3.3 Chương trình thí nghiệm nén - đẩy (push - out
3.3.2 Chế tạo mẫu và chuẩn bị thiết bị thí nghiệm
3.3.2.1 Gia công thép
Tấm thép có bề dày 6mm được dập sóng để tạo ra hình dạng của thép tấm định hình. Hai tấm thép định hình được đặt đối xứng và được hàn với nhau thông qua hai tấm thép dày 6mm.Tấm perfobond được gia công bằng cách cắt từng miếng thép và phay trên máy CNC tự động để đảm bảo hình dạng của mẫu sau khi gia công gần như chính xác tuyệt đối với với bản vẽ thiết kế, sau đó perfobond sẽ được hàn vào dầm thép. Tiếp theo đó cốt thép chịu lực được hàn định vị vào vùng chốt bê tông, cuối cùng lưới thép của lớp bảo vệ được hàn gắn vào mẫu. Lưới thép này có tác dụng chống nứt cho khối bê tông trong suốt quá trình phát triển cường độ. Sau khi hàn thép vào hai bên, ta có được hình dạng mẫu như hình 3.9.
3.3.2.2 Công tác ván khuôn và đổ bê tông
Ván khuôn cho các nhóm mẫu sử dụng ván loại gỗ chuyên dụng, dày 20mm và được gia công theo bản vẽ đã thiết kế và được liên kết bằng đinh vít. Tại vị trí tiếp giáp giữa gỗ và thép tiến hành dán keo vải và keo silicon nhằm tránh chảy nước vữa xi măng trong quá trình đổ bê tông. Sau khi cố định chân ván khuôn và giằng giữ hai bên bản thành, lắp đặt mẫu vào ván khuôn như hình 3.10.
Hình 3.9: Mẫu thí nghiệm sau khi được hàn xong
Hình 3.10: Mẫu thí nghiệm được lắp vào ván khuôn
Bê tông được chuẩn bị theo cấp phối trình bày ở bảng 3.1, sử dụng máy trộn bê tông loại 40 lít, trước khi trộn tiến hành lau cối trộn bằng khăn ướt, cốt liệu sau khi cân khối lượng xong sẽ được cho vào cối trộn. Đầu tiên là đổ xi măng và cát vào trộn đều, tiếp theo là đá và cuối cùng là nước. Trộn đều hỗn hợp đến khi bê tông đạt độ dẻo cần thiết.
Công tác đổ bê tông sẽ được tiến hành khi trộn xong mẻ đầu tiên. Tiến hành đổ từng lớp khoảng 15cm, đầm bằng dùi đến khi nước vữa xi măng nổi lên bề mặt thì tiếp tục đổ vào lớp tiếp theo. Sau khi bê tông đổ xong mẻ cuối cùng thì dùng bay làm phẳng bề mặt mẫu như hình 3.11.
Bảo quản mẫu bằng cách lấy khăn ướt phủ lên bề mặt từ 2 - 3 ngày, sau đó hàng ngày xịt nước lên mẫu để tránh nứt bề mặt bê tông. Công tác bảo quản cũng tiến hành tương tự như vậy đối với các mẫu nhỏ dùng để nén kiểm tra cường độ bê tông.
Hình 3.11: Mẫu thí nghiệm sau khi đổ bê tông xong
Sau khi đổ bê tông 5 - 7 ngày, tiến hành tháo ván khuôn mẫu thí nghiệm, dùng sơn nước màu trắng sơn mẫu để chuẩn bị cho công tác thí nghiệm. Hình dạng mẫu thí nghiệm hoàn chỉnh được mô tả như hình 3.12.
Hình 3.12: Mẫu thí nghiệm sau khi sơn xong
3.3.2.3 Lắp đặt thiết bị thí nghiệm
Để tiết kiệm thời gian chờ đợi đến khi bê tông đạt cường độ như thiết kế, trong thành phần bê tông có sử dụng loại phụ gia giảm nước và tăng dẻo để thúc đẩy nhanh quá trình đóng rắn. Sau hai tuần cường độ của bê tông sẽ đạt được mác thiết kế.
Các nhóm mẫu sẽ được tiến hành thí nghiệm push - out sau khi đổ bê tông được 14 ngày. Hai đại lượng quan trọng được ghi lại trong suốt quá trình gia tải là lực và độ trượt tương đối giữa bản bê tông và tấm thép định hình. Ngoài ra biến dạng ngang do bản bê tông bị tách đôi cũng được đo thêm để phục vụ cho các phân tích về sau.
Hình 3.13 và 3.14 mô tả cách lắp đặt thiết bị đo cho thí nghiệm push - out, trong đó biến dạng trượt giữa bê tông và thép được đo bởi cảm biến chuyển vị (linear variable displacement transducer - LVDT) LVDT-1 và LDVT-2, độ mở rộng vết nứt trên bản bê tông hai bên được đo bởi LVDT-3 và LVDT-4. Lực tác dụng lên mẫu được ghi nhận từ cảm biến đo lực (load cell, cấp tải 1000kN).
Sau khi gắn xong các cảm biến, mẫu được đưa vào bệ máy thí nghiệm vạn năng và tất cả các cảm biến được nối với hệ thống thu thập số liệu. Hệ thống này được điều khiển bởi phần mềm và thu thập toàn bộ các tín hiệu một cách tự động trong suốt quá trình thí nghiệm. Hình 3.15 mô tả mẫu đã lắp đặt xong các thiết bị và chuẩn bị gia tải.
3.3.2.4 Sơ đồ gia tải và quy trình thí nghiệm
Quá trình gia tải được tiến hành theo hướng dẫn của EC4 [27], theo đó tải trọng tác dụng được chia thành 3 giai đoạn chính: giai đoạn 1 tiến hành tăng tải lên khoảng 40%tải lớn nhất (Pmax), sau đó lặp lại 2 lần. Giai đoạn 2, tải trọng được lặp lại 25 lần với cấp tải dao động từ10%−40%Pmax để khử ma sát và lực bám dính giữa bê tông và thép. Sau khi kết thúc giai đoạn lặp, tải sẽ được tăng dần đến khi mẫu bị phá hoại. Sơ đồ gia tải được thể hiện trong hình 3.16.
Hình 3.13: Lắp đặt thiết bị đo biến dạng trượt
Hình 3.14: Lắp đặt thiết bị đo độ mở vết nứt