Nghiên cứu ứng xử và phát triển tính tự cảm biến của bê tông tính năng cao tại HCMUTE

• Tác giả: Nguyễn Duy Liêm
• Người hướng dẫn: TS. Nguyễn Duy Liêm
• Trường học: Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Khoa Xây Dựng
• Đề tài: Nghiên Cứu Tính Tự Cảm Biến Của Bê Tông Tính Năng Cao
• Loại tài liệu: báo cáo tổng kết đề tài KH&CN cấp trường
• Năm xuất bản: 2020
• Địa điểm: Thành Phố Hồ Chí Minh

• DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
• DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ
• DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU
• THÔNG TIN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU
• 1. CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU
• 1.1. Tổng quan tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước
• 1.2. Tính cấp thiết
• 1.3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
• 1.4. Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu
• 1.4.1. Cách tiếp cận
• 1.4.2. Phương pháp nghiên cứu
• 1.5. Nội dung nghiên cứu
• 2. CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT VÀ THIẾT LẬP THÍ NGHIỆM
• 2.1. Sơ đồ thí nghiệm
• 2.2. Vật liệu và đúc mẫu
• 2.3. Thiết lập thí nghiệm
• 3. CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM VÀ THẢO LUẬN
• 3.1. Ảnh hưởng của vật liệu thêm vào đến điện trở suất của MSFRCs
• 3.2. Ảnh hưởng của độ ẩm và nhiệt độ đến điện trở suất của MSFRCs
• 3.3. Ảnh hưởng của hàm lượng cacbon đến ứng xử kéo-cảm biến của MSFRCs
• 3.4. Đánh giá khả năng cảm biến của các MSFRCs liên quan đã thực hiện
• 3.5. Ảnh hưởng của MWCNTs đến ứng xử kéo – cảm biến của MSFRCs
• 4. CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• 4.1. Kết luận
• 4.2. Kiến nghị
• TÀI LIỆU THAM KHẢO
• PHỤ LỤC

I. Giới thiệu về nghiên cứu tính tự cảm biến của bê tông tính năng cao tại HCMUTE

Nghiên cứu này, thực hiện tại HCMUTE (Trường Đại học Công nghệ TP.HCM), tập trung vào nghiên cứu bê tông, cụ thể là bê tông tính năng cao (vật liệu xây dựng thông minh) có khả năng tự cảm biến. Mục tiêu chính là khám phá và phát triển tính tự cảm biến của bê tông tính năng cao (bê tông thông minh) dưới tác động của tải trọng kéo. Nghiên cứu ứng dụng khoa học vật liệu và kỹ thuật xây dựng. Nó đóng góp vào lĩnh vực nghiên cứu vật liệu và có ý nghĩa thực tiễn lớn trong giám sát kết cấu bê tông. Các phương pháp nghiên cứu bao gồm chế tạo mẫu, thí nghiệm và phân tích dữ liệu bê tông. Kết quả nghiên cứu mang tính ứng dụng cao trong quản lý chất lượng bê tông và an toàn kết cấu. Nghiên cứu cũng liên quan đến xu hướng nghiên cứu bê tông hiện đại, đặc biệt là về bê tông tự phục hồi và bê tông chịu lực cao.

1.1 Tổng quan về bê tông tính năng cao và tính tự cảm biến

Bê tông tính năng cao (High-Performance Fiber-Reinforced Concrete - HPFRC) vượt trội so với bê tông truyền thống về cường độ nén và kéo. Nó có khả năng chịu lực cao và tính bền vững tốt hơn. Tính tự cảm biến của HPFRC là một đặc tính nổi bật, cho phép giám sát tình trạng kết cấu mà không cần cảm biến bên ngoài. Khả năng này dựa trên mối liên hệ giữa điện trở suất của bê tông và ứng suất, biến dạng. Nghiên cứu bê tông tập trung vào việc nâng cao tính năng này. Cảm biến bê tông hoạt động dựa trên nguyên tắc đo điện trở suất, phản ánh trạng thái của vật liệu. Việc tích hợp cảm biến ứng suất và cảm biến biến dạng trực tiếp vào bê tông giúp giảm chi phí và tăng độ tin cậy của hệ thống giám sát. Vật liệu nano trong bê tông có tiềm năng nâng cao hơn nữa khả năng tự cảm biến của HPFRC. Nghiên cứu hướng đến việc tối ưu hoá thành phần và cấu tạo của bê tông để đạt hiệu quả cảm biến tốt nhất. Cảm biến biến dạng và cảm biến điện trở được xem xét để ứng dụng trong hệ thống giám sát.

1.2 Phương pháp nghiên cứu và thiết lập thí nghiệm

Nghiên cứu sử dụng phương pháp thực nghiệm. Mẫu bê tông được chế tạo với các thành phần khác nhau, bao gồm việc thay thế một phần xi măng bằng muội than đen (CB) hoặc xỉ lò cao (GGBS). Thí nghiệm bê tông được thực hiện dưới tải trọng kéo trực tiếp. Phân tích dữ liệu bê tông tập trung vào việc xác định mối quan hệ giữa điện trở suất và ứng suất, biến dạng. Thiết kế thí nghiệm đảm bảo tính chính xác và độ tin cậy của kết quả. Mô hình hóa bê tông có thể được sử dụng để hỗ trợ phân tích và dự đoán kết quả thí nghiệm. Phân tích số liệu bê tông được thực hiện để đánh giá hiệu quả của việc bổ sung CB và GGBS vào việc tăng cường tính tự cảm biến. Thí nghiệm kéo được thực hiện trên các mẫu có kích thước tiêu chuẩn. Quản lý chất lượng bê tông trong quá trình chế tạo được đảm bảo để đảm bảo tính đồng nhất của mẫu.

1.3 Kết quả nghiên cứu và ứng dụng thực tiễn

Kết quả nghiên cứu cho thấy việc bổ sung CB và GGBS ảnh hưởng đến tính tự cảm biến của bê tông tính năng cao. CB cho thấy hiệu quả tốt hơn GGBS trong việc tăng cường khả năng cảm biến. Nghiên cứu cũng đánh giá năng lượng phá hủy của các loại bê tông khác nhau. Ứng dụng bê tông tính năng cao trong xây dựng sẽ được cải thiện nhờ khả năng tự giám sát. Giám sát kết cấu bê tông trở nên đơn giản hơn và hiệu quả hơn. An toàn kết cấu được đảm bảo thông qua việc phát hiện sớm các hư hỏng. Kết quả nghiên cứu có thể được ứng dụng trong thiết kế và thi công các công trình lớn. Công nghệ bê tông sẽ phát triển mạnh mẽ hơn nhờ nghiên cứu này. Luận văn này đóng góp vào kho tàng kiến thức về bê tông tự cảm biến.