BÊ TÔNG THỦY CÔNG - YÊU CẦU KỸ THUẬT
Hydraulic Concrete - Technical Requirements
1.1. Tiêu chuẩn này qui định các yêu cầu kỹ thuật đối với bê tông thủy công (loại bê tông nặng thông thường, không bao gồm bê tông đầm cán), dùng để xây dựng những công trình thủy lợi, hoặc những bộ phận của các công trình đó nằm thường xuyên, hoặc không thường xuyên trong nước.
1.2. Bê tông thủy công là hỗn hợp bê tông đã đông cứng. Việc phân loại bê tông thuỷ công được quy định như sau:
1. Theo vị trí của bê tông thủy công so với mực nước:
a. Bê tông thường xuyên nằm trong nước;
b. Bê tông ở vùng mực nước thay đổi;
c. Bê tông ở trên khô (nằm trên vùng mực nước thay đổi).
Bê tông của các kết cấu công trình thủy lợi nằm ở dưới mặt đất được coi là bê tông thường xuyên nằm dưới nước. Bê tông nằm trong đất có mực nước ngầm thay đổi và bê tông định kỳ có nước tràn qua được coi như bê tông nằm ở vùng có mực nước thay đổi.
2. Theo hình khối của kết cấu bê tông thủy công:
a. Bê tông khối lớn: kích thước cạnh nhỏ nhất không dưới 2,5m và chiều dày lớn hơn 0,8m (theo tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 4453 - 93).
b. Bê tông khối không lớn.
3. Theo vị trí của bê tông thủy công trong kết cấu đối với công trình khối lớn:
a. Bê tông mặt ngoài;
b. Bê tông ở bên trong.
4. Theo tình trạng chịu áp lực nước của bê tông thủy công:
a. Bê tông chịu áp lực nước;
b. Bê tông không chịu áp lực nước.
1.3. Tuỳ theo loại bê tông, mà đề ra yêu cầu đối với các tính chất kỹ thuật cần thiết, để bê tông đảm bảo chất lượng và công trình được bền vững.
Các Tiêu chuẩn Việt Nam (TCVN) được trích dẫn ở đây là tiêu chuẩn hiện hành, khi có tiêu chuẩn mới thay thế thì áp dụng tiêu chuẩn mới.
2.1. Yêu cầu về cường độ của bê tông thủy công.
2.1.1. Cường độ nén được xác định trên mẫu chuẩn hình lập phương có kích thước 150x150x150 mm được bảo dưỡng trong điều kiện tiêu chuẩn, tính bằng MPa (N/mm2) hoặc daN/cm2 (kG/cm2).
Khi dùng mẫu có kích thước không chuẩn, kết quả thử phải nhân với hệ số chuyển đổi a được ghi trong bảng 2.1.
Bảng 2.1. Hệ số chuyển đổi a
Kích thước của mẫu, mm | Kích thước cho phép lớn nhất của hạt cốt liệu trong bê tông, mm | Hệ số chuyển đổi a |
Mẫu lập phương (cạnh x cạnh x cạnh) 70,7 x 70,7 x 70,7 100 x 100 x 100 150 x 150 x 150 200 x 200 x 200 Mẫu hình trụ (đường kính x chiều cao) 71,4 x 143 100 x 200 150 x 300 200 x 400 |
10 và nhỏ hơn 20 40 70
10 và nhỏ hơn 20 40 70 |
0,85 0,91 1,00 1,05
1,16 1,17 1,20 1,24 |
Mác bê tông được xác định theo cường độ nén ở tuổi 28 ngày tính bằng MPa(N/mm2). Đối với kết cấu công trình bê tông chịu lực ở tuổi dài ngày hơn, có thể xác định mác ở tuổi 60, 90 ngày theo yêu cầu của cơ quan thiết kế và được cấp có thẩm quyền phê duyệt, được ghi trên bản vẽ thi công hoặc trong qui định kỹ thuật của dự án. Theo tiêu chuẩn TCVN 6025 - 95, qui định các mác bê tông thủy công như sau: M10, M15, M20, M25, M30, M40, M45 v.v... và sau mác ghi thêm tuổi để trong ngoặc đơn, ví dụ M20(28).
Cường độ bê tông ở tuổi t ngày được qui đổi về cường độ 28 ngày theo công thức: R28 = Rt/kt ;
Trong đó:
R28, Rt - Cường độ bê tông ở tuổi 28 và t ngày;
kt - Hệ số qui đổi được xác định sơ bộ theo bảng 2.2.
Bảng 2.2: Hệ số qui đổi cường độ nén của bê tông ở các tuổi về cường độ nén ở tuổi 28 ngày, (kt).
Tuổi bê tông, ngày | 3 | 7 | 14 | 21 | 28 | 60 | 90 | 180 |
kt | 0,50 | 0,70 | 0,83 | 0,92 | 1,00 | 1,10 | 1,15 | 1,20 |
Ghi chú:
Hệ số kt của bảng này áp dụng cho bê tông không pha phụ gia trong điều kiện nhiệt độ không khí T > 200C.
kt ở tuổi 3,7 ngày lấy tương ứng bằng 0,45 và 0,65 khi nhiệt độ không khí T = 15 - 20 0C.
kt ở tuổi 3,7 ngày lấy tương ứng bằng 0,40 và 0,60 khi nhiệt độ không khí T = 10 - 15 0C.
ở các tuổi nằm giữa các tuổi được ghi trong bảng, thì kt được xác định bằng phương pháp nội suy.
Các hệ số trong bảng chỉ là sơ bộ phục vụ cho tính toán cấp phối bê tông. Giá trị chính xác cần được xác định thông qua thí nghiệm.
2.1.2. Cường độ kéo khi uốn (cường độ uốn) được xác định trên mẫu chuẩn hình dầm có kích thước150x150x600 mm và được tính bằng MPa (N/mm2) hoặc daN/cm2 (kG/cm2).
Khi dùng các vật liệu thông thường, tương quan giữa cường độ nén và cường độ uốn như trong bảng 2.3. (chỉ để tham khảo). Khi cần cường độ uốn, phải thí nghiệm trên mẫu bê tông theo các phương pháp chuẩn.
Bảng 2.3. Tương quan giữa cường độ nén và cường độ nén.
Cường độ nén, MPa / Cường độ uốn, MPa | ||||||
15 / 2,5 | 20 / 3,0 | 25 / 3,5 | 30 / 4,5 | 35 / 4,5 | 40 / 5,0 | 50 / 5,5 |
Khi dùng mẫu có kích thước không chuẩn để thí nghiệm uốn, kết quả thử phải nhân với hệ số chuyển đổi b được qui định trong bảng 2.4.
Bảng 2.4. Hệ số chuyển đổi b .
Kích thước của mẫu dầm, mm | Kích thước cho phép lớn nhất của hạt cốt liệu trong bê tông, mm | Hệ số chuyển đổi b |
100 x 100 x 400 150 x 150 x 600 200 x 200 x 800 | 10 và 20 40 70 | 1,05 1,00 0,95 |
2.1.3. Cường độ kéo khi bửa của bê tông được xác định trên mẫu hình trụ hoặc mẫu lập phương 150x150x150 mm.
2.2. Yêu cầu về độ bền của bê tông thủy công khi tiếp xúc với nước.
2.2.1. Bê tông ở dưới nước, bê tông ở vùng mực nước thay đổi, cũng như bê tông ở dưới đất chịu tác dụng của nước ngầm phải có tính bền, chống được tác dụng ăn mòn của môi trường nước xung quanh.
2.2.2. Việc xác định tính chất ăn mòn của môi trường nước đối với bê tông thủy công, việc lựa chọn xi măng dùng cho bê tông cũng như việc sử dụng các biện pháp chống ăn mòn cho bê tông khi cần thiết được tiến hành theo các tiêu chuẩn về ăn mòn bê tông và bê tông cốt thép (tiêu chuẩn TCVN 3993 - 85 và TCVN 3994 - 85).
2.2.3. Đối với bê tông trong nước biển phải tuân thủ các tiêu chuẩn riêng.
2.3. Yêu cầu về độ chống thấm nước của bê tông thủy công.
2.3.1. Độ chống thấm nước của bê tông thủy công được xác định bằng áp lực nước tối đa khi mẫu còn chưa thấm ở tuổi 28 ngày. Khi công trình hoặc kết cấu công trình phải chịu áp lực nước thiết kế ở tuổi dài ngày có thể xác định tính chống thấm của bê tông ở tuổi 60 hoặc 90 ngày theo yêu cầu của cơ quan thiết kế.
2.3.2. Căn cứ vào khả năng chống thấm nước, bê tông thủy công được phân thành các mác chống thấm như bảng 2.5.
Bảng 2.5. Quy định mác chống thấm của bê tông thuỷ công.
Mác chống thấmChịu áp lực nước tối đa |
|
B-2 | không nhỏ hơn 2 daN/cm2 |
B-4 | không nhỏ hơn 4 daN/cm2 |
B-6 | không nhỏ hơn 6 daN/cm2 |
B-8 | không nhỏ hơn 8 daN/cm2 |
B-10 | không nhỏ hơn 10 daN/cm2 |
B-12 | không nhỏ hơn 12 daN/cm2 |
Ghi chú: Độ chống thấm nước của bê tông cũng được qui định theo hệ số thấm Kt, cm/giây. Tuỳ theo qui định về độ chống thấm, chọn phương pháp thí nghiệm tương ứng.
2.3.3. Mác chống thấm của bê tông thuỷ công ở dưới nước và ở vùng mực nước biến đổi được xác định theo đặc điểm của kết cấu và cột nước tác dụng lớn nhất lên kết cấu công trình như trong bảng 2.6.
Bảng 2.6. Mác chống thấm của bê tông thuỷ công ở dưới nước
và ở vùng mực nước biến đổi.
Tỉ số giữa cột nước tác dụng lớn nhất và bề dày kết cấu hoặc bề dày lớp bên ngoài của kết cấu (gradien) | Mác chống thấm |
Nhỏ hơn 5 Từ 5 đến 10 Lớn hơn 10 | B - 4 B - 6 B - 8 |
Ghi chú:
Lớp bên ngoài kết cấu được qui định là lớp có chiều dày bé hơn hoặc bằng 2m (tuỳ điều kiện về yêu cầu chống thấm và công nghệ thi công).
Mác chống thấm của bê tông trong kết cấu công trình thủy lợi được lựa chọn theo qui phạm thiết kế.
Tương quan giữa cường độ nén và mác chống thấm nước của bê tông theo áp lực nước tối đa, như bảng 2.7. (chỉ để tham khảo), khi thiết kế cấp phối bê tông chống thấm. Khi cần xác định mác chống thấm của bê tông, phải thông qua thí nghiệm.
Bảng 2.7. Tương quan giữa cường độ nén và mác chống thấm của bê tông.
Rn, MPa | 15 | 20 | 25 | 30 | 35 | 40 | 50 á 60 |
B | 2 | 4 | 6 | 8 | 10 | 12 | > 12 |
Các phương pháp thử các tính chất của bê tông thủy công được qui định trong tiêu chuẩn 14TCN 65- 2001./.