TIÊU CHUẨN QUỐC GIA
TCVN 14180:2024
BÊ TÔNG PHUN – CHUẨN BỊ MẪU KHOAN CẮT TỪ TẤM THỬ
Shotcrete – Preparing and Testing Specimens from Test Panels
Lời nói đầu
TCVN 14180:2024 được biên soạn trên cơ sở tham khảo ASTM C1140/C1140M-11(2019).
TCVN 14180:2024 do Viện Khoa học và Công nghệ Giao thông Vận tải biên soạn, Bộ Giao thông Vận tải đề nghị, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng thẩm định, Bộ Khoa học và Công nghệ công bố.
BÊ TÔNG PHUN – CHUẨN BỊ MẪU KHOAN CẮT TỪ TẤM THỬ
Shotcrete – Preparing and Testing Specimens from Test Panels
1 Phạm vi áp dụng
Tiêu chuẩn này quy định trình tự chuẩn bị tấm thử bê tông phun (trộn khô hoặc trộn ướt) dùng để thử nghiệm và phương pháp thử nghiệm các mẫu thử được khoan hoặc cắt từ tấm thử.
2 Tài liệu viện dẫn
Các tài liệu viện dẫn sau đây là cần thiết để áp dụng tiêu chuẩn này. Đối với các tài liệu viện dẫn ghi năm công bố thì áp dụng bản được nêu. Đối với các tài liệu viện dẫn không ghi năm công bố thì áp dụng phiên bản mới nhất, bao gồm cả các sửa đổi, bổ sung (nếu có).
TCVN 3106, Hỗn hợp bê tông – Phương pháp xác định độ sụt
TCVN 3111, Hỗn hợp bê tông – Phương pháp áp suất xác định hàm lượng bọt khí;
TCVN 12252, Bê tông – Phương pháp xác định cường độ bê tông trên mẫu lấy từ kết cấu;
ASTM C42/C42M, Test Method for Obtaining and Testing Drilled Cores and Sawed Beams of Concrete (Phương pháp lấy và thử nghiệm mẫu bê tông khoan và cắt);
ASTM C78, Test Method for Flexural Strength of Concrete (Using Simple Beam with Third-Point Loading) (Phương pháp thử uốn (sử dụng sơ đồ uốn 3 điểm);
ASTM C125, Terminology Relating to Concrete and Concrete Aggregates (Thuật ngữ cho bê tông và cốt liệu);
ASTM C138/C138M, Test Method for Density (Unit Weight), Yield, and Air Content (Gravimetric) of Concrete (Phương pháp xác định khối lượng thể tích, sản lượng, hàm lượng khí của bê tông);
ASTM 0171, Specification for Sheet Materials for Curing Concrete (Chỉ dẫn kỹ thuật cho vật liệu bảo dưỡng bê tông dạng màng mỏng);
ASTM C457/C457M, Test Method for Microscopical Determination of Parameters of the Air-Void System in Hardened Concrete (Phương pháp xác định độ rỗng vi mô trong bê tông bằng phương pháp chụp);
ASTM C511, Specification for Mixing Rooms, Moist Cabinets, Moist Rooms, and Water Storage Tanks Used in the Testing of Hydraulic Cements and Concretes (Chỉ dẫn kỹ thuật cho phòng dưỡng hộ, hộp ẩm, độ ẩm, nước sử dụng để thử bê tông và xi măng);
ASTM C513/C513M, Test Method for Obtaining and Testing Specimens of Hardened Lightweight Insulating Concrete for Compressive Strength (Phương pháp chế tạo và thử nghiệm cường độ nén mẫu bê tông nhẹ cách nhiệt);
ASTM C642, Test Method for Density, Absorption, and Voids in Hardened Concrete (Phương pháp xác định khối lượng thể tích, độ hút nước, độ rỗng của bê tông);
ASTM C995, Standard test Method for Time of Flow of Fiber-Reinforced Concrete Through Inverted Slump Cone (Phương pháp thử thời gian chảy của bê tông cốt sợi bằng côn ngược thử độ sụt);
ASTM C1018, Standard Test Method for Flexural Toughness and First-Crack Strength of Fiber-Reinforced Concrete (Using Beam With Third-Point Loading) (Phương pháp thử Cường độ uốn và cường độ vết nứt đầu tiên của bê tông cốt sợi (sử dụng dầm với sơ đồ uốn 3 điểm);
ASTM C1399, Test Method for Obtaining Average Residual-Strength of Fiber-Reinforced Concrete (Phương pháp thử biến dạng dư – cường độ của bê tông cốt sợi).
3 Thuật ngữ, định nghĩa
Trong tiêu chuẩn này sử dụng các thuật ngữ và định nghĩa nêu trong ASTM C125 và các thuật ngữ, định nghĩa sau:
3.1
Bê tông phun (Shotcrete, Sprayed Concrete)
Một loại bê tông đặc biệt, được thi công bằng phun áp lực cao lên bề mặt thi công để tạo thành lớp bê tông ngấm và bám chặt vào bề mặt thi công mà không cần cốp pha hoặc ván khuôn.
3.2
Bê tông phun khô (Dry-mix shotcrete)
Bê tông phun trong đó phần lớn nước trộn được cho vào tại đầu vòi phun trước khi được phun lên bề mặt thi công bằng khí nén.
3.3
Bê tông phun ướt (Wet-mix shotcrete)
Bê tông phun trong đó phần lớn các thành phần của hỗn hợp bê tông, kể cả nước, được trộn trước khi được vận chuyển đến đầu vòi phun và phun lên bề mặt thi công bằng khí nén.
3.4
Bê tông phun có sợi gia cường (Fiber-reinforced shotcrete – FRS)
Bê tông phun có bổ sung các sợi gia cường. Để cải thiện tính chất của bê tông phun chống lại sự hư hỏng cục bộ và ngăn ngừa bê tông bị bong tróc, hỗn hợp bê tông phun có thể được trộn thêm sợi gia cường. Sợi gia cường có thể là sợi thép, sợi thủy tinh, sợi các bon, sợi nhựa tổng hợp và các vật liệu dạng sợi khác… Sợi gia cường với chiều dài ngắn, tiết diện nhỏ, khi được sử dụng với hàm lượng hợp lý có khả năng trộn đều trong bê tông phun. Sợi gia cường nâng cao khả năng chịu kéo, chịu uốn, chịu nứt và một số đặc tính khác của bê tông phun.
3.5
Tấm thử (test panel)
Tấm bê tông được chế tạo bằng cách sử dụng các thiết bị, nhân sự thao tác đầu vòi phun, vật liệu do nhà thầu đề xuất sử dụng trong quá trình thi công.
3.6
Cường độ chịu nén (compressive strength)
Khả năng của bê tông chống lại ứng suất nén tác động lên nó được xác định bằng phép thử nén.
3.7
Cường độ chịu kéo khi uốn (flexural tensile strength)
Chỉ số biểu thị khả năng bê tông chống lại ngoại lực uốn cho đến khi gãy.
4 Ý nghĩa và sử dụng
Các mẫu thử nhận được phù hợp với quy trình/trình tự của tiêu chuẩn này có thể được sử dụng để kiểm tra, thử nghiệm hỗn hợp bê tông phun trước khi thi công; đánh giá tay nghề nhân sự vận hành vòi phun và tình trạng trang thiết bị; hoặc để kiểm soát chất lượng, cường độ chịu nén hoặc cường độ chịu kéo khi uốn của bê tông phun trong quá trình thi công công trình.
5 Thiết bị và dụng cụ
5.1 Khuôn tạo tấm thử
5.1.1 Khuôn tạo tấm thử cho bê tông phun được chế tạo bằng gỗ hoặc thép xây dựng và đủ cứng để không bị cong vênh, biến dạng trước áp lực phun, bắn của bê tông phun. Khuôn tạo tấm thử phải có kích thước dài, rộng tối thiểu 610 mm và chiều sâu tối thiểu 90 mm với mặt bên thẳng đứng hoặc dốc. Khuôn tạo tấm thử có kích thước lớn hơn có thể được sử dụng khi có yêu cầu khác.
5.1.1.1 Khuôn tạo tấm thử bằng gỗ: Đáy khuôn có thể làm từ ván ép có chiều dày tối thiểu 20 mm, thành khuôn được làm từ gỗ xẻ với chiều dày tối thiểu 40 mm.
5.1.1.2 Khuôn tạo tấm thử bằng thép: Khuôn thép phải được làm từ thép tấm có độ dày tối thiểu 5 mm.
5.1.2 Kích thước khuôn tạo tấm thử thực tế phải được chọn có xét đến loại, số lượng và kích thước mẫu thử dự kiến và có tính đến khu vực bị lỗi trong quá trình phun.
5.2 Thiết bị phun
Yêu cầu về thiết bị phun: Bê tông phun phải được thi công bằng loại thiết bị có trị số áp lực nước và trị số áp suất không khí đã được phê duyệt dùng để phun lên bề mặt kết cấu.
6 Vật liệu
6.1 Công nghệ bê tông phun khô: Hỗn hợp trộn thử phải dùng vật liệu và cấp phối đang được sử dụng hoặc được đề xuất sử dụng trong kết cấu.
6.2 Công nghệ trộn ướt: Hỗn hợp trộn thử phải đạt độ sụt, hàm lượng bọt khí và khối lượng thể tích theo quy định, hoặc khi sợi được sử dụng, phải quy định thời gian chảy, hàm lượng bọt khí, và khối lượng thể tích như hỗn hợp được sử dụng hoặc đề xuất để sử dụng trong kết cấu. Trước khi phun các tấm thử, hỗn hợp bê tông phun được yêu cầu xác định hàm lượng bọt khí theo TCVN 3111, khối lượng thể tích theo ASTM C138/C138M, độ sụt theo TCVN 3106 và thời gian chảy theo ASTM C995.
7 Quy trình chế tạo tấm thử
7.1 Số lượng tấm thử: Mỗi tấm thử riêng biệt sẽ được phun cho một hỗn hợp bê tông phun tương ứng với từng loại phụ gia hoặc liều lượng phụ gia, loại sợi hoặc thể tích sợi và với từng vị trí phun khác nhau trong kết cấu (ví dụ vị trí sàn, sườn dốc, thẳng đứng và trần).
7.2 Phụ gia: Nếu có sử dụng, phải được cho vào theo cách và liều lượng như đề xuất sẽ sử dụng hoặc được sử dụng trong kết cấu.
7.3 Thanh cốt thép được lắp đặt trong các tấm thử nghiệm được sử dụng để kiểm tra sự bao bọc của bê tông phun quanh cốt thép và đánh giá trình độ của kỹ thuật viên cũng như thiết bị sử dụng và công nghệ áp dụng. Các mẫu chuẩn bị cho thử nghiệm cường độ nén, cường độ kéo khi uốn phải không được có cốt thép. Nếu sợi được thêm vào bê tông phun, thì phải được ghi rõ trong các mẫu thử nghiệm tương ứng.
7.4 Phun bê tông
7.4.1 Kỹ thuật viên vận hành: Kỹ thuật viên trực tiếp vận hành (người trực tiếp cầm vòi phun và người điều khiển máy phun bê tông) phải là người sẽ trực tiếp thi công kết cấu.
7.4.2 Thi công bê tông phun: Thi công bê tông phun trên các ván khuôn của tấm thử phải tuân thủ theo biện pháp thi công đề xuất được sử dụng hoặc biện pháp thi công đang được thực hiện trên kết cấu. Ván khuôn gỗ cần phải làm ẩm trước khi phun bê tông.
8 Bảo dưỡng tấm thử
8.1 Để ngăn ngừa sự bay hơi nước, bề mặt các tấm thử phải được bao phủ và bọc kín (ngay sau khi chế tạo để tránh hư hỏng) bằng vật liệu đáp ứng các yêu cầu của ASTM C171 hoặc được bảo quản trong phòng ẩm đáp ứng các yêu cầu của ASTM C511. Các mẫu thử đã được bảo dưỡng tại hiện trường phải được chuyển đến phòng thí nghiệm ngay trước khi thử nghiệm.
8.2 Các tấm thử chế tạo từ hỗn hợp bê tông phun chứa phụ gia latex khi không có quy định cụ thể phải được bảo dưỡng ẩm trong 24 h và sau đó được làm khô trong không khí để cân bằng chu kỳ bảo dưỡng.
9 Lấy mẫu và thử nghiệm
9.1 Mẫu thử phải được lấy từ các tấm thử bằng cách khoan lõi hoặc cắt thành mẫu hình lăng trụ phù hợp với ASTM C42/C42M, hoặc cắt thành các mẫu lập phương theo ASTM C513/C513M. Các mẫu được khoan hoặc cắt phải được lấy tại vị trí trung tâm của tấm thử. Không được lấy mẫu từ bê tông phun trong phạm vi bằng chiều dày tấm thử cộng với 25 mm từ các mép bên ngoài.
Đối với khuôn có kích thước (610 x 610 x 90) mm, vị trí lấy mẫu cách mép ngoài của tấm thử 115 mm, do đó diện tích có thể lấy mẫu là (380 x 380) mm. Các mẫu được khoan hoặc cắt không được có nếp gấp và đường vân do cắt hoặc khoan không đều. Nên cắt một lần trên toàn bộ bề mặt để đảm bảo các bề mặt song song và nhẵn. Các mẫu khoan lõi phải được khoan và thử cường độ chịu nén theo phương vuông góc với bề mặt của tấm thử. Mẫu lập phương và mẫu lăng trụ có thể được thử nghiệm theo phương vuông góc hoặc song song với bề mặt của tấm thử. Hướng gia tải khi thử nghiệm có thể ảnh hưởng đến kết quả và phải được nói rõ khi thử nghiệm. Bảo quản đúng cách các mẫu thử vừa được gia công, yêu cầu mẫu thử phải được bảo vệ khỏi bị ảnh hưởng do nhiệt độ bên ngoài quá cao và các tác động rung, lắc hoặc va đập trong quá trình thủy hóa. Mẫu hình lăng trụ phải được thử nghiệm theo ASTM C78 ngoại trừ mẫu lăng trụ sử dụng bê tông cốt sợi phải được thử nghiệm theo ASTM C1018 hoặc ASTM C1399.
9.1.1 Tuổi mẫu: Các mẫu phải được lấy từ các tấm thử và thử nghiệm ở các độ tuổi được chỉ định. Trừ khi có quy định về tình trạng độ ẩm, các mẫu thử phải được lấy từ các tấm thử không quá 2 h trước khi thử nghiệm.
9.1.2 Ổn định trạng thái ẩm của mẫu thử – Việc ổn định trạng thái ẩm của mẫu thử nếu được quy định, phải phù hợp với các quy định của ASTM C42/C42M trừ khi có quy định khác.
9.2 Khối lượng thể tích , độ hút nước và độ rỗng được xác định theo các quy định của ASTM C642. Cường độ chịu kéo khi uốn được xác định theo ASTM C78, ASTM C1018 hoặc ASTM C1399.
CHÚ THÍCH 1: Nếu được yêu cầu, độ rỗng của bê tông phun đã đóng rắn có thể được xác định theo ASTM C457/C457M.
10 Hiệu chỉnh kết quả
Khi cường độ thiết kế áp dụng cho mẫu chuẩn kích thước (150×300) mm, hệ số hiệu chỉnh liên quan đến tương quan giữa chiều cao và đường kính theo ASTM C42/C42M phải được áp dụng cho thí nghiệm xác định cường độ chịu nén. Đối với mẫu cắt hình lập phương, cường độ nén phải được nhân với hệ số hiệu chỉnh 0,85 để có được cường độ tương đương của lõi khoan.
Khi cường độ thiết kế áp dụng mẫu cho chuẩn kích thước (150x150x150) mm, hệ số hiệu chỉnh tuân theo TCVN 12252.
11 Báo cáo
Báo cáo phải bao gồm ít nhất các thông tin sau:
a) Loại xi măng, hàm lượng xi măng và phụ gia, cốt liệu mịn và thô bao gồm kích thước hạt lớn nhất và cấp phối hạt, hàm lượng nước bổ sung tại đầu vòi, trong trường hợp bê tông phun ướt và nhiệt độ.
b) Loại và tỷ lệ của cốt sợi (nếu được sử dụng).
c) Phương của tấm thử.
d) Loại bê tông phun (ướt hoặc khô).
e) Tên kỹ thuật viên cầm vòi phun và kỹ thuật viên vận hành máy phun bê tông.
f) Kích thước mẫu và tình trạng độ ẩm.
g) Hướng lấy mẫu thí nghiệm.
h) Khối lượng thể tích, độ hút nước, độ rỗng, độ sụt và thời gian chảy (nếu có).
i) Độ bền và các đặc tính cơ học khác được đánh giá và các phương pháp thử nghiệm được sử dụng cũng như các hệ số hiệu chỉnh được áp dụng.
Thư mục tài liệu tham khảo
[1] EN 14488-1:2005, Testing sprayed concrete – Sampling fresh and hardened concrete;
[2] ASTM C39/C39M, Standard Test Method for Compressive Strength of Cylindrical Concrete Specimens (Phương pháp thử xác định cường độ nén của mẫu bê tông hình trụ);
[3] ASTM C143/C143M, Test Method for Slump of Hydraulic-Cement Concrete (Phương pháp xác định độ sụt);
[4] ASTM C231/C231M, Test Method for Air Content of Freshly Mixed Concrete by the Pressure Method (Phương pháp xác định hàm lượng bọt khí trong hỗn hợp bê tông bằng phương pháp áp suất);
[5] ASTM C617/C617M, Standard Practice for Capping Cylindrical Concrete Specimens (Phương pháp tạo phẳng mặt mẫu bê tông hình trụ)
[6] ASTM 0511, Specification for Mixing Rooms, Moist Cabinets, Moist Rooms, and Water Storage Tanks Used in the Testing of Hydraulic Cements and Concretes (Chỉ dẫn kỹ thuật cho phòng dưỡng hộ, hộp ẩm, độ ẩm, nước sử dụng để thử bê tông và xi măng);
[7] TCVN 13051:2020, Bê tông – Bê tông xi măng – Thuật ngữ và định nghĩa.
[8] TCVN 13509, Bê tông phun trong công trình hầm giao thông – Yêu cầu kỹ thuật, thi công và nghiệm thu;
[9] TCVN 3105, Hỗn hợp bê tông và bê tông – Lấy mẫu, chế tạo và bảo dưỡng mẫu thử;
[10] TCVN 3108, Hỗn hợp bê tông nặng – Phương pháp xác định khối lượng thể tích;
[11] TCVN 3113, Bê tông – Phương pháp xác định độ hút nước;
[12] TCVN 3119, Bê tông – Phương pháp xác định cường độ chịu kéo khi uốn;
MỤC LỤC
1 Phạm vi áp dụng
2 Tài liệu viện dẫn
3 Thuật ngữ, định nghĩa
4 Ý nghĩa và sử dụng
5 Thiết bị và dụng cụ
6 Vật liệu
7 Quy trình chế tạo tấm thử
8 Bảo dưỡng tấm thử
9 Lấy mẫu và thử nghiệm
10 Hiệu chỉnh kết quả
11 Báo cáo
