Luận án Tiến sĩ Kỹ thuật: Nghiên cứu sức kháng va chạm tốc độ thấp của bê tông tính năng siêu cao

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:157

Thêm vào BST

Báo xấu

2
lượt xem 0
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Luận án Tiến sĩ Kỹ thuật "Nghiên cứu sức kháng va chạm tốc độ thấp của bê tông tính năng siêu cao" trình bày các nội dung chính sau: Tổng quan về vật liệu và khả năng chịu tải trọng va chạm của bê tông tính năng siêu cao; Lý thuyết về sức kháng va chạm của vật liệu và kết cấu bê tông tính năng cao và siêu cao; Nghiên cứu thực nghiệm đánh giá sức kháng va chạm của vật liệu BTTNSC cốt sợi thép; Nghiên cứu thực nghiệm ứng xử của kết cấu bản bằng bê tông tính năng siêu cao cốt sợi thép chịu tác động của tải trọng va chạm tốc độ thấp.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Luận án Tiến sĩ Kỹ thuật: Nghiên cứu sức kháng va chạm tốc độ thấp của bê tông tính năng siêu cao

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI Nguyễn Long NGHIÊN CỨU SỨC KHÁNG VA CHẠM TỐC ĐỘ THẤP CỦA BÊ TÔNG TÍNH NĂNG SIÊU CAO Ngành: Kỹ thuật xây dựng công trình đặc biệt Mã số: 9580206 LUẬN ÁN TIẾN SĨ NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: 1: PGS. TS. HOÀNG HÀ 2: PGS. TS. PHẠM DUY ANH HÀ NỘI - 2025
ii LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan Luận án này là công trình nghiên cứu của cá nhân tôi. Các kết quả nghiên cứu nêu trong Luận án là trung thực, chưa từng được công bố trong các nghiên cứu khác Hà Nội, ngày 08 tháng 05 năm 2024 Tác giả Nguyễn Long
iii LỜI CẢM ƠN Xin gửi lời cảm ơn sâu sắc nhất tới bố mẹ, vợ và các con của tôi đã động viên, chia sẻ và tài trợ cho nghiên cứu này. Xin chân thành cảm ơn PGS. TS. Hoàng Hà, PGS. TS. Phạm Duy Anh đã tận tình hướng dẫn tôi trong quá trình thực hiện nghiên cứu, thử nghiệm và hoàn thành Luận án. Xin trân trọng cảm ơn GS. TS. Phạm Duy Hữu đã có nhiều ý kiến quý giá để Luận án có thể hoàn thiện hơn. Xin cảm ơn bộ môn Vật liệu xây dựng, trường Đại học Giao thông Vận tải đã động viên, tạo điều kiện trong công tác và hỗ trợ để thực hiện các thí nghiệm của nghiên cứu. Xin cảm ơn bộ môn Công trình giao thông thành phố và giao thông thủy, phòng Đào tạo Sau đại học của trường Đại học Giao thông Vận tải đã đào tạo, đóng góp ý kiến và tạo nhiều điều kiện thuận lợi để tôi có thể hoàn thành chương trình học tập và Luận án này. Xin cảm ơn các thành viên Hội đồng đánh giá luận án đã góp ý để hoàn chỉnh Luận án này.
iv MỤC LỤC MỞ ĐẦU 1 CHƯƠNG 1 - TỔNG QUAN VỀ VẬT LIỆU VÀ KHẢ NĂNG CHỊU TẢI TRỌNG VA CHẠM CỦA BÊ TÔNG TÍNH NĂNG SIÊU CAO 3 1.1. Giới thiệu về Bê tông tính năng siêu cao 3 1.1.1. Giới thiệu chung 3 1.1.2. Khái quát về tình tình nghiên cứu BTTNSC 4 1.1.2.1. Các nghiên cứu cơ bản về BTTNSC trên thế giới 4 1.1.2.2. Các nghiên cứu cơ bản về BTTNSC ở Việt Nam 6 1.2. Thành phần, tính chất và các ứng dụng của BTTNSC 7 1.2.1. Nguyên tắc chế tạo BTTNSC 7 1.2.2. Vật liệu chế tạo BTTNSC 8 1.2.2.1. Xi măng 8 1.2.2.2. Nước 8 1.2.2.3. Phụ gia khoáng hoạt tính 8 1.2.2.4. Chất bột trơ 9 1.2.2.5. Cốt liệu 10 1.2.2.6. Phụ gia siêu dẻo 10 1.2.2.7. Cốt sợi 10 1.2.3. Một số công thức thành phần của BTTNSC 11 1.2.4. Một số đặc tính kỹ thuật của BTTNSC 12 1.2.4.1. Độ chảy của vữa BTTNSC 12 1.2.4.2. Cường độ chịu nén 13 1.2.4.3. Cường độ chịu kéo dọc trục 14 1.2.4.4. Cường độ chịu ép chẻ 16 1.2.4.5. Cường độ chịu kéo khi uốn 16 1.2.4.6. Mô đun đàn hồi và hệ số Poát-xông (Poisson) 18 1.2.5. Ứng dụng BTTNSC trong các kết cấu chịu tác động va chạm 20 1.2.5.1. Ứng dụng trong công trình cầu đặc biệt 20 1.2.5.2. Ứng dụng trong xây dựng dân dụng đặc biệt 22 1.2.5.3. Các ứng dụng khác 24 1.3. Các nghiên cứu về sức kháng va chạm của vật liệu bê tông và BTTNSC trên thế giới và tại Việt Nam 24 1.3.1. Các nghiên cứu về sức kháng va chạm của vật liệu BTTNSC 24 1.3.2. Sức kháng va chạm của kết cấu bằng BTTNSC dưới tác dụng của tải trọng va chạm tốc độ thấp 26 1.3.3. Các nghiên cứu về sức kháng va chạm của BTTNSC tại Việt Nam 29 1.4. Kết luận Chương 1 31 CHƯƠNG 2 - LÝ THUYẾT VỀ SỨC KHÁNG VA CHẠM CỦA VẬT LIỆU VÀ KẾT CẤU BÊ TÔNG TÍNH NĂNG CAO VÀ SIÊU CAO 33 2.1. Cơ sở của lý thuyết va chạm giữa các vật thể rắn đàn hồi 33
v 2.1.1. Khái quát chung về sức kháng va chạm. 33 2.1.2. Cơ sở lý thuyết của bài toán va chạm giữa các vật thể rắn đàn hồi. 35 2.2. Các phương pháp nghiên cứu tác động của tải trọng va chạm dựa trên thực nghiệm 37 2.2.1. Thiết bị và phương pháp thí nghiệm 37 2.2.1.1. Thí nghiệm tải trọng rơi (Drop-weight test) 37 2.2.1.2. Thí nghiệm va chạm kiểu con lắc Charpy 39 2.2.1.3. Thí ngiệm Hopkinson (Split Hopkinson Bar – SHB hay SHPB) 39 2.2.1.4. Thí nghiệm tốc độ biến dạng nhanh (thiết bị thủy lực) 40 2.2.1.5. Thí nghiệm va chạm có thiết bị đo tự động (Instrumented impact test) 41 2.2.2. Phạm vi áp dụng của các phương pháp nghiên cứu thực nghiệm. 42 2.3. Sức kháng va chạm của vật liệu bê tông xi măng dưới tác dụng của tải trọng va chạm tốc độ thấp 43 2.3.1. Cơ chế phá hủy của bê tông xi măng dưới tác dụng của tải trọng va chạm 43 2.3.2. Sức kháng va chạm tải trọng rơi tốc độ thấp của các loại vật liệu bê tông xi măng bằng phương pháp thực nghiệm 45 2.4. Các tiêu chí đánh giá sức kháng va chạm của vật liệu và kết cấu BTTNSC 48 2.4.1. Đánh giá sức kháng va chạm dựa trên số lần va chạm và độ dai va chạm 49 2.4.1.1. Đánh giá thông qua số lần chịu va đập theo Tiêu chuẩn ACI 544.2R-89 và các đề xuất cải tiến 49 2.4.1.2. Đánh giá thông qua năng lượng va chạm 49 2.4.1.3. Đánh giá thông qua khả năng hấp thụ năng lượng va chạm một lần 50 2.4.1.4. Đánh giá thông qua hệ số tăng động (DIF) 51 2.4.2. Đánh giá sức kháng va chạm của kết cấu 52 2.5. Kết luận Chương 2 53 CHƯƠNG 3 - NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM ĐÁNH GIÁ SỨC KHÁNG VA CHẠM CỦA VẬT LIỆU BTTNSC CỐT SỢI THÉP 54 3.1. Mở đầu 54 3.2. Vật liệu thí nghiệm 54 3.2.1. Xi măng 54 3.2.2. Phụ gia khoáng hoạt tính 55 3.2.3. Bột quartz 56 3.2.4. Cốt liệu 57 3.2.5. Phụ gia siêu dẻo 57 3.2.6. Cốt sợi thép 58 3.3. Thành phần vật liệu 59 3.3.1. Mô hình độ đặc tối ưu (Compressible Packing Model - CPM) 59 3.3.2. Thiết kế thành phần BTTNSC 60 3.3.2.1. Thành phần mẫu thử cho BTTNSC nhóm 1 có hàm lượng cốt sợi thép bằng 0%; 1,0% và 1,5%. 61 3.3.2.2. Thành phần mẫu thử cho BTTNSC nhóm 2 có hàm lượng cốt sợi thép bằng 2% và 2,5% 61
vi 3.4. Chế tạo mẫu thử 62 3.4.1. Nhào trộn BTTNSC 62 3.4.2. Số lượng mẫu thử cho BTTNSC nhóm 1 63 3.4.3. Số lượng mẫu thử cho BTTNSC nhóm 2 64 3.5. Kết quả thí nghiệm tính năng của BTTNSC 66 3.5.1. Cường độ chịu nén 66 3.5.2. Cường độ chịu kéo uốn 67 3.5.3. Cường độ chịu ép chẻ 68 3.5.4. Mô đun đàn hồi 69 3.5.5. Các nhận xét chung về kết quả thí nghiệm tính năng của BTTNSC 71 3.6. Xác định phương pháp thí nghiệm và chế tạo thiết bị thí nghiệm va chạm tốc độ thấp 72 3.6.1. Phân tích phương pháp thí nghiệm 72 3.6.1.1. Về mức năng lượng va chạm trong thí nghiệm 73 3.6.1.2. Về hình dạng, kích thước và phương pháp chế tạo mẫu thử 75 3.6.2. Chế tạo thiết bị thí nghiệm 76 3.7. Thực nghiệm sức kháng va chạm của BTTNSC 77 3.7.1. Kết quả thí nghiệm sức kháng va chạm của nhóm mẫu 1 (hàm lượng cốt sợi thép bằng 0,0%; 1,0% và 1,5%) 79 3.7.2. Kết quả thí nghiệm sức kháng va chạm của nhóm mẫu 2 (hàm lượng cốt sợi thép bằng 2,0% và 2,5%) 80 3.7.3. Phân tích kết quả thử nghiệm sức kháng va chạm 84 3.7.4. Xác định tương quan giữa năng lượng va chạm với cường độ bê tông và hàm lượng cốt sợi 85 3.8. Kết luận Chương 3 87 CHƯƠNG 4 - NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM ỨNG XỬ CỦA KẾT CẤU BẢN BẰNG BÊ TÔNG TÍNH NĂNG SIÊU CAO CỐT SỢI THÉP CHỊU TÁC ĐỘNG CỦA TẢI TRỌNG VA CHẠM TỐC ĐỘ THẤP 89 4.1. Mở đầu 89 4.2. Lựa chọn, thiết kế thử nghiệm 89 4.2.1. Kích thước mẫu thử và trọng lượng, chiều cao quả nặng 89 4.2.2. Phương thức va chạm 90 4.3. Vật liệu và chế tạo mẫu thử 91 4.4. Chế tạo thiết bị và điều kiện thử nghiệm 93 4.4.1. Thiết bị thử nghiệm 93 4.4.2. Bố trí thiết bị đo lường các thông số kỹ thuật 94 4.4.2.1. Thiết bị xác định lực va chạm 94 4.4.2.2. Thiết bị đo độ võng động của bản 95 4.4.2.3. Thiết bị đo thông số dao động 96 4.4.2.4. Thiết bị chuyển đổi số 97 4.5. Thử nghiệm và kết quả 98
vii 4.5.1. Bố trí thử nghiệm 98 4.5.2. Trình tự thử nghiệm 99 4.5.3. Kết quả thử nghiệm và phân tích kết quả 100 4.5.3.1. Kết quả thử nghiệm nhóm mẫu 1: tác động bằng quả nặng có khối lượng m=14kg, rơi từ độ cao h=1,00m. 100 4.5.3.2. Kết quả thử nghiệm của nhóm mẫu 2: tác động bằng quả nặng có tổng khối lượng 60kg thả từ độ cao 1m 102 4.5.3.3. Nhận xét và phân tích kết quả 110 4.6. Kết luận Chương 4 112 PHẦN KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 114 1. Kết luận 114 2. Kiến nghị 115 3. Định hướng nghiên cứu tiếp theo 116 DANH MỤC CÔNG TRÌNH CỦA TÁC GIẢ 117 TÀI LIỆU THAM KHẢO 118 PHỤ LỤC 1 - Kết quả đo bản UHPC120-S2,0 (quả nặng m = 60kg, h=1,0m) 124 PHỤ LỤC 2 - Kết quả đo bản UHPC120-S2,5 (quả nặng m = 60kg, h=1,0m) 129 PHỤ LỤC 3 - Kết quả đo bản UHPC130-S2,0 (quả nặng m = 60kg, h=1,0m) 134 PHỤ LỤC 4 - Kết quả đo bản UHPC130-S2,5 (quả nặng m = 60kg, h=1,0m) 139
viii DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình 1.1. So sánh thành phần vật liệu của bê tông thường, bê tông tự đầm và một số loại BTTNSC [30] ........................................................................................................................ 7 Hình 1.2. Quan hệ ứng suất - biến dạng khi kéo của BTTNSC chứa 2% cốt sợi thép theo đề xuất của Graybeal [74] ......................................................................................................... 15 Hình 1.3. Quy luật ứng suất - biến dạng khi kéo của BTTNSC theo tiêu chuẩn NF P18-710 [59] ....................................................................................................................................... 15 Hình 1.4. Ứng xử điển hình của BTTNSC khi thí nghiệm theo ASTM C496 [33] ............. 16 Hình 1.5. Quan hệ ứng suất uốn - độ võng của BTTNSC CS với các loại sợi và hàm lượng sợi khác nhau [30] ................................................................................................................ 17 Hình 1.6. Sơ đồ thí nghiệm uốn 4 điểm theo NF P18-470 [58] .......................................... 18 Hình 1.7. Biểu đồ quan hệ ứng suất – biến dạng khi nén BTTNSC [30] ............................ 18 Hình 1.8. - Quan hệ giữa hệ số Poisson với mức ứng suất trong BTTNSC [30] ................ 20 Hình 1.9. Cầu bộ hành Sherbrooke, bang Quebec, Canada bằng BTTNSC ....................... 21 Hình 1.10. Cầu BTTNSC tại Bourg-lès-Valence và dầm cầu dạng chữ Π [30] .................. 21 Hình 1.11. Cầu Năng An – Xuân Hồi tại huyện Kim Sơn, tỉnh Ninh Bình ......................... 22 Hình 1.12. Mặt cắt ngang cột BTTNSC tại toà nhà Park City Musashi-Kosugi ................ 22 Hình 1.13. Cột BTTNSC hình thân cây tại MuCEM tại Marseille, Pháp ........................... 23 Hình 1.14. Mái nhà ga trung chuyển Shawnessy, Calgary, Canada..................................... 24 Hình 1.15. Mô hình và thiết bị nghiên cứu sức kháng của tấm bản BTTNSC dưới tác dụng va chạm thả rơi theo H. Othman và cộng sự........................................................................ 27 Hình 1.16. Hệ thống thí nghiệm va đập và vị trí dán strain gause (SG) [13]. ..................... 31 Hình 2.1. Các dạng hư hỏng cục bộ do va chạm cứng: (a) xâm nhập, (b) nứt hình côn và cắm vào, (c) văng mảnh, (d) nứt hướng tâm: (i) mặt trước (ii) mặt sau, (e) vỡ đáy, (f) xuyên qua, (g) ứng xử tổng thể [58] ....................................................................................................... 34 Hình 2.2. Mô hình va chạm 2 vật thể................................................................................... 36 Hình 2.3. Mô hình va chạm mềm ........................................................................................ 36 Hình 2.4. Mô hình va chạm cứng ........................................................................................ 36 Hình 2.5. Mô hình thí nghiệm theo phương pháp tải trọng rơi ............................................ 38 Hình 2.6. Mô hình thí nghiệm va chạm kiểu con lắc Charpy .............................................. 39 Hình 2.7. Sơ đồ thí nghiệm Hopkinson ............................................................................... 40 Hình 2.8. Mô hình thí nghiệm tải trọng rơi có thiết bị đo tự động (Instrumented Drop – Weight test) [57] .................................................................................................................. 42 Hình 2.9. Sự khác nhau về cơ chế phá huỷ của bê tông dưới tác dụng của tác động tĩnh và tải tác động va chạm ............................................................................................................ 44 Hình 2.10. Đường phá hủy của cấu trúc bê tông do tác động va chạm ............................... 44 Hình 2.11. Thiết bị thí nghiệm tải trọng rơi tại CIPPS (quả nặng sơn màu vàng) và sơ đồ bố trí điểm đo biến dạng cho mẫu thí nghiệm hình trụ [63] ..................................................... 46 Hình 2.12. Biểu đồ quan hệ ứng suất - biến dạng động theo thực nghiệm [63] .................. 48 Hình 2.13. Ảnh hưởng của tốc độ biến dạng tới cường độ chịu nén động (qua hệ số tăng động) của các loại bê tông theo nghiên cứu thực nghiệm của nhiều tác giả [72] ................ 51 Hình 2.14. Độ nhạy của tốc độ biến dạng tới cường độ chịu kéo động của các loại bê tông theo nghiên cứu thực nghiệm của nhiều tác giả [72] ........................................................... 52
ix Hình 3.1. Xi măng PC50 Nghi Sơn ..................................................................................... 55 Hình 3.2. Silica fume SF-90 ............................................................................................... 55 Hình 3.3. Bột Quartz 10 Micron .......................................................................................... 56 Hình 3.4. Cát sử dụng chế tạo BTTNSC: (a) Cát 0,15-0,63 và (b) cát 0,63-0,9.................. 57 Hình 3.5. Biểu đồ cấp phối hạt của 0,15-0,63 và cát 0,63-0,9 ............................................ 58 Hình 3.6. Chất siêu dẻo Sika Viscocrete 3000-20M ............................................................ 58 Hình 3.7. Cốt sợi thép .......................................................................................................... 58 Hình 3.8. Thiết bị trộn BTTNSC và bảo dưỡng mẫu thí nghiệm ....................................... 63 Hình 3.9. Thiết bị cắt mẫu và sơ đồ cắt mẫu cho thí nghiệm va chạm ................................ 65 Hình 3.10. Thí nghiệm xác định cường độ chịu nén............................................................ 66 Hình 3.11. Thí nghiệm xác định cường độ chịu kéo gián tiếp của BTTNSC ...................... 67 Hình 3.12. Thí nghiệm xác định mô đun đàn hồi của BTTNSC ........................................ 69 Hình 3.13. Ảnh hưởng của trạng thái bê tông khô và ở trạng thái bão hòa nước đến tốc độ gia tăng ứng suất khi chịu tải trọng va chạm [79] ............................................................... 74 Hình 3.14. Thiết bị thí nghiệm, sơ đồ cắt mẫu và thiết bị cắt mẫu ...................................... 77 Hình 3.15. Thiết bị thí nghiệm va chạm với quả nặng 10kg, chiều cao rơi 1000mm và mẫu thí nghiệm trước và sau khi thử va chạm ............................................................................. 78 Hình 3.16. Biểu đồ năng lượng gây vết nứt đầu tiên (E1) và gây phá hủy (E2) của BTTNSC có cường độ 120MPa và 130MPa với hàm lượng cốt sợi khác nhau (hàm lượng cốt sợi 0,0%, 1,0%, 1,5%, 2,0% và 2,5% theo thể tích) ............................................................................ 84 Hình 3.17. Biểu đồ độ bền kháng va chạm tại vết nứt đầu tiên (a1) và khi phá hủy (a2) của BTTNSC có cường độ 120MPa và 130MPa với hàm lượng cốt sợi khác nhau (hàm lượng cốt sợi 0,0%, 1,0%, 1,5%, 2,0% và 2,5% theo thể tích) ...................................................... 84 Hình 4.1. Chế tạo bản BTTNSC làm mẫu thử ..................................................................... 92 Hình 4.2. Sơ đồ và hình ảnh thiết bị thí nghiệm tải trọng rơi .............................................. 94 Hình 4.3. Cảm biến dịch chuyển và cân chỉnh cảm biến trước khi đo ................................ 96 Hình 4.4. Thiết bị SDA 830C .............................................................................................. 97 Hình 4.5. Thử nghiệm tải trọng rơi với bản BTTNSC......................................................... 98 Hình 4.6. Bố trí các thiết bị đo kết nối với máy tính trước khi thí nghiệm ......................... 99 Hình 4.7. Diễn biến lực va chạm theo thời gian của các mẫu bản BTTNSC dưới tác động của tải trọng va chạm (m = 14kg, h = 1,0m) ...................................................................... 100 Hình 4.8. Diễn biến độ võng tại các vị trí đo khác nhau theo thời gian của các mẫu bản BTTNSC dưới tác dụng của tải trọng va chạm (m = 14kg, h = 1,0m) .............................. 101 Hình 4.9. Độ võng của bản tại thời điểm độ võng tâm bản đạt cực đại của các mẫu bản BTTNSC dưới tác động của tải trọng va chạm (m = 14kg, h = 1,0m) .............................. 101 Hình 4.10. Vết lõm do đầu va chạm xâm nhập tại mặt trên các mẫu bản do tác động của tải trọng va chạm (m = 60kg, h = 1m) .................................................................................... 103 Hình 4.11. Vết nứt tại mặt đáy các mẫu bản do tác động của tải trọng va chạm (m = 60kg, h = 1m) .................................................................................................................................. 104 Hình 4.12. Diễn biến của độ võng tại tâm bản và tại điểm cách tâm bản 10cm của các mẫu bản BTTNSC dưới tác động của va chạm (m = 60kg, h = 1m) ......................................... 105 Hình 4.13. Diễn biến lực va chạm theo thời gian của các mẫu bản BTTNSC khác nhau dưới tác dụng của tải trọng va chạm (m = 60kg, h = 1m) .......................................................... 105 Hình 4.14. Độ võng đáy bản tại các vị trí khác nhau tại thời điểm độ võng tâm bản đạt cực đại do tác động của tải trọng va chạm (m = 60kg, h = 1m) ............................................... 106 Hình 4.15. Độ võng đáy bản tại các vị trí khác nhau tại thời điểm độ võng ở điểm cách tâm bản 10cm đạt cực đại do tác động của tải trọng va chạm (m = 60kg, h = 1m) ......... 106 Hình 4.16. Biểu đồ quan hệ giữa lực va chạm và độ võng của các mẫu bản BTTNSC .... 107
x Hình 4.17. Biểu đồ gia tốc (trái) và biểu đồ quan hệ biên độ - tần số (phải) của mẫu bản UHPC 120-S2,0a dưới tác động va chạm (m = 14kg, h = 1,0m)....................................... 108 Hình 4.18. Biểu đồ gia tốc (trái) và biểu đồ quan hệ biên độ - tần số (phải) của mẫu bản UHPC 130-S2,0b dưới tác động va chạm (m = 14kg, h = 1,0m) ...................................... 108 Hình 4.19. Biểu đồ gia tốc (trái) và biểu đồ quan hệ biên độ - tần số (phải) của mẫu bản UHPC 120-S2,0 dưới tác động va chạm (m = 60kg, h = 1,0m) ........................................ 109 Hình 4.20. Biểu đồ gia tốc (trái) và biểu đồ quan hệ biên độ - tần số (phải) của mẫu bản UHPC 130-S2,0 dưới tác động va chạm (m = 60kg, h = 1,0m) ........................................ 109 Hình 4.21. Biểu đồ gia tốc (trái) và biểu đồ quan hệ biên độ - tần số (phải) của mẫu bản UHPC 120-S2,5 dưới tác động va chạm (m = 60kg, h = 1,0m) ........................................ 109 Hình 4.22. Biểu đồ gia tốc (trái) và biểu đồ quan hệ biên độ - tần số (phải) của mẫu bản UHPC 130-S2,5 dưới tác động va chạm (m = 60kg, h = 1,0m) ........................................ 110
xi DANH MỤC CÁC BẢNG, BIỂU Bảng 1.1. Công thức thành phần BTTNSC điển hình của Ductal [27] .............................. 12 Bảng 1.2. Một số công thức BTTNSC phát triển tại Đại học Kassel (Đức) [2] .................. 12 Bảng 1.3. Kích thước dầm cho thí nghiệm cường độ kéo uốn BTTNSC theo ASTM C1856 [28] ....................................................................................................................................... 17 Bảng 1.4. Một số thử nghiệm sức kháng va chạm theo phương pháp tải trọng rơi trên kết cấu bản BT, BTCS, BTTNSC theo nghiên cứu của nhiều tác giả .............................................. 29 Bảng 2.1. Kết quả thí nghiệm tĩnh trên các mẫu thử hình trụ [63] ...................................... 47 Bảng 2.2. Kết quả thí nghiệm mẫu trụ BTTNSC cốt sợi thép dưới tác động của va chạm [63] ............................................................................................................................................. 47 Bảng 3.1. Các chỉ tiêu kỹ thuật của xi măng PC50 Nghi Sơn ............................................. 54 Bảng 3.2. Thành phần hoá học của Silica fume SF-90 ........................................................ 55 Bảng 3.3. Các tính chất vật lý của Silica Fume SF-90 ....................................................... 56 Bảng 3.4. Thành phần hóa học của bột Quartz 10 Micron .................................................. 56 Bảng 3.5. Kết quả phân tích thành phần hạt của cát thạch anh ........................................... 57 Bảng 3.6. Thông số kỹ thuật của Sika Viscocrete 3000-20M .............................................. 58 Bảng 3.7. Các chỉ tiêu kỹ thuật của cốt sợi thép .................................................................. 58 Bảng 3.8. Giá trị K với các phương pháp đầm khác nhau [78] ........................................... 60 Bảng 3.9. Tỷ lệ thành phần các vật liệu rời tính toán cho BTTNSC ................................... 60 Bảng 3.10. Thành phần vật liệu và ký hiệu BTTNSC nhóm 1 ............................................ 61 Bảng 3.11. Thành phần vật liệu và ký hiệu BTTNSC nhóm 2 ............................................ 62 Bảng 3.12. Số lượng và quy cách mẫu thí nghiệm BTTNSC nhóm 1 (hàm lượng cốt sợi thép 0%, 1,0% và 1,5%) .............................................................................................................. 64 Bảng 3.13. Số lượng và quy cách mẫu thí nghiệm BTTNSC nhóm 2 (hàm lượng cốt sợi thép 2% và 2,5%) ......................................................................................................................... 65 Bảng 3.14. Kết quả thí nghiệm cường độ chịu nén của BTTNSC ...................................... 66 Bảng 3.15. Kết quả thí nghiệm cường độ chịu nén của BTTNSC nhóm 2 (hàm lượng cốt sợi thép bằng 2,0% và 2,5%) ..................................................................................................... 66 Bảng 3.16. Kết quả thí nghiệm cường độ chịu kéo uốn của BTTNSC nhóm 1 (hàm lượng cốt sợi thép bằng 0,0%, 1,0% và 1,5%) ..................................................................................... 67 Bảng 3.17. Kết quả thí nghiệm cường độ chịu kéo uốn của BTTNSC nhóm 2 (hàm lượng cốt sợi thép bằng 2,0% và 2,5%) ............................................................................................... 68 Bảng 3.18. Kết quả xác định cường độ ép chẻ của BTTNSC nhóm 1 (hàm lượng cốt sợi thép bằng 0,0%, 1,0%và 1,5%) ............................................................................................ 68 Bảng 3.19. Kết quả xác định cường độ ép chẻ của BTTNSC nhóm 2 (hàm lượng cốt sợi thép bằng 2,0% và 2,5%) ..................................................................................................... 69 Bảng 3.20. Kết quả thí nghiệm mô đun đàn hồi của BTTNSC nhóm 1 (hàm lượng cốt sợi thép bằng 0,0%, 1,0% và 1,5%) ........................................................................................... 70 Bảng 3.21. Kết quả thí nghiệm mô đun đàn hồi của BTTNSC nhóm 2 (hàm lượng cốt sợi thép bằng 2,0% và 2,5%) ..................................................................................................... 70 Bảng 3.22. Kết quả đo kích thước mẫu và đếm số lần tác động va chạm của BTTNSC nhóm 1 (hàm lượng cốt sợi thép bằng 0%; 1,0% và 1,5%) ........................................................... 79 Bảng 3.23. Kết quả tính năng lượng va chạm và độ bền chống va chạm của BTTNSC nhóm 1 (hàm lượng cốt sợi thép bằng 0%; 1,0% và 1,5%) ........................................................... 80 Bảng 3.24. Kết quả đo kích thước mẫu thử và số lần tác động va chạm của BTTNSC nhóm
xii 2 (hàm lượng cốt sợi thép bằng 2,0% và 2,5%) ................................................................... 81 Bảng 3.25. Kết quả tính năng lượng va chạm của các BTTNSC nhóm 2 (hàm lượng cốt sợi thép bằng 2,0% và 2,5%) ............................................................................................... 82 Bảng 3.26. Kết quả tính độ bền chống va chạm của các mẫu BTTNSC nhóm mẫu 2 (hàm lượng cốt sợi thép bằng 2,0% và 2,5%) ............................................................................... 83 Bảng 3.27. Các tính năng của BTTNSC có cường độ chịu nén 120MPa-130MPa, hàm lượng cốt sợi 1,0%-2,5% theo thể tích ........................................................................................... 88 Bảng 4.1. Ký hiệu mẫu và các thông số vật liệu của bản .................................................... 92 Bảng 4.2. Một số chỉ tiêu cơ lý của vật liệu bản .................................................................. 92 Bảng 4.3. Thông số kỹ thuật cảm biến lực Keli PST 10T ................................................... 95 Bảng 4.4. Thông số kỹ thuật cảm biến dịch chuyển DTH-A-50 ......................................... 95 Bảng 4.5. Thông số kỹ thuật của cảm biến gia tốc CT1001L .............................................. 96 Bảng 4.6. Thông số kỹ thuật của thiết bị SDA 830C ........................................................... 97 Bảng 4.7. Kết quả đo độ sâu xâm nhập và đường kính đáy vết nứt hình côn trên các mẫu bản do tác động của tải trọng va chạm (m = 60kg, h = 1m) ..................................................... 104 Bảng 4.8. Giá trị lực va chạm cực đại và độ võng cực đại tại tâm trên các mẫu bản dưới tác động của va chạm (m = 60kg, h = 1,0m) ........................................................................... 106 Bảng 4.9. Mức hấp thụ năng lượng va chạm của các mẫu bản thí nghiệm ....................... 107 Bảng 4.10. Tần số dao động tự nhiên của các mẫu bản sau tác động va chạm và kết quả tính mức độ hư hỏng tổng thể của các mẫu bản thí nghiệm ..................................................... 110
xiii DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT STT CHỮ VIẾT TẮT Ý NGHĨA 1 A Diện tích tiết diện American Concrete Institute 2 ACI Viện bê tông Mỹ L'Association Française de Génie Civil 3 AFGC Hiệp hội kỹ thuật xây dựng Pháp American Society for Testing and Materials 4 ASTM Hội thử nghiệm và vật liệu Mỹ 5 BT Bê tông 6 BTTNSC Bê tông tính năng siêu cao Comite Euro International du Beton 7 CEB Ủy ban bê tông châu Âu quốc tế Dynamic Increase Factor 8 DIF Hệ số tăng động International Federation for Structural Concrete 9 FIB Liên đoàn quốc tế về bê tông kết cấu High Strength Concrete 10 HSC Bê tông cường độ cao Japan Society of Civil Engineers 11 JSCE Hiệp hội kỹ sư xây dựng Nhật Bản Korea Institute of Civil Engineering 12 KICT Viện kỹ thuật xây dựng Hàn Quốc Normal Strength Concrete 13 NSC Bê tông cường độ thường The International Union of Laboratories and Experts in Construction Materials, Systems and Structures 14 RILEM Liên minh quốc tế các phòng thí nghiệm và chuyên gia về vật liệu, hệ thống và kết cấu xây dựng Reactive Powder Concrete 15 RPC Bê tông bột hoạt tính 16 TB Trung bình Ultra High Performance Concrete 17 UHPC Bê tông tính năng siêu cao
xiv DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU STT KÝ HIỆU Ý NGHĨA 1 A Diện tích tiết diện 2 D Đường kính 3 DxH Đường kính x chiều cao (Diameter x Height) 4 E Năng lượng 5 Ec Mô đun đàn hồi của bê tông 6 fc Cường độ chịu nén của bê tông 7 fct Cường độ chịu kéo của bê tông 8 fct,el Giới hạn đàn hồi khi chịu kéo của bê tông 9 fct,fl Giới hạn đàn hồi khi chịu uốn của bê tông 10 ft đơn vị đo chiều dài theo hệ Anh, Mỹ (foot), 1 ft = 0,3048 m 11 ft2 foot vuông : 1ft2 = 0,0929 m2 12 ft/sec foot trên giây : 1ft/sec = 0,3048 m/s 13 g Gia tốc trọng trường 14 H Chiều cao 15 in đơn vị đo chiều dài hệ Anh, Mỹ (inch), 1 in = 2,54cm 16 K Hệ số đầm chặt 17 kip đơn vị trọng lượng, 1 kip = 4,4482kN 18 lb đơn vị khối lượng hệ Anh, 1 lb = 0,4536 kg 19 lf Chiều dài cốt sợi pound per square foot - cân Anh trên foot vuông 20 psf 1 psf = 47.88 Pa 21 m Khối lượng 22 Rkb Cường độ ép chẻ 23 v Vận tốc 24 Vf Hàm lượng cốt sợi theo thể tích (%) 25  Độ đặc 26  Độ đặc tiềm năng 27 ε Biến dạng tương đối 28 σ Ứng suất 29 ν Hệ số poát - xông
1 MỞ ĐẦU Bê tông tính năng siêu cao (BTTNSC) là một thế hệ bê tông mới với nhiều tính năng vượt trội so với bê tông truyền thống và bê tông cường độ cao. Đặc điểm nổi bật của BTTNSC là cường độ chịu nén trên 120MPa, cường độ chịu kéo uốn trên 15MPa, khả năng hấp thụ năng lượng (hay sức kháng va chạm), khả năng chịu tải trọng lặp lớn, và đặc biệt có độ bền rất cao. Với khả năng chịu va chạm cao, BTTNSC được đánh giá là vật liệu có tiềm năng ứng dụng cho các bộ phận kết cấu công trình chịu tác động của va chạm và tác động nổ. Đến nay đã có nhiều nghiên cứu và báo cáo về các tính chất kỹ thuật và ứng dụng của BTTNSC được thực hiện. Tuy nhiên các công bố về sức kháng va chạm của vật liệu và kết cấu BTTNSC chưa đầy đủ và chủ yếu liên quan đến va chạm do đạn bắn và nổ phục vụ yêu cầu về an ninh quốc phòng. Các tác động va chạm khi khác thác công trình xây dựng dân dụng thường do tải trọng có khối lượng lớn và tốc độ chậm như va chạm do phương tiện giao thông, thiết bị rơi xuống công trình, cây trôi, đá lăn,… Nhưng các nghiên cứu đã công bố về sức kháng va chạm tốc độ thấp của vật liệu và kết cấu bằng BTTNSC chưa nhiều. Do đó, việc nghiên cứu sức kháng va chạm tốc độ thấp của vật liệu và kết cấu bằng BTTNSC sẽ góp phần bổ sung các thông tin chuyên sâu về khả năng chịu va chạm của BTTNSC ứng dụng trong lĩnh vực xây dựng dân dụng, đồng thời có ý nghĩa thực tiễn trong việc hỗ trợ thiết kế kết cấu công trình dân dụng khi chịu va chạm. Vì vậy, luận án “Nghiên cứu sức kháng va chạm tốc độ thấp của bê tông tính năng siêu cao” là cần thiết. Mục tiêu của luận án là xác định phương pháp thử nghiệm, chế tạo thiết bị thí nghiệm và thực hiện thử nghiệm sức kháng va chạm tốc độ thấp của vật liệu BTTNSC theo phương pháp tải trọng rơi. Trên cơ sở đó tiến hành thử nghiệm và đánh giá khả năng chịu va chạm tốc độ thấp của cấu kiện bản bằng BTTNSC. Ngoài ra, luận án còn thực hiện thiết kế thành phần, thí nghiệm một số tính năng kỹ thuật của BTTNSC (như: cường độ chịu nén, cường độ chịu kéo uốn, mô đun đàn hồi) cốt liệu, xi măng PC50, silica fume, cốt sợi thép và thiết bị trong điều kiện tại Việt Nam đạt cường độ mẫu trụ ở tuổi 28 ngày 120MPa và 130MPa.
2 Đối tượng nghiên cứu của luận án là vật liệu BTTNSC có cường độ trung bình 120MPa và 130MPa và cấu kiện bản hình vuông bằng BTTNSC. Luận án nghiên cứu trong phạm vi va chạm tốc độ thấp (vận tốc va chạm < 11 m/s) theo phương pháp tải trọng rơi và thử nghiệm trên BTTNSC có cường độ chịu nén trung bình từ 120MPa đến 130MPa chứa hàm lượng cốt sợi 2,0 đến 2,5%. Các thử nghiệm được thực hiện trên các thiết bị thử va chạm chế tạo tại Việt Nam. Kết quả của luận án góp phần bổ sung kiến thức và số liệu thực nghiệm về khả năng kháng va chạm tốc độ thấp của BTTNSC và kết cấu bản bằng BTTNSC. Đồng thời, chỉ dẫn cho việc lựa chọn hàm lượng cốt sợi thép để thiết kế và chế tạo các kết cấu bằng BTTNSC chịu tải trọng va chạm tốc độ thấp ứng dụng trong xây dựng dân dụng và giao thông. Các kết quả nghiên có thể là tài liệu tham khảo tốt cho việc nghiên cứu về sức kháng va chạm của BTTNSC.
3 CHƯƠNG 1 - TỔNG QUAN VỀ VẬT LIỆU VÀ KHẢ NĂNG CHỊU TẢI TRỌNG VA CHẠM CỦA BÊ TÔNG TÍNH NĂNG SIÊU CAO 1.1. Giới thiệu về Bê tông tính năng siêu cao 1.1.1. Giới thiệu chung Bê tông tính năng siêu cao – BTTNSC (Ultra High Performance Concrete – UHPC) hay còn được gọi là bê tông chất lượng siêu cao (BTCLSC) là một thế hệ bê tông mới với nhiều tính năng vượt trội so với bê tông truyền thống và bê tông cường độ cao. Nó xuất phát từ ý tưởng phát triển một loại bê tông hạt mịn vào đầu những năm 1980, với vữa xi măng rất đặc và đồng nhất để ngăn ngừa sự phát triển của các vết nứt vi mô trong quá trình kết cấu chịu lực. Ban đầu, cỡ hạt được giới hạn dưới 1mm và độ đặc cao đạt được nhờ sử dụng các loại phụ gia khoáng hoạt tính và trơ nên nó còn được gọi là bê tông bột hoạt tính (Reactive Powder Concrete – RPC) [76]. Đặc điểm nổi bật của BTTNSC là cường độ chịu nén trên 120MPa, cường độ chịu kéo uốn trên 15MPa, khả năng hấp thụ năng lượng (hay sức kháng va chạm) và khả năng chịu tải trọng lặp lớn, và đặc biệt có độ bền rất cao. Các đặc tính này đạt được nhờ việc tối ưu hoá thành phần và sử dụng tỷ lệ nước / chất kết dính thấp để có được độ đặc cao. Đồng thời việc sử dụng cốt sợi tăng cường cho BTTNSC nâng cao đáng kể khả năng chịu kéo, độ dai, khả năng hấp thụ năng lượng… Các nghiên cứu đầu tiên nhằm phát triển ứng dụng BTTNSC trong kết cấu bắt đầu vào khoảng năm 1985. Kết cấu đầu tiên sử dụng BTTNSC tại cầu bộ hành Sherbrook, vùng Quebec, Canada hoàn thành vào tháng 7 năm 1997. Ứng dụng công nghiệp đầu tiên của BTTNSC được sử dụng cho nhà máy điện hạt nhân Civaux và Cattenom (tại nước Pháp, năm 1997 – 1998) để thay thế các dầm cầu bằng thép nối giữa các tháp giải nhiệt. Yếu tố quyết định để BTTNSC được sử dụng trong dự án Civaux và Cattenom không phải vì cường độ siêu cao của BTTNSC mà vì độ bền của vật liệu với mong muốn công trình có tuổi thọ khai thác rất dài cùng với chi phí bảo trì và sửa chữa nhỏ. Điều này cho thấy vật liệu có thể được định nghĩa theo những đặc tính nổi bật khác thay vì đặc tính cường độ cao của nó. Do đó thuật ngữ “Bê tông tính năng siêu cao” (Ultra High Performance Concrete) được sử dụng
4 thay thế cho thuật ngữ “Bê tông cường độ siêu cao” (Ultra High Strength Concrete). [30] Năm 2002, những khuyến nghị đầu tiên về ứng dụng của BTTNSC trong kết cấu đã được xuất bản tại Pháp trong đó đã đề cập đến những tính chất cơ học, độ bền và thiết kế kết cấu [19]. Đến nay đã có nhiều chương trình nghiên cứu về BTTNSC tại nhiều nước trên thế giới về đầy đủ các vấn đề như: thành phần, các tính chất kỹ thuật, công nghệ chế tạo, thiết kế kết cấu và ứng dụng. Cũng đã có nhiều công trình ứng dụng BTTNSC được thực hiện tại nhiều nước trên thế giới trong đủ các lĩnh vực xây dựng như công trình giao thông, công trình dân dụng, công trình công nghiệp, công trình cấp - thoát nước,... Năm 2001, những cây cầu trên đường ô tô đầu tiên sử dụng BTTNSC được xây dựng trên tuyến đường Bourg-lès-Valence tại vùng Drôme, nước Pháp. Cầu sử dụng dầm giản đơn có chiều dài 20,5 và 22,5m bằng BTTNSC cốt sợi thép dự ứng lực kéo trước. [21] Mặc dù đã có nhiều chương trình nghiên cứu, phát triễn cũng như ứng dụng BTTNSC đã triển khai tại nhiều nước trên thế giới, nhưng chưa có định nghĩa thống nhất về BTTNSC. Tiêu chuẩn Thụy Sỹ định nghĩa BTTNSC là vật liệu composite được sản xuất từ xi măng, cốt liệu, nước, phụ gia và cốt sợi ngắn. Nó có độ đặc cao nên không thấm chất lỏng, có giá trị cường độ chịu nén đặc trưng với mẫu lập phương ở tuổi 28 ngày lớn hơn 120 N/mm2. [78] 1.1.2. Khái quát về tình tình nghiên cứu BTTNSC 1.1.2.1. Các nghiên cứu cơ bản về BTTNSC trên thế giới Châu Âu là nơi đầu tiên trên thế giới nghiên cứu và phát triển về BTTNSC. Năm 1994, De Larrard báo cáo chế tạo được BTTNSC có cường độ vượt quá 150 MPa bằng cách tối ưu hoá vật liệu với thành phần hạt đạt độ đặc cao và sử dụng hạt siêu mịn, hỗn hợp mới có tên "Bê tông bột hoạt tính" (Reactive Powder Concrete – RPC). Năm 1995, Rechard và Cheyrezy báo cáo có thể đạt cường độ 550 MPa ở áp suất thường và xử lý nhiệt 250oC, và với áp suất cao có thể đạt được cường độ chịu nén đến 810 MPa. [70]
5 Năm 2004, Hội nghị quốc tế về BTTNSC đầu tiên được tổ chức tại Đại học Kassel, nước Đức và đã có 6 kỳ Hội nghị Quốc tế về BTTNSC được tổ chức tại đây. Từ năm 2009, Hội nghị quốc tế về bê tông tính năng cao cốt sợi (International Symposium on Ultra High Performance Fibre Reinforced Concrete) được tổ chức định kỳ 4 năm / lần tại Pháp với sự tài trợ chính của FIB, RILEM và AFGC. Năm 2016 Hội nghị Quốc tế về BTTNSC đầu tiên tại nước Mỹ do Đại học bang Iowa tổ chức. Đến nay đã có rất nhiều hội nghị quốc tế về BTTNSC được tổ chức ở nhiều nước trên thế giới như: Đức, Pháp, Mỹ, Trung Quốc, Singapore,… Các hội nghị này đã quy tập được hàng trăm báo cáo khác nhau về BTTNSC từ nhiều nước trên thế giới với đầy đủ các chủ đề như: thành phần, tính chất kỹ thuật của vật liệu cũng như ứng xử kết cấu khi sử dụng BTTNSC và các ứng dụng khác nhau của BTTNSC. Nhiều quốc gia đã ban hành chỉ dẫn kỹ thuật và tiêu chuẩn kỹ thuật cho việc chế tạo và sử dụng BTTNSC. Tại Pháp, những khuyến nghị đầu tiên về về ứng dụng của BTTNSC trong kết cấu được AFGC xuất bản năm 2002 [15]. Đến năm 2013, AFGC xuất bản tài liệu khoa học và kỹ thuật hoàn thiện hơn về BTTNSC bao gồm các các chỉ dẫn về ứng xử của vật liệu và chỉ dẫn thiết kế kết cấu [16]. Trên cơ sở các nghiên cứu của AFGC, hai tiêu chuẩn liên quan đến BTTNSC đã được xuất bản vào năm 2016, gồm NF P18-470 về các chỉ tiêu kỹ thuật, đặc tính, sản xuất và sự phù hợp [58], và NF P18-710 chỉ dẫn thiết kế kết cấu bê tông cốt thép sử dụng BTTNSC [59]. Tại Mỹ, các nghiên cứu về BTTNSC đã thực hiện từ rất sớm bởi Trung tâm Nghiên cứu và Phát triển kỹ thuật Công binh Lục quân Mỹ (USACE), khoảng đầu những năm 1980 [38]. Năm 2001, cơ quan quản trị đường bộ liên bang (FHWA) bắt đầu chương trình nghiên cứu về BTTNSC [17]. Từ năm 2006 đến nay, FHWA đã xuất bản hơn 70 báo cáo về BTTNSC liên quan đến thành phần, các tính chất và ứng xử của vật liệu, và chỉ dẫn thiết kế cho các mối nối công trường của cấu kiện cầu đúc sẵn BTTNSC. Năm 2018, Viện bê tông Mỹ (American Concrete Institute - ACI) đã xuất bản chỉ dẫn ngắn gọn về sản xuất, các tính chất kỹ thuật, nguyên tắc thiết kế kết cấu và ứng dụng của BTTNSC [18]. Ngoài ra một số quốc gia cũng đã ban hành tiêu chuẩn hoặc chỉ dẫn kỹ thuật cho việc sử dụng vật liệu và thiết kế kết cấu BTTNSC như Hàn Quốc, Nhật Bản, Canada, Đức, Thụy Sỹ,… Hiện nay, BTTNSC đã được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực ở nhiều
6 nước trên thế giới trong đó có Việt Nam, nhưng nó vẫn chưa được sử dụng rộng rãi do chủ đầu tư và kỹ sư xây dựng còn thiếu kinh nghiệm về BTTNSC, đồng thời giá thành vật liệu và công nghệ sản xuất còn quá cao. 1.1.2.2. Các nghiên cứu cơ bản về BTTNSC ở Việt Nam Nghiên cứu về BTTNSC tại Việt Nam bắt đầu vào khoảng năm 2006 tại trường Đại học Xây dựng và tại trường Đại học Giao thông Vận tải. GS. TS. Phạm Duy Hữu và cộng sự nghiên cứu tại trường Đại học Giao thông Vận tải đã báo cáo chế tạo được BTTNSC có cường độ đến 140 MPa [6]. Các nghiên cứu tại trường Đại học Xây dựng đã báo cáo chế tạo được BTTNSC có cường độ ở tuổi 28 ngày trên 200 MPa sử dụng xi măng PC40 khi bảo dưỡng nhiệt ẩm [8]. Năm 2013, tác giả Nguyễn Lộc Kha đã báo các một số nghiên cứu về thành phần và các tính chất cơ học của BTTNSC [9]. Nghiên cứu về độ bền của BTTNSC tác giả Văn Viết Thiên Ân thực hiện để đánh giá ảnh hưởng của phụ gia tro trấu hoạt tính trong BTTNSC khi làm việc trong môi trường axit Sunphuric [1]. Tác giả Nguyễn Công Thắng đã báo cáo chế tạo thành công BTTNSC sử dụng phụ gia khoáng và vật liệu có sẵn ở Việt Nam [11]. Năm 2017, GS. TS. Nguyễn Văn Tuấn và các tác giả khác đã xuất bản sách về Bê tông chất lượng siêu cao gồm lý thuyết, các kết quả nghiên cứu, và ứng dụng [12]. Năm 2019, Lê Bá Danh và cộng sự báo cáo về kết quả nghiên cứu thực nghiệm khả năng chịu tải trọng nổ của BTTNSC [2]. Tại Việt Nam đã có nhiều công trình nghiên cứu ứng dụng BTTNSC. Tác giả Trần Bá Việt và cộng sự thực hiện nghiên cứu ứng dụng thành công BTTNSC cho một số cầu giao thông nông thôn. Tác giả Đặng Văn Sỹ đã nghiên cứu phát triển bản mặt cầu bằng BTTNSC cho hệ thống mặt cầu bản thép trực hướng ở Việt Nam [10]. Nhóm nghiên cứu tại trường Đại học Xây dựng đang triển khai nghiên cứu thiết kế, chế tạo và thử nghiệm một số kết cấu cầu quy mô nhỏ và trung bình sử dụng BTTNSC. Nguyễn Bình Hà cùng cộng sự đã báo cáo phân tích và đánh giá xu hướng ứng dụng vật liệu bê tông chất lượng siêu cao trong xây dựng cầu quy mô nhỏ và trung bình ở Việt Nam [3]. Năm 2020, BTTNSC đã được sử dụng để sửa chữa mặt cầu Thăng Long tại Hà Nội. Hiện nay, Việt Nam đang trong quá trình xây dựng tiêu chuẩn cho BTTNSC.