BÊTÔNG ĐẦM LĂN

BÊTƠNG ĐẦM LĂN
Định nghĩa:
Viện nghiên cứu Bê tơng của Mỹ (ACI) 116R1 xác định RCC là “bê
tông được đầm bằng máy đầm lăn; bê tơng ở dạng chưa đơng
cứng có khả năng hỗ trợ cho máy đầm khi đầm”. Các tính chất
của RCC đã đơng cứng có thể tương tự như các tính chất bê tơng
thường. Tuy nhiên, RCC cũng có thể tạo ra các tính chất đơng
cứng mà tính chất này nằm ngồi các tính chất chung của bê tông
thường. Thuật ngữ “đầm lăn” cũng được ACI định nghĩa như “một
q trình đầm bê tơng sử dụng máy đầm lăn, thường là loại máy
đầm rung”. Các thuật ngữ “rollcrete” (bê tông lăn) và “rolled
concrete” (bê tông được lăn) này sẽ khơng được sử dụng nữa.
Các ứng dụng:
RCC có thể được xem xét để sử dụng ở những nơi bê tơng khơng
có độ sụt có thể đầm, vận chuyển, đổ, sử dụng thiết bị thi công
đắp đất và đắp đá. Các cơng trình RCC lý tưởng liên quan tới các
diện tích đổ lớn, có ít hoặc khơng có cốt thép, và có ít hoặc khơng
có thép bọc hoặc các cơng việc không liên tục khác như cọc. RCC
phải được xem xét khi có tính cạnh tranh về mặt kinh tế so với
các biện pháp thi cơng khác. RCC có thể được xem xét thay cho rọ
đá hoặc đá đổ để bảo vệ bờ, đặc biệt ở các khu vực mà ở đó rất
hiếm đá. RCC có thể được xem xét đối với các khu vực lát, chắn
hoặc tấm đế cho các cơng trình lớn, các nền móng hở lớn, các
tấm chân đế, đê quai, khối đắp lại khối lượng lớn, các công việc
sửa chữa khẩn cấp, và bảo vệ nước tràn qua đỉnh đối với đập đắp.
RCC có thể dùng để thay cho bê tông thường trong đập bê tông
trọng lực và đập vịm trọng lực. RCC có thể được xem xét để dùng
trong các đê có nền móng đáp ứng yêu cầu và cũng có thể dùng
trong các đỉnh đê chắn sóng để giảm khối lượng đá cần thiết. Đối
với các dự án đập, việc sử dụng RCC có thể cho phép bố trí các
hạng mục cơng trình một cách kinh tế hơn như đập tràn qua đỉnh

thay cho đập tràn dạng kênh xả nằm bên bờ của đập đắp. Tóm tắt
sơ lược đập RCC với chiều cao lớn hơn 15m (50 ft) đã từng được
Dunstan biên soạn (1997). Phạm vi áp dụng rộng rãi chỉ có thể có
được ở RCC. Các kết cấu xây dựng theo cách tương tự như các kết
cấu sử dụng bê tơng thường có thể được xây dựng bằng RCC với
nhiều tính chất tương tự. RCC cũng có thể thiết kế các kết cấu địi
hỏi u cầu thấp hơn, vì vậy tạo cho các kết cấu đó tiết kiệm
hơn.
Mục đích sử dụng RCC:
Ban đầu RCC được sử dụng để tạo ra một loại vật liệu có tính chất
kết cấu của bê tơng nhưng lại có tính chất vật liệu đắp. Kết quả là
đã tạo ra một loại vật liệu mà khi thiết kế và thi công tốt như một


đập trọng lực, sẽ kinh tế hơn các đập bê tơng thường và đập đấtđá. Để có được biện pháp giá thành hiệu quả nhất và sản phẩm
chất lượng cao nhất tương tự như sản phẩm của các đập bê tơng
thường, thì các mục tiêu thiết kế và thi cơng RCC cần phải như
sau: RCC cần phải được đổ càng nhanh càng tốt; Các công tác thi
công RCC sử dụng càng ít nhân lực càng tốt; thiết kế RCC phải
tránh tạo ra nhiều loại hỗn hợp trộn RCC và tránh dùng nhiều cốp
pha hoặc những vấn đề khác mà ảnh hưởng tới năng suất sản
xuất RCC; và việc thiết kế RCC phải giảm thiểu các quy trình thi
cơng phức tạp. Các kết cấu RCC đã được thiết kế trong phạm vi
điều kiện làm việc rộng, từ các kết cấu khối lớn có cường độ thấp
tới các kết cấu nhỏ có cường độ cao. Điều quan trọng nhất là việc
thiết kế kết cấu kết phù hợp với các yêu cầu khác nhau đối với vật
liệu RCC và các yêu cầu khi thi cơng.
Các ưu điểm chính :
Các kỹ thuật thi cơng RCC đã tạo nên cho đập trọng lực bằng RCC
thành phương án hiệu quả kinh tế hơn đối với đập đắp và đập bê

tông thường do các yếu tố sau:
Giá thành: Giá thành thi công của các đập RCC và đập bê tơng
thường đã hồn thành cho thấy giá thành tính cho một yard3 RCC
rẻ hơn rất nhiều đối với bê tông thường. Giá thành của RCC rẻ
bằng khoảng 25 đến 50% bê tơng thường. Sự chênh lệch gía
thành này phụ thuộc vào giá thành cốt liệu và vật liêụ kết dính,
tính phức tạp của cơng tác đổ, và tồn bộ số lượng bê tông cần
phải đổ. Các phần tiết kiệm liên quan tới RCC trước hết là do giảm
phần giá thành cho cốp pha, giá thành đổ, giá thành đầm và giảm
thời gian thi cơng. Hình 1-1 thể hiện mối tương quan giữa giá
thành RCC với khối lượng kết cấu RCC dựa theo các dự án RCC đã
thi công ở Mỹ.
Thi công nhanh: Các kỹ thuật thi công nhanh (so với các kỹ thuật
thi công đập bê tông thường và đập đắp) và do giảm số lượng vật
liệu (so với số lượng vật liệu đập đắp) mang lại việc giảm giá
thành nhiều nhất trong đập RCC. Quy trình thi công RCC tạo điều
kiện cho công tác đổ gần như liên tục và tạo ra tốc độ thi công
nhanh. Tốc độ thi công này rút ngắn đáng kể thời gian thi công
đập. Khi đem so với đập đắp hoặc đập bê tông thường, thời gian
thi công ở các dự án RCC lớn có thể giảm đi được vài tháng tới vài
năm. Các lợi ích khác từ cơng tác thi cơng nhanh kể cả giảm giá
thành quản lý, các lợi ích từ vận hành cơng trình sớm hơn, có thể
giảm hoặc loại bỏ hồn tồn các phương tiện dẫn dịng, và có thể
xây dựng đập ở các tuyến có thời gian thi công ngắn. Về cơ bản,
thi công RCC tạo ra nhiều lợi ích kinh tế về mọi mặt trong thi cơng
đập có liên quan tới thời gian.


Toàn bộ đập tràn và các kết cấu phụ trợ: Cũng như đập bê tông
thường, đập tràn RCC được nối liền với đập chính. Sơ đồ bố trí

điển hình cho phép lưu lượng xả qua đỉnh đập xuống mặt hạ lưu.
Trái lại, đập tràn trong đập đắp thường được thi công ở một trong
hai vai đập hoặc ở một yên ngựa nào đó. Đập đắp có đập tràn và
lỗ xả tách biệt khỏi đập và nói chung tốn kém hơn so với đập RCC
có cả đập tràn và các lỗ xả nằm trong đập. Đối với các cơng trình
u cầu cửa lấy nước đặt ở nhiều cao trình để kiểm soát chất
lượng nước hoặc để quản lý bùn cát trong hồ chứa, cửa lấy nước
có thể neo vào mặt thượng lưu đập RCC. Đối với đập đắp, loại cửa
lấy nước tương tự là một tháp đứng tách riêng ở trong hồ hoặc
một kết cấu xây bên bờ hồ. Giá thành cửa lấy nước đập RCC
dường như thấp hơn đáng kể so với giá thành kết cấu cửa lấy
nước đập đắp, đặc biệt ở những khu vực có động đất mạnh. Kích
thước chiều rộng đáy của đập RCC ngắn hơn so với kích thước
chiều rộng đáy đập đắp và do đó làm giảm kích thước cũng như
chiều dài của đường ống xả và đường ống áp lực cho các cơng
trình xả và nhà máy điện và cũng làm giảm giá thành chuẩn bị
nền.
Giảm thiểu cơng trình dẫn dịng và đê quai: Đập RCC làm giảm
giá thành cơng trình dẫn dịng trong thời gian xây dựng và giảm
các thiệt hại, các rủi ro khi nước tràn qua đê quai. Đường ống dẫn
dòng đập RCC sẽ ngắn hơn đường ống dẫn dòng đập đắp. Với thời
gian thi công ngắn hơn, khả năng xẩy ra nước lớn ít hơn, do vậy
kích thước đường ống dẫn dịng và chiều cao đê quai có thể giảm
hơn so với yêu cầu so với cả đập bê tông thường và đập đắp. Các
cơng trình dẫn dịng này có thể được thiết kế chỉ đối với lưu lượng
lớn nhất trong mùa chứ không dùng cho lưu lượng lớn nhất trong
năm. Với khả năng chống xói cao của RCC, khả năng gây hư hại
sẽ giảm thiểu và thiệt hại gây ra sẽ ít hơn, thậm chí nếu bị tràn
qua đê quai. Các ưu điểm nổi bật có thể được thực hiện bằng cách
sử dụng RCC để làm đê quai. Việc đó tạo nhiều lợi ích trong cơng

tác thi cơng nhanh, chân đế nhỏ, và đê quai có thể làm việc được
ngay sau khi nước tràn qua.
Các ưu điểm khác: Khi so sánh với đập đắp, khối lượng thi công
đập trọng lực RCC nhỏ hơn nên yêu cầu về nguồn vật liệu thi cơng
ít hơn trong việc lựa chọn tuyến. Hơn nữa, nguồn khai thác sẽ ít
hơn đáng kể và về phương diện mơi trường có thể ở mức chấp
nhận được. Đập trọng lực RCC cũng vốn chịu được xói bên trong
và tràn qua đỉnh tốt hơn.
Các yêu cầu và trách nhiệm về kỹ thuật:
Nhiệm vụ và trách nhiệm được nêu trong EM 1110-2-2000 áp
dụng cho các kết cấu RCC. Trong giai đoạn nghiên cứu khả thi có


nhiều thuận lợi giúp tiến hành nghiên cứu nhiệt tổng thể đối với
kết cấu. Hướng dẫn đưa ra trong ETL 1110-2-542, “Các nghiên
cứu Nhiệt trong các Kết cấu Bê tông Khối lớn,” để thực hiện các
nghiên cứu nhiệt sơ bộ này. Sau đó, trong giai đoạn thiết kế trước
thi cơng, cần phải nghiên cứu nhiệt một cách chi tiết hơn để xác
định rõ nét các yếu tố khống chế nứt trong kết cấu. Nhóm thiết kế
dự án RCC có thể gồm nhiều nhiều lĩnh vực. Cũng như đối với các
kết cấu bê tông thường khối lớn, những người chủ chốt nhà địa
chất, địa chất cơng trình hoặc kỹ sư kỹ địa kỹ thuật đánh giá các
điều kiện nền móng, kỹ sư thuỷ công đánh giá các kết cấu xả và
đập tràn, kỹ sư kết cấu thiết kế kết cấu, kỹ sư vật liệu thiết kế hỗn
hợp trộn RCC và các đồng sự khác theo đúng yêu cầu thi công. Sự
phối hợp của nhóm thiết kế về các yêu cầu trong thiết kế, các yêu
cầu vật liệu và các yêu cầu thi cơng là điều kiện cốt yếu để có
được thiết kế có hiệu quả- kinh tế.
Trên đây tơi chỉ giới thiệu sơ bộ RCC, công nghệ thi công bêtông
đầm lăn được áp dụng lần đầu tiên tại Việt Nam cho hạng mục

đập chính của cơng trình thuỷ điện A Vương.

III. Sự ra đời và phát triển của bê tông đầm lăn
BTĐL ra đời mang tính bức thiết và tất yếu. Sự ra đời của BTĐL là
do nhu cầu phát triển xây dựng bê tông trọng lực khối lớn. Bê
tông của các đập này thường chia thành 2 phần: phần vỏ ngồi
cần có cường độ cao, độ chống thấm cao, chịu mài mòn và xâm
thực tốt. Phần lõi đập yêu cầu cường độ và độ chống thấm vừa phi
nhưng phi có lượng to nhiệt càng thấp càng tốt để tránh nứt do
ứng suất nhiệt. Để thi công các đập bê tông khối lớn phi áp dụng
nhiều biện pháp khác nhau song các biện pháp này vẫn chưa đáp
ứng được tiến độ và giá thành thi cơng như mong muốn. Nhìn
chung ứng suất nhiệt phát sinh trong bê tông cao, xử lý phức tạp
dẫn đến thời gian thi công kéo dài, ván khuôn sử dụng nhiều, giá
thành cao.
Để gii quyết các tồn tại trên, người ta tìm cách chế tạo loại bê
tơng nghèo xi măng hn, sao cho có thể thi cơng và đầm chặt bằng
các phưng tiện như thi công đập đất đá. Và cơng nghệ bê tơng
đầm lăn đ• ra đời từ đó, gim nhiều khó khăn của bê tơng thông
thường về ứng suất nhiệt, tốc độ thi công nhanh và mặc dù phi thi
cơng theo quy trình nghiêm ngặt nhưng vẫn có giá thành rẻ hn bê
tơng thường.
Ci tiến cơng nghệ thi cơng bê tơng có thể được coi ra đời sớm
nhất vào năm 1960 ở Đài Loan khi sủ dụng xi măng trộn đất để
đắp đê quai cho đập Thạch Môn.


Sau đó từ năm 1961 - 1964 đập Alpe Gera ở Italia đ• được xây
dựng bằng bê tơng đầm lăn.
Năm 1971 - 1977 vưng quốc Anh đ• bắt đầu nghiên cứu BTĐL.

Một cuộc thí nghiệm quy mơ d• được tiến hành tại đập Wimbleball
vào năm 1979. Cơng việc này đ• không đưa đến sử dụng bê tông
đầm lăn vào một đập lớn ở Anh, nhưng nó là c sở cho bn thiết kế
của Tổng cục khai hoang Mỹ (USRB) về đập Still water Thượng.
Tại Mỹ giáo sư Raphael d• có báo cáo chuyên đề “Đập bê tông
trọng lực tối ưu” vào năm 1970 tại hội nghị xây dựng nhanh các
đập bê tông. Năm 1980 Mỹ xây dựng đập RCC đầu tiên tại cơng
trình Willow Creek cao 56 m, khơng khớp nối ngang không khớp
nối dọc, đây cũng là đập đầu tiên trên thế giới xây dựng hoàn
toàn bằng BTĐL.
Năm 1974 tại Nhật Bn bắt đầu nghiên cứu bê tông đầm lăn và
được sử dụng nhằm rút ngắn thời gian thi công và hạ giá thành.
Trong nhưng năm 1980 hàng loạt cơng trình đập bê tơng được áp
dụng với cơng nghệ đầm lăn như đập SinNakano, đập Tamagawa,
chiều cao cao nhất của đập loại này đạt 156 m.
Tại Liên Xô cũ, năm 1979 đ• thí nghiệm hiện trường một số Block
tại nhà máy thuỷ điện Cưrpxai. Năm 1984 chính thức sử dụng vào
cơng trình thuỷ điện Tascumưrxki cao 75m.
Tại Tây Ban Nha năm 1984 mới bắt đầu xây dựng đầu trái đập
Erizana và đập Castibolanco bằng BTĐL đầu tiên.
Tại Trung Quốc đến năm 1980 mới bắt đầu nghiên cứu bê tông
đầm lăn. Đập RCC đầu tiên được xây dựng năm 1986 là đâp
Khang Khẩu cao 56,8 m. Năm 1988 xây dựng tiếp đập cho thuỷ
điện Diệp Thám
Tại Austraylia, đập đầu tiên được xây dựng là đập Coppefield cao
40 m vào năm 1984 trong đó dùng BTĐL siêu dẻo hố và việc kết
hợp nhập CO rắn để hạ thấp nhiệt độ của hỗn hợp bê tông, ci
thiện cường độ.
Tại Nam Phi, đập đầu tiên được xây dựng năm 1986, đặc biệt có
hai đập RCC vòm trọng lực Knellpoort và Wolwedans là nhưng đập

vòm đầu tiên trên thế giới sử dụng BTĐL.
Tại Chilê, năm 1992 đập RCC đầu tiên ra đời là đập Pangue trên
sông Bio-Bio chiều cao đập 121 m. dài 410 m. Đây là đất nước có
lượng mưa cao nhất thế giới 4436 mm/năm, tại thời điểm đổ bê
tông lượng mưa 4mm/giờ và kh năng động đất tại vùng xây dựng
công trình là lớn nhất 8.5 Richter
Tại Algierie nhiệt độ trung bình năm rất cao (43 C) nhưng cũng đ•
xây dựng được đập RCC cao 120m, khối lượng BTĐL là 1.690.000
m3
Như vậy trong mọi điều kiện khí hậu, thời tiết khắc nghiệt, nhưng


đập RCC vẫn được xây dựng nhờ thành qu thi công tiên tiến, kĩ
thuật hợp lý và phát huy tối đa hiệu suất của máy móc thiết bị d•
làm nhiều nước quan tâm. Hầu khắp các châu lục, đập sử dụng
cơng nghệ BTĐL đ• và đang phát triển tồn diện.
IV. Các trường phái bê tông đầm lăn
Hiện nay trên thế giới có 3 trường phái về bê tơng đầm lăn đang
được sử dụng là: RCC của Mỹ, RCD của Nhật, RCCD của Trung
Quốc.
a) Phưng pháp RCC
Phưng pháp RCC của Mỹ là do tập đoàn kỹ sư lục quân nghiên cứu
đề suất. Lúc đầu, đa số các đập xây dựng đều lấy điều tiết lũ làm
mục đích chính, khơng phi lấy trữ nước bình thường, tức là lấy
mục tiêu kinh tế là chính, cho nên đ• chọn vữa bê tơng khơ cứng
dùng ít chất kết dính, đối với chất lượng bê tơng có phần nào
châm trước. Đặc điểm của phưng pháp RCC là tốc độ thi công
nhanh, giá thành thấp, nhưng tồn tại nhược điểm là hiện tượng
nứt, thám rất mạnh. Sau đó, người ta tiến hành ci tiến phưng
pháp RCC, tiếp thu ưu điểm của phưng pháp RCD, hiện tượng nứt

và thấm đ• gim thiểu tối đa.
Phưng pháp vận chuyển bê tông của phưng pháp RCC của Mỹ chủ
yếu là xe ô tô tự đổ hoặc dùng băng ti để chuyển bê tông từ trạm
trộn đến đập. Trên đập dùng ô tô tự đổ hoặc máy xúc bằng gầu
ngửa để chuyển bê tông. Máy đầm dùng loại lu rung 10 tấn. Trên
đập RCC ở thời kỳ đầu xây dựng, trên bề mặt lớp bê tông không
cần xử lý, đổ và đầm liên tục từng lớp bê tơng. Vì vậy mỗi ngày có
thể đầm lăn được từ 3 đến 4 lớp, tốc độ lên nhanh, nhưng bề mặt
khe tiếp giáp bị thấm nước nhiều. Sau này khi xây dựng đập RCC
đ• dùng súng thuỷ lực để đánh xờm mặt khe thi công nằm ngang
và đổ vào lớp vữa dày 12 - 15 mm, sau đó mới đổ lên và đầm lớp
bê tơng mới. Vì vậy đ• nâng cao năng lực chống thấm và kháng
cắt.
b) Phưng pháp RCD
Đặc điểm của phưng pháp này là đm bo tính chống thấm và tính
bền vững như bê tông thường. Chất lượng bê tông của phưng
pháp RCD phi tho m•n như u cầu của bê tơng thường về độ
chống thấm và cường độ, xử lý đủ khe thi công nằm ngang của
đập, đm bo cường độ kháng cắt của khe thi công không thấp hn
cường độ kháng cắt của bê tông thường.
Theo phưng pháp RCD của Nhật Bn, bê tông được vận chuyển từ
trạm trộn đến hiện trường thi công bằng cách khác nhau, tuỳ theo
độ cao của đập và điều kiện địa hình. Nếu chiều cao của đập
không lớn, thường dùng ô tô tự đổ để vận chuyển. Nếu chiều cao


của đâp lớn, hai bên bờ lại dốc, thường dùng băng ti dốc nghiêng
phối hợp với ô tô tự đổ. Nếu dùng ơ tơ tự đổ trong q trình đổ vật
liệu rất dễ gây hiện tượng phân ly cốt liệu. Để tránh hiện tượng
này thường dùng biện pháp san bê tông mỏng trong vệt thi công.

Khi san phẳng đạt đến độ dày, lập tức đầm lăn ngay, số lượng
đầm lăn phi căn cú vào thí nghiệm hiện trường để quyết định. Độ
dày lớp đầm được quyết đinh bởi năng lực đổ, năng lực đầm sự
khống chế nhiệt độ và các nhân tố khác. Thường dùng máy đầm
lăn BW - 200 loại 7 tấn để đầm lăn. Sau khi đ• san phẳng và trước
khi đầm lăn, dùng máy ấn nêm để tạo khe ngang và ấn các tấm
kim loại kẽm vào khe. Sau 1 lớp đầm lăn nghi 3 dến 4 ngày. Để
đm bo yêu cầu kháng cắt và chống thấm giữa các khe thi công
nằm ngang, phi đm bo thời gian kết thúc đầm lăn tới lúc bắt đầu
đánh sờm mặt là 24 - 50 giờ. Sau khi đánh xờm đm bo bề mặt bê
tơng ẩm nước, trên tồn bộ diện tích mặt bằng ri đều lớp vữa dày
15 mm, sau đó đổ và san phẳng tiếp lớp bê tơng khác lên.
c) Phưng pháp RCCD
Phưng pháp RCCD của Trung Quốc dựa vào đặc điểm chủ yếu của
đập RCC sáng tạo ra diện tích đổ bê tơng lớn, phát huy cao độ
hiệu suất của máy móc thi cơng, tăng nhanh tốc độ đắp đập. Tiếp
thu kinh nghiệm và bài học của phưng pháp RCD và RCC, kết hợp
với nguồn tro bay sẵn có cực kỳ phong phú, Trung Quốc dùng
phưng pháp khơng bố trí khe dọc, bố trí khe ngang, dùng lượng
tro bay lớn, dùng vừa phi chất kết dính, đổ liên tục, tạo ra phưng
pháp thi công mang đặc điểm Trung Quốc.
Nếu muốn bố trí khe ngang có thể ấn cắt tạo khe, cũng có thể
dùng máy khoan khoan lỗ tạo khe tho m•n yêu cầu vị khe ngang
khống chế.Sử dụng băng ti để vận chuyển bê tông từ trạm trộn
đến thùng đựng đặt cành hiện trường thi công, dùng ô tô tự đổ
vận chuyển đến vệt thi công để dàn bằng, san phẳng bằng máy
ủi. Nói chung độ dày lớp dàn bằng và độ dày lớp đầm lăn không
quá 30 cm, san bằng xong lập tức tiến hành đầm lăn ngay. Trung
Quốc sử dụng 2 loại máy đầm lăn BW - 200 E và BW - 200 AD,
đầm lăn chấn động nặng 7 - 11 tấn. Bình thường đổ liên tục cần

18 - 29 giờ (diện tích mặt đổ khong 3000 dến 5000 m2). Sau đó
nghỉ 2 -3 ngày để sửa chữa thiết bị c giới. Đối với khe thi công
n\mặt ngang dùng súng thuỷ lực áp suất cao để xử lý và ri lớp vữa
dày 15 mm trước khi đổ lớp bê tông đầm lăn mới.
Hiện nay c 3 phưng pháp RCD, RCC và RCCD đều được giao lưu
trao đổi và học tập lẫn nhau.


V. Vật liệu sử dụng cho BTĐL :
Vật liệu sử dụng cho BTĐL cũng phi đáp ứng đầy đủ các yêu cầu
như đối với vật liệu sử dụng cho bê tông thường.Việc lựa chọn vật
liệu cho BTĐL được tiến hành dựa trên các chỉ tiêu về tính chất c
lý của vật liệu, yêu cầu về thiết kế và điều kiện thi cơng đối với
từng cơng trình cụ thể.
1. u cầu đối với xi măng:
BTĐL có thể dùng xi măng Pooclăng hoặc xi măng Pooclăng có
trộn thêm chất độn mịn. Nên sử dụng loại xi măng có nhiệt thuỷ
hố thấp hn so với nhiệt thuỷ hố của xi măng Pooclăng thơng
thường nhằm làm gim lượng nhiệt sinh ra trong lòng khối bê
tông , gây ra hiện tượng ứng suất nhiệt làm nh hưởng đến chất
lượng cơng trình. Mặt khác, tốc độ phát triển cường độ của loại xi
măng này, trong thời kỳ đầu của quá trình rắn chắc sẽ thấp hn so
với xi măng thường, nhưng sau 90 ngày tốc độ này lại tăng khá
nhanh và cao hn xi măng thường. Một số loại xi măng được
khuyến cáo sử dụng như : Pooclăng - Puzlan ( TCVN 4033-95) , xi
măng hỗn hợp xỉ lị cao (TCVN 6260-1999), xi măng ít to nhiệt
( TCVN 6069-95) ...
Ngoài ra , việc chọn xi măng cịn tuỳ thuộc vào điều kiện mơi
trường, điều kiện làm việc của kết cấu. Cần phi đề phòng các phn
ứng có hại cho bê tơng như phn ứng kiềm -silic , phn ứng ăn mòn

sunfat...
2. Yêu cầu đối với cốt liệu :
Chất lượng của cốt liệu sẽ nh hưởng đến cường độ của bê tơng.
Các tính chất của cốt liệu phi phù hợp với các tiêu chuẩn về :
- Thành phần hạt
- Độ chịu mài mịn chống băng tróc
- Khối lượng riêng
- Khối lượng thể tích xốp
- Độ hút nước
- Bền sunfat
- Tạp chất hữu c
* Đá : Nói chung nên sử dụng cốt liệu cỡ hạt lớn nhất có thể , như
vậy có thể tiết kiệm nhiều về chất kết dính. Nhưng chú ý nếu
Dmax quá lớn sẽ dẫn đến hiện tượng phân tầng cốt liệu. Hầu hết
các công trình BTĐL trên thế giới sử dụng cốt liệu có Dmax 75 80
mm. Cấp phối hạt của đá phi liên tục, từ hạt lớn đến hạt nhỏ, để
đm bo các hạt nhỏ sẽ chèn lấp các khong rỗng giữa các hạt lớn,
làm tăng cường độ của bê tông.
* Cát : Tỉ lệ cát so với tổng lượng cốt liệu thông thường trong


khong 30 35 % đối với cốt liệu Dmax 75 mm. Tỉ lệ hạt lọt sàng
0.075 mm cũng giới hạn ở mức nhỏ hn 3 % so với tổng lượng cốt
liệu.
3. Yêu cầu đối với phụ gia
Theo định nghĩa trong tiêu chuẩn ngành 14 TCN 103-1999 , phụ
gia được định nghĩa là những sn phẩm khi trộn 1 lượng nhỏ với
hỗn hợp bê tơng và vữa có thể tạo ra sự biến đổi tính chất của bê
tơng và vữa theo hướng mong muốn. Như vậy có thể coi phụ gia
là thành phần thứ 5, ngang hàng với các thành phần khác của bê

tông . Dựa vào nguồn gốc và công dụng, người ta chia phụ gia
thành 3 nhóm lớn :
- Phụ gia khống hoạt tính
- Phụ gia hố học
- Phụ gia có tính năng khác
a) Phụ gia khống :
Phụ gia khống là các vật liệu vơ c có nguồn gốc tự nhiên hoặc
nhân tạo, chứa SiO hoặc Al O ở dạng hoạt tính. Bn thân các vật
liệu này khơng có hoặc có rất ít tính kết dính , nhưng khi được
nghiền mịn và ở điều kiện ẩm sẽ tác dụng hố học với vơi và có
tính kết dính. Hiện nay, các nhà khoa học đ• nghiên cứu sn xuất
được nhiều loại phụ gia, trong đó phổ biến nhất là : tro bay ;
puzlan ; xỉ lò cao ...
Theo tiêu chuẩn Mỹ ( ASTM C- 618 ) có các loại phụ gia khoáng
sau :
Loại N - Puzolan tự nhiên hoặc nung , như diatomit, opal, sét, tuff
núi lửa, tro núi lửa và đá bọt
Loại F - Tro bay thu được do đốt than antraxit hoặc than bitum
Loại C – Tro bay thu được do đốt than nâu, hàm lượng CaO trong
tro trên 10 %
Đối với bê tông đầm lăn, việc sử dụng phụ gia khoáng là rất cần
thiết. Loại phụ gia này chủ yếu đóng vai trị chất lấp đầy ( chất
độn mịn ) , được trộn cùng với ximăng , đem lại nhiều lợi ích như :
- Gim lượng dùng ximăng
- Hạ thấp lượng nhiệt to ra trong quá trình hydrat hố và gim độ
co ngót do ứng suất nhiệt
- Tăng độ kín nước
- Tăng độ bền sunfat với các mơi trường có tính xâm thực, gim
nguy c hồ tan và bị khử
- Dễ thi công

- Gim giá thành


Hiện nay, Viện Khoa học Thuỷ Lợi đang tiến hành nghiên cứu đánh
giá một số loại phụ gia khoáng làm chất độn mịn cho BTĐL : tro
bay nhiệt điện Ph Lại , xỉ lò cao Thái Nguyên, tro trấu nghiền mịn ,
puzlan , badan Phủ Quỳ … Các thí nghiệm đ• cho thấy rằng, khi
sử dụng các chất độn mịn này, cấp phối BTĐL mác 150 gim được
lượng xi măng đáng kể : 100 kg/m so với bê tông thường cùng
mác. Các đánh giá c bn về 1 số loại phụ gia khống :
Đất badan : Việt Nam có nguồn tài nguyên đất bazan rất phong
phú. Hiện nay, đang ứng dụng nguồn nguyên liệu này làm chất
độn mịn cho BTĐL .
Xỉ lò cao Thái Nguyên cũng là 1 chất độn mịn tốt, nhưng sn lượng
không cao. Khi dùng phi chú ý kiểm soát chặt chẽ hàm lượng SO .
Tro bay là một loại puzolan nhân tạo được tách từ chất lắng đọng
trong quá trình cháy của than nghiền ở các nhà máy nhiệt điện.
Đây là một loại vật liệu rất mịn bao gồm chủ yếu là các hạt thuỷ
tinh nhỏ hình cầu nên độ cần nước rất ít, khơng làm nh hưởng đến
lượng nước dùng cho ximăng. Ngoài ra các hạt tinh thể này cịn có
tính lưu động cao, tưng đối ổn định với nhiệt độ do đ• qua nhiệt
độ cao, độ hoạt tính tưng đối ổn định.
Khi sử dụng tro bay, ta có thể gim bớt lượng xi măng do các hạt
tro bay có kích cỡ tưng tự như các hạt xi măng. Các nghiên cứu cụ
thể đ• chỉ ra rằng :
- Theo phưng pháp RCD, lượng tro bay trộn vào thường khơng q
30% lượng ngun liệu kết dính ( ximăng + tro bay ) . Lượng vật
liệu kết dính thường dùng từ 120 - 130 kg/m . Để tránh cốt liệu
phân ly, đường kính hạt lớn nhất khơng quá 80 mm.
- Theo phưng pháp RCCD của Trung Quốc , tổng lượng chất kết

dính tối thiểu là 130 kg/m . Đối với đập cao dưới 100m, tổng lượng
chất kết dính thường là 140 - 160 kg/m , trong đó xi măng từ 50 60 kg/m , tro bay từ 105 - 90 kg/m . Hàm lượng tro bay cao đạt từ
55 - 66 %. Đường kính cốt liệu lớn nhất đạt 80 mm .
- Phưng pháp Bê tông đầm lăn của Mỹ ( RCC ), nguyên liệu chất
kết dính có lượng dùng tưng đối ít : Ximăng từ 47 - 71 kg/m , bột
tro bay từ 19 - 36 kg/m , tổng lượng chất kết dính từ 66 - 107
kg/m .
Việc sử dụng phụ gia khống có nh hưởng đến tính chất của
ximăng và bê tơng. Các thí nghiệm đ• chỉ ra rằng : khi thay thế 1
phần ximăng bằng phụ gia khoáng ( tro bay ) , ta có thể gim
lượng nước nhào trộn mà vẫn giữ nguyên tính dẻo như cũ ; kéo
dài thời gian ninh kết của vữa xi măng ; cường độ của bê tông
phát triển chậm ở thời gian đầu, nhưng về sau phát triển tưng đối
nhanh và cao ; nhiệt thuỷ hoá gim nên hạn chế được hiện tượng
nứt gẫy do ứng suất nhiệt đối với các cơng trình bê tơng khối lớn ;


làm gim tốc độ thuỷ hoá và tăng thời gian thuỷ hố của xi
măng ...
Nước ta có nhiều nhà máy nhiệt điện có thể cung cấp lượng tro
bay dồi dào, nhưng qua kho sát, thấy rằng tro bay nhiệt điện Ph
Lại là phù hợp nhất. Sử dụng phưng pháp tuyển nổi sục khí, phần
than chưa cháy được tách ra khỏi tro xỉ. Hàm lượng than chưa
cháy trong xỉ dưới 6 %, thích hợp làm phụ gia độn cho xi măng
hỗn hợp và cho bê tông đầm lăn. Khi dùng tro bay làm chất độn,
có thể gim lượng xi măng, gim lượng nước mà vẫn đm bo tính dẻo
của vữa . Do đó, nghiên cứu ứng dụng tro tuyển thay thế một
phần xi măng trong BTĐL có ý nghĩa rất quan trọng về kỹ thuật,
kinh tế và môi trường.
Tuy nhiên, không phi phụ gia nào dùng được cho xi măng cũng có

thể dùng làm chất độn mịn cho BTĐL. Việc tìm kiếm và lựa chọn
phụ gia cho BTĐL cần phi được nghiên cứu và thử nghiệm kỹ càng
trên các mẫu. Bên cạnh đó, khi xây dựng cơng trình theo cơng
nghệ BTĐL, cần đầu tư nghiên cứu lựa chọn nguồn phụ gia
khoáng gần cơng trình nhằm hạ giá thành thi cơng và thời gian
vận chuyển.
b) Phụ gia hoá dẻo
Phụ gia hoá dẻo là vật liệu không thể thiếu trong thành phần bê
tông đầm lăn. Có nhiều loại phụ gia hố dẻo với các công dụng
khác nhau, tuy nhiên tác dụng chung của phụ gia hoá dẻo là
nhằm gim lượng nước nhào trộn, tăng cường tính cơng tác và đặc
biệt là kéo dài thời gian đông kết của bê tông.
Khi sử dụng phụ gia hố dẻo, cần có các thí nghiệm để thử
nghiệm nh hưởng của phụ gia lên thời gian đông kết và cường độ
chịu kéo nén cũng như các tính chất khác của bê tơng, nhằm xác
định loại phụ gia thích hợp cho từng cơng trình.
Trong khn khổ báo cáo này, chúng tôi nghiên cứu nh hưởng của
2 loại phụ gia hố dẻo TM-20 và PA-95 đối với thời gian đơng kết
và cường độ của bê tông đầm lăn.
1. PA-95, PA - 2000 do Cơng ty tư vấn thí nghiệm Cơng trình giao
thơng 1 sn xuất. Đây là phụ gia dẻo cao, làm chậm đông kết của
bê tông. Phụ gia này đ• được dùng trong một số cơng trình thuỷ
lợi như đập Tân Giang, cầu máng Bù Dú, đê bê tông Hà Nội... Các
chỉ tiêu tính chất và hướng dẫn sử dụng của phụ gia này được
trình bầy trong tài liệu hướng dẫn phụ gia của công ty sn xuất
(xem phụ lục).
2. TM-20 cũng là phụ gia hoá dẻo cho bê tông được nghiên cứu
thiết kế đặc biệt cho bê tông đầm lăn (RCC) do h•ng Sika cung

cấp phù hợp với tiêu chuẩn ASTM C- 494 loại D. Loại phụ gia này
đ• được sử dụng trên các đập bê tông đầm lăn trên thế giới và
đặc biệt là tại châu á. Ví dụ hiện đang sử dụng cho đập bê tông
đầm lăn YEYWA ( MYANMAR ).