CHƯƠNG 1: TONG QUAN TINH HÌNH NGHIÊN CUU ONG DUNG BE TONG CƯỜNG ĐỘ CAO TREN THE GIỚI VÀ TẠI VIỆT NAM LL. Kháiniệm về bê tông cường độ cao. Cho đến nay bê tông đã trở thành một loại vật liệu không thể thiểu trong các công trình xây dựng dân dụng va công nghiệp, các công trình giao thông và thuỷ: lợi cũng như nhiều công trinh xây đựng khác. Các yêu cầu v chủng loại cũng như chat lượng đổi với bê tông cũng ngày được nâng cao.
Một trong các yêu cầu đó là yêu cầu về cường độ của bể tông “Cưởng độ chịu nén là một trong những tính chất eo lý quan trọng của bê tông và là cơ sở thiết kế các kết cấu bê tông và bê tông cốt thép. Tính toán lý thuyết cũng. như thực ế sử dụng cho thấy nâng cao cường độ bê tông sử dụng trong các kết cầu be tổng cốt thép giúp nâng cao hiệu qua sử dụng của bê tổng và mở ra hướng sử dụng bê tông trong c¡ kết cầu đặc biệt Hướng nghỉ cứu ứng đụng bê tông cường độ cao đã được tập trừng phát iới từ những năm gia thé ky XX và đạt được những thành tựu ding kể, Đồ thị trên hình 1.1 cho thấy cường độ bê tông sử dựng ngày cing được nâng cao. Khái niệm bê tông cường độ cao cũng ngày càng được mở rộng ` „ ở ito £m P Ps H P ° et imate nh 1.1: Các giai đoạn phát triển của công nghệ bê tông trên thé giới J2, 7] Hiện nay các nước trong cộng đồng chung Chả coi bê tông C67 tở lên (cường độ nén trung bình ở tuổi 28 ngày đạt 85 -90 MPa) là bê tông cường độ cao, cũng trong tiêu chuẩn này người ta phân loại bê tông đến cấp C115 (độ nén trung bình ở tuổi 28 ngây khoảng 1S0MPa) © Liên Bang Nga bê tông B50 được là bể lông cường độ cao [2, 7].
Tuy nhiên ở Nga người ta mới chỉ phân loại cho bê tông B80 [2, 10]. Năm 1980, trong hội thảo ở Chicago, bê tông cường độ cao được xem là các loại bề tông có cường độ ở độ tuổi 28 ngày đạt 46 MPa đến 76 MPa. Trong khi đó theo hiệp hội kỹ sư Xây dựng Nhật Ban, bê tông được coi là có cường độ cao là khi cường độ chịu nén ở tuổi 28 ngày nằm trong phạm vi từ 60 ~ 80 MPa ‘Theo quan điểm của Pháp, bê tông cường độ cao là bê tông có phụ gia giảm. nước và cường độ nén từ 50~ 80 MPa, Bê tông cường độ rất cao là bê tông có thêm.
phụ gia giảm nước và có độ nén trên SOMPa, Theo định nghĩa của viện bể tông Mỹ (17, 18], bê tông cường độ cao là bê tông có độ nén lớn hơn 41 MPa và được chế tạo trên cơ sở các vật liệu truyền thông. “Trong quy phạm kết cấu bê tông Úc (AS 3600) định nghĩa bê tông cường độ thường là bê tông có cường độ đặc trưng cũa mẫu trụ ở tuôi 28 ngiy nhỏ hơn hoặc bằng 50 MPa, bê tông cường độ cao theo định nghĩa này là các loại bê tông có. cường độ trên 50 MPa “Côn theo quan điểm của FIP-CEB 1990 bê tông cường độ cao là bê tổng có cường độ từ 60 MPa trở lên. Như vậy không tồn tại một giá tị cổ định về cường độ dé bê tông được đánh si là có cường độ cao.
Tuy nhiên có thể thầy rằng, bê tông với cường độ chịu nón 60 ~ 80 MPa được xếp loi là bê tông cường độ cao và đã được ứng dụng khá rộng Theo Mailer, chất lượng của bê tông phụ thuộc vào độ đặc chắc của nó. BE tông cảng đặc chắc thì cường độ và khả năng chống thắm căng cao, độ bền lâu cảng lớn. Độ đặc chắc của bê tông tỷ lệ nghịch với ty lệ N/XM. Do đó bê tông có tỷ lệ NIXM cảng thấp chất lượng cảng cao với điều kiện là khi tạo hình hỗn hợp bê tông, phải được sự lên chặt.
So với bé tông thông đụng, trong thành phần bê tông chit lượng cao còn cổ một edu từ không thể thiểu là phụ gia sigu dẻo, được dùng để cải thiện tỉnh công tác của hỗn hợp bê tông ma không cần tăng lượng nước nhào trộn. Theo Aitcin, tỷ lệ NIXM = 14 là giá trị để phân biệt ita bê tổng thông dụng và bê tông cường độ cao. Với ý lệ NIXM < 0,4 sẽ không thể chế tạo được bê tông lưu động nễu như không sử dụng phụ gia siều déo, Hơn nữa, tỷ N/XM này rất gần với giả tỉ ý lệ N/XM lý thuyết cần thiết để xi măng thủy hóa hoàn toàn. Một thành phần khác.
thường được sử dụng trong bé tông cường độ cao là phụ gia khoảng hoạt tinh cổ tắc dụng giảm lượng dùng xi mang, cải thiện tính công tác của hỗn hợp bê tông, tăng đội đặc chắc và độ bền của bê tông. “Các nguyên tắc để ch tạo bể tông cường độ cao ¥ ‘Tang cường độ của hồ xi mang thủy hóa bằng cách giảm kích thước sản phẩm thủy hóa và giảm kích thước lỗ rỗng. Các lỗ rỗng trong đá xi măng có kích thước lớn hớn 50um, nhất là khi chúng tập trang tại một khu vực sẽ cổ ảnh hưởng rit xấu đến cường độ của bể tông ¥ Tăng cường độ nén bằng cách giảm kích thước hạt của khung cốt liệu, đồng nhất vĩ cầu trúc ¥ ‘Ting cường độ của ving tiếp xúc giữa cốt liệu và hd xi ming nhờ việc giảm tỷ lệ N/XM, dùng phụ gia siêu mịn siieufume, sử dụng cốt liệu bé hơn để phân bổ nước đồng đều. ¥ Lựa chọn vật liệu có chất lượng cao và có biện pháp thi công tốt.
Hiện nay, bé tông cường độ cao đã và dang được sử dụng rất nhiễu trong các công trình như: nha cao ting, cầu nhịp lớn, đường băng sin bay, đường cao tốc và các kết cầu công trình biển, công trình th lợi 1. Tình hình ngt n cứu và ứng dụng bê tông cường độ cao trên thé gỉ Tir những năm 70 của thé ky XX, bê tông cường độ cao được các nước phát triển rất quan tâm nghiên cứu và ứng dụng. Các nghiên cứu về công nghệ bê tông cường độ cao được công bố từ trước những năm 80. Một số quốc gia coi đây là.
chương trình trọng điểm, là yu tổ đảm bảo việc hát iển ngành xây dựng, thủy lợi và giao thông. Chính phủ các nước này dã thành lập và tải tr cho một số tổ chức với mục đính nghỉ cứu, đánh giá và phát triển công nghệ bé tông cường đội cao. Cho đến nay trên thé giới các tổ chức chuyên nghiên cứu về bê tông có cường. độ cao vẫn hoạt động có hiệu quả và ngày cảng phát tiễn.
Các nước đầu tiền thành lập được các tổ chức nghiên cứu về bê tông cường độ cao, và vẫn đang hoạt động cho tới nay bao gồm Canada, Pháp, Trung Quốc, Mỹ và một số quốc gia khắc. © Canada, từ năm 1990, Chính Phủ đã cho thành lập tổ chúc Chuyên nghiên cứu về bê tông cường độ cao có trụ sở đặt tại Trường đại học University of Shebrooke. Các nghiên cứu cho phép chế tạo bê tông với cường độ nén tổ 28 ngày dat tới 120 MPa. Các kết quả nghiên cứu đã được ứng dụng trong xây dựng nhà cao tổng, dim cầu có nhịp lớn, mặt đường cao tốc Trùng Quốc bê tổng cường độ cao với cường độ nén ở tuổi 28 ngày đạt 70 = 8 MPa bắt đầu sử dụng vào cuối năm 1970.
Loại bê tông này đã được nhanh chống sử dung trong nhiều lĩnh vue khác nhau như nhà cao ting (trên 20 ting), cầu vượt sông dành cho đường sit. Trong các công tình này, bé tông sử dụng có cường độ chịu nén ở tuổi 28 ngày đạt từ S0 — 80 MPa, phổ nhất là 60 MPa, 6 Pháp chương trình quốc gia mang tên “Những hướng đi mới cho bê tông .đã được thành lập từ năm 1986. Đây là chương trình liên kết giữa 30 hội viên của ngành công nghiệp bê tông và viện nghiên cứu. Một trong những kết quả mi chương trình nay mang lại la việc ứng dụng bê tông cường độ cao vào xây dựng cây, cầu Joigny Bridge.
Dây là ẫn đầu tiên bê tông cường độ cao được sử dụng cho một công trình cầu rên biễn nhờ đó mà chiều dài kế cầu nhịp có thể đạt tồi 150m [10] Từ những năm 90 tr lại đây có nhiều công nh tim cờ quốc gia tại Mỹ nghiên cứu vé công nghệ và các tinh chit co lý của bê tông cường độ cao. Dac biệt là dự án nghiên cứu về xi măng cường độ cao dé chế tạo bê tông cường độ cao của. trung tâm Technology of Advance Cement ~ Based Materidls, Hoa Kỷ, dự án nghiên cứu vé bê tông cường độ cao dũng cho đường 6 tô cao tốc của Strategic Highway Research Program- Hoa Ky. Nhin chung, ở những nước phát triển bê tông cường độ cao được sử dung nhiều trong xây dựng nhà cao tng, cầu và kết cấu đặc biệt như cảng nỗi, tháp truyền hình.
Trong xây dựng bê tông cường độ cao được dùng cho các kết cầu cột của nhà cao ting. Từ nấm 1965 ở Chicago đã khởi công nghiên cứu chế tạo bê tông cường độ 51,7 MPa cho cột nha cao 50 tầng trở lên. Đến năm 1972 rất nhiều công trình nhà cao ting đã được xây dựng với các cột sử dung bê tông với cường độ chịu nén thiết kế là 62 MPa, Năm 1976 trong công trình River Plaza đã sử dụng bê tông, cường độ cao 75.8 MPa vào năm 1986 một số ngôi nhà ở trung tâm Chicago thi sông bê tông có cường độ 828 Mpa và cột của 6 ting dưới nhà Ras-lonton có cường độ nén trên 96,5 MPa, Toà tháp đôi Petronas cao 452m đó sử dụng bê tông cấp C60 và C80 để thi công các kết cầu dim và cậ Một số công trình đã sử dụng bê tông cường độ cao cỏ cường độ từ 40— 60 MPa được liệt kê trong bảng 1.1: Một số cing trình sử dung bê tong cường độ cao Tr 'Tên công trình Địa điểm | Năm | Số tầng | Chừng độ bê tông, MPa 1 | SE. Finacial Center Miami 1982| 53 |4830 2 Petrocanada Calgary [I9] âM 500 3 Lake Point Tower Ghicago | 198570 si 4 [Texas commerce Tower Houston | 1981 | 7 si 3 | Helmsley Palace Hoiel [New York | 1978 | 53 352 [City Conor Project Mimepis | 1987 | 5 52 7 Collins Place Melbrane ” s2 5 Canrimer Place Denver | 198037 352 Nhìn chung giai đoạn những năm 80 của thời kỳ đánh dấu bước phát triển mới của bê tông cường độ cao.