Dự báo biến dạng co ngót của bê tông trong điều kiện khí hậu thủ đô viêng chăn, nước CHDCND lào
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (4.39 MB, 126 trang )
KEOALOUNXAY SENGALOUN
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG
SENGALOUN KEOALOUNXAY
*
LUẬN ÁN TIẾN SỸ
Ự
I N ẠNG C
NGÓT CỦA Ê TÔNG TR NG ĐIỀU
KIỆN KHÍ HẬU THỦ ĐÔ VIÊNG CH N NƯ C CH CN
C
:K
ậ
9580201
*
MÃ SỐ 9580201
UẬN N TI N
*
NĂM 2018
H N
– Năm 2018
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG
SENGALOUN KEOALOUNXAY
Ự
I N ẠNG C
NGÓT CỦA Ê TÔNG TR NG ĐIỀU
KIỆN KHÍ HẬU THỦ ĐÔ VIÊNG CH N NƯ C CH CN
C
:K
ậ
9580201
NGƯỜI HƯ NG
N KH A HỌC
GS.TS PHAN QUANG MINH
H N
– Năm 2018
LỜI C
N
T
viên
GS. TS. Phan Quang Minh
ứ
V
N
T
C
B
T
B
T
S
Đ
P S TS N
T
ứ
T
Đ
T
ứ
V
N
.
Tuy có nhi u c g
u
thi u sót, h n ch . T
n này không tránh kh i những
uý th y cô, các chuyên gia, những
ng nghi
n bè ti p tục có
những ý ki
c hoàn thi
C
ữ
hy sinh
V
M t l n nữ
xin trân tr ng c
!
N
i
ỜI CA
T
Đ AN
ứ
ủ
.C
.
Nghiên cứu sinh
Sengaloun KEOALOUNXAY
ii
M C
C
M Đ U ....................................................................................................... 1
C
N
1 : T N
QU N V
IẾN
ẠN
CO N
T CỦ
TÔNG ........................................................................................................... 8
1.1 M
.................................................................................................. 8
1.2 Bi n d ng co ngót m m (Plastic shrinkage) ....................................... 11
1.2.1
Khái ni m v bi n d ng co ngót m m ............................................ 11
1.2.2
Ả
bê tông
ng của quá trình m
n bi n d ng co ngót m m của
................................................................................................. 11
1.3 Bi n d ng co ngót cứng ...................................................................... 13
1.3.1
Khái ni m v bi n d
1.3.2
M ts y ut
ứ
............................................ 13
n bi n d ng co ngót cứng của bê tông 14
1.4 Co ngót h n ch của bê tông ............................................................... 17
1.4.1
.................................................... 17
1.4.2
m liên k t ....................................................................... 18
1.4.3
Do
ng của c t thép trong các k t c u bê tông c t thép ...... 19
1.5
C
n d ng co ngót của bê tông ..... 19
1.5.1
C
............................................................................................ 20
1.5.2
........................................................................................... 20
1.5.3
T
N
1.5.4
T
............................................ 21
1.5.4.1 N
........................................................................ 21
......................................................................... 21
1.5.4.2 Đ ẩ
i củ
ng.................................................... 22
1.5.5
C
........................................................................................... 22
1.5.6
N
..................... 22
1.6 M
ủ
ẩ
........................................................................................... 23
1.6.1
T
ẩ
1.6.2
T
ẩ
CI 209R-92 [22] .......................................... 23
C
IP 2010 43 ........................................ 24
iii
1.6.3
T
ẩ
UROCO
2 46 ....................................... 25
1.6.4
T
ẩ
1.6.5
V
1.6.6
T
ẩ
S3600 34 ........................................................... 28
1.6.7
T
ẩ V
N
1.6.8
T
ẩ N
S 8110 41 ............................................... 26
N
72 ................................................ 27
TCVN 5574:2012 20 ................................ 30
CS 2007 51 ............................................ 30
1.6.9 P
................................................................................................. 31
ứ
1.7
ẩ
1.8 S
OST 24544-81 ........................................... 33
ữ
ụ
ủ
..................................................................................................... 36
ứ
1.9
............................................ 36
1.9.1
C
.......... 37
1.9.2
C
.............................................. 38
1.9.3
.......................................... 38
1.10 N
1 .............................................................................. 39
C
N
2:N
T
O CỦ
I N CỨU T
CN
I M IẾN
ẠN
CO N
T
T N ............................................................................. 40
2.1 Mụ
ủ
ứ
............................ 40
2.2 P
ủ
ẩ
a ch
c nghi m.
..................................................................................................... 40
2.2.1
T
ẩ N
OST 24544-81 [71] ........................................... 41
2.2.2
T
ẩ
STM C157 C157M 32 .............................. 41
2.2.3
T
ẩ
2 46 .............................................. 42
2.2.4
T
ẩ N
2.2.5
T
ẩ
S 1012 13-1992 [33] ............................................ 43
2.2.6
T
ẩ
Q
IS
1129-1-2010 [52] ...................................... 42
S ISO 1920-8:2009 [42] .......................... 43
iv
T
2.2.7
ẩ V
N
TCVN 3117:1993 11 ................................ 44
2.3 C p ph i v t li u ch t o và m u thí nghi m ...................................... 46
2.3.1
C p ph i v t li
2.3.2
C
................................................................. 46
....................................................... 47
2.4 Đ u ki n khí h
n hành thí nghi m ........................................ 48
2.5 M u thí nghi m ................................................................................... 50
2.5.1
M
2.5.2
M
2.5.3
Q
bi n d ng co ngót của bê tông ............... 50
ủ
.............................................. 53
C ẩ
2.5.3.1
................. 51
2.5.3.2
...................................................................... 53
..................................................................................... 54
2.5.3.3
C
................................................................................ 54
2.5.3.4
C
............................................................................... 55
2.5.3.5
C
..................................................................................... 55
2.5.3.6
N
.......................................................................................... 55
2.5.3.7
2.6
................................................................... 56
ụ
ụ
........................................... 57
2.7 Q
............................. 58
2.7.1
Q
................................................ 58
2.7.2
T
............................................... 58
2.8 K t qu thí nghi m .............................................................................. 59
2.8.1
K t qu
c bi n d ng co ngót ................................................... 59
2.8.2
K t qu thí nghi
nh s phát tri
bê tông theo
th i gian .......................................................................................... 63
2.8.3
K t qu thí nghi
nh s phát tri
i của bê
tông theo th i gian .......................................................................... 64
2.9 S
ủ 6
ẩ
2.10 N
.......................................................................... 65
2 .............................................................................. 66
v
C
N 3:P
C N T ỨC T
NTC
CN
ẾT QUẢ T
I M
CN
ÁO IẾN
I M VÀ
ẠN
CO N
N
T CỦ
BÊ TÔNG. ................................................................................................... 68
3.1 S
ủ
3.2 Ả
............................. 68
ng của c
n bi n d ng co ngót.................................. 70
3.3 Quan h giữa bi n d
ẩ
3.5 Ả
OST 24544-81 [71] d a trên k t qu th c nghi m ........ 72
ng của c t thép trong k t c
Mô hình tính toán lý thuy t
TCT
TCT
n bi n d ng co ngót 74
ng của c t thép trong c u ki n
n bi n d ng co ngót .......................................................... 74
3.5.2
3.5.3
c................................ 70
ứ
3.4
3.5.1
m
....................................................................... 76
Kh
3.6 N
ks
................... 80
3 .............................................................................. 83
ẾT LUẬN VÀ IẾN N
..................................................................... 84
CÁC ÀI ÁO VÀ C NG TRÌNH NGHIÊN CỨU ................................. 86
ĐÃ C N
Ố CỦA TÁC GIẢ ................................................................. 86
TÀI LI U THAM KHẢO ........................................................................... 87
P Ụ LỤC ................................................................................................. PL1
P ụ ụ 1 S
P ụ ụ 2 M
.. PL1
.......................................... PL13
vi
ANH
C H NH V
1 1 - Các thành ph n bi n d ng của bê tông ........................................ 9
12-T
ẩ
0
61 ............................................................................... 10
13-Ả
ng củ
14 -Ả
ng của các thông s
t
m
15-Ả
t h Mh
nt
m
c [4] .... 12
u ki n khí h
ng
n
c trong bê tông [24] .......................................... 13
ng của tỷ l N/X và tỷ l c t li
n bi n d ng co
ngót cứng [23] ........................................................................... 14
16-Ả
ng củ
ẩ
17-Ả
ng của m t s y u t
18 -Ả
ng củ
n bi n d ng .................... 15
ng ................................. 16
c m u bê
n bi n d ng co ngót
khô [23] ..................................................................................... 17
19-S m
c và phân b ứng su t [58] ...................................... 18
1 10 - Bi n d ng co ngót b h n ch do liên k t................................. 19
1 11 - Bi n d
ủ
S 8110 41 .................. 27
2.1 - P
.................... 49
22-Đ
Đ ẩ
i của môi
................................................................................ 49
23 - M
ti
ẩ
TCVN 3117:1993 ................................................................... 50
24-
100100400
mm ............................................................................................ 51
25 - M
TCVN 3117:1993 ..................................................................... 51
vii
26-M
ủ
............ 52
2 7 - Thí nghi
ủa bê tông ................ 52
2 8 - Thí nghi
i của bê tông .................... 53
29-C
ẩ
P
2.10 -
........................... 54
T
1
PC 40 ủ V
N
................................................................................................... 54
2 11 - C
VSI
ụ
ứ .................................. 55
2 12 -
........................... 56
2 13 - ụ
2 14 - Đ
ụ
ẩ
C
.......................... 57
2 15 - C
0 1 ................................... 57
2 16 - Đ
TCVN 3117:1993 11 ........ 59
2 17 - S phát tri
ủ
2 18 - S phát tri
H
.......... 56
i gian ... 63
i của bê tông theo th i gian ........ 64
ủ
2 19 - S
TM-1
ẩ
........................................ 65
ủ
2 20 - S
TM-2
ẩ
........................................ 66
3 1 - S phát tri n bi n d ng co ngót theo th i gian của 06 t m u thí
nghi m....................................................................................... 69
3 2 - So sánh bi n d ng co ngót của các t m u
3 3 - Quan h giữa bi n d
tu i 365 ngày ...... 69
hao kh
ng của t
m u TM-1 và TM-2 .................................................................. 70
viii
34-
ụ
ủ 2
ứ
................................................... 74
3 5 - Mô hình bi n d ng của k t c u BTCT do co ngót của bê tông . 74
3 6 - Bi
quan h giữa h s ks và th i gian co ngót .................. 81
PL1 1 - Q
ủ
TM-1
t .......................................................................................... PL7
PL1 2 - Q
ủ
TM-1
m............................................................................ PL7
PL1 3 - Q
ủ
TM-2
t .......................................................................................... PL8
PL1 4 - Q
ủ
TM-2
m............................................................................ PL8
PL1 5 - Q
ủ
TM-3
t .......................................................................................... PL9
PL1 6 - Q
ủ
TM-3
m............................................................................ PL9
PL1 7 - Q
ủ
TM-4
t ........................................................................................ PL10
PL1 8 - Q
ủ
TM-4
m.......................................................................... PL10
PL1 9 - Q
ủ
TM-5
t ........................................................................................ PL11
PL1 10 - Q
ủ
TM-5
m.......................................................................... PL11
ix
PL1 11 - Q
ủ
TM-6
gian t............................................................................... PL12
PL1 12 - Q
ủ
TM-6
m........................................................................ PL12
PL2 1 - C
................................................. PL13
PL2 2 - C
......................................... PL14
PL2 3 - C
PL2 4 - C
ủ
ủ
....... PL15
........... PL16
x
C
DANH
NG I U
2 1-T
ẩ
2 2-Đ
.......................................................... 45
ứ
ữ
1
3
........... 47
2 3-
ủ
TM-1
TM-2. 60
2 4-
ủ
TM-3
TM-4 61
2 5-
ủ
TM-5
TM-6 62
2 62 7-
ủ
. 63
ủ
ủa t
m u TM-1 và TM-2 .................................................................. 64
3 1-
ủ
............................................................... 73
3 2-
ks
t = 28 ngày ................................... 78
3 3-
ks
(TM-1):....................... 79
3 4-
ks
(TM-2):....................... 79
3 53 6-
ks ủ
ks
................. 80
........................................ 82
3 7 - So sánh h s ks theo lý thuy t và theo th c nghi m ............... 82
PL1 1 -
TM-1. ........PL1
PL1 2 -
TM-2. ....... PL2
PL1 3 -
TM-3. ....... PL3
PL1 4 -
TM-4. ....... PL4
PL1 5 -
u TM-5. ....... PL5
PL1 6 -
TM-6. ....... PL6
xi
ANH
C C C K HIỆU V CH
VI T TẮT
ẩ
ACI
B
BTCT
ủ
Eb
ẩ
EC2
Eurocode 2
trung bình ủ
fcm
28
fck
ủ
ch u
ủ
g
ủ
h
ủ
ủ
h0
h0= h - a
N/X
Sc
ủ
Sp
ủ
ữ
ủ
Rn
tiêu chuẩn ủ
Rbn
kéo tiêu chuẩn ủ
Rbt,n
ủ
RH
t
ẩ
ủ
ủ
TCVN
ẩ V
u
ủ
V/S
N
ủ
xii
ụ
ụ
bê tông
ẩ
ụ
CI
m
ủ
( )
( )
bi
( )
( )
bi
(
)
bi
( )
bi
(
)
bi
bi
(
(
)
(
(
)
)
( )
)
(
(
bi
)
)
( )
(
)
( )
ụ
Đ ẩ
i củ
ủ
( )
ứ
ng
xiii
ứ
ủ
ứ
ủ
ứ
ứ
ủ
ứ
1
Đ U
1.
ụ
Bê tông n
d ng. Trong quá trình
cứ
i. S bi n d ng này của
ụ thu c vào
cg
u ki
u t
ủ
ỷl
t li u
(N/X)
c coi là m t trong những
nguyên nhân gây nứt trên bê tông và bê tông c t thép (BTCT).
ủa bê tông là m t chủ
Nghiên cứu v
khoa h c trên th gi i
tóm t
quan tâm. Các n i dung nghiên cứ
c
ủa các d ng bê tông
: nghiên cứu s
m i, nghiên cứu các gi i pháp
dụng phụ gia,
v t li u m i, ...) Các nghiên cứ
s
mà nhi u nhà
c th c hi n b i các tác gi
ủ
ng th c nghi m bi n d
tông.
Nghiên cứu v bi n d ng dài h n của bê tông nói chung và bi n d ng co
ã nh
c nhi u s quan tâm của các nhà khoa h c trên
ỷ
th gi i.T
ứ 19
ứ
ứ
ủ
ứ
N
ứ
ủ
ủ
ữ
:m
T
ứ
2
Hi n nay, trong các tiêu chuẩn tính toán hi n hành của nhi
gi
c trên th
(tiêu chuẩn ACI 318), tiêu chuẩn Châu Âu Eurocode 2,
SC 2012…
tiêu chuẩn Anh BS-8110, tiêu chuẩn Nh t B
các mô hình tính toán d báo bi n d ng co ngót của bê tông d a trên cá
s của nghiên cứu th c nghi m.
Xu t phát t
m của bi n d ng co ngót của bê tông phụ thu c vào
u ki n khí h
ủa c p ph i
ng của t ng khu v
ỷl
v t li u ch t
…
ng c t li
tông v n nh
y các nghiên cứu v bi n d ng co ngót của bê
c r t nhi u s quan tâm của các nhà khoa h
v n có r t nhi u các công b khoa h c trên các t p chí, h i th o qu c t liên
n bi n d ng co ngót của bê tôn
p trung vào m t s
:
ng nghiên cứ
- Nghiên cứu
ng của thành ph n c p ph i ch t
ki n khí h u t
n bi n d ng co ngót của bê tông. Ví dụ
cứu của Swapnil (2007) [66
ng c t li
rõ
ng củ
n bi n d ng co ngót; Baek-Joong Kim và Chongku
Yi (2016) [35] nghiên cứu v
ch t
u
ng của tro bay trong c p ph i v t li u
n bi n d ng co ngót củ
Saije D. và các c ng s (2013) [67] v
cao; nghiên cứu của
ng của c t s
n bi n
d ng co ngót của bê tông c t s i thép.
- Nghiên cứu
ng của bi n d
ứu của Gilbert, 2001 [65] v
n ứng x dài h n của bê
ng của bi n d ng
võng dài h n của k t c u BTCT làm vi c ch u u n, nghiên
cứu của Gribinak và các c ng s , 2010 [68] v
ng của bi n d ng co
n tr ng thái ứng su t trong k t c u BTCT.
- Nghiên cứu v gi i pháp h n ch nứt do bi n d
trung vào gi i pháp h n ch bi n d
của bê tông.
p
ch u kéo
3
Vi t Nam, tro
n v a qua, xu t phát t tình tr ng nứt trên k t
c u công trình BTCT do bi n d ng co ngót x y ra r t nhi
ng th
có các s li u v bi n d ng co ngót phục vụ cho tính toán thi t k do v y
nghiên cứu v bi n d
u nh
N
m t s nhà khoa h
ứ
2017 N
c s quan tâm của
n Ng c Bình [1] trong lu n án của
nh bi n d ng co ngót của bê tông n ng thông
u ki n tiêu chuẩn khí h u Vi t Nam. K t qu nghiên cứu
u cung c
c m t b s li u v bi n d ng co ngót phục vụ
công tác tính toán thi t k ; T
Ng c Long ,2016 [2] d a trên s li
ứu
c v bi n d
ng của thành ph n bi n
d ng này t i ứng x dài h n của c t BTCT. Tuy nhiên có th th y, các
ĩ
nghiên cứ
c này
Vi t Nam v n còn h n ch .
L
ứ
b tk
n d ng dài
V
h n củ
của bi n d ng co ngót trình bày
trên (phụ thu
m
u ki n khí h u
ng, c p ph i v t li u ch t o) nên vi c ti n hành các nghiên cứu
nh
là v
c bi n d
u ki n khí h
ĩ
c n thi
c Lào
c ti n trong th c t xây d ng
V
Lào.
ụ
không
ẩ
ụ
ứ
ứ
ủ
:“
ậ
V
C ă
CH CN
”
2.
T
(trong l
ụ
)
ẩ
L
ủ
T
V
4
C
ẩ V
N
nghi m có
100 100 400
ủ
Đ
C
TCVN 3117:1993
thí
M
Q
L
ủ
V
ẩ
26,52,5C
7510%.
-
N
ứ
:t
-
trong bê tông...
Nghiên ứ
ủ
.
ứ
-
C
ứ
ẩ
-
ụ
L
ứ
X
ủ
ks
TCT
3.
Đ
m
3.1 Đ
Đ
ứ : n
ụ
3.2
ứ
ủ
ụ
m
P
ứ
6
3
thí nghi m
nghi m
100 400
thí nghi m. M
100
ụ
c
thí
N
c của
nh trên các
H = 150 300 mm. Bê
m u thí nghi m hình trụ có
20
ụ
L
5
nay. S
ụ
ủ
V
m u thí nghi m. Do những
ẩm nên trong nghiên cứu này, các m u thí
c ch t o, b o d
(
ch t o
xây d ng
có kh ng ch nhi
nghi
C
ng và thí nghi
thủ
các thi t b
ủ
u ki n
V
C n, Lào). Theo s li
ẩm
u ki n khí h u khu v c thí nghi m có
26,52,5C
nhi t
c b ng
ẩ
i
là 7510%.
3.3
P
ứu của lu
ụ
nghiên cứu
th c nghi m k t h p v i nghiên cứu lý thuy t.
4.
:
C
ứ
L
ủ
L
ứ
ủ
L
ụ
ủ
L
V
C
ứ
ủ
ụ
Đ ng th
ứ
TCT
s ks k
n
ng củ
ng c t thép trong k t c u
ụ
n bi n d ng co ngót x y ra trên k t c u. H s
TCT
ủ
ng c
quá 2%.
:
t
6
ủ
B
ủ
L
ứ
V
C
ủ
ứ
ủ
TCT
ủ
T
TCT
L
ứ
N
ứ
ứ
ứ
ẩ
L
N
5.
ậ
N
ủ
3c
::
02 phụ lụ
C
-
, ph n k t lu n, ki n ngh và
1:T
ủ
tông
Trình bày t ng quan tình hình nghiên cứu v bi n d ng co ngót ủ
L o và trên th gi i, phân tích các công thức d báo bi n d ng co
tông
ngót ủ
hi
C
2:N
-
ng nghiên cứu.
ứ
ủ
Trình bày k t qu nghiên cứu th c nghi
ủ
u ki n tiêu chuẩn khí h u
thí nghi
ủ
V
C
, những
c tác gi th c hi n t i Phòng thí nghi m
T
-
c bi n d ng co ngót
Đ ih cQ
C
3 :P
L
ứ
k
ủ
D a trên k t qu nghiên cứu th c nghi m bi n d ng co ngót của 6
ụ
bê tông
V
C
d ng co ngót
, ti
:t l
ủ
ng của m t s y u t
c/xi
thức tính d báo bi n d ng co ng
n bi n
; Thi t l p công
;
7
ứ
s ks k
n nh
ủ
TCT
-
: Trình bày những k t qu chính, nhữ
góp m i của lu
-
C
-
C
-
Các phụ lục
ng phát tri n nghiên cứu và ki n ngh
của tác gi
ài li u tham kh o
tài lu n án
8
CHƯ NG 1 : T NG
UAN VỀ I N ẠNG C
NGÓT CỦA
BÊ TÔNG
1.1
Bê tông là lo i v t li u xây d
thù là lo i v t li
c s dụng r ng rãi hi
c
o (visco plastic) nên bi n d ng của bê tông di n ra
phức t p, khi ch u tác dụng ho c không có tác dụng của t i tr ng. Bi n
d ng của bê tông c g m hai thành ph n là bi n d ng tức th i và bi n d ng
:
dài h n và có th bi u di n b
(1.1)
Trong công thức trên:
in - là bi n d ng tức th i của v t li u bê tông khi ch u tác dụng của
t i tr ng. Phụ thu
l n của t i tr ng tác dụng, bi n d ng tức
th i của bê tông có th là bi n d ng tuy n tính ho c phi tuy n;
cr - là bi n d ng t bi n của v t li u bê tông. Bi n d ng t bi n là
bi n d ng dài h n x y ra khi v t li u bê tông ch u tác dụng của t i
tr
i trong m t th i gian dài;
sh - là bi n d ng co ngót của v t li
Đ
ũ
ph n bi n d ng dài h n (theo th i gian) của v t li u bê tông. Bi n
d ng co ngót x y ra ngay
tr
khi bê tông không ch u tác dụng của t i
c. Thành ph n bi n d ng này ch u s
ủ
của m t s y u t
trong h n h
ng chính
c
r ng của v t li u bê tông, các y u t môi
…
N i dung ti p theo của nghiên cứu s nh m tìm hi u v thành ph n
bi n d ng này của v t li u bê tông.
9
ứ
T
1 - Các thành phần biến dạng của bê tông
Bi n d ng co ngót củ
i th tích của bê tông
ng của khí h
ng, di n ra trong m t quá trình lâu dài.
Bi n d ng co ngót liên quan tr c ti
n quá trình m
c của bê tông
và bao g m bi n d ng co m m và bi n d ng co cứng. Bi n d ng co m
, ho
còn r t nh
di n ra trong kho ng 8 10 gi
ng
n của bê tông [13]. Bi n d ng
co cứng x y ra ti p n i v i bi n d ng co m
T
và di n ra trong m
n này bi n d ng co
ngót là t ng của bi n d ng co ngót t sinh (autogenous shrinkage) và bi n
d ng co ngót khô (drying shrinkage). Bi n d ng co ngót củ
c
n gây ra v t nứt trên k t c u bê tông (bê tông c t
gây nứ
c gi i thích thông qua ứng su t kéo trong
k t c u bê tông do bi n d ng co ngót gây ra khi nó b
c t thép trong k t c u BTCT, trong các k t c
kh
ĩ
t quá
u kéo của v t li u bê tông.
ủ
sau [22, 25]:
n (ví dụ do
ủ
ụ
3
