CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN ĐỀ TÀI

CHƯƠNG 1 :

TỔNG QUAN

1.1. GIỚI THIỆU CHUNG:
Khi mới xuất hiện bêtông cốt thép (btct), chúng được xem là vật liệu rất bền
vững theo thời gian. Qua nhiều thập niên sử dụng bêtông (bt) cho các công trình
xây dựng, người ta mới nhận ra rằng bêtông là vật liệu không đặc chắc hoàn toàn
trong cấu trúc bản thân của chúng. Sự tác động qua lại giữa bê tông và bêtông cốt
thép với môi trường là rất phức tạp và chúng không đủ độ ổn đònh dẫn đến kết cấu
bò ăn mòn và phá vỡ.
Hỗn hợp bê tông là sự phối hợp giữa các thành phần vật liệu khác nhau như
ximăng, cát, đá, nước, có hoặc không phụ gia…được phối hợp theo một tỷ lệ hợp lý,
nhào trộn đồng đều qua thời gian đông kết và rắn chắc chúng tạo thành bê
tông.Việc xác đònh tỷ lệ cấp phối và yêu cầu chất lượng của hỗn hợp bê tông
không những đảm bảo được các tính năng kỹ thuật của bê tông ở những tuổi nhất
đònh mà còn thoả mãn các yêu cầu của công nghệ sản xuất, liên quan đến việc lựa
chọn thiết bò tạo hình, cách đổ, đầm chặt và các chế độ công tác khác…
Vật liệu bê tông thường giòn, nặng, cường độ chòu kéo và uốn kém.Trong
quá trình rắn chắc, chúng bò co ngót, tỏa nhiệt, mất nước để lại nhiều lỗ rỗng. Và
việc đổ bê tông trong môi trường nước và ninh kết, đóng rắn của bê tông rất khó
khăn. Lượng ximăng mất đi do rửa trôi khoảng hơn 20%, các phản ứng thủy hóa
của ximăng không hoàn toàn (chậm, không đủ cường độ yêu cầu…), tốc độ đông
cứng của bêtông trong nước kéo dài gấp đôi so với khi sử dụng trên cạn. Do đó, khi
thiết kế cho các công trình dưới nước thường cường độ bê tông chỉ đạt 50 – 55 % so
với cường độ thiết kế .Việc thi công cho bê tông cũng thật khó khăn nhưng vẫn
không đảm bảo cường độ và độ đặc chắc yêu cầu.
-1-

1


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN ĐỀ TÀI
Công trình bê tông dưới nước chòu nhiều mối nguy hại đặc biệt về cả sinh
thái lẫn cấu trúc. Vấn đề cơ bản thường phải đối mặt khi đổ bê tông dưới nước đó
là sự rửa trôi thành phần chất kết dính ra khỏi khối bê tông. Sự rửa trôi dẫn đến
làm giảm tính nguyên vẹn về cấu trúc và ảnh hưởng bất lợi đến độ bền lâu dài.
Một giải pháp đối với vấn đề này là dựng một kết cấu xung quanh công trình xây
dựng sau đó ngăn nước lại, tiếp đến là đổ bê tông vào. Cách tiến hành trên cũng
tốn nhiều thời gian và chi phí. Những phương pháp thi công thay thế như : phương
pháp bơm bê tông bằng ống tremie có thể cung cấp cho kỹ sư phương pháp thực
hiện đổ tại chỗ. Tuy nhiên, sự quan tâm và chú ý đến việc thiết kế hỗn hợp bê tông
phải được đảm bảo đầu tiên bằng hàng loạt những thí nghiệm ở phòng thí nghiệm
và sau đó tại công trường rồi mới tiến hành thực hiện đổ bê tông. Để điều chỉnh sự
chảy rửa xi măng, chúng ta phải thiết kế hỗn hợp bê tông trước tiên với thành phần
hợp lý nhất trong đó lượng dùng hợp lý phụ gia chống chảy rửa.Việc đổ bê tông
dưới nước được dùng cho những cấu kiện được xây dựng trên diện tích tương đối
rộng ví dụ như dưới nước biển và những cấu kiện như cọc bê tông và tường chắn đổ
tại chỗ mà xây dựng trên diện tích được giới hạn một cách tương đối.
Về việc đổ bê tông dưới nước, sự lựa chọn về cách thi công hợp lý là rất
quan trọng, bởi vì chất lượng của bê tông được đổ thì phụ thuộc chủ yếu vào cách
thức đổ bê tông. Khi những phương pháp xây dựng cũng như những vật liệu mới
được sử dụng, việc xem xét những điều kiện của công trình xây dựng và kiểm soát
hoàn toàn việc đổ bê tông là rất cần thiết. Sự phát triển của công nghệ liên quan
đến việc đổ bê tông dưới nước đã đạt được bằng cách cải tiến những thiết bò và sử
dụng những phụ gia hóa đặc biệt. Những thiết bò cho việc ngăn ngừa sự phân tầng
của bê tông do sự tiếp xúc của bê tông với nước và phụ gia sẽ cải thiện việc chống
lại sự rửa trôi.
-2-


2


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN ĐỀ TÀI
Trong các bến tàu, cảng, sông, gần biển xây dựng cấu kiện bêtông, việc đổ
bêtông dưới nứơc được thực hiện sử dụng phương pháp bơm trực tiếp bằng đường
ống. Với những cách thức đổ bê tông này, mục tiêu chủ yếu của việc phát triển
công nghệ là cải thiện phương pháp đổ bê tông và hạn chế sự tiếp xúc giữa nước
và vữa để ngăn ngừa bê tông khỏi bò phân tầng dưới nước.
Theo nguyên tắc chỉ đạo đường lối thiết kế và thi công xây dựng các công
trình ngập nước, chúng ta nên thiết kế loại bêtông sử dụng trong môi trường nước
để chống lại các tác động lý-hoá do môi trường nước gây ra.
Trong những năm gần đây, khi mà những cấu kiện bằng bê tông ở cảng, cầu
và công trình biển có phạm vi sử dụng lớn hơn, việc cần thiết cho việc sử dụng bê
tông chống chảy rửa dưới nước để đảm bảo tốt cho việc thi công dưới nước đã trở
nên gia tăng. Những yêu cầu chính cho bê tông chống chảy rửa dưới nước là chống
chảy rửa hay chống lại sự phân tầng, khả năng chảy, khả năng tự san bằng và điều
chỉnh độ tách nước. Việc nâng cao tính bền, tính thấm nhỏ nhất, hỗn hợp đồng nhất
cao, chống các tác nhân xâm thực từ môi trường cho bê tông và bêtông cốt thép.
Một loại bê tông mới dựa trên nền khoa học nhằm cải tiến phần nào đó cường độ
(nén, kéo, uốn) và độ đặc chắc của bê tông thông thường, đó là bê tông chống chảy
rửa trong môi trường nước
Tuy nhiên, bê tông chống chảy rửa dưới nước lại khác với quan niệm từ các
phương pháp đổ trên, mục tiêu phát triển trong trường hợp này là cải thiện tính chất
của hỗn hợp bê tông tươi. Đó là độ nhớt và sự chống phân tầng cho hỗn hợp bê
tông dưới sự chảy rửa của nước được tăng cường bằng cách sử dụng phụ gia chống
chảy rửa. Hiệu quả của điều này không những tăng cường sự vững chắc cho bê
tông được đổ dưới nước, mà còn có hiệu quả đáng kể về việc bảo vệ môi trường
trong khu vực xây dựng công trình.

-3-

3


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN ĐỀ TÀI
Những tính chất này sẽ làm cho việc thi công dưới nước được thuận lợi hơn
so với khi sử dụng bê tông thông thường; nhất là đối với những công trình đòi hỏi
sự vững chắc cao, công trình dưới dòng nước chảy và công trình khi mà việc xây
dựng kéo dài trên một phạm vi rộng và đòi hỏi khả năng tự san bằng. Hơn nữa,
việc thực hiện các công trình này sẽ khó khăn khi sử dụng bê tông thông thường.
Để chế tạo được bê tông có chất lượng và kết cấu làm việc đạt yêu cầu, việc xem
xét cẩn thận về thành phần hỗn hợp bê tông, việc trộn bê tông, vận chuyển và đổ
bê tông là cần thiết khi sử dụng bê tông chống chảy rửa dưới nước. Đặc biệt, khi
chế tạo bê tông này, thời gian trộn sẽ dài hơn và máy trộn cũng lớn hơn để phân
tán đều phụ gia chống chảy rửa. Khi đổ bê tông bằng phương pháp bơm, cần phải
xem xét cẩn thận để thiết kế phương án bơm như: thiết bò bơm, khoảng cách bơm…
bởi vì sự cản trở bơm sẽ tăng khi độ nhớt của hỗn hợp bê tông cao hơn.
Bê tông chống chảy rửa dưới nước có thể được xem xét cho việc sử dụng
trong nhiều phạm vi khác nhau của công trình dưới nước (cả nước ngọt và nước
biển), nơi mà những đặc tính của nó (chống rửa trôi, khả năng tự đổ đầy và khả
năng tự san bằng) là những thuận lợi lớn.
Tuy nhiên, đối với những kết cấu sau không được sử dụng loại bê tông này:
- Kết cấu nằm bên trên mặt nước.
- Kết cấu có thể tiếp xúc với không khí.
- Bê tông ứng lực trước.
- Tường chắn.
Điều kiện đổ đối với loại bê tông chống chảy rửa dưới nước là chủ yếu trong
nước có dòng chảy vận tốc dưới 5 cm/s, chiều cao rơi nên thấp hơn 50 cm và
khoảng cách chảy không quá 5m.


-4-

4


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN ĐỀ TÀI

Phụ gia hóa học:
Khi những phụ gia hóa học được sử dụng cho việc đổ bê tông dưới nước, sự
tương thích của chúng đối với những vật liệu khác được xem xét về thành phần hỗn
hợp và việc đổ bê tông.
Phụ gia chống chảy rửa là phụ gia hóa học mà liên kết nước tự do trong hỗn
hợp bê tông và làm giảm sự mất mát vật liệu mòn bò rửa trôi vào nước trong suốt
quá trình đổ bê tông dưới nước. Cụ thể là phụ gia chống chảy rửa ở tỷ lệ polymercement từ 0.2-2.0% trong suốt quá trình trộn của bê tông xi măng thông thường.
Sự phát triển của những phụ gia này được tập trung trước đây ở Bắc Âu,
nhưng gần đây được trải rộng ra đến Nhật Bản và Mỹ. Phụ gia chứa một phần hoặc
tất cả thành phần sau: các polymer trọng lượng cao phân tử, phụ gia giảm nước
phạm vi rộng, những dẫn xuất của cellulose và keo nhựa thông.
Phụ gia chống chảy rửa thường được sử dụng trong bê tông ở những môi
trường ngập nước (Maage 1984, Underwater Concrete 1983b). Bê tông cũng có thể
sử dụng vật liệu chống ăn mòn, Silica Fume (Makk and Tjugum 1985), hoặc những
phụ gia khác (Maage 1984, Underwater Concrete 1983b).
Lượng dùng lớn của phụ gia chống chảy rửa thường để cung cấp bê tông có
độ dính kết thích hợp để ngăn ngừa rửa trôi và phân tầng trong suốt quá trình đổ.
Số lượng lớn của phụ gia chống chảy rửa làm tăng giá thành của bê tông. Hỗn hợp
bê tông đủ dính kết để duy trì độ đồng nhất của nó trong khi rơi tự do trong nước và
đủ khả năng chảy để tự san bằng. Bê tông sử dụng phụ gia chống chảy rửa thường
dính (quánh), nhạy cảm với sự thay đổi nhỏ của lượng nước, phụ gia khác nào đó
và thường hay bò dính, khó tháo ra khỏi thiết bò.


-5-

5


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN ĐỀ TÀI
Phụ gia chống chảy rửa kết hợp với phụ gia giảm nước và phụ gia cuốn khí
nên được kiểm tra về khả năng tương thích. Bất kỳ những vấn đề gây rắc rối về nơi
đổ của hỗn hợp bê tông có thể được xem xét ở những mẻ trộn thử trước khi đổ thực
sự.
Phụ gia chống chảy rửa cho phép việc đổ dưới nước có hiệu quả của việc
trám bít chỗ hở bê tông mà không sử dụng thiết bò bảo vệ. Những nơi mà có vận
tốc chảy chậm và thành tầng của nước chảy ngang qua nơi đổ (xấp xỉ 1m/s), phụ
gia chống chảy rửa có thể ngăn cản bê tông khỏi bò chảy rửa tại nơi đổ. Việc thí
nghiệm việc đổ bê tông được làm trong suốt quá trình điều tra hoặc thiết kế các
bước của việc sửa chữa có thể xác đònh khả năng hợp lý của phụ gia chống chảy
rửa dùng cho dự án đặc biệt.

1.2 . TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU PHÁT TRIỂN BÊTÔNG CHỐNG CHẢY
RỬA KHI ĐỔ DƯỚI NƯỚC TRÊN THẾ GIỚI HIỆN NAY
1.2.1.Theo công ty hoá chất và phụ gia xây dựng -BASF
Công ty đã nghiên cứu và chế tạo thành công phụ gia sử dụng chống chảy
rửa cho bêtông RHEOMAC UW 450. Phụ gia chống chảy rửa Rheomac UW 450 là
phụ gia được sáng chế dễ sử dụng, phụ gia dựa trên nền chất lỏng cellulose, đặc
biệt phát triển cho việc ứng dụng bê tông dưới nước. Bê tông có chứa Rheomac
UW450 sẽ tạo ra tính chất chống chảy rửa xi măng và cốt liệu nhỏ tốt hơn, cản trở
việc rò rỉ vật liệu mòn ra bên ngoài đối với hỗn hợp bê tông.
Đặc điểm:
- Giảm chảy rửa xi măng và cốt liệu nhỏ.

- Giảm sự phân tầng, thậm chí với độ lưu động cao, tỷ lệ nước đối với chất kết dính
cao.
-6-

6


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN ĐỀ TÀI
- Tính lưu biến cung cấp cho việc làm cứng bê tông sau khi đổ.
- Giảm hay loại bỏ sự rửa trôi ximăng.
Chống chảy rửa: Chảy rửa được xác đònh bởi tiêu chuẩn Army Corps of
Engineers CRD-C61, “Test Method for Determining the Resistance of Freshly
Mixed Concrete to Washing out in Water”. Kết quả thí nghiệm cho thấy việc thêm
vào phụ gia chống chảy rửa cho bê tông Rheomac UW 450 làm giảm đáng kể việc
chống chảy rửa cho xi măng và cốt liệu nhỏ, so với bê tông mà không dùng nó.

Thông số của hỗn hợp bê tông:
- Lượng xi măng: 386 kg/m3.
- W/C = 0.49
- Độ sụt: 100 ± 10 mm.

Độ sụt: Bê tông mà thiết kế cho việc đổ dưới nước thường có độ sụt từ 20-25
cm. Sau khi phụ gia Rheomac UW450 được thêm vào, việc giảm độ sụt sẽ được lưu
ý. Việc thêm phụ gia siêu hóa dẻo có thể cần thiết để đạt được độ sụt theo yêu cầu
của việc đổ. Đánh giá về độ sụt khoảng 60 phút cho thấy, Rheomac UW450 không
có ảnh hưởng ngược lại về việc duy trì độ sụt.
Hàm lượng khí: Hàm lượng của phụ gia cuốn khí cao hơn một chút có thể
được yêu cầu để đạt được hàm lượng khí mong muốn khi sử dụng phụ gia Rheomac
UW450.


-7-

7


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN ĐỀ TÀI
Thời gian đông kết: Phụ gia Rheomac UW450 không ảnh hưởng đến thời gian
đông kết của bêtông khi dùng từ 260-780 ml/100 kg. Thời gian đông kết có thể kéo
dài khi hàm lượng dùng vượt quá 780 ml/100 kg.
Cường độ chịu nén : Việc sử dụng những mẫu thí nghiệm đổ trên không khí,
bêtông sử dụng thể đạt được cường độ chịu nén thấp hơn một chút khi so với bêtông
không sử dụng. Tuy nhiên, cường độ được đánh giá khi đổ trong môi trường nước,
bêtông sử dụng phụ gia Rheomac UW450 đạt được cường độ cao hơn vì sự chảy rửa
giảm. Ngoài ra, hầu hết hỗn hợp bêtông dưới nước tương ứng với tiêu chuẩn ACI
304R, “Guide for Measuring, Mixing, Transporting, and Placing Concrete”. Nếu
cần, tỷ lệ nước đối với chất kết dính có thể thấp hơn để đạt được kết quả mong muốn.

1.2.2. Sự không phân tán của bêtông dưới nước sử dụng phụ gia polymer của
TORU KAWAI.
Bài báo cáo này đã được viết để cung cấp chi tiết về công thức của phụ gia
được gọi là AKLITH 12 cũng như chất lượng của bê tông không phân tán dưới nước
mà được gọi là JOILUC khi được chảy trong khoảng cách đáng kể.
Ở cảng, sông và những công trình cấu kiện bê tông ở biển, việc đổ bê tông
dưới nước đã được ứng dụng bằng cách sử dụng những ống tremie và bơm hoặc
thay đổi thành phần bê tông. Kể từ lúc bê tông được đổ với những phương pháp thi
công trên đã cho thấy xu hướng bò phân tầng nhờ vào sự chảy dưới nước, những kỹ
thuật đổ được cải tiến đã trở nên cần thiết. Mặt khác, những loại mới của bê tông
dưới nước không bò phân tán có tính nhớt cao đã được phát triển trong những phạm
vi lớn. Quan trọng hơn, bê tông không bò phân tán dưới nước có thể được cho phép
để rơi tự do trong nước nhờ trọng lượng bản thân mà không bò phân tầng hoặc chảy

rửa xi măng nhờ vào phụ gia polymer thích hợp.
-8-

8


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN ĐỀ TÀI
Dưới những hoàn cảnh này, nhiều tác giả cũng đã phát triển loại bê tông
dưới nước mới được gọi là JOILUC (Jointless underwater concrete). Ngoài những
đặc tính trên, thời gian cho phép giữa những lần đổ mà không có xuất hiện những
vết nứt do thời tiết lạnh. Nó cũng có tính lưu động cao bởi vì có sử dụng phụ gia
siêu dẻo thích hợp và có thể được ứng dụng cho cả cấu kiện bê tông cốt thép mà
không cần gia công chấn động.
Phụ gia : Đặc tính không bò phân tán của bê tông có được nhờ vào polymer
tan được trong nước được sử dụng như tác nhân làm tăng tính nhớt và khả năng
chảy cao của nó đạt được nhờ vào chất siêu dẻo dạng polymer.
Việc làm tăng tính nhớt của nước trộn nhờ thêm vào thích hợp polymer tan
được trong nước sẽ làm tăng cường sự chống phân tầng của bê tông đối với nước.
Những thí nghiệm sơ bộ đã được thực hiện bằng cách sử dụng vữa với tỷ lệ N/X =
0.50 và 1 đến 2 tỷ lệ N/X để xem xét sự làm việc của những polymer tan được
trong nước như là những tác nhân làm tăng độ nhớt.
Một thí nghiệm để xác đònh sự chống phân tầng của bê tông đã được thực
hiện tiếp theo bằng cách sử dụng hroxy propyl metyl cellulose (HPMC),
hroxyl ethyl cellulose (HEC) và polyethylene oxidic (PEO). Thành phần hỗn
hợp và những kết quả của cuộc thí nghiệm đã được cho ở bảng 2 và 3.

Bảng 2 : Tỷ lệ trộn
Tỷ lệ N/X

Phần trăm cát C/


Nước

Xi măng

(%)

(C+Đ)

(lit)

(kg)

55

48

220

400

-9-

Cốt liệu

Cốt liệu

nhỏ

lớn


(kg)
769

(kg)
855

9


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN ĐỀ TÀI

- 10 -

10


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN ĐỀ TÀI
Ở đây, tác nhân làm giảm khí được thêm vào để điều chỉnh hàm lượng khí
trong phạm vi từ 4-6%. Tính nhớt của nước trộn, đó là 1 dung dòch nước của
polymer đã được đo bằng máy đo nhớt kế dạng có cánh khuấy. Những mẫu thử ở
trên không khí đã được đúc theo tiêu chuẩn JIS A 1132 và những mẫu thử dưới
nước đã được đúc với việc đổ tự do trong nước với khoảng cách 30 cm. Hình 2: Đồ
thò thể hiện mối quan hệ giữa độ nhớt của nước trộn và tỷ lệ cường độ chòu nén của
mẫu thử dưới nước so với trên không khí. Ta có thể thấy rõ ràng phạm vi độ nhớt
của nước trộn vượt quá xấp xỉ 5 N.s/m 2, tỷ lệ cường độ sẽ vượt hơn 0.80, mà điều
này chỉ rõ việc tăng cường trong việc chống lại sự phân tầng bất kể loại polymer
nào được sử dụng. Như đã được chú ý ở trên, 3 loại polymer này đã chứng minh
được sự hiệu quả nhất. Theo đó, HPMC đã được sử dụng thử để làm tác nhân tăng
tính nhớt.

Hình 2 : Sự thay đổi tỷ số cường độ

- 11 -

11


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN ĐỀ TÀI
Quan hệ giữa cường độ chòu nén của mẫu thử được đúc ở trên không khí và của
mẫu thử được đúc ở trong nước được thể hiện ở Hình 4. Mẫu thử trên cạn đã được
đúc mẫu theo JIS A 1132 và mẫu thử trong nước được đổ khuôn với chiều cao rơi
30 cm. Những kết quả cho thấy khả năng chống phân tầng tốt trong suốt quá trình
đổ dưới nước. Tỷ lệ cường độ chòu nén giữa mẫu thử trên cạn và dưới nước là từ
0.85-1.0 bất kể loại xi măng hoặc thành phần hỗn hợp bê tông nào được sử dụng.

Hình 5 cho thấy quan hệ giữa hàm lượng phụ gia được gọi là AKLITH 12
dùng cho bê tông dưới nước và tỷ lệ cường độ chòu nén của mẫu thử dưới nước so
với trên cạn theo chiều cao rơi xuống nước.

- 12 -

12


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN ĐỀ TÀI

Ta thấy rõ ràng khi sử dụng càng nhiều lượng phụ gia thì tỷ lệ càng lớn. Nếu
bê tông sử dụng hơn 7kg/m3 phụ gia, tỷ lệ thậm chí lớn hơn 0.9 khi rơi ở chiều cao
1m. Vấn đề chính đối với bê tông này là việc đổ nên được thực hiện thông qua ống
tremie để ngăn ngừa sự rơi tự do của bê tông trong nước, để làm giảm sự phân tầng

xuống mức thấp nhất có thể.
Thí nghiệm ở phạm vi lớn hơn
Những kết quả ở phòng thí nghiệm đã khẳng đònh rằng bê tông dưới nước đảm bảo
chất lượng như đối với bê tông thông thường ở trên cạn.
Vài thí nghiệm ở phạm vi rộng hơn cũng đã được tiến hành, sử dụng những
ván khuôn lớn để đánh giá độ lưu động và chất lượng của bê tông này khi nó được
ứng dụng vào cấu kiện thực tế.
Những yêu cầu chính đối với bê tông khi thử nghiệm ở phạm vi lớn
'
(1) Cường độ bê tông fc phải lớn hơn 23.5 MN/m2 ở tuổi 28 ngày.

(2) Những vết nứt do nhiệt không được phép đối với bê tông khối lớn
(3) Bê tông phải chảy được qua những thanh thép dày đặc mà không có bất
kỳ lỗ trống nào khi ứng dụng cho bê tông cốt thép.
(4) Khoảng cách lớn nhất cho phép giữa những ống tremie phải được xác
đònh để đảm bảo chất lượng bê tông.
Khi xem xét những yêu cầu này, Xi măng Portland xỉ lò cao, loại B đã được
sử dụng bởi vì sự chống ăn mòn sulfate và nhiệt thủy hóa thích hợp. Kích thước của
ván khuôn đã được sử dụng như hình 9. Bê tông được đổ thông qua ống tremie
- 13 -

13


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN ĐỀ TÀI
được sửa lại với một van gắn ở đầu thấp. Ống tremie đặt chìm sâu 1m so với 1 cạnh
của ván khuôn (được đổ đầy nước). Tốc độ đổ bê tông tăng lên từ v=0.1 và v=0.4
m/h bằng cách mở và đóng van.

Kết quả của cuộc thí nghiệm với bê tông trộn sẵn sau khi cho phụ gia siêu

dẻo . Những kết quả sắp tới đã đạt được với sự thay đổi nhỏ. Đường dốc bề mặt
của bê tông đã được thể hiện khi 10 lần đổ ở Hình 10 . Phụ thuộc vào ¼ của việc
đổ bê tông, độ dốc khi v=0.4 m/h thì lớn hơn khi v=0.1m/h. Bởi vì tốc độ chảy
không tỷ lệ với áp suất cột nước nhờ vào độ nhớt cao của bê tông. Về sau, độ dốc
đã giảm khi chiều cao bê tông tăng. Mỗi độ dốc cuối thể hiện trong vòng 1/500,
điều đó thể hiện đặc tính san bằng của bê tông dưới nước.

- 14 -

14


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN ĐỀ TÀI

Kết luận chung cho đề tài này :
Thông qua những nghiên cứu thử nghiệm và phân tích về những polymer tan
được trong nước và phụ gia siêu dẻo đối với bê tông không phân tán dưới nước, 3
kết luận chính đã được rút ra:
(1) Những polymer tan trong nước như HPMC, HEC và PEO có hiệu quả trong việc
tăng cường tính nhớt của nước trộn.
(2) Sự chống phân tầng của bê tông trong nước được tăng cường khi độ nhớt của
nước trộn lớn hơn 5 N.s/m2.
(3) Sự cô đặc Melamine sulfonic acid formaldehyde là phụ gia hợp lý nhất đối với
bê tông sử dụng HPMC.
Những thí nghiệm đã làm rõ được đặc tính cơ bản của bê tông dưới nước.
Cường độ của những mẫu thử được đổ khuôn khi rơi tự do trong nước nhờ vào trọng
lượng bản thân thì gần bằng 90% của bê tông được đúc trên cạn.
Những thí nghiệm ở phạm vi lớn đã thực hiện để kiểm tra chất lượng của bê
tông không bò phân tán dưới nước, độ bẹt của nó từ 50-60 cm, thể hiện được đặc
tính tự san bằng và tự lèn, không xảy ra phân tầng hay mất cường độ .

Từ những kết luận trên, tiêu chuẩn kiểm tra chất lượng đối với JOILUC đã
được thiết lập. Sử dụng những tiêu chuẩn này, việc đổ bê tông dưới nước ở dự án
Mitsubishi Heavy Industries Project đã được hoàn thành một cách thành công.
1.2.3. Đánh giá độ chống chảy rửa của bê tông dưới nước so sánh giữa phương
pháp CRD C61 và phương pháp thí nghiệm MC-1 của

M. SONEBI,

P.J.M.BARTOS VÀ K.H.KHAYAT

- 15 -

15


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN ĐỀ TÀI
Một cuộc điều tra được thực hiện để so sánh sự làm việc và đặc biệt là sự
lặp lại và độ nhạy của việc đánh giá về khả năng làm việc và sự chống chảy rửa
của bê tông dưới nước bằng cách sử dụng 2 phương pháp thí nghiệm dựa trên
những nhiệm vụ khác nhau. Phương pháp đầu tiên là thí nghiệm thả vào trong nước
(CRD C61) được sử dụng ở Bắc Mỹ, và phương pháp thứ hai là “new spray test”
(MC-1) đã được phát triển tại Đại học Paisley. Độ nhạy của kết quả thí nghiệm với
sự thay đổi của hàm lượng phụ gia chống chảy rửa và của phụ gia siêu dẻo thì đã
được điều tra.
Tính công tác xem xét theo độ sụt và độ bẹt, và sự chống chảy rửa được đo
bởi 2 phương pháp trên, thì đặc biệt nhạy cảm với sự thay đổi của phụ gia chống
chảy rửa và phụ gia siêu dẻo. Việc đánh giá sự lặp lại sự chống chảy rửa đã được
chỉ rõ rằng sự thay đổi của việc mất khối lượng sau 3 lần thả dưới nước theo thí
nghiệm “plunge test” thì thấp hơn của thí nghiệm “spray test”. Khả năng làm việc
và việc đo sự chảy rửa bằng 2 phương pháp trên thì nhạy cảm với sự thay đổi của tỉ

lệ hàm lượng của phụ gia chống chảy rửa và hàm lượng phụ gia siêu dẻo. Thông
thường, phương pháp “ spray test” được tìm ra thì thí nghiệm khắt khe hơn và thể
hiện kết quả chảy rửa cao hơn thí nghiệm “plunge test”. Việc điều tra để thiết lập
mối quan hệ giữa cả hai thí nghiệm này.
Đối tượng của việc nghiên cứu đã báo cáo để so sánh về khả năng làm việc,
cụ thể là sự lặp lại và độ nhạy của hai phương pháp khác nhau cho việc đánh giá
sự chống chảy rửa của hỗn hợp bê tông dưới nước, cụ thể là thí nghiệm theo tiêu
chuẩn Mỹ CRD C61 và thí nghiệm mới MC-1. nh hưởng của lượng dùng phụ gia
chống chảy rửa (AWA), phụ gia siêu dẻo (SP), tính công tác được đo bằng thí
nghiệm độ sụt và độ bẹt thì cũng được điều tra. Mối quan hệ giữa việc mất khối
lượng do chảy rửa có được bằng thí nghiệm CRD C61 và MC-1 đã được thiết lập.
- 16 -

16


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN ĐỀ TÀI
Những thông số được điều tra được tập trung chủ yếu là AWA và lượng dùng phụ
gia siêu dẻo và tỷ lệ N/X.
Thí nghiệm “Stream test”
Thí nghiệm này đã phát triển tại Bỉ. Đó là một thí nghiệm đơn giản, cho
phép đánh giá trực quan về mức độ chống chảy rửa. Thí nghiệm có thể được sử
dụng ở phòng thí nghiệm và tại công trường.
Việc tiến hành thí nghiệm bằng cách sử dụng ống dẫn nước đường kính 100150 mm, dài 2m và nghiêng một góc 15-20o so với phương ngang.

Một mẫu thử của bê tông được đổ tại vò trí 300 mm tính từ cuối kênh dẫn.
Sau đó, nước sẽ được đổ vào ống và chảy qua mẫu thử bê tông. Lượng mất do chảy
rửa được xác đònh một cách trực quan. Mặc dù thí nghiệm thì có ích nhưng nó rất
nhạy cảm đối với người thí nghiệm khi những mẫu bê tông khác nhau được so sánh.
Nó phụ thuộc vào tốc độ chảy của nước được đổ qua mẫu thí nghiệm. Dòng chảy

của nước càng nhanh thì sự chảy rửa càng cao hơn. Vì thế, người thí nghiệm phải
có nhiều kinh nghiệm để có thể giải thích chính xác những kết quả của việc thí
nghiệm này. Việc sử dụng cùng thể tích nước để đổ vào kênh dẫn tại cùng một vò
trí đối với mỗi thí nghiệm là rất quan trọng.
Thí nghiệm “Plunge test”
- 17 -

17


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN ĐỀ TÀI
Phương pháp thí nghiệm này có thể bắt nguồn từ nước Bỉ, nơi đã sử dụng tại
trường Đại học University of Ghent. Thí nghiệm ban đầu sử dụng một rổ nhỏ với
những lỗ tròn có đường kính 3mm, đổ bê tông đầy vào rổ và sau đó nhúng vào
nước 3 lần. Thí nghiệm “Plunge test” chỉ là 1 trong 3 thí nghiệm trực tiếp và cung
cấp giá trò cụ thể kết quả thí nghiệm. Thí nghiệm đã được chấp nhận bởi “the US
Corps of Engineers” và trở thành tiêu chuẩn CRD C61 .
Những thử nghiệm đã được thực hiện ở Fosroc Technology và Đại học
University of Paisley đã chỉ rõ rằng có thể đạt được độ chống chảy rửa tốt nhờ vào
những thành phần hỗn hợp mà cản trở việc chảy rửa theo những lỗ của rổ. Thí
nghiệm đã được điều chỉnh bằng cách sử dụng rổ có kích thước lớn hơn với đường
kính lỗ lớn hơn (20mm). Số lần nhúng dưới nước được tăng lên từ 3-5. Tuy nhiên,
vấn đề khác đã xảy ra khi sử dụng bê tông có độ chảy cao giống như hỗn hợp được
sử dụng cho việc đổ dưới nước tại công trường. Hỗn hợp bê tông có độ lưu động cao
vốn đã chảy ra khỏi những lỗ của rỗ trước khi nhúng vào nước.

- 18 -

18



CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN ĐỀ TÀI

- 19 -

19


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN ĐỀ TÀI

Thí nghiệm độ sụt và độ bẹt
Khả năng của bê tông cũng đã được đánh giá bằng việc sử dụng thí nghiệm
độ sụt và độ bẹt. Tính nhớt của bê tông có sử dụng phụ gia chống chảy rửa, việc
đánh giá về độ sụt và độ bẹt đã được thực hiện sau khi không có dòch chuyển đáng
kể của bê tông.

- 20 -

20


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN ĐỀ TÀI
Thiết kế thành phần hỗn hợp của bê tông
Tỷ lệ thành phần của những bê tông được kiểm tra như sau: Đối với mỗi loại
bê tông, những phạm vi sử dụng của AWA và SP thì được chỉ rõ bảng dưới. Đối với
mỗi hàm lượng của AWA, một mẻ bê tông được chuẩn bò cho việc xác đònh tính
công tác và sự chảy rửa. Trong tất cả trường hợp, thể tích của cốt liệu thô đã được
giới hạn gần 300 l/m3 và tỷ lệ C/ (C+Đ) gần bằng 0.45.

Đánh giá sự lặp lại:

Những sự lặp lại đã được kiểm tra đối với bê tông có tỷ lệ N/X = 0.43, 0.5%
phụ gia chống chảy rửa và 1.21 lít phụ gia siêu dẻo. Khả năng làm việc và sự chống
chảy rửa đã được xác đònh bằng cách đo độ sụt, độ bẹt và sự mất khối lượng của
mẫu thử sau 3 lần rơi dưới nước theo tiêu chuẩn CRD C61 và sau 4 phút đối với
tiêu chuẩn MC-1.

- 21 -

21


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN ĐỀ TÀI
Những kết quả về việc kiểm tra khả năng làm việc được biểu diễn ở hình
dưới đây. Hệ số dao động về độ bẹt thì lớn hơn của độ sụt (2.4% so với 1.9%) trong
khi độ lệch tiêu chuẩn thì nhỏ hơn (8mm và 4mm). Thông thường, độ lệch tiêu
chuẩn của độ sụt và độ bẹt được nhận ra là thấp hơn 10 và 25 mm (theo tiêu chuẩn
JSCE cho bê tông dưới nước).

Quy luật của việc đo sự chống chảy rửa bằng phương pháp CRD C61 và
MC-1 cho thấy rằng: Sự phân tán xi măng của việc đo sự mất khối lượng theo
- 22 -

22


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN ĐỀ TÀI
phương pháp MC-1 thì cao hơn khi sử dụng phương pháp CRD C61. Sự mất khối
lượng bởi việc chảy rửa khi sử dụng MC-1 theo thời gian đề nghò 4 phút thì cao hơn
so với thí nghiệm CRD C61 sau khi nhúng 3 lần mẫu thử hỗn hợp bê tông dưới
nước (13.9% so với 3.6%). Sự khác nhau này có thể giải thích bằng cách khi mẫu

thử bê tông được đổ vào “baseplate” trong thí nghiệm MC-1 đã không được giữ lại
như thí nghiệm CRD C61 sử dụng rổ có đục lỗ. Mẫu thử bê tông trong thí nghiệm
chảy rửa MC-1 đã bò phơi bày dưới nước từ vò trí đầu phun mà không có bất cứ sự
bảo vệ nào và hỗn hợp bê tông với khả năng chống chảy rửa thấp. Mẫu thử bê tông
được đổ vào trong rổ được đục lỗ (theo thí nghiệm CRD C61) đã được giữ lại nhờ
rổ và sự mất khối lượng được giới hạn lại đối với vữa có chứa những hạt cốt liệu
nhỏ với lỗ đục của rổ có đường kính nhỏ hơn 3mm. Theo tính toán, sự mất khối
lượng của phương pháp MC-1 cao hơn gần 4 lần của thí nghiệm CRD C61.

Độ nhạy: Đối tượng của sự kiểm tra độ nhạy là nghiên cứu ảnh hưởng của sự dao
động nhỏ về hàm lượng phụ gia chống chảy rửa và phụ gia siêu dẻo đến khả năng
- 23 -

23


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN ĐỀ TÀI
làm việc và sự chống chảy rửa của hỗn hợp bê tông. Tỷ lệ N/X được cố đònh là
0.43. Những hàm lượng của phụ gia chống chảy rửa là 0.30%, 0.55% và 0.60% so
với khối lượng xi măng. Hàm lượng của phụ gia siêu dẻo là 1.17 lít, 1.40 lít và 1.76
lít / 100kg xi măng . Tính công tác của hỗn hợp bê tông được đánh giá bằng thí
nghiệm độ sụt và độ bẹt và sự chảy rửa được đánh giá bởi thí nghiệm MC-1 và
CRD C61.

Ảnh hưởng của sự thay đổi về lượng dùng phụ gia chống chảy rửa và phụ gia
siêu dẻo đến độ sụt và độ bẹt được biểu diễn. Khi giảm phụ gia chống chảy rửa từ
0.55% xuống 0.30% hoặc tăng phụ gia chống chảy rửa từ 0.55% đến 0.60% (cố đònh
liều lượng phụ gia siêu dẻo) đã ảnh hưởng đến độ sụt và độ bẹt. Chẳng hạn, sự
tăng phụ gia chống chảy rửa từ 0.55% đến 0.60% (hỗn hợp 13 so với 10) đã gây
giảm độ bẹt và độ sụt xuống 6 và 5%. Khi giảm phụ gia AWA từ 0.55-0.30% (hỗn

hợp 7 so với 10) đã làm tăng độ bẹt và độ sụt lên 3% và 5%.
Khi giảm hàm lượng AWA từ 0.55-0.30% và việc tăng hàm lượng phụ gia
siêu dẻo SP từ 1.40-1.76 lít (hỗn hợp 8 so với 10) đã làm tăng độ sụt và độ bẹt
- 24 -

24


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN ĐỀ TÀI
tương ứng 12% và 20%. Khi tăng AWA từ 0.55-0.60% và giảm hàm lượng SP từ
1.40-1.17 lít (hỗn hợp 12 so với 10) đã làm giảm độ sụt và độ bẹt tương ứng 24% và
19% (hình 9 và 10).

Khi giảm AWA từ 0.55-0.30% (hỗn hợp 7 so với 10) đã làm tăng sự mất
khối lượng do chảy rửa là 90% và 112% đối với thí nghiệm CRD C61 và MC-1.
Tuy nhiên, khi tăng hàm lượng SP và giữ hàm lượng AWA là 0.30% (hỗn hợp 8 so
- 25 -

25