Các kết quả Luận án đạt được:
1. Xây dựng được thuật toán và chương trình mô phỏng bằng phương pháp phần tử hữu hạn, để mô phỏng hai chiều sự lan truyền sóng siêu âm trong bê tông sử dụng các vật liệu phế phẩm là tro bay và bột đá. Điểm mới của chương trình là có xét đến ma trận cản C được xác định bằng mô hình giảm chấn Rayleigh thông qua các hệ số và β tính toán từ thực nghiệm.
2. Xây dựng được bộ dữ liệu thực nghiệm gồm có 72 cấp phối bê tông, đạt cấp độ bền chịu nén từ B10 đến B45. Cấp phối bê tông sử dụng các vật liệu tại miền Trung: cát, đá dăm, xi măng Portland và đặc biệt sử dụng hai vật liệu phế phẩm là tro bay và bột đá. Bộ dữ liệu này bao gồm các thông tin về cấp phối bê tông, vận tốc xung siêu âm ở tuổi 28 ngày, khối lượng riêng, mô-đun đàn hồi của bê tông, tỉ lệ suy giảm biên độ sóng siêu âm tại 28 ngày tuổi và cường độ chịu nén bê tông tại 28 ngày tuổi.
3. Đề xuất phương pháp và xây dựng được các mô hình dự đoán cường độ chịu nén của bê tông sử dụng tro bay và bột đá bằng phương pháp hồi quy tuyến tính và mạng nơ-ron nhân tạo. Mô hình này cho phép dự đoán chính xác cường độ chịu nén của bê tông tương ứng với các cấp phối đã xác định. Từ đó, có thể giúp nhà sản xuất bê tông dự đoán được khoảng cấp phối bê tông và xác định được cấp phối bê tông tối ưu để đảm bảo yêu cầu về cường độ chịu nén thiết kế.
4. Đề xuất phương pháp thực nghiệm để xác định các hệ số cản Rayleigh cho 72 cấp phối bê tông sử dụng các vật liệu phế phẩm là tro bay và bột đá. Xây dựng được mô hình mạng nơ-ron nhân tạo cho phép dự đoán hệ số cản Rayleigh của bê tông sử dụng vật liệu thay thế với cấp phối bất kỳ.
5. Xác định phương pháp phù hợp để dự đoán chiều sâu vết nứt mở vuông góc với bề mặt của mẫu bê tông sử dụng vật liệu phế phẩm như tro bay và bột đá. Phương pháp này dựa trên thời gian lan truyền nhiễu
xạ (TOFD) để xác định chiều sâu của vết nứt. Việc xác định vết nứt này có thể ứng dụng để kiểm tra các khuyết tật trong bê tông.
Hướng nghiên cứu cần phát triển:
1. Chương trình mô phỏng sự lan truyền sóng siêu âm trong bê tông đã được xây dựng cho trường hợp của bài toán hai chiều với giả thiết là vật liệu đồng nhất. Để có thể ứng dụng sóng siêu âm giải quyết các bài toán thực tế như: xác định cấu trúc, tính đồng nhất, khuyết tật của bê tông, cần phát triển chương trình mô phỏng cho bài toán ba chiều, vật liệu không đồng nhất.
2. Đối tượng bê tông trong nghiên cứu hiện tại được chế tạo từ các vật liệu tại miền Trung là cát, đá dăm, xi măng portland và hai vật liệu phế phẩm là tro bay và bột đá. Khối lượng của hai vật liệu này thay thế cho 20% khối lượng xi măng và cát được sử dụng để chế tạo bê tông truyền thống. Trong thời gian đến, có thể mở rộng đối tượng nghiên cứu bằng cách thay đổi, nâng cao tỉ lệ của các vật liệu tro bay và bột đá, hay thay thế các vật liệu tái chế khác như trấu, xỉ, vụn cao su.
3. Kết quả nghiên cứu ứng dụng sóng siêu âm để dự đoán chiều sâu vết nứt trong luận án là cho vết nứt mở vuông góc bề mặt bê tông. Để có thể ứng dụng trong việc dự đoán chiều sâu các loại vết nứt khác nhau trong thực tế, cần mở rộng hướng nghiên cứu cho các loại vết nứt khác nhau như vết nứt xiên, vết nứt cong, vết nứt bên trong bê tông. Nhờ đó chúng ta có thể thiết lập một cơ sở dữ liệu các vết nứt để sử dụng cho việc xây dựng mô hình dự đoán vết nứt của bê tông trong thực tế dựa trên sóng siêu âm.
4. Để có thể triển khai ứng dụng vào thực tế cho các nhà sản xuất bê tông trong việc lựa chọn cấp phối phù hợp, đặc biệt là cấp phối sử dụng các vật liệu phế phẩm là tro bay và bột đá, cần mở rộng việc thu thập dữ liệu của các mẫu thực tế tại công trình. Từ đó kiểm chứng kết quả và hiệu chỉnh các tham số đầu vào của mô hình dự đoán nơ-ron nhân tạo.
