Luận văn thạc sĩ nghiên cứu giải pháp nâng cao hiệu quả sử dụng vật liệu cho bê tông tự đầm công trình thủy áp dụng cho công trình tân mỹ tỉnh ninh thuận

..

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

HỌ VÀ TÊN TÁC GIẢ LUẬN VĂN: NGUYỄN VĂN CHÍN

TÊN ĐỀ TÀI LUẬN VĂN
NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP NÂNG CAO HIỆU QUẢ SỬ DỤNG VẬT
LIỆU CHO BÊ TƠNG TỰ ĐẦM CƠNG TRÌNH THỦY - ÁP DỤNG
CHO CƠNG TRÌNH TÂN MỸ, TỈNH NINH THUẬN

LUẬN VĂN THẠC SĨ ỨNG DỤNG

Bình Định – Năm 2018


ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

HỌ VÀ TÊN TÁC GIẢ LUẬN VĂN: NGUYỄN VĂN CHÍN

TÊN LUẬN VĂN
NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP NÂNG CAO HIỆU QUẢ SỬ DỤNG VẬT
LIỆU CHO BÊ TƠNG TỰ ĐẦM CƠNG TRÌNH THỦY - ÁP DỤNG
CHO CƠNG TRÌNH TÂN MỸ, TỈNH NINH THUẬN

CHUN NGÀNH: KỸ THUẬT XÂY DỰNG CƠNG TRÌNH THỦY
MÃ SỐ: 60.58.40

LUẬN VĂN THẠC SĨ ỨNG DỤNG

Người hướng dẫn khoa học: TS. NGUYỄN VĂN HƯỚNG

Bình Định – Năm 2018


Trang i

LỜI CẢM ƠN
Qua quá trình nỗ lực phấn đấu học tập và nghiên cứu của bản thân cùng
với sự giúp đỡ tận tình của các thầy, cơ giáo Trường ĐH Bách Khoa Đà Nẵng và
các bạn bè đồng nghiệp, luận văn thạc sĩ ứng dụng “Nghiên cứu giải pháp nâng
cao hiệu quả sử dụng vật liệu cho bê tông tự đầm cơng trình thủy - Áp dụng
cho cơng trình Tân Mỹ, tỉnh Ninh Thuận” đã được tác giả hoàn thành.
Để có được thành quả này, tác giả xin được bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới TS
Nguyễn Văn Hướng đã tận tình hướng dẫn, chỉ bảo và cung cấp các thơng tin khoa
học cần thiết trong q trình thực hiện luận văn.
Cuối cùng tác giả xin gửi lời cảm ơn chân thành đến tồn thể các Thầy, cơ
giáo của khoa Xây dựng Thủy lợi và Thủy điện, Trường Đại học Bách Khoa, gia
đình, bạn bè đã động viên, tạo mọi điều kiện thuận lợi để tác giả hoàn thành luận văn
này.
Mặc dù đã hết sức cố gắng nhưng do hạn chế về thời gian, kiến thức khoa học và
kinh nghiệm thực tế của bản thân tác giả còn ít nên luận văn khơng thể tránh khỏi những
thiếu sót. Tác giả rất mong nhận được ý kiến đóng góp và trao đổi chân thành giúp tác
giả hoàn thiện hơn đề tài của luận văn.
Xin trân trọng cảm ơn!
Bình Định, ngày 26 tháng 05 năm 2018
Học viên thực hiện

Nguyễn Văn Chín

Trang ii

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập - Tự do- Hạnh phúc
Bình Định, ngày 26 tháng 05 năm 2018

BẢN CAM ĐOAN
Tên học viên: NGUYỄN VĂN CHÍN
Tơi xin cam đoan đây là cơng trình nghiên cứu của riêng tôi, không sao
chép từ bất kỳ nguồn thông tin nào khác.
Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai
công bố trong bất kỳ cơng trình nào khác.
Tác giả luận văn

Nguyễn Văn Chín


Trang iii

TÓM TẮT
NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP NÂNG CAO HIỆU QUẢ SỬ DỤNG VẬT LIỆU
CHO BÊ TƠNG TỰ ĐẦM CƠNG TRÌNH THỦY - ÁP DỤNG CHO CƠNG
TRÌNH TÂN MỸ, TỈNH NINH THUẬN
Học viên: NGUYỄN VĂN CHÍN
Mã số: 60.58.40 Khóa: K33

Chun ngành: Kỹ thuật xây dựng cơng trình thủy

Trường Đại học Bách khoa – Đại học Đà Nẵng

Tóm tắt – Bê tơng tự đầm đã và đang được phát triển, ứng dụng rộng rãi trong ngành xây
dựng ngày nay nhờ vào những ưu điểm vượt trội so với các loại bê tông khác như: Giảm lao
động thủ công, giảm ôn nhiễm tiếng ồn, nâng cao chất lượng, chống thấm tốt, tiến độ thi công
nhanh và mỹ thuật rất cao. Tuy nhiên, hiện nay ở nước ta các quy chuẩn, tiêu chuẩn về bê
tông tự đầm chưa đầy đủ nên công tác kiểm sốt chất lượng cho SCC chưa cao, vì thế các nhà
đầu tư dự án chưa ứng dụng nhiều. Nghiên cứu này đã đề xuất nhằm mở rộng khả năng ứng
dụng và đưa ra các giải pháp để kiểm soát chất lượng và công tác thiết kế cấp phối SCC mà sử
dụng vật liệu gần cơng trình nhưng vẫn đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật và mang lại hiệu quả
kinh tế cao.
Luận văn cũng đã nêu các thực trạng, tồn tại của việc ứng dụng SCC cho các cơng trình
thủy tại khu vực Miền Trung trong thời gian qua. Từ đó rút kinh nghiệm nhằm tối ưu hóa cấp
phối SCC tận dụng vật liệu tại chỗ để ứng dụng thi cơng cơng trình thủy lợi Tân Mỹ tại tỉnh
Ninh Thuận. Tác giả đã so sánh hiệu quả kinh tế với bê tơng thường có cùng mác cường độ
nén và đưa ra hướng để phát triển công nghệ SCC trong tương lai.
Từ khóa – Bê tơng tự đầm; Thiết kế cấp phối; Cát nghiền; Phụ gia hóa và khống; Thí
nghiệm độ chảy loang; Cường độ nén; Quản lý chất lượng; Tro bay.
RESEARCH ON SOLUTIONS TO ENHANCE THE EFFECTIVE USE OF
MATERIALS FOR SELF COMPACTED CONCRETE THE HYDRAULIC
WORKS - APPLIED FOR TAN MY WORK, NINH THUAN PROVINCE
Abstract – Nowadays, self-compacted concrete had been and being developed, widely
applied in the construction field thank for the outstanding advantages compare to the other
types of concrete such as: Decreasing manual labor, minimizing noise pollution, improving
quality, good tightness, quick construction progress and high fine-arts. However, at present in
our country the regulations and standards on self-compacted concrete is not fully, therefore
the quality control for SCC is not high. Hence, the project investors have not yet applied
widely. This research has proposed to extend the applicable ability and to bring solutions for
quality control and mix design of SCC which use materials near the works but still to ensure
the technical requirements and bringing high economic efficiency.

The thesis has stated the reality, the existence of SCC application for hydraulic works in the
Central Region past time. Then learning from experience to optimize the concrete mix of SCC
to reuse on-site materials for application in the construction of Tan My Irrigation project in
Ninh Thuan province. The author compared its economic efficiency to the conventional
concrete with the same compressive strength and to give the direction for developing SCC
technology in future.
Keywords - Self Compacting Concrete; Mix design; Crushed sand; Chemical and
mineral admixture; Slump flow test; Compressive strength; Quality control; Fly Ash.


Trang iv

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
ACI
ASTM
BT
CP
CVC
Dmax
Dmin

: American Concrete Institute
: American Society for Testing and Materials
: Bê tông
: Cấp phối
: Conventional Vibrated Concrete
: Kích thước hạt lớn nhất của cốt liệu lớn
: Kích thước hạt nhỏ nhất của cốt liệu lớn

EFNARC

: European Federation of National trade Associations Representing
producers and applications of specialist building products.

FA

: Fly Ash

MA

: Mineral Admixture

Mđl

: Mô đun độ lớn

N/CKD

: Nước/Chất kết dính

N/X

: Nước/Xi măng

PC

: Portland Cement

PCB

: Portland Cement Blended

PGH

: Phụ gia hóa

PGK

: Phụ gia khống

S/A

: Tỷ lệ Cát/(Tổng cốt liệu)

SCC

: Self-Compacting Concrete

SP

: Superplasticizer

TCVN

: Tiêu chuẩn Việt Nam

VMA

: Viscosity Modifying Admixture

XM

: Xi măng


Trang v

MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN ........................................................................................................... i
BẢN CAM ĐOAN................................................................................................... ii
TÓM TẮT............................................................................................................... iii
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT ...................................................................... iv
MỤC LỤC ............................................................................................................... v
DANH MỤC CÁC BẢNG ...................................................................................... ix
DANH MỤC CÁC HÌNH ........................................................................................ x
PHẦN MỞ ĐẦU ..................................................................................................... 1
1. Tính cấp thiết đề tài ................................................................................................. 1
2. Mục đích, nhiệm vụ nghiên cứu ............................................................................... 2
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu ............................................................................ 2
4. Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu ............................................................... 2
5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài .................................................................. 2
6. Cấu trúc luận văn ..................................................................................................... 3
CHƯƠNG 1. GIỚI THIỆU TỔNG QUAN ........................................................... 4
1.1. Khái quát về bê tông tự đầm ................................................................................. 4
1.2. Tổng quan về nghiên cứu, ứng dụng SCC trên thế giới và Việt Nam..................... 4
1.2.1. Tổng quan về ứng dụng bê tông tự đầm trên thế giới ...................................... 4
1.2.2. Tổng quan về ứng dụng bê tông tự đầm tại Việt Nam ..................................... 8
1.3. Thuận lợi và khó khăn khi ứng dụng SCC vào các cơng trình xây dựng .............. 10
1.3.1. Thuận lợi ...................................................................................................... 10
1.3.2. Khó khăn ...................................................................................................... 10

1.4. Yêu cầu chung của bê tông tự đầm ...................................................................... 11
1.4.1. Yêu cầu cơ bản và phân loại bê tông tự đầm ................................................. 11
1.4.1.1. Yêu cầu cơ bản ..................................................................................... 11
1.4.1.2. Phân loại bê tông tự đầm....................................................................... 12
1.4.2. Thành phần vật liệu chế tạo SCC .................................................................. 12
1.4.2.1. Xi măng ................................................................................................ 13
1.4.2.2. Nước trộn ............................................................................................. 13
1.4.2.3. Phụ gia hóa học .................................................................................... 13
1.4.2.4. Phụ gia khống hoạt tính....................................................................... 14
1.4.2.5. Cốt liệu ................................................................................................. 15
1.4.3. Các phương pháp thí nghiệm kiểm tra bê tơng tự đầm .................................. 16
1.4.3.1. Phương pháp xác định độ chảy loang bằng phương pháp rút côn .......... 16
1.4.3.2. Phương pháp thí nghiệm bằng phểu chữ V – V-Funnel ......................... 17
1.4.3.3. Phương pháp xác định khả năng chảy bằng L- Box ............................... 18


Trang vi

1.4.3.4. Phương pháp xác định khả năng chảy bằng U-Box ............................... 19
1.4.3.5. Phương pháp thí nghiệm khả năng chống phân tầng ............................. 19
1.5. Nghiên cứu thiết thế cấp phối bê tông tự đầm ..................................................... 20
1.5.1 So sánh thành phần cấp phối SCC với bê tông thường CVC .......................... 20
1.5.2 Các phương pháp thiết kế thành phần cấp phối SCC...................................... 21
CHƯƠNG 2. KẾT QUẢ ỨNG DỤNG SCC VÀ GIẢI PHÁP NÂNG CAO
HIỆU QUẢ SỬ DỤNG VẬT LIỆU CHO SCC CÔNG TRÌNH THỦY ............ 23
2.1. Phương pháp thử nghiệm, yêu cầu kỹ thuật cho vật liệu và bê tông tự đầm ......... 23
2.2. Yêu cầu về các tính chất của vật liệu sử dụng ..................................................... 24
2.2.1. Xi măng (Cement) ........................................................................................ 25
2.2.2. Phụ gia khống hoạt tính - Tro bay (Fly ash) ................................................ 25
2.2.3. Cốt liệu mịn (Fine Aggregate) ...................................................................... 26

2.2.4. Cốt liệu thô (Coarse Aggregate) ................................................................... 27
2.2.5. Nước (Water) ............................................................................................... 27
2.2.6. Phụ gia hóa (Chemical admixture) ................................................................ 27
2.2.7. Yêu cầu kỹ thuật các chỉ tiêu tính cơng tác của vữa SCC .............................. 28
2.3. Thống kê kết quả vật liệu, cấp phối và tính chất của SCC các cơng trình đã thi
cơng ........................................................................................................................... 29
2.3.1. Kết quả thí nghiệm chỉ tiêu cơ lý của xi măng .............................................. 29
2.3.2. Kết quả thí nghiệm tính chất cơ lý của cát .................................................... 30
2.3.3. Kết quả thí nghiệm tính chất cơ lý đá dăm ................................................... 31
2.3.4. Kết quả thí nghiệm chỉ tiêu cơ lý phụ gia khống ......................................... 32
2.3.5. Kết quả thí nghiệm nghiệm tính chất cơ lý của phụ gia hóa .......................... 32
2.3.6. Bảng thống kê cấp phối bê tông tự đầm đã thi công các cơng trình thủy ....... 33
2.3.7. Thống kê kết quả các tính năng của hỗn hợp vữa SCC ................................. 35
2.4. Nhận xét, đánh giá thực trạng về chất lượng của SCC khi sử dụng vật liệu để thi
cơng các cơng trình thủy trong thời gian qua.............................................................. 36
2.4.1. Cơng trình đập dâng Văn Phong (CP1) ......................................................... 36
2.4.2. Cơng trình Nhà Hội Nghị (CP2) ................................................................... 38
2.4.3. Cơng trình Thủy điện Sơng Bung 5 (CP3) .................................................... 39
2.4.4. Cơng trình Thủy điện A Lưới (CP4) ............................................................. 40
2.4.5. Cơng trình Thủy điện Đa Nhim mở rộng (CP5) ............................................ 41
2.4.6. Cơng trình Hồ chứa nước Nước Trong (CP6) ............................................... 42
2.5. Giải pháp để nâng cao hiệu quả sử dụng và chất lượng của SCC ......................... 42
2.5.1. Thiết bị, dụng cụ kiểm tra chất lượng SCC ................................................... 42
2.5.1.1. Danh mục thiết bị thí nghiệm ................................................................ 43
2.5.1.2. Danh mục thiết bị thi công SCC ............................................................ 45
2.5.2. Quản lý chất lượng SCC ............................................................................... 48


Trang vii

2.5.2.2. Quản lý chất lượng hỗn hợp vữa SCC ................................................... 49
2.5.2.3. Quản lý chất lượng SCC tại hiện trường ................................................ 50
2.6. Đề xuất quy trình kiểm sốt chất lượng trong q trình sản xuất, thi cơng và
nghiệm thu SCC ........................................................................................................ 50
2.6.1. Quy trình thiết kế tổ chức thi cơng................................................................ 50
2.6.2. Quy trình thiết kế cấp phối bê tơng tự đầm ................................................... 51
2.6.3. Giải pháp nâng cao kiểm soát chất lượng SCC ............................................. 53
2.6.3.1. Đối với công tác thiết kế biện pháp thi công ......................................... 53
2.6.3.2. Đối với công tác thi cơng ...................................................................... 53
2.6.3.3. Đối với cơng tác kiểm sốt vật liệu của hỗn hợp SCC ........................... 54
2.6.3.4. Công tác kiểm sốt chất lượng hỗn hợp SCC ........................................ 55
2.6.3.5. Cơng tác kiểm sốt chất lượng SCC đã đóng rắn................................... 56
2.7. Kết luận chương.................................................................................................. 56
CHƯƠNG 3. TẬN DỤNG VẬT LIỆU ĐỊA PHƯƠNG ĐỂ THIẾT KẾ CẤP
PHỐI SCC CHO CƠNG TRÌNH HỆ THỐNG THỦY LỢI TÂN MỸ - NINH
THUẬN ................................................................................................................. 57
3.1. Giới thiệu chung về cơng trình hệ thống thủy lợi Tân Mỹ ................................... 57
3.2. Khảo sát, thí nghiệm các loại vật liệu sẵn có tại cơng trình ................................. 58
3.2.1. Vật liệu xây dựng cát .................................................................................... 58
3.2.1.1. Đánh giá trữ lượng, chất lượng và điều kiện khai thác mỏ cát: .............. 59
3.2.1.2. Thí nghiệm các chỉ tiêu cơ lý của cát nghiền ......................................... 60
3.2.2. Vật liệu xây dựng đá dăm ............................................................................. 62
3.2.2.1. Đánh giá trữ lượng, chất lượng và điều kiện khai thác đá dăm .............. 63
3.2.2.2. Thí nghiệm các chỉ tiêu cơ lý của đá dăm cho bê tông .......................... 64
3.2.3. Vật liệu Xi măng .......................................................................................... 65
3.2.4. Vật liệu phụ gia khống hoạt tính tro bay ..................................................... 67
3.2.5. Phụ gia hóa học ............................................................................................ 69
3.2.6. Nước trộn bê tông......................................................................................... 69
3.3. Đánh giá chất lượng của các loại vật liệu đầu vào để thiết kế cấp phối SCC........ 69
3.3.1. Cốt liệu nhỏ - Cát nghiền .............................................................................. 69

3.3.2. Cốt liệu lớn – Đá dăm 4,75x25,0 mm ........................................................... 70
3.3.3. Chất kết dính – Xi măng poolang PC40 ........................................................ 70
3.3.4. Chất kết dính – Tro bay Vĩnh Tân ................................................................ 70
3.3.5. Phụ gia hóa học Sika Vicocrete 8200............................................................ 71
3.4. Thiết kế cấp phối SCC Tân Mỹ trên cơ sở tận dụng vật liệu tại chỗ .................... 71
3.4.1. Trình tự thiết kế cấp phối bê tơng ................................................................. 71


Trang viii

3.4.2. Kết quả tính tốn, thiết kế cấp phối bê tơng tự đầm ...................................... 76
3.4.3. Kết quả tính tốn, thiết kế cấp phối bê tơng thường có cùng mác SCC ......... 77
3.5. Thí nghiệm các tính chất của hỗn hợp SCC và SCC đã đơng cứng ...................... 78
3.5.1. Thí nghiệm các tính chất của hỗn hợp SCC .................................................. 78
3.5.2. Thí nghiệm các tính chất của SCC đã đóng rắn............................................. 82
3.5.3. Lựa chọn cấp phối để thi công ...................................................................... 84
3.6. So sánh, đánh giá hiệu quả kinh tế, kỹ thuật khi sử dụng SCC và bê tơng truyền
thống có cùng cường độ nén ...................................................................................... 85
3.6.1. Các yêu cầu kỹ thuật .................................................................................... 85
3.6.2. So sánh hai cấp phối có cùng Mác ................................................................ 85
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ................................................................................ 89
1. Kết luận ................................................................................................................. 89
2. Kiến nghị ............................................................................................................... 90
DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................ 92


Trang ix

DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 2.1. Tiêu chuẩn về phương pháp thử và yêu cầu kỹ thuật .................................. 23

Bảng 2.2. Yêu cầu chỉ tiêu cơ lý của xi măng ............................................................ 25
Bảng 2.3. Yêu cầu về chỉ tiêu chất lượng của tro bay ................................................. 26
Bảng 2.4. Yêu cầu kỹ thuật về tính cơng tác của SCC - EFNARC ............................. 28
Bảng 2.5. Bảng tổng hợp kết quả thí nghiệm cơ lý xi măng tại các cơng trình............ 29
Bảng 2.6. Bảng tổng hợp kết quả thí nghiệm cơ lý cát tại các cơng trình .................... 30
Bảng 2.7. Bảng tổng hợp kết quả thí nghiệm cơ lý đá dăm tại các cơng trình ............. 31
Bảng 2.8. Bảng tổng hợp kết quả thí nghiệm tính chất của phụ gia khoáng ................ 32
Bảng 2.9. Bảng kết quả thí nghiệm chỉ tiêu chất lượng của phụ gia hóa ..................... 32
Bảng 2.10. Bảng tổng hợp thành phần cấp phối SCC tại các cơng trình đã thi cơng ... 34
Bảng 2.11. Bảng kết quả thí nghiệm tính cơng tác của cấp phối SCC các cơng trình.. 35
Bảng 2.12. Bảng kết quả thí nghiệm tính năng của SCC các cơng trình ..................... 35
Bảng 2.13. Bảng thống kê thiết bị thí nghiệm dùng thí nghiệm SCC .......................... 43
Bảng 2.14. Bảng tần suất kiểm tra chất lượng của SCC trong phịng thí nghiệm ........ 50
Bảng 2.15. Bảng tần suất kiểm tra chất lượng của SCC tại hiện trường ...................... 50
Bảng 3.1. Trữ lượng của 2 mỏ cát sỏi CS1 và CS2 .................................................... 59
Bảng 3.2. Kết quả thí nghiệm cơ lý cát nghiền ........................................................... 61
Bảng 3.3. Kết quả thí nghiệm thành phần hạt của cát nghiền ..................................... 62
Bảng 3.4. Bảng tổng hợp khối lượng các mỏ vật liệu xây dựng đá ............................. 64
Bảng 3.5. Kết quả thí nghiệm cơ lý đá dăm 4,75x25,0 mm ........................................ 64
Bảng 3.6. Kết quả thí nghiệm thành phần hạt đá dăm 4,75x25,0 mm ......................... 65
Bảng 3.7. Kết quả thí nghiệm cơ lý xi măng Hà Tiên PC40 ....................................... 67
Bảng 3.8. Kết quả thí nghiệm cơ lý xi măng Kim Đỉnh PC40 .................................... 67
Bảng 3.9. Kết quả thí nghiệm chỉ tiêu hóa, lý của tro bay Vĩnh Tân ........................... 68
Bảng 3.10. Kết quả thí nghiệm cơ lý tro bay Vĩnh Tân .............................................. 68
Bảng 3.11. Kết quả thí nghiệm cơ lý phụ gia Sika Vicorete 8200............................... 69
Bảng 3.12. Kết quả thí nghiệm chất lượng nước cho bê tơng ..................................... 69
Bảng 3.13. Chọn lượng nước ban đầu cần cho 1 m3 bê tông....................................... 72
Bảng 3.14. Xác định hệ số dư vữa được xác định bằng phương pháp tra bảng sau ..... 74
Bảng 3.15. Bảng thống kê thành phần cấp SCC ......................................................... 76
Bảng 3.16. Bảng tính tốn, thiết kế cấp phối CVC ..................................................... 77

Bảng 3.17. Kết quả thí nghiệm các tính cơng tác của hỗn hợp vữa SCC..................... 81
Bảng 3.18. Kết quả thí nghiệm cường độ chịu nén của SCC ...................................... 82
Bảng 3.19. Kết quả thí nghiệm cường độ chịu nén của CVC cùng mác SCC ............. 83
Bảng 3.20. Bảng so sánh thành phần cấp phối và các tính năng của hai cấp phối ....... 86
Bảng 3.21. Bảng tính đơn giá của hai cấp phối bê tơng có cùng mác ......................... 86
Bảng 3.22. Bảng so sánh các tính năng kỹ thuật và kinh tế của 2 cấp phối ................. 87


Trang x

DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 1.1. So sánh bề mặt bê tơng khi đổ bằng CVC và SCC ........................................ 1
Hình 1.2. Cầu Akashi Kaikyo Bridge, Japan ................................................................ 5
Hình 1.3. Sân vận động Fukuoka Dome, Nhật Bản ...................................................... 6
Hình 1.4. Tượng tháp Macao Kun Lan, Hồng Kơng .................................................... 7
Hình 1.5. Twin Towers of the Bankers Hall ................................................................. 7
Hình 1.6. SCC dùng tại đường ống áp lực nhà máy thủy điện Kárahnúkar, Iceland...... 8
Hình 1.7. SCC thi cơng Đập dâng phím đàn Piano Văn Phong .................................... 9
Hình 1.8. So sánh sức kháng bơm của vữa SCC và CVC ........................................... 11
Hình 1.9. Dùng phụ gia siêu dẻo tăng khả năng phân tán vật liệu............................... 14
Hình 1.10. Hình vi cấu trúc của hạt tro bay và xi măng .............................................. 15
Hình 1.11. Dụng cụ thí nghiệm xác định độ chảy loang SF của hỗn hợp SCC............ 17
Hình 1.12. V-Funnel - Thí nghiệm xác định khả năng điền đầy và chống phân tầng .. 17
Hình 1.13. L-Box thí nghiệm khả năng chảy qua cốt thép của SCC ........................... 18
Hình 1.14. U-Box thí nghiệm khả năng chảy qua cốt thép của SCC ........................... 19
Hình 1.15. So sánh thành phần cấp phối của SCC và CVC ........................................ 20
Hình 2.1. Mặt cắt ngang đập tràn piano ..................................................................... 37
Hình 2.2. Thi công bê tông SCC cánh tràn Piano đập dâng Văn Phong ...................... 38
Hình 2.3. SCC thi cơng Nhà hội nghị Quốc tế & Gặp gỡ giáo dục liên ngành ............ 39
Hình 2.4. Thi cơng SCC buồng xoắn nhà máy thủy điện ............................................ 40

Hình 2.5. Cống dẫn dịng cơng trình nhà máy thủy điện ............................................. 41
Hình 2.6. Thi cơng SCC cơng trình thủy điện Đa Nhim mở rộng ............................... 41
Hình 2.7. Thiết bị thí nghiệm vật liệu và bê tơng tự đầm ............................................ 45
Hình 2.8. Thiết bị phục vụ thi cơng và bảo dưỡng bê tơng tự đầm ............................. 48
Hình 2.9. Quy trình thiết kế cấp phối SCC theo hướng dẫn EFNARC, 2005 .............. 52
Hình 3.1. Mơ hình 3D đập chính Tân Mỹ .................................................................. 57
Hình 3.2. Cát nghiền cơng trình Tân Mỹ .................................................................... 61
Hình 3.3. Biểu đồ thành phần hạt của cát nghiền Tân Mỹ .......................................... 62
Hình 3.4. Đá dăm 4,75x25,0 cho SCC cơng trình Tân Mỹ ......................................... 63
Hình 3.5. Biểu đồ thành phần hạt của đá dăm Tân Mỹ ............................................... 65
Hình 3.6. Lấy mẫu thí nghiệm hai loại xi măng chọn để thí nghiệm cấp phối SCC .... 66
Hình 3.7. Tro bay Vĩnh Tân chọn để thí nghiệm cấp phối SCC .................................. 68
Hình 3.8. Đồ thị quan hệ Rb – tỷ lệ X/N .................................................................... 76
Hình 3.9. Thí nghiệm kiểm tra độ sụt và đúc mẫu của bê tông CVC M30 .................. 78
Hình 3.10. Thí nghiệm kiểm tra độ chảy loang của vữa SCC ..................................... 79


Trang xi

Hình 3.11. Thí nghiệm khả năng chảy qua cốt thép của vữa SCC bằng L-Box ........... 80
Hình 3.12. Thí nghiệm tính năng của hỗn hợp vữa SCC ............................................ 80
Hình 3.13. Đồ thị độ chảy loang, tổn thất độ chảy loang và T50 cm của SCC ............ 81
Hình 3.14. Đồ thị tính năng V-Funnel và L-Box của SCC ......................................... 82
Hình 3.15. Đúc mẫu bê tơng để thí nghiệm cường độ chịu nén .................................. 83
Hình 3.16. Biểu đồ cường độ chịu nén của SCC ........................................................ 84
Hình 3.17. Biểu đồ cường độ chịu nén của CVC ........................................................ 85


Trang 1

PHẦN MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết đề tài
- Bê tông tự đầm (Self-Compacting concrete, viết tắt là SCC) là một cơng nghệ bê
tơng mới được phát triển trong vịng ba thập kỷ qua. Công nghệ này được các nhà
nghiên cứu Nhật phát hiện lần đầu tiên vào năm 1986. SCC có thể được định nghĩa là
loại bê tơng có độ lưu động và duy trì độ lưu động rất cao. Hai tính chất này cho phép
bê tơng lấp đầy mọi góc, cạnh của ván khn và bao bọc cốt thép do chính trọng lượng
bản thân của nó mà khơng cần bất kỳ rung động nào từ bên ngồi. Chính ưu điểm này
làm cho SCC có khả năng thi cơng cho những cấu kiện mà bê tông truyền thống không
thể sử dụng được như tường vách mỏng, cốt thép dày.
- Hiện nay, ở Việt Nam nhiều cơng trình xây dựng lớn được thiết kế với kiến trúc và
kết cấu hiện đại. Cụ thể nhiều dạng kết cấu có kích thước thanh mảnh, mật độ thép rất
dày, dẫn đến việc đổ, đầm bê tơng khi thi cơng rất khó hoặc khơng thực hiện được.
Nếu bê tông không đủ điều kiện để có thể thi cơng theo phương pháp thơng thường
hoặc khơng được đầm chặt sẽ dẫn tới rỗng, rỗ cấu kiện, làm cường độ bê tông không
đảm bảo theo như thiết kế.
- Đối cơng trình thủy, có nhiều hạng mục bộ phận cơng trình dùng bê tơng tự đầm
như: đường hầm dẫn nước, trụ cầu, các cấu kiện đúc sẵn, cột, tường, cấu kiện có chiều
cao/ chiều sâu lớn, khối đổ mỏng, kết cấu góc cạnh/ hình dạng phức tạp (cánh tràn
Piano), kết cấu nhỏ dày đặc cốt thép như buồng xoắn tua bin nhà máy thủy điện, tai
van trụ pin của tràn xả lũ,… nên việc thi công theo phương pháp đổ bê tơng truyền
thống gặp rất nhiều khó khăn, khi đầm khó tiếp cận nên bê tơng dễ bị rỗ, tách nước,
phân tầng, năng suất thi công thấp, không đáp ứng u cầu mỹ thuật, thậm chí khơng
áp dụng được.

a. Bề mặt bê tông bị rỗ khi đổ bằng CVC
b. Bề mặt bê tơng khi đổ bằng SCC
Hình 1.1. So sánh bề mặt bê tông khi đổ bằng CVC và SCC
- Hiện nay, hệ thống quy phạm Việt Nam: Tiêu chuẩn về phương pháp thí nghiệm
SCC chưa cụ thể. Còn tiêu chuẩn về yêu cầu kỹ thuật thiết kế, thi cơng và nghiệm thu

cho SCC chưa có. Mặc khác tại khu vực Miền Trung hầu hết các mỏ Đá dăm sản xuất
cho bê tông là dăm 1x2cm, 2x4cm, 4x6cm,... mà cốt liệu cho cấp phối SCC phải là


Trang 2

một dải liên tục từ (0:2) cm mới đảm bảo được tính cơng tác và khả năng duy trì độ
lưu động cao của SCC.
- Với xu hướng ngày càng cao về giải pháp giảm tiết diện kết cấu để tiết kiệm
không gian mà vẫn đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật đặt ra như: Đòi hỏi về cường độ
sớm, độ đặc chắt; độ chống thấm nước cao, chịu mài mòn, độ chống thấm cao, tuổi thọ
cao,v.v.. càng khiến cho lĩnh vực áp dụng loại bê tông tự đầm ngày càng mở rộng. Vì
vậy, để khắc phục được các nhược điểm mà bê tơng truyền thống chưa giải quyết được
thì việc ứng dụng công nghệ thi công tiên tiến như bê tơng tự đầm là một xu hướng tất
yếu.
Chính vì những lý do trên việc “Nghiên cứu giải pháp nâng cao hiệu quả sử dụng
vật liệu cho bê tông tự đầm cơng trình thủy - Áp dụng cho cơng trình Tân Mỹ,
tỉnh Ninh Nhuận” là hết sức cần thiết và cấp bách.
2. Mục đích, nhiệm vụ nghiên cứu
- Nghiên cứu tổng quan về bê tông tự đầm;
- Thống kê và rút kinh nghiệm việc ứng dụng bê tông tự đầm ở Miền Trung;
- Tận dụng tối đa nguồn vật liệu hiện có tại cơng trình để thiết kế cấp phối SCC phù
hợp với từng kết cấu cơng trình và điều kiện thi cơng thực tế tại các cơng trình để giảm
chi phí xây dựng, đảm bảo chất lượng, tiến độ thi cơng xây dựng cơng trình.
- Vận dụng các tiêu chuẩn, tài liệu kỹ thuật trong và ngoài nước để thí nghiệm,
kiểm sốt chất lượng của SCC phù hợp với từng loại cấp phối SCC yêu cầu.
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
- Đối tượng nghiên cứu: Bê tông tự đầm
- Phạm vi của nghiên cứu: Xác định các tính chất của vật liệu địa phương, phân tích
các ảnh hưởng của vật liệu đến các tính năng của hỗn hợp SCC. Từ đó thiết kế cấp

phối SCC để tận dụng nguồn vật liệu tại cơng trình và đáp ứng được yêu cầu của SCC
như khả năng tự làm đầy, khả năng chảy xuyên qua các khu vực hạn chế mà đảm bảo
các yêu cầu về cường độ, độ ổn định và các yêu cầu khác của bê tông. Từ đó chọn cấp
phối SCC phù hợp để thi cơng một số bộ phận cơng trình mà bê tơng thơng thường
khơng thể đảm bảo chất lượng, mỹ thuật. Nhằm giảm giá thành xây dựng cơng trình.
4. Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu
- Kế thừa kết quả nghiên cứu về bê tông SCC;
- Thống kê, đánh giá chất chượng vật liệu để thiết kế bê tông SCC trên cơ sở tận
dụng vật liệu tại cơng trình ở khu vực Miền Trung;
- Nghiên cứu thực nghiệm.
5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
- Kết quả của đề tài là cơ sở có tính khoa học để các đơn vị quản lý, thiết kế và thi
cơng có thể ứng dụng bê tơng tự đầm cho cơng trình thủy.


Trang 3

- Đề xuất quy trình kiểm tra, kiểm sốt chất lượng: Vật liệu và SCC.
6. Cấu trúc luận văn
Cấu trúc luận văn gồm:
- Phần mở đầu.
- Chương 1: Giới thiệu tổng quan.
- Chương 2: Kết quả ứng dụng SCC và giải pháp nâng cao hiệu quả sử dụng vật liệu
cho SCC cơng trình thủy.
- Chương 3: Tận dụng vật liệu địa phương để thiết kế cấp phối SCC cho cơng trình
hệ thống thủy lợi Tân Mỹ - Ninh Thuận.
- Kết luận và kiến nghị.


Trang 4

CHƯƠNG 1. GIỚI THIỆU TỔNG QUAN
1.1. Khái quát về bê tông tự đầm
- Bê tông tự đầm là một thành tựu đáng mong đợi trong ngành xây dựng nhằm khắc
phục những vấn đề liên quan đến bê tông đổ tại chỗ. SCC không bị ảnh hưởng bởi kỹ
năng của người lao động, hình dạng và số lượng thanh cốt thép trong kết cấu bê tông.
- Bê tông tự đầm có thể được định nghĩa là một hỗn hợp bê tơng mới trộn xong có
khả năng tự lấp đầy mọi góc, cạnh của khối đổ thậm chí những vị trí có hình dạng
phức tạp về hình học và có thể bao bọc kín thanh cốt thép do chính trọng lượng bản
thân của nó mà khơng cần bất kỳ rung động bên ngồi. Một tính chất khá tốt khác ln
ln cần thiết cho SCC là khả năng tự chảy xuyên qua của nó để làm đầy những vị trí
có cốt thép đan xen dày của kết cấu bê tông cốt thép [1] mà vẫn có bề mặt mịn màng
sau khi đơng cứng.
- Hay nói một cách đơn giản: Bê tơng tự đầm là hỗn hợp khi đổ không cần đầm
nhưng sau khi đông cứng, kết cấu bê tông vẫn đảm bảo độ đặc chắc và các tính chất cơ
lý như bê tông thông thường.
- Bê tông, bê tông cốt thép là loại vật liệu được sử dụng rộng rãi trong hầu hết các
cơng trình xây dựng. Bê tơng có rất nhiều ưu điểm, nổi trội nhất là khả năng chịu lực,
tuổi thọ cao, dễ tạo hình và tận dụng được các nguồn vật liệu tại địa phương. Trong
lĩnh vực xây dựng nó là loại vật liệu chiếm ưu thế nhất. Trong khi sử dụng, các chuyên
gia xây dựng đã phối hợp với các nhà khoa học về lĩnh vực vật liệu nhằm khai thác
triệt để các ưu điểm, khắc phục những tồn tại của bê tơng, bê tơng cốt thép, vì thế đã
có những cơng nghệ sản xuất và thi cơng mới ra đời, đó chính là cơng nghệ bê tơng tự
đầm.
- Bê tông tự đầm thường được sử dụng trong các điều kiện khó khăn khơng thể sử
dụng máy đầm như: Kết cấu cơng trình có mật độ cốt thép dày đặc, giao diện đan xen
phức tạp; Các kết cấu dạng thanh mảnh khó sử dụng máy đầm để đầm bê tông; Gia cố
và sữa chữa kết cấu bê tông có vách mỏng hình thể phức tạp đồng thời có cốt thép dày;
Thi cơng cơng trình bê tơng ở khu dân cư đông đúc, giảm hẳn ô nhiễm về tiếng ồn, đẩy
nhanh tiến độ thi công.

1.2. Tổng quan về nghiên cứu, ứng dụng SCC trên thế giới và Việt Nam
1.2.1. Tổng quan về ứng dụng bê tông tự đầm trên thế giới
- Động lực để phát triển bê tông tự đầm là vấn đề xã hội về độ bền của kết cấu bê
tông phát triển khoảng năm 1983 tại Nhật Bản. Do sự giảm dần dần về số lượng công
nhân lành nghề trong ngành xây dựng của Nhật Bản và chất lượng cơng trình xây dựng
đã có sự giảm đi. Do đó, một giải pháp để đạt được các kết cấu bê tông bền vững, độc
lập trong công tác kiểm sốt chất lượng cơng trình xây dựng là việc sử dụng bê tông tự


Trang 5

đầm [2]. Bê tông tự đầm được áp dụng từ năm 1988 nhằm mục đích nâng cao độ bền
vững cho các kết cấu cơng trình xây dựng.
- Hiện nay SCC đã được sử dụng rộng rãi trên các công trình xây dựng với quy mơ
lớn. Năm 1988 đã có 290.000 m3 bê tông tự đầm được sử dụng làm các bến thả neo
của cầu Akashi Kaikyo (Hình 1.2) với khoảng cách giữa hai trụ đến 1991 m, dài nhất
thế giới. Nhờ việc ứng dụng công nghệ bê tông tự đầm mà thời gian thi cơng cơng
trình này đã rút ngắn được 20 % [3].

Hình 1.2. Cầu Akashi Kaikyo Bridge, Japan
- Số lượng các cơng trình xây dựng được ứng dụng loại SCC ở Nhật ngày càng tăng
lên. Nhà máy lọc xăng dầu Murano đã sử dụng 200.000 m3 bê tông tự đầm và thi công
với tốc độ 500 m3/ngày. Năm 1993 tại sân vận động Fukuoka Dome (Hình 1.3) đã có
10.000 m3 bê tơng tự đầm được sử dụng để thi cơng vịm dốc 450 và khung chịu lực
với cốt thép dày đặc [4].
- Tại cơng trình đường hầm của thành phố Yokohama, hơn 40.000 m3 bê tông tự
đầm đã được sử dụng để thi công mặt bên trong ở độ sâu 20 m. Năm 1998, trong khi
xây dựng cơng trình bể chứa dầu Osaka Gas (Osaka –Nhật bản) đã sử dụng 12.000 m3
bê tông tự đầm cho kết cấu bê tông dự ứng lực. Với việc sử dụng cơng nghệ bê tơng tự
đầm, cơng trình này đã rút ngắn được 18 % thời gian thi công và giảm hơn 60 % nhân

công lao động cho công tác bê tơng (từ 150 người xuống cịn 50 người), giảm 12 %
tổng chi phí cho cơng tác thi cơng bê tơng [5].


Trang 6

Hình 1.3. Sân vận động Fukuoka Dome, Nhật Bản
- Lần đầu tiên tại Hàn Quốc, công ty Gas Hàn Quốc kết hợp với công ty Taisei –
Nhật bản đã sử dụng 256.000 m3 bê tông tự đầm để xây dựng 8 bể chứa gas với đường
kính 78,58 m, chiều dày thành bể là 1,7 m và chiều sâu 75 m tại đảo Inchon [6].
- Tại Đài Loan, bê tông tự đầm đã được nghiên cứu từ những năm 1990. Việc ứng
dụng bê tơng tự đầm vào các cơng trình xây dựng ở Đài Loan chỉ được tiến hành vào
năm 1999, và chủ yếu tại các cơng trình xây dựng cầu, đường cao tốc, bể chứa dầu …,
năm 2000, tổng khối lượng bê tông tự đầm dùng trong xây dựng ở Đài Loan xấp xỉ
220.000 m3 (chiếm 0, 3%) và đến năm 2001 đã vượt trên 600.000 m3 [7].
- Trung Quốc đã sử dụng bê tông tự đầm vào thi cơng tháp Macao (Hình 1.4) tại
Hồng Kơng với chiều cao tháp là 138 m. Hơn 500 m3 bê tông tự đầm đã được dùng để
thi công các kết cấu của tháp từ độ cao 120 m trở lên. Bê tông tự đầm đã được sử dụng
rất hiệu quả khi thi cơng xây dựng các cơng trình có mật độ cốt thép dày đặc [8].
- Bê tông tự đầm cũng đã được sử dụng tại Thái Lan từ những năm 1992 vào những
cơng trình xây dựng như: 4.000 m3 cho đường ống dẫn nước, đường ống, cầu của hệ
thống cung cấp nước cho tháp làm lạnh của Nhà máy chế tạo than đá tỉnh Lampang;
432 m3 cho cầu vượt đường cao tốc tỉnh Patum thani; 429 m3 cho các cột cao của toà
nhà Ofice Building ở Băng Cốc.


Trang 7

Hình 1.4. Tượng tháp Macao Kun Lan, Hồng Kơng

Hình 1.5. Twin Towers of the Bankers Hall
- Philippines cũng đã sử dụng bê tơng tự đầm vào các cơng trình xây dựng. Cụ thể là
khách sạn Eaton Holiday ở Makaticao 71 tầng đã sử dụng gần 2.500 m3 bê tông tự
đầm trong thi công [9].
- Thụy Sỹ cũng đã sử dụng bê tơng tự đầm vào các cơng trình xây dựng đường ray
tàu hoả ngầm dưới đất với khối lượng 2.000 m3. Nhờ việc sử dụng bê tông tự đầm nên
thời gian thi công đã được rút ngắn từ 207 ngày xuống còn 93 ngày .


Trang 8

- Bê tông tự đầm đã được áp dụng trong thi cơng các cơng trình có mật độ cốt thép
dày đặc tại Mỹ từ những năm 90 của thế kỷ 20. Đó là tại các cơng trình West Valley New York, Societ Tower–Cleveland – Ohio, Toà nhà Bankers Hall – Alberta (Hình
1.5) với khối lượng bê tơng lớn hơn 9.000 m3.
- Eco-SCC đã được sử dụng làm vỏ ống dọc ống dẫn tại nhà máy thủy điện
Kárahnúkar ở Iceland, cơng trình đã sử dụng hàng ngàn m3 Eco-SCC. Hàm lượng chất
kết dính (80% xi măng + 20% tro bay) trong Eco-SCC ban đầu này là 290 kg/m3 và đã
được nâng lên 320 kg/m3 khi sản xuất được chuyển sang một nhà máy bê tơng khác
(khơng có kinh nghiệm trước đây với SCC). Do sự chật hẹp quanh đường ống, sẽ rất
khó khăn để rung bê tơng xung quanh đường ống. Do đó SCC đã được chọn. Eco-SCC
đã được lựa chọn vì nó thân thiện với mơi trường và có độ co ngót thấp [10].

Hình 1.6. SCC dùng tại đường ống áp lực nhà máy thủy điện Kárahnúkar, Iceland
Đặc biệt trong những năm gần đây bê tông tự đầm đã được nghiên cứu và chấp nhận
bởi các hiệp hội AASHTO, SCDOT và PCI, do vậy bê tông tự đầm đã và sẽ được ứng
dụng rộng rãi vào thi công các cơng trình lớn trong tương lai.
1.2.2. Tổng quan về ứng dụng bê tông tự đầm tại Việt Nam
- Công nghệ bê tơng tự đầm vẫn là một cơng nghệ cịn khá mới đối với các nhà xây
dựng của Việt Nam, nhất là đối với ngành xây dựng thuỷ lợi. Trong công tác nghiên
cứu và ứng dụng tại một số Viện nghiên cứu như: Viện KHCN Xây dựng, trường ĐH

xây dựng Hà Nội, trường ĐH Bách khoa thành phố Hồ Chí Minh, Viện KHCN giao
thông vận tải, Viện khoa học Thủy lợi,...
+ Viện KHCN xây dựng đã nghiên cứu chế tạo bê tơng tự đầm sử dụng vật liệu sẵn
có tại Việt Nam. Tác giả Nguyễn Quang Phú giới thiệu việc lựa chọn vật liệu để thiết
kế một số cấp phối bê tơng tự đầm có cường độ từ M30-M60 áp dụng cho xây dựng
các cơng trình Thủy lợi [11].
+ Trường ĐH xây dựng Hà Nội đã nghiên cứu chế tạo vữa và bê tơng tự đầm từ vật
liệu sẵn có tại Việt Nam, sử dụng bột mịn là bột đá vôi, tro bay nhiệt điện Phả Lại.


Trang 9

+ Trường ĐH Bách khoa thành phố Hồ Chí Minh đã nghiên cứu chế tạo bê tông tự
đầm sử dụng bột mịn là bột đá vôi và Mêta cao lanh trong điều kiện phịng thí nghiệm.
+ Viện KHCN giao thông vận tải đã nghiên cứu chế tạo bê tông tự đầm sử dụng bột
mịn là bột đá vôi.
+ Viện Khoa học Thủy lợi, năm 2007 đã thực hiện đề tài nghiên cứu ứng dụng công
nghệ bê tông tự đầm vào cơng trình thủy lợi và năm 2012 đã hồn đề tài cấp Bộ “Hồn
thiện cơng nghệ chế tạo và thi công bê tông tự đầm trong xây dựng công trình thủy
lợi” do PGS. TS. Hồng Phó Un làm chủ nhiệm đề tài.
+ Bộ môn Vật liệu xây dựng - Trường Đại học Thủy lợi đã nghiên cứu ứng dụng vữa
bê tông tự đầm vào thi công các kết cấu mỏng như kênh mương đúc sẵn, sửa chữa mặt
đường giao thông, ngiên cứu công nghệ bê tông tự đầm vào cơng trình bảo vệ bờ biển
trên nền đất yếu [12],…

Hình 1.7. SCC thi cơng Đập dâng phím đàn Piano Văn Phong
- Ở Việt Nam, việc nghiên cứu ứng dụng công nghệ bê tơng tự đầm nhìn chung cịn
chưa phổ biến. Vì vậy đối với ngành xây dựng nói chung, xây dựng Thuỷ lợi nói riêng
thì việc nghiên cứu sử dụng bê tông tự đầm cho thi công các kết cấu phức tạp: có kích
thước mỏng và dày cốt thép là điều cần thiết. Ví dụ đối với các gối đỡ tai van cửa van

cung, các cống dưới đê, ống xi phông bê tông cốt thép, các tuy nen và đập xà lan khi
sử dụng bê tơng tự đầm có thể sẽ mang lại hiệu quả kinh tế và kỹ thuật như tại các
nước tiên tiến đã áp dụng. Ngoài ra bê tơng tự đầm cịn có thể áp dụng cho thi công
các kết cấu chịu lực cao như cầu, nhà cao tầng, sân bay và sử dụng để sửa chữa các
cơng trình ngầm (Cống dưới đê, dưới đập). Phịng thí nghiệm LAS-XD 325 đã nghiên
cứu ứng dụng SCC để thi cơng đập dâng phím đàn Piano Văn Phong (Có chiều dài


Trang 10

tràn piano dài nhất thế giới) (Hình 1.7) được xây dựng tại huyện Tây Sơn, tỉnh Bình
Định.
1.3. Thuận lợi và khó khăn khi ứng dụng SCC vào các cơng trình xây dựng
1.3.1. Thuận lợi
- Khi đổ bê tơng tươi vào khối đổ không cần đầm mà tự trọng lượng bản thân của
vữa bê tông tươi vẫn điền đầy vào mọi vị trí trong khối đổ.
- Thời gian thi cơng SCC nhanh và dễ dàng hơn. Tổng thời gian thi công được giảm.
- Giảm số lượng nhân công phục vụ cho các khối đổ.
- Chất lượng bê tông của khối đổ tốt hơn so với khi đổ bê tông thường. Liên kết giữa
bê tông và cốt thép tốt hơn thậm chí những vị trí có mật độ cốt thép dày đặc. Bề mặt
bê tông sau khi tháo ván khuôn không cần làm mặt vẫn tốt hơn khơng có hiện tượng rỗ
bề mặt, rỗ do bột khí.
- Giảm chi phí thi cơng nhờ giảm chi phí nhân cơng và chi phí mua sắp thiết bị và
bảo dưỡng [13].
- Đẩy nhanh được tốc độ thi công bê tông.
- Cải thiện môi trường làm việc được an toàn hơn và trong lành hơn do bỏ công tác
đầm rung.
- Cải thiện độ bền và độ đặc chắt của kết cấu bê tông nhờ loại bỏ một số yếu tố chủ
quan do con người gây ra.
- Tăng khả năng chống thấm của bê tơng.

1.3.2. Khó khăn
- Tăng chi phí vật liệu của cấp phối bê tơng. Đặc biệt chi phí chất kết dính.
- Tăng chi phí cho cơng tác ván khn, giàn giáo chịu áp lực của vữa bê tơng lớn do
SCC có dạng lỏng hơn bê tơng truyền thống, có tính cơng tác lớn, độ linh động cao,
thời gian ninh kết kéo dài nên trọng lượng của vữa SCC lớn hơn bê tông thường. Mặc
khác vữa SCC có thể tích hồ lớn, hàm lượng hạt min cao nên địi hỏi ván khn phải
kín khít để không bị chảy vữa làm bê tông bị rỗng xốp, rỗ bề mặt bê tông sau khi tháo
ván khuôn.
- Hệ thống trạm trộn bê tông phải đồng bộ và hồn tồn tự động để đảm bảo chất
lượng, quy trình và thời gian trộn.
- Đối với vữa SCC sức kháng trong đường ống bơm thẳng thì cao hơn so vữa bê tông
thông thường. Khi sức kháng ma sát trong đường ống bơm tăng thì phải tăng áp suất
bơm theo chiều dọc (Hình 1.8). Do đó, khuyến cáo khi bơm bê tông tự đầm phải bơm
một cách chậm và liên tục [3].
- Địi hỏi những người tham gia thi cơng SCC phải có chun mơn, kỹ thuật và kinh
nghiệm cao để kiểm soát được chất lượng của hỗn hợp SCC.
- Thời gian kết thúc đông kết SCC kéo dài hơn do lượng phụ gia hóa dùng cao hơn.
- Tăng cường giám sát sự thay đổi của tính chất của hỗn hợp SCC. Đặc biệt là tính


Trang 11

cơng tác trong q trình thi cơng.
- Tăng cường tần suất kiểm tra các tính chất của vữa SCC cả trong phịng thí nghiệm
và trạm trộn bê tơng để kiểm sốt chất lượng SCC trong suốt q trình sản xuất.

Hình 1.8. So sánh sức kháng bơm của vữa SCC và CVC
1.4. Yêu cầu chung của bê tông tự đầm
1.4.1. Yêu cầu cơ bản và phân loại bê tông tự đầm
1.4.1.1. Yêu cầu cơ bản

- Về cơ bản bê tông tự đầm cũng giống như bê tông thông thường đầm rung
(Conventional Vibrated Concrete - CVC) được chế tạo từ các vật liệu như: Chất kết
dính (Gồm xi măng và phụ gia khống), cốt liệu thơ (Đá dăm), cốt liệu mịn (Cát),
nước và phụ gia hóa.
- Yêu cầu kỹ thuật của SCC cũng tương tự như bê tông truyền thống, các u cầu tối
thiểu cần có với bê tơng tự đầm là:
+ Mác (theo cường độ chịu nén; uốn; kéo) tuổi mẫu yêu cầu;…
+ Các tính năng khác: Mật độ cốt thép; Biện pháp thi công SCC; Độ chống thấm; bù
co ngót;...
- Sự khác nhau cơ bản trong cơng nghệ thi cơng SCC so với CVC là khơng có cơng
đoạn đầm rung để tạo chấn động làm chặt bê tông trong khối đổ. Bê tông tự đầm cần
đạt khả năng chảy cao đồng thời khơng bị phân tầng, tách nước. Vì vậy đặc trưng cơ
bản của loại bê tông này là sự cân bằng giữa độ chảy và sự không phân tầng của hỗn
hợp bê tông. Để đạt được điều này, bê tơng tự đầm cần có các u cầu sau:
+ Sử dụng phụ gia siêu dẻo để đạt khả năng chảy dẻo cao của hỗn hợp bê tông;
+ Sử dụng hàm lượng lớn phụ gia mịn để tăng độ linh động của hỗn hợp vữa bê
tông;
+ Hàm lượng cốt liệu lớn trong SCC ít hơn so với CVC. Nên lượng ngậm cát (Tỷ lệ
Cát/(Cát + Đá)) trong cấp phối SCC lớn hơn trong CVC.


Trang 12

- Yêu cầu kỹ thuật của hỗn hợp bê tông: Yêu cầu kỹ thuật đối với hỗn hợp SCC phụ
thuộc vào điều kiện thi công và được đưa ra như sau:
+ Tính năng chảy dẻo cao: Hỗn hợp bê tơng có khả năng làm đầy với tính chảy dẻo
cao và khơng bị phân tầng.
+ Thời gian duy trì tính công tác của hỗn hợp bê tông tự đầm: Ðảm bảo thời gian
duy trì tính cơng tác của hỗn hợp bê tông trong thời gian thi công (vận chuyển, bơm...)
bê tông và nhiệt độ môi trường. Thông thường, SCC cần được duy trì tính năng chảy

cao cùng khả năng tự đầm chặt trong khoảng 60 phút.
Ngoài ra, hỗn hợp SCC cũng cần đảm bảo những yêu cầu bổ sung khác về hỗn hợp
bê tông hoặc về các yêu cầu đặc biệt do thiết kế yêu cầu.
1.4.1.2. Phân loại bê tông tự đầm
- Bê tơng tự đầm có thể có nhiều loại khác nhau, việc phân loại chúng trên thế giới
cũng chưa có quy định cụ thể. Dựa vào đặc tính của vật liệu sử dụng để chế tạo có thể
chia SCC thành 3 loại:
+ Loại 1: Bê tông tự đầm dựa trên hiệu ứng của bột mịn: Đây là loại SCC chỉ sử
dụng phụ gia siêu dẻo hoặc cuốn khí và giảm nước mức độ cao mà không phải dùng
đến phụ gia điều chỉnh độ linh động. Độ linh động và tính năng chống phân tầng của
hỗn hợp SCC đạt được bằng cách điều chỉnh phù hợp tỷ lệ N/B (nước/bột). Loại bê
tơng này có hàm lượng bột mịn cao hơn so với bê tông truyền thống, tổng lượng bột
mịn (Bột mịn bao gồm: Xi măng, phụ gia khoáng hoạt tính và lượng hạt mịn lọt qua
sàng 0,14 mm) trong khoảng (550:650) kg/m3. Chính lượng hạt này sẽ tăng độ dẻo, độ
linh động và chống phân tầng của hỗn hợp vữa SCC.
+ Loại 2: Bê tông tự đầm sử dụng phụ gia điều chỉnh độ linh động: Là loại SCC
ngoài việc sử dụng phụ gia siêu dẻo giảm nước cao thế hệ mới (polycar boxylate), còn
cần phải sử dụng phụ gia điều chỉnh độ nhớt (VMA – Viscosity Modifying
Admixture) để hỗn hợp SCC tránh khỏi sự phân tầng, tách nước. Việc sử dụng phụ gia
điều chỉnh độ nhớt đã làm giảm được hàm lượng bột mịn, loại SCC này so với loại
SCC dựa trên hiệu ứng của bột mịn. Đối với loại cấp phối này lượng bột mịn trong
khoảng (350:450) kg/m3.
+ Loại 3: SCC sử dụng hỗn hợp cả bột mịn và phụ gia điều chỉnh độ nhớt. Lượng bột
mịn trong khoảng (350:450) kg/m3. Nhưng để tăng tính cơng tác, từ biến của hỗn hợp
SCC phải khống chế liều lượng dùng phụ gia điều chỉnh độ nhớt và phụ gia siêu dẻo
phù hợp.
- Tính năng tự đầm cịn được phân theo độ chảy chảy loang theo 3 mức [14] như sau:
+ Mức 1: Độ chảy loang: (550 ÷ 650) mm;
+ Mức 2: Độ chảy loang: [650 ÷ 750) mm;
+ Mức 3: Độ chảy loang: [750 ÷ 850] mm;

1.4.2. Thành phần vật liệu chế tạo SCC