Nghiên cứu chế tạo bê tông nhẹ cường độ cao sử dụng hạt vi cầu rỗng từ tro bay (cenospheres)

Những kết quả chủ yếu đạt được trong luận án Luận án đã xây dựng được mô hình dự báo cường độ chịu nén của bê tông nhẹ cường độ cao sử dụng hạt cenosphere (FACHSLWC) có tính đến các yếu tố chính ảnh hưởng đến cường độ chịu nén của FACHSLWC bao gồm thành phần chất kết dính (CKD), tỷ lệ CKDcốt liệu, tỷ lệ FAC thay thế cát, Dmax cốt liệu, hàm lượng sợi PP. Luận án đã xây dựng được phương pháp thiết kế cấp phối FACHSLWC đảm bảo mục tiêu là cường độ chịu nén từ 4080 MPa và KLTT 13002000 kgm3. Luận án đã xác định được một số tính cơ lý chủ yếu của FACHSLWC ứng dụng cho kết cấu chịu lực gồm các tính công tác của hỗn hợp bê tông; một số tính chất cơ lý và độ bền lầu của bê tông. Luận án đã đánh giá khả năng làm việc của tấm sàn BTCT dự ứng lực sử dụng FACHSLWC với tấm sàn BTCT sử dụng bê tông thông thường với cùng cấp cường độ chịu nén.

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG HÀ NỘI Lê Việt Hùng NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO BÊ TÔNG NHẸ CƯỜNG ĐỘ CAO SỬ DỤNG HẠT VI CẦU RỖNG TỪ TRO BAY (CENOSPHERES) Chuyên ngành: Kỹ thuật vật liệu Mã số: 9520309 LUẬN ÁN TIẾN SỸ Hà Nội - Năm 2023 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG HÀ NỘI Lê Việt Hùng NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO BÊ TÔNG NHẸ CƯỜNG ĐỘ CAO SỬ DỤNG HẠT VI CẦU RỖNG TỪ TRO BAY (CENOSPHERES) Chuyên ngành: Kỹ thuật Vật liệu Mã số: 92520309 NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC PGS.TS Nguyễn Văn Tuấn PGS.TS Lê Trung Thành Hà Nội - Năm 2023 i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan công trình nghiên cứu riêng tơi Các số liệu, kết trình bày luận án trung thực chưa công bố cơng trình khác Tác giả luận án NCS Lê Việt Hùng ii LỜI CẢM ƠN Tác giả xin chân thành gửi lời cảm ơn sâu sắc tới PGS.TS Nguyễn Văn Tuấn PGS.TS Lê Trung Thành hết lòng giúp đỡ suốt trình học tập nghiên cứu Tác giả xin chân thành cảm ơn Trường Đại học Xây dựng Hà Nội, Khoa Vật liệu xây dựng, Phịng Quản lý đào tạo, Phịng Thí nghiệm xi măng bê tông - Viện Vật liệu xây dựng (LAS XD 1133), Bộ môn Vật liệu xây dựng, Bộ môn Cơng nghệ Vật liệu xây dựng, Phịng Thí nghiệm cơng trình (LAS XD 125) - Trường Đại học Xây dựng Hà Nội, Phịng thí nghiệm LAS-XD 28 - Cơng ty Bê tông Xuân Mai giúp đỡ thời gian qua Tác giả xin trân trọng cảm ơn Viện Vật liệu xây dựng tận tình giúp đỡ tạo điều kiện cho tơi q trình tiến hành nghiên cứu luận án Tôi xin chân thành cảm ơn toàn thể bạn bè, đồng nghiệp tạo điều kiện, động viên, khích lệ tơi hồn thành luận án Đặc biệt xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới gia đình tơi ln sát cánh, giúp đỡ thời gian qua Tác giả luận án NCS Lê Việt Hùng iii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN ii DANH MỤC BẢNG vii DANH MỤC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ x DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT .xv MỞ ĐẦU .1 LÝ DO LỰA CHỌN ĐỀ TÀI .1 MỤC ĐÍCH NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 3 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU 3.1 Đối tượng nghiên cứu 3.2 Phạm vi nghiên cứu .3 CỞ SỞ KHOA HỌC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU NHỮNG ĐÓNG GÓP MỚI CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ BÊ TÔNG NHẸ VÀ BÊ TÔNG NHẸ SỬ DỤNG CENOSPHERE 1.1 TỔNG QUAN VỀ BÊ TÔNG NHẸ KẾT CẤU 1.1.1 Khái niệm phân loại bê tông nhẹ 1.1.2 Tình hình nghiên cứu ứng dụng bê tông nhẹ kết cấu 1.1.3 Bê tông nhẹ cường độ cao ứng dụng .10 1.1.4 Tình hình nghiên cứu ứng dụng bê tơng nhẹ Việt Nam .11 1.2 BÊ TÔNG NHẸ SỬ DỤNG CENOSPHERE .13 1.2.1 Giới thiệu bê tông nhẹ sử dụng cenosphere .13 1.2.2 Hạt vi cầu rỗng từ tro bay (Cenosphere) .15 1.2.3 Một số tính chất bê tơng nhẹ cenosphere .20 1.2.4 Nhận xét chung .29 CHƯƠNG CƠ SỞ KHOA HỌC VỀ LỰA CHỌN VẬT LIỆU, XÂY DỰNG MƠ HÌNH CƯỜNG ĐỘ CHỊU NÉN VÀ THIẾT KẾ CẤP PHỐI CHO FAC-HSLWC 32 2.1 CƠ SỞ KHOA HỌC LỰA CHỌN VẬT LIỆU CHO FAC-HSLWC 33 2.1.1 Cơ sở khoa học lựa chọn cốt liệu cho FAC-HSLWC 33 2.1.2 Cơ sở khoa học sử dụng PGK cho FAC-HSLWC 35 iv 2.1.3 Cơ sở khoa học dùng cốt sợi phân tán polypropylene 39 2.2 CƠ SỞ KHOA HỌC XÂY DỰNG MƠ HÌNH DỰ ĐỐN CƯỜNG ĐỘ CHỊU NÉN CHO FAC-HSLWC 40 2.2.1 Một số mơ hình dự đốn cường độ bê tông 40 2.2.2 Một số mơ hình dự đốn cường độ với bê tông cốt liệu nhẹ 43 2.2.3 Hướng đề xuất xây dựng mơ hình dự đốn cường độ chịu nén cho hệ FAC-HSLWC đề xuất 46 2.3 CƠ SỞ KHOA HỌC XÂY DỰNG PHƯƠNG PHÁP THIẾT KẾ THÀNH PHẦN CẤP PHỐI CHO FAC-HSLWC .46 2.3.1 Các phương pháp thiết kế cấp phối bê tông bê tông nhẹ 46 2.3.2 Hướng đề xuất xây dựng phương pháp thiết kế cấp phối cho FACHSLWC đề xuất 50 CHƯƠNG VẬT LIỆU SỬ DỤNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 51 3.1 VẬT LIỆU SỬ DỤNG TRONG NGHIÊN CỨU .51 3.1.1 Xi măng .51 3.1.2 Silica fume 51 3.1.3 Xỉ hạt lò cao nghiền mịn .52 3.1.4 Cenosphere 54 3.1.5 Cốt liệu cát 55 3.1.6 Phụ gia siêu dẻo 57 3.1.7 Sợi Polypropylene (sợi PP) 58 3.1.8 Nước trộn 58 3.2 PHƯƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM 58 3.2.1 Các phương pháp thí nghiệm theo tiêu chuẩn 58 3.2.2 Các phương pháp thí nghiệm phi tiêu chuẩn 62 CHƯƠNG NGHIÊN CỨU LỰA CHỌN THÀNH PHẦN CẤP PHỐI CHO FACHSLWC .69 4.1 NGHIÊN CỨU LỰA CHỌN THÀNH PHẦN CKD PHÙ HỢP CHO FACHSLWC 69 4.1.1 Lựa chọn thành phần CKD theo độ lèn chặt tối ưu 69 4.1.2 Lựa chọn thành phần CKD theo phương pháp tối ưu tính cơng tác cường độ chịu nén 71 4.2 THIẾT KẾ THÀNH PHẦN CẤP PHỐI CHO FAC-HSLWC 75 4.2.1 Lựa chọn kích thước hạt cốt liệu cát cho FAC-HSLWC 75 v 4.2.2 Lựa chọn tỷ lệ cốt liệu/CKD cho FAC-HSLWC 77 4.2.3 Nghiên cứu lựa chọn tỷ lệ CKD cốt liệu theo phương pháp đúc mẫu 80 4.2.4 Thí nghiệm kiểm chứng thành phần cấp phối sở FAC-HSLWC 86 CHƯƠNG XÂY DỰNG MƠ HÌNH DỰ ĐỐN CƯỜNG ĐỘ VÀ PHƯƠNG PHÁP THIẾT KẾ CẤP PHỐI CHO FAC-HSLWC 88 5.1 CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN CƯỜNG ĐỘ CHỊU NÉN CỦA FACHSLWC 88 5.1.1 Ảnh hưởng cường độ đá CKD .89 5.1.2 Ảnh hưởng hàm lượng hồ CKD .90 5.1.3 Ảnh hưởng tỷ lệ FAC/CL .97 5.1.4 Ảnh hưởng Dmax cốt liệu 99 5.1.5 Nghiên cứu ảnh hưởng hàm lượng cốt sợi PP 100 5.1.6 Nghiên cứu tốc độ phát triển cường độ chịu nén theo thời gian 102 5.1.7 Kiểm tra phù hợp mơ hình đề xuất 102 5.2 XÂY DỰNG PHƯƠNG PHÁP THIẾT KẾ CẤP PHỐI CHO FACHSLWC .103 5.2.1 Nguyên tắc chung .103 5.2.2 Các bước thiết kế cấp phối FAC-HSLWC 104 CHƯƠNG NGHIÊN CỨU TÍNH CHẤT CƠ LÝ CỦA FAC-HSLWC 108 6.1 TÍNH CHẤT CỦA HỖN HỢP BÊ TÔNG FAC-HSLWC .108 6.1.1 Tính cơng tác 108 6.1.2 Độ nhớt .111 6.1.3 Độ tách nước .111 6.1.4 Độ phân tầng .112 6.1.5 Hàm lượng bọt khí 112 6.1.6 Thời gian đông kết 113 6.2 MỨC ĐỘ THỦY HÓA VÀ VI CẤU TRÚC 115 6.2.1 Hàm lượng CH 115 6.2.2 Vi cấu trúc FAC-HSLWC 118 6.3 TÍNH CHẤT CƠ LÝ 122 6.3.1 Khối lượng thể tích cường độ chịu nén 122 vi 6.3.2 Cường độ chịu nén điều kiện dưỡng hộ nhiệt ẩm khác 124 6.3.3 Cường độ chịu kéo uốn 126 6.3.4 Mô đun đàn hồi hệ số poatxon .128 6.4 ĐỘ BỀN LÂU 131 6.4.1 Độ co khô 131 6.4.2 Độ hút nước 134 6.4.3 Độ bền chống thấm ion clo 135 6.4.4 Khả bền sun phát 136 6.5 KHẢ NĂNG CHỊU TẢI CỦA TẤM SÀN BTCT SỬ DỤNG FACHSLWC .138 KẾT LUẬN .140 KẾT LUẬN 140 KIẾN NGHỊ 141 DANH MỤC CÁC CƠNG TRÌNH CƠNG BỐ CỦA TÁC GIẢ 142 TÀI LIỆU THAM KHẢO .143 PHỤ LỤC - KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM CHẤT KẾT DÍNH CHO CHẾ TẠO FACHSLWC PL-1 PHỤ LỤC - KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM HỖN HỢP BÊ TƠNG VÀ BÊ TÔNG FACHSLWC PL-2 PHỤ LỤC - KẾT QUẢ PHÂN TÍCH PHƯƠNG SAI CÁC MƠ HÌNH CHO CÁC TÍNH CHẤT CỦA CHẤT KẾT DÍNH VÀ FAC-HSLWC .PL-16 PHỤ LỤC - HỆ SỐ QUY ĐỔI CƯỜNG ĐỘ CHỊU NÉN CỦA FAC-HSLWC VỚI MẪU THÍ NGHIỆM CĨ KÍCH THƯỚC KHÁC MẪU LẬP PHƯƠNG TIÊU CHUẨN 15x15x15 CM PL-19 PHỤ LỤC - KHẢ NĂNG CHỊU TẢI CỦA TẤM SÀN BTCT SỬ DỤNG FACHSLWC .PL-21 5.1 MÔ TẢ CẤU KIỆN BTCT THÍ NGHIỆM PL-21 5.2 SƠ ĐỒ VÀ THIẾT BỊ THÍ NGHIỆM PL-23 5.3 ỨNG XỬ KHI CHỊU TẢI TRỌNG CỦA TẤM SÀN THÍ NGHIỆM PL-24 5.3.1 Quan hệ tải trọng độ võng PL-24 5.3.2 Quan hệ tải trọng biến dạng bê tông PL-26 5.4 KẾT LUẬN PL-29 vii DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 Yêu thuật với bê tông nhẹ kết cấu số tiêu chuẩn Bảng 1.2 Thống kê số kết nghiên cứu bê tông cốt liệu nhẹ giới Bảng 1.3 Thành phần hóa số loại FAC [56] 17 Bảng 1.4 Một số tính chất vật lý FAC [90] 19 Bảng 1.5 Tổng hợp kết nghiên cứu hệ vật liệu chất kết dính xi măng sử dụng cenosphere 22 Bảng 3.1 Tính chất lý xi măng PC50 Nghi Sơn 51 Bảng 3.2 Thành phần hóa xi măng PC50 Nghi Sơn 51 Bảng 3.3 Thành phần hóa SF 52 Bảng 3.4 Tính chất thành phần hạt SF 52 Bảng 3.5 Thành phần hóa GGBFS sử dụng nghiên cứu 53 Bảng 3.6 Tính chất lý GGBFS sử dụng nghiên cứu 53 Bảng 3.7 Thành phần hạt GGBFS sử dụng nghiên cứu 53 Bảng 3.8 Thành phần hóa cenosphere sử dụng nghiên cứu 54 Bảng 3.9 Tính chất lý cenosphere sử dụng cho nghiên cứu 54 Bảng 3.10 Thành phần hạt cenosphere sử dụng nghiên cứu 55 Bảng 3.11 Tính chất vật lý mẫu cát sử dụng nghiên cứu 56 Bảng 3.12 Phân bố thành phần cỡ hạt mẫu cát sử dụng nghiên cứu 56 Bảng 3.13 Tổng hợp thành phần cỡ hạt vật liệu dạng hạt sử dụng cho chế tạo FAC- HSLWC 56 Bảng 3.14 Tính chất phụ gia hóa học cho bê tơng sử dụng nghiên cứu 57 Bảng 3.15 Thông số kỹ thuật sợi PP 58 Bảng 3.16 Phương pháp tiêu chuẩn xác định tính chất vật liệu sử dụng nghiên cứu 59 Bảng 3.17 Phương pháp tiêu chuẩn áp dụng xác định tính chất FAC- HSLWC nghiên cứu 60 Bảng 3.18 Hệ số nén K với trình lèn chặt khác nhau[38] 67 Bảng 3.19 Quy trình bảo dưỡng nhiệt ẩm 68 Bảng 4.1 Độ lèn chặt hệ CKD gồm XM kết hợp với GGBFS SF 69 Bảng 4.2 Cấp phối kết thí nghiệm CKD theo mơ hình thiết kế tối ưu D 71 Bảng 4.3 Thành phần CKD tối ưu theo mơ hình thực nghiệm cường độ chịu nén CKD lựa chọn tỷ lệ thành phần CKD hợp lý .74 viii Bảng 4.4 Cấp phối kết thí nghiệm theo mơ hình thiết kế tối ưu D-Optimal 78 Bảng 4.5 Thành phần hỗn hợp vật liệu tối ưu theo mơ hình thực nghiệm lựa chọn tỷ lệ thành phần vật liệu hợp lý cho chế tạo FAC-HSLWC .79 Bảng 4.6 Cấp phối thí nghiệm xây dựng mơ hình hồi quy cường độ chịu nén theo tỷ lệ vật liệu khô FAC-HSLWC 82 Bảng 4.7 Thành phần hỗn hợp vật liệu tối ưu theo mơ hình thực nghiệm lựa chọn tỷ lệ thành phần vật liệu hợp lý cho chế tạo FAC-HSLWC .84 Bảng 4.8 Thành phần cấp phối FAC-HSLWC sở theo phương pháp tối ưu thành phần hạt .86 Bảng 4.9 Thành phần cấp phối FAC-HSLWC sở sau hiệu chỉnh 87 Bảng 4.10 Kết thí nghiệm cấp phối FAC-HSLWC sở 87 Bảng 6.1 Thành phần cấp phối vật liệu FAC-HSLWC cho khảo sát tính chất hỗn hợp bê tông 110 Bảng 6.2 Tiêu chuẩn đánh giá độ chống thấm bê tông thông qua RCPT BERT 136 Bảng PL 1.1 Kết thí nghiệm độ chảy xịe cường độ chịu nén CKD có thành phần khác sử dụng cho FAC-HSLWC PL-1 Bảng PL 2.1 Bảng quy hoạch thực nghiệm kết thí nghiệm cho xây dựng mơ hình cường độ chịu nén theo tỷ lệ vật liệu khô FAC-HSLWC PL-2 Bảng PL 2.2 Cấp phối kết thí nghiệm ảnh hưởng hệ số dư hồ CKD (K d) đến cường độ chịu nén FAC-HSLWC PL-5 Bảng PL 2.3 Cấp phối kết thí nghiệm ảnh hưởng Dmax cốt liệu đến cường độ chịu nén FAC-HSLWC .PL-6 Bảng PL 2.4 Cấp phối kết thí nghiệm ảnh hưởng tỷ lệ FAC/CL đến cường độ chịu nén FAC-HSLWC .PL-7 Bảng PL 2.5 Cấp phối kết thí nghiệm ảnh hưởng cường độ CKD đến cường độ chịu nén FAC-HSLWC PL-8 Bảng PL 2.6 Cấp phối kết thí nghiệm ảnh hưởng hàm lượng sợi PP đến cường độ chịu nén FAC-HSLWC PL-10 Bảng PL 2.7 Cấp phối số tính chất hỗn hợp bê tơng FAC-HSLWC PL11 Bảng PL 2.8 Tính chất hỗn hợp bê tơng FAC-HSLWC .PL-12 Bảng PL 2.9 Tính chất lý FAC-HSLWC đóng rắn .PL-13 Bảng PL 2.10 Tính chất độ bền lâu FAC-HSLWC đóng rắn PL-14 Bảng PL 2.11 Cường độ chịu nén FAC-HSLWC bảo dưỡng điều kiện dưỡng hộ nhiệt ẩm khác .PL-15 PL-15 Bảng PL 2.11 Cường độ chịu nén FAC-HSLWC bảo dưỡng điều kiện dưỡng hộ nhiệt ẩm khác Tiêu chuẩn KLTT 28 ngày (kg/m3) ngày 28 ngày Nhiệt ẩm 70 oC Nhiệt ẩm 90 oC Autoclave 200 oC 91 28 28 28 ngày Ký hiệu cấp phối CKD sử dụng FAC0 90C10SF 2180 49,4 74,1 78,6 58,0 79,3 62,3 82,8 66,4 85,2 FAC50 90C10SF 1656 45,3 69,3 73,3 56,0 74,6 60,2 77,8 66,5 80,8 FAC70 90C10SF 1505 43,6 68,6 71,7 56,5 74,2 60,6 77,7 68,7 80,4 FAC100 90C10SF 1322 40,2 63,3 67,9 53,3 69,0 57,9 72,2 67,2 75,5 OPC100 OPC 1346 38,6 59,8 63,6 49,1 64,6 52,0 66,4 61,2 71,2 SF10GS0 90C10SF 1322 40,2 63,3 67,9 53,3 69,0 57,9 72,2 67,2 75,5 1308 38,6 60,2 65,2 53,5 66,8 59,2 69,2 67,4 72,6 1297 36,3 58,7 63,5 52,9 64,2 59,9 68,1 68,0 72,2 1291 34,2 54,6 60,8 49,5 59,0 55,6 61,8 65,1 68,3 SF10GS20 SF10GS40 SF10GS60 70C10SF 20GS 50C10SF 40GS 40C10SF 60GS PL-16 3PHỤ LỤC - KẾT QUẢ PHÂN TÍCH PHƯƠNG SAI CÁC MƠ HÌNH CHO CÁC TÍNH CHẤT CỦA CHẤT KẾT DÍNH VÀ FAC-HSLWC Bảng PL 3.1 Phân tích phương sai mơ hình thực nghiệm tính cơng tác CKD Tổng phương sai 7380,40 Nguồn Mơ hình Hỗn hợp tuyến tính AB AC BC Số dư Sự không phù hợp Sai số Phương sai trung bình 1476,08 7098,49 3549,25 2312,40 < 0,0001 78,36 114,84 69,29 15,35 1 10 78,36 114,84 69,29 1,53 51,05 74,82 45,14 < 0,0001 < 0,0001 < 0,0001 7,35 1,47 0,9186 0,5360 8,00 Hệ số R2 dự đoán Độ chụm 1,60 Hệ số R² 0,99 Hệ số R2 điều chỉnh 0,99 Bậc tự (Df) 0,99 84,63 Giá trị F Giá trị p Ghi Prob > F 961,69 < 0,0001 Có nghĩa Độ lệch 1,24 chuẩn Trung 183 bình Khơng có nghĩa Hệ số biến động = 0,68% Bảng PL 3.2 Phân tích phương sai mơ hình cho cường độ chịu nén R28 CKD Nguồn Mơ hình Hỗn hợp tuyến tính AB AC BC Số dư Sự không phù hợp Sai số Tổng phương sai 247,87 Phương Bậc tự sai trung (Df) bình 49,57 235,86 4,20 3,53 0,8289 4,67 Giá trị F Giá trị p Prob > F Ghi 106,10 < 0,0001 Có nghĩa 117,93 252,41 < 0,0001 1 10 4,20 3,53 0,8289 0,4672 8,98 7,56 1,77 0,0134 0,0205 0,2124 3,73 0,7452 3,94 0,0794 0,9463 0,1893 Hệ số R 0,9532 dự đoán Hệ số R² 0,9815 Hệ số R2 điều chỉnh 0,9722 Độ chụm 29,390 Độ lệch 0,6835 chuẩn Trung 60,58 bình Khơng nghĩa có Hệ số biến động = 1,13% Bảng PL 3.3 Phân tích phương sai mơ hình cho độ lèn chặt hỗn hợp vật liệu cho chế tạo FAC-HSLWC Nguồn Mơ hình Tổng phương sai 0,0388 Bậc tự Phương sai (Df) trung bình 0,0078 Giá trị F 135,29 Giá trị p Ghi Prob > F < 0,0001 có nghĩa PL-17 Hỗn hợp tuyến tính AB AC BC Số dư Sự không phù hợp Sai số 0,0341 0,0171 297,50 < 0,0001 5,066E-06 0,0045 0,0032 0,0006 1 10 5,066E-06 0,0045 0,0032 0,0001 0,0884 78,10 55,92 0,7724 < 0,0001 < 0,0001 0,0005 0,0001 11,47 0,0091 0,0000 9,200E-06 Hệ số R² 0,9854 R2 điều chỉnh 0,9781 R² dự 0,9740 đoán Độ 28,2359 chụm Độ lệch 0,0076 chuẩn Trung 0,7107 bình có nghĩa Hệ số biển động=1,07% Bảng 3.4 Phân tích phương sai mơ hình cho cường độ chịu nén 28 ngày FAC-HSLWC với tỷ lệ vật liệu khô - trường hợp N/CKD=0,5 Mơ hình Hỗn hợp tuyến tính AB AC BC Số dư Sự không phù hợp Sai số 373,62 Phương sai trung bình 74,72 204,92 102,46 176,21 < 0,0001 2,65 166,61 165,25 5,81 1 10 2,65 166,61 165,25 0,5815 4,55 286,54 284,20 0,0586 < 0,0001 < 0,0001 4,52 0,9039 3,49 0,0982 1,29 0,2590 Hệ số R² 0,98 Hệ số R² dự đoán Hệ số R2 điều chỉnh 0,98 Độ chụm 28,97 Nguồn Tổng Bậc tự phương sai (Df) 0,96 Giá trị F Giá trị p Prob > F Ghi 128,51 < 0,0001 có nghĩa Độ lệch 0,76 chuẩn Trung 52,14 bình khơng có nghĩa Hệ số biến động = 1,46% Bảng 3.5 Phân tích phương sai mơ hình cho cường độ chịu nén 28 ngày FAC-HSLWC với tỷ lệ vật liệu khô - trường hợp N/CKD=0,4 Nguồn Mơ hình Hỗn hợp tuyến tính AB AC BC Số dư Sự không phù hợp 136,83 Phương sai trung bình 27,37 66,94 33,47 24,60 0,0001 7,21 64,62 60,13 13,61 1 10 7,21 64,62 60,13 1,36 5,30 47,48 44,19 0,0442 < 0,0001 < 0,0001 12,49 2,50 11,21 0,0095 Tổng Bậc tự phương sai (Df) Giá trị F Giá trị p Prob > F Ghi 20,11 < 0,0001 có nghĩa có nghĩa PL-18 Sai số 1,11 Hệ số R² 0,91 Hệ số R2 điều chỉnh 0,86 Hệ số R² dự đoán 0,2230 Độ chụm 13,83 0,75 Độ lệch 1,17 chuẩn Trung 62,20 bình Hệ số biến động = 1,88% Bảng 3.6 Phân tích phương sai mơ hình cho cường độ chịu nén 28 ngày FAC-HSLWC với tỷ lệ vật liệu khơ - trường hợp N/CKD=0,3 Mơ hình Hỗn hợp tuyến tính AB AC BC Số dư Sự khơng phù hợp Sai số 101,81 Phương sai trung bình 20,36 57,38 28,69 27,62 < 0,0001 3,24 30,48 27,58 10,39 1 10 3,24 30,48 27,58 1,04 3,12 29,35 26,55 0,1078 0,0003 0,0004 8,28 1,66 3,93 0,0795 2,11 Hệ số R² 0,91 0,4210 Hệ số R² 0,76 dự đoán Hệ số R điều chỉnh 0,86 Tổng Bậc tự phương sai (Df) Nguồn Độ chụm 11,71 Giá trị F Giá trị p Prob > F Ghi 19,61 < 0,0001 có nghĩa Độ lệch 1,02 chuẩn Trung 73,60 bình khơng nghĩa có Hệ số biến động = 1,38% PL-19 4PHỤ LỤC - HỆ SỐ QUY ĐỔI CƯỜNG ĐỘ CHỊU NÉN CỦA FAC-HSLWC VỚI MẪU THÍ NGHIỆM CĨ KÍCH THƯỚC KHÁC MẪU LẬP PHƯƠNG TIÊU CHUẨN 15x15x15 CM Bảng PL 4.1 Kết thí nghiệm tính tốn hệ số qui đổi cường độ chịu nén FAC-HSLWC với mẫu thí nghiệm có kích thước khác mẫu lập phương tiêu chuẩn 15x15x15 cm STT 10 11 12 13 14 15 Ký hiệu cấp phối Tỷ lệ N/CKD N0.5-1 0,5 N0.5-2 0,5 N0.5-3 0,5 N0.5-4 0,5 N0.5-5 0,5 N0.5-6 0,5 N0.5-7 0,5 N0.5-8 0,5 N0.5-9 0,5 N0.5-10 0,5 Giá trị trung bình Sai lệch chuẩn N0.4-1 0,4 N0.4-2 0,4 N0.4-3 0,4 N0.4-4 0,4 N0.4-5 0,4 Lực nén (KNx10-1) KLTT khô 4x4x16 10x10x10 15x15x15 15x30 (cm) (cm) (cm) (kg/m3) (cm) 1436 891 4800 10200 6240 1442 872 4900 10300 6200 1416 881 4800 10300 6220 1428 893 5000 10200 6180 1429 862 5020 10230 6220 1438 874 5010 10450 6160 1416 882 4930 10320 6180 1418 874 4980 10200 6220 1431 898 4990 10150 6160 1428 895 4920 10360 6180 1428 882 4935 10271 6198 8.6 11,2 77,5 86,9 26.5 1510 1021 5700 11900 7350 1506 1003 5800 12000 7420 1512 1012 5850 12000 7300 1521 1043 5900 12200 7320 1510 1004 5820 12300 7320 Hệ số quy đổi sang mẫu lập phương 15x15x15 cm Cường độ chịu nén (MPa) 4x4x16 (cm) 10x10x10 (cm) 15x15x15 (cm) 15x30 (cm) 4x4x16 (cm) 10x10x10 (cm) 15x15x15 (cm) 15x30 (cm) 55,7 54,5 55,1 55,8 53,9 54,6 55,1 54,6 56,1 55,9 55,1 0,7 63,8 62,7 63,3 65,2 62,8 48,0 49,0 48,0 50,0 50,2 50,1 49,3 49,8 49,9 49,2 49,4 0,8 57,0 58,0 58,5 59,0 58,2 45,3 45,8 45,8 45,3 45,5 46,4 45,9 45,3 45,1 46,0 45,6 0,4 52,9 53,3 53,3 54,2 54,7 35,5 35,2 35,3 35,1 35,3 35,0 35,1 35,3 35,0 35,1 35,2 0,2 41,8 42,2 41,5 41,6 41,6 0,81 0,84 0,83 0,81 0,84 0,85 0,83 0,83 0,80 0,82 0,828 0,01 0,83 0,85 0,84 0,83 0,87 0,94 0,93 0,95 0,91 0,91 0,93 0,93 0,91 0,90 0,94 0,925 0,02 0,93 0,92 0,91 0,92 0,94 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1,000 0,00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.28 1.30 1.30 1.29 1.29 1.33 1.31 1.28 1.29 1.31 1,295 0,01 1.27 1.27 1.29 1.30 1.31 PL-20 STT Ký hiệu cấp phối 16 17 18 19 20 Tỷ lệ N/CKD N0.4-6 0,4 N0.4-7 0,4 N0.4-8 0,4 N0.4-9 0,4 N0.4-10 0,4 Giá trị trung bình Sai lệch chuẩn 21 N0.3-1 0,3 22 N0.3-2 0,3 23 N0.3-3 0,3 24 N0.3-4 0,3 25 N0.3-5 0,3 26 N0.3-6 0,3 27 N0.3-7 0,3 28 N0.3-8 0,3 29 N0.3-9 0,3 30 N0.3-10 0,3 Giá trị trung bình Sai lệch chuẩn Lực nén (KNx10-1) Cường độ chịu nén (MPa) Hệ số quy đổi sang mẫu lập phương 15x15x15 cm KLTT khô 4x4x16 10x10x10 15x15x15 15x30 4x4x16 10x10x10 15x15x15 15x30 4x4x16 10x10x10 15x15x15 15x30 (cm) (cm) (cm) (cm) (cm) (cm) (cm) (cm) (cm) (cm) (cm) (kg/m ) (cm) 1505 1031 5860 12250 7300 64,4 58,6 54,4 41,5 0,84 0,93 1.00 1.31 1497 1085 5750 12300 7400 67,8 57,5 54,7 42,0 0,81 0,95 1.00 1.30 1512 1066 5910 12200 7460 66,6 59,1 54,2 42,4 0,81 0,92 1.00 1.28 1490 1092 5860 12000 7270 68,3 58,6 53,3 41,3 0,78 0,91 1.00 1.29 1500 1080 5890 12100 7280 67,5 58,9 53,8 41,4 0,80 0,91 1.00 1.30 1506 1044 5834 12125 7349 65,2 58,3 53,9 41,7 0,827 0,924 1,000 1,291 8.4 32,8 64,2 136,5 60,8 2,1 0,6 0,6 0,3 0,03 0,01 0,00 0,02 75,4 65,0 61,8 46,9 1556 1206 6500 13900 8260 0,82 0,95 1.00 1.32 73,9 66,0 60,9 46,8 1560 1183 6600 13700 8240 0,82 0,92 1.00 1.30 73,4 67,0 61,3 46,8 1564 1174 6700 13800 8240 0,84 0,92 1.00 1.31 74,8 65,0 61,3 46,6 1571 1196 6500 13800 8200 0,82 0,94 1.00 1.32 74,0 65,4 60,4 46,4 1573 1184 6540 13600 8170 0,82 0,92 1.00 1.30 74,6 65,9 62,1 46,6 1560 1194 6590 13980 8210 0,83 0,94 1.00 1.33 47,0 1578 1164 6650 13500 8280 72,75 66,5 60,0 0,82 0,90 1.00 1.28 46,8 1569 1188 6680 13300 8240 74,25 66,8 59,1 0,80 0,88 1.00 1.26 46,4 1566 1182 6710 13700 8160 73,875 67,1 60,9 0,82 0,91 1.00 1.31 46,3 1574 1154 6670 13900 8140 72,125 66,7 61,8 0,86 0,93 1.00 1.34 1568 1180 6627 13698 8209 73,7 66,3 60,9 46,6 0,826 0,919 1,000 1,305 6.1 13,0 69,3 196,7 43,1 0,8 0,7 0,9 0,2 0,02 0,02 0,00 0,02 Hệ số quy đổi sang mẫu 15x15x15 cm 0,83 0,92 1,00 1,30 Sai lệch chuẩn 0,02 0,02 0,00 0,02 PL-21 5PHỤ LỤC - KHẢ NĂNG CHỊU TẢI CỦA TẤM SÀN BTCT SỬ DỤNG FAC-HSLWC Các kết nghiên cứu tính chất kỹ thuật FAC-HSLWC phần trước FAC-HSLWC với tỷ lệ N/CKD=0,3-0,4 đạt cường độ chịu nén 28 ngày khoảng 63,3-69,3 MPa với KLTT khoảng 1300-1600 kg/m3, độ hút nước ≤ 6,21% Cường độ chịu nén quy đổi mẫu lập phương 150150150 mm đạt khoảng 52,5-57,5 MPa Các tính chất cho thấy FAC-HSLWC đáp ứng yêu cầu cho chế tạo kết cấu BTCT chịu lực tiêu chuẩn BTCT hành TCVN 5574:2018, Eurocode 2, ACI 318 Để đánh giá khả làm việc cấu kiện BTCT sử dụng FAC-HSLWC tác dụng tải trọng, đề tài nghiên cứu khả làm việc sàn BTCT sử dụng FAC-HSLWC chịu tải trọng 5.1 MƠ TẢ CẤU KIỆN BTCT THÍ NGHIỆM Tấm sàn BTCT thử nghiệm loại sàn BTCT dự ứng lực chế tạo dây chuyển sản xuất quy mô công nghiệp Các sàn BTCT thử nghiệm chế tạo từ loại bê tông nhẹ cường độ cao FAC-HSLWC với mác KLTT D1400 D1500 bê tông thơng thường có cấp cường độ chịu nén 28 ngày 45 MPa (để so sánh) Đánh giá ứng xử chịu tải sàn BTCT thử nghiệm thông qua thông số: khả chịu tải, hình thành phát triển vết nứt, biến dạng bê tông (vùng nén, vùng kéo), độ võng Thành phần cấp phối bê tông loại bê tông chế tạo sàn BTCT thử nghiệm thể Bảng PL 5.1 Bảng PL 5.1 Thành phần cấp phối bê tông dùng chế tạo sàn BTCT thử nghiệm Ký hiệu Tỷ lệ PCB40 SF N/CKD (kg) (kg) Đá 5- Cát FAC 20 mm 1,25 (kg) (kg) (kg) PG SD (L) Sợi PP (kg) Độ sụt/ Nước chảy (L) (cm) D2.4 0,37 440 - - - 162 4,0 D1.4 0,35 675 D1.6 0,35 675 1120 810 2,2 75,0 277 - 189 6,75 4,55 263 180 75,0 223 - 378 5,25 4,55 263 180 Chú thích: Mẫu D2.4 mẫu đối chứng sản xuất nhà máy sử dụng bê tông thông thường (B35, ~ mác 450); D1.4 D1.6 hai loại bê tông FAC-HSLWC với KLTT ~ 1,4 1,6 tấn/m3, mác cường độ chịu nén 45-48 MPa PL-22 Bảng PL 5.2 Một số tính chất bê tông chế tạo sàn BTCT thử nghiệm Loại bê tông D2.4 D1.4 D1.6 Cấu kiện sử dụng Tấm sàn P1 Tấm sàn P1-N(1.4) Tấm sàn P1-N(1.6) Tính cơng tác (cm) Độ sụt cm Độ chảy 19 cm Độ chảy 18,5 cm Cường độ chịu nén (MPa) cắt cáp 28 ngày (> 35MPa) ngày 41,3 36,1 51,2 (5 ngày) 35,1 28,6 45,2 (7 ngày) 38,7 33,2 48,7 (5 ngày) KLTT (kg/m3) Độ hút nước (%) 2432 2,51 1312 4,52 1590 2,83 Tấm sàn BTCT thử nghiệm sàn đặc có kích thước 32801060140 mm Cấu tạo sàn BTCT thử nghiệm thể Hình PL 5.1 Tấm sàn gồm hai lớp: lớp phía lớp bê tơng nhẹ với cốt thép dự ứng lực thép cấu tạo lớp chịu lực với chiều dày 70 mm Lớp bê tông thi công đúc sẵn trước tạo rãnh nhám để liên kết với lớp trên; lớp phía lớp bê tơng thơng thường với chiều dày 70 mm Lớp bê tông mơ việc đổ tồn khối chỗ cấu kiện đưa vào cơng trình Lớp bê tơng phía thi công sau lớp dưới, trường hợp sàn thử nghiệm sau 14 ngày Lớp bê tơng thường Lớp bê tơng nhẹ Hình PL 5.1 Cấu tạo sàn BTCT thử nghiệm Bảng PL 5.3 Đặc trưng vật liệu cho chế tạo sàn panel Các thông số P1 P1-N (1.6) P1-N(1.4) KLTT (kg/m3) 2400 1590 1312 Cường độ chịu nén R28 (MPa) 51,2 48,7 45,2 PL-23 Các thông số P1 P1-N (1.6) P1-N(1.4) Cường độ chịu nén Fck (mẫu trụ) quy đổi (MPa) 29,2 29,2 29,2 Mô đun đàn hồi (MPa) 32627 17600 13100 5.2 SƠ ĐỒ VÀ THIẾT BỊ THÍ NGHIỆM Tấm sàn panel đặc P1, P1-N(1.4) P1 – N(1.6) thí nghiệm với sơ đồ thí nghiệm dầm đơn giản (kê mẫu thí nghiệm lên gối tựa cố định gối tựa di động), chịu tác dụng 04 lực tập trung, lực tập trung có giá trị P/4 Sơ đồ thí nghiệm thể Hình PL 5.2 P/4 P/4 P/4 P/4 Hình PL 5.2 Sơ đồ thí nghiệm sàn panel đặc Hình PL 5.3 Hình ảnh bố trí hệ gia tải thiết bị thí nghiệm sàn panel đặc Sơ đồ lắp dựng hệ khung gia tải bố trí dụng cụ đo thể Hình PL 5.4 Hình PL 5.3 p lvdt-5 lvdt-1 T1 T2 lvdt-2 lvdt-3 lvdt-4 tds-530 TRạM BƠM DầU Hỡnh PL 5.4 S b trớ hệ gia tải thiết bị thử nghiệm sàn panel đặc PL-24 5.3 ỨNG XỬ KHI CHỊU TẢI TRỌNG CỦA TẤM SÀN THÍ NGHIỆM 5.3.1 Quan hệ tải trọng độ võng Trên Hình PL 5.5 thể biểu đồ quan hệ tải trọng độ võng (P−f) 03 mẫu sàn thí nghiệm Từ đồ thị Hình PL 5.5 thu giai đoạn làm việc sàn từ lúc gia tải phá hủy hoàn toàn Trong giai đoạn đầu OA, sàn làm việc miền đàn hồi, bê tông cốt thép đồng thời làm việc, biểu đồ quan hệ tải trọng độ võng tuyến tính Tuy nhiên thấy giai đoạn độ dốc đường OA khác sàn bê tông thường bê tông nhẹ Độ dốc sàn bê tông thường lớn so với bê tông nhẹ, hai sàn bê tông nhẹ tương đồng với Tại điểm A có thay đổi độ dốc đường cong quan hệ tải trọng – độ võng, cho phép xác định tải trọng gây vết nứt sàn BTCT thí nghiệm Có thể thấy tải trọng xuất vết nứt sàn bê tông nhẹ P1-N(1.4) P1-N(1.6) 25 34 KN thấp nhiều so với sàn bê tông thường (54 KN), tương ứng 46% 63% Điều thể tính giịn bê tơng nhẹ so với bê tơng thơng thường Ngồi ra, sàn P1-N(1.4) có tải trọng xuất vết nứt sớm Điều tương đồng với tính chất bê tơng nhẹ cho chế tạo cấu kiện có cường độ thấp thấp nhất, hàm lượng FAC sử dụng cao nhất, KLTT bê tông khoảng 1300 kg/m3 thấp loại thử nghiệm Các giá trị tải trọng độ võng đặc trưng sàn thí nghiệm thể Bảng PL 5.4 Ngồi ra, giai đoan AB sàn thí nghiệm xuất vết nứt Tấm sàn bê tông thường (P1) có số lượng vết nứt vết nứt xuất có kích thước lớn nhiều so với hai sàn bê tông nhẹ Điều thể rõ vị trí thay đổi đột ngột đường cong tải trọng-độ võng Hình PL 5.5 Trong giai đoạn AB, có khác sàn bê tông nhẹ bê tông thường Đối với sàn bê tông thường, bê tông vùng chịu kéo khả làm việc, có cốt thép vùng chịu kéo làm việc Tại điểm A, cốt thép miền kéo bắt đầu bị kéo giãn Trong giai đoạn này, có bê tơng vùng nén làm việc, chiều dài độ dốc đoạn thể khả chịu nén bê tông Đối với sàn bê tông nhẹ, giai đoạn AB tải trọng tiếp tục tăng Điều thể bê tông vùng chịu kéo bê tông cịn làm việc bê tơng có chứa cốt sợi phân tán PP, sợi PP có vai trị cầu nối để hạn chế vết nứt vết nứt bê tông cấu kiện có độ rộng nhỏ phát triển chậm (chi tiết vết nứt phân tích rõ phần sau) tạo khả chịu kéo định bê tông cấu kiện xuất vết nứt Tải trọng ứng với độ võng cho phép (L/150) PL-25 sàn thí nghiệm nằm giai đoạn AB thể Bảng PL 5.4 cho thấy sàn P1 cho tải trọng lớn (72,68 KN), tiếp đến tầm sàn P1-N (1.6) (69,08 KN) P1-N(1.4) (53,68 KN) Có thể thấy tải trọng gây vết nứt sàn nhẹ P1-N (1.6) thấp nhiều so với sàn bê tông thường P1 tải trọng ứng với độ võng cho phép hai cấu kiện chênh lệch với không nhiều (bằng 95% P1) Điều thay đổi độ dốc đường cong tải trọngđộ võng sàn P1-N (1.6) hiệu sử dụng cốt sợi nêu Lưu ý rằng, cường độ chịu nén bê tông nhẹ chế tạo P1-N(1.6) 48,7 MPa thấp so với 51,2 MPa bê tông chế tạo P1 Bảng PL 5.4 Đặc trưng ứng xử làm việc sàn thí nghiệm Tải trọng ứng Tải trọng gây Độ võng với độ võng Tải trọng cực Mẫu sàn vết nứt đầu dầm bị phá cho phép [f] hạn tiên hoại thí nghiệm = L/150 Pul (kN) Pn (kN) f (mm) P (kN) P1 54,58 72,68 82,38 54,10 P1-N(1.6) 37,69 69,08 80,08 34,41 P1-N(1.4) 25,09 53,68 61,38 28,64 Hình PL 5.5 Quan hệ tải trọng – độ võng sàn Tại điểm B, lực không tăng, dầm bị phá hủy Đây giá trị tải trọng cực hạn cấu kiện thử nghiệm Kết thí nghiệm cho thấy sàn P1 cho tải trọng lớn (82,38 KN), tiếp đến tầm sàn P1-N (1.6) (80,08 KN) P1-N(1.4) (61,38 KN) Có thể thấy tải trọng cực hạn cấu kiện lớn nhiều so với tải trọng cực hạn tính tốn theo tiêu chuẩn (48,6 KN) Ngoài ra, tương tự tải trọng độ võng cho phép tải trọng cực hạn sàn P1 P1-N(1.6) chênh lệch với PL-26 không nhiều Tuy nhiên, chế phá hoại của sàn bê tông nhẹ bê tông thường thí nghiệm khác Tấm sàn bê tơng thường (tấm P1) bê tơng vùng nén bị ép vỡ Tấm sàn P1-N(1.4) sàn P1-N(1.6) có bóc tách trượt hai lớp sàn (lớp bê tơng nhẹ phía bê tơng thường đổ bù phía trên) Với sàn P1-N(1.4) sàn P1-N(1.6) tương ứng tải trọng 41 KN 55 KN bắt đầu xuất vết nứt bong tách hai lớp sàn Hình ảnh phá hoại sàn thể Hình PL 5.6(a,b,c) Hiện tượng bóc tách trượt lớp bê tông nhẹ (ở dưới) lớp bê tông nặng (ở trên) biến dạng tải trọng khác hai loại bê tông Lưu ý rằng, trường hợp sàn thí nghiệm khơng có thép neo hay có cấu tạo liên kết đặc biệt hai lớp dẫn đến tượng Độ võng thời điểm phá hoại sàn bê tông nhẹ P1-N(1.6) P1-N(1.4) thấp nhiều so với sàn bê tông thường (54,1 mm), tương ứng 63,5 53% Bê tông vùng nén bị phá hủy Vết nứt bê tông vùng chịu kéo a) Phá hủy bê tông sàn P1 Phá hủy tách trượt hai lớp Phá hủy tách trượt hai lớp b) Phá hủy tách hai lớp bê tông c) Phá hủy tách hai lớp bê tông sàn P1-N(1.6) sàn P1-N(1.4) Hình PL 5.6 Phá hủy bê tơng sàn thí nghiệm 5.3.2 Quan hệ tải trọng biến dạng bê tông Các biểu đồ quan hệ tải trọng biến dạng bê tông vùng kéo vùng nén (P – ε) tiết diện nhịp cấu kiện sàn thí nghiệm thể Hình PL 5.7 Các giá trị biến dạng cực hạn trạng thái làm việc đặc trưng sàn thí nghiệm thể Bảng PL 5.5 Có thể thấy biến dạng giới hạn PL-27 xuất vết nứt sàn thí nghiệm khác Tấm sàn bê tông thông thường P1 cho giá trị lớn (1,19 ‰), đến sàn P1-N(1.6) (1,16 ‰) sàn P1-N(1.4) (1,11 ‰) Đối với biến dạng độ võng cho phép biến dạng cực hạn vùng bê tơng chịu nén lại ngược lại Bê tông vùng chịu nén trạng thái làm việc đặc trưng sàn P1 lớn so với hai sàn bê tông nhẹ Điều bê tơng nhẹ có mơ đun đàn hồi lớn bê tông thường mà bê tông nhẹ có bê tơng vùng chịu kéo làm việc (như đường cong tải trọng-độ võng), việc mở rộng vết nứt vùng kéo chậm dẫn đến độ võng phát triển chậm nguyên nhân giảm ứng suất nén gây biến dạng bê tông vùng nén Biến dạng cực hạn sàn P1 2,01 ‰ tương đối sát với giá trị biến dạng cực hạn thường lấy bê tông thông thường theo TCVN 5574:2018 Với bê tông nhẹ P1-N(1.6) P1-N(1.4) biến dạng cực hạn bê tông 0,83 ‰ 0,57 ‰ giảm tương ứng 58,7% 71,6% so với mẫu bê tông thông thường thí nghiệm Hình PL 5.7 Quan hệ tải trọng – biến dạng kéo, nén bê tông sàn BTCT thí nghiệm Bảng PL 5.5 Các giá trị biến dạng tương đối bê tông trạng thái làm việc đặc trưng sàn BTCT thí nghiệm Biến dạng bê Biến dạng vùng Biến dạng cực tông vùng nén kéo cấu hạn bê tông STT Tên cấu kiện độ võng cho kiện bị nứt (‰) vùng nén (‰) phép (‰) Tấm sàn bê tông 0,19 -0,91 -2,01 thường (P1) Tấm sàn bê tông 0,16 -0.60 -0,83 nhẹ (P1-N(1.6) PL-28 Tấm sàn bê tông nhẹ (P1-N(1.4) 0,11 -0,46 -0,57 5.3.2.1 Quan hệ tải trọng bề rộng vết nứt Hình PL 5.8 trình bày sơ đồ vết nứt sàn thí nghiệm thời điểm tải trọng phá hủy Bề rộng vết nứt sàn thí nghiệm tiến hành đo đạc tác dụng tải trọng thể Hình PL 5.9 Tải trọng đo P1, P1-N(1.6) P1-N(1.4) thời điểm bề rộng vết nứt đo 0,3 mm (giá trị giới hạn chiều rộng vết nứt cho phép bê tông cốt thép theo TCVN 5574:2018) tương ứng 62, 60 46 KN P/4 P/4 P/4 P/4 P/4 P/4 P/4 P/4 P1 n1 P/4 P/4 P1-N (1.4) n1 P/4 P/4 P1-N (1.6) n1 Hình PL 5.8 Sơ đồ vết nứt mẫu sàn thí nghiệm Hình PL 5.9 Quan hệ tải trọng – bề rộng vết nứt sàn thí nghiệm Có thể thấy hai sàn bê tông nhẹ xuất nhiều vết nứt phân bố từ vị trí nhịp so với sàn bê tông thường Tuy nhiên, chiều rộng vết nứt hai bê tông nhẹ nhỏ so với chiều rộng vết nứt bê tông thường Bề rộng vết nứt sàn bê tông nhẹ P1-N(1.6) P1-N(1.4) 0,03 mm 0,10 mm so với 0,2 mm P1 Hai sàn bê tông nhẹ phát triển chiều rộng vết nứt chậm đều, vết nứt sàn bê tông thường phát triển nhanh Quan sát thời điểm phá hủy sàn thí nghiệm cho thấy, sàn bê tơng thường hình thành vết nứt rộng, độ võng lớn dẫn đến vùng chịu nén bị phá hủy, hai sàn bê tông nhẹ vết nứt vùng chịu kéo chiều rộng nhỏ nhiều, bê tông vùng chịu nén chưa bị phá hủy cấu kiện bị phá hủy so tách lớp trượt lớp bê tông nhẹ bên lớp bê tông thường đổ bù phía PL-29 5.4 KẾT LUẬN Qua kết nghiên cứu ứng xử sàn bê tông nhẹ bê tơng thường tải trọng đưa số kết luận sau: - Sự làm việc sàn BTCT thử nghiệm tải trọng chia làm hai giai đoạn giai đoạn đàn hồi (làm việc bê tông vùng kéo) giai đoạn làm việc cốt thép với bê tông vùng nén sau bê tông vùng kéo bị nứt Điểm khác sàn FAC-HSLWC so với sàn bê tơng thường bê tơng vùng chịu kéo tiếp tục làm việc với cốt thép sau xuất vết nứt làm việc cốt sợi PP FAC-HSLWC Đối với tầm sàn FAC-HSLWC thí nghiệm liên kết chưa tốt lớp bê tông FACHSLWC phía lớp bê tơng thường phía nên chế phá hoại sàn FAC-HSLWC thí nghiệm dự tách lớp trượt hai lớp bê tông chưa phải phá hủy vùng nén sàn bê tông thường; - Tải trọng xuất vết nứt sàn FAC-HSLWC thấp nhiều so với sàn bê tông thường, tải trọng độ võng cho phép (L/150) tải trọng cực hạn có xu hướng tương đương cao so với sàn bê tơng thường với bê tơng có cường độ chịu nén Tải trọng cực hạn sàn FAC-HSLWC lớn so với tải trọng cực hạn tính tốn thiết kế - Về độ võng tải trọng, độ võng sàn FAC-HSLWC phát triển nhanh giai đoạn đàn hồi sau phát triển chậm giai đoạn sau Điều chiều rộng vết nứt tốc độ mở rộng vết nứt sàn FACHSLWC nhỏ nhiều so với sàn bê tông thường Tại thời điểm phá hủy độ võng sàn FAC-HSLWC thấp nhiều so với sàn bê tông thường (bằng khoảng 63,5%) Về xuất hiện, phân bố kích thước vết nứt, sàn FAC-HSLWC xuất vết nứt sớm xuất nhiều vết nứt so sàn bê tông thường, sàn bê tông thường xuất vết nứt muộn vết nứt có chiều rộng lớn phát triển nhanh chiều dài chiều rộng Tại thời điểm phá hủy chiều rộng vết nứt sàn bê tông thường lớn nhiều so với sàn bê tông nhẹ