Lu n v n Th c s

-1-

M CL C
CH
T
0

NG 1: T NG QUAN NGHIÊN C U

NG D NG BÊ TÔNG

VI T NAM ................................................. 6

NH TRÊN TH GI I VÀ

T
0

1.1. Khái ni m chung v bê tông nh (BTN) ..................................... 6
T
0

T
0

1.2. Khái ni m m t s lo i bê tông nh thông d ng hi n nay ............ 7
T
0



1.7.
T
0

CH
T
0

xu t n i dung và ph

ng pháp nghiên c u c a đ tài ......... 22
T
0

NG 2: NGHIÊN C U L A CH N V T LI U VÀ PH

PHÁP THI T K

THÀNH PH N BÊ TÔNG NH

CÔNG TRÌNH TH Y L I TRÊN N N

NG

DÙNG TRONG

T Y U ................................ 23
T
0

2.1.2.2.Xác đ nh thành ph n c p ph i bê tông nh b ng ph ng pháp
T
0

T0
0
T

quy ho ch th c nghi m. .................................................................................. 28
T
0

2.1.3. K t qu thí nghi m nén m t s m u bê tông keramzit. ............. 32
T
0

T
0

2.1.4. Nghiên c u tính ch t c lý c a bê tông nh keramzit. ...............33
T
0

T
0

2.1.4.1. Tính công tác. .............................................................................33
T
0


-2-

2.1.4.5. Bi n d ng c ng c a bê tông nh keramzit d

i tác đ ng c a

T
0

khí h u nóng m. ..............................................................................................43
T
0

2.1.4.6.

hút n

T
0

c và h s m m hóa c a bê tông nh keramzit. ....43
T
0

2.1.4.7. L c liên k t c a c t thép v i bê tông nh keramzit. ...............44
T
0

T
0

T
0

T
0

2.2.2.3. Tính toán k t qu ........................................................................46
T
0

T
0

2.2.3. K t qu th c nghi m các tính ch t k thu t c a bê tông r ng ..47
T
0

T
0

2.2.3.1. Các thông s tính ch t c lý c a các c p ph i BTR ...............47
T
0

T
0

2.2.3.2. nh h
T
0


NG 3:

T
0

T
0

XU T CÔNG NGH S N XU T VÀ THI CÔNG BÊ

TÔNG NH TRONG CÔNG TRÌNH TH Y L I TRÊN N N

T

Y U. .............................................................................................................. 52
T
0

3.1. So sánh ch tiêu kinh t - k thu t c a công trình: “C ng l y
T
0

n

c Thái Hòa – huy n Qu Võ – t nh B c Ninh” khi dùng k t c u bê tông

ph thông v i khi dùng bê tông nh thay th . ............................................ 52
T
0

3.1.4. S làm vi c c a đ t n n và các bi n pháp k thu t x lý khi dùng
T
0

bê tông nh đ xây d ng c ng Thái Hòa....................................................... 59
T
0

3.2.
T
0

xu t công ngh s n xu t bê tông nh keramzit cho công trình

th y l i trên n n đ t y u ............................................................................. 63
T
0

3.2.1. Chu n b v t li u ............................................................................63
T
0

T
0

3.2.2. Quy trình s n xu t h n h p bê tông .............................................63
T
0

T

T
0

3.3.3. Qúa trình t n th t đ s t ................................................................67
T
0

3.3.4. B o d
T
0

T
0

ng m bê tông ..................................................................68
T
0

K T LU N VÀ KI N NGH .................................................................................70
1. K t lu n ................................................................................................70
2. Ki n ngh .................................................................................... 70

H c viên: Tr n Tr ng Giang – L p 16C2


Lu n v n Th c s

-4-

M


xây d ng trên n n đ t y u d gây hi n t

ng xuyên ph i

ng lún do t i tr ng b n thân r t l n

c a bê tông, đi u này s làm gi m tu i th công trình, c ng nh hi u qu làm
vi c c a nó m t cách đáng k . Bê tông nh là lo i bê tông xi m ng đ
t o t các v t li u xi m ng, c t li u nh và nh , n

c ch

c, tro bay, ch t t o b t,

h t polystyrol và ph gia. S khác nhau c n b n gi a bê tông nh so v i bê
tông th

ng là kh i l

ng th tích c a nó nh h n r t nhi u. Vi c s d ng bê

tông nh s làm gi m áp l c c a công trình lên n n đ t y u.
Trong th c t có r t nhi u các công trình ph i dùng m t l

ng bê tông

r t l n, đi u này d gây lún cho công trình, đ c bi t là trong tr

ng h p b t

ng pháp nghiên c u:

Nghiên c u các tài li u trong và ngoài n
h

c v Bê tông nh đ l a ch n

ng nghiên c u.
4. N i dung lu n v n:
Ph n m đ u:
- Tính c p thi t c a đ tài.
- Nh ng v n đ c n gi i quy t c a lu n v n.
Ch

gi i và
Ch

ng 1: T ng quan nghiên c u ng d ng bê tông nh trên th
Vi t Nam.
ng 2: Nghiên c u l a ch n v t li u và ph

ng pháp thi t k

thành ph n bê tông nh dùng trong công trình th y l i trên n n đ t y u.
Ch

ng 3:

xu t công ngh s n xu t và thi công bê tông nh


tông th

ng th tích nh h n r t nhi u so v i bê

ng.

Nh ng lo i bê tông có kh i l

ng th tích

tr ng thái khô trong

kho ng 500 - 1800kg/m3 g i là bê tông nh ; nh h n 500kg/m3 g i là bê tông
đ c bi t nh . S d ng phù h p bê tông nh và đ c bi t nh trong công trình
xây d ng mang l i nh ng l i ích kinh t - k thu t to l n: ti t ki m nguyên
v t li u; gi m t n th t n ng l
không gian

ng; c i thi n môi tr

ng vi khí h u trong

và làm vi c; nâng cao hi u su t và đ b n c a thi t b nhi t;...

Bê tông nh là v t li u kh thi cho nh ng công trình trên n n đ t y u. T ng
giá thành các công trình cao t ng s d ng bê tông nh th p h n đáng k so
v i s d ng các lo i bê tông khác, m c dù đ n giá c a nó cao h n.
Bê tông nh có nhi u lo i. C n c vào b n ch t c t li u c ng nh c u
trúc c a bê tông, có bê tông nh c t li u r ng thiên nhiên; bê tông nh c t li u
r ng nhân t o; bê tông t ong; bê tông nh c u t o đ c bi t; bê tông nh c u

l a, đá ph n, đá vôi, đá đôlômit r ng, trêpen, diatômit,... đã đ
châu Âu t cu i th k XIX.

c s d ng

u đi m c a lo i này là giá r , tuy nhiên không

ph i vùng nào c ng có. Vào nh ng n m đ u c a th k XX, ng
lò quay đ s n xu t c t li u r ng nhân t o c
nh . C t li u nh nhân t o đi t

i ta đã dùng

ng đ cao dùng cho bê tông

đ t sét hay á sét,... có th là keramzit,

aglôpôrit, peclit, x x p, x h t,... Ph bi n nh t và có ch t l

ng cao là c t

li u r ng keramzit.
Bê tông nh keramzit đ

c chia làm các lo i sau: bê tông nh keramzit

c u t o đ c; bê tông nh keramzit c u t o r ng; bê tông nh keramzit h c l n.
Khi s d ng bê tông nh c t li u r ng c n đ c bi t chú ý đ n m t s đ c đi m
sauđây:
- V i m i m t c t li u l n ch ch t o đ

mc a

nó. Do đó, c n đ c bi t quan tâm đ n v n đ ch ng th m, ng n n

c cho

nh ng k t c u bao che ch t o t bê tông nh . Tuy nhiên bê tông keramzit c u
t o đ c có kh n ng ch ng th m t t h n so v i bê tông n ng thông th

ng.

- Trong thi công bê tông nh c t li u r ng c n đ c bi t quan tâm đ n s th ng
nh t gi a các y u t : tính công tác c a h n h p bê tông đ s t côn; đ c ng;
H c viên: Tr n Tr ng Giang – L p 16C2


Lu n v n Th c s

-8-

đ phân t ng; ph
h

ng pháp thi công và ch đ đ m ch t. M i quan h này nh

ng r t l n đ n tính đ ng nh t c a bê tông, do c t li u nh có xu h

lên trong quá trình v n chuy n và t o hình. Hi n t

ng n i

n mòn c a môi tr

c đ dính bám và b o v

ng. Trong tr

ng h p khác, c n

có bi n pháp t ng kh n ng neo ch c và ch ng r cho c t thép trong bê tông.
2.2.2 Bê tông nh c u t o r ng (Bê tông r ng).
Bê tông r ng (BTR) có c u trúc r ng h l n và liên t c, đ r ng trung
bình t 15 – 35%. BTR c ng có thành ph n nguyên v t li u c u t o nh bê
tông thông th

ng: C t li u l n (đá), xi m ng và n

c, tuy nhiên bê tông r ng

không s d ng c t li u nh (cát) ho c s d ng r t ít nh m t o ra c u trúc r ng
h liên t c đ cho n
ng

c có th d dàng ch y xuyên qua nó ng m vào đ t và

c l i.

2.2.3. Bê tông nh c u trúc t ong (bê tông t ong).
ong g m 2 lo i đó là bê tông khí và bê tông b t:

Bê tông t

c chu n b , h n h p sau khi t o

hình và c ng r n s t o thành bê tông b t.
Nh v y bê tông t ong là m t lo i bê tông nh ch a m t kh i l

ng

l n các l r ng nhân t o bé và kín gi ng hình t ong, có ch a khí ho c h n
h p khí và h i n
và đ

c có kích th

c t 0,5 – 2mm phân b m t cách đ ng đ u

c ng n cách nhau b ng nh ng vách m ng ch c. Trong bê tông t ong

bao g m hai h th ng c u trúc r ng bé đ

c t o nên t các l r ng gel và h

th ng mao qu n n m trong vách ng n gi a các l r ng l n. Tuy có đ c đi m
chung nh vây nh ng th c t chúng v n đ

c g i là bê tông khí ch ng áp và

bê tông khí không ch ng áp.
Theo đ c đi m r n ch c bê tông t ong đ

c phân thành ba lo i chính,

+ Bê tông t ong s d ng ch t k t dính xi m ng. Lo i bê tông này có th r n
ch c trong đi u ki n t nhiên, gia công nhi t m trong đi u ki n nhi t đ áp
H c viên: Tr n Tr ng Giang – L p 16C2


Lu n v n Th c s

su t th

- 10 -

ng ho c gia công nhi t trong đi u ki n nhi t đ , áp su t cao (ch ng

áp).
+ Bê tông t ong s d ng ch t k t dính vôi – silic (ch t k t dính silicát). Lo i
bê tông này ch có th r n ch c trong đi u ki n m có nhi t đ và áp su t cao
(gia công nhi t trong Autoclave).
+ Bê tông t ong s d ng ch t k t dính h n h p. Lo i bê tông này s d ng
h n h p ch t k t dính xi m ng và vôi – silic, t l c a hai lo i ch t k t dính có
th thay đ i trong kho ng r ng tùy theo m c đích và yêu c u c a ng
d ng. Lo i bê tông này c ng th

ng đ

c gia công nhi t trong Autoclave.

Theo ph m vi s d ng, bê tông t ong đ
+ Bê tông t ong công trình đ
chính, có kh i l



c dùng v i m c đích ch u t i tr ng

ng th tích

c s d ng v i m c đích cách nhi t, có kh i

tr ng thái khô ≤600 kg/m3 và c
P

P

ng đ yêu c u ch u đ

ct i

tr ng b n thân.
Nh đã phân tích

trên, đ l a ch n công ngh ch t o bê tông t ong

h p lý c n xem xét lo i ch t k t dính s d ng là ch y u, đ quy t đ nh trong
công ngh s áp d ng d

ng h nhi t m th

ng hay cao áp. Do đó ng

i


ng đ nén t 0,2 - 10Mpa.

n

c ta,

Vi n Khoa h c k thu t Xây d ng c ng đã có công trình nghiên c u ch t o
lo i bê tông này v i kh i l

ng th tích t 400 - 700kg/m3, c

ng đ nén t

1,0 - 6,5Mpa. Các s n ph m đ xu t ng d ng g m: t m lát cách nhi t hay
ch ng n m, kh i l

ng th tích 500 ÷ 600kg/m3, kích th

dày t i thi u 80 - 100mm; viên xây nh kh i l
kích th

c 300 x 400mm đ

ng th tích 600 - 700kg/m3,

c phù h p TCVN 1451 : 1998; panel t

ng l p nhanh, kh i l

ng


i u này đòi h i ngành Xây d ng c n có s quan tâm gi i

quy t k p th i, thu hút đ u t s n xu t nguyên li u và các thành ph m bê tông
nh , đáp ng đ nhu c u xây d ng đ t n

H c viên: Tr n Tr ng Giang – L p 16C2

c.


Lu n v n Th c s

- 12 -

1.3. Yêu c u k thu t c a bê tông nh
C ng nh bê tông th

ng, các yêu c u t i thi u c n có v i bê tông nh

là:
- Mác (theo c
ph

ng đ nén), tu i c n đ t, m u chu n (tr ho c l p

ng)
- Các tính n ng khác: c

ng đ u n, tính công tác, tính th m, tính d n


c gia công nhi t m trong đi u ki n nhi t đ cao, áp su t

ng và trong đi u ki n ch ng h p cao áp. Sau chi n tranh th gi i l n th

II, k thu t này đã nhanh chóng lan r ng ra toàn th gi i, ph n l n là

các

n

c Châu Âu và Liên Bang Xô Vi t c , áp d ng trong s n xu t panel có kích

th

c l n. Chúng đ

c s d ng t i các công tr

ng xây d ng m i và các k t

N m 1922 Hydrogen peroxide H 2 O 2 đ

c đ xu t làm ch t t o khí.

c u cho nhà ít t ng.
R

N m 1923
Th y


Lu n v n Th c s

- 13 -

pháp ch ng áp, s d ng ch t k t dính xi m ng – vôi – cát nghi n.
công ngh t

ng t ch m i tri n khai vào n m 1939÷1940

Liên Xô

Novoxibirsk và

nhi u n i khác.
Hàng n m t i các n

c C ng hòa thu c Liên Xô c đã s n xu t và s

d ng t i 300.000 m3 bê tông keramzit, riêng t i Matxc va đã s d ng g n
P

P

19.000m3 bê tông c t thép keramzit.
P

P

Các n

c s d ng trong thi công m t đ

M n m 1937. T n m 1958,

ng c a c u

Liên Xô c đã nghiên

c u và s d ng bê tông keramzit đ xây d ng c u. T i Nauy, bê tông keramzit
c ng đ

c s

d ng đ xây d ng các cây c u nh : Nordhordland Bridge,

Kvisti Bridge, Stolma Bridge, …
Bê tông keramzit c ng đ

c nghiên c u ng d ng trong m t s công

trình đ c bi t. T n m 1965-1967, Vi n nghiên c u bê tông và bê tông c t
thép c a Liên Bang Nga đã nghiên c u s d ng bê tông keramzit v i c h t 520mm trong các công trình bi n, đ b n ch ng b ng giá c a bê tông đ t t i
300 chu k , h s b n n
đ

c nghiên c u đ

c bi n là 0,78. Ngoài ra, bê tông keramzit c ng

ng d ng làm l p v tàu bi n.

c đi m c a

Polys Beto là s d ng các h t c t li u polystyrol đã qua công đo n x lý b
đ c bi t (đã đ

c c p paten) bao g m vi c bao ph b m t h t c t li u b ng

m tl p an

c và làm cho chúng tích đi n trái d u v i h t xi m ng. Sau khi

x lý các h t c t li u này (có tên g i AABS) s d dàng nhào tr n v i xi
m ng, n

c và ph gia t o h n h p bê tông có đ đ ng nh t cao.

M th

ng nghiên c u khác đ

c các nhà khoa h c

hành là s d ng c t li u polystyrol trong bê tông th
kh i l

ng th tích. Theo h

ng này, đã ch t o đ

kh i l

c làm t b t t o s n (còn g i là Bê tông b t )

c nhi u Qu c gia có n n khoa h c công ngh cao nh M ,

c,

Pháp, Nh t… ng d ng trong x lý nhi u v n đ đ a k thu t quan tr ng nh
làm n n cho đ

ng cao t c, ch ng lún tr

t

nh ng vùng đ i núi ho c nh ng

vùng đ t y u v i hi u qu k thu t - kinh t vô cùng to l n.
1.5. Tình hình nghiên c u ng d ng bê tông nh t i Vi t Nam
N m 1985, v i s đ u t k thu t hoàn ch nh c a Vi n khoa h c Công
ngh Xây d ng (B xây d ng), l n đ u tiên
H c viên: Tr n Tr ng Giang – L p 16C2

Vi t Nam đã ra đ i m t quy


Lu n v n Th c s

- 15 -

trình s n xu t bê tông khí cách nhi t thích ng cho đi u ki n Vi t Nam. Trên
quy trình công ngh này, m t polygon s n xu t th c nghi m hai dây truy n

ta ch y u t p trung vào bê tông khí. M t s đ n v đi đ u ph i k đ n là:
Vi n Khoa h c công ngh Xây d ng, Vi n Khoa h c công ngh V t li u xây
d ng, Vi n Khoa h c công ngh Giao thông v n t i, Tr

ng

i h c Bách

khoa Hà N i và TP. H Chí Minh, Công ty bê tông và xây d ng Th nh Li t,
Công ty đ u t phát tri n nhà và khu công nghi p
chu n ch t l

ng s n ph m và tiêu chu n ph

ng Tháp. Hi n đã có tiêu

ng pháp th cho viên xây bê

tông x do ta biên so n.
Bê tông keramzit đã đ

c nghiên c u t i Vi t Nam t nh ng n m 80

c a th k 20. Cho đ n nay, Công ty c ph n SX-XNK BEMES là đ n v duy
nh t trong c n

c s n xu t c t li u keramzit th

đ n v s n xu t bê tông keramzit ch y u


ng cho nhà

nhi u t ng; dùng trong các k t c u b n m ng, t m cong; trong k t c u bê tông
ng su t tr

c; trong ch t o các c u ki n bê tông c t thép đúc s n; t

ng

bao, tr n và mái cách nhi t; vv...
T i Vi t Nam, nh n rõ nhi u ti n b c a g ch không nung, t n m
2001, Chính ph đã phê duy t Quy ho ch t ng th phát tri n ngành công
nghi p V t li u xây d ng (VLXD) VN đ n n m 2010 t l v t li u khung
nung (VLKN) ph i chi m 30% trên t ng s v t li u xây. Tuy nhiên, sau đó
không ít DN và ch đ u t quan ng i vì ngu n cung lúc đó r t thi u, đ ng
th i giá cao h n so v i g ch nung th

ng và nhà th u thi u thông tin h

ng

d n nên ch a m n mà v i lo i v t li u này. Vì v y đ n n m 2008, con s này
ch đ t 8,5%, ch y u là phát tri n g ch không nung c t li u xi m ng, m t đá,
cát.
Ngay trong n m 2008, trong quy t đ nh 121/2008/Q -TTg, Chính ph ti p
t c kh ng đ nh quy t tâm thay d n g ch nung và đi u ch nh l trình và t l
VLKN sát v i th c t Vi t Nam cho các n m 2010, 2015, 2020, t

ng ng là


g n đây, c n

c s d ng t i trên d

i 60.000.000/m3 g ch nung trong đó 70-

80% là g ch nung th công (nguyên li u đ t là c i, g l y t r ng) gây nên
nh ng phá ho i nghiêm tr ng v môi tr
tr n bom B52/n m) Tr

ng (Có th tính t

c tình hình đó, Th t

ng đ

ng 1.000

ng Chính Ph đã có quy t

đ nh 115/2001 ngày 01/08/2001 trong đó kh ng đ nh ch tr

ng “ti n t i xoá

b vi c s d ng g ch nung th công t i ven các đô th vào n m 2005 và trên
ph m vi toàn qu c vào n m 2010”.
tr ng cho nh ng ng

ây là m t c s pháp lý vô cùng quan


ng bao che ho c ch ng nóng


Lu n v n Th c s

- 18 -

cho mái s làm cho ngôi nhà m vào mùa đông, mát vào mùa h , góp ph n
ti t ki m đi n n ng dùng cho s

i ho c đi u hòa không khí.

M t khác, Bê tông nh làm t b t khí t o tr

c còn đ

x lý các v n đ đ a k thu t nh làm n n đ

ng, gi m t i m c u, ch ng lún

cho n n đ t y u

các n

c ng d ng trong vi c

c phát tri n nh Anh, M , Pháp, Nh t…và mang l i

nh ng hi u qu kinh t , k thu t, xã h i vô cùng to l n.
1.5.2. Nh ng khó kh n trong vi c s d ng Bê tông nh t i Vi t Nam

c - vì l i nhu n tr

c m t, vô trách nhi m ho c thi u và

y u trong ti p c n và x lý thông tin - nên không nh ng đã không g
mà còn ti p tay, nêu g

ng x u trong xã h i trong vi c th

ng m u

ng ch bi t ho c

c tình s d ng g ch nung th công trong xây d ng công trình. Vi c chúng ta
đã không th th c hi n đ

c Quy t đ nh 115 c a Th t

ng Chính Ph (t i

n m 2005 xoá b vi c s d ng g ch nung trong xây d ng t i các vùng ven đô
th ) đã ch ng minh rõ đi u này.

H c viên: Tr n Tr ng Giang – L p 16C2


Lu n v n Th c s

- 19 -


Hình 1.3.T

- 20 -

ng b ng g ch block bê tông nh trong nhà cao t ng.

ngl p ghép b ng các t m panel bê tông nh trong nhà
khung bê bong.

H c viên: Tr n Tr ng Giang – L p 16C2


Lu n v n Th c s

- 21 -

Hình 1.4.T

ngl p ghép b ng các t m panel bê tông nh trong nhà
khung thép.

Hình 1.5.S d ngbê tông nh đ xây nhà ch ng l l t.

H c viên: Tr n Tr ng Giang – L p 16C2


Lu n v n Th c s

1.7.


c v bê tông

ng nghiên c u chính. Th c hi n các thí nghi m đ xác

đ nh:
+ Xác đ nh các ch tiêu c lý c a v t li u s d ng (TCVN)
+ Xác đ nh c

ng đ , kh i l

ng th tích c a bê tông nh Keramzit

và các tính ch t c lý khác.
+ Xác đ nh c

ng đ , h s th m c a bê tông r ng và các tính ch t

c lý khác.

H c viên: Tr n Tr ng Giang – L p 16C2


Lu n v n Th c s

CH

- 23 -

NG 2: NGHIÊN C U L A CH N V T LI U VÀ PH



c quy đ nh theo GOST

9759-86 c a Liên Bang Nga, ASTM C330 c a M và TCVN 6220:1997 c a
Vi t Nam.

Hình 2.1. S i nh Keramzit.
C t li u Keramzit hi n có trên th tr
XNK Bemes s n xu t đ

ng Vi t Nam do Công ty CP SX-

c phân lo i theo kh i l

H c viên: Tr n Tr ng Giang – L p 16C2

ng th tích t SN25 đ n


Lu n v n Th c s

- 24 -

SN70, c p cao hay c p 1 (theo phân lo i c a công ty). Theo đó, c

ng đ ch u

nén c a c t li u keramzit thay đ i trong kho ng t 6kg/cm2 đ n 33kg/cm2.
P


450-500

0,55-0,65

M25

S600

5-10

500-600

1,05-1,15

M125

S700

3-6

650-700

1,45-1,55

M200

Cát nh :

0-3


4
5
6
7
8

Tính ch t c lý

nv

Kh i l ng th tích đ
Kg/m3
đ ng tr ng thái khô
m
%
Kh i l ng riêng
g/cm3
Mác theo kh i l ng th
tích
C ng đ nén
daN/cm2
Mác theo c ng đ nén
r ng gi a các h t
%
Kh i l ng th tích h t g/cm3
c t li u

H c viên: Tr n Tr ng Giang – L p 16C2

P

600

600

74,2
350
41
1,15

27,8
125
38
0,93

46,36
200


Lu n v n Th c s

9

- 25 -

r ng trong h t c t

10

11


11,7
13,5
23,0

%
%
%
g/cm3
P

1,43

10,6
6,23
3,80
1,34

1,31

c s d ng trong các thí nghi m và trong s n

xu t bê tông keramzit.
2.1.1.2. C t li u nh (cát vàng)
Các ch

tiêu k

thu t c a cát vàng đ

c quy đ nh theo

Kh i l

ng th tích

kg/m3

1410

TCVN 340:1986

%

46,39

TCVN 340:1986

%

0,7

TCVN 341:1986

3
4

P

r ng toàn ph n
m