Nghiên cứu thực nghiệm đánh giá khả năng chịu nén đúng tâm của cột bê tông cốt thép có sử dụng cốt liệu từ bê tông cũ

Tác giả Trang 4 Sinh ngày: 16/02/1986 Quê quán: Thái Bình Nơi công tác: Trƣờng Đại học Lạc Hồng Tác giả xin cam đoan công trình nghi n cứu với đề t i: “Nghiên cứu thực nghiệm đánh giá

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC LẠC HỒNG VŨ NGỌC THÀNH NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG CHỊU NÉN ĐÚNG TÂM CỦA CỘT BÊ TÔNG CỐT THÉP CÓ SỬ DỤNG CỐT LIỆU TỪ BÊ TÔNG CŨ LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT XÂY DỰNG Đồng Nai - 2023 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC LẠC HỒNG -***** - VŨ NGỌC THÀNH NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG CHỊU NÉN ĐÚNG TÂM CỦA CỘT BÊ TƠNG CỐT THÉP CĨ SỬ DỤNG CỐT LIỆU TỪ BÊ TÔNG CŨ Chuy n ng nh: K Thuật X y Dựng Mã số:8580201 LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT XÂY DỰNG NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: TS LÊ ĐỨC HIỂN Đồng Nai - 2023 LỜI CẢM ƠN Tôi xin gửi lời cảm ơn s u sắc đến ngƣời thầy thời gian qua tận tình hƣớng dẫn để tơi ho n th nh luận văn Đó l thầy TS L Đức Hiển Thầy hƣớng dẫn, giúp định hƣớng đề t i nghi n cứu v tạo cho niềm tin th n để tiếp tục tr n đƣờng nghi n cứu Tôi xin ch n th nh cảm ơn Khoa Sau Đại Học Trƣờng đại học Lạc Hồng nhiệt tình giúp đỡ tác giả trình học tập, nghi n cứu v thực luận văn Tơi xin ch n th nh cảm ơn phịng thí nghiệm Khoa K Thuật Cơng Trình, giúp đỡ tơi nhiều việc cho số liệu thực tế để thực đề t i Tác giả xin ch n th nh cám ơn to n Quý Thầy/Cô Khoa hỗ trợ nhiều kiến thức, t i liệu quý giá giúp tác giả ho n thiện luận văn tiến độ v y u cầu đề t i Cuối tác giả xin gửi lời chúc sức khỏe đến to n quý thầy cô Trƣờng Đại học Lạc Hồng , bạn bè, đồng nghiệp v ngƣời hết lòng giúp đỡ tác giả ho n th nh luận văn n y Tác giả Vũ Ngọc Thành LỜI CAM ĐOAN Tác giả : Vũ Ngọc Thành Sinh ngày: 16/02/1986 Q qn: Thái Bình Nơi cơng tác: Trƣờng Đại học Lạc Hồng Tác giả xin cam đoan công trình nghi n cứu với đề t i: “Nghiên cứu thực nghiệm đánh giá khả chịu nén tâm cột bê tơng cốt thép có sử dụng cốt liệu từ bê tơng cũ” đ y l cơng trình nghi n cứu riêng tác giả Các số liệu, kết đƣợc nêu trong luận văn l trung thực v chƣa đƣợc công bố nơi n o khác Các thơng tin đƣợc trích dẫn nguồn gốc rõ ràng Kết tính tốn dựa tiêu chuẩn xây dựng hành Nếu không nhƣ điều nêu trên, tác giả xin hoàn toàn chịu trách nhiệm đề tài Đồng Nai, ngày tháng năm 2023 Tác giả Vũ Ngọc Thành TÓM TẮT LUẬN VĂN Việt Nam năm gần đ y tr n đ phát triển mạnh kinh tế, với việc phát triển mạnh mẽ kinh tế cần phải có cơng trình hạ tầng để đáp ứng phục vụ nhu cầu phát triển kinh tế Từ dẫn tới phải phá dỡ cơng trình cũ không đáp ứng công sử dụng nhƣ không đảm bảo an to n để xây dựng cơng trình khang trang đáp ứng đƣợc nhu cầu kinh tế Việc phá dỡ cơng trình cũ tạo lƣợng lớn phế thải từ xây dựng nhƣ gạch, bê tông vỡ, sắt… phế thải n y có điểm đến cuối bãi san lấp Từ phế thải xây dựng đƣợc phá dỡ từ cơng trình, tác giả thấy việc chôn lấp phế thải xây dựng lãng phí cần phải xem xét tái chế để tận dụng lại kết cấu cơng trình xây Trong loại phế thải xây dựng đƣợc phá dỡ từ cơng trình cũ, tác giả định hƣớng “Nghiên cứu thực nghiệm đánh giá khả chịu nén tâm cột bê tông cốt thép có sử dụng cốt liệu từ bê tơng cũ” làm cốt liệu thay cho cốt liệu tự nhiên Việc tái sử dụng b tông cũ thay cốt liệu tự nhi n để chế tạo bê tơng góp phần bảo vệ mơi trƣờng nhƣ bảo vệ tự nhiên khai thác đá để làm cốt liệu bê tông MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN LỜI CAM ĐOAN TÓM TẮT LUẬN VĂN MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ PHẦN MỞ ĐẦU .1 CHƢƠNG TỔNG QUAN VỀ CẤU KIỆN BÊ TÔNG 1.1 Giới thiệu b tông cũ v ngo i nƣớc .3 1.1.1 Tổng quan 1.1.2 Tổng quan b tông cốt thép .10 1.2 Bê tông 11 1.2.1 Vật liệu chế tạo b tông 11 1.2.2 Ƣu v nhƣợc điểm b tông 15 1.2.3 Các loại b tông .16 1.2.4 Cƣờng độ b tông 16 1.3 Cốt thép 18 1.3.1 Khái niệm .18 1.3.2 Biểu đồ ứng suất – biến dạng 19 CHƢƠNG CƠ SỞ LÝ THUYẾT 21 2.1 Các phƣơng pháp xác định cƣờng độ chịu nén b tông 21 2.1.1 Phƣơng pháp xác định cƣờng độ b tông tr n mẫu đúc 21 2.1.2 Phƣơng pháp xác định cƣờng độ bê tông trƣờng .25 2.2 Các ti u thí nghiệm b tơng 28 2.2.1 Độ sụt .28 2.2.2 Cƣờng độ 29 2.3 Mơ hình Mander 29 2.4 Ứng dụng cột tiết diện chữ nhật đặt cốt đai 31 2.5 Cƣờng độ cực đại b tông hạn chế nở hông 34 2.6 Sự l m việc b tông chịu nén trục 35 2.7 Đƣờng cong ứng suất - biến dạng b tông chịu nén 40 CHƢƠNG : NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM VÀ KẾT QUẢ 45 3.1 Giới thiệu 45 3.1.1 Kích thƣớc khn mẫu v số lƣợng mẫu thí nghiệmcấp phối b tơng 45 3.1.2 Mơ tả q trình thí nghiệm 50 3.1.3 Chuẩn bị mẫu thí nghiệm 50 3.1.4 Thiết bị v dụng cụ dùng để thu nhận liệu 55 3.1.5 Quy trình thí nghiệm 56 3.2 Kết thí nghiệm 58 3.2.1 Hình ảnh thí nghiệm mẫu sau phá hoại .58 3.2.2 Kết thí nghiệm 67 3.3 Biểu đồ thực nghiệm lực v biến dạng cốt liệu cũ 0%,25%,35%.68 3.4 Biểu đồ so sánh v nhận xét kết thí nghiệm 74 3.5 Nhận xét kết quả: 76 KẾT LUẬN KIẾN NGHỊ 79 KẾT LUẬN .79 KIẾN NGHỊ 79 TÀI LIỆU THAM KHẢO DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng Kết ph n tích Đá b tông cũ b ng s ng 46 Bảng Th nh phần cấp phối cho 1m3 b tông đá 1x2 M300 47 Bảng 3 Th nh phần cấp phối cho 0.1m3 b tơng có sử dụng 0%,25%,35% cốt liệu cũ 47 Bảng Số lƣợng mẫu cột vuông sử dụng 35% cốt liệu cũ - bê tông M300 48 Bảng Kết thí nghiệm cột có giá trị trung bình 67 Bảng 3.6 Bảng so sánh biến dạng cốt thép dọc có khoảng cách đai a=50,a=70,a=90mm 77 DANH MỤC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ Hình 1 Quy trình tái chế b tông cũ thay đá 1x2 Hình Vật liệu xi măng .12 Hình Cát sử dụng x y dựng 13 Hình Đá dùng x y dựng 14 Hình Mẫu thí nghiệm cƣờng độ chịu nén 17 Hình Biến dạng dẻo cốt thép 20 Hình Mẫu thí nghiệm cƣờng độ chịu nén ……………………….………… 21 Hình 2 Sự phá hoại mẫu thử khối vuông 23 Hình Biểu đồ thể biến dạng đ n hồi – dẻo b tơng .23 Hình Đồ thị ứng suất – biến dạng b tơng 24 Hình Cách đo độ sụt hỗn hợp bê tông 28 Hình Mơ hình ứng suất biến dạng bê tơng theo Mander 30 Hình Lõi b tông đƣợc kiềm chế hiệu cho cốt đai hình chữ nhật .31 Hình Lõi b tơng đƣợc kiềm chế hiệu cho cốt đai hình trịn .31 Hình Cột tƣơng đƣơng .32 Hình 10 Các đƣờng cong US-BD cho b tơng chịu tải trọng nén trục 36 Hình 11 Hệ số giãn nở cho b tông chịu tải trọng nén trục 38 Hình 12 Ảnh hƣởng tải trọng trì tới trạng thái l m việc 40 Hình 13 Các đƣờng cong US-BD điển hình b tơng chịu nén .41 Hình 14 Mơ hình đƣờng cong US-BD b tơng 42 Hình 15 Biểu đồ quan hệ ứng suất - biến dạng dùng để tính tốn 43 Hình Kích thƣớc mẫu thí nghiệm ……………………………………… 45 Hình Biểu đồ th nh phần hạt đá b tông cũ .46 Hình 3 Chuẩn bị cốt liệu cũ 47 Hình Chi tiết cốt đai tăng cƣờng mẫu thí nghiệm 49 Hình Vị trí dán Strain Gages cốt thép v b tông 51 Hình Cốt thép đƣợc dán SG loại đai a= 50; 70; 90 51 Hình Cơng tác gia cơng khn mẫu 52 Hình Mẫu cột đƣợc đổ b tông v đánh dấu mẫu 52 Hình Mẫu cột đƣợc tháo khuôn v bảo dƣỡng 53 Hình 10 Mẫu cột đƣợc phủ bao bố v dƣỡng hộ 28 ng y 53 Hình 11 M i mặt phẳng mẫu thí nghiệm 54 Hình 12 Mẫu cột đƣợc dán Strain gages b tông .55 Hình 13 Bộ thu tín hiệu v máy nén 2000kN 56 Hình 14 Mẫu đƣợc đƣa v o máy nén v kiểm tra kết nối với phần mềm 57 Hình 15 Mẫu thí nghiệm bị phá hủy sau thí nghiệm 66 Hình 16 Biểu đồ quan hệ lực – biến dạng cốt đai a50 có cốt liệu cũ 0%,25%,35% .68 Hình 17 Biểu đồ quan hệ lực – biến dạng cốt dọc- đai a50 có cốt liệu cũ 0%,25%,35% .68 Hình 18 Biểu đồ quan hệ lực – biến dạng bê tơng ngang- đai a50 có cốt liệu cũ 0%,25%,35% 69 Hình 19 Biểu đồ quan hệ lực – biến dạng b tông dọc - đai a50 có cốt liệu cũ 0%,25%,35% .69 Hình 20 Biểu đồ quan hệ lực – biến dạng cốt đai - đai a70 có cốt liệu cũ 0%,25%,35% .70 Hình 21 Biểu đồ quan hệ lực – biến dạng cốt dọc - đai a70 có cốt liệu cũ 0%,25%,35% .70 Hình 22 Biểu đồ quan hệ lực – biến dạng bê tông ngang - đai a70 có cốt liệu cũ 0%,25%,35% 71 Hình 23 Biểu đồ quan hệ lực – biến dạng b tơng dọc - đai a70 có cốt liệu cũ 0%,25%,35% .71 Hình 24 Biểu đồ quan hệ lực – biến dạng cốt đai - đai a90 có cốt liệu cũ 0%,25%,35% .72 Hình 25 Biểu đồ quan hệ lực – biến dạng cốt dọc - đai a90 có cốt liệu cũ 0%,25%,35% .72 Hình 26 Biểu đồ quan hệ lực – biến dạng bê tơng ngang - đai a90 có cốt liệu cũ 0%,25%,35% 73 Hình 27 Biểu đồ quan hệ lực – biến dạng b tông dọc - đai a90 có cốt liệu cũ 0%,25%,35% 73 Hình 28 Biểu đồ so sánh khả chịu lực cột có cốt liệu cũ 74 Hình 29 Biểu đồ so sánh biến dạng cốt đai có cốt liệu cũ 74 Hình 30 Biểu đồ so sánh biến dạng cốt thép dọc có cốt liệu cũ 75 Hình 31 Biểu đồ so sánh biến dạng b tơng ngang có cốt liệu cũ 75 Hình 32 Biểu đồ so sánh biến dạng b tơng dọc có cốt liệu cũ 76