Nghiên cứu thiết kế thành phần bê tông tự đầm dùng cho công trình xây dựng tại tỉnh quảng ngãi

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
-----  -----

NGUYỄN PHỈ PHƢƠNG

NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ THÀNH PHẦN
BÊ TÔNG TỰ ĐẦM DÙNG CHO CÔNG TRÌNH
XÂY DỰNG TẠI TỈNH QUẢNG NGÃI

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

Đà Nẵng – Năm 2018


ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
-----  -----

NGUYỄN PHỈ PHƢƠNG

NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ THÀNH PHẦN BÊ TÔNG
TỰ ĐẦM DÙNG CHO CÔNG TRÌNH XÂY DỰNG TẠI
TỈNH QUẢNG NGÃI

Chuyên ngành : Kỹ thuật xây dựng công trình giao thông
Mã số
:
60.58.02.05

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: PGS. TS. HOÀNG PHƢƠNG HOA

Đà Nẵng - Năm 2018


i

LỜI CAM ĐOAN
Tôi cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu, kết quả
nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình
nào khác.
Ngƣời cam đoan

Nguyễn Phỉ Phƣơng


ii

MỤC LỤC
TRANG PHỤ BÌA
LỜI CAM ĐOAN ........................................................................................................... i
MỤC LỤC ......................................................................................................................ii
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, TỪ VIẾT TẮT .......................................................... vi
DANH MỤC CÁC BẢNG......................................................................................... viii
MỞ ĐẦU ......................................................................................................................... 1
1. Lý do lựa chọn đề tài ............................................................................................... 1
2. Mục tiêu nghiên cứu ................................................................................................ 2
3. Đối tƣợng, phạm vi nghiên cứu và ý nghĩa ............................................................. 2
4. Phƣơng pháp nghiên cứu ......................................................................................... 2

5. Kết cấu luận văn ...................................................................................................... 2
CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN ......................................................................................... 3
1.1. KHÁI QUÁT VỀ BÊTÔNG TỰ ĐẦM ................................................................... 3
1.2. SỰ PHÁT TRIỂN VÀ TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG BTTĐ
TRÊN THẾ GIỚI............................................................................................................. 5
1.3. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU, ỨNG DỤNG BTTĐ Ở VIỆT NAM ........................ 8
1.4. NHỮNG YÊU CẦU VÀ NGUYÊN TẮC CƠ BẢN CỦA BTTĐ ....................... 10
1.5. THÀNH PHẦN VẬT LIỆU CỦA BTTĐ .............................................................. 11
1.5.1. Bột khoáng ...................................................................................................... 11
1.5.2. Xi măng .......................................................................................................... 11
1.5.3. Chất độn .......................................................................................................... 11
1.5.4. Cốt liệu ............................................................................................................ 12
1.5.5. Phụ gia ............................................................................................................. 12
1.6. THIẾT KẾ HỖN HỢP BTTĐ ................................................................................ 13
1.6.1. Một số phƣơng pháp thiết kế BTTĐ ............................................................... 13
1.6.2. Thành phần vật liệu của BTTĐ ....................................................................... 16
1.7. PHƢƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG LÀM VIỆC CỦA
BTTĐ ............................................................................................................................. 16
1.7.1. Thử độ chảy xoè ............................................................................................. 17
1.7.2. Thí nghiệm độ linh động và khả năng tự chảy của BTTĐ .............................. 17
1.7.3. Thí nghiệm kiểu chữ U, vòng J và chữ L ........................................................ 18
1.7.3.1. Thí nghiệm kiểu chữ U (U Type) ............................................................ 18
1.7.3.2. Phƣơng pháp thử vòng J (J ring: ASTM C 1621/C 1621M) ................... 18
1.7.3.4. Thí nghiệm kiểu hộp chữ L...................................................................... 19
1.8. TÍNH CHẤT CỦA BTTĐ SAU KHI HÌNH THÀNH CƢỜNG ĐỘ .................... 21
1.8.1. Cƣờng độ chịu nén .......................................................................................... 21
1.8.2. Cƣờng độ chịu kéo khi uốn ............................................................................. 21


iii

1.8.3. Mô đun đàn hồi ............................................................................................... 21
1.8.4. Từ biến ............................................................................................................ 21
1.8.5. Co ngót ............................................................................................................ 22
1.8.6. Hệ số giãn nở nhiệt.......................................................................................... 22
1.8.7. Lực dính với cốt thép thƣờng và cốt thép ứng suất trƣớc ............................... 22
1.8.8. Khả năng chống cắt tại các mặt phẳng đổ ....................................................... 22
1.8.9. Khả năng chống phá hủy do nhiệt độ cao ....................................................... 23
1.8.10. Độ bền .......................................................................................................... 23
1.9. CƠ SỞ KHOA HỌC ĐỂ ỨNG DỤNG BTTĐ VÀO XÂY DỰNG CÔNG
TRÌNH ........................................................................................................................... 23
1.10. KẾT LUẬN CHƢƠNG ........................................................................................ 24
CHƢƠNG 2. NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ THÀNH PHẦN CẤP PHỐI BTTĐ
CÓ CƢỜNG ĐỘ CHỊU NÉN 40Mpa, 50Mpa .......................................................... 25
2.1. SƠ LƢỢC VỀ MỘT SỐ MỎ VẬT LIỆU TẠI QUẢNG NGÃI ........................... 25
2.1.1. Về vị trí và tình hình đầu tƣ tại Quảng Ngãi ................................................... 25
2.1.2. Về đá xây dựng ............................................................................................... 25
2.1.3. Về đá cát xây dựng .......................................................................................... 26
2.1.4. Phụ gia khoáng tro bay.................................................................................... 27
2.2. LỰA CHỌN, THÍ NGHIỆM CÁC CHỈ TIÊU CƠ LÝ CỦA VẬT LIỆU............. 28
2.2.1. Lựa chọn vật liệu ............................................................................................. 28
2.2.1.1. Cốt liệu thô (Đá 5x10 và 10x20) ............................................................. 28
2.2.1.2. Cốt liệu mịn (Cát) .................................................................................... 28
2.2.1.3. Xi măng.................................................................................................... 28
2.2.1.4. Phụ gia khoáng hoạt tính ......................................................................... 28
2.2.1.5. Phụ gia siêu dẻo ....................................................................................... 28
2.2.2. Thí nghiệm các chỉ tiêu cơ lý của cốt liệu ...................................................... 29
2.3. THIẾT KẾ THÀNH PHẦN CẤP PHỐI BTTĐ ..................................................... 34
2.3.1. Các yêu cầu về đặc tính của BTTĐ ................................................................. 34
2.3.2. Lựa chọn và thiết kế cấp phối ......................................................................... 34
2.3.3. Cƣờng độ chịu nén của cấp phối bê tông ........................................................ 36

2.3.4. Cƣờng độ chịu kéo khi uốn của cấp phối bê tông ........................................... 42
2.3.5. Độ đồng nhất của bê tông................................................................................ 43
2.3.6. Cấp chống thấm của bê tông ........................................................................... 45
2.4. MỘT SỐ CẤP PHỐI BTTĐ ÁP DỤNG CHO MỘT SỐ KẾT CẤU CÔNG
TRÌNH ........................................................................................................................... 47
2.4.1. Cấp phối BTTĐ dùng cho kết cấu có kích thƣớc lớn, khoảng cách cốt thép
lớn (≥ 150mm) ............................................................................................................... 47
2.4.2. Cấp phối BTTĐ dùng cho kết cấu tƣờng mỏng, kết cấu có bề dày nhỏ, mật
độ cốt thép dày............................................................................................................... 47


iv
2.4.3. Cấp phối BTTĐ dùng để sửa chữa kết cấu cũ, khuyết tật .............................. 49
2.5. SO SÁNH TÍNH HIỆU QUẢ GIỮA BTTĐ VỚI BÊTÔNG THƢỜNG .............. 49
2.5.1. Các chỉ tiêu kỹ thuật ........................................................................................ 50
2.5.2. Chi phí vật liệu cho một đơn vị bê tông và giá thành công trình .................... 50
2.6. KẾT LUẬN CHƢƠNG .......................................................................................... 54
CHƢƠNG 3. CÔNG NGHỆ THI CÔNG BTTĐ VÀ ĐỀ XUẤT SỬ DỤNG
BTTĐ VÀO MỘT SỐ KẾT CẤU XÂY DỰNG TẠI ĐỊA PHƢƠNG .................... 55
3.1. ĐIỀU KIỆN THI CÔNG THỰC TẾ ...................................................................... 55
3.1.1. Con ngƣời ........................................................................................................ 55
3.1.2. Nguồn nguyên vật liệu .................................................................................... 55
3.1.3. Công nghệ và thiết bị ...................................................................................... 55
3.2. SẢN XUẤT VÀ THI CÔNG BTTĐ ...................................................................... 56
3.2.1. Chuẩn bị vật liệu ............................................................................................. 56
3.2.2. Trộn bê tông .................................................................................................... 57
3.2.3. Thiết bị trộn và quy trình trộn hổn hợp BTTĐ ............................................... 57
3.2.3.1. Thiết bị trộn ............................................................................................. 57
3.2.3.2. Quy trình trộn hổn hợp BTTĐ ................................................................. 57
3.2.4. Kiểm soát chất lƣợng sản phẩm ...................................................................... 58

3.2.4.1. Kiểm soát chất lƣợng vật liệu .................................................................. 58
3.2.4.2. Kiểm soát chất lƣợng bê tông .................................................................. 59
3.2.5. Vận chuyển bê tông đến cấu kiện, đổ bê tông và hoàn thiện bề mặt .............. 60
3.2.5.1. Vận chuyển bê tông đến cấu kiện ............................................................ 60
3.2.5.2. Đổ bê tông ................................................................................................ 60
3.2.5.3. Hoàn thiện bề mặt .................................................................................... 63
3.2.6. Nhân lực tham gia thực hiện công đoạn chế tạo và thi công .......................... 63
3.2.7. Bảo dƣỡng bê tông .......................................................................................... 63
3.2.8. Xác nhận và kiểm tra hiện trƣờng .................................................................. 64
3.3. ĐỀ XUẤT ỨNG DỤNG BTTĐ VÀO MỘT SỐ KẾT CẤU XÂY DỰNG .......... 64
3.3.1. Ứng dụng BTTĐ trong thi công các kết cấu đúc sẵn ...................................... 64
3.3.2. Ứng dụng BTTĐ để thi công các kết cấu đổ tại chỗ ....................................... 65
3.3.2.1. Bê tông khối lớn, trụ cầu, trụ tháp ........................................................... 65
3.3.2.2. Kết cấu tƣờng mỏng................................................................................. 66
3.3.2.3. Ống thép nhồi bê tông .............................................................................. 67
3.3.3. Sử dụng BTTĐ sửa chữa kết cấu bê tông cũ, các kết cấu bị khuyết tật.......... 67
3.3.4. Sử dụng BTTĐ thi công kè bê tông - đá hộc đổ đống .................................... 68
3.3.5. Sử dụng BTTĐ liên kết các thùng chìm và với nền ở dự án đê biển [12] ...... 69
3.4. ĐỀ XUẤT SỬ DỤNG BTTĐ ĐỂ SỬA CHỮA BẢN ĐÁY BTCT TẠI CÁC
CÔNG TRÌNH CẢNG .................................................................................................. 70
3.4.1. Đặc điểm đối với việc sửa chữa bản đáy BTCT ............................................. 70


v
3.4.2. Yêu cầu đối với công nghệ sửa chữa .............................................................. 71
3.4.3. Nguyên tắc chung của công nghệ ................................................................... 71
3.4.4. Nội dung đề xuất công nghệ sửa chữa bản đáy BTCT ................................... 71
3.4.4.1. Nghiên cứu về vật liệu ............................................................................. 71
3.4.4.2. Nghiên cứu về công nghệ thi công .......................................................... 73
3.4.4.3. Đề xuất công nghệ sửa chữa bản đáy BTCT tại cầu cảng PTSC Dung Quất...................................................................................................................... 75

3.5. KẾT LUẬN CHƢƠNG .......................................................................................... 80
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ..................................................................................... 81
TÀI LIỆU THAM KHẢO


vi

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, TỪ VIẾT TẮT
STT

Các ký hiệu,
từ viết tắc

1

AASHTO

2

ASTM

3
4
5
6
7
8
9
10

BTTĐ
BTCT
Cp1
Cp2
CT40
CT50
Cp40S
DƢL

11

EFNARC

12

HRWR

13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25

26
39
40

M401-1
M402-1
M401-2
M402-2
M501-1
M502-1
M501-2
M502-2
M1-240
M2-240
M1-150
M2-150
M1-S40
M2-S40
M401
M402

Giải thích
American Association of State Highway and Transportation
Officials - Hiệp hội Quan chức Giao thông và Xa lộ Tiểu
bang Mỹ
American Society for Testing and Material – Hiệp hội thí
nghiệm vật liệu Hoa Kỳ
Bê tông tự đầm
Bê tông cốt thép
Cấp phối 1

Cấp phối 2
Mẫu chống thấm, cấp phối 2 - 40Mpa
Mẫu chống thấm, cấp phối 1 - 50Mpa
Cấp phối – 40Mpa dùng để sửa chữa
Dự ứng lực
The European Federation of Specialist Construction
Chemicals and Concrete systems - Ủy ban Châu Âu về hệ
thống bê tông và các hóa chất đặc biệt dùng trong xây dựng.
High-Range Water Reducer (concrete admixture) – Phụ gia
giảm nƣớc cao
Mẫu nén 1, cấp phối 1 - 40Mpa
Mẫu nén 2, cấp phối 1 - 40Mpa
Mẫu nén 1, cấp phối 2 - 40Mpa
Mẫu nén 2, cấp phối 2 - 40Mpa
Mẫu nén 1, cấp phối 1 - 50Mpa
Mẫu nén 2, cấp phối 1 - 50Mpa
Mẫu nén 1, cấp phối 2 - 50Mpa
Mẫu nén 2, cấp phối 2 - 50Mpa
Mẫu kéo uốn 1, cấp phối 2 - 40Mpa
Mẫu kéo uốn 2, cấp phối 2 - 40Mpa
Mẫu kéo uốn 1, cấp phối 1 - 50Mpa
Mẫu kéo uốn 2, cấp phối 1 - 50Mpa
Mẫu nén 1, cấp phối – 40Mpa dùng để sửa chữa
Mẫu nén 2, cấp phối – 40Mpa dùng để sửa chữa
Mẫu nén 1 – 40Mpa nguyên trạng
Mẫu nén 2 – 40Mpa nguyên trạng


vii

41
42
43
44
45
46
47
48

Các ký hiệu,
từ viết tắc
M40s1
M40s2
Mku1
Mku2
Mku1r
Mku2r
Mku1m
Mku2m

49

JSCE

50
51
52
53
54
55

PTSC
PTI
QL1A
TN
SCC
W/F

STT

Giải thích
Mẫu nén 1 – 40Mpa sửa chữa
Mẫu nén 2 – 40Mpa sửa chữa
Mẫu kéo uốn 1 – 40Mpa nguyên trạng
Mẫu kéo uốn 2 – 40Mpa nguyên trạng
Mẫu kéo uốn 1 – 40Mpa tạo rãnh
Mẫu kéo uốn 2 – 40Mpa tạo rãnh
Mẫu kéo uốn 1 – 40Mpa đục phá bề mặt
Mẫu kéo uốn 2 – 40Mpa đục phá bề mặt
Japan Society of Civil Engineering - Hiệp hội các Kỹ sƣ dân
dụng Nhật Bản
PetroVietNam Technical Services Corporation
Post Tensioning Institute - Viện công nghệ DƢL kéo sau
Quốc lộ 1A
Thí nghiệm
Self-compacting concrete
Water/Flour - Nƣớc/Bột


viii

DANH MỤC CÁC BẢNG

Số hiệu
bảng
1.1.
1.2.
1.3.
1.4.
2.1.
2.2.
2.3.
2.4.
2.5.
2.6.
2.7.
2.8.
2.9.
2.10.
2.11.
2.12.
2.13.
2.14.
2.15.
2.16.
2.17.
2.18.
2.19.
2.20.

Tên bảng

Trang

Một số công trình điển hình có sử dụng BTTĐ
Các loại phụ gia siêu dẻo
Các phƣơng pháp thí nghiệm đánh giá khả năng làm việc của
BTTĐ
Các chỉ tiêu đƣợc chấp thuận của BTTĐ
Kết quả sàng thành phần hạt của đá 1x2
Kết quả sàng thành phần hạt của đá 0,5x1
Kết quả sàng thành phần hạt của đá phối 50% đá 1x2 và 50%
đá 0,5x1
Chỉ tiêu cơ lý của đá phối 50% đá 1x2 và 50% đá 0,5x1
Kết quả chỉ tiêu cơ lý của cát sông Trà Khúc
Kết quả sàng thành phần hạt của cát sông Trà Khúc
Kết quả thí nghiệm chỉ tiêu cơ lý của Xi măng PC 40 Kim
Đỉnh
Các chỉ tiêu cơ lý, hóa của tro bay (số liệu của nhà sản xuất )
Yêu cầu về đặc tính của BTTĐ 40Mpa và 50 Mpa
Thành phần vật liệu cho 1m3 bê tông 40Mpa (cấp phối 1)
Thành phần vật liệu cho 1m3 bê tông 40Mpa (cấp phối 2)
Kết quả thí nghiệm nén mẫu bê tông cấp phối 1 – 40Mpa 3
ngày
Kết quả thí nghiệm nén mẫu bê tông cấp phối 1 – 40Mpa 7
ngày
Kết quả thí nghiệm nén mẫu bê tông cấp phối 1 – 40Mpa 28
ngày
Kết quả thí nghiệm nén mẫu bê tông cấp phối 2 – 40Mpa 3
ngày

Kết quả thí nghiệm nén mẫu bê tông cấp phối 2 – 40Mpa 7
ngày
Kết quả thí nghiệm nén mẫu bê tông cấp phối 2 – 40Mpa 28
ngày
Kết quả tổng hợp cƣờng độ chịu nén của cấp phối 1&2-40Mpa
Thành phần vật liệu cho 1m3 bê tông 50Mpa (Cấp phối 1)
Thành phần vật liệu cho 1m3 bê tông 50Mpa (Cấp phối 2)

8
13
16
20
29
30
30
31
32
32
33
34
34
34
35
36
36
36
36
37
37
37

38
38


ix
Số hiệu
bảng
2.21.
2.22.
2.23.
2.24.
2.25.
2.26.
2.27.
2.28.
2.29.
2.30.
2.31.
2.32.
2.33.
2.34.
2.35.
2.36.
2.37.
2.38.
2.39.
2.40.
2.41.
2.42.
3.1.

3.2.

Tên bảng
Kết quả thí nghiệm nén mẫu bê tông cấp phối 1 – 50Mpa 3
ngày
Kết quả thí nghiệm nén mẫu bê tông cấp phối 1 – 50Mpa 7
ngày
Kết quả thí nghiệm nén mẫu bê tông cấp phối 1 – 50Mpa 28
ngày
Kết quả thí nghiệm nén mẫu bê tông cấp phối 2 – 50Mpa 3
ngày
Kết quả thí nghiệm nén mẫu bê tông cấp phối 2 – 50Mpa 7
ngày
Kết quả thí nghiệm nén mẫu bê tông cấp phối 2 – 50Mpa 28
ngày
Kết quả tổng hợp cƣờng độ chịu nén của cấp phối 1&2-50Mpa
Kết quả cƣờng độ chịu kéo khi uốn bê tông 40Mpa
Kết quả cƣờng độ chịu kéo khi uốn bê tông 50Mpa
Kết quả thí nghiệm độ đồng nhất của bê tông 40Mpa
Kết quả thí nghiệm độ đồng nhất của bê tông 50Mpa
Kết quả thí nghiệm chống thấm mẫu bê tông 40Mpa
Kết quả thí nghiệm chống thấm mẫu bê tông 50Mpa
Thành phần vật liệu cho 1m3 bê tông 40Mpa dùng cho kết cấu
tƣờng mỏng kết cấu có bề dày nhỏ, mật độ cốt thép dày
Thành phần vật liệu cho 1m3 bê tông 40Mpa dùng để sửa chữa
kết cấu
Kết quả hình thành cƣờng độ chịu nén của 2 cấp phối 40Mpa
Chi phí vật liệu cho 1m3 bê tông thƣờng 40Mpa – thi công tại
Nhà máy lọc dầu Dung Quất – Quảng Ngãi
Chi phí vật liệu cho 1m3 BTTĐ 40Mpa

So sánh chi phí thi công bằng bê tông thƣờng và BTTĐ
So sánh thời gian thi công bằng bê tông thƣờng và BTTĐ
So sánh chi phí đầu tƣ các công trình ở miền tây Nam bộ
So sánh tổng giá thành hạng mục bê tông công trình sử dụng
bê tông thƣờng (cống truyền thống) và sử dụng BTTĐ (đập xà
lan)
Yêu cầu về chỉ tiêu kỹ thuật của vật liệu dùng cho BTTĐ
Thành phần vật liệu cho 1m3 bê tông 40Mpa dùng để sửa chữa
kết cấu cũ

Trang
38
39
39
39
39
40
40
42
42
44
45
46
47
49
49
50
51
52
52

52
53
53
56
71


x
Số hiệu
bảng
3.3.
3.4.
3.5.
3.6.
3.7.
3.8.
3.9.

Tên bảng
Kết quả thí nghiệm nén mẫu bê tông 40Mpa dùng để sửa chữa
- 3 ngày
Kết quả thí nghiệm nén mẫu bê tông 40Mpa dùngđể sửa chữa 7 ngày
Kết quả thí nghiệm nén mẫu bê tông 40Mpa dùng để sửa chữa
- 28 ngày
Cƣờng độ chịu kéo khi uốn bê tông 40Mpa dùng để sửa chữa
Kết quả nén mẫu so sánh các mẫu bê tông 40Mpa
Kết quả thí nghiệm cƣờng độ kéo khi uốn của mẫu bê tông
Bảng so sánh giá thành loại vật liệu sử dụng để sửa chữa bản
đáy BTCT

Trang
72
72
72
72
74
75
80


xi
DANH MỤC CÁC HÌNH

Số hiệu
hình
1.1.
1.2.
1.3.
1.4.
1.5.
1.6.
1.7.
1.8.
1.9.
1.10.
1.11.
1.12.
1.13.
2.1.
2.2.

2.3.

2.4.
2.5.
2.6.
2.7.
2.8.
2.9.
2.10.
2.11.
2.12.
2.13.

Tên hình

Trang

Biểu đồ khối lƣợng BTTĐ sử dụng tại Nhật Bản từ 1990-2000
Sản xuất cấu kiện đúc sẵn bằng BTTĐ
Mố neo của cầu Akashi-Kaikyo và lớp phủ mặt đƣờng
Tòa nhà Burj Khalifa (Dubai-UAE)
Nút liên kết dầm cột tòa nhà T34 Trung Hòa- Nhân Chính -Hà
Nội
Hình ảnh thi công cầu Đông Trù - Hà Nội
Nguyên tắc cơ bản để sản xuất BTTĐ theo Okamura
Quy trình thiết kế thành phần cấp phối BTTĐ
Dụng cụ thí nghiệm và cách xác định giá trị độ chảy xòe
Cấu tạo phễu V
Dụng cụ thí nghiệm kiểu chữ U
Dụng cụ thí nghiệm kiểu vòng J

Dụng cụ thí nghiệm kiểu hộp chữ L
Dây chuyền sản xuất đá tại mỏ đá Phƣớc Hòa – Dung Quất Quảng Ngãi
Hình ảnh khai thác cát tại sông Trà Khúc- TP Quảng Ngãi
Sản phẩm tro bay và dây chuyền xử lý tro bay nhiệt điện của
Công
ty
CP
Sông
Đà
Cao
Cƣờng
baoxaydung.com.vn, 06/01/2017
Một số hình ảnh lấy mẫu đá, cát tại trạm bê tông Công ty Cổ
phần Thƣơng mại ABH Thiên Tân (evernew)và thí nghiệm tại
Phòng Las –XD 350-Dung Quất
Biểu đồ bao thành phần hạt của đá 1x2
Biểu đồ bao thành phần hạt của đá 0,5x1
Biểu đồ bao thành phần hạt của đá sau khi phối Dmax20mm
Biểu đồ bao thành phần hạt của đá cát sông Trà Khúc
Hình ảnh thí nghiệm các đặc tính của bê tông tại Phòng Las –
XD 350
Biểu đồ cƣờng độ chịu nén của BTTĐ cấp phối 1&2-40Mpa
Biểu đồ cƣờng độ chịu nén của BTTĐ cấp phối 1&2-50Mpa
Một số hình ảnh đúc mẫu, nén mẫu tại Phòng Las –XD 350
Hình ảnh thí nghiệm chịu kéo khi uốn và biểu đồ so sánh cƣờng

6
6
7
7

9
9
10
15
17
17
18
18
19
26
26
27

29
30
30
31
33
35
37
40
41
43


xii
Số hiệu
hình

2.14.

2.15.
2.16.
2.17.
3.1.
3.2.
3.3.
3.4.
3.5.
3.6.
3.7.
3.8.
3.9.
3.10.
3.11.
3.12.
3.13.
3.14.
3.15.
3.16.
3.17.
3.18.
3.19.
3.20.
3.21.

Tên hình
độ chịu kéo khi uốn so với cƣờng độ chịu nén của BTTĐ
40Mpa và 50Mpa
Hình ảnh text máy và siêu âm đo độ đồng nhất tại Phòng Las –
XD 35

Hình ảnh ứng dụng BTTĐ để thi công đập sà lan di động ở các
tỉnh Đồng bằng sông Cửu Long.
Cƣờng độ chịu nén của bê tông thƣờng và bê tông thự đầm
40Mpa
Hình ảnh thi công bê tông tự đồng và bê tông truyền thống
Sơ đồ tóm tắt quy trình trộn BTTĐ
Quy trình kiểm soát chất lƣợng sản phẩm BTTĐ
Máy bơm, van cấp bê tông cho giải pháp bơm từ chân ván
khuôn
Bơm BTTĐ từ dƣới chân vách lên
Chống đỡ vách phục vụ cho giải pháp bơm bê tông từ trên
xuống
Thi công BTTĐ bằng máng đổ và thùng đổ
Hoàn thiện bề mặt cấu kiện bê tông
Các cấu kiền đúc sẵn: cừ bê tông, dầm DƢL và đập xà lan di
động
Dầm ngang liên kết tháp, tháp cầu, mố neo
Kết cấu tƣờng mỏng đƣợc thi công bằng BTTĐ và bề mặt hoàn
thiện
Cầu vòm ống thép nhồi bê tông – Cầu Đông Trù, Cầu Xóm Củi
Kết cấu BTCT bản đáy bị hƣ hỏng, kết cấu dầm khuyết tật
Phƣơng pháp thi công kè BTTĐ – đá hộc đổ đống
Quy hoạch tổng thể tuyến đê biển Vũng Tàu – Gò Công
Kết cấu đê biển Vũng Tàu – Gò Công bằng thùng chìm
Phƣơng pháp thi công BTTĐ liên kết thùng chìm với nền
Hính ảnh mẫu bê tông trƣớc, trong và sau khi tạo rãnh
Hình ảnh mẫu chuẩn bị rót bê tông vào và sau khi đã rót bê tông
vào
Hình ảnh giai đoạn tạo mẫu thí nghiệm
Hình ảnh lắp mẫu chịu kéo khi uốn vào lại khuôn

Một số hình ảnh hƣ hỏng thƣờng gặp ở bản đáy của các cầu
cảng

Trang

43
48
50
51
58
59
61
61
62
62
63
64
66
66
67
68
68
69
69
70
73
73
74
75
76

xiii
Số hiệu
hình
3.22.
3.23.
3.24.
3.25.

Tên hình

Trang

Mặt cắt ngang thiết kế, hoàn công bến cảng PTSC – Dung Quất
Mô phỏng hƣ hỏng bản đáy tại cảng PTSC trong tƣơng lai
Mặt cắt ngang mô phỏng giải pháp sửa chữa bản đáy BTCT
Một số hình ảnh mô phỏng trình tƣ sửa chữa bản đáy BTCT

77
77
78
79


xiv

NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ THÀNH PHẦN BÊ TÔNG TỰ ĐẦM DÙNG CHO
CÔNG TRÌNH XÂY DỰNG TẠI TỈNH QUẢNG NGÃI
Học viên: Nguyễn Phỉ Phƣơng. Chuyên ngành: Kỹ thuật XDCT giao thông

Mã số: 60.58.02.05. Khóa: 32 – XGT. Trƣờng Đại học Bách khoa - ĐHĐN

Tóm tắt: Thi công bê tông tại các công trình xây dựng thƣờng phải đầm nén, rung để tăng tính
đồng nhất và độ đặc sít của cấu trúc bê tông nhằm nâng cao chất lƣợng. Đối với những cấu kiện phức
tạp, có mật độ cốt thép dày đặc hoặc ở những vị trí không thể thi công đầm nén, rung đƣợc thì phải
cần một loại bê tông có tính chảy dẻo cao, không bị phân tầng và tự đầm chặt do trọng lƣợng bản thân
mà không cần đến năng lƣợng đầm rung. BTTĐ là loại bê tông có khả năng đáp ứng các yêu cầu trên.
Mục đích của luận văn là nghiên cứu thiết kế thành phần cấp phối BBTĐ mác 40Mpa, 50Mpa sử
dụng cốt liệu sẵn có tại địa phƣơng. Cụ thể cốt liệu trong thành phần cấp phối BTTĐ là cát sông Trà
Khúc, đá dăm mỏ Phƣớc Hòa – Dung Quất, xi măng PC40 Kim Đỉnh, nƣớc, phụ gia siêu hóa dẻo
vicorete 3000-20 và phụ gia khoáng tro bay nhiệt điện Phả Lại. Kết quả nghiên cứu cho thấy có thể
chế tạo đƣợc một cấp phối BTTĐ có các đặc tính đảm bảo yêu cầu, phù hợp với mục đích sử dụng và
cƣờng độ chịu nén của nó có thể lên đến 60Mpa.
Từ khóa: Bê tông tự đầm, tro bay, phụ gia siêu hóa dẻo, độ chảy xòe, không phân tầng.

A STUDY ON DESIGNING SELF-COMPACTING CONCRETE FOR CONSTRUCTION
WORK IN QUANG NGAI PROVINCE
Abstract: In order to improve quality of construction, compacting and vibration are required to
increase the uniformity and strength of structure of concrete which is put into use in construction
sites. In case of structures with densely packed steel or in places where it is not feasible to compacting
and vibration, it is required a highly flexible concrete that is not stratified and self compacting caused
by its own weight without vibration. It is self- compacting concrete that is capable of meeting
requirements mentioned above.
The purpose of the thesis is to study designing ingredients of self-compacting concrete at
40Mpa, 50Mpa using local available materials, in particular sand of Tra Khuc River, ground stones
from Phuoc Hoa - Dung Quat mine, water, Kim Đinh PC40 Cement, vicorete 3000-20
superplasticizer and Pha Lai Thermoelectric Fly Ash . The reseach reveals that self compacting
concrete possesses characteristics meeting its requirements. It is in accordance with the intended use
and its compressive strength can be up to 60Mpa.
Key words: Self-compacting concrete, fly ash, superplasticizer, spreading, no tratification.

1

MỞ ĐẦU
1. Lý do lựa chọn đề tài
Đất nƣớc ngày càng phát triển và lớn mạnh, trình độ dân trí, đời sống ngƣời dân
ngày một cải thiện và nâng cao, nhu cầu đi lại, trao đổi giao lƣu văn hóa, kinh tế giữa
các vùng miền ngày một tăng lên, hƣởng thụ của đại bộ phận ngƣời dân cũng đang dần
thay đổi. Bên cạnh đó, dân số ngày càng tăng nhanh, đặc biệt là dân số đô thị đã làm
cho đất đai ngày càng bị thu hẹp và đắt đỏ, dẫn đến tận dụng triệt để và sử dụng đất, sử
dụng không gian hiệu quả trong đô thị là điều cần thiết. Các công trình giao thông có
khẩu độ vƣợt nhịp lớn, các công trình có kết cấu thanh mảnh, các nhà cao tầng ra đời
là một lựa chọn phù hợp để có thể đáp ứng các điều kiện về mỹ quan công trình, cảnh
quan đô thị, về sử dụng đất, sử dụng không gian, lợi ích về kinh tế - xã hội và nó là
một phần tất yếu của phát triển đô thị, phát triển kinh tế vùng, thể hiện đƣợc sức mạnh
và trình độ của một địa phƣơng, vùng miền và đất nƣớc.
Tuy nhiên, nhìn vào thực trạng thi công các công trình xây dựng hiện nay ở Việt
Nam nói chung và địa phƣơng tỉnh Quảng Ngãi nói riêng ta thấy còn nhiều vấn đề cần
phải giải quyết: khả năng vƣợt nhịp, mỹ quan công trình và chiều cao công trình vẫn
còn bị hạn chế bởi tính năng vật liệu, chất lƣợng thi công công trình khó kiểm soát,
tình trạng tai nạn lao động trong quá trình xây dựng diễn ra ngày một nhiều, phứp tạp
và đặc biệt quá trình thi công xây dựng thƣờng bị kéo dài. Trong khi đó xét về nguồn
tài nguyên cát, đá và các loại phụ gia khoáng cần thiết khác tại các vùng miền, địa
phƣơng trên cả nƣớc lại hết sức phong phú và đang dạng.
Việc nghiên cứu, lựa chọn và ứng dụng các loại vật liệu, công nghệ thi công tiên
tiến vào các công trình xây dựng hiện nay nhằm phù hợp với điều kiện của Việt Nam,
điều kiện các vùng miền và cho riêng ở địa bàn tỉnh Quảng Ngãi là điều hết sức cần
thiết. Xuất phát từ lý do trên, tôi chọn đề tài “Nghiên cứu thiết kế thành phần Bê tông
tự đầm dùng cho công trình xây dựng tại tỉnh Quảng Ngãi” để làm đề tài nghiên cứu.

Công nghệ BTTĐ đã lan rộng trên toàn Thế giới, nguyên nhân là do nó khắc phục
đƣợc một số nhƣợc điểm của bê tông thông thƣờng. Dù vậy, ở Việt Nam và khu vực nó
vẫn còn hạn chế, các hiểu biết về BTTĐ chỉ tập trung vào một số ít các cơ quan nghiên
cứu, các trƣờng Đại học, một số hãng cung cấp phụ gia. Chính vì lẽ đó mà tính thƣơng
mại hóa của loại bê tông này tại các địa phƣơng, vùng miền trên cả nƣớc là chƣa cao. Vì
vậy, vấn đề đặt ra ở đây là để đƣa loại vật liệu BTTĐ vào sử dụng cho các công trình
xây dựng trong thời gian đến, cần phải đi sâu nghiên cứu các vấn đề sau:
1. Cần phải nghiên cứu kỹ hơn về những tính chất cơ lý của BTTĐ, có đƣợc đầy
đủ những tính chất trên thì việc đƣa sản phẩm vào xây dựng các công trình mới bảo
đảm độ tin cậy và nâng cao hiệu quả kinh tế.
2. BTTĐ là sản phầm phụ thuộc vào điều kiện môi trƣờng và thành phần cấp
phối, độ ẩm vật liệu đầu vào để tạo ra nó. Vì vậy, rất cần thiết phải tiến hành nghiên


2
cứu đến việc sử dụng cốt liệu địa phƣơng để sản xuất BTTĐ.
3. Một số kết cấu công trình xây dựng dùng bê tông truyền thống để thi công, do
một số nguyên nhân khác nhau dẫn đến chƣa đảm bảo về mặt thẩm mỹ, độ bền hoặc
thi công trong điều kiện khó khăn tuy vẫn đạt yêu cầu về chất lƣợng nhƣng hiệu quả
kinh tế thì chƣa cao.
2. Mục tiêu nghiên cứu
Mục tiêu chính của nghiên cứu này là để đi sâu nghiên cứu tính khả thi của việc
sử dụng BTTĐ tại địa phƣơng bằng cách khảo sát các thuộc tính cơ bản của các loại
vật liệu dùng trong BTTĐ và độ bền của hỗn hợp bêtông sau khi sử dụng.
Mục tiêu cụ thể của nghiên cứu này là tiến hành khảo sát đối với sự phát triển
cƣờng độ của một thiết kế cấp phối BTTĐ phù hợp bằng việc sử dụng cốt liệu địa
phƣơng và để đánh giá hiệu quả của cấp phối BTTĐ đƣợc lựa chọn theo cƣờng độ, độ
bền và các tiêu chí sử dụng khác. Các mục tiêu cụ thể:
1. Để thiết kế cấp phối BTTĐ thích hợp sử dụng cốt liệu địa phƣơng.
2. Để đánh giá sự phát triển cƣờng độ và độ bền của BTTĐ.

3. Để có thể ứng dụng BTTĐ vào thực tế sản xuất.
3. Đối tƣợng, phạm vi nghiên cứu và ý nghĩa
Đối tƣợng nghiên cứu này là thiết kế thành phần BTTĐ bằng việc sử dụng các
loại vật liệu sẵn có ở địa phƣơng.
Phạm vi của nghiên cứu của đề tài giới hạn trong việc tính toán, thiết kế thành
phần cấp phối BTTĐ có cƣờng độ chịu nén 40Mpa và 50Mpa sử dụng cốt liệu địa
phƣơng đáp ứng đƣợc các đặc tính về độ chảy xoè, khả năng tự làm đầy, khả năng
chảy xuyên qua các khu vực hạn chế, khả năng chống phân tầng và đảm bảo các yêu
cầu về cƣờng độ, độ bền, độ ổn định và các yêu cầu khai thác khác của bê tông.
Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của nghiên cứu này nhằm cung cấp một số thông
số thực tế của BTTĐ sử dụng vật liệu địa phƣơng. Từ đó đề xuất sử dụng loại vật liệu
này trong xây dựng các công trình xây tại tỉnh Quảng Ngãi trong thời gian tới.
4. Phƣơng pháp nghiên cứu
Nghiên cứu lý thuyết kết hợp phƣơng pháp thực nghiệm.
5. Kết cấu luận văn
Ngoài phần mở đầu, kết luận và kiến nghị, phụ lục và tài liệu tham khảo, luận
văn đƣợc chia làm 3 chƣơng nhƣ sau:
Chƣơng 1: Tổng Quan.
Chƣơng 2: Nghiên cứu thiết kế thành phần BTTĐ có cƣờng độ chịu nén
40Mpa, 50Mpa.
Chƣơng 3: Công nghệ thi công BTTĐ và đề xuất ứng dụng BTTĐ vào một số
kết cấu, công trình xây dựng tại tỉnh Quảng Ngãi.


3

CHƢƠNG 1
TỔNG QUAN
1.1. KHÁI QUÁT VỀ BÊTÔNG TỰ ĐẦM
BTTĐ là loại bê tông có độ linh động cao, có thể tự chảy dƣới tác dụng của trọng

lƣợng bản thân để lấp đầy hoàn toàn ván khuôn ngay cả khi có mật độ bố trí cốt thép
dày đặc mà không cần đầm rung. Đồng thời các thành phần bê tông vẫn giữ nguyên
tính đồng nhất trong suốt quá trình vận chuyển và thi công.
BTTĐ là một trong những tiến bộ quan trọng của công nghệ bê tông trong nhiều
thập kỷ qua. Việc bê tông đúc tại chỗ thiếu tính đồng nhất do không đƣợc đầm kỹ hoặc
bị phân tầng có thể làm giảm chất lƣợng của bê tông, làm ảnh hƣởng đến khả năng
chịu lực của kết cấu và tuổi thọ công trình. Theo đó, BTTĐ đƣợc phát triển nhằm đảm
bảo cho bê tông vẫn đạt đƣợc độ đồng nhất, tự làm đầy mọi vị trí trong ván khuôn và
có thể tự chảy qua các kết cấu có cốt thép dày đặc hoặc kết cấu có tiết diện hẹp, mỏng
mà không cần rung động vẫn có thể đảm bảo chất lƣợng theo yêu cầu.
BTTĐ đƣợc phát triển đầu tiên tại Nhật Bản vào những năm 1980, đƣợc sử dụng
chủ yếu cho các kết cấu có nhiều cốt thép trong các vùng động đất (Bouzoubaa và
Lachemi, 2001). BTTĐ cũng có thể đƣợc sử dụng trong các điều kiện khó khăn khác
khi không thể sử dụng máy đầm nhƣ: đổ bê tông dƣới nƣớc, cọc nhồi, bệ máy và cột
hoặc tƣờng gia cố. Kể từ khi ra đời năm 1983, nó đã đƣợc sử dụng rộng rãi trong xây
dựng tại Nhật Bản (Okamura và Ouchi, 2003). Gần đây, loại bê tông này đã đƣợc sử
dụng rộng rãi ở nhiều nƣớc trên thế giới cho các ứng dụng khác nhau và nhiều hình
dạng kết cấu khác nhau.
BTTĐ cũng có thể đƣợc coi là "sự phát triển mang tính cách mạng". Ban đầu
phát triển của nó nhằm bù đắp sự thiếu hụt lao động có tay nghề ngày càng tăng, đến
nay nó đƣợc sử dụng cho cả công tác bê tông đổ tại chỗ và bê tông đúc sẵn trong nhà
máy. Lợi ích mà nó mang lại đã đƣợc kiểm chứng nhƣ [14]:
 Rút ngắn thời gian thi công.
 Giảm nhân lực trên công trƣờng.
 Thi công dễ dàng hơn.
 Độ đồng nhất và đông đặc hoàn toàn.
 Bề mặt hoàn thiện tốt hơn.
 Nâng cao độ bền.
 Sức dính bám tăng.
 Dễ dàng hơn trong thiết kế thành phần bê tông.

 Giảm tiếng ồn do không có chấn động.
 Môi trƣờng làm việc an toàn hơn.
Tính tự đầm của bê tông không những thể hiện qua khả năng biến dạng cao mà


4
nó còn thể hiện qua khả năng chống phân tầng giữa cốt liệu thô và vữa khi bê tông đi
qua khoảng hẹp giới hạn giữa các thanh thép. Tính đồng nhất của BTTĐ còn thể hiện
ở khả năng không bị phân tầng trong khi vận chuyển và thi công. Hiện nay, có thể chế
tạo BTTĐ có độ linh động cao và khả năng chống phân tầng bằng cách:
1. Thêm nhiều hơn hàm lƣợng hạt mịn, giảm hàm lƣợng cốt liệu thô.
2. Giảm tỷ lệ nƣớc/Hàm lƣợng bột, (Hàm lƣợng bột ở đây là xi măng cộng với
chất độn nhƣ tro bay, puzolan v.v..).
3. Sử dụng phụ gia siêu dẻo.
Do hàm lƣợng cốt liệu thô thấp, trong giai đoạn đầu kết cấu bê tông không có các
khuyết tật và lớp bảo vệ thì có khả năng chống lại các yếu tố bên ngoài sau khi hình
thành cƣờng độ. Tuy nhiên, BTTĐ vẫn có một số vấn đề nhƣ sau:
 BTTĐ có mô đun đàn hồi thấp hơn, nó có thể ảnh hƣởng đến đặc tính biến dạng
của kết cấu bê tông dự ứng lực;
 Chùng dão và co ngót cao hơn nên ảnh hƣởng đến mất mát ứng suất và độ võng
theo thời gian.
Thành phần của BTTĐ về cơ bản tƣơng tự nhƣ bê tông truyền thống, nhƣng để đạt
đƣợc hỗn hợp có tính linh động cao ngƣời ta thêm vào một số chất độn nhƣ tro bay, mụi
silíc, bột đá vôi, puzolan tƣ nhiên v.v.. và một lƣợng phù hợp phụ gia siêu hóa dẻo. Ba
đặc điểm cơ bản của BTTĐ cần có là: tính biến dạng cao, khả năng chảy qua vật cản
và khả năng chống phân tầng. Tính biến dạng cao có liên quan đến khả năng tự lấp đầy
của bê tông, nó làm cho bê tông tự chảy để lấp đầy các khoảng trống trong cốp pha.
Mặt khác, hình dạng của cốp pha, kích cỡ và hàm lƣợng của cốt liệu cũng làm tăng ma
sát giữa các cốt liệu và làm giảm độ linh động của bê tông, có thể làm giảm đặc tính
này bằng cách thêm vào thành phần của bê tông một số các phụ gia giảm nƣớc cao

(HRWR). Tăng độ lƣu động làm cho bê tông có thể dễ dàng chảy quanh những vật
cản, vị trí có cốt thép dày và có liên quan đến kích thƣớc hình học và hình dạng của
ván khuôn (ống thép, kết cấu thành mỏng). Sự phân tầng thƣờng liên quan đến khả
năng dính kết của bê tông, khả năng dính kết có thể đƣợc tăng cƣờng bằng cách thêm
một phụ gia cải tiến độ dính bám (VMA) cùng với phụ gia giảm nƣớc cao (HRWR),
bằng cách giảm hàm lƣợng nƣớc tự do, tăng hàm lƣợng vữa, hoặc một vài hợp chất
khác. Có ba loại BTTĐ thông dụng trên thị trƣờng nhƣ sau [14]:
 BTTĐ đƣợc tạo ra bằng cách sử dụng cấp phối vật liệu: là loại bê tông mà khả
năng “tự đầm” đƣợc tạo ra bằng cách giảm tỉ lệ nƣớc với chất kết dính (xi măng, tro
bay, puzolan…tức là tăng hàm lƣợng chất kết dính hay còn gọi là hàm lƣợng “bột”)
nhằm tạo ra khả năng chống lại sự phân tầng và sử dụng phụ gia giảm nƣớc hoặc phụ
gia siêu dẻo để làm tăng độ linh động của bê tông.
 BTTĐ đƣợc tạo ra bằng cách sử dụng phụ gia tăng độ nhớt (Viscosity agent): là
loại bê tông sử dụng chất phụ gia làm tăng độ nhớt để tạo ra khả năng tự đầm và làm


5
giảm sự phân tầng của bê tông. Ngoài ra loại bê tông này còn sử dụng thêm phụ giảm
nƣớc hoặc phụ gia siêu dẻo để làm tăng độ linh động của bê tông.
 BTTĐ đƣợc tạo ra bằng cách kết hợp hai loại trên: khả năng tự đầm đƣợc tạo ra
chủ yếu bằng cách giảm tỷ lệ nƣớc với chất kết dính nhằm tạo ra khả năng chống lại sự
phân tầng và sử dụng phụ gia giảm nƣớc để tăng độ linh động. Ngoài ra phụ gia tăng
độ nhớt cũng đƣợc sử dụng để tạo ra sự kết dính đồng đều của vật liệu bê tông, làm
tăng chất lƣợng của bê tông.
Trong thực tế, BTTĐ ở trạng thái tƣơi có độ lỏng cao, có khả năng tự đầm và khả
năng chống phân tầng tốt, tất cả đều góp phần làm giảm hiện tƣợng tổ ong trong bê
tông. Với những đặc tính ƣu việt này, BTTĐ là sản phẩm có thể nâng cao độ tin cậy và
độ bền của kết cấu bê tông cốt thép. Ngoài ra, BTTĐ cho thấy hiệu quả cao trong cấu
kiện chịu nén và có thể đáp ứng nhu cầu xây dựng khác bởi vì sản phẩm của nó đã
đƣợc cân nhắc kỹ trong thiết kế kết cấu.

1.2. SỰ PHÁT TRIỂN VÀ TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG BTTĐ
TRÊN THẾ GIỚI
Năm 1983 vấn đề về độ bền của kết cấu bê tông đã giành đƣợc sự quan tâm lớn
của giới khoa học chuyên ngành xây dựng tại Nhật Bản. Tiêu chuẩn về độ bền trong
kết cấu bê tông đòi hỏi khi thi công phải có sự đầm chặt một cách phù hợp, điều này
chỉ đƣợc thực hiện khi công nhân có tay nghề cao. Trong khi đó, sự suy giảm lực
lƣợng công nhân có tay nghề trong ngành xây dựng tại Nhật Bản đã dẫn đến sự suy
giảm về chất lƣợng của các công trình xây dựng. Vì vậy, ý tƣởng về một loại hỗn hợp
bê tông có thể lấp đầy mọi nơi trong ván khuôn và có thể tự đầm chặt bằng chính trọng
lƣợng bản thân của nó mà không cần phải rung động đƣợc đƣa ra xem xét nhằm mục
đích nâng cao chất lƣợng công trình xây dựng mà không cần đến số lƣợng lớn công
nhân bậc cao, đó chính là BTTĐ.
Năm 1986, giáo sƣ Okamura (Trƣờng đại học công nghệ Koichi) đề xuất sử dụng
BTTĐ. Các nghiên cứu phát triển BTTĐ bao gồm cả các nghiên cứu cơ bản về tính
chất cơ lý của BTTĐ đã đƣợc tiến hành bởi các giáo sƣ của trƣờng Đại học Tokyo
(Ozawa 1989, Okamura 1993 & Maekawa 1999). Năm 1988, sản phẩm đầu tiên của
BTTĐ đƣợc sản xuất và cho đến những năm của thập niên 1990, Nhật Bản bắt đầu
phát triển và sử dụng rộng rãi loại vật liệu BTTĐ.
Tại Châu Âu, BTTĐ đã đƣợc sử dụng từ những năm đầu của thập kỷ 70. Tuy nhiên,
BTTĐ chƣa đƣợc quan tâm đúng mức tại đây. Đến năm 1996, nhiều nƣớc Châu Âu đã
quan tâm và thành lập dự án "Sản xuất hợp lý và cải thiện môi trƣờng bằng cách sử dụng
BTTĐ" nhằm khám phá ý nghĩa các tính năng tích cực của BTTĐ, để ứng dụng và phát
triển BTTĐ vào thực tế xây dựng các công trình. Từ đó, BTTĐ đã đƣợc áp dụng thành
công tại nhiều công trình cầu, nhà cao tầng và các lớp ốp mặt hầm tại Châu Âu (Ouchi et
al, 2003). Trong những năm 2000-2003, mối quan tâm về BTTĐ đã tăng ở Mỹ đặt biệt là


6
trong ngành công nghiệp bê tông đúc sẵn. BTTĐ đã đƣợc sử dụng trong hàng loạt các dự
án thƣơng mại để xây dựng các công trình (Ozyldirim, 2003; Ouchi et al., 2003).

Bêtông tự đầm đƣợc áp dụng lần đầu tiên cho công trình cầu vào năm 1991 tại
trụ tháp của cầu dây văng Shin-kiba Ohashi (Nhật Bản), sau đó đƣợc áp dụng vào dầm
chính của cây cầu này vào năm 1992. Một ứng dụng điển hình của BTTĐ là xây dựng
mố neo của cầu treo dây võng Akashi-Kaikyo, là cây cầu có nhịp dài nhất thế giới
(1991m). Để thi công đƣợc mố neo này, bê tông đƣợc trộn tại trạm trộn gần công
trƣờng và đƣợc bơm đến vị trí thi công thông qua một hệ thống ống dài 200m. Nhờ sử
dụng BTTĐ mà thời gian thi công 2 mố neo này giảm đƣợc 6 tháng (từ 2.5 năm xuống
còn 2 năm). Ngoài ra ở Nga BTTĐ cũng đƣợc áp dụng trong thi công lớp phủ mặt
đƣờng cho các tuyến đƣờng đô thị.

Hình 1.1. Biểu đồ khối lượng BTTĐ sử dụng tại Nhật Bản từ 1990-2000
(Nguồn: Ouchi, Nakamura, Osterson, Hallberg, and Lwin 2003 ISHPC)

Hình 1.2. Sản xuất cấu kiện đúc sẵn bằng BTTĐ
Tại khu vực Bắc Mỹ, BTTĐ đã đƣợc sử dụng trong các công trình có mật độ cốt
thép lớn, không có khả năng đầm, điển hình là các công trình xây dựng nhà cao tầng


7
tại Mỹ nhƣ West Valley (New York), Societ Tower (Cleveland-Ohio), đặc biệt là tòa
nhà Banker Hall Alberta với khối lƣợng hơn 9000 m3 BTTĐ đã đƣợc sử dụng. Tại
Canada BTTĐ đƣợc sử dụng trong các lĩnh vực xây dựng, nhƣ xây dựng cầu đƣờng và
các công trình nhà cao tầng, tổng khối lƣợng BTTĐ chiếm khoảng 25% lƣợng bê tông
đƣợc sử dụng trên thị trƣờng. Trong khoảng hơn 15 năm trở lại đây BTTĐ đã đƣợc
nghiên cứu và chấp nhận bởi hiệp hội AASHTO và PTI (Post Tensioning InstituteViện công nghệ DƢL kéo sau).

Hình 1.3. Mố neo của cầu Akashi-Kaikyo và lớp phủ mặt đường
Tại các nƣớc
khác ở khu vực Châu
Á, các công trình nhà

cao tầng sử dụng
BTTĐ đã đƣợc xây
dựng điển hình: tháp
Macao (Trung Quốc) –
138m, tòa nhà Taipei
(Đài Loan) – 509m, tòa
nhà
Burj
Khalifa
(Dubai-UAE) – 828m,
tòa nhà Landmark
Tower-Dubai – 320m.

Hình 1.4. Tòa nhà Burj Khalifa (Dubai-UAE)


8
Bảng 1.1. Một số công trình điển hình có sử dụng BTTĐ
Quốc gia

Loại KC sử dụng

Cầu extra-dose Ritto

Nhật Bản

Trụ

Cầu dây văng Shin-kiba Ohashi

Nhật Bản

Tháp, dầm chủ

Cầu treo dây võng Akashi-Kaikyo

Nhật Bản

Mố neo

Cầu vƣợt Higashi-Oozu

Nhật Bản

Dầm chủ chữ T

Tháp Yokahama

Nhật Bản

Kết cấu chính

Sân vận động có mái che Fukuoka

Nhật Bản

Kết cấu chính

Bể chứa Angerlehner Hoch

Áo

Móng, tƣờng

Tháp Banker Hall Alberta

Mỹ

Móng, dầm, cột

Cầu San Francisco

Mỹ

Bệ móng, cột, dầm

Các tuyến đƣờng trong đô thị

Nga

Lớp phủ mặt đƣờng

Dubai-UAE

Kết cấu khung dầm

Đài Loan

Kết cấu khung dầm

Tên công trình

Tòa nhà Burj Khalifa
Tòa nhà Taipei

1.3. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU, ỨNG DỤNG BTTĐ Ở VIỆT NAM
Từ năm 1999-2001, trƣờng Đại học Bách Khoa thành phố Hồ Chí Minh đã
nghiên cứu thành công BTTĐ có sử dụng bột đá vôi. Nhƣng kết quả nghiên cứu chƣa
đƣợc áp dụng vào thực tế xây dựng các công trình.
Năm 2008, khoa Xây dựng Cầu đƣờng trƣờng Đại học Bách Khoa, Đại học Đà
Nẵng đã nghiên cứu ứng dụng BTTĐ dùng cho đƣờng sân bay. Kết quả nghiên cứu đã
đƣợc áp dụng vào công trình xây dựng cảng Cái Mép Thị Vải.
Các công trình xây dựng hiện nay ở Việt Nam cơ bản chƣa sử dụng BTTĐ.
Những năm gần đây, BTTĐ đã bắt đầu đƣợc sử dụng tại một số công trình xây dựng
nhà cao tầng, các công trình cầu có kết cấu vƣợt nhịp lớn mà phần lớn có chủ đầu tƣ,
thiết kế hoặc nhà thầu là các công ty nƣớc ngoài nhƣng chỉ giải quyết tại các nút liên
kết có hàm lƣợng cốt thép cao, tháp cầu, trụ, mố neo và các dầm hộp v.v... nhƣ Tại Hà
Nội: công trình nhà 34 tầng – Trung Hoà Nhân Chính, tòa nhà Keangnam, cầu Đông
Trù; Tại Đà Nẵng: Cầu Thuận Phƣớc, Nhà thi đấu đa năng; Tại thành phố Hồ Chí
Minh có một số công trình đã áp dụng nhƣ các tòa nhà Diamond Plaza, River Garden,
Richland Hill.


9

Hình 1.5. Nút liên kết dầm cột tòa nhà T34 Trung Hòa- Nhân Chính -Hà Nội

Hình 1.6. Hình ảnh thi công cầu Đông Trù - Hà Nội
Một trong những nguyên nhân dẫn đến việc BTTĐ chƣa đƣợc áp dụng phổ biến
là do điều kiện cấp phối nghiêm ngặt, đặc biệt trong điều kiện địa phƣơng chƣa có

những nghiên cứu đầy đủ và cụ thể. Một nguyên nhân khác là do hệ thống tiêu chuẩn,
quy chuẩn thiết kế, thi công cho việc áp dụng vật liệu này chƣa đầy đủ, rõ ràng. Cũng
nhƣ chƣa có nhiều nghiên cứu, ứng dụng sử dụng vật liệu sẵn có tại địa phƣơng để chế
tạo BTTĐ mặc dù đây là loại vật liệu có nhiều tính năng tốt mà bê tông truyền thống
không có đƣợc.
Tuy nhiên, với xu hƣớng phát triển các công trình xây dựng trong tƣơng lai thì
việc ứng dụng BTTĐ là điều có thể. Sở dĩ phải khẳng định điều đó, một phần vì tính
ƣu việt của BTTĐ, một phần đã đƣợc chứng minh qua các công trình xây dựng mà thế
giới đã và đang áp dụng trong thời gian gần đây, kết hợp với nguồn nguyên vật liệu
dồi dào tại các vùng miền, địa phƣơng ở Việt nam hiện có.