Nghiên cứu thực nghiệm biến dạng co ngót của bê tông trong điều kiện khí hậu chuẩn tại gia lai tt

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA NGUYỄN BÁ THẠCH NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM BIẾN DẠNG CO NGÓT CỦA BÊ TƠNG TRONG ĐIỀU KIỆN KHÍ HẬU CHUẨN TẠI GIA LAI Chuyên ngành : Cơ kỹ thuật Mã số : 9520101 TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT ĐÀ NẴNG - NĂM 2019 Cơng trình hồn thành Trường Đại học Bách khoa - Đại học Đà Nẵng Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS TRƯƠNG HOÀI CHÍNH GS.TS PHAN QUANG MINH Phản biện 1: ………………………………… Phản biện 2: ………………………………… Phản biện 3: ………………………………… Luận án bảo vệ Hội đồng chấm luận án tốt nghiệp Tiến sĩ kỹ thuật họp Đại học Đà Nẵng ngày … tháng năm 20… Có thể tìm hiểu Luận án tại: - Trung tâm Thông tin - Học liệu, Đại học Đà Nẵng - Thư viện Quốc gia Việt Nam MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Các nhà khoa học giới nghiên cứu biến dạng co ngót bê tông khoảng thời gian dài đạt nhiều kết quan trọng Hằng năm có nhiều cơng trình nghiên cứu khoa học, nhiều báo khoa học tạp chí uy tín giới, giới thiệu kết nghiên cứu biến dạng co ngót Những nội dung nghiên cứu tập hợp thành nội dung sau: Nghiên cứu biến dạng co ngót dạng bê tơng mới; Nghiên cứu giải pháp hạn chế biến dạng co ngót (sử dụng phụ gia, vật liệu ) Các nghiên cứu tác giả tiến hành sở thực nghiệm đo đạc xác định biến dạng co ngót thực vật liệu bê tơng Hiện việc dự báo co ngót lấy theo tiêu chuẩn nước ngồi dựa dự báo chưa xác rủi ro vùng khí hậu nhiệt độ khác Các tiêu chuẩn hành nước tiên tiến tiêu chuẩn: Tiêu chuẩn Hoa Kỳ ACI 209R-92, Tiêu chuẩn Châu Âu CEB-FIP 2010, Tiêu chuẩn Châu Âu Eurocode 2, Tiêu chuẩn Anh quốc BS 8110, Tiêu chuẩn Úc AS 3600, Mơ hình dự báo Viện Khoa học Xây dựng Nga, Tiêu chuẩn Nga GOST 24544-81 trình bày chi tiết công tác thực nghiệm đo đạc biến dạng co ngót bê tơng Tình hình nghiên cứu thực nghiệm co ngót Việt Nam hạn chế, số liệu thực nghiệm chưa có tính hệ thống Việc xác định biến dạng co ngót cho bê tơng nặng thơng thường chưa có số liệu thực nghiệm cụ thể tương ứng với điều kiện khí hậu vùng miền Hiện tỉnh Gia Lai, với đặc trưng khí hậu Tây ngun, tình trạng nứt biến dạng co ngót xảy phổ biến cơng trình xây dựng, gây ảnh hưởng trực tiếp đến làm việc kết cấu cơng trình Việc nghiên cứu xác định biến dạng co ngót bê tơng mơi trường khí hậu tỉnh Gia Lai cần thiết nhằm hỗ trợ cho công tác quản lý xây dựng, tư vấn thiết kế, xây lắp, vật liệu bê tông áp dụng công nghệ cơng trình bê tơng cốt thép địa bàn Từ phân tích trên, Luận án chọn đề tài “Nghiên cứu thực nghiệm biến dạng co ngót bê tơng điều kiện khí hậu chuẩn Gia Lai” cơng trình nghiên cứu khoa học cần thiết có ý nghĩa thực tiễn Mục đích nghiên cứu Luận án Từ nghiên cứu thực nghiệm nhằm thu thập có hệ thống xây dựng số liệu thực nghiệm biến dạng co ngót bê tông sử dụng vật liệu địa phương điều kiện khí hậu chuẩn Gia Lai, làm sở cho việc nghiên cứu tính tốn thiết kế kết cấu bê tông cốt thép phù hợp địa phương; Nghiên cứu thực nghiệm để xác định hệ số thực nghiệm dựa mơ hình dự báo phù hợp, từ dự báo phát triển biến dạng co ngót theo thời gian bê tơng điều kiện khí hậu chuẩn Gia Lai; Nghiên cứu thực nghiệm để so sánh biến dạng co ngót bê tơng điều kiện khí hậu chuẩn với điều kiện khí hậu tự nhiên mơi trường Gia Lai, từ đề xuất giải pháp phù hợp nhằm hạn chế biến dạng co ngót giai đoạn đầu sau đổ bê tông; Nghiên cứu thực nghiệm biến dạng co ngót bê tơng có tham gia cốt sợi thép cốt thép, từ đề xuất giải pháp nhằm hạn chế biến dạng co ngót bê tơng Đối tượng phạm vi nghiên cứu Luận án Đối tượng nghiên cứu: Biến dạng co ngót theo thời gian bê tơng điều kiện khí hậu chuẩn Gia Lai; Ảnh hưởng cốt thép cốt sợi thép đến biến dạng co ngót bê tơng Phạm vi nghiên cứu: Biến dạng co ngót bê tơng khơng sử dụng phụ gia điều kiện khí hậu chuẩn Gia Lai với mẫu thí nghiệm từ: Bê tơng thường có cấp độ bền B22.5 (Mác 300#) với tỷ lệ nước xi măng: 0.40, 0.45, 0.50; Bê tông cốt sợi thép (tỷ trọng cốt sợi thép 40 kg/m3); Bê tông cốt thép với hàm lượng 1.13% Phương pháp nghiên cứu Luận án Nghiên cứu lý thuyết nghiên cứu thực nghiệm Ý nghĩa khoa học thực tiễn Luận án Ý nghĩa khoa học: Luận án nghiên cứu biến dạng co ngót bê tơng điều kiện khí hậu chuẩn Gia Lai điều kiện khí hậu tự nhiên mơi trường Gia Lai, từ xác định số thực nghiệm dự báo biến dạng co ngót bê tơng phụ thuộc vào thời gian, làm sở cho việc nghiên cứu ứng xử lên kết cấu bê tơng cốt thép có xét đến biến dạng co ngót bê tơng Ý nghĩa thực tiễn: Kết thí nghiệm biến dạng co ngót theo thời gian bê tơng điều kiện khí hậu chuẩn Gia Lai điều kiện khí hậu tự nhiên môi trường Gia Lai tập hợp thành số liệu thực nghiệm biến dạng co ngót theo thời gian bê tông Trên sở phân tích kết cấu bê tơng cốt thép có xét đến biến dạng co ngót, đề xuất giải pháp phù hợp hạn chế tình trạng nứt kết cấu bê tông bê tông cốt thép Nội dung cấu trúc Luận án Ngoài phần Mở đầu Kết luận, Luận án gồm có Chương trình bày theo bố cục cụ thể sau: Chương 1: Nghiên cứu lý thuyết biến dạng co ngót theo thời gian bê tông Chương 2: Nghiên cứu thực nghiệm biến dạng co ngót bê tơng điều kiện khí hậu Gia Lai Chương 3: Phân tích, đánh giá kết nghiên cứu thực nghiệm Những đóng góp Luận án • Xây dựng số liệu thực nghiệm biến dạng co ngót bê tông sử dụng cốt liệu địa phương điều kiện khí hậu Gia Lai làm sở cho việc nghiên cứu tính tốn thiết kế kết cấu bê tơng cốt thép • Đã tiến hành nghiên cứu thực nghiệm biến dạng co ngót bê tơng thời gian 364 ngày với tổ mẫu bê tông có tỷ lệ nước xi măng (N/X) 0.40, 0.45 0.50 điều kiện khí hậu chuẩn Gia Lai (nhiệt độ 25±20C độ ẩm 75±5%) Các kết thu cho phép xác định hệ số thực nghiệm, từ dự báo phát triển biến dạng co ngót bê tơng thường theo thời gian điều kiện khí hậu chuẩn Gia Lai • Đã tiến hành nghiên cứu thực nghiệm so sánh biến dạng co ngót bê tơng thường điều kiện khí hậu chuẩn với điều kiện khí hậu tự nhiên môi trường Gia Lai Từ kết nghiên cứu thực nghiệm cho thấy thời gian 21 ngày sau đổ bê tông, biến dạng co ngót bê tơng điều kiện khí hậu tự nhiên môi trường mùa khô Gia Lai có giá trị cao gần lần giá trị tương ứng điều kiện khí hậu chuẩn Gia Lai • Đã tiến hành nghiên cứu thực nghiệm ảnh hưởng cốt sợi thép cốt thép đến hạn chế biến dạng co ngót bê tơng, từ đề xuất giải pháp phù hợp nhằm hạn chế biến dạng co ngót bê tơng CHƯƠNG NGHIÊN CỨU LÝ THUYẾT VỀ BIẾN DẠNG CO NGÓT THEO THỜI GIAN CỦA BÊ TÔNG 1.1 Tổng quan nghiên cứu biến dạng co ngót theo thời gian bê tông giới Việt Nam Thực tiễn nghiên cứu biến dạng co ngót theo thời gian bê tơng giới: Những nghiên cứu sớm kể đến tác giả Pickett (1956), Lyse (1960), Neville (1970, 1981, 1983, 1990, 1995), Smadi et al (1987), Bažant (1982, 1988, 1994), Tazawa Miyazawa (1995), Ojdrovic Zarghamee, 1996, Mac Gregor, 1997, Gilbert (2001), Acker Ulm (2001), Swapnil Deshpande et al (2007) Gần có số tác giả cơng bố nghiên cứu như: Faez Sayahi (2016), Vasu Krishna, Rakesh Kumar (2016), Balaguru, Caronia David, Roda Andrés (2017), Jun Yang, Qiang Wang, Yuqi Zhou (2017), Karagüler, Yatağan (2018), Safiuddin, Kaish, Woon, Raman (2018) Thực tiễn nghiên cứu biến dạng co ngót theo thời gian bê tông Việt Nam: Những nghiên cứu biến dạng co ngót bê tơng kể đến số tác giả như: Lê Văn Thưởng (1993), Hồng Quang Nhu (2007), Cao Duy Khơi, Ngơ Hồng Quân (2012), Nguyễn Ngọc Bình, Nguyễn Trung Hiếu (2012; 2015), Trần Ngọc Long (2016) 1.2 Biến dạng co ngót theo thời gian bê tơng Co ngót biến dạng co theo thời gian bê tông liên quan với mát độ ẩm xảy giai đoạn khác tuổi thọ bê tơng, độc lập với tải trọng 1.3 Cơ chế co ngót Cơ chế co ngót thực: Co ngót mao dẫn; Co ngót hóa học; Co ngót khơ Cơ chế co ngót biểu kiến: Ảnh hưởng nứt; Ảnh hưởng hình học 1.4 Các yếu tố ảnh hưởng đến co ngót Các yếu tố bên trong: Cốt liệu; Xi măng; Tỷ lệ nước xi măng; Phụ gia hóa học; Kích thước hình dạng mẫu Các yếu tố bên ngồi: Phương pháp bão dưỡng; Nhiệt độ mơi trường xung quanh; Độ ẩm tương đối 1.5 Các mô hình biến dạng co ngót theo thời gian bê tơng Các mơ hình dự báo biến dạng co ngót theo thời gian bê tơng tiêu chuẩn gồm: Tiêu chuẩn Nga GOST 24544-81, Mơ hình dự báo Viện Khoa học Xây dựng Nga, Tiêu chuẩn Úc AS 3600, Tiêu chuẩn Hoa Kỳ ACI 209R-92, Tiêu chuẩn Anh quốc BS 8110, Tiêu chuẩn Châu Âu CEB-FIP 2010, Tiêu chuẩn Châu Âu Eurocode Mơ hình B3 1.6 Cơng thức dự báo biến dạng co ngót theo thời gian bê tơng từ kết thí nghiệm theo Tiêu chuẩn Nga GOST 24544-81 Công thức theo GOST 24544-81 cho phép xác định quan hệ biến dạng co ngót phụ thuộc thời gian theo cơng thức (1.1) ∆𝑡 𝛼𝑛 + ∆𝑡 1.7 Phân tích vết nứt biến dạng co ngót theo thời gian bê tơng 𝜀𝑐𝑠 (𝑡) = 𝜀𝑐𝑠 (∞) (1.1) Đối với cơng trình xây dựng bê tông bê tông cốt thép, nứt nguyên nhân suy giảm khả làm việc (bao gồm khả chịu lực công sử dụng), dẫn đến giảm tuổi thọ cơng trình Biến dạng co ngót bê tông gồm biến dạng co mềm biến dạng co cứng (co khô) Biến dạng co mềm xảy 24 (đáng kể 10 đầu) kể từ đổ bê tông, bê tông chưa có cường độ Đối với vật liệu bê tơng, hai thành phần biến dạng theo thời gian biến dạng co ngót mềm biến dạng co ngót khơ Dưới tác dụng biến dạng co ngót, bê tơng chịu tác dụng ứng suất kéo (có giá trị phụ thuộc vào giá trị biến dạng co ngót) 1.8 Ảnh hưởng cốt thép kết cấu bê tông cốt thép bị nứt biến dạng co ngót Dưới tác dụng biến dạng co ngót cấu kiện bê tơng cốt thép, bê tơng chịu tác dụng ứng suất kéo (có giá trị phụ thuộc vào giá trị biến dạng co ngót) cốt thép chịu ứng suất nén Cốt thép khơng có tác dụng ngăn cản vết nứt biến dạng co ngót gây mà tham gia vào việc hạn chế mở rộng vết nứt Trong kết cấu bê tơng cốt thép, vai trò cốt thép có tác dụng hạn chế phát triển vết nứt 1.9 Kết luận Chương Các nhà khoa học giới nghiên cứu biến dạng co ngót bê tơng khoảng thời gian dài đạt nhiều kết quan trọng Biểu diễn biến dạng co ngót bê tơng mơ hình tốn học hồn tồn phù hợp áp dụng tiêu chuẩn thiết kế hành giới Tuy nhiên đặc thù biến dạng co ngót bê tơng diễn thời gian dài với nhiều thông số ảnh hưởng nên mơ hình tốn học biểu diễn chúng thường phức tạp Qua việc phân tích mơ hình tốn học biểu diễn biến dạng co ngót nêu nhận thấy thơng số ảnh hưởng đến biến dạng co ngót vật liệu bê tơng bao gồm: Cấp phối vật liệu bê tông (loại xi măng, tỷ lệ hạt mịn, tỷ lệ nước xi măng ), hình dạng kích thước kết cấu, độ ẩm tương đối môi trường Việc lựa chọn thành phần cấp phối vật liệu hợp lý có vai trò quan trọng việc hạn chế biến dạng co ngót vật liệu bê tơng Hiện Gia Lai tình hình nghiên cứu biến dạng co ngót bê tơng chưa quan tâm, chí chưa có nghiên cứu vấn đề Việc nghiên cứu biến dạng co ngót cho bê tơng nặng thông thường không phụ gia theo tiêu chuẩn quy định hành chưa có số liệu thực nghiệm cụ thể Do vậy, cần thiết phải tiến hành nghiên cứu thực nghiệm xác định biến dạng co ngót từ kết thí nghiệm CHƯƠNG NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM BIẾN DẠNG CO NGĨT CỦA BÊ TƠNG TRONG ĐIỀU KIỆN KHÍ HẬU TẠI GIA LAI 2.1 Đặc trưng khí hậu Gia Lai Điều kiện khí hậu chuẩn Gia Lai: Theo số đo chuẩn trung bình Trạm đo Thành phố Pleiku Đài khí tượng Thủy văn Khu vực Tây Nguyên nhiệt độ trung bình năm 230C-270C Độ ẩm trung bình năm 70%-80% Từ lựa chọn dải nhiệt độ 25±20C độ ẩm 75±5% trung bình đặc trưng cho điều kiện khí hậu chuẩn Gia Lai để thí nghiệm Điều kiện khí hậu hậu tự nhiên mơi trường Gia Lai: Nhiệt độ độ ẩm mơi trường Phòng thí nghiệm mơi trường theo dõi hàng ngày suốt q trình làm thí nghiệm Trong đó, nhiệt độ dao động từ 22.50C-31.50C độ ẩm dao động từ 51%-89% 2.2 Mục đích thí nghiệm Trên sở số liệu thí nghiệm thu thập tiến hành: Đánh giá ảnh hưởng tỷ lệ nước xi măng đến biến dạng co ngót bê tơng thường, bê tơng cốt sợi thép bê tông cốt thép; Đánh giá phát triển biến dạng co ngót của bê tông thường, bê tông cốt sợi thép bê tông cốt thép điều kiện khí hậu chuẩn điều kiện khí hậu tự nhiên mơi trường Gia Lai; Đánh giá việc hạn chế nứt biến dạng co ngót bê tơng có tham gia cốt sợi thép cốt thép; Đề xuất hệ số thực nghiệm xác định định giá trị cường độ chịu nén, mô đun đàn hồi hệ số thực nghiệm dự báo biến dạng co ngót bê tơng theo thời gian 2.3 Nội dung thí nghiệm Thí nghiệm xác định cường độ chịu nén đối chứng mẫu bê tơng đo biến dạng co ngót; Thí nghiệm xác định giá trị cường độ chịu nén mô đun đàn hồi theo thời gian bê tông; Thí nghiệm đo biến dạng co ngót bê tơng; Thí nghiệm đo co ngót hạn chế bê tơng Vòng kiềm chế (Restrained Ring Test) 2.4 Vật liệu dùng thí nghiệm, chế tạo mẫu, đúc mẫu bảo dưỡng mẫu thí nghiệm Vật liệu dùng thí nghiệm: Xi măng; Đá dăm (1x2); Cát vàng; Nước; Cốt sợi thép; Cốt thép 12 Chế tạo mẫu theo TCVN 3015:1993 Bảo dưỡng mẫu theo TCVN 3117:1993 TCVN 3015:1993 2.5 Thiết bị thí nghiệm thiết bị đo biến dạng co ngót bê tơng Tủ khí hậu (khống chế nhiệt độ độ ẩm theo yêu cầu thí nghiệm): Tủ khí hậu cài đặt nhiệt độ 25±20C, độ ẩm 75±5% cố định suốt thời gian thí nghiệm, nhiệt độ độ ẩm trung bình điều kiện khí hậu Gia Lai, theo số đo chuẩn trung bình Trạm đo Thành phố Pleiku Đài khí tượng Thủy văn Khu vực Tây Nguyên Thiết bị đo biến dạng co ngót bê tông: Comparator hãng MATEST (Italia) chế tạo; Model: C363 KIT Khn chế tạo mẫu thí nghiệm cường độ chịu nén đối chứng bê tơng thường; Kích thước: 15x15x15 cm Khn chế tạo mẫu thí nghiệm cường độ chịu nén mô đun đàn hồi theo thời gian bê tơng; Kích thước: 15x30 cm Khn chế tạo mẫu đo co ngót bê tơng; Kích thước: 10x10x40 cm Khn chế tạo mẫu thí nghiệm đo co ngót hạn chế bê tơng Vòng kiềm chế (Restrained Ring Test); Kích thước: Đường kính ngồi 406 mm, đường kính 305 mm, chiều cao 152 mm, vành thép tròn dày 12.5 mm 2.6 Kết thí nghiệm Bảng 2.1 Kết thí nghiệm xác định cường độ chịu nén đối chứng 𝑹đ𝒄 𝒏 (𝟐𝟖) bê tông thường đ𝒄 Giá trị trung bình 𝑹𝒏 (𝟐𝟖) Ký hiệu tổ (MPa) STT Ghi mẫu 28 ngày tuổi M1 31.52 Tỷ lệ N/X = 0.40 (Bê tông thường) M2 30.68 Tỷ lệ N/X = 0.45 (Bê tông thường) M3 29.05 Tỷ lệ N/X = 0.50 (Bê tơng thường) Bảng 2.2 Kết thí nghiệm xác định giá trị cường độ chịu nén Rn(t) theo thời gian bê tông Tổ mẫu Tỷ lệ (N/X) M1 M2 M3 0.40 0.45 0.50 ngày 22.53 21.63 21.10 thường M1, M2, M3 Giá trị trung bình Rn(t), MPa 28 60 90 180 270 ngày 31.14 33.00 33.58 34.26 34.58 29.58 31.48 32.10 32.61 32.85 28.70 30.67 31.29 31.64 31.87 364 ngày 34.74 33.18 32.09 Độ lệch chuẩn (STD) 4.34 4.09 3.93 Bảng 2.3 Kết thí nghiệm xác định giá trị cường độ chịu nén Rn(t) theo thời gian bê tông cốt sợi Tổ mẫu Tỷ lệ (N/X) MS1 MS2 MS3 0.40 0.45 0.50 ngày 23.86 23.00 22.47 thép MS1, MS2, MS3 Giá trị trung bình Rn(t), MPa 28 60 90 180 270 ngày 32.95 34.82 35.30 35.90 36.22 31.35 33.23 33.80 34.25 34.49 30.47 32.47 33.00 33.30 33.51 364 ngày 36.32 34.74 33.66 Độ lệch chuẩn (STD) 4.46 4.18 4.03 Bảng 2.4 Kết thí nghiệm xác định giá trị mô đun đàn hồi E(t) theo thời gian bê tông thường Tổ mẫu Tỷ lệ (N/X) ngày M1 M2 M3 0.40 0.45 0.50 25225 22501 20281 28 ngày 32045 28988 25931 M1, M2, M3 Giá trị trung bình E(t), MPa 60 90 180 ngày 33164 33528 33830 30143 30396 30731 27018 27262 27432 270 ngày 34031 31042 27749 364 ngày 34432 31488 27999 Độ lệch chuẩn (STD) 3221 3112 2709 Bảng 2.5 Kết thí nghiệm xác định giá trị mơ đun đàn hồi E(t) theo thời gian bê tông cốt sợi Tổ mẫu Tỷ lệ (N/X) ngày MS1 MS2 MS3 0.40 0.45 0.50 26184 23421 21135 28 ngày 33215 30109 26987 thép MS1, MS2, MS3 Giá trị trung bình E(t), MPa 60 90 180 ngày 34258 34537 34787 31244 31425 31698 28085 28250 28341 270 ngày 34943 31952 28618 364 ngày 35300 32352 28840 Độ lệch chuẩn (STD) 3215 3120 2730 Bảng 2.6 Kết thí nghiệm đo biến dạng co ngót độ hao khối lượng theo thời gian bê tông Ngày đo 14 21 28 35 42 49 56 (Nhóm - Bê tơng thường) điều kiện khí hậu chuẩn Gia Lai Mẫu M1 Mẫu M2 Mẫu M3 Nhiệt N/X = 0.40 N/X = 0.45 N/X = 0.50 độ (t) mM1 M1 mM2 M2 mM3 M3 (%) (x10-6) (%) (x10-6) (%) (x10-6) (oC) 0 0 0 25.0 0.27 23 0.78 33 1.61 43 25.0 0.38 37 1.19 50 2.09 63 25.0 0.45 50 1.35 63 2.25 80 25.0 0.51 60 1.50 77 2.38 100 25.0 0.57 70 1.61 90 2.47 117 25.0 0.61 80 1.69 107 2.52 130 25.0 0.69 143 1.89 183 2.85 221 25.0 0.72 193 1.93 243 3.10 284 25.0 0.75 237 1.95 290 3.15 337 25.0 0.79 273 2.01 330 3.22 378 25.0 0.90 303 2.05 363 3.31 408 25.0 0.99 330 2.09 390 3.37 434 25.0 1.03 357 2.13 410 3.41 458 25.0 Độ ẩm (RH) (%) 75 75 75 75 75 75 75 75 75 75 75 75 75 75 Ngày đo 63 70 77 84 91 98 105 112 119 126 133 140 147 154 168 182 196 224 252 280 322 364 Mẫu M1 N/X = 0.40 mM1 M1 (%) (x10-6) 1.07 377 1.11 397 1.14 407 1.17 423 1.21 437 1.24 450 1.26 453 1.28 470 1.30 473 1.33 487 1.35 493 1.37 503 1.39 507 1.40 517 1.43 523 1.47 530 1.50 537 1.56 550 1.61 563 1.67 577 1.75 603 1.84 610 Mẫu M2 N/X = 0.45 mM2 M2 (%) (x10-6) 2.16 430 2.21 447 2.25 463 2.28 477 2.33 487 2.36 500 2.38 507 2.41 523 2.43 527 2.45 537 2.47 543 2.49 553 2.50 563 2.53 567 2.56 573 2.60 580 2.63 587 2.68 593 2.74 607 2.79 620 2.87 633 2.95 653 Mẫu M3 N/X = 0.50 mM3 M3 (%) (x10-6) 3.44 478 3.48 494 3.52 508 3.55 521 3.57 531 3.60 541 3.62 553 3.65 558 3.67 568 3.69 578 3.71 584 3.73 598 3.74 608 3.76 618 3.79 624 3.82 631 3.85 638 3.91 644 3.96 657 4.02 670 4.10 687 4.17 700 Nhiệt độ (t) Độ ẩm (RH) (oC) 25.0 25.0 25.0 25.0 25.0 25.0 25.0 25.0 25.0 25.0 25.0 25.0 25.0 25.0 25.0 25.0 25.0 25.0 25.0 25.0 25.0 25.0 (%) 75 75 75 75 75 75 75 75 75 75 75 75 75 75 75 75 75 75 75 75 75 75 Bảng 2.7 Kết thí nghiệm đo biến dạng co ngót độ hao khối lượng theo thời gian bê tơng (Nhóm - Bê tơng cốt sợi thép) điều kiện khí hậu chuẩn Gia Lai Mẫu MS1 Mẫu MS2 Mẫu MS3 Nhiệt N/X = 0.40 N/X = 0.45 N/X = 0.50 độ (t) Ngày đo mMS1 MS1 mMS2 MS2 mMS3 MS3 (%) (x10-6) (%) (x10-6) (%) (x10-6) (oC) 0 0 0 25.0 0.35 13 1.49 23 2.58 33 25.0 0.52 20 1.75 33 2.75 47 25.0 0.65 33 1.86 47 2.89 63 25.0 0.72 50 1.94 67 3.03 90 25.0 0.78 60 2.00 80 3.18 107 25.0 0.84 70 2.05 97 3.29 120 25.0 14 1.00 100 2.18 140 3.42 177 25.0 21 1.04 123 2.21 173 3.49 213 25.0 28 1.11 157 2.24 210 3.57 257 25.0 35 1.16 193 2.28 251 3.64 297 25.0 42 1.23 229 2.34 282 3.69 333 25.0 Độ ẩm (RH) (%) 75 75 75 75 75 75 75 75 75 75 75 75 Ngày đo 49 56 63 70 77 84 91 98 105 112 119 126 133 140 147 154 168 182 196 224 252 280 322 364 Mẫu MS1 N/X = 0.40 mMS1 MS1 (%) (x10-6) 1.30 254 1.34 278 1.38 297 1.43 313 1.50 323 1.53 337 1.57 353 1.60 367 1.62 373 1.64 387 1.66 403 1.68 417 1.70 423 1.71 433 1.73 447 1.75 457 1.79 463 1.83 470 1.86 477 1.91 490 1.96 503 2.03 517 2.10 537 2.17 551 Mẫu MS2 N/X = 0.45 mMS2 MS2 (%) (x10-6) 2.43 311 2.47 330 2.51 350 2.56 366 2.60 380 2.67 390 2.72 403 2.75 417 2.76 427 2.78 440 2.80 457 2.82 467 2.84 473 2.85 483 2.88 497 2.90 508 2.93 513 2.98 520 3.01 527 3.06 534 3.11 541 3.16 560 3.23 567 3.31 593 Mẫu MS3 N/X = 0.50 mMS3 MS3 (%) (x10-6) 3.75 357 3.81 377 3.85 397 3.89 410 3.93 424 3.97 437 4.01 447 4.04 457 4.06 473 4.07 484 4.09 497 4.11 507 4.13 514 4.15 527 4.17 540 4.19 557 4.22 570 4.26 579 4.29 586 4.34 596 4.39 604 4.45 613 4.53 637 4.60 651 Nhiệt độ (t) Độ ẩm (RH) (oC) 25.0 25.0 25.0 25.0 25.0 25.0 25.0 25.0 25.0 25.0 25.0 25.0 25.0 25.0 25.0 25.0 25.0 25.0 25.0 25.0 25.0 25.0 25.0 25.0 (%) 75 75 75 75 75 75 75 75 75 75 75 75 75 75 75 75 75 75 75 75 75 75 75 75 Bảng 2.8 Kết thí nghiệm đo biến dạng co ngót độ hao khối lượng theo thời gian bê tông Ngày đo 14 21 28 (Nhóm - Bê tơng cốt thép) điều kiện khí hậu chuẩn Gia Lai Mẫu MT1 Mẫu MT2 Mẫu MT3 Nhiệt N/X = 0.40 N/X = 0.45 N/X = 0.50 độ (t) mMT1 MT1 mMT2 MT2 mMT3 MT3 (%) (x10-6) (%) (x10-6) (%) (x10-6) (oC) 0 0 0 25.0 0.65 2.05 13 3.06 23 25.0 0.98 12 2.26 17 3.29 30 25.0 1.14 20 2.34 30 3.43 47 25.0 1.22 37 2.40 57 3.52 80 25.0 1.35 43 2.44 70 3.58 97 25.0 1.40 53 2.47 87 3.62 110 25.0 1.50 77 2.55 111 3.80 140 25.0 1.56 93 2.64 123 3.88 167 25.0 1.61 110 2.68 143 3.94 193 25.0 Độ ẩm (RH) (%) 75 75 75 75 75 75 75 75 75 75 11 Ngày đo 14 21 28 35 42 49 56 63 70 77 84 91 98 105 112 119 126 133 140 147 154 168 182 196 224 252 280 322 364 Mẫu MS1 N/X = 0.40 mMS1 MS1 (%) (x10-6) 1.20 126 1.25 224 1.33 296 1.40 310 1.48 310 1.51 314 1.54 318 1.58 331 1.61 350 1.65 368 1.70 377 1.74 390 1.78 386 1.82 420 1.84 433 1.86 429 1.88 457 1.90 470 1.91 464 1.94 483 1.96 500 1.98 496 2.03 520 2.07 527 2.09 533 2.14 528 2.19 557 2.25 573 2.32 570 2.39 610 Mẫu MS2 N/X = 0.45 mMS2 MS2 (%) (x10-6) 2.21 168 2.25 287 2.37 375 2.48 373 2.56 376 2.62 382 2.66 373 2.70 370 2.75 413 2.79 430 2.84 445 2.88 453 2.93 449 2.97 480 2.99 490 3.01 484 3.04 520 3.06 530 3.08 526 3.10 547 3.12 560 3.14 553 3.18 580 3.22 587 3.24 593 3.30 587 3.35 607 3.41 623 3.48 619 3.56 660 Mẫu MS3 N/X = 0.50 mMS3 MS3 (%) (x10-6) 3.57 208 3.64 348 3.76 443 3.81 426 3.85 433 3.91 436 3.96 420 4.00 418 4.04 460 4.09 474 4.13 487 4.17 503 4.21 499 4.26 524 4.28 538 4.30 532 4.33 564 4.35 577 4.37 571 4.39 601 4.41 614 4.43 609 4.48 643 4.51 653 4.57 662 4.62 658 4.67 686 4.72 692 4.80 693 4.87 720 Nhiệt độ (t) Độ ẩm (RH) (oC) 28.6 29.2 24.7 23.5 29.1 23.3 23.8 22.6 26.2 28.8 22.5 30.8 24.3 27.2 23.3 22.8 27.6 30.1 23.2 26.7 28.3 23.6 30.5 29.2 31.5 23.5 29.2 28.2 27.4 29.5 (%) 56 54 72 77 61 70 77 81 63 55 89 52 77 62 78 83 58 53 82 66 60 80 55 58 51 80 56 58 60 55 Bảng 2.11 Kết thí nghiệm đo biến dạng co ngót độ hao khối lượng theo thời gian bê tơng (Nhóm - Bê tơng cốt thép) điều kiện khí hậu tự nhiên mơi trường Gia Lai Mẫu MT1 Mẫu MT2 Mẫu MT3 Nhiệt Độ ẩm N/X = 0.40 N/X = 0.45 N/X = 0.50 độ (t) (RH) Ngày đo mMT1 MT1 mMT2 MT2 mMT3 MT3 (%) (x10-6) (%) (x10-6) (%) (x10-6) (oC) (%) 0 0 0 28.8 56 0.89 34 1.80 50 3.26 67 28.2 57 1.16 54 2.09 74 3.56 94 29.6 53 1.29 70 2.34 90 3.65 115 29.0 55 12 Ngày đo 14 21 28 35 42 49 56 63 70 77 84 91 98 105 112 119 126 133 140 147 154 168 182 196 224 252 280 322 364 Mẫu MT1 N/X = 0.40 mMT1 MT1 (%) (x10-6) 1.46 82 1.56 94 1.59 108 1.65 192 1.70 255 1.74 265 1.79 266 1.84 270 1.87 272 1.92 278 1.96 283 2.01 307 2.04 310 2.08 320 2.13 325 2.16 340 2.17 356 2.19 351 2.21 390 2.23 404 2.25 400 2.27 419 2.29 438 2.30 433 2.34 466 2.38 474 2.40 483 2.45 478 2.50 503 2.56 520 2.64 517 2.72 554 Mẫu MT2 N/X = 0.45 mMT2 MT2 (%) (x10-6) 2.41 107 2.51 123 2.60 144 2.64 244 2.72 323 2.76 316 2.84 320 2.89 324 2.96 312 3.01 310 3.06 333 3.12 347 3.16 360 3.21 372 3.25 364 3.30 397 3.31 410 3.33 404 3.36 443 3.38 460 3.40 456 3.42 478 3.44 493 3.46 490 3.51 523 3.55 532 3.57 539 3.63 532 3.68 567 3.74 577 3.81 573 3.89 600 Mẫu MT3 N/X = 0.50 mMT3 MT3 (%) (x10-6) 3.76 140 3.84 162 3.90 179 3.96 298 4.01 378 4.05 366 4.11 370 4.17 355 4.22 343 4.28 350 4.33 380 4.38 390 4.43 403 4.48 421 4.51 414 4.55 442 4.56 457 4.59 450 4.61 493 4.63 507 4.66 503 4.68 530 4.70 544 4.73 541 4.77 579 4.81 596 4.84 607 4.88 602 4.93 636 4.99 643 5.06 640 5.14 673 Nhiệt độ (t) Độ ẩm (RH) (oC) 31.2 30.7 28.6 29.2 24.7 23.5 29.1 23.3 23.8 22.6 26.2 28.8 22.5 30.8 24.3 27.2 23.3 22.8 27.6 30.1 23.2 26.7 28.3 23.6 30.5 29.2 31.5 23.5 29.2 28.2 27.4 29.5 (%) 51 52 56 54 72 77 61 70 77 81 63 55 89 52 77 62 78 83 58 53 82 66 60 80 55 58 51 80 56 58 60 55 Bảng 2.12 Thời gian bắt đầu xuất vết nứt mẫu bê tơng đo co ngót hạn chế Loại mẫu Thời gian xuất vết nứt Ngày Vòng kiềm chế (Restrained Ring Test), (ngày) Bê tơng thường (BTT) Bê tông cốt sợi thép (BTCST) CH1 CH2 CH3 CH4 CH1 CH2 CH3 CH4 6 6 11 11 11 11 2.7 Kết luận Chương Việc chế tạo mẫu, đúc mẫu, công tác bảo dưỡng mẫu thực theo quy trình tuân thủ 13 bước theo dẫn Tiêu chuẩn TCVN 3015:1993 Quy trình thí nghiệm đo biến dạng co ngót thực theo dẫn Tiêu chuẩn TCVN 3117:1993 Các tổ mẫu xác định giá trị cường độ chịu nén mô đun đàn hồi bê tông theo thời gian xác định vòng 364 ngày tuổi, chia làm lần xác định: ngày tuổi, 28 ngày tuổi, 60 ngày tuổi, 90 ngày tuổi, 180 ngày tuổi, 270 ngày tuổi 364 ngày tuổi Kết đo cường độ chịu nén mô đun đàn hồi bê tơng có giá trị lớn 364 ngày tuổi Các tổ mẫu đo biến dạng co ngót giữ Tủ khí hậu với nhiệt độ 25±20C độ ẩm 75±5%, kiểm sốt khơng đổi suốt thời gian thí nghiệm Các tổ mẫu thí nghiệm đo biến dạng co ngót theo thời gian thực sau 364 ngày đo Mỗi giá trị biến dạng co ngót tổ mẫu thí nghiệm xác định trung bình cộng số đo từ mẫu tỷ lệ N/X Ở 364 ngày đo, kết thực nghiệm đo biến dạng co ngót tổ mẫu bê tơng điều kiện khí hậu chuẩn Gia Lai cho giá trị biến dạng co ngót bê tông dao động từ 610x10-6 đến 700x10-6 cao Kết nghiên cứu thực nghiệm nứt kết cấu bê tơng co ngót hạn chế thí nghiệm Vòng kiềm chế (Restrained Ring Test) cho thấy vai trò cốt sợi thép việc hạn chế nứt co ngót Sự có mặt cốt sợi thép làm chậm lại trình hình thành vết nứt hạn chế mở rộng vết nứt Kết cho thấy khả áp dụng cốt sợi thép kết cấu bê tông cốt thép, kết cấu dạng sàn nhà công nghiệp, bề mặt cầu… việc khống chế tình trạng nứt bê tơng biến dạng co ngót Sử dụng vật liệu cốt sợi thép bê tông cải thiện hạn chế nứt bê tơng co ngót gây CHƯƠNG PHÂN TÍCH, ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM 3.1 Phân tích, đánh giá cường độ chịu nén Rn(t) mô đun đàn hồi E(t) 02 nhóm bê tơng theo thời gian (Nhóm - Bê tơng thường; Nhóm - Bê tơng cốt sợi thép) điều kiện khí hậu tự nhiên mơi trường 3.1.1 Phân tích, đánh giá cường độ chịu nén Rn(t) 02 nhóm bê tơng theo thời gian (Nhóm - Bê tơng thường; Nhóm - Bê tơng cốt sợi thép) Dựa theo kết thí nghiệm giá trị cường độ chịu nén theo thời gian bê tông thường bê tông cốt sợi thép, đề xuất sử dụng công thức hệ số thực nghiệm biểu diễn mối quan hệ cường độ chịu nén Rn(t) với cường độ chịu nén bê tông 28 ngày tuổi bê tông thường bê tông cốt sợi thép theo phương pháp tổng bình phương bé (sử dụng công cụ Solver Microft Excel) 𝑡 𝑅𝑛 (𝑡) = 𝑅𝑛 (28) 3,08 + (0,89 𝑡) (3.1) 14 Bảng 3.1 Kết đề xuất giá trị cường độ chịu nén Rn(t) bê tơng (Nhóm - Bê tơng thường; Nhóm - Bê tơng cốt sợi thép) Tổ mẫu Giá trị trung bình Rn(t), MPa Tỷ lệ (N/X) Độ lệch chuẩn (STD) 28 60 90 180 270 364 ngày ngày ngày Kết đề xuất giá trị cường độ chịu nén Rn(t) bê tơng (Nhóm - Bê tơng thường) M1-ĐX 0.40 23.41 31.14 33.08 33.69 34.33 34.55 34.66 4.03 M2-ĐX 0.45 22.24 29.58 31.42 32.01 32.61 32.82 32.92 3.83 M3-ĐX 0.50 21.58 28.70 30.49 31.05 31.64 31.84 31.94 3.71 Kết đề xuất giá trị cường độ chịu nén Rn(t) bê tơng (Nhóm - Bê tơng cốt sợi thép) MS1-ĐX 0.40 24.77 32.95 35.00 35.65 36.32 36.55 36.67 4.26 MS2-ĐX 0.45 23.57 31.35 33.30 33.92 34.56 34.78 34.89 4.06 MS3-ĐX 0.50 22.91 30.47 32.37 32.97 33.59 33.80 33.91 3.94 Hình 3.1 So sánh kết đề xuất với kết thí Hình 3.2 So sánh kết đề xuất với kết thí nghiệm Rn(t) bê tơng theo thời gian nghiệm Rn(t) bê tông theo thời gian (Nhóm - Bê tơng thường) (Nhóm - Bê tơng cốt sợi thép) 3.1.2 Phân tích, đánh giá mơ đun đàn hồi E(t) 02 nhóm bê tơng theo thời gian (Nhóm - Bê tơng thường; Nhóm - Bê tông cốt sợi thép) Dựa theo kết thí nghiệm giá trị mơ đun đàn hồi theo thời gian bê tông thường bê tông cốt sợi thép, đề xuất sử dụng công thức hệ số thực nghiệm biểu diễn mối quan hệ mô đun đàn hồi E(t) với mô đun đàn hồi bê tông 28 ngày tuổi bê tông thường bê tơng cốt sợi thép theo phương pháp tổng bình phương bé (sử dụng công cụ Solver Microft Excel) 𝑡 𝐸(𝑡) = 𝐸(28) 2,24 + (0,92 𝑡) Bảng 3.2 Kết đề xuất giá trị mô đun đàn hồi E(t) bê tơng (3.2) (Nhóm - Bê tơng thường; Nhóm - Bê tơng cốt sợi thép) Tổ mẫu Tỷ lệ (N/X) Giá trị trung bình E(t), MPa ngày 28 ngày 60 ngày 90 ngày 180 ngày 270 ngày 364 ngày Độ lệch chuẩn (STD) Kết đề xuất giá trị mô đun đàn hồi E(t) bê tơng (Nhóm - Bê tơng thường) M1-ĐX 0.40 25843 32045 33473 33914 34367 34520 34600 3142 M2-ĐX M3-ĐX 0.45 0.50 23377 20912 28988 25931 30280 27087 30679 27443 31088 27810 31227 27934 31299 27999 2842 2542 15 Giá trị trung bình E(t), MPa Độ lệch Tổ mẫu chuẩn 28 60 90 180 270 364 (STD) ngày ngày ngày Kết đề xuất giá trị mô đun đàn hồi E(t) bê tông (Nhóm - Bê tơng cốt sợi thép) Tỷ lệ (N/X) MS1-ĐX MS2-ĐX 0.40 0.45 26786 24281 33215 30109 34695 31451 35152 31865 35621 32290 35781 32435 35863 32510 3256 2952 MS3-ĐX 0.50 21764 26987 28190 28561 28942 29072 29139 2646 Hình 3.3 So sánh kết đề xuất với kết thí Hình 3.4 So sánh kết đề xuất với kết thí nghiệm E(t) bê tơng theo thời gian nghiệm E(t) bê tông theo thời gian (Nhóm - Bê tơng thường) (Nhóm - Bê tông cốt sợi thép) 3.2 So sánh cường độ chịu nén Rn(t) mô đun đàn hồi E(t) 02 nhóm bê tơng theo thời gian (Nhóm - Bê tơng thường; Nhóm - Bê tơng cốt sợi thép) điều kiện khí hậu tự nhiên mơi trường Bảng 3.3 Kết so sánh giá trị cường độ chịu nén Rn(t) bê tơng (Nhóm - Bê tơng thường) với (Nhóm - Bê tơng cốt sợi thép) 0.40 ngày 1.059 28 ngày 1.058 Giá trị so sánh (kR) 60 90 180 ngày 1.055 1.051 1.048 0.45 0.50 1.063 1.065 1.060 1.062 1.055 1.059 Tổ mẫu Tỷ lệ (N/X) RMS1 với RM1 RMS2 với RM2 RMS3 với RM3 1.053 1.055 1.050 1.052 270 ngày 1.047 364 ngày 1.046 1.050 1.052 1.047 1.049 Bảng 3.4 Kết so sánh giá trị mô đun đàn hồi E(t) bê tơng (Nhóm - Bê tơng thường) với (Nhóm - Bê tơng cốt sợi thép) Tổ mẫu Tỷ lệ (N/X) EMS1 với EM1 EMS2 với EM2 EMS3 với EM3 Giá trị so sánh (kE) ngày 28 ngày 60 ngày 90 ngày 180 ngày 270 ngày 364 ngày 0.40 0.45 1.038 1.041 1.037 1.039 1.033 1.037 1.030 1.034 1.028 1.031 1.027 1.029 1.025 1.027 0.50 1.042 1.041 1.040 1.036 1.033 1.031 1.030 16 Hình 3.5 So sánh cường độ chịu nén Rn(t) Hình 3.6 So sánh mơ đun đàn hồi E(t) bê tơng (Nhóm - Bê tơng thường) với bê tơng (Nhóm - Bê tơng thường) với (Nhóm - Bê tơng cốt sợi thép) (Nhóm - Bê tơng cốt sợi thép) 3.3 Xác định hệ số thực nghiệm đề xuất dự báo biến dạng co ngót bê tơng (Nhóm - Bê tơng thường) điều kiện khí hậu chuẩn Gia Lai theo thời gian từ kết thí nghiệm theo Tiêu chuẩn Nga GOST 24544-81 Bảng 3.5 Giá trị hệ số thực nghiệm tính tốn theo GOST 24544-81 tổ mẫu bê tơng (Nhóm - Bê tông thường) Tổ mẫu M1 M2 M3 𝑋̅ 𝑌̅ 𝑆12 𝑆22 𝑚1,2 𝑟 𝐵 𝐴 107,97 0,2336 9001.32 0.019 12.9791 0.99976 0.0014 0.0779 107,97 0,2090 9001.32 0.018 12.5949 0.99982 0.0014 0.0579 107,97 0,1904 9001.32 0.016 11.9143 0.99966 0.0013 0.0474 𝜀𝑐𝑠 (∞) (x10−6 ) 𝛼𝑛 693.52 714.68 755.51 54.01 41.41 35.85 - Công thức dự báo phát triển biến dạng co ngót mẫu bê tơng thường M1 có tỷ lệ N/X = 0.40: 𝑡 (3.3) 54,01 + 𝑡 - Công thức dự báo phát triển biến dạng co ngót mẫu bê tơng thường M2 có tỷ lệ N/X = 0.45: 𝜀𝑐𝑠 (𝑡) = 693,52 10−6 𝑡 (3.4) 41,41 + 𝑡 - Công thức dự báo phát triển biến dạng co ngót mẫu bê tơng thường M3 có tỷ lệ N/X = 0.50: 𝜀𝑐𝑠 (𝑡) = 714,68 10−6 𝜀𝑐𝑠 (𝑡) = 755,51 10−6 𝑡 35,85 + 𝑡 (3.5) Hình 3.7 Biến dạng co ngót theo thời gian Hình 3.8 Biến dạng co ngót theo thời gian mẫu bê tông thường M1 với kết đề xuất mẫu bê tông thường M2 với kết đề xuất 17 Hình 3.9 Biến dạng co ngót theo thời gian mẫu bê tơng thường M3 với kết đề xuất 3.4 So sánh kết đề xuất dự báo biến dạng co ngót bê tông thường với Tiêu chuẩn Úc AS 3600 Mơ hình Viện Khoa học Xây dựng Nga (VKHXD Nga) Hình 3.10 So sánh biến dạng co ngót theo thời gian tổ mẫu bê tơng (Nhóm - Bê tông thường) với AS 3600 VKHXD Nga 3.5 Đánh giá ảnh hưởng tỷ lệ N/X đến biến dạng co ngót 03 nhóm bê tơng (Nhóm - Bê tơng thường; Nhóm - Bê tơng cốt sợi thép; Nhóm - Bê tơng cốt thép) điều kiện khí hậu chuẩn Gia Lai 3.5.1 Ảnh hưởng tỷ lệ N/X đến biến dạng co ngót bê tơng (Nhóm - Bê tơng thường) Hình 3.11 Sự phát triển biến dạng co ngót Hình 3.12 Quan hệ biến dạng co ngót bê tông theo thời gian độ hao khối lượng bê tơng theo thời gian (Nhóm - Bê tơng thường) (Nhóm - Bê tơng thường) 18 3.5.2 Ảnh hưởng tỷ lệ N/X đến biến dạng co ngót bê tơng (Nhóm - Bê tơng cốt sợi thép) Hình 3.13 Sự phát triển biến dạng co ngót Hình 3.14 Quan hệ biến dạng co ngót bê tông theo thời gian độ hao khối lượng bê tơng theo thời gian (Nhóm - Bê tơng cốt sợi thép) (Nhóm - Bê tơng cốt sợi thép) 3.5.3 Ảnh hưởng tỷ lệ N/X đến biến dạng co ngót bê tơng (Nhóm - Bê tơng cốt thép) Hình 3.15 Sự phát triển biến dạng co ngót Hình 3.16 Quan hệ biến dạng co ngót bê tơng theo thời gian độ hao khối lượng bê tơng theo thời gian (Nhóm - Bê tơng cốt thép) (Nhóm - Bê tơng cốt thép) 3.5.4 Đánh giá ảnh hưởng tỷ lệ N/X đến biến dạng co ngót bê tơng (Nhóm - Bê tơng thường; Nhóm - Bê tơng cốt sợi thép; Nhóm - Bê tơng cốt thép) Tỷ lệ N/X ảnh hưởng rõ rệt đến biến dạng co ngót bê tơng Tăng tỷ lệ N/X dẫn đến biến dạng co ngót bê tơng tăng Với giá trị biến dạng co ngót thu nguy xảy nứt bê tông thành phần biến dạng gây cao Độ nước bê tơng bay thủy hóa xi măng cao ngày đầu sau đổ bê tông Độ hao khối lượng bê tông nước tỷ lệ với biến dạng co ngót bê tông Giảm hàm lượng N/X chế tạo bê tông biện pháp để giảm biến dạng co ngót bê tơng Điều cần quan tâm q trình thiết kế cấp phối bê tơng 3.6 So sánh biến dạng co ngót bê tơng (Nhóm - Bê tơng thường) với (Nhóm - Bê tơng cốt sợi thép) (Nhóm - Bê tơng cốt thép) điều kiện khí hậu chuẩn Gia Lai 19 Hình 3.17 Sự phát triển biến dạng co ngót Hình 3.18 Sự phát triển biến dạng co ngót bê tơng theo thời gian (Nhóm - Bê tơng thường) bê tơng theo thời gian (Nhóm - Bê tơng thường) với (Nhóm - Bê tơng cốt sợi thép) với (Nhóm - Bê tơng cốt thép) 3.7 So sánh biến dạng co ngót 03 nhóm bê tơng (Nhóm - Bê tơng thường, Nhóm - Bê tơng cốt sợi thép Nhóm - Bê tơng cốt thép) điều kiện khí hậu chuẩn Gia Lai (ĐKC) với điều kiện khí hậu tự nhiên môi trường Gia Lai (ĐKTN) 3.7.1 So sánh biến dạng co ngót 03 nhóm bê tông thành phần cấp phối, khác tỷ lệ N/X ĐKC với ĐKTN Hình 3.19 Sự phát triển biến dạng co ngót bê Hình 3.20 Sự phát triển biến dạng co ngót bê tơng theo thời gian (Nhóm - Bê tơng thường) tơng theo thời gian (Nhóm - Bê tơng cốt sợi ĐKC ĐKTN thép) ĐKC ĐKTN Hình 3.21 Sự phát triển biến dạng co ngót bê tơng theo thời gian (Nhóm - Bê tơng cốt thép) ĐKC ĐKTN 20 3.7.2 So sánh biến dạng co ngót 03 nhóm bê tơng khác thành phần cấp phối, tỷ lệ N/X giữa ĐKC với ĐKTN Hình 3.22 Sự phát triển biến dạng co ngót Hình 3.23 Sự phát triển biến dạng co ngót 03 nhóm bê tơng theo thời gian với tỷ lệ N/X 03 nhóm bê tơng theo thời gian với tỷ lệ N/X 0.40 ĐKC ĐKTN 0.45 ĐKC ĐKTN Hình 3.24 Sự phát triển biến dạng co ngót 03 nhóm bê tơng theo thời gian với tỷ lệ N/X 0.50 ĐKC ĐKTN 3.8 So sánh biến dạng co ngót bê tơng (Nhóm - Bê tơng thường) thành phần cấp phối, tỷ lệ N/X ĐKC với ĐKTN Bảng 3.6 Kết so sánh biến dạng co ngót bê tơng (Nhóm - Bê tơng thường) thành phần cấp phối, tỷ lệ N/X ĐKC với ĐKTN Ngày đo 14 21 28 N/X = 0.40 M1-ĐKTN/M1-ĐKC 0.00 2.32 1.89 1.87 1.86 1.86 1.86 1.86 1.85 1.60 N/X = 0.45 M2-ĐKTN/M2-ĐKC 0.00 2.33 1.91 1.90 1.88 1.87 1.86 1.85 1.86 1.55 N/X = 0.50 M3-ĐKTN/M3-ĐKC 0.00 2.36 1.93 1.92 1.89 1.88 1.86 1.86 1.85 1.52 21 35 42 49 56 63 70 77 84 91 N/X = 0.40 M1-ĐKTN/M1-ĐKC 1.41 1.30 1.20 1.15 1.12 1.13 1.12 1.12 1.12 N/X = 0.45 M2-ĐKTN/M2-ĐKC 1.40 1.28 1.15 1.10 1.14 1.13 1.13 1.13 1.11 N/X = 0.50 M3-ĐKTN/M3-ĐKC 1.38 1.25 1.14 1.09 1.12 1.12 1.12 1.12 1.10 98 105 1.10 1.09 1.11 1.10 1.10 1.11 112 119 1.07 1.11 1.07 1.11 1.09 1.11 126 133 140 147 154 168 1.10 1.08 1.09 1.10 1.07 1.10 1.11 1.09 1.11 1.11 1.09 1.11 1.11 1.09 1.12 1.11 1.09 1.11 182 196 224 252 280 322 1.10 1.10 1.08 1.09 1.09 1.08 1.11 1.11 1.09 1.10 1.10 1.07 1.11 1.11 1.09 1.11 1.10 1.07 364 1.09 1.10 1.10 Ngày đo 3.9 So sánh biến dạng co ngót bê tơng (Nhóm - Bê tơng thường) với (Nhóm - Bê tơng cốt sợi thép) (Nhóm - Bê tơng cốt thép) tỷ lệ N/X ĐKTN Bảng 3.7 Kết so sánh biến dạng co ngót bê tơng (Nhóm - Bê tơng thường với Nhóm - Bê tơng cốt sợi thép Nhóm - Bê tơng cốt thép) tỷ lệ N/X ĐKTN 14 N/X=0.40 M1/ MS1 0.00 1.34 1.15 1.16 1.16 1.17 1.18 1.19 N/X=0.45 M2 / MS2 0.00 1.33 1.15 1.15 1.15 1.17 1.18 1.18 N/X=0.50 M3 / MS3 0.00 1.30 1.14 1.14 1.15 1.16 1.16 1.18 N/X=0.40 M1/ MT1 0.00 1.57 1.30 1.35 1.37 1.38 1.38 1.39 N/X=0.45 M2 / MT2 0.00 1.54 1.30 1.34 1.36 1.37 1.38 1.39 N/X=0.50 M3 / MT3 0.00 1.51 1.29 1.33 1.35 1.36 1.35 1.38 21 1.21 1.20 1.19 1.40 1.40 1.39 Ngày đo 22 28 35 42 49 56 63 70 77 84 N/X=0.40 M1/ MS1 1.22 1.24 1.25 1.24 1.24 1.21 1.21 1.21 1.21 N/X=0.45 M2 / MS2 1.21 1.23 1.22 1.21 1.21 1.19 1.18 1.18 1.19 N/X=0.50 M3 / MS3 1.20 1.21 1.17 1.17 1.19 1.17 1.17 1.16 1.16 N/X=0.40 M1/ MT1 1.43 1.44 1.46 1.45 1.47 1.49 1.46 1.47 1.48 N/X=0.45 M2 / MT2 1.42 1.45 1.44 1.44 1.45 1.47 1.46 1.45 1.44 N/X=0.50 M3 / MT3 1.40 1.41 1.43 1.44 1.42 1.41 1.42 1.41 1.38 91 98 1.26 1.18 1.20 1.16 1.17 1.14 1.50 1.46 1.48 1.40 1.41 1.35 105 112 1.14 1.17 1.14 1.16 1.14 1.14 1.39 1.44 1.37 1.39 1.34 1.35 119 126 133 140 147 154 1.14 1.14 1.15 1.14 1.12 1.11 1.13 1.13 1.13 1.12 1.11 1.12 1.12 1.11 1.12 1.11 1.10 1.10 1.34 1.33 1.33 1.31 1.27 1.28 1.33 1.30 1.30 1.28 1.26 1.26 1.28 1.27 1.27 1.26 1.24 1.24 168 182 196 224 252 280 1.11 1.10 1.11 1.13 1.10 1.10 1.10 1.09 1.10 1.10 1.10 1.09 1.08 1.07 1.07 1.07 1.06 1.07 1.24 1.23 1.22 1.24 1.22 1.21 1.22 1.21 1.21 1.22 1.18 1.18 1.20 1.17 1.17 1.17 1.14 1.15 322 364 1.15 1.09 1.09 1.08 1.06 1.07 1.26 1.20 1.18 1.19 1.14 1.14 Ngày đo 3.10 Đánh giá kết thí nghiệm đo biến dạng co ngót mẫu bê tông thường bê tông cốt sợi thép Vòng kiềm chế (Restrained Ring Test) với tỷ lệ N/X 0.40 Hình 3.25 Biểu đồ biến dạng vành thép theo Hình 3.26 Biểu đồ biến dạng vành thép theo thời gian bê tông thường (BTT) với thời gian bê tông cốt sợi thép (BTCST) với tỷ lệ N/X 0.40 tỷ lệ N/X 0.40 23 3.11 Kết luận Chương • Từ kết thực nghiệm, xác định số dự báo giá trị cường độ chịu nén mô đun đàn hồi theo thời gian bê tông thường bê tơng cốt sợi thép • Dựa vào kết thí nghiệm đo co ngót bê tơng có thành phần cấp phối xác định tương ứng với tỷ lệ N/X 0.40, 0.45, 0.50, xây dựng Bảng tra giá trị co ngót tới hạn cs(∞) giá trị tham số n theo lượng nước lượng xi măng cấp phối tương ứng với tỷ lệ nước xi măng khác với tỷ lệ 0.40, 0.45, 0.50 Từ đề xuất sử dụng cơng thức tính giá trị biến dạng co ngót bê tơng cs(t) thời điểm t 𝜀𝑐𝑠 (𝑡) = 𝜀𝑐𝑠 (∞) 𝑡 𝛼𝑛 + 𝑡 • Các cơng thức (3.3), (3.4) (3.5) sử dụng hệ số thực nghiệm có độ tin cậy, cho kết gần với mơ hình dự báo co ngót theo tiêu chuẩn Úc AS 3600 cho vùng có khí hậu nhiệt đới • Kết thực nghiệm phân tích nhóm mẫu cho thấy biến dạng co ngót bê tơng điều kiện khí hậu chuẩn Gia Lai: - Biến dạng co ngót bê tơng phụ thuộc lớn vào điều kiện tự nhiên tỷ lệ N/X - Trong thời gian 21 ngày sau đổ bê tơng, biến dạng co ngót bê tơng điều kiện khí hậu tự nhiên mơi trường mùa khơ Gia Lai có giá trị cao gần lần giá trị tương ứng điều kiện khí hậu chuẩn Gia Lai Hệ số tăng biến dạng co ngót kmt xét đến thay đổi độ ẩm tự nhiên môi trường mùa khô so với điều kiện khí hậu chuẩn Gia Lai là: kmt = 1.86 với t ≤ 21 ngày kmt = 1.10 với t > 21 ngày - Sử dụng bê tông cốt sợi thép có hàm lượng cốt sợi thép 40 (kg/m3) làm giảm biến dạng co ngót bê tơng chủ yếu giai đoạn 21 ngày đầu sau đổ bê tông khoảng (1.15 - 1.20) lần, tỷ số giảm tỷ lệ N/X tăng - Sử dụng bê tông cốt thép với hàm lượng thép 1.13% làm giảm biến dạng co ngót bê tơng giai đoạn 21 ngày đầu sau đổ bê tông khoảng (1.30 - 1.40) lần, tỷ số giảm tỷ lệ N/X tăng - Sau 21 ngày đổ bê tông, ảnh hưởng cốt sợi cốt thép đến biến dạng co ngót bê tơng nhỏ giai đoạn đầu ổn định KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận Luận án “Nghiên cứu thực nghiệm biến dạng co ngót bê tơng điều kiện khí hậu chuẩn Gia Lai”, đạt số kết sau: Xây dựng số liệu thực nghiệm biến dạng co ngót bê tơng sử dụng cốt liệu địa phương điều kiện khí hậu Gia Lai làm sở cho việc nghiên cứu tính tốn thiết kế kết cấu bê tơng cốt thép Đo biến dạng co ngót bê tông thời gian 364 ngày với tổ mẫu bê tơng có tỷ lệ nước xi măng (N/X) 0.40, 0.45 0.50 điều kiện khí hậu chuẩn Gia Lai (nhiệt độ 25±20C độ ẩm 75±5%) Từ kết thí nghiệm xác định hệ số thực nghiệm, từ dự báo phát triển biến dạng co ngót bê tơng thường có cấp độ bền B22.5 (Mác 300#) theo thời gian điều kiện khí hậu chuẩn Gia Lai: 24 - Với tỷ lệ N/X = 0.40: 𝜀𝑐𝑠 (𝑡) = 693,52 10−6 𝑡 54,01 + 𝑡 𝜀𝑐𝑠 (𝑡) = 714,68 10−6 𝑡 41,41 + 𝑡 - Với tỷ lệ N/X = 0.45: - Với tỷ lệ N/X = 0.50: 𝑡 35,85 + 𝑡 So sánh biến dạng co ngót bê tơng thường điều kiện khí hậu chuẩn với điều kiện khí hậu tự nhiên môi trường Gia Lai Từ kết thực nghiệm cho thấy thời gian 21 ngày sau đổ bê tơng, biến dạng co ngót bê tơng điều kiện khí hậu tự nhiên mơi trường mùa khô 𝜀𝑐𝑠 (𝑡) = 755,51 10−6 Gia Lai có giá trị cao gần lần giá trị tương ứng điều kiện khí hậu chuẩn Gia Lai Hệ số tăng biến dạng co ngót kmt xét đến thay đổi độ ẩm tự nhiên môi trường mùa khơ so với điều kiện khí hậu chuẩn Gia Lai là: kmt = 1.86 với t ≤ 21 ngày kmt = 1.10 với t > 21 ngày Kết có ý nghĩa việc đưa giải pháp toàn diện nhằm hạn chế biến dạng co ngót bê tơng giai đoạn đầu sau đổ bê tông Xác định biến dạng co ngót bê tơng cốt sợi thép bê tơng cốt thép Kết cho thấy, có tham gia cốt sợi thép cốt thép giảm biến dạng co ngót bê tơng, cụ thể: - Sử dụng bê tông cốt sợi thép có tỷ trọng cốt sợi thép 40 (kg/m3) làm giảm biến dạng co ngót bê tơng chủ yếu giai đoạn 21 ngày đầu sau đổ bê tông khoảng (1.15 - 1.20) lần, tỷ số giảm tỷ lệ N/X tăng - Sử dụng bê tông cốt thép với hàm lượng thép 1.13% làm giảm biến dạng co ngót bê tơng giai đoạn 21 ngày đầu sau đổ bê tông khoảng (1.30 - 1.40) lần, tỷ số giảm tỷ lệ N/X tăng - Sau 21 ngày đổ bê tông, ảnh hưởng cốt sợi cốt thép đến biến dạng co ngót bê tông nhỏ giai đoạn đầu ổn định - Xác định ảnh hưởng cốt sợi thép việc hạn chế nứt co ngót thí nghiệm Vòng kiềm chế (Restrained Ring Test) Sự có mặt cốt sợi thép làm chậm lại trình hình thành vết nứt hạn chế mở rộng vết nứt Kết cho thấy khả áp dụng cốt sợi thép kết cấu bê tông cốt thép, kết cấu dạng sàn nhà công nghiệp, bề mặt cầu… việc khống chế tình trạng nứt bê tơng biến dạng co ngót - Bên cạnh giải pháp sử dụng cốt thép sợi thép, việc không chế tỷ lệ N/Xcó ý nghĩa định việc hạn chế biến dạng co ngót bê tơng giai đoạn đầu sau đổ bê tơng Kiến nghị Để có đủ sở cho việc kiểm soát, hạn chế biến dạng co ngót bê tơng tình trạng nứt kết cấu bê tông cốt thép biến dạng co ngót gây ra, nội dung cần tiếp tục triển khai nghiên cứu: - Nghiên cứu giải pháp hạn chế tình trạng nứt kết cấu BTCT biến dạng co ngót giai đoạn đầu có tham gia cốt thép với hàm lượng số lượng thép khác vùng khí hậu Gia Lai Vì việc tiếp tục mở rộng theo hướng nghiên cứu cần thiết thực tiễn xây dựng mà trình trạng nứt kết cấu bê tông cốt thép biến dạng co ngót phổ biến - Nghiên cứu thực nghiệm biến dạng co ngót bê tơng kết hợp với biến dạng nhiệt điều kiện khí hậu Gia Lai CÁC CƠNG TRÌNH NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CỦA TÁC GIẢ ĐÃ CÔNG BỐ [1] Trần Ngọc Long, Nguyễn Bá Thạch, Phan Quang Minh (2016), “Biến dạng co ngắn dọc trục cột bê tông cốt thép chịu tải trọng dài hạn”, Tạp chí Xây dựng, ISSN 0866-0762, số (2-2016), trang 54-56 [2] Nguyễn Bá Thạch (2017), “Nghiên cứu thực nghiệm biến dạng co ngót bê tơng điều kiện khí hậu Gia Lai”, Tạp chí Kết cấu Cơng nghệ Xây dựng, Hội Kết cấu Công nghệ Xây dựng Việt Nam, ISSN 1859.3194, số (25-2017), trang 35-40 [3] Nguyễn Bá Thạch, Trương Hồi Chính (2017), “Nghiên cứu thực nghiệm ảnh hưởng cốt sợi cốt đến biến dạng co ngót bê tơng điều kiện khí hậu Gia Lai”, Hội thảo Khoa học Cơng nghệ Xây dựng tiên tiến hướng đến phát triển bền vững, Đại học Bách khoa - Đại học Đà Nẵng, ISBN 1859.3194, số (25-2017), trang 100-103 [4] Nguyễn Bá Thạch, Trương Hồi Chính (2018), “Nghiên cứu thực nghiệm ảnh hưởng cốt sợi cốt đến biến dạng co ngót bê tơng điều kiện khí hậu Gia Lai”, Tạp chí Xây dựng, ISSN 0866-8762, số (2-2018), trang 85-88 [5] Nguyễn Bá Thạch (2018), “Nghiên cứu thực nghiệm khả hạn chế nứt bê tông biến dạng co ngót cách sử dụng bê tơng cốt sợi thép điều kiện khí hậu Gia Lai”, Tạp chí Kết cấu Công nghệ Xây dựng, Hội Kết cấu Công nghệ Xây dựng Việt Nam, ISSN 1859.3194, số (28-2018), trang 86-91 [6] Nguyễn Bá Thạch, Trương Hồi Chính (2018), “Nghiên cứu thực nghiệm ảnh hưởng tỷ lệ nước/xi măng đến biến dạng co ngót bê tơng điều kiện khí hậu Gia Lai”, Tạp chí Khoa học Công nghệ Đại học Đà Nẵng, ISSN 1859-1531, số (11.132-2018), 1, trang 79-82 ... phát triển biến dạng co ngót theo thời gian bê tơng điều kiện khí hậu chuẩn Gia Lai; Nghiên cứu thực nghiệm để so sánh biến dạng co ngót bê tơng điều kiện khí hậu chuẩn với điều kiện khí hậu tự nhiên... học: Luận án nghiên cứu biến dạng co ngót bê tơng điều kiện khí hậu chuẩn Gia Lai điều kiện khí hậu tự nhiên mơi trường Gia Lai, từ xác định số thực nghiệm dự báo biến dạng co ngót bê tơng phụ... CHƯƠNG NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM BIẾN DẠNG CO NGÓT CỦA BÊ TƠNG TRONG ĐIỀU KIỆN KHÍ HẬU TẠI GIA LAI 2.1 Đặc trưng khí hậu Gia Lai Điều kiện khí hậu chuẩn Gia Lai: Theo số đo chuẩn trung bình Trạm