184
hợp. Có thể bổ xung thêm tro bay. Trong nhiều trường hợp, có thể bổ xung thêm
60% tro bay so với khối lượng xi măng. Hàm lượng xi măng có thể thay ñổi từ 60 –
360 kg/m
3
.
Bê tông ñầm lăn ñược thi công thành từng lớp ñủ mỏng ñể ñầm chặt. Chiệu dày
tối ưu là từ 20 – 30 cm. ðể ñảm bảo lực dính kết giữa lớp bê tông cũ và lớp mới hay
tại mối nối phải ñảm bảo không bị phân tầng, và trải một lớp vữa mỏng dẻo ở dưới
ñáy trước khi ñổ. Cường ñộ chịu nén có thể ñạt từ 7 – 30 MPa.
ðể ñạt hiệu quả, bê tông ñầm lăn phải ñủ khô ñể ñầm lăn nhưng cũng phải ñủ
ướt ñể rắn chắc.
ðầu tiên bê tông ñầm lăn ñược sử dụng năm 1978 và 1980 tại Nhật Bản. Sau ñó
rất nhiều ñập nước sử dụng loại bê tông này. Trong 7 năm tiếp theo (1992) 96 ñập
nước sử dụng loại bê tông này ở 17 nước khác nhau chủ yếu ở Mỹ, Nhật, Tây Ban
Nha. Ở Pháp phương pháp này áp dụng ñể thi công lớp móng ñường ô tô và sân bay.
Phương pháp bê tông ñầm lăn ñã ñược nghiên cứu ứng dụng tại Việt Nam có kết quả
tốt.

CÂU HỎI ÔN TẬP
1. Thành phần, tính chất, và công nghệ thi công các loại bê tông ñặc biệt?
2. Vai trò của cốt sợi và các ñặc tính chủ yếu của bê tông cốt sợi?
3. Các ứng dụng của bê tông polyme?
4. Thành phần, tính chất và công nghệ thi công bê tông ñầm lăn?

185










Chương 9
CÔNG NGHỆ
BÊ TÔNG CHẤT LƯỢNG CAO

1. ðặc tính, công thức và khả năng ứng dụng bê tông chất lượng cao
1.1. Tổng quát về bê tông chất lượng cao
Bê tông chất lượng cao ñược gọi tắt là HPC ( High Performace concretes ) là loại
bê tông có cường ñộ chịu nén cao. ở tuổi 28 ngày cường ñộ chịu nén phải lớn hơn 60,
với mẫu thử hình trụ có D = 15 cm , H = 30cm.Các qui ñịnh cụ thể về cường ñộ theo
các tiêu chuẩn như sau :

Sau 4 giờ cường ñộ nén lớn hơn hoặc bằng (R
b
≥ ) 2500 Psi (17,5 MPa ),sau 24 giờ
R
b
≥ 5000 Psi (35 MPa ), sau 28 ngày cường ñộ nén ≥ 8700 Psi (70MPa ). Các mẫu
thử ñược dưỡng hộ trong môi trường có ñộ ẩm ≥ 80 % .
Tỉ lệ N/X phải ≤ 0,35
Theo qui ñịnh của Bắc Mỹ qui ñịnh thấp hơn : R28 ≥ 6.000 Psi ( 42MPa ) và theo
qui ñịnh CEB. FIP qui ñịnh cường ñộ nén sau 28 ngày tối thiểu là 8700 Psi (60 MPa).
Bê tông chất lượng cao ñược nghiên cứu từ những năm 1970 ñến nay và ngày càng
ñược áp dụng rộng rãi trong công trình lớn chủ yếu ở ba lĩnh vực: các ngôi nhà cao
tầng, các công trình biển và các công trình giao thông vận tải (cầu , ñường , hầm ).
ðây là một dạng bê tông mới cho phép người thiết kế nghĩ ñến các kết cấu mới có
khối lượng công trình nhỏ hơn nhưng ñảm bảo chất lượng cao hơn. Trong thực tế loại
bê tông này có tính khả thi, sử dụng xi măng và cốt liệu thông thường, hồ xi măng
ñược cải thiện bằng cách cho thêm một vài chất siêu mịn gốc silic và các chất siêu dẻo
.
Trên thế giới, bê tông chất lượng cao còn ñược ñịnh nghĩa theo các tiêu chí khác
nhau. Theo ACI và NIST có quy ñịnh về khả năng thi công, các tính chất cơ học dài
hạn (từ biến, co ngót) ñược cải thiện ñáng kể, có cường ñộ sớm, ñộ bền cao, có tuổi
thọ lâu dài trong các môi trường khắc nghiệt.
Các nhà khoa học Nhật Bản cho rằng bê tông tự ñầm cũng là loại bê tông chất
lượng cao.

186

1.2. Công thức bê tông chất lượng cao
Các công thức thành phần bê tông thường ñược lập theo tỉ lệ trọng lượng của các
vật liệu thành phần. Công thức bê tông thường bao gồm 5 thành phần : Cốt liệu lớn

(ñá) , cốt liệu nhỏ (cát), muội , xi măng và phụ gia.
Công thức thành phần bê tông chất lượng cao bao gồm 7 thành phần: xi măng,
nước, cốt liệu lớn, cốt liệu nhỏ, phụ gia siêu dẻo , phụ gia muội silíc, tro bay và các
chất làm chậm rắn chắc. Về nguyên tắc cấu trúc, các phụ gia muội silíc hoặc tro nhẹ
hạn chế sự vón cục của hạt xi măng khi thuỷ hoá, làm tăng tốc ñộ thuỷ hoá xi măng và
vì vậy có thể sử dụng bê tông với tỉ lệ N/X rất thấp từ 0, 21 - 0,35. Về nguyên tắc khi
sử dụng bê tông có tỉ lệ N/X thấp và xi măng ñược thuỷ hoá gần như hoàn toàn sẽ tạo
ra bê tông có chất lượng cao. Xi măng phù hợp TCVN hoặc ASTM C150 với xi măng
loại I, loại II có thể dùng ñể chế tạo bê tông chất lượng cao. Ngày nay trên thế giới
thường chế tạo xi măng muội silic bằng cách trộn clinke của xi măng Poocland với 5 -
20% muội silic. Loại xi măng này ñược dùng riêng ñể chế tạo bê tông chất lượng cao.
Cường ñộ xi măng có dùng muội silic có thể ñạt cường ñộ chịu nén từ 60-200 MPa.
Trong trường hợp sử dụng xi măng poocland thì cần sử dụng thêm các phụ gia
khoáng siêu mịn như : Tro nhẹ (tro bay), muội silic, metalcaolanh, tro trấu siêu mịn…
Tro nhẹ cấp C thường ñược sản xuất bằng cách ñốt cháy than non hoặc ñá dăm và
nghiền mịn . ðặc tính của tro nhẹ ñược qui ñịnh theo ASTM 618.
Muội silíc bao gồm các hạt silíc siêu mịn có tỉ lệ diện tích bề mặt 20 000 m
2
/kg, có
ñường kính khoảng1µ
µµ
µm (nhỏ hơn khoảng 100 lần so với hạt xi măng) .
Hàm lượng tro nhẹ dùng từ 15- 30% lượng xi măng. Hàm lượng xi măng PortLand
từ 400 - 550 kg/m
3
bê tông, cốt liệu mịn thông thường là cát tự nhiên có mô ñun ñộ lớn
M
k
> 2,5, ñường kính từ 0,14 - 5mm, phù hợp với tiêu chuẩn quốc tế .
Cốt liệu lớn cho bê tông chất lượng cao nên chọn có ñường kính lớn nhất từ 9,5mm

- 25,4 mm (theo tiêu chuẩn Mỹ) và từ 10 - 20 mm theo tiêu chuẩn Việt Nam , có
cường ñộ lớn hơn khoảng 1,2 lần cường ñộ bê tông yêu cầu. Cát phù hợp các yêu cầu
TCVN và có môñun ñộ lớn từ 2,8-3,2.
Các chất phụ gia siêu dẻo giảm nước cao sẽ làm cho bê tông có lượng nước thấp và
có ñộ dẻo cao. Thông thường có thể sử dụng các chất siêu dẻo thế hệ II hoặc thế hệ III
(Polycacbonsilate). Liều lượng phụ gia thế hệ II từ 1-2 lít/100kg XM, thế hệ III từ 0,7-
1 lít/100 kgXM.
Trong bê tông chất lượng cao do lượng phụ gia khoáng mịn lớn nên thông thường
thay lượng xi măng bằng khái niệm lượng chất kết dính (CKD), CKD = X + phụ gia
khoáng mịn.

187
Tỉ lệ nước xi măng hoặc tỉ lệ N/C KD thường là từ 0,22 - 0,35. ðộ sụt của bê tông
vẫn yêu cầu cao: S
n
= 12 - 20cm . ðể ñạt ñược ñộ sụt này trong bê tông phải sử dụng
phụ gia với hàm lượng khoảng 1 lít cho 100kg xi măng và ñược xác ñịnh chính xác
thông qua mẻ trộn thử.
Dưới ñây, xin cung cấp một số công thức bê tông ñã dùng ở các công thức tính cụ
thể ở Mỹ , Pháp và Việt Nam ( xem bảng 9.1 ; 9.2 ; 9.3 ; 9.4)
Bảng 9.1. Công thức bê tông chất lượng cao của Pháp
Số
TT
Công thức bê tông của Pháp
Chỉ tiêu
90Mpa
1 Nước kg/m
3
122
2 Xi măng loại I (kg /m

3
) 421
3 Tro bay loại C (kg/ m
3
) 0
4 Silika fume kg/ m
3
42,1
5 Cốt liệu lớn kg / m
3
1265
6 Cốt liệu nhỏ kg/ m
3
652
7 Chất làm chậm 0
8 Phụ gia siêu dẻo L/ m
3
4,21
9 Tỉ lệ N/X 0,26
10
R
28
ngày – Mpa
70
11
R
56
ngày – Mpa
91.5
Bảng 9.2. Công thức bê tông Interfirst Plaza (USA)

Công thức bê tông Interfirst Plaza
TT
Chỉ tiêu
N
o
2
110MPa
1 Nước kg/m
3
144
2 Xi măng loại I (kg /m
3
) 564
3 Tro bay loại C (kg/ m
3
) 0
4 Silika fume kg/ m
3
89
5 Cốt liệu lớn kg / m
3
1068
6 Cốt liệu nhỏ kg/ m
3
593
7 Chất làm chậm 1.47
8 Phụ gia siêu dẻo L/ m
3
20.12
9 Tỉ lệ N/X 0.22

10 R28 ngày – Mpa 118
11 R56 ngày – Mpa 121
Bảng 9.3. Công thức bê tông Pacific First Center (USA )
Công thức bê tông Pacific First Center (USA )
TT
Chỉ tiêu
120MPa
No1
140 Mpa
No2
1 Nước kg/ m
3
131 130

188
2 Xi măng loại I (kg/ m
3
), Rx = 60 MPa 534 513
3 Tro bay loại C (kg/ m
3
) 59 0
4 Silika fume kg/ m
3
40 43
5 Cốt liệu lớn kg/ m
3
1069 1080
6 Cốt liệu nhỏ kg/ m
3
1.77 685

7 Lượng nước ñiều chỉnh 7.39 -
8 Phụ gia siêu dẻo L/ m
3
3.55 15.7
9 Tỉ lệ N/X 0.21 0.25
10 R28 ngày – Mpa 110 119
11 R56 ngày – Mpa 124 140


Bảng 9.4. Các kết quả nghiên cứu tại ðại học GTVT Hà Nội - 1999
Công thức bê tông chế tạo tại Việt Nam
TT
Chỉ tiêu
70MPa
N
o
1
80MPa
N
o
2
1 Nước kg/ m
3
147 147
2 Xi măng loại I (kg/ m
3
) PC 50 MPa 500 500
3 Tro bay loại C (kg/ m
3
) 0 0

4 Silika fume kg/ m
3
42,0 57,5
5 Cốt liệu lớn kg/ m
3
1180 1160
6 Cốt liệu nhỏ kg/ m
3
630 640
7 Lượng nước ñiều chỉnh 0 0
8 Phụ gia siêu dẻo L/ m
3
6,50 6,5
9 Tỉ lệ N/X 0,28 0.28
10 R 28ngày – Mpa 78,0 82

Ghi chú : Cường ñộ bê tông ñược thí nghiệm theo mẫu lập phương 15 x 15 x 15 cm.
Bảng 9.5. So sánh thành phần bê tông thường và bê tông chất lượng cao
ñược ghi trong bảng sau
Thành phần bê tông thường Thành phần bê tông chất lượng cao
Phụ gia siêu dẻo và chất
làm chậm
0%
Phụ gia siêu dẻo và chất
làm chậm
2,19%
Nước 8% Nước 6,22%
Xi măng 17% Xi măng 18,14%
Muội silic và tro bay 0% Muội silic và tro bay 2,90%
Cát 21% Cốt liệu nhỏ 27,24%

ðá 54% Cốt liệu lớn 43,30%

189

1.3. Các ñặc tính bê
tông chất lượng cao
1.3.1. Cường ñộ nén
Bê tông chất lượng cao
có cường ñộ chịu nén tối ña
hiện nay ñến 60 - 140 MPa.
Khi tăng cường ñộ nén,
cường ñộ kéo cũng tăng tuy
nhiên tốc ñộ tăng chậm hơn.
Môñun ñàn hồi của bê tông
cũng tăng ñáng kể. Các thí
nghiệm cho thấy biến dạng
dài hạn cuối cùng giảm ñáng kể chỉ còn khoảng 0,40 - 0,5 biến dạng theo thời gian của
bê tông thường. Cường ñộ của bê tông chất lượng cao phụ thuộc vào tỷ lệ N/X (có thể
giảm 0,21), hàm lượng muội silic (từ 5-20% XM). Ngoài ra còn phụ thuộc vào cường
ñộ của cốt liệu, loại cốt liệu và ñường kính cốt liệu. ðể ñảm bảo ñộ ñồng nhất, dễ ñổ,
ít xuất hiện ứng suất cục bộ trong bê tông nên sử dụng cốt liệu là ñá vôi hoặc ñá
Granit, Quăczit có D = 15mm. ảnh hưởng của hàm lượng muội silic làm tăng cường ñộ
bê tông mô ñun ñàn hồi ñược biểu diễn trên (hình 9.1).
Khi tỷ lệ N/X tăng từ 0.2-0.6 cường ñộ bê tông giảm ñến 2 lần. Khi lượng MS tăng
ñến 16% lượng xi măng, có thể có cường ñộ bê tông ở ngày 28 ñến 110 MPa.


Hình 9.1. Quan hệ giữa liều lượng muội silic với cường ñộ bê tông

1.3.2. Mô ñun ñàn hồi

Mô ñun ñàn hồi của bê tông chất lượng cao có quan hệ với cường ñộ chịu nén theo
công thức như sau :
E
bj
= 1100 (R
bj
)
1/3
( Pháp )
hoặc E
j
= 3320
bj
R
+ 690, MPa ( ACI 318 ). Mẫu hình trụ
R
bj
cường ñộ chịu nén bê tông ở ngày thứ j
E = 9500, R
30,0
B
, MPa. Mẫu lập phương ( NS 3475 )


Ưu ñiểm nổi bật của bê tông chất lượng cao là cường ñộ chịu nén cao, biến dạng
cuối cùng nhỏ, các chỉ tiêu về cường ñộ chịu kéo, khả năng chống cắt tăng không lớn.
Vì vậy, các hướng dẫn thiết kế cho tính toán bê tông cốt thép truyền thống không dùng
cho thiết kế kết cấu BTCT chất lượng cao.
1.3.3. Mô hình cường ñộ bê tông cho tính toán kết cấu


190
ðể thiết kế kết cấu bê tông cốt thép dùng bê tông chất lượng cao, cần thiết có
những ñiều chỉnh về cơ học vật liệu và phương pháp tính cho thích hợp . Lý do là biểu
ñồ quan hệ ứng suất - biến dạng (
)
ε
ñã thay ñổi. Tuy dạng biểu ñồ vẫn một hình tam
giác và một hình chữ nhật, nhưng trị số

33
2
3
1
105,3310).025,05,4(
102
−−
−
−≈−=
=
xR
x
bj
ε
ε

Trị số 0,8 ñể tính ứng suất ñàn hồi cho bê tông thường và bê tông R
bj
≥ 60MPa chỉ
còn là 0,77 - 0,72
Cường ñộ chịu kéo giới hạn phụ thuộc vào cường ñộ chịu nén bê tông, có thể tính

theo công thức sau :
R
kj
= 0,6 + 0,06 R
bj
khi R
bj
≤ 60MPa
R
kj
= 0,275 ( R
bj
)
2/3
khi R
bj
≥ 60 MPa
1.4. Phương pháp thiết kế thành phần
Phương pháp thiết kế thành phần có thể tiến hành theo TCN của ngành GTVT
2001; hoặc ACI 363R -1992 hoặc theo các phương pháp của tiêu chuẩn Nhật Bản,
Pháp. Các phương pháp này thường sử dụng lý thuyết thể tích tuyệt ñối và thiết kế
theo cường ñộ yêu cầu: R’
b
=R
b
.1,15 hoặc f
c’
=1,15.f
c


1.5. Khả năng áp dụng
Bê tông chất lượng cao ñược dùng chủ yếu ở Mỹ cho các nhà cao tầng bắt ñầu từ
năm 1975 ñến nay. Các ngôi nhà từ 43- 76 tầng vào năm 1975- 1976 ñều dùng bê
tông 62MPa. Các ngôi nhà ở Chicago 1976 - 1990, số tầng 50 -70 cường ñộ bê tông
ñến 80 MPa. Các ngôi nhà ở Tôkiô, Cleveland vào năm 88 - 90 - 95 cường ñộ bê tông
ñến 97 MPa. Sự phân phối cường ñộ bê tông theo tầng như sau: Tầng 0 ñến tầng 25 bê
tông 75 - 90 MPa, kích thước cột 48 x 48 in, 18 x 54 in. Tầng 25 - 40 bê tông 60MPa.
Tầng 60 - 75 bê tông 40, kích thước cột 18 x 24in. Các ngôi nhà ở Pháp, ðức khoảng
40 tầng ñều dùng bê tông M70 - M90 ở những tầng từ 0 ñến 20.
Trong xây dựng cầu từ năm 1970 - nay ñã áp dụng bê tông chất lượng cao: Năm
1970 ở Nhật, bê tông phổ biến là C.60 MPa. Ở Pháp năm 1989 bê tông là C.60 MPa.
Các ñường cao tốc ñến Akkăgawa, Octanabe ở Nhật Bản dùng bê tông 70MPa. Các
cầu của ðức , Hà Lan vào năm 1992 - 1995 ñã dùng bê tông 60 - 80MPa. Cầu
Sundoya –Norway hoàn thành vào năm 2003, kết cấu gồm 3 nhịp dầm hộp BTCT nhịp
120+298+120. Bê tông có cư3ờng ñộ chịu nén lớn hơn 60Mpa. Cầu Cooper-Bắc Mỹ
ñược hoàn thành vào năm 2005, với nhịp chính dài 471m.
Về mặt khả năng chịu lực và ứng dụng bê tông chất lượng cao cần tránh khuynh
hướng dùng bê tông chất lượng cao cho các dạng kết cấu cũ. Việc ñó không mang lại
hiệu quả rõ ràng do mô hình làm việc của kết cấu không thoả ñáng. Xu thế sử dụng bê
tông chất lượng cao trong cầu là sử dụng các kết cấu dạng hộp mỏng kết cấu dàn bê

191
tông cốt thép dự ứng lực , dạng dầm chữ T có khẩu ñộ lớn hơn. Theo kết quả nghiên
cứu cho thấy có thể tiết kiệm ñược 30% khối lượng bê tông, giảm 30% trong lượng kết
cấu, giảm 10 - 15% tổng giá trị công trình. Các kết cấu bản BTCT dự ứng lực có thể
giảm 30% chiều cao, có thể giảm khối lượng xây lắp ñến 40 % ( Thụy Sỹ, Bỉ, ðức ).
Cầu bản với cường ñộ bê tông 35 MPa, h= 0,5. Khi R
b
= 50MPa, H = 0,34m, như vậy
có thể giảm chiều cao kết cấu ñến 30%. Các dạng kết cấu cầu, hầm có thể xem ở hình

1, 2.
Từ các số liệu trên cho thấy việc sử dụng bê tông chất lượng cao là phổ biến và
là xu thế của thế giới trong xây dựng nhà ở và công trình giao thông vận tải .
Từ các nghiên cứu trong nước và trên thế giới ñã cung cấp ñủ các cơ sở khoa
học ñể áp dụng bê tông chất lượng cao vào xây dựng nhà và công trình giao thông vận
tải. Loại bê tông này có triển vọng và nên áp dụng sớm. Giá thành vật liệu bê tông tăng
khoảng 15%, tuy nhiên tổng giá thành công trình có thể giảm so với khi sử dụng bê
tông thông thường.
2. Lựa chọn thành phần bê tông chất lượng cao
Các tỉ lệ thành phần bê tông ñối với bê tông chất lượng cao rất ña dạng và phụ
thuộc vào nhiều yếu tố như mức cường ñộ yêu cầu theo tuổi bê tông (thời ñiểm kiểm
tra), các tính chất của vật liệu và kiểu ứng dụng . Ngoài ra, tính kinh tế các yêu cầu về
kết cấu thực tế sản xuất, ñiều kiện môi trường và cả thời ñiểm trong năm cũng ảnh
hưởng ñến sự lựa chọn hỗn hợp bê tông.
Phương pháp xác ñịnh thành phần bê tông M60 - M80 chặt chẽ hơn so với
phương pháp xác ñịnh các hỗn hợp bê tông cường ñộ thông thường . ðặc biệt chú ý
ñến việc lựa chọn phụ gia khoáng và phụ gia hoá học , xác ñịnh tỉ lệ nước / vật liệu kết
dính hợp lý . Cần có nhiều mẻ trộn thử ñể có ñược những số liệu cần thiết cho phép
người nghiên cứu xác ñịnh tỉ lệ pha trộn tối ưu. Phương pháp chung ñể thiết kế thành
phần bê tông chất lượng cao là phương pháp lý thuyết kết hợp với thực nghiệm
(Phương pháp ACI) trên cơ sở lý thuyết về thể tích tuyệt ñối và cường ñộ yêu cầu.
2.1 - Cường ñộ yêu cầu :
Thành phần bê tông ñược xác ñịnh trên cơ sở kinh nghiệm ngoài thực tế hoặc
thông qua các mẻ trộn thử trong phòng thí nghiệm. ðể ñáp ứng các yêu cầu về cường
ñộ qui ñịnh, bê tông phải ñược xác ñịnh thành phần sao cho các kết quả cường ñộ nén
trung bình phải lớn hơn cường ñộ nén thiết kế qui ñịnh ( R
b
) một giá trị ñủ cao ñể xác
suất của giá trị cường ñộ thấp là nhỏ nhất. Khi chọn phương pháp xác ñịnh thành phần
bê tông M60 - M80 trên cơ sở kinh nghiệm thực tế, cường ñộ yêu cầu ( R

yc
) cần ñược
sử dụng làm cơ sở cho việc chọn thành phần bê tông. Khi xác ñịnh thành phần bê tông
M60 - M80 trên cơ sở các mẻ trộn thử nghiệm trong phòng thí nghiệm, thì cường ñộ
yêu cầu R
yc
có thể ñược xác ñịnh theo công thức sau:

192
R
b
+ 9,65
R
yc
=

0,90
MPa (mẫu hình trụ)
R
b
+ 11,6
R
yc
=

0,90
MPa (mẫu hình lập phương)
Hệ số 0,9 nhằm xét ñến yếu tố là cường ñộ ñược ño trong các ñiều kiện ngoài hiện
trường chỉ ñạt ñược 90% so với cường ñộ ño ñược trong các ñiều kiện của phòng thí
nghiệm. Cường ñộ yêu cầu ngoài hiện trường R

ycc
ñược xác ñịnh theo công thức sau :
R
ycc
= R
b
+ 9,65 (MPa) ñối với mẫu hình trụ
R
ycc
= R
b
+ 11,6 (MPa) ñối với mẫu lập phương
2.2 - Tuổi của bê tông :
Sự lựa chọn thành phần bê tông phải xem xét yêu cầu về tuổi bê tông. Tuổi bê
tông có thể lựa chọn phụ thuộc các yêu cầu công trình. Tuổi bê tông thường ñược các
tiêu chuẩn qui ñịnh sau 28 ngày. Tuy nhiên, tuỳ thuộc vào các yêu cầu của công trình
có thể chọn tuổi bê tông sử dụng là 3, 7, 14, 28 hoặc 56 ngày.
ðối với bê tông ứng suất trước có thể cần các cường ñộ trong vòng 12 ñến 24
giờ. Các kết cấu bê tông ñặc biệt cần sử dụng ngay ñều yêu cầu chất lượng cao ngay
từ những giai ñoạn ñầu. Thời ñiểm kiểm tra tuỳ theo yêu cầu có thể ở 1,3,7 hoặc 14
ngày.
Cường ñộ bê tông tuổi 28 ngày ñược coi là cường ñộ tiêu chuẩn với mẫu thử
tiêu chuẩn lập phương hoặc hình trụ.
Bê tông chất lượng cao có thể xác ñịnh ở tuổi 56 hoặc 90 ngày ñể có thể ñạt
ñược tính sử dụng có hiệu quả .
2.3 - Xác ñịnh tỉ lệ Nước / Xi măng hoặc Nước / Chất kết dính.
Trong bê tông chất lượng cao tỉ lệ Nước/ Xi măng + chất phụ gia khoáng cần
ñược dùng ñể thay thế cho tỉ lệ Nước / Xi măng theo truyền thống. Lượng xi măng và
phụ gia khoáng ñược qui ñịnh là lượng chất dính kết (CDK).
Tổng lượng nước ñược xác ñịnh theo ñộ sụt gốc của bê tông (s = 5-7 cm) và sau

ñó ñược ñiều chỉnh ñể ñạt ñộ dẻo hỗn hợp và thành phần phụ gia hợp lý.
Bê tông chất lượng cao sử dụng chất phụ gia siêu dẻo có tỉ lệ N/CKD thấp và
ñộ sụt cao từ 14 ñến 20 cm .
Tỉ lệ N/CKD về trọng lượng ñối với bê tông chất lượng cao tuỳ theo cường ñộ
bê tông và mác xi măng và D
max
của cốt liệu thô . Khối lượng của chất phụ gia siêu
dẻo ñôi khi ñược tính vào tỉ lệ N/CKD
Bảng 9.6 Dự tính lượng nước trộn cần thiết và hàm lượng không khí của bê tông tươi
trên cơ sở sử dụng cát có ñộ rỗng 35%

193

Lượng nước trộn lít /m
3
Kích thước tối ña của ñá ,mm
ðộ sụt, cm
9,5 12,7 19 25
2,5 ñến 5cm
5 ñến 7,5
7,5 ñến 10
183
189
195
174
183
189
168
174
180

165
171
177
Hàm lượng không khí
lọt vào
*
,

%

3
(2.5)
+
2.5
(2.0)
+

2
(1.5)
+
1.5
(1.0)
+



Lựa chọn tỉ lệ N/CKD :
Trong hỗn hợp bê tông chất lượng cao, sử dụng các vật liệu khác như muội silic
(MS) hoặc tro bay (TB) , ñược gọi chung là các chất khoáng (K) Tỉ lệ nước so với xi
măng và khoáng ñược tính bằng cách chia trọng lượng của nước trộn cho trọng lượng

kết hợp của xi măng và khoáng : N/ CKD

Cụ thể là : N /(Xi măng + Muội Silíc) hoặc N / (Xi măng + Tro bay) .

Bảng 9.7.

Giá trị tối ña N/CKD khuyên dùng ñối với bê tông ñược sản xuất có PGSD

Tỉ lệ N/ CKD
Kích thước tối ña của cốt liệu thô, tính bằng mm
Cường ñộ 28 ngày ngoài
thực ñịa
R
ycc
, MPa
R
trụ

9,5 12,7 19 25
62,5 28 ngày
0,38 0,36 0,35 0,34
69 28 ngày
0,33 0,32 0,31 0,30
76 28 ngày
0,30 0,29 0,27 0,27
83 28 ngày
0,26 0,25
100 28 ngày
0.25 0.23
R

ycc
= R
b
+ 9,65 MPa (mẫu hình trụ)
R
ycc
= R
b
+ 11,6 MPa (mẫu hình lập phương)
Căn cứ vào R
ycc
và d
max
của ñá có thể xác ñịnh ñược tỷ lệ N /CKD .
2.4 - Tính toán hàm lượng chất kết dính -
Trọng lượng của vật liệu kết dính cần thiết trên m
3
bê tông có thể xác ñịnh ñược
bằng cách chia lượng nước cho N/ CKD . Tuy nhiên, nếu có những yêu cầu ñặc biệt

194
như lượng xi măng tối thiểu hoặc tối ña hoặc qui ñịnh về loại phụ gia khoáng thì các
yêu cầu ñó cũng phải ñược thoả mãn.
Từ hàm lượng chất kết dính xác ñịnh lượng xi măng hỗn hợp MS hoặc tro bay
dùng cho bê tông theo tỷ lệ dự ñịnh (%) .
2.5. Xác ñịnh thành phần cốt liệu ( Cát và ñá ) :
Trong quá trình ñịnh thành phần bê tông chất lượng cao, cốt liệu ñược xem là
rất quan trọng vì nó chiếm thể tích lớn nhất so với bất kỳ một thành phần nào khác
trong bê tông.
Cốt liệu nhỏ :

Hàm lượng cốt liệu nhỏ thấp hơn so với hàm lượng cốt liệu thô có thể làm giảm
yêu cầu về hồ xi măng và thường kinh tế hơn.
Hàm lượng cát trong bê tông chất lượng cao ñược tính toán theo nguyên lý thể
tích tuyệt ñối.
C = V
ac
.ρ
c
,
trong ñó : ρ
c
- khối lượng riêng của cát, V
ac
- thể tích ñặc của cát.
Cốt liệu thô (ñá)
Số lượng và kích thước tối ưu của cốt liệu thô khi ñược sử dụng với một loại cát
sẽ phụ thuộc rất lớn vào các tính chất của cát. ðặc biệt nó sẽ phụ thuộc vào ñộ lớn của
cát .
Kích thước tối ña của cốt liệu thô ñược chọn theo số liệu cho trong bảng 9.8.
Kích thước tối ña của cốt liệu thô không nên vượt quá 1/5 kích thước hẹp nhất giữa
các bề mặt của khối lập phương, hoặc 1/3 chiều sâu của các tấm, cũng như không vượt
quá 3/4 khe hở nhỏ nhất giữa các thanh tăng cứng, các bó thanh, thanh thép ứng suất
trước hoặc các ống .
Bảng 9.8. - ðường kính lớn nhất của cốt liệu thô (ñá)
Cường ñộ bê tông yêu cầu, MPa tuổi 28 ngày,
cường ñộ lập phương/cường ñộ trụ
Kích thước tối ña của cốt liệu thô, (ñá )
, mm
Nhỏ hơn 75/62,5
Không nhỏ hơn 75/62,5

Từ 19 ñến 25
Từ 9,5 ñến 12,7
Hàm lượng tối ưu của cốt liệu thô phụ thuộc vào các ñặc tính cường ñộ của
chính nó và phụ thuộc vào kích thước tối ña của cốt liệu thô . Hàm lượng cốt liệu thô
tối ưu khuyên dùng ñược cho và ñược chọn tuỳ thuộc vào kích thước tối ña của cốt
liệu thô (ñá) và ñộ lớn của cát.
Lượng ñá (kg/m
3
) cho 1m
3
bê tông ñược tính như sau :

195
ð = V
ñ
. γ
ñ
(kg/m
3
)
trong ñó : V
ñ
- xác ñịnh theo giá trị ở bảng 9.9.
γ
ñ
- Khối lượng thể tích ñá ở trạng thái ñầm chặt ñược xác ñịnh bằng
thí nghiệm ASTM 39.
Bảng 9.9. - Thể tích của ñá ñược ñầm chặt trên một ñơn vị thể tích bê tông,
m
3

/m
3
bê tông
Thể tích ñá tối ưu ở các ñường kính lớn nhất
(với cát có môñun ñộ lớn từ 2,5 ñến 3,2)
ðường kính lớn nhất của ñá ,mm 9,5 12,7 19 25
Thể tích của ñá dăm trong 1m
3
bê tông ,
m
3
( V
ñ
)
0,65 0,68 0,72 0,75
Thể tích ñầm chặt của ñá ñược thí nghiệm theo ASTM 39 (γ
ñ
= 1.602 - 1,634
g/cm
3)
.
2.6- Xác ñịnh tỷ lệ các phụ gia hoá học :
Các chất giảm nước mạnh (PGSD) :
Cần sử dụng các chất giảm nước mạnh (PGSD) trong hỗn hợp bê tông chất
lượng cao . Khi dùng PGSD lượng nước giảm từ 10 ñến 30%. Tương ứng, cần phải
tăng hàm lượng cát ñể bù lại tổn thất về thể tích do giảm nước trong hỗn hợp.
Hàm lượng chất PGSD sử dụng phải ñược xác ñịnh thông qua các thí nghiệm ở
phòng thí nghiệm với các tỉ lệ liều lượng khác nhau ñể xác ñịnh mức ñộ ảnh hưởng
ñến cường ñộ bê tông, khả năng làm việc của hỗn hợp bê tông và tỉ lệ phụ gia thích
hợp.

Có thể sử dụng PGSD vào các hỗn hợp hiện có mà không cần ñiều chỉnh các tỉ
lệ pha trộn ñể cải thiện khả năng làm việc của bê tông ñó.
Trong bê tông chất lượng cao thường sử dụng PGSD ñể hạ thấp tỉ lệ nước / chất
kết dính. Các hỗn hợp này có tác dụng ñể hạ thấp tỉ lệ nước / chất kết dính cũng như
làm tăng ñộ sụt của bê tông. Vì khối lượng tương ñối lớn chất lỏng ñược cho thêm vào
hỗn hợp bê tông dưới dạng hợp chất làm dẻo, nên trọng lượng của những hợp chất này
ñược gộp vào trong tính toán tỉ lệ nước / chất kết dính.
2.7 - Các mẻ trộn thử :
Bê tông chất lượng cao yêu cầu một số lượng lớn các mẻ trộn thử . Ngoài các
mẻ trộn thử trong phòng thí nghiệm, các mẻ trộn thử với quy mô ngoài thực tế cũng
cần ñược sử dụng ñể tái tạo lại những ñiều kiện sản xuất ñiển hình.

196
Các mẻ trộn thử trong phòng thí nghiệm ñược chuẩn bị theo "Phương pháp tiêu
chuẩn ñể tiến hành và xử lý các mẫu kiểm tra bê tông trong phòng thí nghiệm" ASTM
C 192 hoặc TCVN 3105 - 93 ( Lấy mẫu chế tạo và bảo dưỡng mẫu thử bê tông nặng ).
Lựa chọn các nguồn vật liệu ñã qua sơ chế bằng cách tiến hành kiểm tra so sánh
với tất cả các thông số. Bằng cách kiểm tra có thể tìm ñược các khối lượng tối ưu của
các vật liệu, xác ñịnh ñược sự kết hợp tốt nhất và các tỉ lệ tốt nhất của vật liệu ñược sử
dụng.
Khi một hỗn hợp có triển vọng ñã ñược thiết lập, các mẻ trộn thử nghiệm trong
phòng thí nghiệm cần phải xác ñịnh ñược các tính chất của những hỗn hợp ñó. Phải
xác ñịnh ñược cường ñộ, ñộ co ngót và mô ñun ñàn hồi của bê tông ở các tuổi
3,7,14,28 ngày hoặc 56 , nếu cần 90 ngày.Cần ñánh giá nhu cầu về nước, tốc ñộ mất
ñộ sụt, lượng nước chảy ra ngoài, sự phân ly, khối lượng ñơn vị . Về tính công tác và
khả năng ñổ có thể rất khó xác ñịnh, thì ít nhất cũng nên cố gắng dự báo kết quả theo
phương pháp chuyên gia. Khi các kết quả không ñạt , cần ñiều chỉnh lại thiết kế và thử
lại cho ñến khi ñạt yêu cầu .
Cần tiến hành các mẻ trộn với quy mô sản xuất tại công trường. Các mẻ trộn
thử trong phòng thí nghiệm thường thể hiện mức cường ñộ tương ñối cao hơn là nó có

thể ñạt ñược trong sản xuất thực tế. Nhu cầu về nước trong thực tế, sản lượng của bê
tông có thể khác với thiết kế trong phòng thí nghiệm. Nhiệt ñộ môi trường và các ñiều
kiện về thời tiết có ảnh hưởng ñến tính năng của bê tông. Thực tế sản xuất và các thao
tác kiểm tra chất lượng sẽ ñược ñánh giá tốt hơn khi các mẻ trộn thử nghiệm với quy
mô sản xuất ñược chuẩn bị bằng cách sử dụng các máy móc thiết bị và con người mà
nó ñã từng ñược sử dụng trong công việc thực tế.
Các kết quả thí nghiệm tại hiện trường cũng phải ñạt yêu cầu mới ñược tiến
hành sản xuất .
3. Công nghệ chế tạo bê tông chất lượng cao
3.1. Giới thiệu chung :
Công nghệ chế tạo bê tông chất lượng cao bao gồm các bước sau :
Chuẩn bị mẻ trộn, trộn, vận chuyển, ñổ, ñóng rắn và kiểm tra chất lượng. Các
công việc chuẩn bị mẻ trộn, trộn, vận chuyển, ñổ và các bước kiểm tra ñối với bê tông
chất lượng cao ñòi hỏi nghiêm khắc hơn so với bê tông có cường ñộ thông thường.
Cần ñặc biệt lưu ý các vấn ñề quan trọng sau: Duy trì hàm lượng nước thấp ở mức có
thể, ñiều chỉnh tốc ñộ rắn chắc bê tông phù hợp với các yêu cầu về phương pháp ñổ bê
tông. Khi sản xuất bê tông chất lượng cao thường sử dụng hàm lượng xi măng tương
ñối lớn, dẫn ñến toả nhiệt nhiều hơn, vì vậy cần áp dụng phương pháp bảo dưỡng bê
tông thích hợp và chặt chẽ. Bê tông cần chế tạo trong các máy trộn cưỡng bức và quay
với tốc ñộ trộn cao.

197
3.2 - Chuẩn bị:
Việc kiểm tra, vận chuyển và cất giữ các vật liệu ñối với bê tông chất lượng cao
về căn bản không khác với các bê tông có cường ñộ thông thường như ñã ñược mô tả
trong TCVN và ACI . Cần bảo quản các cốt liệu ñúng quy cách , giữ ñộ ẩm ñồng ñều
trong quá trình chuẩn bị mẻ trộn, cần thực hiện việc lấy mẫu ñúng qui trình . Không
ñược ñể xi măng ở nhiệt ñộ lớn hơn 77
0
C .

Các thành phần vật liệu nên ñược giữ ở nhiệt ñộ thấp trước khi trộn. Thời gian
giao vật liệu nên giảm xuống ở mức tối thiểu và ñặc biệt chú ý ñến kế hoạch thi công
và thiết bị ñổ bê tông tránh tình trạng bị gián ñoạn kế hoạch .
Các vật liệu dùng cho sản xuất bê tông chất lượng cao có thể ñược ñịnh lượng
bằng máy bán tự ñộng hoặc tự ñộng hoàn toàn. ðể ñảm bảo chất lượng và ñộ chính
xác, xi măng và chất phụ gia khoáng cần ñược cân bằng thiết bị tự ñộng. Các thiết bị
ñịnh lượng tự ñộng và ñồng hồ ño nước giúp duy trì ñúng tỉ lệ nước / CKD cần thiết.
Cần phải xác ñịnh chính xác ñộ ẩm của cốt liệu nhỏ (cát) và cốt liệu thô (ñá) ñể ñiều
chỉnh lượng nước trộn. Nước trộn phải ñược làm mát, sử dụng nước trộn lạnh có thể
làm giảm ñáng kể nhiệt ñộ của bê tông tươi
Bê tông ñồng ñều ñược trộn trong máy trộn cố ñịnh hoặc xe trộn. Bê tông trộn
trong máy trộn trung tâm thường ñược nạp nguyên liệu bằng chuyền tải và nạp cốt
liệu, xi măng và nước cùng một lúc. Nếu dùng xe trộn, thì sự nạp nguyên liệu phải
tránh quá trình hydrat hoá xi măng trong quá trình vận chuyển, tránh mất ñộ sụt bê
tông. Phương pháp nạp nguyên liệu như sau: Thu nạp cốt liệu và 3/4 nước vận chuyển
ñến nơi ñổ nạp xi măng và khởi ñộng thùng trộn. Các chất PGSD ñược cho ñều vào bê
tông ở cuối chu kỳ trộn. Nếu ñộ sụt không ñồng ñều khi xả bê tông, thì các thao tác
ñược sử dụng ñể nạp liệu lên máy trộn trung tâm hoặc xe trộn cần phải ñiều chỉnh ñể
ñảm bảo ñộ ñồng ñều của bê tông ñược trộn theo tiêu chuẩn ASTM C 94.
3.3 - Trộn :
Bê tông chất lượng cao có thể ñược trộn hoàn toàn tại nhà máy, trong máy trộn
trung tâm hoặc xe trộn, hoặc kết hợp cả hai.
Tính năng của các loại máy trộn thường ñược xác ñịnh bởi một loạt các kiểm
tra thử nghiệm ñộ ñồng nhất bê tông (ASTM C94) ñược tiến hành trên các mẫu lấy từ
hai ñến ba vị trí nằm trong phạm vi mẻ trộn một thời ñiểm nhất ñịnh. Nên chọn máy
trộn cưỡng bức có tốc ñộ trộn cao.
Thời gian trộn phụ thuộc vào tính năng của máy trộn ñể cho khối bê tông ñồng
ñều cả trong một mẻ trộn và giữa các mẻ trộn với nhau, ACI 304 qui ñịnh là 2,5 phút.
Thời gian trộn ñược tính từ lúc tất các loại vật liệu ñược cho vào trong máy trộn. Kéo
dài thời gian trộn có thể làm mất ñộ ẩm và do ñó làm giảm cường ñộ . Thời gian trộn

bê tông chất lượng cao, dùng muội silic từ 4 - 8 phút. Nên trộn theo hai pha. Pha một

198
là trộn hồ xi măng với muội silic và phụ gia thời gian trộn từ 2-3 phút. Pha hai trộn hồ
xi măng với cốt liệu, thời gian của pha này có thể từ 2,5 - 4,0 phút.
Kiểm tra chặt chẽ công việc trộn bê tông tại công trường trộn sẵn ñể tránh tình
trạng xe phải chờ tại công trường vì hoạt ñộng ñổ chậm. Các hợp chất làm chậm ñược
sử dụng ñể kéo dài thời gian bê tông phản ứng với sự rung sau khi bê tông ñã ở trong
khuôn. Cần giữ lại một ít nước trộn ñể sử dụng khi xe ñến công trường . Khi ñó, sau
khi thêm nốt phần nước còn lại, tiến hành trộn thêm khoảng 30 vòng với tốc ñộ trộn ñể
liên kết phần nước thêm vào hỗn hợp. Nếu sự mất ñộ sụt và khả năng làm việc không
thể khắc phục ñược bằng các biện pháp này, thì toàn bộ quá trình chuẩn bị mẻ trộn,
quá trình trộn nên ñược tiến hành tại công trường.
Nội dung kiểm tra là: ðộ ñồng nhất của bê tông, thời gian trộn.
3.4. Vận chuyển.
Bê tông chất lượng cao có thể vận chuyển bằng xe trộn, xe trộn tại chỗ có và
không có dùng thiết bị khuấy, ñường ống cố ñịnh hoặc ống mềm hoặc băng tải. Mỗi
kiểu vận chuyển có những ưu và nhược ñiểm nhất ñịnh tuỳ thuộc vào ñiều kiện sử
dụng, các thành phần của hỗn hợp bê tông, khả năng ñi ñến vị trí của công trường,
năng suất và thời gian giao bê tông , các ñiều kiện về thời tiết.
Các vật liệu ñã ñược ñịnh tỉ lệ từ nhà máy, ñược nạp vào xe trộn. Xe ñược sử
dụng ñể trộn và vận chuyển bê tông ñến công trường. Có thể sử dụng phương pháp
trộn khô tức là vật liệu khô ñược vận chuyển ñến công trường trong thùng của xe và
nước trộn ñược mang riêng trong téc gắn trên xe. Nước ñược cho vào tại công trường
và công việc trộn hoàn tất. Phương pháp này là một giải pháp ñể kéo dài thời gian
chuyên chở và giảm sự chậm trễ của công việc ñổ. Tuy nhiên, hàm lượng ẩm tự do
trong cốt liệu hoạt ñộng như là phần của nước trộn nó có thể gây ra sự hydrat hoá xi
măng.
Xe trộn cố ñịnh ñược sử dụng ñể vận chuyển bê tông ñã ñược trộn tại nhà máy
thường bao gồm một thùng hở nắp phía trên gắn trên một xe tải. Thùng thường ñược

thiết kế bằng kim loại có dạng khí ñộng học và nhẵn ñể xả bê tông ở phía sau khi
thùng ñược nghiêng lên. Một cửa xả và thiết bị rung ñược gắn lên trên thùng của thiết
bị ñược hoạt ñộng tại thời ñiểm xả bê tông. Một thiết bị xé tơi và trộn lẫn bê tông khi
xả bê tông .
Bê tông chất lượng cao phù hợp cho việc bơm. Bê tông vì có hàm lượng xi
măng cao và ít các cốt liệu có kích thước lớn (Có thể tham khảo ACI 304 hướng dẫn
các sử dụng bơm ñể vận chuyển bê tông chất lượng cao). Ngoài công trường bơm nên
ñược ñể gần vị trí ñổ. ðường ống dẫn từ bơm ra phải bố trí chỗ bị uốn cong ít nhất ,
chỗ ñược gia cố tăng cứng, sử dụng xen kẽ các ống mềm, vòi cho phép ñổ trên một
diện tích lớn trực tiếp vào khuôn mà không cần vận chuyển bằng tay. Cần có thông tin
liên lạc trực tiếp từ người vận hành bơm và kíp ñổ bê tông. Cần cho bơm hoạt ñộng

199
liên tục vì nếu bơm bị dừng thì dòng bê tông trong ñường ống có thể khó hoặc không
thể bắt ñầu trở lại.
Cho phép sử dụng băng tải ñể vận chuyển bê tông chất lượng cao. Hướng dẫn
cách sử dụng băng tải có thể tham khảo trong ACI 304.4R. Băng tải phải ñược gia cố
ñúng ñể ñạt ñược ñộ nhẵn và không rung ñộng khi bê tông chuyển ñộng dọc theo
băng tải. Góc nghiêng lên hoặc nghiêng xuống phải ñược kiểm soát ñể tránh các cốt
liệu thô bị phân lớp trong bê tông. Vì ñộ sụt thực tế nằm trong phạm vi 10 cm và lớn
hơn nên băng tải chỉ ñược sử dụng ñể vận chuyển bê tông chất lượng cao trên một
khoảng cách tương ñối ngắn từ 60 - 90 m. Phải bọc hoặc che ñậy băng tải ñể tránh
mưa, gió, ánh sáng mặt trời, nhiệt ñộ môi trường làm thay ñổi ñáng kể về ñộ sụt hoặc
nhiệt ñộ của bê tông. Phải lập kế hoạch và kiểm soát chặt chẽ quá trình vận chuyển
bằng băng tải.
3.5. Các thao tác ñể ñổ bê tông
Công việc chuẩn bị ñổ bê tông chất lượng cao phải ñảm bảo việc ñổ, ñóng rắn
và hoàn thiện bê tông với tốc ñộ nhanh nhất có thể. Trước hết, việc giao bê tông tại
công trường phải theo ñúng kế hoạch ñể nó có thể ñược ñổ ngay , ñặc biệt là ñối với
mẻ trộn ñầu tiên. Thiết bị ñể ñổ bê tông phải có ñủ công suất ñể thực hiện các chức

năng của nó một cách có hiệu quả. Cần chuẩn bị ñủ các thiết bị ñầm rung và nhân công
ñể làm chắc bê tông nhanh chóng sau khi ñổ ở những khu vực khó. Tất cả các thiết bị
nên ñược ñặt trong ñiều kiện hoạt ñộng tốt nhất. Do ñó, cần chuẩn bị sẵn một số thiết
bị ñầm rung dự trữ, ít nhất là một cái dự trữ cho 3 cái sử dụng.
Yêu cầu cơ bản ñối với thiết bị ñổ bê tông là ñảm bảo về chất lượng của bê
tông, về tỉ lệ nước / xi măng, ñộ sụt, hàm lượng không khí, ñộ ñồng ñều . Việc lựa
chọn thiết bị nên dựa trên cơ sở ñảm bảo khả năng kiểm soát một cách có hiệu quả
khối lượng bê tông và tạo ra khả năng ñược làm chắc tại chỗ bằng các thiết bị rung.
Xe cút kít, máng, thùng xô, phễu hoặc các phương tiện khác có thể ñược sử dụng ñể
vận chuyển bê tông. Khi ñó các thùng lõm ñáy ñặc biệt có lợi, ñộ dốc mặt bên phải rất
dốc ñể tránh bị tắc nghẽn.
Rung ñúng qui cách là phương pháp hiệu quả nhất ñể làm chặt bê tông chất lượng
cao. Nên tuân theo các quy ñịnh của tiêu chuẩn ACI 309. Bê tông chất lượng cao là
vật liệu rất bám dính, các thao tác làm chặt có hiệu quả phải xác ñịnh ngay từ quá trình
thiết kế công nghệ. Bê tông chất lượng cao tự ñầm không cần ñầm rung.

Ở những công trình mà bê tông có cường ñộ khác nhau ñược sử dụng trong phạm
vi hoặc một kết cấu hoặc giữa các kết cấu khác, thì cần phải xem xét cẩn thận quá trình
ñổ. Nên ñổ bê tông chất lượng cao trước khi ñổ bê tông cường ñộ thấp hơn. Cần ñặc
biệt lưu ý chế tạo các chi tiết mới của hai bộ phận kết cấu này.

200
3.6. Bảo dưỡng bê tông :
Bảo dưỡng bê tông là cần thiết trong sản xuất bê tông , ñặc biệt là ñối với bê
tông chất lượng cao . Cường ñộ và khả năng bền lâu của bê tông chỉ có thể ñược hình
thành ñầy ñủ nếu nó ñược bảo dưỡng ñúng quy cách ñủ thời gian. Bê tông chất lượng
cao phải ñược bảo dưỡng bằng nước ngay từ giai ñoạn ñầu khi mà sự hydrat từng phần
có thể làm gián ñoạn các mao dẫn.
Bảo dưỡng bê tông chất lượng cao bằng nước rất ñược khuyến khích vì tỉ lệ
nước - xi măng thấp. Ở tỉ lệ nước - xi măng thấp hơn 0,4, mức ñộ tối ña của sự hydrat

sẽ giảm ñáng kể nếu lượng nước tự do trên bề mặt bê tông không ñược cung cấp. Bảo
dưỡng bằng nước sẽ mang lại hiệu quả cao hơn cho quá trình hydrat hoá xi măng
Phương pháp bảo dưỡng bằng nước ñược thực hiện bằng cách ngâm kết cấu
trong nước, phun nước dưới dạng sương mù hoặc tưới nước liên tục. Thời gian tưới
nước cho kết cấu bê tông ít nhất là 10 ngày sau khi ñổ bê tông.

CÂU HỎI ÔN TẬP
1. Khái niệm và phân loại bê tông chất lượng cao ?
2. Lựa chọn thành phần bê tông chất lượng cao và một số công thức thành phần bê
tông chất lượng cao?
3. Các lưu ý về công nghệ khi thi công bê tông chất lượng cao ?

201
Chương 10
CÔNG NGHỆ BÊ TÔNG TỰ ðẦM
1. ðịnh nghĩa bê tông tự ñầm
Việc làm ñặc bê tông (ñầm chắc) là một khâu rất quan trọng ñể tạo ra ñược kết cấu
cầu bê tông ñủ ñộ tin cậy và bền vững. Chất lượng của ñầm bê tông phụ thuộc vào
thiết bị và trình ñộ cao của người thực hiện. ðầm chắc bê tông thường tốn nhiều thời
gian và tài chính. Năm 1986 giáo sư Okamura ðại học TOKYO ñã ñề xuất phát triển
bê tông tự ñầm. Giáo sư OZAWA ñã nghiên cứu có kết quả ý tưởng của Okamura và
công bố vào năm 1996 .
Qua nghiên cứu về trạng thái lỏng và khả năng chống lại sự phân ly của bê tông
tươi [2], một loại bê tông tự ñầm ñầu tiên ñã ñược phát triển trên thế giới bằng cách
kết hợp các loại nguyên vật liệu hiện có vào mùa hè năm 1988 [3]. Ngoài ra, sau khi
nghiên cứu trên các công trình ứng dụng, người ta ñã ñưa ra các khuyến cáo và hướng
dẫn về thiết kế hỗn hợp, hệ thống sản xuất và thi công [4]. ðặc ñiểm của bê tông tự
ñầm ñược tóm tắt lại như sau:
Có thể cải thiện ñộ bền và ñộ tin cậy của kết cấu bê tông, do ñó cải thiện chất
lượng kết cấu.

Vì không cần làm chặt bằng cách ñầm rung, nên môi trường làm việc không bị ồn
rung ñộng cải thiện ñược ñiều kiện môi trường thi công.
Rút ngắn ñược thời gian thi công, và tăng ñộ an toàn vì tiết kiệm ñược nhân công
trong các công trình xây dựng (hợp lý hoá công việc thi công).
Có thể tạo ra nhiều kiểu kết cấu mới . Bê tông tự ñầm có thể áp dụng cho những
phần của kết cấu mà ñó công việc làm chặt rất khó thực hiện.
Một ví dụ ứng dụng của bê tông tự ñầm là hai mố của cầu Akashi-Kaikyo hoàn
thành vào tháng 4 năm 1998, và một cầu treo có nhịp dài nhất thế giới (1991 mét).
(Hình 10.1.).
Thể tích của bê tông trong hai mố cầu ước tính khoảng 290.000m
3
. Một hệ thống
thi công mới sử dụng bê tông tự ñầm ñã ñược ứng dụng. Bê tông ñã ñược trộn tại nhà
máy trộn và ñược bơm ra khỏi nhà máy. Sau ñó bê tông ñược vận chuyển trong ñường
ống trên ñộ dài 200m tới công trường tại ñây ñường ống ñược bố trí thành các hàng
cách nhau từ 3 - 5 mét. Bê tông ñược ñổ từ các van lá bố trí ở các khoảng cách 5 m
dọc theo ñường ống. Các van này ñược ñiều khiển tự ñộng ñể có thể duy trì mức ñộ bề
mặt của bê tông ñổ. Trong ñánh giá cuối cùng, việc sử dụng bê tông tự ñầm ñã rút
ngắn ñược thời gian thi công mố cầu khoảng 20% từ 2,5 năm xuống còn 2 năm.

202

Hình 10.1. Cầu Akashi Kaikio- Vịnh Tokyo

Giá thành của bê tông tự ñầm là khác nhau tuỳ thuộc vào phạm vi ứng dụng, vị trí,
khu vực, chi phí tăng lên từ 20% ñến 60% so với bê tông thông thường. Bảng 10.1 cho
thấy những yếu tố giảm chi phí và nguyên nhân làm tăng chi phí khi sử dụng bê tông
tự ñầm.



Hình 10.2: Cầu dây xiên Zaltbommen Hà Lan










Bng 10.1: Cỏc yu t gim chi phớ và nguyờn nhõn làm tăng chi phớ

Yếu tố giảm
chi phớ
1.

Giảm cụng nhõn trong quỏ trỡnh ñổ.
2.

Giảm thời gian sửa chữa sau khi ñổ.
3.

Giảm số lần ñổ.
4.

Giảm cụng việc xử lý mối nối.
5.

Rỳt ngắn thời gian thi cụng.

Nguyờn nhõn
tăng chi ph
ớ

1. Tăng cường vỏn khuụn.
2. Chi ph
ớ kiểm soỏt chất l
ư
ợng


203
Bê tông tự ñầm ñã ñược áp dụng tại Nhật Bản, Thuỵ ðiển, ðài Loan, Hà Lan,
Anh, Thuỵ sỹ, Thái Lan, Mỹ ñược trình bày ở Hội nghị bê tông tự ñầm tại Nhật Bản –
2001
Ở Việt Nam cũng có một số tác giả ñã trình bày về thành phần bê tông tự ñầm trên
cơ sở vật liệu trong nước ðHGTVT, ðH Xây dựng, Bộ Xây dựng…
2. ðịnh nghĩa và phân loại bê tông tự ñầm
2.1. ðịnh nghĩa
Bê tông tự ñầm là loại bê tông có khả năng tự rắn chắc và có thể ñược lấp ñầy vào
mọi góc của ván khuôn mà không cần ñầm rung.
Bê tông tự ñầm chứa hàm lượng cốt liệu thô thấp hơn và liều lượng hợp chất làm
giảm nước cao và cuốn khí hoặc chất siêu dẻo cao hơn, có lượng nước và nước - xi
măng thoát ra ít hơn so với bê tông thông thường.
Quá trình khô và ñông cứng của bê tông tự ñầm có khuynh hướng chậm hơn so với
bê tông thông thường.
Vì nhạy cảm hơn với những dao ñộng về chất lượng của nguyên vật liệu và những
sai sót trong mẻ trộn, nên bê tông tự ñầm ñòi hỏi sự kiểm tra, kiểm soát chặt chẽ hơn
về chất lượng, quá trình sản xuất và quá trình thi công.
Khả năng chống lại quá trình bơm của bê tông tự ñầm cao hơn so với bê tông

thông thường.
Vì không cần tiến hành ñầm rung, nên việc duy trì thời gian của những phẩm chất
như khả năng biến dạng cần ñặc biệt lưu ý hơn so với bê tông thông thường.
2.2. Phân loại bê tông tự ñầm.
Theo thành phần có thể chia bê tông thành 3 loại:
a. Bê tông tự ñầm kiểu bột
Bê tông tự ñầm kiểu bột có tỉ lệ nước - bột giới hạn trong một phạm vi rất hẹp
(gồm xi măng và bột).
Thể tích tuyệt ñối của chất bột không nhỏ hơn 0,16m
3
/m
3
, có thể tạo ra bê tông có
chất lượng cao vì tỉ lệ nước - chất gắn kết thấp.
- Các tính chất về thi công
Sự dao ñộng về ẩm bề mặt và ñộ mịn của cốt liệu mịn ảnh hưởng ñáng kể lên các
phẩm chất của bê tông trong quá trình ñóng rắn, có thể dẫn ñến co ngót tự sinh.
Sự ña dạng về bột nên cần nhiều silo chứa nguyên liệu.

204
b. Bê tông tự ñầm kiểu dẻo có hàm lượng bột thấp và sử dụng phụ gia siêu dẻo.
Hàm lượng bột thấp hơn so với các kiểu khác, ở mức từ 300 - 500kg/m
3
, chỉ sử dụng
một chất gắn kết duy nhất.
Một số loại phụ gia dẻo dẫn ñến hàm lượng nước trên 180kg/m
3
.
Mỗi kiểu phụ gia dẻo có thể hoặc không thể tương thích với mỗi kiểu hợp chất làm
giảm nước ở phạm vi cao và cuốn theo khí hoặc chất siêu dẻo. Như vậy sự khách nhau

về khả năng tương thích cũng tồn tại với các chất gắn kết. Do ñó, khi lựa chọn kiểu
nguyên vật liệu cần lưu tâm ñến tính tương thích giữa chúng.
ðộ dẻo có thể dễ dàng ñược ñiều chỉnh bằng cách thay ñổi hàm lượng phụ gia dẻo.
Có thể sử dụng kiểu phụ gia dẻo với hàm lượng thích hợp làm tăng khả năng giữ
ñộ dẻo cho bê tông, nhưng có thể làm chậm quá trình rắn chắc.
- Các tính chất thi công
Trong hầu hết các trường hợp, một lượng nhỏ tác nhân nhớt dạng bột có thể cần
cho thêm vào bê tông tại thời ñiểm sản xuất.
c. Bê tông tự ñầm kiểu kết hợp: Thành phần bê tông này có cả chất bột và phụ gia
tăng dẻo.
Các tỉ lệ nước - bột có thể ñược lựa chọn bị giới hạn trong một phạm vi rất hẹp, thể
tích tuyệt ñối của bột không nhỏ hơn 0,13 m
3
/m
3
.
Bê tông tự ñầm kiểu kết hợp có ñược sản xuất thành bê tông có chất lượng cao, vì
tỉ lệ nước - chất gắn kết thấp.
Có loại bột dẫn ñến sự co rút tự sinh cao.
- Các tính chất thi công
Do sử dụng nhiều loại bột, nên nhà máy cần nhiều silo hơn với bê tông thông
thường.
Khi cho thêm một phụ gia dẻo vào sẽ làm tăng khả năng biến dạng và làm giản sự
phân ly, tăng thêm khả năng tự ñầm cho bê tông.
3. Tính năng của bê tông tự ñầm
Các tính năng của bê tông tự ñầm cần thoả mãn những yêu cầu về tính năng của
kết cấu có xét ñến các ñiều kiện về kết cấu, thi công và các ñiều kiện khác.
Những ñiều kiện này bao gồm các ñiều kiện về kết cấu, như hình dạng, kích thước
và cách bố trí cốt thép và các ñiều kiện thi công là phương pháp vận chuyển, phương
pháp ñổ, hoàn thiện và cách xử lý bê tông. Khi các tính năng của bê tông tự ñầm

không thể ñạt ñược một cách hợp lý, thì các ñiều kiện về kết cấu và hoặc các ñiều kiện
về thi công nên ñược sửa ñổi lại. Kế hoạch bảo dưỡng và kế hoạch tái sử dụng cũng

205
phải ñược xem xét vì chúng ảnh hưởng lên tính năng yêu cầu của kết cấu ñặc biệt là về
ñộ bền.
Khả năng tự ñầm của bê tông tươi là tính năng chính sẽ ñược thể hiện trong kế
hoạch thi công mà không cần ñầm rung. Các tính năng khác, như khả năng ñổ, cường
ñộ và ñộ bền nên ñược thiết kế và chế tạo tương tự như bê tông thông thường. Các tính
năng này sẽ ñược tạo ra theo tiêu chuẩn Việt Nam hoặc Quốc Tế thích hợp. Mối quan
hệ giữa tính năng bê tông tự ñầm và các yếu tố ảnh hưởng ñược trình bày trên sơ ñồ
hình 10.3.












Hình 10.3. Mối tương quan giữa tính năng của bê tông tự ñầm và các yếu tố ảnh
hưởng
3.1. Khả năng tự ñầm của bê tông tự ñầm
Các mức ñộ tự ñầm (tự ñóng rắn) ñược tạo ra phải thích hợp với bê tông ngay
trước khi ñổ vào khuôn và có xét ñến hình dạng, kích thước và sự bố trí cốt thép của
kết cấu.

Cấp ñộ của khả năng tự ñầm (tự ñóng rắn) ñược chia ra 3 cấp sau:
Cấp 1: Khả năng tự ñầm phù hợp với các kết cấu hoặc các chi tiết kết cấu có hình
dạng phức tạp và/hoặc diện tích mặt cắt nhỏ với khe hở giữa các thanh thép tối thiểu
nằm trong phạm vi từ 35 - 60mm. Hàm lượng cốt thép thường hơn 300 kg/m
3
bê tông.
Cấp 2: Khả năng tự ñầm bê tông phù hợp với các kết cấu bê tông có tăng cứng
hoặc các bộ phận mà có khe hở giữa các thanh thép tối thiểu nằm trong phạm vi 61 -
200mm. Hàm lượng thép từ 100-250 kg/m
3
bê tông.
Chức năng của công
trình ñược thiết kế ñể
ph
ụ
c v
ụ
kinh t
ế
xã h
ộ
i

Yêu cầu về tính
n
ă
ng c
ủ
a k
ế

t c
ấ
u/b
ộ

Các ñiều kiện về
môi tr
ư
ờ
ng/t
ả
i
Yêu cầu về thi
công xây d
ự
ng

ðiều kiện tại
công tr
ư
ờ
ng

Tính năng của bê tông tự ñầm (khả năng
t
ự

ñ
ầ
m, c

ư
ờ
ng
ñ
ộ
,
ñ
ộ
b
ề
n v.v…)

Các chi tiết về
m
ặ
t k
ế
t c
ấ
u

Phương
pháp thi
công

Kế hoạch bảo
d
ư
ỡ
ng


Kế hoạch tái sử
d
ụ
ng


206
Cấp 3: Khả năng tự ñầm phù hợp với các bộ phận hoặc phần có diện tích mặt cắt
ngang lớn và một lượng nhỏ các thanh cốt thép có khe hở tối thiểu lớn hơn 200mm.
Hàm lượng cốt thép nhỏ hơn 100 kg/m
3
.
Cấp ñộ tự ñầm tiêu chuẩn của các kết cấu bê tông ñược cốt thép hoặc các chi tiết
kết cấu bộ phận nói chung là cấp 2 (theo tiêu chuẩn Nhật Bản và Quốc tế).
Cấp khả năng tự ñầm là rất khác nhau và tuỳ thuộc vào hình dạng, kích thước và
các tình trạng sử dụng cốt thép. Cấp yêu cầu của khả năng tự ñầm còn có thể khác
nhau phụ thuộc vào các ñiều kiện ñổ, chẳng hạn như chiều cao rót, khoảng cách dòng
chảy, chiều cao nâng.
Các cấp 1 và 3 ñược xác lập như là mức ñộ của khả năng tự ñầm của bê tông. Các
cấp ñược lập trên cơ sở các ñiều kiện về kích thước, mức ñộ sử dụng cốt thép của kết
cấu hoặc các bộ phận. Cấp 2 ñược xác ñịnh như là khả năng của bê tông mà nhờ ñó nó
có thể tự ñầm qua khe hở giữa các thanh tối thiểu là từ 60 - 200mm. Cấp 1 là cấp ñộ
mà ở ñó bê tông ñáp ứng ñược các yêu cầu chặt chẽ hơn cấp ñộ 2, khi lấp ñầy các
khoảng trống ñể ñáp ứng chiều sâu tối thiểu. Cấp ñộ 3 là cấp ñộ mà ở ñó bê tông thoả
mãn các ñiều kiện dễ dàng hơn cấp ñộ 2, thể hiện khả năng tự ñầm mà ở ñó khe hở tối
thiểu giữa các thanh lớn hơn 200mm và hàm lượng thép tối ña nhỏ hơn 100kg/m
3
.
Trong các kết cấu và bộ phận bê tông thông thường, khe hở tối thiểu giữa các

thanh là từ 60 - 200mm và hàm lượng thép khoảng từ 100 - 200kg/m
3
. Do ñó, mức ñộ
tự ñầm của cấp ñộ 2 ñược xem là cấp ñộ tiêu chuẩn cho các kết cấu và bộ phận như
vậy. Khi khe hở tối thiểu giữa các thanh nhỏ hơn 60mm hoặc hàm lượng thép lớn hơn
350kg/m
3
, cấp ñộ tự ñầm phải ở cấp 1. Chiều sâu và khe hở giữa các thanh nên thoả
mãn các yêu cầu tối thiểu giữa các thanh lớn hơn 200mm hoặc hàm lượng thép nhỏ
hơn 100kg/m
3
, thì khả năng tự ñầm sẽ ở cấp ñộ 3. Bê tông với cấp ñộ tự ñầm cao hơn
nói chung ñều có thể tự ñầm dưới các ñiều kiện tương ứng với cấp ñộ thấp hơn.
Vì các tính năng này tương ñối giống với bê tông thông thường, nên chúng ñược
yêu cầu là tuân thủ theo tiêu chuẩn bê tông thông thường .
Nói chung, cần phải tạo ra ñược khả năng ñổ cho bê tông tươi, cường ñộ và ñộ bền
cho bê tông ñã ñông cứng. Khả năng ñổ của bê tông tươi là một khả năng cần thiết của
bê tông kể từ khi sản xuất cho ñến khi kết thúc giai ñoạn ñổ. Bê tông có khả năng ñổ
yêu cầu có thể lấp ñầy vào trong ván khuôn một cách ñồng ñều và dày ñặc mà không
gây ra sự phân ly ñể thi công một kết cấu có kích thước yêu cầu với ñộ chính xác yêu
cầu dưới những ñiều kiện thi công ñã ñược lập kế hoạch. Các tính năng ñòi hỏi của bê
tông ñã ñông cứng bao gồm cường ñộ và ñộ bền mà thông qua ñó bê tông có thể thể
hiện những tính năng cần thiết trong một thời giai xác ñịnh (tuổi).
- Khả năng tự ñầm ñược xác ñịnh thông qua các phép thử sau:
a. Phương pháp thí nghiệm khả năng ñi qua khoảng chống sử dụng các thiết
bị hình hộp, hình chữ U (Phương pháp thí nghiệm cho khả năng tự ñóng rắn)