Nghiên cứu thực nghiệm khả năng chịu lực nén lệch tâm của cột bê tông cốt thép sử dụng tro bay từ nhà máy nhiệt điện Hongsa Lào

• Tác giả: Vongchith Sykhampha
• Người hướng dẫn: PGS. TS Nguyễn Trường Thắng
• Trường học: Trường Đại học Xây dựng Hà Nội
• Chuyên ngành: Kỹ thuật Xây dựng
• Đề tài: Nghiên cứu thực nghiệm khả năng chịu lực nén lệch tâm của cột bê tông cốt thép sử dụng tro bay từ nhà máy nhiệt điện Hongsa Lào
• Loại tài liệu: Luận án tiến sĩ
• Năm xuất bản: 2023
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• MỞ ĐẦU
• 0.1. Lý do chọn đề tài
• 0.2. Mục đích nghiên cứu
• 0.3. Đối tượng nghiên cứu
• 0.4. Phạm vi nghiên cứu
• 0.5. Cơ sở khoa học của luận án
• 0.6. Phương pháp nghiên cứu
• 0.7. Những đóng góp mới của luận án
• 0.8. Nội dung và cấu trúc của luận án
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ TRO BAY, BÊ TÔNG SỬ DỤNG TRO BAY VÀ ỨNG DỤNG CHO CỘT BÊ TÔNG CỐT THÉP
• 1.1. Một số vật liệu được sử dụng làm chất kết dính trong bê tông. Xi măng poóc lăng
• 1.2. Sử dụng tro bay trong sản xuất bê tông
• 1.3. Kết cấu bê tông cốt thép sử dụng bê tông tro bay
• 1.4. Cấu kiện BTCT chịu nén lệch tâm
• 1.5. Ứng dụng mạng nơ-ron nhân tạo để dự báo tính chất cơ lý của bê tông
• 1.6. Kết luận Chương 1
• 2. CHƯƠNG 2: XÁC ĐỊNH MỘT SỐ ĐẶC TRƯNG CƠ LÝ CỦA BÊ TÔNG SỬ DỤNG TRO BAY L-FA
• 2.1. Vật liệu chế tạo hỗn hợp bê tông
• 2.2. Xi măng poóc lăng
• 2.3. Cốt liệu nhỏ. Cốt liệu lớn
• 2.4. Chế tạo bê tông sử dụng L-FA
• 2.5. Nguyên tắc xác định các cấp phối bê tông
• 2.6. Trình tự chế tạo và đúc mẫu bê tông
• 2.7. Chuẩn bị mẫu thí nghiệm. Thí nghiệm các chỉ tiêu cơ lý của bê tông sử dụng L-FA
• 2.7.1. Khối lượng thể tích
• 2.7.2. Cường độ chịu nén
• 2.7.3. Cường độ chịu kéo khi ép chẻ
• 2.7.4. Quan hệ ứng suất - biến dạng
• 2.8. Khảo sát ảnh hưởng của thành phần cấp phối tới tính chất cơ lý của bê tông tro bay dựa trên mô hình mạng nơ-ron nhân tạo (ANN)
• 2.8.1. Các mô hình mạng nơ-ron nhân tạo được sử dụng
• 2.8.2. Dự báo cường độ chịu nén của bê tông tro bay bằng mô hình mạng nơ-ron nhân tạo DNN và BNN
• 2.8.3. Dự báo đường cong ứng suất - biến dạng của bê tông tro bay bằng mô hình mạng nơ-ron nhân tạo DNN và BNN
• 2.9. Kết luận Chương 2
• 3. CHƯƠNG 3: XÁC ĐỊNH KHẢ NĂNG CHỊU LỰC CỦA CỘT BÊ TÔNG CỐT THÉP SỬ DỤNG TRO BAY L-FA
• 3.1. Phương pháp tính toán sử dụng mô hình biến dạng phi tuyến
• 3.2. Nguyên tắc phân tích khả năng chịu lực của cột BTCT
• 3.3. Mô hình biến dạng phi tuyến của bê tông OPC theo TCVN 5574:2018
• 3.4. Đề xuất mô hình biến dạng phi tuyến của bê tông sử dụng 20% L-FA/OPC
• 3.5. Mô hình biến dạng phi tuyến của cốt thép
• 3.6. Phương pháp phân tích tiết diện thẳng góc của cột BTCT
• 3.7. Phương pháp xây dựng mặt tương tác của cột BTCT tiết diện chữ nhật
• 3.8. Phương pháp kiểm tra hệ số dự báo kp
• 3.9. Kiểm chứng phương pháp đề xuất với cột BTCT sử dụng bê tông OPC
• 3.10. Nghiên cứu thực nghiệm trên cột BTCT sử dụng L-FA
• 3.10.1. Vật liệu chế tạo mẫu thí nghiệm
• 3.10.2. Thiết kế mẫu thí nghiệm
• 3.10.3. Chế tạo mẫu thí nghiệm
• 3.10.4. Xác định cường độ của viên mẫu bê tông sử dụng L-FA
• 3.10.5. Xác định khả năng chịu nén lệch tâm của cột BTCT sử dụng L-FA
• 3.10.6. Kết quả thí nghiệm. Kiểm chứng phương pháp đề xuất với cột BTCT sử dụng L-FA
• 3.10.7. Khảo sát ảnh hưởng của độ lệch tâm e1 tới khả năng chịu lực của cột BTCT sử dụng bê tông L-FA dựa trên phương pháp học máy
• 3.10.7.1. Mô hình Quá trình hồi quy Gauss (GPR)
• 3.10.7.2. Dữ liệu thực nghiệm sử dụng để huấn luyện mô hình hồi quy GPR
• 3.10.7.3. Phân tích và đánh giá
• 3.11. Kết luận Chương 3
• DANH MỤC BÀI BÁO VÀ CÔNG TRÌNH KHOA HỌC CÔNG BỐ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO
• PHỤ LỤC 2
• PHỤ LỤC 3
• PHỤ LỤC 4

Tóm tắt

I. Nghiên cứu thực nghiệm

Nghiên cứu thực nghiệm là trọng tâm của luận án, tập trung vào việc đánh giá khả năng chịu lực của cột bê tông cốt thép sử dụng tro bay từ nhà máy nhiệt điện Hongsa Lào. Các thí nghiệm được thiết kế để xác định các đặc tính cơ lý của bê tông tro bay, bao gồm cường độ chịu nén, cường độ chịu kéo, và mối quan hệ ứng suất - biến dạng. Kết quả thí nghiệm cho thấy tro bay có khả năng cải thiện đáng kể tính chất cơ học của bê tông, đặc biệt là trong điều kiện chịu lực nén lệch tâm.

1.1. Phương pháp thí nghiệm

Phương pháp thí nghiệm bao gồm việc chế tạo mẫu bê tông sử dụng tro bay từ nhà máy nhiệt điện Hongsa Lào, sau đó tiến hành các thí nghiệm cơ học như nén, kéo, và đo biến dạng. Các mẫu thí nghiệm được bảo dưỡng trong điều kiện tiêu chuẩn để đảm bảo độ chính xác của kết quả. Các thí nghiệm này nhằm xác định tính chất cơ học của bê tông tro bay và so sánh với bê tông thông thường.

1.2. Kết quả thí nghiệm

Kết quả thí nghiệm cho thấy bê tông cốt thép sử dụng tro bay có cường độ chịu nén cao hơn so với bê tông thông thường, đặc biệt ở tuổi 28 ngày. Đồng thời, tro bay cũng cải thiện khả năng chịu kéo và độ bền của bê tông. Các kết quả này khẳng định tiềm năng ứng dụng của tro bay trong kỹ thuật xây dựng và công nghệ xây dựng hiện đại.

II. Khả năng chịu lực nén lệch tâm

Khả năng chịu lực nén lệch tâm của cột bê tông cốt thép là một trong những yếu tố quan trọng được nghiên cứu trong luận án. Các thí nghiệm được thực hiện để đánh giá khả năng chịu tải của cột dưới tác dụng của lực nén lệch tâm, với các mức độ lệch tâm khác nhau. Kết quả cho thấy bê tông cốt thép sử dụng tro bay có khả năng chịu lực tốt hơn so với bê tông thông thường, đặc biệt trong điều kiện lực nén lệch tâm lớn.

2.1. Mô hình tính toán

Mô hình tính toán được đề xuất dựa trên các thí nghiệm thực tế, sử dụng phương pháp phân tích phi tuyến để dự đoán khả năng chịu lực của cột. Mô hình này được kiểm chứng bằng các kết quả thí nghiệm, cho thấy độ chính xác cao trong việc dự đoán khả năng chịu lực của cột bê tông cốt thép sử dụng tro bay.

2.2. Ứng dụng thực tế

Kết quả nghiên cứu có thể được ứng dụng trong thiết kế các công trình xây dựng, đặc biệt là các công trình chịu tải trọng lớn như cầu, đập, và nhà cao tầng. Việc sử dụng tro bay không chỉ cải thiện tính chất cơ học của bê tông mà còn góp phần giảm thiểu tác động môi trường từ các nhà máy nhiệt điện.

III. Ứng dụng tro bay trong xây dựng

Ứng dụng tro bay trong vật liệu xây dựng là một trong những đóng góp quan trọng của luận án. Tro bay từ nhà máy nhiệt điện Hongsa Lào được sử dụng như một phụ gia trong sản xuất bê tông, giúp cải thiện tính chất cơ học và độ bền của bê tông. Nghiên cứu này cũng đề xuất các phương pháp tối ưu hóa việc sử dụng tro bay trong kết cấu xây dựng.

3.1. Tính chất cơ học của bê tông tro bay

Các thí nghiệm cho thấy bê tông cốt thép sử dụng tro bay có cường độ chịu nén và chịu kéo cao hơn so với bê tông thông thường. Đồng thời, tro bay cũng cải thiện độ bền và khả năng chống nứt của bê tông, đặc biệt trong điều kiện khắc nghiệt.

3.2. Lợi ích môi trường

Việc sử dụng tro bay trong vật liệu xây dựng không chỉ cải thiện tính chất cơ học của bê tông mà còn góp phần giảm thiểu lượng chất thải từ các nhà máy nhiệt điện. Điều này mang lại lợi ích kép về kinh tế và môi trường, phù hợp với xu hướng phát triển bền vững trong kỹ thuật xây dựng.