Hcmute nghiên cứu ứng xử của dầm bê tông cốt thép có thành phần bê tông tái chế

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH CƠNG TRÌNH NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CẤP SINH VIÊN NGHIÊN CỨU ỨNG XỬ CỦA DẦM BÊ TƠNG CỐT THÉP CĨ THÀNH PHẦN BÊ TÔNG TÁI CHẾ MÃ SỐ: SV2019-96 SKC 0 Tp Hồ Chí Minh, năm 2019 Luan van BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI THAM GIA XÉT GIẢI THƯỞNG “SINH VIÊN NGHIÊN CỨU KHOA HỌC” NĂM 2019 NGHIÊN CỨU ỨNG XỬ CỦA DẦM BÊ TƠNG CỐT THÉP CĨ THÀNH PHẦN BÊ TÔNG TÁI CHẾ Thuộc lĩnh vực: Khoa học kỹ thuật công nghệ Chuyên ngành: Kỹ thuật dân dụng Luan van i MỤC LỤC MỤC LỤC i DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU iii DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ ĐỒ THỊ iv CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.1 Nguồn gốc bê tông .1 1.2 Các nghiên cứu sử dụng vụn bê tông 1.2.1 Ngoài nước 1.2.2 Trong nước 1.3 Những khó khăn ứng dụng vụn bê tơng 1.4 Những thuận lợi sử dụng phế thải bê tông .7 CHƯƠNG SỰ CẦN THIẾT CỦA ĐỀ TÀI VÀ MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU 2.1 Tính cấp thiết đề tài .8 2.2 Mục đích nghiên cứu đề tài 2.3 Đối tượng phạm vi nghiên cứu .8 2.4 Phương pháp nghiên cứu 2.5 Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài CHƯƠNG CƠ SỞ LÝ THUYẾT 11 3.1 Cơ sở lý thuyết nghiên cứu ứng dụng vụn bê tông thay phần đá tự nhiên hỗn hợp bê tông 11 3.1.1 Mối tương quan cốt liệu vụn bê tông cốt liệu thiên nhiên 11 3.1.2 Khả sử dụng vụn bê tông bê tông 12 3.2 Cơ sở lý thuyết sử dụng phương pháp phần tử hữu hạn 14 3.3 Kết luận chương 15 CHƯƠNG KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM DẦM BÊ TƠNG CỐT THÉP 16 4.1 Vật liệu bê tông 16 4.2 Vật liệu thép .17 4.3 Mơ hình dầm bê tông cốt thép 17 4.4 Tải trọng thí nghiệm phá hoại dầm bê tông cốt thép .18 4.5 Kết chuyển vị dầm bê tông cốt thép 18 4.6 Sơ đồ vết nứt dầm bê tông cốt thép theo thí nghiệm .19 4.7 Kết luận chương 21 Luan van ii CHƯƠNG XÂY DỰNG MƠ HÌNH TÍNH TỐN DẦM BÊ TƠNG CỐT THÉP BẰNG CHƯƠNG TRÌNH ATENA 22 5.1 Mơ hình phần tử hữu hạn dầm bê tông cốt thép 22 5.2 Tính chất bê tơng cốt thép 22 5.4 Kết .29 5.5 Kết luận chương 29 CHƯƠNG KẾT QUẢ PHƯƠNG PHÁP PHẦN TỬ HỮU HẠN 30 6.1 So sánh kết chuyển vị - tải trọng .30 6.1.1 Kết số 30 6.1.2 Kết đồ thị 32 6.2 Ứng suất bê tông dầm 33 6.2.1 Kết số 33 6.2.2 Ứng suất bê tông 39 6.3 Ứng suất cốt thép dầm .42 6.3.1 Kết số 42 6.3.2 Ứng suất cốt thép 44 6.4 So sánh lan truyền vết nứt Model of RCA Model of CC .47 6.5 Kết luận chương 48 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .50 TÀI LIỆU THAM KHẢO .51 Luan van iii DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Bảng Mẻ trộn bê tông nén 13 Bảng Cấp phối cho 1m3 bê tông sử dụng đá 1x2 17 Bảng Thông tin vật liệu thép 17 Bảng Tham số đầu vào mơ hình Atena theo nghiên cứu thực nghiệm 23 Bảng Bảng số liệu chuyển vị dầm CC .30 Bảng Bảng số liệu chuyển vị dầm RCA 31 Bảng Bảng số liệu ứng suất bê tông dầm CC 33 Bảng Bảng số liệu ứng suất bê tông dầm RCA .36 Bảng Bảng số liệu ứng suất cốt thép dầm CC 42 Bảng 6 Bảng số liệu ứng suất cốt thép dầm RCA .43 Bảng Ứng suất thép dọc 46 Luan van iv DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ ĐỒ THỊ Hình 1 Đấu trường Collosseum Hình Cấu tạo đường giao thông sử dụng phế thải bê tơng .4 Hình Nền hạ đường giao thông sử dụng phế thải bê tông Hình Tái sử dụng vụn bê tông, sân bay Changi – Singapore Hình Máy nghiền bê tông Hình Cốt liệu vụn bê tông 11 Hình Cốt liệu bê tơng sau nghiền cường độ nén mẫu bê tông theo tỷ lệ RCA 16 Hình (a) Sơ đồ dầm bê tông cốt thép (mm), (b) đánh số cốt thép 18 Hình Biểu đồ so sánh tải trọng thí nghiệm phá hoại dầm 18 Hình 4 Chuyển vị nhịp dầm thực nghiệm 19 Hình Sơ đồ vết nứt: (a) Dầm RCA1, (b) Dầm RCA2, (c) Dầm CC .20 Hình Constitutive model in tension and compression of concrete adopted in ATENA software 22 Hình Stress-strain model of the reinforcement .22 Hình Khai báo bê tông Atena 3D 23 Hình Khai báo cốt thép Atena 3D 24 Hình 5 Khai báo thép Atena 3D 24 Hình Mơ hình dầm thép 25 Hình Gán vật liệu cho dầm .25 Hình Mơ hình cốt thép dầm 25 Hình Gán vật liệu cho cốt thép .26 Hình 10 Chia phần tử dầm .26 Hình 11 Định nghĩa support 27 Hình 12 Định nghĩa tải trọng .27 Hình 13 Mơ hình tải trọng 27 Hình 14 Mơ hình gối support 28 Hình 15 Phương pháp tính phần tử hữu hạn 28 Hình 16 Khai báo bước tính tốn 28 Hình 17 Xuất liệu Atena .29 Hình Chuyển vị nhịp dầm RCA .32 Luan van v Hình Chuyển vị nhịp dầm CC 33 Hình Ứng suất bê tơng tải 50 kN: (a) Model RCA (b) Model CC .40 Hình Ứng suất bê tơng tải 100 kN: (a) Model RCA (b) Model CC .41 Hình Ứng suất bê tơng tải cuối: (a) Model RCA (b) Model CC 41 Hình 6 Ứng suất cốt thép tải 50 kN: (a) Model RCA (b) Model CC 45 Hình Ứng suất cốt thép tải 100 kN: (a) Model RCA (b) Model CC 45 Hình Ứng suất cốt thép tải cuối: (a) Model RCA (b) Model CC 46 Hình Vết nứt tải 20 kN: (a) Model RCA (b) Model CC .47 Hình 10 Vết nứt tải 30 kN: (a) Model RCA (b) Model CC 47 Hình 11 Vết nứt tải 46 kN: (a) Model RCA (b) Model CC 48 Hình 12 Vết nứt tải 100 kN: (a) Model RCA (b) Model CC 48 Hình 13 Vết nứt tải cuối cùng: (a) Model RCA (b) Model CC .48 Luan van CHƯƠNG TỔNG QUAN Hiện nay, việc phá vỡ cơng trình cũ tạo lượng bê tông phế thải lớn đem vào bãi rác thải Các bãi chôn lấp để xử lý cịn hạn chế khơng đủ khả để xử lý chiếm nhiều không gian Vấn đề gây nhiều vấn đề khác lãng phí, nhiễm mơi trường, cạn kiệt tài nguyên,… Trên giới phế thải từ phá hủy cơng trình nghiên cứu tái chế sử dụng, nước liên minh Châu Âu tái chế khoảng 45% phế thải từ phá dỡ cơng trình [1] Do vậy, việc nghiên cứu tái chế phế phẩm từ xây dựng cần thiết 1.1 Nguồn gốc bê tông Bê tông loại đá nhân tạo, hình thành việc trộn thành phần: Cốt liệu thô, cốt liệu mịn, chất kết dính,…theo tỷ lệ định (được gọi cấp phối bê tơng) Trong bê tơng, chất kết dính (ximăng + nước, phụ gia…) làm vai trò liên kết cốt liệu thô (đá, sỏi…) cốt liệu mịn (cát, đá xay…) đóng rắn cho tất thành khối cứng đá Kết cấu bê tông sử dụng rộng rãi nhờ ưu điểm: giá thành thấp (do cấu thành từ vật liệu tự nhiên sẵn có cát, đá, sỏi…), khả chịu lực lớn, độ bền cao, dễ tạo hình, chống cháy tốt (dưới 400oC cường độ bê tơng khơng suy giảm đáng kể), hấp thụ lượng (do có khối lượng lớn)…vì bê tơng sử dụng phổ biến từ thời La Mã cổ đại, đến ngày loại vật liệu sử dụng phổ biến kết hợp với loại vật liệu khác, đặc biệt thép để tăng thêm khả chịu lực cho cấu kiện cơng trình xây dựng dân dụng, cơng trình giao thơng, Hình 1 Đấu trường Collosseum [www.baomoi.com] Luan van 1.2 Các nghiên cứu sử dụng vụn bê tơng 1.2.1 Ngồi nước Trên giới, có số cơng trình nghiên cứu bê tông tái chế dựa thực nghiệm lý thuyết như: Nghiên cứu ban đầu hiệu suất cấu trúc RCA công bố Nhật Bản [2] Tác giả KhaldounRahal [3] nghiên cứu thực nghiệm bê tông tái chế bê tông cốt liệu tự nhiên 28 ngày cường độ nén khối cường độ chịu cắt trực tiếp bê tơng cốt liệu tái chế trung bình 90% so với bê tơng cốt liệu tự nhiên có tỷ lệ trộn, mẫu bê tơng có cường độ nén khối từ 25 đến 30 MPa mơ đun đàn hồi bê tông cốt liệu tái chế thấp 3% so với bê tông cốt liệu tự nhiên Xu hướng phát triển cường độ chịu nén, lực cắt biến dạng ứng suất cực đại bê tông cốt liệu tái chế tương tự bê tông cốt liệu tự nhiên Ajdukiewicz Kliszczewicz [4] sử dụng tổng hợp tái chế phần toàn tất dầm hình chữ nhật có tiết diện 200x300 mm chiều dài 2600 mm với hai tỷ lệ cốt thép dọc (0,90% 1,60%) Họ báo cáo dầm bê tông tái chế có khả chịu mơmen thấp chút (trung bình 3,5%) chuyển vị lớn so với dầm sử dụng cốt liệu tự nhiên Các tác giả Luis Evangelista Jorge de Brito [5] nghiên cứu việc sử dụng bê tông cốt liệu tái chế để thay cốt liệu mịn tự nhiên (cát) không gây nguy hiểm cho tính chất học bê tông cho tỷ lệ thay lên tới 30% Bai Sun [6] sử dụng dầm bê tông từ đến 10 năm để làm cốt liệu vụn bê tơng Mơ hình dầm bê tơng có thành phần vụn bê tông thay với mức độ khác 50%, 70% 100% Họ quan sát mơ hình vết nứt tương tự, độ võng độ rộng vết nứt tăng theo mức tăng mức thay vụn bê tông Họ kết luận mức độ thay vụn bê tông không ảnh hưởng đáng kể đến vết nứt tối đa dầm bê tông cốt thép Mahdi Arezoumandi, Adam Smith, Jeffery S Volz, Kamal H Khayat [7] kiểm tra thực nghiệm cường độ uốn dầm bê tông cốt thép sử dụng 100% cốt liệu bê tông tái chế dầm bê tơng sử dụng hồn tồn cốt liệu tự nhiên Các dầm có sử dụng cốt liệu tái chế thay cho thấy khả uốn tương đương với dầm cốt liệu tự nhiên Các tác giả Sami W.Tabsh and Akmal S.Abdelfatah [8] nghiên cứu thực nghiệm Luan van sử dụng cốt liệu bê tông tái chế với cường độ 50 MPa tạo cường độ chịu nén cường độ kéo bê tông tương đương với bê tông cốt liệu tự nhiên Sato R, Maruyama I, Sogabe T, Sogo M [9] thử nghiệm 37 dầm với ba tỷ lệ cốt thép dọc khác (0,59%, 1,06% 1,65%) Họ sử dụng tổng hợp 100% cốt liệu tái chế cho dầm Kết nghiên cứu họ cho thấy dầm sử dụng bê tơng tái chế có độ võng lớn so với dầm bê tông cốt liệu tự nhiên Về khoảng cách vết nứt, khơng có khác biệt đáng kể Tuy nhiên, dầm bê tông cốt thép có sử dụng thành phần tái chế có vết nứt rộng so với dầm cốt liệu tự nhiên Họ báo cáo cường độ chịu uốn giới hạn hai dầm có sử dụng khơng sử dụng cốt liệu tái chế tương đương Knaack Kurama [10] thử nghiệm dầm có tiết diện 150x230 mm dầm dài 2000 mm Họ sử dụng cốt liệu tái chế từ cuối năm 1920 với mức độ thay 50% 100% Họ báo cáo độ võng cao cho dầm có thành phần cốt liệu tái chế, họ kết luận mơ hình phân tích có quy định tiêu chuẩn sử dụng cho dầm có sử dụng cốt liệu tái chế Tác giả Ammon Katz [11] nghiên cứu thời gian bê tông phế thải ảnh hưởng đến cường độ bê tông sử dụng bê tông phế thải Các tác giả Salomon M Levy and Paulo Helene cho kết nghiên cứu độ bền bê tông làm bê tông tái chế 20%, 50% 100% Các tác giả Luis Evangelista, Jorge de Brito Pereira [12] nghiên cứu ảnh hưởng chất siêu dẻo bê tông làm bê tông tái chế Trên giới, có số cơng trình ứng dụng vào thực tế như: - Tại Mỹ, bê tông dùng cho xây dựng bê tông phế liệu chiếm xấp xỉ 135 triệu năm, tương đương với 1,36kg/người/ngày Vụn bê tông thường tái chế để sử dụng làm đường cao tốc Hoa Kỳ; ứng dụng vụn bê tơng Hoa Kỳ coi vật liệu bản; việc sử dụng vụn bê tơng nhựa đường nóng khơng chấp nhận rộng rãi Hoa Kỳ - Tại Newzealand, bê tông phế thải nghiền sử dụng làm hạ (subbase) đường giao thông, thông thường Việt Nam sử dụng đá 0x4 loại loại để làm hạ Luan van 39 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 6.2.2 -0.26 -1.10 -0.65 -0.71 -1.17 -0.97 -1.32 -2.77 -2.86 -1.98 -2.37 -1.26 -0.70 -1.29 -0.85 -0.60 -1.06 -0.42 -0.66 -0.51 -0.62 -1.71 -1.92 -1.09 -2.17 -2.53 -0.24 -0.68 -0.19 -4.36 -2.66 -0.97 -0.11 0.06 -0.12 0.09 0.18 -0.05 -0.81 -2.69 -4.76 -0.10 -0.83 -0.40 -0.51 -0.14 -3.20 -2.45 -1.12 -0.05 0.16 0.08 -0.49 -0.57 -0.27 -0.08 -0.21 -0.11 -0.05 -0.28 -0.43 -0.28 -0.24 -0.10 -0.04 -0.26 -0.12 -0.25 -0.49 -0.65 -0.37 -0.32 0.06 -0.55 -0.21 0.01 -0.20 -0.38 0.01 -0.10 0.00 -0.26 -0.19 0.00 0.04 0.15 0.07 -0.08 -0.13 -0.06 -0.01 -0.04 -0.31 0.07 -0.07 -0.01 -0.01 -0.02 0.16 -0.18 -0.07 0.01 0.07 0.08 0.04 0.05 0.02 -0.08 -0.08 0.00 0.00 -0.10 -0.06 -0.11 -0.09 0.01 0.02 0.20 0.45 0.04 0.06 -0.01 0.03 0.02 0.14 -0.03 -0.02 0.00 -0.01 -0.06 -0.03 0.07 -0.23 0.05 0.30 0.14 0.04 0.23 0.97 0.63 0.11 0.08 0.02 0.31 0.05 -0.15 -0.28 0.05 0.13 0.10 0.03 -0.74 -0.25 0.06 -0.02 -0.83 Ứng suất bê tơng Mơ hình dầm RCA dầm CC cho thấy ứng suất nén tối đa bê tông xảy xung quanh khu vực đỉnh dầm đó, ứng suất kéo tối đa bê tơng phía dầm (Hình 6.3) tương đương Do cường độ bê tông dầm RCA gần dầm CC thực nghiệm mục 4.1 Vì vậy, bê tơng tái chế khơng làm ảnh hưởng nhiều đến trình làm việc dầm tỉ lệ thay 20% Luan van 40 (a) (b) Hình Ứng suất bê tơng tải 50 kN: (a) Model RCA (b) Model CC (a) Luan van 41 (b) Hình Ứng suất bê tông tải 100 kN: (a) Model RCA (b) Model CC (a) (b) Hình Ứng suất bê tông tải cuối: (a) Model RCA (b) Model CC Luan van 42 6.3 Ứng suất cốt thép dầm 6.3.1 Kết số 6.3.1.1 Dầm bê tông đối chứng Model CC Bảng Bảng số liệu ứng suất cốt thép dầm CC Node 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 Node Stress Sigma xx [MPa] -8.93 -2.71 97.82 211.00 271.60 298.30 300.00 274.30 276.00 300.00 300.00 300.00 297.10 275.10 267.90 285.60 230.80 133.60 55.13 Stress Sigma xx [MPa] -5.78 -2.38 74.66 136.20 199.60 279.90 238.40 238.60 300.00 Reinforcement Stress Stress Sigma xx Sigma xx [MPa] [MPa] 4.16 -11.82 1.91 -19.31 84.76 83.35 132.10 206.50 -5.78 280.30 -215.50 300.00 -287.10 300.00 -196.50 300.00 -207.90 300.00 -300.00 300.00 -300.00 300.00 -300.00 300.00 -300.00 265.80 -300.00 238.70 -300.00 275.00 -300.00 300.00 -78.88 300.00 125.80 263.50 64.53 123.40 Stress Stress Sigma xx Sigma xx [MPa] [MPa] -11.26 -0.96 -15.04 2.60 56.87 5.44 95.71 23.48 122.90 -11.53 176.70 -179.50 240.50 -239.50 294.30 -12.38 300.00 66.60 Luan van Stress Sigma xx [MPa] -10.38 -11.01 90.58 207.10 275.20 300.00 300.00 290.10 290.80 300.00 300.00 300.00 243.10 210.60 270.90 300.00 285.90 216.90 89.22 43 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 300.00 300.00 300.00 267.40 178.50 168.20 139.20 60.80 60.12 37.02 300.00 300.00 300.00 300.00 261.40 261.40 242.20 175.20 167.00 90.75 -157.00 -300.00 -300.00 -202.00 97.43 4.78 -193.60 18.44 83.74 25.35 6.3.1.2 Dầm bê tông tái chế Model RCA Bảng 6 Bảng số liệu ứng suất cốt thép dầm RCA Node 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 Node Stress Sigma xx [MPa] -7.95 -8.84 80.20 166.50 230.40 286.00 300.00 300.00 300.00 300.00 300.00 300.00 300.00 300.00 300.00 269.20 216.00 162.20 72.08 Stress Sigma xx [MPa] Reinforcement Stress Stress Sigma xx Sigma xx [MPa] [MPa] 1.66 -10.00 10.30 -11.87 2.33 76.32 -41.31 156.60 -94.35 196.80 -200.20 259.70 -241.90 300.00 -242.70 300.00 -258.60 300.00 -257.20 300.00 -300.00 300.00 -300.00 300.00 -300.00 300.00 -1.19 300.00 5.10 300.00 -210.30 296.10 -55.01 256.40 26.65 190.50 26.92 87.96 Stress Stress Sigma xx Sigma xx [MPa] [MPa] Luan van Stress Sigma xx [MPa] -8.98 -10.36 78.26 161.50 211.80 271.10 300.00 300.00 300.00 300.00 300.00 300.00 300.00 300.00 300.00 282.20 235.70 176.30 80.02 44 6.3.2 -8.39 -8.45 3.93 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 -8.84 54.56 121.90 76.76 57.51 188.20 264.60 279.50 300.00 300.00 300.00 266.00 226.90 178.70 31.67 33.03 111.50 46.37 -11.34 52.90 145.50 84.75 4.00 133.30 250.80 284.00 300.00 300.00 300.00 279.60 264.90 243.60 100.50 55.76 118.80 60.02 11.20 23.72 46.35 -3.36 -178.70 -279.30 -234.10 -150.80 -193.20 -300.00 -257.90 -179.70 -221.20 -300.00 -140.60 3.91 5.49 13.87 Ứng suất cốt thép Mơ hình dầm RCA dầm CC cho thấy ứng suất kéo cực đại cốt thép dọc xảy thép kéo dầm, ứng suất thép nén lớn vị trí phía gối khơng bị ảnh hưởng nhiều ứng suất lớn cốt đai nằm cốt đai vị trí đặt tải trọng (Hình 6.6, Hình 6.7) Ta thấy ứng suất cốt thép hai dầm RCA CC tương đương Vì vậy, cho thấy lực bám dính bê tơng cốt thép có sử dụng 20 % bê tông tái chế tương đương việc sử dụng 100% đá tự nhiên Luan van 45 (a) (b) Hình 6 Ứng suất cốt thép tải 50 kN: (a) Model RCA (b) Model CC (a) (b) Hình Ứng suất cốt thép tải 100 kN: (a) Model RCA (b) Model CC Luan van 46 (a) (b) Hình Ứng suất cốt thép tải cuối: (a) Model RCA (b) Model CC Bảng Ứng suất thép dọc Steel stress in CC (MPa) Steel stress in RCA (MPa) Max Min Max Min Max Min 300.0 -8.9 300.0 -8.8 132.1 -300.0 26.9 -300.0 80 300.0 -19.3 300.0 -11.9 39 300.0 -11.0 300.0 -10.4 300.0 -5.8 300.0 -8.8 53 300.0 -15.0 300.0 -11.3 25 97.3 -300.0 46.4 -300.0 52 No Luan van Error (%) 47 Trong bảng 6.7 tóm tắt phân bố ứng suất mơ hình dầm Cột đánh số cốt thép dọc, minh họa Hình 4.2b Các ứng suất cho thấy bảng giá trị ứng suất thép thu tương ứng với tải trọng cuối Có thể quan sát thấy thép vùng nén vùng chịu kéo dầm đạt tới điểm suất thép Sự khác biệt ứng suất thép mơ hình RCA CC lên tới 80% Nó cho thấy phân bố ứng suất bên thép dọc bị ảnh hưởng việc sử dụng 20% RCA dầm 6.4 So sánh lan truyền vết nứt Model of RCA Model of CC Vết nứt xuất tải 20 kN hai mơ hình (Hình 6.9) Các vết nứt uốn lan truyền từ điểm sang hai bên gối hỗ trợ tải tải trọng 30 kN (Hình 6.10) Khi tải 46 kN, lan truyền vết nứt tiếp tục trước, vết nứt nén hai mơ hình xuất (Hình 6.11) Tại tải 100 kN vết nứt dầm RCA dầm CC bắt đầu có giống (Hình 6.12) Cho thấy q trình hình thành phát triển vết nứt có tương đương hai loại dầm RCA, CC hai dầm cấp tải kết thúc tải trọng phá huỷ cuối (Hình 6.13) (a) (b) Hình Vết nứt tải 20 kN: (a) Model RCA (b) Model CC (a) (b) Hình 10 Vết nứt tải 30 kN: (a) Model RCA (b) Model CC Luan van 48 (a) (b) Hình 11 Vết nứt tải 46 kN: (a) Model RCA (b) Model CC (a) (b) Hình 12 Vết nứt tải 100 kN: (a) Model RCA (b) Model CC (a) (b) Hình 13 Vết nứt tải cuối cùng: (a) Model RCA (b) Model CC 6.5 Kết luận chương - Đã xây dựng thành cơng mơ hình dầm bê tơng cốt thép có sử dụng thành phần bê tơng tái chế chương trình Atena để mơ kết thực nghiệm, kết thu kiểm chứng lại kết thực nghiệm có sai số chấp nhận đuợc đáng tin cậy - Khi thay 20% đá tự nhiên vụn bê tông tái chế không làm ảnh hưởng đến khả chịu tải trọng dầm Do vậy, thay đá tự nhiên vụn bê tông tái chế dầm 20% hợp lý - Kết cho thấy chuyển vị nhịp dầm RCA lớn dầm CC, vết nứt dầm Luan van 49 RCA CC tương đương tỉ lệ thay bê tông tái chế 20% Ứng suất bê tông cốt thép dầm CC RCA tương đương với tỉ lệ thay bê tông tái chế 20% - Việc nghiên cứu sử dụng thành phần bê tông tái chế phù hợp với xu hướng sử dụng vật liệu sạch, tận dụng chất thải xây dựng góp phần bảo vệ mơi trường Tuy nhiên, cần có khảo sát, đánh giá để có đầy đủ số liệu triển khai vào thực tế Luan van 50 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Đã xây dựng thành cơng mơ hình dầm bê tơng cốt thép có sử dụng thành phần bê tông tái chế chương trình Atena để mơ kết thực nghiệm, kết thu kiểm chứng lại kết thực nghiệm có sai số chấp nhận đuợc đáng tin cậy Nghiên cứu cốt liệu bê tông tái chế thay phần cốt liệu tự nhiên cấu kiện bê tông cốt thép xu hướng Việt Nam Đề tài nghiên cứu dầm chứa 20% RCA thực hiện, tính chất RCA tính tốn có độ tin cậy cao Các kết luận sau đưa ra: - Cả cường độ chịu nén cường độ kéo bê tông giảm chút cường độ chịu nén bê tông sử dụng RCA có cường độ chịu nén cao mong muốn Kết thí nghiệm cho thấy mức giảm cường độ nén 1,7%, mức giảm độ bền kéo 6% - Hiệu suất dầm bê tơng cốt thép với 20% RCA bị ảnh hưởng Kết thí nghiệm cho thấy độ võng tăng so sánh với dầm thông thường Bên cạnh đó, số lượng vết nứt xuất dầm tăng lên Nói cách khác, RCA ảnh hưởng đến hiệu suất dài hạn cấu kiện bê tơng cốt thép - Dựa mơ hình mô phần mềm ATENA, phân bố ứng suất thép dọc dầm thay đổi mơ hình khác dầm có khơng có RCA Ứng suất cự đại thép lên tới 80% Các thép dọc bị ảnh hưởng việc sử dụng 20% RCA dầm Việc nghiên cứu sử dụng thành phần bê tông tái chế phù hợp với xu hướng sử dụng vật liệu sạch, tận dụng chất thải xây dựng góp phần bảo vệ mơi trường Tuy nhiên, cần có khảo sát, đánh giá để có đầy đủ số liệu triển khai vào thực tế Luan van 51 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] E C ( ENV), Service contract on canagement of construction and demolition waste -SR1: Final report task 2, Paris: BIO intelligence service, 2011 [2] Yagishita F, Sano M and Yamada M, "Behavior of reinforced concrete beams containing recycled coarse aggregate," Demolition and reuse of concrete & masonry RILEM proceeding 23, p 331–342, 1994 [3] KhaldounRahal, "Mechanical properties of concrete with recycled coarse aggregate," Building and Environment 42(1), pp 407-415, 2007 [4] Ajdukiewicz AB and Kliszczewicz AT, "Comparative tests of beams and columns made of recycled aggregate concrete and natural aggregate concrete," J Adv Concr Technol 5(2), p 259–273, 2007 [5] Luis Evangelista and Jorge de Brito, "Mechanical behaviour of concrete made with fine recycled concrete aggregates," Cement and Concrete Composites 29(5), pp 397-401 , 2007 [6] Bai WH and Sun BX, " Experimental study on flexural behavior of recycled coarse aggregate concrete beam," Applied Mechanics and Materials 29, pp 543548, 2010 [7] Mahdi Arezoumandi, Adam Smith, Jeffery S Volz and Kamal H Khayat, "An experimental study on flexural strength of reinforced concrete beams with 100% recycled concrete aggre-gate," Engineering Structures 88, pp 154-162, 2015 [8] Sami W.Tabsh and Akmal S.Abdelfatah, "Influence of recycled concrete aggregates on strength properties of concrete," Construction and Building Materials 23(2), pp 1163-1167, 2009 [9] Sato R, Maruyama I, Sogabe T and Sogo M, "Flexural behavior of reinforced recycled concrete beams," Journal of Advanced Concrete Technology 5(1), pp 43-61, 2007 [10] Knaack AM and Kurama YC, "Behavior of reinforced concrete beams with recycled concrete coarse aggregates," J Struct Eng, 2014 [11] Ammon Katz, Properties of concrete made with recycled aggregate from partially hydrated old concrete, Israel: National Building Research Institute, Department of Civil Engineering, Technion, Israel Institute of Technology, Haifa 32000 [12] Luis Evangelista, Jorge de Brito and Pereira, "The effect of superplasticisers on the workability and compressive strength of concrete made with fine recycled Luan van 52 concrete aggregates.," Instituto Superior de Engenharia de Lisboa, R Conselheiro Emídio Navarro, pp 1959-1001 [13] L A T L N P T Nguyễn Thanh Hưng, "Thực nghiệm cường độ chịu nén bê tông có thành phần cốt liệu bê tơng tái chế," Tạp chí xây dựng Việt Nam, số 07, pp 34-36, 2018 [14] Tống Tôn Kiên, "Nghiên cứu sử dụng phế thải xây dựng chế tạo bê tông," Luận án tiến sỹ kỹ thuật trường Đại học Xây Dựng [15] TCVN 7570:2006, "CỐT LIỆU CHO BÊ TÔNG VÀ VỮA ( YÊU CẦU KỸ THUẬT)" [16] TCVN 7572:2006, "CỐT LIỆU CHO BÊ TÔNG VÀ VỮA - PHƯƠNG PHÁP THỬ" [17] TCVN 3015:1993, "HỖN HỢP BÊ TÔNG NẶNG VÀ BÊ TÔNG NẶNG - LẤY MẪU, CHẾ TẠO VÀ BẢO DƯỠNG MẪU THỬ" [18] TCVN 3106:1993, "HỖN HỢP BÊ TÔNG NẶNG - PHƯƠNG PHÁP THỬ ĐỘ SỤT" [19] TCVN 3108:1993, "HỖN HỢP BÊ TÔNG NẶNG – PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH KHỐI LƯỢNG THỂ TÍCH" [20] TCVN 3114 : 1993, "BÊ TƠNG NẶNG - PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH ĐỘ MÀI MÒN" [21] TCVN3118-1993, "Heavyweight concrete - Method for determinatien of compressive strength" [22] TCVN 3119 : 1993, "BÊ TÔNG NẶNG – PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH CƯỜNG ĐỘ KÉO KHI UỐN" [23] TCVN 3118 : 1993, "BÊ TÔNG NẶNG – PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH CƯỜNG ĐỘ NÉN" [24] TCVN 4453 : 1995, "TIÊU CHUẨN BẮT BUỘC ÁP DỤNG TỪNG PHẦN KẾT CẤU BÊ TÔNG VÀ BÊ TƠNG CỐT THÉP TỒN KHỐI – QUY PHẠM THI CÔNG VÀ NGHIỆM THU" Luan van S K L 0 Luan van ... nén bê tông sử dụng vụn bê tông tái chế, ứng xử cấu kiện dầm bê tông cốt thép sử dụng vụn bê tông tái chế thay Phạm vi nghiên cứu: - Lựa chọn tiêu kỹ thuật vụn bê tông tái chế ứng dụng bê tông. .. cứu ứng dụng phần tử hữu hạn cho việc mô ứng xử dầm bê tơng cốt thép có thành phần bê tơng tái chế Đánh giá khả chịu lực biến dạng cấu kiện dầm bê tông cốt thép sử dụng bê tông tái chế thay đá... ứng xử dầm bê tông cốt thép có thành phần bê tơng tái chế? ?? góp phần làm giảm chi phí chế tạo bê tơng sử dụng lại phần bê tơng cũ bảo vệ mơi trường 2.2 Mục đích nghiên cứu đề tài Nghiên cứu ứng dụng