1. Tổng quan về thi công bê tông Phơng pháp nhào trộn, vận chuyển, đổ khuôn bê tông thông thờng không đợc áp dụng chính xác trong trờng hợp khí hậu rất nóng. Rất khó định nghĩa thế nào là khí hậu nóng. Có thể coi rằng bê tông đợc thi công tại nhiệt độ không khí trên 35 0 C đợc coi là khí hậu nóng. Tại nhiệt độ này, nhiều vấn đề đặc biệt thờng xảy ra là: tốc độ thuỷ hoá xi măng nhanh, thời gian ninh kết ngắn; nớc nhào trộn bay hơi nhanh; co ngót dẻo lớn hơn; có ít thời gian hoàn thiện; giảm độ ẩm tơng đối; hút nớc khỏi bê tông do nền hoặc ván khuôn; khó khăn khi bảo dỡng liên tục và bảo dỡng từng phần; khó khăn khi sử dụng phụ gia cuốn khí. Những vấn đề trên cần đợc xem xét khi muốn chế tạo bê tông có chất lợng, có chất lợng cao và bền trong điều kiện khí hậu nóng. 1.1. Tốc độ thuỷ hoá nhanh điều chỉnh nhiệt độ bê tông và phơng pháp thi công bê tông trong điều kiện khí hậu nóng PGS. Ts. phạm duy hữu Trờng Đại học Giao thông Vận tải ths. phạm quốc chuơng Sở Giao thông Vận tải TP Hồ Chí Minh Tóm tắt: Bi báo trình by về phơng pháp điều chỉnh nhiệt độ bê tông v phơng pháp thi công bê tông trong điều kiện nóng. Giải pháp chủ yếu l hạ thấp nhiệt độ của nớc v cốt liệu. Summary: This article describes adjustment method of concretes temperature and construction method in hot weather. Main solution is reducing of temperature of water and aggregate. Tốc độ thuỷ hoá phụ thuộc vào nhiệt độ. Nhiệt độ để thuỷ hoá xi măng nằm trong khoảng 27 2 0 C. ở nhiệt độ cao hơn thời gian ninh kết sẽ giảm, bê tông sẽ sớm đông cứng và tính công tác giảm nhanh. Điều này cũng chỉ ra rằng chất lợng của gel và cấu trúc gel hình thành tại nhiệt độ cao trong thời gian đầu của quá trình thuỷ hoá có chất lợng thấp. Bê tông đợc thi công trong thời tiết nóng sẽ phát triển cờng độ sớm nhng nó sẽ mất cờng độ ở giai đoạn sau. Hình 1 mô tả ảnh hởng của nhiệt độ bảo dỡng đến cờng độ chịu nén của bê tông ở tuổi 1 ngày và 28 ngày. 1.2. Cốt liệu Cốt liệu cần giữ nơi thoáng mát, có mái che. Phun nớc lên cốt liệu, nớc bay hơi sẽ làm giảm nhiệt độ của cốt liệu. Nếu có thể phun nớc lạnh lên cốt liệu trớc khi thi công thì càng tốt. Hình 1. ảnh hởng của nhiệt độ bảo dỡng đối với cờng độ chịu nén của bê tông ở tuổi 1 ngy v 28 ngy. 1.3. Nớc Nhiệt độ của nớc ảnh hởng rất lớn đến nhiệt độ bê tông. Trong thực tế nhiệt độ của nớc dễ điều chỉnh hơn nhiệt độ của các thành phần khác. Mặt dù hàm lợng nớc ít hơn so với các thành phần khác nhng sử dụng nớc lạnh có tác dụng tốt đến việc làm giảm nhiệt độ bê tông (hình 2). Hình 2. Hiệu quả của nớc lạnh ảnh hởng đến nhiệt độ bê tông. Nếu nhiệt độ môi trờng rất cao, sử dụng nớc lạnh không đạt hiệu quả. Lúc này cần sử dụng nớc đóng băng. Các viên đá lạnh đợc nghiền nhỏ và trộn trực tiếp vào hỗn hợp. Cần chắc chắn rằng các viên đá phải tan hoàn toàn khi kết thúc nhào trộn. Khả năng giảm nhiệt độ của bê tông khi dùng nớc đá dạng viên từ 12 - 20 0 C tuỳ theo nhiệt độ của bê tông và liều lợng nớc đá từ 60 - 100 kg. 1.4. Nhào trộn và vận chuyển Nhiệt độ của cốt liệu, nớc và xi măng sẽ đợc giữ ở nhiệt độ thấp nhất có thể để nhiệt độ của bê tông dới 35 0 C. Bê tông đợc nhào trộn trong thời gian tối thiểu. Khi sử dụng nớc đá dạng viên cần phải nhào trộn thêm đủ để các viên đá tan hết. Hỗn hợp bê tông cần đợc nhào trộn ở gần nơi đổ để thời gian vận chuyển là tối thiểu. Cốt thép, ván khuôn, cốt liệu cần đợc phun nớc lạnh ngay trớc khi đổ bê tông. Cốt thép ở ngoài bê tông có thể đợc giữ lạnh bằng bất kỳ cách nào. Cần bổ sung thêm nhiều nhân công để hoàn thành sớm việc thi công bê tông. Bê tông nên đợc đổ thành từng lớp mỏng để thời gian giữa các lần đổ là ngắn, nhng không nên quá mỏng để không bị khô quá nhanh. Bê tông ở lớp hoàn thiện cần đợc che phủ cẩn thận tránh mất nớc bề mặt. Phủ bề mặt bê tông bằng các bao tải, vỏ bao xi măng ớt và tránh để nớc từ các bao này nhỏ vào bê tông tơi. Che phủ bề mặt sàn bằng bao tải ớt là không thích hợp lắm vì hoàn thiện bề mặt đóng vai trò quan trọng nhất. Bảo dỡng ẩm nên tiến hành càng sớm càng tốt. Nếu bê tông đợc bảo dỡng ẩm tốt, các mối liên kết có thể xuất hiện sau 24 giờ trong kết cấu sàn, mái. 2. Mô phỏng ảnh hởng nhiệt độ môi trờng, nhiệt độ bê tông tơi đến nhiệt độ bê tông Việc mô phỏng nhiệt độ của bê tông đợc tiến hành theo phơng pháp xác định nhiệt độ của bê tông bề mặt và ở trong khối bê tông, xác định mức chênh lệch nhiệt độ theo chiều dày của kết cấu. Điều kiện tác động là nhiệt độ quá trình thuỷ hoá trong xi măng, nhiệt độ bê tông tơi; nhiệt độ không khí; tốc độ gió, chế độ bảo dỡng, thời gian bảo dỡng. Ký hiệu thông số của sự mô phỏng: - Q là tổng nhiệt lợng của sự hydrat hoá trong xi măng (KJ/kg) - Nhiệt độ bê tông tơi là nhiệt độ của bê tông trớc khi đổ (t 0 C) - Tốc độ gió là vận tốc gió xung quanh các cấu kiện bê tông (m/s) Trong mô phỏng là tổng nhiệt lợng Hydrát hoá đợc thay đổi từ 274.4 0 C đến 302.3 0 C sự thay đổi này xấp xỉ 10%. Vì lý do này mà nhiệt độ của vùng giữa bề mặt và cấu kiện bê tông đã tăng lên 8.5%. Trong mô phỏng nhiệt độ bê tông tơi bị gia tăng từ 1.5 o C. Nhiệt độ lớn nhất trong vùng giữa các cấu kiện bê tông sẽ bị lên từ 1.07 o C tơng ứng mỗi cấp độ tăng nhiệt độ, trong khi đó nhiệt độ bề mặt cấu kiện bê tông sẽ tăng từ 0.6 o C và 0.93 o C đối với mỗi cấp độ tăng. 3. Điều chỉnh nhiệt độ vật liệu Để cải thiện chất lợng bê tông, cần giữ nhiệt độ càng thấp càng tốt. Để đạt đợc điều này trong điều kiện khí hậu nóng, cần giữ nhiệt độ của các thành phần vật liệu của bê tông càng thấp càng tốt. - Tốc độ gió không xem xét. - Với tổng nhiệt lợng Hydrát hoá là 302.3 0 C, nếu tổng nhiệt lợng trong Hydrát hoá trong xi măng là 274,4 o C thì nhiệt độ sẽ giảm xuống 4 0 C. - Nhiệt độ bê tông tơi là 32 0 C - Nhiệt độ không khí xung quanh bê tông là từ 29 0 C đến 34 0 C. - Nhiệt độ lớn nhất tại vùng giữa của cấu kiện bê tông là: 51 + 17.5 x 1.07 + 20 x 0.4 = 77.7 0 C - Nhiệt độ lớn nhất tại bề mặt bê tông là: 39.5 + 17.5 x 0.93 + 20 x 0.54 = 66.6 0 C Phơng trình tổng quát về nhiệt độ của bê tông (phơng trình cân bằng nhiệt độ): C b .G b .T b = C n .G n .T n + C d .G d .T d + + C c .G c .T c + C x .G x .T x trong đó: C, G, T - nhiệt độ; các chỉ số: n - nớc; d - đá, c - cát, x - xi măng. Khoảng thay đổi nhiệt độ của các thành phần: T n từ 0 đến 35 0 C; T d từ 20 đến 35 0 C; T c từ 20 đến 35 0 C; T x từ 25 đến 50 0 C. Kết quả tính toán cho thấy: Với bê tông có: khối lợng thể tích 2322 kg; đá 1080 kg; cát 723 kg; xi măng 349kg; nớc 185 lít, để đạt nhiệt độ bê tông tơi là 20 0 C thì nhiệt độ của xi măng 30 0 C, nhiệt độ của đá là 20 0 C nớc là 0 0 C. 4. Kết luận Để thi công bê tông trong điều kiện khí hậu Việt Nam cần khống chế nhiệt độ bê tông tơi khoảng 20 0 C. - Nhiệt độ cốt liệu giữ ở 20 0 C bằng cách làm lạnh bằng nớc đá. - Nhiệt độ của nớc là 0 0 C - Khi đó nhiệt độ của bê tông trên mặt là 66 0 C và trong lòng là 77 0 C. - Biện pháp bảo dỡng là tới nớc liên tục trong 7 ngày là tốt nhất. Tài liệu tham khảo [1] Phạm Duy Hữu. Công nghệ bê tông và bê tông đặc biệt. Nhà xuất bản xây dựng, 2005. [2] Kenneth N. Derucher. Materials for civil and highway Engineers. New Jersey, 1998Ă . tạo bê tông có chất lợng, có chất lợng cao và bền trong điều kiện khí hậu nóng. 1.1. Tốc độ thuỷ hoá nhanh điều chỉnh nhiệt độ bê tông và phơng pháp thi công bê tông trong điều kiện khí hậu. tắt: Bi báo trình by về phơng pháp điều chỉnh nhiệt độ bê tông v phơng pháp thi công bê tông trong điều kiện nóng. Giải pháp chủ yếu l hạ thấp nhiệt độ của nớc v cốt liệu. Summary: This article. đạt nhiệt độ bê tông tơi là 20 0 C thì nhiệt độ của xi măng 30 0 C, nhiệt độ của đá là 20 0 C nớc là 0 0 C. 4. Kết luận Để thi công bê tông trong điều kiện khí hậu Việt Nam cần khống chế nhiệt