Quan hệ giữa cường độ kháng nén của mẫu lập phương và mẫu trụ, giữa cường độ kháng nén và kháng kéo của bê tông thi công theo công nghệ đầm lăn đập thuỷ điện Sơn La

QUAN HỆ GIỮA CƯỜNG ĐỘ KHÁNG NÉN CỦA MẪU LẬP PHƯƠNG VÀ MẪU<br /> TRỤ, GIỮA CƯỜNG ĐỘ KHÁNG NÉN VÀ KHÁNG KÉO CỦA BÊ TÔNG THI CÔNG<br /> THEO CÔNG NGHỆ ĐẦM LĂN ĐẬP THUỶ ĐIỆN SƠN LA<br /> <br /> PHẠM THANH HOÀI, NGUYỄN KHẮC HOAN - BQL DA NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN SƠN LA<br /> <br /> <br /> Tóm tắt: Thông qua báo cáo, tác giả phân tích các thí nghiệm cường độ kháng nén trên<br /> các mẫu bê tông lập phương 15x15x15cm, mẫu trụ đúc và mẫu nõn khoan DxH=15x30cm tại<br /> kết cấu công trính đối với bê tông thi công theo công nghệ đầm lăn (RCC) và bê tông thường<br /> (CVC), thí nghiệm cường độ kháng kéo trên mẫu trụ đúc và mẫu trụ khoan đối với bê tông RCC<br /> để xác định các hệ số tương quan bằng phương pháp thực nghiệm.<br /> Bài báo này tác giả muốn trình bày một số kết quả thu được từ đề tài nghiên cứu “Quan<br /> hệ giữa cường độ kháng nén của mẫu lập phương và mẫu trụ, giữa cường độ kháng nén và<br /> kháng kéo đối với bê tông thi công theo công nghệ đầm lăn đập thuỷ điện Sơn La’’ do Ban<br /> quản lý dự án nhà máy thuỷ điện Sơn La, EVN thực hiện.<br /> Công trình thuỷ điện Sơn La có khối lượng khoảng 3 triệu m3 RCC và hơn 2 triệu m3<br /> CVC, đây là công trình có khối lượng bê tông lớn nhất từ trước tới nay ở Việt Nam và là công<br /> trình được quản lý rất chặt chẽ về chất lượng. Do đó có điều kiện để xác định các hệ số tương<br /> quan nêu trên.<br /> 1. Mục đích<br /> - Xác định hệ số tương quan giữa cường độ kháng nén khi thí nghiệm trên mẫu trụ với mẫu<br /> lập phương. Sử dụng một trong hai loại mẫu thí nghiệm để kiểm soát chất lượng bê tông<br /> tại công trình;<br /> - Xác định hệ số tương quan giữa mẫu đúc và mẫu khoan tại kết cấu công trình: Căn cứ<br /> vào kết quả cường độ kháng nén khi thí nghiệm đối với mẫu đúc để dự báo cường độ<br /> kháng nén bê tông tại kết cấu trong trường hợp không có điều kiện để khoan lấy mấu thí<br /> nghiệm tại kết cấu;<br /> - Xác định hệ số tương quan giữa cường độ kháng kéo và kháng nén đối với RCC : Căn cứ<br /> vào cường độ kháng nén, dự báo cường độ kháng kéo của bê tông;<br /> 2. Đối tượng nghiên cứu và nội dung thực hiện<br /> Các hệ số tương quan được xác định cụ thể cho RCC tuổi 180 và 365 ngày; cho CVC ở<br /> tuổi 28 ngày tại Công trình nhà máy thuỷ điện Sơn la. Nghiên cứu được tiến hành cho các mác<br /> bê tông khác nhau.<br /> 3. Cơ sở thực hiện<br /> - Tiêu chuẩn thí nghiêm và xử lý số liệu: Tiêu chuẩn thí nghiệm thực hiện theo TCVN<br /> 3118:1993 ; ASTM C42, ASTM C39 và USACE-CRD-164 (TC Mỹ); Xử lý số liệu, xác<br /> định hệ số tương quan theo ACI 214-3R-88 (TC Mỹ) và TCVN 3118:1993.<br /> - Thiết bị thí nghiệm: Các thí nghiệm được thực hiện trên các thiết bị hiện có tại công<br /> trường như : khoan lấy mẫu xử dụng ống khoan nòng đôi mũi khoan kim cương do Nga<br /> và Italya sản xuất, xác định cường độ kháng nén trên thiết bị SERCOMP7 - CONTROLS<br /> - Italya, xác định cường độ kháng kéo trên thiết bị kéo do liên doanh Trung Quốc - Anh<br /> và một số thiết bị chuyên dụng khác.<br /> - Nguồn mẫu:<br /> + Đối với CVC: Thực hiện trên tuổi 28 ngày với các mác bê tông M20, M30 và M40, đá<br /> dăm Dmax =20mm và Dmax=40mm, gồm các mẫu được đúc trong phòng, đúc tại hiện<br /> trường và các mẫu lấy từ nõn khoan tại một số vị trí trên kết cấu có cùng mác bê tông<br /> tương ứng.<br /> <br /> <br /> 1<br />  + Đối với RCC: thực hiện trên các tuổi thí nghiệm 180 và 365ngày, gồm các mẫu được<br /> đúc trong phòng, đúc tại hiện trường và các mẫu lấy từ nõn khoan tại một số vị trí<br /> trên kết cấu có tuổi bê tông tương ứng.<br /> 4. Kết quả<br /> 4.1. Hệ số tương quan cường độ kháng nén giữa mẫu trụ và mẫu lập phương K:<br /> R<br /> K  LP<br /> RTru<br /> trong đó: RLP : cường độ kháng nén trung bình, thí nghiệm trên mẫu lập phương 15x15x15cm;<br /> RTrụ : cường độ kháng nén trung bình, thí nghiệm trên mẫu trụ DxH= 15x30cm.<br /> Các kết quả thí nghiệm được chấp nhận để đưa vào xác định hệ số tương quan khi thỏa<br /> mãn đồng thời hai điều kiện sau: Chênh lệch giữa khối lượng thể tích của một loại mẫu so với<br /> giá trị trung bình của khối lượng thể tích ≤ 2%, và theo ACI 214-3R-88 hệ số thay đổi trong thí<br /> nghiệm (%) ở mức độ ‘’Tốt’’ trở lên theo bảng 1.<br /> Bảng 1: Mức chấp nhận đối với dao động kết quả trong khâu thí nghiệm (Vwt)<br /> Xuất sắc Rất tốt Tốt Khá Kém<br /> Dưới 1,5 1,5 tới 2,0 2,0 tới 3,0 3,0 tới 4,0 Trên 4,0<br /> S wt R<br /> trong đó: Vwt   100 ; S wt  ; d2 : hệ số theo lượng mẫu thí nghiệm trong một đợt thí<br /> X d2<br /> nghiệm; Vwt: hệ số thay đổi trong thí nghiệm thể hiện bằng %; X : giá trị cường độ trung bình;<br /> Swt: Sai lệch so với tiêu chuẩn trong thí nghiệm.<br /> Trên cơ sở các kết quả thí nghiệm, xác định hệ số tương quan theo TCVN 3118:1993:<br /> - Hệ số tính đổi cho từng cấp tổ mẫu kích thước chuẩn và không chuẩn:<br /> Rni0<br /> i  , trong đó: Rni0 và Rni : là cường độ bê tông trung bình của tổ mẫu kích thước chuẩn<br /> Rni<br /> và khác chuẩn thứ i.<br /> n _ 2<br />  <br />   i   <br /> i 1  <br /> - Phương sai Sα: S <br /> n 1<br /> _<br />  <br /> - Giá trị t: t  2.83<br /> S<br /> Theo số liệu thí nghiệm, xác định được t>1,4 vì vậy sử dụng hệ số tương quan xác định<br /> bằng thực nghiệm làm hệ số qui đổi cường độ kháng nén giữa mẫu lập phương 15x15x15cm và<br /> mẫu trụ 15x30cm (theo TCVN 3118-1993 ) đối với RCC là K=1,16; đối với CVC là K=1,14.<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> 2<br />  Biểu đồ tương quan cường độ nén mẫu lập phương và mẫu trụ đúc – bê tông CVC<br /> 60<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> C­êng ®é nÐn mÉu lËp ph­¬ng (MPa)<br /> 55<br /> y = 1.0884x + 1.6105<br /> R2 = 0.9969<br /> 50<br /> <br /> <br /> 45<br /> <br /> <br /> 40<br /> <br /> <br /> 35<br /> <br /> <br /> 30<br /> <br /> <br /> 25<br /> <br /> <br /> 20<br /> 20 25 30 35 40 45 50 55<br /> C­êng ®é nÐn mÉu trô ®óc (MPa)<br /> <br /> <br /> <br /> Biểu đồ tương quan cường độ nén mẫu lập phương và mẫu trụ đúc – bê tông RCC<br /> 32<br /> <br /> <br /> <br /> 31<br /> C­êng ®é nÐn mÉu lËp ph­¬ng (MPa)<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> y = 1.0519x + 2.4436<br /> 30 R2 = 0.9935<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> 29<br /> <br /> <br /> <br /> 28<br /> <br /> <br /> <br /> 27<br /> <br /> <br /> <br /> 26<br /> <br /> <br /> <br /> 25<br /> <br /> <br /> <br /> 24<br /> 20 21 22 23 24 25 26 27 28<br /> C­êng ®é nÐn mÉu trô (MPa)<br /> <br /> <br /> <br /> 4.2. Hệ số tương quan cường độ kháng kéo và kháng nén của RCC:<br /> R<br /> Kk  k<br /> Rn<br /> trong đó: Rk : giá trị trung bình cường độ kháng kéo; Rn : giá trị trung bình cường độ kháng<br /> nén.<br /> - Tiêu chuẩn thí nghiệm và xử lý số liệu thực hiện theo các tiêu chuẩn đã nêu trên.<br /> - Kết quả: Hệ số tương quan cường độ kháng kéo khối và cường độ kháng nén đối với<br /> RCC có giá trị trung bình từ 6÷7%, số liệu chi tiết được lập thành biểu đồ xác định hệ số tương<br /> quan.<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> 3<br />  Biểu đồ tương quan cường độ kháng kéo và kháng nén mẫu trụ đúc – RCC<br /> 2.0<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> C­êng ®é kÐo mÉu trô ®óc (MPa)<br /> 1.8<br /> <br /> <br /> <br /> y = 0.0762x - 0.2517<br /> R2 = 0.9705<br /> 1.6<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> 1.4<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> 1.2<br /> 20 21 22 23 24 25 26 27 28<br /> C­êng ®é nÐn mÉu trô ®óc (MPa)<br /> <br /> Biểu đồ tương quan cường độ kháng kéo và kháng nén mẫu trụ khoan – RCC<br /> 1.7<br /> C­êng ®é kÐo mÉu nân khoan (MPa)<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> 1.6<br /> <br /> <br /> y = 0.0687x - 0.1003<br /> 1.5 R2 = 0.9382<br /> <br /> <br /> 1.4<br /> <br /> <br /> 1.3<br /> <br /> <br /> 1.2<br /> <br /> <br /> 1.1<br /> <br /> <br /> 1.0<br /> 18 19 20 21 22 23 24 25<br /> C­êng ®é nÐn mÉu nân khoan (MPa)<br /> <br /> 4.3. Hệ số tương quan cường độ kháng nén giữa mẫu trụ đúc trong phòng và mẫu khoan trên<br /> kết cấu:<br /> R<br /> K  md<br /> Rmk<br /> trong đó: Rmđ : giá trị trung bình cường độ kháng nén trên mẫu trụ đúc (Mpa);<br /> Rmk: giá trị trung bình cường độ kháng nén trên mẫu trụ khoan (Mpa);<br /> - Tiêu chuẩn thí nghiệm và xử lý số liệu thực hiện theo các tiêu chuẩn đã nêu;<br /> - Nguồn mẫu: Dựa trên kết quả nén mẫu đúc và mẫu khoan tại kết cấu CVC và RCC<br /> được đúc tại đập và mẫu khoan tại đập R180 và R365 ngày.<br /> - Kết quả: Hệ số tương quan cường độ kháng nén giữa mẫu trụ đúc và mẫu trụ khoan<br /> như sau:<br /> <br /> 4<br />  + Đối với RCC: K= 1.11;<br /> + Đối với CVC: K= 1.08.<br /> Bảng 2: Tổng hợp các kết quả<br /> TT Chỉ số CVC RC C<br /> Tương quan cường độ kháng nén giữa mẫu lập phương với mẫu<br /> 1 trụ 1.14 1.16<br /> Tương quan giữa cường độ kháng kéo với cường độ kháng nén của<br /> 2 mẫu trụ đúc và mẫu trụ khoan 0.067<br /> Tương quan của cường độ kháng nén: Giữa mẫu trụ đúc/ mẫu trụ<br /> 3 khoan 1.08 1.11<br /> <br /> Biểu đồ tương quan cường độ nén mẫu trụ đúc và mẫu trụ khoan – CVC<br /> 50<br /> C­êng ®é nÐn mÉu nân khoan (MPa)<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> 45<br /> y = 0.9372x - 0.3353<br /> R2 = 0.9973<br /> <br /> 40<br /> <br /> <br /> <br /> 35<br /> <br /> <br /> <br /> 30<br /> <br /> <br /> <br /> 25<br /> <br /> <br /> <br /> 20<br /> <br /> <br /> <br /> 15<br /> 20 25 30 35 40 45 50 55<br /> C­êng ®é nÐn mÉu trô ®óc (MPa)<br /> <br /> Biểu đồ tương quan cường độ nén mẫu trụ đúc và mẫu trụ khoan – RCC<br /> 25<br /> C­êng ®é nÐn mÉu nân khoan (MPa)<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> 24<br /> <br /> <br /> 23<br /> <br /> y = 0.948x - 1.0974<br /> 22 R2 = 0.954<br /> <br /> <br /> <br /> 21<br /> <br /> <br /> 20<br /> <br /> <br /> 19<br /> <br /> <br /> 18<br /> 20 21 22 23 24 25 26 27 28<br /> C­êng ®é nÐn mÉu trô ®óc (MPa)<br /> <br /> <br /> 5<br /> 5. Ý nghĩa của các kết quả nghiên cứu<br /> Xác định các hệ số tương quan cường độ nén giữa mẫu trụ và mẫu lập phương, trong<br /> trường hợp có thể sử dụng một trong hai loại mẫu để kiểm soát chất lượng bê tông.<br /> Trên cơ sở các kết quả thí nghiệm đối với mẫu đúc tại hiện trường có thể dự báo kết<br /> quả cường độ kháng nén bê tông tại kết cấu công trình dựa theo các đồ thị tương quan cường<br /> độ nén mẫu lập phương, cường độ nén mẫu trụ, cường độ nén mẫu nõn khoan.<br /> <br /> Biểu đồ tương quan cường độ nén mẫu bê tông CVC<br /> 55 55<br /> C­êng ®é nÐn mÉu lËp ph­¬ng (MPa)<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> 50 50<br /> y = 1.0884x + 1.6105<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> C­êng ®é nÐn mÉu nân khoan (MPa)<br /> R2 = 0.9969<br /> 45 45<br /> <br /> 40 40<br /> y = 0.9372x - 0.3353<br /> 35 R2 = 0.9973 35<br /> <br /> 30 30<br /> <br /> 25 25<br /> <br /> 20 MÉu nân khoan - MÉu trô ®óc 20<br /> MÉu lËp ph­¬ng - mÉu trô ®óc<br /> 15 15<br /> 15 20 25 30 35 40 45 50 55<br /> C­êng ®é nÐn mÉu trô ®óc (MPa)<br /> <br /> <br /> <br /> Biểu đồ tương quan cường độ nén mẫu bê tông RCC<br /> 32 32<br /> <br /> 31 31<br /> C­êng ®é nÐn mÉu lËp ph­¬ng (MPa)<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> 30 y = 1.0519x + 2.4436 30<br /> R2 = 0.9935<br /> 29 29 C­êng ®é nÐn mÉu nân khoan (MPa)<br /> 28 28<br /> 27 27<br /> 26 y = 0.948x - 1.0974 26<br /> R 2 = 0.954<br /> 25 25<br /> 24 24<br /> 23 23<br /> 22 22<br /> <br /> 21 21<br /> 20 20<br /> MÉu nân khoan - MÉu trô ®óc<br /> 19 MÉu lËp ph­¬ng - mÉu trô ®óc 19<br /> <br /> 18 18<br /> 20 21 22 23 24 25 26 27 28<br /> C­êng ®é nÐn mÉu trô ®óc (MPa)<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> 6<br />  Caping mẫu trụ trước khi nén Mẫu bê tông kéo đứt<br /> <br /> <br /> Abstract<br /> The relationship between compression strength of the resistance of the sample cubes and<br /> sample cylinders, the compression strength and tensile strength of concrete construction<br /> technology lagoon rolling Son La hydroelectric dam<br /> Through the report, the author analyzes the Experimental procedure resistance<br /> compression strength on specimens is cube of concrete have dimension 15x15x15cm cube,<br /> specimens cast field-cured cylinders and specimens drilled cores have dimension DxH =<br /> 15x30cm in the structure for Roller Compacted Concrete (RCC) and Conventional Vibrated<br /> Concrete (CVC); Experimental procedure strength intensity of stretch resistance on specimens<br /> cast and specimens drilled cores for RCC to determine the correlation coefficient by<br /> experimental methods.<br /> Tài liệu tham khảo :<br /> [1]. Tiêu chuẩn TCVN 3118:1993 : Bê tông nặng – Phương pháp xác định cường độ nén;<br /> [2]. ASTM C42 : Standard Test Method for Obtaining and Testing Drilled Cores and Sawed<br /> Beams of Concrete;<br /> [3]. ASTM C39 : Standard Test Method for Compressive Strength of Cylindrical Concrete<br /> Specimens;<br /> [4]. USACE-CRD-C164 :Standard Test Method for Direct Tensile Strength of Cylindrical<br /> Concrete or Mortar Specimens;<br /> [5]. ACI 214-3R-88 : Simplified Version of the Recommended Practice for Evaluation of<br /> Strength Test Results of Concrete;<br /> [6]. Các báo cáo kết quả thí nghiệm bê tông công trình thuỷ điện Sơn La –Công ty CP Tư vấn<br /> xây dựng điện 1;<br /> [7]. Các kết quả thí nghiệm bê tông thực hiện tại công trình thuỷ điện Sơn La.<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> 7<br />