CHƯƠNG 1 TONG QUAN VE BÊ TONG KHÓI LỚN VA CAC PHƯƠNG PHÁP THIET KE THÀNH PHAN BE TONG KHÓI LỚN. Téng quan về bê tông khối lớn 1. Định nghĩa bê tông khối lớn Theo tiêu chuẩn Mỹ (ACT 116R) [30], bê tông khối lớn được định nghĩa là một thể tích bê tông có kích thước đủ lớn, để phải yêu cầu có biện pháp đối phó với sử phát nhiệt do xỉ mang thủy hóa và sự biến đổ th tích kèm theo để giảm thiểu sự nứt nẻ Theo tài liệu (ACT 211.1) [31], nhiều kết ấu lớn có th coi là khối lớn phải tính đến sự phát nhiệt, đặc biệt khi kích thước của tiết điện ngang nhỏ nhất của kết cấu bê tông bằng hoặc vượt quá 2 đến 3 fr ức là 0,61m đến 0,915m) ‘Theo tiêu chuẩn Nhà nước TCVN 4453 - 95 [14] và TCVN 8218: 2009 [28], bê tông khối lớn có kích thước nhỏ nhét không nhỏ hơn Im. C6 hai loại bê tông thường ding làm bê tông khối lớn, chủ yêu đùng cho đập: - Bê tông thông thường (ký hiệu là CVC) được dim chặt bằng phương pháp chấn động - Bê tông đầm lần (ký hiệu là RCC) là loại bé tông sử dụng các nguyên liệu tương tự bê tông thông thường, nhưng rất khô và được đầm chat bằng thiết bị rung lên từ mặt ngoài (lu rung).
Việc dim bằng lu rung cho phép sử dụng hỗn hợp bê tông khô với him lượng chất dính kết nhỏ hơn trong bê tông thường rit nhiều. “Trong chất đính kết chỉ có một phn là xi măng, côn một phần là phụ gia khoáng hoại tính nghiền min (tro bay, hoặc puzơlan tự nhiên, xi hạt lò cao v. Trong khuôn khổ phần tổng quan này chỉ đ cập chủ yến bé tông khối lớn từ bê tông thông thường (CVC) đã được ứng dụng nhiều ở Việt Nam từ trước để nay. Trong xây dựng thủy lợi bê tông khối lớn được áp dụng cho đập, móng công trình v.
Từ những năm 1930, trên thé giới phát triển mạnh bê tông khối lớn cho đập dùng các vật liệu tiên tiễn, phương pháp thi công hiện dai, không chế hiệu quả ứng suất nhiệt trong bê tông va đã xây dựng nên những công tinh thé ky. Ở Việt Nam đã áp dụng bê tông khối lớn từ lâu cho các đập Thác Bà, Sông Đà, Trị An, “Thạch Nham, Hàm Thuận, Da Mi và mới đây là đập Tân Giang, Lòng Sông. 1: Đập bê tong trọng lực Tân Giang (Ninh Thuận) Hinh 1. 2: Đập bê tông trong lực Lòng Sông (Bình Thuận) 1.
Đặc tính của bể tông khối Đặc tính của bể tông khối lớn là tính chất nhiệt, Phản ứng của xi măng với nước là phản ứng phát nhiệt. Bê tông là vật liệu dẫn nhiệt kém. Trong bê tông khối. lớn nhiệt không phân tán được nhanh, nên nhiệt độ trong bê tông có thể rất cao, nhưng nhiệt độ mặt ngoài (nhiệt độ môi trường) lạ thấp; do đó có th phát sinh ứng suất kéo do sự biễn đổi thể tích kết hợp với sự tăng và giảm nhiệt độ trong khối bê tông.
Cần phải có các biện pháp giải quyết thích hợp để hạ thấp nhiệt độ trong bê tông khối lớn, giảm ứng suất nhiệt và trắnh nguy cơ nứt né công tình. Đối với công trình bê tông khi lớn để đồng thời dạt được chất lượng và giá thành thấp, thường phân ra 2 phần: Phần bên ngoài của khối lồn chịu ác dung trực § i lớn không tiếp xúc với môi trường. Ví dụ như đối với đập bê tông thủy lợi, phần bên ngoài chịu tác động của mỗi trường nước, ys cường độ cao. chống tốt để đảm bảo độ bền.
Còn bê tông bên trong không chịu tác động của môi trưởng. lông là phát nhiệt tối thiểu khi bê tông đông cứng, vì sự phân bé nhiệt không đều trong khối bê tông gây ra nứt do nhiệt. Mác bê tông ở phần bên trong Không yêu cầu cao, chỉ cin 10 hoặc 15 Mpa và độ chống thẳm thấp W; còn mắc bê tông bên ngoài thường bằng 20 hoặc 25 và mác chống thắm Wy hoặc cao hơn. Vật liệu dùng để chế tạo bê tông khối lớn.
Để đảm bảo tính ổn định của bê tông khối lớn cần chú ý chon dùng các liệu thích hợp 1. Theo tài liệu [32], các loại xi ming dưới đây thích hop cho bê tông khối lớn; tính chất sử dụng của các loại xi măng này được nêu trong các tiêu chuẩn Mỹ ASTM C 150 - 86 [35] 4 Xi ming Pooclang của Mỹ [35] gồm loại I (losi đồng chung) loại I (ogi đàng chung và đặc biệt có tính chit chống sunphát vữa và nhiệt hủy hóa vữa). ogi THỊ (ogi đùng trong trường hợp mong muốn nhiệt thủy hóa thấp), loại IV (loai dang trong trường hợp mong muốn có tinh chit chống sunpht cao) 4 Xi ming hỗn hợp của Mỹ [37]: Gồm loại P (Xi ming Poocling puơlan dng cho bê tông không yêu cầu cường độ ban đầu cao), loại IP (Xi măng pooclăng puzolan ding cho kết cấu bê tông thông thưởng), loại T (PM) (Xi măng pooclăng én), loại I (SM) (Xi ming pooclãng xi dùng cho kết cầu bê tông thông 'Ở nước ta cũng sản xuất các loại xi ming pooclăng (TCVN 2682: 2009) [8], xi rang poocling puzolan (TCVN 4033: 1995) [11], xi ming pooelãng xi hạt lò cao (TCVN 4316: 1986) [12], xi mang pooelang hỗn hợp (TCVN 6260: 2009) {19} và ‘cd xi mang poocling it ta nhiệt (TCVN 6069: 2007) [18] và xi mang poocling hỗn hợp it toa nhiệt [27] để dùng cho các công trình thủy lợi, thủy điện, giao thông, xây ‘dung din dụng và công nghiệp. Theo tài [2] xỉ mang ít tòa nhiệt có lượng nhiệt phát ra khi xỉ mang thủy hoa (xác định theo phương phấp Tecmo) sau 3 ngây không lớn hơn 45 - S0call, sau 7 ngày không lớn hơn 50 - 60calg.
Tiêu chuẩn về xỉ mang it a nhiệt [1727] qui định XM t6a nhiệt rung bình và tòa nhiệt thấp có nhiệt thủy hóa lin lượt là 60, 70 eal Xi ming belit cao phát nhiệt ở tuổi tương ứng ít hơn 24 % so với xi ming poocling thông thường, độ tăng nhiệt độ đoạn nhiệt của nó chỉ bằng một nữa xi măng pooclăng va pie nhiệt độ ( nhiệt độ cao nhất) cũng xuất hiện chậm hơn ‘rong bê tông khối lớn thường ding phụ gia khoáng hoạt tinh như puZølan, xi hạt lò cao, tro bay., nhằm mục đích giảm thiểu lượng dùng xi mang, do đó giảm. nhiệt thủy hóa trong bê tông. Tuy nhiên có một số phụ gia có thể làm giảm độ lưu thông trong hỗn hợp bê tông và tăng độ co ngót của bê tông. Các phụ gia đó được đưa trước vào xi mang hoặc bê tông khi trộn Trong bê tông khối lớn thường ding phụ gia khoáng kèm thêm phụ gia hóa học như phụ gia hóa déo kéo dài thời gian đông kết để lam chậm tốc độ tăng nhiệt trong bê tông khối lớn 1.
cốt liệu dùng cho bê tông khối lớn chứa các thành phần có hại và hạt min không được vượt quá ham lượng cho phép được nêu trong bảng 1.1 3) Cốtliệu nhỏ (cit Cỡ thể ding c tự nhiên (cất sông, cát su.) và cát nghiễn từ để, Trong trường hợp cát nghiên, phn hạt lọt sàng N°200 chủ yếu là bột đá, không phải là đất xết hoặc diệp thạch như trong cát tự nhì n. Vì vậy đối với cát nghiễn, hàm lượng cho phép tới 5% đối với bê tổng chịu mài môn và 7% đối với các loại bê tông khác. Yêu cầu kỹ thuật của cát cũng được qui định trong tiêu chuẩn Việt Nam (TCVN 1570:2006) [20), Căng theo tà iệu Mỹ, ốtiệu nhỏ (eit) dang cho bể tông khối lớn nó chung lot qua sàng 4,76m và thành phin hạt như rong bảng L2 Bảng 1.1: Quy định về hàm lượng tap chấ trong cối liệu l Him lượng cho phí Các tạp chất có hai trong cốt liệu. lẻ cho phep % 1, Đất sét cục và các hat dễ vỡ 30 2.
Hat lot qua sàng N'200 (75pm) i vi bể tông chịu mài mòn 30 - Đối với các loại bê tông Khác sọ 3. Than và than non = Khi quan tâm đến hình thức mặt ngoài của bê 05 tông ~ Cho tắt ed các loại bể tông khác 10 "Bảng 1. 2: Thành phần hat của cát dùng cho bê tông Khối lớn Sing 'sốtriông (mit sing) (theo khối lượng) (10 mm) ñ ‘N’-4 (4,76mm) 0-5 N’-8 (2,50mm) 5-15 N16 (1,25mm) 10-25 'Nˆ-30 (0,36mm) 10-30 N50 (0.315mm) 15-35 N”*100 (0,16mm) 12-20 iy 37 Ghi chú: Số trong dẫu ngoặc là các sàng Việt Nam có kích thước tương đương. với sàng Mỹ, “Tuy nhiên theo ti chuẳn Mỹ nu thông qua thí nghiệm, thấy ring thành phần cất khác với bảng 1.2, nhưng cũng chứng tỏ đạt yêu edu, ‘in dùng được.
Trong tài liệu của Mỹ cũng qui định các tạp chất có hại trong cát dùng trong. bê tông khối lớn dùng cho đập không vượt quá các giới hạn như sau: — Vật liệu lạt sàng N'200 không lớn hơn 30%; — Vật liệu nhẹ không lớn hơn 2%; ~Dắt sét cục không lớn hơn 10%: —Tổng lượng các chất có hại khác (như mica, hạt có ming bao bọc, các hạt dài dạt mềm, đắt man. Thành phần hạt của cát tong: tong khối lớn dùng cho đập được quy định trong bảng 1. 3: Thành phẩn hat của cát ding cho đập bê tông khối lớn, Losi sine % sotriéng % site iy Glotsing (heo khối lượng) | (theo khối lượng) 9,53 mm 0 0 0 N4 (46mm) 08 08 100-92 N°.97 103 Diy 310 100 0 Ghi chứ: % lượng lọt sàng = 100 -% lượng sot tích lũy b) Cốt liệu lớn (đá) ‘Yeu cầu kỹ thuật đối với cốt liệu lớn được qui định trong TCVN 7570:2006 [20] và theo tài liệu [32].
Cốt liệu lớn có thé là s6i, cuội nghién, đá dam hoặc hỗn. hợp của các loại đá đó. Về danh nghĩa hạt cốt liệu lớn phải sốt trên sàng 4,75m và nhỏ hơn 150mm, Có thé dùng cốt liệu lớn có kích thước danh nghĩa lớn nhất (Đạ,,) Jing 38mm hoặc 75mm, thậm chí đến 150mm. Kích thước đá càng lớn, càng có khả năng giảm lượng dùng xi mang trong bê tông và từ đó giảm lượng nhiệt thủy hóa.
Tuy nhiên kích hước danh nghĩa lớn nhất của đá không được lớn hơn l⁄4 kích thước nhỏ của kết cấu. Điễu này thường không xảy ra đối với bê tông khối lớn. Ngoài ra D„„ cũng không lớn hơn 2/3 khoảng cách giữa các thanh cốt thép. ‘Ham lượng tạp chất và hạt min (lọt sàng N°200) của cốt liệu được qui định như trong bảng 1.4: Him lương tạp chắt trong cốt lệ lớn Các tạp chất trong cốt liệu lớn ' (heo khdi lượng) ‘Vat liệu lọt sàng N"200 không lớn hơn.
05 ‘Vat liệu nhẹ không lớn hơn.