Đánh giá hệ số biến động cường độ chịu nén bê tông công trình xây dựng trên địa bàn tỉnh hà tĩnh

Có nhiều yếu tố ảnh hưởng đến cường độ bê tông, trong đó các yếu tố cơ bản là: Chất lượng và hàm lượng xi măng; độ cứng, độ sạch và cấp phối vật liệu; tỷ lệ nước - xi măng; chất lượng nh

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG

NGUYỄN VIẾT LONG

ĐÁNH GIÁ HỆ SỐ BIẾN ĐỘNG CƯỜNG ĐỘ CHỊU NÉN BÊ TÔNG CÔNG TRÌNH XÂY DỰNG

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG

Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS Hoàng Phương Hoa

Phản biện 1: PGS.TS Nguyễn Xuân Toản

Phản biện 2: TS Lê Khánh Toàn

Luận văn đã được bảo vệ trước Hội đồng chấm Luận văn tốt nghiệp thạc sĩ kỹ thuật xây dựng công trình dân dụng và công nghiệp họp tại Đại học Đà Nẵng vào ngày 06 tháng 8 năm 2016

Có thể tìm hiểu luận văn tại:

Trung tâm Thông tin - Học liệu, Đại học Đà Nẵng

MỞ ĐẦU

1 Lý do chọn đề tài

Cường độ của bê tông là một chỉ tiêu quan trọng để đánh giá khả năng chịu lực của nó, phụ thuộc vào thành phần cấu trúc và công nghệ sản xuất Có nhiều yếu tố ảnh hưởng đến cường độ bê tông, trong đó các yếu tố cơ bản là: Chất lượng và hàm lượng xi măng; độ cứng, độ sạch và cấp phối vật liệu; tỷ lệ nước - xi măng; chất lượng nhào trộn vữa bê tông; độ đầm chắc và điều kiện bảo dưỡng… Do đó, các cấu kiện của công trình được cấu tạo từ bê tông thường có cường

độ không đồng đều, nguyên nhân có thể kể đến như: Do trình độ sản xuất, do công nghệ thi công, do vị trí và tính chất làm việc của cấu kiện, do ảnh hưởng của thời tiết, khí hậu của từng vùng…

Việc khảo sát hệ số biến động bê tông, đánh giá chính xác chất lượng bê tông của các công trình xây dựng trên địa bàn tỉnh Hà Tĩnh,

để từ đó có cơ sở đề xuất giải pháp, công nghệ thi công hợp lý, đáp ứng được yêu cầu phát triển xây dựng công trình trên địa bàn của

tỉnh trong thời gian tới là vấn đề cần thiết Đề tài luận văn: “Đánh giá hệ số biến động cường độ chịu nén bê tông công trình xây dựng trên địa bàn tỉnh Hà Tĩnh” sẽ đưa ra một số dữ liệu mang tính

tổng quan về chất lượng bê tông của công trình trên địa bàn tỉnh Hà

Tĩnh thông qua việc tính toán hệ số biến động cường độ chịu nén của

bê tông (ν) của một số công trình đã và đang được xây dựng

2 Mục tiêu nghiên cứu

Tính toán hệ số biến động cường độ chịu nén bê tông (ν) của các công trình trên địa bàn tỉnh Hà Tĩnh Từ đó, đánh giá chất lượng

bê tông của các công trình đã được xây dựng trên địa bàn

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

- Đối tượng nghiên cứu:

Hệ số biến động cường độ chịu nén bê tông của các công trình xây dựng trên địa bàn tỉnh Hà Tĩnh

- Phạm vi nghiên cứu:

Các công trình xây dựng có sử dụng vật liệu bằng bê tông và

bê tông cốt thép đã và đang được xây dựng sắp hoàn thành trên địa bàn tỉnh Hà Tĩnh

4 Phương pháp nghiên cứu

- Thu thập các phiếu kết quả thí nghiệm cường độ chịu nén của mẫu bê tông được đúc tại hiện trường của các công trình đã xây dựng

và xây dựng gần hoàn thành trên địa bàn

- Đánh giá hệ số biến động cường độ chịu nén bê tông của công trình trên địa bàn tỉnh Hà Tĩnh căn cứ vào kết quả tính toán từ

số liệu đã thu thập

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ CƯỜNG ĐỘ CỦA BÊ TÔNG

1.1 KHÁI NIỆM CƯỜNG ĐỘ CỦA BÊ TÔNG VÀ CÁC YẾU

TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN CƯỜNG ĐỘ CỦA BÊ TÔNG

1.2.3 Tương quan giữa cấp độ bền và mác bê tông

1.2.4 Cường độ của bê tông

1.2.5 Cường độ tiêu chuẩn và cường độ tính toán bê tông 1.3 CÁC PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH CƯỜNG ĐỘ CHỊU NÉN CỦA BÊ TÔNG

1.3.1 Phương pháp xác định cường độ bê tông trên mẫu đúc

a Chuẩn bị mẫu thử

b Phương pháp xác định cường độ chịu nén

Tuân theo tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 3118:2012 – “Bê tông

nặng – Phương pháp xác định cường độ chịu nén”

c Cường độ chịu nén trung bình

d Cường độ đặc trưng của mẫu thử

e Quy đổi mẫu nén hình lập phương sang mẫu nén hình lăng trụ

1.3.2 phương pháp xác định cường độ bê tông trên hiện trường

1.4 HỆ SỐ BIẾN ĐỘNG CƯỜNG ĐỘ CHỊU NÉN CỦA BÊ TÔNG

1.4.1 Hệ số biến động bê tông và tầm quan trọng

1.4.2 Cánh tính hệ số biến động cường độ chịu nén của bê tông

CHƯƠNG 2

HỆ SỐ BIẾN ĐỘNG CƯỜNG ĐỘ CHỊU NÉN BÊ TÔNG CỦA

CÁC CÔNG TRÌNH TRÊN ĐỊA BÀN HÀ TĨNH

Các phiếu kết quả thí nghiệm xác định cường độ chịu nén của

bê tông từ các phòng thí nghiệm hợp chuẩn: LAS-XD 572, LAS-XD 41; LAS-XD 752

2.2 HỆ SỐ BIẾN ĐỘNG CƯỜNG ĐỘ CHỊU NÉN BÊ TÔNG CỦA CÁC CÔNG TRÌNH XÂY DỰNG TRÊN ĐỊA BÀN HÀ TĨNH ĐỐI VỚI MẪU THỬ CHỊU NÉN

2.2.1 Hệ số biến động cường độ chịu nén bê tông của từng công trình

a Nhóm công trình có bê tông thiết kế với cấp độ bền (mác) B15 (M200)

b Nhóm công trình có bê tông thiết kế với cấp độ bền (mác) B20 (M250)

c Nhóm công trình có bê tông thiết kế với cấp độ bền (mác) B22,5 (M300)

2.2.2 Hệ số biến động cường độ chịu nén bê tông (ʋ),

dựng trên địa bàn tỉnh Hà Tĩnh

tính, xác định được cường độ đặc trưng, cường độ quy đổi và cường

độ tính toán của bê tông như sau:

+ Xác định cường độ đặc trưng lấy với xác suất đảm bảo 95%

+ Cường độ đặc trưng là cường độ chịu nén của mẫu lập phương 150x150x150mm Để so sánh với cường độ lăng trục theo

0,001B)B

quy đổi từ mẫu lập phương tính theo công thức

bc

bn bi b

xR R

Bảng 2.2 Bảng tổng hợp kết quả tính cường độ chịu nén của bê tông các công trình có mẫu thử chịu nén

Cường độ chịu nén trung bình

Cường độ đặc trưng

4

Kênh chính Ngàn Trươi đoạn từ K1+064 đến

K2+292 thuộc dự án thủy lợi Ngàn Trươi – Cẩm

Trang

STT Công trình

Cường độ chịu nén trung bình

Cường độ đặc trưng

5

Kênh chính Ngàn Trươi đoạn từ K6+900 đến

K8+670 thuộc dự án thủy lợi Ngàn Trươi - Cẩm

Trang

STT Công trình

Cường độ chịu nén trung bình

Cường độ đặc trưng

2

Kênh chính Ngàn Trươi đoạn từ K2+292 đến

K3+612 thuộc dự án thủy lợi Ngàn Trươi – Cẩm

Trang

3

Kênh chính Ngàn Trươi đoạn từ K3+612 đến

K4+806 thuộc dự án thủy lợi Ngàn Trươi – Cẩm

Trang (Công ty CP Mai Thành Huy thi công)

STT Công trình

Cường độ chịu nén trung bình

Cường độ đặc trưng

4

Kênh chính Ngàn Trươi đoạn từ K3+612 đến

K4+806 thuộc dự án thủy lợi Ngàn Trươi – Cẩm

Trang (Công ty CP Xây dựng & Nhân lực Việt

Nam thi công)

5

Kênh chính Ngàn Trươi đoạn từ K6+900 đến

K8+670 thuộc dự án thủy lợi Ngàn Trươi – Cẩm

Trang (Công ty CP XDTL Hải Phòng thi công)

6

Kênh chính Ngàn Trươi đoạn từ K6+900 đến

K8+670 thuộc dự án thủy lợi Ngàn Trươi – Cẩm

Trang (Công ty CP Mai Thành Huy thi công)

Sau khi xác định được cường độ tính toán của bê tông từng công trình thì tính trung bình các đại

lượng theo nhóm cấp độ bền bê tông (mác) và được lập thành Bảng 2.3 như sau:

Bảng 2.3 Bảng tổng hợp giá trị trung bình các đại lượng về cường độ của bê tông các công trình có mẫu

thử chịu nén thu thập được

Độ lệch quân phương σ (Mpa)

Hệ số biến động ʋ

Cường độ đặc trưng

Cường độ quy đổi

Cường độ tính toán

a Hệ số biến động, biểu đồ tần suất, biểu đồ độ lệch

Để đánh giá hệ sô biến động cường độ chịu nén của bê tông công trình xây dựng trên địa bàn tỉnh Hà Tĩnh, sử dụng số liệu thu thập được phân loại theo nhóm cấp độ bền (mác) bê tông thiết kế

1) Nhóm công trình có bê tông thiết kế với cấp độ bền (mác) B15 (M200)

Tổng số mẫu thử đã thu thập số liệu để tính toán: n = 801 mẫu Cường độ chịu nén trung bình của tổ hợp mẫu thử:

Độ lệch quân phương:

 

447 , 0 1 801 181 , 160 1

447,

Hình 3.1 Biểu đồ tần suất cường độ chịu nén mẫu đúc hiện trường B i của bê tông B15 (M200)

Cường độ chịu nén (MPa)

BIỂU ĐỒ TẦN SUẤT CỦA BÊ TÔNG B15 (M200)

2) Nhóm công trình có bê tông thiết kế với cấp độ bền (mác) B20 (M250)

Tổng số mẫu thử đã thu thập số liệu để tính toán: n = 243 mẫu Cường độ chịu nén trung bình của tổ hợp mẫu thử:

Độ lệch quân phương:

 

412 , 0 1 243

130 , 41 1

412,0

Hình 3.3 Biểu đồ tần suất cường độ chịu nén mẫu đúc hiện trường B i của bê tông B20 (M250)

3) Nhóm công trình có bê tông thiết kế với cấp độ bền (mác) B22,5 (M300)

Tổng số mẫu thử đã thu thập số liệu để tính toán: n = 795 mẫu Cường độ chịu nén trung bình của tổ hợp mẫu thử:

Độ lệch quân phương:

 

894,01795

943,6341

894,

Cường độ chịu nén (Mpa)

BIỂU ĐỒ TẦN SUẤT CỦA BÊ TÔNG B22,5 (M300)

Hình 3.5 Biểu đồ tần suất cường độ chịu nén mẫu đúc hiện trường B i của bê tông B22,5 (M300)

Bảng 3.1 Tần suất xuất hiện của cường độ trung bình

Bảng 3.2 Tần suất xuất hiện của khoảng cường độ gần và

khoảng cường độ xa so với cường độ trung bình

Cường

độ chịu nén trung bình B m

(MPa)

Khoảng cường

độ gần với giá trị B m (Mpa)

Khoảng cường

độ xa với giá trị B m (Mpa) Tần

suất

Tỷ lệ (%)

Tần suất

Tỷ lệ (%)

(MPa)

Tổng

số mẫu thử (N)

Tần suất xuất hiện của cường

độ chịu nén trung bình

B m

Tỷ lệ (%)

1 B15 (M200) 21,313 801 94 11,74%

2 B20 (M250) 26,389 243 32 13,17%

3 B22,5 (M300) 32,541 795 25 3,14%

Nhận xét:

các công trình xây dựng trên địa bàn Hà Tĩnh tương đối đồng đều + Các giá trị cường độ chịu nén của mẫu bê tông B15 (M200); B20 (M250) và B22,5 (M300) có phân phối tương đối đều, tập trung

Bảng 3.3 Kết quả cường độ chịu nén tính toán bê tông khảo sát tại các công trình xây dựng trên địa

B m (MPa)

Độ lệch quân phương σ (Mpa)

Hệ số biến động ʋ

Cường độ đặc trưng

B (MPa)

Cường

độ quy đổi R bn

(MPa)

Cường

độ tính toán R b (MPa)

Cường độ thiết kế

R btk (MPa)

Tỷ lệ chênh lệch của các đại lượng tính toán theo nhóm cấp bền bê tông so với trung bình của các công trình

B m

(MPa)

R b (MPa) B m (%)

3.2 KẾT QUẢ TÍNH TOÁN

Qua khảo sát cường độ chịu nén bê tông các công trình xây dựng trên địa bàn tỉnh Hà Tĩnh bằng phương pháp thí nghiệm đối với mẫu thử chịu nén Áp dụng các phương pháp tính toán theo các tiêu chuẩn hiện hành, sau khi xử lý số liệu thu thập, xác định được kết quả tính toán về cường độ chịu nén trung bình

tông (ʋ) đối với từng nhóm bê tông có cấp độ bền (mác) B15 (M200) và B22,5 (M300) cho các công trình

xây dựng trên địa bàn Hà Tĩnh Kết quả được tập hợp theo Bảng 3.5 như sau:

Bảng 3.5 Kết quả xác định các đại lượng tính toán của bê tông trên địa bàn tỉnh Hà Tĩnh

(MPa)

Độ lệch quân phương

σ (Mpa)

Hệ số biến động ʋ

Cường

độ đặc trưng

(MPa) Tính

lệch

Tỷ lệ (%)

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

1 KẾT LUẬN

Qua quá trình thu thập, xử lý số liệu và tính toán các đại lượng

nén bê tông (ʋ) đối với từng nhóm bê tông có cấp độ bền (mác) B15(M200); B20 (M250) và B22,5 (M300) cho các công trình xây dựng trên địa bàn Hà Tĩnh Rút ra một số nhận xét để đánh giá tổng hợp về bê tông sử dụng cho các công trình trên địa bàn trong phạm vi luận văn như sau:

+ Hệ số biến động cường độ chịu nén bê tông các công trình xây dựng trên địa bàn Hà Tĩnh tính toán đối với từng nhóm bê tông

có cấp độ bền (mác) B15(M200); B20 (M250) và B22,5 (M300) từ các số liệu thu thập được có giá trị từ 0,01562 đến 0,02748 là tương đối nhỏ, chất lượng bê tông khá đồng đều

+ Cường độ chịu nén tính toán của bê tông theo từng nhóm bê tông có cấp độ bền (mác) B15(M200); B200 (M250) và B22,5 (M300) đạt yêu cầu thiết kế theo TCVN 5574:2012 và có sự thiên lớn so với yêu cầu thiết kế từ 15,21% đến 25,61% do các đơn vị thi công thường có xu hướng điều chỉnh cấp phối bê tông theo hướng an toàn về yêu cầu chịu lực

2 KIẾN NGHỊ

Vì điều kiện nghiên cứu có giới hạn nên trong phạm vi nội dung luận văn này chỉ mới đánh giá được hệ số biến động cường độ chịu nén (ʋ) và tính toán được cường độ chịu nén của bê tông các công trình xây dựng trên địa bàn tỉnh Hà Tĩnh Để nâng cao chất lượng xây dựng các công trình bê tông cốt thép trong thời gian tới, tác giả kiến nghị cần có những nghiên cứu khoa học với các nội dung sau:

+ Xây dựng các cấp phối bê tông cơ sở thông qua việc đánh giá các chỉ tiêu cơ lý của cốt liệu, chất kết dính từ các nguồn cung cốt liệu và chất kết dính theo từng vùng trên địa bàn Hà Tĩnh để nâng cao mức độ đồng đều của bê tông

+ Ứng dụng khoa học kỹ thuật vào công tác sản xuất vữa bê tông, công tác đổ, đầm và bảo dưỡng bê tông trong quá trình thi công

bê tông toàn khối trên địa bàn Hà Tĩnh