THÔNG TIN TÀI LIỆU
Transport and Communications Science Journal, Vol 72, Issue (12/2021), 1034-1046 Transport and Communications Science Journal THEORICAL AND EXPERIMENTAL INVESTIGATION ON DEVELOPMENT LENGTH OF GFRP REBARS IN LIGHTWEIGHT CONCRETE STRUCTURE Tu Sy Quan1*, Nguyen Van Tuoi2, Le Van Duong3, Nguyen Thanh Tam1, Tran The Truyen1 University of Transport and Communications, No3 Cau Giay Street, Hanoi, Vietnam The 5th Central College of Transport, No28 Ngo Xuan Thu Street, Danang, Vietnam Department of Science - Technology, Ministry of Transport, No80 Tran Hung Dao Street, Hanoi, Vietnam ARTICLE INFO TYPE: Research Article Received: 01/09/2021 Revised: 10/10/2021 Accepted: 05/11/2021 Published online: 15/12/2021 https://doi.org/10.47869/tcsj.72.9.3 * Corresponding author Email: tusyquan@utc.edu.vn; Tel: +84973767555 Abstract The keramzit lightweight gravel used of coarse aggregate in concrete has been applied instead in construction works in Vietnam and around the world, significantly reducing the weight of the superstructure and saving costs related to the mounting crane as well as the substructure Besides, the calculating in development length of the reinforcement bar based on bond behavior to the concrete matrix is a requiement for the design and installation of Glass Fiber Reinforced Polymer (GFRP) rebars in concrete structure The standards also recommend a certain diminution of bond behavior for the cases of lightweight concrete, conducing to a diminution of bearing capacity of the members Therefore, many pull-out tests for GFRP rebars were carried out on cube-shaped lightweight concrete specimens having the same mix proportion with three different diameters and with anchor lengths corresponding five times the rebar diameter The American, Canadian and Japanese standards referenced showing that theoretical calculations are more priori than experimental results obtained in term of safety The research results are to make recommendations for design work, especially in the case of structures using lightweight concrete and GFRP reinforcement bar Keywords: development length, bond behavior, lightweight concrete, keramzit gravel, GFRP rebar © 2021 University of Transport and Communications 1034 Tạp chí Khoa học Giao thơng vận tải, Tập 72, Số (12/2021), 1010-1022 Tạp chí Khoa học Giao thông Vận tải NGHIÊN CỨU LÝ THUYẾT VÀ THỰC NGHIỆM XÁC ĐỊNH CHIỀU DÀI TRIỂN KHAI CỦA CỐT THANH GFRP TRONG KẾT CẤU BÊ TÔNG NHẸ Từ Sỹ Quân1*, Nguyễn Văn Tươi2, Lê Văn Dương3, Nguyễn Thành Tâm1, Trần Thế Truyền1 Trường Đại học Giao thông Vận tải, số Cầu Giấy, Hà nội, Việt Nam Trường Cao đẳng Giao thông Vận tải Trung ương V, số 28 Ngô Xuân Thu, Đà nẵng, Việt Nam Vụ Khoa học Công nghệ, Bộ Giao thông Vận tải, số 80 Trần Hưng Đạo, Hà nội, Việt Nam THÔNG TIN BÀI BÁO CHUN MỤC: Cơng trình khoa học Ngày nhận bài: 01/09/2021 Ngày nhận sửa: 10/10/2021 Ngày chấp nhận đăng: 05/11/2021 Ngày xuất Online: 15/12/2021 https://doi.org/10.47869/tcsj.72.9.3 * Tác giả liên hệ Email: tusyquan@utc.edu.vn; Tel: +84973767555 Tóm tắt Việc sử dụng sỏi nhẹ keramzit thay cốt liệu thô bê tông bước áp dụng cơng trình xây dựng Việt Nam giới, giúp giảm đáng kể trọng lượng phần kết cấu, tiết kiệm chi phí liên quan đến cẩu lắp kết cấu phần Bên cạnh đó, tính tốn chiều dài triển khai cốt gia cường dựa sở ứng xử dính bám với bê tơng việc làm bắt buộc cơng tác thiết kế bố trí cốt polimer sợi thủy tinh (GFRP) kết cấu bê tơng Các tiêu chuẩn khuyến cáo có suy giảm định ứng xử dính bám trường hợp bê tông nhẹ, kéo theo suy giảm khả chịu tải cấu kiện Do vậy, thí nghiệm kéo tụt GFRP khỏi mẫu (pull out test) tiến hành mẫu bê tơng nhẹ hình lập phương có thành phần cấp phối với ba loại đường kính khác với chiều dài neo gấp năm lần đường kính Các tiêu chuẩn Mỹ, Canada Nhật sử dụng để tham chiếu cho thấy tính tốn lý thuyết thiên an tồn so với kết thí nghiệm thu Kết nghiên cứu sở cho phép đưa khuyến cáo cho công tác thiết kế, cụ thể trường hợp kết cấu có sử dụng bê tông sỏi nhẹ cốt gia cường GFRP Từ khóa: chiều dài triển khai, ứng xử dính bám, bê tơng nhẹ, sỏi keramzit, cốt gia cường GFRP © 2021 Trường Đại học Giao thông vận tải 1035 Transport and Communications Science Journal, Vol 72, Issue (12/2021), 1034-1046 ĐẶT VẤN ĐỀ Trong thời gian qua, vấn đề nghiên cứu sử dụng bê tông nhẹ Việt Nam phát triển mạnh mẽ Năm 2001, Nguyễn Tiến Đích cộng thực chương trình nghiên cứu đầy đủ vật liệu nhẹ dùng cho nhà cơng trình, có phần nghiên cứu bê tông sỏi nhẹ keramzit chịu lực [1] Đề tài khảo sát tính chất lý bê tông keramzit chịu lực, cho thấy khả ứng dụng tốt bê tông sỏi nhẹ keramzit với cường độ chịu nén từ 15MPa đến 30MPa, khối lượng thể tích từ 1600kg/m3 đến 1800kg/m3 kết cấu chịu lực Ngoài ra, thay cốt thép cốt GFRP giúp giảm trọng lượng thân cấu kiện mà cải thiện đáng kể tuổi thọ độ bền nhờ khả bền hóa, khơng dẫn điện, dẫn nhiệt cốt GFRP Các nghiên cứu áp dụng cốt GFRP cho cơng trình cầu, kể đến “Nghiên cứu ứng xử uốn dầm bê tông cường độ cao cốt polyme gia cường sợi (FRP) để xây dựng cầu Campuchia” Cheng Por Eng (2017) [2] Nghiên cứu đưa phương pháp thiết kế kết cấu bê tông cường độ cao sử dụng cốt GFRP theo tiêu chuẩn số nước kết nghiên cứu số tác giả tiến hành giới Bên cạnh đó, nghiên cứu gần Trần Thế Truyền cộng (2021) [3,4] việc sử dụng kết hợp cốt GFRP với bê tông sỏi nhẹ keramzit C30 thay cho bê tông thường làm giảm từ 25% đến 35% trọng lượng thân cấu kiện đúc sẵn So với loại cốt phi kim khác, giá thành GFRP rẻ, phù hợp với dạng cơng trình chịu xâm thực ăn mịn cao ven biển hay hải đảo a) b) Hình Hình ảnh minh họa: a) Bê tơng sỏi nhẹ keramzit; b) Cốt GFRP (Nguồn Internet) Một vấn đề đặt tính tốn bố trí cốt GFRP cấu kiện chịu tải phải xác định ứng xử dính bám cốt gia cường bê tông Đối với trường hợp bê tông nhẹ, tiêu chuẩn ACI 408R-03[5] cho có suy giảm cường độ dính bám so với bê tơng thường Tùy thành phần bê tơng mà ứng suất dính bám cực đại bê tông nhẹ bẳng 65% đến 88% so với bê tơng thường.Vì vậy, mục tiêu nghiên cứu nhằm hiểu rõ ứng xử dính bám chế làm việc kết hợp bê tông sỏi nhẹ cốt GFRP, đánh giá tác động lên chiều dài triển khai cốt GFRP tính tốn thiết kế, tạo tiền đề cho ứng dụng rộng rãi cốt GFRP kết cấu bê tông sỏi nhẹ nói riêng kết cấu bê tơng nói chung 1036 Tạp chí Khoa học Giao thơng vận tải, Tập 72, Số (12/2021), 1010-1022 TỔNG QUAN ỨNG XỬ DÍNH BÁM CỦA BÊ TƠNG VỚI CỐT THANH GFRP Ứng xử dính bám cốt GFRP với bê tông kế thừa từ nghiên cứu bê tông cốt thép Theo Alavi-Fard, M cộng (1999) [6], cấu kiện bê tông cốt thép, bê tông chủ yếu chịu lực nén, cốt thép chủ yếu chịu lực kéo Điều phải có lực chuyển liên kết dính bám hai loại vật liệu Nếu khơng có truyền lực, cốt thép bị kéo tụt khỏi bê tông kết cấu bị phá hoại tải trọng kéo.Theo ACI 408R-03, kết cấu bê tông cốt thép, việc truyền lực cốt thép bê tông xảy theo ba chế: (1) Bám dính hóa học gia cường bê tông; (2) Lực ma sát phát sinh từ độ nhám bề mặt tiếp xúc, lực ngang với bề mặt thanh, trượt tương đối bê tông xung quanh, (3) Sự tương tác neo học khả chịu lực tiết diện cốt Ngồi ra, ứng xử dính bám cịn phụ thuộc vào đường kính danh định cốt thanh, trạng thái bề mặt gia cường, bề dày lớp bê tông bảo vệ, vị trí đặt cốt cường độ bê tơng, theo nghiên cứu Kotynia cộng (2017) [7].Trong thiết kế, cường độ dính bám chiều dài triển khai cốt thép quy định bới tiêu chuẩn ACI 318-14 [8] hay TCVN 11823:2017 [9] Đối với trường hợp cốt FRP, tiêu chuẩn CSA S806-02, CSA S6-06, ACI 440.1R-15 hay JSCE [10-13] đưa công thức xác định chiều dài triển khai cường độ dính bám cốt gia cường Hai phương pháp thực nghiệm phổ biến để xác định cường độ dính bám thí nghiệm kéo tụt (pull-out tests) thí nghiệm xác định dính bám uốn (flexural bond tests), thể Hình a) b) Hình Các mơ hình thí nghiệm xác định cường độ dính bám đề xuất ACI 440R-07[12]: a) Pull-out tets; b) Flexural bond tests Theo Achillides cộng (2004) [15], phân bố ứng suất bê tơng thí nghiệm pull-out xảy thực tế nhờ cách thức thí nghiệm đơn giản nên thường áp dụng rộng rãi để xác định cường độ dính bám cốt gia cường bê tông Để thuận tiện cho công tác thiết kế, ACI 440.1R-15 giả định lực dính bám đồng chiều dài neo, chiều dài triển khai nối buộc cốt gia cường 1037 Transport and Communications Science Journal, Vol 72, Issue (12/2021), 1034-1046 Giả sử ứng suất phân bố đồng đều, lực tác dụng lên cốt cân ứng suất dính bám trung bình tác dụng lên bề mặt cốt Do đó, ta thiết lập biểu thức cường độ dính bám cho cốt neo bê tông với chiều dài bất kỳ: u= Af ,bar f f (1) le db Cũng theo ACI 440.1R-15 chiều dài triển khai tính thời điểm cốt bị kéo đứt đồng thời cường độ dính bám đạt giá trị cực đại, thể thiện Hình Hình Cân tới hạn cho phép xác định chiều dài triển khai theo ACI 440.1R-15 Khi đó, chiều dài triển khai tính tốn dựa sở cân lực công thức: ld = Af ,bar f fu (2) udb Trong đó: u - Ứng suất dính bám trung bình (MPa); le - Chiều dài neo cốt (mm); db - Đường kính cốt (mm); Af ,bar - Diện tích tiết diện cốt (mm2); f f - Ứng suất kéo cốt (MPa); ld - Chiều dài triển khai cốt (mm); f fu - Ứng suất kéo tới hạn cốt (MPa) CÔNG TÁC NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM 3.1 Vật liệu thí nghiệm Vật liệu chế tạo mẫu bao gồm bê tông cốt liệu nhẹ cốt polime sợi thủy tinh GFRP Các tính chất cốt GFRP cung cấp nhà sản xuất phân phối sản phẩm, công ty FRP Việt Nam.Các thông số kỹ thuật cuả cốt GFRP tóm lược bảng sau: Bảng Cách tính chất cốt gia cường cung cấp nhà sản xuất Cốt GFRP Đường kính danh định (mm) 20 Diện tích tiết diện (mm2) 240 Mô đun đàn hồi (MPa) 45.000 Cường độ chịu kéo (MPa) 800 Cốt GFRP 18 189 45.000 800 Cốt GFRP 16 165 45.000 800 Chủng loại 1038 Tạp chí Khoa học Giao thông vận tải, Tập 72, Số (12/2021), 1010-1022 Thành phần cấp phối bê tông C30 thiết kế dựa dẫn tiêu chuẩn ACI 211.4R-08 [16], xi măng PC40 Bút Sơn sử dụng nghiên cứu, tính chất xi măng thỏa mãn TCVN 2682:2009[17] Bảng 2.Thành phần hỗn hợp vật liệu cho m3 bê tông nhẹ cấp 30 MPa có xét tới ảnh hưởng độ ẩm độ hút nước cốt liệu Khối lượng Đơn vị Muội silic 72 kg Xi măng PC40 Bút Sơn 530 kg Cát Sông Đà 800 kg Nước 145 kg Phụ gia siêu dẻo lít Sỏi nhẹ keramzit 250 kg Thành phần Các tính chất cốt liệu thỏa mãn yêu cầu kỹ thuật tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 7570:2006[18].Nước sinh hoạt sử dụng để trộn bê tông thỏa mãn yêu cầu kỹ thuật nước trộn bê tơng theo TCVN 4506:2012[19] Hình Hình ảnh thí nghiệm xác định tính chất lý bê tông sỏi nhẹ keramzit Các mẫu bê tơng hình trụ tiêu chuẩn có đường kính 15cm chiều cao 30cm đúc, dưỡng hộ nước nhiệt độ phịng 28 ngày, sau sấy khô nhiệt độ 70⁰C đến khối lượng không đổi trước tiến hành thí nghiệm Việc sấy mẫu bê tông nhẹ bắt buộc tuân theo khuyến cáo tiêu chuẩn TCVN 9030:2017[20] trường hợp bê tông nhẹ Trên thực tế, mẫu xử lý bề mặt, đo kích thước hình học cân khối lượng trước thực thí nghiệm xác định mô đun đàn hồi, cường độ chịu nén Bên cạnh đó, thí nghiệm xác định cường độ chịu kéo uốn bê tông sỏi nhẹ keramzit thực Kết thí nghiệm tổng hợp bảng sau: Bảng Kết thí nghiệm xác định tính chất lý bê tông sỏi nhẹ keramzit Số lượng mẫu thử 30 Giá trị trung bình 36,61 Đơn vị Cường độ chịu nén Tiêu chuẩn thí nghiệm ASTM C39-01 Mơ đun đàn hồi ASTM C469-02 30 16937 MPa Đại lượng 1039 MPa Transport and Communications Science Journal, Vol 72, Issue (12/2021), 1034-1046 Cường độ chịu kéo uốn Khối lượng thể tích ASTM C78-02 3,98 MPa ASTM C567-04 30 1753 kg/m3 Như vậy, vật liệu thu thỏa mãn yêu cầu kỹ thuật đề ban đầu, cường độ chịu nén bê tông lớn 30MPa khối lượng thể tích khoảng từ 1600kg/m3 đến 1800kg/m3, nhỏ so với khối lượng thể tích trung bình bê tông thường 2500kg/m3 3.2 Chế tạo mẫu thí nghiệm xác định ứng xử dính bám Nghiên cứu thực nghiệm đề tài thực với bê tơng sỏi nhẹ keramzit cốt GFRP đường kính 16mm, 18mm 20mm, thỏa mãn tiêu chuẩn TCVN 11109:2015 [21] Số mẫu thí nghiệm 18 mẫu với chiều dài đoạn dính bám lần đường kính cốt gia cường (5d) Đây chiều dài đoạn neo quy định thí nghiệm pull-out tiêu chuẩn TCVN 11109:2015 hay ACI 440.3R-04 [22] Các mẫu bê tơng sỏi nhẹ có dạng hình lập phương, kích thước cạnh 20cm Trong q trình đúc mẫu dính bám, nhóm nghiên cứu tiến hành thí nghiệm độ sụt đúc mẫu thí nghiệm để kiểm tra cường độ chịu nén bê tông mẻ trộn Các mẫu phục vụ cho thí nghiệm dính bám sau dưỡng hộ cát ẩm phòng với nhiệt độ khơng đổi 28 ngày Hình Hình ảnh cách thức đúc chế tạo mẫu thí nghiệm 3.3 Mơ hình thí nghiệm thiết bị đo đạc Căn vào điều kiện thí nghiệm có trường Đại học Giao thơng Vận tải, nhóm nghiên cứu thiết lập mơ hình thí nghiệm theo ngun tắc tiêu chuẩn EN10080:2005[23] Sơ đồ q trình thí nghiệm thể Hình 1040 Tạp chí Khoa học Giao thông vận tải, Tập 72, Số (12/2021), 1010-1022 Hình Thí nghiệm xác định ứng xử dính bám cốt GFRP bê tông nhẹ Thiết bị thí nghiệm gồm có: Kích thơng tâm 20 RCH20-155 (Trung Quốc), loadcell thông tâm 20 CFBLY (Trung Quốc), 09 neo công cụ công nghệ nhổ neo thép 16mm, 18mm 20mm hãng VSL (Thụy Sĩ), LVDT đo chuyển vị DDP - 50A (Hãng TML - Nhật Bản), thu thập xử lý số liệu: DRA 30A (Hãng TML - Nhật Bản) máy tính kết nối loadcell CHIỀU DÀI TRIỂN KHAI TRONG TÍNH TỐN THIẾT KẾ Cơng tác thiết kế bố trí cốt GFRP gia cường kết cấu bê tông nghiên cứu quy định thông qua tiêu chuẩn quốc gia nhiều nước Mỹ, Canada, Nhật Các tính chất học cốt GFRP bê tông sỏi nhẹ keramzit thu đường thực nghiệm phục vụ cho tính tốn lý thuyết.Trên sở cơng thức tính tốn tiêu chuẩn, ta tiến hành so sánh chiều dài triển khai thu đường thực nghiệm lý thuyết với giả thiết tính sau: ✓ Bề dày lớp bê tông bảo vệ: 30 (mm) ✓ Bỏ qua ảnh hưởng cốt ngang đến ứng xử dính bám cốt dọc ✓ Hiệu dính bám cốt GFRP 80% so với cốt thép có đường kính ✓ Cấu kiện cốt GFRP phơi lộ điều kiện tiếp xúc trực tiếp với thời tiết trời (hệ số suy giảm cường độ 0,7 theo tiêu chuẩn ACI440.1R-15) Các đại lượng công thức tiêu chuẩn sau giải thích chi tiết phần Phụ lục kèm [24] 4.1 Tiêu chuẩn CSA S806-02 Hiệp hội Tiêu chuẩn Canada (CSA S806-02) khuyến nghị sử dụng phương trình sau để xác định chiều dài triển khai cốt FRP: ld = 1,15 k1k2 k3k4 k5 f F Ab dcs f c' (3) 1041 Transport and Communications Science Journal, Vol 72, Issue (12/2021), 1034-1046 Hiệp hội tiêu chuẩn Canada sử dụng phương trình sau cho cường độ dính bám trung bình FRP với bê tơng: u= dcs f c' (4) 1,15 ( k1k2 k3k4 k5 ) db Do đó, nhận thấy cường độ dính bám đề xuất biểu thức nêu hàm số phụ thuộc vào lớp bê tông bảo vệ, cường độ chịu nén bê tông, khối lượng riêng bê tơng, đường kính thanh, điều kiện bề mặt thanh, vị trí loại sợi 4.2 Tiêu chuẩn CSA S6-06 Để xác định chiều dài triển khai cốt FRP, tiêu chuẩn thiết kế cầu đường cao tốc Canada (CSA S6-06) sửa đổi phương trình xác định chiều dài triển khai cốt thép cách nhân số cốt ngang gia cường, xác định tỷ lệ mô đun đàn hồi cốt FRP mơ đun đàn hồi cốt thép Phương trình chiều dài triển khai cho FRP đưa sau: l d = 0,45 f frp E frp f cr d cs + k tr E s k1 k A frp (5) Cường độ dính bám trung bình xác định biểu thức sau: u= f cr ( d cs + ktr EFRP / Es ) 0, 45. db k1k4 (6) Như vậy, tiêu chuẩn CSA S6-06 xem xét cường độ dính bám cốt FRP hàm phụ thuộc vào lớp bê tông bảo vệ, lực giữ cung cấp cốt ngang, mô đun đàn hồi FRP, cường độ chịu nén, chịu uốn bê tông, đại lượng có liên quan tới khối lượng riêng bê tơng, vị trí, đường kính điều kiện bề mặt 4.3 Tiêu chuẩn ACI 440.1R-15 Cường độ dính bám đề xuất Viện Bê tông Hoa Kỳ (ACI) dựa nghiên cứu Wambeke Sheild (2006) [25] Mối quan hệ cường độ dính bám FRP xây dựng tương tự cách mà Orangun et al (1977) [26] thiết lập phương trình cho cường độ dính bám cốt thép bê tông Wambeke Shelid (2006) tạo sở liệu gồm 269 thí nghiệm dính bám dầm, chủ yếu bao gồm mẫu GFRP vài mẫu AFRP.Một hồi quy tuyến tính ứng suất dính bám trung bình với tham số lớp bê tông bảo vệ chiều dài nhúng, biểu diễn sau: d C u = 0,33 + 0, 025 + 8,3 b f c' db le 1042 (7) Tạp chí Khoa học Giao thông vận tải, Tập 72, Số (12/2021), 1010-1022 Phương trình sau thiết lập để dự đốn ứng suất triển khai cho bề dày lớp bê tông bảo vệ chiều dài nhúng định: f fe 0,083 f c' l C le 13,6 e + = + 340 f fu db db db f fe hay ld = 0, 083 f c' (8) − 340 C 13, + db (9) db Dựa thử nghiệm sở liệu Wambeke Shild (2006), dính bám AFRP tương tự GFRP Khơng có liệu cho CFRP, nhiên, người ta dự đoán độ cứng lớn nhiều CFRP làm giảm chiều dài triển khai cần thiết dẫn đến hệ số sửa đổi vật liệu thấp Hệ số vật liệu khuyến nghị 1,0 cho CFRP Dính bám FRP bê tơng theo ACI 440.1R-15 phụ thuộc vào bề dày lớp bê tơng bảo vệ, đường kính thanh, chiều dài nhúng, cường độ chịu nén bê tơng vị trí 4.4 Tiêu chuẩn JSCE 1997 Tiêu chuẩn thiết kế Nhật Bản (JSCE, 1997) tương tự tiêu chuẩn thiết kế CSA S606 Canada chỗ hai thực sửa đổi phương trình sử dụng để xác định chiều dài triển khai cần thiết cho cốt thép áp dụng cho cốt FRP Chiều dài triển khai cốt chịu kéo trải qua phá hoại tách dính bám tính theo công thức sau: l d = 1 fd d b 20.d b f bod (10) Cường độ dính bám trung bình tính theo cơng thức: u= f bod (11) 1 Khuyến nghị thiết kế JSCE rõ cốt đặt vị trí có 300mm bê tơng bên vị trí đặt góc nhỏ 45° so với phương ngang, chiều dài triển khai xác định phải nhân với hệ số 1,3 Theo tiêu chuẩn thiết kế JSCE, thấy cường độ dính bám FRP bê tông phụ thuộc vào vị trí thanh, cường độ chịu nén bê tơng, lớp bê tơng bảo vệ, đường kính lực giữ cốt ngang cung cấp 1043 Transport and Communications Science Journal, Vol 72, Issue (12/2021), 1034-1046 4.5 Nhận xét kết tính tốn lý thuyết thực nghiệm Kết cho thấy mẫu thí nghiệm bị phá hoại nứt tách bê tông, phần gân GFRP bị phá hoại Điều tương đồng với quan sát Cosenza et al.(2002) [27] mẫu có cường độ chịu nén bê tơng từ 30MPa đến 55MPa a) b) Hình Hình ảnh mẫu bị phá hoại sau thí nghiệm pull-out: a) Các khối bê tông bị nứt tách ; b) Một phần gân cốt GFRP bị bong tuột Như vậy, tùy theo đường kính thanh, cần lực kéo có giá trị từ đến 10 để kéo tụt GFRP khỏi mẫu thí nghiệm Sử dụng công thức (1), (2) với thông số hình học đặc tính học biết cốt thanh, đại lượng cường độ dính bám chiều dài triển khai xác định thể Hình Dựa sở tính tốn lý thuyết theo tiêu chuẩn kết thí nghiệm thu được, từ đồ thị Hình vài nhận xét rút sau: Kết cường độ dính bám thu tiêu chuẩn khác tương đồng, dao động từ 3,05MPa đến 4,32MPa.Cường độ dính bám theo tiêu chuẩn thấp so với số thu thông qua thực nghiệm (dao động từ 41% đến 56% kết thí nghiệm) a) b) Hình So sánh cách tính theo thực nghiệm tiêu chuẩn loại đường kính GFRP 16mm, 18mm 20mm: a) Cường độ dính bám trung bình; b) Chiều dài triển khai Trong đó, chiều dài triển khai thu đường thực nghiệm lại thấp đáng kể so với tính tốn lý thuyết, dao động từ 31cm đến 43cm, 41% đến 73% kết tính tốn lý thuyết Điều giải thích cơng thức theo tiêu chuẩn thường 1044 Tạp chí Khoa học Giao thông vận tải, Tập 72, Số (12/2021), 1010-1022 bổ sung thêm hệ số an toàn nên có chênh lệch so với cách tính túy theo sức bền vật liệu Chiều dài triển khai theo tiêu chuẩn Mỹ (ACI 440.1R-15) Nhật Bản (JSCE 1997) tương đồng thiên an toàn, gấp 1,4 đến 1,6 lần theo cách tính tiêu chuẩn Canada (CSA S806-02, CSA S6-06) Như vậy, chiều dài triển khai tính tốn theo dẫn hai tiêu chuẩn Canada (CSA S806-02, CSA S6-06) giống sát với kết tính dựa thực nghiệm KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Trên sở phân tích tài liệu tiêu chuẩn liên quan, nhóm nghiên cứu thiết kế thành phần cấu tạo thực thí nghiệm xác định tính chất lý 30 mẫu bê tông sỏi nhẹ keramzit C30, cụ thể bê tơng có cường độ chịu nén trung bình đạt 36,6MPa khối lượng thể tích trung bình 1753kg/m3.Sau đó, mẫu thí nghiệm hình lập phương với chiều dài neo tiêu chuẩn 5d cốt GFRP đúc với loại đường kính khác Cường độ dính bám trung bình tính tốn dựa tiêu chuẩn Hoa Kỳ, Canada Nhật Bản cho giá trị tương đồng nhỏ giá trị thu đường thực nghiệm Đối với chiều dài triển khai, cách tính tiêu chuẩn ACI 440.1R-15, JSCE 1997 thiên an toàn CSA S806-02, CSA S6-06 lớn nhiều so với tính tốn thực nghiệm Để kiểm chứng nhận xét nêu trên, tương lai cần thực thêm thí nghiệm phi tiêu chuẩn với chiều dài neo 3d 7d Đây hướng nghiên cứu báo LỜI CẢM ƠN Nghiên cứu tài trợ Trường Đại học Giao thông Vận tải (ĐH GTVT) đề tài mã số T2021-XD-002 Xin cảm ơn đồng nghiệp cộng tác giúp đỡ quý báu trình hoàn thiện đề tài TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Nguyễn Tiến Đích, Nguyễn Đăng Do, Nghiên cứu sử dụng vật liệu nhẹ cho nhà cơng trình, Báo cáo kết đề tài mã số RDN 06-01, Bộ Xây dựng, 2001 [2] Cheng Por Eng, Luận án tiến sĩ kĩ thuật, Nghiên cứu ứng xử uốn dầm bê tông cường độ cao cốt polyme gia cường sợi (FRP) để xây dựng cầu Campuchia, 2017 [3] T.T Trần, V.H Phạm, S.Q Từ, B.Q Đồn, X.B Hồ, Phân tích úng xử kết cấu bê tông nhẹ cốt composite sợi thủy tinh (GFRP) dùng thay tà vẹt gỗ cáu dám thép đường sắt, Tạp chí Giao thơng Vận tải, (2021) [4] T.T Trần, S.Q Từ, V.H Phạm, Nghiên cứu đề xuất kết cấu bê tông cốt liệu nhẹ thay cho tà vẹt gõ cầu đường sắt, Tạp chí Cầu đường Việt Nam, (2021) [5] ACI 408R-03, Bond and Development of Straight Reinforcing Bars in Tension, 2003 [6] M Alavi-Fard, Bond Characteristics of High Strength Concrete, MASc Thesis, Memorial University, St John's, Nfld, 1999 [7] R Kotynia, D Szczech, M Kaszubska, Bond Behavior of GRFP Bars to Concrete in Beam Test, Procedia Eng 2017, 193, 401–408 1045 Transport and Communications Science Journal, Vol 72, Issue (12/2021), 1034-1046 [8] ACI 318-14, Building Code Requirements for Structural Concrete and Commentary, 2014 [9] Bộ Khoa học Công nghệ, TCVN 11823:2017 Thiết kế cầu đường bộ, 2017 [10] CAN/CSA-S806-02 (R2007), Design and Construction of Building Componentswith FibreReinforced Polymers, Canadian Standards Association, 2007 [11] CAN/CSA-S6-06 (R2012), Canadian Highway Bridge Design Code, 2012 [12] ACI 440.1R-15, Guide for the Design and Construction of Structural Concrete Reinforced with FRP Bars, 2015 [13] JSCE., Recommendations for design and construction for concrete structures using continuous fibre reinforcing materials Tokyo Concrete Engineering Series, 1997 [14] ACI 440R-07, Report on Fiber-Reinforced Polymer (FRP) Reinforcement for Concrete Structures, 2007 [15] Z Achillides, K Pilakoutas, Bond behaviour of fibre reinforced polymer bars under direct pullout conditions, Journal of Composites for Construction, (2004) 173-181 https://doi.org/10.1061/(ASCE)1090-0268(2004)8:2(173) [16] ACI 211.4R-08, Guide for Selecting Proportions for High-Strength Concrete Using Portland Cement and Other Cementitious Materials, 2008 [17] TCVN 2682:2009, Xi măng poóc lăng - Yêu cầu kỹ thuật [18] TCVN 7570:2006, Cốt liệu cho bê tông vữa Yêu cầu kỹ thuật [19] TCVN 4506:2012, Nước cho bê tông vữa - Yêu cầu kỹ thuật [20] TCVN 9030:2017, Bê tông nhẹ - Phương pháp thử [21] TCVN 11109: 2015, Cốt Composite Polyme [22] ACI 440.3R-04, Guide Test Methods for Fiber-Reinforced Polymers (FRPs) for Reinforcing or Strengthening Concrete Structures, 2004 [23] EN10080:2005, Steel for the reinforcement of concrete Weldable reinforcing steel, 2005 [24] Phụ lục: https://drive.google.com/drive/u/2/folders/1AhogawYZ3YGQ011kbQbX_j26AXczSpEZ [25] B W Wambeke, C K Shield, Development length of glass fibre-reinforced polymer bars in concrete, ACI Structural Journal, 103 (2006) 11-17 [26] C O Orangun, J O Jirsa, J E Breen, Reevaluation of Test Data on Development Length and Splices, ACI Proceedings, 74 (1977) 114-122 [27] E Cosenza, G Manfredi, R Realfonzo, Development length of FRP straight rebars, Composites Part B:Engineering, 33 (2002) 493-504 https://doi.org/10.1016/S1359-8368(02)00051-3 1046 ... Bộ Giao thông Vận tải, số 80 Trần Hưng Đạo, Hà nội, Việt Nam THÔNG TIN BÀI BÁO CHUN MỤC: Cơng trình khoa học Ngày nhận bài: 01/09/2021 Ngày nhận sửa: 10/10/2021 Ngày chấp nhận đăng: 05/11/2021... tương lai cần thực thêm thí nghiệm phi tiêu chuẩn với chiều dài neo 3d 7d Đây hướng nghiên cứu báo LỜI CẢM ƠN Nghiên cứu tài trợ Trường Đại học Giao thông Vận tải (ĐH GTVT) đề tài mã số T2021-XD-002... KHẢO [1] Nguyễn Tiến Đích, Nguyễn Đăng Do, Nghiên cứu sử dụng vật liệu nhẹ cho nhà cơng trình, Báo cáo kết đề tài mã số RDN 06-01, Bộ Xây dựng, 2001 [2] Cheng Por Eng, Luận án tiến sĩ kĩ thuật,
Ngày đăng: 14/04/2022, 16:27
Xem thêm: