Tóm tắt Luận án Tiến sĩ Kỹ thuật: Ứng dụng lý thuyết đồng nhất hóa để phân tích trạng thái phân bố nhiệt độ và ứng suất do nhiệt thủy hóa xi măng trong bê tông cốt thép công trình cầu

Mục tiêu nghiên cứu của luận án "Ứng dụng lý thuyết đồng nhất hóa để phân tích trạng thái phân bố nhiệt độ và ứng suất do nhiệt thủy hóa xi măng trong bê tông cốt thép công trình cầu" nhằm xác định hệ số dẫn nhiệt tương đương, phạm vi ảnh hưởng và các đặc trưng vật liệu tương đương của lớp vỏ BTCT với một số loại đường kính cốt thép điển hình...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Tóm tắt Luận án Tiến sĩ Kỹ thuật: Ứng dụng lý thuyết đồng nhất hóa để phân tích trạng thái phân bố nhiệt độ và ứng suất do nhiệt thủy hóa xi măng trong bê tông cốt thép công trình cầu BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI NGUYỄN XUÂN LAM ỨNG DỤNG LÝ THUYẾT ĐỒNG NHẤT HÓA ĐỂ PHÂN TÍCH TRẠNG THÁI PHÂN BỐ NHIỆT ĐỘ VÀ ỨNG SUẤT DO NHIỆT THỦY HÓA XI MĂNG TRONG BÊ TÔNG CỐT THÉP CÔNG TRÌNH CẦU Ngành : Kỹ thuật xây dựng công trình giao thông Mã số : 9580205 Chuyên ngành : Xây dựng đường cầu hầm TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT HÀ NỘI – 2022 Công trình được hoàn thành tại: Trường Đại học Giao thông vận tải Người hường dẫn khoa học: 1. PGS.TS. Nguyễn Ngọc Long Người hướng dẫn khoa học: 1. PGS.TS. Nguyễn Ngọc Long 2. PGS.TS. Nguyễn Duy Tiến Phản biện 1: ………………………………………. Phản biện 2: ………………………………………. Phản biện 3: ………………………………………. Luận án sẽ được bảo vệ trước Hội đồng chấm luận án cấp Nhà nước họp tại Trường Đại học Giao thông Vận tải vào hồi …. giờ ngày ….. tháng …. năm ….. Có thể tìm hiểu luận án tại: 1. Thư viện Trường đại học Giao thông Vận tải 2. Thư viện Quốc gia 1 ĐẶT VẤN ĐỀ I. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI Bê tông là một vật liệu xây dựng được sử dụng rộng rãi trên khắp thế giới bởi nó có nhiều tính năng đáp ứng được yêu cầu của nhiều loại kết cấu khác nhau, khả năng tạo hình cao, tính chất kết cấu tốt và độ bền cao so với các loại vật liệu xây dựng khác. Nhưng quá trình xây dựng, trong kết cấu bê tông cốt thép xuất hiện sự hình thành nhiệt độ ở tuổi sớm do ảnh hưởng của nhiệt thủy hóa. Đây là một trong những vấn đề quan trọng cần nghiên cứu do phân bố nhiệt độ này có ảnh hưởng trực tiếp đến trạng thái ứng suất-biến dạng của kết cấu BTCT ở giai đoạn thi công. Cụ thể, ứng suất kéo do sự kết hợp của chênh lệch nhiệt độ, nhiệt của quá trình thủy hóa và điều kiện môi trường xung quanh, các biến dạng tự nhiên và điều kiện biên, thường gây ra tác động nội tại đáng kể lên các kết cấu bê tông. Bất cứ khi nào ứng suất như vậy đạt đến cường độ chịu kéo của bê tông, hiện tượng nứt sẽ xảy ra, do đó có thể làm giảm khả năng sử dụng và độ bền của kết cấu. Việc xử lý, sửa chữa, khắc phục các vết nứt này đều gây tốn kém về kinh phí và gây khó khăn, phức tạp trong xây dựng, cũng như công tác bảo trì, khai thác công trình. Nứt do nhiệt trong các kết cấu bê tông non tuổi thường xuyên xảy ra, chẳng hạn như khối bê tông có kích thước lớn như móng, đập và các bộ phận công trình cầu. Khả năng nứt của các kết cấu dạng này do nhiệt độ trong các kết cấu liên quan chặt chẽ tới hàm lượng chất kết dính, nhiệt độ môi trường khi thi công và nhiệt độ bê tông tươi, đặc điểm hình học của các kết cấu. Sự hình thành nguồn nhiệt độ trong cấu kiện bê tông phụ thuộc vào nhiều yếu tố, trong đó những yếu tố quan trọng là cấp phối bê tông và công nghệ xây dựng. Ở Việt Nam, theo tiêu chuẩn TCVN 9341:2012 “Bê tông khối lớn – Thi công và nghiệm thu” [1], để ngăn ngừa sự hình thành vết nứt trong kết cấu bê tông, chúng ta phải bảo đảm hai yếu tố: Độ chênh lệch nhiệt độ ∆T giữa các điểm hoặc các vùng trong khối bê tông không vượt quá 20o C: ∆T < 20o C; Mô đun độ chênh lệch nhiệt độ M T giữa các điểm trong khối BT đạt không quá 50 o C/m; M T < 50o C/m. Hiện tại, công trình cầu thường sử dụng các bê tông có cường độ cao (từ cấp 25MPa đến 40MPa) nên cần xem xét lại do một số yếu tố như sau: Bê tông cường độ cao thường sử dụng hàm lượng xi măng lớn (có thể hơn 400kg/m 3 ) dẫn đến nhiệt lượng do thủy hóa của xi măng lớn hơn nhiều so với bê tông đầm lăn và bê tông thủy công. Đặc biệt kết cấu bê tông trụ cầu sử dụng cốt thép tại biên gần mặt bê tông, do đó chúng làm thay đổi hệ số dẫn nhiệt và khả năng chịu kéo trên bề mặt của bê tông. Nghiên cứu về nguồn nhiệt độ, trường ứng suất của cấu kiện bê tông (trạng thái phân bố nhiệt độ và biến dạng) được nhiều nhà khoa học quan tâm. Tuy nhiên, các nghiên cứu này vẫn có hạn chế là kết cấu còn đơn giản chỉ thuần túy là khối bê tông không có cốt thép và cấp phối bê tông thí nghiêm chưa phải là cấp phối 2 bê tông phù hợp với kết cấu phần dưới của công trình cầu (cấp C30 và C35). Do đó, tác giả đề xuất nghiên cứu luận án tiến sĩ với đề tài: “Ứng dụng lý thuyết đồng nhất hóa để phân tích trạng thái phân bố nhiệt độ và ứng suất do nhiệt thủy hóa xi măng trong bê tông cốt thép công trình cầu” để góp phần đề xuất mô hình tính toán lý thuyết, có kiểm chứng qua thực đo ngoài hiện trường để phân tích, đánh giá ứng xử do nhiệt thủy hóa xi măng trong kết cấu BTCT. II. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU Mục tiêu thứ nhất là: xác định hệ số dẫn nhiệt tương đương, phạm vi ảnh hưởng và các đặc trưng vật liệu tương đương của lớp vỏ BTCT với một số loại đường kính cốt thép điển hình. Tiếp theo, mục tiêu thứ hai là: thực hiện thí nghiệm đoạn nhiệt trong phòng cho một số loại bê tông thông thường sử dụng cho công trình cầu để xây dựng đường cong nhiệt độ đoạn nhiệt của chúng. Cuối cùng, mục tiêu thứ ba là: sử dụng các giá trị nhiệt lượng phát sinh được thí nghiệm trong phòng và giá trị hệ số dẫn nhiệt tương đương, đặc trưng vật liệu tương đương của vật liệu BTCT để xây dựng chương trình phân tích sự phân bố nhiệt độ và ứng suất do nhiệt thủy hóa của xi măng trong kết cấu BTCT. III. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU Đề tài luận án tập trung vào các nội dung chính sau: 1. Tổng quan; 2. Xác định hệ số dẫn nhiệt tương đương và các đặc trưng vật liệu tương đương của lớp BTCT bằng phương pháp đồng nhất hóa; 3. Nghiên cứu thí nghiệm xác định nhiệt độ đoạn nhiệt từ quá trình thủy hóa của xi măng cho bê tông thông thường dùng trong công trình cầu; 4. Ứng dụng lý thuyết đồng nhất hóa để phân tích trạng thái phân bố nhiệt độ và ứng suất do nhiệt thủy hóa xi măng trong kết cấu trụ cầu BTCT ở tuổi sớm. IV. Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU  ...