Báo cáo khoa học: "điều chỉnh nhiệt độ bê tông và ph-ơng pháp thi công bê tông trong điều kiện khí hậu nóng" pps

1. Tổng quan về thi công bê tông
Phơng pháp nhào trộn, vận chuyển, đổ
khuôn bê tông thông thờng không đợc áp
dụng chính xác trong trờng hợp khí hậu rất
nóng.
Rất khó định nghĩa thế nào là khí hậu
nóng. Có thể coi rằng bê tông đợc thi công
tại nhiệt độ không khí trên 35
0
C đợc coi là khí
hậu nóng. Tại nhiệt độ này, nhiều vấn đề đặc
biệt thờng xảy ra là: tốc độ thuỷ hoá xi măng
nhanh, thời gian ninh kết ngắn; nớc nhào
trộn bay hơi nhanh; co ngót dẻo lớn hơn; có ít
thời gian hoàn thiện; giảm độ ẩm tơng đối;
hút nớc khỏi bê tông do nền hoặc ván khuôn;
khó khăn khi bảo dỡng liên tục và bảo dỡng
từng phần; khó khăn khi sử dụng phụ gia cuốn
khí.
Những vấn đề trên cần đợc xem xét khi
muốn chế tạo bê tông có chất lợng, có chất
lợng cao và bền trong điều kiện khí hậu
nóng.
1.1. Tốc độ thuỷ hoá nhanh
điều chỉnh nhiệt độ bê tông
và phơng pháp thi công bê tông
trong điều kiện khí hậu nóng



PGS. Ts. phạm duy hữu

Trờng Đại học Giao thông Vận tải
ths. phạm quốc chuơng
Sở Giao thông Vận tải TP Hồ Chí Minh
Tóm tắt: Bi báo trình by về phơng pháp điều chỉnh nhiệt độ bê tông v phơng pháp
thi công bê tông trong điều kiện nóng. Giải pháp chủ yếu l hạ thấp nhiệt độ của nớc v cốt
liệu.
Summary: This article describes adjustment method of concretes temperature and
construction method in hot weather. Main solution is reducing of temperature of water and
aggregate.

Tốc độ thuỷ hoá phụ thuộc vào nhiệt độ.
Nhiệt độ để thuỷ hoá xi măng nằm trong
khoảng 27 2
0
C. ở nhiệt độ cao hơn thời gian
ninh kết sẽ giảm, bê tông sẽ sớm đông cứng
và tính công tác giảm nhanh.
Điều này cũng chỉ ra rằng chất lợng của
gel và cấu trúc gel hình thành tại nhiệt độ cao
trong thời gian đầu của quá trình thuỷ hoá có
chất lợng thấp. Bê tông đợc thi công trong
thời tiết nóng sẽ phát triển cờng độ sớm
nhng nó sẽ mất cờng độ ở giai đoạn sau.
Hình 1 mô tả ảnh hởng của nhiệt độ bảo
dỡng đến cờng độ chịu nén của bê tông ở
tuổi 1 ngày và 28 ngày.
1.2. Cốt liệu
Cốt liệu cần giữ nơi thoáng mát, có mái
che. Phun nớc lên cốt liệu, nớc bay hơi sẽ
làm giảm nhiệt độ của cốt liệu. Nếu có thể

phun nớc lạnh lên cốt liệu trớc khi thi công
thì càng tốt.


Hình 1. ảnh hởng của nhiệt độ bảo dỡng đối với cờng
độ chịu nén của bê tông ở tuổi 1 ngy v 28 ngy.
1.3. Nớc
Nhiệt độ của nớc ảnh hởng rất lớn đến
nhiệt độ bê tông. Trong thực tế nhiệt độ của
nớc dễ điều chỉnh hơn nhiệt độ của các
thành phần khác. Mặt dù hàm lợng nớc ít
hơn so với các thành phần khác nhng sử
dụng nớc lạnh có tác dụng tốt đến việc làm
giảm nhiệt độ bê tông (hình 2).

Hình 2. Hiệu quả của nớc lạnh
ảnh hởng đến nhiệt độ bê tông.
Nếu nhiệt độ môi trờng rất cao, sử dụng
nớc lạnh không đạt hiệu quả. Lúc này cần sử
dụng nớc đóng băng. Các viên đá lạnh đợc
nghiền nhỏ và trộn trực tiếp vào hỗn hợp. Cần
chắc chắn rằng các viên đá phải tan hoàn
toàn khi kết thúc nhào trộn. Khả năng giảm
nhiệt độ của bê tông khi dùng nớc đá dạng
viên từ 12 - 20
0
C tuỳ theo nhiệt độ của bê
tông và liều lợng nớc đá từ 60 - 100 kg.
1.4. Nhào trộn và vận chuyển
Nhiệt độ của cốt liệu, nớc và xi măng sẽ

đợc giữ ở nhiệt độ thấp nhất có thể để nhiệt
độ của bê tông dới 35
0
C. Bê tông đợc nhào
trộn trong thời gian tối thiểu. Khi sử dụng nớc
đá dạng viên cần phải nhào trộn thêm đủ để
các viên đá tan hết. Hỗn hợp bê tông cần
đợc nhào trộn ở gần nơi đổ để thời gian vận
chuyển là tối thiểu.
Cốt thép, ván khuôn, cốt liệu cần đợc
phun nớc lạnh ngay trớc khi đổ bê tông. Cốt
thép ở ngoài bê tông có thể đợc giữ lạnh
bằng bất kỳ cách nào. Cần bổ sung thêm
nhiều nhân công để hoàn thành sớm việc thi
công bê tông.
Bê tông nên đợc đổ thành từng lớp
mỏng để thời gian giữa các lần đổ là ngắn,
nhng không nên quá mỏng để không bị khô
quá nhanh. Bê tông ở lớp hoàn thiện cần đợc
che phủ cẩn thận tránh mất nớc bề mặt. Phủ
bề mặt bê tông bằng các bao tải, vỏ bao xi
măng ớt và tránh để nớc từ các bao này
nhỏ vào bê tông tơi. Che phủ bề mặt sàn
bằng bao tải ớt là không thích hợp lắm vì
hoàn thiện bề mặt đóng vai trò quan trọng
nhất. Bảo dỡng ẩm nên tiến hành càng sớm
càng tốt. Nếu bê tông đợc bảo dỡng ẩm tốt,
các mối liên kết có thể xuất hiện sau 24 giờ
trong kết cấu sàn, mái.
2. Mô phỏng ảnh hởng nhiệt độ môi

trờng, nhiệt độ bê tông tơi đến
nhiệt độ bê tông
Việc mô phỏng nhiệt độ của bê tông
đợc tiến hành theo phơng pháp xác định

nhiệt độ của bê tông bề mặt và ở trong khối
bê tông, xác định mức chênh lệch nhiệt độ
theo chiều dày của kết cấu.
Điều kiện tác động là nhiệt độ quá trình
thuỷ hoá trong xi măng, nhiệt độ bê tông tơi;
nhiệt độ không khí; tốc độ gió, chế độ bảo
dỡng, thời gian bảo dỡng.
Ký hiệu thông số của sự mô phỏng:
- Q là tổng nhiệt lợng của sự hydrat
hoá trong xi măng (KJ/kg)
- Nhiệt độ bê tông tơi là nhiệt độ của bê
tông trớc khi đổ (t
0
C)
- Tốc độ gió là vận tốc gió xung quanh
các cấu kiện bê tông (m/s)
Trong mô phỏng là tổng nhiệt lợng
Hydrát hoá đợc thay đổi từ 274.4
0
C đến
302.3
0
C sự thay đổi này xấp xỉ 10%. Vì lý do
này mà nhiệt độ của vùng giữa bề mặt và cấu
kiện bê tông đã tăng lên 8.5%.

Trong mô phỏng nhiệt độ bê tông tơi bị
gia tăng từ 1.5
o
C. Nhiệt độ lớn nhất trong vùng
giữa các cấu kiện bê tông sẽ bị lên từ 1.07
o
C
tơng ứng mỗi cấp độ tăng nhiệt độ, trong khi
đó nhiệt độ bề mặt cấu kiện bê tông sẽ tăng
từ 0.6
o
C và 0.93
o
C đối với mỗi cấp độ tăng.
3. Điều chỉnh nhiệt độ vật liệu
Để cải thiện chất lợng bê tông, cần giữ
nhiệt độ càng thấp càng tốt. Để đạt đợc điều
này trong điều kiện khí hậu nóng, cần giữ
nhiệt độ của các thành phần vật liệu của bê
tông càng thấp càng tốt.
- Tốc độ gió không xem xét.
- Với tổng nhiệt lợng Hydrát hoá là
302.3
0
C, nếu tổng nhiệt lợng trong Hydrát
hoá trong xi măng là 274,4
o
C thì nhiệt độ sẽ
giảm xuống 4
0

C.
- Nhiệt độ bê tông tơi là 32
0
C
- Nhiệt độ không khí xung quanh bê tông
là từ 29
0
C đến 34
0
C.
- Nhiệt độ lớn nhất tại vùng giữa của cấu
kiện bê tông là:
51 + 17.5 x 1.07 + 20 x 0.4 = 77.7
0
C
- Nhiệt độ lớn nhất tại bề mặt bê tông là:
39.5 + 17.5 x 0.93 + 20 x 0.54 = 66.6
0
C
Phơng trình tổng quát về nhiệt độ của
bê tông (phơng trình cân bằng nhiệt độ):
C
b
.G
b
.T
b
= C
n
.G

n
.T
n
+ C
d
.G
d
.T
d
+
+ C
c
.G
c
.T
c
+ C
x
.G
x
.T
x
trong đó: C, G, T - nhiệt độ; các chỉ số: n -
nớc; d - đá, c - cát, x - xi măng.
Khoảng thay đổi nhiệt độ của các thành
phần: T
n
từ 0 đến 35
0
C; T

d
từ 20 đến 35
0
C; T
c

từ 20 đến 35
0
C; T
x
từ 25 đến 50
0
C.
Kết quả tính toán cho thấy: Với bê tông
có: khối lợng thể tích 2322 kg; đá 1080 kg;
cát 723 kg; xi măng 349kg; nớc 185 lít, để
đạt nhiệt độ bê tông tơi là 20
0
C thì nhiệt độ
của xi măng 30
0
C, nhiệt độ của đá là 20
0
C
nớc là 0
0
C.
4. Kết luận
Để thi công bê tông trong điều kiện khí
hậu Việt Nam cần khống chế nhiệt độ bê tông

tơi khoảng 20
0
C.
- Nhiệt độ cốt liệu giữ ở 20
0
C bằng cách
làm lạnh bằng nớc đá.
- Nhiệt độ của nớc là 0
0
C
- Khi đó nhiệt độ của bê tông trên mặt là
66
0
C và trong lòng là 77
0
C.
- Biện pháp bảo dỡng là tới nớc liên
tục trong 7 ngày là tốt nhất.
Tài liệu tham khảo
[1] Phạm Duy Hữu. Công nghệ bê tông và bê tông
đặc biệt. Nhà xuất bản xây dựng, 2005.
[2] Kenneth N. Derucher. Materials for civil and
highway Engineers. New Jersey, 1998Ă