Tóm tắt Luận án Tiến sĩ: Nghiên cứu thực nghiệm ứng xử dầm bê tông cốt thép chịu uốn bị hư hỏng do ăn mòn được gia cường bằng tấm CFRP

Tóm tắt Luận án Tiến sĩ "Nghiên cứu thực nghiệm ứng xử dầm bê tông cốt thép chịu uốn bị hư hỏng do ăn mòn được gia cường bằng tấm CFRP" có mục đích nghiên cứu ảnh hưởng của mức độ ăn mòn cốt thép dọc đến ứng xử uốn của kết cấu dầm bê tông cốt thép bị ăn mòn trong môi trường ion clorua; Nghiên cứu thực nghiệm hiệu quả gia cường chịu uốn bằng tấm sợi CFRP đối với kết cấu dầm BTCT bị ăn mòn; Mô hình hóa ứng xử của kết cấu dầm ăn mòn và dầm ăn mòn gia cường bằng tấm sợi CFRP.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Tóm tắt Luận án Tiến sĩ: Nghiên cứu thực nghiệm ứng xử dầm bê tông cốt thép chịu uốn bị hư hỏng do ăn mòn được gia cường bằng tấm CFRP BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG HÀ NỘI TRẦN HOÀI ANH NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM ỨNG XỬ DẦM BÊ TÔNG CỐT THÉP CHỊU UỐN BỊ HƯ HỎNG DO ĂN MÒN ĐƯỢC GIA CƯỜNG BẰNG TẤM CFRP Chuyên ngành: Kỹ thuật xây dựng Mã ngành: 9580201 TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ Hà Nội – Năm 2022 Công trình được hoàn thành tại Trường Đại học Xây dựng Hà Nội. Người hướng dẫn khoa học 1: PGS.TS. Nguyễn Hoàng Giang Người hướng dẫn khoa học 2: PGS.TS. Lê Trung Thành Phản biện 1: PGS.TS. Trần Chủng Phản biện 2: TS. Nguyễn Đại Minh Phản biện 3: PGS.TS. Nguyễn Ngọc Phương Luận án sẽ được bảo vệ trước Hội đồng chấm luận án cấp trường họp tại Trường Đại học Xây Dựng Hà Nội. vào hồi giờ ngày tháng năm 2022 Có thể tìm hiểu luận án tại Thư viện Quốc Gia và Thư viện Trường Đại học Xây dựng Hà Nội. 1 MỞ ĐẦU 1. Lý do chọn đề tài Việt Nam là quốc gia trong vùng khí hậu nhiệt đới, nóng ẩm gió mùa. Nước ta có đường bờ biển dài 3260 km với nhiều đảo, quần đảo chạy dọc từ Bắc vào Nam, với 29/63 tỉnh, thành phố tiếp giáp biển trong đó có nhiều đô thị lớn và quan trọng. Những điều kiện khí hậu môi trường của nước ta có thể làm cho quá trình ăn mòn cốt thép trên kết cấu công trình BTCT diễn ra nhanh hơn so với dự đoán. Hiện nay, bên cạnh các công trình có tuổi thọ trên 30 - 40 năm có nhiều công trình đã bị ăn mòn và hư hỏng nặng sau 20 - 25 năm sử dụng, thậm chí nhiều kết cấu bị phá huỷ nặng nề chỉ sau 10 - 15 năm sử dụng. Thực tế này đặt ra yêu cầu cấp thiết về việc nghiên cứu ứng xử của các kết cấu công trình bị ăn mòn cốt thép do tác nhân xâm thực ion clorua và đề xuất phương pháp sửa chữa nhằm gia cường khả năng chịu lực của kết cấu. Vì vậy, đề tài “Nghiên cứu thực nghiệm ứng xử dầm bê tông cốt thép chịu uốn bị hư hỏng do ăn mòn được gia cường bằng tấm CFRP” đã được đề xuất thực hiện trong luận án này. 2. Mục đích nghiên cứu - Nghiên cứu ảnh hưởng của mức độ ăn mòn cốt thép dọc đến ứng xử uốn của kết cấu dầm BTCT bị ăn mòn trong môi trường ion clorua; - Nghiên cứu thực nghiệm hiệu quả gia cường chịu uốn bằng tấm sợi CFRP đối với kết cấu dầm BTCT bị ăn mòn. - Mô hình hóa ứng xử của kết cấu dầm ăn mòn và dầm ăn mòn gia cường bằng tấm sợi CFRP. 3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu Nghiên cứu được thực hiện trong phòng thí nghiệm trên các mẫu thử có các kích thước 150x150x150 mm và trên các mẫu dầm thí nghiệm có các kích thước 150x200x2200 mm. Luận án tập trung phân tích ảnh hưởng của cốt thép dọc bị ăn mòn trong khoảng 5 - 15%. Các mẫu dầm ăn mòn gia cường chịu uốn bằng phương pháp dán tấm sợi CFRP (Carbon Fiber Reinforced Polymer). 4. Cơ sở khoa học Trên cơ sở phân tích nghiên cứu tổng quan về sự ăn mòn cốt thép trên kết cấu công trình, luận án đã tiến hành các nghiên cứu thực nghiệm về ăn mòn của dầm BTCT cũng như biện pháp gia cường chịu uốn của dầm BTCT bằng tấm sợi CFRP. Hơn nữa, các phân tích số phi tuyến cũng được đề xuất để mô phỏng ứng xử uốn của dầm BTCT bị ăn mòn được gia cường bằng tấm sợi CFRP. 5. Phương pháp nghiên cứu - Phương pháp nghiên cứu tổng quan 2 - Phương pháp thực nghiệm - Phương pháp mô phỏng 6. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận án Luận án đóng góp vào sự hiểu biết về ứng xử uốn của dầm BTCT bị ăn mòn trong môi trường clorua ở Việt Nam. Những kết quả của luận án góp phần vào việc dự báo khả năng chịu lực còn lại của các kết cấu dầm BTCT bị ăn mòn và đề xuất phương pháp gia cường kết cấu bằng vật liệu tấm sợi CFRP. 7. Những đóng góp mới của luận án - Luận án đã cung cấp một bộ dữ liệu thực nghiệm thu được trên tổng cộng 27 mẫu thử và 14 mẫu dầm BTCT, với các mức độ ăn mòn cốt thép khác nhau, bằng cách áp dụng mô hình thí nghiệm gia tốc ăn mòn trong điều kiện môi trường thực tế ở Việt Nam. - Kết quả nghiên cứu xác định được hiệu quả gia cường chịu uốn bằng tấm sợi CFRP đối với dầm BTCT bị ăn mòn. Từ đó, luận án chứng minh rằng giải pháp gia cường dầm ăn mòn bằng tấm sợi CFRP là hiệu quả. - Luận án xây dựng được các mô hình PTHH phi tuyến cho phép mô tả chính xác ứng xử uốn của dầm đối chứng, dầm ăn mòn và dầm gia cường, đặc biệt là cơ chế phá hoại do bong tách tấm CFRP. Từ đó, mô hình PTHH đã được phát triển để khảo sát ảnh hưởng của các thông số thiết kế đến ứng xử của dầm ăn mòn gia cường, như cường độ chịu nén của bê tông, hàm lượng cốt thép dọc, sự suy giảm bám dính giữa bê tông và cốt thép, sơ đồ dán gia cường tấm sợi CFRP. 8. Nội dung và cấu trúc của luận án Phần mở đầu. Chương 1: Nghiên cứu tổng quan về kết cấu dầm bê tông cốt thép bị ăn mòn trong môi trường biển. Chương 2: Nghiên cứu thực nghiệm ứng xử uốn của kết cấu dầm bê tông cốt thép bị ăn mòn. Chương 3: Nghiên cứu thực nghiệm gia cường chịu uốn kết cấu dầm bê tông cốt thép bị ăn mòn bằng tấm CFRP. Chương 4: Mô hình phi tuyến phân tích ứng xử uốn của kết cấu dầm bê tông cốt thép bị ăn mòn gia cường bằng tấm CFRP. Phần kết luận: những kết luận chung được rút ra từ các kết quả nghiên cứu của luận án. 3 CHƯƠNG 1 – NGHIÊN CỨU TỔNG QUAN VỀ KẾT CẤU DẦM BÊ TÔNG CỐT THÉP BỊ ĂN MÒN TRONG MÔI TRƯỜNG BIỂN 1.1. Tổng quan về ăn mòn cốt thép trong kết cấu công trình 1.1.1. Cơ chế của ăn mòn cốt thép Quá trình ăn mòn cốt thép được thể hiện thông qua sự phá hủy kim loại do các phản ứng điện hóa, làm trao đổi ion và electron ở bề mặt của kim loại và dung dịch hòa tan. Sự hình thành một pin điện hóa cục bộ trên thanh thép giữa cực cathode và cực anode với sự có mặt của nước và oxy, tạo ra phản ứng hòa tan vật liệu kim loại trên bề mặt, cũng như sự kết tủa các oxit sắt. 1.1.2. Các giai đoạn của quá trình ăn mòn cốt thép Trong giai đoạn mồi, tính ổn định của ...