CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ QUẢN LÝ CHẤT LƯỢNG THI CÔNG XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH BÊ TÔNG 1. Tổng quan về chất lượng thi công công trình bê tông [1] 1. Khái quát về bê tông + Khái niệm: Bê tông (gốc từ béton trong tiếng Pháp) 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).
+ Phân loại: có các loại bê tông phổ biến là: - Bê tông xi măng - Bê tông Asphalt - Bê tông polime - Các loại bê tông đặc biệt khác + Đặc điểm của bê tông: - 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. + Ứng dụng của bê tông: 4 - Bê tông được sử dụng rộng rãi trong xây dựng các công trình kiến trúc, móng, gạch không nung hay gạch block - Mặt lát của vỉa hè, cầu và cầu vượt, đường lộ, đường băng.
- Các cấu trúc trong bãi đỗ xe, đập, hồ chứa/bể chứa nước, ống cống. - Chân cột cho các cổng, hàng rào, cột điện và thậm chí là thuyền. Chất lượng thi công công trình bê tông Khi công nghệ thi công bê tông được áp dụng rộng rãi trong các lĩnh vực xây dưng, việc đảm bảo chất lượng thi công các công trình bê tông là hết sức cần thiết. Một công trình bê tông đảm bảo chất lượng cần đáp ứng được các yêu cầu về kỹ thuật thi công bê tông và yêu cầu kỹ thuật nghiệm thu bê tông.1 Yêu cầu kỹ thuật thi công bê tông a.
Chọn thành phần bê tông Việc đầu tiên nhằm đảm bảo chất lượng bê tông của công trình đạt yêu cầu thiết kế là công việc chọn thành phần bê tông. Thành phần bê tông được lựa chọn thông qua thí nghiệm, phụ thuộc mác bê tông của từng bộ phận công trình do thiết kế quy định. Ở Việt Nam, trong 14 TCN 59 – 2002 cũng đã quy định có tham khảo TCVN 4453, các mác bê tông nhỏ hơn hoặc bằng 10 MPa có thể áp dụng bảng tính sẵn, không cần điều chỉnh cấp phối của cát sỏi hay đá dăm. Đối với bê tông có mác lớn hơn 10 tức là từ 15 trở lên, khi xác định thành phần hỗn hợp bê tông nhất thiết phải thông qua thí nghiệm đúc mẫu (tính ra mẫu chuẩn) để kiểm tra.
Công việc này phải được thực hiện tại các cơ sở hoặc các phòng thí nghiệm có tư cách pháp nhân. Cường độ kháng nén tuổi 28 ngày của mẫu đúc trong phòng thí nghiệm từ cấp phối đã xác định chuẩn phải lớn hơn mác bê tông do thiết kế quy định ít nhất 10%. Tuy nhiên ở nước ta, thực tế trình độ thi công các công trình bê tông nhất là bê tông thủy lợi còn thấp, đặc biệt là bê tông mái đập, những kết cấu bê tông, bê tông cốt thép nằm trên mái dốc. Do vậy mức sai lệch giữa kết quả từ phòng thí nghiệm chuẩn và thực thế thi công là không nhỏ (có thể hơn 10%).
Với trình độ thi công bê tông của nước Anh thì khi thiết kế chọn thành phần bê tông người ta quy định kết quả nén mẫu của phòng thí nghiệm phải cao hơn mác bê 5 tông do thiết kế yêu cầu ít nhất là 20%. Đây là vấn đề mà các chuyên gia bê tông Việt Nam còn chưa thống nhất. Có ý kiến cho rằng, nếu lấy kết quả ép mẫu cho cấp phối chuẩn từ phòng thí nghiệm cao hơn ít nhất 20% mác bê tông do thiết kế đưa ra thì quá lãng phí. Chọn thành phần hỗn hợp bê tông phải sử dụng đúng các vật liệu sẽ được dùng để thi công công trình.
Một chỉ tiêu quan trọng trong việc chọn thành phần bê tông là chọn tỷ lệ N/X, tỷ lệ này trong hỗn hợp bê tông phải căn cứ vào yêu cầu cường độ, độ bền trong môi trường mà công trình bị tác động, độ chống thấm theo yêu cầu của thiết kế. Tỷ lệ N/X phải được xác định thông qua thí nghiệm. Yếu tố quyết định chất lượng thi công bê tông là độ linh động (độ sụt đo bằng côn hình nón cụt) của hỗn hợp bê tông tươi. Độ linh động của hỗn hợp bê tông cho phép chúng ta lựa chọn thiết bị đầm, công cụ vận chuyển, mức độ bố trí cốt thép, kích thước kết cấu và tính chất công trình cũng như điều kiện khí hậu.
Ví dụ, vận chuyển bê tông bằng dây chuyền, độ sụt không quá 6cm, nhưng bằng bơm thì phải lớn hơn hoặc ít nhất bằng 10cm. Để có được độ sụt theo như ý muốn thì trong cấp phối bê tông phải sử dụng phụ gia dẻo hóa giảm nước (cho bê tông thông thường) hoặc phụ gia siêu dẻo giảm nước bậc cao (bê tông tự lèn) nhưng không làm thay đổi tỷ lệ N/X, tức là chất lượng bê tông không thay đổi. Tuy vậy, trong khi thi công các công trình thủy lợi do thiếu hiểu biết về ảnh hưởng của tỷ lệ N/X đến chất lượng bê tông nên đã có trường hợp nhà thầu thi công dùng nước để đạt độ sụt thi công. Hỗn hợp bê tông có tỷ lệ N/X lớn thì có độ sụt cao nhưng rời rạc, nước xi măng sẽ chảy qua khe cốp pha để lại sản phẩm bê tông đông cứng bị rỗ tại các khe nối của cốp pha, có trường hợp trơ cả cốt thép làm cho chất lượng của kết cấu bê tông cốt thép không đạt yêu cầu.
Cân đong vật liệu Việc cân đong vật liệu để pha trộn hỗn hợp bê tông yêu cầu phải chính xác như cấp phối đã được thí nghiệm chuẩn, sai số cho phép đối với xi măng, phụ gia, nước là ±1% khối lượng, đối với cát, sỏi, đá dăm là ±3% theo khối lượng. Vấn đề này phụ thuộc chủ yếu vào độ chính xác của máy móc định lượng vật liệu của các trạm trộn bê tông. Vì thế các thiết bị này cần được kiểm định theo định kỳ trước từng đợt đổ bê tông. Thực 6 tế tại những nơi đổ bê tông bằng phương pháp thủ công thì việc cân đong vật liệu còn rất nhiều vấn đề bất cập.
Xi măng đong theo bao, hoặc ước lượng, cát đá sỏi đong bằng hộc, nước múc từ sông, hồ lên cân đo bằng mắt, như vậy chất lượng bê tông ở những công trình thi công nhỏ lẻ tại địa phương khó đảm bảo yêu cầu. Trong tiêu chuẩn cũng đã quy định phải có bảng ghi đầy đủ ngày đổ, tỷ lệ pha trộn vật liệu cho một cối trộn… Các yêu cầu này thường chỉ được thi hành tại các nơi thi công bằng máy có trạm bê tông trộn sẵn mà thôi. Trộn hỗn hợp bê tông Tiêu chuẩn đã quy định trộn bê tông phải dùng bằng máy, chỉ khi khối lượng bê tông ít hơn 10m3 và ở các kết cấu không quan trọng mới được phép trộn bằng tay. Thể tích của toàn bộ vật liệu đổ vào máy trộn cho một cối bê tông phải phù hợp với dung tích quy định của máy, thể tích chênh lệch không vượt quá ±10%.
Thời gian trộn từ 1 đến 3 phút tùy theo độ sụt và dung tích thùng trộn. Khi dùng phụ gia thì quá trình trộn tuân thủ theo hướng dẫn của nhà sản xuất. Trong nhiều trường hợp chúng ta thường thấy, nhất là nhưng công trường thi công kè, đập, tràn bê tông các hồ đập, mái kênh, nhiều nhà thầu dùng máy để trộn nhưng xi măng cốt liệu và nước được đổ liên tục vào máy trộn. Đầu ra của máy trộn là một hỗn hợp bê tông quá ướt, vì vậy nhà thầu dễ thi công trên các mặt nghiêng như kè, mái kênh.
Vận chuyển bê tông Trong việc vận chuyển bê tông từ trạm trộn đến công trình thi công thì điều quan trọng là làm thế nào để chất lượng của hỗn hợp bê tông tươi không bị thay đổi. Ví dụ, không làm cho hỗn hợp bê tông bị phân tầng, không làm cho hỗn hợp bê tông bị khô đi hoặc bị ảnh hưởng của thời tiết, gió, mưa, nắng. Hiện nay với mặt bằng về thiết bị và công nghệ thi công bê tông ở nước ta, thiết bị để vận chuyển bê tông phù hợp nhất là dùng xe vận chuyển bê tông tự quay, sau đó thông qua bơm hoặc cẩu để đưa hỗn hợp bê tông vào khối đổ. Tuy nhiên, điều cần bàn ở đây là các bước và các yêu cầu của tiêu chuẩn có phù hợp hay có được thực hiện nghiêm túc trong việc vận chuyển bê tông hay không.
Ví dụ trong tiêu chuẩn quy định: khi dùng máng nghiêng để vận chuyển bê tông thì máng phải kín nhẵn. Chiều rộng của máng không bé hơn 3 đến 3,5 lần đường 7 kính lớn nhất của cốt liệu. Độ dốc của máng phải đảm bảo cho hỗn hợp bê tông không bị tắc, không trượt nhanh sinh ra hiện tượng phân cỡ. Cuối máng nên đặt phễu thẳng đứng để hướng luồng hỗn hợp bê tông rơi thẳng đứng ở chỗ đổ.
Nhưng tại các công trình thi công bê tông, rất nhiều trường hợp không được thực hiện đúng, máng gồ gề, thủng lỗ làm mất nước xi măng, mất vữa, độ dốc của máng thường quá lớn (với mục đích cho hỗn hợp bê tông nhanh chóng đến khối đổ) nên ảnh hưởng không nhỏ tới chất lượng, sự đồng đều của bê tông thành phẩm. Điều này chúng ta dễ dàng thấy trên các công trình thi công bê tông kè bảo vệ các bờ sông bờ suối, dốc nước nghiêng của các tràn bê tông.
