“Nghiên cứu sản xuất bê tông hạt mịn tự lèn chế tạo kết cấu vỏ mỏng cho công trình Thuỷ lợi”

Trần Thị Thúy Lam

Lớp 18C21

Lời cảm ơn
Luận văn thạc sĩ chuyên ngành Xây dựng Công trình thuỷ với đề tài “Nghiên
cứu sản xuất bê tông hạt mịn tự lèn chế tạo kết cấu vỏ mỏng cho công trình Thuỷ
lợi” được hoàn thành với sự giúp đỡ nhiệt tình, hiệu quả của Ban giám hiệu; Phòng
đào tạo Đại học và sau Đại học, Khoa Công trình – trường Đại học Thuỷ lợi, cùng
các thầy cô giáo, bạn bè và đồng nghiệp.
Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành đến các cơ quan đơn vị và các cá
nhân đã truyền thụ kiến thức, cho phép sử dụng tài liệu đã công bố cũng như tạo
điều kiện thuận lợi cho tôi hoàn thành luận văn.
Đặc biệt tôi xin được tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến TS. Vũ Quốc Vương đã trực
tiếp hướng dẫn, giúp đỡ tận tình cho tôi trong quá trình thực hiện luận văn này.
Tôi có được kết quả như hôm nay chính là nhờ sự chỉ bảo ân cần của các
thầy cô giáo, cũng như sự động viên cổ vũ của cơ quan, gia đình, bạn bè và đồng
nghiệp trong những năm qua.
Với thời gian và trình độ còn hạn chế, luận văn không thể tránh khỏi những
thiếu sót tôi rất mong nhận được sự chỉ bảo và đóng góp ý kiến của các thầy cô
giáo, quý vị quan tâm, bạn bè và đồng nghiệp.

Học viên

Trần Thị Thuý Lam

Luận văn thạc sĩ

Chuyên ngành xây dựng công trình thủy

Trần Thị Thúy Lam

Lớp 18C21

LỜI CAM ĐOAN
Tên tôi là Trần Thị Thuý Lam, tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu
của riêng tôi. Những nội dung và kết quả trình bày trong luận văn là trung thực và
chưa được ai công bố trong bất kỳ công trình khoa học nào.

Học viên

Trần Thị Thuý Lam

Luận văn thạc sĩ

Chuyên ngành xây dựng công trình thủy


Trần Thị Thúy Lam

Lớp 18C21

-1-

MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Bê tông là loại vật liệu được sử dụng rộng rãi trong hầu hết các công trình
xây dựng. Bê tông có rất nhiều ưu điểm nhưng nổi bật nhất là khả năng chịu lực,
tuổi thọ cao, dễ tạo hình và tận dụng được các nguồn vật liệu tại địa phương, vì vậy
trong lĩnh vực xây dựng nó là loại vật liệu chiếm ưu thế lớn nhất. Trong quá trình

nghiên cứu và sử dụng bê tông các chuyên gia về xây dựng đã tìm ra những công
nghệ sản xuất và thi công bê tông tiên tiến nhằm khai thác triệt để các ưu điểm và
khắc phục những tồn tại của bê tông. Một trong những công nghệ mới đó là công
nghệ bê tông tự lèn. Công nghệ thi công bê tông tự lèn ra đời đã khắc phục được
đáng kể những khuyết tật của bê tông do quá trình thi công tạo ra.
Công nghệ bê tông tự lèn vẫn là một công nghệ hoàn toàn mới đối với các
nhà xây dựng của Việt Nam, nhất là đối với ngành xây dựng thủy lợi. Trong công
tác nghiên cứu và ứng dụng thử với quy mô nhỏ, công nghệ bê tông tự lèn đã được
một số Viện nghiên cứu như Viện KHCN Xây dựng, Viện KHCN Giao thông Vận
tải, trường ĐH Xây dựng Hà Nội, trường ĐH Bách khoa thành phố Hồ Chí Minh
nghiên cứu và chế tạo thử. Đối với ngành Thuỷ lợi, việc nghiên cứu sử dụng bê
tông tự lèn cho các kết cấu phức tạp mỏng và dày cốt thép là điều cần thiết. Khi kết
cấu bê tông không được đầm chặt sẽ gây ra các lỗ rỗng trong bê tông, không đảm
bảo được độ đặc chắc, không đạt được cường độ, độ chống thấm nước như thiết kế
yêu cầu. Chính vì thực tế này đòi hỏi một loại bê tông có khả năng chảy dưới trọng
lượng bản thân và làm đầy hoàn toàn cốp pha thậm chí trong cả những nơi dày đặc
cốt thép mà không cần bất cứ tác động cơ học nào mà vẫn đảm bảo tính đồng nhất
không bị phân tầng, tách nước. Bê tông tự lèn là loại bê tông có thể đáp ứng được
những yêu cầu kỹ thuật này. Đối với các cửa van, các cống dưới đê, các tuy nen khi
sử dụng bê tông tự lèn có thể sẽ mang lại hiệu quả kinh tế và kỹ thuật như tại các
nước tiên tiến đã áp dụng. Đặc biệt các kết cấu vỏ mỏng cho công trình thủy lợi
như: kênh, cầu máng, ống xi phông … phải sử dụng loại bê tông tự lèn dùng cốt liệu
Luận văn thạc sĩ

Chuyên ngành xây dựng công trình thủy


Trần Thị Thúy Lam

Lớp 18C21

-2-

mịn như đề tài tôi đang nghiên cứu là rất cần thiết. Vậy nên việc “Nghiên cứu sản
xuất bê tông hạt mịn tự lèn chế tạo kết cấu vỏ mỏng cho công trình Thuỷ lợi”
được đề xuất nhằm nghiên cứu thay đổi lượng bột mịn và phụ gia trong hỗn hợp bê
tông để kết cấu bê tông hạt mịn tự lèn cho công trình có kết cấu vỏ mỏng đạt được
các yêu cầu kinh tế và kỹ thuật.
2. Mục đích của đề tài
Nghiên cứu sản xuất bê tông hạt mịn tự lèn chế tạo kết cấu vỏ mỏng cho
công trình Thủy lợi.
3. Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu
Nghiên cứu các tài liệu trong và ngoài nước về bê tông hạt mịn tự lèn để lựa
chọn công nghệ phù hợp cho công trình có kết cấu vỏ mỏng.

Luận văn thạc sĩ

Chuyên ngành xây dựng công trình thủy


Trần Thị Thúy Lam

Lớp 18C21

-3-

CHƯƠNG I
TỔNG QUAN VỀ NGHIÊN CỨU BÊ TÔNG TỰ LÈN
1.1. Mở đầu
Bê tông và bê tông cốt thép (gọi tắt là bê tông) là loại vật liệu được sử dụng

rộng rãi trong hầu hết các công trình xây dựng. Bê tông có rất nhiều ưu điểm, nổi
bật nhất là khả năng chịu lực, tuổi thọ cao, dễ tạo hình và tận dụng được các nguồn
vật liệu tại địa phương, vì vậy trong lĩnh vực xây dựng nó là loại vật liệu được sử
dụng phổ biến nhất. Trong quá trình nghiên cứu và sử dụng bê tông các chuyên gia
xây dựng đã tìm ra những công nghệ sản xuất và thi công bê tông tiên tiến nhằm
khai thác triệt để các ưu điểm và khắc phục những tồn tại của bê tông. Một trong
những công nghệ mới đó là công nghệ bê tông tự lèn (BTTL). Công nghệ thi công
loại bê tông này ra đời đã khắc phục được đáng kể những khuyết tật của bê tông do
quá trình thi công tạo ra. Đặc biệt là đối với các công trình thủy lợi thường xuyên
hoặc định kỳ tiếp xúc với nước thì những khuyết tật như phân tầng, xâm thực, rỗ,
nứt… làm giảm tuổi thọ công trình một cách đáng kể.
Bê tông tự lèn là loại bê tông xi măng được chế tạo từ các vật liệu xi măng,
phụ gia mịn, cốt liệu, nước và phụ gia siêu dẻo. Sự khác nhau căn bản trong công
nghệ thi công bê tông tự lèn so với bê tông thường là không có công đoạn tạo chấn
động lèn chặt bê tông, mà hoàn toàn có khả năng làm đầy cốp pha bằng trọng lượng
bản thân nó mà không bị phân tầng. Theo Takefumi Shindoh và Yasunori Matsuoka
[11]

thì BTTL được định nghĩa là loại bê tông mà hỗn hợp có khả năng dẻo tuyệt vời,

có khả năng chống lại sự phân tầng và có thể tự dồn đầy các góc cạnh của kết cấu
có cốt thép dày đặc mà không cần thiết đến tác dụng của quá trình đầm. Như vậy,
BTTL là bê tông, mà hỗn hợp của nó khi đổ không cần đầm nhưng sau khi đông
cứng, kết cấu bê tông vẫn đảm bảo độ đặc chắc và các tính chất cơ lý như bê tông
thông thường cùng mác.
Việc sử dụng bê tông tự lèn sẽ làm tăng độ bền của các kết cấu bê tông và bê
tông cốt thép dùng trong xây dựng. Đặc biệt, có thể giải quyết được các giải pháp
Luận văn thạc sĩ

Chuyên ngành xây dựng công trình thủy

Trần Thị Thúy Lam

Lớp 18C21

-4-

thi công bê tông trong điều kiện bê tông thường không thể sử dụng được mà vẫn
đảm bảo chất lượng công trình. Trong các công trình xây dựng, có rất nhiều các kết
cấu có hình dạng phức tạp, bề dày mỏng, cốt thép dày đặc, có nhiều góc cạnh, có bộ
phận công trình phải đổ sau như khe van… thì việc đầm hỗn hợp bê tông rất khó có
thể thực hiện một cách hoàn chỉnh. Khi kết cấu bê tông không được đầm chặt sẽ gây
ra các lỗ rỗng trong bê tông, không đảm bảo được độ đặc chắc, không đạt được
cường độ, độ chống thấm nước như thiết kế yêu cầu. Chính vì thực tế này đòi hỏi
một loại bê tông có khả năng chảy dưới trọng lượng bản thân và làm đầy hoàn toàn
cốp pha thậm chí trong cả những nơi dày đặc cốt thép mà không cần bất cứ tác động
cơ học nào mà vẫn đảm bảo tính đồng nhất không bị phân tầng, tách nước. Bê tông
tự lèn là loại bê tông có thể đáp ứng được những yêu cầu kỹ thuật này.
1.2. Tình hình ứng dụng công nghệ bê tông tự lèn trên thế giới
Khởi đầu của BTTL là sự ra đời
của bê tông hạt mịn sử dụng cho kết
cấu xi măng lưới thép. Kết cấu xi măng
lưới thép đầu tiên ra đời trên thế giới là
con thuyền XMLT của Joseph Louis
Lambot (Pháp,1848) (Hình 1.1)

Hình 1.1. Ảnh con thuyền XMLT đầu tiên

Sau đó một giai đoạn dài kết cấu xi măng lưới thép rất phát triển. Người ta

ứng dụng kết cấu này cho rất nhiều loại hình công trình như bể bơi, tàu thuyền đi
biển, các công trình kiến trúc có hình
dạng phức tạp, cầu kỳ như biệt thự, nhà
nổi… Điển hình là lâu đài Nolan
Scheid's Ferrocement Castle in Eugene
(Canada) Hình 1.2.
Từ khi được chế tạo thành công
tại Đại học Tokyo vào những năm
1980, cho tới những năm 1990 là thời

Luận văn thạc sĩ

Hình 1.2. Xây dựng lâu đài bằng kết cấu XMLT
(Canada)

Chuyên ngành xây dựng công trình thủy


Trần Thị Thúy Lam

Lớp 18C21

-5-

kỳ bắt đầu bùng nổ số lượng các công trình xây dựng sử dụng BTTL tại Nhật Bản.
Hiện nay bê tông này được sử dụng rộng rãi trong các công trình với quy mô
lớn là ở Nhật Bản. Năm 1988, 290.000m3 BTTL đã được sử dụng làm hai bến thả
neo của cầu Akaghi-Kaikyo (xem hình
1.3). Số lượng các công trình sử dụng
BTTL, được thi công với tốc độ

500m3/ngày. Khoảng 10.000m3 BTTL
đã được sử dụng để thi công vòm dốc
450 và khung chịu lực có mật độ cốt
thép dày của công trình Fukuaka Dome
Hình 1.3. Cầu Akaghi-Kaikyo – Nhật Bản

năm 1993.

Ở đường hầm thành phố Yokohama, hơn 40m3 bê tông tự lèn đã được sử
dụng thi công mặt trong của đường hầm tại độ sâu 20m. Năm 1998, bể chứa dầu
Osaka Gas (Osaka-Nhật Bản) sử dụng 12.000m3 BTTL ứng lực trước và rút ngắn
18% thời gian thi công và giảm nhân công lao động cho các công tác thi công bê
tông. Ngoài việc sử dụng BTTL thi công các công trình lớn, Nhật Bản cũng đưa bê
tông hạt mịn này vào thay thế bê tông thường trong việc thay thế cấu kiện đúc sẵn.
Khối lượng cấu kiện sử dụng BTTL đúc sẵn ở Nhật chiếm khoảng 0,5% vào năm
2000. Công ty Taisei-Nhật Bản cùng công ty Gas Hàn Quốc đã sử dụng khoảng
256.000m3 bê tông tự lèn để xây dựng 8 bể chứa Gas với đường kính 78,58m, chiều
dày bể 1,7m và sâu 75m tại đảo Inchon.
Ở Đài Loan, BTTL được nghiên cứu từ những năm 1990. Năm 1990 loại bê
tông này mới được đưa vào sử dụng nhiều trong công trình xây dựng cầu, đường
cao tốc, bể chứa… Năm 2000, BTTL dùng trong xây dựng là xấp xỉ 220.000m3
(chiếm 0,3%) và trong năm 2001 đã vượt hơn 600.000m3.
Trung Quốc đã sử dụng bê tông tự lèn vào thi công tháp Macao với chiều cao
tháp là 338m (xem hình 1.4). Hơn 500m3 BTTL đã được dùng để thi công các kết
cấu của tháp từ độ cao 120m trở lên. Loại BTTL đã được sử dụng rất hiệu quả khi
thi công xây dựng các công trình có mật độ cốt thép dày đặc.

Luận văn thạc sĩ

Chuyên ngành xây dựng công trình thủy

Trần Thị Thúy Lam

Lớp 18C21

-6-

Trong khu vực Đông Nam Á, BTTL
cũng được sử dụng trong các công trình xây
dựng, khách sạn Eaton Holiday Inn ở
Makati-philipin, cao 71 tầng sử dụng gần
2.500m3 loại bê tông này. Ở Thái Lan,
BTTL cũng được sử dụng từ năm 1992 với
hàng loạt các công trình như: 4000m3 cho hệ
thống cung cấp nước (đường ống dẫn ngầm,
ống nước, cầu…) cho tháp làm lạnh của nhà
máy chế tạo than đá tại tỉnh Lampang;
432m2 cho cầu vượt của đường cao tốc tại
tỉnh Patumthani; 429m3 cho các cột cao của
tòa nhà Office Building ở Băng Cốc.

Hình 1.4. Tháp Macao – Trung Quốc

Tại châu Âu, Thụy Điển là một trong những nước đi đầu về ứng dụng bê tông
tự lèn trong xây dựng ở châu Âu. Năm 1998-2004, Thụy Điển đã tiến hành xây
dựng hệ thống giao thông lớn nhất nước mang tên Sodra Lanken với tổng giá trị
khoảng 800 triệu đô la Mỹ,
trong đó khối lượng bê
tông

ước

tính

khoảng

250.000m3 (xem hình 1.5).
Tại công trình này, hơn
15.000m3 BTTL đã được
sử dụng trong việc thi
công

các

tường

chắn

nghiêng… Các nước Châu
Hình 1.5. Đường hầm Sodra Lanken

Âu khác như Đan Mạch,

Đức, Nauy, Italia, Pháp… đang tiếp tục nghiên cứu và đã sử dụng ngày một rộng rãi
loại bê tông này trong thi công các công trình đường ngầm, hầm tuynel, bể chứa.

Luận văn thạc sĩ

Chuyên ngành xây dựng công trình thủy

Trần Thị Thúy Lam

Lớp 18C21

-7-

Thụy Sỹ cũng đã sử dụng BTTL vào các
công trình xây dựng đường ray tàu hỏa ngầm
dưới đất với khối lượng 2.000m3. Nhờ việc sử
dụng bê tông tự lèn nên thời gian thi công đã
được rút ngắn từ 207 ngày xuống còn 93
ngày.
Tại khu vực Bắc Mỹ, BTTL đã được sử
dụng trong các công trình có mật độ cốt thép
lớn, không có khả năng thi công đầm ở Mỹ.
Điển hình là các công trình West Valley –
New York, Societ Tower – Cleveland – Ohio
(xem hình 1.6), Tòa nhà Bankers hall –

Hình 1.6. Công trình Societ Tower
Cleveland – Ohio

Alberta với khối lượng hơn 9.000m3 bê tông. Đặc biệt trong 10 năm trở lại đây, bê
tông tự lèn đã được nghiên cứu và chấp nhận bởi hiệp hội AASHTO và PCI. Hiện
nay, BTTL được sử dụng trong các lĩnh vực xây dựng tại Canada chiếm khoảng
25% tổng khối lượng bê tông trên thị trường.

Hình 1.7. Một số nhà ga hàng không

Luận văn thạc sĩ

Chuyên ngành xây dựng công trình thủy


Trần Thị Thúy Lam

Lớp 18C21

-8-

Hình 1.8. Cầu vượt cho người đi bộ,
Puente- Brasil

Hình 1.9. Thuyền XMLT du lịch

1.3. Tình hình nghiên cứu ứng dụng bê tông tự lèn tại Việt Nam
Công nghệ bê tông tự lèn vẫn là công nghệ hoàn toàn mới đối với các nhà xây
dựng của Việt Nam, nhất là đối với ngành xây dựng thủy lợi.
Trong những năm thập kỷ trước Trường Đại học Thủy lợi đã nghiên cứu ứng
dụng thành công loại bê tông hạt mịn vào sản xuất các loại kênh dẫn nước và được lắp
đặt ở nhiều tỉnh trong cả nước như kênh máng hình thang ở Phan Rang, Hội An, kênh
máng có mặt cắt dạng Parabol ở Củ Chi, An Giang, Nam Định, Bình Định, Tây Ninh,
Vĩnh Phúc…

Hình 1.10. Hệ thống kênh tưới nước dạng
parabol, An Giang

Luận văn thạc sĩ

Hình 1.11. Hệ thống kênh hình thang tại
Phan Rang

Chuyên ngành xây dựng công trình thủy


Trần Thị Thúy Lam

Lớp 18C21

-9-

Hình 1.12. Kênh XMLT Bình Định

Hình 1.13. Hệ thống kênh tưới Củ Chi

Vật liệu chế tạo gồm vữa xi măng + các lưới thép + cốt thép chịu lực (hình
1.14). Loại vật liệu thường dùng là cốt thép chịu lực φ6 ÷ φ10, lưới thép φ1, vữa 250#
- 400, chiều dày kết cấu thường từ 25 - 40mm.

Hình 1.14. Vật liệu chế tạo

Công nghệ sản xuất được sử dụng giai đoạn đầu là trát tay với dụng cụ thi
công rất đơn giản như hình 1.15. Công nghệ này kỹ thuật tương đối đơn giản, thuận
lợi với mọi địa hình, mọi dạng kết cấu nhưng chất lượng phụ thuộc vào đôi tay của
người thợ rất khó kiểm soát và tốc độ thi công chậm.
Luận văn thạc sĩ

Chuyên ngành xây dựng công trình thủy

Trần Thị Thúy Lam

Lớp 18C21

- 10 -

N

XM

C

Trộn khô
Trộn ướt

Hình 1.15. Dụng cụ thi công đơn giản

Sau đó công nghệ phun ra đời (hình 1.16). Hỗn hợp vật liệu với độ ẩm thích
hợp được trộn bằng máy, sau đó hỗn hợp được nạp vào buồng công tác. Nhờ áp lực
khí nén và cánh gạt, vữa phóng nhanh theo ống dẫn vật liệu ra vòi phun. Nước hòa
với hỗn hợp vữa tại buồng bằng một máy bơm cao áp, vữa được phun lên mặt ván
khuôn với áp lực cao cho đến khi nạp đầy vật liệu. Sau 10 giờ có thể tháo dỡ ván
khuôn, sau 10 ngày cường độ vữa đạt được 75 - 80% cường độ thiết kế.
Công nghệ này rất thích hợp để gia cố tuy nen, sửa chữa chế tạo các công trình
có hình dạng bất kỳ…. Công nghệ này đòi hỏi có thiết bị đặc chủng, sản phẩm có
độ chặt không đồng đều và bề mặt không nhẵn, dễ bị thấm.

Hình 1.16. Công nghệ phun
Luận văn thạc sĩ

Chuyên ngành xây dựng công trình thủy


Trần Thị Thúy Lam

Lớp 18C21

- 11 -

Để khắc phục các tồn tại trên, công nghệ rung do Trường Đại học Thủy lợi ra
đời để làm chặt cốt liệu, kết qủa nghiên cứu đã đưa ra các thành phần, quy cách
từng loại vật liệu, quy trình công nghệ sản xuất. Trong đó yếu tố rất quan trọng là
chọn biên độ và tần số rung để đạt được độ chặt vật liệu và không bị phân tầng.
Toàn bộ kết cấu đặt trên hệ rung (hình 1.17) được thiết kế phù hợp với loại
công trình. Công nghệ rung có ưu điểm là có thể sản xuất hàng loạt ở xưởng rồi đưa
Nạp vữa

ra công trình lắp ghép. Cấu

Nạp vữa

①

①

Rung úp

kiện có độ chính xác cao,
chất lượng rất tốt đảm bảo độ

Rung ngửa

bền, độ chống thấm. Tuy
A

nhiên công nghệ rung có

A

nhược điểm là các bước đòi

②

②
④

③

hỏi kỹ thuật rất nghiêm ngặt

④

và phải có bộ phận tạo rung
③

 Cầu mỏng;

(máy rung, hoặc bố trí dầm

Nhìn theo A

 Giàn rung;

 Động cơ;

Hình 1.17. Hệ rung

 Quả văng

trực tiếp phân bố đều trên kết
cấu khi chế tạo). Hệ thống

cốp pha đòi hỏi chế tạo chính xác và khít chặt để tránh rò rỉ gây mất nước và xi
măng làm ảnh hưởng đến chất lượng công trình (hình 1.18).

Hình 1.18. Lắp đặt lưới thép vào ván khuôn
Luận văn thạc sĩ

Chuyên ngành xây dựng công trình thủy


Trần Thị Thúy Lam

Lớp 18C21

- 12 -

Trong công tác nghiên cứu và ứng dụng thử với quy mô nhỏ, công nghệ BTTL
đã được một số Viện nghiên cứu như Viện NCCN xây dựng, Viện NCCN giao

thông vận tải, trường ĐH Xây dựng Hà Nội, trường ĐH Bách khoa TP.HCM nghiên
cứu và chế tạo thử.
Trong 5 năm gần đây trường ĐH Xây dựng Hà Nội đã nghiên cứu chế tạo vữa
và bê tông tự lèn từ vật liệu sẵn có tại Việt Nam, sử dụng bột mịn là bột đá vôi, tro
bay nhiệt điện Phả Lại. Từ năm 1999 - 2001 trường ĐH Bách khoa TP.HCM đã
nghiên cứu chế tạo thành công BTTL loại sử dụng bột đá vôi và mêta cao lanh. Tuy
nhiên kết quả nghiên cứu chưa được áp dụng vào công trình xây dựng thực tế. Gần
đây Viện KHCN Giao thông Vận tải cũng đang nghiên cứu chế tạo bê tông tự lèn
loại bột sử dụng bột đá vôi. Các kết quả nghiên cứu về BTTL sử dụng bột đá vôi
bước đầu được tiếp cận trong thực tế, ngoài ra việc nghiên cứu loại bê tông này sử
dụng các phụ gia khoáng mịn khác còn hạn chế, chủ yếu trên nền vữa và chưa được
ứng dụng trong thực tế. Viện KHCN Xây dựng (IBST) đã nghiên cứu chế tạo BTTL
sử dụng vật liệu có sẵn tại Việt Nam. Phòng nghiên cứu vật liệu – Viện KH Thủy
lợi cũng đã nghiên cứu chế tạo BTTL cốt liệu nhỏ sử dụng cát sông Lô để thi công
thử nghiệm cho công nghệ bảo vệ bờ sông bằng thảm FS.
Cũng đã có một số cơ sở tại Việt Nam nghiên cứu, áp dụng BTTL nhưng với
mức độ nhỏ lẻ. Nhìn chung tất cả các nghiên cứu chế tạo loại BTTL của Việt Nam
mới chỉ là kết quả nghiên cứu trong phòng thí nghiệm. Chúng ta chưa có những
công trình xây dựng lớn nào, chưa có nhà máy bê tông nào chuyên sản xuất BTTL
phục vụ xây dựng thay cho các sản phẩm bê tông đúc sẵn.
Qua tham khảo tài liệu về việc nghiên cứu ứng dụng bê tông tự lèn trên thế
giới và tại Việt Nam có thể nhận xét như sau:
+ BTTL là loại bê tông chất lượng cao, đã được áp dụng rộng rãi trên toàn thế
giới (các nước phát triển tại châu Âu, châu Mỹ, Nhật Bản và các nước Đông Nam
Á) và cũng đã được chấp nhận bởi các hiệp hội bê tông quốc tế (ACI, AASHTO,
SCDOT, PCI).

Luận văn thạc sĩ

Chuyên ngành xây dựng công trình thủy

Trần Thị Thúy Lam

Lớp 18C21

- 13 -

+ Sử dụng BTTL có thể thi công nhanh và thi công dễ dàng đối với những
công trình lớn, yêu cầu chất lượng và mỹ thuật cao đặc biệt là với những công trình
có mật độ cốt thép lớn.
+ Đối với thực tế của Việt Nam việc nghiên cứu ứng dụng công nghệ bê tông
tự lèn còn hạn chế. Vì vậy đối với ngành xây dựng nói chung, xây dựng thủy lợi nói
riêng thì việc nghiên cứu sử dụng bê tông tự lèn cho các kết cấu phức tạp mỏng và
dày cốt thép là điều cần thiết. Ví dụ đối với các cửa van, các cống dưới đê, xi phông
bê tông cốt thép, đường ống dẫn nước…khi sử dụng bê tông tự lèn sẽ mang lại hiệu
quả kinh tế và kỹ thuật như các nước tiên tiến đã áp dụng.
1.4. Đề xuất nội dung và phương pháp nghiên cứu của đề tài
1.4.1. Nội dung nghiên cứu
- Tổng quan về nghiên cứu bê tông tự lèn trong công trình xây dựng nói chung
và công trình có kết cấu vỏ mỏng nói riêng, trên thế giới và ở Việt Nam.
- Lựa chọn vật liệu và phương pháp thiết kế lựa chọn cấp phối bê tông hạt
mịn tự lèn phù hợp với các mác bê tông dùng cho công trình có kết cấu vỏ mỏng.
- Nghiên cứu các ảnh hưởng của vật liệu đến tính chất cơ lý của bê tông hạt
mịn tự lèn dùng cho công trình có kết cấu vỏ mỏng.
- Phân tích trạng thái ứng suất và chuyển vị của kết cấu đường dẫn nước bằng
bê tông hạt mịn tự lèn.
- Đề xuất công nghệ sản xuất và thi công bê tông hạt mịn tự lèn cho công
trình Thủy lợi có kết cấu vỏ mỏng.
1.4.2. Phương pháp nghiên cứu

Để đạt được mục đích nghiên cứu nêu trên, dựa trên các kết quả đã có tác giả
phân tích lựa chọn và bổ sung thêm thông qua kết quả nghiên cứu lý thuyết và thực
nghiệm để sử dụng bê tông hạt mịn tự lèn chế tạo cho các kết cấu vỏ mỏng trong
công trình thủy lợi.

Luận văn thạc sĩ

Chuyên ngành xây dựng công trình thủy


Trần Thị Thúy Lam

Lớp 18C21

- 14 -

Đề tài đã nghiên cứu các tài liệu trong và ngoài nước về bê tông hạt mịn tự lèn
để lựa chọn hướng nghiên cứu chính. Các phương pháp nghiên cứu bao gồm
phương pháp tiêu chuẩn và phi tiêu chuẩn:
- Phương pháp tiêu chuẩn:
+ Xác định các chỉ tiêu cơ lý của vật liệu sử dụng (TCVN)
+ Xác định cường độ của bê tông hạt mịn tự lèn và các tính chất cơ lý
khác.
- Phương pháp phi tiêu chuẩn:
+ Xác định độ linh động của hỗn hợp bê tông hạt mịn tự lèn bằng cách đo
kích thước của hỗn hợp bê tông sau khi rút côn và L-box tự nhiên theo tiêu chuẩn
Châu Âu và Nhật Bản.
+ Xác định khả năng chảy qua cốt thép dùng U-box theo tiêu chuẩn Châu
Âu và Nhật Bản.
Đề tài sử dụng những thiết bị thí nghiệm bê tông theo TCVN của phòng thí

nghiệm vật liệu xây dựng Las-XD381.

Luận văn thạc sĩ

Chuyên ngành xây dựng công trình thủy


Trần Thị Thúy Lam

Lớp 18C21

- 15 -

CHƯƠNG II
NGHIÊN CỨU LỰA CHỌN VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP
THIẾT KẾ THÀNH PHẦN BÊ TÔNG HẠT MỊN TỰ LÈN
ĐỂ CHẾ TẠO KẾT CẤU VỎ MỎNG
2.1 Vật liệu chế tạo và cấp phối bê tông hạt mịn tự lèn
2.1.1 Vật liệu chế tạo
Bê tông hạt mịn tự lèn có thể có nhiều loại khác nhau, việc phân loại chúng
trên thế giới cũng chưa có tiêu chuẩn quy định nào. Dựa vào đặc tính của vật liệu sử
dụng để chế tạo có thể chia bê tông hạt mịn tự lèn thành 3 loại:
(1) Bê tông hạt mịn tự lèn dựa trên hiệu ứng của bột mịn: Đây là loại bê tông
hạt mịn tự lèn chỉ sử dụng phụ gia siêu dẻo hoặc cuốn khí và giảm nước mức độ cao
mà không phải dùng đến phụ gia điều chỉnh độ linh động. Độ linh động và tính
năng không phân tầng của hỗn hợp bê tông hạt mịn tự lèn đạt được bằng cách điều
chỉnh phù hợp tỷ lệ: N/B [nước/bột (xi măng và phụ gia khoáng mịn)]. Loại bê tông
này có hàm lượng bột mịn cao hơn so với bê tông truyền thống.
(2) Bê tông hạt mịn tự lèn sử dụng phụ gia điều chỉnh độ linh động: Là loại
bê tông hạt mịn tự lèn ngoài việc sử dụng phụ gia siêu dẻo giảm nước cao thế hệ

mới (polycarboxylate) thì còn cần phải sử dụng phụ gia điều chỉnh độ linh động
(VMA - Viscosity Modifying Admixture) để hỗn hợp bê tông hạt mịn tự lèn tránh
khỏi sự phân tầng, tách nước. Việc sử dụng phụ gia điều chỉnh độ linh động đã làm
giảm được hàm lượng bột mịn trong loại bê tông hạt mịn tự lèn này so với loại bê
tông hạt mịn tự lèn dựa trên hiệu ứng của bột mịn.
(3) Bê tông hạt mịn tự lèn sử dụng hỗn hợp cả bột mịn và phụ gia điều chỉnh
độ linh động.
Bê tông hạt mịn tự lèn cũng được cấu thành từ các vật liệu cơ bản (chất kết
dính, cốt liệu, nước, phụ gia) như bê tông truyền thống nhưng đòi hỏi có chất lượng
cao hơn. Điều khác biệt so với bê tông truyền thống là trong khi thi công không cần
đến việc đầm nén, chính vì vậy hỗn hợp bê tông hạt mịn tự lèn có những tính năng
riêng. Tính năng quan trọng nhất là khả năng ổn định độ đồng đều của hỗn hợp bê
tông tươi trong quá trình tự chảy mà không gây ra hiện tượng phân tầng, tách nước,
Luận văn thạc sĩ

Chuyên ngành xây dựng công trình thủy


Trần Thị Thúy Lam

Lớp 18C21

- 16 -

mật độ cốt liệu lớn được phân bố đều khắp trong toàn bộ khuôn đổ. Để có được khả
năng này cần phải có sự phối hợp sử dụng các loại vật liệu tối ưu trong cấp phối của
hỗn hợp bê tông hạt mịn tự lèn. Các tỷ lệ thành phần vật liệu trong hỗn hợp có ảnh
hưởng đến tính chất tự lèn của bê tông hạt mịn tự lèn, cụ thể như sau:
2.1.1.1 Xi măng
Hiện nay, các loại xi măng thông dụng dùng trong bê tông hạt mịn tự lèn là

xi măng poóc lăng thông thường, xi măng giàu belite (thành phần C 2 S = 40-70%),
xi măng toả nhiệt thấp có thành phần C 3 A và C 4 AF nhỏ. Ðặc biệt việc dùng xi
măng có thành phần khoáng C 3 A và C 4 AF nhỏ trong chế tạo bê tông hạt mịn tự lèn
sẽ cho hiệu quả ảnh hưởng phân tán của phụ gia cao.
2.1.1.2 Phụ gia mịn
Trong bê tông hạt mịn tự lèn việc sử dụng phụ gia khoáng có hàm lượng hạt
mịn (bột) lớn làm tăng độ nhớt dẻo của vữa xi măng. Bột khoáng nghiền mịn
thường có hàm lượng hạt mịn lớn, các hạt có cấu trúc hình cầu, dễ dàng phân tán và
bao bọc các hạt cốt liệu làm giảm tương tác giữa các hạt. Đối với các hạt có dạng
hình cầu có diện tích bề mặt nhỏ nhất trong cùng một đơn vị thể tích. Mật độ của
các hạt hình cầu lớn hơn mật độ của các loại hạt khác và như vậy cho phép giảm
được lượng nước yêu cầu. Mặt khác bột khoáng mịn không tham gia thủy hóa trong
điều kiện bình thường, do vậy lượng nước dùng cho hỗn hợp có bột khoáng mịn
nhỏ hơn so với xi măng. Việc sử dụng bột khoáng mịn thay thế một phần xi măng
sẽ làm giảm lượng nước yêu cầu so với khi dùng hoàn toàn xi măng mà vẫn giữ
được tính linh động của hỗn hợp bê tông. Hơn nữa bột khoáng mịn có các hạt hình
cầu nên làm giảm lực ma sát giữa các thành phần của hỗn hợp bê tông, góp phần
làm tăng độ linh động của bê tông hạt mịn tự lèn.
Vì vậy việc sử dụng bột khoáng mịn trong bê tông hạt mịn tự lèn là cần thiết
để hỗn hợp bê tông có độ chảy cao, giảm lượng dùng xi măng, tăng tính đặc chắc và
giảm thiểu khả năng nứt do nhiệt thủy hóa xi măng gây ra… đó là một trong những
yêu cầu trong công nghệ chế tạo bê tông hạt mịn tự lèn.
Phụ gia khoáng mịn sử dụng trong chế tạo bê tông hạt mịn tự lèn có nhiều
chủng loại như silicafume, tro nhiệt điện, xỉ lò cao, bột đá vôi, tro trấu ...
Luận văn thạc sĩ

Chuyên ngành xây dựng công trình thủy


Trần Thị Thúy Lam

Lớp 18C21

- 17 -

• Bột đá vôi: bột của đá vôi nghiền mịn, thành phần chủ yếu là CaCO 3 . Bột đá
vôi có rất ít hoạt tính trong vai trò chất kết dính. Vì vậy nó cũng có thể được xem là
phụ gia trơ hay là thành phần mịn trong bê tông.
• Tro nhiệt điện là sản phẩm phụ được thu gom lại thành hỗn hợp vật liệu sau
khi đốt than ăngtraxit và than đá tại các nhà máy điện. Chúng ở dạng bột có kích
thước nhỏ hơn 0,3mm với khối lượng riêng dao động từ 2,2÷2,8 g/cm3, khối lượng
thể tích xốp khoảng 500÷1000 kg/m3. Ðối với bê tông hạt mịn tự lèn, tro là vật liệu
mịn có tính puzơlanic và được đưa thêm vào để cải thiện tính chất của bê tông.
• Xỉ lò cao là loại xỉ thu được khi luyện gang và được làm nguội nhanh để tạo
thành dạng hạt pha thuỷ tinh. Xỉ lò cao nghiền mịn là chất độn mịn có tiềm năng
thuỷ hoá. Xỉ lò cao nghiền mịn có thể thêm vào bê tông hạt mịn tự lèn để cải thiện
tính chất lưu biến.
• Mêta cao lanh là loại phụ gia khoáng với hàm lượng SiO 2 + Al 2 O 3 > 90%.
Meta cao lanh là sản phẩm trung gian của quá trình hình thành mulít từ kaolinít
dưới tác dụng của nhiệt độ cao (700-9000C). Sau khi gia công nghiền mịn, có thể sử
dụng làm phụ gia khoáng hoạt tính cho bê tông nhằm cải thiện tính công tác của hỗn
hợp bê tông cũng như làm tăng độ đặc chắc cho bê tông đã đóng rắn.
• Tro trấu là sản phẩm thu được từ quá trình đốt cháy trấu. Tro trấu có hàm
lượng SiO 2 > 85%. Sau khi nghiền mịn, cũng như mêta cao lanh, tro trấu có thể sử
dụng làm phụ gia cho bê tông. Tro trấu cải thiện tính chất của bê tông theo 2 cách:
phản ứng với hydroxyt can xi trong bê tông làm tăng số lượng thành phần gel
hydrosilicat canxi và lấp đầy khoảng trống giữa các hạt xi măng. Ðộ đặc chắc của
bê tông được nâng cao.
• Silicafume là vật liệu rất mịn, chứa oxit silic vô định hình (85-98%), thu
được của quá trình sản xuất silic và hợp kim silic bằng hồ quang. Do có bề mặt hấp

phụ lớn nên silicafume có khả năng giữ nước tốt trong hỗn hợp bê tông, cải thiện
tính công tác của hỗn hợp bê tông. Ngoài ra, silicafume còn tham gia phản ứng với
các sản phẩm thuỷ hoá của xi măng cùng với thành phần hạt siêu mịn sẽ lấp đầy các
lỗ rỗng giữa thành phần xi măng làm tăng cường độ, tăng độ đặc chắc cho đá xi
măng.
Luận văn thạc sĩ

Chuyên ngành xây dựng công trình thủy


Trần Thị Thúy Lam

Lớp 18C21

- 18 -

2.1.1.3 Phụ gia siêu dẻo
Muốn có một hỗn hợp bê tông hạt mịn tự lèn có độ linh động cao nhưng lại
không phân tầng và phải có tính chất tự lèn tốt, đây là hai đặc tính trái ngược nhau.
Nếu chỉ sử dụng lượng nước trộn thì không thể có được hỗn hợp bê tông có độ linh
động cao và vẫn có khả năng tự chảy qua các khe cốt thép và tự lèn mà không phân
tầng. Chính vì vậy trong khi nghiên cứu các nhà khoa học đã tìm ra phương pháp sử
dụng phụ gia siêu dẻo và chứng minh rằng với loại phụ gia siêu dẻo (thế hệ mới
nhất) thích hợp sẽ cho một hỗn hợp bê tông hạt mịn tự lèn có đồng thời cả hai tính
chất đó là: khả năng chảy cao và không phân tầng.
Trong công nghệ chế tạo bê tông hạt mịn tự lèn, cần phải giải quyết hai vấn
đề:
+ Cần giảm lượng nước trộn xuống đến mức có thể, giảm thiểu lượng nước
tự do trong hỗn hợp bê tông nhưng phải có độ linh động cao (đường kính chảy xoè
của hỗn hợp thử bằng rút côn từ 68 đến 70 cm).

+ Cần phải duy trì được độ linh động để trong suốt quá trình trộn vận chuyển
và đổ vào kết cấu hỗn hợp bê tông luôn đồng nhất, đảm bảo chất lượng của cả kết
cấu sử dụng bê tông hạt mịn tự lèn có chất lượng như nhau.
Kinh nghiệm cho thấy hỗn hợp bê tông hạt mịn tự lèn trong điều kiện khí hậu
nắng gió của các tỉnh miền Trung Việt Nam giảm và có thể mất hẳn khả năng linh
động rất nhanh. Giải quyết hai vấn đề trên người ta đã sử dụng hai loại phụ gia: (1)
Phụ gia siêu dẻo giảm nước mức độ cao (giảm từ 30 đến 40% lượng nước trộn); (2)
Phụ gia siêu dẻo giảm nước mức độ cao và cuốn khí.
Phụ gia siêu dẻo giảm nước mức độ cao có tác dụng chủ yếu làm giảm nước
trộn nhưng hỗn hợp bê tông vẫn có độ linh động cao, trong khi đó phụ gia siêu dẻo
giảm nước mức độ cao và cuốn khí, ngoài tác dụng giảm nước, duy trì độ linh động
còn có tác dụng cuốn khí và giữ được hàm lượng khí không đổi trong hỗn hợp bê
tông.
Phần lớn các phụ gia siêu dẻo sử dụng trong công nghệ sản xuất bê tông hạt
mịn tự lèn đều được sản xuất từ một trong các gốc sau: Naphthalene sulfonat,
Melamine sulfonate, Polycarboxylate và Amino sulfonate.
Luận văn thạc sĩ

Chuyên ngành xây dựng công trình thủy


Trần Thị Thúy Lam

Lớp 18C21

- 19 -

Cơ chế hóa dẻo của phụ gia siêu dẻo được chia ra làm 3 loại chính như sau:
+ Hóa dẻo làm giảm sức căng bề mặt: Phụ gia có sức căng bề mặt càng nhỏ
thì khả năng hóa dẻo càng cao.

+ Hóa dẻo do hòa tan xi măng chống keo tụ: Cơ chế hòa tan hạt xi măng của
phụ gia siêu dẻo có thể chia thành 2 nhóm: Dựa trên lực đẩy tĩnh điện và dựa trên
lực đẩy không gian.
+ Hóa dẻo do cuốn khí: Các bọt khí cuốn vào với kích thước rất bé phân bố
đều trong hỗn hợp bê tông có tác dụng như các lớp đệm mà trên đó các pha rắn sẽ
trượt dễ dàng hơn. Ngoài việc sử dụng phụ gia siêu dẻo, trong chế tạo bê tông hạt
mịn tự lèn người ta còn sử dụng phụ gia điều chỉnh độ nhớt (Viscosity Modified
Admixture – VMA) khi có yêu cầu về tăng thể tích cốt liệu lớn trong bê tông. Phụ
gia này thường chiếm 0,1 – 0,2% vật liệu bột trong thành phần bê tông. Hiện nay
trên thế giới có 2 loại VMA cơ bản:
+ Loại giúp bơm truyền thống dùng để bơm bê tông ít xi măng. Thành phần
cơ bản dựa trên sự biến đổi xenlulô.
+ Loại tăng độ nhớt rất có hiệu quả đối với bê tông có thành phần hạt mịn
cao như bê tông hạt mịn tự lèn. Thành phần chính là poliethielen-glycol và
biopolymers.
2.1.1.4 Cốt liệu nhỏ
Cốt liệu nhỏ dùng trong bê tông hạt mịn tự lèn là cát vàng Sông Lô đáp ứng
yêu cầu tiêu chuẩn TCVN 1770 - 1986 với mô đun độ lớn 2,4.
Bất kỳ một sự thay đổi lượng nước nào cũng ảnh hưởng đến khả năng phân
tầng hay tách nước. Vì vậy lượng nước trong cát hay độ ẩm của cát trong quá trình
sản xuất phải được giữ ổn định. Ðộ ẩm của cát sử dụng tương tự như khi thí
nghiệm.
2.1.1.5 Cốt liệu lớn
Trong bê tông thường cốt liệu lớn chiếm tỷ lệ 0,37-0,47% thể tích và đóng
một vai trò quan trọng đối với chất lượng của bê tông. Tuy nhiên trong bê tông hạt
mịn tự lèn, để đảm bảo tính chất tự lèn, hàm lượng cốt liệu lớn được dùng ít hơn so
Luận văn thạc sĩ

Chuyên ngành xây dựng công trình thủy

Trần Thị Thúy Lam

- 20 -

Lớp 18C21

với bê tông thường. Khả năng tự chảy, tự lèn của bê tông hạt mịn tự lèn phụ thuộc
vào kích thước và hàm lượng cốt liệu lớn trong thành phần bê tông. Khi hàm lượng
cốt liệu lớn giảm, hàm lượng bột mịn tăng sẽ làm các hạt cốt liệu lớn cách xa nhau
hơn, giảm sự va chạm giữa các hạt cốt liệu và giảm sự va chạm giữa các hạt cốt liệu
lớn với các vật cản như cốp pha, cốt thép khi thi công bê tông hạt mịn tự lèn. Nếu
hàm lượng cốt liệu lớn trong bê tông hạt mịn tự lèn cao thì năng lượng cần cho việc
chảy bị tiêu thụ bởi ứng suất bên trong tăng cao và do đó hỗn hợp bê tông có hiện
tượng kết khối cốt liệu và không còn khả năng chảy. Đường kính D max của cốt liệu
lớn nên chọn ≤10 mm.
Cũng giống như cát dùng cho bê tông hạt mịn tự lèn, đá dăm khi sử dụng chế
tạo bê tông hạt mịn tự lèn được giữ ở trạng thái bão hoà khô bề mặt nhằm tránh thay
đổi lượng nước trộn cho bê tông.
2.1.2 Cấp phối bê tông hạt mịn tự lèn
Vật liệu tạo thành bê tông hạt mịn tự lèn giống như bê tông truyền thống, tuy
nhiên hỗn hợp bê tông hạt mịn tự lèn có tỷ lệ bột mịn cao hơn, hàm lượng cốt liệu
lớn thấp hơn và đường kính lớn nhất của cốt liệu lớn D max ≤10mm. Về mặt lý thuyết,
bê tông truyền thống có cốt liệu lớn làm khung chịu lực; các hạt cốt liệu lớn tì vào
nhau; cốt liệu nhỏ lấp đầy các khe rỗng giữa các hạt cốt liệu lớn; chất kết dính lấp
đầy các lỗ rỗng còn lại của phần cốt liệu nhỏ; nước và phụ gia làm cho hỗn hợp bê
tông có độ linh động để có thể thi công được. Như vậy các vật liệu thành phần có
thể bổ trợ cho nhau trong quá trình tạo thành sản phẩm bê tông có cường độ theo
thiết kế. Trong khi đối với bê tông hạt mịn tự lèn, hàm lượng hạt cốt liệu lớn là tối
thiểu, phần còn lại là cốt liệu nhỏ và lượng bột mịn. Các hạt cốt liệu lớn không trực

tiếp tác động với nhau mà phải thông qua lớp bột mịn, phụ gia bôi trơn để dễ dàng
tự lèn, tự chảy. Do đó mỗi vật liệu thành phần không trực tiếp bổ trợ cho nhau về
chất lượng. Chất lượng của sản phẩm bê tông hạt mịn tự lèn đông cứng phụ thuộc
vào chất lượng của từng nguyên vật liệu cấu thành bê tông tươi. Các vật liệu để chế
tạo bê tông hạt mịn tự lèn ngoài việc phải đáp ứng yêu cầu kỹ thuật để chế tạo bê
tông truyền thống còn phải đáp ứng những yêu cầu kỹ thuật đặc biệt để dùng trong
công nghệ chế tạo bê tông hạt mịn tự lèn.

Luận văn thạc sĩ

Chuyên ngành xây dựng công trình thủy


Trần Thị Thúy Lam

Lớp 18C21

- 21 -

2.1.2.1 Xi măng
Hiện nay trên thị trường Việt Nam có bán đa số là xi măng PCB40 và
PCB30. Trong đề tài này đã chọn sử dụng loại xi măng PCB30 làm vật liệu nghiên
cứu cho công trình có kết cấu vỏ mỏng do nhà máy xi măng Chinfon Hải Phòng sản
xuất đáp ứng yêu cầu tiêu chuẩn TCVN 6260 – 1997. Kết quả thí nghiệm các chỉ
tiêu cơ lý của xi măng PCB30 được nêu trong bảng 2.1
Bảng 2.1. Các tính chất cơ lý của ximăng Chinfon Hải Phòng PCB-30
Khối
lượng
riêng
(g/cm3)

Độ mịn
Blaine
(cm2/g)

Độ dẻo
tiêu
chuẩn
(%)

Độ ổn
định
thể tích
(mm)

3,04

3440

30

0,5

2.1.2.2.

Thời gian đông kết
(phút)

Giới hạn bền nén
(MPa)

BĐĐK

KTĐK

3 ngày

7 ngày

100

195

18,4

31,5

Cốt liệu nhỏ

Đề tài sử dụng cát vàng Sông Lô để nghiên cứu.
Các chỉ tiêu kỹ thuật của cát vàng Sông Lô thể hiện trong bảng 2.2.
Bảng 2.2. Các chỉ tiêu tính chất của cát
Loại cốt
liệu

Khối lượng
thể
tích xốp
(kg/m3)

Khối lượng
thể tích
khô chọc
chặt (kg/m3)

Khối lượng
riêng
(g/cm3)

Độ rỗng
trạng thái
khô chọc
chặt (%)

Môđun
độ lớn

Cát vàng

1430

1610

2,64

39,0

2,4

* Ghi chú: Khối lượng thể tích xốp xác định theo TCVN 340-86 và khối lượng thể tích ở

trạng thái khô chọc chặt xác định theo ASTM C29.

Kết quả thí nghiệm thành phần hạt của cát được trình bày trong bảng 2.3.
Bảng 2.3. Thành phần hạt của cát (lượng sót tích luỹ, %)
Loại
cốt
liệu

Cát
vàng

Cỡ sàng (mm)
40

20

10

5

2,5

1,25

0,63

0,315

0,14

-

-

-

0

8,7

19,6

39,8

71,6

98,7

Luận văn thạc sĩ

Chuyên ngành xây dựng công trình thủy


Trần Thị Thúy Lam

Lớp 18C21

- 22 -

Biểu đồ

0
Lượng sót tích lũy (%)

10
20
30
40
Đường thành phần hạt

50
60
70
80
90
100
0

1

2

3

4

5

Cỡ sàng (mm)

Biểu đồ thành phần hạt cát

2.1.2.3. Cốt liệu lớn
Đề tài sử dụng cốt liệu lớn là đá dăm có D max ≤ 10mm của mỏ đá Kiện Khê,
Hà Nam để nghiên cứu đáp ứng yêu cầu TCVN 1771-1987. Các chỉ tiêu tính chất
được xác định bằng thí nghiệm và có kết quả như trong bảng 2.4:
Bảng 2.4. Các chỉ tiêu tính chất của đá dăm sau khi đã sơ tuyển
Khối lượng
thể
tích xốp
(kg/m3)
1410

Loại cốt
liệu

Đá dăm

Khối lượng
thể tích
khô chọc chặt
(kg/m3)
1630

Khối lượng
riêng (g/cm3)

Độ rỗng trạng
thái khô chọc
chặt (%)

Môđun
độ lớn

2,65

38,5

-

Thành phần hạt đá dăm được ghi trong bảng 2.5
Bảng 2.5. Thành phần hạt của đá (lượng sót tích luỹ, %)
Loại
cốt
liệu

Đá

dăm

Cỡ sàng (mm)
40

20

10

5

2,5

1,25

0,63

0,315

0,14

-

-

5,0

73,0

22,0

-

-

-

-

Luận văn thạc sĩ

Chuyên ngành xây dựng công trình thủy

Trần Thị Thúy Lam

Lớp 18C21

- 23 -

Biểu đồ
0

Lượng sót tích lũy (%)

10
20
30
40
50
60

Đường thành phần hạt

70
80
90
100
5

6

7

8

9

10

11

12

13

Cỡ Sàng (mm)

Biểu đồ thành phần hạt đá

2.1.2.4. Tro bay
Trong đề tài sử dụng tro bay Phả Lại và tro bay Gia Quy. Tính chất cơ lý của
tro bay thể hiện trong bảng 2.6 và 2.7.
Bảng 2.6. Tính chất cơ lý của tro bay Phả Lại
TT

1
2
3

Tính chất

Độ mịn (Lượng sót

trên sàng 0,08mm)
Chỉ số hoạt tính
+ 7 ngày
+ 28 ngày
Độ ẩm

Đơn
vị

Kết
quả

Yêu cầu ASTM
C618-00

%

10

%

80,2

≥ 75,0
≥ 75,0

ASTM C311-00

%

0,57

<3,0

ASTM C311-00
ASTM C311-00

Phương pháp thử

TCVN4030:1985

4

Hàm lượng mất khi
nung

%

5,47

≤6,0

5

Hàm lượng SiO 2

%

53,98

(SiO 2 + Fe 2 O 3

6

Hàm lượng Fe 2 O 3

%

9,24

+ Al 2 O 3 )

7

Hàm lượng Al 2 O 3

%

20,27

≥ 70,0

8

Khối lượng riêng

g/cm3

2,12

TCVN4030-03

9

Hoạt tính cường độ
tuổi 90 ngày

%

101,1

TCVN6016:95

Luận văn thạc sĩ

ASTM C311-00

Chuyên ngành xây dựng công trình thủy