I. UHPC là gì?

• Định nghĩa

Bê tông cường độ siêu cao UHPC (Ultra-High-Performance Concrete). UHPC có cường độ nén rất cao – thường khoảng 165 MPa, nhưng chúng tôi thường chỉ tạo ra cường độ thấp hơn là 110 MPa, vì cường độ này là cường độ chúng tôi làm việc khi đã thiết kế và tính toán đến các yếu tố môi trường. Cường độ nén cao đến từ ma trận dày đặc với độ xốp thấp, điều này rất quan trọng để cung cấp độ bền cao hơn 100 năm – ngay cả trong môi trường hàng hải hoặc trong các công trình chịu nhiệt độ cực lạnh.

UHPC chứa một số lượng lớn các sợi thép, cung cấp cho chúng tôi độ dẻo mong muốn cho phép chúng tôi áp dụng một gia cố chặt chẽ mà không bị nứt. UHPC có thể được coi là cả bê tông hiệu suất cao và bê tông sợi, nhưng tại Betonlab, chúng tôi sử dụng thuật ngữ UHPC để báo hiệu một số đặc tính khác ngoài cường độ. Trong khi bê tông sợi chỉ được gia cố bởi các sợi của nó, chúng tôi chỉ sử dụng các sợi làm cốt thép thứ cấp để đảm bảo kiểm soát nứt, điều này rất quan trọng đối với độ lệch của chúng tôi. Tuy nhiên, chúng tôi sử dụng cốt thép truyền thống để đảm bảo khả năng chịu tải của các công trình xây dựng.

• So sánh giữa bê tông thường NSC và UHPC

Chỉ tiêu	Đơn vị	NSC	UHPC
Trọng lượng riêng	Kg/dm3	2,2-2,5	2,45-2,55
Cường độ chịu nén	MPa	10-60	100-250
Cường độ chịu uốn	MPa	2-8	15-40
Cường độ chịu kéo	MPa	1-4	7-11
Mô-đun đàn hồi	GPa	20-40	45-55

1. Đa dạng mẫu mã và kích thước: hãy sáng tạo và không có một giới hạn nào đối với UHPC
2. Trên 100 năm về khả năng ổn định: Các yếu tố trong UHPC của chúng tôi có độ bền rất cao. Có thể đạt được độ bền cao hơn 100 năm do ma trận chặt chẽ và độ xốp thấp của vật liệu.
3. Dễ dàng bảo dưỡng: Khi bạn sử dụng UHPC, bạn có thể yên tâm về khả năng bảo trì thấp. Giống như bê tông thông thường, UHPC có thể bị lắng cặn, bám bẩn và đất, nhưng được bảo dưỡng vô cùng dễ dàng. Những loại gỉ này không có bất kỳ ảnh hưởng nào đến chức năng xây dựng của vật liệu. Do đó, bạn sẽ không trải qua bất kỳ hình thức bảo trì mang tính xây dựng nào đối với các phần tử của mình trong UHPC và bạn sẽ không phải xem xét bất kỳ sự thay thế nào của các phần tử trong vòng 100 năm, ngay cả khi các phần tử được tiếp xúc với điều kiện khắc nghiệt nhất.
4. Độ nén, độ bền cao: Do có kết cấu chặt chẽ và độ xốp thấp, vật liệu UHPC của chúng tôi có cường độ nén cực cao. Cường độ cao hơn cả bê tông thông thường và bê tông sợi. Chúng tôi thường làm việc với cường độ nén 165 MPa trong quá trình sản xuất của mình.
5. Dễ dàng lắp đặt
6. Chống cháy hiệu quả
7. Tiết kiệm chi phí trực tiếp
8. Giảm thiểu thời gian và rủi ro khi thi công
9. Giảm nguy cơ gây hiện tượng Trái đất nóng lên
10. Giảm khối lượng vật liệu cần sử dụng để thi công cũng như lắp đặt

*Ứng dụng của bê tông hiệu năng siêu cao (UHPC) trong thực tế

*Tính đa dạng mẫu mã

UHPC giống như bất kỳ loại bê tông nào khác, luôn đa dạng về kiểu dáng, mẫu mã cũng như màu sắc. Các màu tiêu chuẩn là xám và nhạt, nhưng bê tông cũng có thể được pha màu và tráng men để tạo ra một mẫu mới và đặc biệt hơn. Cuối cùng, đá hoặc các chất phụ gia khác có thể tạo ra bề mặt thô ráp hơn để tạo nên sự khác biệt

Dưới đây là một số mẫu UHPC, mời quý khách hàng tham khảo

UHPC (Ultra-High-Performance Concrete) mở rộng đáng kể khả năng cho các ứng dụng của bê tông. Sự kết hợp giữa sức mạnh, độ bền, tính linh hoạt và khả năng chịu lực tác động tốt từ các yếu tố thêm vào khiến UHPC vượt trội hơn hẳn loại bê tông truyền thống. Các công trình có tuổi thọ lâu hơn và cần ít sự bảo trì hơn. Các dự án cũng có thể được hoàn thành nhanh hơn và ít gây gián đoạn giao thông. UHPC mang lại nhiều lợi ích khi sử dụng. Tuy nhiên, vấn đề ngăn cản UHPC được sử dụng rộng rãi trên toàn thế giới chính là giá thành ban đầu để sản xuất ra vật liệu này cũng như những tiêu chuẩn khắt khe trong việc phối trộn vật liệu. Cùng chờ đợi những cải tiến tiếp theo để vật liệu này có thể được ứng dụng nhiều hơn nữa trong xây dựng và kiến trúc.

Bê tông hiệu suất siêu cao – UHPC là vật liệu gốc xi măng tiên tiến có cường độ cao và độ bền tuyệt vời. Nó mang lại tiềm năng trở thành một giải pháp thiết thực để cải thiện tính bền vững của các tòa nhà và các thành phần cơ sở hạ tầng khác. Trong hai thập kỷ qua, UHPC đang ngày càng được quan tâm ở nhiều quốc gia với việc sử dụng đa dạng từ các cấu kiện xây dựng, cầu, đặc điểm kiến trúc, sửa chữa và phục hồi, và các cấu kiện thẳng đứng như tháp cối xay gió và tháp tiện ích đến các ứng dụng trong ngành dầu khí, ngoại trừ công trình bờ biển, công trình thủy lực và vật liệu phủ.

UHPC là một thế hệ vật liệu kết dính tương đối mới với cường độ, độ dẻo và độ bền rất cao. UHPC tăng cường bằng sợi có thể được coi là sự kết hợp của ba công nghệ bê tông là bê tông tự lèn (SCC), bê tông cốt sợi (FRC) và bê tông hiệu suất cao (HPC). Các khuyến nghị tạm thời của Pháp (AFGC 2002) định nghĩa UHPC là bê tông có cường độ nén đặc trưng ít nhất là 150 MPa với việc sử dụng cốt thép sợi để đảm bảo tính dẻo khi chịu lực căng. UHPC có cường độ nén 130 MPa – 150 MPa được tăng cường bằng thép hoặc sợi khác được coi là UHPC có cường độ thấp hơn. Thông thường, thuật ngữ UHPC được sử dụng để mô tả hỗn hợp silica fume-xi măng được gia cố bằng sợi, phụ gia siêu dẻo, với tỷ lệ nước trên xi măng (W/C) rất thấp, được đặc trưng bởi sự hiện diện của cát thạch anh rất mịn, nằm trong khoảng 0,15–0,60 mm theo đường kính, thay vì cốt liệu thông thường.

Có một số loại UHPC đã được phát triển ở các quốc gia khác nhau và bởi các nhà sản xuất khác nhau như Ceracem®, BSI®, vật liệu tổng hợp gia cường nhỏ gọn (CRC), hỗn hợp xi măng đa quy mô (MSCC) và bê tông bột phản ứng (RPC). Tại Malaysia, UHPC bắt đầu thâm nhập công nghiệp-thương mại như một vật liệu xây dựng bền vững vào cuối năm 2010 với tên gọi Dura®.

UHPC có cường độ nén gấp 10 lần bê tông truyền thống. Độ bền nén là khả năng của vật liệu chống lại sự uốn cong dưới tải trọng (hoặc khi nén). Bê tông thường dùng trong cầu có cường độ nén từ 3.000 đến 5.000 psi. UHPC có cường độ nén từ 18.000 đến 35.000 psi. Một thước đo sức mạnh khác là độ bền kéo hoặc lực căng. Đây là mức độ mạnh của một vật liệu khi bạn kéo nó. Trong khi bê tông truyền thống có cường độ kéo từ 400 – 700 psi, UHPC có cường độ kéo khoảng 1400 psi. Bê tông hiệu suất siêu cao (UHPC) là hỗn hợp gốc xi măng có đặc điểm là cường độ nén cao, thường lớn hơn 120 MPa, độ bền cụ thể, độ dẻo kéo và độ dẻo dai.

Trong thành phần cơ bản của UHPC, cốt liệu là chất độn và chất kết dính phản ứng với nước để tạo thành ma trận có khả năng xi măng và có tác dụng bôi trơn. Ngoài việc bôi trơn các hạt cốt liệu và cung cấp khả năng làm việc thích hợp, ma trận phải làm rắn hoàn toàn các hạt cốt liệu để đảm bảo các đặc tính kỹ thuật của bê tông đã đông cứng. Xem xét các yêu cầu về độ bền và độ bền cao của UHPC, mật độ đóng gói của các hạt phải được tăng lên. Để đảm bảo đủ độ bền của UHPC, silica fume và bột silica siêu mịn thường được sử dụng trong thành phần chất nền để tăng mật độ đóng gói của hệ thống hạt, do đó tăng độ bền của chất nền. Ngoài các vật liệu kết dính bổ sung, một chất làm đặc được thêm vào, cũng như một lượng thích hợp của phụ gia siêu dẻo để đảm bảo tính lưu động và độ nhớt thích hợp của chất nền đã chuẩn bị. Xơ được pha trộn để tăng khả năng chống kéo và chống bào mòn của ma trận. Bởi vì UHPC có nhiều lợi thế, ứng dụng của nó đã ngày càng tăng kể từ khi nghiên cứu và phát triển của nó ra đời.

Nguyên tắc sản xuất UHPC

Trong những năm qua với những tiến bộ đáng kể cụ thể, nhiều nhà nghiên cứu đã phát triển UHPC lên đến một mức độ sẵn sàng cho các ứng dụng. Cường độ nén của UHPC được thiết kế có thể đạt tới 200 MPa. Ý tưởng cơ bản về sản xuất bê tông có cường độ rất cao và cấu trúc vi mô dày đặc đã được đưa ra vào những năm 1980. Tuy nhiên, bước đột phá thực tế đến sau sự phát triển của SP hiệu quả cho phép sản xuất bê tông dễ chảy với tỷ lệ cao các hạt siêu mịn được đóng gói tối ưu để giảm thiểu độ rỗng của hỗn hợp sử dụng W/B cực thấp.

Một số nhà nghiên cứu đã xác định nguyên tắc cơ bản trong việc thiết kế UHPC, có thể được tóm tắt như sau:

• Giảm thiểu độ xốp hỗn hợp bằng cách tối ưu hóa hỗn hợp dạng hạt thông qua sự phân bố rộng rãi các loại kích thước bột và giảm W/B.

• Tăng cường cấu trúc vi mô bằng cách xử lý nhiệt sau thiết lập để tăng tốc độ phản ứng pozzolanic của SF và để tăng tính chất cơ học.

• Cải thiện tính đồng nhất bằng cách loại bỏ cốt liệu thô dẫn đến giảm tác động cơ học của tính không đồng nhất.

• Tăng tính dẻo bằng cách thêm một phần thể tích thích hợp của các sợi thép nhỏ.

Áp dụng bốn nguyên tắc đầu tiên dẫn đến bê tông có cường độ nén rất cao và việc bổ sung các sợi thép giúp cải thiện cả độ bền kéo và độ dẻo của bê tông.

Thuộc tính của UHPC

So với bê tông thông thường, bê tông hiệu suất cực cao (UHPC) có độ dẻo dai tuyệt vời và khả năng chống va đập tốt hơn. Dưới nhiệt độ cao, cấu trúc vi mô và các đặc tính cơ học của UHPC có thể bị suy giảm nghiêm trọng. Do đó, trước tiên chúng tôi khám phá các đặc tính của UHPC với cường độ nén 28 ngày được thiết kế là 120 MPa hoặc cao hơn trong giai đoạn hỗn hợp mới và đo các đặc tính cơ học cứng của nó sau bảy ngày. Các biến thử nghiệm bao gồm: loại vật liệu xi măng và tỷ lệ trộn (tro silica, bột silicon siêu mịn), loại sợi (sợi thép, sợi polypropylene) và hàm lượng sợi.

Thuộc tính của nó bao gồm:

• Bê tông hiệu suất siêu cao (UHPC) là vật liệu composite hiện đại với các đặc tính cơ học cực tốt.

• UHPC đồng nhất hơn NSC do mật độ đóng gói được tối ưu hóa và hạn chế sử dụng cốt liệu thô. Sự khác biệt về kích thước và độ bền giữa ma trận và các cốt liệu nhỏ đến mức dưới tác động bên ngoài

• UHPC hiển thị hành vi vật liệu dẻo và hiệu suất kéo của nó có thể được cải thiện đáng kể

• Vật liệu nano trong UHPC làm tăng tốc độ hydrat hóa của xi măng, làm đặc cấu trúc vi mô, cải thiện độ bền và do đó góp phần vào độ bền của xi măng

• Ma trận HPC có độ thấm rất thấp

• UHPC có cường độ nén gấp 10 lần bê tông truyền thống. Cường độ nén là khả năng của vật liệu chống lại sự uốn cong dưới tải trọng (hoặc khi nén)

• Mật độ đóng gói của UHPC được tối ưu hóa

• UHPC cho thấy sự di chuyển clorua cực thấp khi thử nghiệm, ít hơn 10% độ thấm của bê tông thông thường

• UHPC thể hiện khả năng chống mài mòn tuyệt vời, gần gấp đôi so với bê tông thông thường

• UHPC có các đặc tính tương tự như đá cứng

• UHPC thường được làm bằng sợi thép cường độ cao, cát mịn, xi măng, tro bay, một lượng lớn SF và một lượng nước thấp (tỷ lệ w / cm nhỏ hơn 0,20).

Vật liệu UHPC

Các vật liệu trong UHPC thuộc dạng hỗn hợp trộn ba thành phần: bột, chất siêu dẻo và sợi hữu cơ. Thành phần gồm:

• Xi măng Portland: còn gọi là Xi măng Portland thường, là loại vật liệu được sử dụng phổ biến nhất trên toàn thế giới, nó là thành phần cơ bản của bê tông, vữa, hồ. Có thành phần chủ yếu là clinker Portland chiếm tỉ lệ 95 – 96% và thạch cao chiếm tỉ lệ 4-5%

• Silica Fume: Muội silic hay khói silic, còn được gọi là microsilica, là một dạng cấu trúc vô định hình của silic dioxide. Muội silic là sản phẩm phụ của công nghiệp sản xuất chế phẩm chứa silic, thoát ra dưới dạng khói bay cực mịn. Muội silic có kích thước rất nhỏ bé, khoảng từ 0,1 μm đến vài μm, đường kính hạt trung bình 1,5 μm.

• Bột thạch anh: hay còn gọi là bột quartz là đá sa thạch tái kết tinh tạo thành. Bột quartz được khai thác chế biến có độ sạch cao, các tạp chất có hại như Fe, Ca rất thấp nên đáp ứng yêu cầu của nhiều ngành sản xuất.

• Cát silica mịn: một chất phi kim loại có công thức hóa học là SiO2, chúng được tìm thấy nhiều trong tự nhiên và tồn tại ở dạng cát thạch anh hay bột thạch anh. Trong tự nhiên Silica tồn tại chủ yếu ở dạng tinh thể hoặc vi tinh thể (thạch anh, tridimit, cristobalit, cancedoan, đá mã não).

• Bộ giảm nước tầm cao: là phụ gia siêu dẻo dạng lỏng, thành phần gồm các polymer tổng hợp hiệu quả giảm nước tầm cao và duy trì độ sụt, giúp công tác vận chuyển bê tông và thi công tại công trình được an toàn hiệu quả.

• Nước

• Thép hoặc sợi hữu cơ

Một số nhà sản xuất đã tạo ra các sản phẩm trộn sẵn UHPC chỉ thêm nước giúp sản phẩm UHPC dễ tiếp cận hơn. Hiệp hội Vật liệu và Thử nghiệm Hoa Kỳ đã thành lập Tiêu chuẩn Thực hành Tiêu chuẩn ASTM C1856/1856M để Chế tạo và Thử nghiệm Mẫu Bê tông Hiệu suất Cực cao dựa trên các phương pháp thử nghiệm ASTM hiện tại với các sửa đổi để phù hợp với UHPC.

Ứng dụng UHPC

Thị trường bê tông hiệu suất cực cao được chấp nhận rộng rãi trong các tòa nhà cao tầng dân dụng, do có nhiều ưu điểm khác nhau, bao gồm độ bền, cường độ cao và khả năng bảo vệ khỏi các điều kiện thời tiết khắc nghiệt. Sự tăng trưởng của thị trường bê tông hiệu suất cực cao (UHPC) phần lớn gắn liền với sự tăng trưởng trong các ứng dụng dân dụng trong ngành xây dựng.

Các lĩnh vực ứng dụng của nó bao gồm:

• Dầm dự ứng lực

• Tấm waffle đúc sẵn cho sàn cầu

• Đổ bao đóng đúc tại hiện trường cho các phần tử cầu đúc sẵn

• Cọc bê tông đúc sẵn

• Cải tạo địa chấn của cầu

• Lớp phủ ngoại quan mỏng của sàn cầu

• Các ứng dụng bảo mật và giảm thiểu cháy nổ

Và rất nhiều ứng dụng khác.

Kết luận

Sản xuất xi măng là nguồn phát thải CO2 cao thứ ba, sau ô tô và các nhà máy than. UHPC thể hiện tiềm năng thú vị để giảm đáng kể tác động môi trường của việc sản xuất xi măng trong xây dựng bằng cách thay thế 4 inch bê tông truyền thống đúc sẵn bằng 5/8 ”của UHPC trong khi đồng thời giảm trọng lượng thép và các vật liệu kết cấu khác theo yêu cầu cho nền, lõi và vỏ của một tòa nhà. Bê tông hiệu suất siêu cao (UHPC) là vật liệu đang thu hút sự chú ý trong ngành xây dựng do độ bền và độ bền cơ học cao, dẫn đến các kết cấu có yêu cầu bảo dưỡng thấp. Ngành xây dựng dự kiến ​​sẽ thúc đẩy ngành công nghiệp bê tông lên một tầm cao mới, do đó sẽ giúp thị trường xây dựng đạt được doanh thu và khối lượng lớn hơn trong tương lai gần, điều này sẽ thúc đẩy nhu cầu về UHPC với tốc độ đáng kể. Các yếu tố như số lượng đơn vị nhà ở mới ngày càng tăng và các khoản đầu tư lớn vào lĩnh vực cơ sở hạ tầng dự kiến ​​sẽ thúc đẩy thị trường UHPC. Ngoài ra, nhu cầu ngày càng tăng ở Trung Quốc, Nhật Bản, Malaysia, Hàn Quốc và các quốc gia khác, do sự phát triển vượt bậc của cơ hội xây dựng ở các quốc gia này, cũng đã thúc đẩy thị trường cho UHPC.

Cảm ơn bạn đã đọc bài. Nếu có bất kì thắc mắc nào, hãy để lại bình luận bên dưới hoặc lên hệ với chúng tôi để được giải đáp ngay.

Chúng tôi là người tham gia lần đầu tiên tại Finnbuild, Hội chợ Dịch vụ Xây dựng và Xây dựng Quốc tế ở Helsinki, Phần Lan vào đầu tháng 10. Và tôi là người hẹn giờ đầu tiên tại Finnbuild với Hi-Con. Đã đến đó nhiều lần với nhân viên cũ của tôi, HB-Betoniteollisuus Oy, nhưng lần này thật đặc biệt đối với tôi. Chúng tôi đã có một vị trí khá tốt cho gian hàng của mình ngay bên ngoài Công viên Bê tông, một khu triển lãm chung của 21 công ty đến từ Phần Lan. Gian hàng của chúng tôi không phải là lớn nhất xung quanh, thậm chí không xa, nhưng tôi nghĩ chúng tôi có thể có thứ gì đó mà không nhiều người tại triển lãm có được khi tôi mở gói hai cầu thang mẫu có kích thước thật tuyệt vời từ thùng của họ vào chiều thứ Ba.

Chúng tôi gặp một chút khó khăn trong việc nâng và đặt những mảnh 400 kg đó lên đúng vị trí vì khán đài đã sẵn sàng cho du khách ngoại trừ cầu thang. Nhưng tất cả những nỗ lực đều đáng giá! Đội ngũ hi-Con tại nhà máy đã hoàn thành rất tốt các mẫu thử và tôi biết chúng tôi sẽ rất vui vẻ tại hội chợ nếu không có gì khác. Những bậc thang đó thật sự bắt mắt! Nhưng tôi phải thú nhận rằng tôi đã phải thực hiện một “bài kiểm tra áp lực” cho họ bằng cách đi bộ đến đỉnh của cả hai để thấy rằng họ đủ mạnh. Đừng lo lắng!

Và ngay sau cầu thang, Tommy Bæk Hansen cũng từ Aalborg đến để cùng tôi đến hội chợ. Chúng tôi đã sẵn sàng! Và nó bắt đầu đẹp ngay từ đầu hội chợ. Cầu thang và những bức ảnh đẹp về ban công và mặt tiền của chúng tôi đã thu hút rất nhiều người đến và hỏi thêm về các sản phẩm mỏng mà họ chưa từng thấy trước đây. Và nó cứ tiếp diễn như vậy trong suốt ba ngày diễn ra hội chợ! Thậm chí, thật khó để tìm được thứ gì đó để ăn trong giờ hội chợ và bạn thậm chí sẽ không muốn rời khỏi quầy hàng vì đó là điều chúng tôi hằng mong ước.

Để có nhiều người tiếp xúc nhất có thể tại hội chợ và có thể nói “Chúc mừng Phần Lan! Các sản phẩm CRC của chúng tôi hiện cũng có sẵn ở Phần Lan! Hãy đến và lấy của bạn! ”. Còn nhiều việc phải làm hơn là chỉ giao hàng cho một thị trường mới như Phần Lan. Tôi đã nhận thấy điều đó trong năm qua. Và trong hội chợ. Khách tham quan rất hào hứng với những ban công và cầu thang mỏng của chúng tôi, nhưng đồng thời, họ cũng hơi dè dặt về việc chúng là sản phẩm mới ở Phần Lan. Mặc dù chúng đã được sử dụng trong gần hai thập kỷ ở Đan Mạch. Mối quan tâm thông thường của khách tham quan là độ bền của sản phẩm của chúng tôi trong khí hậu lạnh giá của Phần Lan (khả năng chống băng giá) và khả năng chống ăn mòn cốt thép. Nhưng sau khi thảo luận về nền tảng kỹ thuật và hiệu suất của CRC bê tông hiệu suất cao của chúng tôi, họ đã yên tâm rằng các sản phẩm của chúng tôi đều đẹp và rất phù hợp với Phần Lan. Thật là một sự kết hợp!

Và sau đó, có một câu hỏi lớn về tiền cũng xuất hiện khá thường xuyên tại Finnbuild. Ngành kinh doanh xây dựng đang ở thời kỳ đỉnh cao ở Phần Lan và sự cạnh tranh rất gay gắt. Một số công ty đang cố gắng thu được nhiều lợi nhuận hơn chỉ bằng cách mua những vật liệu cũ rẻ hơn, nhưng tôi rất vui khi nhận thấy rằng ngày càng có nhiều công ty sẵn sàng tìm kiếm những cách thức mới để làm mọi thứ với cả những vật liệu và sản phẩm mới ở Phần Lan. và tận dụng những lợi ích đó để tạo ra nhiều khả năng cạnh tranh và lợi nhuận hơn. Hy vọng sẽ nhận được nhiều hơn nữa những cuộc thảo luận mà chúng tôi đã có tại hội chợ với các chuyên gia xây dựng về toàn bộ giá của các giải pháp thay vì chỉ giá cho các sản phẩm đơn lẻ trên mét vuông hoặc kg. Và thật tốt khi thấy rằng những con người sáng tạo và cởi mở đó vẫn tồn tại trong ngành xây dựng Phần Lan. Vì vậy, tôi vẫn tin tưởng vào các nhà xây dựng Phần Lan và ý chí của họ cũng xây dựng với chất lượng.

Nhờ những mẫu cầu thang tuyệt vời đó, đã có khá nhiều nhà xây dựng nhà riêng lẻ đến thăm chúng tôi tại hội chợ. Nhiều người đang xây nhà bằng bê tông và họ muốn cầu thang cũng được làm bằng bê tông nhưng tốt nhất là trông không quá nặng nề như các yếu tố cầu thang bê tông thông thường có xu hướng. Và họ khá vui khi tìm thấy cầu thang siêu mỏng của chúng tôi ở đó. Nhưng… với các yếu tố cầu thang đơn đặt làm riêng, giá luôn tăng lên. Tôi đã thảo luận với nhiều người trong số những du khách đó (và với Tommy) về khả năng có được một mẫu cầu thang accordion nhà riêng biệt tiêu chuẩn có thể có giá cả phải chăng hơn. Vấn đề nằm ở các phép đo của loại cầu thang nhà riêng biệt đó vì không có tiêu chuẩn cho chiều cao tầng, vv. Đó là điều chúng ta phải nghiên cứu thêm một chút. Tôi chắc chắn rằng chúng tôi cũng sẽ tìm thấy một giải pháp thích hợp cho những dự án tư nhân này.

Tất cả các phẩm chất tốt của bê tông hiệu suất cao của chúng tôi đều phát huy tác dụng tốt nhất, đặc biệt là với các công trình bên ngoài trong điều kiện khí hậu khắc nghiệt như ở Phần Lan. Những người tại Finnbuild đã dành một ít thời gian nghiên cứu các tính năng của sản phẩm Hi-Con đã nhận ra điều này. Và có rất nhiều người trong số họ. Vì vậy, vâng, tôi chắc chắn rằng sẽ vẫn còn rất nhiều hoạt động dành cho chúng tôi ở Phần Lan sau Finnbuild.

Tôi không thường xuyên thấy kết quả của thử nghiệm cháy toàn bộ trên các phần tử UHPC. Vì vậy, điều ít nhất tôi có thể làm là chia sẻ cho quý vị một số kết quả từ thử nghiệm gần đây.

Khả năng chống cháy chắc chắn là một thách thức đối với đa số loại bê tông chứ không riêng gì với UHPC. Và tôi đã giải quyết vấn đề này trong một trong những mục blog trước đây của tôi: Khả năng chống cháy – nó có phải là một vấn đề đối với UHPC? Nếu hàm lượng các hạt mịn trong bê tông cao (dẫn đến bê tông không thấm) thì nó thậm chí có thể là một vấn đề ở cường độ nén thấp tới 55 MPa như được đề cập trong hệ thống.

Như đã mô tả trong bài viết trước đây của tôi, chúng tôi đã có được tài liệu phong phú về khả năng chống cháy của UHPC bao gồm các thử nghiệm trên tấm, dầm, cột và các phần tử tường. Nhưng chỉ có một thử nghiệm toàn diện về tải trọng chịu lửa đã được thực hiện trên phần ban công. Đây là phần tử ban công hẫng đã được thử nghiệm tại Đại học Tampere ở Phần Lan (cách thiết lập được thể hiện trong hình 1 bên dưới).

Mặc dù ban công đại diện cho phần lớn các dự án của chúng tôi, chúng tôi quyết định cũng thực hiện một thử nghiệm toàn diện trên một tấm được hỗ trợ đơn giản vì chúng tôi có thể mong đợi kết quả thuận lợi hơn cho loại thử nghiệm này. Tôi sẽ giải thích điều này ở phần dưới đây.

• Sự nóng lên của cốt thép

Trong cả hai loại thử nghiệm cháy, phần mặt trên không được phơi sáng, trong khi phần dưới của phiến được tiếp xúc với ngọn lửa tiêu chuẩn. Điều này có nghĩa là các cốt thép chịu kéo trong tấm đúc được bảo vệ tương đối tốt khỏi ngọn lửa – vì chúng có lớp bọc cách mặt trên của tấm 15 mm và tấm có độ dày từ 85 đến 75 mm. Đối với tấm được hỗ trợ đơn giản, các thanh cốt thép chịu lực nằm ở phía dưới và do đó chỉ được bảo vệ khỏi ngọn lửa bằng lớp bao phủ 15 mm của chúng. Điều này tất nhiên sẽ dẫn đến việc các cốt thép được hồi lại nhanh hơn đối với tấm được hỗ trợ đơn giản và do đó, sức mạnh sẽ giảm ở giai đoạn trước của thử nghiệm hỏa hoạn.

• Biến dạng

Đối với cả hai loại tấm, tải trọng được đặt lên trên tấm dẫn đến sự lệch hướng xuống dưới. Khi các tấm được nung nóng, các biến dạng này sẽ tăng lên do giảm mô đun đối với cả thép và bê tông cũng như hiện tượng rão nhiệt. Tuy nhiên, có một tác động khác phải được tính đến. Vì phần dưới cùng của phiến đá bị nung nóng trong khi phần trên có nhiệt độ thấp hơn, phần đáy sẽ nở ra nhanh chóng trong khi phần trên tương đối chưa bị ảnh hưởng nhiều. Điều này tạo thêm hiệu ứng uốn cong, trong trường hợp ban công hẫng sẽ làm cho mép tấm hướng lên trên và trong giai đoạn đầu của đám cháy, hiệu ứng này sẽ thêm một thành phần lớn hơn độ võng xuống do tải trọng gây ra. Trên thực tế đối với tấm đúc hẫng, mép của ban công đã không di chuyển xuống quá độ võng ban đầu cho đến sau 90 phút tiếp xúc với lửa. Đối với tấm được hỗ trợ đơn giản, tác động của tải trọng và của sự gia nhiệt vi sai đều sẽ làm tăng thêm độ võng xuống, do đó độ võng ở giữa tấm có thể trở nên khá lớn.

• Sự nứt vỡ và phồng nở

Nếu độ ẩm trong UHPC đủ thấp, thông thường chúng ta sẽ không gặp hiện tượng cháy nổ, nhưng có thể dự kiến sẽ có một số bong tróc của lớp phủ ở mặt tiếp xúc. Dưới đây là hình ảnh bản đúc hẫng sau 2 giờ cháy.

Đối với tấm đúc hẫng, sự gia cố này lại nằm cách xa bề mặt gần nhất với cốt thép chịu kéo, do đó gia cố sẽ không dẫn đến sự gia tăng nhanh chóng nhiệt độ của cốt thép.

Đối với tấm được hỗ trợ đơn giản, bất kỳ sự bong tróc nào sẽ từ bề mặt gần với cốt thép chịu kéo, dẫn đến nhiệt độ tăng nhanh và tiếp theo là mất khả năng chịu kéo của cốt thép. Đối với một mẫu thử không tải, sự cháy nổ dự kiến là vừa phải, như đã được quan sát thấy trong một vài đám cháy thực tế. Nhưng do biến dạng lớn nên vỏ bọc cũng phải chịu tương đối lớn ứng suất kéo làm tăng nguy cơ bong tróc lớp phủ.

Hình dưới đây cho thấy một bức ảnh được chụp sau quá trình thử nghiệm tấm được hỗ trợ đơn giản và bạn có thể thấy gần như toàn bộ 15mm của tấm bìa đã bị bong ra. Hình tiếp theo cho thấy cột nhỏ cũng được đặt không tải trong lò trong quá trình thử nghiệm (và cho đến khi lò được mở vào ngày hôm sau khi nó đã nguội). Các xi lanh có nhiều vết nứt, nhưng chỉ nứt nhẹ và cường độ nén còn lại khi thử nghiệm sau một vài tuần là từ 12 đến 15 MPa.

Kết quả kiểm tra

Như đã liệt kê ở trên, có một số lý do tại sao chúng ta có thể mong đợi một kết quả kém hơn đối với tấm được hỗ trợ đơn giản so với tấm đúc hẫng. Tấm đúc hẫng đã chịu tải toàn bộ trong 2 giờ tiếp xúc với lửa. Khi thử nghiệm bị dừng lại là do thiết lập thử nghiệm không thể xử lý các biến dạng.

Tấm được hỗ trợ đơn giản đã được thử nghiệm tại Viện Công nghệ An ninh và Phòng cháy chữa cháy Đan Mạch và chúng tôi đã nhận được phân loại REI60.

Tấm có chiều dày 100 mm, dài 4140 mm và rộng 3000 mm với mép tự do ở cả hai bên. Tấm được tải ở hai điểm như được hiển thị trong hình dưới đây với tổng tải trọng tác dụng là 31 kN. Có tính đến tải trọng chết dẫn đến mô men lớn nhất là 5,89 kNm / m và lực cắt lớn nhất là 5,69 kN / m.

Chúng tôi đã không lường trước được rằng các biến dạng sẽ khá lớn như chúng thực sự xảy ra, vì vậy việc bố trí vật tải không thực sự phù hợp với độ lệch lớn. Khi tấm sàn cong, lực căng được tích tụ dưới các điểm chịu tải và khi các ứng suất này được giải phóng một vài lần trong quá trình thử nghiệm, tấm gần như “nhảy lên”. Cuối cùng, thử nghiệm đã bị dừng lại sau một giờ vì độ lệch trở nên quá lớn (độ lệch tâm 233 mm) đến mức không thể tác dụng tải trọng lên tấm sàn được nữa. Đây là một tình huống tương tự với tấm đúc hẫng, rằng tấm này phần lớn còn nguyên vẹn, nhưng việc thiết lập không còn có thể xử lý các độ lệch lớn nữa mặc dù các tiêu chí hỏng hóc dựa trên độ lệch vẫn chưa được đáp ứng. Một hình ảnh được chụp tại điểm 60 phút của bài kiểm tra được thể hiện trong hình tiếp dưới đây, nơi có thể quan sát thấy độ võng lớn và một vũng nước có thể được quan sát thấy. Nhiệt độ trung bình tối đa tăng lên ở mặt không phơi sáng của phiến đá là 64 độ C và hàm lượng nước của phiến đá tại thời điểm tiếp xúc là 1,6%.

Rất nhiều cặp nhiệt điện đã được cho vào tấm sàn, vì vậy chúng tôi lại thu được nhiều thông tin để cải thiện thiết kế chữa cháy của mình. Điều này cũng quan trọng không kém việc phân loại tấm mà chúng tôi đạt được cho mục đích viết tài liệu. Tuy nhiên, chúng tôi vẫn gặp một số khó khăn đặc biệt là trong việc dự đoán chính xác các biến dạng (phải thừa nhận là không dễ vì nhiều yếu tố bao gồm cả hiện tượng hư hỏng) nên nếu có ai trong số các bạn có thắc mắc, nhận xét hoặc thông tin muốn chia sẻ. Vui lòng để lại một bình luận ở dưới.

Cảm ơn bạn đã đọc bài. Nếu có bất kì thắc mắc nào, hãy để lại bình luận bên dưới hoặc lên hệ với chúng tôi để được giải đáp ngay.

Tôi hy vọng bạn sẽ có một mùa hè tuyệt vời, ở đây ở Đan Mạch, thời tiết đặc biệt ấm áp, khô ráo và đầy nắng, và rất thích hợp cho một kỳ nghỉ thư giãn trên bãi biển!

Thay mặt cho tất cả chúng ta ở đây tại, tôi muốn chào mừng bạn trở lại blog UHPC của chúng tôi với chương cuối cùng của dự án đúc nâng cao, Thử nghiệm R. Và tôi nên cảnh báo bạn đó là một câu chuyện khá dài…..

Khi chúng tôi rời dự án vào tháng Giêng, chúng tôi vẫn cần lưu ý 2 trong số các yếu tố sức bền, cấu trúc và dự kiến việc này sẽ mất hơn 3 tháng để hoàn thành. Nhưng vấn đề này cũng thật khó khăn…..

Hai phôi cuối cùng là: tấm xoắn lớn nhất và phần tử lớn nhất trong số chúng, cả hai đều có chiều cao đúc gần 2m.

Trong cả hai trường hợp, ván khuôn không chịu được áp lực và nguyên nhân chính là do các tấm EPS cắt 3D bị biến dạng vài cm dưới áp lực mặc dù có kẹp, dây đai thắt chặt, các khối đỡ nặng, các lỗ và nêm hình nón lồng vào nhau . Điều này đã mở ra những khoảng trống giữa các miếng ván khuôn, cho phép áp lực bê tông tích tụ giữa các tấm và chống lại ván khuôn đỡ bên ngoài ở những nơi không được thiết kế cho áp lực đó và kết quả là cả hai tấm ván khuôn đều bị vênh và vỡ!

Kết quả đầu tiên là quá trình đúc đã bị gián đoạn nhiều lần để giữ cho ván khuôn không bị sập hoàn toàn và đảm bảo an toàn cho những chuyên gia thi công. Thứ hai, các phần tử kết thúc với một hình dạng khác với dự định. Thứ ba, các phần tử yêu cầu phải hoàn thiện trước khi sẵn sàng thử lắp ráp. Dưới đây là một số hình ảnh của các biểu mẫu và quy trình.

Sau khi các phần tử cuối cùng được đúc và cũng được điều chỉnh tốt nhất có thể thông qua cắt kim cương, đánh bóng, mài và đúc thêm, trường kiến trúc của Aarhus đã tiến hành quét 3D phần tử(là phần chúng tôi nghi ngờ nhất về hình học được hiện thực).

Các lần quét (một ví dụ được hiển thị bên dưới) chỉ ra rằng cả hai phần tử đều khác nhau về hình dạng tổng thể và độ xoắn cũng bị lệch. Vì điều này, chúng tôi dự kiến rằng sẽ rất khó để thực hiện việc lắp ráp và các kế hoạch đã được thực hiện để điều chỉnh các yếu tố tại chỗ, và công việc hoàn thiện cuối cùng đã bị hoãn lại cho đến sau khi lắp ráp.

Và như vậy, sau quá trình kéo dài hơn 5 năm, chúng tôi đã sẵn sàng để cài đặt!!

Tác phẩm được lắp đặt trên hai nền bê tông đã được chuẩn bị trước. 20 neo hóa chất được khoan vào mỗi móng. Các thanh M20 có ren được đặt thành các ổ cắm đúc trong đế chủ yếu là đảm bảo truyền lực đến các móng. Số lượng lớn các neo cần thiết chủ yếu là kết quả của các lực từ ứng suất nhiệt trong các phần tử giữa các nền móng do sự thay đổi nhiệt độ hàng năm.

Việc sắp đặt tác phẩm điêu khắc cuối cùng được chia thành 4 phần và do đó chúng tôi đã mất gần 2 tuần để hoàn thành:

• Chúng tôi đã cố gắng lắp đặt các phần tử còn lại bao gồm đo lường, cắt và khoan kim cương.
• Lắp đặt các phần tử còn lại và thiết lập kết nối bu lông và neo.
• JointCasting là một kết nối mới giữa các phần tử.
• Hoàn thiện công trình và hoàn thiện cảnh quan xung quanh.

Dưới đây là các bước đã được chúng tôi ghi lại bằng hình ảnh:

Trở ngại chính là do sự chênh lệch và thời gian kéo dài của các dạng đặc biệt, nhiều bu lông kết nối không khớp với các ổ cắm đúc đối diện. Nhưng thậm chí tệ hơn, toàn bộ tác phẩm không thể khớp chính xác trên nền móng, do đó góc và kết nối giữa các phần tử không phù hợp mặc dù chúng tôi đã thử một số cách khác nhau để điều chỉnh cao độ và xoay của các phần tử, mặc dù dung sai chung là 20 mm trong tất cả các kết nối.

Do đó, chúng tôi cần phải cắt bỏ một cái nêm lớn và toàn bộ phần dầm từ phần tử, sau đó tìm cách kết nối chúng với các mặt phần tử đối lập của chúng theo một cách khác với dự định.

Tệ hơn nữa, việc thiết kế nền móng đã được thực hiện mà không tính đến việc các phần tử phải được kết nối với chúng bằng các neo hóa học đã khoan. Do đó, rất nhiều thép gia cường đã được đặt chính xác vào vị trí của tất cả các neo, đến mức phải khoan lõi kim cương hơn 2/3 tất cả các lỗ.

UHPC rất cứng và khoan xuyên thép cũng vậy. Chỉ cần cắt và khoan kim cương đã mất cả ngày!

Khi các yếu tố đã được điều chỉnh, việc lắp ráp có thể được hoàn thành mặc dù chúng tôi gặp khá nhiều trở ngại.

Thứ nhất, bởi vì chúng tôi đã cắt bỏ dây nối trên phần tử C2, nên phải tìm ra một cách khác để sửa chữa nó về mặt cấu trúc để truyền tải theo mọi hướng. Cuối cùng, điều này kết thúc là khoan và dán các thanh cốt thép và đúc mối nối trên, vừa để đảm bảo kết nối cấu trúc ở đó, vừa để cố gắng hợp nhất các phần tử một cách trực quan để có thể chấp nhận được

Việc lắp đặt cuối cùng của A2 và A1 tương đối dễ dàng vì các kết nối bắt vít cho hầu hết các bộ phận có thể được sử dụng sau khi khoan các lỗ lớn hơn và sau đó dán trong các thanh ren. Ngoài ra, hình dạng bị thay đổi từ cái nêm bị cắt đi ít bị nhìn thấy hơn.

Sau quá trình lắp ráp thô của các phần tử và đúc giao diện C2, tất cả các khớp, lỗ, v.v. đã được lấp đầy và hoàn thiện. Và để hoàn thiện, toàn bộ tác phẩm điêu khắc đã thêm một lớp sơn bán trong suốt.

Vì vậy, chúng ta đã học được gì từ quá trình tạo Thử nghiệm R?

1. Việc thiết kế các cấu trúc 3D không đều rõ ràng đòi hỏi phải dựa vào phần mềm để có kết quả chính xác nhất có thể, vì các phép tính phân tích là không đủ. Những gì chúng tôi không mong đợi là lượng thời gian cần thiết để đánh giá và các kết nối thứ nguyên, khi nhiều kịch bản trường hợp tải có liên quan. Đối với các cấu trúc tương tự trong tương lai, các kết nối sẽ là tâm điểm chính, thậm chí còn hơn cả trong dự án này.
2. Việc gia cố các hình dạng 3D phức tạp và khá khó khăn, nhưng các mẫu in 3D và mô hình tỷ lệ của các phần tử và các công cụ “điều hướng” khác giúp mọi người đặt các thanh và tăng tốc quá trình sản xuất.
3. Ván khuôn không bao giờ có thể quá mạnh mẽ và cứng nhắc! EPS chỉ có thể được sử dụng trong các phần rất mỏng hoặc phải sử dụng các vật liệu khác, các phần duy nhất trên các bộ phận đúc sẵn không bị biến dạng là các bộ phận MDF được quét 3D, ngay cả khi chúng bị dịch chuyển tương đối với nhau.
4. Với nhiệt độ bê tông vượt quá 90˚C, EPS được làm mềm/nóng chảy và kết hợp với bề mặt UHPC một cách hiệu quả, bất chấp các lớp sáp được áp dụng. Điều này cần phải được giải quyết cho các phôi trong tương lai, vì việc loại bỏ các dư lượng EPS mất nhiều giờ và cũng dẫn đến kết cấu bề mặt khá thô sơ. Sử dụng các khối lớn EPS một vật liệu cách nhiệt làm ván khuôn, không thể tránh được nhiệt độ cao, nhưng cần phải có các lớp phủ bề mặt tốt hơn để bảo vệ bề mặt EPS khỏi sức nóng.
5. Ván khuôn EPS nguyên chất không đủ cứng để đảm bảo duy trì hình dạng. Các phần tử càng lớn và áp suất hình thức (chiều sâu đúc) càng cao, thì độ lệch so với hình dạng dự định càng lớn. Điều này đặc biệt là một vấn đề đối với các kết nối, điều này đã trở nên rõ ràng một cách rõ ràng trong quá trình lắp ráp, nơi chúng tôi đã gặp phải vấn đề rất lớn về sự lệch trục. Đối với các dự án trong tương lai, EPS sẽ không được sử dụng để kết nối các điểm và các mặt.

Như một kết luận tổng thể, quá trình đã xác minh rằng UHPC kết hợp với thiết kế và tối ưu hóa cấu trúc liên kết có sự hỗ trợ của máy tính có thể tạo ra những hình dạng và cấu trúc ngoạn mục và mới lạ với việc sử dụng vật liệu giảm thiểu, cho thấy tiềm năng to lớn trong tương lai. Nó cũng đã chứng minh rằng sản xuất và lắp ráp vẫn là phần khó khăn nhất của quá trình và ván khuôn chủ yếu được xây dựng từ EPS(ít nhất là hiện tại).

Cảm ơn bạn đã đọc bài. Nếu có bất kì thắc mắc nào, hãy để lại bình luận bên dưới hoặc lên hệ với chúng tôi để được giải đáp ngay.

Bài đăng này sẽ kết thúc phần về cải tạo với UHPC và thảo luận về những lợi ích và thách thức của việc sử dụng tường và thanh chống làm công cụ hỗ trợ ban công.

Để có phần giới thiệu chung về việc cải tạo cho độc giả, tôi đã tham khảo bài đăng đầu tiên trong loạt bài về các kết nối được gắn chặt.

Tại sao lại thêm các bức tường vào bên ngoài của một tòa nhà?

Thông thường với việc cải tạo, có hai mối quan tâm quan trọng không kém khi nói đến ban công:

• Làm cách nào để làm cho nó hoạt động, về mặt cấu trúc?
• Làm thế nào để tôi làm cho nó linh hoạt về mặt thẩm mỹ và chức năng cho những người sống ở đó?

Trong hai bài viết trước của tôi, hầu hết trọng tâm là về mặt kết cấu, nhưng với những bức tường hoặc thanh chống có màn che ánh sáng riêng tư, chúng có thể tạo ra không gian ngoài trời riêng tư với một số che chắn khỏi gió và mưa, với tác dụng phụ tiềm ẩn là có hệ thống kết nối hiệu quả.

Tường tất nhiên là nặng, nhưng độ cứng từ một bức tường tích hợp hoạt động như một dầm trên cao, hoặc được đặt trên giá đỡ ở phía dưới được hạn chế thông qua kết nối chịu kéo ở trên cùng và kết nối nén ở dưới, cho phép tấm ban công được hỗ trợ đầy đủ và do đó dễ dàng thi công trong các kích thước tối thiểu.

Tại sao là UHPC?

Như trong các bài viết trước, lợi ích chính của UHPC trong vấn đề này là giảm trọng lượng với ban công lớn và có thể sử dụng nhiều cấu trúc hơn cho cùng tải trọng là mục đích.

Với UHPC, đặc biệt là trọng lượng của bức tường có thể được giữ ở mức tối thiểu trong khi vẫn duy trì độ cứng, độ bền và khả năng chống cháy cần thiết cho sự hỗ trợ của nó.

Điều này chủ yếu có lợi khi ban công được gắn trên mỗi tầng nếu các bức tường được sử dụng làm cột chống đỡ bởi móng, trọng lượng sẽ ít hơn nhiều và đối với những dự án đó, bê tông thông thường với kích thước lớn hơn là đủ.

Nhưng với UHPC, tải trọng có thể được giảm đủ để các ban công khá lớn có thể được hỗ trợ bởi các giá đỡ tương đối nhỏ, như ví dụ được hiển thị bên dưới.

Các bức tường đóng vai trò như dầm hẫng có thể được thay thế bằng thanh chống. Điều đó không làm tăng thêm độ cứng nhưng vẫn tạo ra một hệ thống chịu tải hiệu quả.

Để tạo sự riêng tư, các tấm chắn sáng thường được thêm vào vị trí của các thanh chống, như trong ví dụ bên dưới.

Tóm lại, các bức vách tích hợp là một giải pháp tốt khi dù sao cũng cần đến các tấm chắn riêng tư vì chúng cũng giúp kết nối với tòa nhà hiệu quả khi được sử dụng về mặt cấu trúc và trong trường hợp này. Trọng lượng thấp và độ bền cao của UHPC là một lợi ích khi hỗ trợ ban công trên tòa nhà và sàn nhà.

Những thách thức…

Tuy nhiên, có một vấn đề khi sử dụng UHPC, và một lần nữa nó là dung sai và kích thước nhỏ nói chung khi tạo ra chúng:

Khi các tấm rất mỏng được kết nối với giá đỡ tấm dưới cùng hoặc tường sẽ có rất ít chỗ để xảy ra lỗi. Ví dụ: khoan đặt neo để tạo liên kết chịu kéo tại giá đỡ như hình dưới đây chỉ để lại độ sâu đông kết rất hạn chế và thường phải kiểm tra thực tế để xác định khả năng thiết kế của neo do chúng nằm ngoài giá trị tải trọng neo thiết kế cho bê tông thường.

Ngoài ra, việc đảm bảo kết nối chắc chắn giữa tấm ban công và tường, hoặc cố định tường để đảm bảo có thể chống lại áp lực gió ngang là điều cần phải suy nghĩ cẩn thận với kích thước rất hẹp của các phần tử UHPC.

Cám ơn sự quan tâm của bạn!

Phần này kết thúc loạt bài về cải tạo với UHPC, chỉ ra một số nguyên tắc khác nhau để sử dụng các thuộc tính của UHPC và những lợi ích và thách thức tiềm ẩn khi làm như vậy. Tôi hy vọng nó sẽ được quan tâm.

Cảm ơn bạn đã đọc bài. Nếu có bất kì thắc mắc nào, hãy để lại bình luận bên dưới hoặc lên hệ với chúng tôi để được giải đáp ngay.

Trong bài viết trước tôi đã đề cập vấn đề cải tạo với UHPC. Đây là bài viết thứ hai trong số ba bài đăng và mô tả một số vấn đề liên quan đến việc thêm ban công bằng cách sử dụng tấm và cột, cả cột bình thường và cột chữ L.

Điểm xuất phát khác nhau

Các điều kiện hiện có khác nhau giữa các dự án: Từ tòa nhà cũ với khả năng chịu tải hạn chế và chủ sở hữu muốn giữ lại vẻ nguyên vẹn của mặt tiền, đến tòa nhà mới hơn với khả năng kết cấu lớn đòi hỏi một sự thay đổi hoàn toàn về mặt thẩm mỹ cũng như chắc chắc về mặt cấu trúc.

Xem xét các giải pháp với tấm và cột, các tùy chọn có thể được chia thành ba loại:

• Cột thẳng đứng (vị trí có thể thay đổi).
• Cột chữ L (cột ở mặt tiền hoặc cột đứng).
• Cột bắt vít (gắn vào mặt tiền, treo sàn hoặc được hỗ trợ bởi móng).

Tại sao là UHPC?

Những lưu ý ở trên là vấn đề chung và phù hợp với thép, bê tông thường hoặc gỗ. Vậy, UHPC có gì để bạn có thể lựa chọn?

UHPC cung cấp độ bền, khả năng chống cháy và tự do thẩm mỹ trong việc tạo hình và thiết kế mặt tiền của ban công. Nhưng trước hết, UHPC cung cấp các thuộc tính này kết hợp với kích thước hạn chế và do đó có thể tải thấp hơn.

Kết hợp tải trọng giảm với cột UHPC và cột L, có thể giữ tải trọng thẳng đứng từ ban công đến tòa nhà hiện tại ở mức tối thiểu tuyệt đối và giữ tải trọng ngang ở mức có thể xử lý được.

Nguyên tắc đầu tiên, các cột thẳng đứng độc lập, cho phép thêm ban công lớn bên ngoài vào một tòa nhà mà không gặp quá nhiều vấn đề, chúng có tải trọng thẳng đứng đáng kể đối với cấu trúc hiện có. Dưới đây là những hình ảnh của tòa nhà ban đầu, với các ban công ngách mà trong quá trình cải tạo đã được chuyển thành không gian trong nhà. Ban công UHPC mới được đặt bên ngoài, và các tấm cách nhiệt và tấm ốp mỏng đã được thêm vào, để hoàn thiện sự thay đổi thẩm mỹ.

Ưu điểm chính của UHPC, trong trường hợp này, là trọng lượng thấp và thiết kế mỏng nhất có thể(các tấm chỉ từ 80 đến 100mm với cạnh có thể nhìn thấy 110 mm như một đặc điểm thiết kế) và ít thách thức vì dung sai có thể được xử lý trong kết nối bên trong mặt tiền mới. Cột và tấm UHPC cũng có thể được sử dụng cùng với mặt tiền bằng gạch như hình dưới đây. Do thiết kế mỏng (60 đến 70 mm), chỉ cần 2 lớp gạch được loại bỏ cục bộ là đủ để chứa các bảng điều khiển được đúc tại chỗ để cố định ban công vào bức tường gạch phía trước.

Một lựa chọn khác là sử dụng ban công UHPC kết hợp với cột bê tông thông thường như dự án dưới đây.

Một giải pháp thay thế cho các cột thẳng là cột L UHPC chịu tải hỗ trợ tải thẳng đứng. Dưới đây là một ví dụ.

Hầu hết tải trọng thẳng đứng được chuyển đến các cột L và kết thúc tại các điểm móng mới, và mô men trong các cột L được chuyển đến tòa nhà thông qua các giá đỡ như một phản lực ngang(chi tiết được hiển thị bên dưới). Sau khi lắp đặt, mặt tiền được cách nhiệt, và một lớp kết xuất được thêm vào, làm thay đổi diện mạo của tòa nhà và gần như che giấu các cột chữ L.

Trong trường hợp này, việc sử dụng UHPC đã giải quyết được thách thức về phòng cháy chữa cháy với không gian hạn chế có sẵn, đồng thời giữ cho kích thước, tải trọng, giá đỡ, v.v. ở trong giới hạn hợp lý.

Những thách thức chính là dung sai kết hợp các yếu tố đúc sẵn giống hệt nhau cho 305 ban công với các biện pháp khác nhau của các tòa nhà cũ lẽ ra rất giống nhau, nhưng trên thực tế, lại khác nhau đáng kể. Về mặt này, kích thước hẹp của các phần tử UHPC không phải là một lợi thế cụ thể…

Một tuỳ chọn nữa là các cột bắt vít trên đó ban công được gắn bằng các giá đỡ và thanh chống. Các cột hoặc dầm dọc thường là khung thép nhưng cũng có thể được làm bằng UHPC. Chúng có thể được ẩn bên trong một lớp bổ sung trên mặt tiền hoặc có thể nhìn thấy như trong ví dụ bên dưới với khung thép và ban công UHPC.

Trong trường hợp này, thách thức chính tất nhiên là cố định các phần dầm dọc vào bức tường hiện có, một khi điều này được thực hiện, phần còn lại khá đơn giản. Cả việc xử lý dung sai và có đủ cường độ trong quá trình cố định đều khó và UHPC trong trường hợp này chỉ giúp giữ tải ở mức tối thiểu khi cần tấm bê tông.

Tóm lại, các tấm và cột UHPC giúp bạn có thể thêm các ban công có kích thước khác nhau vào các tòa nhà cũ theo những cách khác nhau, chủ yếu là do kích thước nhẹ và trọng lượng thấp. Tuy nhiên, kích thước nhỏ cũng là thách thức chính trong việc xử lý dung sai của các tòa nhà, vì vậy ngay cả với UHPC, việc cải tạo đòi hỏi phải lập kế hoạch kỹ lưỡng, thực hiện cẩn thận và hợp tác chặt chẽ trong nhóm dự án.

Cảm ơn bạn đã đọc bài. Nếu có bất kì thắc mắc nào, hãy để lại bình luận bên dưới hoặc lên hệ với chúng tôi để được giải đáp ngay.

Trong nhiều bài đăng trên blog trước đây, chúng tôi đã chỉ ra các cách khác nhau để sử dụng UHPC, nhưng hầu hết các ví dụ đều là các dự án xây dựng mới.

Vì vậy, trong bài viết này tôi sẽ minh họa một số lợi ích cũng như thách thức của việc sử dụng UHPC cho các dự án cải tạo. Bài đăng đầu tiên trong miniseries này sẽ đề cập đến các kết nối dán của ban công. Nhưng trước tiên, giới thiệu ngắn gọn về các dự án cải tạo nói chung.

Những thách thức chung khi cải tạo

Tất cả các dự án cải tạo đều khó khăn:

• Sự không chắc chắn về hình học của tòa nhà hiện tại (thiếu bản vẽ chính xác, dung sai không xác định, v.v.)
• Hạn chế về khả năng (bổ sung) tải (và sự không chắc chắn về sức bền thực tế của kết cấu).
• Xem xét về vấn đề thẩm mỹ.
• Người thuê/chủ sở hữu và hàng xóm đều muốn ít gặp bất tiện nhất có thể(tiếng máy, vật liệu rơi,…)
• Các khu vực bên ngoài toà nhà thường hẹp, không có sẵn và khó để để bố trí địa điểm xây dựng, lưu trữ vật liệu, tiếp cận tòa nhà. Bao gồm các hạn chế về giờ làm việc do giao thông, quy định toà nhà v.v.
• Tất cả điều này dẫn đến đánh giá chi phí/lợi ích cho chủ sở hữu tòa nhà. Nên họ sẽ phải cân nhắc giữa việc cải tạo hoặc phá bỏ, thậm chí là xây dựng một cấu trúc mới.

Trong một số trường hợp, tòa nhà được bảo vệ vì lý do lịch sử hoặc kiến ​​trúc, và trong những trường hợp này, lựa chọn duy nhất là cải tạo hoặc khôi phục lại nó. Có thể sửa chữa cấu trúc, nhưng trong nhiều trường hợp, điều này chỉ câu giờ vì nó không thực sự giải quyết được các vấn đề về cấu trúc. Khí hậu, thời gian hoặc bất cứ điều gì khác có thể là lý do dẫn đến nhu cầu cải tạo tòa nhà.

Các dự án cải tạo liên quan đến ban công

Khi xem xét việc cải tạo, mở rộng hoặc thêm ban công vào một cấu trúc hiện có, việc dự trữ cấu trúc chưa sử dụng là điều cần thiết. Về mặt này, xem xét kỹ loại công trình là quan trọng.

Các tòa nhà mới hơn bằng bê tông hoặc thép thường sẽ có một số phần dư thừa và ít khi được bảo vệ, tuỳ từng toà nhà sẽ để lại một số tùy chọn cho việc gắn ban công mới.

Nhưng các tòa nhà bằng gạch cũ hơn(từ những năm 1930 và 40 trở lên) có một thách thức chung là các bức tường không thể chịu được nhiều tải trọng cả theo chiều dọc và đặc biệt là chiều ngang, và vì vậy nếu không thể sử dụng cột bên ngoài thì chỉ có boong để gắn vào tòa nhà.

Nếu boong được làm bằng bê tông, thì các ban công hiện có sẽ được làm bằng cách đúc tại chỗ một phần mở rộng của boong ra ngoài làm tấm ban công. Đây là kiểu xây dựng mà chúng tôi sẽ tập trung vào trong bài đăng trên bài viết này.

Kết nối dán là gì?

Về nguyên tắc, hầu hết các kết nối đều được dán ở một mức độ nào đó: Hầu hết các giá đỡ được cố định bằng cách sử dụng ‘neo hóa học’, đây chỉ là một cách viết khác của “miếng thép có ren được dán trong lỗ khoan” nghe có vẻ chắc chắn hơn nhỉ.

Vì vậy, khi chỉ sử dụng thanh ren và keo mà không có giá đỡ, về cơ bản chỉ dùng nhiều hóa chất neo làm phương tiện cố định duy nhất. Nhưng vì một số lý do, hầu hết mọi người nhìn bạn như kiểu bạn nên đi khám đầu khi bạn nói với họ rằng bạn đã dán ban công vào một tòa nhà…

Những thách thức khi sử dụng kết nối dán và các phần tử UHPC

Khi tất cả lực được chuyển qua boong, điều đầu tiên cần làm là xác định tình trạng và sức chứa của boong. Các bản vẽ ban đầu thông thường sẽ cung cấp cho bạn hình học dự kiến và bố trí cốt thép nhưng sẽ không cho bạn biết gì về cấu trúc thực tế tại chỗ, hoặc trạng thái của bê tông và cốt thép cũ. Do đó, cách duy nhất để đánh giá chính xác năng lực là kiểm tra nó.

Trong trường hợp này, người ta thấy rằng vật đúc ban đầu đã được làm theo hai bước, với lớp thứ hai (bên ngoài) là xốp và lớp đúc thứ nhất (bên trong) dày đặc hơn và ở tình trạng tốt. Ở một vài nơi, lớp bên ngoài có thể được loại bỏ bằng thìa…

Đây là hình ảnh tổng quan cũng cho thấy đường ống thoát nước cũ ở bên trái . Điều này được cho là ở bên phải theo bản vẽ ban đầu…

Vấn đề chính của một cấu trúc cũ như vậy rất khó xác định trước nơi có thể kết nối. Điều này đặc biệt khó khăn khi sử dụng UHPC đúc sẵn vì không thể đưa ra quyết định nhanh chóng để di chuyển neo 5 cm sang phải hoặc trái trên địa điểm xây dựng. Các neo đã được đặt trong phần tử UHPC đúc sẵn. Điều này sẽ dễ dàng hơn đáng kể nếu kết nối được đúc tại chỗ, nhưng đúc tại chỗ không phải là một lựa chọn tốt cho UHPC, do dung sai và độ nhạy rất nhỏ của hỗn hợp.

Một vấn đề khác là UHPC có khả năng tạo ứng suất cao lên bê tông cũ trong vùng nén, trong nhiều trường hợp quá yếu để hỗ trợ chúng ở dạng cô đặc, vì vậy có thể cần một lớp phân phối áp lực giữa UHPC và sàn ban đầu. Trong trường hợp trên thậm chí cần phải loại bỏ một số lớp xốp trước và sử dụng vữa cường độ cao đúc giữa sàn cũ và ban công UHPC để xử lý dung sai và hình thành vùng chịu nén mới.

Thách thức thứ ba với các kết nối bằng keo là dung sai: để có thể chèn các thanh thép không gỉ có ren vào các lỗ được khoan trên boong, các lỗ cần phải có kích thước lớn. Và những loại này thường không cứng rất nhanh, vì vậy thường phải có thiết bị hỗ trợ tạm thời trong vài ngày.

Ưu điểm của kết nối dán và các phần tử UHPC

Vì vậy, với tất cả những thách thức – tại sao bạn phải bận tâm?

Khi cần một yếu tố bê tông vì lý do thẩm mỹ hoặc lý do khác sẽ có một vấn đề lớn là tái tạo hoặc thay mới cấu trúc cũ bằng bê tông thường, bởi vì các tiêu chuẩn và quy chuẩn đã thay đổi đáng kể kể từ khi tòa nhà được thiết kế lần đầu tiên.

Các yêu cầu về lớp che phủ, thời gian chịu lửa và quan trọng nhất là tải trọng trực tiếp mà ban công phải chịu, đều đã tăng lên đáng kể. Trong trường hợp ví dụ, tải trọng tăng từ 1 kN/m² ban đầu với hệ số an toàn ϒ = 1,3 đối với tổng tải trọng thiết kế 1,3 kN/m² lên 2,5 kN/m² với hệ số an toàn là ϒ = 1,5 đối với tổng tải trọng thiết kế là 3,75 kN / m².

Do đó, không thể tạo một bản sao mới của ban công gốc nó sẽ không đáp ứng được các yêu cầu của ngày nay. Với UHPC, có thể tạo ra các phần tử có trọng lượng thấp hơn nhiều so với ban đầu, bù đắp cho tải trọng sống tăng lên.

Dưới đây là trình tự lắp ráp phiên bản UHPC rỗng và có vách mỏng của ban công nguyên bản tại dự án chúng tôi đã tham gia.

Dưới đây là một ví dụ khác minh họa những thách thức với các kết nối được gắn chặt. Trong trường hợp này, các thanh chính của cốt thép trên boong cũ đã được đặt chính xác tại vị trí các kết nối được dán.

Tóm lại, sự kết hợp của các kết nối dán và ban công UHPC nhẹ có thể là sự khác biệt giúp cải tạo trong những trường hợp khó nhất, nhưng chắc chắn không phải là không có thách thức.

Theo các nguyên tắc đổi mới, cho đến nay, các kết nối dán là phức tạp nhất và đòi hỏi rất nhiều lập kế hoạch trước, tài liệu và phê duyệt trước, quản lý rủi ro và tư duy sáng tạo, đồng thời giải quyết vấn đề nhanh chóng trong cả giai đoạn thiết kế và xây dựng.

Cảm ơn bạn đã đọc bài. Nếu có bất kì thắc mắc nào, hãy để lại bình luận bên dưới hoặc lên hệ với chúng tôi để được giải đáp ngay.