Th.S. NCS. Hồ Anh Cương
Đại học Toulouse, INSA-UPS, LMDC, Cụng hũa Phỏp
TS. Tuattsinze Anaclet
Đại học Toulouse, INSA-UPS, LMDC, Cụng hũa Phỏp
PGS. TS. Vũ Đức Chớnh
Viện Khoa học và Cụng nghệ GTVT
Túm tắt. Bài bỏo trỡnh bày cỏc kết quả thớ nghiệm với bờ tụng xi măng sử dụng cốt liệu cao su- BTCS, trong đú cỏt tự nhiờn (0-4 mm) được thay thế bởi cốt liệu cao su (CLCS) tới 40% về thể
tớch. Thụng qua thớ nghiệm uốn ba điểm dầm cắt khấc, nghiờn cứu cho thấy thụng số hư hỏng (D) (damage parameter) của vật liệu giảm khi tăng tỷ lệ thể tớch CLCS. Cũng trong bài bỏo này, kỹ
thuật phỏt õm thanh AE (acoustic emission) đó được ứng dụng để nhận biết sự hư hỏng của bờ tụng khi phõn tớch cỏc thụng số AE. Dưới tỏc dụng của tải trọng, hư hỏng xuất hiện, kốm theo sự
dịch chuyển bờn trong kết cấu và tạo nờn cỏc tớn hiệu AE (AE hits). Đường cong lực-độ vừng của thớ nghiệm uốn ba điểm phự hợp với thay đổi của cỏc tớn hiệu AE. Bỏo cỏo cũng thiết lập quan hệ
giữa thụng số hư hỏng và tớn hiệu AE tớch lũy.
Abstract. This contribution focuses on experimental results of tests performed on rubberized
concrete produced by using rubber aggregates partly replacing natural sand (0-4 mm) up to 40% by volume. The effect of rubber aggregate on the damage parameter (D) was investigated by conducting three-point bending tests on notched beam. It is confirmed that the D decreased with the increasing of rubber content. In this paper, acoustic emission (AE) technique was applied to detect and possibly identify damage mechanism in concrete by analyzing AE parameters. The damage occurring due to loading with displacements, events inside materials and causes AE signals. The research showed a good correlation existing among curve of load-deflection and changes of AE signals. Relationship between damage parameter and cumulative AE hits is clarified.
1. Đặt vấn đề
Trong thời gian khoảng 20 năm trở lại đõy, nhiều đề tài đó thực hiện để nghiờn cứu tỏi sự dụng lốp xe phế thải bằng cỏch nghiền nhỏ thành cỏc mảnh nhỏ (mảnh, mẩu vụn, cốt liệu hoặc sợi cao su)
để sử dụng làm cốt liệu (CLCS) trong hỗn hợp bờ tụng xi măng (BTCS) [1-5].
Cỏc kết quả nghiờn cứu cho thấy, cốt liệu cao su (CLCS) làm giảm cỏc tớnh chất cơ học của BTCS so với bờ tụng đối chứng (cường độ chịu nộn, kộo và uốn, v.v…). Mặc dự khi sử dụng CLCS, một số tớnh chất cơ học của bờ tụng cú giảm nhưng một số tớnh chất khỏc đó được cải thiện, vớ dụ như
khả năng biến dạng tăng rừ rệt trong vữa xi măng cao su [6]. Tuy nhiờn, cỏc thụng tin vềđặc tớnh phỏ hủy của BTCS vẫn cũn hạn chế, vớ dụ Topỗu [7] thấy rằng, chỉ sốđộ giũn BI (Brittleness Index) đạt giỏ trị cao nhất ứng với tỷ lệ 15% CLCS trong khi cường độ chịu nộn và độ bền dai (toughness) cú xu hướng giảm. Bờn cạnh đú, chưa cú nhiều kết quả nghiờn cứu về thụng số hư hỏng D (Damage parameter) của BTCS.
Để nghiờn cứu sự hư hỏng trong bờ tụng, hiện nay cú một số phương phỏp như nhiễu xạ qua tia X (X-ray diffraction analysis), kớnh hiển vi (microscopy observation), siờu õm (ultrasonic speed measurement) hay cường độ điện (electrical resistance measurement), v.v... Tuy nhiờn, cỏc phương
phỏp này chưa đỏnh giỏ được theo khụng gian ba chiều của những hư hỏng nằm bờn trong vật liệu, kết cấu.
Nhờ khả năng xỏc định theo khụng gian ba chiều những biến đổi của cỏc vết nứt vi mụ bờn trong vật liệu, phương phỏp õm thanh AE (acoustic emission) đó được sử dụng để nghiờn cứu sự hỡnh thành, phỏt triển vết nứt vi mụ cũng như sự hư hỏng trong vật liệu bờ tụng [8-10]. Vớ dụ, Maji và Shah [8,9] nghiờn cứu vị trớ, quỏ trỡnh phỏt triển của vết nứt và cỏc đặc tớnh của vựng phỏ hoại (Fracture Process Zone-FPZ) của bờ tụng. Trong một nghiờn cứu khỏc, Mihashi và cỏc đồng sự [11] ứng dụng kỹ thuật AE sơđồ ba chiều đểđỏnh giỏ khả năng làm việc của dầm hẫng đụi.
Bài bỏo này đưa ra cỏc kết quả nghiờn cứu đỏnh giỏ ảnh hưởng của CLCS tới một trong cỏc đặc tớnh phỏ hủy của bờ tụng cao su: thụng số hư hỏng D (damae parameter D) trờn cơ sở thớ nghiệm phỏ hủy- uốn dầm (uốn ba điểm). Đặc biệt, kỹ thuật AE sơđồ ba chiều đó được ỏp dụng để nghiờn cứu ảnh hưởng của CLCS tới sự phỏt triển vết nứt trong bờ tụng và qua đú kiểm tra lại độ tin cậy của phương phỏp phỏ hủy. Quan hệ giữa thụng số hư hỏng và cỏc tớn hiệu AE cũng được thiết lập trong bài bỏo này.