Kc ɛ σb0/ σc0 ψ à
0,667 0,1 1,16 30 0,00005
Trong đú:
Kc: Tỉ số cường độ chịu kộo ngoài mặt phẳng làm việc so với cường độ chịu
nộn trong mặt phẳng làm việc. ɛ : Hệ số lệch tõm vật liệu.
σb0/ σc0: Hệ số giữa cường độ chịu nộn 1 trục và cường độ chịu nộn 2 trục. ψ : Gúc phỏ hủy
CHƯƠNG 3
NGHIấN CỨU THỰC NGHIỆM TRấN DẦM CAO Bấ TễNG CỐT THẫP GIA CƯỜNG BẰNG SỢI THẫP
3.1. Cụng tỏc thớ nghiệm:
3.1.1. Nhiệm vụ thớ nghiệm:
- Đỳc 04 dầm cao BTCT, kớch thước L x H x B = 2200 x 750 x 300 (mm), sử dụng bờ tụng cú cường độ B22,5 (tương đương M300), cốt thộp dọc chịu lực 3 thanh ỉ16 bố trớ phớa trờn và phớa dưới dầm, 2 thanh ỉ12 bố trớ giữa dầm, thộp đai ỉ8a100. Trong đú, 01 dầm sử dụng BTCT thụng thường; 03 dầm sử dụng BTCT gia cường bằng sợi thộp Auber Steel, loại dài 6 cm, dày 0,75 mm (L / D = 80), cú múc 02 đầu, với hàm lượng (theo khối lượng) sử dụng lần lượt là 1%, 2% và 3%. Mỗi dầm đỳc kốm bộ 03 mẫu để xỏc định cường độ chịu nộn và 03 mẫu để xỏc định cường độ chịu kộo của bờ tụng thụng thường và bờ tụng cú gia cường sợi thộp với tỷ lệ tương ứng.
- Uốn 04 dầm cao nờu trờn theo phương phỏp uốn 3 điểm để xỏc định cường độ chịu lực và độ vừng của dầm, khảo sỏt sự xuất hiện và phỏt triển vết nứt của dầm sử dụng BTCT thụng thường và BTCT cú gia cường bằng sợi thộp.
3.1.2. Nguyờn vật liệu sử dụng:
- Xi măng: Nhón hiệu INSEE PCB - 40.
- Cốt liệu lớn: Đỏ dăm 1 cm x 2cm theo TCVN: 7576 - 2005. - Cốt liệu nhỏ: Cỏt vàng theo TCVN: 7576 - 2005.
- Nước: Nước sạch thủy cục theo tiờu chuẩn TCXDVN 302 - 2004. - Cốt thộp: Theo TCVN 1651 – 2 : 2008
+ Thộp dọc: Sử dụng thộp ỉ16 CB300 - V + Thộp đai: sử dụng thộp trũn trơn ỉ8a100.
- Sợi thộp: Sử dụng sợi thộp Auber Steel, kớch thước sợi L x D = 60 x 0,75 (mm), (L / D = 80), cú cỏc thụng số cơ bản theo Hỡnh 3.2.
Khối lượng sợi thộp sử dụng để gia cường trong dầm với tỷ lệ 1%, 2% và 3% lần lượt là 25kg, 50kg và 75kg.
Thụng số Kớch thước
Đường kớnh sợi (D) 0,75 mm (± 0,08 mm) Chiều dài sợi (L) 60 mm (+ 6 mm / - 6 mm) Chiều dài múc (l và l’) 1 - 4 mm
Chiều sõu múc (h và h’) 1,8 mm (+ 1 / - 0 mm) Gúc uốn (α và α’) 450 (ớt nhất 300) Tỷ lệ phương diện (L/D) 80
Độ lồi của sợi Tối đa 5% của l’
Gúc xoắn của sợi < 300
Số lượng sợi / kg 4800
Tổng chiều dài sợi / 10 kg 1.312 m
Một số hỡnh ảnh thực tế vật liệu sử dụng đỳc dầm:
Hỡnh 3.3. Vật liệu sử dụng đỳc dầm cao BTCT
3.1.3. Cấp phối:
Sử dụng bờ tụng cấp độ bền B 22,5 (tương đương M300) với cấp phối như sau (đơn vị tớnh trờn mỗi m3 bờ tụng):
Bảng 3.1. Cấp phối bờ tụng cấp độ bền B 22,5 (M300)
Loại vật liệu Khối lượng (kg) Thể tớch quy đổi (m3)
Đỏ 1 x 2 (cm) 1.379 0,862
Cỏt 632 0,436
Xi măng 394
Nước 195
3.1.4. Quy trỡnh đỳc dầm: - Chuẩn bị nguyờn vật liệu. - Chuẩn bị nguyờn vật liệu.
Cỏt, đỏ 1cm x 2 cm rửa sạch, phơi khụ. Thộp dọc được cắt, uốn, bo theo kớch thước dầm. Thộp đai đặt gia cụng uốn sẵn.
- Gia cụng cốp-pha: Sử dụng cốp-pha phủ phim, dày 11 mm, đúng đinh thộp. Kớch thước cốp-pha phự hợp với kớch thước dầm: L x H x B = 2200 x 750 x 300 (mm).
Hỡnh 3.4. Gia cụng cốp-pha
- Gia cụng cốt thộp.
- Nhào trộn bờ tụng và đỳc mẫu. Sử dụng mỏy trộn bờ tụng trộn đều hỗn hợp cốt liệu theo cấp phối thành hỗn hợp bờ tụng và sợi thộp (đối với những dầm cú gia cường sợi thộp) và đổ bờ tụng dầm.
Hỡnh 3.6. Sử dụng mỏy trộn bờ tụng để đỳc dầm
Hỡnh 3.7. Nhào trộn bờ tụng gia cường sợi thộp và đỳc dầm
- Dưỡng hộ. Thực hiện dưỡng hộ bằng hỡnh thức tưới nước và giữ ẩm cho dầm. Thời gian dưỡng hộ dầm là 28 ngày.
Hỡnh 3.8. Dầm cao BTCT sau khi thỏo cốp-pha
3.1.5. Dụng cụ thớ nghiệm:
Sử dụng khung uốn dầm tại Phũng Thớ nghiệm cụng trỡnh - Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chớ Minh để uốn 04 dầm cao theo phương phỏp uốn 3 điểm. Hệ thống khung uốn và loadcell gia tải bằng thủy lực cú mức tải trọng tối đa 500 kN. Vận chuyển, lắp đặt hệ thống gối đỡ và đưa dầm vào vị trớ thớ nghiệm bằng hệ thống cầu trục.
Hỡnh 3.10. Hệ thống loadcell gia tải bằng thủy lực
Gắn 02 thiết bị đo chuyển vị tại vị trớ giữa dầm, kết hợp với bộ đo Data Logger để nghiờn cứu độ vừng của dầm phụ thuộc vào lực tỏc động lờn dầm.
Cỏc dầm cao được kẻ lưới 10 cm x 10 cm để khảo sỏt sự xuất hiện và phỏt triển vết nứt; sau đú được lần lượt cẩu lờn gối tựa bằng hệ thống cầu trục. Chiều dài toàn bộ dầm là 2,2m, tựa lờn mỗi bờn gối một đoạn 0,2m, khoảng cỏch lọt lũng giữa 2 gối tựa là 1,8m.
Lắp đặt 02 dụng cụ đo chuyển vị tại vị trớ giữa dầm, kết nối 3 kờnh vào Data Logger, gồm Kờnh 01: đo lực tỏc động, lấy số liệu từ hệ thống Loadcell; cỏc Kờnh 02 và Kờnh 03 lấy số liệu chuyển vị của dầm phụ thuộc vào lực tỏc động lờn dầm tại từng thời điểm.
Hỡnh 3.12. Lắp đặt dầm vào vị trớ thực hiện thớ nghiệm uốn 3 điểm
Hỡnh 3.14. Uốn mẫu xỏc định cường độ chịu kộo khi uốn của bờ tụng
Hỡnh 3.15. Đo độ sụt của bờ tụng bằng nún cụt Abrams 3.2. Kết quả thớ nghiệm 3.2. Kết quả thớ nghiệm