Ứng dụng bê tông đầm lăn: Công nghệ mới dùng trong xây dựng đập
Các nhà vật liệu xây dựng qua nghiên cứu nhận thấy rằng lượng nước N yêu cầu để đảm bảo quá trình thuỷ hoá xi măng X trong khối bê tông đầm lăn BTĐL là thấp hơn nhiều so với lượng nước được trộn vào hỗn hợp bê tông truyền thống.
Mặt khác, qua nghiên cứu lý luận về cường độ bê tông phát hiện ra rằng cường độ bê tông Rb tỷ lệ thuận với tỷ lệ N/X Rb=FN/X. Vậy nếu giảm lượng nước trộn thì có thể giảm được lượng xi măng của hỗn hợp mà cường độ bê tông vẫn không thay đổi. Do giảm lượng nước trộn nên BTĐL khô như đất, muốn đầm phải sử dụng máy đầm rung thay vì đầm dùi như bê tông truyền thống. BTĐL hình thành từ những ý tưởng rất đơn giản như vậy.
Do hiệu quả kinh tế - kỹ thuật cao mang lại, nên rất nhiều công trình BTĐL được xây dựng khắp nơi trên thế giới. Đến nay đã hình thành 3 trường phái chính về công nghệ BTĐL trên thế giới: Mỹ, Nhật, Trung Quốc. Đập cao nhất đã đạt đến 200 m và công nghệ này đã từ đập trọng lực phát triển đến đập vòm, thậm chí đập vòm mỏng, chất lượng của đập ngày càng cao. Ở Việt Nam, công nghệ BTĐL còn nhiều mới mẻ. Vào khoảng cuối năm 1995, lần đầu tiên BTĐL được nghiên cứu vào một công trình thực tế ở Việt Nam, đó là công trình thuỷ lợi Tân Giang Ninh Thuận.
BTĐL là loại bê tông sử dụng các nguyên liệu tương tự như bê tông truyền thống, nhưng thành phần cấp phối có nhiều khác biệt. Chất kết dính trong BTĐL bao gồm xi măng poóc lăng và phụ gia khoáng hoạt tính nghiền mịn. Tỷ lệ xi măng trên 1m3 BTĐL rất thấp chỉ bằng 1/3 đến 1/2 lượng dùng xi măng so với bê tông truyền thống có cùng mác. Nước trong BTĐL chiếm tỷ lệ rất khiêm tốn so với bê tông truyền thống, chỉ bằng 1/2 lượng nước dùng trong 1m3 bê tông. Cốt liệu dùng thông thường như bê tông truyền thống nhưng cốt liệu lớn chỉ dùng đến Dmax < 80mm. Khác với bê tông truyền thống được làm chặt bằng thiết bị rung lèn từ mặt ngoài. Công nghệ này thích hợp cho các công trình bê tông khối lớn, hình dáng không phức tạp như bê tông đập, mặt đường.
Công nghệ BTĐL đặc biệt hiệu quả khi áp dụng cho xây dựng đập bê tông trọng lực. Khối lượng bê tông được thi công càng lớn thì hiệu quả áp dụng công nghệ BTĐL càng cao. Đập xây dựng từ BTĐL có những ưu điểm hơn so với đập bê tông truyền thống bởi nhiều lý do, đó là thi công nhanh, hạ giá thành, giảm chi phí cho các công tốc phụ trợ, giảm chi phí cho biện pháp thi công.
So với đập bê tông truyền thống, đập BTĐL được thi công với tốc độ cao hơn do có thể dùng băng tải để vận chuyển bê tông, dùng máy ủi để san gạt, máy lu để đầm nén. Nói tóm lại, cơ giới hoá được công tác thi công, giảm nhẹ cường độ lao động thủ công. Giảm được ứng suất nhiệt là nguyên nhân gây ra hiện tượng nứt trên bề mặt bê tông vì lượng dùng xi măng ít hơn đập bê tông truyền thống. Tiết kiệm được xi măng có thể giảm xuống còn 60 - 70 kg/m3 bê tông.
Đập thi công bằng BTĐL, hỗn hợp bê tông được đổ thành từng lớp mỏng từ 30-5cm/lớp, từ đó trên từng bề mặt của mỗi lớp là mặt thoáng góp phần toả nhiệt và phân tán nhiệt cho thân đập.
Theo các tính toán tổng kết từ các công trình đã xây dựng, giá thành đập BTĐL rẻ hơn so với đổ bê tông bằng công nghệ truyền thống từ 25-40%. Sự chênh lệch giá này phụ thuộc vào giá thành cốt liệu khai thác tại địa phương, chất kết dính ít, công tác đổ bê tông nhanh với khối lượng bê tông thi công lớn. Việc hạ giá thành còn đạt được là do giảm được chi phí cốp pha để đổ bê tông, giảm các chi phí cho công tác vận chuyển, đổ, đầm bê tông. Nhà xưởng, kho, bãi, lán trại như bãi gia công và xưởng ván khuôn, bãi gia công và xưởng gia công thép, giảm đáng kể các công việc bằng thủ công so với đập bê tông truyền thống. Việc thi công đập bằng BTĐL có thể giảm chi phí dẫn dòng trong thời gian xây dựng và giảm các thiệt hại, rủi ro khi nước lũ tràn qua đê quai....
Bê tông đầm lăn hiện nay được áp dụng khá phổ biến trên thế giới. Do được cơ giới hoá cao, tiến độ thi công nhanh, công trình sớm đưa vào khai thác, hiệu quả kinh tế mang lại to lớn, việc áp dụng công nghệ bê tông đầm lăn vào Việt Nam là điều không bàn cãi. Những thập niên qua, nhìn lại chặng đường phát triển BTĐL Trung Quốc cũng đủ thấy ưu điểm của loại công nghệ này. Nghiên cứu kinh nghiệm của các nước để rút ngắn thời gian nghiên cứu. Qua phân tích nhận thấy Trung Quốc là nước láng giềng Việt Nam, là nước đầu đàn về công nghệ BTĐL trên thế giới, chi phí học tập nghiên cứu với Trung Quốc lại dễ, vì vậy có thể xây dựng công nghệ BTĐL Việt Nam bằng việc kế thừa kinh nghiệm Trung Quốc. Tại Việt Nam, Tổng công ty điện lực đã cho phép thi công công trình thuỷ điện A Vương, Plêj Krông bằng công nghệ BTĐL. Mặc dù còn nhiều bỡ ngỡ, nhưng cho đến nay công tác thi công dần đi vào ổn định. Bộ NN&PTNT cũng đã quyết định xây dựng đập Định Bình thuộc tỉnh Bình Định bằng BTĐL.
Năng lực thi công của các Công ty xây dựng thuỷ lợi và thuỷ điện của Việt Nam cũng đã được tăng lên đáng kể, nhất là về thiết bị thi công. Với dây chuyền thiết bị hiện có và cần thêm sự đầu tư về công nghệ, thiết bị thí nghiệm, cán bộ kỹ thụât được tập huấn tham quan, việc áp dụng công nghệ thi công BTĐL vào việc xây dựng các công trình thuỷ điện là hoàn toàn thực hiện được.
Nguồn tin: Thời báo Kinh tế Việt Nam, ngày 8/7/2005