Luận án Tiến sĩ Kỹ thuật: Nghiên cứu đặc trưng co ngót của bê tông sử dụng cát mịn phối trộn cát nghiền từ đá trong xây dựng cầu

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:199

Thêm vào BST

Báo xấu

16
lượt xem 7
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Luận án Tiến sĩ Kỹ thuật "Nghiên cứu đặc trưng co ngót của bê tông sử dụng cát mịn phối trộn cát nghiền từ đá trong xây dựng cầu" trình bày tổng quan về bê tông và biến dạng co ngót của bê tông sử dụng cát mịn phối trộn cát nghiền từ đá; Cơ sở lý thuyết nghiên cứu biến dạng co ngót của bê tông sử dụng cát mịn phối trộn cát nghiền từ đá; Nghiên cứu thực nghiệm và phân tích, đánh giá ảnh hưởng của tính chất vật liệu cát mịn phối trộn cát nghiền từ đá đến các tính năng cơ học và biến dạng co ngót của bê tông; Phân tích ảnh hưởng của co ngót đến biến dạng dài hạn của dầm bê tông cốt thép.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Luận án Tiến sĩ Kỹ thuật: Nghiên cứu đặc trưng co ngót của bê tông sử dụng cát mịn phối trộn cát nghiền từ đá trong xây dựng cầu

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI NGUYỄN ĐỨC DŨNG NGHIÊN CỨU ĐẶC TRƢNG CO NGÓT CỦA BÊ TÔNG SỬ DỤNG CÁT MỊN PHỐI TRỘN CÁT NGHIỀN TỪ ĐÁ TRONG XÂY DỰNG CẦU LUẬN ÁN TIẾN SĨ HÀ NỘI – NĂM 2022
i BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI NGUYỄN ĐỨC DŨNG NGHIÊN CỨU ĐẶC TRƢNG CO NGÓT CỦA BÊ TÔNG SỬ DỤNG CÁT MỊN PHỐI TRỘN CÁT NGHIỀN TỪ ĐÁ TRONG XÂY DỰNG CẦU Ngành: Kỹ thuật Xây dựng Công trình Giao thông Mã số: 958.02.05 LUẬN ÁN TIẾN SĨ NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC 1: PGS.TS. NGUYỄN DUY TIẾN 2: TS. THÁI KHẮC CHIẾN HÀ NỘI – NĂM 2022
ii LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu, kết quả trong luận án là trung thực và chƣa từng đƣợc ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác. Nghiên cứu sinh NGUYỄN ĐỨC DŨNG
iii LỜI CẢM ƠN Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến thầy giáo hƣớng dẫn: PGS. TS. Nguyễn Duy Tiến, TS. Thái Khắc Chiến đã tận tình hƣớng dẫn, giúp đỡ, tạo điều kiện và động viên trong suốt quá trình học tập, nghiên cứu và hoàn thành luận án. Tác giả chân thành cảm ơn tập thể các thầy, cô bộ môn Cầu Hầm, bộ môn Vật liệu Xây dựng và khoa Đào tạo Sau đại học trƣờng Đại học Giao thông vận tải đã tạo điều kiện thuận lợi giúp đỡ và hƣớng dẫn trong suốt thời gian tác giả nghiên cứu tại Bộ môn và khoa. Tác giả trân trọng cảm ơn tập thể các thầy, cô trƣờng Đại học Giao thông vận tải đã đóng góp nhiều ý kiến quý báu và có giá trị cho nội dung đề tài luận án. Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn các bạn bè, đồng nghiệp tận tình giúp đỡ và động viên trong suốt quá trình tác giả học tập, nghiên cứu và hoàn thành luận án. Cuối cùng, tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới các thành viên gia đình đã thông cảm tạo điều kiện và chia sẻ những khó khăn trong suốt quá trình học tập, nghiên cứu và hoàn thành luận án.
iv MỤC LỤC Trang MỤC LỤC ................................................................................................................... iv DANH MỤC BẢNG BIỂU ....................................................................................... viii DANH MỤC HÌNH VẼ ............................................................................................... x DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT VÀ KÝ HIỆU ............................................... xiv MỞ ĐẦU ...................................................................................................................... 1 CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ BÊ TÔNG VÀ BIẾN DẠNG CO NGÓT CỦA BÊ TÔNG SỬ DỤNG CÁT MỊN PHỐI TRỘN CÁT NGHIỀN TỪ ĐÁ ......................... 7 1.1. Giới thiệu về vật liệu cát hỗn hợp phối trộn cát nghiền với cát mịn ..................... 7 1.2. Các nghiên cứu về bê tông sử dụng cát mịn phối trộn cát nghiền trên thế giới .... 8 1.2.1 Ảnh hƣởng của tỉ lệ phối trộn cát nghiền với cát sông đến tính năng cơ học và biến dạng co ngót của bê tông ...................................................................................... 9 1.2.2 Ảnh hƣởng của hàm lƣợng bột đá đến đặc trƣng cơ học và biến dạng co ngót của bê tông .................................................................................................................. 13 1.2.3 Ảnh hƣởng của đá gốc sản xuất cát nghiền đến đặc trƣng cơ học và co ngót của bê tông ........................................................................................................................ 15 1.3 Các nghiên cứu cƣờng độ và biến dạng co ngót của bê tông sử dụng cát mịn phối trộn cát nghiền ở Việt Nam ....................................................................................... 19 1.4 Các nghiên cứu xác định ảnh hƣởng của biến dạng co ngót đến độ cong/độ võng của dầm bê tông cốt thép ........................................................................................... 24 1.5 Kết luận chƣơng 1 ................................................................................................ 27 CHƢƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT NGHIÊN CỨU BIẾN DẠNG CO NGÓT CỦA BÊ TÔNG CÓ SỬ DỤNG CÁT MỊN PHỐI TRỘN CÁT NGHIỀN TỪ ĐÁ........... 30 2.1 Co ngót bê tông .................................................................................................... 30 2.2 Các yếu tố ảnh hƣởng đến biến dạng co ngót của bê tông ................................... 32 2.3 Các yếu tố ảnh hƣởng đến biến dạng co ngót của bê tông có sử dụng cát mịn phối trộn cát ghiền .............................................................................................................. 37 2.4 Một số mô hình dự báo biến dạng co ngót của bê tông theo các tiêu chuẩn hiện hành ............................................................................................................................ 39 2.4.1 Tiêu chuẩn Việt Nam 11823:2017 ................................................................... 39 2.4.2 Tiêu chuẩn ACI 209.2R .................................................................................... 40 2.4.3 Tiêu chuẩn châu Âu CEB FIP 2010 ................................................................. 41 2.4.4 Tiêu chuẩn EUROCODE 2 .............................................................................. 42 2.4.5 Tiêu chuẩn Anh quốc BS 8110 ......................................................................... 42 2.4.6 Tiêu chuẩn Xây dựng Nga ................................................................................ 43 2.4.7 Tiêu chuẩn Úc AS 3600 ................................................................................... 43 2.4.8 Tiêu chuẩn Nhật Bản JCSE 2007 ..................................................................... 44 2.4.9. Tiêu chuẩn ngành 22 TCN 272-05 .................................................................. 44
v 2.4.10 Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 5574:2012 ....................................................... 45 2.4.11 Phân tích, đánh giá các mô hình tính toán biến dạng co ngót ......................... 45 2.4.12 Nhận xét về mô hình dự báo co ngót ............................................................... 46 2.5 Phƣơng pháp thực nghiệm xác định biến dạng co ngót của bê tông theo các tiêu chuẩn hiện hành .......................................................................................................... 46 2.6 Xây dựng công thức dự báo biến dạng co ngót của bê tông từ kết quả thực nghiệm ........................................................................................................................ 48 2.7 Ảnh hƣởng của co ngót đến biến dạng dài hạn của dầm bê tông cốt thép ........... 51 2.7.1 Ảnh hƣởng của biến dạng co ngót đến độ võng của dầm bê tông cốt thép ....... 52 2.7.2 Phân tích ảnh hƣởng của biến dạng dài hạn đến sự hình thành và phát triển độ vồng của dầm Super T ................................................................................................ 53 2.8. Kết luận chƣơng 2 ............................................................................................... 53 CHƢƠNG 3: NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM VÀ PHÂN TÍCH, ĐÁNH GIÁ ẢNH HƢỞNG CỦA TÍNH CHẤT VẬT LIỆU CÁT MỊN PHỐI TRỘN CÁT NGHIỀN ĐẾN CÁC ĐẶC TRƢNG CƠ HỌC VÀ BIẾN DẠNG CO NGÓT CỦA BÊ TÔNG TỪ ĐÁ ........................................................................................................................ 56 3.1 Kết quả khảo sát một số mỏ cát mịn và cát nghiền khu vực đồng bằng sông Cửu Long ............................................................................................................................ 56 3.1.1 Kết quả khảo sát các mỏ cát mịn ....................................................................... 56 3.1.2 Kết quả khảo sát các mỏ cát nghiền ................................................................. 57 3.2 Kết quả phối trộn cát nghiền với cát mịn thành cát hỗn hợp................................ 58 3.3 Thiết kế thành phần bê tông ................................................................................. 59 3.3.1 Phƣơng pháp tính toán ...................................................................................... 59 3.3.2 Vật liệu sử dụng ................................................................................................. 59 3.3.3 Xác định cấp phối tối ƣu theo lý thuyết Fuller .................................................. 60 3.4 Công tác thí nghiệm các đặc trƣng cƣờng độ bê tông .......................................... 61 3.5 Kết quả thí nghiệm ............................................................................................... 63 3.5.1 Ảnh hƣởng của tỉ lệ trộn CN/CM đến các đặc trƣng cơ học của bê tông ......... 63 3.5.2 Ảnh hƣởng của hàm lƣợng bột đá đến các đặc trƣng cơ học của bê tông ......... 63 3.5.3 Ảnh hƣởng của đá gốc sản xuất cát nghiền ....................................................... 64 3.6 Phân tích kết quả thí nghiệm ............................................................................... 65 3.6.1 Phân tích ảnh hƣởng của tỉ lệ trộn cát nghiền/cát mịn đến các đặc trƣng cơ học của bê tông .................................................................................................................. 65 3.6.2 Phân tích ảnh hƣởng của hàm lƣợng bột đá đến các đặc trƣng cơ học của bê tông ............................................................................................................................. 66 3.6.3 Phân tích ảnh hƣởng của đá gốc sản xuất cát nghiền đến các các đặc trƣng cơ học của bê tông ........................................................................................................... 66 3.7 Thiết lập phƣơng trình quan hệ giữa các tính chất của vật liệu với tính năng cơ học của bê tông ........................................................................................................... 67
vi 3.7.1 Phƣơng trình quan hệ giữa tỉ lệ trộn cát nghiền/cát mịn với các tính năng cơ học của bê tông .................................................................................................................. 67 3.7.2 Phƣơng trình quan hệ giữa hàm lƣợng bột đá với các tính năng cơ học của bê tông ............................................................................................................................. 68 3.8 Nội dung thí nghiệm biến dạng co ngót bê tông .................................................. 69 3.8.1 Kế hoạch thí nghiệm .......................................................................................... 69 3.8.2 Buồng khí hậu .................................................................................................... 72 3.8.3 Mẫu thí nghiệm biến dạng co ngót .................................................................... 73 3.8.4 Quy trình đo biến dạng co ngót ......................................................................... 74 3.8.5 Tính toán kết quả ............................................................................................... 74 3.9 Kết quả thí nghiệm co ngót ................................................................................. 74 3.9.1 Nhóm 1: Biến dạng co ngót của các tổ mẫu thay đổi tỉ lệ phối trộn CN/CM ... 74 3.9.2 Nhóm 2: Biến dạng co ngót của các tổ mẫu thay đổi hàm lƣợng bột đá .......... 75 3.9.3 Nhóm 3: Biến dạng co ngót của các tổ mẫu thay đổi loại đá gốc sản xuất cát nghiền .................................................................................................................... 76 3.9.4 Nhóm 4: Biến dạng co ngót của các tổ mẫu đƣợc so sánh với mẫu đối chứng bê tông sử dụng cát vàng sông Lô ................................................................................... 77 3.9.5 Nhóm 5: Biến dạng co ngót của các tổ mẫu đƣợc so sánh với các tiêu chuẩn hiện hành..................................................................................................................... 79 3.9.6 Nhóm 6: Ảnh hƣởng của biến dạng co ngót đến sự làm việc của kết cấu bê tông .................................................................................................................................... 79 3.10 Phân tích, đánh giá ảnh hƣởng của tính chất vật liệu đến biến dạng co ngót .... 81 3.10.1 Nhóm 1: Ảnh hƣởng của tỉ lệ phối trộn CN/CM ............................................. 81 3.10.2 Nhóm 2: Ảnh hƣởng của hàm lƣợng bột đá .................................................... 83 3.10.3 Nhóm 3: Ảnh hƣởng của đá gốc sản xuất cát nghiền ..................................... 85 3.11 Nhóm 4: So sánh biến dạng do co ngót của bê tông cát mịn phối trộn cát nghiền với bê tông vàng sông Lô ........................................................................................... 87 3.12 Nhóm 5: So sánh kết quả nghiên cứu với các tiêu chuẩn hiện hành .................. 89 3.13 Nhóm 6: Ảnh hƣởng của ứng suất do co ngót đến kết cấu bê tông ................... 90 3.14 Xây dựng công thức xác định biến dạng co ngót bê tông có sử dụng cát mịn phối trộn cát ghiền ...................................................................................................... 93 3.14.1 Xây dựng công thức theo tiêu chuẩn CEB FIP 2010 ...................................... 93 3.14.2 Xây dựng công thức theo tiêu chuẩn ACI 209.2R .......................................... 95 3.15 Kết luận chƣơng 3 .............................................................................................. 97 CHƢƠNG 4: PHÂN TÍCH ẢNH HƢỞNG CỦA CO NGÓT ĐẾN BIẾN DẠNG DÀI HẠN CỦA KẾT CẤU DẦM BÊ TÔNG CỐT THÉP ..................................... 100 4.1 Nghiên cứu thực nghiệm xác định độ võng dài hạn của dầm BTCT do biến dạng co ngót của bê tông ................................................................................................... 100 4.1.1 Đặt vấn đề ........................................................................................................ 100
vii 4.1.2 Xây dựng mô hình thí nghiệm ......................................................................... 100 4.1.3 Chế tạo mẫu thí nghiệm ................................................................................... 101 4.1.4 Bố trí dụng cụ đo ............................................................................................. 102 4.1.5 Các bƣớc tiến hành thí nghiệm ........................................................................ 103 4.1.6 Xử lý kết quả thí nghiệm ................................................................................. 103 4.1.7 Đánh giá kết quả đo theo các tiêu chuẩn tính toán hiện hành ......................... 104 4.2 Xây dựng công thức quan hệ giữa mô đun đàn hồi với biến dạng co ngót và độ võng .......................................................................................................................... 108 4.2.1 Lập công thức theo phƣơng pháp lực nén tƣơng đƣơng ................................. 108 4.2.2 Kết quả tính toán ứng suất kéo tại đáy dầm .................................................... 112 4.2.3 Kết quả tính toán độ võng của dầm theo nguyên lý ứng suất biến dạng ......... 113 4.2.4 Công thức xác định mô đun đàn hồi có hiệu từ kết quả thực nghệm .............. 114 4.3 Phân tích ảnh hƣởng của biến dạng co ngót và trình tự thi công đến biến dạng dài hạn của dầm bê tông dự ứng lực căng trƣớc Super T ............................................... 116 4.3.1 Cấu tạo dầm Super T ....................................................................................... 117 4.3.2 Các thông số về vật liệu đầu vào ..................................................................... 118 4.3.3 Kết quả theo dõi độ vồng các dầm Super T tại hiện trƣờng ............................ 118 4.3.4 Kết quả tính toán độ vồng từ các số liệu đo biến dạng co ngót ....................... 119 4.4 Nghiên cứu tính toán ảnh hƣởng quá trình thi công đến biến dạng dài hạn của dầm Super T.............................................................................................................. 122 4.5. Kết luận chƣơng 4 ............................................................................................. 124 KẾT LUẬN – KIẾN NGHỊ ...................................................................................... 125 CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ CỦA TÁC GIẢ CÓ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN ............................................................................................................................ 127 TÀI LIỆU THAM KHẢO ........................................................................................ 128 PHỤ LỤC 1: KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM VẬT LIỆU .............................................. 136 PHỤ LỤC 2: THIẾT KẾ THÀNH PHẦN BÊ TÔNG VÀ CÁC KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM TÍNH NĂNG CƠ HỌC CỦA BÊ TÔNG ............................................... 146 PHỤ LỤC 3: KẾT QUẢ ĐO BIẾN DẠNG CO NGÓT CỦA BÊ TÔNG .............. 161 PHỤ LỤC 4: THUẬT TOÁN TỐI ƢU HÓA BẦY ĐÀN (PSO) ............................ 182
viii DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 2.1 Phƣơng pháp thực nghiệm xác định biến dạng co ngót của bê tông trong các tiêu chuẩn hiện hành ............................................................................. 47 Bảng 3.1 Thành phần hạt và mô đun độ lớn của cát .................................................. 58 Bảng 3.2 Bảng phân tích thành phần hạt cốt liệu của các cấp phối BTXM ............... 60 Bảng 3.3 Hệ số bình phƣơng nhỏ nhất theo Fuller ..................................................... 60 Bảng 3.4 Số lƣợng các tổ hợp và các mẫu thí nghiệm ............................................... 61 Bảng 3.5 Thông số các tổ mẫu thí nghiệm ................................................................. 70 Bảng 3.6. Kết quả đo biến dạng co ngót của các tổ mẫu TM1, TM2, TM3, TM4, TM5,TM6, TM7, TM8, TM9 ...................................................................... 75 Bảng 3.7. Kết quả đo biến dạng co ngót của các tổ mẫuTM2, TM13, TM14, TM15, TM5, TM16, TM17, TM18, TM8, TM19, TM20, TM21 ........................... 75 Bảng 3.8. Kết quả đo biến dạng co ngót của các tổ mẫu TM1, TM2, TM3, TM28, TM29, TM30, TM31, TM32, TM3373 ....................................................... 76 Bảng 3.9. Kết quả đo biến dạng co ngót của các tổ mẫu TM4, TM5, TM6; TM34, TM35, TM36 và TM49, TM50, TM51 ....................................................... 76 Bảng 3.10. Kết quả đo biến dạng co ngót của các tổ mẫu TM7, TM8, TM9; TM37, TM38, TM39 và TM52, TM53, TM54 ....................................................... 77 Bảng 3.11. Kết quả đo biến dạng co ngót của các tổ mẫu TM1, TM2, TM3, TM28, TM29, TM30, TM31, TM32, TM33 và TM10 ........................................... 77 Bảng 3.12. Kết quả đo biến dạng co ngót của các tổ mẫu TM4, TM5, TM6, TM34, TM35, TM36, TM49, TM50, TM51 và TM11 ........................................... 78 Bảng 3.13. Kết quả đo biến dạng co ngót của các tổ mẫu TM7, TM8, TM9, TM37, TM38, TM39, TM52, TM53, TM54 và TM12 ........................................... 78 Bảng 3.14 Kết quả đo biến dạng co ngót của các tổ mẫu TM1, TM2, TM3, TM28, TM29, TM30, TM31, TM32, TM33 ........................................................... 79 Bảng 3.15 Kết quả đo biến dạng co ngót của các tổ mẫu TM2, TM13, TM14, TM15, TM40, TM29, TM41, TM42, và TM32, TM55, TM56, TM57 .................. 79 Bảng 3.16 Kết quả đo biến dạng co ngót của các tổ mẫu TM1, TM2, TM3, TM28, TM29, TM30, TM31, TM32, TM33 ........................................................... 80 Bảng 3.17 Kết quả đo biến dạng co ngót của các tổ mẫu TM2, TM13, TM14, TM15, TM40, TM29, TM41, TM42 ....................................................................... 80 Bảng 4.1 Kết quả đo độ võng dầm ........................................................................... 103 Bảng 4.2 Độ võng dầm BTCT tính theo tiêu chuẩn và thực nghiệm ....................... 107 Bảng 4.3 Kết quả tính ứng suất đáy dầm do biến dạng co ngót ............................... 112 Bảng 4.4 Độ võng của dầm BTCT tính theo công thức ứng suất – biến dạng ......... 113
ix Bảng 4.5 Độ võng của dầm BTCT tính theo công thức ứng suất – biến dạng ......... 113 Bảng 4.6 Mô đun đàn hồi có hiệu của dầm D1 ........................................................ 114 Bảng 4.7 Mô đun đàn hồi có hiệu của dầm D2 ........................................................ 115 Bảng 4.8 Mô đun đàn hồi có hiệu của dầm D3 ........................................................ 115 Bảng 4.9 Kết quả thí nghiệm cƣờng độ bê tông ....................................................... 118 Bảng 4.10 Kết quả theo dõi độ vồng các dầm theo thời gian ................................... 119 Bảng 4.11 Chênh lệch độ vồng tính toán với các dầm thực nghiệm ........................ 121 Bảng 4.12 Kết quả đo độ vồng theo quá trình thi công ............................................ 123
x DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1 Cát Tân Châu ................................................................................................. 7 Hình 1.2: Biểu đồ thành phần hạt của cát Tân Châu .................................................... 7 Hình 1.3: Cát nghiền Vũng Tàu ................................................................................... 7 Hình 1.4: Biểu đồ thành phần hạt của cát nghiền ......................................................... 7 Hình 1.5: Biểu đồ cƣờng độ chịu nén của bê tông theo Altamashuddinkhan. ........... 10 Hình 1.6: Biểu đồ cƣờng độ kéo uốn của bê tông theo Altamashuddinkhan. ............ 10 Hình 1.7: Biểu đồ cƣờng độ chịu nén của bê tông theo Yajurved Reddy M. ............ 10 Hình 1.8: Biểu đồ cƣờng độ chịu kéo của bê tông theo Yajurved Reddy M. ............ 10 Hình 1.9: Cƣờng độ chịu nén trung bình của mẫu lập phƣơng với tỷ lệ thay thế khác nhau (N/X = 0,5) ......................................................................................... 10 Hình 1.10: Biểu đồ mô đun đàn hồi theo M.Shanmugavadivu1 ............................... 10 Hình 1.11: Biểu đồ cƣờng độ chịu kéo khi uốn theo M.Shanmugavadivu1 .............. 10 Hình 1.12: Biểu đồ cƣờng độ chịu nén theo AMZ Zimar .......................................... 10 Hình 1.13: Cƣờng độ chịu nén bê tông ...................................................................... 11 Hình 1.14: Độ bền kéo uốn của bê tông ..................................................................... 11 Hình.1.15: Biểu đồ co ngót khô của bê tông .............................................................. 12 Hình.1.16: Biểu đồ biến dạng co ngót của bê tông cát nghiền trộn cát sa mạc.......... 12 Hình 1.16c: Biểu đồ tốc độ tăng ứng suất .................................................................. 12 Hình 1.16b: Biểu đồ thời gian xuất hiện vết nứt ........................................................ 12 Hình 1.17: Ảnh hƣởng của % bột đá đến cƣờng độ chịu nén của bê tông ................ 13 Hình 1.18: Ảnh hƣởng của hàm lƣợng bột đá đến cƣờng độ chịu nén và cƣờng độ chịu kéo khi uốn của bê tông (Tahir C)...................................................... 13 Hình 1.19: Ảnh hƣởng của hàm lƣợng bụi đến co ngót khô ...................................... 14 Hình 1.20: Ảnh hƣởng của loại cốt liệu và hàm lƣợng bột đá trên N/XM................. 14 Hình 1.21: Co ngót khi thay đổi hàm lƣợng bột đá .................................................... 14 Hình 1.22: Ảnh hƣởng của bột đá đến biến dạng co ngót .......................................... 14 Hình 1.23: Sự phát triển co ngót khô ......................................................................... 15 Hình 1.24: Sự phát triển co ngót khô ......................................................................... 15 Hình 1.25: Cƣờng độ chịu nén khi cố định tỉ lệ N/XM .............................................. 16 Hình 1.26: Cƣờng độ chịu kéo uốn khi cố định tỉ lệ N/XM ....................................... 16 Hình 1.27: Co ngót khô của bê tông với các loại cát khác nhau, khi cố định tỉ lệ N/XM .......................................................................................................... 18 Hình 1.28: Co ngót khô của bê tông với các loại cát nhân tạo khác nhau, khi cố định độ sụt ........................................................................................................... 18 Hình 1.29: Co ngót khô của mẫu vữa, khi cố định tỉ lệ N/X ...................................... 18 Hình 1.30: Co ngót khô của mẫu vữa, khi cố định tỉ lệ N/X ...................................... 18
xi Hình 1.31: Biểu đồ quan hệ tỉ lệ trộn CN/CM đến cƣờng độ chịu nén của bê tông .. 21 Hình 1.32: Kết quả so sánh các tính chất giữa bê tông cát hỗn hợp với bê tông thông thƣờng ......................................................................................................... 21 Hình 1.33: Ảnh hƣởng của bột đá đến co ngót của bê tông tự đầm ........................... 21 Hình 1.34: Biểu đồ cƣờng độ bê tông khi trộn các tỉ lệ khác nhau giữa CN/CM ..... 21 Hình 1.35: Minh họa mặt cắt và biến dạng ................................................................ 24 Hình 2.1: Biến dạng co ngót của bê tông theo BS 8110 ............................................ 43 Hình 2.2: Sơ đồ thuật toán tối ƣu hóa bầy đàn ........................................................... 50 Hình 2.3: Độ cong của dầm do biến dạng co ngót ..................................................... 52 Hình 3.1: Biểu đồ thành phần hạt cát mịn Tân Châu ................................................. 56 Hình 3.2: Biểu đồ thành phần hạt cát mịn Hồng Ngự ................................................ 56 Hình 3.3: Biểu đồ thành phần hạt cát nghiền Vũng Tàu ............................................ 57 Hình 3.4: Biểu đồ thành phần hạt cát nghiền Kiện Khê ............................................. 57 Hình 3.5: Phân tích thành phần hạt cát hỗn hợp theo các tỉ lệ trộn khác nhau .......... 58 Hình 3.6: Thành phần hạt cát hỗn hợp có tỉ lệ CN/CM =50/50 ................................. 58 Hình 3.7: Thành phần hạt cát hỗn hợp có tỉ lệ CN/CM =60/40 ................................. 59 Hình 3.8: Thành phần cát hỗn hợp có tỉ lệ CN/CM =70/30 ....................................... 59 Hình 3.9: Một số hình ảnh công tác thí nghiệm ......................................................... 63 Hình 3.10: Biểu đồ f’c ở 28 ngày tuổi ........................................................................ 63 Hình 3.11: Biểu đồ fr ở 28 ngày tuổi .......................................................................... 63 Hình 3.12: Biểu đồ E ở 28 ngày tuổi .......................................................................... 63 Hình 3.13: Biểu đồ Rk ở 28 ngày tuổi ........................................................................ 63 Hình 3.14: Biểu đồ f’c ở 28 ngày tuổi ........................................................................ 64 Hình 3.15: Biểu đồ fr ở 28 ngày tuổi .......................................................................... 64 Hình 3.16: Biểu đồ E ở 28 ngày tuổi .......................................................................... 64 Hình 3.17: Biểu đồ Rk ở 28 ngày tuổi ........................................................................ 64 Hình 3.18: Biểu đồ Rn của bê tông dùng cát nghiền đá Andesite, đá Vôi và đá Granite ......................................................................................................... 64 Hình 3.19: Biểu đồ Ru bê tông dùng cát nghiền đá Andesite, đá Vôi và đá Granite . 64 Hình 3.20: Biểu đồ so sánh Rn của bê tông dùng cát nghiền đá Andesite và đá Vôi ở 28 ngày tuổi khi thay đổi tỉ lệ CN/CM ........................................................ 64 Hình 3.21: Biểu đồ so sánh Ru của bê tông dùng cát nghiền đá Andesite và đá Vôi ở 28 ngày tuổi khi thay đổi tỉ lệ CN/CM ........................................................ 64 Hình 3.22: Biểu đồ so sánh Rn của bê tông đá Andesite và đá Vôi ở 28 ngày tuổi khi thay đổi hàm lƣợng BĐ ............................................................................... 65 Hình 3.23: Biểu đồ so sánh Ru của đá Andesite và đá vôi ở 28 ngày tuổi khi thay đổi hàm lƣợng BĐ ............................................................................................. 65
xii Hình 3.24: Đồ thị quan hệ giữa f’c với tỉ lệ CN/CM................................................. 67 Hình 3.25: Đồ thị quan hệ giữa fr với tỉ lệ CN/CM ................................................... 67 Hình 3.26: Đồ thị quan hệ giữa E với tỉ lệ CN/CM ................................................... 68 Hình 3.27: Đồ thị quan hệ giữa Rn với hàm lƣợng BĐ ............................................. 68 Hình 3.28: Đồ thị quan hệ giữa Ru với hàm lƣợng BĐ ............................................. 68 Hình 3.29: Đồ thị quan hệ giữa E với hàm lƣợng BĐ ................................................ 69 Hình 3.30: Buồng khí hậu đo biến dạng co ngót ........................................................ 73 Hình 3.31: Công tác chế tạo và bảo dƣỡng mẫu đo co ngót ...................................... 73 Hình 3.32: Thiết bị đo biến dạng co ngót ................................................................... 74 Hình 3.33: Quan hệ biến dạng co ngót theo thời gian của TM1, TM2 và TM3 ........ 81 Hình 3.34: Quan hệ giữa tỉ lệ phối trộn CN/CM với biến dạng co ngót của TM1, TM2 và TM3 ..................................................................................... 81 Hình 3.35: Biến dạng co ngót theo thời gian của các tổ mẫu TM2, TM13, TM14 và TM15 ........................................................................................................... 83 Hình 3.36: Quan hệ giữa hàm lƣợng bột đá trong cát nghiền với biến dạng co ngót của TM2, TM13, TM14 và TM5 ................................................................ 83 Hình 3.37: Biến dạng co ngót theo thời gian của các tổ mẫu TM1, TM62, TM63, TM64, TM3, TM65, TM66, TM67 ............................................................. 84 Hình 3.38: Quan hệ biến dạng co ngót theo thời gian của các tổ mẫu TM1, TM2, TM3, TM28, TM29, TM30, TM31, TM32, TM33 ..................................... 85 Hình 3.39: Quan hệ biến dạng co ngót theo thời gian của các tổ mẫu TM1, TM2, TM3, TM28, TM29, TM30, TM31, TM32, TM33 và TM10 ..................... 87 Hình 3.40: Quan hệ biến dạng co ngót của các tổ mẫu TM1, TM2, TM3, TM28, TM29, TM30, TM31, TM32, TM33 và các tiêu chuẩn .............................. 89 Hình 3.41: Quan hệ biến dạng co ngót thí nghiệm của các tổ mẫu thay đổi hàm lƣợng bột đá và các tiêu chuẩn .............................................................................. 89 Hình 3.42: Quan hệ fr của bê tông tính theo ACI và ứng suất kéo do co ngót .......... 91 Hình 3.43: Quan hệ fr của bê tông tính theo CEB/FIP và ứng suất kéo do co ngót .. 91 Hình 3.44: Quan hệ fr của bê tông tính theo ACI và ứng suất kéo do co ngót .......... 92 Hình 3.45: Quan hệ fr của bê tông tính theo CEB/FIP và ứng suất kéo do co ngót .. 92 Hình 3.46: Quan hệ fr của bê tông tính theo ACI và ứng suất kéo do co ngót .......... 92 Hình 3.47: Quan hệ fr của bê tông tính theo CEB/FIP và ứng suất kéo do co ngót .. 92 Hình 3.48: Quan hệ phát triển cƣờng độ chịu kéo và ứng suất kéo do co ngót của các tổ mẫu có tỉ lệ CN/CM thay đổi .................................................................. 92 Hình 3.49: Quan hệ phát triển cƣờng độ chịu kéo và ứng suất kéo do co ngót của các tổ mẫu thay đổi hàm lƣợng bột đá............................................................... 92
xiii Hình 3.50: Quan hệ phát triển cƣờng độ chịu kéo của bê tông tính theo ACI và ứng suất kéo do co ngót của các tổ mẫu có tỉ CN/CM thay đổi ......................... 93 1Hình 3.51: Quan hệ phát triển cƣờng độ chịu kéo của bê tông tính theo ACI và ứng suất kéo do co ngót của các tổ mẫu thay đổi hàm lƣợng bột đá ................. 93 Hình 3.52: Quan hệ phát triển cƣờng độ chịu kéo của bê tông tính theo CEB/FIP và ứng suất kéo do co ngót của các tổ mẫu có tỉ CN/CM thay đổi.................. 93 Hình 3.53: Quan hệ phát triển cƣờng độ chịu kéo của bê tông tính và ứng suất kéo do nhiệt độ sinh ra ............................................................................................ 93 Hình 4.1: Cấu tạo hệ giá treo dầm thí nghiệm.......................................................... 101 Hình 4.2: Lắp giá treo dầm ....................................................................................... 102 Hình 4.3: Giá treo dầm ............................................................................................. 102 Hình 4.4: Dầm đƣợc đặt trong buồng khí hậu .......................................................... 102 Hình 4.5: Thiết bị đo biến dạng dầm ........................................................................ 102 Hình 4.6: Mặt bằng bố trí dụng cụ đo chuyển vị của dầm thí nghiệm ..................... 103 Hình 4.7: Độ võng của dầm do biến dạng co ngót .................................................. 104 Hình 4.8: Mô hình tính độ cong của dầm ................................................................. 104 Hình 4.9: Quan hệ biến dạng co ngót dầm BTCT theo thời gian ............................. 108 Hình 4.10: Biến dạng do co ngót gây ra trên dầm bê tông không có cốt thép ......... 109 Hình 4.11: Biến dạng do co ngót gây ra trên dầm bê tông có cốt thép đối xứng ..... 109 Hình 4.12: Biến dạng do co ngót gây ra trên dầm bê tông có cốt thép không đối xứng..................................................................................................... 110 Hình 4.13: Cấu tạo dầm Super T .............................................................................. 118 Hình 4.14: Công tác theo dõi độ vồng dầm Super T tại nhà máy ............................ 119 Hình 4.15: Đƣờng cong biến dạng co ngót theo thời gian ....................................... 121 Hình 4.16: Độ vồng của dầm ở 3, 28, 56, 112, 224, 360 ngày tuổi ......................... 121
xiv DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT VÀ KÝ HIỆU ACI Tiêu chuẩn Hoa Kỳ ASTM Hiệp hội Thí nghiệm và Vật liệu Hoa Kỳ AASHTO Hiệp hội Quan chức Giao thông và Xa lộ Tiểu bang Mỹ BĐ bột đá BT Bê tông BTCT bê tông cốt thép BTXM bê tông xi măng CN cát nghiền/ cát xay/ cát nhân tạo CM cát mịn CN/CM tỉ lệ cát nghiền/ cát mịn CP cấp phối CEB/FIP Tiêu chuẩn châu Âu DƯL dự ứng lực ĐBSCL đồng bằng sông Cửu Long Eurocode, EC2 tiêu chuẩn châu Âu Eurocode 2 N Nƣớc N/X, N/XM tỉ lệ nƣớc / xi măng PSO Particle Swarm Optimization - thuật toán tối ƣu hóa bầy đàn TCVN tiêu chuẩn Việt Nam TM tổ mẫu X Xi măng Ac diện tích tiết diện ngang của kết cấu bê tông As , As', As1, As2 diện tích tiết diện ngang của cốt thép chịu nén, chịu kéo b, h chiều rộng, chiều cao tiết diện d khoảng cách từ cốt thép đến mép ngoài cùng chịu nén dc chiều dày lớp bê tông bảo vệ cốt thép h kích thƣớc quy ƣớc của của mặt cắt ngang của cấu kiện h=2Ac/u ho chiều cao làm việc của tiết diện, ho=h-dc L chiều dài nhịp dầm tính toán Rn Cƣờng độ chịu nén trung bình của bê tông Ru Cƣờng độ chịu kéo khi uốn trung bình của bê tông
xv Rk Cƣờng độ ép chẻ của bê tông E, Ec, Ecm, Eb mô đun đàn hồi của bê tông Es mô đun đàn hồi của cốt thép Es mô đun đàn hồi của bê tông sử dụng cát sông Ec,eff mô đun đàn hồi có hiệu của bê tông 1/r độ cong 1/rcs,  cs độ cong do co ngót a,β hệ số phụ thuộc loại bê tông, loại xi măng và phƣơng pháp bảo dƣỡng là khoảng cách từ trọng tâm mặt cắt bê tông nguyên (k cốt thép) đến eg thớ chịu kéo lớn nhất fcm cƣờng độ chịu nén trung bình của bê tông f’c, fck cƣờng độ chịu kéo đặc trƣng fr, f’cr cƣờng độ chịu kéo khi uốn đặc trƣng fct, cƣờng độ chịu kéo của bê tông M mô men uốn I mô men quán tính của tiết diện Ig mô men quán tính của mặt cắt bê tông nguyên s hệ số đặc trƣng tải trọng các hệ số ảnh hƣởng của kích thƣớc, độ ẩm, cƣờng độ, thời gian đến ks, khs, kf, khd biến dạng co ngót S mô men tĩnh của diện tích cốt thép so với trọng tâm của mặt cắt Sc, Sp co ngót của bê tông, co ngót của vữa xi măng RH độ ẩm tƣơng đối của môi trƣờng t tuổi của bê tông ts, t0 thời gian bảo dƣỡng ban đầu u chu vi của phần mặt cắt ngang tiếp xúc với không khí V/S tỉ lệ thể tích của kết cấu với diện tích bề mặt v độ võng vcs độ võng do co ngót αe tỉ lệ mô đun đàn hồi là các giá trị của tham số đƣợc tính toán cho các điều kiện không bị  I ,  II nứt và nứt hoàn toàn αas, αds1,αds2 hệ số phụ thuộc vào loại xi măng sử dụng chế tạo bê tông
xvi  sh,tc ,  sh, RH ,  sh,vs hệ số xét đến ảnh hƣởng của thời gian bảo dƣỡng ban đầu, độ ẩm,  sh,s ,  sh, ,  sh,c kích thƣớc, độ sụt, tỉ lệ cốt liệu mịn, hàm lƣợng xi măng, hàm lƣợng  sh, không khí đến biến dạng co ngót của bê tông. Ψ là tỉ lệ cốt liệu mịn trên toàn bộ cốt liệu  hệ số từ biến ɛcs(t), ɛcs(t-t0) biến dạng co ngót của bê tông tại thời điểm t, tính từ khi kết thúc thời ɛcs(t-tw), ɛ’cs(t,t0) gian bảo dƣỡng t0, tw biến dạng của bê tông đƣợc xác định tƣơng ứng ở mép trên và mép ɛbt, ɛbd dƣới của tiết diện biến dạng co ngót của bê tông đƣợc xác định tƣơng ứng ở mép trên ɛbt,cs , ɛbd,cs và mép dƣới của tiết diện biến dạng co ngót của bê tông đƣợc xác định tƣơng ứng ở trọng tâm ɛbs,cs cốt thép ɛcs, ɛsh, ɛ’cs biến dạng co ngót của bê tông ɛcas(t), ɛcs(t), ɛcse biến dạng co ngót tự sinh ɛcds(t), ɛcd(t) biến dạng co ngót khô ɛcas0(fcm) biến dạng co ngót tự sinh quy ƣớc ɛca(∞), ɛcse* biến dạng co ngót tự sinh tới hạn ɛcds0(fcm) biến dạng co ngót khô quy ƣớc ɛcs(∞),ɛshu biến dạng co ngót tới hạn ɛ*csd.b biến dạng co ngót cơ bản do khô cuối cùng  hệ số phụ thuộc vào thời gian dƣỡng hộ bê tông, độ ẩm môi trƣờng và 1 s ,  2 s ,3s mô đun bề mặt mở của cấu kiện σcs(t) ứng suất do biến dạng co ngót bê tông tại thời điểm t ứng suất co ngót của bê tông đƣợc xác định tƣơng ứng ở mép trên và σbt,cs , σbd,cs mép dƣới của tiết diện ứng suất co ngót của cốt thép đƣợc xác định tƣơng ứng ở mức trọng σs,cs tâm cốt thép
1 MỞ ĐẦU 1. Lý do chọn đề tài Hiện nay, ở khu vực đồng bằng sông Cửu Long nguồn cát vàng dùng chế tạo bê tông xi măng ngày càng trở nên khan hiếm, trong khi đó nguồn cát mịn tƣơng đối dồi dào nhƣng mô đun độ lớn chỉ dao động từ 0,7 – 2,24 nhỏ hơn giới hạn cho phép để chế tạo bê tông. Cát nhập khẩu từ Campuchia chất lƣợng tƣơng đối tốt nhƣng giá thành cao và nguồn cung cấp không ổn định [18] [9]. Theo số liệu thống kê về trữ lƣợng và nhu cầu sử dụng cát ở Việt Nam, sản lƣợng cát tự nhiên khai thác hiện nay chỉ đáp ứng đƣợc thêm từ 15÷20 năm là cạn kiệt [12] [15]. Cát tự nhiên khai thác từ các cơ sở đƣợc cấp phép cũng chỉ đáp ứng đƣợc khoảng 25% nhu cầu cát sử dụng trong một năm. Mặt khác, việc khai thác cát còn gây ảnh hƣởng nghiêm trọng đến môi trƣờng, gây sạt lở, xói mòn bờ sông. Thời gian qua, Chính phủ đã quyết liệt hạn chế việc khai thác và sử dụng cát tự nhiên làm vật liệu xây dựng. Do đó, việc tìm các nguồn cát khác thay thế cát tự nhiên trong xây dựng là hết sức cần thiết [15]. Trên thế giới, theo Michael L. Leming (2008) [93] sự suy giảm nguồn tài nguyên cát tự nhiên đã tạo ra nhu cầu về việc sử dụng vật liệu thay thế để làm cốt liệu nhỏ trong chế tạo bê tông, tác giả V.Umamaheshwaran1 [109] cũng cho biết thay thế cát sông bằng cát nghiền là một vấn đề bắt buộc do sự khan hiếm. Cát nghiền (hay còn gọi là cát xay, cát nhân tạo, cát sản xuất) đƣợc chế tạo bằng cách nghiền hoặc xay đá tới kích thƣớc thích hợp, với đặc tính kỹ thuật tốt nhƣ đồng nhất về hình dáng kích thƣớc, không bị lẫn các tạp chất, độ nhám bề mặt cao giúp tăng độ kết dính của bê tông, ngoài ra, có thể xây dựng các nhà máy sản xuất cát nhân tạo ở khắp nơi, giảm giá thành vận chuyển . . . nên nó đƣợc ƣu tiên lựa chọn để dần thay thế cát sông. Trong thực tế đã có nhiều công trình lớn trên thế giới sử dụng vật liệu này. Nhật Bản chia sẻ đã dùng cát nhân tạo đƣợc 40 năm và hiện giờ rất hiếm công trình đƣợc xây bằng cát sông vì bị đánh thuế cao. Tại Ấn Độ việc sử dụng cát nhân tạo không phải là giải pháp mới, công nghệ này đã đƣợc sử dụng gần 20 năm trƣớc, năm 2002, cao tốc Mumbai - Pune 6 làn xe đầu tiên hoàn thành, sử dụng hoàn toàn cát nhân tạo. . . Trong những năm gần đây một số nƣớc ở Trung Mỹ và Nam Phi với nguồn cát sa mạc (cát cồn) dồi dào đã sử dụng phối trộn với cát nghiền để thay thế cát tự nhiên trong xây dựng. Ở Việt Nam cũng đã bắt đầu sử dụng cát nghiền từ những năm đầu của tiên của thế kỷ 21 tại công trinh xây dựng nhà máy thuỷ điện Sơn La [4]. Sử dụng nghiền đƣợc nghiền từ đá đã trở thành vấn đề tất yếu trên thế giới và ở Việt Nam, nhằm khắc phục tình trạng cát sông ngày càng khan hiếm đặc biệt là cát có mô đun thành phần hạt đáp ứng yêu cầu chế tạo bê tông và bê tông cƣờng độ cao trong xây dựng nói chung và xây dựng công trình giao thông nói riêng. Tuy nhiên, cát nghiền phải trải qua nhiều công đoạn sàng, lọc, rửa, phối trộn . . . để có cấp phối thành phần hạt theo đúng tiêu chuẩn cho phép mới có thể thay thế hoàn toàn cát sông, chính vì vậy mà công nghệ sản xuất cũng trở lên phức tạp, giá thành cũng tƣơng đối cao, đây cũng chính là lý do
2 ĐBSCL ít nhà máy sản xuất cát nghiền đủ tiêu chuẩn. Do đặc điểm điều kiện tự nhiên phía Nam nƣớc ta thuộc vùng hạ lƣu sông Mê Kong, cát sông ở đây có cỡ hạt nhỏ mô đun độ lớn dƣới 2,24, không đủ tiêu chuẩn chế tạo bê tông chịu lực. Đồng bằng sông Cửu Long đang trong giai đoạn phát triển công nghiệp hóa, hiện đại hóa. Cơ sở hạ tầng ngày càng đƣợc hoàn thiện, đặc biệt là hệ thống giao thông vận tải, hàng loạt các dự án giao thông trọng điểm đã và đang đƣợc triển khai: đƣờng cao tốc Sài Gòn – Trung Lƣơng – Mỹ Thuận – Cần Thơ, đƣờng cao tốc Long Thành – Dầu Giây – Phan Thiết, đƣờng cao tốc Bến Lức – Long Thành, cầu Phú Mỹ, cầu Sài Gòn 2, cầu Thủ Thiêm 2, cầu Mỹ Thuận 2 . . . cùng với khối lƣợng công tác xây dựng khổng lồ cần một khối lƣợng lớn nguyên vật liệu cung cấp cho công trình. Để khắc phục tình trạng thiếu hụt nghiêm trọng nguồn cát vàng trong xây dựng các dự án, hà thầu phối trộn cát sông hạt trung với cát nghiền thô sản xuất theo công nghệ sàng ƣớt để loại bỏ bớt bụi đá (tên địa phƣơng gọi là đá Mi rửa) với tỉ lệ thích hợp để tạo thành cát hỗn hợp có đủ thành phần hạt và ttính chất cơ lý đáp ứng công tác chế tạo bê tông [1]. Việc phối trộn cát mịn với cát nghiền thay thế cốt liệu nhỏ dùng chế tạo bê tông chỉ có ở Việt Nam, khác với các nƣớc trên thế giới hoặc sử dụng hoàn toàn cát nghiền, hoặc trộn cát nghiền với cát vàng hay trộn cát nghiền với cát sa mạc . . . Cát hỗn hợp phối trộn cát mịn với cát nghiền có đặc tính vật liệu khác với cát vàng tự nhiên về độ rỗng, độ nhám bề mặt, độ hút nƣớc, hàm lƣợng bột, thành phần hóa học của đá gốc sản xuất cát nghiền [4] [93] . . ., các thay đổi này ảnh hƣởng đến các đặc tính của bê tông nhƣ độ sụt, cƣờng độ chịu nén, cƣờng độ chịu kéo, mô đun đàn hồi, biến dạng co ngót. . .[110] [93] Đã có nhiều nghiên cứu và công bố khoa học trên thế giới về các thuộc tính bê tông dùng cát nghiền. Tuy nhiên, những nghiên cứu về bê tông sử dụng cát mịn trộn cát nghiền nhƣ ở ĐBSCL thì rất hạn chế. Phần lớn các nghiên cứu ở Việt Nam đƣợc tiến hành bởi các công ty sản xuất vật liệu và trong các dự án xây dựng với các kết luận chủ yếu dựa vào cƣờng độ chịu nén. Tuy nhiên, còn thiếu thông tin về ảnh hƣởng của tính chất vật liệu cát hỗn hợp đến tính năng cơ học, đặc trƣng biến dạng co ngót và ảnh hƣởng của biến dạng co ngót đến biến dạng dài hạn của kết cấu bê tông. Ngoài ra cũng có một số các bài báo khoa học nghiên cứu về cát mịn trộn đá Mi đã đƣợc công, nhƣng mới chỉ dừng lại ở mức độ nghiên cứu độc lập với số lƣợng mẫu nhỏ. Biến dạng co ngót là một đặc tính quan trọng của bê tông, nó gây ra biến dạng cho kết cấu. Ở tuổi sớm ứng suất – biến dạng có thể dẫn đến hình thành vết nứt, làm giảm tính thẩm mỹ cũng nhƣ sự toàn vẹn của cấu trúc kết cấu, theo thời gian co ngót khô dẫn đến mất mát dự ứng lực, giảm độ độ vồng/gia tăng độ võng cho kết cấu, làm thay đổi ứng suất đối với các kết cấu siêu tĩnh . . . Trong công tác thiết kế và thi công cầu tại Việt Nam, các tiêu chuẩn đang áp dụng đều nêu rõ việc cần thiết phải tính toán biến dạng co ngót của bê tông. Tiêu chuẩn thiết kế cầu
3 TCVN 11823 [34] quy định thì khi không có số liệu chính xác hơn, hệ số co ngót có thể giả thiết là 0,0002 sau 28 ngày và 0,0005 sau một năm co ngót khô. Khi không có sẵn số liệu về thiết kế cấp phối, việc xác định co ngót từ biến có thể dùng các quy định sau theo Điều 5.4.2.3.3, tiêu chuẩn CEB – FIP model code [70] hoặc ACI 318-19 [41]; Cầu thi công theo phƣơng pháp phân đoạn (đúc hẫng, đúc đẩy) phải tính một cách chính xác hơn bao gồm việc xem xét đến các tác động của: Vật liệu cụ thể, các kích thƣớc kết cấu, điều kiện công trƣờng, phƣơng pháp thi công. Vật liệu cát mịn phối trộn cát nghiền có thể coi là một loại vật liệu mới thay thế cát vàng trong chế tạo bê tông đƣợc phát hiện do điều kiện địa lý đặc biệt của vùng ĐBSCL nƣớc ta. Mặc dù đƣợc sử dụng phổ biến để chế tạo bê tông trong xây dựng cầu, nhƣng chƣa có tiêu chuẩn hay quy định riêng cho loại vật liệu này. Trên cơ sở phân tích những yêu cầu cần thiết ở trên, những kết quả nghiên cứu trong và ngoài nƣớc, căn cứ vào tình hình thực tế phát sinh các ảnh hƣởng của biến dạng co ngót trong các công trình cầu tại ĐBSCL . . ., nội dung nghiên cứu của đề tài đƣợc lựa chọn là: “Nghiên cứu đặc trưng co ngót của bê tông có sử dụng cát mịn phối trộn cát nghiền từ đá trong xây dựng cầu”. 2. Mục tiêu, đối tƣợng, phạm vi và phƣơng pháp nghiên cứu của luận án Mục tiêu của luận án Bằng thực nghiệm đánh giá sự phù hợp của việc sử dụng cát mịn phối trộn cát nghiền để chế tạo bê tông cấp cƣờng độ C40 áp dụng cho xây dựng cầu. Xây dựng mối quan hệ giữa các tính chất của cát hỗn hợp nhƣ tỉ lệ trộn, hàm lƣợng bột đá, đá gốc sản xuất cát nghiền . . .đến các tính năng cơ học của bê tông. Tìm hiểu các phƣơng pháp nghiên cứu biến dạng co ngót của các nƣớc tiên tiến trên thế giới, thực nghiệm đo đạc biến dạng co ngót của bê tông sử dụng cát mịn phối trộn cát nghiền, xây dựng phƣơng trình dự báo biến dạng co ngót theo các tiêu chuẩn áp dụng trong xây dựng cầu tại Việt Nam, xét đến các hệ số ảnh hƣởng do tính chất của cát hỗn hợp. Thực nghiệm nghiên cứu độ võng của dầm BTCT do biến dạng co ngót sinh ra và bƣớc đầu vận dụng vào trƣờng hợp đánh giá sự phát triển biến dạng dài hạn của kết cầu dầm cầu dạng Super T cáp căng trƣớc với các đặc trƣng co ngót tƣơng ứng khi dùng cát hỗn hợp. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu của luận án Đối tƣợng nghiên cứu: nghiên cứu vật liệu cát mịn phối trộn cát nghiền và một số tính năng cơ học, biến dạng co ngót của bê tông cấp C40 có sử dụng cát mịn phối trộn cát nghiền. Phạm vi nghiên cứu: xác định một số tính năng cƣờng độ chịu nén, cƣờng độ chịu kéo, cƣờng độ ép chẻ mô đun đàn hồi và biến dạng co ngót trên các mẫu bê tông có thay đổi tỉ lệ trộn cát nghiền/cát mịn, thay đổi hàm lƣợng bột đá trong cát nghiền, sử dụng cát