Luận án tiến sĩ nghiên cứu tính công tác hỗn hợp bê tông và kỹ thuật bảo dưỡng bê tông tự lèn trong điều kiện

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƢỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG

NGUYỄN HÙNG CƢỜNG
NGHIÊN CỨU TÍNH CƠNG TÁC HỖN HỢP BÊ TƠNG VÀ
KỸ THUẬT BẢO DƢỠNG BÊ TÔNG TỰ LÈN TRONG ĐIỀU
KIỆN KHÍ HẬU VIỆT NAM
Chuyên ngành: Kỹ thuật Xây dựng
Mã số: 9580201

LUẬN ÁN TIẾN SỸ

Hà Nội - 2020



LỜI CẢM ƠN
Tác giả xin chân thành gửi lời cảm ơn sâu sắc tới PGS.TS Hồ Ngọc Khoa, TS
Bùi Danh Đại đã hết lịng giúp đỡ trong suốt q trình học tập và nghiên cứu. Tác giả
xin chân thành cảm ơn trƣờng Đại học Xây dựng, Khoa Xây dựng Dân dụng và Công
nghiệp, Khoa Vật liệu xây dựng, Khoa Sau đại học, Phịng thí Nghiệm Vật liệu xây
dựng (LASXD115), Bộ môn Công nghệ và Quản lý xây dựng, Bộ môn Công Nghệ vật
liệu xây dựng, Nhà máy bê tông Vĩnh Tuy đã giúp đỡ và tạo điều kiện cho NCS trong
quá trình tiến hành nghiên cứu của luận án. Trân trọng cảm ơn sâu sắc PGS.TSKH
Trần Hoài Linh về các trao đổi học thuật. Xin chân thành cảm ơn toàn thể bạn bè,
đồng nghiệp đã tạo điều kiện, động viên, khích lệ tơi hồn thành Luận án này. Đặc biệt
xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới gia đình, ngƣời thân đã luôn sát cánh, đồng hành cùng
NCS trong suốt quá trình thực hiện luận án.
Hà Nội, ngày 28 tháng 05 năm 2020
Tác giả luận án

Nguyễn Hùng Cƣờng


i

LỜI CAM ĐOAN
Tơi xin cam đoan đây là cơng trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu, kết
quả đƣợc trình bày trong luận án là trung thực và chƣa từng đƣợc ai cơng bố trong
bất kỳ cơng trình nào khác.
Hà Nội, ngày 28 tháng 05 năm 2020
Tác giả luận án

Nguyễn Hùng Cƣờng


ii

MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN ...................................................................................................... i
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT .................................................................... vii
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU ................................................................................. ix
DANH MỤC BẢNG BIỂU ...................................................................................... x
DANH MỤC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ ................................................................... xii
MỞ ĐẦU .................................................................................................................... 2
CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ TÍNH CÔNG TÁC CỦA HỖN HỢP BÊ
TÔNG VÀ BẢO DƢỠNG BÊ TÔNG TỰ LÈN .................................................... 7
1.1

MỘT SỐ KHÁI NIỆM VÀ THUẬT NGỮ ..................................................... 7

1.1.1 Bê tông tự lèn................................................................................................... 7
1.1.2 Đặc điểm công nghệ thi công bê tông tự lèn ................................................... 7
1.1.3 Tính cơng tác của hỗn hợp bê tơng tự lèn ....................................................... 8
1.1.4 Mất nƣớc do bay hơi nƣớc của bê tông ........................................................... 8
1.1.5 Biến dạng mềm của bê tông ............................................................................ 8
1.1.6 Bảo dƣỡng bê tông ........................................................................................... 8
1.1.7 Mạng nơ ron nhân tạo ANN ............................................................................ 8
1.2

MỘT SỐ ĐẶC TRƢNG CƠ BẢN CÔNG NGHỆ BÊ TÔNG TỰ LÈN........ 9

1.2.1 Đặc điểm vật liệu chế tạo bê tông tự lèn ......................................................... 9
1.2.2 Nguyên lý cấp phối và cấu trúc thành phần .................................................. 11
1.2.3 Phân loại bê tông tự lèn ................................................................................. 12
1.2.4 Đặc điểm về tính chất cơ lý của bê tơng tự lèn ............................................. 13
1.2.5 Một số đặc điểm thi công bê tông tự lèn ....................................................... 14
1.3 NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG BÊ TÔNG TỰ LÈN TRÊN THẾ GIỚI VÀ
VIỆT NAM ............................................................................................................... 16
1.3.1 Khái qt lịch sử q trình nghiên cứu bê tơng tự lèn trên thế giới .............. 16
1.3.2 Ứng dụng bê tông tự l n trên thế giới............................................................ 17


iii

1.3.3 Nghiên cứu và ứng dụng bê tông tự l n tại Việt Nam ................................... 19
1.4 TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU VỀ TÍNH CƠNG TÁC CỦA HỖN HỢP BÊ
TƠNG TỰ LÈN VÀ BẢO DƢỠNG BÊ TƠNG TỰ LÈN ...................................... 21
1.4.1 Tình hình nghiên cứu về tính cơng tác của hỗn hợp bê tơng tự lèn .............. 22
1.4.2 Tình hình nghiên cứu về bảo dƣỡng bê tông tự lèn ....................................... 23
1.5 NHỮNG VẤN ĐỀ ĐẶT RA VÀ ĐỊNH HƢỚNG NGHIÊN CỨU CỦA

LUẬN ÁN ................................................................................................................ 27
1.5.1 Những vấn đề đặt ra ....................................................................................... 27
1.5.2 Định hƣớng nghiên cứu của luận án .............................................................. 28
CHƢƠNG 2: CƠ SỞ KHOA HỌC VỀ TÍNH CƠNG TÁC CỦA HỖN HỢP
BÊ TÔNG VÀ BẢO DƢỠNG BÊ TÔNG TỰ LÈN ............................................ 30
2.1 ẢNH HƢỞNG CỦA ĐIỀU KIỆN KHÍ HẬU VIỆT NAM ĐẾN CƠNG TÁC
BÊ TƠNG ................................................................................................................. 30
2.1.1 Đặc điểm khí hậu Việt Nam .......................................................................... 30
2.1.2 Ảnh hƣởng của điều kiện khí hậu đến cơng tác bê tơng................................ 31
2.2

TÍNH CƠNG TÁC CỦA HỖN HỢP BÊ TƠNG TỰ LÈN........................... 32

2.2.1 Thơng số kỹ thuật của tính cơng tác hỗn hợp bê tơng tự lèn ......................... 32
2.2.2 Ảnh hƣởng của vật liệu thành phần đến tính cơng tác của hỗn hợp BTTL... 33
2.2.3 Ảnh hƣởng của yếu tố cơng nghệ, khí hậu đến tính công tác hỗn hợp BTTL36
2.3 MẠNG NƠ RON NHÂN TẠO ANN TRONG NGHIÊN CỨU TÍNH CƠNG
TÁC CỦA HỖN HỢP BTTL ................................................................................... 37
2.4 Q TRÌNH THỦY HĨA VÀ PHÁT TRIỂN CẤU TRÚC CỦA BÊ TÔNG
VÀ BÊ TÔNG TỰ LÈN GIAI ĐOẠN ĐẦU ĐĨNG RẮN ..................................... 42
2.4.1 Q trình thủy hóa và hình thành cấu trúc ban đầu của bê tơng ................... 42
2.4.2 Quá trình đ ng rắn và phát triển cƣờng độ của bê tông tự lèn ...................... 43
2.4.3 Các yếu tố ảnh hƣởng đến quá trình thủy h a và đ ng rắn bê tông tự lèn .... 45
2.4.4 Ảnh hƣởng của quá trình thủy h a đến cấu trúc lỗ rỗng bê tơng .................. 47
2.4.5 Q trình vật lý xảy ra trong q trình đ ng rắn bê tơng .............................. 48
2.5

BẢO DƢỠNG BÊ TÔNG TỰ LÈN.............................................................. 51

iv

2.5.1 Bản chất của bảo dƣỡng bê tông.................................................................... 51
2.5.2 Các thông số kỹ thuật bảo dƣỡng bê tông ..................................................... 52
2.5.3 Các phƣơng pháp bảo dƣỡng bê tông ............................................................ 53
CHƢƠNG 3: VẬT LIỆU SỬ DỤNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ... 56
3.1

VẬT LIỆU THÀNH PHẦN SỬ DỤNG CHO BÊ TÔNG TỰ LÈN ............ 56

3.1.1 Xi măng ......................................................................................................... 56
3.1.2 Cốt liệu........................................................................................................... 56
3.1.3 Phụ gia ........................................................................................................... 58
3.1.4 Nƣớc .............................................................................................................. 59
3.2 THIẾT KẾ CẤP PHỐI VÀ CHẾ TẠO HỖN HỢP BÊ TÔNG TỰ LÈN CHO
THỰC NGHIỆM ...................................................................................................... 59
3.2.1 Phƣơng pháp thiết kế cấp phối bê tông tự lèn ............................................... 59
3.2.2 Xác định các thông số kỹ thuật thiết kế cấp phối bê tông tự lèn ................... 60
3.2.3 Chế tạo hỗn hợp bê tông tự lèn ...................................................................... 61
3.3

PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VÀ THÍ NGHIỆM.................................. 67

3.3.1 Phƣơng pháp xác định sự suy giảm tính cơng tác của hỗn hợp BTTL ......... 67
3.3.2 Phƣơng pháp ứng dụng mạng nơ ron nhân tạo ANN trong dự báo tính công
tác hỗn hợp bê tông tự lèn ........................................................................................ 67
3.3.3 Phƣơng pháp xác định mất nƣớc và biến dạng mềm của BTTL ................... 69
3.3.4 Phƣơng pháp xác định cƣờng độ nén của bê tông tự lèn ............................... 71
3.3.5 Phƣơng pháp xác định các thông số kỹ thuật bảo dƣỡng bê tông tự lèn ....... 71
CHƢƠNG 4: NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT QUY TRÌNH, U CẦU KỸ THUẬT

ĐẢM BẢO TÍNH CƠNG TÁC CỦA HỖN HỢP BÊ T NG TỰ LÈN ............ 74
4.1

MẪU, ĐIỀU KIỆN VÀ NỘI DUNG THÍ NGHIỆM.................................... 74

4.1.1 Mẫu hỗn hợp bê tơng tự lèn thí nghiệm ........................................................ 74
4.1.2 Điều kiện khí hậu thí nghiệm ........................................................................ 74
4.1.3 Nội dung thí nghiệm ...................................................................................... 75
4.2

KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM ............................................................................. 75


v

4.2.1 Ảnh hƣởng của nhiệt độ ban đầu hỗn hợp đến tính cơng tác ........................ 75
4.2.2 Ảnh hƣởng của điều kiện lƣu giữ đến tính cơng tác...................................... 77
4.2.3 Ảnh hƣởng của điều kiện khí hậu đến tính cơng tác ..................................... 78
4.2.4 Ảnh hƣởng của sự suy giảm tính cơng tác đến cƣờng độ nén của BTTL ..... 87
4.3 DỰ BÁO TÍNH CƠNG TÁC HỖN HỢP BÊ TƠNG TỰ LÈN BẰNG MƠ
HÌNH MẠNG NƠ RON NHÂN TẠO ANN ........................................................... 88
4.3.1 Mơ hình dự báo tính cơng tác và cƣờng độ bê tông theo thành phần vật liệu
chế tạo ....................................................................................................................... 88
4.3.2 Mô hình dự báo tính cơng tác theo yếu tố nhiệt độ và thời gian lƣu giữ ...... 93
4.4 ĐỀ XUẤT QUY TRÌNH VÀ U CẦU KỸ THUẬT ĐẢM BẢO TÍNH
CƠNG TÁC HỖN HỢP BÊ TÔNG TỰ LÈN TRONG ĐIỀU KIỆN KHÍ HẬU
VIỆT NAM ............................................................................................................... 99
4.4.1 Quy trình cơ bản thiết kế cấp phối, trộn, lƣu giữ và vận chuyển hỗn hợp bê
tơng tự lèn ................................................................................................................. 99
4.4.2 Quy trình xây dựng mơ hình ANN dự báo các thơng số tính cơng tác của hỗn

hợp BTTL ............................................................................................................... 101
4.4.3 Quy trình thiết kế cấp phối sử dụng dữ liệu mạng ANN ............................. 102
4.4.4 Đảm bảo tính cơng tác của hỗn hợp bê tơng tự lèn trong vận chuyển – lƣu giữ
ở điều kiện khí hậu Việt Nam ................................................................................. 105
4.5 ỨNG DỤNG KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ CỤ THỂ
TRONG THỰC TẾ THI CƠNG ............................................................................ 108
4.5.1 Mơ tả dữ liệu, điều kiện, yêu cầu thi công .................................................. 108
4.5.2 Kết quả xử lý ............................................................................................... 109
CHƢƠNG 5: NGHIÊN CỨU
TRONG ĐIỀU
5.1

IỆN

Ỹ THUẬT BẢO DƢỠNG BÊ T NG TỰ LÈN

H HẬU VIỆT NAM ................................................... 113

MẪU, ĐIỀU KIỆN VÀ NỘI DUNG THÍ NGHIỆM.................................. 113

5.1.1 Mẫu bê tơng tự lèn thí nghiệm..................................................................... 113
5.1.2 Điều kiện thí nghiệm ................................................................................... 113
5.1.3 Nội dung thí nghiệm .................................................................................... 114


vi

5.2 THÍ NGHIỆM NGHIÊN CỨU Q TRÌNH VẬT LÝ TRONG GIAI
ĐOẠN ĐẦU ĐĨNG RẮN ..................................................................................... 114
5.2.1 Kết quả thí nghiệm đo mất nƣớc và biến dạng mềm ................................... 114

5.2.2 Phân tích kết quả nghiên cứu ....................................................................... 116
5.3 LỰA CHỌN PHƢƠNG PHÁP BẢO DƢỠNG BÊ TÔNG TỰ LÈN PHÙ
HỢP ĐIỀU KIỆN KHÍ HẬU VIỆT NAM ............................................................. 122
5.3.1 Ảnh hƣởng của mất nƣớc và biến dạng mềm đến chất lƣợng bê tông tự lèn122
5.3.2 Lựa chọn phƣơng pháp bảo dƣỡng bê tông tự lèn phù hợp......................... 125
5.4 XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ KỸ THUẬT PHƢƠNG PHÁP BẢO
DƢỠNG CHE NI LÔNG CHO BÊ TƠNG TỰ LÈN ............................................ 129
5.4.1 Xác định hình thức và thời gian bảo dƣỡng ban đầu ................................... 129
5.4.2 Xác định thông số kỹ thuật bảo dƣỡng tiếp theo ......................................... 131
5.4.3 Kỹ thuật bảo dƣỡng bê tông tự lèn bằng phƣơng pháp che ni lơng trong điều
kiện khí hậu Việt Nam ............................................................................................ 134
KẾT LUẬN ........................................................................................................... 138
TUYỂN TẬP CÁC BÀI BÁO CÔNG BỐ KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ
TÀI LUẬN ÁN TRÊN CÁC TẠP CHÍ CHUYÊN NGÀNH ............................ 141
TÀI LIỆU THAM KHẢO.................................................................................... 142
PHỤ LỤC ............................................................................................................. PL1


vii

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
STT

KÝ HIỆU

GIẢI THÍCH

1

ACI

American Concrete Institute (Viện bê tông Mỹ)

2

ASTM

American Society for Testing and Materials (Hiệp hội vật liệu
và thử nghiệm Hoa Kỳ)

3

ANN

Artificial Neural Network (Mạng nơ ron nhân tạo)

4

BDBĐ

Bảo dƣỡng ban đầu

5

BDTT

Bảo dƣỡng tiếp theo

6

BTTT

Bê tông thông thƣờng

7

BTTL

Bê tông tự l n

8

BTCT

Bê tông cốt thép

9

CBI

Swedish Cement and Concrete Research Institute (Viện nghiên
cứu xi măng và bê tông Thụy Điển)

10

CDOT

The Chicago Department of Transportation (Sở giao thơng vận
tải Chicago)

11

CNL

Che ni lơng

12

CTXD

Cơng trình xây dựng

13

EFNARC

European Federation of National Associations Representing
for Concrete (Liên đồn bê tơng châu Âu)

14

EN

Tiêu chuẩn Châu Âu

15

HPC

High Performance Concrete (Bê tông chất lƣợng cao)

16

ICAR

International Center for Aggregates Research (Trung tâm
nghiên cứu cốt liệu Quốc tế)

17

KBD

Khơng bảo dƣỡng

18

MRE

Mean Relative Error (Trung bình của sai số tƣơng đối)

19

Max AE

Max Absolute Error (Sai số tuyệt đối lớn nhất)

20

MLP

Multilayer Perceptron (Mạng truyền thẳng đa lớp)

21

MAE

Mean Absolute Error (Trung bình của sai số tuyệt đối)

22

PCE

Polycarboxylate ether (Phụ gia siêu dẻo)


viii

23

RILEM

International Union of Laboratories and Experts in Contruction
Materials, Systems and Structures (Liên đồn thế giới của các
phịng thí nghiệm và chuyên gia trong lĩnh vực vật liệu xây
dựng, hệ thống và kết cấu)

24

SF

Slump Flow (Độ chảy lan của bê tông tự l n)

25

SR

Segregation Resistance (Kháng phân tầng của hỗn hợp bê
tông)

26

SD

Phụ gia siêu dẻo

27

SCC

Bê tông tự l n (Self Compacting Concrete)

28

TCVN

Tiêu chuẩn Việt Nam

29

TN

Tƣới nƣớc

30

XM

Xi măng


ix

DANH MỤC CÁC
STT

KÝ HIỆU

Ý HIỆU

GIẢI THÍCH

1

Dmax

Đƣờng kính lớn nhất của cốt liệu

2

N/B

Tỷ lệ nƣớc trên bột theo khối lƣợng

3

(N/B)v

Tỷ lệ nƣớc trên bột theo thể tích

5

N/X

Tỷ lệ nƣớc trên xi măng theo khối lƣợng

6

PL

Khả năng vƣợt qua trong thí nghiệm Lbox

7

PJ

Khả năng vƣợt qua trong thí nghiệm Jring

8

R7

Cƣờng độ nén ở tuổi 7 ngày của bê tông

9

R28

Cƣờng độ nén ở tuổi 28 ngày của bê tông

10

Rtc28

Cƣờng độ nén ở tuổi 28 ngày của mẫu bê tông, đ ng rắn trong
điều kiện phù hợp điều kiện tiêu chuẩn

11

RthBD

Cƣờng độ bảo dƣỡng tới hạn

12

R2

Hệ số tƣơng quan (Correlation coefficient)

13

Rn

Cƣờng độ nén bê tông tại thời điểm ngày thứ n

14

Rn+t

Cƣờng độ nén bê tông ở độ tuổi 28 ngày tƣơng ứng với n ngày
bảo dƣỡng (t = 28 – n)

15

T500

Thời gian (giây) để hỗn hợp bê tơng tự l n chảy đến đƣờng
kính 500mm trong thử nghiệm dòng chảy lan

16

TB/B

Tỷ lệ tro bay trên bột theo khối lƣợng

17

TctBD

Thời gian bảo dƣỡng cần thiết

18

T

Nhiệt độ mơi trƣờng

19

Vho

Thể tích hồ

20

VF

Độ nhớt trong thí nghiệm Vfunnel

21

VMA

Viscosity Modifying Admixtures (Phụ gia biến tính độ nhớt)

22

W

Độ ẩm mơi trƣờng

23

V

Tốc độ gi mơi trƣờng khơng khí

24

ƐmBT

Giá trị biến dạng mềm của bê tông

25

Vmn

Tốc độ bay hơi nƣớc


x

DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 1.1 Phân loại BTTL theo tính công tác và khuyến cáo sử dụng ............................. 12
Bảng 1.2 Các mốc thời gian phát triển BTTL .................................................................. 17
Bảng 2.1 Ảnh hƣởng của tro bay đến tính cơng tác của hỗn hợp BTTL ......................... 34
Bảng 2.2 Ảnh hƣởng của muội silic tới tính cơng tác của hỗn hợp BTTL ....................... 35
Bảng 2.3 Ảnh hƣởng của xỉ lị cao tới tính công tác của hỗn hợp BTTL ........................ 35
Bảng 2.4 Phân loại mạng nơ-ron nhân tạo ....................................................................... 40
Bảng 3.1 Thành phần hoá của xi măng PC40 Bút Sơn ..................................................... 56
Bảng 3.2 Tính chất cơ lý của xi măng PC40 Bút Sơn ....................................................... 56

Bảng 3.3 Tính chất cơ lý của đá dăm ................................................................................ 57
Bảng 3.4 Tính chất cơ lý của cát vàng .............................................................................. 57
Bảng 3.5 Thành phần hạt của cát vàng .............................................................................. 57
Bảng 3.6 Thành phần hoá của tro bay Phả Lại .................................................................. 58
Bảng 3.7 Tính chất kỹ thuật của tro bay............................................................................ 58
Bảng 3.8 Thành phần các cấp phối hỗn hợp BTTL .......................................................... 61
Bảng 3.9 Quy trình trộn hỗn hợp BTTL ............................................................................ 62
Bảng 3.10. Giá trị các thơng số tính cơng tác để phân loại và sử dụng BTTL ................. 64
Bảng 3.11 Kết quả thí nghiệm tính cơng tác BTTL .......................................................... 64
Bảng 4.1 Cấp phối hỗn hợp BTTL dùng cho thí nghiệm đánh giá tính cơng tác ............. 74
Bảng 4.2 Thơng số thời tiết mơi trƣờng thí nghiệm .......................................................... 74
Bảng 4.3 Tính công tác hỗn hợp BTTL với nhiệt độ ban đầu khác nhau theo thời gian .. 76
Bảng 4.4 Tính cơng tác hỗn hợp BTTL lƣu giữ ở các điều kiện khác nhau .................... 77
Bảng 4.5. Thơng số tính cơng tác của hỗn hợp bê tông tự lèn cấp phối M1 theo điều
kiện khí hậu và thời gian lƣu trữ ....................................................................................... 79
Bảng 4.6. Thơng số tính cơng tác của hỗn hợp bê tơng tự lèn cấp phối M2 theo điều
kiện khí hậu và thời gian lƣu trữ ....................................................................................... 80
Bảng 4.7. Thông số tính cơng tác của hỗn hợp bê tơng tự lèn cấp phối M3 theo điều
kiện khí hậu và thời gian lƣu trữ ....................................................................................... 81
Bảng 4.8. Giới hạn thời gian lƣu giữ 3 loại hỗn hợp BTTL trong các điều kiện .............. 85


xi

Bảng 4.9. Cƣờng độ nén BTTL tƣơng ứng với các thời điểm lƣu giữ hỗn hợp bê tông
khác nhau ........................................................................................................................... 87
Bảng 4.10 Sai số đánh giá và hệ số tƣơng quan của kết quả chạy mơ hình ANN1 .......... 92
Bảng 4.11. Sai số đánh giá và hệ số tƣơng quan của kết quả chạy mơ hình MLP-ANN2
cho các cấp phối M1 .......................................................................................................... 98
Bảng 4.12. Sai số đánh giá và hệ số tƣơng quan của kết quả chạy mơ hình MLP-ANN2

cho các cấp phối M2 .......................................................................................................... 98
Bảng 4.13. Sai số đánh giá và hệ số tƣơng quan của kết quả chạy mơ hình MLP-ANN2
cho các cấp phối M3 .......................................................................................................... 99
Bảng 4.14. Quy định về thời gian vận chuyển - lƣu giữ hỗn hợp bê tơng tự lèn trong
điều kiện khí hậu Việt Nam ............................................................................................. 108
Bảng 4.15 So sánh các thông số tính cơng tác và R28 của bê tơng tự lèn cấp phối M2
theo thực nghiệm và theo dự báo của mơ hình ANN2 .................................................... 111
Bảng 5.1 Cấp phối hỗn hợp BTTL dùng cho thí nghiệm bảo dƣỡng bê tơng ................. 113
Bảng 5.2. Giá trị đo bay hơi nƣớc và biến dạng mềm BTTL trong điều kiện khô hanh. 115
Bảng 5.3. Bảng giá trị đo bay hơi nƣớc và biến dạng mềm BTTL điều kiện nóng ẩm .. 115
Bảng 5.4. Bảng giá trị đo bay hơi nƣớc và biến dạng mềm BTTL điều kiện nắng nóng 116
Bảng 5.5 Cƣờng độ nén BTTL tƣơng ứng các điều kiện bảo dƣỡng .............................. 124
Bảng 5.6 Cƣờng độ nén của BTTL M1-N/B=0,35 và M2-N/B=0,3 theo thời gian bảo
dƣỡng ban đầu khác nhau ................................................................................................ 130
Bảng 5.7 Cƣờng độ nén của BTTL M1-N/B=0,35 và M2-N/B=0,3 với thời gian bảo
dƣỡng tiếp theo khác nhau ............................................................................................... 132
Bảng 5.8 Chỉ dẫn kỹ thuật công nghệ bảo dƣỡng bê tông tự l n theo phƣơng pháp che
ni lông trong điều kiện khí hậu Việt Nam ....................................................................... 136


xii

DANH MỤC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ
Hình 1.1 Cấu trúc phân tử của PCE .................................................................................. 10
Hình 1.2 So sánh thành phần vật liệu giữa BTTL và BT truyền thống ............................ 11
Hình 1.3 Cột neo 4a cầu Akashi ....................................................................................... 18
Hình 1.4 Dự án Sodra Lanken .......................................................................................... 18
Hình 1.5 Cơ sở thử nghiệm âm thanh tại trạm Plum Brook ............................................. 19
Hình 1.6 Nhà thờ Chúa Christ the Light, ở Oakland, California ..................................... 19
Hình 1.7 Móng tịa nhà siêu cao tầng the Landmark 81 ................................................... 21

Hình 2.1 Biểu đồ nhiệt độ và độ ẩm ở Hà Nội, Đà Nẵng, TP.Hồ Chí Minh điều kiện
nồm ẩm .............................................................................................................................. 31
Hình 2.2 Biểu đồ nhiệt độ và độ ẩm Hà Nội, Đà Nẵng, TP.Hồ Chí Minh trong điều
kiện khơ hanh..................................................................................................................... 31
Hình 2.3 Biểu đồ nhiệt độ và độ ẩm Hà Nội, Đà Nẵng, TP.Hồ Chí Minh ĐK n ng ẩm .. 31
Hình 2.4 Biểu đồ nhiệt độ và độ ẩm Hà Nội, Đà Nẵng, TP.Hồ Chí Minh ở ĐK nắng
nóng ................................................................................................................................... 31
Hình 2.5 Sơ đồ các thơng số cơ bản tính cơng tác của hỗn hợp bê tơng tự lèn ............... 32
Hình 2.6 Cấu trúc mạng nơ – ron nhân tạo ....................................................................... 38
Hình 2.7 Mơ hình một nơ-ron nhân tạo ............................................................................. 39
Hình 2.8 Mối liên quan giữa hiện tƣợng vật lý trong quá trình đ ng rắn ........................ 48
Hình 3.1 Tỷ lệ theo thể tích của các thành phần trong hỗn hợp BTTL ............................ 60
Hình 3.2 Xác định các thơng số tính cơng tác của hỗn hợp BTTL tại phịng thí nghiệm . 63
Hình 3.3 Đánh giá trực quan tính cơng tác vữa theo ASTM dựa trên giá trị VSI ............ 64
Hình 3.4 Cƣờng độ nén R28 của BTTL cấp phối khác nhau .............................................. 66
Hình 3.5 Một ví dụ về MLP với một lớp ẩn ...................................................................... 68
Hình 3.6 Thí nghiệm đo mất nƣớc .................................................................................... 70
Hình 3.7 Thí nghiệm đo BD mềm ..................................................................................... 70
Hình 3.8 Quá trình đo biến dạng mềm của BTTL............................................................. 71
Hình 3.9 Thí nghiệm đúc mẫu xác định thời gian bảo dƣỡng cần thiết ............................ 72
Hình 4.1 Suy giảm độ SF và T500 theo nhiệt độ vữa và thời gian lƣu giữ ......................... 76
Hình 4.2 Suy giảm SF và T500 theo phƣơng pháp và thời gian lƣu giữ ............................. 78


xiii

Hình 4.3 Suy giảm SF của M1 theo điều kiện thời tiết và thời gian ................................. 82
Hình 4.4 Biến đổi T500 và Vfunnel của M1 theo điều kiện thời tiết và thời gian ................. 82
Hình 4.5 Biến đổi Lbox và Jring của M1 theo điều kiện thời tiết và thời gian ..................... 82
Hình 4.6 Suy giảm SF của M2 theo điều kiện thời tiết và thời gian ................................. 83

Hình 4.7 Biến đổi T500 và Vfunnel của M2 theo điều kiện thời tiết và thời gian ................. 83
Hình 4.8 Biến đổi Lbox và Jring của M2 theo điều kiện thời tiết và thời gian ..................... 83
Hình 4.9 Suy giảm SF của M3 theo điều kiện thời tiết và thời gian ................................. 84
Hình 4.10 Biến đổi T500 và Vfunnel của M3 theo điều kiện thời tiết và thời gian ............... 84
Hình 4.11 Biến đổi Lbox và Jring của M3 theo điều kiện thời tiết và thời gian ................... 84
Hình 4.12 Mơ hình ANN1 dự báo các thơng số tính cơng tác theo vật liệu chế tạo ......... 89
Hình 4.13 Kết quả kiểm tra các thơng số SF và T500......................................................... 90
Hình 4.14 Kết quả kiểm tra các thông số Vfunel và Lbox ..................................................... 90
Hình 4.15 Kết quả kiểm tra các thơng số Jring và SR ......................................................... 91
Hình 4.16 Kết quả kiểm tra thơng số cƣờng độ nén R28 ................................................... 91
Hình 4.17 Ví dụ về tƣơng quan giữa các đầu ra MLP-ANN1 và các giá trị đích cho
tham số Lbox ....................................................................................................................... 91
Hình 4.18 Mơ hình MLP-ANN2 dự báo các thơng số tính cơng tác và cƣờng độ R28
của BTTL theo các yếu tố nhiệt độ và thời gian. .............................................................. 94
Hình 4.19 Kết quả dự báo SF và T500 của M1 ................................................................... 95
Hình 4.20 Kết quả dự báo Vfunnel và Lbox của M1 .............................................................. 95
Hình 4.21 Kết quả dự báo Jring và R28 của M1................................................................... 95
Hình 4.22 Kết quả dự báo SF và T500 của M2 ................................................................... 96
Hình 4.23 Kết quả dự báo Vfunnel và Lbox của M2 .............................................................. 96
Hình 4.24 Kết quả dự báo Jring và R28 của M2 ................................................................... 96
Hình 4.25 Kết quả ƣớc lƣợng SF và T500 cho M3 ............................................................. 97
Hình 4.26 Kết quả dự báo Vfunnel và Lbox cho M3 .............................................................. 97
Hình 4.27 Kết quả dự báo Jring và R28 cho M3 .................................................................. 97
Hình 4.28 Quy trình cơ bản cấp phối, trộn, lƣu giữ và vận chuyển hỗn hợp bê tông tự
lèn sử dụng số liệu mơ hình tốn ANN ........................................................................... 100
Hình 4.29 Quy trình chung xây dựng mơ hình ANN cho bài toán dự báo ..................... 101


xiv

Hình 4.30 Quy trình thiết kế cấp phối hỗn hợp BTTL sử dụng dữ liệu .......................... 103
Hình 4.31 Quy trình đảm bảo tính cơng tác của hỗn hợp bê tơng tự lèn trong vận
chuyển – lƣu giữ ở điều kiện khí hậu Việt Nam ............................................................. 105
Hình 4.32 Kết quả ANN2 dự báo thời gian vận chuyển theo SF .................................... 110
Hình 4.33 Kết quả ANN2 dự báo thời gian vận chuyển theo T500 .................................. 110
Hình 4.34 Kết quả ANN2 dự báo thời gian vận chuyển theo Vfunnel ............................... 110
Hình 4.35 Kết quả ANN2 dự báo thời gian vận chuyển theo Lbox .................................. 110
Hình 4.36 Kết quả ANN2 dự báo thời gian vận chuyển theo Jring................................... 110
Hình 4.37 Kết quả ANN2 dự báo thời gian vận chuyển theo R28 ................................... 110
Hình 4.38 Thời gian vận chuyển - lƣu giữ đảm bảo tính cơng tác và ............................. 111
Hình 5.1 Bay hơi nƣớc và biến dạng mềm cấp phối M1 N/B=0,30 ở ĐK khô hanh ...... 117
Hình 5.2 Bay hơi nƣớc và biến dạng mềm cấp phối M2 N/B=0,35 ở ĐK khô hanh ...... 117
Hình 5.3 Bay hơi nƣớc và biến dạng mềm cấp phối M1 N/B=0,30 ở ĐK n ng ẩm ....... 118
Hình 5.4 Bay hơi nƣớc và biến dạng mềm cấp phối M2 N/B=0,35 ở ĐK n ng ẩm ....... 118
Hình 5.5 Bay hơi nƣớc và biến dạng mềm cấp phối M1 N/B=0,30 ở ĐK nắng nóng .... 119
Hình 5.6 Bay hơi nƣớc và biến dạng mềm cấp phối M2 N/B=0,35 ở ĐK nắng nóng .... 119
Hình 5.7 Cƣờng độ nén của BTTL bảo dƣỡng bằng phƣơng pháp khác nhau trong điều
kiện khô hanh: a) Cấp phối M1 N/B=0,3; b) Cấp phối M2 N/B=0,35............................ 123
Hình 5.8 Cƣờng độ nén của BTTL bảo dƣỡng bằng phƣơng pháp khác nhau trong điều
kiện nóng ẩm: a) Cấp phối M1 N/B=0,3; b) Cấp phối M2 N/B=0,35 ............................ 123
Hình 5.9 Cƣờng độ nén của BTTL bảo dƣỡng bằng phƣơng pháp khác nhau trong điều
kiện nắng nóng: a) Cấp phối M1 N/B=0,3; b) Cấp phối M2 N/B=0,35.......................... 123
Hình 5.10 Chất lƣợng bề mặt bê tông tƣơng ứng 3 điều kiện bảo dƣỡng: a) không bảo
dƣỡng, b) bảo dƣỡng tƣới nƣớc, c) bảo dƣỡng che ni lơng ............................................. 125
Hình 5.11 Hiện tƣợng ngƣng tụ nƣớc trên màng ni lông khi bảo dƣỡng ........................ 126
Hình 5.12 Bay hơi nƣớc và biến dạng mềm BTTL M2 N/B=0,35 trong 3 ĐK thời tiết. 127
Hình 5.13 Bay hơi nƣớc và biến dạng mềm BTTL M1 N/B=0,30 trong 3 ĐK thời tiết. 127
Hình 5.14 Cƣờng độ nén R28 của BTTL trong 3 điều kiện thời tiết:............................... 128
Hình 5.15 Thời gian bảo dƣỡng ban đầu BTTL trong điều kiện khơ hanh ..................... 130
Hình 5.16 Thời gian bảo dƣỡng ban đầu BTTL trong điều kiện nóng ẩm...................... 130

xv

Hình 5.17 Thời gian bảo dƣỡng ban đầu BTTL trong điều kiện nắng nóng ................... 131
Hình 5.18 Thời gian bảo dƣỡng cần thiết trong các điều kiện khô hanh ........................ 133
Hình 5.19 Thời gian bảo dƣỡng cần thiết trong các điều kiện nóng ẩm ......................... 133
Hình 5.20 Thời gian bảo dƣỡng cần thiết trong các điều kiện nắng nóng ..................... 133
Hình 5.21 Quy trình cơng nghệ bảo dƣỡng đổ liên tục khơng có mạch ngừng .............. 135
Hình 5.22 Quy trình cơng nghệ bảo dƣỡng đổ khơng liên tục có mạch ngừng ngang.... 135
Hình 5.23 Quy trình cơng nghệ bảo dƣỡng đổ khơng liên tục có mạch ngừng đứng ..... 135


2

MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài
Bê tông tự lèn (BTTL) là loại bê tông chất lƣợng cao, đã đƣợc áp dụng rộng rãi trên
thế giới. Sử dụng BTTL tạo đƣợc sự thuận lợi trong công tác đổ bê tông các kết cấu
BTCT cơng trình lớn, u cầu chất lƣợng và mỹ thuật cao, đặc biệt những kết cấu có
mật độ cốt thép dày đặc.
Công nghệ thi công BTTL là một công nghệ mới trong xây dựng ở Việt Nam, mới chỉ
đƣợc sử dụng ở một số cơng trình đặc biệt. Một số cơ sở khoa học công nghệ đã có
những nghiên cứu cơ bản ban đầu về loại bê tơng này, chủ yếu trong điều kiện phịng
thí nghiệm và việc ứng dụng các kết quả nghiên cứu vào thực tế cịn hạn chế.
Đảm bảo tính cơng tác của hỗn hợp BTTL trƣớc khi đổ vào khuôn và công tác bảo
dƣỡng BTTL là hai đặc điểm công nghệ đặc biệt quan trọng trong dây chuyền cơng
nghệ bê tơng tồn khối, c ý nghĩa quan trọng đến chất lƣợng, cƣờng độ của BTTL và
chịu ảnh hƣởng trực tiếp của điều kiện khí hậu. Sự suy giảm tính cơng tác của hỗn hợp
BTTL theo thời gian, dẫn đến kh khăn cho công tác đổ bê tông, làm tăng độ rỗng và

giảm cƣờng độ nén của BTTL [23]. Đồng thời, bê tông cũng c thể bị phá hủy nếu
không đƣợc bảo dƣỡng đúng cách [93].
Thành phần của hỗn hợp BTTL có những điểm khác biệt so với bê tông thƣờng nhƣ
hàm lƣợng chất độn mịn, phụ gia siêu dẻo nhiều, thể tích hồ xi măng nhiều hơn và tỷ
lệ N/B thấp hơn. BTTL có tỷ lệ N/X thấp (<0,4) có thể sử dụng tất cả lƣợng nƣớc trộn
cho q trình thủy hóa nên cần phải bổ sung nƣớc vào trong bê tông trong q trình
bảo dƣỡng, tuy nhiên, sự khơng liên tục giữa các mao dẫn làm cho việc cung cấp nƣớc
vào bên trong bê tông kh khăn [90]. Việc sử dụng phụ gia siêu dẻo với hàm lƣợng lớn
dẫn đến thời gian đ ng rắn bê tơng bị kéo dài [102]. Vì vậy, một số đặc điểm cơng
nghệ thi cơng nhƣ tính cơng tác và kỹ thuật bảo dƣỡng sẽ có những đặc thù riêng so
với bê tông truyền thống.
Việt Nam nằm trong khu vực nhiệt đới gi mùa, nhìn chung điều kiện khí hậu có tác
động tốt cho q trình đ ng rắn và phát triển cƣờng độ của BTTL. Tuy nhiên, trong
năm c nhiều chu kỳ thời tiết bất lợi nhƣ nắng nóng và khơ hanh, sự biến thiên và
chênh lệch nhiệt độ, độ ẩm cao giữa ngày và đêm làm ảnh hƣởng xấu đến các tính chất


3

của hỗn hợp bê tông, sự đ ng rắn và phát triển cƣờng độ của bê tơng.
Tính cơng tác của hỗn hợp BTTL và quá trình đ ng rắn ban đầu của BTTL sẽ thay đổi,
ứng xử nhƣ thế nào trong điều kiện thời tiết Việt Nam? Cần phải áp dụng các biện
pháp, quy trình kỹ thuật nào để đảm bảo tính cơng tác trƣớc khi đổ bê tơng? Kỹ thuật
bảo dƣỡng bê tông nào cần phải áp dụng để đảm bảo quá trình đ ng rắn? Các kết quả
nghiên cứu đã thực hiện và công bố ở Việt Nam và các tài liệu đƣợc tổng hợp từ nƣớc
ngoài về vấn đề này chƣa đầy đủ và rõ ràng. Trong khi đ , xu hƣớng phát triển và ứng
dụng công nghệ BTTL trong thực tế xây dựng ở Việt Nam ngày càng rõ rệt và gia
tăng. Vì vậy, đề tài ―Nghiên cứu tính cơng tác hỗn hợp bê tơng và kỹ thuật bảo
dƣỡng bê tông tự lèn trong điều kiện khí hậu Việt Nam‖ là mang tính khoa học,
thực tiễn và cần thiết.

2. Mục đích nghiên cứu
Mục đích nghiên cứu của đề tài là xây dựng:
- Quy trình và yêu cầu kỹ thuật đảm bảo tính cơng tác của hỗn hợp BTTL trƣớc khi đổ
vào khuôn trên cơ sở sử dụng thuật toán ANN và nghiên cứu thực nghiệm ảnh hƣởng
yếu tố cơng nghệ và khí hậu;
- Kỹ thuật bảo dƣỡng BTTL, trong điều kiện khí hậu Việt Nam, trên cơ sở nghiên cứu
thực nghiệm ảnh hƣởng của các yếu tố cơng nghệ và khí hậu mơi trƣờng.
3. Nội dung nghiên cứu
Để đạt đƣợc mục đích nghiên cứu đề ra, luận án phải thực hiện các nội dung nghiên
cứu cơ bản sau đây:
- Nghiên cứu chế tạo hỗn hợp BTTL với nguồn vật liệu và phụ gia sẵn có ở Việt Nam.
- Nghiên cứu thực nghiệm sự sụt giảm tính công tác của hỗn hợp BTTL trong thời
gian lƣu giữ ở điều kiện khí hậu Việt Nam.
- Nghiên cứu sự mất nƣớc và biến dạng mềm của BTTL trong thời gian đầu đ ng rắn
dƣới sự ảnh hƣởng của các yếu tố cơng nghệ và khí hậu.
- Xây dựng mơ hình mạng nơ ron nhân tạo ANN dự báo các thơng số ban đầu của tính
cơng tác hỗn hợp BTTL theo yếu tố thành phần vật liệu chế tạo.
- Xây dựng mơ hình mạng nơ ron nhân tạo ANN ƣớc lƣợng sự suy giảm tính cơng tác
của hỗn hợp BTTL dƣới sự ảnh hƣởng của các yếu tố công nghệ và khí hậu.


4

- Đề xuất quy trình kỹ thuật và yêu cầu kỹ thuật đảm bảo tính cơng tác của hỗn hợp
BTTL trƣớc khi đổ vào khuôn.
- Đề xuất kỹ thuật bảo dƣỡng BTTL trong điều kiện khí hậu Việt Nam.
4. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu
4.1. Đối tƣợng nghiên cứu
- Tính cơng tác của hỗn hợp BTTL.
- Cơng tác bảo dƣỡng BTTL.

4.2. Phạm vi nghiên cứu
- Nghiên cứu áp dụng cho kết cấu BTCT thông thƣờng thi công bằng phƣơng pháp đổ
bê tông tại chỗ, không bao gồm kết cấu bê tơng khối lớn.
- BTTL có tỷ lệ N/B = 0,256 - 0,374; TrB/B=0,081-0,418; cấp độ bền từ B35 – B50.
- Điều kiện thí nghiệm: điều kiện thời tiết khu vực Hà Nội với các chu kỳ thời tiết và
các thông số về nhiệt độ, độ ẩm tƣơng đối của khơng khí tƣơng đồng tƣơng đối với
một số khu vực khác nhau trên cả nƣớc. Từ đ kết quả nghiên cứu có thể áp dụng ở
các khu vực c điều kiện thời tiết với các thơng số khí hậu tƣơng đƣơng. Các thí
nghiệm thực hiện ở điều kiện tự nhiên, giống nhƣ điều kiện thi công trên công trƣờng.
5. Cơ sở khoa học của đề tài
Tính cơng tác của hỗn hợp BTTL đƣợc đặc trƣng bởi các thông số: khả năng lấp đầy
(đƣợc xác định bằng thí nghiệm độ chảy lan, thời gian chảy T500, Vfunnel); khả năng
chảy xuyên (xác định bằng thí nghiệm Jring và Lbox); khả năng chống phân tầng (xác
định bằng thí nghiệm phân tầng sàng). Tính công tác của hỗn hợp BTTL chịu ảnh
hƣởng của các yếu tố nhƣ vật liệu thành phần (thể tích bột, cốt liệu); phụ gia hoạt tính
(độ mịn, thành phần hạt, hình dạng hạt, thành phần khống, h a, độ hoạt tính, khối
lƣợng riêng); loại phụ gia siêu dẻo, phụ gia tạo nhớt sử dụng; lƣợng nƣớc trộn và các
yếu tố cơng nghệ, khí hậu nhƣ nhiệt độ ban đầu của hỗn hợp, thời gian lƣu giữ,
phƣơng pháp vận chuyển và điều kiện khí hậu.
Mạng nơ ron nhân tạo ANN đƣợc sử dụng để xây dựng mơ hình dự báo khi đối tƣợng
là một hàm phụ thuộc nhiều yếu tố và có quan hệ phi tuyến với các yếu tố phụ thuộc.
Tính cơng tác của hỗn hợp BTTL đƣợc định lƣợng chính xác theo các yếu tố vật liệu
chế tạo (xi măng, tro bay, nƣớc, cốt liệu) và yếu tố công nghệ khí hậu (nhiệt độ bê


5

tông, nhiệt độ môi trƣờng và thời gian vận chuyển) dựa trên ứng dụng mơ hình ANN.
Bảo dƣỡng bê tơng tự lèn là tạo điều kiện thuận lợi về nhiệt độ và độ ẩm cho xi măng
thủy hóa và các phản ứng puzzolanic xảy ra để bê tông đạt đƣợc các thuộc tính mong

muốn. Tốc độ và chất lƣợng quá trình thủy h a và đ ng rắn của BTTL phụ thuộc
phƣơng pháp dƣỡng ẩm, thành phần khoáng xi măng (lƣợng C3A, C3S, C2S), tỷ lệ
N/X, thành phần phụ gia khống (tro bay, muội silic, xỉ lị cao), phụ gia siêu dẻo và
nhiệt độ đ ng rắn.
Quá trình bảo dƣỡng gồm: Giai đoạn bảo dƣỡng ban đầu (BDBĐ) và giai đoạn bảo
dƣỡng tiếp theo (BDTT). Giai đoạn BDBĐ thực hiện ngay sau khi hồn thiện bề mặt,
mục đích giai đoạn này là kiểm sốt q trình mất nƣớc của bê tông. Đối với bê tông
thƣờng, thời gian BDBĐ đƣợc xác định đến khi bê tông đạt cƣờng độ 0,3-0,5MPa
[13]. Thời gian BDBĐ phụ thuộc vào việc kiểm soát lƣợng nƣớc bay hơi và biến dạng
mềm của bê tơng, chính là thời gian để bê tông bay hơi tự do và đạt đƣợc cƣờng độ
nhất định, thƣờng 1-4 giờ [135]. Giai đoạn BDTT đƣợc thực hiện sau BDBĐ với 2
thông số: thời gian bảo dƣỡng cần thiết TctBD và cƣờng độ bảo dƣỡng tới hạn RthBD.
TctBD tính bằng ngày đêm, là thời gian cần thiết duy trì bảo dƣỡng để đạt giá trị RthBD.
RthBD đƣợc tính bằng % cƣờng độ nén của mẫu bê tông tiêu chuẩn (Rtc28).
6. Phƣơng pháp nghiên cứu
- Phƣơng pháp phân tích và tổng hợp lý thuyết.
- Phƣơng pháp thực nghiệm.
- Phƣơng pháp định lƣợng thống kê (sử dụng mơ hình mạng nơ ron nhân tạo ANN).
7. Giá trị khoa học và ý nghĩa thực tiễn
- Giá trị khoa học: Hệ thống h a cơ sở khoa học về cơng nghệ BTTL; định tính và
định lƣợng sự thay đổi của tính cơng tác hỗn hợp bê tơng, sự mất nƣớc và biến dạng
mềm của BTTL trong điều kiện khí hậu Việt Nam.
- Ý nghĩa thực tiễn: Đã thiết kế cấp phối và chế tạo đƣợc BTTL bằng vật liệu nguồn
gốc Việt Nam; đề xuất đƣợc quy trình và chỉ dẫn kỹ thuật đảm bảo tính cơng tác hỗn
hợp BTTL trƣớc khi đổ bê tông; đề xuất đƣợc quy trình và chỉ dẫn kỹ thuật bảo dƣỡng
BTTL. Các đề xuất có khả năng áp dụng cao trong thực tế thi cơng xây dựng.
8. Những đóng góp mới của luận án


6

- Xác định đƣợc quy luật và định lƣợng đƣợc sự thay đổi của tính cơng tác hỗn hợp
BTTL dƣới sự ảnh hƣởng của các yếu tố công nghệ và khí hậu qua thực nghiệm và
ứng dụng mơ hình mạng ANN.
- Xác định đƣợc quy luật và định lƣợng đƣợc quá trình mất nƣớc và biến dạng mềm
trong giai đoạn đầu đ ng rắn của bê tông tự l n dƣới sự ảnh hƣởng của yếu tố cơng
nghệ và khí hậu qua thực nghiệm trong điều kiện tự nhiên.
- Đề xuất đƣợc quy trình, yêu cầu kỹ thuật đảm bảo tính cơng tác hỗn hợp BTTL trƣớc
khi đổ bê tơng dựa trên thí nghiệm thực nghiệm và ứng dụng các mơ hình mạng nơ ron
nhân tạo (ANN); đề xuất kỹ thuật bảo dƣỡng BTTL hiệu quả trong điều kiện khí hậu
Việt Nam.


7

CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ T NH C NG TÁC CỦA HỖN HỢP BÊ T NG
VÀ BẢO DƢỠNG BÊ T NG TỰ LÈN
1.1

MỘT SỐ

HÁI NIỆM VÀ THUẬT NGỮ

1.1.1 Bê tông tự lèn
Bê tông tự l n (BTTL), tên tiếng Anh: Self-Compacting Concrete (SCC), là loại bê
tông khi chƣa đông kết ở dạng hỗn hợp c khả năng tự chảy dƣới tác dụng của trọng
lực bản thân và c khả năng điền đầy vào mọi g c cạnh của ván khuôn kể cả những
nơi c mật độ cốt thép dày đặc mà không cần tác động cơ học, đảm bảo độ l n chặt,
đồng nhất, không tách nƣớc và phân tầng. Sử dụng BTTL tạo đƣợc sự thuận lợi trong
công tác đổ bê tơng các kết cấu BTCT cơng trình lớn, yêu cầu chất lƣợng và mỹ thuật

cao, đặc biệt những kết cấu có mật độ cốt thép dày đặc [37]. Khái niệm về BTTL ở
một số nƣớc nhƣ sau:
- Ở Nhật Bản: BTTL là loại bê tơng mà có thể tự lèn chặt ở mọi góc cạnh của ván
khn, đơn thuần chỉ bằng trọng lực bản thân của bê tông mà không cần phải sử dụng
đầm rung [75].
- Ở Châu Âu: BTTL là loại bê tông mà không cần phải đầm rung khi thi cơng, có thể
tự chảy và lấp đầy khn bằng chính trọng lực bản thân mà vẫn đảm bảo độ đặc chắc
kể cả khu vực cốt thép dày đặc, c đặc tính kĩ thuật và độ bền lâu tƣơng đƣơng bê tông
đầm rung truyền thống [57].
- Ở khu vực Bắc Mỹ: BTTL là bê tơng có độ chảy lan cao, khơng bị phân tầng, có thể
tự chảy và làm đầy ván khn kể cả khu vực có cốt thép dày đặc mà không cần đến sự
tác động ngoại lực bên ngoài [42].
- Ở Liên bang Nga: BTTL (Самоуплотняющийся бетон) là hỗn hợp (vữa) bê tông tự
chảy dƣới tác động của trọng lực bản thân, tự thốt khí và lấp đầy khuôn với cốt thép
mà không cần sự tác động của ngoại lực đầm rung.
1.1.2 Đặc điểm công nghệ thi công bê tông tự lèn
Công nghệ BTTL là hệ thống gồm kiến thức, thiết bị, phƣơng pháp và quy trình trong
việc chế tạo, lƣu giữ, vận chuyển, đổ và bảo dƣỡng bê tông, tạo ra kết cấu xây dựng
với các tính chất kỹ thuật theo thiết kế. Đặc điểm công nghệ thi công là các đặc trƣng


8

(thuộc tính) ứng xử của nó trong q trình chế tạo và thi cơng [138]. Tính cơng tác
của hỗn hợp và bảo dƣỡng là những đặc điểm công nghệ thi cơng của BTTL.
1.1.3 Tính cơng tác của hỗn hợp bê tông tự lèn
Hỗn hợp bê tông là hỗn hợp đồng nhất của chất kết dính, cốt liệu và nƣớc có hoặc
khơng có thêm phụ gia hóa học và phụ gia khoáng, sau khi đổ, đầm và đ ng rắn tạo
thành bê tơng [134].
Tính cơng tác (Workability) của hỗn hợp bê tơng là một đặc tính cơng nghệ thi cơng

của hỗn hợp bê tông, quyết định sự dễ dàng khi đổ, san gạt, đầm tại mọi vị trí của ván
khn mà khơng có sự phân tầng và tách nƣớc [52]. Tính công tác đƣợc đánh giá bởi
độ linh động (lƣu động), độ cứng và sự kết dính [134, 138].
1.1.4 Mất nƣớc do bay hơi nƣớc của bê tông
Mất nƣớc của bê tơng là q trình bay hơi nƣớc từ bê tơng ra mơi trƣờng xung quanh
(q trình thay đổi chất) qua bề mặt thoáng. Ảnh hƣởng đến sự mất nƣớc của bê tơng
thời gian đầu đ ng rắn có nhiều yếu tố: bản thân cấp phối bê tông; chế độ và vật liệu
bảo dƣỡng; khối tích và mơ đun bề mặt của kết cấu; và đặc biệt là các yếu tố khí hậu,
mơi trƣờng xung quanh [13].
1.1.5 Biến dạng mềm của bê tông
Biến dạng mềm là hiện tƣợng thay đổi thể tích (co hoặc nở) của bê tơng khi chƣa c
cƣờng độ, hoặc cƣờng độ cịn rất nhỏ. Q trình biến dạng mềm diễn ra trong khoảng
trƣớc 8-10 giờ đầu đ ng rắn của bê tông, tùy theo thời tiết cụ thể. Ảnh hƣởng đến biến
dạng mềm của bê tơng có nhiều yếu tố: bản thân cấu trúc bê tông; thông số khí hậu;
q trình mất nƣớc của bê tơng; phản ứng thủy hóa của xi măng trong bê tơng [13].
1.1.6 Bảo dƣỡng bê tông
Bảo dƣỡng bê tông là việc duy trì độ ẩm và nhiệt độ thích hợp trong bê tông trong một
khoảng thời gian ngay sau khi đổ và hồn thiện bề mặt để bê tơng đ ng rắn thuận lợi,
đảm bảo sự phát triển và đạt đƣợc các tính chất cơ lý của bê tơng [5, 138].
1.1.7 Mạng nơ ron nhân tạo ANN
Mạng nơ ron nhân tạo (Artificial Neural Network- ANN) là mơ hình tốn học xử lý