Nghiên cứu đặc trưng co ngót của bê tông sử dụng cát mịn và cát nghiền trong xây dựng cầu

Nghiên cứu đặc trưng co ngót của bê tông sử dụng cát mịn và cát nghiền từ đá trong xây dựng cầu, góp phần nâng cao chất lượng công trình.

Người đăng

Ẩn danh

Thể loại

luận án tiến sĩ

2022

205
2
0

Phí lưu trữ

55 Point

Mục lục chi tiết

LỜI CAM ĐOAN

LỜI CẢM ƠN

MỤC LỤC

DANH MỤC BẢNG BIỂU

DANH MỤC HÌNH VẼ

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT VÀ KÝ HIỆU

MỞ ĐẦU

1. CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ BÊ TÔNG VÀ BIẾN DẠNG CO NGÓT CỦA BÊ TÔNG SỬ DỤNG CÁT MỊN PHỐI TRỘN CÁT NGHIỀN TỪ ĐÁ

1.1. Giới thiệu về vật liệu cát hỗn hợp phối trộn cát nghiền với cát mịn

1.2. Các nghiên cứu về bê tông sử dụng cát mịn phối trộn cát nghiền trên thế giới

1.3. Ảnh hƣởng của tỉ lệ phối trộn cát nghiền với cát sông đến tính năng cơ học và biến dạng co ngót của bê tông

1.4. Ảnh hƣởng của hàm lƣợng bột đá đến đặc trƣng cơ học và biến dạng co ngót của bê tông

1.5. Ảnh hƣởng của đá gốc sản xuất cát nghiền đến đặc trƣng cơ học và co ngót của bê tông

1.6. Các nghiên cứu cƣờng độ và biến dạng co ngót của bê tông sử dụng cát mịn phối trộn cát nghiền ở Việt Nam

1.7. Các nghiên cứu xác định ảnh hƣởng của biến dạng co ngót đến độ cong/độ võng của dầm bê tông cốt thép

1.8. Kết luận chƣơng 1

2. CHƢƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT NGHIÊN CỨU BIẾN DẠNG CO NGÓT CỦA BÊ TÔNG CÓ SỬ DỤNG CÁT MỊN PHỐI TRỘN CÁT NGHIỀN TỪ ĐÁ

2.1. Co ngót bê tông

2.2. Các yếu tố ảnh hƣởng đến biến dạng co ngót của bê tông

2.3. Các yếu tố ảnh hƣởng đến biến dạng co ngót của bê tông có sử dụng cát mịn phối trộn cát ghiền

2.4. Một số mô hình dự báo biến dạng co ngót của bê tông theo các tiêu chuẩn hiện hành

2.4.1. Tiêu chuẩn Việt Nam 11823:2017

2.4.2. Tiêu chuẩn ACI 209

2.4.3. Tiêu chuẩn châu Âu CEB FIP 2010

2.4.4. Tiêu chuẩn EUROCODE 2

2.4.5. Tiêu chuẩn Anh quốc BS 8110

2.4.6. Tiêu chuẩn Xây dựng Nga

2.4.7. Tiêu chuẩn Úc AS 3600

2.4.8. Tiêu chuẩn Nhật Bản JCSE 2007

2.4.9. Tiêu chuẩn ngành 22 TCN 272-05

2.4.10. Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 5574:2012

2.4.11. Phân tích, đánh giá các mô hình tính toán biến dạng co ngót

2.4.12. Nhận xét về mô hình dự báo co ngót

2.5. Phƣơng pháp thực nghiệm xác định biến dạng co ngót của bê tông theo các tiêu chuẩn hiện hành

2.6. Xây dựng công thức dự báo biến dạng co ngót của bê tông từ kết quả thực nghiệm

2.7. Ảnh hƣởng của co ngót đến biến dạng dài hạn của dầm bê tông cốt thép

2.7.1. Ảnh hƣởng của biến dạng co ngót đến độ võng của dầm bê tông cốt thép

2.7.2. Phân tích ảnh hƣởng của biến dạng dài hạn đến sự hình thành và phát triển độ vồng của dầm Super T

2.8. Kết luận chƣơng 2

3. CHƢƠNG 3: NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM VÀ PHÂN TÍCH, ĐÁNH GIÁ ẢNH HƢỞNG CỦA TÍNH CHẤT VẬT LIỆU CÁT MỊN PHỐI TRỘN CÁT NGHIỀN ĐẾN CÁC ĐẶC TRƢNG CƠ HỌC VÀ BIẾN DẠNG CO NGÓT CỦA BÊ TÔNG TỪ ĐÁ

3.1. Kết quả khảo sát một số mỏ cát mịn và cát nghiền khu vực đồng bằng sông Cửu Long

3.1.1. Kết quả khảo sát các mỏ cát mịn

3.1.2. Kết quả khảo sát các mỏ cát nghiền

3.2. Kết quả phối trộn cát nghiền với cát mịn thành cát hỗn hợp

3.3. Thiết kế thành phần bê tông

3.3.1. Phƣơng pháp tính toán

3.3.2. Vật liệu sử dụng

3.3.3. Xác định cấp phối tối ƣu theo lý thuyết Fuller

3.4. Công tác thí nghiệm các đặc trƣng cƣờng độ bê tông

3.5. Kết quả thí nghiệm

3.5.1. Ảnh hƣởng của tỉ lệ trộn CN/CM đến các đặc trƣng cơ học của bê tông

3.5.2. Ảnh hƣởng của hàm lƣợng bột đá đến các đặc trƣng cơ học của bê tông

3.5.3. Ảnh hƣởng của đá gốc sản xuất cát nghiền

3.6. Phân tích kết quả thí nghiệm

3.6.1. Phân tích ảnh hƣởng của tỉ lệ trộn cát nghiền/cát mịn đến các đặc trƣng cơ học của bê tông

3.6.2. Phân tích ảnh hƣởng của hàm lƣợng bột đá đến các đặc trƣng cơ học của bê tông

3.6.3. Phân tích ảnh hƣởng của đá gốc sản xuất cát nghiền đến các các đặc trƣng cơ học của bê tông

3.7. Thiết lập phƣơng trình quan hệ giữa các tính chất của vật liệu với tính năng cơ học của bê tông

3.7.1. Phƣơng trình quan hệ giữa tỉ lệ trộn cát nghiền/cát mịn với các tính năng cơ học của bê tông

3.7.2. Phƣơng trình quan hệ giữa hàm lƣợng bột đá với các tính năng cơ học của bê tông

3.8. Nội dung thí nghiệm biến dạng co ngót bê tông

3.8.1. Kế hoạch thí nghiệm

3.8.2. Buồng khí hậu

3.8.3. Mẫu thí nghiệm biến dạng co ngót

3.8.4. Quy trình đo biến dạng co ngót

3.8.5. Tính toán kết quả

3.9. Kết quả thí nghiệm co ngót

3.9.1. Nhóm 1: Biến dạng co ngót của các tổ mẫu thay đổi tỉ lệ phối trộn CN/CM

3.9.2. Nhóm 2: Biến dạng co ngót của các tổ mẫu thay đổi hàm lƣợng bột đá

3.9.3. Nhóm 3: Biến dạng co ngót của các tổ mẫu thay đổi loại đá gốc sản xuất cát nghiền

3.9.4. Nhóm 4: Biến dạng co ngót của các tổ mẫu đƣợc so sánh với mẫu đối chứng bê tông sử dụng cát vàng sông Lô

3.9.5. Nhóm 5: Biến dạng co ngót của các tổ mẫu đƣợc so sánh với các tiêu chuẩn hiện hành

3.9.6. Nhóm 6: Ảnh hƣởng của biến dạng co ngót đến sự làm việc của kết cấu bê tông

3.10. Phân tích, đánh giá ảnh hƣởng của tính chất vật liệu đến biến dạng co ngót

3.10.1. Nhóm 1: Ảnh hƣởng của tỉ lệ phối trộn CN/CM

3.10.2. Nhóm 2: Ảnh hƣởng của hàm lƣợng bột đá

3.10.3. Nhóm 3: Ảnh hƣởng của đá gốc sản xuất cát nghiền

3.11. Nhóm 4: So sánh biến dạng do co ngót của bê tông cát mịn phối trộn cát nghiền với bê tông vàng sông Lô

3.12. Nhóm 5: So sánh kết quả nghiên cứu với các tiêu chuẩn hiện hành

3.13. Nhóm 6: Ảnh hƣởng của ứng suất do co ngót đến kết cấu bê tông

3.14. Xây dựng công thức xác định biến dạng co ngót bê tông có sử dụng cát mịn phối trộn cát ghiền

3.14.1. Xây dựng công thức theo tiêu chuẩn CEB FIP 2010

3.14.2. Xây dựng công thức theo tiêu chuẩn ACI 209

3.15. Kết luận chƣơng 3

4. CHƢƠNG 4: PHÂN TÍCH ẢNH HƢỞNG CỦA CO NGÓT ĐẾN BIẾN DẠNG DÀI HẠN CỦA KẾT CẤU DẦM BÊ TÔNG CỐT THÉP

4.1. Nghiên cứu thực nghiệm xác định độ võng dài hạn của dầm BTCT do biến dạng co ngót của bê tông

4.2. Xây dựng mô hình thí nghiệm

4.3. Chế tạo mẫu thí nghiệm

4.4. Bố trí dụng cụ đo

4.5. Các bƣớc tiến hành thí nghiệm

4.6. Xử lý kết quả thí nghiệm

4.7. Đánh giá kết quả đo theo các tiêu chuẩn tính toán hiện hành

4.8. Xây dựng công thức quan hệ giữa mô đun đàn hồi với biến dạng co ngót và độ võng

4.8.1. Lập công thức theo phƣơng pháp lực nén tƣơng đƣơng

4.8.2. Kết quả tính toán ứng suất kéo tại đáy dầm

4.8.3. Kết quả tính toán độ võng của dầm theo nguyên lý ứng suất biến dạng

4.8.4. Công thức xác định mô đun đàn hồi có hiệu từ kết quả thực nghệm

4.9. Phân tích ảnh hƣởng của biến dạng co ngót và trình tự thi công đến biến dạng dài hạn của dầm bê tông dự ứng lực căng trƣớc Super T

4.9.1. Cấu tạo dầm Super T

4.9.2. Các thông số về vật liệu đầu vào

4.9.3. Kết quả theo dõi độ vồng các dầm Super T tại hiện trƣờng

4.9.4. Kết quả tính toán độ vồng từ các số liệu đo biến dạng co ngót

4.10. Nghiên cứu tính toán ảnh hƣởng quá trình thi công đến biến dạng dài hạn của dầm Super T

4.11. Kết luận chƣơng 4

KẾT LUẬN – KIẾN NGHỊ

CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ CỦA TÁC GIẢ CÓ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN

TÀI LIỆU THAM KHẢO

PHỤ LỤC 1: KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM VẬT LIỆU

PHỤ LỤC 2: THIẾT KẾ THÀNH PHẦN BÊ TÔNG VÀ CÁC KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM TÍNH NĂNG CƠ HỌC CỦA BÊ TÔNG

PHỤ LỤC 3: KẾT QUẢ ĐO BIẾN DẠNG CO NGÓT CỦA BÊ TÔNG

PHỤ LỤC 4: THUẬT TOÁN TỐI ƢU HÓA BẦY ĐÀN (PSO)

Tóm tắt

I. Tổng quan về đặc trưng co ngót của bê tông trong xây dựng cầu

Bê tông là một trong những vật liệu xây dựng chủ yếu trong ngành xây dựng cầu. Đặc trưng co ngót của bê tông ảnh hưởng lớn đến độ bền và tuổi thọ của công trình. Việc nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến co ngót của bê tông, đặc biệt là khi sử dụng cát mịn và cát nghiền, là rất cần thiết. Nghiên cứu này sẽ giúp cải thiện chất lượng bê tông và giảm thiểu các vấn đề liên quan đến biến dạng co ngót.

1.1. Đặc điểm của bê tông sử dụng cát mịn và cát nghiền

Bê tông sử dụng cát mịn và cát nghiền có những đặc điểm riêng biệt. Cát mịn giúp tăng cường độ dẻo và khả năng bám dính, trong khi cát nghiền cung cấp độ cứng và khả năng chịu lực tốt hơn. Sự kết hợp này tạo ra một loại bê tông có tính năng vượt trội hơn so với bê tông truyền thống.

1.2. Tầm quan trọng của nghiên cứu co ngót bê tông

Nghiên cứu về co ngót bê tông là rất quan trọng để đảm bảo tính ổn định và độ bền của công trình. Co ngót có thể dẫn đến nứt và hư hỏng, ảnh hưởng đến tuổi thọ của cầu. Việc hiểu rõ các yếu tố ảnh hưởng đến co ngót sẽ giúp các kỹ sư thiết kế và thi công hiệu quả hơn.

II. Vấn đề và thách thức trong việc kiểm soát co ngót bê tông

Co ngót bê tông là một vấn đề phổ biến trong xây dựng cầu. Các yếu tố như độ ẩm, nhiệt độ và thành phần vật liệu đều có thể ảnh hưởng đến quá trình co ngót. Việc kiểm soát các yếu tố này là một thách thức lớn đối với các kỹ sư xây dựng. Nếu không được kiểm soát, co ngót có thể dẫn đến các vấn đề nghiêm trọng như nứt và giảm độ bền của kết cấu.

2.1. Các yếu tố ảnh hưởng đến co ngót bê tông

Có nhiều yếu tố ảnh hưởng đến co ngót của bê tông, bao gồm tỉ lệ nước/xi măng, loại cát sử dụng và điều kiện môi trường. Việc hiểu rõ các yếu tố này sẽ giúp các kỹ sư đưa ra các giải pháp hiệu quả để giảm thiểu co ngót.

2.2. Hệ quả của co ngót không được kiểm soát

Nếu co ngót không được kiểm soát, bê tông có thể bị nứt, dẫn đến giảm độ bền và tuổi thọ của cầu. Điều này không chỉ ảnh hưởng đến an toàn của công trình mà còn gây tốn kém trong việc sửa chữa và bảo trì.

III. Phương pháp nghiên cứu co ngót bê tông với cát mịn và cát nghiền

Nghiên cứu về co ngót bê tông có thể được thực hiện thông qua nhiều phương pháp khác nhau. Các phương pháp thực nghiệm và mô hình hóa là hai trong số những cách hiệu quả nhất để đánh giá ảnh hưởng của cát mịn và cát nghiền đến co ngót. Việc áp dụng các tiêu chuẩn hiện hành cũng rất quan trọng để đảm bảo tính chính xác của kết quả nghiên cứu.

3.1. Phương pháp thực nghiệm xác định co ngót

Phương pháp thực nghiệm bao gồm việc tạo ra các mẫu bê tông với tỷ lệ cát mịn và cát nghiền khác nhau. Sau đó, các mẫu này sẽ được theo dõi để đo đạc biến dạng co ngót theo thời gian. Kết quả sẽ giúp xác định tỷ lệ phối trộn tối ưu.

3.2. Mô hình hóa co ngót bê tông

Mô hình hóa co ngót bê tông có thể được thực hiện bằng cách sử dụng các phần mềm chuyên dụng. Các mô hình này giúp dự đoán biến dạng co ngót dựa trên các yếu tố như thành phần vật liệu và điều kiện môi trường.

IV. Kết quả nghiên cứu và ứng dụng thực tiễn

Kết quả nghiên cứu cho thấy rằng việc sử dụng cát mịn phối trộn với cát nghiền có thể giảm thiểu đáng kể co ngót bê tông. Các ứng dụng thực tiễn của nghiên cứu này có thể được áp dụng trong thiết kế và thi công cầu, giúp nâng cao độ bền và tuổi thọ của công trình. Việc áp dụng các kết quả nghiên cứu vào thực tế sẽ mang lại nhiều lợi ích cho ngành xây dựng.

4.1. Ứng dụng trong thiết kế cầu

Kết quả nghiên cứu có thể được áp dụng trong thiết kế cầu để tối ưu hóa tỷ lệ cát mịn và cát nghiền. Điều này sẽ giúp giảm thiểu co ngót và nâng cao độ bền của kết cấu.

4.2. Kết quả thực nghiệm và phân tích

Các kết quả thực nghiệm cho thấy rằng bê tông sử dụng cát mịn phối trộn cát nghiền có độ co ngót thấp hơn so với bê tông truyền thống. Phân tích này sẽ giúp các kỹ sư đưa ra các quyết định chính xác hơn trong quá trình thi công.

V. Kết luận và triển vọng tương lai của nghiên cứu

Nghiên cứu về đặc trưng co ngót của bê tông với cát mịn và cát nghiền đã chỉ ra rằng việc lựa chọn vật liệu phù hợp có thể giảm thiểu đáng kể co ngót. Tương lai của nghiên cứu này hứa hẹn sẽ mang lại nhiều giải pháp mới cho ngành xây dựng, đặc biệt là trong việc cải thiện chất lượng bê tông và độ bền của công trình.

5.1. Kết luận về nghiên cứu

Nghiên cứu đã xác định rõ ràng rằng cát mịn và cát nghiền có ảnh hưởng tích cực đến đặc trưng co ngót của bê tông. Việc áp dụng các kết quả này sẽ giúp nâng cao chất lượng công trình.

5.2. Triển vọng nghiên cứu trong tương lai

Triển vọng nghiên cứu trong tương lai có thể bao gồm việc phát triển các loại bê tông mới với tính năng vượt trội hơn. Các nghiên cứu tiếp theo cũng nên tập trung vào việc tối ưu hóa tỷ lệ phối trộn và điều kiện thi công để đạt được kết quả tốt nhất.

17/07/2025