Ảnh hưởng của mô đun độ lớn của cát đến tính chất ma sát và lưu biến của bê tông tươi có xét đến yếu tố thời gian

• Đăng bởi: vuvannhan
• Nghiên cứu khoa học
• 18/04/2017

Ở nước ta hiện nay, kỹ thuật về bơm bê tông được quy định trong tiêu chuẩn TCXD 200-1997. Về vật liệu, tiêu chuẩn này đưa ra một số quy định chung về thiết kế cấp phối, trong đó việc kiểm tra tính thi công được của hỗn hợp bê tông được thực hiện thông qua kiểm soát kích thước của vật liệu và thông số độ sụt. Tuy nhiên, các nghiên cứu gần đây trên thế giới chỉ rõ rằng, thông số độ sụt thực tế không phản ánh hết được tính dễ bơm hay khó bơm của bê tông cũng như không đủ để dự báo áp lực bơm. Mô hình dòng chảy của bê tông trong ống bơm được Kaplan đề xuất và được khẳng định bởi Kwon chỉ rõ rằng, có từ hai đến ba pha khi bê tông chảy trong ống bơm gồm (1) bê tông chuyển động tịnh tiến ở phần lõi, (2) lớp trượt ở biên và (3) lớp cắt là lớp chuyển tiếp giữa lớp trượt và lớp tịnh tiến. Trong trường hợp vận tốc dịch chuyển của bê tông còn nhỏ thì dòng chảy trong ống chỉ có lớp 1 và lớp 3. Khi vận tốc lớn thì có cả 3 lớp. Tùy vào số lớp mà áp lực cần thiết để đẩy bê tông đi là khác nhau. Trong các công thức tính toán áp lực bơm được Kaplan đề xuất và đã được chứng minh bằng thực nghiệm thì áp lực bơm, phụ thuộc vào lưu lượng bơm, sẽ có 3 thành phần tương ứng với 3 pha chuyển động. Trong đó thành phần liên quan đến lớp trượt ở biên phụ thuộc được đặc trưng bằng thông số ma sát tiếp xúc giữa bê tông và thành ống. Thông số ma sát gồm hai thành phần, là ngưỡng trượt tiếp xúc ban đầu  và hằng số nhớt tiếp xúc . Lớp cắt liên quan đến tính chất lưu biến của bê tông, bao gồm ngưỡng cắt ban đầu  và thông số nhớt dẻo , mà trong thực tế hay được đặc trưng bằng độ sụt. Như vậy nếu chỉ quan tâm đến duy nhất thông số độ sụt thì sẽ không tính toán và dự báo một cách chính xác được áp lực bơm cũng như đánh giá một cách xác đáng tính dễ hay khó bơm của bê tông tươi. Các thông số ma sát và lưu biến được gọi chung là thông số bơm của bê tông.

Quan tâm đến tính bơm của hỗn hợp bê tông, trong thời gian gần đây, một số tác giả trong và ngoài nước đã quan tâm nghiên cứu tính chất ma sát của hỗn hợp bê tông khi chảy trong ống bơm cứng bằng thép. Các nghiên cứu này chủ yếu thực hiện bằng phương pháp thực nghiệm và chế tạo, chuẩn hoá thiết bị thực nghiệm và thực nghiệm đo đạc trên hỗn hợp bê tông được làm từ các thành phần khác nhau. Các nghiên cứu thực nghiệm trên chỉ ra rằng, khi thay đổi tỉ lệ cốt liệu thô, thay đổi hàm lượng phụ gia với một số cấp phối khác nhau về thành phần thì có thể có cùng một độ sụt nhưng thông số ma sát lại chênh lệch nhau đáng kể.

Để bổ sung cho cơ sở dữ liệu thực nghiệm cũng như làm cơ sở cho việc đánh giá xu hướng thay đổi tính dễ bơm của bê tông, trong nghiên cứu này, các tác giả khảo sát ảnh hưởng của mô đun độ lớn của cốt liệu nhỏ đến tính bơm của bê tông có xét thời gian lưu vữa. Thời gian cũng là một yếu tố quan trọng vì hỗn hợp bê tông thương phẩm thông thường sẽ được trộn ở trạm trộn, sau đó dùng xe vận chuyển đến công trường. Việc vận chuyển này nhiều lúc sẽ mất rất nhiều thời gian, đặc biệt là công trình thi công trong khu vực đô thị hoặc tại những khu vực có giao thông khó khăn. 

Cụ thể xem file đính kèm.