Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (6.36 MB, 90 trang )
<span class="text_page_counter">Trang 1</span><div class="page_container" data-page="1">
tối các tính chất của bê tơng. Vai trồ của sợi chủ yếu li tăng tính dai cho bê tơng bing
<small>cách ngăn chặn các vết nứt gy ngay từ ban đầu, tức là nó làm chậm lại sự lan tuyển</small>
đứt gãy qua các phần tử đá xi măng gidn, tạo ra từng cắp truyền nứt gãy chậm riêng.
<small>biệt Vi vay, cường độ chịu kéo cũng như biển dạng cuối cùng của bê tông được tăng</small>
lên nhiều lần so với bé tông thường.
1.1.2 Tình hình nghiên cứu và ứng dung BTCS trên thể giới
<small>1.1.2.1 Tình hình nghiên cứu BTCS trên Thế giới</small>
<small>Tir thời ky Ai Cập và Babylonian, sợi, lông ngựa đã được dùng để tăng cường chogach thô, tường trất bùn, thạch cao.</small>
it sợi (BTCS) đã được nghi
<small>nhiễu thập ky qua, đã có nhiều nhà khoa học nghiên cứu vé khả năng ứng xử của bê</small>
Hiện nay, bê tông cửu rong khắp trên th giới trongtông cốt sợi từ trạng thái hỗn hợp đến rắn chắc và cả độ bền của bê tông cốt sợi trong
<small>những điều kiện làm việc khác nhau</small>
<small>V khả năng ứng xử của bê tông cốt sợi ở trạng thái hỗn hợp, tại Mỹ [1] đã nghiền cứu</small>
ảnh hưởng của si đến hỗn hợp bê tông. Bê tơng khơng gia cường sợi có mắc thiết kế
<small>là 20 MPa, him lượng sợ sử dung trong be tông thay đơi từ 0,075% ~ 05% tính theo</small>
thể tích của bê tông. Những loại sợi tổng hợp được nghiên cứu bao gồm: sợi Nylon 6,sci Polypropylene (PP), si Polym, Những loại sợi này có chi đãi 19 mm, 25 mm38 mm, Soi PP có dạng bé si, sợi Nylon 6 và sợi Polyme ở dạng đơn mảnh, Qua kếtquả nghiên cứu ác giá đưa ra kết luận là: độ đèo của hỗn hợp bê tổng giảm xuống khi
<small>soi được đưa vào trong hỗn hợp bê tông, sự giảm xuống về độ déo cảng tăng khỉ him</small>
lượng sợi tăng lên. Sự suy giảm về độ dẻo của hỗn hợp bê tông sử dụng các loại sợikhác nhau sẽ khác nhau. Độ déo của hỗn hợp bê tông cốt sợi giảm xuống khi chiều đãi
<small>sợi tăng lên</small>
Khio sét sự thay đổi về cường độ chịu nén của bê tông khi hàm lượng sợi thay dBithấy ring, cường độ nén bé tông ở 1 ngày bị giảm di khi him lượng cốt sợi ting lên.Khi nghiên cứu ảnh hưởng của sợi tổng hợp đối với sự déo dai và khả năng chống vađập của bể tơng thơng qua thì nghiệm tốn tằm tiêu chun (150 x 150 x 600) mm và thí
</div><span class="text_page_counter">Trang 17</span><div class="page_container" data-page="17">nghiệm búa rơi tự do. sợi sử đụng bao gm sợi Nylon 6; sợi PP: sợi Polyme cổ chiều
<small>dài 19 mm ở dang đơn mảnh, hàm lượng sợi thay đổi từ 0,075% + 0,5% thấy ring: độ</small>
{go dại và khả năng chống và dip của bê tông tăng lên hi sử dung 0.5% cốt sợi phần
Nhận xét Khi hàm lượng sợi ting thì độ sụt giảm đối với mẫu đối chứng khơng có cốt
1.1.2.2 Tình hình ứng dụng BTCS trên Thể giới
“Trong nhiễu năm qua ở trên thể giới người ta đã ứng dung bê tông cốt sợi phân tin
<small>vào trong nhiễu lĩnh vực xây dựng. Vào năm 1970 nhà xe sân bay Lockbourne bang,</small>
Ohio ở Mỹ [1] được xây đựng từ những tắm bê tông cốt sợi đúc tạ chỗ, những tắm betổng cốt sợi có kích thước là (10.7 x 14 x 0,15) m và (L5 x 6.7 x 0,15) m. Loại siđược sử dụng trong cơng trình này là sợi thép, hàm lượng sợi sử dụng là 106 kg/m’,Sau khi đã đổ xong tắm bê tông cốt si, người ta phủ lên mặt của những tắm bê tôngcốt sợi này bằng nhưng lớp lưới sợi PP có bể day 0,2 mm để làm lớp đệm chống mai
<small>mịn trong q trình sử dụng cơng trình.</small>
</div><span class="text_page_counter">Trang 18</span><div class="page_container" data-page="18"><small>Năm 1970 ở Michigan của Mỹ, đường Niles dẫn vào khu công nghiệp được xây dưngbằng bê ông cốt sợi thép phân tin với chiều dây của đường là 100 mm. Soi thép thẳng</small>
được sử dụng với him lượng là 120 kg/m’, Sau khi đưa cơng trình vào sử dụng, ngườita tiến hành so sinh đường làm bằng bé tông cốt sợi và đường lâm bằng bê tơng bình
<small>thường thì thấy rằng: mặc dù đường làm bằng bê tơng cốt sợi có chiều dày 100 m nhỏ.</small>
<small>lơng thông thường 180 mm nhưng khả năng chịu tải</small>
St hon so với đường bê tơng thơng thường khơng có sir
<small>Năm 1983 tại Frakfurt ở Đức, người ta tiến hành xây dụng sin bay Fankfurt. Sản bay</small>
này có lớp phủ mặt đường băng làm bằng bê tông cốt sợi thép phân tán, him lượng sợidit dụng là 6Okg/m* để góp phần lam tăng khả năng chống mii môn và chống cơ ngốt
<small>cho đường bang,</small>
ing ở Mỹ có ến 22 dự án xây dựng đường bing sân
<small>Cũng thời điểm năm 1983,</small>
bay được hồn thành. Trong khi đó ở châu Âu chỉ riêng năm 1990 đã có 1.9 triệu m?sản cơng nghiệp được thi công bằng BTCST.
Năm 1984, tại Denver (Mỹ) đã sử dụng 42.000 mẺ BTCST để thay thé mặt thượng lưu
<small>của đập Bar Lake được xây từ năm 1909.</small>
<small>Hình 1.2. Sử dụng BCDCCST trong cơng trình giao thơng.</small>
</div><span class="text_page_counter">Trang 19</span><div class="page_container" data-page="19"><small>Năm 1997, cầu cho người di bộ Sherbrooke (Hình 1.2) ở Sherbrooke, Quebec là cơng</small>
<small>trình kiến trúc kỹ thuật đầu tiên xây dựng bằng bê tông cường độ cao cốt sợi thép trên</small>
thể giới. Cầu có khẩu độ 60 m, kết cấu dành cho người đi bộ này được đúc sẵn và dự.ứng lực trước, mặt cầu làm bằng BTCĐCCST.
BTCS thủy tỉnh được ứng dung rộng rãi trong hiu hết các lĩnh vực kinh tế, Trong nông.nghiệp, BTCS thủy tinh được sử đụng để chế tạo ming ăn, chuồng tri chăn muỗi
<small>Trong xây dưng, BTCS thủy tỉnh sử dung để chế tạo sản phẩm dạng tắm, dim, thay</small>
thé sợi amiăng trong sản xuất tắm lợp, tim ngăn lửa, các chỉ tiết chống chảy, tắm cáchnhiệt vt nhi ứng đụng khác.
BTCS tổng hợp có thể ứng dụng cho kết cầu đổ ti chỗ như thi công sin trên nén đất,thi công mặt đường. thi công lớp bọc đường him hay cho cúc kết cấu đúc sẵn như chế‘go panel tường bao, tắm, vom, vỏ,
<small>BTCS tự nhiên được ứng dung khá phổ biến dưới dang vatêu tắm mỏng. Ở châu Phi</small>
<small>BTCS từ sơ dừa được ding để đúc ngói lợp, chế tạo tắm sóng, đường dng, bé chứa</small>
<small>nước, chứa ga, silơ chứa vật liệu rời... Ở Zambia BTCS sử dụng cỏ voi được dùng</small>
trong xây dựng nhà giá thấp. Soi dita được sử dụng trong composite xi mang để chế
<small>tạo cấu kiện bao che, cách âm và cách nhiệt</small>
BTCS polypropylene được ứng dung rộng rãi dé ch tạo các sin phẩm dạng tắm, các
<small>sin phẩm BTCS dạng vữa thâm nhập và nhiề loại sin phẩm đúc sẵn cũng như đỗ ti</small>
chỗ khác. BTCS polypropylene siêu mảnh với lượng ding 0.9 kg/m" được sử dụng đểxây dựng 18600 mẺ mặt đường bãi dB xe tải hạng nặng ở Mobile, Alabama,
<small>Vige sử dụng cốt sợi trong thành phần bê tông đã làm xuất hiện một loại hình bê tơng.</small>
mới gọi là bé tơng cốt sợi chit lượng cao. Có thể nói đây là loại bê tông đã kết hợpđược tt cả ác đặc điểm tốt nhất của bê tơng với cắt gi: nó vừa có cường độ cao, vừachịu kéo, tốn, cắt rt tốt. Đẳng thời cường độ chẳng va dip, chống lại tác dụng cũ tải
<small>trong động, chống mỏi đều tăng lên so với bê tổng chất lượng cao khi khơng có cốtsợi. Nhiều nghiên cứu trên thé giới da tập trung nghiên cứu loại bê tông mới này dé thi</small>
<small>công nhiều công tinh như đường giao thông, các cây cầu nhịp lớn, các tịa nhà cao</small>
ting, cơng trình vách mỏng.
</div><span class="text_page_counter">Trang 20</span><div class="page_container" data-page="20"><small>1.1.3 Tình hình nghiên cứu và ứng dụng BTCS tại1.1.3.1 Tình hình nghiên cửu BTCS tại Việt Nam</small>
<small>Một số trường đại học, trong tâm nghiền cứu ở Việt nam công đã nghiền cứu về bể</small>
tông cốt sợi như Trường Đại học xây dụng, Viện khoa học công nghệ vật liệu xâydựng, Trường Dai học kỹ thuật thành phó HCM, ... nhưng kết quả còn nhiều hạn chếchưa ứng dụng được nhiễu.
Cac nghiên cứu về bê tông cốt sợi ở trường Đại học xây dựng trong những năm 1982đến 1987 là sử dụng sợi amiäng đề ầm tắm lợp, ti năm 1999 đ tiến hành nghiên cứubê tông cốt si thủy tinh và sợi polypropylen, năm 2000 đã tỉ <small>n hành nghiên cứu bê</small>
tông cốt sợi kim loại
<small>“Trường Đại học kỹ thuật thành phố Hồ ClMinh đã tiến hành nghiên cứu về bê tông.</small>
sử dụng cốt sợi sơ dừa để làm tim lắp ghép xây nha ở đồng bằng sông Cửu Long.
<small>Viện khoa học công nghệ vật lệxây dụng đã có những nghiên cửu vật liệu</small>
<small>composite nền xi măng cốt sợi thực vật để chế tạo các sản phẩm xây dựng nhà ở nông</small>
thôn và min núi vào cuối thập kỷ 80. Tuy nhiên, vin đề độ bén lâu của sợi thực vat
<small>trong môi trường kiểm của dé xi mang vẫn chưa giải quyết được trigt dé nên loại vật</small>
liệu composite này còn nhiễu hạn chế trong sử dung,
<small>Năm 1998, Viện khoa học công nghệ vật liệu xây dựng triển khai nghiên cứu đề tài</small>
<small>“Nghiên cứu công nghệ sản xuất và ứng dụng vật liệu composite nén xi măng cốt sợi</small>
<small>thép phân tán" mang mã số RD - 44 và đã ứng dụng sửa chữa một số cơng trình như</small>
các vất nút ở đường bang sân bay Nội Bài, gia cổ nên đất bể bơ thị xã Hà Giang
Tuy nhiên, việc nghiên cứu và đưa vào sử dụng b tông cốt sợi cịn ít va chưa có hệ
<small>thống. Do đ việc nghiền cứu và sử dụng bể tông cốt sợi ở nước ta là một đôi hồi sẵn</small>
<small>thiết và cấp bách cần được tiến hành day đủ và đồng bộ.</small>
<small>1.1.3.2 Tình hình ting dung BTCS tại Việt Nam</small>
<small>Ứng dụng BTCS với phạm vi công nghiệp đầu tiên ở Việt Nam đó là cơng trình ham</small>
xun đềo Hi Vin, Tại diy đã sử dụng công nghệ phun bin để tạo lớp gia cổ từ
</div><span class="text_page_counter">Trang 21</span><div class="page_container" data-page="21"><small>BTCS thép và một số cơng trình nhỏ lẻ khác tại các cơng trình sân bay, cầu cảng, các,cơng trình qn sự. Trong q trinh xây dựng sản vận động Quốc gia Mỹ Đình để</small>
chống thắm và chéng nứt cho mặt bậc đã ứng dụng BTCS polypropylene, tuy nhiênkt quả đại được còn hạn chế.
<small>1.1.4 Một số uu nhược điểm của BTCS</small>
<small>Uu điểm:</small>
<small>Tăng đáng kể cường độ chịu nén và nâng cao cường độ chịu uốn, chịu kéo cho cấukiện.</small>
Hầu như giảm hiện tượng nút mặt. Vì cốt sợi thép xuất hiện dây đặc và gia cổ theo
<small>cả ba phương trong ban si</small>
‘Thi công nhanh ching vi giảm đăng kể chiều đầy bản sân so với bình thường, giảm
<small>chỉ phí nhân cơng, thời gian</small>
Sử dụng bê tông cốt sợi đã mang lại nhiều hiệu quả to lớn, có thể giảm được chiều.
<small>day kết cấu, tạo ra các kết cấu mỏng hơn, ít khe nối, it bị nút hơn ma niên hạn sử</small>
<small>dung dai, chỉ phí bảo dưỡng it</small>
<small>"Nhưng cũng có khó khăn gặp phải tại Việt Nam:</small>
cả các chủ đầu tu, đơn vi tư vấn thiết
<small>= Công tác trộn: thông thườn , đều yêutông nghệ mới và ứng dụng.</small>
trộn ngay tại hiện trường. Họ cịn ngần ngại v
— Bê lơng cần có tinh linh động cao dé cốt sợi dễ phân tan, Cần lưu ý thời diễm tổ
<small>chức thi công và công tác bảo dưỡng để tránh nút mặt.</small>
<small>— Cốt sợi xuất hiện trên bề mặt hồn thiện. Tuy rằng, hồn tồn khơng ảnh hướng đếnyêu cầu kĩ thuật nổi chung và vẫn đảm bảo các chỉ tiêu và yêu chu chịu lực.</small>
1.2 Cơ sở khoa học của việc sử dụng ct sợi trong bê tông
Soi được phân bổ không liên tục và ngẫu nhiên trong bê tổng cả ở vùng chịu nén vàchịu kéo của kết cấu, Chúng có thé nâng cao độ cứng và điều chinh vết nứt thông quaviệc ngăn chặn các vi vết nứt lan truyỄn, mổ rộng và còn tăng độ dai do khả năng hấp
<small>thụ năng lượng của cốt sợi</small>
</div><span class="text_page_counter">Trang 22</span><div class="page_container" data-page="22"><small>Soi được ding dé gia cường bê tơng có rất nhiều loại như sợi thép, sợi cacbon, sợithủy tinh, sợi tổng hợp polyme, sợi thực vật</small>
<small>Bảng 1.2. Thuộc tính của các loại sợi khác nhau.</small>
<small>guyy | net | Nhâm [oan</small>
<small>Graphite (cacbon) | 0,008:0,009 19 10226 | 230-415 | 0,5+1,0</small>
soi có những tính năng vượt tội về cường độ, khả năng chống ăn mịn
<small>dang để thay thé một phần hoặc tồn bộ cốt thép trong các cấu kiện, cơng trình xâycdựng đã được nhiều nước trên thể giới sử dụng.</small>
<small>Bang 1.3. Các thông số của một số loại cốt sợi thép,</small>
<small>bainEE266HT 25 | 06x04 | 45 | 1000</small>
Dây đãi Simm, tim 200mm
<small>Thợ tas rsa PY ĐÓ, - 550 Ludi hin</small>
Day dit 4mm, tim 100mm
Mơ hình làm việc của sợ: Soi hoạt động ở hai quy mơ trong q tình nứt của pha hỗ
<small>xi mang,</small>
<small>* Quy mô cấu trúc: Tác dung của các sợi làm ổn định cúc vất nứt cực nhỏ, làm chậm</small>
qu trình hơ hơng của vt liệu và hạn chế sự hinh thành vốt nứt lớn hơn
<small>in</small>
</div><span class="text_page_counter">Trang 24</span><div class="page_container" data-page="24"><small>* Quy mô kết cầu:</small>
<small>— Các si hoạt động như các vĩ cốtthếp</small>
— Các biển khả năng hút năng lượng của kết cầu, thay đổi quá trình phá hủy vật liệu,
<small>‘at ligu chuyển từ phá hoi gi sang phá hoại đề. Tuy nin, sợi sẽ làm rối loạn</small>
<small>cfu tạo hỗ xi măng và ảnh hưởng đến tính dễ đổ của bê tông.</small>
Tỷ lệ hỗn hợp và công thức thành phần của bê tông cắt sợi được xây dựng từ những
<small>kinh nghiệm trên cơ sở thành phần bê tông đã được lựa chon. Khi đồ phải xem sợi như</small>
một thành phin phụ cn thiết và tiễn hành các thí nghiệm để tối wu hóa các thành phannhằm đại được các tinh chit mong muốn: phải đảm bảo sự phân tn đồng đu của cácsợi và ngăn chặn sự phân ting hay von cục của các sợi trong quá trình nhào trộn.
<small>1.2.1 Vai to của sợi trong việc nâng cao tink chit cơ học trong bê tông</small>
Soi được sử dụng trong bê tông cổ rit nhiề loại như: sợi thép, si các bon, sợi thủy
<small>tinh, sợi polymer, sợi thực vt... Ty thuộc vào loại, lượng ding cốt sợi và chit lượng</small>
<small>vậiliệu nên bê tông mã khả năng chống nứt và chịu lực sau khi nứt của bê tơng đượchình thành khác nhau</small>
Các loại sợi bit đầu được sử dụng trước năm 1990 thường chỉ chống nứt và duy tri khả
<small>năng chịu lực của bê tông sau khi nứt (bé tổng cất soi thể hệ 1) [2.3]. Các loại sợi này</small>
<small>thơng thưởng có kích thước chiều dài khoảng 30 + 65 mm đường kính 0,6 + 1.2 mm,có thể làm bằng kim lại hoặc nhựa tổng hợp. Việc tăng hàm lượng sợi lên nhằm nâng</small>
<small>cao kha năng chịu lực sau khi bê tông nứt đã gặp phải khó khăn vì tính cơng tác của.</small>
<small>ổn hợp bê tang cốt sợi không cho phép (him lượng sợi cao din đến hiện tượng các</small>
sợi mắc vào nhau thành các búi, chim, sợi phân bỗ không đồng đều trong vật liệu nền
<small>bê tông).</small>
<small>Từ những năm 1990, bể tng cất sợi shit 2 xuất hiện với khả năng tăng mức chịu lực</small>
cits bể tổng ngay cả sau khỉ b tng đã nứt, nhiều trường hợp bê tông cốt sợi hậm chiđã có thể chịu lực lớn gắp 2 đến 3 lần lực phá hoại bê tông ở các vết nứt đầu tiên khichịu uốn hoặc kéo. Các loại sợi này nhỏ hơn các loại sợi dùng cho bê tông cốt sợi thể
<small>hệ 1, thường có đường kính dưới 0,3 mm với độ dài nhỏ hơn 20 mm. Việc hạ kích</small>
</div><span class="text_page_counter">Trang 25</span><div class="page_container" data-page="25"><small>thước sợi xuống đãgiáp cho him lượng sợi sử dung trong bé tông tăng lên, dng thời</small>
<small>kích thước hạt cốt liệu trong bé tơng giảm, hàm lượng CKD tăng, tạo thành hỗn hợp.</small>
được đồng nhất hơn
<small>‘Vet nứt donvisit</small>
<small>cốt liệu để giảm kích thước sợi từ đó tăng him lượng sợi sử dụng để nâng cao các tính</small>
<small>chất cơ học cho bê tơng,</small>
</div><span class="text_page_counter">Trang 26</span><div class="page_container" data-page="26">Hình 1.4. Sự tương tác giữa sợi và cốt liệu
tình 1.4 thể hiện sự tương tác gữa sợi và cốt liệu, theo tác giả Lê Trung Thành [2] khi
kích thước cốt liệu giảm thi sự tương tác giữa sợi thép phân tán và cốt liệu tăng lên rit
<small>lớn.</small> iệu quả này đạt được rất lớn trong hệ bê tông cốt sợi khi sử dung cốt sợi thép
lượng nhỏ hơn 3% sẽ tạo ra hỗn hợp bé tông với sự phân bổ cốt sợi đồng đều và đahướng. Kết quả đã nghiên cứu cho thấy, cường độ kéo, uốn, cường độ chống va đập.của bê tông tăng lên rõ rét so với bê tông thường. Việc sử dụng cốt soi trong bê tông sẽmang lại nhiều uu điểm vượt tội là
— Cường độ nén và cường độ uốn cao, tăng tính mém dẻo, khả năng chống nứt khỉ
<small>chịu tải trọng cho bê tông.</small>
— Sau khi đồng rắn, bê tơng có độ co ngớt thấp và có khả năng làm việc kết hop, liênkếttốt với các vật liệu khác.
— Phương pháp thi công, chế tạo và sự dụng đa dạng: Có thé thi cơng bằng phun bắn,
bơm đỗ trực tiếp đảm bảo chất lượng cao vả kiểm soát chất lượng dễ dang.
Vige sử dụng cốt sợi thép phân tần trong bê tông đã làm thay đổi đáng kể tính chất cảhỗn hợp bê tơng và BTCS, sợi đồng vai trò rất lớn trong việc cải thiện tinh cơ học,khống chế vết nút, cải thiện khả năng làm việc của kết cầu sau khi nút gãy, tăng nănglực hip thụ năng lượng. Sự tương tắc giữa soi và vật liệu nền (pha nén) là vấn để cơ
bản quyết định đến việc nâng cao các ứng xử cơ học cho bê tông, Hiệu quả của sợi
trong việc năng cao tinh chit cơ học của bê tông được đánh giá theo hai quá trình sau:
</div><span class="text_page_counter">Trang 27</span><div class="page_container" data-page="27">— Quá trình truyền tải trọng từ vật liệu nền đá xi măng qua vết nút đến sợi. Làm tăngđộ bền déo dai của be tông bằng việc hip thy năng lượng sinh ra trong quả trình mắt
<small>liên kết và kéo uột của sợi</small>
= Ảnh hưởng của cốt sợi đến sự xuất hiện các ứng suất khi tăng ti trong của vt liệu
<small>nên xi măng.</small>
Sự tương tác giữa cốt sợi phân tin và đã xi ming sẽ làm tăng tinh chit cơ học của bể
<small>tông. Nếu như coi cốt sợi được phân tin ngẫu nhiên trong bê tông, khi đó vai trồ của</small>
<small>bắc cầu của si qua vất nút, quá trình truyễn tải trọng tăng nhanh khi tăng ải trong tác</small>
<small>động lên vật liệu nền đến giới han nứt của vật liêu nén, Khi tải trọng tiếp te tăng đến</small>
<small>một</small> á tị nhất định sẽ đến trang thải din hồi của sợi, đồng thời bắt đầu có sự mắt liên
<small>kết giữa sợi và vật liệu nền, ải trọng tiếp tục tăng khi đó ứng suất trượt đàn hồi đạt sỉ</small>
tr cực đại, mắt khả năng liên kết gữa sợi và vật iệu nén, sợ bị tuột. Như vậy, cốt sợi4a thể hiện vai trò lâm vật liệu liên kết và bắc cầu qua vất nứt vì vậy sẽ cải thiện rấtlớn các tính chất chơ học và ngăn ngừa được sự mở rộng vết nứt, phá hủy kết cấu.
<small>trong BTCS</small>
1.2.2 Vai tro cia spi trang việc han chế mút
“Cốt si đem lại cho be tng nhiễu tin chất đặc biệt, hệ thong nhiễu pha của bể tổng vàsợi hình thành hệ thống đàn hồi — dẻo. Ưu điểm của cốt sợi là tăng khả năng chịu tảitrước và sau khi hình thành vết nứt, hạn chết sự hình thành vất nứt trong cầu kiện bê
<small>tông. Cốt sợi ảnh hưởng đến cường độ kéo, cường độ chịu ct và nén, tính chất của vết</small>
nứt và quá trình biến dạng của bê tông... Ảnh hưởng quan trọng nhất của việc sử dụng.sốt sợi phân tin trong bê tông là hạn chế vết nứt vả khả năng điều chỉnh quá hình phát
<small>triển vết nứt. Cốt sợi làm chậm quá trình phát triển vết nứt và khi vết nứt đã mở rộng,</small>
thì chúng có vai trò phân bổ lại tải trọng trong vùng nứt, cải thiện quá trình phân bố.vết nứt Như vậy, cốt sợi phân tin có ảnh hưởng đáng kể dn trạng thải biển dạng củakết cấu bê tông. Phạm vi ảnh hưởng đến sự biến dạng của bê tông phụ thuộc vào hình
<small>dạng sợi, him lượng soi và tính chất của ti trong. Trong qui tình chịu tác dung của</small>
tải trọng và ứng suất, số lượng vết nứt tăng trong vật liệu có tăng thêm nhưng chiều
<small>1s</small>
</div><span class="text_page_counter">Trang 28</span><div class="page_container" data-page="28">xơng và khoảng cách giữa các vết nút sẽ giảm đi (Hình 1.5). Theo quan hệ giữa ứng
suất va biến dạng đến quá trình phát triển vết nứt được thé hiện qua phương trình sau:
<small>Trong đó:</small>
Vip: Thẻ tích của vật liệu nén (xi măng).Vy Thể tích của cốt sợi sử dung.
En: Mé dun đàn hồi của vật liệu nén (xi mang).
Ey: Mô dun đàn hồi của cốt sợi.‘7: Ủng suất Kéo tới hạn của cốt si.
fg! in dụng cực đại của vật liêu nên (xi măng)ae: Biễn dang tại điễn cuỗi cùng có vỗ nứt
Hình 1.5. Mơ hình hóa về q trình hình thành vết nứt8) giai đoạn đầu:b) xuất hiện vi vết nứt e) xuất hiện vết nứt đâu tiên:
dee,f) các vết nứt tiếp tục hình thành và phát triển (mở rộng)
“Trong quá trình chịu tải trong, khi bê tông bắt đầu xuất hiện vết nứt sẽ không phá hoạikết cấu một cách đột ngột, do sợi được phân bổ đều trong hỗn hợp sẽ có tắc dụng phân
bố lại tải trong giữa sợi và đá xi mang, có nghĩa là tai trọng tác dụng lên bê tông trong
</div><span class="text_page_counter">Trang 29</span><div class="page_container" data-page="29">vũng nit sẽ chuyển qua sợi. Khi tiếp tye tăng tải trọng sẽ làm tăng số lượng các vết
nứt đồng thời chiều rộng vết nứt cũng tăng cho đến lực liên kết giữa sợi và đá xi măng.
<small>“nhỏ hơn tai trọng tác động vào sợi, (Hình 1.4).</small>
“Theo Markovic |4], biến dạng khi phá hủy của bé tơng cốt sợi có thé tăng lên tới 10lin đối với vật liêu thông thường. Khi kết cầu chịu tải trọng tốn, toàn bộ mặt cắt tiếtign cùng tham gia chịu lực, biểu đồ biểu diễn quá trình biến dang được chia thành hai
vùng gồm ving kéo va ving nén. Khi bê tông không sử dụng sợi phân tán,
trọng uén tang lên, trực trung hòa của tiết diện chịu lực sẽ nâng dần lên, diện tích chịu
nén sẽ giảm dẫn. Trong vùng chịu kéo, ứng suất kéo đạt đến cường độ chịu kéo khi
‘udm của bê tơng thi vết nứt bắt đầu xuất hiện. Sau đó các vết nứt được mở rộng đến giátrị cực đại và kết cầu bi phá hoại. Nhưng đối với bê tơng có sử dụng cốt sợi phân tần,
“khi ứng suất kéo trong thé bê tông chịu kéo đạt đến giá trị cực đại, trong cầu trúc vật
Tiệu cũng bắt đầu xuất hiện vết nứt. Khi đó cốt sợi phân tin đồng đều trong cầu trúc sẽ
than chế sự mở rộng vết nứt, làm tăng khả năng chịu kéo của tiết diện và lúc này một
sự cân bằng mới được thiết lập trong vật liệu. Dựa trên cơ chế này cho thấy, bê tông sửdung các loại cốt sợi phân tin nói chung có khả năng chịu tải trong tốt hơn với bê tơng
<small>thơng thưởng.</small>
<small>17</small>
</div><span class="text_page_counter">Trang 30</span><div class="page_container" data-page="30"><small>5) một nhóm sợi phan bổ tự nhiên va truyền ải trọng qua vết nứt</small>
hur vậy, việc sử dụng cốt sợi trong bê tổng không những git vai trồ hạn chế nứt, mà
<small>côn tăng cường khả năng chịu lực của bê tông ngay cả khi bê tông đã bị nứt bằng cách</small>
giữa bê tông và bề mặt cốt sợi sẽ đồng vai trị chính quyết định đến việc hạn chế co
<small>ngột và khá năng chịu lực của bê tong. Ty thuộc vao loại, lượng ding cốt sợi và chất</small>
lượng vật liệu nền bê tông mà khả năng hạn chế nứt và chịu lực sau khi nứt của bề
<small>tổng được hình thành khác nhau.</small>
1.3 Tổng quan v8 các loại cửa van
“Cửa van là một bộ phận rit quan trong trong cơng trình thủy lợi. Của van được lắp đặt
<small>vào các khoang của công trinh thuỷ cơng ở cơng tình thủy lợi thuỷ điện. Cửa van</small>
<small>cũng có thé đặt ở trên mặt, ở dưới sâu. Nhiệm vụ của cửa van là đồng để giữ nước và</small>
mở để tháo nước theo yêu cầu đặt ra cho công trinh: iy nước tưới, cắp nước phát điện,thoát lũ, gan triều, tiêu ting, mực nước, lấy nước mặn nuôi <small>tông thủy sản.Hiệu quả của cơng trình thủy lợi, thủy điện được đảm bảo như thiết kế đặt ra khi cửa</small>
van được vận hành đạt độ tin cậy như quy trình vận hành đã để ra,
<small>Nếu việc vận hinh cửa van có sự cổ thì dẫn đến khơng những tén hại lớn cho cơngtrình thủy lợi thủy điện mà cịn gây tác hi cho sản xuất đời sống của vùng hạ du</small>
13.1 Cấu tạo chung của cửu van
<small>— Bộ phận chuyển động: thực hiện chức năng điều ti</small>
= Bộ phận cổ định: chôn vào trụ, tường dé đờ và tạo khe trượt cho bộ phận động.— Thiết bị đồng més thủ công, điện, máy nẵng,
1.3.2 Cúc yêu cầu thiết ké cửu van—_ Cấu tạo đơn giản, dễ lắp giáp,
<small>— Lực đồng mở nhẹ, đồng mở nhanh.</small>
<small>— Đảm bao điều kiện bén, ôn định, my quan.</small>
</div><span class="text_page_counter">Trang 31</span><div class="page_container" data-page="31"><small>1.3.3 Phân loại</small>
<small>“Theo vị trí đặc: trên mặt, dưới su</small>
“Theo cách truyền lực: truyền lên mồ, lên ngưỡng.“Theo vật liệu: 28, bề tông ot thé, thép, chất déo
<small>Theo hinh thức tháo nước: dưới đầy, trên din, ết hợp</small>
<small>1.3.4 Một số loại cửa van thơng dung1.34.1 Của van phẳng</small>
<small>“Cửa van phẳng là hình thức cửa ra đởi sớm nhất trong các loại cửa van sử đụng trong.</small>
sơng trình Thủy lợi và đến nay cơn dp dụng rộng rãi do cửa van phẳng có kết cầu đơn
<small>giản, dễ gia công chế tạo, vận hành thuận lợi. Cửa phẳng được sử đụng nhiều trong các</small>
sông trinh lấy nước, tiêu nước, trên đập trần cần điều tiết lưu lượng, trên các cơng
<small>trình điều tiết trên kênh, Cửa đã áp dụng có chiều rộng từ 06m đến 80m, thơng dụng</small>
nhỏ hơn 20 m. Cửa có thể là bằng gỗ, vật liệu tổng hợp, bê tông cốt thép và thép. Hiện
<small>nay phần lớn làm bằng thép</small>
<small>Uu điểm của cửa van phẳng:</small>
<small>= Có thể làm cửa với kích thước tủy ÿ,</small>
<small>~ Cấu tạo đơn giản, đễ chế tạo</small>
— Tấm cửa có thể di dời khỏi miệng lỗ, tiện cho việc kiểm tra duy tu
<small>— Dễ sử dụng may đông mở kiểu di động,Nhược điểm của cửa van phẳng</small>
— Yêu cả đặt máy tương đổi cao và trụ đỡ tương đổi lớn.
<small>nhiều.lượng cấu kiện chôn vào bê tông tương đi</small>
= Lực đông mở tương đối lớn, chịu ảnh hưởng nhiều của lực ma sát, do đó edn phải
<small>dùng thiết bị đồng mỡ cửa có cơng suất lớn.</small>
<small>— Khi kéo lên cửa van treo trên cao, chịu tác dụng của gió bão.</small>
<small>19</small>
</div><span class="text_page_counter">Trang 32</span><div class="page_container" data-page="32">— Khi vận hành sinh r lục ma sát giữa các chỉ tế lớn nê các chỉ tết này có độ hao
<small>mơn rất nhanh, khơng dim bảo độ kín khít hoặc phải duy tu bảo dưỡng thườngxuyên</small>
<small>1.3.4.2 Của van cung</small>
</div><span class="text_page_counter">Trang 33</span><div class="page_container" data-page="33"><small>Hình 1.8. Cửa van cùng.</small>
<small>CCang như của phẳng, cửa van cung được sử dung rộng ri trong các công tỉnh thủy lợi</small>
đặc biệt là trên trăn, đập đâng và cổng vùng ảnh hưởng thủy tiểu, nhất là ở những noi
<small>có cột nước cao thi wu điểm của nó cảng nổi bật.Ưũ điểm của cửa van cùng:</small>
Có thể bịt kín cửa có diện tích tương đổi lớn.
<small>— Độ cao cự giá đỡ máy và độ dây của trụ đỡ tương đối nh.</small>
— Số lượng cấu kiện tương đối ít
<small>Nhược điểm của cửa van cung:</small>
<small>— Trụ cống địi hỏi dài</small>
<small>Vj trí khơng gian cánh cổng chiếm tương đối lớn.</small>
<small>— Khơng thé đưa ra ngồi để kiểm tra sửa chữa.</small>
= Khi ch tạo yêu cầu độ chính xác và cân bằng cao
<small>2I</small>
</div><span class="text_page_counter">Trang 34</span><div class="page_container" data-page="34">= Không đảm bảo kin nước tuyệt đối do khi vận hành cúc chỉ it bị mãi môn do ma
Kế luận chương 1
1. Bê tổng cốt sợi là loại vật iệu composite trong đó phần vật liệu nén là bê tơng xỉ
<small>măng, phần cốt là các loại sợi nhỏ có các ưu điềm sau:</small>
<small>— Tăng đảng kể cường độ chịu nén và nâng cao cường độ chịu uốn, chịu kéo cho cầukiện</small>
— Hau như giảm hiện tượng nứt mặt. Vì cốt sợi thép xuất hiện day đặc và gia cố theo.
<small>sả ba phương trong bản sản.</small>
<small>= Thi cơng nhanh chóng vi giảm đáng ké chiều dày ban sin so với bình thường, giảmchi phí nhân cơng, thời gian</small>
<small>~ Sử dụng bê tơ</small>
day kết cấu, tạo ra các kết
<small>ig cốt sợi đã mang lại nhiều hiệu quả to lớn, có thể giảm được chiều,</small>
ấu mỏng hơn, it khe nối, if bj nứt hơn ma niên hạn sit
<small>dụng dải, chỉ phí bảo dưỡng ít</small>
2. Có nhiều loại cốt sợi như sợi bazan, thép, polymer,... Trên thé giới, BTCS đã được
<small>ứng dụng ở nhiều lĩnh vực xây dựng, giao thông như cầu, đường sân bay... Ở Việt</small>
Năm đã tiến hành nghiên cứu tại một <small>rường dại học, viện nghiên cứu vật liệu xong.</small>
kết quả đạt được vẫn còn hạn el
</div><span class="text_page_counter">Trang 35</span><div class="page_container" data-page="35">CHUONG 2. VAT LIỆU SỬ DỤNG VÀ PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM
<small>vật liệu truyền thống như nước, cốt liệu thô, cốt liệu min, xi măng thì một hàm lượng</small>
lớn hạt mịn được bd sung đồng vai trò là một chất phụ gia ải thiện tỉnh chất của bê
<small>tổng và đảm bảo sự iên tục cho cấp phối. Như vậy ở bê tông cốt sợi một hàm lượng</small>
hạt mịn tổn tại trong cốt liệu cho q trình gia cơng chế tạo sẽ được tận dụng mà"không cần chi phi dé loại bỏ và cần thiết phải đưa thêm vào một lượng chất lượng độn
<small>"học thì phải lựa chọn sử dụng xi măng có đặc tinh chuyên dùng. Ngoài việc sử dụng xi</small>
măng phải đảm bảo yêu cu thiết kế đt ra như cường độ va tuổi thọ của cơng trìnhĐối với BT cho các cơng trình thủy lợi có thể dùng các loại xi măng pclăng hỗn,
<small>hop thơng thường hay xi măng pelãng hỗn hợp. Sự lựa chọn loại xi mang phụ thuộc</small>
vào cường độ yê cầu ở uỗi thiết kế của be tổng
<small>Trong đề tài tác giả đã chọn loại ximing để nghiên cứu là xi măng PCB40 Thăng</small>
Long, có ác tinh chất cơ lý như trong bảng 2.1
Bảng 2.1 Tinh chất cơ í ca ximăng PCB40 Thăng Long:
<small>2</small>
</div><span class="text_page_counter">Trang 36</span><div class="page_container" data-page="36">‘TT | Chỉ tiêu thí nghiệm Phương pháp thir Đơn vị Kết quả
<small>5 | Độ mịn (Lượng sốt trên sàng 5</small>
<small>2 |Pam “TCVN 4030 : 2003 4.00</small>
‘Thi gian bit đầu đông két— | TCVN 6017: 1995 | Phút 125
“Thời gian kết thúc đông kết TCVN 6017 : 1995 Phút 180
<small>Cường độ nén theo phương |. ; :</small>
<small>ae 012 H)AN TCVN6016:1995 | Nimm? | 2741</small>
<small>®% | Độ ơn định thé tích. TCVN 6017 : 1995 mm 2,00</small>
<small>Nhân xét: Xi măng PCB40 Thăng Long có các chi tiêu cơ lý đạt yêu cầu kỹ thuật của</small>
<small>xi măng Pode lăng hỗn hợp PCB40 theo TCVN 6260:2009.2.1.2 Nước</small>
Phải đảm bảo độ sạch hợp lý và không lẫn dầu, muỗi, axit, chất kiểm, thực vật
<small>Nước sử dung trong đề tải thỏa mãn các yêu cầu kỹ thuật của tiêu chuẩn Việt Nam4506:2012 đối với nước trộn vữa và bê tông</small>
2.1.3 Cắt liệu
<small>Trong hỗn hợp bê tông cốt sợi cốt liệu chiếm khoảng 50:60% thể tích. Bởi vậy nó ảnhhưởng đến tính chất của hỗn hợp bê tơng và bê tơng đã đóng ấn. Sự lựa chọn cốt liệu</small>
là nhân tổ quan trọng ảnh hưởng đến chất lượng và đặc tinh của bê tông cốt sợi. Nếu
<small>si Iva chọn là thích hợp sẽ mang lạ hiệu quả kinh tế lớn hơn va mỗi thọ củ kết cầu sẽ</small>
<small>dài hơn. Trong hỗn hợp của bê tông cốt sợi chưa đơng kết thi tính chất của vật liệu ảnh</small>
hưởng đến tinh công tác của hỗn hợp, khả năng phân ting, mức đạt được độ đầm đặctối ưu đưới ác động dim lan rung khi thi công ở hiện trường hoặc ảnh hường đến chỉsố thời gian đầm chặt tối ưu của mẫu thí nghiệm trong phịng thí nghiệm. Mặt khác nócơn ảnh hưởng đến cường độ, mơđun din hi, tinh chịu nhiệt và tub thợ của bê tổng
<small>cốt sợi khi đã rin chắc. Khả năng biển đổi của cốt liệu trong thi công ảnh hưởng đến</small>
</div><span class="text_page_counter">Trang 37</span><div class="page_container" data-page="37"><small>dan hồi.</small>
xi măng và nước, những thứ mà đến lượt lại ảnh hưởng đến cường độ và tinh
Sit dung cốt liệu nghiễn từ đã lấy tại trạm ASEAN, kết quả thi nghiệm cúc chỉ gu tínhchit cơ ý, thành phin hạt của đã như trong bảng 22; 24.
Bảng 2.2. Các tinh chất cơ ý của cát nghiền
srr Chỉ tiêu thí nghiệm Đơn vị Cát nghiền
2 | Khối lượng thé th xốp Tim” 169
<small>3 | Médun d6 lớn - 3224 Hàm lượng bùn bụi sét ® 17</small>
5 __ | Him lượng tạp chất hữu eo Sáng hơn màu chuẩn
<small>6 ‘Ham lượng mica % </small>
<small>Đây 33 53 100.0</small>
<small>25</small>
</div><span class="text_page_counter">Trang 38</span><div class="page_container" data-page="38"><small>" ã sài Lượng sót trên từng sàng.</small>
Soi có dang tơ mảnh được sản xuất bằng công nghệ tiên tiễn cho kéo sợi bằng li tâm,
<small>cho thêm chất phụ gia chức năng và xử lý b8 mặt đặc biệt. Khi trộn vào bê tổng xi</small>
<small>măng, loại si này of nhiễu ưu điểm như phân tin tốt, ap lực nước tốt hơn, Khả năng</small>
liên kết mạnh. Nó rất thích hợp để gia cường và tăng khả năng khng nứt cho các loi
<small>Bẽtổng xi măng và ữa, đặc biệt được sử dạng tong kỹ thu BE mặt công tỉnh, sin</small>
<small>i tác giả đã chọn loại cốt sợi polypropylene có các tinh chất như</small>
<small>Bảng 2.4 Các chỉ tiêu cơ lý của spi Polypropylene</small>
str Các chỉ iêu cơ lý oni | Kétqua
<small>1 Đườngkih mm 03</small>
3 ‘M6 dun dan hồi. Gpa 35
<small>4 (Cuong độ chịu kéo. GPa 0,55 - 0,76.</small>
5 Bodin di twong đi % 15-25
<small>6 Khing kim, mudi axit saoMột số tính năng của cốt sợi</small>
= Chống co và nữt
— Tăng khả năng chống thắm, tính chống chịu ma sắt
<small>Tăng khả năng chống chịu lạnh và điều kiện dong bang.</small>
</div><span class="text_page_counter">Trang 39</span><div class="page_container" data-page="39"><small>~ Tăng cường bảo vệ cốt thép chỉnh, thay thể đăng lưới thép</small>
~ Ngăn chặn hiện tượng nứt vữa và sự phát tiễn vất nứt
<small>— Tăng khả năng chịu va chạm và chống bong trée.</small>
<small>“Các lĩnh vực ứng dụng điển hình:</small>
<small>Cơng trình ngằm (đường xun núi, đường tàu điện ngầm.kiện vịm định hinh,... Các cơng trình quân sự.</small>
Xây đựng các nhà cao ting;
<small>Các cầu kiện bê tông đúc sin;</small>
— Kết cầu cầu đường, sân bay, bến cảng;Kit cấu đường sit
<small>Cae đập thủy dign,</small>
<small>Cáchệung cấp thoát nước;Để biển, dé chắn sóng;</small>
“Các kết cầu đờ cho đào xúc ngẫm, khai mỏ,
<small>): các trụ đỡ, các cấu</small>
</div><span class="text_page_counter">Trang 40</span><div class="page_container" data-page="40">‘Tro bay là một trong những loại phụ gia khống đang được dùng phổ biển cho bê tơng.
<small>‘Tro bay là phần hạt mịn thu được trong quá trình đốt than khô dang bột trong các thiếtbị năng lượng kiểu mới, Than được dịch chuyển tới v 1g có nhiệt độ cao làm nóng,</small>
chiy các chất tong thành phần than sau đố được chu <small>sang vũng nhíđộ thấp hơn</small>
</div>