫu và thí nghiệm trong phòng thí nghiện Hiện tại có nhiều phương pháp thí nghiệm xác định tính thắm nước của. bê tông được áp dụng ở các nước trên thế giới. Có một số nước sử dụng.
phương pháp thí nghiệm xác định hệ số thắm Kt, một số khác lại sử dụng. phương pháp thí nghiệm xác định mác chống thắm W (B, CD), + Ở Liên Xô cũ, Liên bang Nga ngày nay cũng vẫn sử dụng cả hai phương pháp xác định tính thắm nước của bê tông. Theo tiêu chuẩn GOST 4795 - 53 [12] quy định mác chong thắm của bê tông thủy công theo áp lực nước tôi đa, được ky hiệu là B. Trinh tự thí nghiệm độ chống thắm được tiến hành theo GOST 4800 — 59 [13] và hiện nay phương pháp này vẫn còn được sử dụng tại Liên bang Nga.
Ngoài ra theo phương pháp nay cũng được sử dụng tại Trung quốc. * Phương pháp thí nghém thắm bé tông của M3: Phương pháp thí nghiệm được quy định trong tiêu chuẩn của Hoa Ky CRD ~ C48 ~ 92 [11] là phương pháp xác định hệ số thấm K, của bê tông Phương pháp này có một số điểm đáng chú ý như sau: - Dùng hai loại mẫu : Hình trụ có kích thước 368 x 381 mm; Hình lập phương kích thước 152 x 152 mm. Trong khi thí nghiệm tiêu chuẩn này viết dùng một tổ mẫu tuy nhiên không nói rõ mỗi tổ mẫu là bao nhiêu viên. Sau khi lắp song tổ mẫu trên máy thí nghiệm, áp lực nước được tăng ngay lên đến 1LâMPAa và giữ ở áp lực này suốt trong thời gian thí nghiệm.
Nước thắm qua mẫu bê tông thể hiện bởi mức nước giảm trong thùng có gắn ống thủy tỉnh. Quan sát mức nước đó hang ngày và ghi vào sé cho tới khi có dong chảy cơ bản không thay đổi, thường trong khoảng thời gian từ 14 đến 20 ngày. - Sự chênh lệch mức nước hàng ngày trong thùng chứa được chuyển thành thể tích nước giảm di tinh bằng ml. Tốc độ dong chảy, cmỶ/giờ, được.
tính bằng cách chia thể tích đó cho thời gian chây, gid, giữa hai lần đọc số ~ Hệ số thắm K, , (12) được tính theo công thức sau đây: ¬ K,=M.10 ” là hệ số chuyên đổi mẫu trụ 368 x 381 mm và mẫu lập phương 152 x152 mm từ đơn vị bã : Rs tang đề: ". FP 28016“ =e Fe F +M là tốc độ dòng chay trong 5 ngày thử cuối cùng, cm’/gi¢. * Phương pháp thí nghiệm tính thắm nước của bê tông tại Nhật bản Thiết bị mang nhãn hiệu Macross Corporation Model No: 3MFG : 052, có những đặc điểm như sau ~ _ Mẫu hình trụ có kích thước 150 x 300 mm, có lỗ rỗng ở chính tâm, đường kính d = 16mm. Tổ mẫu được lắp gồm 6 viên mẫu.
= Mẫu được lắp vào khoang chứa mẫu, nước có thé cho thấm từ ngoài vào trong lỗ hoặc ngược lại. Trong cả hai trường hợp nước thấm qua. mẫu được thu gom vào ống đong bằng thủy tỉnh chia vạch dé tinh khối lượng nước thấm qua mẫu. ~_ Việc tính toán hệ số thắm K, cũng theo công thức Darey và bề diy của mẫu chính là khoảng cách từ mặt ngoài thành mẫu đến thành của lỗ rỗng ở chính tâm mẫu: Y, m/giờ (1.3) Trong đó : V„ — Thẻ tích nước thắm qua mẫu bê tông,m của mẫu bê tông § ~ Diện tích xung quanh của mẫu trụ hoặc diện tích xung quanh của lỗ rỗng chính tâm (tùy theo phương pháp thấm từ ngoài vào trong hay từ trong ra ngoài ) của mẫu bê tông mà nước thắm qua; ¬ P,, P; ~ áp suất thủy tĩnh ở hai mặt khối bê tông, m cột nước; ‘T— thời gian nước thấm qua mẫu bê tông, giờ.
* Phương pháp thí nghiệm tính thẩm nước của bê tông tại các nước trong khối EU Hãng Technotest của Italy đưa ra một loại máy thí nghiệm ký hiệu là AT -315 có tên là « Water Impermiability Apparatus Three - Places Model» [15]. Trong phương pháp thí nghiệm này chỉ cần tổ mẫu 3 viên, thí nghiệm cùng một lần để xác định chỉ tiêu độ thắm nước, mặc dù tên của máy lại là “My thir độ không thắm nước”. Lượng nước chảy qua 03 viên mẫu được thu vào 03 buret chia vạch riêng biệt. Áp lực nước tác dụng lên bề mặt mẫu có.
đường kính 100mm suốt trong thời gian quy định trong tiêu chuẩn. Ấp lực nước được báo trên đồng hồ của máy nén khí tạo ra. Hãng Matest của Italy cũng đưa ra kiểu máy thắm ký hiệu Matest gồm 4 khoang chứa mẫu [15]. Có hai loại mẫu hình trụ, đường kính bằng chiều cao, kích thước 150 x 150mm và 100 x 100 mm, hình lập phương kích thước 150 x 150 mm và 100 x 100 mm.
Khi lắp mẫu vào trong khuôn, mẫu được. gioäng cao su ép chặt để kín nước và mặt bên được quét keo Epoxy để cho nước chỉ thắm qua từ mặt trên xuống mặt dưới của mẫu thử. Áp lực nước tùy. theo từng tiêu chuẩn quy định khi áp dụng.
Hệ số thắm K+ được tính như sau aay Trong đó c tích nước thắm qua mẫu, em’; h- Chiều cao mẫu em; A- Diện tích mẫu, em’; P- Áp lực thủy tinh, em cột nước. -I0- * Phương pháp thí nghiệm thắm của Trung Quốc. “Theo tải liệu [9] của Trung Quốc có nêu phương pháp xác định hệ số thấm nước của bê tông như sau. ~ Dùng mẫu bê tông hình trụ cỗ các kích thước D x H = 450 x 450 mm và 300 x 300 mm.
Một nhóm mẫu có từ 3 đến 6 viên mẫu ; - Lap mẫu vào khoang chứa mẫu giống như phương pháp của Liên Xô cũ; - Trường hợp cường độ bê tông < 30MPa, thì áp lực đầu tiên là 0,2MPa, giữ áp lực này trong 8 giờ rồi tăng thêm 0,1MPa. Cứ làm như vậy cho đến khi thắm nước thì thôi và bắt đầu thí nghiệm hệ số thắm. Cứ 8 giờ lại xác định lượng nước thấm qua từng viên mẫu va xác định lưu lượng cho đến khi lưu lượng cơ bản tương tự nhau thì thôi. Nói chung thời gian thí nghiệm cần thiết khoảng 300 giờ ; - Trường hợp cường độ bê tông > 30MPa, thi áp lực ban đầu vào khoảng từ 0,5 + 1,0 MPa và sau 8 giờ tăng 0,4 MPa, tiếp tục tiến hành như vậy giống như trường hợp trên ; + Xửlý số liệu Đối với mỗi mẫu bê tông vẽ đường quan hệ giữa lưu lượng nước và thời gian, và được đoạn thing tương ứng với lưu lượng ổn định ; thời gian đạt được lưu lượng én định thường lớn hơn 100 gi.
Tinh lưu lượng bình quân của các mẫu thí nghiệm. Tính hệ số thắm K theo công, thức sau đây sls; 5) Trong đó Q ~ lưu lượng nu bình quân của các mẫu thí nghiệm, cm’ A — diện tích của mẫu bị thắm nước qua, mẺ ; a L~chigu cao của mẫu, m; H ~áp lực cột nước, m ; ( IMPa áp lực cột nước= 100m thủy đầu) 1. Phương pháp thí nghiệm tính thắm nước trực tiếp trên kết cấu công trình: C6 thé xác định tinh thám của bê tông tai hiện trường theo hai phương pháp như sau: 1. Khoan non bê tông tại hiện trường để gia công thành mẫu trụ có quy cách theo yêu cầu dé xác định hệ số thắm K, hoặc mác chống thấm W 2.
Thí nghiệm thấm của bê lông ngay trên các kết cấu: Hãng TECHNOTEST của Italy giới thiệu máy thí nghiệm thắm trên công trình có tên là «Permeability Meter for Field Test », người Đức cũng giới thiệu máy thí nghiệm thắm trên công trình có tên là «German's Water Permeability Test Chamber». Phương pháp thí nghiệm thắm này đã dựa vào tiêu chuẩn.