Tài liệu BÊ TÔNG CƯỜNG ĐỘ CAO VÀ CHẤT LƯỢNG CAO - Chương 7

Chia sẻ: Vu Dinh Hiep | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:21

Thêm vào BST

Báo xấu

249
lượt xem 87
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Ch-ơng 7 Bê tông cốt sợi c-ờng độ cao 1. Lịch sử phát triển Từ cổ x-a những loại sợi đ đ-ợc sử dụng để tăng c-ờng cho những vật liệu ròn, quay trở lại thời kỳ Ai Cập v Babylonian nếu không nói l sớm hơn. Châu á tr-ớc kia vẫn th-ờng sử dụng những loại sợi hoặc rơm rạ để tăng c-ờng cho những bức t-ờng bằng bùn, thạch cao. Với vữa ximăng pooclăng ng-ời ta sử dụng sợi amiăng. Những nghiên cứu đầu tiên về sợi thép phân tán l của Romualdi, Batson v Mandel. V o cuối...

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Tài liệu BÊ TÔNG CƯỜNG ĐỘ CAO VÀ CHẤT LƯỢNG CAO - Chương 7

4. C¸c th nh tùu øng dông HPC trªn thÕ giíi v dù kiÕn øng dông ë ViÖt Nam? Ch−¬ng 7 Bª t«ng cèt sîi c−êng ®é cao 1. LÞch sö ph¸t triÓn Tõ cæ x−a nh÷ng lo¹i sîi ® ®−îc sö dông ®Ó t¨ng c−êng cho nh÷ng vËt liÖu rßn, quay trë l¹i thêi kú Ai CËp v Babylonian nÕu kh«ng nãi l sím h¬n. Ch©u ¸ tr−íc kia vÉn th−êng sö dông nh÷ng lo¹i sîi hoÆc r¬m r¹ ®Ó t¨ng c−êng cho nh÷ng bøc t−êng b»ng bïn, th¹ch cao. Víi v÷a xim¨ng poocl¨ng ng−êi ta sö dông sîi ami¨ng. Nh÷ng nghiªn cøu ®Çu tiªn vÒ sîi thÐp ph©n t¸n l cña Romualdi, Batson v Mandel. V o cuèi nh÷ng n¨m 1950 v ®Çu nh÷ng n¨m 1960 ® sö dông sîi composite v o trong bªt«ng. Nh÷ng nghiªn cøu tiÕp theo ®−îc thùc hiÖn bëi Shah v Swamy v mét v i nh÷ng nghiªn cøu kh¸c ë Mü, Anh v Nga. V o n¨m 1960, bªt«ng cèt sîi thÐp ®−êng kÝnh nhá ® b¾t ®Çu ®−îc sö dông v o kÕt cÊu mÆt ®−êng v mÆt cÇu. Gi÷a n¨m 1960, Nawy v céng sù cña «ng ta ® chØ ®¹o nghiªn cøu vÒ sù l m viÖc l©u d i cña nh÷ng bã cã nhiÒu thanh nhá, l−íi thuû tinh v nh÷ng thanh bÞ biÕn d¹ng nh− l thanh t¨ng c−êng chÝnh trong kÕt cÊu. Thêi nay qu¸ tr×nh sö dông nh÷ng sîi t¨ng c−êng v o bªt«ng c−êng ®é cao ®−îc nghiªn cøu rÊt nhiÒu nh»m môc ®Ých c¶i thiÖn mét sè thuéc tÝnh c¬ häc cña bªt«ng, nh−ng nã kh«ng thay thÕ cho nh÷ng thanh thÐp t¨ng c−êng chÝnh trong kÕt cÊu bªt«ng cèt thÐp. Khoa häc cña bªt«ng cèt sîi v sîi composites ® ®−îc ph¸t triÓn m¹nh hiÖn nay. Trong nh÷ng n¨m 2000 bª t«ng cèt sîi chÊt l−îng cao v siªu cao, bª t«ng cèt sîi carbon ®ang ®−îc tËp trung nghiªn cøu. Ph©n lo¹i bª t«ng cèt sîi. 124
Theo c−êng ®é cã 3 lo¹i bª t«ng cèt sîi: Bª t«ng cèt sîi (Rn=25-50MPa); Bª t«ng cèt sîi c−êng ®é cao (Rn=60-100MPa); Bª t«ng cèt sîi siªu c−êng ®é (Rn=120-800MPa) Theo thÓ tÝch sîi: Bª t«ng cèt sîi (0,25-2,5%); Bª t«ng nhiÒu cèt sîi (10-25%) Theo lo¹i sîi: Bª t«ng cèt sîi thÐp, bª t«ng cèt sîi tæng hîp, bª t«ng cèt sîi thñy tinh, bª t«ng cèt sîi cacbon, bª t«ng cèt sîi x¬ dõa, v¶i v c¸c cèt sîi tù nhiªn kh¸c. Theo chÊt kÕt dÝnh (pha nÒn): Bª t«ng xi m¨ng cèt sîi, bª t«ng polyme cèt sîi (Epoxy) 2. §Æc ®iÓm chung vÒ cèt sîi Kh¶ n¨ng chÞu kÐo cña bªt«ng rÊt kÐm. Nh÷ng vi vÕt nøt b¾t ®Çu xuÊt hiÖn trong khèi bªt«ng khi t¶i träng t¸c dông b»ng (20÷40)% t¶i träng c¬ b¶n. Cßn khi t¶i träng v o kho¶ng (40÷60) % t¶i träng c¬ b¶n th× nh÷ng vÕt nøt lín b¾t ®Çu xuÊt hiÖn. Nh÷ng th nh phÇn chÝnh cña bªt«ng th−êng kh«ng thÓ chèng ®ì ®−îc t¶i träng kÐo mÆc dï chóng ®−îc t¨ng c−êng nh÷ng thanh liªn tôc ë vïng chÞu kÐo cña kÕt cÊu dÇm. Nh÷ng thanh t¨ng c−êng liªn tôc vÉn kh«ng thÓ h¹n chÕ ®−îc sù ph¸t triÓn nh÷ng vÕt nøt lín v nh÷ng vÕt nøt nhá. Chøc n¨ng cña nh÷ng cèt thanh t¨ng c−êng l thay thÕ chøc n¨ng cña vïng chÞu kÐo. Sù t¨ng c−êng thªm v o nh÷ng cèt sîi ph©n t¸n sÏ h¹n chÕ sù ph¸t triÓn nh÷ng vÕt nøt nhá (vi vÕt nøt). Nh÷ng sîi ®−îc t¨ng c−êng cho vËt liÖu gißn ® ®−îc øng dông tõ rÊt sím v ng y mét ph¸t triÓn, nh÷ng lo¹i sîi ®−îc sö dông phæ biÕn hiÖn nay gåm: sîi thÐp, sîi thuû tinh, sîi polypropylene v nh÷ng mãc s¾t, chóng ® ®−îc chøng minh vÒ kh¶ n¨ng c¶i thiÖn thuéc tÝnh c¬ häc cña bªt«ng v cña c¶ kÕt cÊu ®−îc t¨ng c−êng. Hçn hîp bªt«ng cèt sîi ®−îc s¶n xuÊt tõ qu¸ tr×nh nh o trén hçn hîp gåm: xim¨ng, cèt liÖu lín, cèt liÖu nhá v nh÷ng sîi nhá tõ thÐp, thuû tinh, hoÆc nh÷ng s¶n phÈm polyme, sîi ®ay hoÆc sîi s¬ dõa. Nh÷ng cèt sîi thÐp chiÒu d i thay ®æi tõ 0.5 ÷ 2.5 in (12.7 mm ÷ 63.5 mm), cã ®−êng kÝnh l 0.017 ÷ 0.040 in (0.45 ÷ 1.0 mm), hoÆc nh÷ng thanh cã chiÒu d y tõ 0.01 - 0.035 in (0.25-0.9 mm) v chiÒu réng tõ 0.006 ÷ 0.016 in (0.15 ÷ 0.41mm). PhÇn lín nh÷ng thanh thÐp th−êng ®−îc uèn qu¨n, l m mÐo mã hoÆc l m cho ®Çu thanh nhá ®Ó ®¶m b¶o dÝnh b¸m tèt h¬n víi bªt«ng ®−îc t¨ng c−êng, ®«i khi nh÷ng sîi cã d¹ng l−ìi liÒm. H m l−îng sîi trong hçn hîp, th−êng biÕn ®æi tõ 0.25 ÷ 2% theo thÓ tÝch. Theo khèi l−îng l tõ 33 ÷ 365lb/yd3 (20 ÷165 kg/m3). Nh÷ng sîi thuû tinh th−êng cã tuæi thä cao. Chóng l nh÷ng sîi nh©n t¹o ®−îc s¶n xuÊt tõ nylon hoÆc polypropylene. GÇn ®©y nh÷ng sîi ®−îc l m tõ v¶i ®Þa kü thuËt dÖt còng ® ®−îc øng dông v hiÖu qu¶ ®¹t ®−îc còng rÊt cao. ViÖc ®−a thªm c¸c 125
lo¹i sîi v o trong bªt«ng tõ ®Çu nh÷ng n¨m 1900 chñ yÕu ®Ó n©ng cao c−êng ®é chÞu kÐo cña bªt«ng. C¸c lo¹i sîi, mÆt kh¸c, ®−îc ph©n bè kh«ng liªn tôc v ngÉu nhiªn trong ®¸ xim¨ng c¶ ë nh÷ng vïng chÞu nÐn v chÞu kÐo cña mét bé phËn kÕt cÊu. Chóng cã thÓ n©ng cao ®é cøng v ®iÒu chØnh vÕt nøt th«ng qua viÖc ng¨n chÆn c¸c vi vÕt nøt lan chuyÒn v më réng v cßn t¨ng ®é dai do kh¶ n¨ng hÊp thô n¨ng l−îng cña chóng. C¸c øng dông phæ biÕn cña bªt«ng t¨ng c−êng cèt sîi bao gåm c¸c líp phñ trong b¶n mÆt cÇu, c¸c lo¹i s n c«ng nghiÖp, c¸c øng dông cho bªt«ng phun, c¸c lo¹i mÆt ®−êng cao tèc v ®−êng s©n bay, c¸c lo¹i kÕt cÊu vá máng, c¸c lo¹i kÕt cÊu chèng ®éng ®Êt v chèng næ, c¸c lo¹i b¶n cã bÒ mÆt rÊt ph¼ng trong kho chøa ®Ó gi¶m thiÓu c¸c lo¹i khe gi n në. B¶ng 7.1, tæng hîp tõ mét sè nh÷ng nguån t i liÖu bao gåm c¸c b¸o c¸o cña ACI, m« t¶ c¸c tÝnh chÊt h×nh häc v c¬ häc cña c¸c lo¹i sîi kh¸c nhau ®−îc sö dông nh− l nh÷ng sîi ph©n t¸n ngÉu nhiªn trong ®¸ xim¨ng. Do cã mét ph¹m vi kh¸ réng vÒ c¸c lo¹i sîi nªn ng−êi thiÕt kÕ cã thÓ ph¶i sö dông c¸c sè liÖu cña nh s¶n xuÊt cho mçi lo¹i s¶n phÈm v kinh nghiÖm ® cã tr−íc khi quyÕt ®Þnh lùa chän mét lo¹i s¶n phÈm. B¶ng 7.1: Thuéc tÝnh cña nh÷ng lo¹i sîi kh¸c nhau §é d·n Khèi C−êng ®é M«®un §−êng kÝnh, d i t−¬ng l−îng chÞu kÐo ® n håi Lo¹i sîi x103 (mm) ®èi x103(GPa) x103(GPa) riªng (%) Acrylic (0.02-0.35) 1.1 30 - 60 0.3 1.1 Asbeslos (0.0015-0.02) 3.2 (0.6 - 1.0) (83 - 138) 1-2 Cotton (0.2-0.6) 1.5 (0.4 - 0.7) (4.8) 3-10 Thuû tinh (0.005-0.15) 2.5 (1.0 – 2.6) (70 - 80) 1.5 – 3.5 Graphite (0.008 – 0.009) 1.9 (1.0 – 2.6) (230 - 415) 0.5-1.0 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 ThÐp (0.1-1.0) 7.84 (0.3 – 2.0 ) (200) 0.5-3.5 C¸c lo¹i sîi thÐp 126
Tiªu chuÈn cña Liªn minh ch©u ¢u v Ph¸p C¸c kÕt qu¶ thÝ nghiÖm cho thÊy c¸c lo¹i thÐp sîi cã ®Çu ®−îc mãc v o nhau l lo¹i thÐp sîi cã tÝnh n¨ng tèt nhÊt. C−êng ®é vËt liÖu l yÕu tè duy nhÊt ¶nh h−ëng lªn chÊt l−îng cña thÐp sîi. ThÐp sîi cã c−êng ®é kÐo cao BHP EE256 ®−îc s¶n xuÊt tõ thÐp cã c−êng ®é 1000MPa cã tÝnh n¨ng cao h¬n rÊt nhiÒu so víi thÐp sîi t−¬ng tù ®−îc s¶n xuÊt tõ thÐp cã c−êng ®é 800MPa. ThÐp sîi ® v ®ang ®−îc sö dông réng r i ®Ó t¨ng cøng cho bª t«ng trªn kh¾p thÕ giíi v ë Australia trong nhiÒu n¨m nay. ThÐp sîi cã ký hiÖu "EE" hay cßn gäi l thÐp sîi "®Çu loe" b¾t ®Çu ®−îc s¶n xuÊt tõ n¨m 1976 v chØ cã duy nhÊt mét kÝch th−íc l 18mm theo chiÒu d i. Ng−êi ta thõa nhËn r»ng c¸c ®Æc tÝnh cña thÐp sîi t¨ng lªn khi t¨ng tû sè kÝch th−íc - tû sè cña chiÒu d i so víi ®−êng kÝnh. Trong n¨m 1993 h ng BHP ® b¾t ®Çu s¶n xuÊt thÐp sîi d i 25mm tõ lo¹i thÐp cã cïng c−êng ®é 800MPa ®−îc sö dông ®Ó s¶n xuÊt thÐp sîi d i 18mm. Sau ®ã trong n¨m 1995 h ng n y ® b¾t ®Çu s¶n xuÊt lo¹i thÐp sîi d i 25mm tõ c¸c lo¹i thÐp cã c−êng ®é cao h¬n (kho¶ng 1000MPa). Ng y nay trªn thÞ tr−êng Australia cã nhiÒu lo¹i thÐp sîi kh¸c nhau. C¸c nh s¶n xuÊt ®−a ra nh÷ng ®Æc tÝnh kh¸c nhau v chó dÉn mét v i tû lÖ phèi trén kh¸c nhau cho tõng tÝnh n¨ng cô thÓ. 7 lo¹i thÐp sîi cã kÝch th−íc h×nh häc v chÊt l−îng vËt liÖu ®−îc liÖt kª trong b¶ng 7.2. B¶ng 7.2. C¸c th«ng sè vÒ cèt sîi thÐp TØ sè C−êng KÝch th−íc KiÓu thÐp ChiÒu d i kÝch ®é vËt KiÓu nÐo mÆt c¾t th−íc liÖu 0.6 x 0.4 EE186 18 mm 38 800 mm TÊm c¾t 0.6 x 0.4 EE256 25 mm 45 800 loe ë ®Çu mm 0.6 x 0.4 EE266HT 25 mm 45 1000 mm Dramix 30 mm 60 1200 Φ 0.5 mm D©y kÐo 1.35 x 0.5 d i kho¸ ë Xorex 38 mm 43 800 mm ®Çu Horte 30 mm 60 700 Φ 0.5 mm 2.75 x 0.5 ThÐp c¸n Harex 25 mm 45 800 mm gÊp mÐp 127
ThÐp l−íi D©y d i 8mm t¹i t©m - 550 L−íi h n F82 200mm mçi chiÒu ThÐp l−íi D©y d i 4mm t¹i t©m - 550 L−íi h n F41 100mm mçi chiÒu H×nh thoi kÝch th−íc 4mm x 100 mm 100 x - 550 D©y xÝch 1200 mm C¸c th«ng sè kü thuËt cña sîi l : h×nh d¸ng, tÝnh chÊt c¬ häc v hãa häc, khèi l−îng, chiÒu d i v ®−êng kÝnh hîp lý. C¨n cø v o 4 th«ng sè trªn ®Ó lùa chän lo¹i sîi sö dông v o c¸c c«ng tr×nh. M« h×nh l m viÖc cña sîi. Sîi cã thÓ ho¹t ®éng ë hai quy m« trong qu¸ tr×nh nøt cña pha hå xi m¨ng. Tr−íc tiªn ë quy m« vi cÊu tróc do c¸c hiÖn t−îng hãa lý x¶y ra trong qu¸ tr×nh thñy hãa, xuÊt hiÖn mét m¹ng vÕt nøt cùc nhá. NÕu l−îng sîi cã ®Çy ®ñ trong thÓ tÝch cña phÇn hå th× mçi vi nøt cã thÓ v¾t qua mét hoÆc nhiÒu sîi. T¸c dông cña c¸c sîi l m æn ®Þnh c¸c vÕt nøt cùc nhá, l m chËm qu¸ tr×nh h− háng cña vËt liÖu v h¹n chÕ sù h×nh th nh cña vÕt nøt lín h¬n. ë quy m« kÕt cÊu c¸c sîi ho¹t ®éng nh− c¸c vi cèt thÐp cho phÐp ch¸nh ®−îc sù më réng vÕt nøt b»ng c¸ch chuyÓn c¸c t¶i träng tõ mÐp nä sang mÐp kia cña vÕt nøt, ë quy m« n y sîi c¶i biÕn kh¶ n¨ng hót n¨ng l−îng cña kÕt cÊu bëi vËy thay ®æi qu¸ tr×nh ph¸ hñy l m cho vËt liÖu chuyÓn tõ ph¸ ho¹i gißn sang ph¸ ho¹i dÎo. Sîi cã t¸c dông kh©u c¸c vÕt nøt ë møc ®é vËt liÖu v kÕt cÊu râ r ng. Râ r ng tû lÖ sîi c ng cao th× t¸c dông c ng lín. Tuy nhiªn, sîi sÏ l m rèi lo¹n cÊu t¹o hå xi m¨ng v ¶nh h−ëng ®Õn tÝnh dÔ ®æ cña bª t«ng. ViÖc chän chiÒu d i sîi ph¶i ®¶m b¶o sù gia c−êng vÒ mÆt c¬ häc v tÝnh dÔ ®æ cña bª t«ng. PhÈm chÊt cña composit phô thuéc v o ho¹t ®éng cña tæ hîp sîi hå v sù ph©n bè cña sîi trong pha xi m¨ng. Ph©n tÝch tæ hîp cña sîi v pha xi m¨ng cÇn tÝnh ®Õn c¸c t¸c ®éng sau: - øng suÊt kÕt dÝnh ë mÆt tiÕp gi¸p, tÝnh ® n håi tr−íc khi bong v ma s¸t sau khi bong; - Sù ®øt cña sîi; - C¸c t¸c dông chÞu uèn cña sîi nÕu sîi kh«ng th¼ng gãc víi vÕt nøt; - øng suÊt ph¸p ë mÆt tiÕp gi¸p nÕu sîi cã h×nh häc phøc t¹p (sîi cã c¸c cÊu t¹o neo); - Sù Ðp vì côc bé cña pha hå xi m¨ng. Nh− vËy, kh¶ n¨ng l m viÖc cña bª t«ng cèt sîi phô thuéc v o lo¹i, d¹ng, ®Æc tÝnh, c¬ tÝnh cña sîi v c−êng ®é cña bª t«ng. Lùc ph¸t sinh trong tõng tõng sîi riªng lÎ 128
kh«ng chØ phô thuéc v o c−êng ®é sîi v kh¶ n¨ng neo chÆt m cßn phô thuéc v o c−êng ®é cña bª t«ng bao bäc nã. Kh¶ n¨ng chuyÓn t¹i träng cña c¸c sîi phô thuéc v o m« ®un ® n håi cña sîi. NÕu m« ®un ® n håi cña sîi lín h¬n m« ®un ® n håi cña hå lóc nøt nÎ, khi ®ã sîi cã t¸c dông h¹n chÕ biÕn d¹ng t−ng øng víi mét ®é më réng vÕt nøt nhá. Ng−îc l¹i nÕu m« ®un ® n håi cña sîi nhá h¬n m« ®un ® n håi cña phÇn hå th× viÖc h¹n chÕ c¸c vÕt nøt kh«ng chÊp nhËn ®−îc. Nh− vËy, khi lùa chän c¸c lo¹i sîi th× tïy theo môc ®Ých sö dông viÖc xem xÐt m« ®un ® n håi cña sîi l rÊt quan träng. 3. Tû lÖ hçn hîp – C«ng thøc cña composit C«ng thøc cña composit xi m¨ng cèt sîi ®−îc x©y dùng tõ nh÷ng kinh nghiÖm trªn c¬ së th nh phÇn bª t«ng ® ®−îc lùa chän tèi −u theo c¸c ph−¬ng ph¸p ® tr×nh b y ë Ch−¬ng 4. Khi ®ã ph¶i xem sîi nh− mét th nh phÇn phô cÇn thiÕt v tiÕn h nh c¸c thÝ nghiÖm ®Ó tèi −u hãa c¸c th nh phÇn ®Ó ®¹t ®−îc c¸c tÝnh chÊt mong muèn. ¶nh h−ëng ®Çu tiªn cña sîi trong composit l tÝnh dÔ ®æ, sîi cã khuynh h−íng l m cho phÇn hå trë nªn cøng h¬n. ViÖc sö dông c¸c chÊt siªu dÎo víi h m l−îng cao h¬n l thÝch hîp. TÝnh dÔ ®æ cña bª t«ng cèt sîi ®−îc x¸c ®Þnh trong thÝ nghiÖm c«n Abrams v nhít kÕ Vebe. NhiÒu nghiªn cøu ® chØ ra r»ng ®Ó duy tr× tÝnh dÔ ®æ cÇn xem xÐt tèi −u (gi¶m) bé x−¬ng cña cèt liÖu v tû lÖ gi÷a sîi v cèt liÖu. Sù t−¬ng t¸c gi÷a sîi v cèt liÖu dÉn tíi gi¶m l−îng cèt liÖu lín (cã thÓ sö dông ph−¬ng ph¸p Baron – Lesage. ViÖc nh o trén c¸c lo¹i sîi víi c¸c th nh phÇn hçn hîp kh¸c cã thÓ ®−îc thùc hiÖn b»ng mét v i ph−¬ng ph¸p. Ph−¬ng ph¸p ®−îc lùa chän tuú thuéc v o c¸c ®iÒu kiÖn s½n cã v c¸c yªu cÇu cña c«ng viÖc gåm: trén trong nh m¸y, bªt«ng trén s½n hay trén b»ng tay trong phßng thÝ nghiÖm. Th«ng sè quan träng nhÊt l ph¶i ®¶m b¶o sù ph©n t¸n ®ång ®Òu cña c¸c sîi v ng¨n chÆn sù ph©n tÇng hay vãn côc cña c¸c sîi trong qu¸ tr×nh nh o trén. Sù ph©n tÇng hay vãn côc trong qu¸ tr×nh nh o trén chÞu t¸c ®éng cña rÊt nhiÒu yÕu tè v cã thÓ ®−îc tæng hîp nh− sau: 1. HÖ sè h×nh d¹ng l/df – l quan träng nhÊt; 2. Tû lÖ thÓ tÝch cña sîi; 3. §−êng kÝnh cèt liÖu lín, cÊp phèi v khèi l−îng; 4. Tû lÖ n−íc/chÊt kÕt dÝnh, ph−¬ng ph¸p nh o trén. Khi h×nh d¹ng sîi qu¸ lín l/df v mét h m l−îng sîi thÐp vît qu¸ 2% theo thÓ tÝch th× hçn hîp rÊt khã ®ång nhÊt. Khi c¸c ph−¬ng ph¸p nh o trén truyÒn thèng ®−îc nh o trén th× nªn sö dông cèt liÖu lín cã cì h¹t 3/8 in (9.7mm). L−îng n−íc yªu cÇu thay ®æi so víi bªt«ng kh«ng dïng c¸c lo¹i sîi v cßn tuú thuéc v o lo¹i 129
c¸c chÊt kÕt dÝnh puzolan thay thÕ xim¨ng v tû lÖ phÇn tr¨m cña chóng theo thÓ tÝch cña hçn hîp. C¸c B¶ng 7.3 v 7.4 ®−a ra c¸c tû lÖ hçn hîp ®iÓn h×nh cho bªt«ng t¨ng c−êng cèt sîi cã khèi l−îng th−êng v c¸c hçn hîp bªt«ng cèt sîi – tro bay. B¶ng 7.3. Tû lÖ c¸c th nh phÇn cña bªt«ng cèt sîi 550-950 lb/yd3 (320-560)Kg/m3 Xim¨ng Tû lÖ N/X 0.4 – 0.6 PhÇn tr¨m cèt liÖu c¸t (50-100)% Cèt liÖu lín nhÊt 3/8 in L−îng kh«ng khÝ (6-9)% L−îng sîi 0.5-2.5% thÐp: 1% = 132 lb/yd3 thuû tinh: 1% = 42 lb/yd3 nylon: 1% = 19 lb/yd3 1 lb/yd3 = 0.5933 kg/m3. B¶ng 7.4: Lo¹i bªt«ng tro bay ®−îc t¨ng c−êng cèt sîi 490 lb/yd3 Xim¨ng 225 lb/yd3 Tro bay Tû lÖ N/X 0.54 Ph n tr¨m cèt liÖu c¸t 50% §−êng kÝnh cèt liÖu lín nhÊt 3/8 in H m l−îng sîi thÐp 1.5% Phô gia cuèn khÝ Theo khuyÕn c¸o cña nh s¶n xuÊt Phô gia siªu dÎo Theo khuyÕn c¸o cña nh s¶n xuÊt §é sôt 5-6 in 4. C«ng nghÖ chÕ t¹o Nh o trén theo tõng b−íc cã thÓ ®−îc tæng hîp nh− sau: 1. Trén mét phÇn sîi v cèt liÖu tr−íc khi ®æ v o m¸y trén; 2. Trén cèt liÖu lín víi cèt liÖu nhá trong m¸y trén sau ®ã cho tiÕp sîi trong qu¸ tr×nh trén. Cuèi cïng, thªm ®ång thêi xim¨ng v n−íc hoÆc xim¨ng ®−îc cho v o ngay sau khi cho n−íc v phô gia; 3. Thªm l−îng sîi b»ng víi l−îng sîi ® ®−îc cho v o cïng víi c¸c th nh phÇn ® cho v o m¸y trén tr−íc ®ã. Thªm c¸c vËt liÖu chÊt kÕt dÝnh cßn l¹i v n−íc; 4. TiÕp tôc trén theo yªu cÇu nh− víi kinh nghiÖm thùc tÕ b×nh th−êng; 5. §æ bªt«ng cèt sîi v o v¸n khu«n. Bªt«ng cèt sîi cÇn rung nhiÒu h¬n bªt«ng kh«ng cèt sîi. ViÖc rung phÝa trong nÕu ®−îc thùc hiÖn mét c¸ch cÈn thËn th× còng 130
cã thÓ ®−îc chÊp nhËn, viÖc ®Çm rung mÆt ngo i cña v¸n khu«n v bÒ mÆt cña bªt«ng l thÝch hîp h¬n do nã ng¨n chÆn ®−îc sù ph©n tÇng cña cèt sîi. 5. C¸c ®Æc tÝnh c¬ häc cña cèt sîi 5.1. Kh¶ n¨ng chÞu t¶i träng g©y nøt ban ®Çu Bªt«ng t¨ng c−êng cèt sîi khi chÞu uèn vÒ c¬ b¶n tham gia v o mét øng sö biÕn d¹ng tuyÕn tÝnh gåm 3 phÇn nh− ®−îc chØ ra ë H×nh 7.1. §iÓm A trªn biÓu ®å t¶i träng - ®é vâng chØ ra t¶i träng g©y nøt ban ®Çu v cã thÓ ®−îc xem nh− c−êng ®é chèng nøt ban ®Çu. Th«ng th−êng ®iÓm A n y b»ng víi møc ®é t¶i träng g©y ra vÕt nøt cña c¸c bé phËn kh«ng ®−îc t¨ng c−êng cèt, do ®ã ®o¹n OA trªn biÓu ®å cã thÓ l t−¬ng tù v vÒ c¬ b¶n cã cïng ®é dèc cho c¶ bªt«ng th−êng v bªt«ng cèt sîi. Khi ®¸ xim¨ng bÞ nøt, th× t¶i träng ®Æt v o ®−îc truyÒn cho c¸c cèt sîi v khi ®ã cèt sîi ®ãng vai trß l cÇu nèi v h¹n chÕ viÖc më réng vÕt nøt. Do c¸c sîi bÞ biÕn d¹ng nªn c¸c vÕt nøt nhá tiÕp tôc ph¸t triÓn v c¸c vÕt nøt liªn tôc trong ®¸ xim¨ng tiÕp tôc diÔn ra cho ®Õn khi t¶i träng lín nhÊt ®¹t ®Õn ®iÓm B trong biÓu ®å ®é vâng t¶i träng. Trong giai ®o¹n n y th× sù mÊt m¸t dÝnh b¸m v sù kÐo tuét cña mét v i lo¹i sîi sÏ x¶y ra. Nh−ng c−êng ®é ®øt trong hÇu hÕt c¸c sîi vÉn ch−a ®¹t ®Õn. T¶i träng §é vâng H×nh 7.1: BiÓu ®å quan hÖ t¶i träng v ®é vâng cña bªt«ng cèt sîi Trong nh¸nh BC cña biÓu ®å ®é vâng t¶i träng, th× c¸c vÕt nøt cña ®¸ xim¨ng v sù kÐo tuét cña sîi tiÕp tôc diÔn ra. NÕu c¸c sîi ®ñ d i v cã thÓ duy tr× ®−îc lùc dÝnh víi gel xung quanh. Chóng cã thÓ bÞ ph¸ ho¹i do ®øt hoÆc do nøt cña c¸c bé phËn sîi tuú thuéc v o kÝch th−íc v kho¶ng chèng gi÷a c¸c sîi. 131
H×nh 7.2: Sîi thuû tinh (ViÖn bªt«ng Hoa Kú) 5.2. ChiÒu d i sîi tiªu chuÈn: Th«ng sè chiÒu d i NÕu lc l chiÒu d i tiªu chuÈn cña mét sîi bÞ ®øt v kh«ng bÞ kÐo tuét khi vÕt nøt chia c¾t sîi ë ®iÓm gi÷a cña nã th× nã cã thÓ ®−îc tÝnh gÇn ®óng b»ng df [7.1] .σ f lc = 2.vb Trong ®ã: df - ®−êng kÝnh sîi; vb – c−êng ®é dÝnh b¸m bÒ mÆt; σf – c−êng ®é sîi. Bentur v Mindess ® ph¸t triÓn mèi quan hÖ gi÷a kh¶ n¨ng kÐo ®øt trung b×nh v c−êng ®é dÝnh b¸m bÒ mÆt víi ®¸ xim¨ng cña sîi theo chiÒu d i sîi tiªu chuÈn, v chøng minh r»ng c−êng ®é cña vËt liÖu t¨ng liªn tôc theo chiÒu d i sîi. Sù t¨ng n y l ®¸ng kÓ do kh¶ n¨ng chÞu kÐo tuét cã thÓ ®¹t ®Õn gi¸ trÞ lín nhÊt sau ®ã gi¶m xuèng do c−êng ®é dÝnh b¸m t¨ng v−ît qu¸ mét gi¸ trÞ tiªu chuÈn. Sù mÊt m¸t kh¶ n¨ng kÐo tuét cã thÓ gi¶m ®Õn mét gi¸ trÞ kho¶ng l =10 mm trong hçn hîp ®¸ xim¨ng. 5.3. Kho¶ng c¸ch sîi tiªu chuÈn Kho¶ng c¸ch cña c¸c sîi ¶nh h−ëng ®¸ng kÓ ®Õn sù ph¸t triÓn vÕt nøt cña ®¸ xim¨ng. Kho¶ng c¸ch c ng gÇn th× t¶i träng nøt ban ®Çu cña ®¸ xim¨ng c ng cao. §iÒu n y l do c¸c sîi gi¶m hÖ sè nhËy c¶m øng suÊt v hÖ sè n y ¶nh h−ëng ®Õn sù xuÊt hiÖn vÕt nøt. Gi¶i ph¸p ®−îc thùc hiÖn bëi Romualdi v Batson ®Ó t¨ng c−êng ®é chÞu kÐo cña phÇn v÷a b»ng c¸ch t¨ng hÖ sè nhËy c¶m øng suÊt th«ng qua viÖc gi¶m kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c sîi gièng nh− l viÖc k×m h m vÕt nøt. Romualdi v Batson m« t¶ øng suÊt g©y nøt do kÐo víi kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c sîi cho c¸c tû lÖ phÇn tr¨m thÓ tÝch kh¸c nhau, so s¸nh c¸c gi¸ trÞ lý thuyÕt v thùc nghiÖm ®èi víi 132
tû lÖ gi÷a t¶i träng g©y nøt ban ®Çu v c−êng ®é chèng nøt cña bªt«ng th−êng (tû lÖ c−êng ®é). C¸c t¸c gi¶ ® chøng minh r»ng kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c sîi c ng gÇn th× c−êng ®é c ng cao, cô thÓ l c−êng ®é chÞu kÐo cña bªt«ng c ng cao, v tuú thuéc v o tÝnh c«ng t¸c thùc tÕ v nh÷ng giíi h¹n chi phÝ vÒ gi¸ th nh. Mét sè nghiªn cøu x¸c ®Þnh kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c sîi ® ®−îc tiÕn h nh. NÕu s l kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c sîi th× nã cã thÓ ®−îc tÝnh theo c«ng thøc: 1.0 [7.2] s = 13.8.d f . ρ Trong ®ã: df - ®−êng kÝnh cña c¸c sîi; ρ - phÇn tr¨m c¸c sîi; Mét c«ng thøc kh¸c do Mckee ®−a ra: V [7.3] s=3 ρ 5.4. Hư ng c a s i tăng cư ng Hư ng c a s i tăng cư ng s liên quan ñ n t i tr ng quy t ñ nh tính hi u qu mà s i ñư c ñ nh hư ng m t cách ng u nhiên có th ch ng l i s c căng theo hư ng c a nó. ði u ñó ñ ng nghĩa v i s ñóng góp c a các thanh c t thép u n và l c c t th ng ñ ng trong các d m ñư c cung c p ñ ch ng l i ng su t kéo xiên nghiêng. N u ch n ng u nhiên, h s hi u qu = 0,41l , tuy nhiên có th dao ñ ng gi a 0,33l và 0,65l g n v i b m t c a v t m u khi trát b ng tay ho c san b ng có th làm thay ñ i hư ng c a th s i. 5.5. Tính ch t cơ h c c a k t c u bê tông c t s i 5.5.1. Các y u t nh hư ng Các thu c tính cơ h c c a bê tông c t s i ch u nh hư ng c a m t s y u ch y u là: 1. Lo i s i, c th là ch t li u s i và hình d ng c a nó; 2. T l c nh l/df, c th là t l gi a chi u dài c a th s i/ñư ng kính; 3. Kh i lư ng s i tính theo kh i lư ng th tích; 4. Kho ng cách gi a các s i s; 5. ð b n c a kh i v a ho c bê tông; 6. Kích c , hình d ng c a b n m u. Các s i có nh hư ng ñ n hi u qu c a vi c ch ng các l c u n, c t, căng tr c ti p và l c va ch m nên c n ph i ñánh giá các m u ki m tra liên quan ñ n các thông s này. 133
5.5.2. C−êng ®é chÞu nÐn Tác ñ ng c a s tham gia c a các s i tăng cư ng ñ i v i ñ b n nén c a bê tông dư ng như không ñáng k . Th hi n Hình 7.3 trong các m u ki m tra s d ng các s i thép. Tuy nhiên, ñ d o ñư c tăng cư ng m t cách ñáng k do s tăng th tích và t l c a các s i ñã ñư c s d ng. Hình 7.4 và 7.5 c a Fanella và Naaman mô t m t xu hư ng tương t v i c t l th tích lên t i 3% và t l b ngoài 47-100. Shah cũng th hi n s nh hư ng c a vi c tăng hàm lư ng th s i t i ñ d o liên quan c a c u ki n bê tông c t thép. Hình 7.3: nh hư ng c a t l c t s i ñ n cư ng ñ ch u nén v i bêtông 90 MPa ð d o là s ño kh năng h p th năng lư ng trong th i gian bi n d ng. Nó có th ñư c ư c tính t di n tích bên dư i ñ th bi n d ng t i tr ng. Ch s ñ d o (TI) th hi n Hsu ñư c tính theo công th c sau: TI = 1,421 RI + 1,035 [7.8] Trong ñó: Rf - ch s c t thép = Vf (l/df); Vf - t l th tích; l/df - h s t l kích thư c. 134
Hình 7.4: nh hư ng c a t l th tích c a s i thép ñ n ng su t kéo ñ i v i bê tông 9000 psi Hình 7.5: nh hư ng c a h s l/df t i cư ng ñ ch u nén 5.5.3. Cư ng ñ ch u kéo Khi th tích c a s i tăng lên t 0.25 ÷ 1.25 % cư ng ñ ch u kéo c a bê tông c t s i tăng lên ñáng k . 5.5.4. Cư ng ñ ch u u n Các s i tăng cư ng dư ng như tác ñ ng ñ n ñ l n c a cư ng ñ ch u u n c a bê tông. Giai ño n ñ u tiên là giai ño n t i tr ng gây n t trong ñ th ñ võng t i tr ng và giai ño n ki m soát th 2 là giai ño n t i tr ng c c h n. C t i tr ng gây n t ñ u tiên và t i tr ng ch u u n c c h n ñ u b nh hư ng do ch c năng c a s n ph m t p trung th tích s i p và t l bên ngoài l/df. T p trung th s i ít hơn 0,5% th tích kh i v a và t l bên ngoài ít hơn 50 dư ng như có nh hư ng 135
nh hơn ñ n cư ng ñ ch u u n m c dù chúng v n có th có nh hư ng ñ n ñ d o c a bê tông. ð i v i các d m k t c u c t thép v i bê tông c t thép thông thư ng và c bê tông có thêm các s i, vi c thay ñ i công th c chu n ñ i v i s c ch u mô men danh ñ nh Mn= Asfy(d-a/2) ph i ñư c ti n hành ñ tính toán s tương tác ma sát c t c a th s i ñ ngăn ch n v t n t l n. Gi thi t tiêu chu n c a di n tích bê tông b b qua trong vùng kéo ñư c s a ñ i ñ l c ch u kéo cân b ng Tfc ñư c thêm vào m t c t. ði u này làm di chuy n tr c trung hòa xu ng phía dư i, d n ñ n s c ch u mô men danh ñ nh cao hơn. Các k t qu nghiên c u trư ng ð i h c giao thông v n t i trên k t c u d m bê tông c t s i thép cho th y cư ng ñ ch u kéo khi u n tăng lên t 15-20 %. 5.5.5．ð b n c t Do s i phân b ng u nhiên trong kh i v a tăng cư ng ng su t ch c a d m bêtông. Williamson cho th y khi s d ng 1,66% s i thép th ng thay cho bàn ñ p, kh năng ch u c t tăng lên 45%. Khi s d ng các s i thép v i ñ u bi n d ng t l th tích 1,1%, kh năng ch u c t tăng lên 45-67% và các d m b h ng do u n. S d ng các s i 1 ñ u u n cong làm tăng kh năng ch u c t g n như 100%. 5.5.6. Co ngót và t bi n Không có ti n tri n nào trong vi c làm co ngót và t bi n bê tông x y ra khi cho thêm th s i nhưng có l có m t s gi m nh do nhu c u v v a dính trong h n h p khi th s i ñư c s d ng. Gãy n t do co ngót khô trong các nhân t gi i h n có th ñư c tăng nh b i vì các v t gãy n t b h n ch phát sinh do nh hư ng b c c u c a các th s i phân b ng u nhiên. 5.5.7. Kh¶ n¨ng chÞu t¶i träng ñ ng Tr ng thái c a các c u ki n bê tông c t s i ch u t i tr ng ñ ng dư ng như g p 3-10 l n bê tông không có c t thép. Có th th y r ng t ng s năng lư ng h p th b i d m bê tông c t s i có th g p 40-100 l n so v i bê tông không có c t thép tùy thu c vào lo i hình, hình d ng bi n d n và ph n trăm th tích c a s i. 6. §¸nh gi¸ ®Æc tÝnh cña bª t«ng ®−îc t¨ng cøng b»ng thÐp sîi 6.1 BiÓu ®å ®é vâng t−¬ng øng víi t¶i träng §å thÞ ®é vâng t−¬ng øng víi t¶i träng kh¸c vÒ c¨n b¶n so víi d¹ng ®å thÞ cã kÕt qu¶ tõ c¸c thÝ nghiÖm dÇm bª t«ng nãi chung v× cã thªm ®o¹n BC. H m l−îng c¸c cèt sîi kh¸c nhau sÏ l m cho ®o¹n BC ®i xuèng hoÆc ®i lªn. 136
Hình 7.6: M i quan h ng su t –bi n d ng v i bi n d ng gãy kho ng 0,45in/in. 6.2 §é bÒn dai Vïng n»m phÝa d−íi ®å thÞ ®é vâng theo t¶i träng l ®¹i luîng n¨ng l−îng ®−îc hÊp thô trong tõng thÝ nghiÖm . §¹i l−îng n y cã tªn gäi l "®é bÒn dai". Trong qu¸ tr×nh ph©n tÝch sù t¨ng cøng b»ng thÐp sîi gi¸ trÞ ®é bÒn dai l vÊn ®Ò cÇn quan t©m v× nã cho chóng ta biÕt ®Æc tÝnh cña vÕt nøt do vËt liÖu g©y nªn. Tõ tr−íc ®Õn nay ng−êi ta vÉn cã thãi quen sö dông nã ®Ó x¸c ®Þnh c−êng ®é uèn cho c¸c lo¹i vËt liÖu ®−îc t¨ng cøng nhê thÐp sîi. §©y chØ l mét ®¹i l−îng ®Ó ®o c¸c ®Æc tÝnh cña vËt liÖu khi cã vÕt nøt ®Çu tiªn m kh«ng nãi lªn ®iÒu g× vÒ tÝnh chÊt cña vÕt nøt. Cã thÓ nhËn thÊy ®iÒu n y tõ c¸c kÕt qu¶ ®−îc minh ho¹ r»ng vÕt nøt ®Çu tiªn khi ®¹t ®Õn t¶i träng l nh− nhau trong tÊt c¶ c¸c thÝ nghiÖm kh«ng bÞ ¶nh h−ëng bëi chÊt l−îng hay tû lÖ thÐp sîi. Do ®ã, viÖc ®¸nh gi¸ tõng lo¹i thÐp sîi ®−îc tiÕn h nh b»ng c¸ch so s¸nh phÇn n¨ng l−îng ®−îc hÊp thô (®é bÒn dai) bëi tõng tÊm bª t«ng b¬m khi ®¹t tíi ®é vâng 25mm. 7. Bêtông nhi u s i composites 7.1. ð c ñi m chung Bê tông c t s i ñư c thi t k ch a t i ña 2% s i, s d ng thi t k c p ph i tương t và b trí như bê tông không c t s i. H n h p bê tông nhi u c t s i có th ch a t 8-25%. Thi t k h n h p cũng như ch t li u c u thành v a có th gi ng v i thành ph n c a bê tông c t s i ho c không c t s i nhưng ch dùng c t li u nh ho c cát ñư c s d ng trong h n h p mà không có c t li u thô ñ ñ t ñư c ñ b n và ñ d o cao như s n ph m ñư c mong ñ i. 137
Ngoài ra, nh ng năm 1980 cho th y s phát tri n c a h n h p bê tông g i là bê tông không có khuy t t t l n (MDF) có cư ng ñ ch u u n và mô ñun cao lên ñ n g n như 30.000 psi (~200 Mpa); và xi măng DSP có kích c h t 0,5µm ít hơn 1/20 c a xi măng pooc lăng. Hàm lư ng khí trong h n h p có th ñư c gi m b ng cách thêm puzolan, mu i silic v i t l không ñáng k . V i nh ng bư c ti n tri n này, ngày nay các h n h p bêtông c t s i composite sau ñây ñang ñư c nghiên c u: 1. Bê tông c t s i th m h xi măng (SIFCON) và h n h p bê tông ch u l a (SIFCA) 2. H th ng h t nh k t ñ c (DSP) 3. H n h p composite nén ch t (CRC) 4. H n h p g c xi măng s i các bon 5. Bê tông siêu b n (RPC) Nh ng h n h p bêtông này có th có cư ng ñ nén vư t 44.000 psi (300 Mpa) và kh năng h p thu năng lư ng, c th là ñ d o có th lên t i 1000 l n so v i bê tông không có c t thép. 7.2. Bê tông c t s i th m h xi măng (SIFCON) Do t l s i thép cao (8-25%), h n h p các c u ki n k t c u ñư c hình thành b ng r i các th s i trong ván khuôn ho c lên trên móng. Móng ñư c ch t ñ y các s i ñ n ñ cao quy ñ nh ho c khuôn ñư c hình thành toàn b ho c 1 ph n v i các s i, tùy thu c vào yêu c u c a thi t k . Sau khi các s i ñư c s p ñ t l p v a xi măng có ñ nh t th p ñư c rót ho c bơm vào l p móng rãnh th s i ho c ván khuôn, thâm nh p vào kho ng tr ng gi a các s i. T l xi măng/tro bay/cát c th có th thay ñ i t 90/10/0 ñ n 30/20/50 theo kh i lư ng. T l nư c/xi măng (W/C+FA) có th t 0,45 ñ n 0,20 tính theo kh i lư ng. 7.3. H n h p xi măng MDF và DSP Các h t nh k t ñ c (DSP) và h n h p bêtông c t s i composites nén ch t (CRC) ph thu c vào vi c thu ñư c ñ b n siêu cao ph n l n là trên các lo i xi măng ñóng ch t s d ng cho h n h p g c xi măng và t l thích h p ñ gi m m t cách ñáng k ho c lo i b h u h t các ch tr ng trong ch t t o dính. 7.4. H n h p g c xi măng c t s i composite ðư ng kính c a chúng thay ñ i t 10-18 m (0,0004-0,0007 in) và chi u dài thay ñ i t 1/8 ñ n 1/2 in (3-12mm). H n h p này có ñ b n kéo 60-110 ksi (400-750 MPa). B i vì chi u dài nh và ñư ng kính nh c a các s i composite 138
nên t l theo th tích là 0,5-3% 9.25. Kho ng cách gi a các th s i x p x 0,004 in (0,1mm) t l s i 3%. Ch c năng c a chúng tương t v i ch c năng c a các s i thép ngăn ch n các v t gãy n t to t lúc m i b t ñ u và phát tri n. 7.5. Bê tông siêu b n Bê tông siêu b n có cư ng ñ ch u nén t 30.000-120.000 psi (200-800 MPa). Lo i cư ng ñ ch u nén th p ngày nay ñư c s d ng ñ xây d ng các c u ki n k t c u. Lo i cư ng ñ ch u nén cao ñư c s d ng trong ng d ng phi k t c u như là lát sàn, b o v và kho ch a ch t th i h t nhân. Nh ng lo i này ñư c g i là bê tông có ñ b n siêu cao và có ñ d o cao c n thi t cho ng d ng trong h th ng k t c u. ð c ñi m chính c a nh ng lo i bê tông này là s d ng bê tông b t mà trong ñó c t li u và cát truy n th ng ñư c thay th b i th ch anh ñ t kích c dư i 300µm. Dư i góc ñ này, s ñ ng nh t c a h n h p ñư c c i thi n ñáng k và do ñó phân b kích c các lo i h t ñư c gi m ñi b ng 2 b c chi u dài. M t s c i thi n l n khác trong thu c tính c a bê tông ñông c ng là tăng giá tr mô ñun ñàn h i c a v a ñ giá tr c a nó có th ñ t 6 x106 ñ n 11 x 106 psi (55-75GPa). Richard và Cheyrezy ñã phát tri n ñ c tính cơ h c sau ñây c a bê tông RPC: 1. Nâng cao tính ñ ng nh t làm cho mô ñun ñàn h i tăng lên 11 x106 psi (75Gpa). 2. Tăng m t ñ nén khô c a các ch t r n khô. Trong khi mu i silíc v i kích thư c h t nh 0,1-0,5 m và hàm lư ng h n h p t i ưu là 25% ximăng tính theo kh i lư ng. 3. Tăng kh i lư ng th tích khô b ng cách duy trì bê tông tươi dư i áp su t giai ño n m i ñ và trong c th i gian ñúc. ði u này d n ñ n vi c lo i b các b t khí, nư c th i và gi m m t ph n hao h t nh a trong th i gian k t thúc ninh k t. 4. Tăng cư ng k t c u nh qua b o dư ng nóng trong 2 ngày nhi t ñ 194oF (90oC) ñ ñ y m nh ho t hóa c a ph n ng puzolan c a mu i silíc d n ñ n thu ñư c cư ng ñ ch u nén 30%. 5. Tăng ñ d o b ng cách thêm m t t l th tích thích h p các th s i thép nh . B ng 7.5. Thành ph n h n h p và các ñ c tính cơ h c c a bê tông ñ b n siêu cao (PRC) 139
Bê tông RPC Bê tông RPC 200 800 (1) (2) (3) Xi măng porland, lo iV,kg/m3 955 1000 Cát m n (150-400µm), kg/m3 1051 500 Th ch anh ñ t (4µm), kg/m3 - 390 Mu i silíc (18 m2/g), kg/m3 229 230 Silíc k t t a (35m2/g), kg/m3 10 - Ch t siêu d o, kg/m3 13 18 C t s i thép, kg/m3 191 630 T ng lư ng nư c,m3 153 180 Cư ng ñ ch u nén lăng tr , MPa 170-230 490-680 Cư ng ñ ch u u n, MPa 25-60 45-102 Năng lư ng phá h y, (J/m2) 15000-40000 1200-2000 Mô ñun Young, GPa 54-60 65-75 B ng 7.5. trình bày các k t qu nghiên c u c a Richard và Cheyrezy ñưa ra t l tr n bê tông RPC lo i 200 và lo i 800. Nó cũng li t kê nh ng ñ c tính cơ h c c a nh ng lo i bê tông này, Xi măng kháng sulfate lo i V ñã ñư c s d ng trong t t c các h n h p. Các lo i bê tông mô t các ph n trên ñã th hi n ñư c ñ b n, d o và hi u su t bê tông và các h n h p g c bê tông thu ñư c và s ti p t c có ñư c tính n ñ nh cao hơn. M t k nguyên m i trong công ngh v t li u xây d ng ñã b t ñ u. Nó h a h n m t cu c cách m ng trên lĩnh v c này mà ñó h th ng xây d ng s n i lên th k 21. Các công trình l n c n ñư c ti n hành ñ tăng tính kh thi trong vi c áp d ng nh ng v t li u này và làm cho chúng có kh năng sinh l i cao. Ch v i tính ñơn gi n và tính kh thi trong ng d ng và thu ñư c các s n ph m cu i cùng , nh ng bư c phát tri n này trong khoa h c công ngh v t li u có th nh n ñư c s ch p nh n trên toàn c u. C©u hái: 1. §Þnh nghÜa v ph©n lo¹i bª t«ng cèt sîi? 2. øng xö cña cèt sîi trong bª t«ng? 3. Bª t«ng cèt sîi thÐp? 4. C¸c compuzit bª t«ng cèt sîi siªu c−êng ®é? 140
Tµi liÖu tham kh¶o 1. Tiªu chuÈn ViÖt Nam 7075-2006 2. C«ng nghÖ bª t«ng v bª t«ng ®Æc biÖt-GS.TS. Ph¹m Duy H÷u-2005 3. VËt liÖu míi-GS.TS - Ph¹m Duy H÷u-2002 4. Gi¸o tr×nh vËt liÖu x©y dùng (t¸i b¶n)- Ph¹m Duy H÷u-2005 5. Sæ tay ACI vÒ thùc h nh bª t«ng, phÇn 4 6. Ph¹m Duy H÷u N/c bª t«ng c−êng ®é cao (§Ò t i NCKH1999-Bé GD&§T) 7. Ph¹m Duy H÷u Bª t«ng HPC tõ vËt liÖu Nam Bé (§Ò t i NCKH 2008-Bé GD&§T) 8. ThiÕt kÕ v KiÓm so¸t c¸c hçn hîp bª t«ng, xuÊt b¶n lÇn thø 13 do HiÖp héi Xi m¨ng Portland. 9. Côc Thi c«ng Giao th«ng Bang v c¸c Tiªu chuÈn kü thuËt VËt liÖu Hoa Kú. 10. Procecdings of the internation workshop onself compacting concrete-JSCT- Ozawoa- Tokyo 11. Procecdings of the cecond international symposium on self compacting concrete-Kazumasa u Masahiro 12. Carrasquilo, Ramon v Miller, Richard; " §Þnh tØ lÖ hçn hîp phÇn 1 v 2" Ghi chÐp Tr−ng b y CÇu l m Bª t«ng TÝnh n¨ng cao SHRP; New Hampshire DOT v FHWA, 9/1997. 13. Hover, Kenneth: Sæ ghi chÐp Kho¸ häc ThiÕt kÕ Hçn hîp Xi m¨ng Portland; FHWA 2000. 14. AASHTO (2004), AASHTO LRFD - Tiªu chuÈn thiÕt kÕ cÇu, XuÊt b¶n lÇn thø 3, HiÖp héi §−êng cao tèc Hoa kú v V¨n phßng Giao th«ng t¶i, Washington, D.C, tr.1450. 15. Tadros, M.K., Huo, X., v Ma, Z. (1999). "ThiÕt kÕ kÕt cÊu c¸c c©y cÇu Bª t«ng TÝnh n¨ng cao", "Bª t«ng TÝnh n¨ng cao”: Nghiªn cøu ®Ó thùc h nh (SP-189), ViÖn Bª t«ng Mü, Farmington Hill,MI, tr.9-36. 16. Stanton, J.F., Barr, P., v Eberhard, M.O. (1999). "C¸c tÝnh chÊt cña rÇm cÇu bª t«ng tÝnh n¨ng cao c−êng ®é cao, "Bª t«ng tÝnh n¨ng cao: Nghiªn cøu ®Ó thùc h nh" (SP-189), ViÖn Bª t«ng Mü, Farmington Hills, MI, tr. 71-92. 141
17. Shehata, I.A.E.M., Shehata, L.C.D., v Garcia, S.L.G (2002), "T¨ng cøng tèi thiÓu trong c¸c rÇm bª t«ng c−êng ®é cao", "Bª t«ng c−êng ®é cao”: TÝnh n¨ng v chÊt l−îng cña c¸c kÕt cÊu bª t«ng, Héi nghÞ quèc tÕ lÇn thø 3, PE, Brazil (SP - 207), ViÖn nghiªn cøu Bª t«ng Hoa kú, Farmington Hills, MI, tr.279-295. 18. Serra, G.G, v de-Campos, P.E.F (2002). "Bª t«ng TÝnh n¨ng cao §óc s½n", Bª t«ng TÝnh n¨ng cao: Héi nghÞ quèc tÕ lÇn thø 3, PE, Brazil (SP - 207), ViÖn nghiªn cøu Bª t«ng Hoa kú, Farmington Hills, MI, tr.327 - 338. 19. Rangan, B.V. (2002), "Mét sè tiªu chuÈn cña Australia trong ThiÕt kÕ c¸c kÕt cÊu Bª t«ng", "Bª t«ng: Khoa häc VËt liÖu øng dông, Mét dù b¸o cña Surendra P. Shah(SP-206), ViÖn nghiªn cøu Bª t«ng Hoa kú, Farmington Hills, MI, tr.123 - 133. 20. Ibrahim, H.H.H., v MacGregor,J.G. (1997), "Sù thay ®æi cña khèi øng suÊt bª t«ng h×nh ch÷ nhËt theo ACI ®èi víi bª t«ng c−êng ®é cao". T¹p chÝ kÕt cÊu ACI, tËp 94, sè 1. tr.40 - 48. 21. Frosch, R.J. (2001), "KiÓm so¸t nøt uèn trong bª t«ng t¨ng cøng", ThiÕt kÕ v thùc h nh thi c«ng ®Ó gi¶m bít qu¸ tr×nh nøt (SP-204), ViÖn nghiªn cøu Bª t«ng Hoa kú, Farmington Hills, MI, tr.135 - 153. 22. T¹p chÝ cÇu HPC, xuÊt b¶n 2 sè mét th¸ng do V¨n phßng §−êng cao tèc Liªn bang v Héi ®ång cÇu bª t«ng quèc gia ph¸t h nh. (http://www.cement.org/bridges/br_newsletter.asp). 23. Ghosh, S.K., Azizinamini, A.Stark, M.,v Roller, J.J., "§Æc tÝnh liªn kÕt cña c¸c thanh t¨ng cøng trong Bª t«ng c−êng ®é cao", T¹p chÝ KÕt cÊu ACI, sè th¸ng 9 - 10 n¨mm 1993. 24. Tiªu chuÈn AASHTO 2005: 25. Malier- Les Betons a Hautes Performances- Paris-1992. 26. PGS.TS. Ph¹m Duy H÷u- ThS. NguyÔn Long- Bª t«ng c−êng ®é cao- NXB XD -2004. 27. Harry G.Harris and Gajanan M.Sabnis- Structutal Modeling and Experimental Techniques – USA-1999. 28. Michael Thomas – Durability HPC – H Néi 2006. 29. Tiªu chuÈn ACI 383R, ACI 318 30. Elkem Materials – Using silica Fume in various concrete structures – H Néi 5/3/2008 31. M.S. Shetty - Concrete Technology – London 2003 142
Phô lôc B¶ng chuyÓn ®æi c¸c ®¬n vÞ liªn quan ChuyÓn tõ hÖ inch- pound Sang hÖ SI (hÖ mÐt) HÖ sè chuyÓn ®æi inch(in .) mm 25,4 inch(in .) m 0,0254 foot (ft) m 0,3048 mm2 square inch(sq.in.) 645,2 m2 square inch(sq.in.) 0,0006452 143