Nghiên cứu khả năng kháng uốn của kết cấu dầm cầu chữ t chế tạo bằng bê tông chất lượng cao sử dụng bột đá vôi

TR IăH CăQU CăGIAăTP.HCM NGă IăH CăBỄCHăKHOA PH MăMINHăTỂM NGHIểNăC UăKH ăN NGăKHỄNGăU NăC AăK TăC Uă D MăC UăCH ăTăCH ăT OăB NGăBểăTỌNGăCH Tă L NGăCAOăS ăD NGăB Tă ỄăVỌIă STUDY OF THE FLEXURAL RESISTANCE OF T GIRDER MADE FROM HIGH PERFORMANCE CONCRETE USING LIMESTONE POWDER ChuyênăngƠnh:ăK ăThu tăXơyăD ng Cơng Trình Giao Thơng Mưăs :ă8580205 LU NăV NăTH CăS ThƠnhăph ăH ăChíăMinh,ăthángă08 n mă2022 CƠNG TRỊNHă CăHOĨNăTHĨNHăT I TR NGă IăH CăBÁCHăKHOAăậ HQGăậ HCM Cánăb ăh ngăd năkhoaăh c 1: TS Hu nhăNg căThi Cánăb ăh ngăd năkhoaăh c 2: TS BùiăPh ngăTrinh Cánăb ăch mănh năxétă1: TS Lê Bá Khánh Cán b ch m nh n xét 2: TS LêăV năPhúc Lu năv năth căs ăđ căb oăv ăt iăTr ngày 20 tháng 08 n mă2022 ngă iăh căBáchăKhoa,ă HQGăTp.HCMă ThƠnhăph năH iăđ ngăđánhăgiáălu năv năth căs ăg m: PGS.ăTSăNguy năM nhăTu n ậ Ch ăt chăh iăđ ng TS Lê Bá Khánh ậ Ph năbi nă1 TS LêăV năPhúc - Ph n bi n PGS.ăTSăLêăAnhăTh ngăậ U ăviên TS Thành Chung ậ Th ăký Xácănh năc aăCh ăt chăH iăđ ngăđánhăgiáăLu năv năvƠăTr ngăKhoaăqu nălýă chuyênăngƠnhăsauăkhiălu năv năđưăđ căs aăch aă(n uăcó) CH ăT CHăH Iă Ký tên NG PGS.TS Nguy năM nhăTu n TR NGăKHOAăK ăTHU TăXỂYăD NG Ký tên PGS.TS.ăLêăAnhăTu n -iii- IăH CăQU CăGIAăTP.HCM TR NGă C NGăHọAăXẩăH IăCH ăNGH AăVI TăNAM căl pă- T ădoă- H nhăphúc IăH CăBỄCHăKHOA NHI MăV ăLU NăV NăTH CăS H ătênăh căviên:ăPh măMinhăTơm MSHV: 1870503 NgƠy,ătháng,ăn măsinh:ă12/11/1995 N iăsinh:ăLơmă ng ChunăngƠnh:ăK ăthu tăxơyăd ngăCơngătrìnhăgiaoăthơng Mưăs :ă8580205 I TểNă ăTĨI: NGHIểNăC U KH ăN NGăKHỄNGăU NăC AăK TăC UăD MăC UăCH ăTăCH ă T OăB NGăBểăTỌNGăCH TăL NGăCAO S ăD NGăB Tă ỄăVỌI (STUDY OF THE FLEXURAL RESISTANCE OF T - GIRDER MADE FROM HIGH PERFORMANCE CONCRETE USING LIMESTONE POWDER) II NHI MăV ăVĨăN IăDUNG T ngăquanătìnhăhìnhănghiênăc uătrongăvƠăngoƠiăn căliênăquanăđ năđ ătƠi Nghiênăc uăch ăt o bê tơng ch tăl ng cao cóăvƠăkhơngăcóăb tăđáăvơi Phơnătíchăkh ăn ngăkhángău năc aăd măc uăch ăTăkhiăch ăt oăb ngăbêătôngăch tăl ng cao s ăd ngăb tăđáăvôi Xemăxétăkh ăn ngăs ăd ngăd măch ăTăch ăt oăb ngăbêăb ngăbêătôngăch tăl ng cao s ăd ngăb tăđáăvôiăthayăth ăd măch ăTăch ăt oăbêătôngăc tăthépăd ă ngăl cătruy năth ng III NGÀY GIAO NHI M V :ă06/09/2021 IV NGĨYăHOĨNăTHĨNHăNHI MăV : 15/08/2022 V CỄNăB ăH NGăD Nă: TS.ăHu nhăNg căThi & TS.ăBùiăPh ngăTrinh Tp HCM, ngày tháng n m 2022 CỄNăB ăH NGăD Nă1ăăăăă CỄNăB ăH NGăD Nă2ăăăăăăăăăăăCH ăNHI MăBMă ĨOăT O TS.ăHU NHăNG CăTHIăăăăăă TS.ăBỐIăPH TR NGăTRINHăăăă PGS.TSăNGUY NăM NHăTU N NGăKHOAăK ăTHU TăXỂYăD NG PGS.ăTSăLểăANHăTU N -iii- L IăC Mă N Trong su t th iăgian b năthơnăxơyăd ngăđ ăc ng,ănghiênăc uăvƠăhoƠnăthƠnhălu nă v năth căs , dù th iăgianăth căhi năkéoădƠi vìănhi uălýădoăkhácănhau,ăcóănh ngălúcăh căviênă đưăngh ăđ năvi căs ăkhôngăth ăti păt căhoƠnăthƠnhănghiênăc u, nh ngăh căviênăđưănh năđ r tănhi uăs ăkhíchăl c aăquýăth yăcơăb ămơnăC uăđ d n t nătìnhăc aăqăth yăcơăh ngăvƠănh tălƠăs đ ng viên,ăh ngăd n - TS.ăHu nhăNg căThiăvà TS.ăBùiăPh B ngăt tăc s ăkínhătr ngăvƠăbi tă năsơuăs c, cho đ că ngă ngăTrinh c g iăl iătriăơnăđ năQăTh yăCơ.ă Th yăCơăđưăkhơngăqu iăkhóăkh nămƠădƠnhăr tănhi u th iăgian,ătơmăhuy tăđ ăh ng d n,ăh ătr trongăsu tăquáătrìnhănghiênăc uăc aătôi.ă Tôiăxinăc mă năTr ngă iăh căBáchăKhoa,ă HQGă- HCMăđưăh ătr ăchoănghiênăc uă Tôiăc ngămu n c mă năcông ty BACHKHOA testing (LAS XD 712) đưăh ătr ăthi tăb c năthi t ph căv ăthíănghi m.ăKínhăchúcăQăCơngătyăs ăg tăháiăđ cănhi uăthƠnhăcơngăvƠă ngƠyăcƠngăphátătri năh năn a.ăVƠăc ngăxinăc mă năđ năth yăTr ngăB ămơnăXơyăd ngă Cơng trình Giao Thơng - TS.ăNguy năM nhăTu năđưăđ ngăviênăvƠăt oăm iăđi uăki năt tă nh tăđ hoƠnăthƠnhălu năv n Lu năv năth căs ăđ căhoƠnăthƠnhăd aătrênăs ăthamăkh o,ăh căt păkinhănghi măt ăcácă nghiênăc uăliênăquan,ăcácăsách,ăbáoătrongăvƠăngoƠiăn căc aănhi uătácăgi ,ăcácăt ăch c,ăầă Quáătrìnhăth căhi nălu năv năch căh năkhơngăth ătránh kh iănh ngăh năch ăvƠăthi uăsót.ăTơiă r tămongăs ănh năđ đ ăđ ătƠiăđ cănhi uăđóngăgópăđ năt ăQuýăTh yăCơ,ăh iăđ ngăđánhăgiáălu năv nă căhoƠnăthi năh năn aăvƠăcóăýăngh aăthi tăth căápăd ngăvƠoăth căti n.ă XinăchơnăthƠnhăc mă n! Tp.ăH ăChíăMinh,ăngƠy 02 tháng 06 n mă2022 H căviên Ph măMinhăTơm -iii- TịMăT T Bêătôngăch tăl ng cao - High-Performance Concrete (HPC)ălƠăm tătrongănh ngălo iăbêă tôngăđ yătri năv ngăc aăth ăk S ăraăđ iăc aăHPC đưăđánhăd uăm tăb ngh ăbêătơngăvì cácătínhăch tăđ căbi tăv ăc ngăđ ,ăđ căngo tătrongăcôngă năđ nhăth ătích BƠiănghiênăc uă nƠyăđ aăraăthƠnhăph năc păph i c a HPC g măsilicaăfume,ăb tăcátăth chăanh,ăb tăđáăvôiăvƠă ph ăgiaăsiêuăd o cóăth ăd ădƠngătìmăth yă ăđ aăph ng,ăcùngăv iăvi căthayăđ iăt ăl ăthƠnhă ph năc păph iăg m:ăph ăgiaăsiêuăd o,ăsilicaăfume,ăb tăđáăvôiăt ă0.1ăđ nă0.3ă(theoăhƠmăl xiăm ng)ănh mătìmăraăthƠnhăph năc p ph i HPC h n n t iă uăđ tăđ căc ngă ngăđ ăcaoănh t.ă K tăqu ăth cănghi măchoăth yăkhiăgi măt ăl ăthƠnhăph năsilicaăfumeăvƠăb tăcát th chăanh t ă 0.3 xu ng đ n 0.1 theo hƠmăl ngăc aăxiăm ng,ăcùngăv iăvi căthêmăb tăđáăvôiăthayăth ăxiă m ng ăm că0.1,ăk tăh păcùngăv iă5%ăhƠmăl ngăph ăgiaătrênăxiăm ng, c c aăHPCăđ tăgiáătr ătrungăbìnhălƠă105.1ăMPa,ăk tăqu ănƠyăcóăgiáătr ăt ngăđ ngăđ ăch uănénă ngăv iăgiá tr ă c aăc păph iăHPCăh ăn nănh ngăđemăl iănhi uăh năcácăl iăíchăv ăkinhăt ăvƠămôiătr ng Nghiênăc uăti păt cădùngăthƠnhăph năHPCăs ăd ngăb tăđáăvôiăđ ăch ăt oăd măc uăch ăT v iă3ăc uăt oăkhácănhau,ăbaoăg m (1) d măHPCăcóăthépăch ăvƠăthépăđai,ă(2) d măHPCăch ă cóăthépăch ăvƠăkhơngăcóăthépăđai,ă(3) d măch ăs ăd ngăHPCăkhôngăs ăd ngăc tăthép, v iăt ă l thuănh soăv iăd măth căt ăđưăthiăcông đ ăquanăsátă ngăx ăkhiăch uău n.ăK tăqu ăchoăth y d măs ăd ngăHPCăcùngăv iăc tăthépăch uăl căchoă ngăx ăt tăh nă2ăki u d măcịnăl i Áp d ngălýăthuy tătínhătốnăkh ăn ngăch uău năc aăd m,ăk tăqu ăchoăth yăd măHPCăch ăt oă b ngăb tăđáăvơiăs ăd ngăc tăthépăth ngăhoƠnătoƠnăcóăth ăthayăth ăđ căd măbêătơngăc tă thépăd ă ngăl c Nghiênăc uănƠyălƠăb căđ uăch ngăminhăkh ăn ngă ngăd ngăHPC s ăd ngăb tăđáăvơiătrong cácăcơngătrìnhăgiaoăthơng,ăđ căbi tălƠăvi căthayăth ăd măc uăbê tôngăc tăthépăd ă ngăl că b ngăd măHPCăc tăthépăth ng -iv- ABSTRACT High-Performance Concrete (HPC) is one of the promising concrete types of the century The appearance of HPC has marked a step in concrete technology because of superior properties such as strength, volume stability The present study investigated mixture proportions of HPC containing silica fume, quartz powder, limestone powder, and superplasticizer easily found locally, along with changing the ratio of compositions, namely superplasticizer, silica fume, limestone powder from 0.1 to 0.3 (according to the content of cement) to find the optimized composition reaching the highest compressive strength Experimental results showed that when reducing the mass proportion of silica fume and quartz powder from 0.3 to 0.1 according to the amount of cement, along with the addition of limestone powder to replace cement at 0.1, combining with 5% superplasticizer content, compressive strength of HPC reached an average value of 105.1 MPa which was equivalent to the value of the HPC matrix and had many advantages in terms of economy and environment The study continued to use HPC using limestone powder to fabricate T-bridge girders with different beams, including (1) HPC girder with main rebars and stirrups, (2) HPC girder having only main rebars and no stirrup, and (3) girder using only HPC without reinforcement), with a small scale compared to the actual constructed beam to observe the bending behavior The results showed that the girder using HPC along with reinforcement had better behavior than the other two types of girders Applying the theory of calculating the flexural resistance of beams, the results showed that girder made from HPC using limestone powder and reinforced by steel bars could completely replace prestressed concrete girders This study was the first step to demonstrate the applicability of HPC using limestone powder in transporation works, especially the replacement of prestressed concrete girders with normal reinforced HPC girders -v- L IăCAMă OAN Tôiăxinăcamăđoanălu năv năth căs ăk ăthu t:ă“NGHIểNăC UăKH ăN NGăKHỄNGă U NăC AăK TăC UăD MăC UăCH ăTăCH ăT OăB NGăBểăTỌNGăCH Tă L đ NGăCAOăS ăD NGăB Tă ỄăVỌI ”ălƠăk tăqu ănghiênăc uăc aăcáănhơnătôiăvƠă căh ngăd năb iăTh yăTS.ăHu nhăNg căThi Cô TS.ăBùiăPh li uăthuăđ ngăTrinh.ăCácăs ă călƠătrungăth c,ăkháchăquan.ăVi căthamăkh oătƠiăli uă(n uăcó)ăđ uăđ tríchăd năphùăh p TơiăhoƠnătoƠnăch uătráchănhi măv ăn iădungăđ căth ăhi nătrongălu năv nănƠy Tp.ăH ăChí Minh, ngày 02 tháng 06 n mă2022 Ph măMinhăTâm că -vi- M CL C CH NGă1:ăGI IăTHI U 1.1ăGi iăthi uăchung 1.2ăM cătiêuănghiênăc u 1.3ăụăngh aăđ ătƠi CH NGă2:ăC ăS ăLụăTHUY T 2.1 T ngăquanătìnhăhìnhănghiênăc uăvƠă ngăd ngăHPCătrênăth ăgi i 2.1.1ăCơngătrìnhănghiênăc uătrênăc ăs ălýăthuy t 2.1.2ăCơngătrìnhă ngăd ngăUPCătrongăk tăc uăd măc uăthiăcơngăth căt : 2.1.3ăCơngătrìnhă ngăd ngăHPCătrongăm iăn iăt iăcácăcơngătrìnhăc u: 11 2.1.4ăCơngătrìnhă ngăd ngăHPCătrongăl păk tăc uăm tăđ ngătrênăc u .12 2.2ăT ngăquanătìnhăhìnhănghiênăc uăvƠă ngăd ngăHPCăt iăVi tăNam 14 2.2.1ăCácănghiênăc uăv ăv tăli uăHPC 14 2.2.2ăCácănghiênăc uăv ăk tăc uăs ăd ngăHPC 14 2.3ăNguyênălýăch ăt oăHPC 17 2.4 CH Lýăthuy tăxácăđ nhăkh ăn ngăch uău nătheoăAASHTOăLRFDă[31] 18 NGă3:ăH ăNGUYÊNăV TăLI UăVĨăPH NGăPHÁPăTHệăNGHI M 22 3.1ăH ănguyênăv tăli uăđ ăch ăt oăHPC 22 3.1.1 Cát 22 3.1.2ăXiăm ng .23 3.1.3ăPh ăgiaăsiêuăd o 24 3.1.4 Silica fume 25 3.1.5ăB tăcátăth chăanh .26 3.1.6ăS iăthép 27 3.1.7ăB tăđáăvôi 28 3.1.8ăN c 29 3.2ăThƠnhăph năc păph iăHPCăbanăđ u 30 3.3ăQuyătrìnhăthi tăk ăc păph iăHPC 30 3.4 Cácăm uăthíănghi măs ăd ngătrongănghiênăc u 38 3.4.1 M uăthíănghi măv tăli u 38 -vii- 3.4.2 M uăthíănghi măd m 38 3.5 Ph ngăphápăthíănghi măv tăli u 45 3.6 Ph ngăphápăthíănghi măd m 45 CH NGă4:ăK TăQU ăTHệăNGHI MăC PăPH IăHPC .47 4.1ăK tăqu ăthíănghi măc păph iăHPCăv iăt ăl ăthƠnhăph năph ăgiaăthayăđ i 47 4.2ăK tăqu ăthíănghi măc păph iăHPCăv iăt ăl ăthƠnhăph năsilicaăfumeăthayăđ i 48 4.3ăK tăqu ăthíănghi măc păph iăHPCăv iăt ăl ăthƠnhăph năb tăcátăthayăđ i 49 4.4ăK tăqu ăthíănghi măc păph iăHPCăv iăt ăl ăthƠnhăph năb tăđáăvôiăthayăđ i 50 4.5ăK tălu năc păph iăHPCăs ăd ngăb tăđáăvôi 52 CH NGă5:ăK TăQU ăTHệăNGHI MăD M 54 5.1ăM uăthíănghi mă1ăậ M1:ăs ăd ngăHPCăv iăc tăthépăch ăvƠăc tăthépăđai 54 5.1.1ăQuanăh ăgi a t iătr ngătácăd ngăvƠăchuy năv ăd căc aăd măM1 .54 5.1.2ăQuanăh ăgi aăt iătr ngătácăd ngăvƠăchuy năv ăngangăc aăd măM1 54 5.1.3ăV tăn tăc aăd măM1 55 5.2ăM uăthíănghi mă2ăậ M2:ăs ăd ngăHPCăv iăch ăc tăthépăch ăch uăl c 57 5.2.1ăQuanăh ăgi aăt iătr ngătácăd ngăvƠăchuy năv ăd căc aăd măM2 .57 5.2.2ăQuanăh ăgi aăt iătr ngătácăd ngăvƠăchuy năv ăngangăc aăd măM2 58 5.2.3ăV tăn tăc aăd măM2 59 5.3ăM uăthíănghi mă3ăậ M3:ăkhơngăs ăd ngăc tăthépăch ăvƠăthépăđai 61 5.3.1ăQuanăh ăgi aăt iătr ngătácăd ngăvƠăchuy năv ăd căc aăd măM3 .61 5.4ăNh năxétăk tăqu ăthíănghi măd măHPC 66 5.5ăTínhătốnăkh ăn ngăch uău năc aăd m 67 5.6ăSoăsánhăkh ăn ngăch uău năc aăd măSôngăPhanăvƠăd măHPC 68 CH NGă6:ăK TăLU NăVĨăKI NăNGH .70 6.1ăK tălu n 70 6.2ăKi năngh : 71 TĨIăLI UăTHAMăKH O 72 -viii- DANH M CăHỊNH NH Hình 2.1 Chi u dài, kh c u thơng s c a d m bê tông DUL t i c u Doña Ana Interchange Bridge [19] Hình 2.2 Chi u dài, kh c u thông s c a d m bê tông DUL t i c u Sunland Park River Crossing [19] Hình 2.3 C u Sherbrooke Overpass [21] .8 Hình 2.4 C u Cat Point Creek [21] Hình 2.5 C u Celakovice Pedestrian v i b n m t c u s d ng HPC [21] Hình 2.6 C u Rong Jiang t i Trung Qu c [22] 12 Hình 2.7 Các l p k t c u c a l p m t c uătr Hình 2.8 Quan h gi aăc c sau s d ng HPC [21] 13 ngăđ ch u nén theo th i gian c a c p ph i khác theo Nguy n L c Kha et al [9] 15 Hình 2.9 Mơ hình thí nghi m d m c u ch t o b ng HPC mà Nguy n L c Kha et al đưăth c hi n [9] 15 Hìnhă2.10ăS ăđ thí nghi m th c hi n nghiên c u Tr n Bá Vi t et al [30] 17 Hình 3.1 Cát sơng s d ng cho thí nghi m 22 Hình 3.2 Thành ph n h t c a cát thí nghi m .23 Hình 3.3ăXiăm ngăHƠăTiênăPC40 .23 Hình 3.4 Ph gia ADVA s d ngăđ đ HPC 25 Hình 3.5 Silica fume s d ng nghiên c u 26 Hình 3.6 B t cát th ch anh s d ng nghiên c u .26 Hình 3.7 S i thép s d ng nghiên c u .27 Hình 3.8 B t vơi CaO s d ng nghiên c u 28 Hìnhă3.9ăN c phịng thí nghi mădùngăđ tr n bê tơng 29 Hình 3.10 Quy trình thi t k c p ph i HPC .31 Hình 3.11 Quy trình tr n c p ph i HPC 32 Hìnhă3.12ăKhnăđúcăm u bê tơng 5×5×5 cm 38 Hình 3.13 M uăbêătơngăkíchăth c 5×5×5 cm 38 Hình 3.14 B trí c t thép m t c t ngang c a d m thí nghi m ậ M1 40 Hình 3.15 B trí c t thép m t c t d c c a d m thí nghi m ậ M1 40 LU NăV NăTH CăS HVTH: PH M MINH TÂM 82 LU NăV NăTH CăS HVTH: PH M MINH TÂM 83 LU NăV NăTH CăS HVTH: PH M MINH TÂM 84 LU NăV NăTH CăS HVTH: PH M MINH TÂM 85 LU NăV NăTH CăS HVTH: PH M MINH TÂM 86 LU NăV NăTH CăS HVTH: PH M MINH TÂM 87 LU NăV NăTH CăS HVTH: PH M MINH TÂM 88 LU NăV NăTH CăS HVTH: PH M MINH TÂM 89 LU NăV NăTH CăS HVTH: PH M MINH TÂM 90 LU NăV NăTH CăS HVTH: PH M MINH TÂM 91 LU NăV NăTH CăS HVTH: PH M MINH TÂM 92 LU NăV NăTH CăS HVTH: PH M MINH TÂM 93 LU NăV NăTH CăS HVTH: PH M MINH TÂM 94 LU NăV NăTH CăS HVTH: PH M MINH TÂM 95 LU NăV NăTH CăS LụăL CHăTRệCHăNGANG H ăvƠătên:ăPh măMinhăTơm NgƠy,ătháng,ăn măsinh:ă12/11/1995 aăch ăliênăl c:ă64ăVơnăCôi,ăph N iăsinh:ăB oăL c,ăLơmă ng ngă7,ăqu năTơnăBình,ăThƠnhăph ăH ăChíăMinh i nătho i:ă0906661995 Email: minhtam12111995@gmail.com QUỄăTRỊNHă ĨOăT O : - T 2013ăđ n 2018: H că i h c t iă i h c Tônă - T 2018ă đ n 2022: H c Th că s ă t i Tr ng c Th ng i h c Bách khoa ậ ih c Qu c gia TP HCM Q TRÌNH CƠNG TÁC : - T 04/2018ăđ n 04/2022 : K s ăc uăđ xây d ngă i h căTônă ng TrungătơmăT ăv n Ki măđ nh c Th ng - T 04/2018ă đ n 04/2022 : Chuyên viên phịng Qu n lý d án, Cơng ty c ph n xây d ng cơng trình hàng khơng 647 Tp HCM, ngày 02 tháng 06 n mă2022 PH M MINH TÂM HVTH: PH M MINH TÂM 96 ... măch ? ?T? ?ch ? ?t oăb ng? ?bê? ?b ng? ?bê? ?t? ?ngăch t? ?l ng cao s ăd ngăb t? ?đá? ?vôi? ?thayăth ăd măch ? ?T? ?ch ? ?t o? ?bê? ?t? ?ngăc t? ?thépăd ă ngăl cătruy năth ng III NGÀY GIAO NHI M V :ă06/09/2021 IV NGĨYăHOĨNăTHĨNHăNHI... măMinh? ?T? ?m -iii- T? ??M? ?T T Bê? ?t? ?ngăch t? ?l ng cao - High-Performance Concrete (HPC)ălƠăm t? ?trongănh ngălo i? ?bê? ? t? ?ngăđ yătri năv ngăc aăth ăk S ăraăđ iăc aăHPC đưăđánhăd uăm t? ?b ngh ? ?bê? ?t? ?ngăvì các? ?t? ?nhăch... o bê t? ?ng ch t? ?l ng cao cóăvƠăkhơngăcóăb t? ?đá? ?vơi Phơn? ?t? ?chăkh ăn ng? ?kháng? ?u năc aăd măc uăch ? ?T? ?khiăch ? ?t oăb ng? ?bê? ?t? ?ngăch t? ?l ng cao s ăd ngăb t? ?đá? ?vôi Xemăx? ?t? ?kh ăn ngăs ăd ngăd măch ? ?T? ?ch