Tổng quan về bê tông chất lượng cực cao trong xây dựng

1 Tổng quan về bê tông có chất lượng rất cao UHPC Bê tông là vật liệu chính dùng trong xây dựng. Bê tông làm việc chung với cốt thép thường hoặc cốt thép dự ứng lực để tạo thành bê tông cốt thép. Cường độ của bê tông và cường độ của thép, mô đun đàn hồi của bê tông và mô đun đàn hồi của thép cần có mối tương quan nhất định để đảm bảo cho kết cấu có đủ cường độ và độ bền vững lâu dài. Trong các kết cấu cầu hiện đại thường sử dụng cốt thép dự ứng lực nên đòi hỏi cường độ bê tông ngày càng phát triển. Khi cường độ bê tông đạt cao thì kết cấu cầu trở nên thanh mảnh, tăng được khẩu độ nhịp, giảm được trọng lượng kết cấu và tăng tuổi thọ công trình. Bê tông có chất lượng rất cao (UHPC) là một loại vật liệu mới được nghiên cứu và phát triển trên thế giới từ năm 1990, UHPC có đặc tính vượt trội như cường độ rất cao, độ bền và sự ổn định lâu dài. Hiện nay vấn đề UHPC đã trở thành vấn đề thời sự của các nhà khoa học trên thế giới khi xem xét kết cấu các công trình cầu đường hiện đại.

TỔNG QUAN VỀ BÊ TÔNG CHẤT LƯỢNG CỰC CAO UHPC (ULTRA HIGHT PERFORMANCE CONCRETE) TRONG XÂY DỰNG 1/ Tổng quan bê tơng có chất lượng cao UHPC Bê tơng vật liệu dùng xây dựng Bê tông làm việc chung với cốt thép thường cốt thép dự ứng lực để tạo thành bê tông cốt thép Cường độ bê tông cường độ thép, mô đun đàn hồi bê tông mô đun đàn hồi thép cần có mối tương quan định để đảm bảo cho kết cấu có đủ cường độ độ bền vững lâu dài Trong kết cấu cầu đại thường sử dụng cốt thép dự ứng lực nên đòi hỏi cường độ bê tơng ngày phát triển Khi cường độ bê tông đạt cao kết cấu cầu trở nên mảnh, tăng độ nhịp, giảm trọng lượng kết cấu tăng tuổi thọ cơng trình Bê tơng có chất lượng cao (UHPC) loại vật liệu nghiên cứu phát triển giới từ năm 1990, UHPC có đặc tính vượt trội cường độ cao, độ bền ổn định lâu dài Hiện vấn đề UHPC trở thành vấn đề thời nhà khoa học giới xem xét kết cấu cơng trình cầu đường đại Bê tông chất lượng cao (UHPC) loại bê tơng có thành phần xi măng, cát, sợi thép số vật liệu đặc biệt khác Đặc tính UHPC cường độ chịu nén từ 120 – 200Mpa, tăng cường khả chịu uốn, cắt, tăng cao khả chịu tác động va chạm tải trọng lặp đặc biệt có độ bền cao Như cho thấy nghiên cứu ứng dụng bê tông cường độ cao UHPC vấn đề giới quan tâm kết cấu cầu đại đạt kết đáng tin cậy Chúng ta nghĩ đến khả nghiên cứu ứng dụng Việt Nam để thay cho kết cấu mặt cầu đường dùng bê tông truyền thống cấp 40-50MPa, bước nghiên cứu ứng dụng bê tơng có hiệu cực cao kết cấu cơng trình cầu, đường đại 1.2 / Các nghiên cứu ứng dụng bê tông chất lượng cực cao UHPC giới 1.2.1/ Các đề tài nghiên cứu UHPC Hoa Kỳ Giống nhiều nước phát triển giới, kết cấu hạ tầng đường Hoa Kỳ bị lệ thuộc nhiều vào hai loại vật liệu bê tông thép Kể từ kỷ 20 thời điểm bùng phát xây dựng cơng trình hạ tầng nước này, đến nay, qua nhiều thập niên sử dụng hư hõng, xuống cấp, trạng buộc người ta phải ý vào cần thiết phát triển loại kết cấu, vật liệu có tính bền vững tuổi thọ lâu dài Các loại vật liệu với tính lý độ bền cao cho phép xây dựng cải tạo lại cơng trình cầu, đường già nua, lão hóa Nhưng tiến vượt bậc nghiên cứu vật liệu kết dính hai thập niên qua đưa đến phát triển loại vật liệu mới, có cường độ tuổi thọ lớn gấp nhiều lần so với loại bê tông thường dùng Loại bê tơng ln có đặc điểm sau: - Hàm lượng % xi măng muội Silica (Silic đioxyt) cao - Tỉ lệ nước / xi măng thấp - Có vật liệu gia cường sợi thép cường độ cao Tất yếu tố làm cho có tính ứng xử vượt trội Ví dụ cường độ chịu nén bê tông cao gấp lần so với bê tông thường dùng, cường độ chịu kéo tăng gấp lần Cơng nghệ gọi bê tơng có chất lượng cực cao UHPC Các đề tài nghiên cứu UHPC Hoa Kỳ Cục đường Hoa Kỳ (FHWA) bắt đầu triển khai nghiên cứu từ năm 2001 tới đạt bước tiến dài việc đưa công nghệ bê tông hệ đến với ngành công nghiệp bê tông ngành giao thông vận tải Chiếc cầu dầm I UHPC Hoa Kỳ khai thông năm 2006; cầu thứ có kết cấu nhịp UHPC khánh thành tháng 10/2008 tháng 11/2008 cầu dầm với mặt cầu UHPC khánh thành đưa vào khai thác Mục tiêu nghiên cứu UHPC Cục đường Hoa Kỳ (FHWA)là: - Xác định tính kỹ thuật mà UHPC phải thể sử dụng ngành cầu đường - Khảo sát phạm vi ứng dụng tốt UHPC ngành cầu đường - Trợ giúp cho việc triển khai ban đầu UHPC vào cơng trình giao thơng Các nghiên cứu tập trung vào việc xác định tính lý chủ yếu độ bền UHPC xác minh xem loại vật liệu ứng xử sử dụng để làm phận thuộc kết cấu phần bê tông dự ứng lực thường dùng - Hướng nghiên cứu - ứng dụng thứ là: Hệ dầm nhịp mặt cầu lắp ghép UHPC FHWA nghiên cứu hệ lắp ghép gồm dầm bê tông dự ứng lực với mặt cầu bê tông UHPC chế sẵn, ứng dụng cho cầu đường Ý định nhằm kết hợp hai tính UHPC cường độ vượt trội tuổi thọ cao vào cầu với cấu kiện chế tạo nhà máy sau vận chuyển lắp ghép cách nhanh chóng Đây vấn đề hiệu cầu cũ có độ từ 20m – 35m hệ thống giao thông đường bộ, tổ hợp từ dầm mặt cầu chúng hết thời hạn phục vụ theo thiết kế Việc thay thế, cải tạo cầu làm cho tược tắc nghẽn giao thông thêm trầm trọng phải phong tỏa giao thông số đường Việc phát triển loại cấu kiện lắp ghép cho phép thay dầm mặt cầu nhanh chóng, bước nhảy vọt đáng kể Từ năm 2004 đến FHWA thiết kế, xây dựng thử nghiệm hệ kết cấu dầm mặt cầu lắp ghép bê tơng UHPC Chương trình thử nghiệm hệ cấu kiện dầm mặt cầu chứng tỏ: kết cấu tổng thể ứng xử hệ cấu kiện chấp nhận được, song kích thước mặt cắt ngang lớn Theo Ductal trọng lượng đơn vị mét dài dầm cầu độ tải trọng dầm I UHPC nhẹ so với dầm bê tông truyền thống Những hình ảnh sau cho thấy tương quan trọng lượng 1mét dài dầm sắt, dầm bê tơng truyền thống dầm UHPC (hình 1) ( hình 1: tương quan trọng lượng mét dài dầm) Về chiều cao dầm UHPC thấp so với dầm bê tông truyền thống; với dầm 30m dầm truyền thống cao 1,50m, dầm UHPC 1m vấn đề yếu tố mỹ quan kinh tế cơng trình cầu thị (hình 2: so sánh chiều cao dầm bê tông truyền thống UHPC) - Hướng nghiên cứu - ứng dụng thứ hai là: Xử lý, thay mặt cầu cũ bị hư hõng FHWA (Cục đường Hoa Kỳ) tập trung vào phát triển giải pháp thay mặt cầu bị hư hõng, kết cấu nhịp chúng tốt (nhất kết cấu nhịp hệ dầm hệ giàn thép) Những năm qua nhà nghiên cứu Hoa Kỳ nỗ lực phát triển cấu kiện mặt cầu kiểu mơ-đun để lắp ghép chổ cách nhanh chóng, hạn chế đến mức thấp thời gian phong tỏa giao thông Những tính vượt trội UHPC tạo điều kiện thiết kế cấu kiện mặt cầu có độ bền cao mặt cầu đổ chổ mà tuổi thọ lại cao đáng kể đặc biệc thi cơng lắp ghép nhanh chóng Theo nghiên cứu FHWA panel mặt cầu UHPC biểu tốt hẳn tính tương đương với mặt cầu bê tông thông thường, trọng lượng nhẹ 30% Ngoài với mức độ gắn kết cao học hóa học UHPC với sợi cốt thép rời rạc thành phần cho phép giảm kích cỡ mối nối, nhờ đơn giản hóa việc lắp đặt cấu kiện mặt cầu đúc sẵn Ngoài sử dụng mặt cầu UHPC (sản xuất công xưởng vận chuyển lắp ghép) với tính cường độ cao, độ bền theo thời gian lớn, trọng lượng nhẹ dẫn đến làm tăng tính chịu tải cầu cũ giảm trọng lượng đáng kể, giảm đáng kể thời gian thi công, giảm thời gian phong tỏa giao thông, giảm lượng nhân công, xe máy công trường hiệu kinh tế cao Dưới hình ảnh thay mặt cầu panel UHPC có gân sản xuất nhà máy vận chuyển đến công trường lắp ghép cho số cầu đường cao tốc Mỹ (hình 3: ứng dụng UHPC thay cho mặt cầu cầu cũ) - Hướng nghiên cứu - ứng dụng thứ là: Lượng hóa tính UHPC FHWA nghiên cứu tập trung vào định lượng tính chịu tải độ bền lâu dài vượt trội UHPC Hiện độ bền mõi ( ứng xử mõi) bị kéo UHPC vấn đề mẽ Để có quy chuẩn thiết kế sử dụng rộng rãi UHPC cơng trình giao thông nhà nghiên cứu cần phải chứng minh tính vượt trội chịu kéo học vật liệu UHPC phải thích ứng với nhiều loại nhân tố gây nên ứng suất, từ phía mơi trường từ phía tác động học Các nhà khoa học nghiên cứu tượng mõi sau phá hủy UHPC chịu kéo thông qua nhiều loại trạng thái ứng suất biến dạng; nhà khoa học bước nghiên cứu tác động dung dịch bảo hòa Clorua sợi thép cấu kiện trường hợp có vết nứt chịu ứng suất chu kỳ tải trọng lặp Một số nhà khoa học Hoa Kỳ FHWA nghiên cứu chi tiết tính kỹ thuật dầm UHPC xác định sức chịu tải, cường độ chịu kéo uốn, độ bền… vượt trội so với bê tông truyền thống Các ứng dụng Hoa Kỳ thực hiện: Cầu Mars Hill Bridge cầu xa lộ UHPC Cầu có nhịp dài 33m với dầm dự ứng lực cao 1,07m, ( so với dầm bê tông dự ứng lực truyền thống chiều cao dầm nhỏ 50cm trọng lượng dầm giảm nhiều) loại dầm chữ I cánh mỏng bụng mảnh Ngoài ra, người ta loại bỏ cốt chịu cắt thép thông dụng bỡi qua thử nghiệm thấy UHPC, với cốt sợi – thép đủ sức chịu tải trọng thiết kế Cầu Cat Point Creek Bridge cầu thứ hai thông xe vào tháng 10/2008 cầu 10 nhịp có nhịp UHPC dài 24,8m với dầm cao 1,1m Các dầm bê tông dự ứng lực nhịp thay dầm bê tông truyền thống dầm UHPC Các tính chịu kéo vượt trội UHPC cho phép loại bỏ chịu cắt thép truyền thống FHWA Lowa DOT thiết kế cầu thứ có dùng hệ cấu kiện dầm mặt cầu lắp ghép UHPC thông xe vào tháng 11/2008 Quận Buchanan Đây cầu lợi dụng triệt để tính ưu việt UHPC cách tối ưu hóa khả chịu tải cấu kiện Theo Ian M Friedland chủ nhiệm chương trình nghiên cứu cầu kết cấu cầu Cục đường Hoa Kỳ (FHWA) cho việc nghiên cứu ứng dụng loại vật liệu có hiệu cao hơn, vật liệu tạo tác động quan trọng tới hiệu chịu tải cơng trình cầu đưa đến mức chi phí cho vòng đời thấp UHPC vật liệu mới, tiến có tiềm Một số hình ảnh nghiên cứu sử dụng UHPC thực tế Mỹ (hình 4: sử dụng UHPC làm dầm cầu dạng chữ П cho cầu đường cao tốc Mỹ) Chi tiết kích thước dầm chữ П sử dụng UHPC FHWA thiết kế hình vẽ (hình 5) ( hình 4: cầu có dầm UHPC hình chữ П đường cao tốc Hoa Kỳ xây dựng năm 2008) Chi tiết mặt cắt ngang dầm UHPC hình chữ П cho cầu (hình 5: mặt cắt ngang dầm П UHPC ) Thay mặt cầu cũ hư hõng panel mặt cầu UHPC đúc công xưởng lắp ghép công trường, mối nối sử dụng UHPC trộn đổ cơng trường (hình 6: thi cơng mặt cầu lắp ghép mối nối mặt cầu UHPC công trường) Các Panel mặt cầu dùng để xây dựng cầu thay mặt cầu cũ hư hõng tuyến đường cao tốc Hoa Kỳ nghiên cứu sản xuất đại trà (thành modun) nhà máy Do kiểm tra quản lý chất lượng sản phẩm tốt trước đưa vào lắp ghép công trường Dưới sơ đồ công nghệ chế tạo mặt sàn cầu UHPC nhà máy ( hình 7) 10 (hình 16: Giả định quy luật ứng xử giới hạn phục vụ bê tông theo SETRAAFGC 2002) Với tính tốn trạng thái giới hạn phục vụ (Serviceability Limit State – SLS), phần đơn giản mối quan hệ ứng suất biến dạng thể hình 17 theo khuyến cáo đưa (DafStb UHPC 2003) 38 (hình 17: Mối quan hệ ứng suất – biến dạng theo SLS) Bản báo cáo Đức mơ tả quy trình thử nghiệm tiêu chuẩn thể hình 18 đánh giá ứng xử tải trọng – biến dạng UHPC tác dụng tải trọng uốn để xác định sức căng (hình 18: Thí nghiệm uốn dầm bê tơng cốt sợi thép UHPC theo DafStb – Guideline) Trong hình 19 thể kết thử nghiệm độ mở rộng vết nứt tải trọng uốn ứng với thí nghiệm uốn mẫu hình 18 Trong mối quan hệ ứng 39 suất – biến dạng, ứng suất vết nứt có chiều rộng 0,5 3,5mm xem xét (hình 19: Độ mở rộng vết nứt tải trọng uốn ứng với thí nghiệm uốn mẫu hình 18) Hình 20 thể đường cong ứng suất – biến dạng tính tốn theo khuyến cáo 40 (hình 20: Mối quan hệ ứng suất – biến dạng đặc trưng vùng chịu kéo) Ứng suất điểm quan trọng điểm quan trọng đường cong xác định từ phương trình sau: σ 2.0 -3.5‰ = f ctk0,5 • 0,37 σ 25‰ =β f ctk3,5 Hệ số β hệ số 0.37 tính tốn dựa kết thí nghiệm Với bê tơng thường hệ số β phụ thuộc vào mối quan hệ f ctk0,5 , 3.5 f ctk Nó lấy từ hình 21 (hình 21: Xác định hệ số β) 41 Thông thường giới hạn biến dang đầy đủ 2.5% Tuy nhiên tính tốn lại kết thí nghiệm cho thấy với tỷ lệ f 3.5 / f 0.5 thiết kế rút ngắn an tồn cần thiết Trong hình 21 giảm biến dạng f 3.5 /f 0.5 < - 0.5 đặc trưng đường cong đánh dấu điểm Đối với thiết kế theo (ULS) Ultimate Limit State, ứng suất biến dạng tuân theo quy định tiêu chuẩn DIN 1.045 – Nó đặc trưng phương trình sau (1): n   εc     với ≥ ε c ≥ ε c σ c = f cd 1 − 1 −   ε c   (1) ε c : Ứng suất ứng với biến dạng lớn ε c : Biến dạng cuối ứng với thiết kế định Số mũ n lấy từ bảng Điều cho phép chuyển tiếp có quy tắc với bê tông cường độ cao HSC/HPC Với bê tông UHPC có cấp 210 Mpa, kết có mối quan hệ tuyến tính Hơn nữa, với UHPC khơng có cốt sợi khơng có đầy đủ bó sợi, ε c = ε c 2u giả định nhằm vào tính tốn độ giòn cho trường hợp (hình 22: mối quan hệ ứng suất – biến dạng theo thiết kế ULS) 42 Giá trị cường độ chịu nén thiết kế cho phép theo công thức (2) sau: f cd = 0.85 f ck γ c γ c, (2) Với: γ c : hệ số an toàn lấy theo bảng tiêu chuẩn DIN 1045 -01 γ c, : hệ số an tồn phụ thêm tính tốn độ xác q trình chế tạo phá hoại giòn bê tông cường độ cao 1,00 ≤ γ c = 1,1 − f ck / 500 ≤ 1,25 Biến dạng ứng với ứng suất cực đại giả định 0,22% bắt đầu với cấp bê tông C100/115 acc Với yêu cầu đặc biệt Đức cho cơng trình vật liệu mới, giá trị khác đề xuất Sở chuyên mơn bắt buộc Đối với UHPC có cốt sợi, nhánh dẻo biến dạng ε c2u f sử dụng để tính tốn theo cải thiện độ uốn Giá trị ε c2u f xác định cách mà khả uốn điều chỉnh để khả uốn từ quy luật quan hệ ứng suất – biến dạng với nhánh giảm dần giả định tính đàn hồi thép miền chịu kéo Tuy nhiên, ảnh hưởng nhánh xuống mối quan hệ ứng suất – biến dạng có tầm quan trọng nhỏ, biến dạng phụ thêm (chiều dài nhánh nằm ngang đồ thị quan hệ ứng suất – biến dạng) giả định gần tuyến tính 43 (hình 23: lý tưởng hóa ứng xử nứt UHPC tăng cường cốt sợi (DafStB UHPC 2003) 3.3 Khả chống cắt xoắn UHPC: Để xác định việc tăng cường yêu cầu với tải trọng cắt, sức kháng cắt bê tông, sức kháng cắt thêm vào cốt sợi tăng cường theo SETRA – AFGC yêu cầu sau: V u = V Rb + V a + V f (3) Với: V Rb - sức kháng cắt bê tông V a - sức kháng cắt cốt thép không liên tục V f - sức kháng cắt cốt sợi Sức kháng cắt sợi tính theo cơng thức sau: Vf = S σ p γ bf tan β u Với: σ p : cường độ chịu kéo dư w 1 lim σp = σ ( w).dw K wlim ∫0 K : hệ số định hướng sợi 44 Wlim: max (wu; 0,3mm), wu = lc εu lc … đặc tính chiều dài σ (w): đặc tính sức kháng nứt với bề rộng vết nứt w (theo thí nghiệm) S: diện tích mặt cắt ngang sợi S= 0,9 b0 d bzw b0 z với mặt cắt dạng chữ nhật chữ T S= 0,8 (0,9d2) bzw 0,8z2 với mặt cắt dạng tròn γbf: hệ số an tồn cho bê tơng vùng chịu kéo βu : góc chịu nén Các khái niệm tương tự đề xuất hướng dẫn thiết kế Đức cho sợi thép cụ thể DafStb Các kết thí nghiệm đạt Đức (Fehling Bunje 2003) cho kết tương tự Tuy nhiên nghiên cứu bổ sung cần thiết với ứng xử UHPC chịu cắt xoắn 3.4 Sự dính bám với cốt liệu sợi thép UHPC Do có cường độ chịu nén độ đặc lớn UHPC có ứng suất dính bám cao Với sợi trơn có chiều dài l=13mm đường kính = 0,15 – 0,2mm Năm 1996, Bohloul đưa giá trị fb=11,5Mpa cho BRR Để tạo dự ứng lực cho thép tao thép, ứng suất dính bám tối đa phụ thuộc vào lớp bê tông bảo vệ Với thép có gờ, ứng suất dính bám cao nằm khoảng từ 40 đến 70Mpa, báo cáo Weibe vào năm 2003, Reineck Greiner vào năm 2004 Ở biểu đồ 25, thí nghiệm với thép có đường kính 10mm, vết nứt phá hoại quan sát lớp bảo vệ nhỏ 25mm 45 (hình 25: Mối quan hệ cường độ dính kết – trượt UHPC theo Reineck and Greiner) Do ứng suất dính bám lớn, chiều dài dính bám theo tiêu chuẩn RILEM mẫu thử lực dính (bằng cách rút cốt thép khỏi bê tông) phải giảm xuống 2Ø thay 5Ø (biểu đồ 26) Cách khác, khơng có mẫu thử thực trước cốt thép chảy 46 (hình 26: mơ hình thí nghiệm xác định khả dính bám UHPC với cốt thép theo RILEM) 3.5 Độ bền mỏi UHPC Tải trọng mỏi tác dụng lực nén, thí nghiệm thực trường đại học Kassel cho thấy UHPC có ứng xử tốt Đường cong S-N UHPC NSC so sánh biểu đồ hình 27 (hình 27: biểu đồ S-N UHPC so sánh với NSC) (sự tương quan) miền ứng suất UHPC cho số lượng lớn đổi dấu tải trọng (>2 triệu) tương tự NSC Trong mức độ ứng suất tuyệt đối cao nhiều so với NSC Do nói, trái ngược vật liệu có độ bền 47 khác nhau, độ bền cao UHPC với sợi tăng cường không dẫn đến bất lợi tượng mỏi Hiện nay, thí nghiệm mỏi thực trường Đại học công nghệ Delft 3.6 Khả chịu lửa UHPC Do UHPC có độ đặc cao, áp lực lớn phát sinh UHPC tiếp xúc với lửa Điều dẫn đến thay đổi cấu trúc bê tông, làm giảm chất lượng bê tơng Vấn đề khắc phục cách thêm sợi Ví dụ sợi polypropylene Hiệu sợi tạo lỗ rỗng mao mạch tan chảy cháy Hơn nữa, xung quang khu vực tiếp xúc sợi xi măng, vữa hình thành Băng cách này, khu vực chuyển tiếp cốt liệu vữa liên kết với để gia tăng độ thẩm thấu làm giảm áp lực nước Các thí nghiệm cho thấy hiệu việc thêm sơi polypropylene (Diedrich 1999; Dehn Konig 2002; Bornemann, Schmidt Vellmer 2002) Một vấn đề khác có liên quan đến bất thường hợp chất chứa thạch anh việc tăng thể tích xảy 573°C thay đổi giai đoạn tinh thể Kết tốt thu cách thay thạch anh với Bazan TÓM TẮC VÀ KẾT LUẬN Trong vòng hai thập kỉ qua, tiến vượt bậc khoa học tạo nên công nghệ bê tông Một bước đột phá phát triển UHPC với thép cường độ nén độ bền tăng đáng kể UHPC loại vật liệu công nghệ cao, quy tắc công nghệ liên quan đến thành phần Việc sản xuất, ứng xử học thiết kế xây dựng Trong kho lưu trữ lớn kiến thức vật liệu thiết kế hồn thiện, cơng trình kết cấu với UHPC tồn Kiến nghị kỹ thuật tạm thời công bố Pháp, Mỹ Đức Một số ứng dụng CANADA, Châu Âu, Chấu Á Mỹ chứng minh lợi ích cơng nghệ chi phí, tính bền vững tuổi thọ cơng trình Một loạt cơng thức khác phát triển toàn giới để đáp ứng nhu cầu cá nhân số lượng ứng dụng khác ngày tăng Tuy nhiên, cần phải nghiên cứu thêm để lấp lỗ hổng kiến thức để đến ứng dụng “phổ biến” thường xuyên dựa quy định kỹ thuật toàn diện 48 Với ưu điểm vượt trội loại vật liệu UHPC, cho phép có suy nghĩ việc nghiên cứu UHPC vật liệu thành phần từ vật liệu địa phương Việc nghiên cứu UHPC với vật liệu địa phương sở tham khảo kết nghiên cứu nước giới mở hướng ngành vật liệu xây dựng Bê tông UHPC cung cấp kết hợp tuyệt vời vật liệu hiệu suất sử dụng tạo sản phẩm với đặc tính sau: - Tính dẻo: khả hỗ trợ sức chịu tải căng sau xuất vết nứt - Siêu cường độ nén: cường độ nén đạt đến 200Mpa - Độ bền cao: nâng cao tuổi thọ lâu dài cho kết cấu, cơng trình - Tính đồng vật liệu hỗn hợp cao tạo nên hỗn hợp đặt sít - Chất lượng bề mặt cao, tăng cường cao sức căng bề mặt - Cường độ chịu kéo uốn tăng mạnh lên đến 40Mpa - Kết cấu mỏng hơn, nhẹ tạo nên sản phẩm duyên dáng kiến trúc hình học - Khả chống thấm Chloride cao - Khả chịu mài mòn, va đập chịu lửa cao - Giảm thiểu đến bỏ qua hàm lượng cốt thép thường cốt thép cấu tạo kết cấu cơng trình - Giảm thiểu đến mức tối đa từ biến co ngót kết cấu q trình bê tơng ngưng kết hóa rắn - Tối ưu hóa tỉ lệ pha trộn Như với bê tông UHPC bước đột phá công nghệ vật liệu xây dựng nói chung bê tơng nói riêng UHPC làm thay đổi quan điểm triết lý thiết kế bê tơng Sản phẩm ứng rộng rãi nhiều lĩnh vực thay mặt sàn cầu cũ hư hõng, làm mặt cầu lắp ghép kết hợp với dầm bê tông dự ứng lực để đẩy nhanh tiến độ thi công tuổi thọ cơng cơng trình; Sử dụng cột, sàn cao ốc, làm mặt đường cao tốc, mặt đường băng sân bay, sử dụng đê, đập thủy lợi, mơi trường có mức độ xâm thực, ăn mòn lớn lò điện hạt nhân… Như nghĩ đến khả nghiên cứu ứng dụng UHPC với vật liệu Việt Nam để thay cho kết cấu mặt cầu đường 49 dùng bê tông truyền thống cấp 40-50MPa, bước nghiên cứu ứng dụng bê tơng có hiệu chất lượng cao kết cấu cơng trình cầu, đường đại Tµi liƯu tham kh¶o [1]- Ultra High perrfomance concrete : properties and applications S.P.Shah - 2005 [2]- State of the Report on high - Strength concrete (Báo cáo trình độ phát triển khoa học kỹ thuật bê tông c-ờng độ cao ) - ACI - 363 - 92 - 1988 [3]- Properties of concrete - A.M.Neville - 1994 [4]- Ph¹m Duy Hữu - Bê tông c-ờng độ cao - Báo cáo đề tài NCKH cấp Bộ Giáo dục Đào tạo - 1999 [5]- Fracois de Larrad Extension du domaine dapplication des reglements de calcul BAEL/BPEL aux betons µ 80 MPa LCPC Paris 1996 [6]- M.Virlogeux , J BARON et R SAUTEREY LES BETONS AHAUTES PERFORMANCES DU MATERUAU µ L' OUVRAGE - Paris - 1990 [7]- H Okamura: TriĨn väng cđa vật liệu sản xuất bê tông mới, số 475 Tạp chí xi măng bê tông Hiệp hội Xi măng Nhật Bản, 1986.9 [8]- K Ozawa, K Maekawa H Okamura: Phát triển bê tông tính cao, Tạp chí khoa công trình, Tr-ờng đại học Tokyo (B), tập XL No.1, 1992.1 [9]- Đặc tính công thức khả ứng dụng bê tông c-ờng độ cao - PGS.TS Phạm Duy Hữu= Tạp chí công nghệ Bê tông Việt Nam 5-2003 50 [10]- Le Beton - M LAQUERBE - RENNES - 1999 [11]- Ngun ViÕt Trung - Phơ gia hoá chất dùng cho bê tông - NXB Xây dùng - 2004 [12]- Steel Fibre Reinforced Concrete - Bernhard R.Maidl [13]- Ultra High Performance Fibre-Reinforced Concretes - AFGC Groupe de travail BFUP [14]- Les bÐtons de firbes mÐtalliques - Paris 1998 [15]- Stress Analysis of fiber-Reinforced Materials - M W Hyer – 1998 [16] M Zineddin, T Krauthammer, Dynamic response and behavior of reinforced concrete slabs under impact loading, International Journal of Impact Engineering 34 (2007) 1517-1534 [17] H Adeli and A.M Amin, Local effects of impactors on concrete structures, Nucl Engrg & Des 88 (1985) 301-317 [18] J.H Gittus, PWR degraded core analysis, UKAEA Northern Division Report, ND-R-610(S), isssued by RNPDE, HMSO ISBN 0-85-356-46 (1982) [19] A.C.E Sinclair, K Fullard and D Baker, The impact resistance of concrete slabs under heavy dropped loads, in: F.H Wittmann, ed., Trans 9th Int Conf on Structural Mechanics in Reactor Technology, Vol J, Extreme Loading and Response of Reactor Containments (A.A Balkema, Rotterdam and Boston, 1987) pp 73-78 [20] S Wicks, D Barnes and G Garton, Micro concrete model tests with heavy projectiles dropped from low heights, in: F.H Wittmann, ed., Trans 9th Int Conf on Structural Mechanics in Reactor Technology, Vol J, Extreme Loading and Response of Reactor Containments (A.A Balkema, Rotterdam and Boston, 1987) pp 45-50 [21] ASTM D5265-92(1998)e1 Standard Test Method for Bridge Impact Testing [22] K Fullard and P Barr, Development of design guidance for low velocity impacts on concrete floors, Nuclear Engineering and Design 115 (1989) 113-120 113, NorthHolland, Amsterdam [23] M Zineddin, T Krauthammer, Dynamic response and behavior of reinforced concrete slabs under impact loading, International Journal of Impact Engineering 34 (2007) 1517-1534 51 [24] Bê tông cốt sợi siêu cường độ hiệp hội xây dựng Pháp [25] Bê tông UHPC Cục đường Hoa Kỳ (FHWA) [ 26] Báo cáo đề tài nghiên cứu khoa học UHPC trường đại học GTVT tháng 1-2011 Nhóm nghiên cứu: GS Phạm Duy Hữu, Nghiên cứu viên: Hồng Văn Hoang, Đỗ Khơi Ngun, Trần Văn Sơn, Vũ Việt Cường 52 ... tông truyền thống Những hình ảnh sau cho thấy tương quan trọng lượng 1mét dài dầm sắt, dầm bê tơng truyền thống dầm UHPC (hình 1) ( hình 1: tương quan trọng lượng mét dài dầm) Về chiều cao dầm UHPC... gồm thành phần hạt mịn khác Mối tương quan độ đặc đặc trưng tỉ lệ nước / hạt mịn (Water/fines) hỗn hợp w/Fv cường độ chịu nén thể hình (hình 8: biểu đồ quan hệ Nước / hạt mịn cường độ chịu nén)... Hoa Kỳ (FHWA) cho việc nghiên cứu ứng dụng loại vật liệu có hiệu cao hơn, vật liệu tạo tác động quan trọng tới hiệu chịu tải cơng trình cầu đưa đến mức chi phí cho vòng đời thấp UHPC vật liệu