Sử dụng hiệu quả phụ gia khoáng cho sản xuất bê tông đầm lăn tại Việt Nam

Bê tông đầm lăn (BTĐL) là loại bê tông không có độ sụt, được đầm chặt bằng máy lu rung, phương pháp thi công tương tự như thi công đường giao thông và đập đất đá, được sử dụng chủ yếu để xây dựng đường giao thông và đập chắn nước cho các công trình thủy lợi, thủy điện. Trên thế giới, BTĐL đã được sử dụng rộng rãi từ những năm 70 thế kỷ 20, là một trong những sự phát triển quan trọng nhất trong công nghệ xây dựng đập nhờ hiệu quả kinh tế cao và thời...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Sử dụng hiệu quả phụ gia khoáng cho sản xuất bê tông đầm lăn tại Việt Nam Sử dụng hiệu quả phụ gia khoáng cho sản xuất bê tông đầm lăn tại Việt Nam ThS. Nguyễn Văn Đoàn - Viện Vật liệu xây dựng1. Giới thiệu chungBê tông đầm lăn (BTĐL) là loại bê tông không có độ sụt, được đầm chặt bằng máylu rung, phương pháp thi công tương tự như thi công đường giao thông và đập đấtđá, được sử dụng chủ yếu để xây dựng đường giao thông và đập chắn nước chocác công trình thủy lợi, thủy điện.Trên thế giới, BTĐL đã được sử dụng rộng rãi từ những năm 70 thế kỷ 20, là mộttrong những sự phát triển quan trọng nhất trong công nghệ xây dựng đập nhờ hiệuquả kinh tế cao và thời gian thi công nhanh hơn so với bê tông thông thường. Mộtưu điểm nữa của BTĐL là do sử dụng hàm lượng xi măng ít nên nhiệt thủy hóasinh ra trong quá trình rắn chắc của bê tông thấp, làm giảm đáng kể nhiệt độ trongkhối bê tông, hạn chế ứng suất nhiệt gây nứt và phá hủy kết cấu bê tông. Đối vớikết cấu bê tông khối lớn, nhiệt độ và ứng suất nhiệt phát sinh trong quá trình bêtông rắn chắc là vấn đề quan trọng nhất cần được giải quyết, sử dụng BTĐL sẽ rấthiệu quả trong việc giải quyết vấn đề này.ở nước ta, BTĐL vẫn còn tương đối mới mẻ, việc nghiên cứu và sử dụng loại bêtông này chưa được quan tâm ở mức độ cần thiết. Hiện nay, nhiều công trình thủyđiện ở nước ta đã và đang bắt đầu chú ý đến việc sử dụng BTĐL để xây dựng cácđập trọng lực cho hồ chứa, một số công trình đang trong giai đoạn nghiên cứu thửnghiệm các đặc tính kỹ thuật và công nghệ thi công BTĐL.Các vật liệu sử dụng để chế tạo BTĐL cũng tương tự như bê tông truyền thống,bao gồm xi măng, phụ gia khoáng, phụ gia hóa học, cốt liệu và nước. Tuy nhiên,do đặc điểm chính của hỗn hợp BTĐL là không có độ sụt và lượng xi măng sửdụng ít do đó thành phần các vật liệu của BTĐL khác nhiều so với bê tông thôngthường, trong đó cấp phối hạt cốt liệu và hàm lượng hạt mịn là các yếu tố quantrọng trong việc định lượng thành phần cấp phối và quyết định tính chất của hỗnhợp bê tông và BTĐL khi rắn chắc.Hạt mịn sử dụng cho BTĐL là các loại vật liệu có kích thước hạt nhỏ hơn 75 m,tùy thuộc vào khối lượng chất kết dính (xi măng) và kích thước lớn nhất của cốtliệu được sử dụng, yêu cầu về hàm lượng hạt mịn có thể chiếm đến 10% khốilượng cốt liệu trong BTĐL. Các loại hạt mịn được sử dụng trong BTĐL thường làcác loại poozolan, tro bay, silicafum, xỉ lò cao, ... được gọi chung là phụ giakhoáng. Việc lựa chọn và sử dụng hợp lý nguồn phụ gia khoáng cho BTĐL là vấnđề rất cần thiết, có liên quan trực tiếp đến địa điểm xây dựng công trình, yêu cầuvà chất lượng bê tông, khả năng cung cấp và giá thành công trình xây dựng.2. Vai trò của phụ gia khoáng trong BTĐL Phụ gia khoáng (PGK) là các vật liệu khoáng vô cơ có nguồn gốc tự nhiênhoặc nhân tạo, được phân ra thành hai loại là PGK hoạt tính và PGK không hoạttính. PGK hoạt tính có nguồn gốc tự nhiên là các khoáng sản được hình thànhtrong thiên nhiên, có nguồn gốc từ núi lửa hoặc trầm tích sinh học bao gồm: tronúi lửa, tuf núi lửa, đá bọt, đá bazan phong hóa, đá silic, ... thuộc nhóm vật liệu cóhoạt tính poozolanic, thường được gọi là phụ gia khoáng poozolan. Thành phầnhóa học và khoáng vật trong đá dao động rất lớn, gồm các pha thủy tinh và các phakết tinh, trong đó pha thủy tinh và các oxít silic hoạt tính là thành phần cơ bản làmcho đá có hoạt tính poozolanic. PGK hoạt tính có nguồn gốc nhân tạo gồm các loạiphế thải thu được trong các quá trình sản xuất công nghiệp, bao gồm silicafum, trobay nhiệt điện, xỉ hạt lò cao, ... PGK không hoạt tính là các loại bột đá tự nhiênkhông hoặc ít có hoạt tính poozolanic, tác dụng chủ yếu là cải thiện cấp phối hạt,nâng cao độ đặc chắc của cấu trúc vữa và bê tông. Loại này bao gồm đá vôi, đáđôlômit, đá bazan, các loại sa khoáng khác. Như đã giới thiệu ở trên, đặc điểm của BTĐL là sử dụng lượng xi măng ít,lượng nước nhào trộn thấp, trong bê tông không đủ lượng hồ xi măng để lấp đầykhoảng rỗng giữa các hạt cốt liệu và bôi trơn bề mặt các hạt cốt liệu, dẫn đến hỗnhợp bê tông dời rạc và kém dẻo. Để giải quyết vấn đề này, việc sử dụng tro bayhoặc các loại PGK tự nhiên nghiền mịn cho BTĐL là rất cần thiết, nhằm tăng thểtích hồ, bổ xung lượng hạt mịn (vi cốt liệu) còn thiếu để lấp đầy lỗ rỗng giữa cáchạt cốt liệu và tạo cho hỗn hợp BTĐL có tính dẻo tốt, có khả năng chịu đầm.Ngoài ra, PGK hoạt tính còn có tác dụng về mặt hóa học là tham gia các phản ứngvới Ca(OH)2 sinh ra trong quá trình thủy hóa xi măng, tạo ra các khoáng mới cócường độ, nâng cao độ đặc chắc, cường độ nén, khả năng chống thấm và các tínhchất khác của bê tông. Do đó, PGK hoạt tính còn có tác dụng làm giảm đáng kểhàm lượng xi măng sử dụng mà BTĐL vẫn đảm bảo được cường độ nén theo yêucầu thiết kế.Kinh nghiệm của các nước đã sử dụng nhiều cho thấy, hỗn hợp BTĐL có hàmlượng chất kết dính thấp cần được bổ sung nh ...