nghiên cứu ảnh hưởng phụ gia hóa dẻo và phụ gia khoáng đến hệ số cường độ ứng suất của bẻ tông cường độ cao

ƢỜNG GI O O O I HỌ MỞ H NH PHỐ HỒ H MINH - PH M THỊ HỒNG H NH NGHIÊN CỨU ẢNH HƢỞNG PH GIA HÓA DẺO VÀ PH GIA KHO NG ẾN HỆ SỐ ƢỜNG ỨNG SUẤT CỦA Ê ÔNG ƢỜNG CAO L N N H XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH DÂN D NG VÀ CÔNG NGHIỆP TP Hồ Chí Minh, Năm 2015 GI O O O I HỌ MỞ H NH PHỐ HỒ H MINH ƢỜNG - PH M THỊ HỒNG H NH NGHIÊN CỨU ẢNH HƢỞNG CỦA PH GIA HÓA DẺO VÀ PH GIA KHO NG ẾN HỆ SỐ ƢỜNG ỨNG SUẤT CỦA Ê ÔNG ƢỜNG CAO Chuy n ng nh M s huy n ng nh L : Xây dựng Công trình dân dụng Công nghiệp : 60 58 02 08 N N H ỰNG Ng ih ng n kho h : Ts Lê Anh Tuấn TP Hồ Chí Minh, Năm 2015 i LỜI AM OAN Tôi m đo n luận văn n y “Nghi n ứu ảnh h ởng phụ gia hóa dẻo phụ gi khoáng đến hệ s ng độ ứng suất củ b tông ng độ o” l b i nghiên cứu Ngoài trừ tài liệu tham khảo đ ợc trích d n luận văn n y, m đo n toàn phần hay phần nhỏ luận văn n y h đ ợc công b đ ợc sử dụng để nhận cấp nơi Không có sản phẩm/nghiên cứu củ ng i đ ợc sử dụng luận văn n y m không đ ợc trích d n theo quy định Luận văn n y h b o gi đ ợc nộp để nhận cấp tr h c hoặ sở đ o tạo khác Tp, Hồ Chí Minh, 2015 Phạm Thị Hồng Hạnh ng đại iii TÓM TẮT Đề tài nghiên cứu ảnh h ởng phụ gia đến hế rạn nứt bê tông ng độ o Điển hình ảnh h ởng phụ gia hóa h c siêu dẻo phụ gia khoáng đến hệ s tập trung ứng suất đỉnh vết nứt dầm b tông ng độ cao Kết hợp thực nghiệm v i kết tính toán từ mô hình nứt: Mô hình vết nứt ảo FCM, mô hình nứt hai ham s TPM lý thuyết liên quan t i vấn đề nứt, trạng thái ứng suất biến dạng, lý thuyết Bazant…Đề t i đ ợc thực v i mục ti u tính toán đặ tr ng nứt củ b tông nh : Hệ s tập trung ứng suất, độ bền nứt, l ợng nứt, độ mở rộng đầu đ ng nứt, chiều dài vết nứt ảo công thức thực nghiệm Từ rút r kết luận v đánh giá ảnh h ởng củ h m l ợng phụ gi đến hệ s ng độ ứng suất đỉnh vết nứt dầm b tông ng độ cao Để gi tăng tính đắn kết tính toán, phần mềm Ansys 15.0 đ ợc dùng để mô lại m u dầm chịu u n v i vết nứt đ ợc ấn định sẵn dầm chịu lực u n v i giá trị thực nghiệm Các kết đ ợc ghi lại so sánh v i giá trị tính toán theo công thức có sẵn Cu i lựa ch n thành phần cấp ph i t i u ho b tông ng độ cao có sử dụng phụ gia ứng v i cấp độ bền B45 cho đă tr ng lý đạt giá trị t t giảm thiểu khả vết nứt tiếp tục phát triển v o hịu tải, góp phần nâng cao khả hịu lực kết cấu iv M CL C Lời cam đoan i Lời cảm ơn ii Tóm tắt iii Mục lục iii Danh mục bảng viii Danh mục hình ix Danh mục từ viết tắt ixiii Chƣơng 1: GIỚI THIỆU 1.1 Cơ sở hình thành luận văn 1.2 Mục tiêu nghiên cứu 1.3 Phạm vi v đ i t ợng nghiên cứu 1.3.1 Phạm vi nghiên cứu 1.3.2 Đ i t ợng nghiên cứu .3 1.4 Ph ơng pháp nghi n ứu 1.5 Nghiên cứu v ngo i n c 1.5.1 Tình hình nghiên cứu gi i 1.5.2 Tình hình nghiên cứu n c Chƣơng 2: Ơ Ở TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU 2.1 Cơ h c hóa h c 2.2 Cơ h c vật lý 10 2.3 Cơ h c sở khoa h c rạn nứt bê tông 10 2.3.1 Các dạng rạn nứt vật liệu 10 2.3.2 Phân tích gi i hạn củ đ 2.3.2 Phân loại đ ng nứt 12 ng nứt 15 2.4 Mô hình vết nứt ảo FCM 20 2.4.1 Phân b ứng suất theo lý thuyết Bazant 22 2.4.2 Mô hình hai tham s TPM (Two Parameter Model) .24 v Chƣơng 3: V T LIỆ PHƢƠNG PH P HỰC NGHIỆM 25 3.1 Nguyên vật liệu 25 3.1.1 Xi măng 25 3.1.2 Cát 25 3.1.3 Đá 26 3.1.4 Phụ gia siêu dẻo .27 3.1.5 Phụ gia khoáng silicafume 27 3.1.6 Ph ơng pháp huẩn bị m u thí nghiệm 29 3.2 Thành phần cấp ph i bê tông 34 Chƣơng 4: PHÂN TÍCH KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM 35 4.1 Ảnh h ởng củ đặ tr ng lý đến đặ tr ng nứt bê tông 35 4.1.1 M i quan hệ đặ tr ng nứt tính chất lý bê tông không sử dụng phụ gia 36 4.2 Ảnh h ởng của phụ gia hóa h đến tính chất lý bê tông 41 4.2.1 Ảnh h ởng phụ gia hóa h đến ng độ chịu nén bê tông 42 4.2.2 Ảnh h ởng phụ gia hóa h đến ng độ chịu u n bê tông 43 4.2.3 Ảnh h ởng phụ gia hóa h đến ng độ chịu kéo Bê tông 45 4.2.4 Ảnh h ởng phụ gia hóa h đến hệ s nở hông bê tông 46 4.2.5 Ảnh h ởng phụ gia hóa h đến mô đun đ n hồi 47 4.2.6 M i quan hệ giữ ng độ chịu nén v mo un đ n hồi dùng phụ gia hóa h c 49 4.2.7 Ảnh h ởng phụ gia hóa h đến hệ s tập trung ứng suất bê tông 50 4.2.8 Ảnh h ởng phụ gia hóa h đến độ bền nứt Bê tông 50 4.2.9 Ảnh h ởng phụ gia hóa h đến chuyển vị mở đầu đ ng nứt CTOD 49 4.2.10 Ảnh h ởng phụ gia hóa h đến l ợng nứt bê tông 49 4.2.11 Ảnh h ởng phụ gi đến chiều i đặ tr ng vết nứt ảo 52 4.3 Ảnh h ởng của phụ gi khoáng Sili fume đến tính chất lý v đặc tr ng nứt bê tông .53 vi 4.3.1 Ảnh h ởng phụ gia khoáng Silicafume đến ng độ chịu nén bê tông 54 4.3.2 Ảnh h ởng phụ gia khoáng Silicafume đến ng độ chịu u n bê tông 55 4.3.3 Ảnh h ởng phụ gia khoáng Silicafume đến ng độ chịu kéo Bê tông 56 4.3.4 Ảnh h ởng phụ gia khoáng Silicafume đến hệ s nở hông bê tông .57 4.3.5 Ảnh h ởng phụ gia khoáng Silicafume đến mô đun đ n hồi Bê tông .58 4.3.6 M i quan hệ giữ ng độ chịu nén v mo un đ n hồi dùng phụ gia khoáng Silicafume .58 4.3.7 Ảnh h ởng phụ gi khoáng đến hệ s tập trung ứng suất bê tông 58 4.3.8 Ảnh h ởng phụ gia khoáng Silicafume đến độ bền nứt Bê tông 60 4.3.9 Ảnh h ởng phụ gia khoáng Silicafume đến chuyển vị mở đầu đ ng nứt 60 4.3.10 Ảnh h ởng phụ gia khoáng Silicafume đến l ợng nứt bê tông 60 4.3.11 Ảnh h ởng phụ gia khoáng Silicafume đến chiều i đặ tr ng vùng FPZ đ ợ xá định .62 4.4 Ảnh h ởng của phụ gia khoáng Silicafume phụ gia hóa h c siêu dẻo đến tính chất lý v đặ tr ng nứt bê tông 62 4.4.1 Ảnh h ởng phụ gia khoáng Silicafume kết hợp v i phụ gia hóa h c đến ng độ chịu nén bê tông 64 4.4.2 Ảnh h ởng phụ gia khoáng Silicafume kết hợp v i phụ gia hóa h c đến ng độ chịu u n bê tông 64 4.4.3 Ảnh h ởng hỗn hợp phụ gia khoáng Silicafume phụ gia siêu dẻo đến ng độ chịu kéo Bê tông 65 4.4.4 Ảnh h ởng hỗn hợp phụ gia khoáng Silicafume phụ gia siêu dẻo đến hệ s nở hông bê tông 66 vii 4.4.5 Ảnh h ởng hỗn hợp phụ gia khoáng Silicafume phụ gia siêu dẻo đến mô đun đ n hồi Bê tông 66 4.4.6 M i quan hệ giữ ng độ chịu nén v mo un đ n hồi dùng hỗn hợp phụ gia khoáng Silicafume phụ gia siêu dẻo 67 4.4.7 Ảnh h ởng hỗn hợp phụ gia khoáng Silicafume phụ gia siêu dẻo đến hệ s tập trung ứng suất bê tông 68 4.4.8 Ảnh h ởng hỗn hợp phụ gia khoáng Silicafume phụ gia siêu dẻo đến độ bền nứt Bê tông 68 4.4.9 Ảnh h ởng hỗn hợp phụ gia khoáng Silicafume phụ gia siêu dẻo chuyển vị mở đầu đ ng nứt CTOD 69 4.4.10 Ảnh h ởng hỗn hợp phụ gia khoáng Silicafume phụ gia siêu dẻo đến l ợng nứt bê tông .70 4.4.11 Ảnh h ởng hỗn hợp phụ gia khoáng Silicafume phụ gia siêu dẻo đến chiều i đặ tr ng củ vùng FPZ đ ợ xá định 70 Chƣơng 5: MÔ PHỎNG ANSYS 71 5.1 Mô tả hình h c kết cấu 71 Xây dựng mô hình phần tử hữu hạn .71 Đặt tải v điều kiện biên .73 Phân tích kết cấu 74 5 Xử lý kết .74 Tính toán hệ s tập trung ng độ ứng suất đỉnh vết nứt: 75 hƣơng 6: KẾT LU N 81 TÀI LIỆU THAM KHẢO 82 PH L C 84 PHỤ LỤC A: Kết thí nghiệm 84 PHỤ LỤC B: Tính toán đặ tr ng lý bê tông 90 PHỤ LỤC C: Mô Ansys 98 viii DANH M C BẢNG Chƣơng Bảng 3.1 Thành phần lý xi măng 25 Bảng 3.2 Thành phần lý cát 25 Bảng 3.3.Thành phần tính chất củ đá 26 Bảng 3.4 Kết ng độ chịu nén bê tông 34 Bảng 3.5 Kết ng độ chịu kéo bê tông 35 Bảng 3.6 Thành phần cấp ph i b tông ng độ cao .34 Chƣơng Bảng 4.1 Các tính chất lý v đặ tr ng nứt củ b tông ng độ cao không sử dụng phụ gia 35 Bảng 4.2 Hệ s tập trung ng độ ứng suất 38 Bảng 4.3 So sánh v i kết thực nghiệm v i nghiên cứu tr c .39 Bảng 4.4 Độ bền nứt gi i hạn GC (J/m2) 40 Bảng 4.5 So sánh v i kết thực nghiệm v i nghiên cứu tr Bảng 4.6 C c .41 ng độ bê tông dùng phụ gia hóa h c .42 Bảng 4.7 Giá trị mo un đ n hồi hệ s nở hông bê tông dùng phụ gia hóa h c .42 Bảng 4.8 So sánh ng độ chịu u n tính toán thực nghiệm theo ACI 363 45 Bảng 4.9 Giá trị mô đun đ n hồi tính theo ACI 318 49 Bảng 4.10 Giá trị tập trung ứng suất củ b tông Bảng 4.11 Giá trị độ bền nứt củ b tông Bảng 4.12 C ng độ cao 50 ng độ cao 50 ng độ bê tông dùng phụ gia khoáng Silicafume 53 Bảng 4.13 Giá trị mo un đ n hồi bê tông dùng phụ gia khoáng Silicafume 53 Bảng 4.14 Chênh lệ h ng độ chịu u n thực nghiệm tính theo ACI 363 56 Bảng 4.15 Giá trị tập trung ứng suất củ b tông Bảng 4.16 Giá trị độ bền nứt củ b tông Bảng 4.17 C ng độ cao 59 ng độ cao sử dụng Silicafume 60 ng độ bê tông dùng hỗn hợp phụ gia .62 ix Bảng 4.18 Giá trị mo un đ n hồi hệ s nở hông bê tông dùng hỗn hợp phụ gia 63 Bảng 4.19 So sánh giá trị ng độ chịu u n thực nghiệm tính theo ACI 363 .65 Bảng 4.20 Giá trị độ bền nứt củ b tông ng độ cao dùng hỗn hợp phụ gia 68 hƣơng 5: Bảng 5.1 Kết thu đ ợc ứng v i thành phần b tông ng độ cao cấp độ bền B45 28 ngày 79 69 ộ bền nứt Gc (%) 5% 12% 10% 10% 9.8% 8.3% 8.0% 7.0% 8% 6% 4% 2.3% 1.0% 2% 0% 28 56 90 hời gian (Ngày) Hình 4.41 Sự th y đổi độ bền nứt bê tông dùng hỗn hợp phụ gia Nhận thấy độ bền nứt GC tăng l n hỗn hợp phụ gia 5% 10% Giá trị tăng cao 9.8% 28 ngày ứng v i 10% h m l ợng hỗn hợp, v đạt gái trị tăng th i điểm 56 ngày h i h m l ợng hỗn hợp phụ gia (2.3% v i 5% hỗn hợp 1.0% v i 10% hỗn hợp) 4.4.9 Ảnh hƣởng hỗn hợp phụ gia khoáng Silicafume phụ gia siêu dẻo chuyển vị mở đầu đƣờng nứt CTOD : 30.0 29.0 29.2 28.4 28.0 CTOD (mm) 28.0 26.7 27.0 26.0 25.8 27.7 27.9 26.2 27.8 0% 5% 10% 25.0 24.0 28 56 90 hời gian (Ngày) Hình 4.42 Chuyển vị mở đầu đ Ta thấy chiều i CTOD ó xu h thành phần cấp ph i bê tông Chiều ng nứt CTOD dùng hỗn hợp phụ gia ng giảm sử dụng hỗn hợp phụ gia i CTOD đạt thấp h m l ợng hỗn hợp 10% (từ 25.8mm đến 26.7mm) Vậy hỗn hợp phụ gia góp phần làm giảm CTOD, điều có lợi thiết kế thành phần cấp ph i bê tông 70 4.4.10 Ảnh hƣởng hỗn hợp phụ gia khoáng Silicafume phụ gia siêu dẻo đến lƣợng nứt bê tông: 10%: Hỗn hợp phụ gi Sự thay đổi lƣợng nứt Gf, GF (%) 5% 15% 8% 10% 10% 7% 5% 9% 2% 1% 0% 28 56 90 hời gian (Ngày) Hình 4.43 Sự th y đổi l ợng nứt không toàn phần Gf, toàn phần GF Hình 4.43 cho thấy l ợng nứt bê tông tăng l n có sử dụng hỗn hợp phụ gia khoáng Silicafume 1% phụ gia siêu dẻo thành phần cấp ph i bê tông Trong tăng mạnh l h m l ợng hỗn hợp 10% 4.4.11 Ảnh hƣởng hỗn hợp phụ gia khoáng Silicafume phụ gia siêu dẻo đến chiều dài đặc trƣng vùng FPZ đƣợc xác định: hiều dài FPZ (m) 0.5 0.4 0.42 0.40 0.38 0.34 0.34 0.33 0.3 0.2 0% 0.39 0.39 0.38 5% 10% 0.1 0.0 28 56 hời gian (Ngày) 90 Hình 4.44 Chiều dài vết nứt ảo FPZ Ta thấy b tông ng độ cao có hỗn hợp phụ gia khoáng Silicafume 1% phụ gia siêu dẻo vào khiến cho chiều dài vết nứt ảo giảm nh ng không đáng kể Giá trị chiều dài vết nứt ảo nằm khoảng từ 0.38m đến 0.42m không sử dụng hỗn hợp phụ gia V i 10% hỗn hợp phụ gia, chiều dài FPZ giảm nhiều (0.33m đến 0.34mm) gi i đoạn từ 28 ng y đến 90 ngày) 71 HƢƠNG 5: MÔ PHỎNG ANSYS 5.1 Mô tả hình học kết cấu: Hình 5.1 Các thông s hình h c m u dầm V i: S = 300 mm L = 400 mm B = H = 100 mm W = 0.1 mm Xây dựng mô hình phần tử hữu hạn: 5.2.1 ịnh nghĩa thuộc tính phần tử: Phần tử Solid 65 phần tử nút Plane 183 đ ợ tông ng độ cao: ùng để mô dầm bê Hình 5.2 Mô m u dầm Ansys 72 5.2.2 ác định thông số điều khiển việc chia lƣới tạo lƣới phần tử: Vết nứt mở đ ợc tạo r theo kí h th c hình h c hình Sử dụng điểm 1/4 phần tử tứ giá nút (Pl ne 183) để hi l i đỉnh vết nứt: Hình 5.3 Thông s hình h c vết nứt mở Hình 5.4 Chi l i vết nứt mở Ansys 73 Hình 5.5 Chi l i phần tử dầm Ansys ặt tải điều kiện biên:  Đặt tải phân b dầm v i giá trị đ ợc qui từ u n phòng thí nghiệm: ng độ chịu  Điều kiện biên: Dầm chịu u n điểm v i g i c định g i i động bên 50 mm Hình 5.6 Đặt tải v điều kiện biên cho dầm bê tông Ansys 74 Phân tích kết cấu: Tiến hành giải toán dầm phi tuyến v i vết nứt mở đ ợc ấn định sẵn dầm Hình 5.7 Phân tích dầm bê tông Ansys 5 Xử lý kết quả: Hình 5.8 Các b c tải giải toán dầm phi tuyến Ansys 75 Hình 5.9 Ứng suất Von Mises dầm bê tông Tính toán hệ số tập trung cƣờng độ ứng suất đỉnh vết nứt: Giá trị ng độ tập trung ứng suất đ ợc xuất từ phần mềm Ansys ứng v i thành phần cấp ph i b tông ng độ cao cấp độ bền B45 th i điểm 28 ngày nh s u: Hình 5.10 Giá trị KI bê tông không sử dụng phụ gia 76 Hình 5.11 Giá trị KI bê tông sử dụng 0.5% phụ gia hóa h c Hình 5.12 Giá trị KI bê tông sử dụng 1% phụ gia hóa h c Hình 5.13 Giá trị KI bê tông sử dụng 1.5% phụ gia hóa h c 77 Hình 5.14 Giá trị KI bê tông sử dụng 5% phụ gia Silicafume Hình 5.15 Giá trị KI bê tông sử dụng 10% phụ gia Silicafume Hình 5.16 Giá trị KI bê tông sử dụng 15% phụ gia Silicafume 78 Hình 5.17 Giá trị KI bê tông sử dụng 20% phụ gia Silicafume Hình 5.18 Giá trị KI ứng thành phần bê tông có sử dụng 5% phụ gia khoáng kết hợp 1% phụ gia hóa Hình 5.19 Giá trị KI ứng thành phần bê tông có sử dụng 10% phụ gia khoáng kết hợp 1% phụ gia hóa 79  Tính toán hệ số SIF đỉnh vết nứt: Theo (X.M Jia) , sử dụng ph ơng pháp “Submo el” để tính toán SIF đỉnh vết nứt mở V i thông s : a = 2.5mm: Bán kính nứt σ: C ng độ chịu kéo KI: Ứng suất tập đỉnh vết nứt đ ợc tính toán từ Ansys Hệ s SIF đ ợc tính từ công thức: SIF = √ (9) Ta nhận thấy giá trị hệ s tập trung ứng suất Ansys nhỏ giá trị tính toán thực nghiệm Sai s xuất vật liệu mô Ansys l đồng nhất, yếu t nên ngo i nh điểm đặt lự …Giá trị cao 0.86 ứng v i 10% phụ gia khoáng Silicafume kết hợp v i 1% phụ gia hóa h c siêu dẻo Và giá trị thấp 0.68 ứng v i 1.5% phụ gia hóa h c Bảng 5.1 Kết thu đ ợc ứng v i thành phần b tông bền B45 28 ngày: ng độ cao cấp độ H m l ợng phụ gi KI SIF 0% 18.974 0.69 KI SIF 0.5% 1.0% 1.5% 19.187 20.675 18.708 0.69 0.75 0.68 H m l ợng phụ gi phụ gi khoáng Sili fume KI SIF 5% 10% 15% 20% 20.249 22.96 20.834 19.505 0.73 0.83 0.75 0.71 H m l ợng phụ gi khoáng + 1% phụ gi hó KI SIF 5% 10% 21.366 23.704 0.77 0.86 H m l ợng phụ gi phụ gi hó h 80 HƢƠNG 6: KẾT LU N Khi không sử dụng phụ gia cấp ph i bê tông ng độ cao đ ợc thiết kế v i h m l ợng xi măng sử dụng nhiều o s u 28 ng y v n có khả phát triển th m ỡng hộ ng độ ng độ nén Tuy nhiên, giá trị thực tế v n thấp giá trị thiết kế b n đầu 60 MPa Bên cạnh đó, giá trị mô đun đ n hồi có m i quan hệ tỉ lệ thuận v i ng độ chịu nén củ b tông Điều góp phần cho thấy tính đắn kết thực nghiệm ho n to n t ơng thí h v i kết nghiên cứu tr c Tính chất h c rạn nứt bê tông, đặc biệt l b tông thuộc nhiều vào tính chất ng độ Nghiên cứu cho thấy hệ s suất t i hạn có m i quan hệ tỉ lệ thuận v i tông tăng hệ s ng độ cao phụ ng độ ứng ng độ củ b tông Khi ng độ ứng suất t i hạn ũng tăng theo Điều quan tr ng thiết kế b tông ng độ cao Phụ gia hóa h c siêu dẻo đóng v i trò qu n tr ng góp phần l m tăng chịu nén chế tạo bê tông ng độ cao Giá trị ng độ chịu nén củ b tông chịu u n sử dụng 1% h m l ợng phụ gia hóa h 1% h m l ợng phụ gia hóa h c, giá trị ng độ ng độ chịu nén bê tông đạt giá trị cao 60.2 Mpa Các kết thí nghiệm cho thấy khoảng 15% ng độ bê ng độ chịu u n ng độ cao Giá trị ng độ đạt giá trị cao Cũng v i ng độ chịu kéo gián tiếp mô đun đ n hồi ũng đạt giá trị cao nhất, v i hệ s nở hông giảm xu ng thấp nhất, hệ s tập trung ứng suất đạt giá trị cao Bên cạnh độ bền nứt t i hạn GC bê tông ó xu h ng tăng giảm không theo tỉ lệ v i hệ s tập trung ng độ ứng suất Một kết luận đ ợ rút r l h m l ợng phụ gia 0.5% cho giá trị độ bền nứt t i hạn cao nhất, ứng v i 1% h m l ợng phụ gia hóa h c giá trị n y ũng tăng l n Chiều dài CTOD ũng giảm xu ng h m l ợng phụ gi l 1% v 1.5% Năng l ợng nứt Gf, GF ũng tăng o nhất, chiều dài vết nứt ảo giảm xu ng h m l ợng phụ gia hóa h c 1% 1.5% Phụ gi khoáng Sili fume ũng đóng v i trò qu n tr ng thiết kế cấp ph i thành phần bê tông Ta nhận thấy phụ gia khoáng Silicafume góp phần l m gi tăng 81 ng độ bê tông nhanh chóng v i hàm l ợng thích hợp T ơng ứng v i h m l ợng phụ gi 10% ng độ b tông tăng o C ng độ chịu u n bê tông có th y đổi t t ứng v i h m l ợng Silicafume 10% Nghiên cứu cho thấy đ i v i bê tông sử dụng phụ gia khoáng Silicafume, tỉ lệ giữ ng độ chịu nén ũng t ơng tự nh loại b tông ng độ chịu kéo gián tiếp củ b tông ũng tăng c ng độ chịu kéo u n ng độ cao khác Ta thấy o h m l ợng Silicafume 10% H m l ợng Silicafume 10% cho giá trị mô đun đ n hồi tăng o nhất, hệ s nở hông giảm H m l ợng Silicafume 10% góp phần tăng giá trị hệ s KI nhiều Ta thấy độ bền nứt GC tăng l n h m l ợng Silicafume 5% nh ng lại giảm v i h m l ợng 10% CTOD ũng giảm nhiều có sử dụng phụ gia khoáng Silicafume, ng ợc lại l ợng nứt Gf, GF giảm xu ng Khi ó h m l ợng phụ gia vào khiến cho chiều dài vết nứt ảo giảm Cu i bê tông có sử dụng hỗn hợp phụ gia khoáng Silicafume 1% phụ gia hóa h c siêu dẻo T ơng ứng v i h m l ợng hỗn hợp phụ gia 10% ng độ b tông tăng t ơng đ i ổn định Cũng ứng v i 10% h m l ợng hỗn hợp ng độ chịu u n, ng độ kéo gián tiếp v mô đun đ n hồi ũng đạt giá trị cao nhất, riêng v i hệ s nở hông giảm thấp Năng l ợng nứt tăng lên, hệ s tập trung ứng suất, độ bền gi i hạn nứt ũng tăng o Giá trị CTOD, FPZ giảm xu ng có tác dụng hỗn hợp phụ gia Vậy thiết kế cấp ph i thành phần ho b tông ng độ cao B45 sử dụng 10% hỗn hợp phụ gia khoáng Silicafume kết hợp 1% phụ gia siêu dẻo ho đặc tr ng lý t t V i giá trị ng độ chịu nén, u n, kéo gián tiếp, hệ s tập trung ứng suất, l ợng nứt tăng nhiều nhất, bên cạnh hệ s nở hông, chiều dài vết nứt ảo, độ mở rộng đầu đ ng nứt đạt giá trị thấp Từ kết luận, thiết kế cấp ph i thành phần b tông ng độ cao B45, sử dụng hỗn hợp phụ gia 10% phụ gia khoáng Silicafume 1% phụ gia hóa h c siêu dẻo t i u 82 TÀI LIỆU THAM KHẢO B, K R., Rabindra, K S., & A, R G (2010) Fracture behavior of plain concrete beams - experimental verification of one parameter model ICCES, 1.14, 65-83 Bùi, Đ V., Nguyễn, V C., & Chu, T Q (n.d.) Phân tích phân b nhiệt hydrat ứng suất cấu trú b tông để kiểm soát gây nứt công trình bê tông c t thép Hội nghị khoa học “Sự cố hư hỏng công trình xây dựng” Bùi, V Đ., Nguyễn, C V., & Chu, T Q (n.d.) Phân tích phân b nhiệt hydrat ứng suất cấu trú b tông để kiểm soát gây nứt công trình bê tông c t thép Hội nghị khoa học “Sự cố hư hỏng công trình xây dựng” Chondros, T G., Dimos, & Jiangfeng Yao (1998) A Continuous Cracked Beam Vibration Theory Journal of Sound and Vibration, 215, 17-34 F, H W (n.d.) Crack Formation and Fracture Energy of Normal and High Strength Concrete Jun, D., Fang, W., Xia, H., & Song, C (2014) The Effect of CFRP Length on the Failure Model of Strengthened Concrete Beams Polymers, 6(2073-4360), 17051726 K, V N., & Olatunbosun, O A (2007) A proposed method for fatigue crack detection and monitoring using the breathing crack phenomenon and wavelet analysis Journal of Mechnaics of Materials and Structures, 2(3), 400 – 420 Khiem, N T., & Lien, T V (2001) A simplified method for natural frequencyanalysis of a multiple cracked beam Journal of Sound and Vibration, 245(4), 737-751 Kim, L M., & Wang, Q (1998) Application of Wavelet Theory for Crack Identification in Structures Journal of Engeering Mechanics, 124(2), 145 – 157 Loutridis, S., Douka, E., & Trochidis, A (2004) Crack identification in doublecracked beam using wavelet analysis Journal of Sound and Vibration, 277, 1025-1039 Nguyễn, H S., & Lâm, P T (2009) Tính toán chuẩn đoán phát triển vết nứt Fem – Wavelet Tạp chí khoa học công nghệ trường Đại học kỹ thuật 83 Nguyễn, O N (2013) Nghiên cứu nguyên nhân gây nứt s biện pháp nâng cao khả h ng nứt củ b tông đầm lăn Tuyển tập hội nghị khoa học thường niên năm 2013 Nguyễn, P Q., Linhu , J., Ji ping, L., & Đỗ, T V (n .) Đánh giá rạn nứt b n đầu củ b tông tính o sử dụng vòng nghiệm bị kiềm chế Nguyễn, V T., Bùi, T C., & Hồ, C H (2014) Thí Nghiệm v Tính Toán Cá Đặc Tr ng Nứt Củ B Tông C ng Độ Cao Tạp chí KHCN Xây dựng, Peng, Z., & Quing, F L (2012) Effect of sSilicafume on fracture properties of high- performance concrete containing fly ash Material: Design and Aplication, 227(4), 336-342 Phạm, Đ T (2009) Vấn đề nứt bê tông trạng thái dẻo Phạm, H D., & Nguyễn, N L (2000) Bêtông cường độ cao Hà Nội: Nhà xuất xây dựng Qian, G L., Gu, S N., & Jiang, J S (1990) The Dynamic Behaviour and Crack Detection of Beam with a Crack Jounal of Sound and Vibration, 138(2), 233-243 Ravindra , G., Zdenek , P B., & Martha, E K (n.d.) Fracture Properties and Brittleness of High-Strength Concrete Materials Journal Ravindra, G., Zdenek, P B., & Martha, E K (n.d.) Fracture Properties and Brittleness of High-Strength Concrete Materials Journal Trần, T T., & Nguyễn, H X (2011) Phá hủy, rạn nứt bê tông học ứng dụng Hà Nội: Nhà xuất Xây Dựng Trần, T T., & Nguyễn, T V (n.d.) Các mô hình ứng xử củ b tông, đánh giá mô hình t i u ùng mô kết cấu bê tông Tr ơng, T T., & Trần, B K (2010) Mô lan truyền vết nứt không gian hai chiều Science & Technology Development, 13 Vũ, N H (2012) Nghi n ứu sử dụng tro tuyển Phả Lại h m l ợng cao bê tông kh i l n thông th ng ùng ho đập tr ng lực X.M Jia, F Dai, Q.Z Wang Three - Dimoension Static and Dynamic Stress Imtensity Factor Computations Using Ansys [...]... h c và hệ s tập trung ứng suất, năng l ợng nứt v độ bền nứt trong bê tông có sử dụng phụ gia Đánh giá ảnh h ởng của các yếu t phụ gia hóa h c và phụ gi khoáng đến hệ s tập trung ứng suất trong bê tông 1.3 ng độ cao Phạm vi và đối tƣợng nghiên cứu: 1.3.1 Phạm vi nghiên cứu Đề tài này tiến hành nghiên cứu thực nghiệm ơ hế rạn nứt củ b tông ng độ cao ứng v i hệ s tập trung ứng suất khi dầm có vết nứt hở,... tiểu hóa khả năng vết nứt phát triển khi công trình đi v o hịu tải Nghiên cứu các tính chất ơ h c rạn nứt nh ng độ chịu nén, mo un đ n hồi, hệ s nở hông, năng l ợng nứt, độ bền nứt của bê tông có cấp độ bền B45 Nghiên cứu ảnh h ởng của phụ gia hóa h c siêu dẻo tăng khoáng đến tính chất ơ h c rạn nứt của bê tông ng độ và phụ gia ng độ cao Đánh giá m i quan hệ giữa các tính chất ơ h c và hệ s tập trung ứng. .. dụng phụ gia hóa h c 42 Hình 4.10 Sự th y đổi ng độ chịu u n của betong khi sử dụng phụ gia hóa h c.43 ng độ chịu nén u n khi dùng phụ gia hóa h c .44 Hình 4.11 M i quan hệ giữ Hình 4.12 Sự th y đổi ng độ kéo gián tiếp khi sử dụng phụ gia hóa h c 46 Hình 4.13 Sự th y đổi Hệ s nở hông của bê tông khi sử dụng phụ gia hóa h c 47 Hình 4.14 Sự th y đổi Mo un đ n hồi của bê tông khi sử dụng phụ gia hóa. .. cho bê tông dễ xuất hiện vết nứt Do đó, sự phát triển bê tông ng độ cao cần có nghiên cứu khảo sát về tính chất củ 1.2 ơ h c nứt kèm theo Mục tiêu nghiên cứu Đề tài này nghiên cứu thực nghiệm hệ s tập trung ứng suất khi dầm bê tông ng độ cao cấp độ bền B45 (t ơng ứng Mac 600Mpa) bị nứt và ảnh h ởng của phụ gi đến ơ hế rạn nứt củ b tông ng độ cao, từ đó đánh giá v i trò trong việc sử dụng phụ gia sao... đoán sự phát triển của vết nứt của dầm chịu tải tr ng tập trung giữa nhịp (v i vết nứt vuông góc v i mặt phẳng ứng suất chính đ đ ợc ấn định từ tr c) ứng v i bê tông B45 Nghiên cứu sử dụng phụ gia hóa dẻo và phụ gi khoáng để khảo sát ảnh h ởng đến bê tông ng độ cao 3 ối tƣợng nghiên cứu: 1.3.2 Nghiên cứu thực nghiệm trên m u dầm chữ nhật ó kí h th cm M u dầm b tông c 10 x 10 x 40 ng độ cao B45 đ ợ đú... đổi hệ s nở hông của bê tông khi sử dụng phụ gia khoáng Silicafume 57 Hình 4.26 Sự th y đổi Mo un đ n hồi khi sử dụng phụ gia khoáng Silicafume .58 ng độ chịu nén và modun đ n hồi khi dùng phụ gia Hình 4.27 M i quan hệ khoáng Silicafume .58 Hình 4.28 Sự th y đổi hệ s tập trung ứng suất khi sử dụng phụ gia khoáng 59 Hình 4.29 Sự th y đổi độ bền nứt khi sử dụng phụ gia khoáng. .. khi bê tông sử dụng 10% phụ gia Silicafume 77 Hình 5.16 Giá trị KI khi bê tông sử dụng 15% phụ gia Silicafume 77 Hình 5.17 Giá trị KI khi bê tông sử dụng 20% phụ gia Silicafume 78 Hình 5.18 Giá trị KI ứng thành phần bê tông có sử dụng 5% phụ gia khoáng kết hợp 1% phụ gia hóa 78 Hình 5.19 Giá trị KI ứng thành phần bê tông có sử dụng 10% phụ gia khoáng kết hợp 1% phụ gia hóa ... bê tông tăng l n Sự hình thành cấu trúc tinh thể sẽ sinh ra 2 hiện t ợng ng ợ nh u: tăng hình thành nội ứng suất trong mạng l và giảm ng độ và i tinh thể Đó l nguy n nhân sinh r vết nứt ng độ của bê tông Trong th i gi n đầu là khoảng th i gian hình thành cấu trú , ũng nh ng độ b n đầu của bê tông phụ thuộc vào thành phần của bê tông, dạng chất kết dính và phụ gia hoá h c Hỗn hợp bê tông cứng và kém dẻo. .. 4.4 M i quan hệ giữ mô đun đ n hồi và hệ s KIC khi không dùng phụ gia 36 Hình 4.5 M i quan hệ giữ ng độ bê tong và hệ s KIC 38 Hình 4.6 M i quan hệ giữ ng độ v độ bền nứt Gc khi không dùng phụ gia .39 Hình 4.7 M i quan hệ giữ mô đun đ n hồi v độ bền nứt Gc khi không dùng phụ gia 40 ng độ b tông v độ bền nứt GC .41 Hình 4.8 M i quan hệ giữ Hình 4.9 Sự th y đổi C ng độ chịu nén... và c t liệu sẽ ảnh h ởng đến khả năng l m việc chung giữa các thành phần trong cấp ph i bê tông Bề mặt tiếp xúc của hồ ximang và c t liệu trong bê tông thực nghiệm có mật độ lỗ rỗng cao sẽ làm giảm vai trò của vùng tiếp xúc và gián tiếp làm giảm ng độ của bê tông Bên 22 cạnh đó, bề mặt tiếp xúc còn ảnh h ởng đến khả năng hình th nh vết nứt của bê tông, ảnh h ởng đến tính chất ơ h c rạn nứt của bê tông ... Đề tài nghiên cứu ảnh h ởng phụ gia đến hế rạn nứt bê tông ng độ o Điển hình ảnh h ởng phụ gia hóa h c siêu dẻo phụ gia khoáng đến hệ s tập trung ứng suất đỉnh vết nứt dầm b tông ng độ cao Kết... lý bê tông 41 4.2.1 Ảnh h ởng phụ gia hóa h đến ng độ chịu nén bê tông 42 4.2.2 Ảnh h ởng phụ gia hóa h đến ng độ chịu u n bê tông 43 4.2.3 Ảnh h ởng phụ gia hóa h đến ng độ chịu kéo Bê tông. .. 49 4.2.7 Ảnh h ởng phụ gia hóa h đến hệ s tập trung ứng suất bê tông 50 4.2.8 Ảnh h ởng phụ gia hóa h đến độ bền nứt Bê tông 50 4.2.9 Ảnh h ởng phụ gia hóa h đến chuyển vị mở đầu