(Luận văn thạc sĩ) nghiên cứu ảnh hưởng của sợi gia cường đến khả năng chịu uốn và chống cắt của cọc rỗng bê tông geopolymer

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ NGUYỄN PHÚ TÂN NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA SỢI GIA CƯỜNG ĐẾN KHẢ NĂNG CHỊU UỐN VÀ CHỐNG CẮT CỦA CỌC RỖNG BÊ TÔNG GEOPOLYMER NGÀNH: KỸ THUẬT XÂY DỰNG CƠNG TRÌNH DÂN DỤNG VÀ CƠNG NGHIỆP - 60580208 SKC005813 Tp Hồ Chí Minh, tháng 10/2018 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ NGUYỄN PHÚ TÂN NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA SỢI GIA CƯỜNG ĐẾN KHẢ NĂNG CHỊU UỐN VÀ CHỐNG CẮT CỦA CỌC RỖNG BÊ TÔNG GEOPOLYMER NGÀNH: KỸ THUẬT XÂY DỰNG CƠNG TRÌNH DÂN DỤNG VÀ CƠNG NGHIỆP - 1680850 Hướng dẫn khoa học: TS PHẠM ĐỨC THIỆN Tp Hồ Chí Minh, tháng 10/2018 BỘ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH XÁC NHẬN CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN Họ tên học viên: Nguyễn Phú Tân MSHV: 1680850 Chuyên ngành: Kỹ thuật XD cơng trình DD CN Khóa: XDC16B Tên đề tài: Nghiên cứu ảnh hưởng sợi gia cường đến khả chịu uốn chống cắt cọc rỗng Bê tơng Geopolymer Học viên hồn thành LVTN theo yêu cầu nội dung hình thức (theo qui định) luận văn thạc sĩ Tp Hồ Chí Minh, ngày 10 tháng năm 2018 Giảng viên hướng dẫn TS Phạm Đức Thiện 50 Mô men uốn gãy thực nghiệm M tn br cọc GPC không gia cường sợi PP tương đối phù hợp với mô men uốn gãy thực nghiệm M xấp xỉ 11,48% Mô men uốn gãy thực nghiệm M tn br tn br cọc OPC, chênh lệch cọc gia cường sợi 0% đạt 33,78 kNm Khi tăng hàm lượng sợi gia cường lên 2% mơ men uốn gãy M 37,37% tn br tăng lên 50 (kNm) 48 46 uốn gãy M 42 Moment tn br 44 34 40 38 36 32 30 tn Hình 4.5: Ảnh hưởng hàm lượng sợi gia cường đến mô men uốn gãy Mbr Kết thí nghiệm phản ánh tương đối thực tế việc thiết kế cấp phối cọc bê tông Geopolymer cọc bê tông xi măng OPC thông thường có cấp độ bền B45 (mác 600) cho kết khả chịu tải thực nghiệm (mô men uốn nứt, uốn gãy) gần phù hợp 4.4.3 Khả bền cắt thân cọc tn Khă bền cắt Q cu cọc bê tông geopolymer không gia cường sợi đạt 43,10 kN, giá trị tương đương với cọc OPC, điều chứng tỏ tương đồng ứng xử khả làm việc OPC GPC không gia cường sợi 51 Bảng 4.7: Khả bền cắt thân cọc Stt tn Khi tăng hàm lượng sợi gia cường lên 2% khả bền cắt Q cu tăng lên 41,58% Điều lần chứng tỏ sợi PP gia cường có khả làm tăng sức chịu tải cọc khả chịu uốn khả chống cắt Hàm lượng sợi 2% chưa cho giá trị cực trị khả chống cắt chịu uốn nứt uốn gãy cấu kiện, cần có thêm nghiên cứu để tìm Lực cắt cọc Q cu tn (kN) hàm lượng sợ tối ưu Hình 4.6: Ảnh hưởng hàm lượng sợi gia cường đến lực cắt Qcu 52 tn 4.4.4 Quan hệ lực cắt cọc độ võng từ thực nghiệm Ảnh hưởng hàm lượng sợi PP gia cường đến khả bền cắt cấu kiện cọc GPC thơng qua độ võng thí nghiệm đo Hình 4.7 Khả chịu tải cấu kiện lớn đạt tới cấp tải độ võng định cấu kiện Chuyển vị  (mm) xuất với nứt Độ võng xác định xuất vết nứt bề rộng Wc=0,1 mm tn Hình 4.7: Mối quan hệ lực cắt Qcu độ võng cấu kiện cọc GPC 4.4.5 Quan hệ lực gây nứt uốn độ võng từ thực nghiệm Ảnh hưởng hàm lượng sợi PP gia cường đến khả bền cắt cấu kiện cọc GPC thông qua độ võng thí nghiệm đo Hình 4.8 Khả chịu tải cấu kiện lớn đạt tới cấp tải độ võng định cấu kiện xuất với nứt Độ võng xác định xuất vết nứt bề rộng Wc=0,1 mm 53 Chuyển vị  (mm) tn crc độ võng cấu kiện cọc GPC Chuyển vị  (mm) Hình 4.8: Mối quan hệ lực gây nứt uốn P Hình 4.9: Mối quan hệ mô men uốn nứt M tn crc độ võng cấu kiện cọc GPC 54 4.4.6 Quan hệ mô men uốn nứt M Từ thực nghiệm ta tìm lại quan hệ M tn tn crc mô men uốn gãy M br tn M tn br crc Bảng 4.8: Quan hệ mô men uốn nứt mô men uốn gãy Hàm lượng PP (% 0,5 1,0 1,5 2,0 Với kết thực nghiệm ước lượng quan hệ M tn tn br tn –M crc: tn M br = (1,56÷1,68) M crc Ngoài khoảng gia số (1,56 – 1,68) có giá trị trung bình xấp xỉ giá trị 1,5 cho tiêu chuẩn TCVN 7888-2014, điều khẳng định độ tin cậy cao kết nghiên cứu 55 Chương 5: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI 5.1 Kết luận Luận văn trình bày ảnh hưởng sợi gia cường đến khả chịu uốn chống cắt cọc rỗng bê tông Geopolymer Trong đó, cọc bê tơng Geopolymer chế tạo gia cường sợi poly propylene mức tỷ lệ từ 0%; 0,5%; 1,0%; 1,5%, 2% Cọc bê tông xi măng có cấp độ bền sản xuất thí nghiệm làm sở so sánh Một số kết luận rút sau: - Mẫu bê tơng Geopolymer dưỡng hộ nhiệt 100 C vịng 12 cho cường độ chịu nén tương đương với mẫu bê tông xi măng đạt cấp độ bền B45 Cả cấp phối dùng để sản xuất cọc bê tông rỗng - Cọc rỗng GPC dưỡng hộ nhiệt 100 C thời gian 12 không gia cường sợi cho kết mô men kháng nứt chống cắt tương đồng với cọc rỗng OPC có cấp độ bền chịu nén, mô men uốn gãy cọc rỗng OPC lớn cọc rỗng GPC khoảng 11,48% - Từ kết thực nghiệm, ta xác định lại quan hệ mô men uốn nứt mô men uốn gãy cọc rỗng GPC cho trường hợp hàm lượng sợi gia tn cường: M br = (1,56÷1,68) M 5.2 Hướng phát triển đề tài tn crc Nghiên cứu tạo tiền đề áp dụng bê tông Geopolymer vào cấu kiện cơng trình điển hình cấu kiện cọc rỗng, đưa bê tông Geopolymer vào sử dụng rộng rãi lĩnh vực xây dựng Vì thời gian có hạn lĩnh vực nghiên cứu rộng nên đề tài chưa thể mối liên hệ bao quát ảnh hưởng hàm lượng sợi gia cường poly propylene đến khả 56 chịu tải cọc rỗng Geopolymer có cấp độ bền khác Từ nghiên cứu định hướng phát triển đề tài sau:  Nghiên cứu xác định hàm lượng sợi tối ưu để cọc rỗng đạt khả chịu tải cao chịu uốn chống cắt  Nghiên cứu chế cấu trúc vật liệu hỗn hợp GPC sợi để đưa quy luật ứng xử chung hỗn hợp nhằm phục vụ cơng tác tính toán thiết kế sau  Nghiên cứu khả ứng xử cọc Bê tông Geopolymer môi trường đất theo thời gian 57 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Gánh nặng bệnh tật từ nhiễm khơng khí Nguồn internet: http://www.impe-qn.org.vn/impe-qn/vn/portal/InfoPreview.jsp?ID=9652, 14/3/2016 [2] Joseph Davidovits The Proceeding of Geopolymer 99 Conference on Geopolymer 1999: p.368 nd Internationnal [3] Ảnh hưởng môi trường đến sức khỏe người Nguồn internet: http://vea.gov.vn/vn/quanlymt/suckhoemoitruong/Pages/ảnh-hưởng-của-mơi- trường-đến-sức-khỏe-con-người-.aspx, 15/11/2015 [4] Ơ nhiễm mơi trường Nguồn internet: https://vi.wikipedia.org/wiki/Ơ_nhiễm_mơi_trường, 16/10/2018 [5] Joseph Davidovits Geopolymer Chemistry and Applications Institut Géopolymère, 2011 [6] Palomo, Grutzeck, Blanco “Alkali-activated fly ashes A cement for the future.” 1999 [7] Mo Bing-hui, He Zhi, Cui Xue-min, He Yan, Gong Si-yu Effect of curing temperature on geopolymerization of fly ash-based geopolymers 2014 [8] Tống Tôn Kiên, Phạm Thị Vinh Lanh Lê Trung Thành Bê tơng Geopolymer - Những thành tựu, tính chất ứng dụng Hội nghị khoa học kỷ niệm 50 năm ngày thành lập Viện KHCN Xây dựng [9] Phan Đức Hùng, Lê Anh Tuấn Dương Văn Dũng “ Ảnh hưởng sợi polypropylene đến ứng xử chịu uốn dầm bê tông geopolymer cốt thép sử dụng tro bay”, Tạp chí Người Xây Dựng 3&4/2016, p.82-86 [10] Trần Việt Hưng: “Nghiên cứu khả dính bám với cốt thép bê tông geopolymer tro bay” Nguồn internet: http://www.tapchigiaothong.vn/nghien-cuuxac-dinh-kha-nang-dinh-bam-voi-cot-thep-cua-be-tong-geopolymer-tro-bayd45350.html, 17/07/2017 58 [11] Balaguru, Kurtz, Rudolph Geopolymer for repair and rehabilitation of reinforced concrete beams Project Geo-Structure fireproof, External repair and structural retrofit for aging infrastructure, aging buildings, earthquake and hurricane prone areas Published by Geopolymer Institute 1997 [12] Phan Đức Hùng, Lê Anh Tuấn Dương Văn Dũng “ Ảnh hưởng sợi poly-propylene đến ứng xử chịu uốn dầm bê tông geopolymer cốt thép sử dụng tro bay”, Tạp chí Người Xây Dựng 3&4/2016, p.82-86 [13] Joseph Davidovits Geopolymer chemistry and sustainable development The poly (sialate) terminology: a very useful and simple model for the promotion and understanding of green-chemistry.in In: Proceedings of 2005 geopolymere conference, 2005, p.9-15 [14] Institution State of the art of high strength concrete, in ACI Committee 363 1993 [15] Balaguru, Kurtz, Rudolph Geopolymer for repair and rehabilitation of reinforced concrete beams Project Geo-Structure fireproof, External repair and structural retrofit for aging infrastructure, aging buildings, earthquake and hurricane prone areas Published by Geopolymer Institute 1997 [16] Joseph Davidovits Geopolymer Chemistry & Applications, ed J 3th edition 2011, Institut Geopolymer p.630 [17] Fly ash and raw or calcined natural Pozzolan use as a mineral admixture in Portland Cement Concrete, in ASTM C618 1994 [18] TCVN 4506 : 2012 – Nước trộn bê tông vữa Yêu cầu kỹ thuật [19] TCVN 7888 : 2014 – Tiêu chuẩn cọc bê tông ứng lực trước [20] TCVN 5574 : 2012 – Kết cấu bê tông bê tông cốt thép Tiêu chuẩn thiết kế [21] ASTM C1116 – Standard Speccification for Firber – Reinforced Concrete [22] TCVN 7570 : 2006 TCVN 7572 : 2006 – Cốt liệu cho bê tông vữa Yêu cầu kỹ thuật 59 ... 2016B iv TÓM TẮT Đề tài nghiên cứu ảnh hưởng sợi gia cường đến khả chịu uốn chống cắt cọc rỗng bê tông Geopolymer Luận văn tập trung nghiên cứu ảnh hưởng hàm lượng sợi gia cường 05 tỷ lệ từ 0%;... DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ NGUYỄN PHÚ TÂN NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA SỢI GIA CƯỜNG ĐẾN KHẢ NĂNG CHỊU UỐN VÀ CHỐNG CẮT CỦA CỌC RỖNG BÊ TÔNG... chống cắt mẫu bê tông GPC cấu kiện dầm GPC gia cường sợi Do mục tiêu đề tài nghiên cứu ảnh hưởng sợi gia cường đến khả chịu uốn chống cắt cọc rỗng bê tông geopolymer tương ứng với 05 tỷ lệ: 0%, 0,5%,