Bài viết Ảnh hưởng của sự phân bố sợi thép trong hỗn hợp bê tông tự lèn đến tính chất kéo khi uốn nghiên cứu sự ảnh hưởng của sự phân bố sợi thép trong hỗn hợp BTTL đến tính chất kéo khi uốn. Hỗn hợp BTTL cốt sợi thép được đổ vào ván khuôn dạng dầm theo hai cách khác nhau: Thứ nhất là đổ vào khuôn để cho bê tông chảy từ một đầu bên này sang đầu bên kia của khuôn; Thứ hai là đổ bê tông ở chính giữa khuôn.
Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2019 ISBN: 978-604-82-2981-8 ẢNH HƯỞNG CỦA SỰ PHÂN BỐ SỢI THÉP TRONG HỖN HỢP BÊ TƠNG TỰ LÈN ĐẾN TÍNH CHẤT KÉO KHI UỐN Nguyễn Việt Đức Trường Đại học Thủy lợi, email: ducnv@tlu.edu.vn GIỚI THIỆU CHUNG Bê tông vật liệu sử dụng hầu hết cho kết cấu xây dựng khơng Việt Nam mà cịn nước giới Tuy nhiên, điểm yếu bật bê tơng thường xuất nhiều khu vực tập trung nội ứng suất kết cấu phức tạp Do đó, vết nứt nhỏ hình thành bên hỗn hợp bê tông tươi bê tông đóng rắn [Aitcin, 2000] Những vết nứt nhỏ chủ yếu tồn tại bề mặt tiếp giáp hồ xi măng hạt cốt liệu kết cấu bê tông chưa chịu tác động tải trọng ảnh hưởng môi trường xung quanh Khi có tải trọng từ bên ngồi yếu tố từ mơi trường bên ngồi tác động, xuất ứng xuất kéo bề mặt tiếp giáp hạt cốt liệu hồ xi măng, điều dẫn đến vết nứt nhỏ phát triển thêm nhiều số lượng kích thước, nhiều vết nứt nhỏ liên hết lại với hình thành lên vết nứt lớn, cuối dẫn đến nứt vỡ hay phá hủy kết cấu bê tông [Bentur and Mindess, 2007] Từ nhiều thập kỷ nay, có nhiều nghiên cứu việc sử dụng loại sợi sợi thép, thủy tinh, sơ dừa, v.v để làm tăng tính dẻo dai kết cấu bê tông Các loại sợi không sử dụng để gia tăng khả kháng kéo bê tơng, mà cịn để kiểm sốt vết nứt nhỏ, giảm việc liên kết vết nứt nhỏ thành vết nứt lớn quan trọng sợi có khả bắc cầu khâu vết nứt lại để hạn chế phát triển chúng gây nứt vỡ kết cấu Tuy nhiên, điểm cần lưu ý đặc biệt sử dụng sợi cần phải loại bỏ tượng sợi tập trung cục vị trí, mà khơng phân bố đồng tất vị trí kết cấu bê tông Điều làm giảm hiệu việc sử dụng sợi kết cấu bê tông [Nguyễn Việt Đức, 2015] Khi hỗn hợp bê tông không đầm rung hợp lý dẫn đến bê tơng đóng rắn có chất lượng ảnh hưởng lớn đến tuổi thọ kết cấu bê tơng Vì vậy, vào năm 80 kỷ trước lần nhà nghiên cứu Nhật Bản bắt đầu tiến hành thử nghiệm đưa vào sử dụng bê tông tự lèn (BTTL) [okamura and Ouchi, 2003] Sử dụng loại bê tông giải pháp hữu hiệu để có kết cấu bê tơng có tuổi thọ cao mà khơng phụ thuộc nhiều vào chất lượng thi công bê tông (đầm rung) công nhân công trường BTTL đổ vào ván khuôn tự đầm tải trọng thân mà khơng cần thiết bị học để rung, đảm bảo khả điền đầy vào ván khn có phân bố dày đặc cốt thép bên Để có tính vậy, BTTL cần phải có độ chảy cao đồng thời độ dính kết tốt thành phần vật liệu để chống lại phân tầng [Corinaldesi and Moriconi, 2004] Khi sợi sử dụng BTTL, độ chảy cao bê tông đổ vào khn dẫn đến tính chất bê tơng đông cứng khác [Grunewald and Walraven, 2001] Trong báo này, tác giả nghiên cứu ảnh hưởng phân bố sợi thép hỗn hợp BTTL đến tính chất kéo uốn Hỗn hợp BTTL cốt sợi thép đổ vào ván khuôn dạng dầm theo hai cách khác 89 Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2019 ISBN: 978-604-82-2981-8 nhau: thứ đổ vào khuôn bê tông chảy từ đầu bên sang đầu bên khuôn; thứ hai đổ bê tơng khn Dầm thử nghiệm 28 ngày tuổi để đánh giá khả kháng kéo uốn BTTL cốt sợi thép CẤP PHỐI BÊ TÔNG TỰ LÈN CỐT SỢI THÉP VÀ CHẾ TẠO MẪU Trong nghiên cứu này, tác giả sử dụng BTTL cốt sợi thép có mác 30 MPa 28 ngày tuổi Vật liệu sử dụng gồm có xi măng poóc lăng hỗn hợp PCB40 thương hiệu Bút Sơn, khối lượng riêng xi măng 3.11 g/cm3, cường độ nén ngày 28 ngày tuổi 30.1 MPa 41.5 MPa Muội silic sử dụng để tăng hàm lượng hạt mịn chế tạo BTTL, khối lượng riêng muội silic 2.2 g/cm3 Cốt liệu mịn sử dụng cát vàng có nguồn gốc từ khu vực lân cận thành phố Hà Nội, khối lượng riêng cát 2.62 g/cm3 mô đun độ lớn 2.1, thành phần hạt cát nằm miền cho phép sử dụng cho sản xuất bê tơng Cốt liệu thơ đá dăm kích thước 5-20mm có thành phần hạt đạt yêu cầu nằm miền cho phép sử dụng cho sản xuất bê tông, khối lượng riêng 2.65 g/cm3, độ hút nước 0.5%.Sợi thép sử dụng loại có độ bền cao sản xuất theo tiêu chuẩn EN14889-1, bên mạ đồng (Hình 1), độ bền kéo lớn 2850 MPa Đường kính sợi 0.2mm, chiều dài 13mm, tỷ số hình học (L/d) 65 Để chế tạo BTTL, có ba phương pháp phổ biến là: tăng hàm lượng bột mịn, sử dụng phụ gia điều chỉnh độ linh động VMA, kết hợp hai phương pháp nói [EFNARC, 2002] Việc sử dụng BTTL có hàm lượng bột mịn lớn gây tượng tập trung cục hạn chế phân tán sợi thép trình trộn [Nguyen Viet Duc, 2015], nghiên cứu tác giả sử dụng phương pháp sử dụng phụ gia điều chỉnh độ linh động VMA để chế tạo BTTL Ngoài ra, phụ gia siêu dẻo giảm nước bậc cao sử dụng cho cấp phối BTTL cốt sợi thép nghiên cứu Thành phần cấp phối BTTL cốt sợi thép thể Bảng Ngoài bảng cung cấp số kết thí nghiệm hỗn hợp BTTL cốt sợi thép độ chảy cuối cùng, thời gian T500 Các tiêu nằm miền cho phép quy định BTTL [EFNARC, 2002] Việc chế tạo mẫu dầm thực sau kiểm tra tính chất hỗn hợp bê tơng tươi Dầm sử dụng nghiên cứu có kích thước 100x100x400 mm3 Như trình bày trên, BTTL cốt sợi thép đổ vào khuôn dầm theo hai cách khác nhau, loại có ba dầm giống chế tạo để tiến hành thí nghiệm uốn bốn điểm để xác định khả kháng kéo uốn bê tơng 28 ngày tuổi Hình Sợi thép sử dụng nghiên cứu Bảng Cấp phối BTTL cốt sợi thép tính chất hỗn hợp bê tông tươi Nước Xi măng Muội silic Cát vàng Đá đăm Sợi thép Phụ gia siêu dẻo VMA Độ chảy T500 L Kg Kg Kg Kg Kg L L mm giây 230 400 40 935 550 30 6.5 5.2 680 90 Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2019 ISBN: 978-604-82-2981-8 KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM Kết thí nghiệm bê tơng đơng cứng thể Bảng Có thể thấy cường độ BTTL cốt sợi thép 28 ngày tuổi đạt yêu cầu mác 30 MPa, cường độ ngày tuổi đạt khoảng 72% cường độ 28 ngày tuổi Từ Bảng 2, thấy cường độ kéo uốn BTTL cốt sợi thép đổ vào khuôn dầm để bê tông chảy từ đầu sang đầu bên dầm (cách 1) lớn khoảng 12% giá trị tiến hành đổ bê tông vào khuôn dầm (cách 2) Điều đổ BTTL cốt sợi thép dọc theo chiều dài dầm dịng chảy bê tơng đóng vai trị “động cơ” hướng sợi thép chảy dọc theo chiều dài dầm [Nguyen Viet Duc, 2015] Sự phân bố xếp sợi có hướng vng góc với hướng chịu tải dầm thí nghiệm, dẫn tới dầm chịu tải trọng lớn so với trường hợp lại Bảng Tính chất BTTL cốt sợi thép đông cứng (Δ- độ lệch chuẩn) No Chỉ tiêu đánh giá Đơn vị Giá trị Δ 23.8 1.8 Cường độ nén BTTL cốt sợi thép ngày tuổi MPa Cường độ nén BTTL cốt sợi thép 28 ngày tuổi MPa 33.1 1.3 Cường độ kéo uốn BTTL cốt sợi thép đổ theo cách MPa 3.97 0.25 Cường độ kéo uốn BTTL cốt sợi thép đổ theo cách MPa 3.55 0.21 KẾT LUẬN Một số kết luận rút từ kết thí nghiệm nghiên cứu này: • Khả kháng kéo uốn BTTL có cốt sợi thép bị ảnh hưởng q trình đổ bê tơng có phân bố xếp sợi thép • Qua thí nghiệm uốn dầm bê tông đổ theo hai cách khác thấy rằng, BTTL có cốt sợi thép đổ để bê tông chảy từ đầu bên sang đầu bên khuôn cho kết cao 12% so với đổ bê tơng khn • BTTL có cốt sợi thép nên đổ theo cách để vùng chịu kéo dầm bê tơng có phân bố xếp tối ưu sợi thép từ gia tăng khả kháng kéo uốn bê tông TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Aitcin PC 2000 Cements of yesterday and today: Concrete of tomorrow Cement and Concrete Research 30 (9), p 1349–1359 [2] Bentur A and Mindess S 2007 Fibre reinforced cementitious composites 2nd Eds Taylor & Francis, London p 625 [3] Nguyen Viet Duc 2015 Mechanical behavior of laminated functionally graded fibrereinforced self-compacting cementitious composites PhD document Technical University of Madrid [4] Okamura H and Ouchi M 2003 Self compacting concrete Journal of Advanced Concrete Technology 1, p 5–15 [5] Corinaldesi V and Moriconi G 2004 Durable fiber reinforced self compacting concrete Cement and Concrete Research 34, p 249–254 [6] Grunewald S and Walraven JC 2001 Parameter study on the influence of steel fibers and coarse aggregate content on the fresh properties of self-compacting concrete Cement and Concrete Research 31, p 1793– 1798 [7] EFNARC 2002 Specification & guidelines for self-compacting concrete English ed Norfolk, UK: European Federation for Specialist Construction Chemicals and Concrete Systems 91 ... kháng kéo uốn BTTL có cốt sợi thép bị ảnh hưởng q trình đổ bê tơng có phân bố xếp sợi thép • Qua thí nghiệm uốn dầm bê tơng đổ theo hai cách khác thấy rằng, BTTL có cốt sợi thép đổ để bê tông. .. để tiến hành thí nghiệm uốn bốn điểm để xác định khả kháng kéo uốn bê tông 28 ngày tuổi Hình Sợi thép sử dụng nghiên cứu Bảng Cấp phối BTTL cốt sợi thép tính chất hỗn hợp bê tơng tươi Nước Xi măng... vào khuôn bê tông chảy từ đầu bên sang đầu bên khuôn; thứ hai đổ bê tơng khn Dầm thử nghiệm 28 ngày tuổi để đánh giá khả kháng kéo uốn BTTL cốt sợi thép CẤP PHỐI BÊ TÔNG TỰ LÈN CỐT SỢI THÉP VÀ