I. Tính cấp thiết của nghiên cứu
Nghiên cứu về bê tông cốt liệu nhẹ (Light Weight Concrete - LWC) trong xây dựng, đặc biệt là trong lĩnh vực cầu đường, đã trở thành một chủ đề quan trọng. Các công trình cầu sử dụng bê tông nhẹ đã được áp dụng rộng rãi tại nhiều quốc gia, đặc biệt là Mỹ và châu Âu. Các tiêu chuẩn tính toán cho LWC đã được thiết lập, cho phép tối ưu hóa thiết kế và thi công. Việc sử dụng bê tông nhẹ giúp giảm trọng lượng kết cấu, từ đó nâng cao khả năng khai thác và giảm chi phí vận chuyển. Các nghiên cứu cho thấy bê tông nhẹ có khả năng chống thấm tốt hơn, đặc biệt là trong việc cải thiện khả năng chống thấm của các ion clo. Điều này rất quan trọng trong bối cảnh xây dựng cầu, nơi mà độ bền và tuổi thọ của kết cấu là yếu tố quyết định. Các công trình điển hình như cầu New Eidsvoll Sund và cầu Grenland đã chứng minh hiệu quả của bê tông nhẹ trong thực tế.
II. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
Đối tượng nghiên cứu của luận án là bê tông cốt liệu nhẹ sử dụng cốt liệu keramzit và các kết cấu liên quan. Phạm vi nghiên cứu tập trung vào các đặc tính bền thấm nước và thấm ion clo của bê tông cốt liệu nhẹ trong điều kiện khí hậu Việt Nam. Nghiên cứu sẽ không đề cập đến ăn mòn bê tông do sunphat, mà chỉ tập trung vào tác động của ion clo. Việc đánh giá độ bền lâu của bê tông nhẹ trong điều kiện thực tế là rất cần thiết, nhằm cung cấp cơ sở dữ liệu cho thiết kế và thi công các công trình cầu. Các nghiên cứu trước đây đã chỉ ra rằng độ bền của bê tông nhẹ có thể bị ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố, bao gồm thành phần cốt liệu, điều kiện bảo dưỡng và phương pháp thi công.
III. Phương pháp nghiên cứu
Phương pháp nghiên cứu chủ yếu bao gồm tổng hợp, phân tích và so sánh các kết quả thực nghiệm. Nghiên cứu lý thuyết sẽ được kết hợp với thực nghiệm để xác định các tương quan giữa các yếu tố ảnh hưởng đến độ bền của bê tông cốt liệu nhẹ. Các thí nghiệm sẽ được thực hiện để đo đạc độ thấm nước và thấm ion clo, từ đó xây dựng mô hình dự báo tuổi thọ của kết cấu. Việc áp dụng các lý thuyết tiên tiến về độ bền của bê tông sẽ giúp xác định các công thức thực nghiệm phù hợp. Mô hình hóa sẽ được sử dụng để dự đoán tuổi thọ của các kết cấu bê tông cốt thép sử dụng bê tông cốt liệu nhẹ trong điều kiện Việt Nam.
IV. Những đóng góp mới của luận án
Luận án đã tiến hành các nghiên cứu thực nghiệm về độ thấm nước và thấm ion clo của bê tông cốt liệu nhẹ C30 dưới tác động của tải trọng. Kết quả cho thấy khi tăng tải trọng nén, độ thấm nước của bê tông nhẹ tăng đáng kể. Một mô hình thí nghiệm đã được thiết kế để kiểm tra ảnh hưởng của tải trọng nén đến độ thấm ion clo. Luận án cũng đã xác định được mối quan hệ giữa hệ số khuếch tán ion clo và hệ số thấm nước của bê tông cốt liệu nhẹ. Các kết quả này sẽ cung cấp cơ sở cho việc dự đoán tuổi thọ của các kết cấu bê tông cốt thép sử dụng bê tông nhẹ, từ đó nâng cao hiệu quả trong thiết kế và thi công các công trình cầu.
