Nghiên cứu một số tính chất cơ lý của bêtông gia cường cốt sợi thép phân tán

Đại Học Quốc Gia Tp Hồ Chí Minh TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA NGUYỄN QUỐC HÀO NGHIÊN CỨU MỘT SỐ TÍNH CHẤT CƠ LÝ CỦA BÊ TÔNG GIA CƯỜNG CỐT SI THÉP PHÂN TÁN Chuyên ngành : VẬT LIỆU VÀ CẤU KIỆN XÂY DỰNG Mã số ngành : 2.15.06 LUẬN VĂN THẠC SĨ TP HỒ CHÍ MINH, tháng năm 2004 CÔNG TRÌNH ĐƯC HOÀN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH Cán hướng dẫn khoa học : PGS TS PHAN XUÂN HOÀNG Cán chấm nhận xét : …………………………………………………………………………………… Cán chấm nhận xét : …………………………………………………………………………………… Luaän vân thạc só bảo vệ : HỘI ĐỒNG CHẤM BẢO VỆ LUẬN VĂN THẠC SĨ TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA, ngày tháng năm Đại Học Quốc Gia Tp Hồ Chí Minh TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc Lập - Tự Do - Hạnh Phúc NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên : Nguyễn Quốc Hào Phái : Nam Ngày, Tháng, Năm Sinh : 27 / 03 / 1979 Nôi Sinh : Bình Định Chuyên ngành : Vật Liệu Và Cấu Kiện Xây Dựng Mã Ngành : 2.15.06 TÊN ĐỀ TÀI : NGHIÊN CỨU MỘT SỐ TÍNH CHẤT CƠ LÝ CỦA BÊ TÔNG GIA CƯỜNG CỐT SI THÉP PHÂN TÁN II- NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG : *Nghiên cứu lý thuyết : - Lý thuyết vùng truyền bề mặt sợi vật liệu vô - Sự làm việc sợi vật liệu vô - Tính dẻo dai vật liệu vô gia cường sợi *Nghiên cứu thực nghiệm : - Nghiên cứu tính chất thành phần nguyên vật liệu - Nghiên cứu ảnh hưởng thành phần nguyên vật liệu đến tính chất hỗn hợp tính chất lý bê tông gia cường cốt sợi thép phân tán * Kết luận III- NGÀY GIAO NHIỆM VỤ : – - 2004 IV- NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ : – – 2004 V- HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN : PGS.TS Phan Xuân Hoàng CÁN BỘ HƯỚNG DẪN CHỦ NHIỆM NGÀNH BỘ MÔN QUẢN LÝ NGÀNH PGS.TS Phan Xuân Hoàng PGS.TS Phan Xuân Hoàng TS Nguyễn Văn Chánh Nội dung đề cương luận văn thạc só HỒI ĐỒNG CHUYÊN NGÀNH thông qua Ngày tháng năm PHÒNG ĐÀO TẠO SĐH KHOA QUẢN LÝ NGÀNH LỜI CẢM ƠN Trước tiên chân thành cảm ơn thầy Phan Xuân Hoàng trực tiếp hướng dẫn giúp đỡ hoàn thành tốt luận văn Cảm ơn thầy Nguyễn Văn Chánh anh em Trung Tâm Nghiên Cứu Vật Liệu Xây Dựng, Hóa Màu giúp đỡ trình nghiên cứu lý thuết thực nghiệm Cảm ơn Trường Đại Học Bách Khoa Thành Phố Hồ Chí Minh, khoa Xây Dựng, môn Vật Liệu Xây Dựng, trung tâm Polymer, phòng thí nghiệm công trình toàn thể anh chị em lớp cao học khóa 13 hỗ trợ, giúp đỡ tìm kiếm tài liệu, thiết bị thí nghiệm suốt trình thực luận văn Cảm ơn toàn thể bạn bè hết lòng giúp đỡ, động viên trình thực luận văn Cuối cùng, cảm ơn ba, mẹ anh em gia đình đứng sau lưng tôi, giúp đỡ mặt học tập thời gian thực luận văn Mặc dù em cố gắn trình độ kiến thức có hạn nên luận văn chắn khuyết điểm, kính mong quý thầy cô giúp đỡ góp ý kiến để em hoàn thành luận văn tốt TÓM TẮC LÝ LỊCH TRÍCH NGANG Họ tên : Nguyễn Quốc Hào Ngày, tháng, năm sinh : 27 / 03 / 1979 Nơi sinh : Bình Định Địa liên lạc : 480/24, Nguyễn Tri Phương, P9, Q 10, TP Hồ Chí Minh, Điện thoại nhà : 08 8347415 Điện thoại di động : 0913869471 QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO : 1997 – 1998 : Học Đại Học Đại Cương quận Thủ Đức, TP, Hồ Chí Minh 1998 – 2002 : Học Đại Học Bách Khoa TP Hồ Chí Minh, khoa Xây Dựng, chuyên ngành Vật Liệu Và Cấu Kiện Xây Dựng QUÁ TRÌNH CÔNG TÁC : 2002 : Làm việc Trung Nghiên Cứu Vật Liệu Xây Dựng, Hóa Màu Trường Đại Học Bách Khoa TP Hồ Chí Minh 2002 – đến : làm việc Xí Nghiệp Cấu Kiện Lắp Sẵn NHATICO, TP Hồ Chí Minh TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ Tên đề tài : “Nghiên Cứu Một Tính Chất Cơ Lý Của Bê Tông Gia Cường Cốt Sợi Thép Phân Tán” Tính cấp thiết đề tài Bê tông bê tông cường độ cao nói riêng có nhược điểm tính dòn khả chống va đập thấp Dùng sợi gia cường để cải thiện nhược điểm bê tông bê tông cường độ cao nói riêng để ứng dụng cho công trình thường xuyên chịu va đập tải trọng động, nước ta nhu cầu xây dựng công trình lớn Trong loại sợi, sợi thép có nhiều ưu điểm vượt tội : cường độ nén, kéo cao, bền môi trường xi măng Sợi thép sản xuất nước Cho nên việc lựa chọn đề tài có ý nghóa khoa học mở rộng phạm vi ứng dụng bê tông thực tế Mục tiêu phạm vi nghiên cứu Nghiên cứu tính chất lý bê tông gia cường cốt sợi thép phân tán Phương pháp nghiên cứu Nghiên cứu lý thuyết thực nghiệm Lý thuyết vùng truyền bề mặt sợi vật liệu vô Nghiên cứu lý thuyết tương tác sợi vật liệu vô Tính dẻo dai vật liệu vô gia cường sợi Thiết kế thành phần nguyên vật liệu cho bê tông gia cường cốt sợi thép Nghiên cứu thực nghiệm tính chất thành phần nguyên vật liệu tính chất bê tông gia cường cốt sợi thép phân tán theo phương pháp thí nghiệm tiêu chuẩn phi tiêu chuẩn 4.Thành phần luận văn : - Chương : tổng quan tình hình nghiên cứu bê tông gia cường cốt sợi thép phân tán giới nước - Chương : Cơ sở khoa học nghiên cứu vật liệu vô gia cường sợi phân tán bê tông gia cường cốt sợi phân tán nói riêng - Chương : Xác định tính chất nguyên vật liệu sử dụng thiết kế cấp phối bê tông gia cường cốt sợi thép phân tán - Chương : Nghiên cứu tính chất hỗn hợp bê tông gia cường sợi thép phân tán - Chương : Nghiên cứu tính chất lý bê tông gia cường sợi thép phân tán Kết luận Cấu trúc luận văn Luận văn bao gồm phần mở đầu, chương, phần kết luận tài liệu tham khảo Luận văn gồm 114 trang thuyết minh, hình vẽ, 26 hình scan, 26 bảng biểu, 36 biểu đồ và14 hình chụp MỤC LỤC Trang MỞ ĐẦU Chương I TỔNG QUAN VỀ BÊ TÔNG GIA CƯỜNG SI THÉP PHÂN TÁN (SFRC) 1.1 Tình hình nghiên cứu ứng dụng bê tông gia cường sợi thép phân tán 1.1.1 Tình hình nghiên cứu bê tông gia cường sợi thép phân tán 1.1.2 Tình hình ứng dụng bê tông gia cường sợi thép phân tán 16 1.2 Mục tiêu nhiệm vụ nghiên cứu 20 1.2.1 Mục tiêu nghiên cứu 20 1.2.2 Nhiệm vụ nghiên cứu 20 1.2.2.1 Nghiên cứu lý thuyeát 20 1.2.2.2 Nghiên cứu thực nghiệm 20 Chương II CƠ SỞ KHOA HỌC NGHIÊN CỨU 2.1 Đặc điểm nguyên vật liệu 22 2.1.1 Xi maêng 22 2.1.2 Cốt liệu 22 2.1.3 Sợi thép 23 2.2 Tính chất hỗn hợp 24 2.2.1 Những đặc điểm hỗn hợp bê tông gia cường sợi thép phân tán 24 2.2.2 Trộn hỗn hợp bê tông gia cường sợi thép phân tán 26 2.2.3 Cơ chế phân tán phụ gia siêu dẻo hỗn hợp bê tông 27 2.3 Lý thuyết vùng truyền bề mặt 29 2.3.1 Quá trình hình thành vết nứt bê tông thường 29 2.3.2 Vùng truyền bề mặt sợi thép đá xi măng 31 2.4 Cơ chế làm việc sợi vật liệu vô 33 2.4.1 Sự tương tác sợi vật liệu 33 2.4.2 Sự làm việc sợi vật liệu 35 2.4.2 Thí nghiệm kéo tuột sợi 38 2.5 Những ứng xử bê tông gia cường sợi chịu uốn 43 2.5.1 Các giai đoạn ứng xử bê tông gia cường sợi chịu uốn 43 2.5.2 Kỹ thuật xác định số dẻo dai 45 2.6 Ảnh hưởng sợi thép đến tính chất lý bê tông gia cường sợi thép phân taùn (SFRC) 47 2.7 Khả chịu va đập bê tông gia cường sợi thép phân tán 52 2.7.1 Phương pháp thí nghiệm va đập 52 2.7.2 Aûnh hưởng sợi thép đến cường độ chịu va đập bê tông 53 2.8 Phương pháp thiết kế cấp phối 34 PHẦN THỰC NGHIỆM Chương III XÁC ĐỊNH TÍNH CHẤT CỦA NGUYÊN VẬT LIỆU 3.1 Xi măng 59 3.2 Caùt 60 3.3 Đá 61 3.4 Sợi thép 62 3.5 Cấp phối bêtông gia cường sợi thép phân tán 63 Chương IV NGHIÊN CỨU TÍNH CHẤT HỖN HP BÊ TÔNG GIA CƯỜNG SI THÉP PHÂN TÁN (SFRC) 4.1 Ảnh hưởng hàm lượng sợi theùp 66 4.2 Ảnh hưởng tỷ lệ N/X 67 Chương V NGHIÊN CỨU TÍNH CHẤT CƠ LÝ CỦA BÊ TÔNG GIA CƯỜNG SI THÉP PHÂN TÁN (SFRC) 5.1 Cường độ nén 70 5.1.1 Ảnh hưởng hàm lượng sợi thép 70 5.1.2 Ảnh hưởng tỷ lệ N/X 78 5.1.3 Ảnh hưởng thời gian dóng rắn xi măng 82 5.2 Cường độ kéo bửa 84 5.2.1 Ảnh hưởng hàm lượng sợi thép 84 5.2.2 Ảnh hưởng tỷ lệ N/X 91 5.2.3 Ảnh hưởng thời gian dóng rắn xi măng 93 5.3 Cường độ uốn 95 5.3.1 Ảnh hưởng hàm lượng sợi thép đến cường độ uốn 96 5.3.2 Chỉ số dẻo 99 5.4 Cường độ chịu va đập 103 5.4.1 Ảnh hưởng hàm lượng sợi thép 104 5.4.2 Ảnh hưởng thời gian đóng rắn xi măng 108 KẾT LUẬN 111 TÀI LIỆU THAM KHẢO 113 101 Sau từ hình 5-5, 5-6 ta xác định số dẻo bê tông gia cường sợi thép tương ứng với hàm lượng sợi, kết bảng 5-8 23 Lực (kN) 22 21 20 19 18 Lượng sợi thép: 60 kg/m 17 Lượng sợi thép: 80 kg/m 16 15 14 13 12 11 Lượng sợi thép: 40 kg/m 10 Lượng sợi theùp: 20 kg/m 1 10 11 12 13 14 15 16 17 18 Độ Võng (mm) Hình 5-5 : Đường cong lực – độ võng bê tông gia cường sợi thép uốn móc Lực (kN) 102 18 17 Lượng sợi thép: 60 kg/m Lượng sợi thép: 80 kg/m 16 15 14 13 12 11 Lượng sợi thép: 40 kg/m 10 Lượng sợi thép: 20 kg/m 1 10 11 12 13 14 Độ Võng (mm) Hình 5-6 : Đường cong lực – độ võng bê tông gia cường sợi thép thẳng 103 Loại sợi thép Bảng 5-8: Lượng sợi thép (kg/m ) Giá trị số dẻo dai 20 40 60 80 I5 5,45 6,93 7,42 8,88 I10 7,23 8,81 11,64 11, 22 I20 8,12 12,44 16,31 16, 81 I30 10,66 14,91 20,43 22, 82 I5 4,68 5,11 5,62 6,74 I10 6,46 6,83 7,95 8,93 I20 8,97 9,92 11,51 13,72 15,23 16,53 Sợi thép uốn móc Sợi thép thẳng I30 Từ bảng 5-8, ta dựng biểu đồ ảnh hưởng hàm lượng sợi thép đến số dẻo bê tông cường sợi thép uốn móc (hình 5-21) sợi thép thẳng (hình 5-22) Cũng từ bảng 5-8 ta nhận thấy, đưa sợi thép vào làm tăng tính dẻo bê tông Đồng thời tăng hàm lượng sợi thép tính dẻo bê tông tăng lên tương ứng Biểu đồ 5-21: 24 Gía trị số dẻ o dai 20 20 16 40 12 60 80 I5 I10 I20 Chỉ số dẻo dai I30 Ở biểu đồ 5-21, với hàm lượng sợi thép uốn móc : 20 kg/m3 ứng vời tính dẻo : I5 =5,45 ; I10 =7,23 ; I20=8,12 ; I30=10,66 hàm lượng sợi tăng lên : 80 104 kg/m3 tính dẻo tăng lên tương ứng : I5 =8,88 ; I10 =11,22 ; I20=16,81 ; I30=22,82 Biểu đồ 5-22: 18 Gía trị số dẻo dai 16 14 20 12 40 10 60 80 I5 I10 I20 Chỉ số dẻo dai I30 Ở biểu đồ 5-22, với hàm lượng sợi thép thẳng : 20 kg/m3 ứng vời tính dẻo : I5 =4,68 ; I10 =6,46 ; I20=8,97 hàm lượng sợi tăng lên : 80 kg/m3 tính dẻo tăng lên tương ứng : I5 =6,74 ; I10 =8,93 ; I20=13,72 ; I30=16,53 Nhö thông qua số dẻo, ta nhận thấy sợi thép làm tăng tính dẻo bê tông lớn, sợi thép uốn móc cải thiện tính dẻo bê tông tốt thép thẳng mà đặc biệt hàm lượng sợi : 60 - 80 kg/m3 Điều có nghóa sợi thép khắc phục nhược điểm tính giòn bê tông thông thường trước sử dụng 5.4.CƯỜNG ĐỘ CHỊU VA ĐẬP : Chỉ tiêu xác định thí nghiệm khối lượng rơi hình 5-7 theo ASTM Chỉ tiêu dùng để so sánh đặc tính bê tông gia cường sợi với bê tông thường tiêu đặc trưng bê tông gia cường sợi nói chung sợi thép nói riêng 105 5.4.1.Ảnh hưởng hàm lượng sợi thép : Ảnh hưởng hàm lượng sợi thép thẳng uốn móc đến cường va đập (số lần chịu va đập) SFRC nghiên cứu cấp có tỷ lệ N/X : 0,4 , lượng xi măng : 500 kg/m3, hàm lượng cát : 800 kg/m3, lượng đá : 1100 kg/m3 lượng phụ gia siêu dẻo : 1.4% kết bảng 5-9 Bảng 5-9 : Sợi thép (kg/m3) TT Cấp phối ÑM2 TM3 TM0 TM1 TM2 MS3 MS1 MS0 MS2 Cường độ va đập (số lần chịu va đập) ngày Uốn móc Thẳng 20 40 60 80 20 40 60 80 Bị nứt 26 35 72 98 102 40 84 108 99 Phaù huûy 28 58 96 121 129 70 110 137 139 ngày Bị nứt 29 39 149 164 178 55 241 277 192 Phá hủy 30 82 207 232 254 103 326 394 406 28 ngày Bị nứt 30 40 175 195 202 60 304 350 240 Phá hủy 35 100 235 273 297 130 452 506 520 106 Treân sở bảng 5-9 ta xây dựng mối quan hệ ảnh hưởng hàm lượng sợi thép thẳng uốn móc đến cường độ va đập (số lần chịu va đập) SFRC 3, 7, 28 ngày biểu đồ 5-24, 5-25, 5-25 -nh hưởng hàm lượng sợi thép thẳng uốn móc đến cường độ chịu va đập SFRC ngày Biểu đồ 5-24 : Cườ ng độ va đậ p (số lầ n va đậ p) 160 140 139 137 129 121 120 110 96 100 108 98 84 80 20 102 99 70 58 60 40 sợi uốn móc bị nút 72 sợi thẳng phá hủy 40 28 28 26 35 20 sợi uốn móc phá hủy sợi thẳng bị nứt 40 60 Hàm lượng sợi thép (kg/m3) 80 Trên biểu đồ – 24 gồm đường cong biểu diễn ảnh hưởng hàm lượng sợi thép đến cường độ chịu va đập bê tông bị nứt phá hoại ngày ứng với sợi thép uốn móc sợi thép thẳng Với sợi thép thẳng, hàm lượng sợi tăng khoảng : – 80 kg/m3, cường độ chịu va đập bê tông bị nứt phá hủy tăng lên tương ứng : 26 – 102 28 – 129 lần va đập Với sợi thép uốn móc, hàm lượng sợi tăng khoảng - 60 kg/m3, cường độ chịu va đập bê tông bị nứt phá hủy tăng lên tương ứng : 26 – 108 28 – 137 lần va đập hàm lượng sợi tiếp tục tăng lên 80 kg/m3 cường độ va đập phá hủy tăng lên 138 bị nứt lại giảm xuống 99 lần va đập 107 -nh hưởng hàm lượng sợi thép thẳng uốn móc đến cường độ chịu va đập SFRC ngày Biểu đồ 5-25 : Cườ ng độ va đậ p (số lầ n va đậ p) 420 406 394 sợi uốn móc bị nút 370 326 320 277 270 241 220 254 232 207 192 170 149 120 178 103 sợi thẳng phá hủy 82 55 70 20 164 30 30 29 39 20 sợi uốn móc phá hủy sợi thẳng bị nứt 40 60 Hàm lượng sợi thép (kg/m3) 80 Trên biểu đồ – 25 gồm đường cong biểu diễn ảnh hưởng hàm lượng sợi thép đến cường độ chịu va đập bê tông bị nứt phá hoại ngày ứng với sợi thép uốn móc sợi thép thẳng Với sợi thép thẳng, hàm lượng sợi tăng khoảng – 80 kg/m3, cường độ chịu va đập bê tông bị nứt phá hủy tăng lên tương ứng : 29 – 178 30 – 394 lần va đập Với sợi thép uốn móc, hàm lượng sợi tăng khoảng - 60 kg/m3, cường độ chịu va đập bê tông bị nứt phá hủy tăng lên tương ứng : 29 – 277 30 – 137 lần va đập hàm lượng sợi tiếp tục tăng lên 80 kg/m3 cường độ va đập phá hủy tăng lên 406 bị nứt lại giảm xuống 192 lần va đập Khả chịu va đập bê tông gia cường sợi thép cao so với bê tông sợi, với sợi thép uốn móc cao gấp : –9 lần bị nứt – 13 108 lần phá hủy, với sợi thép thẳng cao gấp : – lần bị nứt 2,5 – lần phá hủy -nh hưởng hàm lượng sợi thép thẳng uốn móc đến cường độ chịu va đập SFRC 28 ngày Biểu đồ 5-26 : Cườ ng độ va đập (số lầ n va đậ p) 600 520 506 500 403 400 350 304 300 297 273 235 200 175 130 202 195 34 34 30 40 20 40 sợi uốn móc phá hủy sợi thẳng bị nứt sợi thẳng phá hủy 100 60 100 240 sợi uốn móc bị nút 60 Hàm lượng sợi thép (kg/m3) 80 Trên biểu đồ – 26 gồm đường cong biểu diễn ảnh hưởng hàm lượng sợi thép đến cường độ chịu va đập bê tông bị nứt phá hoại 28 ngày ứng với sợi thép uốn móc sợi thép thẳng Từ biểu đồ – 26 ta nhận thấy với bê tông sợi, cường độ chịu va đập bị nứt phá hủy gần đưa sợi thép vào làm tăng khả chịu va đập bê tông mà tạo chênh lệch cường độ chịu va đập bị nứt phá hủy lơn Điều chứng tỏ với bê tông gia cường sợi thép sau bị nứt có khả chịu va đập tốt Với sợi thép thẳng, hàm lượng sợi tăng khoảng – 80 kg/m3, cường độ chịu va đập bê tông bị nứt phá hủy tăng lên tương ứng : 30 – 202 34 – 297 lần va đập 109 Với sợi thép uốn móc, hàm lượng sợi tăng khoảng - 60 kg/m3, cường độ chịu va đập bê tông bị nứt phá hủy tăng lên tương ứng : 30 – 350 34 – 506 lần va đập hàm lượng sợi tiếp tục tăng lên 80 kg/m3 cường độ va đập phá hủy tăng lên 520 bị nứt lại giảm xuống 240 lần va đập Như với sợi thép uốn móc hàm lượng sợi tối ưu : 60 kg/m3 ứng với cường độ chịu va đập bị nứt : 350 phá hủy : 506 lần va đập Khả chịu va đập bê tông gia cường sợi thép cao so với bê tông sợi, với sợi thép uốn móc cao gấp : –12 lần bị nứt – 14 lần phá hủy, với sợi thép thẳng cao gấp : – lần bị nứt – 10 lần phá hủy Như đưa sợi thép vào bê tông nói cải thiện đáng kể khả chịu va đập, tức chúng làm tăng khả chịu va đập bê tông lên cao Trong sợi thép uốn móc cải thiện khả chịu va đập bê tông tốt sợi thép thẳng 5.4.2.Ảnh hưởng thời gian đóng rắn xi măng : Cũng từ bảng 5-9, ta dựng mối quan hệ ảnh hưởng thời gian đóng rắn xi măng đến cường độ chịu va đập SFRC, biểu đồ 5-27 (sợi thép uốn móc), biểu đồ 5-28 (sợi thép thẳng) -nh hưởng thời gian đóng rắn xi măng đến cường độ chịu va đập bê tông gia cường sợi thép đến xuất vết nứt (bị nứt) phá hủy ứng với hàm lượng sợi thép : 0, 20, 40, 60, 80 kg/m3 Từ biểu đồ – 27, – 28 ta nhận thấy thời gian đầu (3 ngày) cường độ chịu va đập bê tông gia cường sợi thép thấp không chênh lệch so với bê tông sợi, sau (7, 28 ngày) cường độ chịu va đập bê tông gia cường sợi thép tăng lên cao cao bê tông 110 sợi khoảng : –14 lần với sợi thép uốn móc – 10 lần với sợi thép thẳng Biểu đồ 5-26 : Cưở ng độ chịu va đậ p (số lầ n va đậ p) 520 520 506 452 406 420 394 0, bị nứt 0, phá hủy 20, bị nút 350 20, phá hủy 326 320 304 277 40, bị nứt 241 240 220 40, phá hủy 192 60, bi nứt 139 120 20 130 137 110 99 108 84 70 40 28 26 60, phá hủy 103 60 55 30 29 35 30 28 80, bi nứt 80, phá hủy Thời gian rắn xi măng (ngày) Biểu đồ 5-27 : Cưở ng độ chịu va đậ p (số lầ n va đậ p) 320 297 270 254 220 0, bị nứt 273 232 235 207 202 195 175 178 164 149 170 121 102 98 96 58 20 35 28 26 20, phá hủy 40, bị nứt 60, bi nứt 100 82 72 70 20, bị nút 40, phá hủy 129 120 0, phá hủy 60, phá hủy 40 35 30 39 30 29 28 Thời gian rắn xi măng (ngày) 80, bi nứt 80, phá hủy 111 Hình 5-9 : Mẫu bê tông thường SFRC bị phá hủy sau chịu va đập 111 KẾT LUẬN Qua nghiên cứu thực nghiệm tính chất bê tông có kết luận sau : Khi đưa sợi thép vào, tính công tác hỗn bê tông giảm mạnh theo tăng hàm lượng sợi Mặc dù, có dùng phụ gia siêu dẻo tiêu đánh giá tính công tác độ cứng Hàm lượng sợi thép sử dụng cho m bê tông khoảng : 20 – 80 kg/m3 sợi uốn móc 20 – 120 kg/m3 sợi thẳng, kích thước sợi thép : chiều dài sợi 30 mm đường kính 0,4 mm Cùng hàm lượng thành phần bê tông, tăng hàm lượng sợi thép khoảng : 20 –80 kg/m3, làm giảm tính công tác hỗn hợp bê tông xuốn tương ứng : 18 –35 giây với sợi thép uốn móc 10 – 21 giây với sợi thép thẳng Lượng nước sử dụng thích hợp cho bê tông gia cường sợi thép N/X : 0,36 – 0,44 Nếu tăng lượng nước, hỗn hợp bê tông bị phân lớp, sợi không phân tán N/X nhỏ 0,36, hỗn hợp cứng khó đằm chặc Khi đưa sợi thép vào, cường độ chịu nén bê tông tăng lên cao ( mác 400, 500, 600, 650 ứng với xi măng PCB 40 lượng xi măng : 450, 500 kg/m3) chịu ảnh hưởng lớn bỡi hàm lượng sợi thép sử dụng Với sợi thép uốn móc, cường độ chịu nén tăng với lượng sợi thép khoảng : 20 – 60 kg/m3, vượt lượng sợi : 60 kg/m3 cường độ chịu nén giảm Với sợi thép thẳng, cường độ chịu nén tăng với lượng sợi khoảng : 20 – 120 kg/m3, vượt lượng sợi : 120 kg/m3 cường độ chịu nén giảm Bỡi lượng sợi thép nhiều, khó khăn phân tán sợi hỗn hợp bê tông, làm tăng độ rỗng cấu trúc bê tông 112 Những sợi thép phân cải thiện đáng kể cường độ chịu kéo bê tông, 28 ngày cường độ chịu kéo bê tông gia cường sợi thép uốn móc : 172 kG/cm2 (ứng với lượng sợi : 60 kg/m3) gia cường sợi thép thẳng : 200 kG/cm2 (ứng với lượng sợi : 120 kg/m3) cao so với cường độ chịu kéo bê tông không sợi : 90 kG/cm2 Những sợi thép phân tán cải thiện lớn cường độ chịu uốn bê tông tạo bê tông có tính dẻo dai hơn, 28 ngày cường độ chịu uốn bê tông gia cường sợi thép uốn móc : 62,22 kG/cm2 gia cường sợi thép thẳng : 51,17 kG/cm2 cao so với cường độ chịu uốn bê tông không sợi : 29,05kG/cm2 Đặc biệt sợi thép phân tán làm tăng khả chịu va đập bê tông lên cao, cường độ chịu va đập bê tông gia cường sợi thép uốn cao gấp : –14 lần gia cường sợi thép thẳng cao gấp : – 10 lần so với bê tông sợi tương ứng Như việc dùng sợi thép phân tán khắc phục tính giòn khả chịu va đập bê tông nói chung bê tông cường độ cao nói riệng, đồng thời sợi thép phân tán làm tăng cường độ chịu nén, kéo uốn bê tông Bê tông cốt gia cường thép phân tán loại bê tông chất lượng cao, vừa có cường độ chịu nén, kéo, uốn cao vừa có tính dẻo dai khả chịu va đập chấng động tốt chúng ứng dụng thích hợp cho công trình : cầu , cảng, sân bay, đường hầm, thủy lợi … 113 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Bùi Só Thạnh, Phan Xuân Hoàng, Lê Đỗ Chương,“Giáo trình vật liệu xây dựng”, Nhà xuất giáo dục, Hà Nội, Năm 1977 [2] Cù Khắc Trúc, Phan Xuân Hoàng, Nguyễn Văn Chánh, Huỳnh Thị Hạnh, “Nghiên cứu ảnh hưởng phụ gia hoạt tính bê mặt đến tính chất lý chủ yếu bê tông vùng khí hậu nhiệt đới”, Hội khoa học công nghệ lần thứ 7, Trường Đại Học Bách Khoa TP HCM, Tiểu Ban XDDD CN, tháng 4/1999, tr 41-49 [3] GS-TSKH Võ Đình Lương, “ Bài giảng chất kết dính” [4] Phùng Văn Lự, Phan Duy Hữu Và Nguyễn Khắc Trí, “Vật liệu xây dựng”, Nhà xuất giáo dục 1998 [5] Nguyễn Ninh Thụy, Lê Anh Tuấn, Bùi Tấn Phát, “Nghiên cứu bê tông chất lượng cao”, Hội Nghị Khoa Học Trẻ Bách Khoa Lần 3, naêm 2001 [6] Jamil M Alwan1, Antoine E, Naaman2 and Pratrica Guerrero3, “Effect Of Mechanical Clamping On The Pull Out Responese Of Hooked Steel Fiber Embedded In Cementitious Matrices” [7] Norbert L, Lovata, Madison, wisconsin “ Concrete Composites A New Construction Material”, April 1989 [8] “High – Performance Concretes”, A State - of - Art report 1989 - 1994 [9] Perumalsamy N Balaguru, Surendra P Shah, “Fiber – Reinforced Cement Composites”, McGraw-Hill, naêm 1992 [10] Morgan, d R, “Steel Shotcrete- A Laboratory Study”, Concrete International, Design And Construction [11] Ramakrishnam, V and Coyle, “Steel Fiber Reinforced Super-Plasticized Concretes For Rehabilitation of Bridge Decks And Highway Pavents”, final 114 report to U.S.A, Concrete in Department of Transportation SP-193, American Concreteinstitute, Detroti, Michigan, 1986, pp 563-584 [12] “Tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam, tập X”, Nhà xuất xây dựng, năm 1997 [13] M S Chin2, T H Wee3, “Stress – Strain Relation of High – Strenth Fiber In Compression”, Journal of Material In Civil Engineering, 2-1999, pp 21-28 [14] A M Neville, J J Brooks, “Concrete Technology” ... quan tình hình nghiên cứu bê tông gia cường cốt sợi thép phân tán giới nước - Chương : Cơ sở khoa học nghiên cứu vật liệu vô gia cường sợi phân tán bê tông gia cường cốt sợi phân tán nói riêng... tính chất nguyên vật liệu sử dụng thiết kế cấp phối bê tông gia cường cốt sợi thép phân tán - Chương : Nghiên cứu tính chất hỗn hợp bê tông gia cường sợi thép phân tán - Chương : Nghiên cứu tính. .. : NGHIÊN CỨU MỘT SỐ TÍNH CHẤT CƠ LÝ CỦA BÊ TÔNG GIA CƯỜNG CỐT SI THÉP PHÂN TÁN II- NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG : *Nghiên cứu lý thuyết : - Lý thuyết vùng truyền bề mặt sợi vật liệu vô - Sự làm việc sợi