CHUYÊN đề vật LIỆU bê tông cốt sợi

CHUYÊN ĐỀ VẬT LIỆU : BÊ TÔNG CỐT SỢI

I.Tổng quan về bê tông cốt sợi






Bề mặt áo đường bê tông mỏng đã được phát triển bằng cách sử dụng
bê tông cốt sợi (FFC) dày 50 mm (2 in) trên một bề mặt bê tông nhựa.
Hỗn hợp bê tông kết hợp một loại sợi tổng hợp đã được tối ưu hóa ,
giảm thời gian xây dựng mà vẫn tăng cường sức chịu tải mặt đường.
Việc thử nghiệm đã chứng minh FFC có độ chảy lan với đường kính
khoảng 400 mm (15,5 inch).
Một dự án với quy mô lớn đã xác minh tính khả thi của việc xây dựng
FFC, xác định khoảng cách giữa các vết nứt và sự phát triển chiều rộng
vết nứt, và các điều kiện liên kết. Các tấm có kích cỡ khác nhau đã được
tạo ra từ 1,2 đến 3,3 m (4 đến 11 ft) , các tấm có vết nứt sớm nhất và
rộng nhất lên đến 1,25 mm (0,05 in). Kiểm tra liên kết tại chỗ, xác nhận
sự liên kết tốt giữa nhựa đường và bê tông, ngoại trừ tại các điểm nơi
các mảnh vỡ từ lớp nhựa đường không được loại bỏ.


II.Giới thiệu


Bề mặt bê tông Asphalt là sự lựa chọn tiêu chuẩn cho lớp phủ mỏng của
các cấu trúc mặt đường hiện có ,do có thể thi công nhanh chóng , xây
dựng trong một lớp mỏng, và thuận lợi cho việc mở rộng giao thông
ngay sau vị trí đã thi công.



Công nghệ bê tông hiện nay cho phép giảm thời gian xây dựng. Thành
phần vật liệu và tỷ lệ cụ thể phải được lựa chọn, ảnh hưởng của nó tới
lớp phủ bê tông phải được nghiên cứu, để đảm bảo kinh tế, tính khả thi
của công nghệ,đảm bảo tuổi thọ được 10 đến 15 năm.



Một số dự án và các nghiên cứu gần đây đã thử nghiệm với lớp phủ bê
tông dày 38 đến 50 mm. Thép mỏng (lên đến 0,5% khối lượng ) ,lớp phủ
bê tông cốt sợi phân tán đã được nghiên cứu cho cầu dầm (Carlswärd
2006).


III.Đặc điểm của hỗn hợp bê tông










Hỗn hợp bê tông cốt sợi (FFC) được phát triển để tạo điều kiện thuận lợi cho
xây dựng mặt đường bê tông cho loại đường với tốc độ thấp đến trung bình và
bãi đỗ xe.

Công nghệ FFC kết hợp các nguyên tắc của thiết kế hỗn hợp SCC (cần thiết cho
việc thi công nhanh chóng và thích hợp nhất của mặt đường mỏng với một hàm
lượng cốt sợi cao hơn) với việc sử dụng sợi gia cố (cần thiết cho sự dẻo dai và
để đạt được tuổi thọ).
Những lợi ích của bê tông cốt sợi phân tán (FRC) cho bề mặt bê tông mỏng là
tăng độ bền vật liệu và khả năng mang tải của các tấm cũng như giảm tỷ lệ gia
tăng vết nứt.
Hỗn hợp chứa : 0,48% khối lượng sợi dài 40 mm
0,06% khối lượng sợi ngắn dài khoảng 6mm


Bảng 1 :Thành phần hỗn hợp bê tông tại hiện trường

NMAS = kích thước danh định
tối đa
AEA = phụ gia cuốn khí
HRWR = phụ gia giảm nước










Hỗn hợp FFC được sử dụng trong dự án hiện trường có :
- Độ chảy lan trung bình : 394mm
- Trọng lượng thể tích : 2236 kg/m3 (140 lb / cf).

- Thể tích không khí : 6,8%
Cùng một vật liệu FFC, nếu chiều cao của mẫu giảm, năng lực còn lại tăng do
sự liên kết sợi tốt hơn.
Sự ảnh hưởng của việc đúc mẫu được xác nhận qua các thử nghiệm của một
dầm 7.5 cm tách ra từ dầm 15cm (xem minh họa trong hình 1).
Một yếu tố khác của FRC là giảm cường độ trung bình và giá trị lực làm gãy
liên quan đến tuổi bê tông, nhìn thấy trong bảng 2. Điều này này liên quan đến
sự liên kết các sợi và xi măng,đặc biệt là khi sợi không định hướng .vuông góc
với mặt phẳng nứt.


Bảng 2 : Đặc tính của hỗn hợp FFC


IV.Kiểm tra mặt cắt






Sau khi hỗn hợp FFC đã được nghiên cứu trong phòng thí nghiệm đáp ứng yêu
cầu khả năng làm việc, cường độ và sự dẻo dai, các dự án cụ thể đã được xây
dựng để điều tra các khía cạnh xây dựng của FFC.
Các nghiên cứu trước (Carlswärd 2006) đã chỉ ra những chác thức đánh giá các
liên kết, khoảng cách vết nứt, và chiều rộng vết nứt của lớp phủ mỏng mẫu
trong phòng thí nghiệm.
Dự án này được cung cấp ứng suất thực tế hơn và cho phép đánh giá về khả
năng mất liên kết giữa mặt đường bê tông và nhựa đường nằm bên dưới bề mặt
lớp.







Tuổi thọ của một lớp phủ bê tông mỏng liên quan trực tiếp đến sự dính bám
với bề mặt bê tông nhựa.
Trong quá trình đúc FFC, vật liệu đã được truyền hiệu quả bằng cách sử dụng
máng từ xe tải bê tông tươi. Khi cần thiết, bê tông đã được tiếp tục di chuyển
tại chỗ với xẻng và cào, như thể hiện trong hình 3. Một lớp vữa được sử dụng
để làm phẳng bề mặt bê tông.
Khoảng bốn giờ sau khi đúc, sử dụng thiết bị để cắt tạo các khe nối ,hình 2, ở
độ sâu 13 mm (0,5 in.) (Khoảng 1/4 độ dày sàn).


V.Vết nứt và sự dính bám bề mặt chuyển tiếp


Các khe co đã được giám sát ở độ tuổi 1, 3, 8, và 20 ngày theo số vết nứt và độ
rộng vết nứt. Các khe co biểu hiện nứt được tóm tắt trong hình 4




Chiều rộng vết nứt so với tuổi cho từng mặt cắt có thể được nhìn thấy trong
hình 5 :



Như đã thấy trong hình 5, số liệu xác nhận rằng các vết nứt xuất hiện ở ngày
thứ nhất có chiều rộng vết nứt trung bình lớn hơn chiều rộng vết nứt trung bình
của tất cả các khe vào ngày thứ 20.


VI.Kết luận








Bê tông có thể được thiết kế mỏng, xây dựng mặt đường nhanh chóng và có
khả năng cạnh tranh kinh tế với lớp phủ bê tông nhựa thông thường.
Một hỗn hợp bê tông đã được phát triển bằng cách sử dụng sợi gia cố với hàm
lượng cao hơn so với các hỗn hợp khác FRC thường được sử dụng trong mặt
đường.
Với một lượng xi măng cao hơn một chút, siêu dẻo, và nhỏ hơn kích thước tối
đa tổng hợp, hỗn hợp là hoàn toàn khả thi, đủ để được dễ dàng xây dựng một
lớp mỏng.
Hỗn hợp FFC đã được thử nghiệm trong phòng thí nghiệm và tìm thấy để cung
cấp năng lực còn lại và các tính chất dẻo dai cao hơn rất nhiều so với các yêu
cầu về thiết kế UTW.