Nghiên cứu ứng xử chịu uốn của dầm bê tông cốt thép có sử dụng cốt liệu từ bê tông cũ

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC LẠC HỒNG TRƯƠNG QUỐC DŨNG NGHIÊN CỨU ỨNG XỬ CHỊU UỐN CỦA DẦM BÊ TƠNG CỐT THÉP CĨ SỬ DỤNG CỐT LIỆU TỪ BÊ TÔNG CŨ LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT XÂY DỰNG ĐỒNG NAI - NĂM 2019 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC LẠC HỒNG TRƯƠNG QUỐC DŨNG NGHIÊN CỨU ỨNG XỬ CHỊU UỐN CỦA DẦM BÊ TƠNG CỐT THÉP CĨ SỬ DỤNG CỐT LIỆU TỪ BÊ TÔNG CŨ CHUYÊN NGÀNH: KỸ THUẬT XÂY DỰNG MÃ NGÀNH: 8580201 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT XÂY DỰNG GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN NGHIÊN CỨU TS LÊ ĐỨC HIỂN ĐỒNG NAI, NĂM 2019 LỜI CẢM ƠN Trong trình nghiên cứu đề tài, tác giả Trương Quốc Dũng nhận giúp đỡ, hướng dẫn nhiệt tình Thầy/Cô giáo trường Đại học Lạc Hồng Đến nay, tác giả hoàn thành đề tài nghiên cứu “Ứng xử chịu uốn dầm bê tơng cốt thép có sử dụng cốt liệu từ bê tơng cũ” Với lòng biết ơn chân thành, tác giả xin cảm ơn Thầy trực tiếp hướng dẫn tận tình- TS Lê Đức Hiển, Khoa Sau Đại học, Khoa Kỹ thuật Cơng trình - Trường Đại học Lạc Hồng, tồn thể Thầy/Cô giáo giảng dạy, tham gia quản lý giúp đỡ cho tác giả suốt trình học tập định hướng phương pháp nghiên cứu Với cố gắng tác giả suốt q trình thực đề tài, song khơng thể tránh khỏi mặt hạn chế, thiếu sót Tác giả mong nhận ý kiến đóng góp quý báu dẫn Thầy Cô bạn đồng nghiệp Một lần nữa, tác giả xin gửi lời cảm ơn chân thành đến toàn thể Thầy Cơ, bạn lớp 17CX khóa 2017 tồn thể cán cơng nhân viên chức Trường Đại Học Lạc Hồng Kính chúc Thầy Cơ, bạn sức khỏe thành công Trân trọng cảm ơn! Đồng Nai, ngày 12 tháng 12 năm 2019 Tác giả Trương Quốc Dũng LỜI CAM ĐOAN Tác giả : Trương Quốc Dũng Sinh ngày: 02/01/1973 Quê quán: Thủ Đức- HCM Nơi công tác: Công ty TNHH MTV Điện lực Đồng Nai Tác giả xin cam đoan cơng trình nghiên cứu với đề tài ‘‘Nghiên cứu ứng xử chịu uốn dầm bê tơng cốt thép có sử dụng cốt liệu từ bê tơng cũ” cơng trình nghiên cứu riêng tác giả Các số liệu, kết nêu trong luận văn trung thực chưa công bố nơi khác Các thông tin trích dẫn nguồn gốc rõ ràng Kết tính tốn dựa tiêu chuẩn xây dựng hành Nếu không điều nêu trên, tác giả xin hoàn toàn chịu trách nhiệm đề tài Đồng Nai, ngày 12 tháng 12 năm 2019 Tác giả Trương Quốc Dũng TĨM TẮT LUẬN VĂN Các cơng trình xây dựng có kết cấu bê tơng cốt thép, hầu hết bê tơng chế tạo từ cốt liệu từ tự nhiên cốt liệu đá, sỏi, cát, quặng (để sản xuất ximăng) Phần lớn, việc xây dựng cơng trình thường xây dựng cơng trình cũ phá dỡ Các loại phế phẩm sau phá dỡ cơng trình cũ tận dụng lại phế phẩm từ sắt thép, gỗ Các phế phẩm khác đưa vào sử dụng để san lấp mặt Vòng đời chất thải xây dựng từ cơng trình bị phá hủy kết thúc bãi chôn lấp, chiếm nhiều không gian loại vật liệu không phân hủy sinh học Trong năm gần đây, chuyên gia nghiên cứu việc sử dụng bê tơng thực có lợi ích cho tất người môi trường Cốt liệu bê tơng tái chế vật liệu có giá trị sử dụng cho nhiều mục đích khác nhiều quốc gia phát triển giới Mỹ, Singapore, Pháp, Đức áp dụng cách hiệu Mặt khác, việc thiếu không gian cho xây dựng xử lý chất thải phá hủy trở thành vấn đề phổ biến khu vực đô thị Một giải pháp cho vấn đề liên quan đến xử lý chất thải xây dựng tái chế vật liệu xây dựng chủ yếu bê tông phế thải; Nó xử lý để có bê tông tái chế cho ứng dụng khác nhau, sử dụng vỉa hè đến sản xuất bê tông kết cấu Tất nhiên, tái chế bê tông thải khơng phải mục đích chính, mà đại diện cho công nghệ xử lý chất thải có tiềm lợi mơi trường kinh tế Để tận dụng lại phần phế phẩm sau phá dỡ cơng trình kết cấu bê tơng cốt thép, cách nghiên cứu thực tái chế bê tông cũ thành cốt liệu thay phần hay hoàn tồn cho bê tơng sử dụng kết cấu cơng trình xây dựng Điều cần thiết nghiên cứu sử dụng hiệu bê tơng cốt liệu tái chế làm vật liệu kết cấu hay không Nghiên cứu thử nghiệm trình bày viết thực để thực nghiệm ứng xử uốn dầm sử dụng bê tơng cốt thép M.200 có sử dụng bê tông cũ thành cốt liệu so sánh với ứng xử dầm bê tông cốt liệu tự nhiên Viết tắt (RCA): Cốt liệu bê tông tái chế (Recycled Concrete Aggregates) MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN LỜI CAM ĐOAN TÓM TẮT LUẬN VĂN MỤC LỤC DANH MỤC BẢNG DANH MỤC BIỂU ĐỒ DANH MỤC HÌNH TỔNG QUAN ĐỀ TÀI Chương 1: TỔNG QUAN VỀ CÁC NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO BÊ TƠNG CỐT THÉP CĨ SỬ DỤNG BÊ TÔNG CŨ LÀM CỐT LIỆU 1.1 Bê tông cốt thép 1.1.1 Khái niệm bê tông cốt thép 1.1.2 Tính chất bê tông cốt thép 1.1.3 Phân loại bê tông cốt thép 1.1.4 Ưu- khuyết điểm bê tông cốt thép 1.2 Thực trạng tái chế bê tông cũ làm cốt liệu 1.2.1 Trên giới 1.2.2 Tại Việt Nam 10 Chương 2: CƠ SỞ KHOA HỌC CHẾ TẠO DẦM BÊ TƠNG CỐT THÉP CĨ SỬ DỤNG BÊ TƠNG CŨ LÀM CỐT LIỆU 11 2.1 Tái chế bê tông 11 2.2 Công dụng bê tông tái chế 11 2.2.1 Sử dụng cốt liệu thô tái chế bê tông 12 2.2.2 Độ bền cốt liệu tái chế 12 2.2.3 Công dụng bê tông tái chế 13 2.2.4 Tính tốn cấu kiện chịu uốn 13 2.2.5 Sự làm việc cấu kiện chịu uốn 13 2.2.6 Tính tốn cường độ tiết diện thẳng góc 14 2.3 Đối tượng nghiên cứu 15 Chương 3: THỰC NGHIỆM 16 3.1 Chương trình thực nghiệm 16 3.2 Nguyên vật liệu 17 3.3 Chuẩn bị mẫu thí nghiệm 17 3.3.1 Chuẩn bị thiết bị 17 3.3.2 Vật liệu 18 3.3.2.1 Cốt thép 18 3.3.2.2 Cát 19 3.3.2.3 Đá 20 3.3.2.4 Xi măng 21 3.3.2.5 Nước 21 3.3.3 Cốt liệu hạt lớn tái chế từ bê tông cũ 21 3.4 Thiết kế mẫu thí nghiệm 23 3.4.1 Thiết kế cấp phối bê tông 23 3.4.2 Xác định khối lượng số lượng mẫu phục vụ thực nghiệm 23 3.5 Phương pháp thí nghiệm 24 3.5.1.1 Thí nghiệm cường độ bê tông 24 3.5.1.2 Thí nghiệm dầm 24 Chương 4: KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM 26 4.1 Cường độ bê tông 28 ngày: 26 4.2 Kết thí nghiệm (chi tiết sau phá hoại dầm tỷ lệ % thay thế) 27 4.2.1 Biến dạng với dầm thay đổi cốt liệu 0% (cốt liệu tự nhiên) 28 4.2.2 Biến dạng dầm thay đổi cốt liệu 50% 30 4.2.3 Biến dạng dầm thay đổi cốt liệu 75% 32 4.3 Chi tiết sau phá hoại tổng hợp biến dạng 34 4.4 Bảng tổng hợp ghi nhận chuyển vị lực phá hoại dầm 37 4.5 Bảng tổng hợp ghi nhận biến dạng lực phá hoại dầm 37 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 64 TÀI LIỆU THAM KHẢO DANH MỤC BẢNG Bảng 3.1 Kết thí nghiệm thành phần hạt mẫu cát 19 Bảng 3.2 Kết thí nghiệm thành phần hạt mẫu cát . BIẾN DẠNG BÊ TÔNG (Nguồn: tác giả) Biểu đồ 4.45 Biểu đồ quan hệ Lực – Biến dạng bê tông - Mẫu 75%-1 BĐ QH LỰC-CHUYỂN VỊ 75-2 40 35 30 LỰC(kN) 25 20 15 10 -1.000 -5 000 1.000 2.000 3.000 4.000 CHUYỂN VỊ(mm) 5.000 6.000 7.000 (Nguồn: tác giả) Biểu đồ 4.46 Biểu đồ quan hệ Lực – chuyển vị - Mẫu 75%-2 53 BĐ QH LỰC-BD CỐT THÉP ĐAI 75-2 40 35 30 LỰC(kN) 25 20 15 10 -5 0.0005 0.001 0.0015 0.002 BIẾN DẠNG CỐT ĐAI 0.0025 0.003 (Nguồn: tác giả) Biểu đồ 4.47 Biểu đồ quan hệ Lực – Biến dạng cốt đai - Mẫu 75%-2 BĐ QH LỰC-BD CỐT THÉP DỌC 75-2 40 35 30 LỰC(kN) 25 20 15 10 -5 0.001 0.002 0.003 0.004 BIẾN DẠNG CỐT THÉP DỌC 0.005 0.006 (Nguồn: tác giả) Biểu đồ 4.48 Biểu đồ quan hệ Lực – Biến dạng cốt dọc - Mẫu 75%-2 54 BĐ QH LỰC-BD BÊ TÔNG 75-2 40 35 30 LỰC(kN) 25 20 15 10 -5 0.001 0.002 0.003 BIẾN DẠNG BÊ TÔNG 0.004 0.005 (Nguồn: tác giả) Biểu đồ 4.49 Biểu đồ quan hệ Lực – Biến dạng bê tông - Mẫu 75%-2 BĐ QH LỰC-CHUYỂN VỊ 75-3 40 35 LỰC(kN) 30 25 20 15 10 0 10 12 CHUYỂN VI(mm) (Nguồn: tác giả) Biểu đồ 4.50 Biểu đồ quan hệ Lực – chuyển vị - Mẫu 75%-3 ... để thực nghiệm ứng xử uốn dầm sử dụng bê tông cốt thép M.200 có sử dụng bê tơng cũ thành cốt liệu so sánh với ứng xử dầm bê tông cốt liệu tự nhiên Viết tắt (RCA): Cốt liệu bê tông tái chế (Recycled... cơng trình nghiên cứu với đề tài ‘? ?Nghiên cứu ứng xử chịu uốn dầm bê tơng cốt thép có sử dụng cốt liệu từ bê tơng cũ” cơng trình nghiên cứu riêng tác giả Các số liệu, kết nêu trong luận văn trung... HỒNG TRƯƠNG QUỐC DŨNG NGHIÊN CỨU ỨNG XỬ CHỊU UỐN CỦA DẦM BÊ TƠNG CỐT THÉP CĨ SỬ DỤNG CỐT LIỆU TỪ BÊ TÔNG CŨ CHUYÊN NGÀNH: KỸ THUẬT XÂY DỰNG MÃ NGÀNH: 8580201 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT XÂY DỰNG