intTypePromotion=1
zunia.vn Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z zunia.vn zunia.vn
ADSENSE

BÊ TÔNG CỐT SỢI

Chia sẻ: Hoang Dinh Luan | Ngày: | Loại File: PPT | Số trang:47

742
lượt xem
184
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

mở đầu Bê tông là một loại vật liệu chịu nén tốt nhưng có cường độ chịu kéo thấp (1/10 f’c). Bê tông cường độ cao với cường độ chịu nén từ 60-100MPa là vật liệu dòn. Bê tông cốt sợi thép ra đời nhằm tăng tính dẻo cho bê tông nhờ khả năng hút năng lượng của cốt sợi thép. Bê tông cốt sợi thép giúp cho kết cấu bê tông có ứng xử tốt hơn với các vết nứt bằng cơ chế khâu các vết nứt và truyền ứng suất qua vết nứt....

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: BÊ TÔNG CỐT SỢI

  1. BÊ TÔNG CỐT SỢI
  2. Më ®Çu  Bê tông là một loại vật liệu chịu nén tốt nhưng có  cường độ chịu kéo thấp (1/10 f’c). Bê tông cường độ cao với cường độ chịu nén từ 60-  100MPa là vật liệu dòn. Bê tông cốt sợi thép ra đời nhằm tăng tính dẻo cho bê  tông nhờ khả năng hút năng lượng của cốt sợi thép. Bê tông cốt sợi thép giúp cho kết cấu bê tông có ứng xử  tốt hơn với các vết nứt bằng cơ chế khâu các vết nứt và truyền ứng suất qua vết nứt.
  3. Né i dung Tổng quan về bê tông cốt sợi và bê tông cốt sợi  thép Xác định thành phần và tính chất cơ học bê tông Xác  cường độ cao cốt sợi thép
  4. TỔNG QUAN VỀ NGHIÊN CỨU, PHÁT TRIỂN  BÊ TÔNG CỐT SỢI VÀ BÊ TÔNG CỐT SỢI THÉP Từ thời kỳ Ai Cập và Babylonian, sợi, lông ngựa đã được dùng để  tăng cường cho gạch thô, tường trát bùn, thạch cao… Những nghiên cứu đầu tiên về sợi thép phân tán là của Romualdi,  Batson, Mandel, Shah và Swamy và những nghiên cứu khác ở Mỹ, Anh và Nga. Vấn đề đang được nghiên cứu hiện nay là BTCĐCCST và bê tông siêu cường độ cốt sợi thép. Tại Việt Nam vấn đề bê tông cốt sợi và bê tông cốt sợi thép đã bước  đầu được quan tâm nghiên cứu và công bố tại ĐH GTVT, ĐH XD, viện KHCNXD, viện KHCN GTVT.
  5. PHÂN LOẠI BÊ TÔNG XI MĂNG CỐT SỢI PHÂN Theo cường độ:  Bê tông cốt sợi (f’c = 25-50MPa)  Bê tông cốt sợi cường độ cao (f’c = 60-100MPa) 60-100MPa)  Bê tông cốt sợi siêu cường độ (f’c = 120-800MPa).  Theo thể tích sợi:  Bê tông cốt sợi (0,25-2,5%)  Bê tông nhiều cốt sợi (10-25%).  Theo chất kết dính (pha nền):  Bê tông xi măng cốt sợi  Bê tông polyme cốt sợi (Epoxy) 
  6. NGUYÊN TẮC CẤU TẠO BÊ TÔNG CỐT SỢI NGUYÊN Khả năng chịu kéo của bê tông rất kém.  Sự tăng cường cốt sợi phân tán sẽ hạn chế sự phát triển những  vết nứt nhỏ (vi vết nứt). Sợi được phân bố không liên tục và ngẫu nhiên trong đá ximăng  cả ở vùng chịu nén và chịu kéo của kết cấu. Chúng có thể nâng cao độ cứng và điều chỉnh vết nứt thông qua việc ngăn chặn các vi vết nứt lan truyền, mở rộng và còn tăng độ dai do khả năng hấp thụ năng lượng của cốt sợi.
  7. CÁC LOẠI SỢI CÁC  Sợi thép  Sợi thuỷ tinh  Sợi tổng hợp polyme  Sợi cacbon  Sợi bazan  Sợi xenlulô
  8. Bảng 1.1: Thuộc tính của những loại sợi khác nhau Đường Cường độ Khối lượng Độ dãn dài Môđun Loại sợi chịu kéo đàn hồi tương đối kính riêng (kg/m3) (mm) (GPa) (GPa) (%) Acrylic 0.02-0.35 1.1 0.2 - 0.4 0.3 1.1 Asbeslos 0.0015-0.02 3.2 0.6 - 1.0 83 - 138 1-2 Cotton, sợi TN 0.2-0.6 1.5 0.4 - 0.7 4.8 3-10 Amiante 0.002-0.03 2.6 3.1 164 2-3 Thuỷ tinh 0.005-0.15 2.5 1.0 - 2.6 70 - 80 1.5 - 3.5 Graphite 0.008 - 1.9 1.0 - 2.6 230 - 415 0.5-1.0 (cacbon) 0.009 Kevlar 0.01 1.45 3.5 - 3.6 65 - 133 2.1 - 4.0 Nylon 0.02-0.4 1.1 0.76 - 0.82 4.1 16-20 Polyester 0.02-0.4 1.4 0.72 - 0.86 8.3 11-13 Polypropylene 0.02-0.4 0.95 0.55 - 0.76 3.5 15-25 Rayon 0.02-0.38 1.5 0.4 - 0.6 6.9 10-25 Rock wool 0.01-0.8 2.7 0.5 - 0.76 0.6 0.5-0.7 Sisal 0.01 - 0.1 1.5 0.8 - 3.0 Thép 0.1-1.0 7.85 0.3 - 2.0 200 0.5-3.5
  9. Bảng 1.2. Các thông số của một số loại cốt sợi thép Tỉ s ố Cường độ Kích thước mặt Kiểu thép Chiều dài vật liệu, Kiểu néo kích cắt thước MPa EE186 18 mm 0.6 x 0.4 mm 38 800 Tấ m c ắ t EE256 25 mm 0.6 x 0.4 mm 45 800 loe ở đầu EE266HT 25 mm 0.6 x 0.4 mm 45 1000 Φ 0.5 - 0.9 mm Dramix 30-60 mm 35-60-80 1000-1200 Dây kéo dài Xorex 38 mm 1.35 x 0.5 mm 43 800 khoá ở đầu Φ 0.5 mm Horte 30 mm 60 700 Thép cán Harex 25 mm 2.75 x 0.5 mm 45 800 gấp mép Thép lưới Dây dài 8mm, tấm 200mm mỗi Lưới hàn - 550 chiều F82 Thép lưới Dây dài 4mm, tấm 100mm mỗi Lưới hàn - 550 chiều F41
  10. MÔ HÌNH LÀM VIỆC CỦA SỢI MÔ Sợi hoạt động ở hai quy mô trong quá trình nứt của pha hồ xi măng. Quy mô vi cấu trúc  Tác dụng của các sợi làm ổn định các vết nứt cực nhỏ, làm chậm quá Tác trình hư hỏng của vật liệu và hạn chế sự hình thành vết nứt lớn hơn. Quy mô kết cấu  Các sợi hoạt động như các vi cốt thép  Cải biến khả năng hút năng lượng của kết cấu, thay đổi quá trình  phá hủy, vật liệu chuyển từ phá hoại giòn sang phá hoại dẻo. Tuy nhiên, sợi sẽ làm rối loạn cấu tạo hồ xi măng và ảnh hưởng 
  11. TỶ LỆ HỖN HỢP - CÔNG THỨC THÀNH PHẦN Thành phần của bê tông cốt sợi được xây dựng từ những kinh  nghiệm trên cơ sở thành phần bê tông đã được lựa chọn tối ưu theo các phương pháp của bê tông chất lượng cao . Khi đó phải xem sợi như một thành phần phụ cần thiết và tiến  hành các thí nghiệm để tối ưu hóa các thành phần nhằm đạt được các tính chất mong muốn. Phải đảm bảo sự phân tán đồng đều của các sợi và ngăn chặn sự  phân tầng hay vón cục của các sợi trong quá trình nhào trộn
  12. Bảng 1.3. Tỷ lệ các thành phần của bêtông cốt sợi thường Ximăng 350-500Kg/m3 Tỷ lệ N/X 0.4 - 0.6 Phần trăm cốt liệu cát 50% Cốt liệu lớn nhất 9 - 20mm Lượng không khí 6 - 9% Lượng sợi theo thể tích 0.5 - 2.5% Bảng 1.4. Tỷ lệ các thành phần của bêtông cốt sợi cường độ cao Ximăng 400-560Kg/m3 Tỷ lệ N/X 0.25 - 0.4 Phần trăm cát 50% Cốt liệu lớn nhất 9 - 12,5mm Lượng không khí 4 - 6% Lượng sợi theo thể tích 0.5 - 2.5% Phụ gia siêu dẻo 0.8 - 1lit/100kg XM Silicafin 7 - 10%XM
  13. CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO CÔNG Xi măng, muội silic, cát, đá được trộn đều ở điều kiện khô.  Một nửa chất giảm nước cao và nước được trộn đều với nhau và  cho vào hỗn hợp. Phần còn lại của chất giảm nước cao và nước được cho vào hỗn hợp từ từ để tạo ra độ sụt thích hợp và sự đồng đều trong hỗn hợp. Sợi thép được rải đều vào hỗn hợp trong máy trộn để đạt được  sự phân bố đồng nhất. Đổ bê tông cốt sợi vào ván khuôn. Việc rung phía trong nếu được  thực hiện một cách cẩn thận thì cũng có thể được chấp nhận, việc đầm rung mặt ngoài của ván khuôn và bề mặt của bê tông là thích hợp hơn do nó ngăn chặn được sự phân tầng của cốt sợi.
  14. CÁC ĐẶC TÍNH CƠ HỌC CỦA BÊ TÔNG CỐT SỢI CÁC Khả năng chịu tải trọng gây nứt ban đầu  Bêtông tăng cường cốt sợi khi chịu uốn về cơ bản tham gia vào một ứng xử biến dạng tuyến tính gồm 3 phần Tải trọng Độ võng Hình 1.1: Biểu đồ quan hệ tải trọng và độ võng của mẫu dầm bê tông c ốt s ợi
  15. Tính chất cơ học của kết cấu bê tông cốt sợi  Các yếu tố ảnh hưởng  Các thuộc tính cơ học của bê tông cốt sợi chịu ảnh hưởng của một số yếu tố chủ yếu là: Loại sợi, cụ thể là chất liệu sợi và hình dạng của nó;  Tỉ lệ hình dạng l/df  Hàm lượng sợi theo thể tích Vf  Khoảng cách giữa các sợi s  Độ bền của vữa hoặc bê tông  Kích cỡ, hình dạng của mẫu. 
  16. Cường độ chịu nén  Tác động của sợi tăng cường đối với độ bền nén của bê  tông không đáng kể. Tuy nhiên, độ dẻo được tăng cường một cách đáng kể. Độ  dẻo là số đo khả năng hấp thụ năng lượng trong thời gian biến dạng. Chỉ số độ dẻo (TI) được tính theo công thức sau: TI = 1,421 RI + 1,035 (1.3) Trong đó: - chỉ số cốt sợi thép = Vf (l/df); RI RI ch - hàm lượng sợi theo thể tích, %; Vf hàm - hệ số tỷ lệ kích thước. l/df kích
  17. Cường độ chịu kéo   Khi thể tích của sợi tăng lên từ 0.25 ÷ 1.25 % cường độ  chịu kéo của bê tông cốt sợi tăng lên đáng kể. Cường độ chịu kéo có thể tăng từ 10 đến 30% với các thử nghiệm bê tông cốt sợi thép có cường độ chịu nén đến 50MPa. Độ bền cắt  Do sợi phân bố ngẫu nhiên trong khối vữa tăng cường khả năng chịu ứng suất chủ của bêtông. Co ngót  Trong quá trình diễn ra sự co ngót, các sợi thép sẽ hạn chế đáng kể quá trình này.
  18. Cường độ chịu kéo khi uốn  Các sợi tăng cường tác động lớn đến cường độ chịu uốn của bê tông trong các giai đoạn: Giai đoạn tải trọng gây nứt trong đồ thị độ võng - tải trọng  Giai đoạn tải trọng cực hạn  Cả 2 giai đoạn đều bị ảnh hưởng thể tích sợi Vf và tỉ lệ l/df. Vf < 0,5% và l/df < 50, sợi có ảnh hưởng nhỏ đến cường độ chịu kéo khi uốn của bê tông mặc dù chúng vẫn có thể có ảnh hưởng đến độ dẻo của bê tông. Các kết quả nghiên cứu trên kết cấu dầm bê tông cốt sợi thép cho thấy cường độ chịu kéo khi uốn tăng lên từ 15-20 %.
  19. ĐÁNH GIÁ ĐẶC TÍNH CỦA BÊ TÔNG ĐƯỢC GIA ĐÁNH CƯỜNG BẰNG SỢI THÉP Biểu đồ độ võng - tải trọng hoặc tải trọng - độ mở rộng vết  nứt Đồ thị độ võng - tải trọng khác về căn bản so với dạng đồ thị có kết quả từ các thí nghiệm dầm bê tông nói chung. Hình 1.2. Mối quan hệ tải trọng- biến dạng của đầm bê tông và d ầm bê tông c ốt s ợi
  20. Độ bền dai  Diện tích vùng nằm phía dưới đồ thị quan hệ độ võng - tải trọng  là đại lượng năng lượng được hấp thụ. Đại lượng này có tên gọi là "độ bền dai". Trong quá trình phân tích sự gia cường bằng cốt sợi thép, giá trị  độ bền dai là vấn đề cần quan tâm, cho biết đặc tính của vết nứt. Việc đánh giá từng loại sợi thép tiến hành bằng cách so sánh  phần năng lượng được hấp thụ (độ bền dai) khi mẫu thí nghiệm đạt độ võng quy ước (với kết cấu dầm 15mm, với bản 25mm). Căn cứ vào biểu đồ năng lượng của mẫu thử có thể xác định  được cường độ tại một số điểm đặc biệt ứng với năng lượng
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

 

Đồng bộ tài khoản
2=>2