Nghiên cứu ứng xử của cấu kiện bê tông cốt thép sử dụng xỉ thép

1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ LĨNH VỰC NGHIÊN CỨU

1.1. Nguồn gốc xỉ thép

1.2. Các nghiên cứu sử dụng xỉ thép

1.3. Bê tông cốt liệu xỉ thép

1.4. Cấu kiện xỉ thép

1.5. Những khó khăn trong sử dụng cốt liệu xỉ thép

1.6. Sự cần thiết của đề tài và mục tiêu nghiên cứu

1.6.1. Tính cấp thiết của đề tài

1.6.2. Mục đích nghiên cứu của đề tài

1.6.3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

1.6.4. Phương pháp nghiên cứu

1.6.5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài

2. CHƯƠNG II: CƠ SỞ LÝ THUYẾT NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG XỈ TRONG BÊ TÔNG CỐT THÉP

2.1. Mối tương quan giữa cốt liệu xỉ và cốt liệu thiên nhiên

2.1.1. Khái quát về xỉ thép

2.1.2. Tính chất hoá học của xỉ thép

2.1.3. Tính chất cơ lý của xỉ thép

2.1.4. Ưu điểm của xỉ thép

2.1.5. Ứng dụng của xỉ thép

2.1.6. Vai trò của xỉ thép

2.2. Khả năng sử dụng xỉ trong bê tông

2.2.1. Một số kết quả nghiên cứu

2.2.2. Thiết kế cấp phối bê tông xỉ và vật liệu sử dụng trong thí nghiệm

2.2.2.1. Nguyên tắc của phương pháp

2.2.2.2. Các bước thực hiện

2.2.2.3. Bảng tra thành phần vật liệu cho 1m3 bê tông thông thường

2.2.2.4. So sánh bê tông xỉ và bê tông thường

2.3. Khả năng sử dụng bê tông xỉ cho các cấu kiện dầm

2.4. Khả năng chịu lực của cấu kiện dầm

2.4.1. Các đặc trưng ký hiệu

2.4.2. Tính toán khả năng chịu lực của dầm bê tông theo trạng thái giới hạn thứ nhất (TCVN 5574:2012)

2.4.3. Tính toán độ võng của dầm bê tông theo trạng thái giới hạn thứ hai (TCVN 5574:2012)

3. CHƯƠNG III: NGUYÊN VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM

3.1. Nguyên liệu sử dụng

3.1.1. Cốt liệu xỉ thép

3.1.2. Cốt liệu lớn (đá dăm)

3.1.3. Cốt liệu mịn (cát vàng)

3.2. Quy chuẩn thiết kế cấp phối bê tông đá và xỉ thép

3.3. Thí nghiệm cấu kiện dầm

3.3.1. Mục đích thí nghiệm

3.3.2. Dụng cụ thí nghiệm cấu kiện dầm

3.3.2.1. Cảm biến đo biến dạng lá Strain Gage (cảm biến điện trở dây)

3.3.2.2. Cảm biến đo độ võng LVDT (Linear Variable Displacement Transducer)

3.3.2.3. Máy uốn cấu kiện

3.3.2.4. Máy ghi lực chuyển vị và biến dạng (Data Logger)

3.3.3. Công tác chuẩn bị

3.3.4. Trình tự thí nghiệm

3.3.5. Kiểm tra mẫu thử

4. CHƯƠNG IV: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG XỈ TRONG CẤU KIỆN BÊ TÔNG CỐT THÉP

4.1. Kết quả thí nghiệm

4.1.1. Kết quả nén mẫu bê tông

4.1.2. Kết quả uốn cấu kiện dầm bê tông cốt thép

4.2. Chuyển vị giữa dầm

4.3. So sánh kết quả thực nghiệm với lý thuyết

5. CHƯƠNG V: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG NGHIÊN CỨU TIẾP THEO

5.1. Kết luận và đánh giá

5.2. Hướng nghiên cứu tiếp theo

TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Tổng quan về nghiên cứu

Nghiên cứu ứng xử của cấu kiện bê tông cốt thép sử dụng xỉ thép đã trở thành một chủ đề quan trọng trong ngành xây dựng. Xỉ thép không chỉ là một phế phẩm mà còn có thể được tái chế và sử dụng như một loại cốt liệu trong bê tông cốt thép. Việc sử dụng xỉ thép giúp giảm thiểu ô nhiễm môi trường và tiết kiệm tài nguyên thiên nhiên. Nghiên cứu này tập trung vào việc phân tích các tính chất của bê tông cốt liệu xỉ thép và khả năng ứng xử của nó trong các cấu kiện xây dựng. Theo các nghiên cứu trước đây, xỉ thép có thể cải thiện tính chất cơ học của bê tông, đồng thời giảm thiểu chi phí sản xuất. Những kết quả này cho thấy rằng việc ứng dụng xỉ thép trong xây dựng không chỉ mang lại lợi ích kinh tế mà còn góp phần bảo vệ môi trường.

1.1. Nguồn gốc và ứng dụng của xỉ thép

Xỉ thép đã được sử dụng từ rất lâu trong lịch sử xây dựng. Theo tài liệu từ Euroslag, xỉ thép được sử dụng từ thời La Mã cổ đại để xây dựng các công trình như đường và đấu trường. Ngày nay, xỉ thép không còn được coi là chất thải mà là một nguồn tài nguyên quý giá. Việc tái chế xỉ thép đã được áp dụng rộng rãi ở nhiều quốc gia phát triển, nơi mà các sản phẩm từ xỉ thép được sử dụng trong xây dựng, sản xuất xi măng, và nhiều lĩnh vực khác. Sự phát triển này không chỉ giúp giảm thiểu ô nhiễm mà còn tạo ra các sản phẩm có giá trị cao từ phế phẩm công nghiệp.

II. Tính chất của bê tông cốt liệu xỉ thép

Bê tông sử dụng xỉ thép có nhiều tính chất vượt trội so với bê tông truyền thống. Các nghiên cứu cho thấy rằng xỉ thép có khả năng cải thiện cường độ nén và độ bền kéo của bê tông cốt thép. Việc thay thế một phần cốt liệu tự nhiên bằng xỉ thép không chỉ giúp tiết kiệm chi phí mà còn làm tăng khả năng chống xâm nhập của các chất gây hại như clorua. Các thí nghiệm cho thấy rằng bê tông sử dụng xỉ thép có thể đạt được cường độ nén lên đến 80 MPa, tương đương với bê tông thông thường. Điều này mở ra cơ hội cho việc sử dụng xỉ thép trong các cấu kiện chịu lực lớn, như dầm và cột trong các công trình xây dựng.

2.1. So sánh giữa bê tông xỉ thép và bê tông truyền thống

Khi so sánh bê tông cốt liệu xỉ thép với bê tông truyền thống, có thể nhận thấy rằng bê tông xỉ thép có độ bền cao hơn và khả năng chống thấm tốt hơn. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng việc thay thế từ 30% đến 70% cốt liệu tự nhiên bằng xỉ thép không làm giảm cường độ của bê tông, mà ngược lại, còn có thể cải thiện một số tính chất cơ học. Điều này cho thấy rằng xỉ thép không chỉ là một giải pháp thay thế mà còn là một lựa chọn tối ưu cho các ứng dụng trong xây dựng hiện đại.

III. Ứng xử của cấu kiện bê tông cốt thép sử dụng xỉ thép

Nghiên cứu về ứng xử của cấu kiện bê tông cốt thép sử dụng xỉ thép cho thấy rằng các cấu kiện này có khả năng chịu lực tốt và độ bền cao. Các thí nghiệm cho thấy rằng cấu kiện bê tông xỉ thép có thể chịu được tải trọng lớn mà không bị nứt hay phá hủy. Việc sử dụng xỉ thép trong cấu kiện không chỉ giúp cải thiện tính chất cơ học mà còn làm giảm trọng lượng tổng thể của cấu kiện, từ đó giảm tải trọng lên móng và nền. Điều này đặc biệt quan trọng trong các công trình xây dựng cao tầng, nơi mà tải trọng là một yếu tố quan trọng cần được xem xét.

3.1. Phân tích khả năng chịu lực của cấu kiện dầm

Khả năng chịu lực của cấu kiện dầm bê tông cốt thép sử dụng xỉ thép đã được phân tích thông qua các thí nghiệm thực tế. Kết quả cho thấy rằng dầm bê tông sử dụng xỉ thép có khả năng chịu uốn tốt hơn so với dầm bê tông truyền thống. Các chỉ số như độ võng và mô men uốn đều cho thấy sự cải thiện rõ rệt. Điều này chứng tỏ rằng xỉ thép không chỉ cải thiện tính chất cơ học mà còn giúp tăng cường độ bền và độ ổn định của các cấu kiện trong xây dựng.

IV. Kết luận và hướng nghiên cứu tiếp theo

Nghiên cứu về ứng xử của cấu kiện bê tông cốt thép sử dụng xỉ thép đã chỉ ra rằng xỉ thép có thể được sử dụng hiệu quả trong xây dựng. Việc sử dụng xỉ thép không chỉ giúp tiết kiệm chi phí mà còn góp phần bảo vệ môi trường. Tuy nhiên, cần có thêm nhiều nghiên cứu để đánh giá đầy đủ các tính chất của bê tông xỉ thép trong các điều kiện khác nhau. Hướng nghiên cứu tiếp theo có thể tập trung vào việc tối ưu hóa tỷ lệ thay thế cốt liệu tự nhiên bằng xỉ thép để đạt được hiệu quả tốt nhất trong các ứng dụng thực tế.

4.1. Đề xuất nghiên cứu tiếp theo

Để nâng cao hiệu quả sử dụng xỉ thép trong xây dựng, cần tiến hành các nghiên cứu sâu hơn về các yếu tố ảnh hưởng đến tính chất của bê tông xỉ thép. Các nghiên cứu này có thể bao gồm việc thử nghiệm với các loại xỉ thép khác nhau, cũng như việc kết hợp với các phụ gia khác để cải thiện tính chất cơ học. Ngoài ra, việc nghiên cứu ứng dụng xỉ thép trong các loại công trình khác nhau cũng cần được xem xét để đánh giá tính khả thi và hiệu quả của nó.

Luận văn thạc sĩ về ứng xử của cấu kiện bê tông cốt thép với xỉ thép