i

M CL C
DANH M C CÁC T

VI T T T .................................................................................iii

DANH M C CÁC B NG .............................................................................................. iv
PH N M

U .............................................................................................................. 1

I. TÍNH C P THI T C A

TÀI. ............................................................................... 1

II. M C TIÊU VÀ N I DUNG NGHIÊN C U ............................................................. 2
2.1. M c tiêu nghiên c u .................................................................................................. 2
2.2. N i dung nghiên c u ................................................................................................. 2
III. CÁCH TI P C N VÀ PH

NG PHÁP NGHIÊN C U ........................................ 2

3.1. Cách ti p c n. ............................................................................................................ 2
3.2. Ph

ng pháp nghiên c u. .......................................................................................... 3

IV. K T QU D
CH


1.3. TÌNH HÌNH NGHIÊN C U VÀ

NG D NG NÂNG CAO KH N NG

CH NG TH M CHO BÊ TÔNG CÔNG TRÌNH TH Y L I
1.4. GI I THI U S L

VI T NAM. ........... 10

C V CÔNG TRÌNH B N MÒNG ................................... 18

1.4.1. Gi i thi u chung v d án .................................................................................... 18
c đi m v công trình B n Mòng....................................................................... 20

1.4.2.

1.4.3. Tình hình v t li u đ a ph
CH

NG II: V T LI U S

ng .............................................................................. 24

D NG VÀ PH

NG PHÁP NGHIÊN C U .............. 30

2.1. PH

NG PHÁP NGHIÊN C U ........................................................................... 30

CH

c.... ................................................................................................................. 53

NG 3: NGHIÊN C U THI T K THÀNH PH N BÊ TÔNG CÁT NGHI N 54

3.1. THI T K THÀNH PH N C P PH I BÊ TÔNG CÁT NGHI N ...................... 54
3.1.1. Ph
CH

ng pháp l a ch n s b thành ph n c p ph i BTCN ................................... 54

NG 4: K T QU NGHIÊN C U M I QUAN H GI A C

NG

, MÁC

CH NG TH M VÀ H S TH M C A BÊ TÔNG ................................................. 85
4.1. NGHIÊN C U TÍNH CH T C LÝ BTCN ......................................................... 85
4.2. K T QU QUAN H GI A C

NG

VÀ MÁC CH NG TH M B, H S

TH M Kth C A BÊ TÔNG . ....................................................................................... 87
K T LU N VÀ KI N NGH ........................................................................................ 92
TÀI LI U THAM KH O .............................................................................................. 93
TI NG VI T .................................................................................................................. 93

N/X

T l n

C/(C+ )

T l cát trên c t li u - M c ng m cát

R7, 28, 90 (MPa)

C

Kth 28, 90 (cm/s)

H s th m các tu i 28, 90 ngày

X

Xi m ng

TB

Tro bay

CN

Cát nghi n

c và xi m ng


6

B ng 1.2: Chi u dày l p ch ng th m BT L c p ph i 2
c a Trung Qu c
B ng 1.3: K t qu đánh giá BT L và bê tông th

m t s đ p

ng đ làm đ

ng

8
9

B ng 1.4: S d ng ph gia trong m t s c p ph i BT L ch ng th m

12

B ng 1.5: Thành ph n c p ph i BT L

14

nh Bình

B ng 1.6: Thành ph n c p ph i v a liên k t công trình nh Bình
B ng 1.7: C p ph i BT L mác 200B6 và 200B8 công trình N c
Trong

15


32

B ng 2.3:: Các ch tiêu c lý c a xi m ng PCB40 Mai S n

37

B ng 2.4: Các tính ch t c lý c a đá d m

39

B ng 2.5: Thành ph n h t c a đá d m 5-20

40

B ng 2.6: Thành ph n h t c a đá d m 20-40

40

B ng 2.7: Thành ph n h t c a đá d m 40-60

41

B ng 2.8: Thành ph n h t c a đá d m 60-80

41

B ng 2.9: S ph thu c đ x p vào ki u s p x p c a h t:

43


54

B ng 3.1: M t s lo i mác bê tông c n s d ng cho B n Mòng

55

B ng 3.2: C p ph i BTCN M25R60B6 c b n s d ng
xi m ng PCB30 Mai S n, Ph gia SSA
B ng 3.3: C p ph i 3 thành ph n đ nh h

51

56

ng c a BTCN

s d ng xi m ng PCB30 Mai S n, ph gia SSA

57

B ng 3.4: K t qu thí nghi m c ng đ nén các c p ph i BTCN
M250R60B6
s d ng xi m ng PCB30 Mai S n

57

B ng 3.5: C p ph i BTCN M25R60B6 c b n s d ng xi m ng PCB40
Mai S n, Ph gia SSA


m ng PCB 30 Mai S n

63

B
1


vi

B ng 3.12: B ng t ng h p k t qu thí nghi m các c p ph i s d ng xi
m ng PCB40 Mai S n

64

B ng 3.13 : Thành ph n c p ph i s d ng cho công trình B n Mòng

65

B ng 3.14: Thành ph n c p ph i quy ho ch bê tông cát nghi n

67

B ng 3.15: C ng đ nén tu i 7,28,90 ngày và mác th m tu i 28,90
ngày trong quy ho ch c a bê tông cát nghi n

68

B ng 4.1: Thành ph n c p ph i t i u v c


91


vii

DANH M C CÁC HÌNH VÀ

TH

Tên hình và đ th
Hình: 1.1: M u khoan nõn RCC t i đ p

Trang

nh Bình – Ki m tra c

ng

đ nén và mác th m
Hình 1.2: X lý ch ng th m cho thân đ p -

p

nh Bình

Hình 1.3: M u khoan xác đ nh mác th m bê tông t i HCN N

12
c


33

Hình 2.2: Bãi ch a đá d m công trình B n Mòng – S n La

38

Hình 2.3: Các lo i c t li u dùng dùng nghiên c u

39

Hình 2.4: Các ki u s p x p c a h t c t li u

42

Hình 2.5: Tro bay lo i F

48

Hình 2.6: C u trúc h t tro bay

48

Hình 3.1: Bi u đ quan h c

ng đ nén bê tông và l

ng dùng xi m ng

56


Hình 3.8: Ki m tra tính t

ng h p c a mô hình

70


viii

Hình 3.9: M t bi u di n quan h R7 và các t l N/CKD, C/(C+ )
Hình 3.10: Các đ

ng đ ng m c bi u di n quan h R7 và các t l

N/CKD, C/(C+ )

70
71

Hình 3.11: nh h

ng c a C/(C+ ) đ n c

ng đ R7 khi N/CKD = 0.7

71

Hình 3.12: nh h

ng c a N/CKD đ n c


0.7
Hình 3.18: nh h
0.4
Hình 3.19: Ph

ng trình h i quy

Hình 3.20: Ki m tra tính t

ng h p c a mô hình

ng đ ng m c bi u di n quan h R90 và các t l

N/CKD, C/(C+ )
Hình 3.23: nh h

ng c a C/(C+ ) đ n c

ng đ R90 khi N/CKD =

ng c a N/CKD đ n c

ng đ R90 khi C/(C+ ) =

0.7
Hình 3.24: nh h
0.4
Hình 3.25: Ph



79

Hình 3.28: Các đ

80

ng đ ng m c bi u di n quan h Kth28 và các t l


ix

N/CKD, C/(C+ )
Hình 3.29: nh h

ng c a C/(C+ ) đ n Kth28 khi N/CKD = 0.7

80

Hình 3.30: nh h

ng c a N/CKD đ n Kth28 khi C/(C+ ) = 0.4

81

Hình 3.31: Ph

ng trình h i quy

Hình 3.32: Ki m tra tính t

86

Hình 4.2:

86

s t BTCN đ t 9 – 11cm

Hình 4.3: úc m u xác đ nh c

ng đ

86

Hình 4.4: Nén m u BTCN

86

Hình 4.5: Thí nghi m xác đ nh h s th m

87


1

PH N M
TÍNH C P THI T C A

I.


cao thì s ng n đ

ng

c hi n t

ng t t, đ c ch c ít l r ng tính ch ng th m n
ng th m n

c

c vào bê tông thì không gây ra hi n

t

ng n mòn thép d n t i phá h y k t c u bê tông. Ng

l

ng thì n

t

ng n c t thép và phá h y k t c u bê tông làm gi m tu i th c a công trình.

c l i bê tông kém ch t

c d th m vào k t c u bê tông gây ra n mòn c t thép gây ra hi n

Vì v y trong công trình th y l i, th y đi n kh n ng ch ng th m trong bê

2.1. M c tiêu nghiên c u
-

Nghiên c u s phát tri n c ng đ và kh n ng ch ng th m c a bê tông s
d ng cát nghi n dùng cho công trình h ch a n c B n Mòng - S n La.
a ra m i quan h c a c

-

ng đ nén và mác ch ng th m c a bê tông

các tu i 7, 28, 90 ngày.
-

Nghiên c u ph

ng pháp đánh giá m i quan h c a c

ng đ bê tông đ n

tính ch ng th m c a h th ng các công trình th y l i.
2.2. N i dung nghiên c u
th c hi n m c tiêu: “Nghiên c u nh h

ng c a c

ng đ bê tông đ n tính

ch ng th m các công trình th y l i”, đ tài có trách nhi m gi i quy t các n i
dung khoa h c sau:

Cách ti p c n.

Nghiên c u tài li u trong và ngoài n

c liên quan đ đ a ra c s khoa

h c c a vi c nghiên c u.
-

B ng ph

ng pháp th c nghi m nghiên c u các tính ch t c a các lo i bê

tông, t đó đ a ra m i t

ng quan gi a c

ng đ nén và mác ch ng th m.


3

3.2.
-

Ph

ng pháp nghiên c u.

S d ng các ph

-

ánh giá s d ng k t qu đ t đ

c đ l a ch n áp d ng khi s d ng và thi

công công trình th y l i.
- Ki n ngh đ thi t k c

ng đ và đ ch ng th m cho các công trình th y l i.


4

CH
NG I: T NG QUAN V NGHIÊN C U CH NG TH M CÁC
LO I BÊ TÔNG TRONG CÔNG TRÌNH TH Y L I VÀ GI I THI U
CÔNG TRÌNH B N MÒNG
KHÁI NI M V C
TÔNG

1.1.

NG

VÀ TÍNH TH M N

1.1.1. Khái ni m chung
Bê tông là lo i v t li u đá nhân t o nh n đ



cg i

là bê tông.
u đi m l n nh t c a bê tông chính là c
m t trong nh ng nh
qua).

ng đ ch u nén cao. Tuy nhiên

c đi m c a bê tông là tính th m (bê tông b n

c th m

i u này gây n mòn c t thép trong bê tông và phá ho i k t c u bê tông,

gi m tu i th công trình.
C
thông th

ng đ nén và tính th m c a bê tông có m i t
ng khi c

ng quan nh t đ nh,

ng đ bê tông cao, bê tông có tính đ c ch c, hàm l

r ng mao quan nh , khí đó kh n ng ch ng th m c a bê tông t t h n. Ng
c



ng quan gi a

ng đ nén và kh n ng ch ng th m c a bê tông ng d ng nâng cao kh n ng

ch ng th m cho các công trình th y l i.
1.1.2. Khái ni m v c ng đ ( R) c a bê tông
Kh n ng ch u l c c a bê tông đ c xác đ nh thông qua c
nén c a m u. M u nén có th là m u l p ph

ng đ ch u

ng ho c m u tr . Xác đ nh c

ng

đ ch u nén theo TCVN 3118:1993
C

ng đ

daN/cm2(Kg/cm2) đ

nén t ng viên m u bê tông (R) đ

c tính b ng

c tính theo công th c sau:

R =α

150x150x150

1.00

200x200x200

1.05

300x300x300

1.10


6

Hình dáng và kích th
-

c c a m u(mm)

H s tính đ i

M u tr

71,4X143 và 100x200

1.16

150x300



Trong đó: Vn – Th tích n

c th m qua kh i bê tông, m3;

a- Chi u d y kh i bê tông, m;
S – Di n tích ti t di n c a kh i bê tông mà n

c th m qua,

m2;
P1, P2 – Áp su t th y t nh hai m t kh i bê tông, mét c t n c;
t- Th i gian n

c th m qua m u bê tông, gi ;

1.1.4. Khái ni m v mác ch ng th m (B) c a bê tông
Mác ch ng th m là kh n ng c a bê tông không cho n

c th m qua d

i áp

l c th y t nh. Khi thí nghi m xác đ nh đ ch ng th m c a t m u (6 viên hình
tr , kích th

c 150 x 150 mm ) là c p áp l c l n nh t mà

viên m u ch a b n
th m n


Nh

c đi m c a BT L là ch ng th m kém.

Vì v y, các đ p bê tông đ m l n ki u c ch s d ng BT L làm lõi đ p, bao b c
xung quanh là l p v bê tông th
này th

ng ch ng th m dày 2 - 3 m. K t c u đ p ki u

ng g i là “vàng b c b c”. Nó đ

c s d ng ph bi n

h u h t các n

c

cho đ n cu i th k XX.
Xu th s d ng bê tông đ m l n ch ng th m thay cho bê tông th
đ

c hình thành và phát tri n m nh

XX. N m 1989, Trung Qu c là n

ng

Trung Qu c t nh ng n m 90 c a th k

ng hoàn toàn BT L có đ ch ng th m B6 đ n B8.

Trung Qu c đã xây d ng thành công hàng ch c công trình đ p BT L cao t 57
đ n 132 m, s d ng BT L ch ng th m c p ph i 2 thay bê tông th
đ ph bi n 20 MPa, ch ng th m đ n B12 (b ng 1.2).

ng, c

ng


8

B ng 1.2 Chi u dày l p ch ng th m BT L c p ph i 2 m t s đ p c a Trung Qu c

TT

Tên công
trình

1

Giang Á

2

Miên Hoa
Than
i Tri u S n



nt

113

R90 20B8

7

1/15

nt

111

R90 20B8

7

1/15

4

Bách S c

nt

130

R90 20B8

5

1/15

7

S nT

nt

64,6

R90 10B6

4

1/15

8

Song Kê

nt

60

R180 20B6

3


11

Ph

vòm kép

75

R90 20B6

6,5

1/10,6

12

Sa Bài

vòm đ n

132

R90 20B8

11

1/10,5

13


Hi p h i xi m ng Canada t ng h p
l

b ng 2 cho th y có th ch t o BT L ch t

ng cao (high performance roller compacted concrete) đ làm đ

đ trên 40MPa, h s th m r t nh , kho ng 10-13 m/s.

ng, c

ng


9

B ng 1.3. K t qu đánh giá BT L và bê tông th
nv

Ch tiêu

ng đ làm đ

ng

BT L

BT th

300

- á 5-14mm

kg/m3

1222

1010

l/m3

0,6

-

- Ph gia cu n khí DAREX-EH

l/m3

-

0,047

- Ph gia gi m n

l/m3

-

0,576


- Ph gia siêu d o ADVA 140
2. Tính ch t h n h p bê tông

3

- Dung tr ng

kg/m

2476

2327

- Hàm l

%

-

7,0

mm

-

20

-

ng khí

66

44,8

-C

ng đ u n 3 ngày

MPa

5,6

5,0

-C

ng đ u n 7 ngày

MPa

7

4,9

-C

ng đ u n 28 ngày

MPa


- H s th m

c

đ n 14,0 đ n 9,0 x
x 10-13

10-13


10

1.3. TÌNH HÌNH NGHIÊN C U VÀ NG D NG NÂNG CAO KH
N NG CH NG TH M CHO BÊ TÔNG CÔNG TRÌNH TH Y L I
VI T NAM.
Vi n Khoa h c th y l i Vi t Nam đã ti n hành nghiên c u trong ph m vi
phòng thí nghi m m t s bi n pháp v t li u nh m nâng cao ch ng th m cho
BT L nh m đ t mác 200B6 nh : s d ng ph gia hóa h c (ph gia hoá d o
Plastiment 96, ph gia siêu d o Viscocrete 3000, ph gia cu n khí Sika Aer, ph
gia kéo dài đông k t TM 30); s d ng ph gia khoáng (Tro bay Ph l i đã s lý
có l

ng m t khi nung d

i 6%; Puz lan Gia Quy - V ng Tàu; s d ng hóa

ch t k t tinh ( Indoseal) đ quét b m t ; tr n m t đá đ t i u hóa thành ph n
h t c t li u nh . ã rút ra m t s k t qu đáng chú ý sau đây:
V il


ng t nh Indoseal

th m th u vào bê tông và ph n ng v i Ca(OH)2 có trong bê tông, làm t ng đ
c ng b m t và t ng ch ng th m.
Khi s d ng cát sông t nhiên làm c t li u nh cho BT L, c n b sung
h tmnd

i sàng 0,14mmm. B ng cách ph i h p cát t nhiên sông Lô v i m t

đá Hòa Th ch, đã đ a c p ph i h t c a cát h n h p v sát vùng t i u khuy n
cáo theo EM 1110-2-2006, gi m đ r ng c a cát, d n đ n gi m l
m ng so v i đ i ch ng.

ng dùng xi


11

S d ng đ ng th i các ph gia khoáng, ph gia hóa và t i u hóa thành
ph n c t li u nh có th t o ra m t s c p ph i BT L mác 200 B6 ( xem b ng
1.4). C p ph i 5 và 6 đ
th p t

ng đ

c coi là kinh t k thu t t t nh t, có l

ng xi m ng

ng m u c p ph i 2 c a mác R90200B6 t i công trình Ph

siêu

ch t k t

đá,

d o

d o

tinh

kg/m3

kg/m kg/m

kg/

3

3

m3

R90,
daN/
cm2

CT,
atm


-

2.32

-

273

6

3

85

147

-

-

1,4

-

0,2

317

6


1,4

-

-

238

6

6

95

-

130

40

1,5

-

-

238

6

M200B4 và cu i cùng là BT L tr ng l c M150B2.
Vi n Khoa h c th y l i đã ti n hành l a ch n v t li u và thi t k c p ph i
BT L mác 150B2 và 200 B4 c a công trình

nh Bình.


12

Hình: 1.1: M u khoan nõn RCC t i đ p

nh Bình – Ki m tra c

ng đ

nén và mác th m

Hình 1.2: X lý ch ng th m cho thân đ p V t li u đ

p

nh Bình

c ch n s d ng g m: Xi m ng PCB 40 Nghi S n, PCB 40

B m S n, cát vàng sông Côn có mô đun đ l n 2,8-3,1; đá d m g c granit. Ph


13



c dùng v i t l cao so v i xi m ng, x p x 1:1, nh m

b sung ngu n h t m n thi u h t trong cát t nhiên và t ng th tích h xi m ng
đ t ng đ ch ng th m. Bi n pháp dùng tro bay bù vào l

ng h t m n còn thi u

trong cát t nhiên, tuy không t i u, nh ng h p lý vì phù h p kh n ng chu n b
v t li u và trình đ thi công công trình lúc đó. Pudolan đ

c dùng nh

bi n

pháp d phòng, thay th tro bay khi c n thi t.
C p ph i BT L và v a liên k t c a công trình

nh Bình nêu

B ng 1.5- Thành ph n c p ph i BT L
Mác

XM,

BT

kg

Tro

gia

gia P-

TM20,

96,

lit

lít

150B2

105

140

122

772

526

215

600

2,1


746

852

468

0

2,25

0


14

B ng 1.6: Thành ph n c p ph i v a liên k t công trình

Mác

XM,

v a

kg

Kh i

Tro

N


nén 7 ngày,
daN/cm2

C

ng

đ nén
28 ngày,
daN/cm2

25

580

200

370

978

22

215

235

310


thi t k hoàn toàn b ng BT L, không có t
th
th

ng l u.

ng ch ng th m b ng bê tông th

p cao 69m, k t c u ch ng th m g m t

ng

ng BT L bi n thái phía

ng l u dày kho ng 1m , ti p đ n là BT L mác 200B6, cu i cùng là BT L

mác 150 B2..

Hình 1.3: M u khoan xác đ nh mác

Hình 1.4: Thí nghi m nâng cao kh n ng

th m bê tông t i HCN N

ch ng th m cho bê tông RCC t i N

c Trong

c



ng thích h p đ đ m b o đ l

ng h xi m ng trong bê tông;

dùng v a liên k t có mác cao h n BT L m t c p ( 5 Mpa) đ x lý b m t ti p
giáp gi a các kh i đ ; quét ph b m t th

ng l u khi hoàn thi n b ng hóa ch t

k t tinh XYPEC đ t ng ch ng th m .
D

i đây là m t s k t qu c th l a ch n v t li u và t i u hóa thành

ph n c p ph i BT L ch ng th m
 Thi t k c p ph i BT L 200B8 th nghi m
V t li u s d ng cho BT L th nghi m 200B8 đ
N
l

c Trong, g m: Xi m ng Kim
ng sót sàng 0,14mm d

i 1%;

c l y t công trình

nh PC 40; Cát vàng sông N



c tr n yêu c u. Vì v y, khi thi t k mác BT L 200B8, chúng tôi s


16

d ng s d ng b t đá dolomit Ph Lý thay cho m t ph n tro bay, nh m b sung
h t m n cho cát t nhiên. Thành ph n h t c a b t đá đ
nghi m, sao cho phù h p v i cát c th .
c n có l

i v i cát sông N

ng sót sàng 0,14mm không quá 5% .

h n so v i

c ch n thông qua th c
c Trong, b t đá

l u đ ng c a BT L ch n cao

nh Bình m t chút ( VC không quá 9-10 sec)

K t qu nghiên c u cho th y, vi c dùng b t đá làm ch t đ n thay m t
ph n tro bay có th nâng cao ch ng th m cho BT L. V i l
115 kg/m3 có th đ t mác 200B8, t

ng đ



kg

Tro

B t

bay,

đá,

kg

kg

Cát,
kg

á 5-

á 20-

20mm, 40mm,
Kg

kg

N

c,

0,5

0,8

200B6*

105

135

142

661

751

620

113

1,0

0,6

200B8

115

127