Nghiên cứu khả năng ứng xử của kết cấu dầm cầu chữ t chế tạo bằng bê tông chất lượng cao sử dụng tro bay

TR I H C QU C GIA TP.HCM NGă I H C BÁCH KHOA TR N HOÀNG TI Nă NGHIÊN C U KH N NGă NG X C U CH T C AK TC UD M T CH T O B NG BÊ TÔNG CH TăL S D NG TRO BAY Chuyên ngành: K Thu t Xây D ng Cơng Trình Giao Thơng Mã s : 8580205 LU NăV NăTH CăS TP H CHÍ MINH, tháng 08 n mă2022 NG CAO CƠNG TRỊNHă C HỒN THÀNH T I TR NGă I H C BÁCH KHOA ậ HQGăậ HCM Cán b h ng d n khoa h c 1: TS Hu nh Ng c Thi Cán b h ng d n khoa h c 2: TS BùiăPh ngăTrinh Cánăb ăch mănh năxétă1: TS Lê Bá Khánh Cán b ch m nh n xét 2: TS.ăLêăV năPhúc Lu năv năth căs ăđ c b o v t iăTr ngày 20 tháng n mă2022 ngă i h căBáchăKhoa,ă HQGăTp.HCMă Thành ph n H iăđ ngăđánhăgiáălu năv năth căs ăg m: (Ghi rõ h , tên, h c hàm, h c v c a H iăđ ng ch m b o v lu năv năth căs ) PGS.TS.ăNguy năM nhăTu n ậ Ch ăt ch TS.ă ăThƠnhăChungăậ Th ăkỦ TS Lê Bá Khánh ậ Ph năbi nă1 TS.ăLêăV năPhúc ậ Ph năbi nă2 PSG.TS.ăLêăAnhăTh ng - yăviên Xác nh n c a Ch t ch H iăđ ngăđánhăgiáăLu năv năvƠăTr ng Khoa qu n lý chuyên ngành sau lu năv năđưăđ c s a ch a (n u có) CH T CH H Iă Ký tên NG PGS.TS Nguy n M nh Tu n TR NG KHOA K THU T XÂY D NG Ký tên PGS.TS Lê Anh Tu n -i- TR I H C QU C GIA TP.HCM NGă C NG HÒA Xà H I CH NGH AăVI T NAM c l p - T - H nh phúc I H C BÁCH KHOA NHI M V LU NăV NăTH CăS H tên h c viên: Tr n Hoàng Ti nă t MSHV: 1870502 NgƠy,ătháng,ăn măsinh:ă30/11/1995 N iăsinh:ăTP H Chí Minh Chuyên ngành: K thu t xây d ng Cơng trình giao thơng Mã s : 8580205 I TểNă TÀI : NGHIÊN C U KH N NGă NG X C A K T C U D M C U CH T CH T O B NG BÊ TÔNG CH TăL NG CAO S D NG TRO BAY (STUDY OF THE BEHAVIOR OF T - GIRDER CAST WITH HIGH PERFORMANCE CONCRETE USING FLY ASH) II NHI M V VÀ N I DUNG l T ngăquanătìnhăhìnhănghiênăc uătrongăvƠăngoƠiăn căv ăl nhăv cănghiênăc u Nghiênăc uăch ăt o bê tông ch tăl ng cao có khơng có tro bay Phơnătíchăkh ăn ngă ngăx u năc aăd măc uăch ăTăkhiăch ăt oăb ngăbêătôngăch tă ng cao s ăd ngătroăbay III NGÀY GIAO NHI M V : 06/09/2021 IV NGÀY HOÀN THÀNH NHI M V : 15/8/2022 V CÁN B H NG D N : TS Hu nh Ng c Thi & TS.ăBùiăPh ngăTrinh Tp HCM, ngày tháng n m 2022 CÁN B H NG D N CÁN B TS HU NH NG C THI H TS BÙIăPH TR MỌNă ÀOăT O NG D N CH NHI M B NGăTRINH PGS TS NGUY N M NH TU N NG KHOA K THU T XÂY D NG PGS.TS LÊ ANH TU N -ii- L I C Mă N Trong trình h c t p nghiên c u t i Tr Qu c Gia Tp.HCM,ătôiăđưăđ Xây d ng gi ng d yăvƠăh ng i h c Bách khoa ậ c t p th Th y Cô c a B môn C uăđ ih c ng, Khoa K thu t ng d n r t nhi t tình Tơi xin chân thành c mă năs giúpăđ c a Th y Cơ Bên c nhăđó,ăxinăg i l i c mă năđ năPhòngă Ơoăt o Sauăđ i h căđưă t oăđi u ki n thu n l iăđ tơi có th hồn thành lu năv năvƠăb o v đúngăth i h n Tôi xin c mă năTr c u đ ngă i h căBáchăKhoa,ă HQGă- HCMăđưăh tr cho nghiên c bi t, xin c mă năđ n Th y Hu nh Ng c Thi, Gi ng viên B môn C u ngăvƠăCôăBùiăPh nghi m ki n th căđ ngăTrinh, Gi ng viên B môn V t li u Xây d ng Nh ng kinh c chia s t Th y Cơătrongăqătrìnhăh ng d n lu năv năluôn hành trang quý giá cho su t q trình nghiên c u hồn thành lu năv n Tôiăc ngăxin c mă năđ n nh ngăng vƠăgiúpăđ c a m iăng iăthơnătrongăgiaăđình.ăS đ ng viên, chia s i ni măđ ng l c l nălaoăđ i v i su t th i gian h c t p nghiên c u Quá trình làm nghiên c u, tơi ti păthuăđ c nhi u ki n th c m i Bên c nhăđó,ă tơi c ngăkhơngăth tránh kh i nh ng sai sót trình th c hi năđ tài mà b n thân ch aănh năraăđ c Do v y, nh ng ý ki năđóngăgópăc a Q Th y Cơ,ăđ ng nghi p s giúp cho lu năv năc aătôiăđ c hồn ch nhăh n Cu i cùng, xin kính chúc tồn th Q Th y Cơ,ăgiaăđình,ăb năbèăvƠăđ ng nghi p th t nhi u s c kh e Trân tr ng! Tp H Chí Minh, ngày 06 tháng n mă2022 H c viên Tr n Hoàng Ti nă t -iii- TĨM T T Bê tơng ch tăl ng cao - High-Performance Concrete (HPC) m t b c a cơng ngh bê tơng, v iăcácăđ cătínhăv dai cao Nghiên c u ch y uăh đ t tr iănh ăc c phát tri n m i ngăđ cao,ăđ b năvƠăđ d o ngăđ n vi c x lý t n d ngătroăbayăđưăvƠăđangă c nhà khoa h cătrongăvƠăngoƠiăn tr ngătrongăl nhăv c kinh t vƠămôiătr căđ c bi t quan tâm c ngănh ăcóăỦăngh aăquană ng.ăDoăđó,ănghiên c u s d ng thành ph n c p ph i HPC g m silica fume, b t cát th ch anh, tro bay ph gia siêu d o v i vi c thayăđ i t l thành ph n c p ph i g m: ph gia siêu d o, silica fume, tro bay t 10 đ n 15% (theoăhƠmăl ngăxiăm ng) nh m tìm thành ph n c p ph i t iă uăđ tăđ căc ng đ cao nh t K t qu th c nghi m cho th y thành ph n silica fume b t cát có t l 10%ăhƠmăl ng c aăxiăm ngăvƠ hƠmăl v iă5%ăhƠmăl ng 10% tro bay thay th xiăm ng,ăk t h p ng ph gia siêu d o cho giá tr c ngăđ nén cao nh t.ăC ngăđ ch u nén c a HPC s d ng tro bay đ t giá tr trung bình 110.5 MPa Nghiên c u ti p t c dùng thành ph n HPC s d ng tro bay đ ch t o d m c u ch T v i lo i khác nhau, c th d m D1 HPC s d ng c t thép ch c t thépăđai,ăd m D2 HPC ch s d ng c t thép ch khơng có c t thépăđai,ăvà d m D3 không s d ng c t thép ch s d ng HPC, v i kích th c d măđ c có t l thu nh 1/10 so v i d m th c t đưăthiăcôngăđ quan sát ng x ch u u n K t qu cho th y d m D2 s d ng HPC v i c t thép ch u l c cho ng x t tăh nă2ăki u d m cịn l i Tóm l i, nghiên c uănƠyăđưăcungăc p k t qu th c nghi măđángătinăc y v HPC s d ng tro bay đánhăgiáăkh n ngă ng d ng c a HPC ch a tro bay cơng trình giao thơng -ivABSTRACT High-performance concrete (HPC) is a new development of concrete technology, with outstanding properties such as high strength, and high durability and toughness The present study mainly focuses on the treatment and utilization of fly ash which has been particularly interested by domestic and foreign scientists as well as has an important significance in the fields of economy and environment.The present study investigated HPC composition including silica fume, quartz sand powder, fly ash and superplasticizer, with changing the ratio of the composition including: superplasticizer, silica fume, fly ash from 10 to 15% by mass of cement in order to find the optimized composition that achieved the highest strength Experimental results showed that when the composition of silica fume and sand powder was 10% by mass of cement and 10% of fly ash by mass of cement, combining with 5% of the admixture content gave highest compressive strength value The compressive strength of HPC using fly ash reached an average value of 110.5 MPa The study continued to apply HPC using fly ash into fabricate T-bridge girders with various beams, including D1 HPC girder with main rebar and stirrups, D2 HPC girder with only main rebar and no stirrups, D3 girder no rebar only uses HPC, with a small scale of 1/10 compared to the actual beam constructed to observe the bending behavior The results showed that the D2 girder using HPC along with reinforcement had better behavior than the other two types of griders Consequently, the present study provided reliable experimental results of HPC using fly ash in this study gives and evaluated the applicability of HPC containing fly ash used for traffic works -v- L IăCAMă OAN Tôiăxinăcamăđoanălu năv năth căs ăk thu t:ă“NGHIÊN C U KH C A K T C U D M C U CH CAO S N NGă NG X T CH T O B NG BÊ TÔNG CH TăL D NG TRO BAY”ălƠăk t qu nghiên c u c a cá nhân tôiăvƠăđ b i Th y TS Hu nh Ng c Thi CôăTS.ăBùiăPh ng d n ngăTrinh.ăCácăs li uăthuăđ trung th c, khách quan Vi c tham kh o tài li u (n uăcó)ăđ uăđ Tơi hồn tồn ch u trách nhi m v n iădungăđ căh NG c c trích d n phù h p c th hi n lu năv n Tp H Chí Minh, ngày 06 tháng n mă2022 Tr n Hoàng Ti nă t -vi- M CL C CH NGă1:ăGI IăTHI U .1 1.1 Gi iăthi uăchung 1.2 M cătiêuănghiênăc u 1.3 ụăngh aăđ ătƠi CH NGă2:ăT NGăQUANăV ăCÁCăNGHIÊNăC UăVĨă NGăD NGăBÊăTỌNGă CH TăL NGăCAOăTRÊNăTH ăGI IăVĨăVI TăNAM 2.1 T ngăquanătìnhăhìnhănghiênăc uăvƠă ngăd ngăHPCăvƠăUHPCă ăngoƠiăn 2.1.1ăCơngătrìnhăc uăđưăđ c cănghiênăc uăvƠăxơyăd ng 2.1.2ă ngăd ngăUHPCătrongăvi căs ăd ngălƠmăl păph ăm tăc u 2.2 T ngăquanăhìnhănghiênăc uăvƠă ngăd ngăHPCăvƠăUHPCăt iăVi tăNam 10 2.3 ThƠnhăph năc păph iăc aăHPC 13 2.4 LỦăthuy tăxácăđ nhăkh ăn ngăch uău năc aăHPC 14 CH NGă3:ăH ăNGUYÊNăV TăLI U 16 3.1 H ănguyênăv tăli uădùngătrongăthíănghi m 16 3.1.1 Cát 16 3.1.2ăN c 16 3.1.3ăXiăm ng 17 3.1.4ăPh ăgiaăsiêuăd o 18 3.1.5 Silica fume 18 3.1.6ăB tăth chăanh .19 3.1.7ăS iăthép 20 3.1.8 Tro bay 21 3.2 NguyênălỦăch ăt oăHPCă[6] 21 3.3 Kíchăth 3.3.1ăKíchăth 3.3.1.1ăC căcácăm uăthíănghi măs ăd ngătrongănghiênăc u 22 căm uăthíănghi măv tăli u 22 ngăđ ch u nén c a HPC 22 3.3.1.2ăModulăđƠnăh i h s poison 23 3.3.2ăKíchăth căm uăthíănghi măd m 23 -vii3.4 Ph ngăphápăthíănghi măv tăli u 25 3.4.1ăThíănghi măc păph iăv tăli u 25 3.4.2ăQuyătrìnhăs năxu tăbêătơng .28 3.4.3ăC ngăđ ăch uănénăc aăm uăbêătông .29 3.4.4ăModulăđƠnăh iăvƠăh ăs ăpoison .30 3.5 Thi tăb ăvƠăph ngăphápăthíănghi măd m 31 3.5.1ăThi tăb ăthíănghi măd m 31 3.5.2ăPh ngăphápăthíănghi măd m .32 3.5.3ăMơăhìnhăd măthíănghi m .33 3.5.4ăCôngătácăchu năb ăđúcăm uăthíănghi m 35 3.5.5ăTi năhƠnhăthi tăb ăthíănghi măd m 37 CH NGă4:ăK TăQU ăTHệăNGHI M .41 4.1 K tăqu ăthíănghi măc păph iăHPCătheoăquyătrìnhăthi tăk ăvƠăth oălu n 41 4.2 K tăqu ămodulăđƠnăh iăc aăv tăli uăthíănghi măd m 44 4.3 K tăqu ăthíănghi măd măTăvƠănh năxétăk tăqu 45 4.3.1ăK tăqu ăthíănghi măm uăd măD1:ăs ăd ngăc tăthépăch uăl căvƠăc tăđai .45 4.3.1.1 Quan h gi a t i tr ng u n bi n d ng c t thép 45 4.3.1.2 Quan h gi a t i tr ng u n chuy n v ngang 45 4.3.1.3 Quan h gi a t i tr ng u n chuy n v d c 46 4.3.1.4 V trí v t n t b r ng v t n t xu t hi n d m .47 4.3.2ăK tăqu ăthíănghi măd măD2 48 4.3.2.1 Quan h gi a t i tr ng u n bi n d ng c t thép 48 4.3.2.2 Quan h gi a t i tr ng u n chuy n v ngang .49 4.3.2.3 Quan h gi a t i tr ng u n chuy n v d c 49 4.3.2.4 V trí v t n t b r ng v t n t xu t hi n d m .50 4.3.3ăK tăqu ăthíănghi măd măD3 51 4.3.3.1 Quan h gi a t i tr ng u n chuy n v ngang .51 4.3.3.2 Quan h gi a t i tr ng u n chuy n v d c 52 4.3.3.3 V trí v t n t b r ng v t n t xu t hi n d m .53 4.4 Tínhătốnăkh ăn ngăkhángău năc aăd măd aătheoălỦăthuy t 55 -viii4.4.1ăTínhătốnăkh ăn ngăch uăkéoăthiău năcùaăd măD3ăkhơngăs ăd ngăc tăthép 55 4.4.2.ăTínhătốnăkh ăn ngăch uău năc aăd măcóăc tăthép .56 CH NGă5:ăK TăLU NăVĨăKI NăNGH 59 5.1 K tălu n 59 5.1.1ăK tălu năv ăv tăli u .59 5.1.2ăK tălu năv ăkh ăn ngă ngăx ăc aăd măT 59 5.2 Ki năngh 59 TĨIăLI UăTHAMăKH O .61 HVTH: TR NăHOĨNGăTI Nă T 71 HVTH: TR NăHOĨNGăTI Nă T 72 HVTH: TR NăHOĨNGăTI Nă T 73 HVTH: TR NăHOĨNGăTI Nă T 74 HVTH: TR NăHOĨNGăTI Nă T 75 HVTH: TR NăHOĨNGăTI Nă T 76 HVTH: TR NăHOĨNGăTI Nă T 77 HVTH: TR NăHOĨNGăTI Nă T 78 HVTH: TR NăHOĨNGăTI Nă T 79 HVTH: TR NăHOĨNGăTI Nă T 80 HVTH: TR NăHOĨNGăTI Nă T 81 HVTH: TR NăHOĨNGăTI Nă T 82 HVTH: TR NăHOĨNGăTI Nă T 83 HVTH: TR NăHOĨNGăTI Nă T 84 LÝ L CH TRÍCH NGANG H tên : TR N HOÀNG TI Nă NgƠy,ătháng,ăn măsinh : 30/11/1995 N iăsinh : Thành ph H Chí Minh T a ch liên l c : 35/5 p 1a, Xã An Th nh, huy n B n L c, t nh Long An i n tho i : 0969518489 Email : tranhoangtiendat@gmail.com QUỄăTRỊNHă ÀOăT O : - T 2013ăđ n 2018: H că i h c t i Tr ng i h c Tônă - T 2018ăđ n 2022: H c Th c s ăt i Tr ng i h c Bách khoa ậ c Th ng i h c Qu c gia TP HCM Q TRÌNH CƠNG TÁC : - T 03/2018ăđ n : K s ăc uăđ ng Công ty C ph n T ăv n Thi t k Giao thơng v n t i Phía Nam (TediSouth) Tp HCM, ngày 06 tháng n mă2022 Tr n Hoàng Ti nă HVTH: TR NăHOĨNGăTI Nă T t 85 ... HVTH: TR NăHOĨNGăTI Nă T 13 - Tro axit (Acid Ash) ậ F: Tro? ?bay? ?thuăđ hƠmăl c t đ t than nhà máy nhi t? ?đi n,ătrongăđóă ng? ?CaO? ?đ n 10% - Tro? ?baz ă(BasicăAsh)ăậ C: Tro? ?bay? ?thuăđ hàm l c t đ t than... t? ?ng ch t? ?l ng siêu cao (Ultra High-Performance Concrete - UHPC) m t lo i bê t? ?ng m iăcóăcácăđ c? ?t? ?nhăv t tr i h năso v i? ?bê? ?t? ?ngăthôngăth cao, ăđ th m th p,ăkhông? ?t? ?chăn c phân t ng,ăđ c bi t. .. h t trung bình t 2ăµmăđ n µm B ng 3.5 th hi n thơng s k thu t c a b t c? ?t th ch anh HVTH: TR NăHOĨNGăTI Nă T 19 Hình 3.5 B t th ch anh s d ng nghiên c u B ng 3.5 Thông s k thu t c a b t c? ?t th