Nghiên cứu sự phân bố nhiệt độ trong bê tông khối lớn do nhiệt hydrat áp dụng cho công trình tân mỹ tỉnh ninh thuận

Bê tông khối lớn đã và đang được phát triển ứng dụng rộng rãi trong ngành xây dựng nói chung và ngành công trình thủy nói riêng Tuy nhiên Đối với bê tông khối lớn luôn tiềm ẩn nguy cơ công trình bị nứt do nhiệt thủy hóa xi măng nhiệt hydrat Ngoài ra việc tổ chức và công nghệ thi công cũng như qui trình bảo dưỡng cũng ảnh hưởng quan trọng đến sự phân bố nhiệt trong bê tông khối lớn Công trình Tân Mỹ tỉnh Ninh Thuận đang triển khai xây dựng đây là công trình lớn yêu cầu cường độ thi công cao và đặc biệt điều kiện khí hậu tại nơi xây dựng công trình rất khắc nghiệt nền nhiệt độ môi trường cao độ ẩm thấp… nên có thể dẫn đến hiện tượng nứt do nhiệt hydrat Vì vậy việc nghiên cứu sự phân bố nhiệt độ trong bê tông khối lớn do nhiệt hydrat áp dụng cho công trình này là hết sức cần thiết Luận văn sẽ giới thiệu tổng quan lý thuyết về nhiệt đối với bê tông khối lớn và dùng mô hình mô phỏng sự phân bố nhiệt do nhiệt thủy hóa cho hạng mục trụ pin của công trình Tân Mỹ trên cơ sở kết quả mô phỏng có thể khuyến nghị đối với công tác thiết kế và thi công góp phần đẩy nhanh tiến độ xây dựng công trình đảm bảo chất lượng và hiệu quả kinh tế

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HỌ VÀ TÊN TÁC GIẢ LUẬN VĂN DƯƠNG MINH QUANG TÊN ĐỀ TÀI LUẬN VĂN NGHIÊN CỨU SỰ PHÂN BỐ NHIỆT ĐỘ TRONG BÊ TÔNG KHỐI LỚN DO NHIỆT HYDRAT – ÁP DỤNG CHO CƠNG TRÌNH TÂN MỸ TỈNH NINH THUẬN LUẬN VĂN THẠC SĨ ỨNG DỤNG Đà Nẵng – Năm 2018 ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA DƯƠNG MINH QUANG NGHIÊN CỨU SỰ PHÂN BỐ NHIỆT ĐỘ TRONG BÊ TÔNG KHỐI LỚN DO NHIỆT HYDRAT - ÁP DỤNG CHO CƠNG TRÌNH TÂN MỸ, TỈNH NINH THUẬN CHUN NGÀNH: KỸ THUẬT XÂY DỰNG CƠNG TRÌNH THỦY MÃ SỐ: 60.58.02.02 LUẬN VĂN THẠC SĨ ỨNG DỤNG Người hướng dẫn khoa học: TS NGUYỄN VĂN HƯỚNG Đà Nẵng – Năm 2018 Trang i LỜI CẢM ƠN Sau trình nỗ lực học tập nghiên cứu thân với giúp đỡ tận tình thầy, giáo Trường ĐH Bách Khoa - Đại học Đà Nẵng bạn bè đồng nghiệp, luận văn thạc sĩ ứng dụng “Nghiên cứu phân bố nhiệt độ bê tông khối lớn nhiệt hydrat - Áp dụng cho cơng trình Tân Mỹ tỉnh Ninh Thuận” hồn thành Để có thành này, tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn TS Nguyễn Văn Hướng tận tình hướng dẫn, bảo trình thực luận văn Tác giả xin gửi lời cảm ơn chân thành đến tồn thể Thầy, giáo khoa Xây dựng Thủy lợi Thủy điện, Trường Đại học Bách Khoa - Đại học Đà Nẵng, gia đình, bạn bè động viên, tạo điều kiện thuận lợi để tác giả hoàn thành luận văn Mặc dù cố gắng, hạn chế thời gian, kiến thức khoa học kinh nghiệm thực tế thân, nên luận văn khơng thể tránh khỏi thiếu sót Tác giả mong nhận ý kiến đóng góp trao đổi chân thành giúp tác giả hoàn thiện đề tài luận văn Xin trân trọng cảm ơn! Bình Định, ngày 31 tháng 05 năm 2018 Học viên thực Dương Minh Quang Trang ii CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự do- Hạnh phúc Bình Định, ngày 31 tháng 05 năm 2018 BẢN CAM ĐOAN Tên học viên: DƯƠNG MINH QUANG Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu tơi Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chưa riêng công bố cơng trình khác Tác giả luận văn Dương Minh Quang Trang iii TÓM TẮT NGHIÊN CỨU SỰ PHÂN BỐ NHIỆT ĐỘ TRONG BÊ TÔNG KHỐI LỚN DO NHIỆT HYDRAT – ÁP DỤNG CHO CƠNG TRÌNH TÂN MỸ TỈNH NINH THUẬN Học viên: DƯƠNG MINH QUANG Mã số: 60.58.40 Khóa: K33 Chun ngành: Kỹ thuật xây dựng cơng trình thủy Trường Đại học Bách khoa - Đại học Đà Nẵng Tóm tắt - Bê tơng khối lớn phát triển, ứng dụng rộng rãi ngành xây dựng nói chung ngành cơng trình thủy nói riêng Tuy nhiên, Đối với bê tơng khối lớn ln tiềm ẩn nguy cơng trình bị nứt nhiệt thủy hóa xi măng (nhiệt hydrat) Ngồi ra, việc tổ chức công nghệ thi công qui trình bảo dưỡng ảnh hưởng quan trọng đến phân bố nhiệt bê tơng khối lớn Cơng trình Tân Mỹ, tỉnh Ninh Thuận triển khai xây dựng, cơng trình lớn, u cầu cường độ thi cơng cao đặc biệt điều kiện khí hậu nơi xây dựng cơng trình khắc nghiệt (nền nhiệt độ mơi trường cao, độ ẩm thấp…) nên dẫn đến tượng nứt nhiệt hydrat Vì vậy, việc nghiên cứu phân bố nhiệt độ bê tông khối lớn nhiệt hydrat áp dụng cho công trình cần thiết Luận văn giới thiệu tổng quan lý thuyết nhiệt bê tơng khối lớn dùng mơ hình mơ phân bố nhiệt nhiệt thủy hóa cho hạng mục trụ pin cơng trình Tân Mỹ, sở kết mơ phỏng, khuyến nghị cơng tác thiết kế thi cơng góp phần đẩy nhanh tiến độ xây dựng cơng trình, đảm bảo chất lượng hiệu kinh tế Từ khóa - Bê tông khối lớn; Nhiệt hydrat; Ứng suất kéo; phân bố nhiệt; truyền nhiệt; Chênh lệch nhiệt độ; Khối đổ; Trường nhiệt độ; Tro bay; Mô RESEARCH ON HEAT DISTRIBUTION IN MASS CONCRETE DUE TO HEAT OF HYDRATION - APPLIED FOR TAN MY IRRIGATION PROJECT, NINH THUAN PROVINCE Abstract – Mass concrete had been and being developed, applied widely in the construction field in general and the hydraulic works sector in particular However, the mass concrete always have risk of cracking due to heat of hydration of cement (hydration heat) In addition, the organization and the construction technology as well as the curing process also have important implication for the heat distribution in mass concrete Tan My Irrigation Project, Ninh Thuan province is under construction, this is a big project which required high intensity of construction and especially the climate condition at the construction site is very harsh (high ambient temperature, low humidity, etc.) so it can lead to crack due to heat of hydration Therefore, research on heat distribution in mass concrete by heat of hydration applied to this project is vital The thesis has stated a theoretical overview of heat for mass concrete and simulate the heat distribution model due to hydration heat for the pier work item of Tan My project, basing on simulation results, it can recommend for the design and the construction work to speed up the project construction progress, the quality assurance and the economic efficiency Key words – Mass Concrete; Hydration heat; Tensile Strength; Heat distribution; Temperature variation; Lift; Temperature range; Fly Ash; Simulation Trang iv DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT BTKL : Bê tông khối lớn CVC : Conventional Vibrated Concrete RCC : Roller compacted Concrete XM : Xi măng PGK : Phụ gia khoáng PGH : Phụ gia hóa N/X : Nước/Xi măng N/CKD : Nước/Chất kết dính Dmax : Đường kính cốt liệu lớn TCVN : Tiêu chuẩn Việt Nam TCXDVN: Tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam CP : Cấp phối BT : Bê tông Mđl : Mô đun độ lớn FA : Fly Ash OPC : Ordinary Portland Cement PC : Portland Cement PCB : Portland Cement Blended ASTM : American Society for Testing and Materials ACI : American Concrete Institute Trang v MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN i BẢN CAM ĐOAN ii TÓM TẮT iii DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT iv MỤC LỤC v DANH MỤC CÁC BẢNG viii DANH MỤC CÁC HÌNH ix PHẦN MỞ ĐẦU CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ BÊ TÔNG KHỐI LỚN 1.1 Định nghĩa bê tông khối lớn 1.2 Đặc điểm kết cấu bê tông khối lớn 1.3 Bê tông khối lớn cơng trình thủy 1.4 Yêu cầu giải pháp chống nứt cho bê tông khối lớn 1.4.1 Vật liệu 1.4.1.1 Xi măng 1.4.1.2 Cốt liệu 11 1.4.1.3 Nước 12 1.4.4.4 Phụ gia 12 1.4.2 Thiết kế cấp phối 13 1.4.3 Thi công 14 1.4.3.1 Định lượng trộn bê tông 14 1.4.3.2 Vận chuyển bê tông 15 1.4.3.3 Đổ đầm bê tông 15 1.4.4 Bảo dưỡng 16 1.5 Biện pháp chống nứt cho bê tông khối lớn 17 1.5.1 Yếu tố gây nứt bê tông khối lớn 17 1.5.2 Biện pháp chống nứt 17 Trang vi 1.6 Biện pháp hạn chế tốc độ phát nhiệt bê tông 18 1.6.1.Các biện pháp sau cho phép hạn chế tốc độ phát nhiệt thủy hóa xi măng bê tơng 18 1.6.2 Biện pháp hạ nhiệt độ cốt liệu 19 1.6.3 Biện pháp hạ thấp nhiệt độ nước trộn bê tông 20 1.6.4 Biện pháp hỗn hợp bê tông 21 1.7 Biện pháp hạn chế chênh lệch nhiệt độ khối bê tông 21 1.7.1 Đưa nhiệt khối bê tông 21 1.7.2 Bọc vật liệu cách nhiệt để giữ nhiệt khối đổ 23 1.7.3 Chia nhỏ khối đổ để thi công 25 1.7.4 Chống xung nhiệt tháo dỡ cốp pha 26 1.7.5 Chống nhiệt nhanh gờ cạnh góc kết cấu 27 CHƯƠNG 2: PHÂN BỐ NHIỆT ĐỘ TRONG BTKL 28 2.1 Sự thay đổi nhiệt độ bê tông khối lớn theo thời gian 28 2.2 Nhiệt hydrat hóa xi măng 32 2.3 Sự tăng nhiệt độ đoạn nhiệt bê tông 36 2.4 Hệ số giản nở nhiệt bê tông 38 2.5 Phương trình cân nhiệt 39 2.5.1 Xác định nhiệt độ ban đầu hỗn hợp bê tông 39 2.5.2 Q trình truyền nhiệt khối bê tơng 39 2.6 Giải toán truyền nhiệt theo phương pháp số 40 CHƯƠNG 3: XÂY DỰNG VÀ ÁP DỤNG MƠ HÌNH CHO CƠNG TRÌNH TÂN MỸ 44 3.1 Giới thiệu cơng trình thủy lợi Tân Mỹ 44 3.2.Vật liệu cấp phối bê tơng thí nghiệm 45 3.2.1 Vật liệu thí nghiệm 45 3.2.1.1 Cốt liệu mịn - Cát 45 3.2.1.2 Cốt liệu thô - Đá dăm 48 3.2.1.3 Vật liệu Xi măng 50 Trang vii 3.2.1.4 Phụ gia hóa học 51 3.2.1.5 Nước trộn bê tông 52 3.2.2 Cấp phối bê tơng thí nghiệm 52 3.3 Thí nghiệm xác định nhiệt độ khối đổ 54 3.3.1 Thiết kế phương pháp đo 54 Gán thông số nhiệt độ 56 3.3.2 Kết phân bố nhiệt 59 3.4.1 Phân tích lựa chọn mơ hình tính 59 3.4.1.1 Các mơ hình tính tốn xác định truyền nhiệt độ bê tông 59 3.4.1.2 Khả phân tích nhiệt hạn chế phần mềm 60 3.4.2 Kiểm định mơ hình tính theo số liệu thực nghiệm 61 3.4.2.1 Mơ hình khối vng(1,07x1,07x1,07) m 61 3.4.2.2 Phân tích so sánh kết 64 3.5 Phân tích nhiệt nhiệt hyđrát cho hạng mục cơng trình điển hình 71 3.5.1 Thơng số tràn xả lũ cơng trình Tân Mỹ 71 3.5.2 Trình tự thi cơng trụ pin 71 3.5.3 Phân tích nhiệt phần mềm ANSYS 73 3.5.4 Kết phân tích 74 3.5.4.1 Phân tích nhiệt khối đổ 74 3.5.4.2 Phân tích nhiệt theo ba phương án 82 3.6 Kết luận chương 91 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 92 Kết luận 92 Kiến nghị 93 TÀI LIỆU THAM KHẢO 94 PHỤ LỤC BẢN VẼ PHÂN KHỐI ĐỔ BÊ TÔNG 95 Trang viii DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1 Các thành phần khống loại xi măng 11 Bảng 2.2 Thành phần khoáng đặc trưng xi măng portland 33 Bảng 2.3 Các thành phần khống xi măng lượng nhiệt phát sinh trình thủy hóa 36 Bảng 3.1 Chỉ tiêu yêu cầu chất lượng cát cho bê tông 46 Bảng 3.2 Kết thí nghiệm lý cát nghiền 46 Bảng 3.3 Kết thí nghiệm thành phần hạt cát nghiền 47 Bảng 3.4 Chỉ tiêu yêu cầu chất lượng đá dăm cho bê tơng 48 Bảng 3.5 Kết thí nghiệm lý đá dăm 10 x 20 mm 49 Bảng 3.6 Kết thí nghiệm thành phần hạt đá dăm 10 x 20 mm 49 Bảng 3.7 Kết thí nghiệm lý xi măng Kim Đỉnh PCB40 50 Bảng 3.8 Kết thí nghiệm lý phụ gia hóa 51 Bảng 3.9 Chỉ tiêu yêu cầu chất lượng nước dùng cho bê tông 52 Bảng 3.10 Thành phần cấp phối bê tông M30 52 Bảng 3.11 Kết thí nghiệm cường độ nén bê tông 53 Bảng 3.12 Vị trí đặt đầu đo nhiệt độ khối đổ thí nghiệm 55 Bảng 3.13 Các thông số đầu vào cho khối đổ 62 Bảng 3.14 Bảng nhập thơng số đầu vào mơ hình 62 Bảng 3.15 Quy định thời gian đổ kề, chồng bê tông trụ pin 72 Bảng 3.16 Gía trị nhiệt độ Tmax tâm biên khối phương án 84 Bảng 3.17 Gía trị nhiệt độ Tmax tâm biên khối phương án 86 Bảng 3.18 Gía trị nhiệt độ Tmax tâm biên khối phương án 88 Bảng 3.19 Gía trị nhiệt độ Tmax tâm biên khối phương án 90 Trang 93 Kiến nghị - Hiện tại, tài liệu pháp lý Việt Nam quy định thiết kế, thi công, nghiệm thu bê tông khối lớn mức tổng quát Vì vậy, tùy vào loại kết cấu cơng trình, điều kiện tự nhiên địa điểm xây dựng cơng trình, nguồn vật liệu xây dựng cơng trình…đơn vị thiết kế thi công cần phải thực thêm thí nghiệm để đưa giải pháp phù hợp tương ứng với cơng trình - Các cơng trình bê tơng khối lớn nói chung, cơng trình Tân Mỹ nói riêng, sau tính tốn cấp phối, cần xây dựng mơ hình phân bố nhiệt Hydrat cho tất hạng mục cơng trình với nhiều phương án thi cơng khác nhau, kết phối hợp hiệu lý thuyết thực nghiệm Từ kết mô hình, tạo điều kiện chủ động việc triển khai thi công, đẩy nhanh tiến độ quản lý chất lượng cơng trình - Khi thi cơng cơng trình bê tơng khối lớn, ngồi lựa chọn cấp phối hợp lý, cần lựa chọn thêm giải pháp không chế nhiệt khối đổ để thuận lợi thi công như: phun sương để hạ nhiệt độ môi trường khối đổ, dẫn nhiệt tâm khối đổ bên ngoài… Trang 94 TÀI LIỆU THAM KHẢO DANH MỤC TÀI LIỆU TIẾNG VIỆT Viện Khoa học Công nghệ, 2004 Bê tông khối lớn – Qui phạm thi công ngiệm thu TCXDVN 305 :2004 Bộ Xây dựng, 15p Nguyễn Tiến Đích (2010), Cơng tác bê tơng điều kiện khí hậu nóng ẩm Việt Nam, NXB Xây dựng, Hà Nội Bazenov IU.M., Bạch Đình Thiên, Trần Ngọc Tính (2004), Cơng nghệ bê tơng, NXB Xây dựng, Hà Nội JCI, VCA (2011), Hướng dẫn kiểm soát nứt bê tông khối lớn – phiên 2008, VCA, Hà Nội Hồ sơ thiết kế kỹ thuật cơng trình hệ thống thủy lợi Tân Mỹ đơn vị: Tổng Công ty Tư vấn Xây dựng Thủy lợi Việt Nam – CTCP lập DANH MỤC TÀI LIỆU TIẾNG ANH Zhu Bofang, 2014 Thermal Stresses and Temperature Control of Mass Concrete Butterworth-Heinemann is an imprint of Elsevier, 497p P P Bamforth, D.Chisholm, J.Gibbs, T.Harrison, Bamforth, D.Chisholm, J.Gibbs, Properties of Concrete for use in Eurocode 2, The Concrete centre J.E Akin (1994), Finite Element for Analysis and Design, Academic Press B Gebhart (1993), Heat Condtion and Mass Diffusion, McGraw-Hill JSCE (2007), Standard specifications for concrete structures – 2007 “Materials and Construction” Kim, Soo-Geun, and Kejin Wang 2010 “Effect of Heat Generation from Cement Hydration on Mass Concrete Placement.” Civil engineering Master of: 125 Trang 95 PHỤ LỤC BẢN VẼ PHÂN KHỐI ĐỔ BÊ TƠNG TẠP CHÍ XÂY DỰNG TẠP CHÍ XÂY DỰNG VIỆT NAM - BẢN QUYỀN THUỘC BỘ XÂY DỰNG SỐ 603 - THÁNG 6-2018 Vietnam Journal of Construction – Copyright Vietnam Ministry of Construction ISSN 0866-8762 NĂM THỨ 57 tapchixaydungbxd.vn Th 57 Year 6-2018 MỤC LỤC 6.2018 NGHIÊN CỨU KHOA HỌC Nguyễn Ngọc Nhì, Nguyễn Xuân Cường , Nguyễn Sỹ Nam Nguyễn Ngọc Thắng, Trần Minh Hiểu Nguyễn Phú Cường Đàm Thu Trang, Đặng Việt Dũng, Nguyễn Hoàng Linh Nguyễn Tất Thắng Nguyễn Thanh Phong Nguyễn Thế Quân Phạm Hoàng Phạm Thị Hoài Thu, Lê Hoài Long Phan Vũ Phương, Trần Thanh Dương, Ngô Hữu Cường, Nguyễn Minh Long Đàm Thu Trang, Đặng Việt Dũng, Nguyễn Hoàng Linh Lê Khánh Toàn, Nguyễn Quang Tùng Trần Minh Đức, Nguyễn Quang Tùng Phạm Vũ Hồng Sơn, Trần Lê Anh Nguyễn Văn Đức, Trương Kỳ Khôi Văn Viết Thiên Ân Vu Tan Van, Dang Ngoc Huy Nguyễn Võ Thơng, Hồng Mạnh Nguyễn Võ Thơng, Hồng Mạnh Chu Thị Hồng Hải Đàm Thu Trang, Đặng Việt Dũng, Nguyễn Hoàng Linh Nguyễn Quang Huy, Dương Minh Quang, Nguyễn Văn Hướng Hoàng Vĩnh Long, Nguyễn Duy Thái, Bùi Lê Gơn Nguyễn Hồng Anh, Nguyễn Xn Chính Ngơ Minh Liêm, Lương Đức Long Lương Đức Long, Ngô Minh Liêm Phạm Hồng Luân, Lê Nho Tuấn Nguyễn Liên Hương, Nguyễn Thế Quân Nguyễn Văn Đạo, Phạm Hồng Ln Phạm Đình Trung, Hồng Phương Hoa, Nguyễn Trọng Phước Phạm Hồng Luân, Lê Nho Tuấn Phạm Thị Bé Bảy, Nguyễn Thị Quỳnh Như, Trương Quang Thành Đào Ngọc Thế Lực, Trương Quang Hải, Nguyễn Hữu Diệu Đào Văn Huân, Lương Đức Long Đỗ Minh Tính Phạm Vũ Hồng Sơn, Lê Hồi Long, Đỗ Ngọc Hưng Nguyễn Đình Huấn Phạm Hồng Luân, Nguyễn Duy Hoàng Nguyễn Kế Tường, Phạm Văn Duy Cường Phạm Hồng Luân, Nguyễn Minh Trung Trần Ngọc Anh, Nguyễn Anh Thư Trịnh Trung Tiến Nguyễn Hoài Vũ, Lương Đức Long 10 14 19 21 24 28 33 38 44 49 54 59 65 69 73 79 83 90 94 99 106 110 114 120 127 132 135 138 144 153 157 161 167 170 174 178 183 188 193 199 204 Nghiên cứu xác định số thông số đầm thước phục vụ thi công đường bê tông xi măng nông thôn Nghiên cứu nguyên nhân đề xuất giải pháp chống xói lở cống Mồng Gà, huyện Cần Giuộc, tỉnh Long An Phân tích phi tuyến khung thép khơng gian dùng phương pháp khớp dẻo thớ cải tiến Bản sắc kiến trúc cảnh quan thị giới Vai trị cơng tác lý luận phê bình lĩnh vực nghiên cứu khoa học Nghiên cứu ứng dụng phương pháp phân tích mức độ mờ (FEAM) đánh giá tiêu chí tuyển chọn nhân cơng ty xây dựng Hoạt động thiết kế trình đầu tư xây dựng vương quốc anh Việt Nam Nghiên cứu thiết kế sàn bê tông ứng suất trước theo tiêu chuẩn ACI 318 Các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng hồ sơ chất lượng thi công xây dựng cơng trình Tương tác gia cường CFRP kháng uốn cáp khơng bám dính dầm bê tông căng sau: thực nghiệm công thức Tổng quan áp dụng sinh thái cảnh quan vào công tác quy hoạch giới Ảnh hưởng định hướng vật liệu đến ứng xử dầm màng mỏng thổi phồng chịu uốn phẳng Đánh giá độ tin cậy chịu uốn dầm bê tông cốt thép từ phép đo khơng phá hủy Áp dụng thuật tốn lai ghép bầy ong nhân tạo vào tối ưu hóa bố trí sở vật chất cơng trường xây dựng Biện pháp thi công cọc khoan hạ Ảnh hưởng phụ gia siêu dẻo có chứa nano-carbon đến tính chất bê tông A quasi-3d third-order shear deformation theory with four unknowns for free vibration analysis of functionally graded sandwich plates Nghiên cứu thí nghiệm mơ hình tổng thể kết cấu nhà cao tầng bê tông cốt thép bán lắp ghép chịu động đất Thiết lập giản đồ gia tốc để phân tích động phi tuyến theo lịch sử thời gian Vấn đề nhiễm kiểm sốt nhiễm hệ thống cung cấp nước dựa hệ thống tin địa lý hệ hỗ trợ định Tổng quan nghiên cứu áp dụng sinh thái cảnh quan vào quy hoạch du lịch sinh thái rừng Việt Nam Sự thay đổi nhiệt độ khối bê tơng nhiệt hyđrat: nghiên cứu thí nghiệm mơ hình Ảnh hưởng máy trộn thí nghiệm đến tính chất bê tơng chất lượng siêu cao Ảnh hưởng mức độ hư hỏng đến tuổi thọ cơng trình xây dựng Nghiên cứu nhân tố gây biến đổi chi phí làm thực tế so với ước lượng ban đầu dự án thiết kế-thi cơng Phân tích chi phí dự án xây dựng xem xét khơng chắn có tương quan chi phí cơng tác dự án xây dựng Xác định nhân tố ảnh hưởng tới sức hấp dẫn gói thầu nhà thầu thi cơng Các yếu tố ảnh hưởng đến chi phí thuê dịch vụ tư vấn thiết kế xây dựng Ứng dụng mơ Hình thơng tin cơng trình thiết tế cơng trình xanh theo tiêu chuẩn LEED LOTUS Thực nghiệm ảnh hưởng khối lượng lên đáp ứng động dầm chịu tải trọng động Mơ hình đánh giá sức hấp dẫn gói thầu nhà thầu thi cơng dùng công cụ hệ thống động kết hợp logic mờ Ảnh hưởng vị trí neo đường mực nước đến làm việc tường cọc dạng có hàng neo đất cát Mơ hình giàn ảo cải tiến thiết kế đài cọc Phân tích yếu tố ảnh hưởng đến lực cạnh tranh nhà thầu xây lắp nước tham gia đấu thầu quốc tế vốn tư nhân Việt Nam Giải pháp cho thí nghiệm cắt phẳng xác định sức chống cắt đất phong hóa lẫn dăm sạn Ứng dụng mơ hình AHP lựa chọn xử lý cho móng đập trụ đỡ trường hợp cột nước sâu Mơ trạm xử lý nước thải Hịa Cầm, TP Đà Nẵng Ứng dụng xây dựng tinh gọn quản lý dự án thiết kế – thi công Việt Nam cách sử dụng mơ hình hóa thơng tin xây dựng (BIM) last planner system (LPS) Thiết lập đồ địa kỹ thuật xây dựng hệ số thành phồ Cao Lãnh, tỉnh Đồng Tháp Nhận dạng nhóm nhân tố tác động đến việc lựa chọn đối tác đầu tư dự án bất động sản Các nhân tố ảnh hưởng đến việc vượt chi phí xây dựng nhà thầu nước Việt Nam Phương pháp số sử dụng mơ hình tương tác đầy đủ phân tích đáp ứng cơng trình ngầm tác dụng vụ nổ Các tiêu chí quan trọng ảnh hưởng đến việc lựa chọn khu vực ưu tiên đầu tư hệ thống xử lý nước thải thành phố Cao Lãnh, tỉnh Đồng Tháp Bìa 1:Cung Quy hoạch kiến trúc Bắc Ninh đạt Giải thưởng cơng trình xây dựng chất lượng cao năm 2018 Chủ nhiệm: Bộ trưởng Phạm Hồng Hà Tổng Biên tập: Trần Thị Thu Hà Hội đồng biên tập: TS Thứ trưởng Lê Quang Hùng(Chủ tịch) PGS.TS Phạm Duy Hòa PGS.TS Nguyễn Minh Tâm PGS.TS Vũ Ngọc Anh TS Trần Văn Khôi PGS.TS Hồ Ngọc Khoa (Thư ký) Hội đồng khoa học: GS.TSKH Nguyễn Văn Liên(Chủ tịch) GS TS Phan Quang Minh GS.TS Nguyễn Thị Kim Thái GS.TS Nguyễn Hữu Dũng GS.TS Cao Duy Tiến GS.TS Nguyễn Trọng Hòa GS.TS Nguyễn Việt Anh GS.TS Hiroshi Takahashi GS.TS Chien Ming Wang GS.TS Ryoichi Fukagawa GS.TS Nguyễn Quốc Thơng(Thư ký) 6.2018 Giá 35.000VNĐ Tịa soạn: 37 Lê Đại Hành, Hà Nội Liên hệ vở: 04.39740744; 0983382188 Trình bày mỹ thuật: Thạc Cường, Quốc Khánh Giấy phép xuất bản: Số: 372/GP-BTTTT ngày 05/7/2016 Tài khoản: 113000001172 Ngân hàng Thương mại Cổ phần Công thương Việt Nam Chi nhánh Hai Bà Trưng, Hà Nội In Công ty TNHH MTV in Báo nhân dân TP HCM SCIENTIFIC RESEARCH Nguyễn Ngọc Nhì, Nguyễn Xuân Cường , Nguyễn Sỹ Nam Nguyễn Ngọc Thắng, Trần Minh Hiểu Nguyễn Phú Cường Đàm Thu Trang, Đặng Việt Dũng, Nguyễn Hoàng Linh Nguyễn Tất Thắng Nguyễn Thanh Phong Nguyễn Thế Quân Phạm Hoàng Phạm Thị Hoài Thu, Lê Hoài Long Phan Vũ Phương, Trần Thanh Dương, Ngô Hữu Cường, Nguyễn Minh Long Đàm Thu Trang, Đặng Việt Dũng, Nguyễn Hoàng Linh Lê Khánh Toàn, Nguyễn Quang Tùng Trần Minh Đức, Nguyễn Quang Tùng Phạm Vũ Hồng Sơn, Trần Lê Anh Nguyễn Văn Đức, Trương Kỳ Khôi Văn Viết Thiên Ân Vu Tan Van, Dang Ngoc Huy Nguyễn Võ Thơng, Hồng Mạnh Nguyễn Võ Thơng, Hoàng Mạnh Chu Thị Hồng Hải Đàm Thu Trang, Đặng Việt Dũng, Nguyễn Hoàng Linh Nguyễn Quang Huy, Dương Minh Quang, Nguyễn Văn Hướng Hoàng Vĩnh Long, Nguyễn Duy Thái, Bùi Lê Gơn Nguyễn Hồng Anh, Nguyễn Xn Chính Ngơ Minh Liêm, Lương Đức Long Lương Đức Long, Ngô Minh Liêm Phạm Hồng Luân, Lê Nho Tuấn Nguyễn Liên Hương, Nguyễn Thế Quân Nguyễn Văn Đạo, Phạm Hồng Luân Phạm Đình Trung, Hồng Phương Hoa, Nguyễn Trọng Phước Phạm Hồng Luân, Lê Nho Tuấn Phạm Thị Bé Bảy, Nguyễn Thị Quỳnh Như, Trương Quang Thành Đào Ngọc Thế Lực, Trương Quang Hải, Nguyễn Hữu Diệu Đào Văn Huân, Lương Đức Long Đỗ Minh Tính Phạm Vũ Hồng Sơn, Lê Hồi Long, Đỗ Ngọc Hưng Nguyễn Đình Huấn Phạm Hồng Luân, Nguyễn Duy Hoàng Nguyễn Kế Tường, Phạm Văn Duy Cường Phạm Hồng Luân, Nguyễn Minh Trung Trần Ngọc Anh, Nguyễn Anh Thư Trịnh Trung Tiến Nguyễn Hoài Vũ, Lương Đức Long 10 14 19 21 24 28 33 38 44 49 54 59 65 69 73 79 83 90 94 99 106 110 114 120 127 132 135 138 144 153 157 161 167 170 174 178 183 188 193 199 204 Studying and determining main parameters of ruler compactor for execution of cement concrete roads in rural areas A study the cause and proposed solution against erosion for Mong Ga river tidal barrier in Can Giuoc district, Long An province Nonlinear Analysis of Three-Dimensional Steel Frames using An Improved Fiber Plastic Hinge Method Landscape architectural identities of urban in the world The role of architectural reasoning and criticism in scientific research Applied fuzzy extent analysis method (FEAM) in evaluating the recruitment criteria for construction companies Construction design services within the project delivery process in the united kingdom and Vietnam Designing prestressed concrete floor relying on the specifications of The American ACI 318 The factors influence quality of quality documentation in construction phase Interactions between cfrp sheets and unbonded tendons in the post-tensioned concrete beams: experiment and formula The overview of application of landscape ecology in planning in the world Effects of the material orientation on the planar bending of an inflatable membrane beam Bending reliability assessment of the reinforced concrete beam from non-destructive measurement Optimization of construction site facilities layout using hybrid model of artificial bee colony Method statement for construction of pre-boring prestressed concrete pile Effect of superplasticizer containing nano-carbon on properties of concrete A quasi-3d third-order shear deformation theory with four unknowns for free vibration analysis of functionally graded sandwich plates Experimental study on the seismic behavior of semi-precast reinforced concrete high-rise buildings using shaking table Establishment of accelerogram for nonlinear dynamic time history analysis Water pollution problem and contamination control in water supply system based on gisand decision-making support system The overview about researching and applying of landscape ecology for planning of the forest ecology in Viêt Nam Temperature variation in concrete blocks due to heat of hydration: experimental and modelling studies Effect of laboratory mixers on properties of ultra high-performance concrete Influence of damage levels on the life expectancy of building structrures Investigating factors causing the change of costs in actuality versus initial estimating for design-build projects Analyzing project cost by considering uncertainty with correlations between costs of acitivities in the construction project Factors affecting attractiveness of the tender package for the contractor in construction project Common influential factors on design services fees in construction Applying building information modeling in design green building follow standard LEED and LOTUS” Experiments of the influence of foundation mass on dynamic response of beam due to dynamic loads Simulate attractiveness of the tender package for the contractor by using dynamic system approach combining fuzzy logic The effect of the anchor position and the water table on the sheet-pile wall with an anchor in the sandy soil Design Of Rigid Pile Caps Using Improved Strut-and-Tie Model Analyse the factors affecting the competitiveness of the construction contractors in the country to participate in international bidding of private capital in Vietnam Experimental methods to measure shear strength of residual soil Applying the analytic hierachy process (AHP) to select foundation for pillar dam in deep water case Simulation of Hoa Cam waste water treatment plant, Danang city Applying lean construction in managing design & build (d&b) project in Vietnam by using building information modeling (BIM) and last planner system (LPS) Establishment of technical geographic maps and coefficients background Cao Lanh city, Dong Thap province Identifying factors impacting partner selection decisions in real estate development Factors influencing construction cost overrun of foregn contractor in Viet Nam Study of the response of underground structures under blast loading using numerical simulations based on fully – coupled method Important criteria affecting the selection of prioritized areas for investment of wastewater treatment system in Cao Lanh city - Dong Thap province First Cover: Bac Ninh Planning - Architecture Exhibition has won the 2018’s High Quality Construction Award Chairman: Minister Pham Hong Ha Editor-in-Chief: Tran Thi Thu Ha 6.2018 Office: 37 Le Dai Hanh, Hanoi Editorial Board: 04.39740744; 0983382188 Design: Thac Cuong, Quoc Khanh Publication: No: 372/GP-BTTTT date 5th, July/2016 Account: 113000001172 Joint Stock Commercial Bank of Vietnam Industrial and Commercial Branch, Hai Ba Trung, Hanoi Printed in: Nhandan printing HCMC limited Company Editorial commission: Le Quang Hung, Ph.D (Chairman of Editorial commission) Assoc Prof Pham Duy Hoa, Ph.D Assoc Prof Nguyen Minh Tam, Ph.D Assoc Prof Vu Ngoc Anh, Ph.D Tran Van Khoi, Ph.D Assoc Prof Ho Ngoc Khoa, Ph.D Scientific commission: Prof Nguyen Van Lien, Sc.D (Chairman of Scientific Board) Prof Phan Quang Minh, Ph.D Secretary of Scientific Council Prof Nguyen Thi Kim Thai, Ph.D Prof Nguyen Huu Dung, Ph.D Prof Cao Duy Tien, Ph.D Prof Nguyen Trong Hoa, Ph.D Prof Nguyen Viet Anh, Ph.D Prof Hiroshi Takahashi, Ph.D Prof Chien Ming Wang, Ph.D Prof Ryoichi Fukagawa, Ph.D Prof Nguyen Quoc Thong, Ph.D Sự thay đổi nhiệt độ khối bê tông nhiệt Hyđrat: Nghiên cứu thí nghiệm mơ hình Temperature variation in concrete blocks due to heat of Hydration: Experimental and modelling studies Ngày nhận bài: 11/04/2018 Ngày sửa bài: 7/05/2018 Ngày chấp nhận đăng: 12/06/2018 Nguyễn Văn Hướng, Dương Minh Quang, Nguyễn Quang Huy TÓM TẮT Việc sử dụng bê tơng khối lớn ngày nhiều cơng trình xây dựng Đặc trưng bê tông khối lớn ứng xử nhiệt Ứng xử dẫn đến giảm tuổi thọ chất lượng, chí phá hoại cơng trình Vì vậy, việc ước lượng nhiệt hyđrat, ứng suất nhiệt vết nứt nhiệt kết cấu bê tông khối lớn cần thiết Yêu cầu kỹ thuật bê tông khối lớn chênh lệch nhiệt độ không vượt 20oC nhiệt độ lớn khối đổ không vượt 70oC nhằm tránh tượng hình thành ettringite gián đoạn Bài báo này, dùng phần mềm phần tử hữu hạn Ansys kết hợp với thí nghiệm để ước lượng phát triển nhiệt độ khối đổ cho cấp phối bê tông thiết kế trụ pin đập tràn dự án hồ chứa nước Tân Mỹ Do vậy, nguy nứt nhiệt tránh việc chọn kích thước khối đổ tiến độ thi cơng hợp lý Từ khóa: Bê tơng khối lớn, nhiệt hydrat, ứng suất nhiệt, phân bố nhiệt; Tân Mỹ ABSTRACT The application of mass concrete increases with the increasing construction of buildings The most important characteristic of mass concrete is thermal behavior This behavior may lead to the degradation of structural serviceability and quality even damage of structures Therefore, estimating the hydration heat, thermal stresses and the thermal cracks in massive concrete structures is vital Most of the mass concrete specifications limit the maximum temperature differential to 20oC with an allowable maximum in place temperature to about 70oC in order to prevent the phenomenon of delayed ettringite formation In this paper, authors used the finite element software ANSYS combined with practical engineering to estimate the in-place temperature development for design mixture spillway Piers of Tan My reservoir project Thus, the risk of thermal cracking can be avoided by choosing reasonable pour size and construction progress Key words: Mass Concrete; Hydration heat; Temperature Tensile; Temperature range; Tân Mỹ Nguyễn Văn Hướng Giảng viên, Khoa Xây Dựng Thủy Lợi - Thủy Điện, Trường Đại Học Bách Khoa – Đại Học Đà Nẵng Dương Minh Quang Tổng giám đốc Công ty Cổ phần Xây dựng 47 Nguyễn Quang Huy Khoa Xây Dựng Thủy Lợi - Thủy Điện, Trường Đại Học Bách Khoa – Đại Học Đà Nẵng Đặt vấn đề Nhiệt hyđrat trở thành chủ đề lớn sau năm 1930 đập bê tông lớn xây trước bị phá hoại nứt nhiệt Năm 1988 Hội đập lớn quốc tế (ICOLD) cơng bố báo cáo tình trạng đập bê tông lớn cho thấy: phần lớn đập bê tông xây dựng giới nhiều có biểu vết nứt nhiệt có 30 243 đập bê tông bị hư hỏng nặng liên quan đến nhiệt độ [1] Cho đến nay, cơng trình xây dựng sử dụng bê tơng khối lớn ngày nhiều, kể như: đập bê tông trọng lực, tràn xả lũ, buồng xoắn tuabin thủy điện, móng trụ tháp, mố trụ cầu, móng nhà cao tầng, Theo ACI [2] bê tơng khối lớn định nghĩa: “Kết cấu bê tông bê tơng cốt thép coi khối lớn có kích thước đủ để gây ứng suất kéo, phát sinh hiệu ứng nhiệt thủy hóa xi măng, vượt giới hạn kéo bê tông, làm nứt bê tơng, cần có biện pháp để phòng ngừa vết nứt” Định nghĩa phù hợp TCXDVN 305:2004 [3] 06.2018 99 Khi xi măng trộn với nước, nhiệt sinh từ phản ứng hóa học tỏa nhiệt nước với xi măng gọi nhiệt hyđrat Sự phát triển nhiệt độ phân bố nhiệt bê tông khối lớn tùy thuộc vào cấp phối bê tơng, hình dạng kích thước khối đổ, loại ván khuôn, điều kiện môi trường [4] Sự phát triển nhiệt độ trình hyđrat gây hư hại cho bê tơng khối lớn nứt nhiệt (thermal cracking) và/ hay hình thành ettringite gián đoạn (delayed ettringite formation (DEF)) Thông thường bê tông khối lớn bị hư hỏng DEF nhiệt độ khối đổ vượt 70oC, ettringite gián đoạn hình thành gây giãn nở hồ xi măng dẫn đến nứt bê tông [5] Nứt nhiệt bê tơng khối lớn sinh có chênh lệch nhiệt độ khối bê tông vượt giới hạn (theo ACI 301-16 giới hạn chênh lệch nhiệt độ 19oC [6]), chênh lệch nhiệt độ gây ứng suất nhiệt dẫn đến nứt kết cấu [2, 6, 7] Hình Quá trình thay đổi nhiệt độ mô đun đàn hồi theo thời gian [7] Do có kích thước lớn nên q trình thay đổi nhiệt độ mô đun đàn hồi bê tơng khối lớn biểu diễn Hình [7]: Ngay sau đổ, bê tơng có nhiệt độ Tp, hồn tồn khơng bị thất nhiệt nhiệt độ khối đổ phát triển theo trình đoạn nhiệt (Adiabatic temp rise) thể đường nét đứt; nhiên, thực tế nhiệt lượng thất qua mặt khối lớp đổ nhiệt độ biểu bị đường nét liền (Temperature T), nhiệt độ lớn đạt Tp+Tr (Tr gia tăng nhiệt độ hyđrat xi măng) sau giảm dần đến giá trị nhiệt độ gần ổn định Tf (quasi-steady temperature) Nhìn chung trình thay đổi nhiệt độ mơ đun đàn hồi phân làm ba giai đoạn: (1) Giai đoạn đầu (Early stage): kể từ lúc đổ bê tơng đến gần kết thúc q trình nhiệt thủy hóa xi măng Giai đoạn nhiệt độ khối đổ mô đun đàn hồi phát triển nhanh theo thời gian; (2) Giai đoạn (Midle stage): kể từ cuối giai đoạn đầu đến thời điểm nhiệt độ khối bê tông đạt giá trị ổn định Tf Trong giai đoạn mô đun đàn hồi tăng nhẹ theo thời gian; (3).Giai đoạn sau (late stage): sau bê tơng hồn tồn nguội nhiệt độ mơi trường, ứng suất nhiệt chủ yếu thay đổi nhiệt độ mơi trường xung quanh Việc kiểm sốt phân bố nhiệt kết cấu bê tông khối lớn có nghĩa quan trọng liên quan trực tiếp đến chất lượng độ bền cơng trình, tổ chức thi cơng (kích thước khối đổ, trình tự thời gian cách quãng khối đổ, ) hiệu kinh tế Cho đến nay, để kiểm soát phân bố nhiệt độ khối đổ dùng cảm biến nhiệt để giám sát nhiệt độ trường phịng thí nghiệm, dùng mơ hình tốn để mơ kết hợp hai phương pháp Hiện nay, có số phần mềm dùng để mô phân bố nhiệt nhiệt hyđrat xi măng như: Ansys (Hoa Kỳ), Adina (Hoa Kỳ), Diana (Hà Lan), 4C-Temp&Stress (Đan Mạch), Midas (Hàn quốc), Trong báo này, nhóm tả giả sử dụng phần mềm phần tử hữu hạn Ansys kết hợp với thí nghiệm để ước lượng phát triển nhiệt độ khối đổ cho cấp phối bê tông thiết kế trụ pin đập tràn dự án hồ chứa nước Tân Mỹ - tỉnh Ninh Thuận Kết đạt mơ hình phù hợp với số liệu thực đo 100 06.2018 Nghiên cứu thực nghiệm Để xác định số thơng số đầu vào cho phân tích nhiệt độ khối đổ mơ xác nhận phù hợp kết mô so với thực nghiệm, nhóm tác giả tiến hành quan trắc phát triển phân bố nhiệt độ khối đổ mẫu - Cấp phối thí nghiệm: cấp phối thiết kế sở để áp dụng thi công cho hạng mục trụ pin đập tràn dự án tràn xả lũ hồ chứa nước Tân Mỹ với yêu cầu: + Mác bê tông thủy cơng M30(28), độ sụt SN=6÷8 cm; + Đá cát nghiền từ mỏ MĐ2 (nằm bên bờ phải Sông Cái, cách tuyến đập khoảng 2.5-3.0 km phía hạ lưu thuộc xã Phước Hòa) Theo kết khảo sát, đá mỏ MĐ2 loại đá granit hạt nhỏ đến hạt thô, cấu tạo khối, đá cứng chắc, cường độ chịu nén cao, độ nén dập xi lanh trung bình từ 8.6÷9.7%, độ mài mịn 19.7÷21.2%, khơng có khả gây phản ứng kiềm với loại xi măng, đáp ứng với yêu cầu chất lượng đá dùng xây dựng + Dự kiến sử dụng xi măng PCB40 nhà máy xi măng Kim Đỉnh tỉnh Ninh Thuận; + Sử dụng tro bay từ nhà máy nhiệt điện Vĩnh Tân (Ninh Thuận); + Phụ gia giảm nước hóa dẻo cao cấp Lotus R301M Với yêu cầu kỹ thuật nguồn vật liệu dự kiến sử dụng nêu trên, tiên hành thiết kế hai cấp phối CP1 (không dùng tro bay) CP2 (có dùng tro bay) Bảng Cả hai cấp phối thỏa mãn yêu cầu kỹ thuật độ sụt cường độ (quá trình phát triển cường độ Bảng 2) Bảng Cấp phối bê tông Cấp XM Tro bay Cát nghiền Đá Nước Phụ gia phối (kg) (kg) (kg) (kg) (kg) (kg) CP1 330 748 1180 168 3.3 CP2 270 80 740 1150 177 3.0 Bảng Phát triển cường độ nén mẫu Cường độ chịu nén tuổi (Mpa) Cấp phối 14 ngày 28 ngày CP1 21.0 26.0 30.6 34.5 CP2 18.4 23.2 29.1 38.8 - Hình dạng, kích thước cấu tạo khối đổ: khối đổ hình lập phương có kích thước (107x107x107) cm, bao quanh khối bê tông cấu tạo thành ba lớp theo thứ tự từ gồm: lớp nilon, xốp polystyrene dày 5cm ván khn thép (chi tiết Hình 2) Theo nghiên cứu Lawrence et al [8], John Martha [9] Abeka et al [10] khối đổ xem bê tông khối lớn - Thiết bị thu thập số liệu: để xác định nhiệt độ phân bố mẫu dùng cảm biến đo nhiệt độ loại K (các cảm biến ký hiệu CB1, CB2, CB3 CB4; vị trí cảm biến bố trí khối đổ Hình Hình 3b) kết nối với máy tính qua ghi liệu Testo 175T3 (Hình 3c) điều khiển việc thu thập số liệu thông qua phần mềm testo-ComSoft-Basic-5 (Hình 3d) Hình Thiết kế khối đổ thí nghiệm a Khn khối đổ c Testo 175T3 Hình Triển khai thí nghiệm thực tế b Khối đổ bê tơng cảm biến d Khối đổ hồn thiện thiết bị Mơ mơ hình tốn Chúng tơi sử dụng phần mềm ANSYS V18.2 để mô phát triển theo thời gian phân bố nhiệt theo không gian khối đổ thí nghiệm cho hai cấp phối CP1 CP2 Mơ hình rời rạc phần tử khối đổ (1728 phần tử 8281 nút) hiển thị Hình Dữ liệu đầu vào cho phân tích nhiệt khối đổ (nhiệt dung riêng, độ dẫn nhiệt, đối lưu nhiệt, thời gian phân tích) số liệu điều kiện môi trường (nhiệt độ môi trường thực tế thay đổi theo thời gian, nhiên khối đổ thí nghiệm thiết kế Hình phù hợp với điều kiện bán đoạn nhiệt (semi-adiabatic) khối đổ thực phòng thí nghiệm nên chọn nhiệt độ mơi trường suốt q trình phân tích 20oC), nhiệt độ bê tơng tươi đổ, nhiệt độ lớn xác định thông qua thí nghiệm thể Bảng thể Hình (do nhiệt độ đo vị trí CB3 CB4 tương tự nên báo biểu diễn phân tích kết cho vị trí CB3) Kết phân tích nhiệt độ khối đổ mơ hình ANSYS theo chế độ nhiệt không ổn định (transient thermal) cho 11 ngày trích xuất 264 bước thời gian với độ dài bước thời gian Kết phân bố nhiệt độ mặt cắt ngang trung tâm (Hình 4b) số bước thời gian cho hai cấp phối CP1 CP2 thể Hình Ngồi ra, để kiểm định kết phân tích nhiệt mơ hình ANSYS chúng tơi biểu diễn kết trình phát triển nhiệt độ vị trí CB1, CB2 CB3 theo thí nghiệm mơ Hình Kết Hình Hình cho thấy: - Nhiệt độ khối đổ tăng nhanh từ nhiệt độ ban đầu (22oC) đạt giá trị lớn khoảng hai ngày đầu tiên, cụ thể: cấp phối CP1 đạt giá trị lớn 56.72oC tâm (vị trí CB1) sau 42 (Hình 5c Hình 6a); cấp phối CP2 đạt giá trị lớn 54.52oC tâm (vị trí CB1) sau 46 (Hình 5c’ Hình 6a’) Sau thời điểm đạt trị số lớn nhiệt độ toàn khối đổ thể giảm dần sau 11 ngày nhiệt độ gần biên khối đổ (CB3) tiệm cận với nhiệt độ môi trường, điều lượng nhiệt thất thoát lớn lượng nhiệt sinh thủy hóa chất kết dính Ở tất bước thời gian phân tích thể giảm dần nhiệt độ từ tâm khối đổ ngồi biên (Hình 5), kết có truyền nhiệt từ bề mặt khối bê tông môi trường; - So với cấp phối khơng dùng tro bay (CP1) cấp phối có dung tro bay (CP2) đạt giá trị nhiệt độ lớn thấp (54.52oC so với 56.72oC), kết cấp phối CP2 có lượng dùng xi măng cấp phối CP1 (Bảng 2); hiệu phản ứng pu-zơ-lanníc (phản ứng SiO2 hoạt tính tro bay với sản phẩm hyđrat Ca(OH)2 xi măng) làm cho thời điểm đạt nhiệt độ lớn xảy chậm (46 so với 42 giờ); - Nhiệt độ gia tăng lớn nhiệt hyđrat q trình thủy hóa so với nhiệt độ môi trường 36.72oC 34.52oC tương ứng cấp phối CP1 CP2 Nhiệt độ lớn sinh khối đổ hai cấp phối nhỏ 70oC, hai cấp phối khơng có nguy bị cơng nội sun phát hình thành ettringite gián đoạn Tuy nhiên, q trình triển khai thi cơng thực tế cho hạng mục trụ pin tràn xả lũ dự án hồ chứa nước Tân Mỹ cần phải xem xét lại cho phù hợp với nhiệt độ môi trường vào thời điểm thi công; - Sự phát triển nhiệt độ vị trí (CB1, CB2 CB3) cho hai cấp phối CP1 CP2 Hình cho thấy kết phân tích nhiệt mơ hinh ANSYS phù hợp với kết thực đo Sự phù hợp khối đổ thí nghiệm cung cấp số thông số đầu vào tin cậy cho mơ mơ hình ANSYS a Mơ hình phần tử b Mặt cắt ngang xuất kết Hình Mơ hình phần tử phân tích nhiệt Bảng Các tham số cho phân tích nhiệt Tham số Đơn vị Giá trị kJ/kg/°C 0.96 Nhiệt dung riêng (specific heat) kJ/mh/°C Độ dẫn nhiệt (thermal conductivity) kJ/m2h°C 21.3 Đối lưu nhiệt (convection) 22 Nhiệt độ bê tông đổ °C 20 Nhiệt độ môi trường °C 2400 Nhiệt độ lớn cấp phối CP1 °C 54.2 Nhiệt độ lớn cấp phối CB2 °C 56.4 Khối lượng riêng kg/m3 264 Thời gian phân tích h Kết thảo luận Kết thí nghiệm đo nhiệt độ khối đổ cho cấp phối CP1 CP2 vị trí cảm biến CB1, CB2 CB3 thời gian 11 ngày 06.2018 101 a 102 Cấp phối CP1, T= a’ Cấp phối CP2, T= b Cấp phối CP1, T= ngày b’ Cấp phối CP2, T= ngày c Cấp phối CP1, T= 42 (đạt nhiệt độ lớn nhất) c’ Cấp phối CP2, T= 46 (đạt nhiệt độ lớn nhất) 06.2018 d Cấp phối CP1, T= ngày d’ Cấp phối CP2, T= ngày e Cấp phối CP1, T=5 ngày e’ Cấp phối CP2, T=5 ngày f Cấp phối CP1, T=7 ngày f’ Cấp phối CP2, T=7 ngày 06.2018 103 g Cấp phối CP1, T=11 ngày Hình Sự phân bố nhiệt độ mặt cắt ngang trung tâm số thời điểm cấp phối CP1 CP2 g’ Cấp phối (CP2), T=11 ngày a Sự phát triển nhiệt độ vị trí CB1 cấp phối CP1 a’ Sự phát triển nhiệt độ vị trí CB1 cấp phối CP2 b Sự phát triển nhiệt độ vị trí CB2 cấp phối CP1 b’ Sự phát triển nhiệt độ vị trí CB2 cấp phối CP2 c Sự phát triển nhiệt độ vị trí CB3 cấp phối CP1 c’ Sự phát triển nhiệt độ vị trí CB3 cấp phối CP2 Hình So sánh trình phát triển nhiệt độ vị trí (CB1, CB2 CB3) theo thí nghiệm mơ hình cấp phối CP1 CP2 104 06.2018 Kết luận Với mục đích kiểm soát phát triển phân bố nhiệt độ khối đổ cấp phối (có khơng sử dụng tro bay) dự kiến áp dụng cho hạng mục trụ pin tràn xả lũ dự án hồ chứa nước Tân Mỹ tỉnh Ninh Thuận, báo tiến hành thí nghiệm đo nhiệt độ cách tự động liên lục 11 ngày cảm biến nhiệt độ số vị trí khối đổ mẫu kết hợp với phân tích nhiệt độ phần mềm ANSYS Từ kết nghiên cứu, rút kết luận sau: - Việc sử dụng mơ hình tốn để mơ phân phát triển phân bố nhiệt độ khối đổ tránh tượng nứt nhiệt thủy hóa bê tơng khối lớn Tuy nhiên, để kết mơ phù hợp với thực việc quan trắc nhiệt độ trong khối đổ mẫu cần thiết kết thí nghiệm khối đổ mẫu cung cấp số tham số đầu vào tin cậy hiệu chỉnh mơ hình; - Kết phân tích nhiệt độ thu phần mềm ANSYS nghiên cứu phù hợp với số liệu thực nghiệm Do vậy, số thông số dùng để mơ nghiên cứu hồn tồn dùng cho mơ để phụ vụ cho q trình thi cơng thực tế trụ pin tràn xả lũ dự án hồ chứa nước Tân Mỹ (chọn cấp phối, kích thước khối đổ, trình tự thời gian nghỉ chờ cho khối đổ kề khối đổ chồng) tránh nứt nhiệt thủy hóa mang lại hiệu kinh tế; - Cả hai cấp phối CP1 CP2 sử dụng mà khơng có nguy bị cơng nội sun phát hình thành ettringite gián đoạn khống chế nhiệt độ mơi trường q trình thi cơng không vượt tương ứng 33oC 35oC Lời cảm ơn Nhóm tác giả xin chân thành cảm ơn Phịng thí nghiệm Cơng trình thủy – khoa Xây dựng Thủy lợi Thủy điện - Trường đại học Bách khoa – Đại học Đà Nẵng, Phịng thí nghiệm Chun ngành XD LAS-XD 325 – Công ty Cổ phần Xây dựng 47 Cơng ty Cổ phần Hóa chất Hoa Sen hỗ trợ vật liệu thiết bị thí nghiệm cho nghiên cứu TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Y B Chen, X C Li, X Zhang, ‘Mass Concrete Simulation and Analysis for Temperature Field during Pouring’ Journal of Huazhong University of Science and Technology, vol 2, pp 37-39, 2004 [2] ACI Committee 207.1R-05, ‘Guide to Mass Concrete (Reapproved 2012)’, American Concrete Institute, Farmington Hills, 2005 [3] TCXDVN 305:2004 ‘Bê tông khối lớn-Quy phạm thi công nghiệm’, Bộ Xây dựng, Hà Nội, 2004 [4] K A Riding, ‘Early age concrete thermal stress measurement and modeling’, The University of Texas at Austin, 2007 [5] M Collepardi, ‘A state-of-the-art review on delayed ettringite attack on concrete’ Cement and Concrete Composites, vol 25(4–5), pp 401–407, 2003 [6] ACI Committee 301, Specifications for Structural Concrete 301-16’, American Concrete Institute, Farmington Hills, 2016 [7] Z Bofang, ‘Thermal Stresses and Temperature Control of Mass Concrete’, ButterworthHeinemann is an imprint of Elsevier, Kidlington, Oxford, 2014 [8] A M Lawrence, M Tia, C Ferraro, M Bergin, ‘Effect of Early Age Strength on Cracking in Mass Concrete Containing Different Supplementary Cementitious Materials: Experimental and Finite-Element Investigation’, Journal of Materials in Civil Engineering, vol 24(4), pp 362–372, 2012 [9] G John, V Martha, ‘Controlling Temperatures in Mass Concrete’, Concrete International, vol 24(1), pp 58–62, 2002 [10] H Abeka, S Agyeman, M Adom-Asamoah, ‘Thermal effect of mass concrete structures in the tropics: Experimental, modelling and parametric studies’, Civil & Environmental Engineering, vol 4(1), 1278297, 2017 06.2018 105 ... riêng công bố cơng trình khác Tác giả luận văn Dương Minh Quang Trang iii TÓM TẮT NGHIÊN CỨU SỰ PHÂN BỐ NHIỆT ĐỘ TRONG BÊ TÔNG KHỐI LỚN DO NHIỆT HYDRAT – ÁP DỤNG CHO CƠNG TRÌNH TÂN MỸ TỈNH NINH THUẬN... trình Tân Mỹ, tỉnh Ninh Thuận, dẫn đến tượng nứt cơng trình bê tơng, đề tài ? ?Nghiên cứu phân bố nhiệt độ bê tông khối lớn nhiệt hydrat - Áp dụng cho cơng trình Tân Mỹ, tỉnh Ninh Thuận? ?? cần thiết... KHOA DƯƠNG MINH QUANG NGHIÊN CỨU SỰ PHÂN BỐ NHIỆT ĐỘ TRONG BÊ TÔNG KHỐI LỚN DO NHIỆT HYDRAT - ÁP DỤNG CHO CƠNG TRÌNH TÂN MỸ, TỈNH NINH THUẬN CHUN NGÀNH: KỸ THUẬT XÂY DỰNG CƠNG TRÌNH THỦY MÃ SỐ: 60.58.02.02