Tôi tên Nguyễn Thanh Hải đã hoàn thành LVTHS “Đánh giá bằng thực nghiệm cường độ chịu kéo khi ép chẻ của bê tông cường độ siêu cao (UHPC)” xin cam kết: Kết quả của luận văn này được hướng dẫn khoa học bởi TS. Lê Hoàng An. Kết quả trong luận văn chính xác, và chưa được công bố trong bất kì công trình nào khác. Luận văn được hỗ trợ thông qua đề tài quỹ khoa học quốc gia (Nafosted) mã số 107.012019.325.
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ GIAO THÔNG VẬN TẢI TRƯỜNG ĐẠI HỌC GTVT TP HỒ CHÍ MINH _ NGUYỄN THANH HẢI ĐÁNH GIÁ BẰNG THỰC NGHIỆM CƯỜNG ĐỘ CHỊU KÉO KHI ÉP CHẺ CỦA BÊ TÔNG CƯỜNG ĐỘ SIÊU CAO (UHPC) LUẬN VĂN THẠC SĨ TP Hồ Chí Minh, tháng 12 năm 2021 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ GIAO THÔNG VẬN TẢI TRƯỜNG ĐẠI HỌC GTVT TP HỒ CHÍ MINH _ NGUYỄN THANH HẢI ĐÁNH GIÁ BẰNG THỰC NGHIỆM CƯỜNG ĐỘ CHỊU KÉO KHI ÉP CHẺ CỦA BÊ TÔNG CƯỜNG ĐỘ SIÊU CAO (UHPC) LUẬN VĂN THẠC SĨ TP Hồ Chí Minh, tháng 12 năm 2021 i LỜI CẢM ƠN Tôi xin gởi lời cám ơn chân thành đến thầy TS Lê Hồng An nhiệt tình hướng dẫn tơi hồn thành luận văn Thạc sĩ Ngồi ra, chân thành cảm ơn thầy cô giáo Khoa Kỹ thuật xây dựng Viện đào tạo sau đại học hỗ trợ suốt thời gian học TP Hồ Chí Minh, ngày 01 tháng 12 năm 2021 Nguyễn Thanh Hải ii LỜI CAM ĐOAN Tôi tên Nguyễn Thanh Hải hoàn thành LVTHS “Đánh giá thực nghiệm cường độ chịu kéo ép chẻ bê tông cường độ siêu cao (UHPC)” xin cam kết: - Kết luận văn hướng dẫn khoa học TS Lê Hoàng An - Kết luận văn xác, chưa cơng bố cơng trình khác - Luận văn hỗ trợ thông qua đề tài quỹ khoa học quốc gia (Nafosted) mã số 107.01-2019.325 TP Hồ Chí Minh, ngày 01 tháng 12 năm 2021 Nguyễn Thanh Hải iii MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN I DANH MỤC HÌNH .V DANH MỤC BẢNG VI DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT VII MỞ ĐẦU 1 SỰ CẦN THIẾT CỦA LUẬN VĂN: CHỈ TIÊU NGHIÊN CỨU: ĐỐI TƯỢNG - PHẠM VI NGHIÊN CỨU: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU : CƠ SỞ KHOA HỌC VÀ Ý NGHĨA THỰC TẾ: BỐ CỤC CỦA LUẬN VĂN: CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN CƠ SỞ KHOA HỌC 1.1 CÁC ĐẶC ĐIỂM ĐẶC TRƯNG CỦA UHPC 1.1.1.Định nghĩa UHPC 1.1.2.Thành phần cấp phối UHPC 1.1.3.Một số đặc điểm học UHPC 10 1.1.3.1.Ứng xử chịu nén 10 1.1.3.2.Ứng xử chịu kéo uốn 12 1.1.3.3.Độ bền 16 1.1.3.4.Ứng dụng UHPC .18 1.2 CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐO KHẢ NĂNG CHỊU KÉO CỦA BÊ TÔNG UHPC 21 1.3 CÁC MƠ HÌNH DỰ ĐỐN fspl 25 1.4 TỔNG QUAN CÁC NGHIÊN CỨU TƯƠNG TỰ 27 CHƯƠNG 2: CƠNG TÁC THÍ NGHIỆM 36 2.1 LỰA CHỌN CẤP PHỐI 36 iv 2.2 TRỘN VÀ ĐÚC MẪU THÍ NGHIỆM 38 2.3 CÔNG TÁC BẢO DƯỠNG VÀ MÀI MẪU 45 2.4 CƠNG TÁC THÍ NGHIỆM NÉN VÀ ÉP CHẺ 46 CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ ĐÁNH GIÁ THÍ NGHIỆM ÉP CHẺ 49 3.1 KẾT QUẢ CƯỜNG ĐỘ ÉP CHẺ 49 3.2 HÌNH DẠNG PHÁ HOẠI 53 3.3 TÁC ĐỘNG CỦA CÁC KIỂU CỐT SỢI KHÁC NHAU ĐẾN FSPL 58 3.4 ẢNH HƯỞNG CỦA V SỢI ĐẾN fspl 62 3.5 ĐÁNH GIÁ CÁC MƠ HÌNH DỰ ĐỐN CƯỜNG ĐỘ ÉP CHẺ 65 KẾT LUẬN & KIẾN NGHỊ 76 KẾT LUẬN 76 KIẾN NGHỊ 78 TÀI LIỆU THAM KHẢO 80 v DANH MỤC HÌNH Hình 1.1 Mơ tả UHPC Hình 1.2 Nguyên lý cấp phối bê tông UHPC Hình 1.3 Vi cấu trúc SEM UHPC [5] 10 Hình 1.4 So sánh đường cong US – BD chịu nén loại bê tông (Schneider 2006 [8]) 11 Hình 1.5 So sánh UHPC có sợi khơng sợi [9] .12 Hình 1.6 Thí nghiệm kéo trực tiếp mẫu UHPC [15] 13 Hình 1.7 So sánh đường cong fut– bề rộng vết nứt UHPC NSC, HSC [9] .14 Hình Khả uốn UHPC 15 Hình 1.9 So sánh độ bền UHPC bê tông HSC, NSC (Sohail et al 2021 [11]) .18 Hình 1.10 Một số ứng dụng UHPC Việt Nam (nguồn web: http://uhpc.com.vn) .21 Hình 1.11 Ứng xử tổng quát UHPC kéo trực tiếp [12] 22 Hình 1.12 Mơ hình thí nghiệm ép chẻ đề xuất Graybeal (2006) [25] 28 Hình 1.13 Thí nghiệm ép chẻ thực El-Helou et al (2014) [21] 28 Hình 1.14 Tác động thể tích sợi V đến fspl nghiên cứu El-Din et al (2016) [20] 29 Hình 1.15 Kết đo đạc fspl thực Bae et al (2017) [19] 30 Hình 1.16 Thí nghiệm ép chẻ theo Goaiz et al (2018) [23] 31 Hình 1.17 Kết thí nghiệm ép chẻ Smarzewski (2017) [32] 32 Hình 1.18 Kết thí nghiệp ép chẻ RPC Raza et al (2020) [26] 33 Hình 1.19 Thí nghiệm ép chẻ nhóm Wang et al (2018) [36] 34 Hình 2.1 Thành phần cấp phối UHPC 38 Hình 2.2 Máy trộn bê tơng cường độ siêu cao UHPC 39 Hình 2.3 Trình tự trộn bê tơng UHPC khơng sợi có sợi 42 Hình 2.4 Đúc mẫu bê tơng hình trụ 100x200 mm 44 Hình 2.5 Cơng tác bảo dưỡng mài mẫu 46 Hình 2.6 Mẫu để thí nghiệm đo fc’ 47 Hình 2.7 Thí nghiệm ép chẻ 47 vi DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 Chỉ tiêu học bê tông UHPC so sánh với NSC, HSC .19 Bảng 1.2 Một số ứng dụng UHPC giới (nguồn: (1) web: http://dura.com.my (2) web: http://hi-con.com 20 Bảng 1.3 Biện pháp thí nghiệm (TN) xác định fut UHPC UHPFRC 24 Bảng 1.4 Giá trị hệ số k n số tiêu chuẩn (TC) 26 Bảng 1.5 Tổng hợp mơ hình dự đốn cường độ chịu kéo ép chẻ 26 Bảng 3.1 Kết thí nghiệm cường độ ép chẻ loại mẫu cường độ chịu nén tương ứng 50 Bảng 3.2 Các kết fspl UHPC UHPFRC thu thập số tiêu chuẩn nghiên cứu giới 52 Bảng 3.3 Tổng hợp mơ hình dự đốn fspl ép chẻ TC thiết kế 66 Bảng 3.4 Tổng hợp mơ hình dự đốn fspl đề xuất nghiên cứu 67 Bảng 3.5 So sánh cường độ ép chẻ dự đoán từ tiêu chuẩn kết thí nghiệm .69 Bảng 3.6 So sánh cường độ ép chẻ dự đốn từ tiêu chuẩn kết thí nghiệm (tiếp theo) 70 Bảng 3.7 : So sánh cường độ ép chẻ dự đoán từ tiêu chuẩn kết thí nghiệm (tiếp theo) 70 Bảng 3.8 So sánh fspl dự đốn từ mơ hình tác giả đề xuất kết đo đạc 72 Bảng 3.9 So sánh fspl dự đốn từ mơ hình tác giả đề xuất kết đo đạc (tiếp theo) 73 Bảng 3.10 So sánh fspl dự đốn từ mơ hình tác giả đề xuất kết đo đạc (tiếp theo) 73 Bảng 3.11 So sánh fspl dự đốn từ mơ hình tác giả đề xuất kết đo đạc (tiếp theo) 74 Bảng 3.12 So sánh fspl dự đốn từ mơ hình tác giả đề xuất kết đo đạc (tiếp theo) 75 vii DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT Từ viết tắt UHPC UHPFRC fspl fc , fc’ fut NSC HSC Ec Vf, V lf df RPC fspl, dd fspl, tn N/X Nội dung Ultra –high performance concrete Fiber reinforced ultra-high performance concrete Cường độ chịu kéo ép chẻ Cường độ chịu nén Cường độ chịu kéo uốn Normal strength concrete High strength concrete Mô đun đàn hồi Hàm lượng sợi Chiều dài sợi Đường kính sợi Reactive powder concrete Cường độ ép chẻ dự đoán Cường độ ép chẻ thí nghiệm Tỉ lệ nước xi măng viii 69 - Các tiêu chuẩn dự đoán fspl cho mẫu UHPFRC sử dụng sợi tổng hợp xác sử dụng sợi thép - Trong tiêu chuẩn tiêu chuẩn SNZ 3101 CEB-FIB có dự đốn xác với tỉ số k trung bình 0.38 (lệch 62%), tiêu chuẩn Mode Code 1990 cho có dự đốn xác với tỉ số k trung bình 0.82 (lệch 18%) Bảng So sánh cường độ ép chẻ dự đốn từ tiêu chuẩn kết thí nghiệm ACI 318-14 SNZ 3101 DIN 1045-1 fc fspl,tn (MPa) (MPa) fspl,dđ k fspl,dđ k fspl,dđ k NF 124.24 7.09 6.24 0.88 4.01 0.57 6.12 0.86 SF1 142.57 12.13 6.69 0.55 4.30 0.35 6.42 0.53 SF2 159.84 17.08 7.08 0.41 4.55 0.27 6.67 0.39 HF1 136.13 11.65 6.53 0.56 4.20 0.36 6.32 0.54 HF2 150.31 14.78 6.87 0.46 4.41 0.30 6.54 0.44 BF1 132.86 8.80 6.45 0.73 4.15 0.47 6.26 0.71 BF2 144.79 10.72 6.74 0.63 4.33 0.40 6.45 0.60 PVAF1 136.68 9.68 6.55 0.68 4.21 0.43 6.33 0.65 PVAF2 147.03 11.98 6.79 0.57 4.37 0.36 6.49 0.54 PPF1 137.11 9.49 6.56 0.69 4.22 0.44 6.33 0.67 PPF2 149.68 11.94 6.85 0.57 4.40 0.37 6.53 0.55 HYF 155.47 16.11 6.98 0.43 4.49 0.28 6.61 0.41 Loại mẫu Trung bình 0.60 0.38 0.58 Độ lệch chuẩn 0.13 0.08 0.13 70 Bảng So sánh cường độ ép chẻ dự đoán từ tiêu chuẩn kết thí nghiệm (tiếp theo) Loại fc fspl,tn mẫu (MPa) (MPa) NF 124.24 SF1 Mode Code JSCE 2010 AS 3600 fspl,dđ k fspl,dđ k fspl,dđ k 7.09 5.51 0.78 5.73 0.81 4.46 0.63 142.57 12.13 5.78 0.48 6.28 0.52 4.78 0.39 SF2 159.84 17.08 6.00 0.35 6.77 0.40 5.06 0.30 HF1 136.13 11.65 5.69 0.49 6.09 0.52 4.67 0.40 HF2 150.31 14.78 5.88 0.40 6.50 0.44 4.90 0.33 BF1 132.86 8.80 5.64 0.64 5.99 0.68 4.61 0.52 BF2 144.79 10.72 5.81 0.54 6.34 0.59 4.81 0.45 PVAF1 136.68 9.68 5.69 0.59 6.10 0.63 4.68 0.48 PVAF2 147.03 11.98 5.84 0.49 6.41 0.53 4.85 0.40 PPF1 137.11 9.49 5.70 0.60 6.12 0.64 4.68 0.49 PPF2 149.68 11.94 5.87 0.49 6.48 0.54 4.89 0.41 HYF 155.47 16.11 5.95 0.37 6.65 0.41 4.99 0.31 Trung bình 0.52 0.56 0.58 Độ lệch chuẩn 0.12 0.11 0.13 Bảng : So sánh cường độ ép chẻ dự đoán từ tiêu chuẩn kết thí nghiệm (tiếp theo) Loại fc fspl,tn mẫu (MPa) (MPa) NF 124.24 SF1 Mode Code 1990 CEB-FIP ACI-363R-10 fspl,dđ k fspl,dđ k fspl,dđ k 7.09 8.37 1.18 7.57 1.07 6.58 0.93 142.57 12.13 9.17 0.76 8.30 0.68 7.04 0.58 SF2 159.84 17.08 9.90 0.58 8.97 0.52 7.46 0.44 HF1 136.13 11.65 8.89 0.76 8.05 0.69 6.88 0.59 HF2 150.31 14.78 9.50 0.64 8.60 0.58 7.23 0.49 BF1 132.86 8.80 8.75 0.99 7.92 0.90 6.80 0.77 71 BF2 144.79 10.72 9.27 0.86 8.39 0.78 7.10 0.66 PVAF1 136.68 9.68 8.92 0.92 8.07 0.83 6.90 0.71 PVAF2 147.03 11.98 9.36 0.78 8.48 0.71 7.15 0.60 PPF1 137.11 9.49 8.94 0.94 8.09 0.85 6.91 0.73 PPF2 149.68 11.94 9.47 0.79 8.58 0.72 7.22 0.60 HYF 155.47 16.11 9.72 0.60 8.80 0.55 7.36 0.46 Trung bình 0.82 0.38 0.63 Độ lệch chuẩn 0.17 0.08 0.14 Bảng 3.6 thể so sánh cường độ ép chẻ dự đốn từ mơ hình đề xuất bảng 3.4 cường độ ép chẻ đo từ thí nghiệm Các nhận xét đạt từ kết so sánh bảng 3.6 sau: - Các mơ hình tác giả cho dự đốn cường độ ép chẻ với độ xác nhiều so với tiêu chuẩn với giá trị trung bình tỉ số k cao - Mơ hình El-Din et al (2016) Xu and Shi (2009) cho kết dự đoán cao kết đo đạc từ thí nghiệm với giá trị bình quân tỉ số k 1.05 (dự đoán cao 5%) 1.15 (dự đoán cao 15%) Như mơ hình El-Din et al (2016) có kết dự đốn sát với kết đo từ thí nghiệm với độ chênh lệch 5% Lí giải thích mơ hình xét đầy đủ tham số thể tích sợi, đường kính chiều dài sợi hệ số dính bám loại sợi với bê tông Trong mơ hình cịn lại tham số xét khơng đầy đủ - Ngồi mơ hình El-Din et al (2016) Xu and Shi (2009) tất mơ hình cịn lại có dự đốn thấp với giá trị bình quân tỉ số k khoảng 0.56 – 0.90 (tức dự đoán thấp 10% - 44%) - Đối với mơ hình dự đốn thấp kết thí nghiệm mơ hình Musmar (2013) cho kết xác với tỉ số k 0.90 tức chênh lệch trung bình thấp so với kết đo từ thí nghiệm 10% 72 - Các mơ hình Song Hwang (2004), Musmar (2013), Thomas Ramaswamy (2007), Narayanan Darwish (1987), Guler et al (2018), Rashid et al (2002), Choi and Yuan (2005), Ramadoss (2008), Nilson (1987), Mokhtarzadeh French (2000) cho kết dự đoán cường độ ép chẻ mẫu UHPC khơng sợi xác với độ chênh lệch so với kết thí nghiệm khoảng 1% - 6% - Trong hai mô hình dự đốn xác Musmar (2013) El-Din et al (2016) thấy mơ hình El-Din et al (2016) có chênh lệch cao 33% so với kết đo từ thí nghiệm trường hợp mẫu UHPC khơng sợi, tính trung bình mơ hình cao trung bình 5% Do nhận xét mơ hình mơ hình Musmar (2013) mơ hình dự đốn tốt sử dụng để dự đoán cường độ ép chẻ cho UHPC UHPFRC Mơ hình El-Din et al (2016) áp dụng cho mẫu UHPFRC Tuy nhiên cần kiểm chứng hai mơ hình cho số lượng kết thí nghiệm nhiều Bảng So sánh fspl dự đoán từ mơ hình tác giả đề xuất kết đo đạc Loại mẫu fc fspl,tn Wafa and Song and Musmar (MPa) (MPa) Ashour Hwang (2013) (1992) (2004) fspl,dđ k fspl,dđ k fspl,dđ k NF 124.24 7.09 6.46 0.91 7.02 0.99 6.69 0.94 SF1 142.57 12.13 6.96 0.57 7.55 0.62 10.27 0.85 SF2 159.84 17.08 7.39 0.43 8.02 0.47 14.16 0.83 HF1 136.13 11.65 6.80 0.58 7.38 0.63 9.97 0.86 HF2 150.31 14.78 7.17 0.49 7.78 0.53 13.60 0.92 BF1 132.86 8.80 6.72 0.76 7.29 0.83 9.92 1.13 BF2 144.79 10.72 7.04 0.66 7.64 0.71 13.49 1.26 PVAF1 136.68 9.68 6.81 0.70 7.40 0.76 9.14 0.94 PVAF2 147.03 11.98 7.09 0.59 7.70 0.64 11.68 0.98 73 PPF1 137.11 9.49 6.82 0.72 7.41 0.78 7.03 0.74 PPF2 149.68 11.94 7.16 0.60 7.77 0.65 7.34 0.61 HYF 155.47 16.11 7.25 0.45 7.87 0.49 11.81 0.73 Trung bình 0.62 0.68 0.90 Độ lệch chuẩn 0.13 0.14 0.17 Bảng So sánh fspl dự đốn từ mơ hình tác giả đề xuất kết đo đạc (tiếp theo) Loại fc fspl,tn Thomas and El-Din et al Narayanan mẫu (MPa) (MPa) Ramaswamy (2016) and Darwish (2007) (1987) fspl,dđ k fspl,dđ k fspl,dđ k NF 124.24 7.09 7.02 0.99 9.44 1.33 6.91 0.98 SF1 142.57 12.13 9.72 0.80 12.75 1.05 8.93 0.74 SF2 159.84 17.08 12.63 0.74 14.88 0.87 10.32 0.60 HF1 136.13 11.65 9.46 0.81 12.24 1.05 8.59 0.74 HF2 150.31 14.78 12.15 0.82 14.12 0.96 9.79 0.66 BF1 132.86 8.80 9.39 1.07 10.88 1.24 8.43 0.96 BF2 144.79 10.72 12.03 1.12 12.11 1.13 9.52 0.89 PVAF1 136.68 9.68 8.87 0.92 11.04 1.14 8.45 0.87 PVAF2 147.03 11.98 10.77 0.90 12.10 1.01 9.37 0.78 PPF1 137.11 9.49 7.38 0.78 10.42 1.10 7.56 0.80 PPF2 149.68 11.94 7.71 0.65 11.38 0.95 8.18 0.69 HYF 155.47 16.11 9.01 0.56 13.06 0.81 9.27 0.58 Trung bình 0.85 1.05 0.77 Độ lệch chuẩn 0.16 0.14 0.13 Bảng 10 So sánh fspl dự đốn từ mơ hình tác giả đề xuất kết đo đạc (tiếp theo) Loại fc fspl,tn Guler et al Arioglu et al Rashid et al mẫu (MPa) (MPa) (2018) (2006) (2002) fspl,dđ k fspl,dđ k fspl,dđ k 74 NF 124.24 7.09 7.45 1.05 8.14 1.15 7.00 0.99 SF1 142.57 12.13 10.30 0.85 8.87 0.73 7.56 0.62 SF2 159.84 17.08 13.09 0.77 9.54 0.56 8.06 0.47 HF1 136.13 11.65 9.87 0.85 8.62 0.74 7.36 0.63 HF2 150.31 14.78 12.43 0.84 9.17 0.62 7.78 0.53 BF1 132.86 8.80 6.72 0.76 8.49 0.96 7.26 0.83 BF2 144.79 10.72 8.00 0.75 8.96 0.84 7.62 0.71 PVAF1 136.68 9.68 6.67 0.69 8.64 0.89 7.38 0.76 PVAF2 147.03 11.98 7.66 0.64 9.05 0.76 7.69 0.64 PPF1 137.11 9.49 6.18 0.65 8.66 0.91 7.39 0.78 PPF2 149.68 11.94 6.75 0.57 9.15 0.77 7.77 0.65 HYF 155.47 16.11 6.86 0.43 9.37 0.58 7.93 0.49 Trung bình 0.74 0.79 0.68 Độ lệch chuẩn 0.15 0.16 0.14 Bảng 11 So sánh fspl dự đoán từ mơ hình tác giả đề xuất kết đo đạc (tiếp theo) Loại fc fspl,tn Choi and Ramadoss Xu and Shi mẫu (MPa) (MPa) Yuan (2005) (2008) (2009) fspl,dđ k fspl,dđ k fspl,dđ k NF 124.24 7.09 6.69 0.94 7.22 1.02 11.49 1.62 SF1 142.57 12.13 7.16 0.59 7.80 0.64 12.88 1.06 SF2 159.84 17.08 7.59 0.44 8.31 0.49 14.17 0.83 HF1 136.13 11.65 7.00 0.60 7.60 0.65 12.40 1.06 HF2 150.31 14.78 7.36 0.50 8.03 0.54 13.46 0.91 BF1 132.86 8.80 6.92 0.79 7.50 0.85 12.15 1.38 BF2 144.79 10.72 7.22 0.67 7.87 0.73 13.05 1.22 PVAF1 136.68 9.68 7.01 0.72 7.62 0.79 12.44 1.29 PVAF2 147.03 11.98 7.28 0.61 7.93 0.66 13.22 1.10 PPF1 137.11 9.49 7.03 0.74 7.63 0.80 12.47 1.31 PPF2 149.68 11.94 7.34 0.61 8.01 0.67 13.42 1.12 HYF 155.47 16.11 7.48 0.46 8.19 0.51 13.84 0.86 75 Trung bình 0.64 0.70 1.15 Độ lệch chuẩn 0.14 0.15 0.22 Bảng 12 So sánh fspl dự đốn từ mơ hình tác giả đề xuất kết đo đạc (tiếp theo) Loại mẫu fc fspl,tn (MPa) (MPa) Zain et al Olsen Nilson Mokhtarzadeh (2002) (1990) (1987) and French (2000) fspl,dđ k fspl,dđ k fspl,dđ k fspl,dđ k NF 124.24 7.09 6.36 0.90 5.87 0.83 6.91 0.98 6.68 0.94 SF1 142.57 12.13 6.67 0.55 6.29 0.52 7.40 0.61 7.28 0.60 SF2 159.84 17.08 6.92 0.41 6.66 0.39 7.84 0.46 7.82 0.46 HF1 136.13 11.65 6.57 0.56 6.15 0.53 7.23 0.62 7.07 0.61 HF2 150.31 14.78 6.79 0.46 6.46 0.44 7.60 0.51 7.53 0.51 BF1 132.86 8.80 6.51 0.74 6.07 0.69 7.15 0.81 6.96 0.79 BF2 144.79 10.72 6.71 0.63 6.34 0.59 7.46 0.70 7.35 0.69 PVAF1 136.68 9.68 6.58 0.68 6.16 0.64 7.25 0.75 7.09 0.73 PVAF2 147.03 11.98 6.74 0.56 6.39 0.53 7.52 0.63 7.42 0.62 PPF1 137.11 9.49 6.59 0.69 6.17 0.65 7.26 0.77 7.10 0.75 PPF2 149.68 11.94 6.78 0.57 6.45 0.54 7.59 0.64 7.51 0.63 HYF 155.47 16.11 6.86 0.43 6.57 0.41 7.73 0.48 7.69 0.48 Trung bình 0.60 0.56 0.66 0.65 Độ lệch chuẩn 0.13 0.12 0.14 0.13 76 KẾT LUẬN & KIẾN NGHỊ Kết luận Đề tài đánh giá thực nghiệm fspl mẫu hình trụ trịn 100x200 mm cho bê tơng UHPC UHPFRC có cường độ chịu nén khoảng 124.24 MPa đến 159.84 MPa với năm loại sợi khác tương ứng với tỉ lệ 1% 2% Một số kết luận rút sau: Cường độ ép chẻ fspl bình quân đạt khoảng 7.09 MPa đến 17.08 MPa ứng với hàm lượng sợi khoảng 0% - 2% Kết thỏa mãn tiêu chí đề xuất nghiên cứu khác giới mà học viên thu thập được, gần với số liệu cung cấp công ty Dura (một công ty chuyên sản xuất cấu kiện UHPC Malaysia); Dưới tác dụng lực ép chẻ tất mẫu có sợi bị phá hoại dẻo với hình dáng ban đầu giữ nguyên có vết nứt phát triển, lúc mẫu khơng sử dụng sợi bị phá hoại giịn phân mảnh thành hai nửa; Nhìn chung mẫu có sợi tổng hợp cho bề rộng vết nứt độ dài vết nứt nhỏ so với loại mẫu có sợi thép, mẫu sử dụng sợi hỗn hợp (HYF) cho bề rộng bề dài vết nứt tương đối nhỏ so sánh với mẫu khác; Phân loại hình dạng phá hoại đặc trưng mẫu khơng có sợi có - Mẫu khơng sợi (UHPC) vết nứt mẫu bị tách sợi: thành hai nửa theo chiều dài vết nứt điểm lực ép chẻ cực đại - Mẫu có sợi (UHPFRC) khơng bị phân thành hai mảnh chi lực ép chẻ đạt cực đại Các vết nứt phân loại sau: (1) vết nứt chịu nén vùng ép dạng vỡ mảnh; (2) vết nứt lực ép chẻ vị trí mặt cắt; (3) vết nứt phụ thứ hai vị trí khác khơng trùng với vị trí mặt cắt 77 Mức độ tăng fspl mẫu UHPFRC so với mẫu UHPC định lượng sau: - Cường độ fspl mẫu SF1 SF2 tăng tương ứng 71.16% 141.06% - Cường độ fspl mẫu HF1 HF2 tăng tương ứng 64.47% 108.59% - Cường độ fspl mẫu BF1 BF2 tăng tương ứng 24.13% 51.24% - Cường độ ép chẻ mẫu PVAF1 PVAF2 tăng tương ứng 35.56% 69.06% - Cường độ fspl mẫu PPF1 PPF2 tăng tương ứng 33.87% 68.46% - Cường độ fspl mẫu HYF tăng 127.3% Mẫu sử dụng 2% sợi thép thẳng (SF2) cho cường độ fspl tăng nhiều nhất, mẫu sử dụng 1% (BF1) sợi Basalt cho cường độ ép chẻ tăng Thứ tự mức độ tăng cường độ fspl mẫu UHPFRC so với mẫu UHPC không sợi sau: - Khi sử dụng 1% sợi: SF1 > HF1 > PVAF1 > PPF1 > BF1 - Khi sử dụng 2% sợi: SF2 > HYF > HF2 > PVAF2 > PPF2 > BF2 Cường độ fspl cực hạn tăng thể tích sợi tăng Một số kết định lượng mức độ tăng fspl tăng thể tích sợi từ 1% lên 2% sau: - Khi sử dụng sợi thép thẳng hai đầu (SF) fspl tăng 40.85% - Khi sử dụng sợi thép có móc hai đầu (HF) fspl tăng 26.83% - Khi dùng sợi Basalt (BF) fspl tăng 21.83% - Khi dùng sợi PVA (PVAF) fspl tăng 23.79% - Khi dùng sợi PP (PPF) fspl tăng 25.84% Nhìn chung sử dụng sợi hỗn hợp 2% cho hiệu đáng kế làm tăng cường độ fspl so với sợi đơn 1% Việc sử dụng sợi hỗn hợp cách thay phần sợi tổng hợp sợi thép cho hiệu việc tăng cường độ fspl lớn; 78 Nhìn chung việc sử dụng sợi thép cho fspl lớn so với sợi tổng Tất tiêu chuẩn có dự đốn nhỏ nhiều so với hợp; cường độ ép chẻ thí nghiệm với giá trị bình quân thấp 62% đến 18% so với kết đo từ thí nghiệm Trong tiêu chuẩn tiêu chuẩn SNZ 3101 CEB-FIB có dự đoán sai lệch với giá trị dự đốn trung bình thấp 62%, tiêu chuẩn Mode Code 1990 có dự đốn xác với giá trị dự đốn trung bình thấp 18%; Các mơ hình tác giả cho dự đốn cường độ fspl với độ xác nhiều so với dự đốn từ tiêu chuẩn Cơng thức El-Din et al (2016) cho kết dự đoán sát với thí nghiệm với giá trị dự đốn bình qn cao giá trị thí nghiệm 5% Trong mơ hình dự đốn thấp thí nghiệm mơ hình Musmar (2013) xác với giá trị dự đốn bình qn thấp so với kết thí nghiệm 10%; Cơng thức Musmar (2013) có dự đốn gần dùng để dự đoán cường độ fspl cho UHPC UHPFRC Mơ hình El-Din et al (2016) áp dụng cho mẫu UHPFRC Kiến nghị Đề tài nghiên cứu thực nghiệm cường độ chịu ép chẻ mẫu hình trụ trịn 100x200 mm năm loại sợi khác Các đánh giá dự đoán cường độ ép chẻ từ tiêu chuẩn nghiên cứu khác áp dụng cho kết thực nghiệm Do hạn chế đó, số kiến nghị cho hướng nghiên cứu tương tự sau: - Thí nghiệm ép chẻ cho mẫu có kích thước hình dáng khác (ví dụ mẫu hình trụ trịn 150x300 mm, mẫu hình lập phương ); - Nghiên cứu thêm nhiều loại sợi với hình dạng, kích thước hình học khác (như nhiều loại chiều dài đường kính sợi, sợi có hình dạng xoắn ), phối sợi hỗn hợp theo nhiều kiểu khác nhau; 79 - Đánh giá tiêu chuẩn mơ hình dự đốn ứng suất ép chẻ cho nhiều kết đo đạc thực nghiệm nữa; - Thiết lập mơ hình dự đốn cường độ chịu ép chẻ cho UHPC UHPFRC với loại sợi khác nhau; ép chẻ; Nghiên cứu đo đường cong lực – biến dạng ngang thí nghiệm 80 TÀI LIỆU THAM KHẢO I Tiếng anh [1] (SETRA) (2002): Bétons fibrés ultra-hautes performances, Recommandations provisoires, Janvier, France [2] FHWA (2018): Tính ứng xử vật liệu bê tơng siêu tính [3] JSCE Guidelines for concrete No.9 [4] Scott, D.A., et al (2007): Impact of steel fiber size and shape on the mechanical properties of ultra-high performance concrete Technical report (ERDC) [5] Schmidt, M (2012): Sustainable building with ultra high performance concrete – Research program in Germany 3rd International Symposium on UHPC and Nanotechnology for high performance construction materials, Kassel, March 7-9 [6] Schmidt, M et al (2015): Sustainable Building with Ultra-High Performance Concrete No 22, kassel university press GmBH, Germany, 2015 [7] Tue, N.V (2008): Precast element made of UHPC - From Research to Application Presentation.http://www.set.eesc.usp.br/2enpppcpm/apresentacoes_pdf/Palestras.p df/UHPC.pdf [8] Schneider (2006): Zum tragverhalten kurzer, umschnürter, kreisförmiger, druckglieder aus ungefasertem UHFB PhD Dissertation, University of Leipzig [9] Xue, J., et al (2020): Review of ultra-high performance concrete and its application in bridge engineering J Const.Mater.Build., 26, 119844 [10] Tue, N.V (2008): Modular truss construction made of Ultrahigh Performance Concrete 3rd ACF International Conference ACF/VCA 2008: pp 1239-1244 [11] Sohail, M G., et al (2020) Durability characteristics of high and ultra-high performance concretes J Buld.E., 101669 doi:10.1016/j.jobe.2020.101669 [12] Shin, J (2017): Ultra-High Performance Concrete (UHPC) Precast Segmental Bridges: Flexural Behaviour and Joint Design PhD dissertation [13] Chen, W.F (1970): Double punch test for tensile strength of concrete J ACI Mater., 67, 993-995 [14] ASTM Standard C 496–90: Test Method for Splitting Tensile Strength of Cylindrical Concrete Specimens [15] Fehling, E et al (2014): Ultra-High Performance Concrete: Fundamental – Design – Example, Wilhelm Ernst & Sohn 81 [16] ACI (2014): Building code requirements for structural concrete and commentary [17] An and Fehling (2017): Influence of steel fiber content and type on the uniaxial tensile and compressive behavior of UHP Constr.Build Mater J 153 (2017) 790-806 [18] Arιoglu, N et al (2006): Evaluation of ratio between splitting tensile strength and compressive strength for concretes up to 120 MPa and its application in strength criterion ACI Mater J 103(1) (2006) 18–24 [19] Bae, B.L et al (2017): Indirect tensile strength of UHSC reinforced with steel fibres and its correlation with compressive strength J Magaz.Concr., 69(15) 772-786 [20] El-Din, et al (2016): Effect of Steel Fibers on Behavior of Ultra High Performance Concrete First International Interactive Symposium on UHPC [21] El-Helou et al (2014): Ultra-High Performance Fiber-Reinforced Concrete: Extensive Material Characterization, Model Validation, and Structural Simulations Presentation at ACI Fall 2014 Convention [22] Fib (2013): Model Code for Concrete Structures 2010 [23] Goaiz, H A et al (2018): Experimental Evaluation of Tensile Strength Test Methods for Steel Fibre Reinforced Concrete Mag Concret R J., 71(8) 1–42 [24] Goaiz, H.A et al (2018): Quality Evaluation Tests for Tensile Strength of Reactive Powder Concrete J Mater Civ Eng., 30(5) [25] Graybeal, B.A (2006): Practical Means for Determination of the Tensile Behavior of Ultra-High Performance Concrete Journal of ASTM International 3(8): 1-9 [26] Raza, S S et al (2020): Effect of different fibers (steel fibers, glass fibers, and carbon fibers) on mechanical properties of reactive powder concrete Struct.Con J., doi:10.1002/suco.201900439 [27] JSCE (2007): Standard Specifications for Concrete Structures – Design [28] Narayanan, R., and Darwish, I.Y.S (1987): Use of steel fibers as shear reinforcement ACI Struct J., 84(3): 216–227 [29] Shafieifar et al (2017): Experimental and numerical study on mechanical properties of Ultra High Performance Concrete (UHPC) Constr.Build Mater J, 156: 402-411 82 [30] SNZ 3101:2006 (2006): Concrete structures standard [31] Guler, S et al (2018): Strength prediction models for steel, synthetic, and hybrid fiber reinforced concretes Struct.Con J.,: 1-18 [32] Smarzewski, P (2017): Effect of Curing Period on Properties of Steel and Polypropylene Fibre Reinforced Ultra-High Performance Concrete doi:10.1088/1757-899x/245/3/032059 [33] Song and Hwang (2004): Mechanical properties of high-strength steel fiberreinforced concrete Constr.Build Mater J., 18(9): 669–673 [34] Thomas, J., and Ramaswamy (2007): Mechanical properties of steel fiberreinforced concrete J Mater Civ En., 19(5): 385–392 [35] Wafa and Ashour (1992): Mechanical properties of high-strength fiber reinforced concrete ACI Mater J., 89(4): 449–455 [36] Wang et al (2018): Influence of splitting load on transport properties of ultra-high performance concrete Constr.Build Mater.J.,doi:10.1016/j.conbuildmat.2018.03 [37] Musmar (2013): Tensile strength of steel fiber reinforced concrete Contemporary Engineering Sciences 6(5): 225-237 [38] Ali et al (2015): Evaluation of the splitting tensile strength in plain and steel fiber reinforced concrete based on the compressive strength Constr.Build Mater.J.,98: 519-529 [39] Ramadoss (2015): Correlation of compresive strength and other engineering properties of high-performance steel fiber-reinforced concrete J Mater Civ Eng., 27(1): 04014114 [40] Web: http://www.dura.com.my II.Tiếng việt [41] Bùi Đức Vinh cộng (2011): Đặc tính vật lý học bê tơng hiệu siêu cao có khơng có cốt liệu lớn Tạp chí KHCN HCM [42] TS Trần Bá Việt cộng (2015): “ Phân tích ứng xử bê tơng cốt sợi thép tính siêu cao” Tạp chí KHCN XD, số 1/2015 [43] Phạm Duy Hữu cộng (2011): “Nghiên cứu vật liệu chế tạo bê tông cường độ siêu cao (UHPC)” Tạp chí GTVT số 07/2011 83 [44] Nguyễn Cơng Thắng cộng sự: “Nghiên cứu chế tạo bê tông chất lượng siêu cao sử dụng vật liệu sẵn có Việt Nam”, Tạp chí XD, Bộ XD số 12/2012 [45] Nguyễn Văn Tuấn cộng (2017):“Bê tông chất lượng siêu cao – Ultra high performance concrete” Sách NB XD [46] TCVN 8862:2011 [47] TCVN 3119 : 1993 [48] TCVN 9204:2012 [49] TCVN 3118:1993 [50] TCVN 3015:1993 [51] Trần Bá Việt, Lê Xuân Lâm (2015): “ Nghiên cứu ảnh hưởng hàm lượng sợi thép đến tính chất bê tơng tính siêu cao” Tạp chí KH&CN VN, 2(7)/2015 [52] Lê Trung Thành (2017): Ảnh hưởng kích thước mẫu đến khả chịu uốn bê tông chất lượng siêu cao Tạp chí KHCNXD, 9/2017