Với các yêu cầu của công tác thiết kế kết cấu dầm bê tông dự ứng lực, một số đặc trưng cơ học cần được xem xét đánh giá khi sử dụng bê tông cường độ cao như cường độ chịu nén, mô đun đàn hồi, cường độ chịu kéo khi uốn, co ngót, từ biến...; các đặc trưng cơ học này đã có nhiều nghiên cứu trước đây đối với bê tông cường độ cao, tuy nhiên cần được kiểm chứng lại với bê tông sử dụng cấp phối C60, C70, C80 và vật liệu địa phương vùng Đông Nam Bộ.
2.3.1.1. Mô đun đàn hồi
Mô đun đàn hồi của bê tơng cường độ cao thường được ước tính thơng qua giá trị cường độ chịu nén của bê tông. Theo ACI 363R-10 [8], các cơng thức sau có thể sử dụng:
Cơng thức do Martinez và cộng sự (1982) đề xuất:
c c
E 3320 f ' 6900 (Mpa) 21 Mpa < f 'c83 Mpa (2.15) Công thức do Cook (1989) đề xuất:
5 2.55 0.315
c c c
E 3.385 10 w (f' ) (Mpa) (2.16) Công thức do Ahman và Shah (1985) đề xuất:
5 2.55 0.325
c c c
E 3.385 10 w (f' ) (Mpa) f 'c 84 Mpa (2.17) Công thức do Tomosawa và Noguchi (1993) đề xuất:
2 1/3 4 c c c 1 2 w f' E 3.35 10 k .k (Mpa) 2400 60 (2.18)
Công thức do Berke và công sự (1992) đề xuất:
c
E 32.297 CF 71.963 SF 3121 LN(age) +12,391 (Mpa) (2.19) Trong đó: CF và SF là tham số theo loại cốt liệu và muội silic.
Công thức do Radain và công sự (1993) đề xuất:
0.5
c c
E 14, 495 2176 f' (Mpa) (2.20) Công thức do báo cáo của FIP-CEB (1990) đề xuất:
1/3
c ck
E 21,500 f 8 / 10 (Mpa) f 'c 80 Mpa (2.21) Do độ phân tán của dữ liệu thí nghiệm của các nghiên cứu nên khơng thể cho rằng cơng thức nào chính xác hơn cả, vì vậy việc thí nghiệm để lựa chọn cơng thức phù hợp nhất với vật liệu địa phương là rất cần thiết. Vấn đề này là do ảnh hưởng đáng kể của loại cốt liệu và thành phần cấp phối cụ thể.
2.3.1.2. Cường độ chịu kéo khi uốn
Cường độ chịu kéo khi uốn của bê tông fr đã được nhiều tác giả nghiên cứu đánh giá và đề xuất các công thức thực nghiệm để xác định thông qua cường độ chịu nén của bê tông f’c ; trong tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 11823-5:2017 [4], cường độ chịu kéo khi uốn của bê tơng có tỷ trọng thông thường với cường độ chịu nén lên đến 105MPa có thể xác định theo cơng thức:
r c
f 0.63 f ' (Mpa) (2.22) Theo ACI 318-14 [7], cường độ chịu kéo khi uốn của bê tơng có thể tính theo cơng thức sau:
r c
f 0.62 f ' (Mpa) (2.23) với = 1 đối với bê tông tỷ trọng thông thường.
Carrasquillo và cộng sự (1982) [8] đề xuất cơng thức ước tính cường độ chịu nén khi uốn của bê tông tỷ trọng thông thường như sau:
r c
f 0.94 f ' (Mpa) 21 Mpa < f 'c83 Mpa (2.24) Mokhtarzadeh và French (2000a) [8] đề xuất cơng thức ước tính cường độ chịu kéo khi uốn của bê tông cường độ cao theo hình thức bảo dưỡng mẫu như sau:
0.57
r c
f 0.92 f ' (psi) đối với mẫu bảo dưỡng thông thường. (2.25)
0.4
r c
f 23.57 f ' (psi) đối với mẫu bảo dưỡng bằng hơi nước. (2.26) Với nhiều đề xuất khác nhau từ các nghiên cứu, việc chọn lựa công thức phù hợp để sử dụng trong tính tốn thiết kế với bê tông cường độ cao khu vực Đông Nam Bộ là rất cần thiết.
2.3.1.3. Các đặc trưng cơ lý khác
Hệ số Poisson: nhiều nghiên cứu về hệ số poisson của bê tông nêu quan điểm rằng bê tơng cường độ cao có thể dùng hệ số poisson 0,2 như bê tơng thường[23,26,29].
Co ngót: báo cáo 595 NCHRP [23] nêu rằng co ngót của bê tông cường độ cao cũng gần giống với bê tơng thường, do vậy vẫn có thể dùng cơng thức trong AASHTO LRFD để dự tính độ co ngót của bê tông cường độ cao như sau:
3sh k k k k 0, 48 10s hs f td