Lu n v n Th c s
-1-
M CL C
CH
T
0
NG 1: T NG QUAN NGHIÊN C U
NG D NG BÊ TÔNG
VI T NAM ................................................. 6
NH TRÊN TH GI I VÀ
T
0
1.1. Khái ni m chung v bê tông nh (BTN) ..................................... 6
T
0
T
0
1.2. Khái ni m m t s lo i bê tông nh thông d ng hi n nay ............ 7
T
0
T
0
1.3. Yêu c u k thu t c a bê tông nh ............................................. 12
T
0
T
0
1.4. Tình hình ng d ng công ngh bê tông nh trên th gi i .......... 12
T
0
T
0
1.5. Tình hình nghiên c u ng d ng bê tông nh t i Vi t Nam ....... 14
T
0
T
0
1.6. M t s hình nh v bê tông nh : ............................................... 19
T
0
T
0
1.7.
T
0
CH
T
0
xu t n i dung và ph
ng pháp nghiên c u c a đ tài ......... 22
T
0
NG 2: NGHIÊN C U L A CH N V T LI U VÀ PH
PHÁP THI T K
THÀNH PH N BÊ TÔNG NH
CÔNG TRÌNH TH Y L I TRÊN N N
NG
DÙNG TRONG
T Y U ................................ 23
T
0
2.1. Bê tông nh keramzit. ................................................................ 23
T
0
T
0
2.1.1. Yêu c u k thu t đ i v i v t li u ch t o bê tông nh keramzit.
T
0
T
0
............................................................................................................................ 23
2.1.2. Nghiên c u quy trình thi t k c p ph i Bê tông nh keramzi ... 27
T
0
T
0
2.1.2.1.Nguyên t c thi t k c p ph i bê tông nh keramzit: .................27
T
0
T
0
2.1.2.2.Xác đ nh thành ph n c p ph i bê tông nh b ng ph ng pháp
T
0
T0
0
T
quy ho ch th c nghi m. .................................................................................. 28
T
0
2.1.3. K t qu thí nghi m nén m t s m u bê tông keramzit. ............. 32
T
0
T
0
2.1.4. Nghiên c u tính ch t c lý c a bê tông nh keramzit. ...............33
T
0
T
0
2.1.4.1. Tính công tác. .............................................................................33
T
0
2.1.4.2. Kh i l
T
0
T
0
ng th tích. ...................................................................35
T
0
2.1.4.3. C ng đ nén c a bê tông nh keramzit. .................................37
T
0
T
0
2.1.4.4. C u trúc bê tông nh keramzit. .................................................42
T
0
H c viên: Tr n Tr ng Giang – L p 16C2
T
0
Lu n v n Th c s
-2-
2.1.4.5. Bi n d ng c ng c a bê tông nh keramzit d
i tác đ ng c a
T
0
khí h u nóng m. ..............................................................................................43
T
0
2.1.4.6.
hút n
T
0
c và h s m m hóa c a bê tông nh keramzit. ....43
T
0
2.1.4.7. L c liên k t c a c t thép v i bê tông nh keramzit. ...............44
T
0
T
0
2.2. Bê tông nh c u t o r ng (Bê tông r ng). ................................. 44
T
0
T
0
2.2.1. Yêu c u k thu t đ i v i v t li u: ................................................44
T
0
T
0
2.2.2. Ph ng pháp thí nghi m h s th m c a BTR ...........................45
T
0
T
0
2.2.2.1. Mô t thi t b thí nghi m. ..........................................................45
T
0
T
0
2.2.2.2. Trình t thí nghi m ....................................................................46
T
0
T
0
2.2.2.3. Tính toán k t qu ........................................................................46
T
0
T
0
2.2.3. K t qu th c nghi m các tính ch t k thu t c a bê tông r ng ..47
T
0
T
0
2.2.3.1. Các thông s tính ch t c lý c a các c p ph i BTR ...............47
T
0
T
0
2.2.3.2. nh h
T
0
/X đ n đ r ng c a BTR .....................48
ng c a t l
2.2.3.3. Quan h gi a t s
T
0
T
0
/X và c
ng đ ch u nén .......................49
T
0
2.2.3.4. Tính th m bê tông r ng .............................................................50
T
0
T
0
K t lu n: ....................................................................................................51
T
0
CH
NG 3:
T
0
T
0
XU T CÔNG NGH S N XU T VÀ THI CÔNG BÊ
TÔNG NH TRONG CÔNG TRÌNH TH Y L I TRÊN N N
T
Y U. .............................................................................................................. 52
T
0
3.1. So sánh ch tiêu kinh t - k thu t c a công trình: “C ng l y
T
0
n
c Thái Hòa – huy n Qu Võ – t nh B c Ninh” khi dùng k t c u bê tông
ph thông v i khi dùng bê tông nh thay th . ............................................ 52
T
0
3.1.1. Gi i thi u v công trình ................................................................52
T
0
T
0
3.1.2. M t s thông s tính toán th y l c thi t k : ................................52
T
0
T
0
3.1.3. S làm vi c c a đ t n n và các bi n pháp k thu t x lý khi dùng
T
0
bê tông ph thông đ xây d ng c ng Thái Hòa. ...........................................55
T
0
H c viên: Tr n Tr ng Giang – L p 16C2
Lu n v n Th c s
-3-
3.1.4. S làm vi c c a đ t n n và các bi n pháp k thu t x lý khi dùng
T
0
bê tông nh đ xây d ng c ng Thái Hòa....................................................... 59
T
0
3.2.
T
0
xu t công ngh s n xu t bê tông nh keramzit cho công trình
th y l i trên n n đ t y u ............................................................................. 63
T
0
3.2.1. Chu n b v t li u ............................................................................63
T
0
T
0
3.2.2. Quy trình s n xu t h n h p bê tông .............................................63
T
0
T
0
3.2.3. Quy trình tr n bê tông ...................................................................64
T
0
3.3.
T
0
T
0
xu t công ngh thi công bê tông nh keramzit cho công trình
th y l i trên n n đ t y u ............................................................................. 66
T
0
3.3.1. V n chuy n bê tông .......................................................................66
T
0
T
0
3.3.2. Quá trình đ m bê tông ...................................................................67
T
0
T
0
3.3.3. Qúa trình t n th t đ s t ................................................................67
T
0
3.3.4. B o d
T
0
T
0
ng m bê tông ..................................................................68
T
0
K T LU N VÀ KI N NGH .................................................................................70
1. K t lu n ................................................................................................70
2. Ki n ngh .................................................................................... 70
H c viên: Tr n Tr ng Giang – L p 16C2
Lu n v n Th c s
-4-
M
U
1. Tính c p thi t c a đ tài.
Bê tông là lo i v t li u đ
c s d ng r ng rãi trong h u h t các công
trình xây d ng. Bê tông có r t nhi u u đi m nh ng n i b t nh t là kh n ng
ch u l c, tu i th cao, d t o hình và t n d ng đ
ph
c các ngu n v t li u t i đ a
ng, vì v y trong l nh v c xây d ng nó là lo i v t li u chi m u th l n
nh t. Trong quá trình nghiên c u và s d ng bê tông các chuyên gia v xây
d ng đã tìm ra nh ng công ngh s n xu t và thi công bê tông tiên ti n nh m
khai thác tri t đ các u đi m và kh c ph c nh ng t n t i c a bê tông. M t
trong nh ng công ngh m i đó là công ngh bê tông nh (BTN). Công ngh
bê tông nh ra đ i đã kh c ph c đ
th
ng t o ra.
c đáng k nh ng nh
c đi m c a bê tông
c bi t là đ i v i các công trình th y l i th
xây d ng trên n n đ t y u d gây hi n t
ng xuyên ph i
ng lún do t i tr ng b n thân r t l n
c a bê tông, đi u này s làm gi m tu i th công trình, c ng nh hi u qu làm
vi c c a nó m t cách đáng k . Bê tông nh là lo i bê tông xi m ng đ
t o t các v t li u xi m ng, c t li u nh và nh , n
c ch
c, tro bay, ch t t o b t,
h t polystyrol và ph gia. S khác nhau c n b n gi a bê tông nh so v i bê
tông th
ng là kh i l
ng th tích c a nó nh h n r t nhi u. Vi c s d ng bê
tông nh s làm gi m áp l c c a công trình lên n n đ t y u.
Trong th c t có r t nhi u các công trình ph i dùng m t l
ng bê tông
r t l n, đi u này d gây lún cho công trình, đ c bi t là trong tr
ng h p b t
bu c ph i xây d ng công trình trên n n đ t y u. Khi t i tr ng b n thân c a
công trình l n c ng làm nh h
ng l n t i vi c thi t k bi n pháp gia c n n
móng.
tài “Nghiên c u ng d ng công ngh Bê tông nh vào công trình
th y l i trên n n đ t y u” đ
c đ xu t nh m nghiên c u ng d ng vi c s
d ng bê tông nh cho công trình đ t đ
H c viên: Tr n Tr ng Giang – L p 16C2
c các yêu c u kinh t và k thu t.
Lu n v n Th c s
-5-
2. M c đích c a
tài:
Nghiên c u ng d ng công ngh Bê tông nh vào công trình th y l i
trên n n đ t y u.
3. Cách ti p c n và ph
ng pháp nghiên c u:
Nghiên c u các tài li u trong và ngoài n
h
c v Bê tông nh đ l a ch n
ng nghiên c u.
4. N i dung lu n v n:
Ph n m đ u:
- Tính c p thi t c a đ tài.
- Nh ng v n đ c n gi i quy t c a lu n v n.
Ch
gi i và
Ch
ng 1: T ng quan nghiên c u ng d ng bê tông nh trên th
Vi t Nam.
ng 2: Nghiên c u l a ch n v t li u và ph
ng pháp thi t k
thành ph n bê tông nh dùng trong công trình th y l i trên n n đ t y u.
Ch
ng 3:
xu t công ngh s n xu t và thi công bê tông nh
trong công trình th y l i trên n n đ t y u.
- K t lu n và ki n ngh .
- Tài li u tham kh o.
H c viên: Tr n Tr ng Giang – L p 16C2
Lu n v n Th c s
CH
-6-
NG 1: T NG QUAN NGHIÊN C U
NH TRÊN TH GI I VÀ
NG D NG BÊ TÔNG
VI T NAM
1.1. Khái ni m chung v bê tông nh (BTN)
Bê tông nh là bê tông mà trong quá trình s n xu t ng
đi ho c thay th c t li u t nhiên có tr ng l
i ta có th b t
ng l n b ng các nguyên li u nh
h n nh : s i nh , cát nh ho c tro bay, ch t t o b t ho c h t polystyrol,… đ
khi bê tông thành ph m s có kh i l
tông th
ng th tích nh h n r t nhi u so v i bê
ng.
Nh ng lo i bê tông có kh i l
ng th tích
tr ng thái khô trong
kho ng 500 - 1800kg/m3 g i là bê tông nh ; nh h n 500kg/m3 g i là bê tông
đ c bi t nh . S d ng phù h p bê tông nh và đ c bi t nh trong công trình
xây d ng mang l i nh ng l i ích kinh t - k thu t to l n: ti t ki m nguyên
v t li u; gi m t n th t n ng l
không gian
ng; c i thi n môi tr
ng vi khí h u trong
và làm vi c; nâng cao hi u su t và đ b n c a thi t b nhi t;...
Bê tông nh là v t li u kh thi cho nh ng công trình trên n n đ t y u. T ng
giá thành các công trình cao t ng s d ng bê tông nh th p h n đáng k so
v i s d ng các lo i bê tông khác, m c dù đ n giá c a nó cao h n.
Bê tông nh có nhi u lo i. C n c vào b n ch t c t li u c ng nh c u
trúc c a bê tông, có bê tông nh c t li u r ng thiên nhiên; bê tông nh c t li u
r ng nhân t o; bê tông t ong; bê tông nh c u t o đ c bi t; bê tông nh c u
t o r ng; C n c vào công d ng có bê tông nh cách nhi t; bê tông nh ch u
l c - cách nhi t; bê tông nh ch u l c. Nh ng thông s c n b n nh t c a bê
tông nh là: kh i l
ng th tích; c
ng đ ch u l c; h s d n nhi t. Tuy
nhiên không ph i lúc nào c ng c n quan tâm đ ng th i t t c nh ng tính ch t
này.
Nguyên li u ch t o bê tông nh ph bi n là: ch t k t dính, c t li u nh
nhân t o hay thiên nhiên d ng h t ho c d ng s i, ch t t o r ng, t o b t ho c
H c viên: Tr n Tr ng Giang – L p 16C2
Lu n v n Th c s
t o khí, n
-7-
c, m t s ph gia khác th
ng dùng n u c n. Vi c l a ch n lo i
nguyên li u nói chung và c t li u nói riêng tùy thu c m c đích s d ng c a bê
tông nh . Trên c s đó chúng có tên g i khác nhau.
1.2. Khái ni m m t s lo i bê tông nh thông d ng hi n nay
1.2.2 Bê tông nh c t li u r ng
C t li u r ng có ngu n g c t núi l a và tr m tích nh đá b t, x núi
l a, đá ph n, đá vôi, đá đôlômit r ng, trêpen, diatômit,... đã đ
châu Âu t cu i th k XIX.
c s d ng
u đi m c a lo i này là giá r , tuy nhiên không
ph i vùng nào c ng có. Vào nh ng n m đ u c a th k XX, ng
lò quay đ s n xu t c t li u r ng nhân t o c
nh . C t li u nh nhân t o đi t
i ta đã dùng
ng đ cao dùng cho bê tông
đ t sét hay á sét,... có th là keramzit,
aglôpôrit, peclit, x x p, x h t,... Ph bi n nh t và có ch t l
ng cao là c t
li u r ng keramzit.
Bê tông nh keramzit đ
c chia làm các lo i sau: bê tông nh keramzit
c u t o đ c; bê tông nh keramzit c u t o r ng; bê tông nh keramzit h c l n.
Khi s d ng bê tông nh c t li u r ng c n đ c bi t chú ý đ n m t s đ c đi m
sauđây:
- V i m i m t c t li u l n ch ch t o đ
gi i h n nh t đ nh. Khi đã đ t đ n c
c bê tông nh đ n m t c
ng đ
ng đ này, n u ti p t c t ng c
ng đ
c a n n v a t ng l
ng dùng xi m ng, gi m t l n
c a bê tông nh
t ng không đáng k , hi u qu
- H s d n nhi t c a bê tông nh t ng theo kh i l
c/xi m ng thì c
kinh t
ng đ
s
ng th tích và đ
th p.
mc a
nó. Do đó, c n đ c bi t quan tâm đ n v n đ ch ng th m, ng n n
c cho
nh ng k t c u bao che ch t o t bê tông nh . Tuy nhiên bê tông keramzit c u
t o đ c có kh n ng ch ng th m t t h n so v i bê tông n ng thông th
ng.
- Trong thi công bê tông nh c t li u r ng c n đ c bi t quan tâm đ n s th ng
nh t gi a các y u t : tính công tác c a h n h p bê tông đ s t côn; đ c ng;
H c viên: Tr n Tr ng Giang – L p 16C2
Lu n v n Th c s
-8-
đ phân t ng; ph
h
ng pháp thi công và ch đ đ m ch t. M i quan h này nh
ng r t l n đ n tính đ ng nh t c a bê tông, do c t li u nh có xu h
lên trong quá trình v n chuy n và t o hình. Hi n t
ng n i
ng này r t d x y ra khi
h n h p bê tông có đ d o cao ho c có đ c ng l n. Thông th
ng ph i k t
h p gia t i v i rung đ ng trong quá trình t o hình bê tông nh .
- B ng cách s d ng t h p các ph gia đ c bi t, có th ch t o đ
ch nh p
bê tông nh có đ ch y cao mà không b phân t ng khi v n chuy n và t o
hình. Tuy nhiên, trong tr
ng h p này, c n ph i giám sát quá trình s n xu t
thi công b i các chuyên gia công ngh .
-
i v i các lo i bê tông nh công trình và công trình - cách nhi t, c n đ c
bi t quan tâm đ n kh n ng dính bám c a bê tông v i c t thép. Bê tông nh
c t li u r ng có c
đ
ng đ nén ≥10Mpa đ m b o đ
c c t thép không b
n mòn c a môi tr
c đ dính bám và b o v
ng. Trong tr
ng h p khác, c n
có bi n pháp t ng kh n ng neo ch c và ch ng r cho c t thép trong bê tông.
2.2.2 Bê tông nh c u t o r ng (Bê tông r ng).
Bê tông r ng (BTR) có c u trúc r ng h l n và liên t c, đ r ng trung
bình t 15 – 35%. BTR c ng có thành ph n nguyên v t li u c u t o nh bê
tông thông th
ng: C t li u l n (đá), xi m ng và n
c, tuy nhiên bê tông r ng
không s d ng c t li u nh (cát) ho c s d ng r t ít nh m t o ra c u trúc r ng
h liên t c đ cho n
ng
c có th d dàng ch y xuyên qua nó ng m vào đ t và
c l i.
2.2.3. Bê tông nh c u trúc t ong (bê tông t ong).
ong g m 2 lo i đó là bê tông khí và bê tông b t:
Bê tông t
+ Bê tông khí đ
c t o r ng b ng cách dùng ch t t o khí tr n đ u v i h n h p
v a t o hình đã đ
l
ng n
c nhào tr n g m ch t k t dính, thành ph n silic và m t
c c n thi t, s n ph m khí t o ra làm cho h n h p bê tông n ph ng
H c viên: Tr n Tr ng Giang – L p 16C2
Lu n v n Th c s
-9-
trong khuôn, sau khi k t thúc quá trình t o khí h n h p bê tông r n ch c l i,
t o thành bê tông khí.
+ Bê tông b t đ
c t o r ng b ng cách t o b t tr
sau đó tr n b t vào h n h p v a d o đã đ
c b ng các ch t t o b t,
c chu n b , h n h p sau khi t o
hình và c ng r n s t o thành bê tông b t.
Nh v y bê tông t ong là m t lo i bê tông nh ch a m t kh i l
ng
l n các l r ng nhân t o bé và kín gi ng hình t ong, có ch a khí ho c h n
h p khí và h i n
và đ
c có kích th
c t 0,5 – 2mm phân b m t cách đ ng đ u
c ng n cách nhau b ng nh ng vách m ng ch c. Trong bê tông t ong
bao g m hai h th ng c u trúc r ng bé đ
c t o nên t các l r ng gel và h
th ng mao qu n n m trong vách ng n gi a các l r ng l n. Tuy có đ c đi m
chung nh vây nh ng th c t chúng v n đ
c g i là bê tông khí ch ng áp và
bê tông khí không ch ng áp.
Theo đ c đi m r n ch c bê tông t ong đ
c phân thành ba lo i chính,
đó là:
+ Bê tông khí, bê tông b t r n ch c trong đi u ki n t nhiên (áp su t th
nhi t đ th
ng), th
ng g i là bê tông t ong không ch ng áp.
+ Bê tông khí, bê tông b t r n ch c trong đi u ki n áp su t th
d
ng,
ng trong b
ng h hay trong các khuôn nhi t (đ t nóng ti p xúc), trong các khuôn có
c u t o đ c bi t có h th ng đ t nóng b ng đi n, v.v. Ch ng lo i này g i là bê
tông t ong d
ng h nhi t m.
+ Bê tông khí, silicat khí r n ch c trong đi u ki n nhi t đ cao, áp su t cao
(ch ng áp trong autoclave) g i là bê tông khí ch ng áp.
Theo ch t k t dính s d ng, bê tông t ong đ
c phân thành ba lo i
chính, đó là:
+ Bê tông t ong s d ng ch t k t dính xi m ng. Lo i bê tông này có th r n
ch c trong đi u ki n t nhiên, gia công nhi t m trong đi u ki n nhi t đ áp
H c viên: Tr n Tr ng Giang – L p 16C2
Lu n v n Th c s
su t th
- 10 -
ng ho c gia công nhi t trong đi u ki n nhi t đ , áp su t cao (ch ng
áp).
+ Bê tông t ong s d ng ch t k t dính vôi – silic (ch t k t dính silicát). Lo i
bê tông này ch có th r n ch c trong đi u ki n m có nhi t đ và áp su t cao
(gia công nhi t trong Autoclave).
+ Bê tông t ong s d ng ch t k t dính h n h p. Lo i bê tông này s d ng
h n h p ch t k t dính xi m ng và vôi – silic, t l c a hai lo i ch t k t dính có
th thay đ i trong kho ng r ng tùy theo m c đích và yêu c u c a ng
d ng. Lo i bê tông này c ng th
ng đ
c gia công nhi t trong Autoclave.
Theo ph m vi s d ng, bê tông t ong đ
+ Bê tông t ong công trình đ
chính, có kh i l
ng th tích
is
c phân thành ba lo i, đó là:
c s d ng v i m c đích ch u t i tr ng là
tr ng thái khô >1000 kg/m3 và c
P
P
ng đ nén
≥10MPa.
+ Bê tông t ong công trình cách nhi t đ
và cách nhi t, có kh i l
c
ng th tích
tr ng thái khô t 600÷1000 kg/m3 và
P
P
ng đ nén t 3÷10 MPa.
+ Bê tông t ong cách nhi t đ
l
c dùng v i m c đích ch u t i tr ng
ng th tích
c s d ng v i m c đích cách nhi t, có kh i
tr ng thái khô ≤600 kg/m3 và c
P
P
ng đ yêu c u ch u đ
ct i
tr ng b n thân.
Nh đã phân tích
trên, đ l a ch n công ngh ch t o bê tông t ong
h p lý c n xem xét lo i ch t k t dính s d ng là ch y u, đ quy t đ nh trong
công ngh s áp d ng d
ng h nhi t m th
ng hay cao áp. Do đó ng
i
tiêu dùng ch c n xem xét các đ c tính c b n c a s n ph m đ l a tr n cho
mình ch ng lo i bê tông t ong phù h p v i m c đích s d ng.
1.2.4. Bê tông nh Polystyrol
Bê tông nh trên c s c t li u h t polystyrol tr
c u và áp d ng t i m t s n
ng n đã đ
c tiên ti n trên th gi i. T i Pháp,
H c viên: Tr n Tr ng Giang – L p 16C2
c nghiên
c, Italia,
Lu n v n Th c s
- 11 -
Nga, C ng hòa Séc,... đã s d ng h t polystyrol n ph ng làm c t li u đ ch
t o bê tông nh và đ c bi t nh . Ng
i ta s d ng lo i bê tông này trong các
k t c u cách nhi t và cách nhi t - ch u l c. Kh i l
trong kho ng 150 - 1200kg/m3, c
ng th tích c a chúng
ng đ nén t 0,2 - 10Mpa.
n
c ta,
Vi n Khoa h c k thu t Xây d ng c ng đã có công trình nghiên c u ch t o
lo i bê tông này v i kh i l
ng th tích t 400 - 700kg/m3, c
ng đ nén t
1,0 - 6,5Mpa. Các s n ph m đ xu t ng d ng g m: t m lát cách nhi t hay
ch ng n m, kh i l
ng th tích 500 ÷ 600kg/m3, kích th
dày t i thi u 80 - 100mm; viên xây nh kh i l
kích th
c 300 x 400mm đ
ng th tích 600 - 700kg/m3,
c phù h p TCVN 1451 : 1998; panel t
ng l p nhanh, kh i l
ng
th tích 700 - 800kg/m3; k t c u đ t i ch ch ng n m cho sàn, ch ng nóng
cho mái ph ng không c t thép, mái d c có c t thép.
ch ng th m cho bê
tông polystyrol, c n ph i có l p hoàn thi n m t ngoài. K t qu nghiên c u đã
cho th y chúng ta có th s n xu t đ
c lo i bê tông này phù h p v i đi u ki n
khí h u Vi t Nam.
Trên đây là m t s lo i bê tông nh thông d ng nh t. B c tranh bê tông
n
nh dùng trong xây d ng trên th gi i và
c ta đang không ng ng phát
tri n đa d ng s c màu. Trong đi u ki n khí h u nhi t đ i nóng m, vi c s
d ng bê tông nh cho công trình xây d ng s mang l i hi u qu kinh t - k
thu t to l n. Tuy v y, do nhi u nguyên nhân mà
n
c ta công nghi p bê
tông nh ch a phát tri n, vi c ng d ng c ng còn h n ch . Các chính sách,
tiêu chu n áp d ng, tiêu chu n thi t k thi công và ki m đ nh lo i v t li u này
còn thi u nhi u.
i u này đòi h i ngành Xây d ng c n có s quan tâm gi i
quy t k p th i, thu hút đ u t s n xu t nguyên li u và các thành ph m bê tông
nh , đáp ng đ nhu c u xây d ng đ t n
H c viên: Tr n Tr ng Giang – L p 16C2
c.
Lu n v n Th c s
- 12 -
1.3. Yêu c u k thu t c a bê tông nh
C ng nh bê tông th
ng, các yêu c u t i thi u c n có v i bê tông nh
là:
- Mác (theo c
ph
ng đ nén), tu i c n đ t, m u chu n (tr ho c l p
ng)
- Các tính n ng khác: c
ng đ u n, tính công tác, tính th m, tính d n
nhi t,...
- M t yêu c u r t quan tr ng đ i v i bê tông nh đó là kh i l
tích c n đ t đ
ng th
c.
1.4. Tình hình ng d ng công ngh bê tông nh trên th gi i
Bê tông b t đã đ
c phát tri n đ u tiên t i Stockholm, Th y
đ u nh ng n m 1890. Ban đ u nó đ
i n vào
c bi t đ n nh là bê tông khí, đ
cs
d ng đ s n xu t v t li u cách nhi t trong xây d ng. T đó, đã có nhi u lo i
bê tông t ong đ
tông t ong đ
th
c phát tri n nh bê tông t ong b o d
ng t nhiên, bê
c gia công nhi t m trong đi u ki n nhi t đ cao, áp su t
ng và trong đi u ki n ch ng h p cao áp. Sau chi n tranh th gi i l n th
II, k thu t này đã nhanh chóng lan r ng ra toàn th gi i, ph n l n là
các
n
c Châu Âu và Liên Bang Xô Vi t c , áp d ng trong s n xu t panel có kích
th
c l n. Chúng đ
c s d ng t i các công tr
ng xây d ng m i và các k t
N m 1922 Hydrogen peroxide H 2 O 2 đ
c đ xu t làm ch t t o khí.
c u cho nhà ít t ng.
R
N m 1923
Th y
i n ng
an M ch ng
R
R
R
i ta b t đ u s n xu t bê tông b t. N m 1924
i ta b t đ u s n xu t bê tông khí t xi m ng – Vôi – cát và
dùng b t nhôm làm ch t t o khí. N m 1928,
c u s n xu t bê tông t ong b ng ph
ngày nay công ngh theo h
Liên Xô c m i b t đ u nghiên
ng pháp t o khí và t o b t, cho đ n
ng này đã đ t đ n trình đ cao. N m 1933, các
nhà khoa h c Th y S đã đ a ra công ngh s n xu t bê tông khí b ng ph
H c viên: Tr n Tr ng Giang – L p 16C2
ng
Lu n v n Th c s
- 13 -
pháp ch ng áp, s d ng ch t k t dính xi m ng – vôi – cát nghi n.
công ngh t
ng t ch m i tri n khai vào n m 1939÷1940
Liên Xô
Novoxibirsk và
nhi u n i khác.
Hàng n m t i các n
c C ng hòa thu c Liên Xô c đã s n xu t và s
d ng t i 300.000 m3 bê tông keramzit, riêng t i Matxc va đã s d ng g n
P
P
19.000m3 bê tông c t thép keramzit.
P
P
Các n
c Châu Âu và M c ng s n xu t và ng d ng m t l
ng đáng
k bê tông keramzit trong xây d ng. Nh vi c s d ng bê tông keramzit v i
kh i l
ng t i 38.000m3 nên khách s n Lost-Angiolet đã gi m đ
P
t n kh i l
c 33.500
P
ng k t c u, đ ng th i gi m chi phí xây d ng t i 15%. T i Sidney,
bê tông keramzit đã đ
c s d ng trong xây d ng nhà cao t ng v i chi u cao
lên đ n 184m.
Trong l nh v c giao thông, bê tông keramzit c ng đ
ph bi n. Bê tông keramzit đ
San-Francico-Oaklan
c s d ng khá
c s d ng trong thi công m t đ
M n m 1937. T n m 1958,
ng c a c u
Liên Xô c đã nghiên
c u và s d ng bê tông keramzit đ xây d ng c u. T i Nauy, bê tông keramzit
c ng đ
c s
d ng đ xây d ng các cây c u nh : Nordhordland Bridge,
Kvisti Bridge, Stolma Bridge, …
Bê tông keramzit c ng đ
c nghiên c u ng d ng trong m t s công
trình đ c bi t. T n m 1965-1967, Vi n nghiên c u bê tông và bê tông c t
thép c a Liên Bang Nga đã nghiên c u s d ng bê tông keramzit v i c h t 520mm trong các công trình bi n, đ b n ch ng b ng giá c a bê tông đ t t i
300 chu k , h s b n n
đ
c nghiên c u đ
c bi n là 0,78. Ngoài ra, bê tông keramzit c ng
ng d ng làm l p v tàu bi n.
Trong nh ng n m 1970 m t s công ty Áo và Th y S đã h p tác ch
t o thành công các s n ph m Block r ng t bê tông polystyrol có th
RASTRA và đ a s n ph m bê tông polystyrol vào ng d ng th c t .
H c viên: Tr n Tr ng Giang – L p 16C2
ng hi u
Lu n v n Th c s
- 14 -
Hi n nay t i LB Nga bê tông polystyrol đ
c s d ng đ ch t o các
t m cách nhi t, các l p cách nhi t mái đ t i ch , s d ng làm l p cách nhi t
trong các panel ba l p đúc s n, làm các kh i xây block và vách ng n t
ng
ngoài s d ng làm các l p lót cách nhi t.
Các nghiên c u v bê tông nh trên c s c t li u polystyrol t i Pháp
v i th
ng hi u Polys Beto đ
c ti n hành t nh ng n m 80.
c đi m c a
Polys Beto là s d ng các h t c t li u polystyrol đã qua công đo n x lý b
đ c bi t (đã đ
c c p paten) bao g m vi c bao ph b m t h t c t li u b ng
m tl p an
c và làm cho chúng tích đi n trái d u v i h t xi m ng. Sau khi
x lý các h t c t li u này (có tên g i AABS) s d dàng nhào tr n v i xi
m ng, n
c và ph gia t o h n h p bê tông có đ đ ng nh t cao.
M th
ng nghiên c u khác đ
c các nhà khoa h c
hành là s d ng c t li u polystyrol trong bê tông th
kh i l
ng th tích. Theo h
ng này, đã ch t o đ
kh i l
ng th tích t 1100 đ n 1900 kg/m3 và c
P
P
n
và Úc ti n
ng v i m c tiêu gi m
c bê tông polystyrol có
ng đ ch u nén t 8,5 đ n
37,5 MPa.
T khi có Bê tông nh đ s d ng thay th g ch nung trong xây d ng,
g ch nung (nguyên li u l y t đ t t nhiên)
các n
c m s d ng nh m m c đích b o v môi tr
ng sinh thái Qu c gia. Ngoài ra
lo i Bê tông nh v i c u trúc đ
c ng đ
c tiên ti n đã b nghiêm
c làm t b t t o s n (còn g i là Bê tông b t )
c nhi u Qu c gia có n n khoa h c công ngh cao nh M ,
c,
Pháp, Nh t… ng d ng trong x lý nhi u v n đ đ a k thu t quan tr ng nh
làm n n cho đ
ng cao t c, ch ng lún tr
t
nh ng vùng đ i núi ho c nh ng
vùng đ t y u v i hi u qu k thu t - kinh t vô cùng to l n.
1.5. Tình hình nghiên c u ng d ng bê tông nh t i Vi t Nam
N m 1985, v i s đ u t k thu t hoàn ch nh c a Vi n khoa h c Công
ngh Xây d ng (B xây d ng), l n đ u tiên
H c viên: Tr n Tr ng Giang – L p 16C2
Vi t Nam đã ra đ i m t quy
Lu n v n Th c s
- 15 -
trình s n xu t bê tông khí cách nhi t thích ng cho đi u ki n Vi t Nam. Trên
quy trình công ngh này, m t polygon s n xu t th c nghi m hai dây truy n
mini công su t 5000 m3/n m đã đ
P
P
c l p đ t và đ a vào ho t đ ng đ s n
xu t bê tông khí cung c p cho công tr
đã đ
ng xây d ng B o tàng H Chí Minh,
c đoàn chuyên gia Liên Xô (c ), tác gi thi t k c a công trình xác
nh n là đ t m i yêu c u đ gia theo thi t k .
Hi n nay, Công ty c ph n
s n xu t đ cung c p cho th tr
u t xây d ng và Bê tông V nh Tuy đang
ng g ch block bê tông nh s n xu t t xi
m ng, tro bay, ch t t o khí là b t nhôm.
Công ngh ch t o bê tông t ong đã đ
công
c nghiên c u và áp d ng thành
Vi t Nam. Tuy nhiên ch t o bê tông b t ph c t p h n bê tông khí.
Ngu n b t ch y u ph i nh p kh u. Do đó các đ n v nghiên c u và s n xu t
ta ch y u t p trung vào bê tông khí. M t s đ n v đi đ u ph i k đ n là:
Vi n Khoa h c công ngh Xây d ng, Vi n Khoa h c công ngh V t li u xây
d ng, Vi n Khoa h c công ngh Giao thông v n t i, Tr
ng
i h c Bách
khoa Hà N i và TP. H Chí Minh, Công ty bê tông và xây d ng Th nh Li t,
Công ty đ u t phát tri n nhà và khu công nghi p
chu n ch t l
ng s n ph m và tiêu chu n ph
ng Tháp. Hi n đã có tiêu
ng pháp th cho viên xây bê
tông x do ta biên so n.
Bê tông keramzit đã đ
c nghiên c u t i Vi t Nam t nh ng n m 80
c a th k 20. Cho đ n nay, Công ty c ph n SX-XNK BEMES là đ n v duy
nh t trong c n
c s n xu t c t li u keramzit th
đ n v s n xu t bê tông keramzit ch y u
ng ph m, đ ng th i c ng là
Vi t Nam. Tuy nhiên, dây truy n
s n xu t bê tông keramzit và các c u ki n t bê tông keramzit c a Bemes ch
d ng
quy mô v a, s n xu t khi có đ n đ t hàng.
H c viên: Tr n Tr ng Giang – L p 16C2
Lu n v n Th c s
- 16 -
N m 2003, Vi n Khoa h c Công ngh xây d ng đã nghiên c u thi t k ,
s n xu t và l p ghép thành công các t m t
ng (3,25 x 2,78 x 0,12 và 3,25 x
0,5 x 0,12)m b ng bê tông nh (bê tông polystyrol có c t thép c u t o ø4).
Trong th i gian qua Công ty bê tông 620 Châu Th i đã ph i h p v i
Công ty TNHH Phát tri n K ngh ADAGE tri n khai s n xu t bê tông
polystyrol theo công ngh nh p ngo i c a C ng hòa Pháp.
Bê tông nh là v t li u khá ph bi n trong xây d ng hi n đ i. Chúng
đ
c s d ng trong nhi u l nh v c khác nhau: làm khung, sàn, t
ng cho nhà
nhi u t ng; dùng trong các k t c u b n m ng, t m cong; trong k t c u bê tông
ng su t tr
c; trong ch t o các c u ki n bê tông c t thép đúc s n; t
ng
bao, tr n và mái cách nhi t; vv...
T i Vi t Nam, nh n rõ nhi u ti n b c a g ch không nung, t n m
2001, Chính ph đã phê duy t Quy ho ch t ng th phát tri n ngành công
nghi p V t li u xây d ng (VLXD) VN đ n n m 2010 t l v t li u khung
nung (VLKN) ph i chi m 30% trên t ng s v t li u xây. Tuy nhiên, sau đó
không ít DN và ch đ u t quan ng i vì ngu n cung lúc đó r t thi u, đ ng
th i giá cao h n so v i g ch nung th
ng và nhà th u thi u thông tin h
ng
d n nên ch a m n mà v i lo i v t li u này. Vì v y đ n n m 2008, con s này
ch đ t 8,5%, ch y u là phát tri n g ch không nung c t li u xi m ng, m t đá,
cát.
Ngay trong n m 2008, trong quy t đ nh 121/2008/Q -TTg, Chính ph ti p
t c kh ng đ nh quy t tâm thay d n g ch nung và đi u ch nh l trình và t l
VLKN sát v i th c t Vi t Nam cho các n m 2010, 2015, 2020, t
ng ng là
10%, 20 - 25% và 30 - 40%. M i đây nh t hôm 28/4/2010, Phó Th t
ng
Hoàng Trung H i ti p t c kh ng đ nh quy t tâm c a Chính ph duy trì t l
trên trong quy t đ nh 567/2010/Q -TTg v i m c tiêu nh m t i nâng cao h n
n a t tr ng g ch nh v i nh ng bi n pháp m nh h n.
H c viên: Tr n Tr ng Giang – L p 16C2
Lu n v n Th c s
- 17 -
Theo đó, t n m 2011, các công trình nhà t 9 t ng tr lên s s d ng
t i thi u 30% v t li u xây d ng không nung lo i nh có kh i l
ng th tích
không l n h n 1.000kg/m3 trong t ng s v t li u xây.
1.5.1. Nh ng thu n l i khi ng d ng Bê tông nh
X a nay, v t li u xây d ng làm t
Vi t Nam
ng bao che ch y u
Vi t Nam v n
là lo i g ch nung (l y nguyên li u t đ t t nhiên). Hàng n m, theo th ng kê
g n đây, c n
c s d ng t i trên d
i 60.000.000/m3 g ch nung trong đó 70-
80% là g ch nung th công (nguyên li u đ t là c i, g l y t r ng) gây nên
nh ng phá ho i nghiêm tr ng v môi tr
tr n bom B52/n m) Tr
ng (Có th tính t
c tình hình đó, Th t
ng đ
ng 1.000
ng Chính Ph đã có quy t
đ nh 115/2001 ngày 01/08/2001 trong đó kh ng đ nh ch tr
ng “ti n t i xoá
b vi c s d ng g ch nung th công t i ven các đô th vào n m 2005 và trên
ph m vi toàn qu c vào n m 2010”.
tr ng cho nh ng ng
ây là m t c s pháp lý vô cùng quan
i quan tâm nghiên c u phát tri n s n xu t Bê tông nh
t i Vi t Nam.
c bi t, xu h
ng xây nhà cao t ng g n đây ngày càng t ng, Vi t Nam l i có
nhi u khu v c có n n đ t y u, vi c s d ng Bê tông nh s mang l i hi u qu
h t s c to l n:
- Gi m t i cho công trình, d n t i gi m kinh phí x lý n n móng và h th ng
k t c u c a nhà. Gi m tác đ ng tiêu c c c a vi c s d ng g ch nung đ ng
th i góp ph n gi m t ng m c đ u t
xây d ng công trình 7-10%.
- Các Block Bê tông nh th
c l n h n viên g ch nung nhi u
ng có kích th
l n nên có th góp ph n t ng t c đ thi công và hoàn thi n ph n bao che c a
công trình t 2-5 l n.
Kh n ng cách nhi t c a Bê tông nh cao h n nhi u l n so v i g ch nung
ho c Bê tông th
ng, nên khi s d ng làm t
H c viên: Tr n Tr ng Giang – L p 16C2
ng bao che ho c ch ng nóng
Lu n v n Th c s
- 18 -
cho mái s làm cho ngôi nhà m vào mùa đông, mát vào mùa h , góp ph n
ti t ki m đi n n ng dùng cho s
i ho c đi u hòa không khí.
M t khác, Bê tông nh làm t b t khí t o tr
c còn đ
x lý các v n đ đ a k thu t nh làm n n đ
ng, gi m t i m c u, ch ng lún
cho n n đ t y u
các n
c ng d ng trong vi c
c phát tri n nh Anh, M , Pháp, Nh t…và mang l i
nh ng hi u qu kinh t , k thu t, xã h i vô cùng to l n.
1.5.2. Nh ng khó kh n trong vi c s d ng Bê tông nh t i Vi t Nam
Do nh ng nhà s n xu t g ch nung g n nh không ph i tr ti n nguyên
li u đ t. Nguyên li u đ t thì l i khai thác tu ti n t r ng v i giá r t r nên giá
thành s n ph m g ch nung, nh t là g ch nung th công th
ng là r t th p so
v i giá tr th t c a nó.
T đ y t o ra s c nh tranh h t s c không công b ng so v i Bê tông nh (v n
làm t các nguyên li u đ
c qu n lý ch t ch , d ki m soát.)
M t khác, công tác qu n lý tài nguyên thiên nhiên c ng nh môi tr
ng
Vi t Nam còn r t tu ti n, d dãi, thi u nghiêm túc ho c ch ng chéo, nên m c
dù Chính Ph không ít l n nh c nh kèm theo nhi u quy đ nh pháp lý rõ ràng,
song v n đ “g ch nung” t i nay v n ch a h đ
c c. C ng vì th , không t o ra đ
c nh ng b
c gi i quy t m t cách tích
c đi ban đ u có hi u qu đ có
th thay th “thói quen x u” là dùng g ch nung trong nhân dân.
Nhi u đ n v nhà n
c - vì l i nhu n tr
c m t, vô trách nhi m ho c thi u và
y u trong ti p c n và x lý thông tin - nên không nh ng đã không g
mà còn ti p tay, nêu g
ng x u trong xã h i trong vi c th
ng m u
ng ch bi t ho c
c tình s d ng g ch nung th công trong xây d ng công trình. Vi c chúng ta
đã không th th c hi n đ
c Quy t đ nh 115 c a Th t
ng Chính Ph (t i
n m 2005 xoá b vi c s d ng g ch nung trong xây d ng t i các vùng ven đô
th ) đã ch ng minh rõ đi u này.
H c viên: Tr n Tr ng Giang – L p 16C2
Lu n v n Th c s
- 19 -
Công ngh bê tông nh v n là công ngh hoàn toàn m i đ i v i các nhà
xây d ng c a Vi t Nam, nh t là đ i v i ngành xây d ng th y l i. Trong công
tác nghiên c u và ng d ng th v i quy mô nh , công ngh bê tông nh đã
đ
c m t s Vi n nghiên c u nh : Vi n KHCN xây d ng, Vi n KHCN
VLXD, Vi n Khoa h c Th y l i, Vi n Khoa h c công ngh Giao thông v n
t i, Tr
ng
H Xây d ng Hà N i, Tr
ng
H Bách khoa Hà N i và
TP.HCM nghiên c u và ch t o th .
1.6. M t s hình nh v bê tông nh :
Hình 1.1. S n xu t viên g ch block b ng bê tông nh .
H c viên: Tr n Tr ng Giang – L p 16C2
Lu n v n Th c s
Hình 1.2.Xây t
Hình 1.3.T
- 20 -
ng b ng g ch block bê tông nh trong nhà cao t ng.
ngl p ghép b ng các t m panel bê tông nh trong nhà
khung bê bong.
H c viên: Tr n Tr ng Giang – L p 16C2
Lu n v n Th c s
- 21 -
Hình 1.4.T
ngl p ghép b ng các t m panel bê tông nh trong nhà
khung thép.
Hình 1.5.S d ngbê tông nh đ xây nhà ch ng l l t.
H c viên: Tr n Tr ng Giang – L p 16C2
Lu n v n Th c s
1.7.
- 22 -
xu t n i dung và ph
ng pháp nghiên c u c a đ tài
* N i dung nghiên c u:
- T ng quan tình hình s d ng Bê tông nh trong công trình xây
d ng trên th gi i và
Vi t Nam.
- L a ch n v t li u và ph
ng pháp thi t k c p ph i Bê tông nh
Keramzit dùng cho công trình th y l i trên n n đ t y u.
- Nghiên c u các tính ch t c lý c a Bê tông nh Keramzit, bê
tông r ng dùng cho công trình th y l i trên n n đ t y u.
trên công tr
* Ph
xu t công ngh s n xu t và thi công Bê tông nh Keramzit
ng xây d ng.
ng pháp nghiên c u:
tài đã nghiên c u các tài li u trong và ngoài n
nh đ l a ch n h
c v bê tông
ng nghiên c u chính. Th c hi n các thí nghi m đ xác
đ nh:
+ Xác đ nh các ch tiêu c lý c a v t li u s d ng (TCVN)
+ Xác đ nh c
ng đ , kh i l
ng th tích c a bê tông nh Keramzit
và các tính ch t c lý khác.
+ Xác đ nh c
ng đ , h s th m c a bê tông r ng và các tính ch t
c lý khác.
H c viên: Tr n Tr ng Giang – L p 16C2
Lu n v n Th c s
CH
- 23 -
NG 2: NGHIÊN C U L A CH N V T LI U VÀ PH
NG
PHÁP THI T K THÀNH PH N BÊ TÔNG NH DÙNG TRONG
CÔNG TRÌNH TH Y L I TRÊN N N
TY U
2.1. Bê tông nh keramzit.
2.1.1. Yêu c u k thu t đ i v i v t li u ch t o bê tông nh keramzit.
Trong bê tông nh keramzit ng
i ta dùng s i nh và cát nh thay th
đá ho c s i và m t ph n cát t nhiên th
ng dùng trong bê tông truy n th ng.
2.1.1.1. S i nh Keramzit.
S i nh keramzit là v t li u xây d ng nhân t o đ
lo i khoáng sét d ch y b ng ph
c s n xu t t các
ng pháp nung ph ng nhanh. Chúng có c u
trúc t ong v i các l r ng nh và kín. X
ng và v c a s i keramzit r t v ng
ch c. Yêu c u k thu t đ i v i c t li u Keramzit đ
c quy đ nh theo GOST
9759-86 c a Liên Bang Nga, ASTM C330 c a M và TCVN 6220:1997 c a
Vi t Nam.
Hình 2.1. S i nh Keramzit.
C t li u Keramzit hi n có trên th tr
XNK Bemes s n xu t đ
ng Vi t Nam do Công ty CP SX-
c phân lo i theo kh i l
H c viên: Tr n Tr ng Giang – L p 16C2
ng th tích t SN25 đ n
Lu n v n Th c s
- 24 -
SN70, c p cao hay c p 1 (theo phân lo i c a công ty). Theo đó, c
ng đ ch u
nén c a c t li u keramzit thay đ i trong kho ng t 6kg/cm2 đ n 33kg/cm2.
P
P
P
P
K t qu ki m tra m t s tính ch t c a s i nh keramzit do công ty
Bemes s n xu t đ
c trình bày trong b ng 2.1 và b ng 2.2
B ng 2.1 Tính ch t c a m t s mác c t li u r ng keramzit
T tr ng
Mác theo đ
tích vun đ ng
riêng
b n trong xi
(kg/m3)
(g/m3)
lanh
10-20
450-500
0,55-0,65
M25
S600
5-10
500-600
1,05-1,15
M125
S700
3-6
650-700
1,45-1,55
M200
Cát nh :
0-3
S800
0-5
700-800
1,03-1,05
M200
Mác theo kh i
l
ng th tích vun
đ ng
S i nh
S 500
C h t
(mm)
Kh i l
ng th
B ng 2.2. Các tính ch t và đ c tính c a c t li u r ng keramzit
TT
1
2
3
4
5
6
7
8
Tính ch t c lý
nv
Kh i l ng th tích đ
Kg/m3
đ ng tr ng thái khô
m
%
Kh i l ng riêng
g/cm3
Mác theo kh i l ng th
tích
C ng đ nén
daN/cm2
Mác theo c ng đ nén
r ng gi a các h t
%
Kh i l ng th tích h t g/cm3
c t li u
H c viên: Tr n Tr ng Giang – L p 16C2
P
P
P
P
S ic
5 – 10
(mm)
S ic
10 – 20
(mm)
680
575
H nh p
40%(5-10)
60%(1020)
620
0,74
2,56
700
0,56
2,48
600
600
74,2
350
41
1,15
27,8
125
38
0,93
46,36
200
Lu n v n Th c s
9
- 25 -
r ng trong h t c t
10
11
12
li u
hút n c
Sau 1 gi
Sau 24 gi
Bão hòa
hút n c trong h xi
m ng
Sau 1 gi
Sau 24 gi
Bão hòa
Kh i l ng th tích h t
trong h xi m ng
H n h p c t li u s đ
%
55,08
62,5
%
%
%
13,2
15,1
27,4
11,7
13,5
23,0
%
%
%
g/cm3
P
1,43
10,6
6,23
3,80
1,34
1,31
c s d ng trong các thí nghi m và trong s n
xu t bê tông keramzit.
2.1.1.2. C t li u nh (cát vàng)
Các ch
tiêu k
thu t c a cát vàng đ
c quy đ nh theo
TCVN1770:1986, th hi n trong b ng 2.3.
B ng 2.3. Tính ch t c lý c a cát vàng s d ng trong nghiên c u
TT
Tính ch t c lý
nv
K t qu
Ph
ng pháp xác
đ nh
1
Kh i l
ng riêng
g/cm3
2,63
TCVN 339:1986
2
Kh i l
ng th tích
kg/m3
1410
TCVN 340:1986
%
46,39
TCVN 340:1986
%
0,7
TCVN 341:1986
3
4
P
r ng toàn ph n
m
P
2.1.1.3. Xi m ng
Tính ch t c lý c a xi m ng đ
th hi n trong b ng 2.4.
H c viên: Tr n Tr ng Giang – L p 16C2
c quy đ nh theo TCVN 2682 – 1999,