Ứng Xử Cấu Kiện Bê Tông Cốt Thép Cốt Liệu Xỉ Thép.pdf

Untitled BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ NGUYỄN HỒNG VŨ ỨNG XỬ CẤU KIỆN BÊ TÔNG CỐT THÉP CỐT LIỆU XỈ THÉP NGÀNH KỸ THUẬT XÂY DỰNG CÔNG TRÌ[.]

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ NGUYỄN HỒNG VŨ ỨNG XỬ CẤU KIỆN BÊ TÔNG CỐT THÉP CỐT LIỆU XỈ THÉP NGÀNH: KỸ THUẬT XÂY DỰNG CƠNG TRÌNH DÂN DỤNG VÀ CƠNG NGHIỆP - 60580208 S K C0 6 Tp Hồ Chí Minh, tháng 10/2015 MỤC LỤC CHƯƠNG I : TỔNG QUAN VỀ LĨNH VỰC NGHIÊN CỨU 1.1 Tổng quan 1.1.1 Nguồn gốc xỉ thép 1.1.2 Các nghiên cứu sử dụng xỉ thép 10 1.1.2.1 Xỉ thép 10 1.1.2.2 Bê tông cốt liệu xỉ thép 12 1.1.2.3 Cấu kiện xỉ thép 15 1.1.3 Những khó khăn sử dụng cốt liệu xỉ thép 15 1.2 Sự cần thiết đề tài mục tiêu nghiên cứu 15 1.2.1 Tính cấp thiết đề tài 15 1.2.2 Mục đích nghiên cứu đề tài 16 1.2.3 Đối tượng phạm vi nghiên cứu 16 1.2.4 Phương pháp nghiên cứu 17 1.2.5 Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài 18 CHƯƠNG II : CƠ SỞ LÝ THUYẾT NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG XỈ TRONG BÊ TÔNG CỐT THÉP 19 2.1 Mối tương quan cốt liệu xỉ cốt liệu thiên nhiên 19 2.1.1 Khái quát xỉ thép 19 2.1.2 Tính chất hố học xỉ thép 20 2.1.3 Tính chất lý xỉ thép 22 2.1.4 Ưu điểm xỉ thép 23 2.1.5 Ứng dụng xỉ thép 23 2.1.6 Vai trò xỉ thép 24 2.2 Khả sử dụng xỉ bê tông 26 2.2.1 Một số kết nghiên cứu 26 2.2.2 Thiết kế cấp phối bê tông xỉ vật liệu sử dụng thí nghiệm 34 2.2.2.1 Nguyên tắc phương pháp 34 2.2.2.2 Các bước thực hiện: 35 2.2.3 Bảng tra thành phần vật liệu cho 1m3 bê tông thông thường 38 2.2.4 So sánh bê tông xỉ bê tông thường 40 2.3 Khả sử dụng bê tông xỉ cho cấu kiện dầm 40 2.4 Khả chịu lực cấu kiện dầm 43 2.4.1 Các đặc trưng ký hiệu 43 2.4.2 Tính tốn khả chịu lực dầm bê tông theo trạng thái giới hạn thứ (TCVN 5574:2012) 44 2.4.3 Tính tốn độ võng dầm bê tông theo trạng thái giới hạn thứ hai (TCVN 5574:2012) 45 2.4.4 Vết nứt 46 CHƯƠNG III: NGUYÊN VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM 49 3.1 Nguyên liệu sử dụng 49 3.1.1 Cốt liệu xỉ thép 49 3.1.2 Cốt liệu lớn (đá dăm) 51 3.1.3 Cốt liệu mịn (cát vàng) 53 3.1.4 Nước 54 3.1.5 Xi măng 55 3.2 Quy chuẩn thiết kế cấp phối bê tông đá xỉ thép 56 3.3 Thí nghiệm cấu kiện dầm 57 3.3.1 Mục đích thí nghiệm 57 3.3.2 Dụng cụ thí nghiệm cấu kiện dầm 57 3.3.2.1 Cảm biến đo biến dạng Strain Gage (cảm biến điện trở dây) 58 3.3.2.2 Cảm biến đo độ võng LVDT (Linear Variable Displacement Transducer) 58 3.3.2.3 Máy uốn cấu kiện 59 3.3.2.4 Máy ghi lực chuyển vị biến dạng (Data Logger) 60 3.3.3 Công tác chuẩn bị 61 3.3.4 Trình tự thí nghiệm 61 3.3.5 Kiểm tra mẫu thử 63 CHƯƠNG IV: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG XỈ TRONG CẤU KIỆN BÊ TÔNG CỐT THÉP 65 4.1 Kết thí nghiệm 65 4.1.1 Kết nén mẫu bê tông 65 4.1.2 Kết uốn cấu kiện dầm bê tông cốt thép 67 4.1.2.1 Biến dạng 69 4.1.2.2 Chuyển vị dầm 77 4.2 So sánh kết thực nghiệm với lý thuyết 84 CHƯƠNG V: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG NGHIÊN CỨU TIẾP THEO 85 5.1 Kết luận đánh giá 85 5.2 Hướng nghiên cứu 87 TÀI LIỆU THAM KHẢO 89 DANH MỤC BẢNG Bảng Thành phần hoá học xỉ thép (đơn vị %) 21 Bảng So sánh tính vật lý xỉ thép với đá vôi tự nhiên đá bazan 23 Bảng Ứng dụng từ xỉ thép (Nguồn : Euroslag 2006) 24 Bảng Khối lượng cần thiết cho 1m3 bê tông xỉ 26 Bảng Cường độ 28 ngày tuổi bê tông xỉ thép 26 Bảng Cường độ chịu nén 28, 90, 180 360 ngày tuổi 26 Bảng Cấp phối sử dụng thí nghiệm 28 Bảng Thành phần hoá học xỉ sắt 30 Bảng So sánh tính chất đá dăm xỉ sắt 30 Bảng 10 Cấp phối bê tông cốt liệu xỉ sắt 30 Bảng 11 Những tính chất bê tông dùng cốt liệu xỉ 31 Bảng 12 Độ bền bê tông dùng cốt liệu xỉ 31 Bảng 13 Kết so sánh bê tông sử dụng 60% đá dăm bê tông sử dụng cốt liệu xỉ 45%, 50%, 55%, 60% 65% 32 Bảng 14 Cấp phối bê tông mác 500, 600, 700 dùng cốt liệu xỉ sắt 32 Bảng 15 Thành phần cỡ hạt xỉ bê tông asphalt 33 Bảng 16 Mẻ trộn bê tông nén 36 Bảng 17 Bảng tra cấp phối 38 Bảng 18 Bảng tra cấp phối 39 Bảng 19 Bảng tra cấp phối 39 Bảng 20 Bảng tra cấp phối 39 Bảng 21 Bảng tra cấp phối 40 Bảng 22 Bảng cấp phối đặc trưng mẫu thử 41 Bảng 23 Tính chất lý xỉ thép Phú Mỹ theo TCVN 50 Bảng 24 Kết thí nghiệm lý xỉ thép 51 Bảng 25 Các tiêu lý đá sử dụng 52 Bảng 26 Các chi tiêu lý cát sử dụng 54 Bảng 27 Các tiêu lý xi măng sử dụng 55 Bảng 30 Bảng cấp phối thay xỉ cho đá tự nhiên (1m3) 56 Bảng 31 Kết chịu nén mẫu 65 Bảng 32 Kết thực nghiệm lý thuyết 84 DANH MỤC HÌNH Hình Cơng trình cổ đại Hình Xỉ thép 11 Hình Xỉ thép nghiền thay cốt liệu mịn 13 Hình Gạch xỉ thép 13 Hình Quy trình sản xuất thép lị điện hồ quang 20 Hình Thành phần khống xỉ thép 22 Hình Ứng dụng xỉ thép vào mục đích (Nguồn : Euroslag 2006) 24 Hình Quy trình tái chế xỉ thành sản phẩm có ích (Euroslag 2006) 25 Hình Cường độ chịu nén 28 , 90, 180, 360 ngày với tỉ số N/CKD khác 27 Hình 10 Cường độ nén theo thời gian 28 Hình 11 So sánh cường độ nén 28 ngày 29 Hình 12 Độ giãn nở vữa xi măng cát xỉ 29 Hình13 Đường cong cấp phối cùa cốt liệu xỉ sắt cho bê tông xi măng theo ASTM C33 32 Hình 14 Mơ hình tính tốn 41 Hình 15 Mối quan hệ ứng suất biến dạng 41 Hình 16 Quan hệ tải trọng chuyển vị 42 Hình 17 Quan hệ moment vết nứt 42 Hình 18 Quan hệ moment độ cong 43 Hình 19 Sơ đồ nội lực biểu đồ ứng suất 44 Hình 20 Vết nứt ứng suất pháp 46 Hình 21 Xỉ thép thay cốt liệu thô tự nhiên 50 Hình 22 Biểu đồ thành phần hạt xỉ thép sử dụng 51 Hình 23 Đá dăm 52 Hình 24 Biểu đồ thành phần hạt đá sử dụng 53 Hình 25 Cát vàng 53 Hình 26 Biểu đồ thành phần hạt cát sử dụng 54 Hình 27 Xi măng 55 Hình 28 Strain gauge 58 Hình 29 Thiết bị đo chuyển vị 59 Hình 30 Máy uốn cấu kiện 60 Hình 31 Máy ghi số liệu thực nghiệm 60 Hình 32 Gia cơng cốt thép ván khn 61 Hình 33 Quá trình trộn bê tơng 62 Hình 34 Cơng tác đầm dùi 62 Hình 35 Mẫu thí nghiệm kích thước 150 x 150 x150 mm 63 Hình 36 Mẫu thí nghiệm kích thước 150 x 300 mm 63 Hình 37 Mơ hình thí nghiệm cấu kiện dầm 64 Hình 38 Thiết kế dầm tính toán 64 Hình 39 Vị trí Strain gauge LVDT 64 Hình 40 Biểu đồ độ sụt mẫu thí nghiệm 67 Hình 41 Tải trọng phá hoại mẫu dầm thí nghiệm 68 Hình 42 Quan hệ lực biến dạng CPĐ1 69 Hình 43 Mẫu Đ1-1 xuất vết nứt 70 Hình 44 Lực vị trí xuất vết nứt Đ1-1 70 Hình 45 Mẫu Đ1-1 bị phá huỷ hoàn toàn 71 Hình 46 Mẫu Đ1-2 xuất vết nứt 71 Hình 47 Lực vị trí xuất vết nứt Đ1-2 71 Hình 48 Mẫu Đ1-2 bị phá huỷ 71 Hình 49 Quan hệ lực biến dạng CPX1 72 Hình 50 Mẫu X1-1 xuất vết nứt 73 Hình 51 Mẫu X1-1 bị phá huỷ hoàn toàn 73 Hình 52 Mẫu X1-2 xuất vết nứt 74 Hình 53 Lực vị trí xuất vết nứt X1-2 74 Hình 54 Mẫu X1-2 bị phá huỷ hoàn toàn 74 Hình 55 Quan hệ lực biến dạng CPX2 75 Hình 56 Quan hệ lực biến dạng CPX1 CPX2 76 Hình 57 Quan hệ lực biến dạng CPĐ1 CPX1 76 Hình 58 Quan hệ chuyển vị lực CPĐ1 vị trí dầm 77 Hình 59 Quan hệ chuyển vị lực CPĐ2 vị trí dầm 78 Hình 60 Quan hệ chuyển vị lực CPĐ1, CPĐ2 CPĐ3 vị trí dầm 79 Hình 61 Quan hệ chuyển vị lực CPX1 vị trí dầm 79 Hình 62 Quan hệ chuyển vị lực CPX2 vị trí dầm 80 Hình 63 Quan hệ chuyển vị lực CPX1 CPX2 vị trí dầm 81 Hình 64 Quan hệ lực chuyển vị CPĐ1 CPX1 vị trí dầm 82 Hình 65 Quan hệ lực chuyển vị CPĐ2 CPX2 vị trí dầm 83 Hình 66 Phần mềm Abaqus 87 CHƯƠNG I : TỔNG QUAN VỀ LĨNH VỰC NGHIÊN CỨU 1.1 Tổng quan 1.1.1 Nguồn gốc xỉ thép Thép xỉ thép sử dụng từ lâu đời Theo hiệp hội Xỉ thép Châu Âu (Euroslag, 2006), người Aristotle - Nhà Triết học, khoa học Hy Lạp cổ đại ứng dụng xỉ thép cho mục đích xây dựng, y tế vào năm 350 trước cơng ngun Hình Cơng trình cổ đại Cách 2.000 năm, đế chế La Mã sử dụng xỉ thép (từ lị rèn binh khí) để xây dựng đường thành Rome, chí đấu trường Colosseum danh tiếng xây dựng từ phần vật liệu có nguồn gốc từ xỉ thép Theo dòng chảy thời gian, xỉ thép bắt đầu ứng dụng rộng rãi kỷ như: đúc đạn cho súng thần công Đức (1589), Đ1-2 tốt so với Đ1-1 phù hợp với kết thực nghiệm nén mẫu bê tông cho cấp phối đá đối chứng ( Rn Đ1-1 = 27.19 MPa Rn Đ1-2 = 31.31 MPa) Biểu đồ quan hệ tải trọng chuyển vị mẫu dầm Đ1-1 Đ1-2 đối chứng gần tương đương tuyến tính với b Cấp phối đá gồm mẫu Đ2-1 Đ2-2 Hình 59 Quan hệ chuyển vị lực CPĐ2 vị trí dầm Kết đo chuyển vị từ thực nghiệm cho thấy, với cấp phối, giá trị độ võng Đ2-2 tốt giá trị độ võng Đ2-1 cấp tải trọng từ đến cấp tải trọng 85 KN khoảng chuyển vị 22 mm Tuy nhiên tải trọng từ 85 KN trở lên độ võng cấu kiện Đ2-1 cho giá trị lớn Biểu đồ quan hệ tải trọng chuyển vị mẫu dầm Đ2-1 Đ2-2 đối chứng gần tương đương tuyến tính với c So sánh cấp phối đá 1, cấp phối đá cấp phối đá Từ kết đo chuyển vị thực nghiệm cho thấy, giá trị độ võng CPĐ3 không tốt giá trị độ võng CPĐ1 CPĐ2 cấp tải trọng từ đến cấp tải trọng 75 KN khoảng chuyển vị 17 mm 78 Hình 60 Quan hệ chuyển vị lực CPĐ1, CPĐ2 CPĐ3 vị trí dầm Điều cho thấy cấp phối có thành phần kích cỡ hạt chọn lựa ngẫu nhiên không qua sàng rửa liên kết rời rạc, độ bám dính khơng tốt thành phần hạt khơng lắp hết lỗ trống có bê tông so với thành phần cỡ hạt qua sàng lọc với kích cỡ hạt phù hợp Biểu đồ quan hệ tải trọng chuyển vị mẫu dầm CPĐ3, CPĐ1 CPĐ2 đối chứng gần tương đương tuyến tính với d Cấp phối xỉ gồm mẫu X1-1 X1-2 Hình 61 Quan hệ chuyển vị lực CPX1 vị trí dầm Từ kết đo chuyển vị thực nghiệm cho thấy, với cấp phối, giá trị độ võng hai dầm X1-1 X1-2 tải trọng đạt đến 70KN tương 79 đương khoảng 10mm Tuy nhiên tải trọng đạt 80KN trở lên độ võng cấu kiện dầm X1-1 cho giá trị lớn Khi cấu kiện dầm chịu trọng tới hạn (cấp tải từ 80KN đến bị phá hoại) giá trị độ võng cấu kiện dầm X1-1 tăng nhanh cao so với cấu kiện dầm X1-2 Điều cho thấy cường độ chịu nén bê tông vùng nén uốn dầm X1-1 tốt so với dầm X1-2 phù hợp với kết thực nghiệm nén mẫu bê tông cho mẫu dầm xỉ thép Biểu đồ quan hệ tải trọng chuyển vị mẫu dầm xỉ thép X1-1 X1-2 gần giống tuyến tính với e Cấp phối xỉ gồm mẫu X2-1 X2-2 Hình 62 Quan hệ chuyển vị lực CPX2 vị trí dầm Kết đo chuyển vị từ thực nghiệm cho thấy, với cấp phối, giá trị độ võng hai dầm X2-1 X2-2 tải trọng đạt đến 60KN tương đương khoảng chuyển vị 8mm Tuy nhiên tải trọng từ 60KN trở lên độ võng cấu kiện dầm X2-2 cho giá trị lớn Tại cấp tải dầm chịu trọng tới hạn (cấp tải từ 60KN đến bị phá hoại) giá trị độ võng cấu kiện dầm X2-2 tăng nhanh cao so với cấu kiện dầm X21, cho thấy cường độ chịu nén bê tông vùng nén uốn dầm X2-2 tốt so với dầm X2-1 phù hợp với kết thực nghiệm nén mẫu bê tông 80 cho mẫu dầm xỉ thép (Rn X2-1 = 35.35 MPa Rn X2-2 = 39.66 MPa) Biểu đồ quan hệ tải trọng chuyển vị mẫu dầm xỉ thép X2-1 X2-2 gần giống tuyến tính với f So sánh cấp phối xỉ cấp phối xỉ Hình 63 Quan hệ chuyển vị lực CPX1 CPX2 vị trí dầm Kết đo chuyển vị từ thực nghiệm cho thấy, giá trị độ võng hai cấp phối xỉ thép tải trọng đạt đến 60KN tương đương khoảng chuyển vị mm Tuy nhiên tải trọng cấp tải độ võng cấu kiện dầm CPX1 cho giá trị lớn Điều cho thấy cường độ chịu nén bê tông vùng nén uốn cấp phối xỉ tốt so với cấp phối xỉ phù hợp với kết thực nghiệm nén mẫu bê tông cho cấp phối ( Rn CPX1 = 40 MPa Rn CPX2 = 37 MPa) Biểu đồ quan hệ tải trọng chuyển vị cấp phối gần tương đương tuyến tính với 81 g Cấp phối đá cấp phối xỉ Hình 64 Quan hệ lực chuyển vị CPĐ1 CPX1 vị trí dầm Từ kết thí nghiệm cấu kiện ta thấy, với thành phần cấp phối Dầm bê tông xỉ thép X1-1 X1-2 đạt giá trị độ võng tốt 02 dầm Đ1-1 Đ1-2 CPĐ1 Giá trị chuyển vị dầm bê tông xỉ thép đạt dựa tính chất lý tốt xỉ thép đá tự nhiên xỉ thép nặng đá, độ cứng, độ ma sát khả chống phân mảnh cao so với đá Ngoài ra, độ hút nước, hình dạng, kích thước kết cấu bề mặt cốt liệu xỉ thép có cấu trúc tổ ong có độ rỗng nhiều đá Vì vậy, vữa xi măng liên kết với lỗ trống xỉ thép tái chế giúp tạo độ bám dính tốt thành phần khác bê tông với nhau, giúp nâng cao bền vững bê tơng tác dụng lực bên ngồi Giá trị độ võng dầm bê tông CPX1 tốt CPĐ1 từ đầu chịu tải trọng tác động ngày tốt cấp độ tải trọng ngày tăng lên Biểu đồ quan hệ tải trọng chuyển vị cấp phối gần tương đương tuyến tính với 82 h So sánh cấp phối đá cấp phối xỉ Hình 65 Quan hệ lực chuyển vị CPĐ2 CPX2 vị trí dầm Từ kết thí nghiệm cấu kiện ta thấy, với thành phần cấp phối Dầm bê tông xỉ thép X2-1 X2-2 đạt giá trị độ võng tốt 02 dầm Đ2-1 Đ2-2 CPĐ2 Độ võng dầm bê tông xỉ thép CPX2 đạt dựa tính chất lý tốt xỉ thép đá tự nhiên độ cứng, độ ma sát cốt liệu xỉ tốt đá Ngồi ra, với hình dạng kết cấu bề mặt cốt liệu xỉ thép có nhiều lỗ rỗng giúp cho vữa xi măng liên kết tốt hơn, tạo độ bám dính thành phần khác bê tông với nhau, hạn chế phá huỷ ngoại lực bên Giá trị độ võng dầm bê tông CPX2 tốt CPĐ2 từ đầu chịu tải trọng tác động ngày tốt cấp độ tải trọng ngày tăng lên Biểu đồ quan hệ tải trọng chuyển vị cấp phối gần tương đương tuyến tính với 83 4.2 So sánh kết thực nghiệm với lý thuyết Đánh giá số kết sau thực nghiệm so với tính tốn lý thuyết ban đầu Bảng 30 Kết thực nghiệm lý thuyết P tính tốn P thực nghiệm Độ võng tính toán Độ võng thực nghiệm (KN) (KN) (mm) (mm) Đ1-1 83.49 84.37 34.6 40.87 Đ1-2 84.86 88.45 35.2 40.66 Đ2-1 83.58 90.68 34.7 30.38 Đ2-2 82.99 91.05 34.4 34.45 Đ3 83.94 88.95 34.8 33.08 X1-1 84.34 80.41 35.0 30.04 X1-2 84.89 111.96 35.2 34.8 X2-1 84.82 126.93 35.2 34.95 X2-2 84.93 111.34 35.2 34.47 Mẫu - Cường độ tính tốn theo lý thuyết nhỏ so với cường độ thực nghiệm - Cường độ bê tông xỉ thép cao bê tông đá dăm độ cứng xỉ thép lớn đá dăm tự nhiên - Độ sụt bê tông xỉ thấp bê tông đá dăm xỉ thép có nhiều lỗ rỗng nên lực bám dính tốt - Độ võng thực nghiệm lý thuyết khơng có chênh lệch lớn máy nén cấu kiện làm việc đến 70% tải trọng nén - Độ võng bê tông xỉ tốt bê tông đá dăm cấp tải độ bám dính tốt 84 CHƯƠNG V: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG NGHIÊN CỨU TIẾP THEO 5.1 Kết luận đánh giá Qua kết thực nghiệm, rút kết luận sau : - Khả sử dụng xỉ thép tái chế thay cốt liệu truyền thống sản xuất bê tơng đáng khích lệ Các kết cho thấy xỉ thép có tính chất tương tự đá tự nhiên nên hoàn toàn thay đá tự nhiên Các thành phần khoáng xỉ giống với xi măng nên xỉ thép nghiền mịn hồn tồn thay cho xi măng, cốt liệu nhỏ, mịn bê tông với cấp phối phù hợp - Xỉ thép có trọng lượng riêng lớn đá nên dùng thi cơng cơng trình ngầm đất tự nhiên bê tông nhựa trải đường asphalt, hồ xử lý nước thải hố chất cơng nghiệp, cơng trình ngầm thị,… - Kết cho thấy tính chất lý xỉ thép không gây hại hay làm giảm khả làm việc bê tông cốt thép có xỉ thép tham gia - Xỉ thép có cường độ chịu nén cứng đá, chịu va đập tốt nên dùng cho cơng trình mang tính chất đặc biệt lị phản ứng hạt nhân, lô cốt, si lô, bunker,… - Việc tận dụng xỉ làm cốt liệu cho bê tông giúp làm giảm chi phí xây dựng cho cơng trình nơi có xỉ sắt (giá xỉ sắt rẻ giá đá dăm) mà đảm bảo chất lượng cơng trình, thêm việc tận dụng xỉ giúp cải thiện mơi trường sinh thái 85 - Tuy nhiên xỉ thép có nhiều lỗ rỗng nên việc phối trộn với vữa bê tông cần dùi, đầm, lăn thật kỹ - Xỉ thép phế phẩm trình luyện thép nên cịn nhiều sắt oxít sắt Vì cần ý xi hố bê tông cốt thép sử dụng xỉ - Là vật liệu nên xỉ thép tái chế chưa có tài liệu quy chuẩn tiêu chuẩn quy định thông số cụ thể - Việc sản xuất xỉ (gồm trình đập, sàng cỡ hạt khác nhau), thích hợp cho trình tối ưu hóa cấp phối cốt liệu, nhằm nâng cao cường độ bê tơng Ngồi cịn ứng dụng xỉ sắt làm cốt liệu việc chế tạo bê tông asphalt - Hỗn hợp bê tông xỉ thép có khối lượng riêng lớn, hạt góc cạnh nên độ linh động hỗn hợp bê tông đối chứng Tuy nhiên, cường độ chịu nén bê tông xỉ thép lớn bê tông đá dăm đối chứng khoảng 30% xỉ thép có hình dạng, kích thước kết cấu bề mặt sần sùi, nhiều lỗ trống,… giúp độ bám dính tốt thành phần khác bê tông với - Độ bền xỉ thép cấu kiện bê tông tốt cấu kiện đá, vết nứt độ bám dính tốt hơn, sức chịu đựng tốt mơi trường bên ngồi - Nếu xét cấp tải trọng dầm bê tơng cốt liệu xỉ thép ln có độ biến dạng độ võng nhỏ dầm bê tông đối chứng Điều chứng tỏ khả làm việc tốt dầm bê tông cốt liệu xỉ thép Với kết nghiên cứu trên, theo đà phát triển khoa học kỹ thuật, tương lai người ứng dụng xỉ thép vào giải pháp công nghệ phục vụ cho nhiều ngành công nghiệp khác 86 Vì sản xuất xỉ thép cần quan tâm từ nhà quản lý, cần thu hút dự án xử lý xỉ thép Công nghệ xử lý, tái chế xỉ thép đơn giản, không phức tạp Việc xử lý xỉ thép giới Việt Nam nguyên tắc làm giảm kích thước, tuyển từ để tách thép phế liệu cịn lẫn xỉ sàng phân loại để thu sản phẩm hạt xỉ có kích thước khác dùng cho nhiều mục đích sử dụng 5.2 Hướng nghiên cứu Mô dầm bê tông cốt thép cốt liệu xỉ thép phương pháp phần tử hữu hạn ,phần mềm ABAQUS Thư viện vật liệu phần mềm ABAQUS phong phú, có mơ hình vật liệu sẵn cho phép người dùng khai báo Với ABAQUS vật liệu định nghĩa thông qua thông số trọng lượng riêng, hệ số poinsion, mô đun đàn hồi, biểu đồ quan hệ ứng suất – biến dạng vật liệu tiêu chuẩn phá hoại Các mơ hình vật liệu chia thành hai dạng Mơ hình vật liệu đàn hồi Mơ hình vật liệu dẻo Hình 66 Phần mềm Abaqus 87 Abaqus phần mềm lớn dùng để mô công trình, kết cấu dựa phương pháp phần tử hữu hạn, phạm vi giải vấn đề từ phân tích tuyến tính tương đối đơn giản đến vấn đề mơ phi tuyến phức tạp Abaqus có kho phần tử phong phú, mơ hình dạng kỳ Đồng thời kho vật liệu mô mơ đại đa số tính vật liệu liên kết điển hình, bao gồm kim loại, cao su, vật liệu cao phân tử, vật liệu phức hợp, bê tông cốt thép…Abaqus không giải vấn đề phân tích kết cấu (ứng suất, chuyển vị) có khả mơ nghiên cứu vấn đề lĩnh vực khác truyền nhiệt, phân tích âm thanh, điện tử, phân tích học mơi trường điện áp Abaqus có hai khối phân tích chủ yếu: Abaqus/Standar Abaqus/ Eplixit Ngồi ra, cịn hai khối phân tích phụ có cơng dụng đặc biệt: Abaqus/Aqua Abaqus/Design Abaqus/CAE khối giao tiếp với người dùng, làm công tác tiền xử lý thiết lập mô hình, gán đặc tính điều kiện biên, phân chia mạng lưới…Abaqus/Viewer dùng để tiến hành phân tích xử lý kết 88 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] M Z Chen, “Optimization of Blended Mortars Using Steel Slag Sand,” Journal of Wuhan University of Technology, Material Science Edition, Vol 3, 2007, pp 741-744 [2] I Yuksel, “Use of Granulated Blast Furnace Slag in Concrete as Fine Aggregate,” ACI Materials Journal, Vol 103, No 3, 2006, pp 203-208 [3] J M Manso, “Electric Arc Furnace Slag in Concrete,” ASCE Journal of Materials in Civil Engineering, Vol 16, No 6, 2004, pp 639- 645 doi:10.1061/(ASCE)0899-1561(2004)16:6(639) [4] K H Yang, “Properties of Alkali Activated Mortar and Concrete Using Lightweight Aggregates,” Materials and Structures, Vol 43, No 3, 2010, pp 403-416 doi:10.1617/s11527-009-9499-6 [5] Y.-F Li, “Recycling of Industrial Waste and Performance of Steel Slag Green Concrete,” Journal of Central South University Technology, Vol 16, No 5, 2009, pp 768-773 doi:10.1007/s11771-009-0128-x [6] Jigar P.Patel , 2008 “Broader Use of Steel Slag Aggregates in Concrete” [7] Y X Lun, “Methods for Improving Volume Stability of Steel Slag as Fine Aggregate,” Journal of Wuhan University of Technology, Material Science Edition, Vol 23, No 5, 2008, pp 737-742 [8] L Zeghichi, “The Effect of Replacement of Naturals Aggregates by Slag Products on the Strength of Concrete,” Asian Journal of Civil Engineering (Building and Housing), Vol 7, 2006, pp 27-35 89 [9] S Al-Otaibi, “Recycling Steel Mill Scale as Fine Aggregate in Cement Mortars,” European Journal of Scientific Research, Vol 24, No 3, 2008, pp 332-338 [10] S Monkman, Y X Shao and C J Shi, “Carbonated Ladle Slag Fines for Carbon Uptake and Sand Substitute,” ASCE Journal of Materials in Civil Engineering, Vol 21, No 11, 2009, pp 657-665 doi:10.1061/(ASCE)08991561(2009)21 [11] T R Naik, S S Singh, M P Tharaniyil and R B Wendfort, “Application of Foundry by Product Materials in Manufacture of Concrete and Masonry Products,” ACI Materials Journal, Vol 93, No 1, 1996, pp 41-50 [12] Nguyễn Văn Chánh, 2014 “Phế Thải Xỉ Thép Tái Chế Làm Cốt Liệu Bê Tông” internet http://saca.com.vn/?id_pnewsv=398&lg=vn&start=0 [13] T Vijaya Gowri, “ Studies On Strength Behavior Of High Volumes Of Slag Concrete” 2004 [14] Trần Văn Miền, “Properties Of High Strength Concrete Using Steel Slag Coarse Aggregate” 2014 [15] Flexual behavior of reinforced concrecte with electric arc furnace slag aggregates, Sang Woo Kim, Yong Jun Lee,Kil Hee Kim [16] CoMParision of properties of steel slag and crushed limestone aggregate concrete, M Mslehuddin, Alfarabi M.Sharif, M.Shameem, M Ibrahim, M.S Barry [17] Effect of coarse aggregate quality on the mechanical properties of high strength concrete, H Beshr, A.A Almusallam, M Maslehuddin [18] Durability of concrete made with EAF slag as aggregate, Juan M Manso, Juan A Polano, Milagros Losanez, 90 Javier J Gonzalez [19] Aggregate proportioning guide for PC concrete pavement, Iowa Department of transportation [20] ASTM C88, Standard test method for soundness of aggregates by use of sodium sulfate or magnesium sulfate [21] TCVN 3105:2007 Phương pháp thử độ sụt bê tông – Yêu cầu kỹ thuật [22] TCVN 3116:2007 Phương pháp xác định độ chống thấm - Bê tông nặng [23] TCVN 3118:2007 Phương pháp xác định cường độ chịu nén bê tông nặng [24] TCVN 6260:2009 Xi măng pooc lăng hỗn hợp - Yêu cầu kỹ thuật [25] TCVN 6282:2009 Xi măng pooc lăng - u cầu kỹ thuật [26] TCVN 8862:2011 Quy trình thí nghiệm xác định cường độ kéo ép chẻ vật liệu hạt liên kết chất kết dính [27] TCVN 4453 : 1995 Quy trình trộn bê tơng [28] TCVN 5574: 2012 Kết cấu bê tông bê tông cốt thép - Tiêu chuẩn thiết kế 91