Bê Tông Đầm Lăn – Công nghệ vượt trội trong xây dựng
Công nghệ bê tông đầm lăn (BTĐL) là loại công nghệ sử dụng bê tông không có độ sụt, được làm chặt bằng thiết bị rung lèn từ mặt ngoài (lu rung). Công nghệ này thích hợp sử dụng cho các công trình bê tông khối lớn, không cốt thép và hình dáng không phức tạp như lõi đập, mặt đường. Việc sử dụng hỗn hợp bê tông khô hơn (không có độ sụt) và đầm lèn bê tông bằng lu rung giúp cho thi công nhanh hơn, rẻ hơn so với dùng công nghệ thi công bê tông truyền thống.
Sản phẩm BTĐL sau khi trộn
Mẫu khoan BTĐL
Ra đời vào khoảng năm 1961, được đánh dấu bằng sự kiện xây dựng đê quây của đập Thạch Môn ở Đài Loan – Trung Quốc, năm 1961-1964 đập Alpa Gera ở Ý, công nghệ BTĐL sau hơn nửa thế kỉ phát triển đã trở nên phổ biến tại nhiều quốc gia trên thế giới như Mỹ, Nhật Bản, Trung Quốc,… Trong số đó phải kể đến Trung Quốc là nước đang đi đầu thế giới về công nghệ này với nhiều kỉ lục đáng kể về số lượng dự án được áp dụng, cường độ thi công và những bước tiến bộ trong cải tiến sản phẩm.
Đập Alpa Gera – Đập đầu tiên được xây dựng bằng công nghệ BTĐL
Công nghệ BTĐL chủ yếu được áp dụng trong thi công xây dựng các đập thủy điện và đê chắn nước. Sau hơn 50 năm ứng dụng trên thế giới, công nghệ xây dựng đập bê tông liên tục được cải tiến cả về vật liệu chế tạo và kỹ thuật thi công. Cho tới nay, đập BTĐL được thi công xây dựng ở nhiều nước thế giới, ở nơi có nhiệt độ môi trường từ rất thấp cho đến rất cao và có thể trong cả những vùng thường xuyên có mưa lớn. Tính đến năm 2005 đã có trên 300 đập BTĐL được xây dựng.
Ngoài ra, với những tính năng vượt trội cả về kĩ thuật lẫn kinh tế, BTĐL cũng được ứng dụng trong xây dựng mặt đường và sân bãi. BTĐL cho mặt đường lần đầu tiên được áp dụng ở Canada vào năm 1976 tại Caycuse trên đảo Vancouver với diện tích tổng cộng 36.000 m2. Cho tới nay, hàng chục triệu m2 đường và sân bãi được xây dựng bằng công nghệ bê tông đầm lăn ở các nước Mỹ, Nhật và một số nước khác. Các công trình mặt đường và sân bãi bằng bê tông đầm lăn đều cho hiệu quả sử dụng tốt và giảm chi phí bảo dưỡng.
Mặt đường, sân bãi và khu vực hội nghị ở nhà máy Honda tại Lincoln, Alabama – dự án áp dụng công nghệ BTĐL lớn nhất cho đến nay
Ngoài việc áp dụng cho xây dựng đập, mặt đường và sân bãi, bê tông đầm lăn còn được áp dụng được cho các dạng kết cấu khác. Năm 1986 cầu treo lớn nhất thế giới Akashi được khởi công xây dựng tại Nhật Bản. Cây cầu này nối liền đảo Honshu và đảo Shikoku với chiều dài nhịp giữa hai tháp chính 1960 m. Đây là công trình đã ứng dụng nhiều công nghệ bê tông tiên tiến như bê tông tự lèn, bê tông đổ trong nước và bê tông đầm lăn. Để thi công khối móng với khối tích khoảng 200.000 m3 trong thời gian ngắn, công nghệ bê tông đầm lăn đã được lựa chọn áp dụng.
Công nghệ BTĐL áp dụng cho thi công đường giao thông so với công nghệ thi công thông thường có các ưu điểm như: phương pháp thi công không phức tạp, lượng dùng xi măng thấp, có thể sử dụng một số sản phẩm phụ hoặc phế thải công nghiệp giúp hạ giá thành vật liệu so với bê tông xi măng thông thường, tốc độ thi công nhanh.
Công thức chế tạo BTĐL chủ yếu là cốt liệu, xi măng, bột khoáng (tro bay, puzơlan) và một số chất phụ gia khác. Nước ta là quốc gia có nhiều tiềm năng để phát triển công nghệ BTĐL do có nguồn nguyên liệu đá và các khoáng chất. Việc sử dụng BTĐL còn giúp giải quyết các vấn đề về môi trường do tận dụng được các phế thải công nghiệp như tro bay, xỉ lò cao.
Các thiết bị chính cho thi công đập bằng công nghệ BTĐL gồm: Máy trộn cưỡng bức có khả năng trộn hỗn hợp bê tông khô sử dụng cốt liệu có đường kính lớn; băng tải hoặc các thiết bị tương đương để vận chuyển bê tông; xe tải tự đổ; máy san ủi; máy lu rung; máy tạo khe co; máy đánh xờm; hệ thống phun nước cao áp làm sạch bề mặt bê tông mạch ngừng, hệ thống phun nước bảo dưỡng bê tông.
Trạm trộn BTĐL của ASTEC
Thiết bị cho thi công đường, sân bãi: Máy trộn cưỡng bức; xe tải tự đổ; máy rải (asphalt); xe lu rung; xe lu lốp; mắy cắt bê tông.
Có thể thấy rằng các thiết bị sản xuất và thi công BTĐL tương đối đơn giản và đều có sẵn tại Việt Nam. Ở nước ta một số công trình xây dựng đập thủy điện đã được lựa chọn áp dụng công nghệ BTĐL như thủy điện Avương (Quảng Nam), Pleikrông (Kontum), Bản Vẽ (Nghệ An), thuỷ điện Sơn La (Sơn La). Tuy nhiên, việc áp dụng công nghệ này vẫn chưa được phổ biến rộng rãi trong phạm vi cả nước.
Tài liệu tham khảo:
1. Kennet D. Hansen, William G. Reinhardt, “Roller-Compacted Concrete Dams”, 1991, pp 15-61
2. US Army Corps of Engineers, “Roller-Compacted Concrete”, Jan 2000. EM1110-2-2006)
3. http://www. astecinc.com
TS. Võ Đại Tú
Phòng Nghiên cứu – Phát triển và Thí nghiệm