1. BÊ TÔNG TỰ ĐẦM (SCC)

Bê tông tự đầm (SCC) là loại bê tông có độ chảy cao, không phân tầng, lấp đầy đồng đều và hoàn toàn mọi góc của ván khuôn bằng chính trọng lượng của nó và bao bọc cốt thép mà không cần bất kỳ rung động nào, trong khi vẫn duy trì tính đồng nhất

1.1.  Khu vực ứng dụng

Bê tông tự đầm (SCC) có thể được sử dụng trong các ứng dụng bê tông đúc sẵn hoặc bê tông đổ tại chỗ. SCC được sử dụng để đúc các kết cấu có sử dụng hàm lượng cốt thép dầy đặc và ở các khu vực hạn chế tiếp cận để đổ và đầm bê tông, như việc đổ bê tông các lớp lót đỡ đường ống hoặc đổ bê tông trong lòng cột ống thép trong kết cấu thép-bê tông. Bê tông tự đầm có thể được sản xuất tại trạm trộn tại công trường hoặc trong nhà máy bê tông thương phẩm và được vận chuyển đến công trường bằng xe bồn bê tông. Nó có thể được đổ bằng cách bơm hoặc đổ vào theo phương ngang hoặc phương thẳng đứng.

1.2. Đặc điểm của Bê tông tươi tự đầm

Một hỗn hợp bê tông chỉ có thể được phân loại là bê tông tự đầm nếu đáp ứng tất cả các đặc điểm được đề cập dưới đây:

1. a) Khả năng làm đầy (khả năng tự chảy),
2. b) Khả năng vượt qua,
3. c) Khả năng chống phân tầng/tách nước, và
4. d) Độ nhớt

Các thử nghiệm trên phải được thực hiện theo IS 1199 (Phần 6).

1.2.1. Khả năng làm đầy (khả năng tự chảy)

Đây là khả năng bê tông tươi tự chảy vào và lấp đầy mọi khoảng trống trong ván khuôn, dưới trọng lượng của chính nó. Phương pháp kiểm tra độ sụt chảy được thực hiện để kiểm tra khả năng chảy. Giá trị độ sụt chảy mô tả khả năng chảy của hỗn hợp mới ở điều kiện không tác động. Quan sát bằng mắt trong quá trình thử nghiệm có thể cung cấp thêm thông tin về khả năng chống phân tầng và tính đồng nhất.

Sau đây là các loại độ sụt chảy điển hình theo yêu cầu ứng dụng:

1. a) SF1 (độ sụt chảy 550 mm – 650 mm). Loại SCC này thích hợp cho:
   • Kết cấu bê tông cốt thép nhẹ hoặc không có cốt thép được đúc từ trên xuống có thể chảy tự do từ điểm đổ bê tông (ví dụ, bê tông sàn nhà ).
   • Cấu kiện thi công bằng hệ thống phun bơm (ví dụ: lớp lót đường hầm).
   • Các cấu kiện đủ nhỏ để ngăn dòng chảy dài theo phương ngang (ví dụ, cọc và một số móng sâu).

1. b) SF2 (độ sụt chảy 660 mm – 750 mm) phù hợp với các ứng dụng đổ bê tông kết cấu thông thường (ví dụ tường, cột).
2. c) SF3 (độ sụt 760 mm — 850 mm) được sử dụng cho các ứng dụng đổ bê tông phương thẳng đứng trong các kết cấu có cốt thép dầy, các kết cấu có hình dạng phức tạp hoặc để lấp đầy dưới cốp pha. SF3 thường sẽ cho bề mặt hoàn thiện tốt hơn SF2 đối với các kết cấu thẳng đứng thông thường nhưng khả năng chống phân tâng khó kiểm soát hơn.

1.2.2. Khả năng vượt qua (khả năng tự chảy qua được các điểm chặn bởi cốt thép)

Khả năng vượt qua được mô tả là khả năng của bê tông tươi có thể tự chảy qua các không gian hạn chế và các khe hở hẹp chẳng hạn như các khu vực cốt thép dầy đặc mà không bị phân tầng. Nếu khu vực có ít hoặc không có cốt thép, có thể không cần xác định khả năng vượt qua này như một yêu cầu của bê tông tự đầm. Thử nghiệm L-box được thực hiện để kiểm tra khả năng vượt qua. Tỷ lệ tối thiểu giữa độ sâu của bê tông trong phần ngang so với độ sâu của phần dọc bê tông được coi là 0,8. Nếu SCC chảy tự do như nước, nó sẽ hoàn toàn nằm ngang và tỷ lệ sẽ bằng 1,0.

1.2.3. Khả năng chống phân tầng (Tính ổn định)

Đây là khả năng của bê tông tươi giữ được sự đồng nhất về thành phần khi ở trạng thái hỗn hợp. Thử nghiệm khả năng phân tầng (sàng) được thực hiện để kiểm tra tính chất này của bê tông tươi.

Sau khi lấy mẫu, bê tông tươi được để nghỉ trong 15 phút và ghi lại bất kỳ sự tách nước chảy ra nào. Sau đó, phần trên cùng của mẫu được đổ vào sàng có lỗ vuông 4,75 mm. Sau 2 phút, ghi lại khối lượng vật liệu lọt qua sàng. Sau đó, tỷ lệ phân tách (SR) được tính bằng tỷ lệ mẫu lọt qua sàng.

Có hai cấp phân tầng được phân loại, cụ thể là SR1 và SR2. SR1 thường được áp dụng cho các tấm sàn mỏng và cho các ứng dụng kết cấu thẳng đứng với khoảng cách dòng chảy nhỏ hơn 5m và khoảng cách giam giữ lớn hơn 80mm. SR2 được ưu tiên trong các ứng dụng thẳng đứng nếu khoảng cách dòng chảy lớn hơn 5 m với khoảng cách giam giữ lớn hơn 80 mm để đảm bảo không bị phân tầng trong quá trình bê tông tự chảy. Đối với loại SR1, khả năng chống phân tầng sẽ là 15 đến 20 phần trăm và đối với SR2, nó sẽ nhỏ hơn 15 phần trăm. SR2 cũng có thể được sử dụng cho các ứng dụng kết cấu thẳng đứng cao với khoảng cách giới hạn nhỏ hơn 80 mm nếu khoảng cách dòng chảy nhỏ hơn 5 m, nhưng nếu dòng chảy lớn hơn 5 m, giá trị SR mục tiêu nhỏ hơn 10 phần trăm được khuyến nghị. Khả năng chống phân tách trở thành một thông số quan trọng với các cấp độ sụt cao hơn và/hoặc các cấp độ nhớt thấp hơn, hoặc nếu các điều kiện đổ bê tông thúc đẩy sự phân tách. Nếu không áp dụng bất kỳ kết cấu nào có tính chất đặc trưng như trên, thì thường không cần thiết phải chỉ định cấp chống phân tầng của bê tông tự đầm.

1.2.4. Độ nhớt

Độ nhớt có thể được đánh giá bằng thời gian chảy trong phễu chữ V theo IS 1199 (Phần 6). Bê tông có độ nhớt thấp sẽ có dòng chảy ban đầu rất nhanh và sau đó dừng lại. Bê tông có độ nhớt cao có thể tiếp tục chảy về phía trước trong một thời gian dài.

Một phễu hình chữ V chứa đầy bê tông tươi và thời gian để bê tông chảy ra khỏi phễu được đo và ghi lại là thời gian chảy của phễu chữ V. Độ nhớt được phân loại thành hai loại, đó là V1 và V2. V1 có khả năng lấp đầy tốt ngay cả với vùng cốt thép dầy đặc. Nó có khả năng tự san phẳng và thường có bề mặt hoàn thiện tốt nhất. Độ nhớt loại V2 có nhiều khả năng thể hiện hiệu ứng thixotropic, điều này có thể hữu ích trong việc hạn chế áp lực thành ván khuôn hoặc cải thiện khả năng chống phân tách. Nhưng nó có thể gây ra những tác động tiêu cực đến độ hoàn thiện bề mặt và độ nhạy đối với các mạch ngừng hoặc độ trễ giữa các lần trượt ván khuôn.

Đối với loại V1, thời gian để bê tông chảy qua phễu V phải là ≤ 8 s và đối với loại V2, thời gian để bê tông chảy qua phễu V phải từ 8 s đến 25 s.

2. THIẾT KẾ CẤP PHỐI

2.1. Nguyên tắc thiết kế cấp phối

1. a) Hàm lượng cốt liệu thô thấp hơn,
2. b) Tăng lượng hồ vữa xi măng,
3. c) Tỷ lệ nước/bột thấp (xem Chú thích),
4. d) Tăng cường phụ gia siêu dẻo, và
5. e) Đôi khi sử dụng thêm phụ gia điều chỉnh độ nhớt.

CHÚ THÍCH – Bột dùng để chỉ các vật liệu có kích thước hạt nhỏ hơn 0,125 mm. Nó bao gồm các vật liệu có kích thước hạt này từ xi măng, phụ gia khoáng và cốt liệu. Tỷ lệ nước/bột phải từ 0,85 đến 1,10 theo thể tích.

2.2. Thiết kế cấp phối tiệm cận dần

Các thử nghiệm trong phòng thí nghiệm sẽ được sử dụng để xác định khả năng thỏa mãn của cấp phối bê tông ban đầu đối với các đặc tính và cấp đặc tính được chỉ định. Nếu cần thiết, điều chỉnh thành phần cấp phối sau đó sẽ được thực hiện. Khi tất cả các yêu cầu được đáp ứng, lúc đó cấp phối phải được thử nghiệm ở quy mô sản xuất trong nhà máy bê tông và nếu cần, tại hiện trường để xác minh cả đặc tính khi bê tông tươi và khi bê tông đóng rắn.

Thiết kế cấp phối thường dựa trên các cách tiếp cận được nêu dưới đây:

1. a) Xác định cường độ nén trung bình mục tiêu của mẫu thiết kế.
2. b) Chọn hàm lượng không khí cho phép dựa trên kích thước danh nghĩa tối đa quy định của cốt liệu và mác bê tông.
3. c) Lựa chọn tỷ lệ nước-xi măng/nước-vật liệu kết dính.
4. d) Chọn cấp phối hỗn hợp ban đầu.
5. e) Chọn hàm lượng nước và hàm lượng xi măng/tro bay (hoặc vật liệu kết dính bổ sung khác).
6. f) Chọn hàm lượng phụ gia.
7. g) Chọn hàm lượng bột và hàm lượng cốt liệu mịn.
8. h) Chọn hàm lượng cốt liệu thô.
9. i) Tính thể tích hàm lượng bột và xác định tỷ lệ nước/bột theo thể tích và hiệu chỉnh nếu cần.
10. j) Xác định cấp phối cho mẫu thử nghiệm 1.
11. k) Chế tạo SCC tươi quy mô phòng thử nghiệm, thực hiện các thử nghiệm theo yêu cầu và thực hiện các điều chỉnh.
12. l) Thí nghiệm các đặc tính của SCC ở trạng thái đông cứng.
13. m) Sản xuất thử trong quy mô nhà máy.

2.3. Cấp phối điển hình

1. a) Đủ lượng cốt liệu mịn (< 0,125 mm), tốt nhất là trong khoảng từ 400 kg/m³ đến 600 kg/m³, bao gồm một lượng thích hợp cốt liệu mịn và phụ gia khoáng như tro bay theo tỷ lệ phù hợp, có thể được sử dụng để tạo độ chảy mà vẫn đảm bảo tuân thủ các đặc tính kỹ thuật, đặc biệt là co ngót. Hàm lượng cốt liệu mịn, thông thường, từ 48 đến 60 phần trăm khối lượng của tổng cốt liệu, tương đương bằng tổng khối lượng của các thành phần vật liệu khác trong cấp phối.
2. b) Hàm lượng nước từ 150 đến 210 kg/m3.
3. c) Sử dụng phụ gia giảm nước mức độ cao như phụ gia siêu dẻo gốc polycarboxylate ether (hiệu quả giảm nước > 30 phần trăm) và có thể sử dụng cùng với phụ gia điều chỉnh độ nhớt (VMA) với liều lượng thích hợp.

Trong trường hợp không đạt được hiệu suất thỏa đáng, phải xem xét thiết kế lại cơ bản hỗn hợp. Tùy thuộc vào vấn đề được phát hiện, các quá trình hành động sau đây có thể cần xem xét thực hiện để điều chỉnh cấp phối:

(1) Điều chỉnh tỷ lệ nước/bột và kiểm tra độ chảy cũng như các đặc tính khác của hồ vữa.

(2) Thử các loại vật liệu bổ sung khác nhau (nếu có).

(3) Điều chỉnh tỷ lệ thành phần cốt liệu mịn và liều lượng phụ gia siêu dẻo.

(4) Cân nhắc sử dụng chất điều chỉnh độ nhớt để giảm độ nhạy của hỗn hợp.

(5) Điều chỉnh tỷ lệ hoặc cấp phối hạt của cốt liệu thô.

2.4. Báo cáo

Báo cáo thiết kế hỗn hợp phải bao gồm những nội dung sau:

1. a) Thời gian thử nghiệm (ngày bắt đầu và ngày kết thúc);
2. b) Chi tiết công trình/loại kết cấu sử dụng bê tông, nếu có;
3. c) Tất cả dữ liệu được cung cấp cho thiết kế hỗn hợp theo 4.1 và các sai lệch so với IS 456, nếu có;
4. d) Dữ liệu thử nghiệm liên quan của các vật liệu khác nhau nhằm mục đích xác định cấp phối;
5. e) Chi tiết về vật liệu như nhãn hiệu xi măng, ngày sản xuất (tuần/năm), tỷ lệ puzolan/xỉ,… theo chứng chỉ của nhà sản xuất; nguồn cốt liệu thô và mịn (nếu được cung cấp), v.v.;
6. f) Chi tiết về các thử nghiệm đã tiến hành; Và
7. g) Cấp phối khuyến nghị.