Luận án tiến sĩ kỹ thuật nghiên cứu thực nghiệm biến dạng co ngót của bê tông trong điều kiện khí hậu chuẩn tại gia lai

Luận án tiến sĩ kỹ thuật nghiên cứu biến dạng co ngót của bê tông trong điều kiện khí hậu chuẩn tại Gia Lai, đóng góp quan trọng cho ngành xây dựng.

• Tác giả: Nguyễn Bá Thạch
• Người hướng dẫn: PGS. Trương Hoài Chính
• Trường học: Đại học Đà Nẵng
• Chuyên ngành: Cơ kỹ thuật
• Đề tài: Nghiên Cứu Thực Nghiệm Biến Dạng Co Ngót Bê Tông Trong Điều Kiện Khí Hậu Chuẩn Tại Gia Lai
• Loại tài liệu: Luận án tiến sĩ
• Năm xuất bản: 2019
• Địa điểm: Đà Nẵng

Tóm tắt

I. Nghiên cứu lý thuyết về biến dạng co ngót của bê tông

Phần này tổng quan các nghiên cứu về biến dạng co ngót của bê tông trên thế giới và tại Việt Nam. Các yếu tố ảnh hưởng đến mô đun đàn hồi và biến dạng co ngót được phân tích chi tiết. Các mô hình dự báo biến dạng co ngót theo thời gian từ các tiêu chuẩn quốc tế như GOST, AS 3600, ACI 209R-92, và CEB-FIP 2010 được so sánh. Phần này cũng đề cập đến cơ chế hình thành vết nứt do biến dạng co ngót và ảnh hưởng của cốt thép trong kết cấu bê tông.

1.1. Tổng quan nghiên cứu biến dạng co ngót

Các nghiên cứu về biến dạng co ngót trên thế giới và tại Việt Nam được tổng hợp. Các yếu tố ảnh hưởng như thành phần vật liệu, điều kiện môi trường, và phương pháp bảo dưỡng được phân tích. Các mô hình dự báo biến dạng co ngót từ các tiêu chuẩn quốc tế được so sánh để đánh giá độ chính xác và phù hợp với điều kiện địa phương.

1.2. Cơ chế và yếu tố ảnh hưởng đến co ngót

Cơ chế co ngót thực và co ngót biểu kiến được giải thích chi tiết. Các yếu tố bên trong như thành phần cấp phối, hàm lượng nước, và xi măng, cùng các yếu tố bên ngoài như độ ẩm, nhiệt độ, và điều kiện bảo dưỡng được phân tích. Phần này cũng đề cập đến ảnh hưởng của cốt thép và cốt sợi thép trong việc hạn chế biến dạng co ngót.

II. Nghiên cứu thực nghiệm biến dạng co ngót tại Gia Lai

Phần này trình bày các thí nghiệm thực nghiệm về biến dạng co ngót của bê tông trong điều kiện khí hậu chuẩn tại Gia Lai. Các thí nghiệm bao gồm xác định cường độ chịu nén, mô đun đàn hồi, và đo biến dạng co ngót theo thời gian. Các mẫu bê tông thường, bê tông cốt sợi thép, và bê tông cốt thép được sử dụng để so sánh kết quả. Phần này cũng mô tả quy trình chế tạo mẫu, bảo dưỡng, và thiết bị thí nghiệm.

2.1. Đặc trưng khí hậu và mục đích thí nghiệm

Điều kiện khí hậu chuẩn và tự nhiên tại Gia Lai được mô tả chi tiết. Mục đích của các thí nghiệm là đánh giá ảnh hưởng của điều kiện khí hậu đến biến dạng co ngót của bê tông. Các thí nghiệm được thiết kế để đo lường cường độ chịu nén, mô đun đàn hồi, và biến dạng co ngót theo thời gian.

2.2. Quy trình thí nghiệm và kết quả

Quy trình chế tạo mẫu, bảo dưỡng, và đo lường biến dạng co ngót được mô tả chi tiết. Các kết quả thí nghiệm về cường độ chịu nén, mô đun đàn hồi, và biến dạng co ngót được trình bày và phân tích. Phần này cũng so sánh kết quả giữa các loại bê tông khác nhau để đánh giá hiệu quả của cốt sợi thép và cốt thép trong việc hạn chế biến dạng co ngót.

III. Phân tích và đánh giá kết quả nghiên cứu

Phần này phân tích và đánh giá kết quả thí nghiệm về biến dạng co ngót của bê tông trong điều kiện khí hậu chuẩn tại Gia Lai. Các hệ số thực nghiệm được đề xuất để dự báo biến dạng co ngót theo thời gian. Phần này cũng so sánh kết quả với các tiêu chuẩn quốc tế và đánh giá ảnh hưởng của tỷ lệ nước/xi măng đến biến dạng co ngót.

3.1. Đánh giá cường độ chịu nén và mô đun đàn hồi

Kết quả thí nghiệm về cường độ chịu nén và mô đun đàn hồi của bê tông thường và bê tông cốt sợi thép được phân tích. Các hệ số thực nghiệm được đề xuất để dự báo biến dạng co ngót theo thời gian. Phần này cũng so sánh kết quả với các tiêu chuẩn quốc tế như AS 3600 và GOST 24544-81.

3.2. Ảnh hưởng của tỷ lệ nước xi măng đến co ngót

Ảnh hưởng của tỷ lệ nước/xi măng đến biến dạng co ngót của bê tông thường, bê tông cốt sợi thép, và bê tông cốt thép được đánh giá. Phần này cũng so sánh biến dạng co ngót giữa các loại bê tông khác nhau và đánh giá hiệu quả của cốt sợi thép và cốt thép trong việc hạn chế biến dạng co ngót.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Chương 1. NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM BIẾN DẠNG CO NGÓT CỦA BÊ TÔNG TRONG ĐIỀU KIỆN KHÍ HẬU TẠI GIA LAI. Đặc trưng khí hậu tại Gia Lai. Điều kiện khí hậu chuẩn tại Gia Lai (ĐKC).

Điều kiện khí hậu tự nhiên môi trường tại Gia Lai (ĐKTN). Mục đích thí nghiệm. Nội dung thí nghiệm. Thí nghiệm xác định cường độ chịu nén đối chứng của bê tông thường ở 28 ngày tuổi.

Thí nghiệm xác định giá trị cường độ chịu nén và mô đun đàn hồi theo thời gian của bê tông. Thí nghiệm đo biến dạng co ngót theo thời gian của bê tông. Thí nghiệm đo co ngót hạn chế của bê tông bằng Vòng kiềm chế (Restrained Ring Test). Lựa chọn tỷ lệ N/X, nhóm, tổ mẫu, thành phần cấp phối, thành phần bê tông cốt sợi thép và bê tông cốt thép.

Lựa chọn tỷ lệ N/X. Lựa chọn và ký hiệu các nhóm mẫu, tổ mẫu. Lựa chọn thành phần bê tông cốt sợi thép và bê tông cốt thép. Lựa chọn thành phần cấp phối vật liệu.

Vật liệu dùng trong thí nghiệm, chế tạo mẫu, đúc mẫu và bảo dưỡng mẫu thí nghiệm. Vật liệu dùng trong thí nghiệm. Cốt sợi thép. Cốt thép thanh 12.

Công tác chế tạo mẫu thí nghiệm. Mẫu thí nghiệm xác định cường độ chịu nén đối chứng của bê tông. Mẫu thí nghiệm xác định giá trị cường độ chịu nén và mô đun đàn hồi theo thời gian của bê tông. Mẫu thí nghiệm đo biến dạng co ngót theo thời gian của bê tông.

Mẫu thí nghiệm đo co ngót hạn chế của bê tông bằng Vòng kiềm chế (Restrained Ring Test). Chuẩn bị đúc các loại tổ mẫu thí nghiệm. Các loại tổ mẫu thí nghiệm. Số lượng đúc các loại tổ mẫu thí nghiệm.

Công tác tiến hành đúc mẫu thí nghiệm. Công tác bảo dưỡng mẫu và lưu trữ mẫu thí nghiệm. Công tác bảo dưỡng mẫu thí nghiệm. Công tác lưu trữ mẫu thí nghiệm.

Thiết bị thí nghiệm và thiết bị đo biến dạng co ngót của bê tông. Tủ khí hậu (khống chế nhiệt độ và độ ẩm theo yêu cầu thí nghiệm). Thiết bị đo biến dạng co ngót của bê tông. Trình tự đo biến dạng co ngót của bê tông.

Tính toán kết quả đo biến dạng co ngót của bê tông. Kết quả thí nghiệm. Kết quả thí nghiệm xác định cường độ chịu nén đối chứng Rđc n (28) của bê tông thường ở 28 ngày tuổi. Kết quả thí nghiệm xác định giá trị cường độ chịu nén Rn(t) và mô đun đàn hồi E(t) theo thời gian của bê tông trong điều kiện khí hậu tự nhiên môi trường tại Gia Lai (ĐKTN) (Phòng thí nghiệm môi trường).

Kết quả thí nghiệm xác định giá trị cường độ chịu nén theo thời gian của bê tông trong ĐKTN. Kết quả thí nghiệm xác định giá trị mô đun đàn hồi theo thời gian của bê tông trong ĐKTN. Kết quả thí nghiệm đo biến dạng co ngót và độ hao khối lượng theo thời gian của bê tông trong điều kiện khí hậu chuẩn tại Gia Lai (ĐKC) (Tủ khí hậu - Phòng thí nghiệm chuẩn). Kết quả thí nghiệm đo biến dạng co ngót và độ hao khối lượng theo thời gian của bê tông (Nhóm 1 - Bê tông thường) tương ứng với tỷ lệ N/X bằng 0.

Kết quả thí nghiệm đo biến dạng co ngót và độ hao khối lượng theo thời gian của bê tông (Nhóm 2 - Bê tông cốt sợi thép) tương ứng với tỷ lệ N/X bằng 0. Kết quả thí nghiệm đo biến dạng co ngót và độ hao khối lượng theo thời gian của bê tông (Nhóm 3 - Bê tông cốt thép) với tỷ lệ N/X bằng 0. Kết quả thí nghiệm đo biến dạng co ngót và độ hao khối lượng theo thời gian của bê tông trong điều kiện khí hậu tự nhiên môi trường tại Gia Lai (ĐKTN) (Phòng thí nghiệm môi trường). Kết quả thí nghiệm đo biến dạng co ngót và độ hao khối lượng theo thời gian của bê tông (Nhóm 1 - Bê tông thường) tương ứng với tỷ lệ N/X bằng 0.

Kết quả thí nghiệm đo biến dạng co ngót và độ hao khối lượng theo thời gian của bê tông (Nhóm 2 - Bê tông cốt sợi thép) tương ứng với tỷ lệ N/X bằng 0. Kết quả thí nghiệm đo biến dạng co ngót và độ hao khối lượng theo thời gian của bê tông (Nhóm 3 - Bê tông cốt thép) với tỷ lệ N/X bằng 0. Kết quả thí nghiệm đo co ngót bằng Vòng kiềm chế (Restrained Ring Test) của mẫu bê tông thường và bê tông cốt sợi thép. Kết luận Chương 2.

PHÂN TÍCH, ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM. Phân tích, đánh giá cường độ chịu nén Rn(t) và mô đun đàn hồi E(t) theo thời gian của 02 nhóm bê tông (Nhóm 1 - Bê tông thường; Nhóm 2 - Bê tông cốt sợi thép) trong điều kiện khí hậu tự nhiên môi trường. Phân tích, đánh giá cường độ chịu nén Rn(t) theo thời gian của 02 nhóm bê tông (Nhóm 1 - Bê tông thường; Nhóm 2 - Bê tông cốt sợi thép). Phân tích, đánh giá mô đun đàn hồi E(t) theo thời gian của 02 nhóm bê tông (Nhóm 1 - Bê tông thường; Nhóm 2 - Bê tông cốt sợi thép).

So sánh cường độ chịu nén Rn(t) và mô đun đàn hồi E(t) theo thời gian của 02 nhóm bê tông (Nhóm 1 - Bê tông thường; Nhóm 2 - Bê tông cốt sợi thép) trong điều kiện khí hậu tự nhiên môi trường. So sánh cường độ chịu nén Rn(t) của bê tông (Nhóm 1 - Bê tông thường) với (Nhóm 2 - Bê tông cốt sợi thép). So sánh mô đun đàn E(t) của bê tông (Nhóm 1 - Bê tông thường) với (Nhóm 2 - Bê tông cốt sợi thép). Nhận xét đánh giá cường độ chịu nén và mô đun đàn hồi theo thời gian của bê tông (Nhóm 1 - Bê tông thường; Nhóm 2 - Bê tông cốt sợi thép).

Xác định các hệ số thực nghiệm đề xuất dự báo biến dạng co ngót theo thời gian của bê tông (Nhóm 1 - Bê tông thường) trong điều kiện khí hậu chuẩn tại Gia Lai từ kết quả thí nghiệm theo Tiêu chuẩn Nga GOST 24544-81 [85]. Xác định các hệ số thực nghiệm. Xây dựng bảng tra các giá trị co ngót tới hạn cs(∞) và tham số n theo lượng nước và lượng xi măng có thành phần cấp phối khác. So sánh kết quả đề xuất dự báo biến dạng co ngót của bê tông thường với Tiêu chuẩn Úc AS 3600 [28] và Mô hình Viện Khoa học Xây dựng Nga [84].

Theo Tiêu chuẩn Úc AS 3600 [28]. Theo Mô hình Viện Khoa học Xây dựng Nga (VKHXD Nga) [84]. Đánh giá ảnh hưởng của tỷ lệ N/X đến biến dạng co ngót của 03 nhóm bê tông (Nhóm 1 - Bê tông thường; Nhóm 2 - Bê tông cốt sợi thép; Nhóm 3 - Bê tông cốt thép) trong điều kiện khí hậu chuẩn tại Gia Lai. Ảnh hưởng của tỷ lệ N/X đến biến dạng co ngót của bê tông (Nhóm 1 - Bê tông thường).

Ảnh hưởng của tỷ lệ N/X đến biến dạng co ngót của bê tông (Nhóm 2 - Bê tông cốt sợi thép). Ảnh hưởng của tỷ lệ N/X đến biến dạng co ngót của bê tông (Nhóm 3 - Bê tông cốt thép). Đánh giá ảnh hưởng của tỷ lệ N/X đến biến dạng co ngót của 03 nhóm bê tông (Nhóm 1 - Bê tông thường; Nhóm 2 - Bê tông cốt sợi thép; Nhóm 3 - Bê tông cốt thép). So sánh biến dạng co ngót của bê tông (Nhóm 1 - Bê tông thường) với (Nhóm 2 - Bê tông cốt sợi thép) và (Nhóm 3 - Bê tông cốt thép) trong điều kiện khí hậu chuẩn tại Gia Lai.

So sánh biến dạng co ngót của bê tông (Nhóm 1 - Bê tông thường) với (Nhóm 2 - Bê tông cốt sợi thép). So sánh biến dạng co ngót của bê tông (Nhóm 1 - Bê tông thường) với (Nhóm 3 - Bê tông cốt thép). Đánh giá biến dạng co ngót của bê tông theo thời gian khi có sự tham gia của cốt sợi thép và cốt thép. So sánh biến dạng co ngót của 03 nhóm bê tông (Nhóm 1 - Bê tông thường, Nhóm 2 - Bê tông cốt sợi thép và Nhóm 3 - Bê tông cốt thép) trong điều kiện khí hậu chuẩn tại Gia Lai (ĐKC) với điều kiện khí hậu tự nhiên môi trường tại Gia Lai (ĐKTN).

So sánh biến dạng co ngót của 03 nhóm bê tông cùng thành phần cấp phối, khác tỷ lệ N/X giữa ĐKC với ĐKTN. Nhóm 1 - Bê tông thường với tỷ lệ N/X bằng 0. Nhóm 2 - Bê tông cốt sợi thép với tỷ lệ N/X bằng 0. Nhóm 3 - Bê tông cốt thép với tỷ lệ N/X bằng 0.

So sánh biến dạng co ngót của 03 nhóm bê tông khác thành phần cấp phối, cùng tỷ lệ N/X giữa ĐKC với ĐKTN. Nhóm 1 - Bê tông thường; Nhóm 2 - Bê tông cốt sợi thép; Nhóm 3 - Bê tông cốt thép với tỷ lệ N/X bằng 0. Nhóm 1 - Bê tông thường; Nhóm 2 - Bê tông cốt sợi thép; Nhóm 3 - Bê tông cốt thép với tỷ lệ N/X bằng 0. Nhóm 1 - Bê tông thường; Nhóm 2 - Bê tông cốt sợi thép; Nhóm 3 - Bê tông cốt thép với tỷ lệ N/X bằng 0.

So sánh biến dạng co ngót của bê tông (Nhóm 1 - Bê tông thường) cùng thành phần cấp phối, cùng tỷ lệ N/X giữa ĐKTN với ĐKC. So sánh biến dạng co ngót của bê tông (Nhóm 1 - Bê tông thường) với (Nhóm 2 - Bê tông cốt sợi thép) và (Nhóm 3 - Bê tông cốt thép) cùng tỷ lệ N/X trong ĐKTN. Đánh giá kết quả thí nghiệm đo biến dạng co ngót của mẫu bê tông thường và bê tông cốt sợi thép bằng Vòng kiềm chế (Restrained Ring Test) với tỷ lệ N/X bằng 0. Kết luận Chương 3.

141 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .145 CÁC CÔNG TRÌNH NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CỦA TÁC GIẢ ĐÃ CÔNG BỐ. 147 TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC. Kết quả nhiệt độ và độ ẩm năm 2015 - 2018 của tỉnh Gia Lai. Kết quả nhiệt độ và độ ẩm trong điều kiện khí hậu tự nhiên môi trường tại Gia Lai (ĐKTN) (Phòng thí nghiệm môi trường).

Kết quả thí nghiệm xác định giá trị cường độ chịu nén và mô đun đàn hồi theo thời gian của bê tông trong điều kiện khí hậu tự nhiên môi trường tại Gia Lai (ĐKTN) (Phòng thí nghiệm môi trường) .