Ứng dụng thực tế bê tông UHPC cường độ siêu cao

Bê tông uhpc hay Ultra-High Performance Concrete là loại bê tông mới ít được nhiều người biết tới, nhưng vật liệu sở hữu nhiều ưu điểm vượt trội hơn so với các loại bê tông truyền thống về cường độ cũng như độ bền. UHPC là vật liệu tiềm năng mang lại nhiều kết cấu mới sáng tạo cho ngành công nghiệp xây dựng, độ bền vững cao, giảm thiểu ô nhiễm môi trường, tác động của hiệu ứng khí thải

Xây dựng cầu dân sinh, cầu nông thôn theo công nghệ UHPC với một phần kinh phí xã hội hóa là mô hình có thể nhân rộng tại nước ta. Hiện nay công nghệ bê tông uhpc sau khi thử nghiệm đang được sử dụng để sửa chữa cầu Thăng Long

Bê tông cường độ siêu cao uhpc

Tính năng cơ bản nhất của bê tông cường độ siêu cao là cường độ chịu nén hơn 150 Mpa, cường độ chịu kéo trực tiếp sau nứt hơn 5 Mpa, hơn nữa UHPC sở hữu độ cứng và độ bền cực kỳ cao.

Điểm ưu việt

Bằng cách tận dụng các đặc tính quan trọng trong UHPC, các cấu kiện đúc sẵn nhịp dài, cầu dự ứng lực và tòa nhà sẽ cách mạng hóa bê tông, sử dụng vật liệu hiệu quả hơn, cải thiện không gian, nâng cao hiệu suất sử dụng công trình.

So sánh giữa bê tông thường NSC và bê tông UHPC

• Giảm được tiết diện và kích thước kết cấu;
• Tăng khả năng chịu lực và độ bền cực kì cao;
• Mang lại kiến trúc thẩm mỹ đẹp, đặc biệt cho kết cấu;
• Phù hợp cho kết cấu đúc sẵn, thi công lắp đặt nhanh;
• Kiểm soát tốt chất lượng kết cấu;
• Tạo ra kết cấu có tính đột phá mới lạ
• Giảm thiểu chi phí đầu tư xây dựng công trình.

Thông tin có liên quan

Xin mời click tải về xem toàn văn Nghiên cứu đánh giá tổng quan các đặc tính cơ học của bê tông chất lượng siêu cao UHPC – kinh nghiệm từ Cộng hòa Liên bang Đức

✔️ https://oct.vn/tinh-nang-be-tong-uhpc.pdf

Ứng dụng bê tông uhpc ở nước ngoài

Bê tông UHPC, một vật liệu hàng đầu cho xây dựng bê tông đúc sẵn, xuất hiện với tên gọi “bê tông bột phản ứng” vào đầu những năm 1990, hiện nay vật liệu này đã được sử dụng ngày càng nhiều ở Mỹ và nước ngoài trong thập kỷ qua.

Trên thế giới, các công trình xây dựng cao hàng trăm tầng đều sử dụng bê tông cường độ siêu cao UHPC. Với khả năng chịu tải lớn, chuyển tải hiệu quả, bê tông UHPC góp phần giảm tổng trọng lượng công trình, mang lại hiệu quả kinh tế cao trong xây dựng kết cấu.

Mặc dù chi phí ban đầu của vật liệu chế tạo UHPC cao, với thiết kế tối ưu, tiết diện cấu kiện giảm sẽ thay thế hoàn toàn sản phẩm bê tông cốt thép truyền thống. Bê tông cường độ siêu cao mang lại giá trị kinh tế cao trên cơ sở tối ưu chi phí ban đầu được kết quả tăng giá trị sử dụng, vòng đời công trình kéo dài.

UHPC dùng để xây dựng cầu đường bộ ở Pháp, Nhật Bản và Malaysia; cầu đi bộ ở Canada và Venezuela; 

Các tấm mái và mặt tiền kiến ​​trúc ở Canada và Pháp; và nhiều nước khác.

Tại Hoa Kỳ, UHPC sử dụng để xây dựng dầm cầu ở Virginia và Iowa, lớp phủ mặt cầu ở New York và Delaware, và các khớp nối đúc tại hiện trường giữa các thành viên cầu đúc sẵn ở hơn 20 tiểu bang khác.

Các nỗ lực nghiên cứu phát triển liên tục của: cơ quan giao thông vận tải liên bang – tiểu bang, tổ chức công nghiệp quốc gia, công ty tư nhân và các nhà sản xuất bê tông tại Hoa Kỳ đang tìm cách nâng cao công nghệ bê tông uhpc để áp dụng rộng rãi hơn trong vận tải và xây dựng.

Trạm trộn tổng thể bê tông cường độ siêu cao uhpc 

Ứng dụng bê tông uhpc tại Việt Nam

Hiện tại, ứng dụng UHPC được nghiên cứu trong các lĩnh vực xây dựng giao thông, thi công cầu, chế tạo dầm cầu. Tại Việt Nam, UHPC mới được các trường đại học, viện nghiên cứu những năm gần đây.

Viện Khoa học Công nghệ Xây dựng (IBST) đã chế tạo thành công phiến dầm cầu bê tông ứng suất trước tính năng siêu cao. Với sản phẩm này, IBST mong muốn được triển khai ứng dụng rộng rãi trong thực tiễn, góp phần nâng cao chất lượng cuộc sống của người dân nông thôn, đồng bào vùng sâu, vùng xa, đồng thời giúp tiết giảm chi phí cho giao thông đô thị của các thành phố lớn.

Cầu dân sinh Năng An – Xuân Hồi được thiết kế có kết cấu phiến dầm mặt cầu bằng bê tông tính năng siêu cao UHPC do Viện KHCN Xây dựng – Bộ Xây dựng nghiên cứu chế tạo;  Cầu có tính năng ưu việt như quá trình thi công nhanh, vật liệu sử dụng chỉ bằng 1/3 cầu bình thường.

Cầu Quy Hợp tại huyện Cao Phong, tỉnh Hoà Bình đã được chế ta-no tấm lề bộ hành bằng công nghệ bê tông siêu tính năng UHPC đúc sẵn có độ dày 2,5 Cm và tải trọng 300 Kg/m²

Hiện nay Nhà máy Bê tông Thành Hưng tại TP. Tuyên Quang tỉnh Tuyên Quang đã ứng dụng công nghệ bê tông chất lượng siêu cao UHPC để đúc sẵn cầu dân sinh, mỏ neo, nắp hố tại sân golf…. 

Năm 2020, Công ty TNHH Đầu tư và Xây dựng Thành Hưng cùng Tổng cục đường bộ Việt Nam, Ban QLDA 3, Tư vấn giám sát là Viện KHGTVT, tư vấn kiểm định là Viện VLXD và tư vấn thiết kế là liên doanh ĐHGTVT và Tedi thiết lập thông số công nghệ và thiết bị, quy trình thi công lớp UHPC để sửa chữa mặt cầu Thăng long

Vật liệu UHPC bê tông siêu tính năng sản xuất trong nước được Viện Khoa học công nghệ xây dựng cấp giấy chứng nhận hợp chuẩn phù hợp với tiêu chuẩn của Pháp

Thành phần cấp phối bê tông siêu tính năng là cát thạch anh lấy tại Cam Ranh, xi măng PC50 của Nhà máy xi măng Nghi Sơn, Silica fume, sợi thép cường độ cao và các loại phụ gia khác.

Để phục vụ tốt công việc sửa chữa mặt cầu Thăng Long, Công ty TNHH Đầu tư và Xây dựng Thành Hưng đã đầu tư nhập khẩu cối trộn bê tông siêu tính năng từ Châu Âu, lắp đặt tại Tuyên Quang để sản xuất bột UHPC khô đảm bảo chất lượng sản phẩm cho công trình.

Đồng thời, đầu tư thêm 02 dây chuyền sản xuất bê tông siêu tính năng ướt lắp đặt trên mặt cầu cùng với hệ thống phụ trợ: Máy rải bê tông siêu tính năng và xe chở UHPC chuyên dụng, hệ thống bảo dưỡng hơi nước đồng bộ…

Theo Tổng cục Đường bộ Việt Nam, mặt cầu Thăng Long đã qua 2 đợt sửa chữa lớn vào năm 2009 và các năm từ 2012 – 2014. Năm 2009, mặt cầu Thăng Long được sửa chữa tổng thể toàn bộ mặt kết cấu lớp phủ mặt cầu tính từ dưới lên. Sau một thời gian khai thác, lớp bê tông nhựa SMA bị hư hỏng, trượt, xô dồn nứt dẫn đến lớp bê tông nhựa mặt cầu nhanh bị phá hỏng.

Trong đợt 2, Bộ Giao thông Vận tải thi công sửa chữa, khắc phục hư hỏng lớp bê tông nhựa mặt cầu Thăng Long bằng máy rải chuyên dụng của Hãng HallBrother (Mỹ), sử dụng vật liệu dính bám nhũ tương nhựa đường polyme và bê tông nhựa polyme. Tuy nhiên, chỉ sau thời gian ngắn đưa vào sử dụng, lớp phủ mặt cầu đã hư hỏng, bong tróc, rạn nứt…

Giải pháp sửa chữa cầu thăng long lần thứ 3 là cải tạo bản thép hiện tại thành mặt cầu liên hợp nhẹ bằng cách: làm sạch bản thép mặt cầu, hàn đinh neo dài 5 Cm theo công nghệ hàn Plasma tốc độ nhanh (0,17 giây) để không gây biến tính vật liệu thép.

Sau đó đặt lưới thép lên rồi đổ bê tông siêu tính năng (UHPC) cường độ tối thiểu 120 Mpa, dày tối thiểu 6 Cm. Bài toán này đã thách thức các chuyên gia của Master Builders Solutions đưa ra giải pháp phụ gia bê tông phù hợp để sản xuất bê tông UHPC.

Kết hợp với các chuyên gia của dự án, Master Builders Solutions đã đề xuất sản phẩm MasterGlenium – phụ gia siêu dẻo cao cấp gốc PCE cải tiến là phương án tối ưu đáp ứng các tiêu chuẩn kỹ thuật của bê tông UHPC.

Vượt qua rất nhiều cuộc thử nghiệm với các tiêu chuẩn khắt khe và sự thay đổi điều kiện thời tiết giữa phòng thí nghiệm và thực tế, phụ gia MasterGlenium đã chứng minh được tính phù hợp và đặc tính vượt trội của mình để tham gia vào dựa án sửa chữa cầu Thăng Long.

Bên cạnh lợi ích giúp cho bê tông làm việc linh động nhưng không phân tầng, MasterGlenium với cường độ chịu nén và cường độ chịu uốn cao còn giúp giảm thiểu việc bảo dưỡng, giảm nguồn lực cần thiết cho công tác đầm nén và khả năng chống thấm cao mang lại một nền bê tông UHPC bền vững, có thể hoàn toàn khắc phục tình trạng hư hỏng của Cầu Thăng Long

Trong quá trình thi công sẽ che chắn cầu Thăng Long để tránh mưa, nắng, đảm bảo nhiệt độ bê-tông.

Sửa chữa cầu Thăng long

Để sửa chữa mặt cầu Thăng Long cần tăng cường độ cứng cho bản mặt cầu, đảm bảo độ dính bám giữa mặt cầu và lớp phủ, chống thấm, chống đọng nước xuống bề mặt bản thép mặt cầu.

Việc cào bóc, làm sạch lớp phủ mặt cầu cũ, thi công lớp dính bám và thảm bê tông nhựa polyme do các kỹ sư, cán bộ kỹ thuật và công nhân của Công ty cổ phần Phương Thành thực hiện.

• Cào bóc lớp bê tông nhựa hiện có
• Làm sạch bản mặt thép của cầu

• Lắp đặt lưới thép và đổ bê tông siêu tính năng (UHPC) cường độ cao gấp 3-4 lần bê tông thông thường
• Thi công lớp phủ gốc nhựa tạo nhám và êm thuận ở trên cùng.
• Thay thế các khe co giãn đã bị hư hỏng, sửa chữa lề bộ hành và hệ thống thoát nước.

Trong thời gian sửa chữa sẽ cấm hoàn toàn phương tiện đi qua cầu. Đại diện nhà thầu sửa chữa cầu Thăng Long cho biết, đơn vị thi công đang gia cường mặt cầu thép hiện tại, hàn các đinh neo thép vào bản mặt thép và lắp đặt lưới thép.

Tiếp đó đổ lớp bê-tông siêu tính năng (UHPC) có cường độ chịu nén, chịu kéo cao, độ dày tối thiểu 6 Cm. Vị trí 120 m nửa mặt cầu đầu tiên được đổ bê tông do nhà thầu thi công Công ty Thành Hưng thực hiện.

Thiết bị được sử dụng thi công dự án bao gồm trạm trộn để sản xuất hỗn hợp UHPC đổ bê tông siêu tính năng của hãng Skako nhập khẩu từ Đan Mạch; thiết bị rải UHPC và bảo dưỡng hơi nước được nhập khẩu từ Trung Quốc. Toàn bộ công việc vận hành thiết bị từ sản xuất vật liệu UHPC, trộn, rải và bảo dưỡng đều do các kỹ sư và cán bộ kỹ thuật, công nhân của Công ty Thành Hưng thực hiện.

Trạm trộn bê tông uhpc tại công trường

Đinh neo và lưới thép sẽ cố định mặt cầu với bê tông UHPC

Đổ bê tông siêu cường độ siêu cao

Công tác bảo dưỡng bê tông uhpc

Cuối cùng sẽ là thảm lớp bê-tông nhựa polyme phía trên.

Sau bước vệ sinh bề mặt, thời gian tới, dự kiến tiến độ thi công sửa chữa cầu Thăng Long như sau:

• Hàn đinh neo sẽ được triển khai từ 15/9 – 30/11/2020;
• Thi công cốt thép từ 16/9 – 1/12/2020;
• Lắp đặt khe co giãn từ 4/9-4/12/2020;
• Đổ bê tông UHPC từ 19/9 – 14/12/2020;
• Thi công lớp dính bám và thảm bê tông nhựa polime từ 17/11-27/12/2020.
• Dự án sẽ hoàn thành thông xe trên cầu trước ngày 31/12/2020

Theo tính toán của nhà thầu và các chuyên gia, công nghệ sửa chữa cầu Thăng Long lần này sẽ có độ bền khoảng 10 năm. Đây là công nghệ các nước Pháp, Bắc Mỹ, Trung Quốc đã sử dụng để xây dựng hàng trăm cây cầu lớn nhỏ.

Tóm lại bê tông siêu cường độ cao uhpc có ưu điểm như: tăng tốc độ xây dựng, cải thiện tính thẩm mỹ, tính năng cơ lý vượt trội, chống thấm, chống ăn mòn, mài mòn, khả năng chịu va đập. Sử dụng bê tông uhpc trong xây dựng giúp giảm thiểu công tác bảo trì và kéo dài tuổi thọ cho kết cấu công trình.

Ngược lại, nhược điểm lớn nhất của bê tông uhpc là lượng xi măng phải sử dụng lớn làm tăng giá sản phẩm, ảnh hưởng đến tính chất kỹ thuật và môi trường

Bê tông uhpc là gì?

Xin mời Theo Dõi và Thích chúng tôi tại:

989

2k