Ảnh hưởng của kích thước mẫu đến khả năng chịu uốn của bê tông chất lượng siêu cao

7 107 1
Ảnh hưởng của kích thước mẫu đến khả năng chịu uốn của bê tông chất lượng siêu cao

Đang tải... (xem toàn văn)

Thông tin tài liệu

Bài viết trình bày kết quả nghiên cứu về ảnh hưởng của hàm lượng sợi thép và kích thước mẫu thử đến khả năng chịu uốn của UHPC. Ba nhóm UHPC với hàm lượng sợi khác nhau, tương ứng là 0%, 1% và 2% theo thể tích đã được thử nghiệm với các mẫu thí nghiệm hình dầm (hai loại kích thước khác nhau là 40×40×160 mm và 100×100×350 mm), chịu tải trọng tác động theo sơ đồ thí nghiệm uốn 3 điểm và uốn 4 điểm.

KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ ỨNG DỤNG ẢNH HƯỞNG CỦA KÍCH THƯỚC MẪU ĐẾN KHẢ NĂNG CHỊU UỐN CỦA BÊ TƠNG CHẤT LƯỢNG SIÊU CAO Lê Trung Thành1* Tóm tắt: Bê tông chất lượng siêu cao (Ultra High Performance Concrete - UHPC) thường có cường độ chịu nén lớn 150 MPa cường độ chịu uốn khoảng 15 - 40 MPa loại bê tông hệ có tính vượt trội so với loại bê tông cường độ cao Tuy nhiên, việc ứng dụng UHPC thực tế cần phải tính đến độ sai khác khả chịu uốn hàm lượng sợi thép sử dụng kích thước kết cấu thay đổi Bài báo trình bày kết nghiên cứu ảnh hưởng hàm lượng sợi thép kích thước mẫu thử đến khả chịu uốn UHPC Ba nhóm UHPC với hàm lượng sợi khác nhau, tương ứng 0%, 1% 2% theo thể tích thử nghiệm với mẫu thí nghiệm hình dầm (hai loại kích thước khác 40×40×160 mm 100×100×350 mm), chịu tải trọng tác động theo sơ đồ thí nghiệm uốn điểm uốn điểm Kết thử nghiệm khẳng định tăng hàm lượng sợi lên cường độ uốn bê tông tăng tăng kích thước mẫu lên cường độ uốn UHPFRC giảm Từ khóa: Bê tơng chất lượng siêu cao (UHPC); ảnh hưởng kích thước mẫu Effect of specimen size on flexural behaviour of UHPC Abstract: Ultra High Performance Concrete (UHPC) having over 150 MPa compressive strength and 15-40 MPa flexural strength is considered as the latest generation of concrete technology and highly advanced performance compared with high strength concrete However, the application of UHPC in reality needs to consider the change of flexural behaviour when the fibre content and structures’ size are varired This research is to investigate the effect of fibre content and specimen size on the flexural behaiour of UHPC Three series of UHPC with different fibre content varied from 0%, 1% to 2% in volume are experimented with beam specimens (two different sizes of 40×40×160 mm and 100×100×350 mm) under point and point bending loads The experimental results confirm that increasing fibre content increases the flexural strength and increasing specimen size reduces the flexural strength Keywords: Ultra-High Performance Concrete (UHPC); size effect Nhận ngày 15/6/2017; sửa xong 11/8/2017; chấp nhận đăng 26/9/2017 Received: June 15th, 2017; revised: August 11th, 2017; accepted: September 26th, 2017 Giới thiệu Bê tông chất lượng siêu cao (UHPC) loại bê tơng có độ chảy cao, cường độ nén cao (thường lớn 150 MPa), cường độ uốn lớn có giá trị khoảng 15 - 40 MPa (khi sử dụng cốt sợi thép), độ thấm thấp độ bền cao [1-6] Sự đời UHPC đánh dấu bước phát triển mang tính đột phá lý thuyết thực tiễn áp dụng công nghệ bê tông đại Các nghiên cứu phát triển ứng dụng loại bê tông năm 90 kỷ XX kể từ loại bê tơng áp dụng số nước phát triển để chế tạo cấu kiện dầm cầu đúc sẵn, lát mặt cầu, kết cấu bền vững với môi trường biển, bể chứa phế thải hạt nhân Khả chịu uốn UHPC đặc điểm học quan trọng bậc để phân biệt UHPC với loại bê tông khác Khả chịu uốn UHPC không đánh giá tức thời thời điểm cường độ chịu uốn mà đánh giá thơng qua số số học thể trình chịu tác động tải trọng uốn Các số bao gồm cường độ chịu uốn, lượng nứt độ bền dẻo dai TS, Vụ Khoa học Công nghệ & Môi trường, Bộ Xây dựng * Tác giả E-mail: letrungthanh.moc@gmail.com TẬP 11 SỐ 09 - 2017 37 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ ỨNG DỤNG Ứng xử học điển hình UHPC chịu uốn minh họa Hình 1, đường cong ứng suất uốn chia làm ba giai đoạn đánh dấu điểm O, A, B C Giai đoạn (O-A) có quan hệ ứng suất uốn - biến dạng (võng nhịp) tuyến tính, ứng suất uốn điểm A gọi cường độ uốn vết nứt Giai đoạn (A-B) giai đoạn đàn hồi dẻo, tăng tải trọng ứng suất kéo vùng bụng dầm tăng nhanh đạt ứng suất kéo uốn Hình Ứng xử học UHPC chịu uốn lớn thời điểm tính cho cường độ chịu uốn UHPC Ứng suất uốn điểm B gọi cường độ uốn lớn Sau điểm B, tải trọng tăng làm cho sợi bị kéo tuột, ứng suất kéo giảm dần Giai đoạn (B-C) giai đoạn mềm, sợi bị kéo tuột cường độ bám dính bê tơng vào sợi bị suy giảm tác dụng tải trọng uốn Các vết nứt lớn xuất hiện, tăng nhanh làm cho mẫu dầm bị phá hoại hồn tồn, khơng khả chịu lực Một số nghiên cứu trước (liệt kê Bảng 1) cường độ chịu uốn (lớn nhất) UHPC phụ thuộc đáng kể vào thành phần cấp phối, hình dạng kích thước mẫu thử, sơ đồ gia tải Bảng Cường độ chịu uốn UHPC số nghiên cứu Tác giả Richard cộng [7] Chanvillard cộng [8] Orgass cộng [9] Năm 1994 2003 2004 Fehling cộng [10] 2004 Reineck cộng [11] 2004 Kích thước mẫu Sơ đồ gia tải Cường độ chịu uốn 40×40×160 mm cắt khía bụng dầm Uốn điểm 25 - 50 MPa 70×70×280 mm cắt khía bụng dầm Uốn điểm 25 - 50 MPa 70×70×280 mm Uốn điểm 46.0 MPa 70×70×280 mm, cắt khía sâu 10 mm Uốn điểm 36.0 MPa 40×40×160 mm Uốn điểm 21.3 MPa 100×100×500 mm Uốn điểm 16.4 MPa 150×150×700 mm Uốn điểm 12.1 MPa 40×40×160 mm Uốn điểm 34.0 MPa 150×150×700 mm Uốn điểm 22.1 MPa 100×100×530 mm Uốn điểm 16 - 26 MPa Cường độ chịu uốn UHPC dường đạt giá trị lớn mẫu có kích thước nhỏ Lý giải cho có ảnh hưởng kích thước mẫu thử sơ đồ gia tải [8-11], ví dụ kết Reineck [11] minh họa Hình Đồng thời, kết thử nghiệm cho thấy khả chịu uốn UHPC có biến động lớn Fehling [10] cho giá trị đo khả chịu uốn UHPC biến động hướng sợi thép phân bố bê tông ngẫu nhiên Hình Ảnh hưởng kích thước mẫu Các tượng ảnh hưởng kích thước nghiên cứu Reineck [11] mẫu biến động giá trị đo khả chịu uốn UHPC vấn đề khoa học chưa thống Vì vậy, báo trình bày số kết nghiên cứu để làm rõ ảnh hưởng kích thước mẫu sơ đồ chịu tải đến khả chịu uốn UHPC 38 TẬP 11 SỐ 09 - 2017 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ ỨNG DỤNG Vật liệu sử dụng, thành phần cấp phối phương pháp thí nghiệm 2.1 Vật liệu sử dụng Vật liệu sử dụng nghiên cứu bao gồm: xi măng pooclăng loại 42.5N, xỉ lò cao hạt hóa (GGBS) silicafume có thành phần hóa thể Bảng Silicafume dạng hạt rời với khối lượng thể tích từ 250 đến 300kg/m3 Cát sử dụng nghiên cứu có đường kính cỡ hạt trung bình 270 μm, độ rỗng cát trạng thái tự nhiên 37%, lượng nước bão hòa khơ bề mặt 1.1%; phụ gia siêu dẻo gốc polycarboxylate với hàm lượng chất khô đạt 25% Sợi thép sử dụng nghiên cứu loại thép bon cường độ cao với đường kính trung bình khoảng 0.2 mm, chiều dài 13 mm cường độ kéo 2000 MPa Bảng Thành phần hóa vật liệu Oxit XM SF Cát 90 97.02 CaO 64.1 SiO2 20.64 Al2O3 4.92 1.19 Fe2O3 2.24 0.24 MgO 1.25 N 2O 0.19 K2O 0.76 SO3 3.66 Vôi tự 1.5 2.2 Thành phần cấp phối Trong nghiên cứu này, ba cấp phối UHPC với lượng sợi khác tương ứng 0%, 1% 2% theo thể tích, sử dụng Vật liệu thành phần lựa chọn với hàm lượng SF sử dụng chiếm 10%, lượng GGBS sử dụng chiếm 35% theo khối lượng CKD, tỷ lệ N/CKD = 0.15 (Bảng 3) Hàm lượng oxit, % MKN 0.7

Ngày đăng: 11/02/2020, 11:31

Từ khóa liên quan

Tài liệu cùng người dùng

  • Đang cập nhật ...

Tài liệu liên quan