Bê tông khối lớn và các tiêu chuẩn cần biết khi thi công

1/. Bê tông khối lớn là gì?

Bê tông khối lớn là sự kết hợp giữa hỗn hợp bê tông và cốt thép khối lớn. Bê tông khối lớn có kết cấu bê tông với cạnh và chiều cao lớn hơn 2m. Các nhà thầu xây dựng khi thi công bê tông khối lớn cần tuân thủ đúng theo chỉ dẫn trong tiêu chuẩn TCVN 4453-1995 và tiêu chuẩn TCXDVN 305-2004.

Khi thi công bê tông khối lớn, đơn vị thi công cần đạt được những yêu cầu khắt khe như: độ đặc chắc, độ chống thấm, cường độ… theo quy định của thiết kế. Có như vậy thì sau khi thi công, khối bê tông mới đảm bảo không bị nứt do hiệu ứng nhiệt thuỷ hoá của các loại xi măng có trong bê tông.

2/. Tiêu chuẩn và yêu cầu khi thi công bê tông khối lớn

2.1. Quy định tiêu chuẩn bê tông khối lớn.

Tiêu chuẩn của bê tông khối lớn được quy định theo TCXDVN 305: 2004, do Viện Khoa học Công nghệ Xây dựng biên soạn, Vụ Khoa học Công nghệ trình duyệt. Được bộ trưởng Bộ Xây dựng ban hành theo Quyết định số: 09 ngày 10 tháng 5 năm 2004.

Quy phạm này áp dụng cho việc thi công cũng như trong công tác nghiệm thu các kết cấu bê tông và bê tông cốt thép khối lớn, bằng bê tông nặng thông thường thuộc các công trình công nghiệp, dân dụng và thuỷ lợi. Quy chuẩn này được ban hành nhằm khắc phục tình trạng nứt kết cấu do hiệu ứng nhiệt thủy hóa của xi măng.

2.2. Yêu cầu khi thi công bê tông khối lớn

Thi công kết cấu bê tông khối lớn phải đảm bảo khối bê tông đạt được có cường độ, độ đặc chắc, độ chống thấm theo yêu cầu thiết kế. Đồng thời, khối bê tông sau xây dựng không bị nứt do hiệu ứng nhiệt thủy hóa của xi măng trong bê tông.

Tất cả các đơn vị thi công được cấp phép cần có biện pháp cụ thể, làm sao để thực thi giải pháp phòng chống nứt do thiết kế đề. Bao gồm: chuẩn bị vật tư, thiết kế thành phần bê tông, trộn, vận chuyển, đổ đầm, và bảo dưỡng bê tông. 

3/. Quy trình thi công bê tông khối lớn

Các đơn vị thi công có thể tham khảo biện pháp thi công bê tông khối lớn theo các bước dưới đây để có chất lượng thi công tốt nhất:

3.1. Bước 1: Vận chuyển bê tông: 

Các khối bê tông được dùng trong dự án sẽ được vận chuyển đến công trường, thường sẽ sử dụng xe trộn.

3.2. Bước 2: Đổ và đầm bê tông: 

Bê tông sẽ được đổ và đầm theo giống như phương pháp sử dụng cho bê tông nặng. Ngoài ra, đơn vị thi công cũng cần phải đảm bảo những yêu cầu sau đây:

• Yêu cầu về chiều cao của lớp đổ: Chiều cao của mỗi lớp đổ không được vượt quá 50cm. Thời gian quay vòng các lớp đổ ít hơn 1 giờ vào mùa hè, và 2 giờ vào mùa đông. Các lớp của bê tông cần được đổ và đầm một cách liên tục, quay vòng cho tới khi đạt đủ chiều cao của một đợt đổ thì mới dừng lại.

• Xử lý bề mặt bê tông khối lớn đã đổ trước: Trước khi đổ tiếp lượt bê tông sau, bề mặt lớp bê tông đã đổ trước đó cần phải được làm nhám và rửa sạch. Tưới nước và xi măng cùng một số phụ gia.

3.3. Bước 3: Bảo dưỡng bê tông

Có hai cách được áp dụng để bảo dưỡng bê tông khối lớn:

• Theo yêu cầu trong quy định TCVN 5592-1991: bảo dưỡng bê tông bằng cách tưới nước. Đối với trường hợp này, đơn vị thi công phải đáp ứng được yêu cầu thoát nhiệt nhanh khỏi khối bê tông. Để đạt được điều này, trong chu kỳ tưới nước, cần phải đảm bảo làm sao cho bề mặt bê tông khối lớn luôn đủ độ ướt.

• Bảo dưỡng bê tông bằng vật liệu bọc cách nhiệt: Đối với phương pháp này, đơn vị thi công có thể bọc xung quanh khối đổ bằng tấm xốp Polystyrene hoặc Polyurethane.

4/. Biện pháp kiểm soát vết nứt khi thi công bê tông khối lớn.

4.1. Các yếu tố có khả năng gây nứt bê tông khối lớn

Bê tông khối lớn có khả năng bị nứt do hiệu ứng nhiệt thuỷ hóa xi măng khi có đủ 2 yếu tố sau đây:

• Độ chênh nhiệt độ (ký hiệu là DT) giữa các điểm hoặc các vùng trong khối bê tông vượt quá 200°C. Nghĩa là, DT > 200°C.

• Môđun độ chênh nhiệt độ (ký hiệu là MT) giữa các điểm trong khối bê tông đạt không dưới 500°C/m. Nghĩa là, MT³ 500°C/m.

Để kiểm soát 2 thông số này, trong thi công, cần đặt hệ thống các điểm đo trong khối bê tông để luôn luôn theo dõi được diễn biến nhiệt độ bê tông trong quá trình đóng rắn. Trong đó cần phải có các điểm đo tại 3 vị trí: tâm khối đổ, sát cạnh ngoài và điểm cách mặt ngoài bê tông khoảng 40 - 50cm.

4.2. Biện pháp kiểm soát vết nứt khi thi công

Để đảm bảo cho khối bê tông không bị nứt, trong quá trình thi công cần phải có biện pháp kỹ thuật đúng đắn để loại trừ một trong hai yếu tố đã đề cập bên trên. Biện pháp kỹ thuật thường được sử dụng ở đây là:

Hạn chế tốc độ phát nhiệt thủy hóa của xi măng trong bê tông khối lớn. Ta có 2 cách thường dùng sau:

• Hạn chế lượng dùng xi măng: Để hạn chế lượng xi măng, trong khâu thiết kế thành phần bê tông cần phải làm sao cho độ sụt giảm xuống nhỏ nhất tới mức có thể. Để làm được điều này, ta có thể sử dụng phụ gia để giảm nước trộn bê tông, hoặc dùng bê tông đầm lăn.

• Hạ nhiệt độ cốt liệu: để làm được điều này, ta cần che chắn nắng ở kho chứa cốt liệu. Các kho chứa cát, đá dăm, sỏi cần được che chắn khỏi tác động trực tiếp của ánh nắng mặt trời, có nguy cơ làm nóng vật liệu chứa trong kho. Ngoài ra, có thể dùng áp dụng các biện pháp khác để hạ nhiệt cốt liệu bê tông khối lớn như: Phun nước lên đá dăm, sỏi; làm lạnh cát bằng nước lạnh.

Biện pháp hạn chế độ chênh nhiệt độ khối bê tông, dùng trong những ngày đầu đóng rắn:

• Thực hiện đưa nhiệt trong khối bê tông ra ngoài;

• Bọc vật liệu cách nhiệt để giữ nhiệt khối đổ như ban đầu;

• Chia nhỏ bê tông khối lớn thành từng khối đổ để thi công;

• Hạn chế xung nhiệt khi tháo dỡ cốp pha;

• Hạn chế mất nhiệt nhanh ở các gờ cạnh và góc kết cấu.

5/. Một số lưu ý khi thi công bê tông khối lớn

Để giảm thiểu các nguy cơ gây nứt trong cấu kiện bê tông khối lớn, cần kết hợp các biện pháp sau:

• Sử dụng xi măng ít tỏa nhiệt để giảm thiểu vết nứt do nhiệt. Loại xi măng được phải tuân theo tiêu chuẩn TCVN 7712 hoặc ASTM C1157 loại LH (ít tỏa nhiệt) 

• kiểm soát nhiệt độ của bê tông tươi không vượt quá 30°C. Trường hợp  vượt quá, cần phải xem xét lại về chất lượng bê tông khối lớn hay cấp phối. Tuy nhiên, trong điều kiện thời tiết ở Việt Nam, tiêu chuẩn hay các bài báo đề cập đến việc kiểm soát tối đa chỉ ở mức từ 20°C - 25°C, cần phải xem lại độ khả thi trong thi công thực tế.

• Bảo dưỡng bê tông khối lớn bằng lớp vật liệu cách nhiệt (dày tối thiểu 5cm) để kháng lại việc mất nhiệt tại bề mặt khối đổ. Không tưới nước cho khối bê tông cho đến khi cần kiểm soát co ngót khô. Thông thường thời gian chờ lại trong vòng 5 ngày

Trước khi thi công đổ bê tông khối lớn, cần phải tiến hành khối đổ thử để kiểm chứng việc đáp ứng các yêu cầu về nhiệt độ. Đặc biệt trường hợp chưa có cơ sở và dữ liệu phân tích chắc chắn.

• Nhiệt độ tối đa trong lòng khối bê tông ≤ 71°C

• Nhiệt độ chênh lệch tối đa không vượt quá 20°C

Trên đây là những thông tin tổng hợp chi tiết và đầy đủ nhất nhằm giải đáp thắc mắc về bê tông khối lớn cũng như một số tiêu chuẩn cần biết khi thi công. Hy vọng thông qua bài viết này, độc giả sẽ có những kiến thức hữu ích để ứng dụng vào thực tế công trình cũng như các hoạt động giám sát chất lượng công trình về sau.