De cuong VLXD 3 3

Câu 1: Định nghĩa, phân loại hướng ứng dụng BT CĐC Câu Tính chất cải tiến BT CĐC Câu 3: Định nghĩa phân loại bê tông tự đầm Câu 4: Tính cách xác định bê tong tự đầm Câu 5: Khái niệm phân loại bê tông cốt sợi Câu 6: Tính sợi bê tơng cốt sợi 6.1 Tính sợi: 6.2 Tính bê tông cốt sợi: .7 Câu 7: Nguyên lý làm việc bê tông cốt sợi Câu 8: Định nghĩa bê tông siêu bền UHPC Câu 9.Vật liệu thành phần UHPC .9 Câu 10.Ứng dụng UHPC Câu 11 : Nhu cầu mối quan tâm phát triển thép tiên tiến 10 Câu 12: Thép chất lượng cao thép chịu thời tiết .11 Câu 13 Loại kết cấu dùng thép tiên tiến 12 Câu 1: Định nghĩa, phân loại hướng ứng dụng BT CĐC Định nghĩa BT CĐC loại bê tông đặc biệt, có cường độ nén 28 ngày, mẫu thử hình trụ (15x30cm) > 55 Mpa, với mẫu lập phương >60 Mpa Sử dụng tỉ lệ N/X thấp, khoáng siêu mịn, chất siêu dẻo cốt liệu truyền thống Phân loại BT CĐC Phân loại Có thể phân loại bê tông chất lượng cao theo cường độ, thành phần vật liệu chế tạo theo tính dễ đổ 2.1 Phân loại theo cưòng độ nén Căn vào cường độ nén ngày 28 mẫu hình trụ D =15 cm, H=30 cm chịa bê tông thành loại sau: Bảng phân loại bê tông theo cường độ chịu nén Cường độ nén, MPa Loại bê tơng 15 ÷ 25 Bê tơng truyền thống 30 ÷ 50 Bê tông thường 60 ÷ 80 Bê tông cường độ cao 100 ÷ 150 Bê tơng cường độ cao Bê tông truyền thống bê tông thường áp dụng chủ yếu xây dựng cầu đường Việt Nam Bê tông cường độ cao nghiên cứu có đủ điều kiện để phát triển Việt Nam 2.2 Phân loại theo thành phần vật liệu chế tạo Bê tông cường độ cao không sử dụng muội silic: loại bê tông không sử dụng silic siêu mịn, cần giảm tỷ lệ N/X sử dụng chất siêu dẻo tăng tính cơng tác Bê tông chất lượng cao sử dụng muội silic: thành phần có lượng muội silic từ (5 ÷ 15) % so với lượng xi măng chất siêu dẻo Bê tông chất lượng cao sử dụng tro bay: loại bê tông sử dụng tro bay với liều lượng từ (15 ÷ 30)% so với lượng xi măng để tăng độ bền nước, giảm nhiệt độ bê tông tươi giảm giá thành bê tông - Bê tông chất lượng cao hỗn hợp: để đảm bảo chất lượng bê tơng giảm giá thành sử dụng kết hợp tro bay muội silic với liều lượng tối ưu Bê tông cường độ cao cốt sợi: bê tông cường độ cao có khơng có muội silic có thành phần cốt sợi Cốt sợi kim loại, sợi thủy tinh, sợi carbon loại sợi khác tùy theo yêu cầu tính giá thành Trong thực tế quy luật bê tông chất lượng cao thường thành lập sở quy luật bê tơng cường độ thấp Vì cần lưu ý sử dụng công thức này, cần thiết phải tiến hành thử nghiệm thích hợp với vật liệu phạm vi sử dụng - Hướng ứng dụng BT CĐC Hiện bê tông chất lượng cao ứng dụng lĩnh vực sau: - Cột nhà cao tầng: việc sử dụng cột bê tông chất lượng cao chịu tải trọng lớn hơn, cho phép giảm kích thước mặt cắt cột, yêu cầu lượng cốt thép ván khn sử dụng (Mỹ Đức) - Trong xây dựng cầu: bê tông chất lượng cao thường sử dụng cho dầm cầu bê tông dự ứng lực với mục đích giảm tải trọng thân dầm tăng chiều dài kết cấu nhịp Cường độ bê tông sử dụng khoảng 60 - 100MPa (Mỹ Nhật Bản, Trung Quốc Pháp) Các cầu Đức , Hà Lan vào năm 1992 - 1995 dùng bê tông 60 - 80MPa - Trong cơng trình ngồi khơi: dùng bê tơng chất lượng cao giảm trọng lượng thân, tăng độ bền cho kết cấu (Na Uy, Thụy Điển, Anh, Úc Công trình hầm Metro thường sử dụng bê tơng chất lượng cao bê tông cường độ cao cốt sợi để tăng độ bền muôi trường làm việc phức tạp tăng tuổi thọ cơng trình Tiêu biểu cơng trình hầm qua eo biểm Măng-sơ hầm qua đèo Hải Vân Các cơng trình nhà Trung Đơng, Các cơng trình cầu xây dựng năm 2001-2008 sử dụng bê tông chất lượng cao với tuổi thọ khai thác 100 năm Bê tông chất lượng cao sử dụng rộng rãi giới chứng tỏ ưu bật loại bê tông áp dụng Việt Nam Câu Tính chất cải tiến BT CĐC Bê tơng chất lượng cao có cường độ chịu nén nhiều tính chất khác cải thiện như: mô đun đàn hồi cao hơn, cường độ chịu kéo cao, từ biến thấp bê tông thường - - - Cường độ chịu nén bê tông tính chất quan trọng bê tông Cường độ chịu nén tuổi 28 ngày dùng tiêu để đánh giá chất lượng bê tông Cường độ chịu nén bê tông chất lượng cao sử dụng từ 42MPa (6000 psi) đến 138 MPa (20'000 psi) thường dùng bê tơng có cường độ khoảng 84 MPa Theo tiêu chuẩn Mỹ Anh, cường độ chịu nén xác định mẫu tiêu chuẩn hình trụ tròn 150x300mm (6x12 inh-sơ) Theo tiêu chuẩn Việt Nam, cường độ chịu nén xác định mẫu hình hộp lập phương 150x150x150mm Cường độ chịu kéo khống chế vết nứt bê tông, đồng thời ảnh hưởng đến số tính chất khác như: độ cứng, độ bền bê tông, khả dính bám với cốt thép Bê tơng có chất lượng cao cường độ chịu kéo cao từ 30 ÷ 60% tuỳ theo thành phần bê tông cường độ cao, tốc độ tăng cường độchịu kéo chậm cường độ chịu nén Thông thường cường độ chịu kéo bê tông chất lượng cao khoảng 10% Cường độ chịu kéo xác định trực tiếp gián tiếp (thông qua cường độ chịu kéo bửa (ASTM C496) kéo uốn (ASTM C78) Các nghiên cứu cho thấy cường độ bê tơng tăng mơ đun đàn hồi tăng đáng kể từ 20 ÷ 40% tuỳ theo thành phần chất loại cốt liệu Biến dạng dài hạn cuối giảm đáng kể (ε t) khoảng 0,4 - 0,5 biến dạng theo thời gian bê tông thường Tuy nhiên môđun chống cắt Gc tăng khơng nhiều (xem hình 6.1.) Tốc độ phát triển cường độ bê tông chất lượng cao nhanh bê tông thường Các loại bê tông truyền thống thường ngày đạt 50% cường độ (tuổi 28 ngày), 14 ngày đạt 70-80% cường độ Nhưng bê tông chất lượng cao 7ngày đạt 70-80% cường độ, 14 ngày đạt > 90% cường độ tuổi 28 ngày Các tính chất học cải tiến dẫn đến khả ứng dụng bê tông chất lượng cao Những ứng dụng cơng trình lớn đòi hỏi cường độ nén cao kết cấu bê tông DƯL (cầu, hầm, nhà, cảng lớn) Các đặc tính học bê tơng chất lượng cao so với bê tông thường Câu 3: Định nghĩa phân loại bê tông tự đầm 3.1 Định nghĩa Bê tông tự đầm kết nghiên cứu nhà khoa học Nhật Bản sở phát triển phụ gia siêu dẻo Polyme hệ Được ứng dụng Nhật năm 80 kỉ trước, ngày sử dụng rộng rải toàn giới Có nhiều định nghĩa khác bê tơng tự đầm, tóm lại dựa tính khác biệt ưu việt so với bê tong thường Ở Việt Nam, bê tông tự đầm hiểu bê tơng có thành phần cốt liệu lớn giảm so với bê tơng thường, có thêm chất bột phụ gia tang dẻo, siêu dẻo Khi thi cơng khơng cần đầm Lợi ích bê tơng tự đầm q trình thi cơng khơng cần cơng tác đầm nén từ giảm chi phí nhân cơng lao động; khơng gây tiếng ồn thi cơng nên thích hợp để thi công điều kiện độ ồn cao hay thi công vào ban đêm gần khu dân cư; bê tơng tự đầm có tính tỏa nhiệt sử dụng tro bay dó thi công lien tục cho khối lớn, dẫn đến giảm thời gian thi công giảm mối nối nên bê tơng đạt tính tối ưu 3.2 Phân loại Ta phân loại bê tơng tự đầm dựa tính chảy lan (tính tự đầm) - Tính chảy lan cực mạnh: loại mà thi công với tỉ lệ thép, bê tông 300kg/1m - Tính chảy lan mạnh: loại mà thi công với tỉ lệ thép, bê tông 200kg/1m - Tính chảy lan vừa: loại mà thi cơng với tỉ lệ thép, bê tơng 100kg/1m Ngồi phân phân loại theo thành phần, sử dụng Câu 4: Tính cách xác định bê tơng tự đầm Bê tông độ linh động siêu dẻo (Bê tông tự đầm) Bê tông tự đầm kết nghiên cứu nhà khoa học Nhật Bản sở phát triển phụ gia siêu dẻo Polyme hệ Được ứng dụng Nhật năm thập kỷ 80 kỷ trước, ngày sử dụng rộng rãi giới Có thể nêu lên định nghĩa bê tông tự đầm sau: Bê tông tự đầm bê tơng có độ linh động tuyệt cao, tự chảy tác dụng trọng lượng thân để lấp đầy hồn tồn ván khn có mật độ bố trí cốt thép dày đặc mà không cần đầm rung Đồng thời thành phần bê tơng giữ ngun tính đồng suốt q trình vận chuyển thi cơng Đặc trưng bê tông tự đầm thể qua tiêu sau: - Độ sụt chảy: rót bê tơng vào khn hình chóp cụt, đáy có đường kính 32cm, mặt đỉnh có đường kính 16cm Khi nhấc khuôn lên bê tông tụt xuống tràn xoè với đường kính tối thiểu 65cm - Thời gian chảy qua phễu: Phễu hình V, miệng phễu có kích thước 490mm (500mm) X 75mm sau vuốt đoạn 425mm với độ dốc 1: phễu dài 150mm có mặt cắt 65mm x 75mm Khi rót bê tông đầy phễu này, mở đáy thời gian chảy khoảng 6s đạt tiêu chuẩn Ngoài để thử tính tự chảy bê tơng dùng bình chữ U Bê tơng tự đầm có ưu điểm: a Hiệu kinh tế - Thi công nhanh, giảm chi phí hồn thiện bề mặt, giảm chi phí nhân cơng, thiết bị - Dễ dàng lấp đầy ván khuôn hẹp, cho phép chế tạo cấu kiện mỏng giảm lượng bê tông b Cải thiện chất lượng bê tông nâng cao độ bền lâu - Bề mặt đồng phẳng - Không cần đầm rung giảm khả bị thấm nước, tăng sức kháng thâm nhập Clo, giảm mức độ cacbonát hóa ảnh hưởng khắc nghiệt khác - Tăng tuổi thọ cơng trình c Cải thiện điều kiện thi cơng - Giảm tiếng ồn, gây ảnh hưởng sức khoẻ an tồn - Giảm ảnh hưởng tới mơi trường xung quanh Bê tơng tự đầm có nhược điểm chi phí vật liệu nhiều, giá trị gia tăng cao bù đắp phần chi phí Bảng sau trình bày kết so sánh chi phí giá thành bê tơng thường bê tơng tự đầm Chỉ số chi phí giá thành tổng cộng loại bê tông tương đương (chỉ số bê tông tự đầm cao khoảng 1%) Bảng So sánh chi phí bê tơng thường bê tông tự đầm Dự án A Dự án B Hạng mục B.T thường B.T tự đầm B.T thường B.T tự đầm Giá thành bê tông 100 111 100 110 Công tác đổ B.T 15 10 11 Công tác ván khuôn 633 657 490 490 Công tác trát vữa 33 22 20 17 Tổng cộng 781 790 621 626 Bảng So sánh thành phần cấp phối bê tông thường bê tông tự đầm Chỉ tiêu thí nghiệm Bê tơng thường độ sụt Bê tông tự đầm độ sụt 80mm - 100mm chảy 600mm - 700mm Tỷ lệ W/C 0,36 Loại phụ gia Phụ gia thông thường Glenium Cường độ nén ngày (MPa) 40 50 ngày 55 65 21 ngày 63 72 28 ngày 70 80 Độ đặc (Kg/m3) 2410 2420 Lượng khí (độ rỗng) 2% 1.5% Co ngót 480 480 Cường độ chịu uốn (MPa) 6.0 6.5 Thiết kế cấp phối Thiết kế cấp phối Xi măng 500 Kg 500 Kg Tỷ lệ cát/cốt liệu 42% 48% Đối với cốt liệu bê tơng tự đầm cần phải có kích thước hạt mịn, ví dụ loại hạt đường kính 0-4mm chiếm 53%, đường kính hạt 4mm-8mm: 15%; đường kính hạt 8mm-16mm: 32% Đường kính hạt lớn từ 16mm đến 32mm Bảng Tỷ lệ cấp phối bê tông tự đầm Tỷ lệ nước Tỷ lệ cát Trọng lượng Kg/m3 với cốt liệu với lượng % bột % 28.3 47.4 Phụ gia W C FA S G Loại Liều lượng 170 400 200 694 795 SP8SBs PX2.2% Tính chất loại vật liệu sau: Bảng Bảng tính chất vật liệu Ký hiệu vật liệu Trọng lượng riêng Giá trị độ mịn C Xi măng Poctland thường 3,15 3370 cm2/g FA Tro bay 2,27 3630 cm2/g S Cát 2,58 Cát G Đá 2,65 Đá nghiền, kích thước max 20mm Câu 5: Khái niệm phân loại bê tông cốt sợi Khái niệm: Từ cổ xưa loại sợi sử dụng để tăng cường cho vật liệu ròn Châu Á trước thường sử dụng loại sợi rơm rạ để tăng cường cho tường chát bùn, thạch cao Với xi măng pooc lăng người ta sử dụng sợi amiang Những nghiên cứu sợi thép phân tán Romualdi, Balson mandel Vào cuối năm 1950 đầu năm 1960 sử dụng sợi composite vào bê tông Năm 1960, theo nghiên cứu Shah Swamy nghiên cứu khác Mỹ, Anh, Nga, bê tơng cốt sợi thép đường kính nhỏ bắt đầu sử dụng vào kết cấu mặt đường mặt cầu Giữa năm 1960, Nawy cộng ông ta đạo nghiên cứu làm việc lâu dài bó có nhiều nhỏ, lưới thủy tinh bị biến dạng tăng cường kết cấu Bê tơng vật liệu ròn sau đạt giá trị chịu lực lớn bị gãy, cần tăng cường tính dẻo bê tơng để chịu tải trọng lâu dài Cách cải tiến mô lại tổ chim cách đưa vào bê tông cốt sợi gọi bê tơng cốt sợi Phân loại: • Theo cường độ có loại bê tông cốt sợi: Bê tông cốt sợi (R n = 25 – 50Mpa); Bê tông cốt sợi cường độ cao (Rn = • • • 60 – 100Mpa); Bê tông cốt sợi siêu cường độ (R n = 120 – 800Mpa) Theo thể tích sợi: Bê tơng cốt sợi (0.25 – 2.5%); Bê tông nhiều cốt sợi (10 – 25%) Theo loại sợi: Bê tông cốt sợi thép, Bê tông cốt sợi tổng hợp, Bê tông cốt sợi thủy tinh, Bê tông cốt sợi cacbon, Bê tông cốt sợi sơ dừa, vải cốt sợi tự nhiên khác Theo chất kết dính (Pha nền): Bê tơng xi măng cốt sợi, Bê tông polymer cốt sợi (Epoxy) Câu 6: Tính sợi bê tơng cốt sợi 6.1 Tính sợi: 6.1.1 Khả chịu tải trọng gây nứt bạn đầu: Bê tông cốt sợi chịu uốn, bản, ứng xử tuyến tính gồm đoạn hình Đoạn OA: Thể quan hệ tải trọng độ võng đàn hồi Điểm A ứng với tải trọng gây nứt Đoạn OA thể ứng xử dầm bê tông khơng có cốt thép OA khác cường độ bê tông khác Độ võng giai đoạn theo tiêu chuẩn lấy 0.05 mm Sai tải trọng truyền vào cốt sợi Khi tải trọng bắt đầu tăng lên cốt sợi bắt đầu tham gia chịu lực Cốt sợi đóng vai trò cầu nối hạn chế việc mở rộng vết nứt Tải trọng tiếp tục tăng lên đến B B điển có tải trọng lớn Trong giai đoạn này, sợi dần dính bám kéo tuột xảy chưa đạt đến cường độ đứt Sau điểm B, độ võng tiếp tục tăng lên tải trọng giảm Trong giai đoạn này, điểm C ứng với flim = Lf/4 6.1.2 Cường độ chịu nén: Sự tham gia cốt sợi đến cường độ chịu nén khơng đáng kể Trong thí nghiệm ném mẫu, cường độ chịu nén nhau, kết cấu bị pahs hoại chậm với bê tông cốt sợi Bê tông cốt sợi tốt cho kết cấu chịu uông Lượng sợi từ 0.5-1% theo thể tích có tác động tố tải trọng gây nứt chịu uốn cực đại bị ảnh hưởng chức sợi, lượng sợi L/Df (tỉ số chiều dài đường kính cốt sợi) Khi Vf < 0.5%, L/Df