Luận án tiến sĩ Thạch: Biến dạng co ngót bê tông trong khí hậu chuẩn

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA NGUYỄN BÁ THẠCH 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 ĐÀ NẴNG - NĂM 2019 ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA NGUYỄN BÁ THẠCH NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM BIẾN DẠNG CO NGÓT CỦA BÊ TÔNG TRONG ĐIỀU KIỆN KHÍ HẬU CHUẨN TẠI GIA LAI Chuyên ngành : Cơ kỹ thuật Mã số : 9520101 LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT Người hướng dẫn khoa học 1. TRƯƠNG HOÀI CHÍNH 2. PHAN QUANG MINH ĐÀ NẴNG - NĂM 2019 i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan Luận án tiến sĩ này là công trình nghiên cứu khoa học của riêng tôi. Các bộ số liệu, kết quả trong Luận án này là trung thực, khách quan và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác.

Nguyễn Bá Thạch ii LỜI CẢM ƠN Lời đầu tiên, Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến tập thể giáo viên hướng dẫn khoa học là PGS. Trương Hoài Chính và GS. Phan Quang Minh đã tận tình hướng dẫn, động viên và tạo mọi điều kiện thuận lợi cho Tác giả hoàn thành nghiên cứu Luận án này. Những chỉ dẫn khoa học của các thầy không chỉ giúp đỡ Tác giả hoàn thành các nội dung nghiên cứu mà còn giúp đỡ Tác giả từng bước hoàn thiện tư duy khoa học.

Để đạt được những kết quả nghiên cứu trong Luận án này, Tác giả cũng xin chân tình cảm ơn đến: Ban Giám đốc và Ban đào tạo Đại học Đà Nẵng; Ban Giám hiệu, Phòng Đào tạo, Khoa Cơ Khí giao thông, Khoa Xây dựng Dân dụng và Công nghiệp, Phòng thí nghiệm Khoa Xây dựng Dân dụng và Công nghiệp thuộc Trường Đại học Bách khoa - Đại học Đà Nẵng; Bộ môn Công trình Bê tông cốt thép, Bộ môn Thí nghiệm và Kiểm định công trình, Khoa Xây dựng thuộc Trường Đại học Xây dựng; Sở Xây dựng tỉnh Gia Lai, Phòng thí nghiệm LAS-XD 25 - Trung tâm Giám định Chất lượng Xây dựng Gia Lai thuộc Sở Xây dựng tỉnh Gia Lai. Tác giả cũng bày tỏ lời cảm ơn sâu sắc đến đến các tác giả trong Danh mục tài liệu tham khảo, các nhà khoa học trong và ngoài lĩnh vực nghiên cứu, các đồng nghiệp đã giúp đỡ trong quá trình hoàn thành Luận án này. Cuối cùng, Tác giả xin chân thành cảm ơn các cơ quan Tác giả công tác, bạn bè và đặc biệt là gia đình, người thân, đã luôn luôn gắn bó và kịp thời động viên khuyến khích Tác giả trong suốt quá trình học tập, nghiên cứu và hoàn thành Luận án này. Tác giả xin trân trọng cảm ơn! iii MỤC LỤC TRANG PHỤ BÌA LỜI CAM ĐOAN.

ii MỤC LỤC. iii DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU. xiii DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT. xviii DANH MỤC CÁC BẢNG .xix DANH MỤC CÁC HÌNH.

xxii MỞ ĐẦU. Lý do chọn đề tài. Mục đích nghiên cứu của Luận án. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu của Luận án.

Đối tượng nghiên cứu. Phạm vi nghiên cứu. Phương pháp nghiên cứu của Luận án. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của Luận án.

Nội dung cấu trúc của Luận án. Những đóng góp mới của Luận án. NGHIÊN CỨU LÝ THUYẾT VỀ BIẾN DẠNG CO NGÓT THEO THỜI GIAN CỦA BÊ TÔNG. Tổng quan về nghiên cứu biến dạng co ngót theo thời gian của bê tông trên thế giới và tại Việt Nam.

Thực tiễn nghiên cứu biến dạng co ngót theo thời gian của bê tông trên thế giới. Thực tiễn nghiên cứu biến dạng co ngót theo thời gian của bê tông tại Việt Nam. Mô đun đàn hồi trong bê tông. Khái niệm và phân loại.

Các yếu tố ảnh hưởng đến mô đun đàn hồi. Biến dạng theo thời gian của bê tông. Biến dạng co ngót theo thời gian của bê tông. Biến dạng co ngót trong bê tông.

Phân loại co ngót trong bê tông. Cơ chế và các yếu tố ảnh hưởng co ngót. Cơ chế của co ngót. Cơ chế co ngót thực.

Cơ chế co ngót biểu kiến. Các yếu tố ảnh hưởng đến co ngót. Các yếu tố bên trong. Các yếu tố bên ngoài.

Các mô hình biến dạng co ngót theo thời gian của bê tông. Mô hình biến dạng co ngót theo Tiêu chuẩn GOST 24544-81 [85]. Mô hình biến dạng co ngót theo Viện Khoa học Xây dựng Nga [84]. Mô hình biến dạng co ngót theo Tiêu chuẩn AS 3600 [28].

Mô hình biến dạng co ngót theo Tiêu chuẩn ACI 209R-92 [24]. Mô hình biến dạng co ngót theo Tiêu chuẩn BS 8110 [38]. Mô hình biến dạng co ngót theo Tiêu chuẩn CEB-FIP 2010 [43]. Mô hình biến dạng co ngót theo Tiêu chuẩn EC 2 [45].

Mô hình biến dạng co ngót theo Mô hình B3 [34]. Công thức dự báo biến dạng co ngót theo thời gian của bê tông từ kết quả thí nghiệm theo Tiêu chuẩn Nga GOST 24544-81 [85]. Phân tích vết nứt do biến dạng co ngót theo thời gian của bê tông. Tổng quan về nứt do biến dạng co ngót theo thời gian của bê tông.

Cơ chế hình thành vết nứt do biến dạng co ngót theo thời gian của bê tông. Cơ chế hình thành vết nứt bê tông do biến dạng co mềm. Cơ chế hình thành vết nứt bê tông do biến dạng co khô. Ảnh hưởng của cốt thép trong kết cấu bê tông cốt thép bị nứt do biến dạng co ngót.

Ảnh hưởng của cốt thép đến ứng suất trong kết cấu bê tông trước khi bê tông bị nứt. Ảnh hưởng của cốt thép đến ứng suất trong kết cấu bê tông ngay sau khi bê tông nứt. Ảnh hưởng của cốt sợi thép trong kết cấu bê tông cốt sợi thép. Vật liệu sợi thép và bê tông cốt sợi thép.

Ứng dụng bê tông cốt sợi thép trong lĩnh vực xây dựng. Ứng dụng cốt sợi thép trong việc hạn chế nứt trên kết cấu bê tông cốt sợi thép. Kết luận 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.