NGHIÊN CỨU CÁC GIÁI PHÁP NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG ĐỘ NHẴN BỀ MẶT BÊ TÔNG TRONG XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH THỦY LỢI THỦY ĐIỆN

B GIÁO D C VÀ ÀO T O

TR

NG

B NÔNG NGHI P VÀ PTNT

I H C THU L I

--------------------------------------------

TR N CÔNG CHÍNH

NGHIÊN C U CÁC GI I PHÁP NÂNG CAO
CH T L

NG

NH N B M T BÊ TÔNG TRONG

XÂY D NG CÔNG TRÌNH TH Y L I TH Y I N

LU N V N TH C S K THU T

HÀ N I – 2010


B GIÁO D C VÀ ÀO T O

TR

NG

B NÔNG NGHI P VÀ PTNT

I H C THU L I

--------------------------------------------

TR N CÔNG CHÍNH

NGHIÊN C U CÁC GI I PHÁP NÂNG CAO
CH T L

NG

NH N B M T BÊ TÔNG

TRONG XÂY D NG CÔNG TRÌNH TH Y L I TH Y I N

CHUYÊN NGÀNH : XÂY D NG CÔNG TRÌNH TH Y

MÃ S

:

60-58-40

LU N V N TH C S K THU T

NG

IH

NG D N KHOA H C:

1. TS. NGUY N TRUNG ANH
2. NGND.GS.TS. LÊ KIM TRUY N

HÀ N I – 2010


M CL C
N i dung
M

Trang

U……………………………………………………………………… 1

CH

NG 1: NHÂN T

NH H

VÀ
1.1. Khái ni m v ch t l

NG

N CH T L

NG, TU I TH

NH N CÔNG TRÌNH BÊ TÔNG
ng công trình……………………………………...

1.2. i u ki n t nhiên, môi tr

3

ng…………………………………………..

4

1.2.1 i u ki n khí h u………………………………………………………

4

1.2.2

i u ki n môi tr

ng bi n…………………………………………….. 6

1.3.Công tác thi t k công trình bê tông, bê tông c t thép……………………. 10
1.4. Công tác thi công………………………………………………………… 13
1.5. Công tác qu n lý, duy tu b o d

ng……………………………………... 14

1.5.1 Công tác qu n lý khai thác…………………………………………… 15
1.5.2 Công tác duy tu b o d
1.6. nh h
l

ng…………………………………………… 15

ng c a đ nh n b m t bê tông và c

ng đ bê tông đ n ch t

ng, tu i th công trình…………………………………………………… 16

1.7. Nh ng yêu c u k thu t và ch t l
K t lu n ch
CH

ng đ i v i công trình bê tông……... 25

ng 1…………………………………………………….

NG 2: TH C TR NG VÀ NH NG NGUYÊN NHÂN LÀM
GI M CH T L

2.1. Th c tr ng v ch t l

NG

NH N B M T BÊ TÔNG

ng các công trình bê tông và bê tông c t thép 32

2.2. Công tác kh o sát, đánh giá n n móng công trình nh h
ch t l

31

ng đ n

ng bê tông………………………………………………………... 37

2.3. Thi t k và tiêu chu n thi t k công trình bê tông, bê tông c t thép…….. 40
2.4. Công tác thi công bê tông c t thép……………………………………… 45


2.4.1 Công ngh s n xu t, l a ch n c t li u, xi m ng và các ch t ph gia…..46
2.4.2 Công tác thi t k c p ph i, x lý h n h p bê tông, ván khuôn……….. 48
2.4.3 K thu t kh ng ch nhi t trong bê tông……………………………… 49
2.4.4 K thu t thi công khe thi công……………………………………….. 50
2.5. Công tác qu n lý v n hành……………………………...........................
2.6. ánh giá chung v công trình bê tông đã xây d ng

n

50

c ta………… 52

2.6.1 Các công trình h ch a………………………………………………. 53
2.6.2 Các công trình l y n

c, tiêu n

c, c ng qua đê…………………...

59

2.6.3 Các công trình vùng ven bi n……………………………………...... 63
K t lu n ch
CH

ng 2 ……………………………………………………

NG 3: NH NG GI I PHÁP
VÀ

NÂNG CAO CH T L

69

NG

NH N B M T BÊ TÔNG

3.1. Nghiên c u s d ng mác bê tông h p lý cho t ng công trình và b ph n
công trình…………………………………………………………………….... 70
3.1.1 Nghiên c u s d ng mác bê tông h p lý…………………………..... 70
3.1.2 Nghiên c u s d ng mác bê tông cho các b ph n khác nhau………. 70

3.2. Công tác thi t k công trình th y công…………………………………... 71
3.3. Thi t k c p ph i bê tông……………………………………………

76

3.3.1 Các yêu c u k thu t đ i v i lo i bê tông c n thi t k ……………

77

3.3.2 V t li u s d ng…………….……………………………………… 77
3.3.3 Thi t k thành ph n bê tông………………………………………..

84

3.4. Công tác thi công bê tông……………………………………………… 88
3.5. L a ch n s d ng ván khuôn h p lý đ nâng cao ch t l

ng công trình

và đ nh n m t bê tông……………………………………………………… 95


3.6. Bi n pháp làm nh n m t bê tông……………………………………. 105
K t lu n ch
CH

ng 3……………………………………………….

NG 4: NGHIÊN C U S D NG BÊ TÔNG C
CÔNG TRÌNH TH Y L I TH Y I N

4.1. Khái ni n v bê tông c
4.2. C u trúc bê tông c

C TA.

ng đ cao………………………………………... 108
ng đ cao………………………………… 112

4.4. Thi t k thành ph n c p ph i bê tông c

4.4.2 Các b

N

CAO VÀO

ng đ cao…………………………………….. 107

4.3. Các tính ch t c a bê tông c

4.4.1 Các ph

NG

106

ng pháp thi t k bê tông c
c thi t k bê tông c

ng đ cao…………………… 118
ng đ cao…………………… 118

ng đ cao…………………………… 119

4.4.3 L a ch n v t li u…………………………………………………... 119
4.4.4 Thi t k thành ph n bê tông c
4.5. Kh n ng ng d ng bê tông c

ng đ cao ban đ u……………….. 122

ng đ cao……………………………. 126

4.6. Nh ng đ xu t ng d ng bê tông c

ng đ cao vào các công trình

Th y l i, Th y đi n………..………………………………………………... 127
K t lu n ch

ng 4…………………………………………………….. 128

K T LU N VÀ KI N NGH ………………………………………........

129

CÁC TÀI LI U THAM KH O…………………………………………... 132
PH L C…………………………………………………………………

134

Danh m c các hình v
Hình 1.1.Hình nh m t bê tông b r
Hình 1.2 Hình nh bê tông b r

công trình th y đi n Bình i n

18

công trình th y đi n S n La

18

Hình 1.3 Hình nh bê tông b r b m t

19

Hình 1.4 Hình nh n t bê tông b n m t công trình th y l i C a

t

20

Hình 1.5 Hình nh v t n t bê tông b n m t công trình th y l i C a

t

21

Hình 1.6 Hình nh v t n t bê tông b n m t công trình th y l i C a

t

21

Hình 1.7 Hình nh bê tông quá khô công trình th y l i

22

Hình 2.1 Hình nh bê tông c t thép b n mòn

68

tr c u

Hình 2.2 Thi t b siêu âm ki m tra k t c u bê tông c t thép c ng vùng tri u

68

Hình 2.3 Th c tr ng bê tông c t thép c ng vùng tri u b n mòn

69

Hình 3.1 Ván khuôn thép công trình th y đi n Khe B

100

Hình 3.2 Ván khuôn thép tr pin công trình th y đi n S n La

100

Hình 3.3 D ng l p ván khuôn thi công bê tông kh i l n

101

Hình 3.4 Ván khuôn thi công công trình đ u m i th y đi n S n La

101

Hình 3.5 Ván khuôn thép thi công bê tông đ p chính th y đi n S n La

102

Hình 3.6 Ván khuôn thi công bê tông công trình th y đi n S n La

112

Hình 3.7 Thi công bê tông công trình đ u m i th y đi n S n La

103

Hình 3.8 Ván khuôn tr

103

t thi công bê tông công trình th y đi n S n La

Hình 3.9 Ván khuôn thi công bê tông công trình th y đi n S n La

104

Hình 3.10 Ván khuôn thi công bê tông công trình th y đi n S n La

104

Hình 4.1 C u trúc c a bê tông

108


Danh m c các b ng bi u
B ng 1.1. Thành ph n hóa h c c a n
B ng 1.2.

m nn

c bi n Vi t Nam và trên th gi i

8

c bi n t ng m t trong vùng bi n Vi t Nam

8

B ng 1.3. H s đ ng nh t c a bê tông
B ng 1.4 Sai s cho phép v kích th

26

c và v trí c a k t c u bê tông và BTCT 29

B ng 2.1. Gi i h n cho phép c a clorit trong bê tông( theo ACl-201-2R)

36

B ng 2.2. ánh giá tác đ ng n mòn c a khí th i lên bê tông

36

B ng 2.3. Hàm l

ng t i đa cho phép cu các y u t có h i cho bê tông

có trong đ t (mg/l)

37

B ng 2.4. M c đ tác đ ng lên bê tông c a đ t và n

c có ch a sulfat

v i n ng đ %
B ng 2.5. H s v

38

tt in

43

B ng 2.6. H s đ m b o K n
R

R

44

R

B ng 2.7. H s t h p t i trong n c

44

R

R

B ng 2.8. Nhi t th y hóa c a các đ n khoáng trong xi m ng

49

B ng 2.9. Nhi t th y hóa c a các lo i xi m ng theo th i gian

50

B ng 2.10. Ki m tra ch t l

56

ng bê tông m t s công trình

B ng 2.11. T ng h p các h h ng c a c ng
B ng 2.12.
trong môi tr

61

b n th c t c a các k t c u bê tông và bê tông c t thép làm vi c
ng bi n Vi t Nam

67

B ng 3.1. T l N/X t i thi u đ i v i bê tông ch ng th m

74

B ng 3.2. Th i gian đông k t c a các lo i xi m ng

78

B ng 3.3. Ch n dùng xi m ng cho công trình xây d ng

78

B ng 3.4. Quy đ nh v ch n mác XM đ s n xu t bê tông có các mác t

B ng 3.5 Hàm l

ng ng

80

ng h t sét, b i cho phép (không l n h n theo % kh i l

ng) 81

B ng 3.6. B n nhóm cát dùng cho bê tông n ng

82

B ng 3.7. Quy đ nh c a cát dùng cho bê tông n ng

82


B ng 3.8. L

ng n

c trung bình trong 1m3 h n h p bê tông (lít)
P

83

P

B ng 3.9. T l N/X c n thi t cho các lo i bê tông d o t

ng ng v i mác xi

m ng khác nhau

83

B ng 3.10. Nhóm bê tông theo hàm l

ng không khí

84

B ng 3.11. Các tài li u đ l a ch n c p ph i c a bê tông n ng

85

B ng 3.12. H s tính đ n ph m ch t c a c t li u c a bê tông

87

B ng 3.13. Các giá tr c a h s K d đ i v i các h n h p bê tông l u đ ng
R

(l

ng n

R

c yêu c u c a cát N C = 7%)
R

88

R

B ng 3.14. Th i gian tr n h n h p bê tông (Phút)

91

B ng 3.15. Th i gian l u h n h p bê tông không có ph gia

91

B ng 3.16 Chi u dày l p đ bê tông

92

B ng 3.17. Th i gian cho phép ng ng khi đ bê tông không ph gia ( phút)

93

B ng 3.18. Th i gian b o d

93

ng m

B ng 3.19. B ng th i gian b o d
B ng 3.20. C

ng bê tông

94

ng đ bê tông t i thi u đ tháo d ván khuôn, đà giáo ch u l c

(%R 28 ) khi ch a ch t t i.

94

B ng 3.21. Th i gian tháo d ván khuôn thành đ ng ( ngày )

95

R

R

B ng 3.22. C

ng đ bê tông t i thi u đ tháo d ván khuôn, đà giáo ch u l c

(%R 28 ) khi ch a ch t t i

99

B ng 3.23. Th i gian tháo d bê tông thành đ ng (ngày)

99

R

R

B ng 4.1. Bê tông M60 (m u hình tr D = 15cm) có đ d o l n
B ng 4.2. Bê tông M70, M100.

Vi t Nam 111

s t 18cm

111

B ng 4.3. S di n bi n c a các tính ch t c h c c a BT C C
B ng 4.4. Các s li u thí nghi m co ngót bê tông th

ng và bê tông c

113
ng đ cao 116

B ng 4.5. Thành ph n hóa h c c a 2 lo i tro bay (lo i F và lo i C)

121

B ng 4.6. L

i

ng n

c tr n c n thi t và hàm l

trên c s s d ng cát có đ r ng 35%

ng không khí c a bê tông t

123


B ng 4.7. Giá tr t i đa N/CKD khuyên dùng đ i v i bê tông đ
xu t có gi m n
B ng 4.8.

cs n

c cao

123

ng kính l n nh t c a c t li u thô (đá)

B ng 4.9. Th tích c a đá đ

125

c đ m ch t trên m t đ n v th tích bê tông

theo ACI 211 - 4R – 93

125

B ng 4.10. M t s c u s d ng BT C C.

126


1

M

U

I. TÍNH C P THI T C A
TÀI
Th c hi n chi n l c phát tri n kinh t xã h i, n c ta trong giai đo n
2010-2020.
s m đ a n c ta thoát kh i tình tr ng nghèo nàn l c h u tr
thành n c CNH - H H vào nh ng n m 2020. M i n m nhà n c đã giành
kho ng 30% GDP t nhi u ngu n v n khác nhau nh v n ODA, ADB… cho xây
d ng phát tri n các c s h t ng góp ph n đáng k cho t ng tr ng kinh t c a
đ t n c. Nh ng thành t u đ t đ c trong ngành xây d ng c b n là r t đáng t
hào. Nhìn t ng th , ch t l ng công trình có chuy n bi n t t và không ng ng
đ c nâng cao, đáp ng yêu c u c a xã h i. Nhi u công trình tr ng đi m c a
Nhà n c đ c ki m đ nh theo tiêu chu n Qu c t đã đ t ch t l ng. S l ng
và kh i l ng xây d ng công trình t ng lên không ng ng, n m sau v t n m
tr c.
Bên c nh nh ng thành t u đó, v n còn m t s công trình ch a đ m b o
ch t l ng, sau m t th i gian s d ng ch a đ c bao lâu đã b xu ng c p, ph i
đ u t nhi u t đ ng đ duy tu b o d ng, ph i s a ch a ho c phá đi làm l i gây

t n kém lãng phí cho nhân dân. Nhi u công trình thi công xong đ l i ki n trúc
r t x u, b m t bê tông l i lõm, gh gh t o c h i cho tác nhân bên ngoài xâm
th c, phá ho i bê tông và bê tông c t thép.
ch đ ng phòng ng a và nâng cao ch t l ng bê tông, đ c bi t là bê
tông Th y công và th m m cho các công trình, chúng ta c n nghiên c u các gi i
pháp đ nâng cao ch t l ng, đ nh n b m t công trình bê tông trong xây d ng
các công trình Th y l i, Th y đi n.
t ng tu i th cho công trình, nâng cao
hi u qu đ u t và công trình ngày càng hi n đ i hóa đáp ng s nghi p phát
tri n c a n c nhà.
II. M C ÍCH C A

TÀI

M c tiêu: “Làm t ng đ nh n b m t bê tông công trình th y công đ
nâng cao ch t l ng và tu i th công trình.”

Lu n v n Th c s K thu t


2
N i dung:
- Nghiên c u các nhân t
tông.

nh h

ng đ n ch t l

ng và đ nh n b m t bê

- Nghiên c u th c tr ng và nguyên nhân làm gi m ch t l
m t bê tông.
- Nghiên c u các gi i pháp nâng cao ch t l ng l
trong xây d ng công trình th y l i, th y đi n.
- Nghiên c u s d ng bê tông c
l i, th y đi n.

ng và đ nh n b

ng bê tông áp d ng

ng đ cao vào xây d ng công trình th y

III. CÁCH TI P C N VÀ PH M VI

IT

NG NGHIÊN C U

- Ti p c n thông qua các công trình th c t đã và đang thi công.
- Thông qua các n ph m, tài li u n
c u.

c ngoài liên quan đ n v n đ nghiên

- Ti p c n qua chuyên gia trong l nh v c th y l i.
IV. PH

NG PHÁP NGHIÊN C U

- Thu th p thông tin, tài li u liên quan v công trình nghiên c u.
- Ph

ng pháp th ng kê: qua th c t , báo cáo tài li u thi t k công trình.

- Ph ng pháp phân tích, đánh giá: thông qua công trình th c t , phân tích
đánh giá đ tìm ra gi i pháp làm t ng đ nh n b m t bê tông.
- Ph

ng pháp chuyên gia: thông qua góp ý c a các chuyên gia.

Lu n v n Th c s K thu t


3
NG 1

CH
CÁC NHÂN T

NH H

NG

N CH T L

NG, TU I TH VÀ

NH N CÔNG TRÌNH BÊ TÔNG

1.1 . Khái ni m v ch t l
Ch t l

ng công trình

ng công trình là s đáp ng đ

ki n c th đ

c các yêu c u đ t ra trong nh ng đi u

c xác đ nh nó bao g m các y u t :

- S phù h p v i quy ho ch tr

c m t và lâu dài. Quy ho ch th y l i v i

giao thông, xây d ng và phát tri n kinh t xã h i c a t ng vùng và c a
qu c gia
áp ng đ

-

c yêu c u s d ng và nhi m v đ t ra theo yêu c u thi t k .

- Vi c thi t k và thi công ph i đáp ng tiêu chu n và quy ph m hi n hành.
-

an toàn khi v n hành và khai thác công trình.
nh h

- S

ng tác đ ng đ n môi tr

ng xây d ng.

- Các ch tiêu k thu t công trình và công ngh xây d ng có phù h p
không?
- Tính xã h i và có tính th m m phù h p v i c nh quan và t p quán đ a
ph
-

ng.
m b o tính kinh t thích h p v i v n đ u t và hi u qu đ u t đ t cao.

Có th hi u ch t l

ng công trình theo khái ni m đ n gi n: “ Ch t l

ng

công trình xây d ng là nh ng yêu c u t ng h p đ i v i đ c tính an toàn, b n
v ng, m quan, kinh t c a công trình phù h p v i quy chu n xây d ng, tiêu
chu n k thu t, phù h p v i h p đ ng kinh t và pháp lu t hi n hành c a Nhà
n

c”
Ch t l

ch t l

ng thi công công trình là m t b ph n quan tr ng t o nên h th ng

ng hay s n ph m c a công trình, là giai đo n m u ch t th c hi n công

n ng s n ph m công trình và giá tr s d ng, ch t l
x u, quy t đ nh s t t x u c a ch t l
Lu n v n Th c s K thu t

ng công trình.

ng giai đo n thi công t t


4
Quá trình hình thành ch t l
- Ch t l

ng nghiên c u giai đo n d án đ u t , là ch d a c a nghiên c u m c

tiêu ch t l
-

Ch t l
l

ng công trình có m y giai đo n sau:

ng và trình đ kh ng ch ch t l

ng.

ng thi t k công trình, là v n b n ch y u th hi n m c tiêu ch t

ng, là ch d a đ l p k ho ch kh ng ch ch t l

- Ch t l

ng.

ng giai đo n thi công xây d ng công trình, là quá trình quan tr ng

th c hi n m c tiêu ch t l

ng, kh ng ch và đ m b o ch t l

ng công trình

theo công ngh thi công phù h p.
-

giai đo n khai thác s d ng công trình, vi c duy tu b o d

ng, v n hành

công trình đúng quy trình thi t k có tác d ng duy trì ch t lwowngjn và kéo dài
tu i th công trình.
*

c đi m c a công trình Th y l i, Th y đi n có liên quan đ n ch t l

ng:

+ Liên quan đ n đi u ki n đ a hình, đ a ch t.
+ Th i gian xây d ng dài
+ Yêu c u ch ng th m l n, ph i n đ nh.
+ Giai đo n v n hành khai thác b tác đ ng c a y u nhi u t môi tr

ng, khí

h u, th y v n.
Vì v y càng c n coi tr ng ch t l

ng công trình, không đ

ch ch t ch , làm cho kh ng ch ch t l

ng xuyên su t quá trình xây d ng.

bi t c n coi tr ng quá trình thi công công trình có kh i l
1.2. i u ki n t nhiên, môi tr

c c u th , kh ng
c

ng l n, di n tích r ng.

ng

1.2.1 i u ki n khí h u [5]
Vi t Nam n m trong vùng n i chí tuy n B c bán c u, khí h u Vi t Nam
thu c lo i hình nhi t đ i gió mùa, v i nh ng đ c đi m là nóng m, m a nhi u và
phân hóa theo mùa rõ r t. Do đ c đi m c a đ t n

c n m dài t B c đ n Nam,

nên khí h u c ng thay đ i theo t ng vùng: Các t nh phía B c thu c lo i hình
nhi t đ i gió mùa, có mùa hè nóng và mùa đông l nh. Còn các t nh phía Nam
Lu n v n Th c s K thu t


5
mang đ c tính khí h u nhi t đ i gió mùa đi n hình, mà đ c tr ng c b n là m t
n n nhi t đ cao, ít thay đ i trong n m và m t ch đ m a m phân hóa theo
mùa rõ r t. Các y u t khí h u bao g m:
gió, b c x m t tr i, l

ng m a…

m và nhi t đ không khí, t c đ

m i vùng m i mùa c ng khác nhau.

iv i

k t c u bê tông và bê tông c t thép do đó luôn ch u tác đ ng b i các đi u ki n
khí h u nóng m nh : n ng l
đ và đ

ng b c x m t tr i cao, l

m cao và có biên đ thay đ i khá l n, th

y u t khí h u nóng m có tác đ ng và nh h
hình thành c u trúc ban đ u, ch t l

ng m a khá l n, nhi t

ng xuyên có gió bão…các

ng l n đ n quá trình đóng r n và

ng bê tông, công ngh thi công và đ b n

lâu c a k t c u bê tông c t thép trong vi c duy trì các công n ng thi t k . Thí d :
- Tr i n ng nóng, không khí khô có th làm cho bê tông b m t n

c nhanh

trong nh ng gi đ u đóng r n, đ l i c u trúc r ng ho c gây n t m t bê tông.
-

s t c a bê tông có th b hao t n nhanh d

- Bê tông có th b t n hao c
n u không đ

cb od

ng đ , mác d

i tr i n ng nóng.
i tác đ ng c a khí h u nóng m

ng đúng k thu t trong nh ng ngày đ u đóng r n.

- K t c u bê tông c t thép có th b n t d

i tác đ ng lâu ngày c a các y u t

khí h u.
- Bê tông kh i l n s t a nhi t nhanh d

i tr i n ng nóng, gây n t bê tông do

hi u ng nhi t th y hóa c a xi m ng trong bê tông.
- Bê tông có th t ng nhanh đóng r n trong đi u ki n khí h u n ng nóng.
- Bê tông có th phát tri n c

ng đ ti p sau tu i 28 ngày trong đi u ki n khí

h u nóng m…
Công trình Th y l i, Th y đi n mang tính ch t chung c a công tác xây d ng
và nó còn có đ c đi m: th

ng xuyên ti p xúc v i môi tr

m t tr i, ch u tác đ ng c a c t n
nh ng đòi h i ch t l

ng n

c cao, thi công trong đi u ki n r t khó kh n

ng cao, kh i l

ng công vi c l n. Quá trình xây d ng ch u

tác đ ng c a r t nhi u y u t nh đ a hình, đ a ch t th y v n khí t
Lu n v n Th c s K thu t

c, ánh n ng

ng, th i gian


6
thi công, bi n pháp thi công, khi tính toán thi t k ngoài yêu c u v ch u l c, n
đ nh mà còn ph i đ m b o tính ch ng th m, ch ng xâm th c c a môi tr

ng và

ch ng mài mòn.
Trong môi tr

ng khí h u th i ti t, k t c u bê tông c t thép ch u các tác

đ ng khác nhau do s thay đ i nhi t đ , đ
trong n

m, tác d ng hóa ch t n mòn có

c ho c không khí, các vi sinh v t v.v..đ u góp ph n đ y nhanh tình

tr ng xu ng c p.
1.2.2 i u ki n môi tr

ng bi n [20]

Theo th ng kê , các công trình vùng bi n và c a sông ven bi n chi m
kho ng 50% kh i l

ng các công trình bê tông và bê tông c t thép

n

Nh ng công trình bê tông, bê tông c t thép khu v c này khi làm vi c b
h

ng xâm th c c a không khí, n

c ta.
nh

c bi n r t m nh. Vi t Nam có b bi n dài

trên 3000km, đòi h i ph i quan tâm t i đ c đi m c a vùng khí h u này đ i v i
công tác bê tông c t thép.
Khí h u vùng ven bi n Vi t Nam ngoài nh ng đ c thù c a khí h u nóng m

phân chia theo các Mi n B c, Trung, Nam còn có thêm đi u ki n tác đ ng c a
mu i bi n, tác đ ng c a ion Cl-. Các y u t khí h u đã thúc đ y quá trình xâm
P

P

nh p Cl- vào bê tông làm t ng nhanh quá trình n mòn k t c u bê tông c t thép.
P

P

c đi m vùng khí h u bi n Vi t Nam là l

ng mu i trong n

c bi n t ng d n

t B c vào Nam. Nên tác đ ng c a các y u t khí h u đ i v i quá trình xâm nh p
Cl- vào k t c u bê tông c ng thay đ i. Tuy nhiên theo nghiên c u c a vi n
P

P

KHCN xây d ng, thì do tác đ ng cân b ng c a các y u t khí h u nóng m gi a
các vùng và các mùa đ i v i quá trình xâm nh p Cl- nên qu trình này có th
P

đ

c xem là không thay đ i t B c vào Nam.

P

c đi m này c n đ

c quan tâm

khi xem xét v n đ công ngh bê tông trong vùng khí h u ven bi n.
Theo K.Mohta, n mòn môi tr

Lu n v n Th c s K thu t

ng bi n đ

c chia làm ba vùng chính:


7
+ Vùng th
mòn vi sinh

ng xuyên ng p n

đây ch y u x y ra n mòn hóa h c và n

c:

m c đ nh đ i v i bê tông.

+ Vùng th y tri u lên xu ng:

đây x y ra quá trình n mòn hóa h c và n mòn

vi sinh đ i v i bê tông, n mòn c t thép, tác đ ng phá h y v t lý và va đ p, mài
mòn c h c.
+ Vùng không khí bi n (không khí có ch a các mu i phân tán): ch y u là n
mòn c t thép, d n t i làm n t n , phá ho i l p bê tông b o v .
Bê tông và bê tông c t thép đ

c xây d ng trong n

c bi n ho c vùng ven

bi n ch u tác đ ng tr c ti p c a các y u t xâm th c c a môi tr

ng bi n mà đ c

tr ng là b n lo i y u t xâm th c sau:
- Các y u t hóa h c: n

c bi n có ch a các ion khác nhau c a các lo i mu i.

- Các y u t bi n đ ng c a n

c bi n và th i ti t: n

c th y tri u lên xu ng

nên m t s b ph n b khô m liên ti p.
- Các y u t v t lý: nhi t đ bi n đ i.

- Các y u t c h c: tác đ ng c a sóng xói mòn trên b m t bê tông.
Tác đ ng ph i h p c a các y u t này làm cho bê tông và bê tông c t thép
trong môi tr

ng bi n b

n mòn m nh. Xét v b n ch t có m t s d ng n mòn

chính sau:
-

n mòn hóa h c bê tông trong n

c bi n và vùng có m c n

-

n mòn bê tông do vi sinh v t bi n.

c lên xu ng.

Trong các d ng n mòn này thì n mòn hóa h c c a bê tông trong môi
tr

ng bi n là nguy hi m nh t vì nó v a phá v c u trúc bê tông v a t o đi u

ki n đ các tác nhân hóa h c xâm th c vào n mòn c t thép. B ng 1.1; 1.2.

Lu n v n Th c s K thu t

8
B ng 1.1. Thành ph n hóa h c c a n
nv

Ch tiêu

c bi n Vi t Nam và trên th gi i

Vùng bi n

Vùng bi n

Bi n B c

Bi n Ban

Hòn gai

H i phòng

M

tích

pH

-

7,8- 8,4

7,7- 8,3

7,5

8,0

Cl-

g/l

6,5-18,0

9,0-18,0

18,0

19,0

Na+

g/l

-

-

12,0

10,5

SO 4 2-

g/l

1,4-2,5

0,002-2,2

2,6

2,6

Mg2+

g/l

0,2-1,2

0,002-1,1

1,4

1,3

P

P

R

RP

P

B ng 1.2.

m nn

c bi n t ng m t trong vùng bi n Vi t Nam [20]

Tr m

Trung
bình
n m

Tháng
Mùa đông

Mùa hè

XII

I

II

VI

VII

VIII

C a Ông

29,2

30,0

30,4

25,3

23,4

21,3

26,6

Hòn Gai

30,8

31,5

31,6

31,2

30,8

29,3

30,9

Hòn D u

26,3

28,1

28,1

17,1

11,9

10,9

21,2

V n Lý

25,9

18,3

29,5

25,4

20,1

19,0

24,4

C a Tùng

22,8

27,2

29,3

31,8

31,3

31,7

17,4

S n Trà

8,7

17,6

22,8

-

21,2

26,9

-

V ng Tàu

30,4

33,1

34,7

29,8

29,8

27,6

30,1

B ch long v

32,7

33,3

33,6

33,5

32,6

32,0

33,0

32,9

33,1

33,0

33,4

33,0

32,8

33,1

Tr

ng Sa

 Các tác nhân y u t khí h u gây nên s h h ng và n mòn bê tông, bê tông
c t thép:

Lu n v n Th c s K thu t


9
* Nhi t đ : T t c các v t li u xây d ng ti p xúc v i thiên nhiên đ u ch u nh
h

ng c a nh ng bi n thiên nhi t đ . Nh ng thay đ i v nhi t đ làm th tích
P

P

v t li u co giãn gây nên hi n t

ng cong, vênh. S l p đi l p l i nh ng bi n d ng

đó s làm k t c u b l ng l o. M t khác nhi t đ làm thay đ i tính ch t lý hóa c a
v t li u có th i h n ho c không có th i h n.
S thay đ i nhi t đ s làm thay đ i các đ c tr ng sau c a v t li u:
-

c tr ng v kích th

-

c tr ng c h c (đ b n).

-

c tr ng hóa h c (ph n ng phân rã, phân h y sinh h c) .

-

c tr ng v t lí (thay đ i đi n tr …)

* B c x m t tr i: N ng l

c hình h c (cong ,vênh, méo mó)

ng m t tr i đ

nh t đ nh. S bi n thiên n ng l

c trái đ t h p th

P

m t s gi i sóng

ng có t ánh sáng tr c ti p (tr c x )

sóng khác nhau. B c x h ng ngo i đ

m i gi i

c t t c các d ng v t ch t h p th và gây

nên s t ng nhi t đ , làm cho nhi t đ b m t bê tông l n h n nhi t đ không khí
xung quanh, ho c c ng có th làm gi m nhi t đ b m t công trình th p h n
nhi t đ không khí xung quanh gây nên s giãn n th tích l p đi l p l i góp
ph n làm h h ng công trình bê tông và bê tông c t thép.
* Các thành ph n c a không khí: thành ph n c a khí ngoài tr i bao g m
kho ng 20% Ôxi, 3% khí CO 2 và 79,97% Nit và khí tr .
R

Trong môi tr

R

ng m, CO 2 s t o ra dung d ch axít loãng. S xâm nh p
R

R

c a CO 2 t khí quy n vào bê tông làm trung hòa thành ph n ki m vôi gây nên s
R

R

n mòn c t thép. Quá trình này đ

c g i là quá trình cacbonát hóa.

* Các ch t ô nhi m không khí: Các thành ph n khí nh SO 2 , NO 2 hòa tan trong
R

n

R

R

R

c ho c có m s t o ra axít th m th u vào bê tông làm h y ho i c t thép trong

bê tông.
 S t

ng thích c a công tác bê tông v i đi u ki n khí h u:

Lu n v n Th c s K thu t


10
M i k t c u bê tông làm vi c trong m t môi tr
vi c đ m b o s t

ng khí h u c th . Vì v y

ng thích v i đi u ki n khí h u đ a ph

th i gian trong n m s đ m b o ch t l

ng theo vùng và theo

ng c a công tác bê tông và đ b n lâu

c a công trình:
- Quá trình đóng r n c a bê tông trong nh ng ngày đ u có th b tác đ ng c a
các y u t khí h u làm n t m t bê tông và gi m c

ng đ và đ ch ng th m

v sau.
- Thi công k t c u bê tông kh i l n trong đi u ki n n ng nóng d làm n t k t
c u do hi u ng nhi t th y hóa c a xi m ng trong bê tông.
- K t c u BTCT làm vi c lâu dài d
ph

i tác đ ng c a khí h u nóng m đ a

ng có th b n t do bi n d ng nhi t m theo chu k , ho c b

n mòn b

m t bê tông do quá trình cácbônát hóa dài ngày trong không khí.
- K t c u làm vi c trong môi tr

ng khí h u vùng ven bi n ch u tác đ ng đ ng

th i c a các đi u ki n khí h u nóng m và khí h u bi n, có th nhanh chóng
b phá ho i do n mòn Cl-.
P

P

Nh ng phân tích khí h u nêu trên mang tính đ c thù c a vùng khí h u Vi t Nam.
Trong công tác bê tông c n ph i chú tr ng đ n v n đ thích ng v i môi tr
khí h u c th .

ng

R

1.3. Công tác thi t k công trình bê tông, bê tông c t thép
b n k t c u công trình bê tông c t thép trong môi tr

ng khí h u

Vi t

Nam là k t qu t ng h p c a các công đo n kh o sát, thi t k , thi công, giám sát
ch t l

ng và qu n lý s d ng công trình. V n đ này liên quan đ n trình đ

khoa h c – xây d ng c a n
c t thép trong môi tr

ng

c ta. Vì v y đ nâng cao đ b n công trình bê tông
Vi t Nam c n đi sâu kh o sát xem xét nguyên nhân

d n đ n n mòn và phá h y k t c u công trình bê tông c t thép.
1.3.1 Công tác thi t k

Lu n v n Th c s K thu t


11
Ch a quan tâm đúng m c đ n l a ch n đ
l i các y u t b t l i cho công trình trong môi tr

c v t li u và gi i pháp ch ng
ng n

c

Vi t Nam.

Tu i th công trình xây d ng t bê tông, bê tông c t thép theo yêu c u
thi t k trung bình là 50÷ 60 n m, công trình đ c bi t là 80÷100 n m. V n đ đ t
ra khi thi t k c n l a ch n v t li u đ m b o kh n ng ch ng n mòn nh m duy
trì đ b n lâu dài cho cho k t c u. Theo th ng kê các công trình đã xây d ng, đ
b n trung bình th c t c a nhi u k t c u bê tông c t thép ch đ t t 30÷50% tu i
th theo yêu c u thi t k . Nguyên nhân m t ph n là do khi thi t k các công
trình th y l i chúng ta ch a l

ng h t đ

trong môi tr

c ta. Khi thi t k th

n

ng khí h u

c tác đ ng n mòn và phá h y k t c u
ng m i chú ý nhi u đ n kh

n ng ch u t i, tính toán sao cho an toàn v t i tr ng, v

n đ nh tr

t, l t, kéo,

nén…mà xem nh khâu l a ch n v t li u và bi n pháp ch ng l i các tác nhân b t
l i c a môi tr

ng đ t ng đ b n cho k t c u công trình bê tông c t thép.

Trong m t th i gian dài các công trình Th y l i, Th y đi n s d ng bê
tông mác M200 đ n M250, chi u dày l p b o v trung bình là 2÷3cm, quy đ nh
tu i th trung bình t 50 ÷ 60 n m cho công trình bê tông c t thép trong môi
tr

ng n

c ng t, n

c m n, n

cl …

Th c t quá trình làm vi c c a các công trình đã ch ng minh v m t ch u
l cđ

c tính toán đ m b o, nh ng v i công ngh thi công và l a ch n v t li u

đã s d ng thì đ b n cho k t c u bê tông c t thép th

ng n m trong kho ng 30

đ n 40 n m.
Trong thi t k chúng ta ch a xây d ng đ
d ng dành riêng cho môi tr

ng n

c m n, n

c tiêu chu n, quy ph m xây

c l …mang tính đ c thù c a Vi t

Nam. H n n a, trong h th ng tiêu chu n còn thi u các tiêu chu n th nghi m
đánh giá nhanh đ b n k t c u bê tông c t thép làm vi c trong môi tr
xâm th c nên nhi u tr

ng h p ch a có đ c s đ l a ch n và ki m tra kh

n ng ch ng n mòn c a v t li u, k t c u tr
Lu n v n Th c s K thu t

ng có tính

c khi đ a vào công trình. Do v y t


12
khâu kh o sát, thi t k đã không l a ch n đ

c v t li u phù h p v i đ b n c a

yêu c u k t c u công trình bê tông trong môi tr

ng xâm th c.

kh c ph c v n đ này, tài li u thi t k ph i có đ các thông s liên
quan đ n môi tr

ng xây d ng công trình. T đó thi t k đ a ra đ

c nh ng ch

d n, nh ng quy đ nh c th v ch t o, sao cho bê tông có kh n ng ch ng l i
đ

c các đi u ki n xâm th c c a môi tr

ng khi làm vi c.

1.3.2 V ki n trúc
V i các công trình Th y l i, Th y đi n. Vi c nghiên c u ki n trúc b m t

công trình ch a đ
quanh, ki n trúc th
n m

c quan tâm đ y đ đ phù h p v i môi tr

ng khí h u xung

ng là các m t ph ng và m t cong đ n gi n t t c các k t c u

v trí ch u nh h

ng xâm th c m nh c a môi tr

ng ch a đ

c các bi n

pháp b o v ch ng n mòn.
1.3.2 V v n đ s d ng v t li u
Ch t l

ng bê tông theo góc đ b n ch c đ

th m.Tính ch t này c a bê tông đã c ng hóa đ

c đo b ng kh n ng ch ng

c quy t đ nh b i h s l r ng

trong k t c u bê tông và đây là c s cho phép bê tông ch ng ch u đ
th c hóa h c t môi tr

ng bên ngoài nh : Sulphát, axít, các bon đi ôxít; và các

y u t bên trong nh các t
tác đ ng x u c a môi tr

c các xâm

ng tác ki m c t li u c a xi m ng không t t và t các

ng có liên quan.

Tính th m ch u nh h

ng b i ch t l

ng Xi m ng, ch t l

ng c t li u,

thành ph n c p ph i c a c t li u, mô đun đ l n c a c t li u, t l N/XM và m c
đ th y hóa. Các y u t

nh h

ng đ n tính th m c a bê tông có th phân làm

hai lo i l n: y u t b m t và y u t bên trong. Các tác đ ng phá ho i c u trúc

ngoài c a bê tông và v a th

ng là do y u t có h i c a môi tr

mòn gây ra. Y u t phá ho i bên trong th
tr

ng do c t li u và xi m ng có tính

ng n c ng có th do xi m ng kém ch t l

ho c ôxít ma nhê…
Lu n v n Th c s K thu t

ng có tính n

ng ho c ch a nhi u ôxít can xi


13
Các y u t v t lý tác đ ng nh h

ng đ n tính b n c a bê tông nh : do b bào

mòn, khí th c, sóng va ho c phong hóa…Kh n ng ch ng ch u các l c này ph
thu c vào ch t l

ng bê tông. Bê tông có c

ng đ cao, m t đ cao, đ r ng

th p, tính ch ng th m cao thì kh n ng ch ng đ l i các tác đ ng v t lý t t h n
và tu i th dài h n.
1.4. Công tác thi công
Trong thi công bê tông, các khâu tr n bê tông, v n chuy n, đ bê tông, k
thu t đ m, k thu t hoàn thi n, b o d
l p.

bê tông trên n n ch a đ

ng đ u nh h

ng đ n ch t l

ng xây

c gia c đ y đ , s d ch chuy n c a ván khuôn

do l p ráp và c đ nh không t t, đ m không đ đ ch t đ u nh h

ng đ n đ

ch t và có th d n đ n n t b m t hay n t sâu..v.v.. trong lúc bê tông đang c ng
hóa .
Trong thi công bê tông th

ng g p m t s l i k thu t sau:

- S liên k t không đ m b o k thu t gi a các l p bê tông do nguyên nhân phát
sinh khe l nh, hi n t

ng bê tông r t ong, n t do ch n đ ng khi bê tông

đang b t đ u ng ng k t c ng là nh ng v n đ th

ng g p trong thi công bê

tông.
- N t do ng su t nhi t, trong quá trình bê tông đông c ng s th y hóa c a xi
m ng sinh ra l

ng nhi t r t l n làm cho nhi t đ trong kh i bê tông t ng cao.

Trong th i gian ng n nhi t đ có th t ng t 300÷500C, s thay đ i nhi t đ
P

P

P

P

trong kh i bê tông d n đ n s t ng th tích. Quá trình bi n đ i th tích n u
không đ

c t do s sinh ra ng su t ( ng su t đ

c sinh ra có nguyên nhân

t nhi t đ ). S chênh l ch nhi t đ bên trong kh i đ và gi a kh i đ v i

môi tr

ng t o ra trong kh i bê tông nh ng vùng ng su t kéo, nén khác

nhau. Bê tông có c

ng đ ch u kéo r t nh , vì th khi ng su t kéo do nhi t

đ gây ra l n h n ng su t kéo cho phép d n đ n bê tông b n t. Có 2 tr

ng

h p n t d c và n t xuyên, các v t n t xuyên n m sâu trong kh i bê tông, khó
Lu n v n Th c s K thu t


14
phát hi n và gây h h ng cho công trình. Do đó khi thi công bê tông kh i l n
c n đ c bi t chú ý đ n vi c kh ng ch đ nhi t đ và tr ng thái ng su t trong
kh i đ .
N t còn có th phát sinh khi k t c u có nhi u thép, bê tông không đ

d o

đ l p đ y, đ đ c ch c c a bê tông không cao. Dùng t l N/X cao d sinh hi n
t

ng phân t ng, tách n

c làm t ng đ r ng trong bê tông, v lâu dài s làm cho

bê tông gi m kh n ng ch ng th m, không có đ kh n ng ch ng l i các tác nhân
n mòn c a môi tr

ng.

Vi c thi u b o d

ng làm cho b m t bê tông d n t do co khô, b m t

kém ch u mài mòn và nh h
n t thì không đ m b o đ

ng đ n ch t l

c nhi m v b o v cho kh i bê tông bên. Sau th i gian

t 20 đ n 30 n m s làm cho c t thép b
tr

ng l p áo b o v , khi l p b o v b
n mòn nhanh chóng trong các môi

ng xâm th c.
M t s tr

ng h p bê tông ph i làm vi c khi ch a đ c

ng đ thi t k ,

tháo d c p pha s m khi bê tông ch a đ m b o n đ nh v k t c u ho c v n
chuy n c u ki n tr

c th i gian h n đ nh đ u d sinh ra n t làm gi m ch t l

ng

bê tông.
Ch t l

ng thi công xây d ng công trình ch a cao, nhi u công đo n còn làm th

công nên khó đ m b o ch t l

ng công tác xây l p.

Công tác giám sát k thu t thi công, qu n lý ch t l
công trình ch a đ

c duy trì ch t ch , th

ng và nghi m thu

ng xuyên.

L p bê tông b o v c a nhi u k t c u bê tông ch a đ m b ochi u dày
chính đáng theo quy đ nh, nên không th đ kh n ng b o v cho k t c u theo
yêu c u thi t k .
1.5. Công tác qu n lý, duy tu b o d

Lu n v n Th c s K thu t

ng


15
1.5.1 Công tác qu n lý khai thác
đ m b o tu i th cho công trình, công tác qu n lý khai thác và duy tu
b od

ng công trình có vai trò h t s c quan tr ng, đây là công vi c c n ph i

làm th

ng xuyên, đ nh k , lâu dài trong su t th i h n s d ng công trình.
Qua kh o sát th c t cho th y, do khâu qu n lý khai thác và b o trì công

trình c a chúng ta ch a đi vào n n p, ch a đ
quy ph m pháp lu t Nhà n

c quy đ nh ch t ch b ng v n b n

c m t cách ch t ch nên nhi u công trình đã s m b

h h ng. Chúng ta ch a có các quy đ nh v pháp lý ch t ch v ki m tra đ nh k
công trình nh m phát hi n k p th i các nguyên nhân gây h h ng k t c u công
trình đ s m có bi n pháp kh c ph c.
Ch đ b o trì công trình h u nh ch a đ

c quan tâm, th

ng khi nào

xu t hi n s c gây h h ng nghiêm tr ng cho công trình chúng ta m i ti n hành
kh o sát, đi u tra, tìm hi u nguyên nhân gây h h ng và lúc đó m i b t đ u đ ra
các gi i pháp k thu t đ kh c ph c.
kh c ph c tình tr ng này, tác gi ki n ngh m t s bi n pháp qu n lý c n
th c hi n:
+ C n có lý l ch đ theo dõi ch t l

ng và tình tr ng làm vi c c a công trình.

Quá trình nâng c p, duy tu, s a ch a công trình theo th i gian s d ng ph i đ

c

ghi chép c n th n và l u h s đ qu n lý có c s khoa h c.
+ S d ng công trình đúng nhi m v thi t k quy đ nh, không cho phép công
trình làm vi c quá t i.
+

nh k theo th i gian c n ki m tra đánh giá ch t l

ng công trình đ phát

hi n s m nh t các h h ng c a công trình và k p th i có bi n pháp kh c ph c.
1.5.2 Công tác duy tu b o d
Vi c d

ng

ng h bê tông giai đo n m i đ nh m t o ra môi tr

tông phát tri n c

ng đ bê

ng đ và ph i tuân theo các quy đ nh ch t ch . T t c các bê

Lu n v n Th c s K thu t


16
tông m i đúc đ u ph i d
và đ

ng h , th i gian d

ng h ph thu c vào vùng khí h u

c quy đ nh trong quy ph m.
Công tác b o trì công trình lâu nay ch a đ

c quan tâm đúng m c. Công

trình xây d ng c b n nói chung, công trình Th y l i nói riêng nh t là đ i v i
công trình bê tông làm vi c trong môi tr

ng có xâm th c, vi c b o trì có m t ý

ngh a k thu t và kinh t to l n có tác d ng thi t th c trong vi c kéo dài tu i th
công trình m t cách r t hi u qu và đ ng th i giúp cho đ n v qu n lý, v n hành
công trình đ

c an toàn.

i v i các công trình bê tông xây d ng
n

nh ng vùng có môi tr

ng

c xâm th c, công tác b o trì công trình cùng v i vi c áp d ng các bi n pháp

k thu t công ngh m i nh m h n ch
tr

n mòn bê tông và bê tông c t thép do môi

ng xâm th c gây ra mang l i hi u qu cao h n.
Th c t cho th y chi phí dùng trong vi c th c hi n b o trì công trình

th

ng xuyên th p h n nhi u so v i kinh phí đ s a ch a các công trình không

đ

c b o trì theo quy đ nh d n đ n b h h ng n ng. Bi n pháp k thu t đ s a

ch a c ng đ n gi n và d th c hi n h n nhi u l n, th i gian và không gian thi
công c ng thu n l i h n d n đ n hi u qu kinh t cao và an toàn trong quá trình
x lý.
1.6.
l

nh h

ng c a đ nh n b m t bê tông và c

ng đ bê tông đ n ch t

ng, tu i th công trình
Tu i th

c a k t c u công trình bê tông và bê tông c t thép ph thu c t ng

h p các công đo n thi t k thi công, giám sát ch t l
trình. Công trình có th b h h ng

ng và qu n lý s d ng công

các th i k khác nhau, k c khi còn đang

xây d ng ho c sau đó ti p xúc v i môi tr

ng: nhi t đ , đ

m, s

n mòn c a

hóa ch t, các chu k tan và đóng b ng, s ti p xúc v i tia c c tím, ho c do ng
su t bi n d ng thay đ i theo chu k .

Lu n v n Th c s K thu t