Vật liệu xây dựng mới

Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com TRUNG TÂM ĐÀO TẠO XÂY DỰNG VIETCONS CHƯƠNG TRÌNH MỖI NGÀY MỘT CUỐN SÁCH Trung tâm đào tạo xây dựng VIETCONS http://www.vietcons.org Tai ngay!!! Ban co the xoa dong chu nay!!! Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com Viện khoa học công nghệ xây dựng giao thông Trường ñại học GTVT Huuphamduy@gmail.com LỜI TÁC GIẢ Hiện xu giới Việt Nam ngày nâng cao chất lượng vật liệu, chất lượng công trình xây dựng cơng trình cầu đường Cuốn sách phần cung cấp cho ñộc giả kiến thức đại bê tơng xi măng, bê tơng cường độ cao, bê tơng át phan vật liệu Polime Các lý thuyết tiêu chuẩn trình bày sách Lần tái có bổ sung thêm kết nghiên cứu bê tơng năm 2003-2005 Sách dùng làm tài liệu học tập cho học viên cao học ngành Xây dựng Cơng trình Giao thơng, ngồi tài liệu tham khảo cho cán nghiên cứu kỹ sư Do thời gian trình độ có hạn, chắn sách cịn có thiếu sót Tác giả mong nhận ý kiến đóng góp độc giả đồng nghiệp để lần tái sau hồn thiện PGS.TS PHẠM DUY HỮU CÁC TỪ KHĨA Trung tâm đào tạo xây dựng VIETCONS http://www.vietcons.org Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com Phạm Duy Hữu; Vật liệu xây dựng mới; Bê tơng cường độ cao; Bê tơng chất lượng cao; Cấu trúc bê tông; Bê tông siêu dẻo; Bê tông asphalt; Vật liệu Polyme; Cốt sợi cacbon; Cốt sợi thủy tinh Trung tâm đào tạo xây dựng VIETCONS http://www.vietcons.org Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com CHƯƠNG CÁC YÊU CẦU CHUNG ðỐI VỚI BÊ TÔNG XI MĂNG PC LĂNG 1.1 Khái qt Bê tơng xi măng poóc lăng có thành phần xi măng poóc lăng, cốt liệu nhỏ, cốt liệu thô, chất phụ gia nước Thành phần bê tơng chế tạo theo u cầu cường độ, tính cơng tác theo u cầu riêng, đặc tính kết cấu… tiêu chuẩn vật liệu cơng trình Bê tơng xi măng pc lăng theo TCVN ACI ñược phân loại theo cường ñộ nén 28 ngày Tính cơng tác bê tơng phải ñảm bảo yêu cầu kỹ thuật quy định đặc biệt Bê tơng cổ điển có cường độ từ 10-20MPa Bê tơng thường có cường độ nén từ 20-50MPa, cịn bê tơng chất lượng cao cao có cường độ nén từ 50-200MPa Trong trường hợp đặc biệt u cầu tuổi 3, 7, 26 ngày Bê tơng có ba trạng thái (ướt, mềm, cứng rắn) trạng thái có yêu cầu riêng 1.2 Vật liệu ðể có bê tơng đảm bảo yêu cầu chất lượng vật liệu phải ñược ý ñầu tiên Yêu cầu vật liệu ñược quy ñịnh cho vật liệu chế tạo bê tông với yêu cầu kết cấu công nghệ chế tạo bê tơng thích hợp 1.2.1 Xi măng Pc lăng Xi măng poóc lăng phải phù hợp với yêu cầu tiêu chuẩn quốc gia theo tiêu chuẩn quốc tế khác Cường ñộ chịu nén theo ngày, cường ñộ chịu kéo, thành phần khống vật, thời gian ninh kết, tính ổn định thể tích độ bền u cầu Loại xi măng đặc biệt phù hợp với yêu cầu quy ñịnh ñặc biệt Nếu khơng có u cầu nêu quy ñịnh ñặc biệt xi măng phải phù hợp với yêu cầu AASHTO M85 loại I loại II TCVN Mác xi măng thường ñược xác ñịnh theo cường độ nén (xem bảng 1.1) Trung tâm đào tạo xây dựng VIETCONS http://www.vietcons.org Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com Nước Số hiệu 30 35 40 45 50 55 275 ðức Trung Quốc Nga 325 425 525 625 725 00 500 550 600 OPC Bảng 1.1 Tổng hợp loại xi măng giới Cường độ chịu nén Phương pháp thử MPa Kích thước, Vật liệu Tạo mẫu N/X 28 mm X/C=1/3 40x40x130 Rung 0.5 12 30 (250cm3) 15 35 20 40 25 45 25 50 25 55 1/2.5 40x40x160 0.44 16 28 (25cm3) 12 19 33 16 25 43 21 32 53 27 41 63 36 73 1/3 40x40x160 0.4 40 50 55 60 1/3 70.6 Chấn ñộng 12000 ±400.2' 0.4 - 23 - 42 bê tông 1/2.5/3.5 1/2.75 101.6 ñầm 0.6 - 13 - 30 50 ñầm 0.485 - 13 20 29 1/3 40x40x160 chấn ñộng 0.4 Anh OPC Mỹ Việt Nam OPC Type PC 30 PC 40 PC 50 Trung tâm đào tạo xây dựng VIETCONS http://www.vietcons.org 30 40 50 Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com Tất xi măng dùng việc chế tạo bê tơng đúc chỗ bề mặt phận giống kết cấu phải dùng loại Người kỹ sư phải xác ñịnh tỷ lệ hỗn hợp sở thử nghiệm thực với vật liệu ñược sử dụng cơng trình Các tỷ lệ phải đảm bảo để sản xuất bê tơng với hàm lượng xi măng nằm dung sai ±2,5% ñối với loại bê tơng sản xuất Lượng xi măng dùng phải lớn lượng xi măng tối thiểu nhỏ lượng xi măng tối ña tiêu chuẩn quy ñịnh để sản xuất bê tơng có độ dẻo tính gia cơng quy định mà khơng vượt hàm lượng nước tối ña Lượng xi măng tối thiểu 300kg/m3 Lượng xi măng tối đa 525kg/cm3 bê tơng Hàm lượng xi măng, hàm lượng nước, cốt liệu thơ, độ sụt trọng lượng gần ñúng cốt liệu nhỏ thơ loại bê tơng phải theo dẫn 1.2.2 Cốt liệu Khối lượng cốt liệu nhỏ thơ xác định thiết kế dựa phương pháp tính thí nghiệm quy định Nên sử dụng thể tích cốt liệu lớn đường kính cốt liệu thơ nhỏ Các khối lượng tương ñối cốt liệu nhỏ thơ tính với đơn vị xi măng dựa việc sử dụng cát thiên nhiên có mơ đun ñộ mịn phạm vi 2,6-3,2, phương pháp ñổ bê tông không cần ñến tần số chấn ñộng cao Khi dùng cát có cỡ hạt thơ, lượng tương ñối cốt liệu nhỏ phải tăng lên ðối với cát mịn lượng tương ñối cốt liệu nhỏ phải giảm Khối lượng cốt liệu tính kilơgam hàm lượng xi măng số lít nước quy định cần thiết cho loại bê tông Các tỷ lệ không ñược thay ñổi tiến hành dự án xây dựng Khối lượng theo mẻ cốt liệu ñược thiết kế cần ñược hiệu chỉnh khối lượng với ñộ ẩm thực tế Khi ñịnh lượng cốt liệu ñối với kết cấu có khối lượng bê tơng khơng lớn (15m3) khơng thể đạt tính dễ đổ dễ gia cơng mong muốn thay đổi khối lượng cốt liệu dùng phụ gia trường hợp hàm lượng xi măng định ban ñầu bị thay ñổi 1.2.3 Nước Trong cụng tỏc bờ tụng cốt thép thường, nước ñể bảo dưỡng, ñể rửa cốt liệu để trộn khơng có dầu khơng chứa q 1g/lít clorit Cl, khơng chứa q 1,3h/lít sunphát SO4 Ngồi u cầu trên, nước để bảo dưỡng bê tơng khơng ñược chứa tạp chất với lượng ñủ ñể làm màu bê tông ăn mũn bề mặt Trung tâm đào tạo xây dựng VIETCONS http://www.vietcons.org Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com 1.2.4 Phụ gia Hiện thường dùng phụ gia tăng dẻo, phụ gia giảm nước làm chậm rắn ñối với Bê tơng xi măng pc lăng, bê tơng ứng suất trước, kết cấu đúc sẵn ống bê tơng cốt thép Lượng phụ gia sử dụng phải phù hợp với liều lượng nhà sản xuất quy ñịnh, với chấp thuận người kỹ sư Lượng phụ gia sử dụng phải phạm vi 0,15 tới 0,25% tổng lượng xi măng cho mẻ đơn vị bê tơng trộn cho phép giảm hàm lượng xi măng tới tối ña 10% lượng quy ñịnh với yêu cầu cường độ nén Các phụ gia hóa chất, sử dụng phải phù hợp với yêu cầu AASHTO M194 Khơng dùng hố chất phụ gia ñặc biệt ñể thay xi măng, phụ gia chứa clorit Cl q 1% theo trọng lượng khơng sử dụng bê tông ứng suất trước bê tơng cốt thép Nếu dùng phụ gia để hút khơng khí, để giảm tỷ lệ nước - xi măng, để làm chậm làm tăng nhanh thời gian đơng cứng, ñể tăng nhanh phát triển cường ñộ chúng phải ñược sử dụng với tỷ lệ liều lượng nhà sản xuất khuyến cáo theo quy ñịnh quy ñịnh ñặc biệt theo dẫn người kỹ sư Liều lượng phụ gia phải ñược cân đong xác cho mẻ bê tơng phương pháp chấp thuận Trừ có quy định khác chất hút khơng khí, mẫu phụ gia kiến nghị sử dụng phải Nhà thầu nộp cho người kỹ sư trước ý ñồ sử dụng làm thử nghiệm xác ñịnh phù hợp với tính chất cần có Các phụ gia chưa qua thử nghiệm khơng sử dụng Mỗi loại phụ gia phải ổn định tính chất tồn qúa trình sử dụng vào cơng trình Nếu thấy chất phụ gia cung cấp không ổn ñịnh tính chất phải ngừng việc sử dụng Phụ gia pha chế dạng lỏng, phụ gia lỏng phải có đủ khả để đổ lần tồn khối lượng cần thiết cho mẻ trộn Phụ gia lỏng ñược vào nước trước ñổ vào mẻ trộn Nếu dùng nhiều loại phụ gia lỏng, loại phải ñược pha chế thiết bị riêng để chúng khơng chịu ảnh hưởng lẫn Chất hút khơng khí: Chất hút khơng khí cần phù hợp với quy ñịnh ASTM C260 Chất giảm nước: Khi sử dụng chất giảm nước liều lượng cho phép chất phụ gia không vượt liều lượng dẫn đến co ngót bê tơng khơ q 20% dùng bê tơng ứng suất trước đúc sẵn; 10% dùng bê tơng ứng suất trước ñổ chỗ; 10% dùng bê tơng mặt đường khơng có cốt thép Chất giản nước phải làm giảm yêu cầu nước bê tông ñó cho ớt 7% dựng với liều lượng tối đa mà nhà sản xuất khuyến cáo Khơng dùng chất làm chậm đơng cứng với liều lượng lớn lượng mà nhà sản xuất khuyến cáo, không nhiều Trung tâm đào tạo xây dựng VIETCONS http://www.vietcons.org Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com mà liều lượng ñể ñạt ñược việc làm chậm mong muốn Cường độ bê tơng chứa chất phụ gia với lượng người kỹ sư ñịnh tuổi 48 lâu khơng nhỏ cường độ bê tơng tương tự khơng có chất phụ gia Phụ gia khơng ảnh hưởng có hại đến hàm lượng khơng khí bê tơng 1.3 u cầu bê tơng giai đoạn đơng cứng 1.3.1 u cầu cường ñộ nén Yêu cầu cường ñộ nén yêu cầu quan trọng tối thiểu ñối với bê tơng trạng thái cứng rắn Cường độ bê tơng phụ thuộc vào lượng nước, công nghệ chế tạo bê tông, thành phần chất lượng thi công bê tông Khi chất lượng bê tơng định cường ñộ nén, cần xác ñịnh chất lượng cách thử mẻ thử vật liệu thiết kế xác với thiết bị trộn phương thức thi cơng dự định cho dự án Việc đổ bê tơng có cường độ quy định khơng bắt ñầu nhà thầu sản xuất mẻ thử theo thiết kế hỗn hợp ñược sử dụng phù hợp với yêu cầu cường ñộ mẻ thử Cường độ bê tơng xác định mẫu hỡnh trụ hỡnh lập phương có kích thước 15cm Cường ñộ nén trung bỡnh ba mẫu thử bờ tụng ñúc liên tiếp, phải lớn cường ñộ nén quy ñịnh tuổi 28 ngày tuổi quy ñịnh cụ thể 3,7,14 90 ngày khơng có q mẫu thử có cường ñộ nhỏ cường ñộ quy ñịnh mẫu thử phải có cường độ 90% cường ñộ quy ñịnh thử nghiệm theo AASHTO theo tiêu chuẩn quốc gia Với mẻ vật liệu thử yêu cầu thiết bị trộn, phương thức kích cỡ vật liệu phải giống sử dụng công trỡnh Cường độ bê tơng dùng cho cơng trỡnh ñược xác ñịnh từ thử nghiệm mẫu thử Một thử nghiệm cường độ phải gồm có cường ñộ trung bỡnh tối thiểu mẫu thử, chế ñộ từ vật liệu lấy từ khối bê tơng Khi mẫu thử cho thấy rừ việc lấy mẫu thử nghiệm khụng ñúng ñắn, mẫu thử phải loại bỏ thử nghiệm cường ñộ phải lấy cường ñộ cỏc mẫu cũn lại Các mẫu bê tơgn thử nghiệm bảo dưỡng ñịa ñiểm làm việc ngày sau mang đến điểm thử mẫu ñó ñược bảo dưỡng theo ñộ ẩm tiêu chuẩn thời gian thử nghiệm Trong trường hợp cần thêm số liệu sử dụng phương pháp khơng phá hoại mẫu 1.3.2 Yêu cầu biến dạng Bê tơng cần có mơ đun đàn hồi thích hợp biến dạng từ biến co ngót phù hợp với kết cấu Trung tâm đào tạo xây dựng VIETCONS http://www.vietcons.org Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com 1.4 u cầu bê tơng trạng thái ướt Sau nhào trộn bê tông trạng thái ướt cần có dẻo định để đảm bảo việc vận chuyển Bê tơng ướt cần đảm bảo độ ñồng không phân tầng phân ly ðộ dẻo, không phân ly phân tầng tiêu chất lượng đảm bảo việc đổ khn, đầm bê tơng dễ dàng mà tạo bê tơng có độ chặt cần thiết Do u cầu sử dụng loại phụ gia để điều chỉnh ñộ sụt thời gian giữ ñộ sụt, thời gian rắn chắc, ninh kết ðộ dẻo bê tông ñược xác ñịnh côn Abram với bê tông dẻo dụng cụ đo độ cứng với bê tơng cứng (độ sụt ≈ cm) với bê tơng cứng, ñộ dẻo bê tông ñược xác ñịnh thời gian để đầm bê tơng tính giây ðộ dẻo bê tông cứng khoảng 60-120 giây (bê tơng siêu cứng đầm lu chấn động dùng xây dựng đường) Bê tơng dẻo siêu dẻo thường có độ sụt, thử theo Abram biến ñổi từ 410cm 10-20cm Các loại bê tông dẻo siêu dẻo thường có tỷ lệ N/X = 0,3 - 0,4 có sử dụng phụ gia dẻo siêu dẻo, trường hợp ñặc biệt cso thể dùng N/X ñến 0,25 ðộ sụt thường từ 8-20cm Với bê tơng tự đầm cần xác định độ chảy sụt (D ≥ 80cm) thời gian chảy dụng cụ thí nghiệm Yêu cầu sau trộn xong bê tông phải có độ dẻo phù hợp với u cầu độ dẻo phải giữ ñược ñộ dẻo thời gian từ 30-60 phút Mức ñộ giảm ñộ dẻo thời gian không nên 10% trạng thái ướt bê tơng cần giữ nước, tốc độ bay chậm ñể tránh gây nứt trạng thái ướt ðảm bảo ñược yêu cầu khó khăn phải kiểm tra thường xun q trình chế tạo bê tông ðảm bảo yêu cầu chắn tạo bê tơng có chất lượng cao 1.5 u cầu bê tơng trạng thái mềm Bê tơng cần tránh bị tác động học gây nứt trạng thái cần bảo dưỡng chặt chẽ để phát triển cường độ, tránh co ngót lớn gây nứt (do nước) 1.6 Các yêu cầu khác Ngồi bốn u cầu bê tơng đặc biệt phải thoả mãn u cầu đặc biệt Với bê tơng làm cầu, tuỳ theo cơng nghệ u cầu cường độ bê tơng đảm bảo tuổi 3,7,14,28 56 ngày Bê tông cho cầu lớn thường yêu cầu có cường độ cao tuổi sớm (3,7 ngày) Bê tơng cơng trình thủy cơng thường u cầu ñộ chống thấm cao Bê tông khu vực nối ghép cầu khơng co ngót nở rắn Bê tơng kết cấu Trung tâm đào tạo xây dựng VIETCONS http://www.vietcons.org Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com nhiều cốt thép kết cấu có nhiều góc cạnh khơng có khả đầm cần có tính tự đặc lại (gọi bê tơng tự đầm) 1.7 u cầu điều kiện bảo dưỡng bê tông Việc bảo dưỡng bê tông nhằm tạo mơi trường để bê tơng phát triển cường ñộ phải tuân theo quy ñịnh riêng Phương pháp nước: Bê tông phải giữ liên tục ẩm ướt cách tưới nước thời gian tối thiểu ngày sau bê tơng đúc Có thể sử dụng bơng, giẻ, thảm cát ẩm phủ lên làm mơi trường bảo dưỡng để giữ ẩm thời gian bảo dưỡng Khi sử dụng bông, giẻ, thảm cát phủ lên ñể giữ ñộ ẩm cách tưới nước với vòi nước tạo lớp sương không thành tia nước bề mặt bê tơng phủ mơi trường bảo dưỡng ðộ ẩm với vịi phun khơng đưa trực tiếp áp lực vào bê tông không phép tích tự bề mặt bê tơng với khối lượng lớn để tạo dịng tràn bề mặt Cuối thời kỳ bảo dưỡng bề mặt bê tông phải làm thứ Phương pháp màng bảo dưỡng chống thấm: Bề mặt bê tông lộ hồn thiện phải phun nước, dùng vịi phun mù tạo thành lớp sương khơng phải thành tia, bê tơng đơng cứng, sau phủ màng bảo dưỡng Màng bảo dưỡng phải giữ chỗ thời gian khơng 72 Giấy chống nước phải giữ phù hợp với yêu cầu kỹ thuật AASHTO M139 Các dẻo (polietilen) phải phù hợp với quy ñịnh AASHTO M171 Giấy chống thấm nước màng dẻo phải làm thành có bề rộng đủ để phủ tồn bề mặt bê tơng Tất khe nối phải gắn kín với xi măng cho khe nối không thấm nước Khe nối phải phủ lên 10cm CÂU HỎI ƠN TẬP Trình bày vật liệu thành phần để chế tạo bê tơng xi măng; Các yêu cầu bê tông trạng thái khác Trung tâm đào tạo xây dựng VIETCONS http://www.vietcons.org Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com * Chống cháy tạo lớp phủ + Chống cháy chống ngăn phải : lắp ñặt cẩn trọng, dùng cho vùng gắn kết + Thi công lớp phủ để chống tia cực tím lý thẩm mĩ : dùng sơn vữa xi măng Tấm sợi Sika Wrap- lớp phủ khô * Dry Wrapping - Là sợi thi cơng áp lên mặt mà không cần phải làm ướt (thi công khô) - Thi công tay, không cần htiết bị tạo bão hồ - Q trình thi cơng - Dễ bốc dỡ, vận chuyển - Hiệu kinh tế ñối với dự án nhỏ * Thành phần hệ Sika Dry Wrap - SikaWrap Hex – 230C: dạng thảm có sợi bon xếp ñồng hướng - SikaWrap Hex – 43g (VP): dạng thảm có sợi thuỷ tinh xếp ñồng hướng - SikaDur – 30: + Epoxy dạng thixotricpic hai thành phần bão hoà keo họ nhựa thơng + Cùng chất kết dính giống SikaDur – 30 hạt lấp ñầy (ñộn) nhỏ * Cắt sợi SikaWrap - Cắt thành kích mong muốn, dùng dao sắc kéo chuyên dụng - Không ñược gập, PCSC * SikaDur – 330 Trộn: - Trộng riêng thùng - ðổ thành phần A vào B - Trộn với tốc ñộ thấp phúc - ðổ vào thùng - Trộn thêm phút Gắn kết: Cần 0.7 ñến 1.2 kg/m2 * Dán thảm sợi - ðặt sợi vào nơ ñã quýet SikaDur – 330 - Dùng lăn nhựa khơng thấm - Lăn đến chất dẻo xùi 117 Trung tâm đào tạo xây dựng VIETCONS http://www.vietcons.org Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com - Hai mép chồng lên 100 mm sợi dọc * Tạo lớp phủ - Dùng khoảng 0.5 kg/m2 thêm vào hộp - Cần tạo vài ba lớp - Nếu điều kiện khơng cho phép đợi sau 12 giờ, rửa bề mặt nước trước thi công lớp - Lớp phủ kết dính: quét thêm lớp SikaDur – 30 với thạch anh Tấm sợi SikaWrap – Lớp phủ ướt * Wet Wrapping - Tấm sợi ñược thi cơng mặt cịn ướt - Dùng chất bão hồ - Hiệu cơng trình lớn - Phần lớn sử dụng ñể gia cố cột * Prime SikaDur Hex – 300: Cần 0.6kg/m2 7.2 Nghiên cứu thực nghiệm 7.2.1 Mục đích nghiên cứu Như phần ñã trình bày, cần nghiên cứu thực nghiệm ñể quan sát dạng phá hoạt kết cấu ñã gia cường sợi bon, chiều dài Polime sợi bon Trạng thái ứng suất ñã xác ñịnh khả tham gia chịu lực kết cấu xét thơng qua hệ số gia cường Hệ số gia cường cường độ: P KB = g Po Trong đó: P0 – lực gây mô men mẫu không gia cường Pg – Lực gây mơ men trạng thái có gia cường Hệ số gia cường ñộ võng: f Kv = g f0 Trong đó: fg, f0 - ðỗ võng trạng thái trạng thái có gia cường Hệ số gia cường ứng suất: Kσ = σg σo 7.2.2 Kế hoạch thực nghiệm: Chế tạo mẫu thử nghiệm bê tơng M300 với kích thước mẫu 10 x10 x60 cm (mẫu chuẩn theo TCVN quốc tế) Mẫu có bố trí cốt thép dọc cốt thép đai Φ với a=10cm 118 Trung tâm đào tạo xây dựng VIETCONS http://www.vietcons.org Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com Tuổi bê tông : 28 ngày, ñược chế tạo xi măng Hoàng Thạch Cờp phối hạt theo tiêu chuẩn TCVN Sợi Polime bon : Loại M, b=6 cm, h=1,4 mm, (M614) Keo liên kết: SikaDur (3) Tấm Polime ñược dán với chiều dài Polime sợi bon 0,25; 40; 51cm Sơ ñồ ñặt tải sơ đồ đặt 1/3 L, theo hình vẽ sau 119 Trung tâm đào tạo xây dựng VIETCONS http://www.vietcons.org Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com Vị trí điểm 1,2,3,4,5,6,7 theo sơ đồ Ký hiệu mẫu thử sau: Chiều dài PCSC Ký hiệu mẫu (không dán PCSC) 3,6,8 L= 25cm 1,9,10 L=40cm 11,12 L=51cm 2,7 120 Trung tâm đào tạo xây dựng VIETCONS http://www.vietcons.org Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com 121 Trung tâm đào tạo xây dựng VIETCONS http://www.vietcons.org Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com Quan ứng suất bê tông sợi PCSC 122 Trung tâm đào tạo xây dựng VIETCONS http://www.vietcons.org Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com Quan hệ biến dạng cực dại cấp tải trọng với chiều dài lớp dán PCSC 7.2.3 Các dạng phá hoại mẫu thử : - Vết nứt: Vết nứt thường xuất phạm vi vùng tăng cường Pllime sợi bon Sau phát triển thẳng lên có xu hướng bật lớp bê tơng phía Polime sợi bon 123 Trung tâm đào tạo xây dựng VIETCONS http://www.vietcons.org Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com Vì Polime cốt thép bê tơng mẫu thử chưa ñược khai thác hết nên lớp bê tông vùng chịu nến ñiểm ñặt tải thường bị phá hoại sau xuất vết nứt vùng kéo - Trạng thái phá hoại cuối dầm bị gãy ỏ 1/3 (xem hình ảnh) 7.2.4 Nhận xét kết thực nghiệm Qua nghiên cứu thực nghiệm cho thấy - Hệ số Kb nên chọn từ 1,3-1,5 ñể ñảm bảo gia cường tốt phần chịu kéo mà tổng thể kết cấu làm việc tốt - Tấm Polime sợi bon tỏ dính bám tốt với bê tông làm việc chung với bê tông tốt - Do tượng phá hoại bật lớp bê tông PCSC nên kết cấu ñặc biệt ñể chống việc cần nghiên cứu tiếp tục - ứng suất bê tông vùng nén vùng kéo thả (giả ñịnh) phù hợp với ứng suất bê tơng - Vì lớp Polime sợi bon có mơ đun đàn hồi với cường ñộ cao, nên ứng suất thường thấp, R=500 -800 Như chiếm 2,5 %0 -4%0 so với ứng suất phá hoại Polime Như việc bố trí Polime tồn mặt đáy kết cấu(như thí nghiệm làm) khơng cần thiết Trong kết cấu cụ thể nên bố trí có khoảng cách định Khoảng cách 2b (b- bề rộng tấm) thông thường đến 15-20cm để khai thác hết khả chịu lực Polime sợi bon - Về mặt kết cấu: chiều dài lớp gia cường nên kéo suốt chiều dài kết cấu khơng vết nứt thay đổi vị trí ngồi phần gia cường 7.3 Cơng nghệ Polime sợi bon 7.3.1 Mục đích – giới hạn cơng nghệ Cơng nghệ biên soạn phục vụ cho việc gia cường kết cấu cầu BTCT với ñiều kiện mác bê tơng≥ 200 Nhiệt độ thi cơng (khơng khí) nhỏ 350C lớn 150C ðộ PH≥ 10, vật liệu sử dụng keo epoxy 30, sợi bon loại M, S H Thi công ñiều kiện kết cấu cần khô (không ẩm nước) Trong trường hợp cần thi công công trình cụ thể điều kiện thực tế khơng phù hợp phải lập lại cơng nghệ cho phù hợp Công nghệ bao gồm bước sau: 10 bước 1.1 Khảo sát cơng trình 1.2 Chuẩn bị vật liệu 1.3 Chuẩn bị thiết bị 124 Trung tâm đào tạo xây dựng VIETCONS http://www.vietcons.org Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com 1.4 Làm nhám bề mặt bê tông, tạo rãnh 1.5 Chế tạo kéo E30 1.6 Cắt làm Polime sợi bon 1.7 Bôi kéo lên bề mặt bê tông bề mặt sợi bon 1.8 Dán sợi bon bê tông 1.9 Lớp phủ bảo vệ, thi công lớp bịt vết nứt 1.10 Kiểm tra chất lượng 7.3.2 Các bước công nghệ Trước tiến hành sửa chữa cầu cần tiến hành ñăng ký trạng thái “0” cơng trình u cầu bước xác định cường độ bê tơng, độ võng kết cấu, số lượng, ñộ mở rộng chiều sâu vết nứt, ño nhiệt ñộ môi trường, khảo sát mặt thi cơng, xác định vị trí bảo quản keo cuộn sợi bon Lưu ý kho chứa phải ñảm bảo phịng hoả tốt keo sợi bon dễ bị cháy Tiến hành xác ñịnh ñường vận chuyển vật liệu đến cơng trình Chuẩn bị vật liệu Vật liệu E30 sợi bon phải ñược tập kết công trường trước ngày Tiến hành kiểm tra độ dính bán keo với bề mặt bê tơng nên nhổ mẫu có bơi keo mà lớp bê tơng kết cấu bị bóc theo tạo thành hình nấm loại keo có độ dính bám đảm bảo Thiết kế thi công Thiết bị thi công bao gồm: dụng cụ trộn keo thép xoắn, máy trộn theo tiêu chuẩn, dao cắt sợi bon, axeton, 1kg vải cho 1m dài sợi bon, bàn gỗ phẳng thép có chiều dài chiều dài sợi bon dự ñịnh dùng, thiết bị ñể tạo chiều dày lớp keo hợp lý, hai ba bàn lăn cao su, ñến thờ nề ñể trét keo vào bê tông, máy thông tin liên lạc, hệ thống ñiện, mũ bảo hộ lao ñộng, găng tay ñặc biệt kính bảo hộ lao động, trang để bảo vệ mắt mũi cho công nhân ðể tạo lớp bảo vệ cần chuẩn bị thiết bị tiêm keo vào vết nứt bê tông : máy khoan, máy bơm keo, thùng trộn keo thiết bị che nắng Thiết bị thi cơng phải kiểm tra theo quy định hành có tỷ lệ thiết bị dự trữ khoảng 25 % Làm nhám, tạo rãnh bê tông cũ Bề mặt kết cấu bê tơng cầu cần định vị xác vị trí dán sợi bon Dùng dụng cụ học tạo rãnh bề mặt bê tông Bề rộng rãnh bề rộng PCSC, chiều sâu rãnh khoảng 2-3mm Dùng ép thổi 125 Trung tâm đào tạo xây dựng VIETCONS http://www.vietcons.org Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com bề mặt rãnh Rửa nước nóng thổi nước để khô thời gian khoảng 8-10 chế tạo keo E30 Keo E30 gồm thành phần A B ñược chứa hai hộp riêng Trước sử dụng trộn chất A B khuyâý máy trộn có cần trộn thép xoắn Khơng trộn cần thẳngvì làm cho khơng khí bị lẫn vào kéo trộn Nhiệt độ pha trộn keo nên từ 20 – 35oC Cắt làm PCSC Tấm Polime sợi bon ñược chế tạo nhà máy cuộn lại thành cuộn 200 – 250m Dỡ cuộn PCSC bàn, dùng khăn sách lau bề mặt tấm, khăn ñược làm ướt exeton Lau cho ñến khăn khơng cịn màu đen PCSC làm bẩn Bơi keo ðặt PCSC lên bàn với phần có chữ Tạo lớp keo E30 lên bề mặt toàn sợi bon Chiều dày lớp keo khoảng – 3mm Dùng bay trét keo E30 vào rãnh ñã ñược chuẩn bị sẵn với chiều dày lớp keo khoảng – 2mm Dán Chuyển PCSC có keo dán vào bề mặt kết cấu bê tơng Dùng rulơ cao su để tạo phẳng Sau dán xong PCSC nằm hoàn toàn rãnh Làm sách mép rãnh Lớp phủ bảo vệ, lớp bịt vết rứt Ba ngày sau dán PCSC, tiến hành lớp bảo vệ PCSC Lớp phủ vữa xi măng, tốt loại keo biến tính gốc xi măng silicát Lớp bảo vệ làm cho kết cấu ñẹp Thời gian bảo dưỡng kết cấu: ngày ñiều kiện thường, ngày dùng thiết bị điện tạo nhiệt để kéo chóng rắn Sau cho kết cấu làm việc bình thường Trong trường hợp kết cấu cũ có vết nứt an> 0,2mm cần bịt kín chúng keo epoxy theo công nghệ thông thường trước thi công lớp bảo vệ bề mặt kết cấu 126 Trung tâm đào tạo xây dựng VIETCONS http://www.vietcons.org Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com 10 Kiểm tra kết cấu Theo tính tốn thí nghiệm cho thấy: lớp PCSC làm việc chung với kết cấu cũ lớp cốt thép Vì áp dụng phương pháp thiết bị quy ñịnh cho thử nghiệm kết cấu cầu bê tơng để kiểm tra Các tiêu chí ñể kiểm tra là: xếp tải theo quy ñịnh, xác ñịnh ñộ võng kết cấu mới, xác ñịnh biến dạng khu vực quy ñịnh, ñăng ký trạng thái vết nứt mới, ño ñộ mở rộng vết nứt ñộ sâu vết nứt, quan sát tượng bong hai đầu PCSC Căn vào tiêu chí để đánh giá cơng nghệ Thời gian kiểm tra: ðợt 1: Sau thi công xong ngày tiến hành thử tải ðợt 2: Sau tháng khai thác Sau kiểm tra định kỳ theo quy định tu kiểm tra cơng trình thơng thường 7.4 Kết luận – kiến nghị 7.4.1 Kết luận Sau nghiên cứu lý thuyết thực nghiệm mẫu thử cơng trình thực tế Các nhà nghiên cứu vật liệu rút số kết luận sau: 1- Kết cấu ñược tăng cường Polime sợi bon có khả chịu lực cao kết cấu cũ rõ rịng Tuy nhiêm mức độ tăng khoảng 1.5 – 1.5 lần so với kết cấu cũ – Ứng suất PCSC ñạt từ 150 – 800 daN/cm2 Như hiệu suất sử dụng chưa cao – Các kết cấu sau tăng cường PCSC, khai thác với tải trọng cũ không thấy xuất vết nứt – Phương pháp tính tốn tăng cường kết cấu cầu Polime sợi bon dùng phương pháp tính hành thiết kế cầu bê tông cốt thép – Cơng nghệ thi cơng khơng q phức tạp, có tính khả thi điều kiện khí hậu trình ñộ công nghệ Việt Nam – Giá thành PCSC cịn cao, xong trường hợp khơng dùng giải pháp gia cường khác áp dụng cơng nghệ rút ngắn thời gian thi cơng đảm bảo chất lượng cơng trình, cơng trình vừa gia cường vừa phải khai thác 7.4.2 Kiến nghị Với cơng trình cầu BTCT có dấu hiệu hư hỏng nên áp dụng cơng nghệ Polime sợi bon 127 Trung tâm đào tạo xây dựng VIETCONS http://www.vietcons.org Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com Có thể áp dụng cơng nghệ Polime sợi bon cho việc gia cường kết cấu nhà hầm BTCT có hiệu Cần thử nghiệm thêm việc gia cường Polime sợi bon cho kết cấu BTCT sử dụng cốt thép dự ứng lực CÂU HỎI ÔN TẬP Tổng quan vật liệu cacbon; Khái niệm, phân loại, tính chất phạm vi ứng dụng vật liệu polyme cốt cacbon; ðánh giá kết nghiên cứu thực nghiệm số cơng trình sử dụng vật liệu polyme cốt sợi cacbon; 128 Trung tâm đào tạo xây dựng VIETCONS http://www.vietcons.org Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com TÀI LIỆU THAM KHẢO PGS.TS Phạm Duy Hữu: Bê tơng cường độ cao, Thơng tin KHKT ðại học GTVT số 1, Hà Nội, 1992 Phạm Duy Hữu - B.I.Salômetốp: Biện pháp tăng cường tuổi thọ ñộ tin cậy BTCT ñường sử dụng Polime, Bản tiếng Nga – MIIT, Matxcơva, 1989 Báo cáo ñề tài NCKH cấp Bộ Giáo dục ðào tạo: Bê tơng cường độ cao – 1999 High performance concrete: prroperties and applications S.P.Shah – 1995 State of the Art Report on high – Strength concrete (Báo cáo trình độ phát triển khoa học kỹ thuật bê tơng cường độ cao) – ACI – 363 – 92 – 1988 Properties of concrete – A.M Neville – London – 1984 F.de Larrard, R Le Roy – Module Materiau Beton – Pari 1993 Mix design methods for asphalt conrerte –A.C – 1993 Fracois de Larrad Extension du domaine dappli cation des reglement de calcul BAEL/BPEL aux betons 80 MPa LCPC Paris – 1996 10 M VIRLOGEUX, J BARON SAUTEREY LES BETONG AHAUTES PERFORMANCES DU METERIAU L’ouvlage – Paris 1990 Desing Asprets of Concrete Structure Strengthned with Externally Bonded CFRP Plates Ferdinand, S.Rostaly Zuric – Thụy Sỹ – 1999 11 Phạm Duy Hữu – Báo cáo ñề tài NCKH cấp Bộ năm 2001 Tăng cường cầu Polime sợi bon – Hà Nội – 2001 12 Tiêu chuẩn ngành GTVT Tiêu chuẩn thiết kế chế tạo bê tơng cường độ cao M60 – M80 từ xi măng PC40 – Hà Nội – 2000 13 Tiêu chuẩn Việt Nam 2000 14 Tính tốn kết cấu BTCT theo ACI, NXB Giao thơng 2001 129 Trung tâm đào tạo xây dựng VIETCONS http://www.vietcons.org Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com MỤC LỤC LỜI TÁC GIẢ CHƯƠNG CÁC YÊU CẦU CHUNG ðỐI VỚI BÊ TƠNG XI MĂNG PC LĂNG 1.1 Khái quát 1.2 Vật liệu 1.3 Yêu cầu bê tơng giai đoạn đơng cứng 1.4 u cầu bê tơng trạng thái ướt 1.5 u cầu bê tơng trạng thái mềm 1.6 Các yêu cầu khác 1.7 Yêu cầu ñiều kiện bảo dưỡng bê tông CHƯƠNG CẤU TRÚC VÀ CƯỜNG ðỘ CỦA BÊ TÔNG XI MĂNG 2.1 Cấu trúc vi mô bê tông 10 2.2 Các giai đoạn hình thành cấu trúc vi mơ hỗn hợp bê tơng: chia thành giai ñoạn sau: 14 2.3 Trên sở cấu trúc vi mơ đánh giá yếu tố ảnh hưởng tới u cầu cường độ bê tơng 14 2.4 Cường độ bê tơng 18 CHƯƠNG 19 BÊ TÔNG CƯỜNG ðỘ CAO SIÊU DẺO (BÊ TÔNG CƯỜNG ðỘ CAO THẾ HỆ 1) 22 3.1 Tổng quan 22 3.2 Cấu trúc bê tơng siêu dẻo cường độ cao 23 3.3 Nguyên tắc bê tông cường độ cao tăng nhanh q trình đơng rắn 24 3.4 ảnh hưởng phụ gia siêu dẻo đến tính chất lý bê tông 28 CHƯƠNG 40 BÊ TÔNG CƯỜNG ðỘ CAO 40 4.1 Tổng quan bê tơng cường độ cao 41 4.2 Các đặc tính bê tơng Microsilica cường độ cao 43 4.3 Giới thiệu muội Silic phụ gia siêu dẻo 44 4.4 Thiết kế thành phần bê tông theo phương pháp ACI 53 4.5 Các nghiên cứu thực nghiệm kết 54 4.6 Nhận xét kết 55 4.7 Bê tông cường ñộ cao M70 56 130 Trung tâm đào tạo xây dựng VIETCONS http://www.vietcons.org Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com 4.8 Áp dụng thử nghiệm cơng trình 57 4.9 Kết cường độ thực tế thành phố Hồ Chí Minh (Cầu Hoàng Hoa Thám) 61 4.10 Các nghiên cứu bê tơng cường độ cao có cường ñộ nén ñến 100Mpa 62 CHƯƠNG 64 THIẾT KẾ THÀNH PHẦN BÊ TÔNG XI MĂNG 64 5.1 Các phương pháp thiết kế thành phần bê tông 64 5.2 Phương pháp tính tốn thành phần bê tơng 70 CHƯƠNG 78 BÊ TÔNG ÁT PHAN 78 6.1 Phân loại bê tông át phan yêu cầu tiêu lý bê tông át phan – 22 TCN249-98 78 6.2 Yêu cầu chất lượng vật liệu ñể chế tạo hỗn hợp bê tơng át phan 80 6.3 Con đường nâng cao tính ổn định bê tơng át phan điều kiện khí hậu nóng 87 6.4 Lựa chọn thành phần vật liệu khống để chế tạo bê tông át phan 98 6.5 Thiết kế thành phần bê tông át phan theo phương pháp AC (viện bê tông át phan Mỹ) 106 CHƯƠNG 110 TẤM POLIME CỐT SỢI CÁC BON (PCSC) 110 7.1 Vật liệu Polime sợi bon 112 7.2 Nghiên cứu thực nghiệm 118 7.3 Công nghệ Polime sợi bon 124 7.4 Kết luận – kiến nghị 127 TÀI LIỆU THAM KHẢO 129 MỤC LỤC 130 131 Trung tâm đào tạo xây dựng VIETCONS http://www.vietcons.org