Nghiên cứu ảnh hưởng của hàm lượng sợi thép gia cường đến sức kháng uốn của bê tông tính năng cao

Bài báo "Nghiên cứu ảnh hưởng của hàm lượng sợi thép gia cường đến sức kháng uốn của bê tông tính năng cao" tập trung nghiên cứu ảnh hưởng của hàm lượng sợi thép đến sức kháng uốn của bê tông tính năng cao (high performance fiber-reinforced concrete - HPFRC) thông qua thực nghiệm. Hai thông số cơ học dưới tải uốn được nghiên cứu bao gồm cường độ kéo uốn và khả năng chịu độ võng. Mời các bạn cùng tham khảo!
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Nghiên cứu ảnh hưởng của hàm lượng sợi thép gia cường đến sức kháng uốn của bê tông tính năng cao 139 155 Tuyển tập công trình Hội nghị Cơ học toàn quốc lần thứ XI, Hà Nội, 02-03/12/2022 Nghiên cứu ảnh hưởng của hàm lượng sợi thép gia cường đến sức kháng uốn của bê tông tính năng cao Vương Thị Ngọc Hân1, Nguyễn Huỳnh Tấn Tài1, Nguyễn Duy Liêm1,* 1 Khoa Xây Dựng - Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Tp. Hồ Chí Minh *Email: liemnd@hcmute.edu.vn Tóm tắt. Bài báo này tập trung nghiên cứu ảnh hưởng của hàm lượng sợi thép đến sức kháng uốn của bê tông tính năng cao (high performance fiber-reinforced concrete - HPFRC) thông qua thực nghiệm. Hai thông số cơ học dưới tải uốn được nghiên cứu bao gồm cường độ kéo uốn và khả năng chịu độ võng. Hai loại HPFRC nghiên cứu được trộn cốt sợi gia cường khác nhau về loại và hàm lượng, cụ thể như sau: loại 1 (ký hiệu HPFRC1) dùng sợi thép dài, hai đầu có móc, thí nghiệm với bốn hàm lượng theo thể tích 0,0%, 0.5%, 1.0% và 1.5%, loại 2 (ký hiệu HPFRC2) dùng sợi thép ngắn, thẳng phẳng. Tất cả các mẫu uốn hình lăng trụ có cùng kích thước 40×40×160 mm được thí nghiệm theo sơ đồ uốn ba điểm dưới tải trọng tĩnh. Thông qua kết quả thực nghiệm, cường độ kéo uốn và khả năng chịu độ võng của HPFRC được đánh giá và thảo luận. Từ khóa: bê tông tính năng cao, cốt sợi thép, cường độ chịu uốn, khả năng chịu độ võng. Abstract. This paper focuses on the effect of steel fiber volume content on the flexural resistance of highperformance fiber-reinforced concrete (HPFRC) through experimental work. Two bending parameters, including flexural strength and deflection capacity were investigated. Two HPFRC series embedded different fiber types and contents were as follows: series 1 (denoted HPFRC1), using long hooked steel fiber with volume content of 0.0%, 0.5%, 1.0%, and 1.5%, and series 2 (denoted HPFRC2) using short smooth steel fiber with volume content of 0.0%, 0.5%, 1.0%, and 1.5%. All flexural specimens with same dimensions of 40x40x160 mm were tested under static loading using a three-point bending scheme. Based on the experimental results, the flexural strength and deflection capacity of the HPFRCs were evaluated and discussed. Keywords: High performance fiber-reinforced concrete, steel fiber, flexural strength, deflection capacity.1. Giới thiệu Trong những năm gần đây, vật liệu bê tông tính năng cao gia cường cốt sợi (high-performance fiber-reinforced concrete, HPFRC) được đánh giá là một loại bê tông rất tiềm năngvì những ưu điểm vượt trội so với bê tông thông thường (normal concrete, NC). Một số tínhchất ưu việt của HPFRC đã được công bố bởi các nhà khoa học trong và ngoài nước có thể kểđến như sau: cường độ chịu nén vượt hơn 80 MPa, cường độ chịu kéo đạt 11 MPa, độ dẻo vàđộ dai lớn hơn 0.4% cùng với khả năng hấp thu năng lượng lớn [1-4]. Vì vậy, việc sử dụng vậtliệu HPFRC trong kết cấu công trình được mong đợi sẽ cải thiện đáng kể khả năng chịu lựccũng như độ bền cấu kiện. Hiện tại, HPFRC đang được ứng dụng ngày càng phổ biến trong các cấu kiện công trìnhxây dựng, đặc biệt các chi tiết dạng dầm – đây là dạng chi tiết phổ biến ảnh hưởng trực tiếp đếnkhông gian và độ bền của công trình. Do đó, việc nâng cao sức kháng uốn, độ bền và tối ưukích thước của các kết cấu dầm là nhiệm vụ cấp bách. Một số nhà khoa học trên thế giới đã tiếnhành nghiên cứu ảnh hưởng của hàm lượng cốt sợi đến sức kháng uốn của HPFRC. Nhìn chung,hàm lượng cốt sợi càng cao dẫn đến độ tăng cứng cơ học tốt hơn và khả năng kháng uốn càng 140156 Vương Thị Ngọc Hân cùng các cộng sựtăng [5-8]. Một số các công bố trong nước gần đây cũng cho thấy sự thay đổi tính chất cơ họccủa HPFRC, đặc biệt là khả năng kháng uốn, chịu ảnh hưởng từ cốt sợi như biên dạng hình họcsợi, hình dáng sợi, phân bố sợi, vật liệu sợi, cường độ kéo đứt cốt sợi [9-12]. Tuy nhiên, hàmlượng sợi thép sử dụng trong HPFRC vẫn cần thêm các nghiên cứu, bởi thông số này liên quanmật thiết đến giá thành và tính chất cơ lý của HPFRC. Xuất phát từ nhu cầu thực tế nêu trên, tác giả nghiên cứu ảnh hưởng của hàm lượng cốtsợi đến ứng xử và sức kháng uốn của vật liệu HPFRC trong bài báo này. Việc hiểu biết rõ cácứng xử này sẽ giúp kỹ sư có những đánh giá chính xác để ứng dụng vật liệu HPFRC vào trongthực tiễn một cách hiệu quả và đúng đắn. Kết cấu uốn sử dụng HPFRC có thể ứng dụng vàothực tế trong công trình giao thông, công trình xây dựng dân dụng - công nghiệp.2. Thí nghiệm2.1. Vật liệu và chế tạo mẫu Sợi thép Hàm lượng Tải trọng Tên mẫu gia cường sợi thép Không sợi Không sợi 0.0% 0.0% Sợi to-0.5 Sợi to-0.5 Sợi to Sợi to Sợi to-1.0 Sợi to-1.0 Ứng xử uốn của bê tông tính Ứng xử uốn của bê tông tính 0.5% ...