Công nghệ bê tông và bê tông đặc biệt phần 7 pdf

138

thuộc vào trình ñộ ứng suất. Trong suốt vòng ñời của kết cấu xây dựng phải quan tâm

ñến nhiều loại biến dạng. ðể xác ñịnh chúng cần tiến hành các thí nghiệm và tính toán

cụ thể. Chương này trình bày các cơ chế biến dạng, cách xác ñịnh và biện pháp công

nghệ ñể ñiều chỉnh biến dạng bê tông.

2. Mối quan hệ ứng suất biến dạng.

Quan hệ giữa ứng suất và biến dạng của bê tông bao gồm một ñoạn thẳng và

một ñường cong. Trong khi nén thỉnh thoảng có một ñộ vồng nhỏ của ñường cong

quan hệ kể từ khi gia tải, do sự khép lại vết nứt co ngót nhỏ ñã xuất hiện trước ñó.

Biểu ñồ mô tả quan hệ ứng suất biến dạng của các mẫu bê tông trong quá trình tăng tải

và giảm tải khi nén hoặc kéo cho ñến ứng suất trước khi phá hoại ñược mô tải trong

hình 7.1.

Hình 7.1. Biểu ñồ mô tả quan hệ ứng suất biến dạng

Môñun ñàn hồi Young, nói một cách chính xác ñược ứng dụng trong ñoạn

thẳng của ñường cong quan hệ, thể hiện như tiếp tuyến của ñường cong tại gốc. ðây

gọi là môñun ñàn hồi ban ñầu nhưng ý nghĩa thực tiễn của nó không cao. Nó có thể

xác ñịnh bất kỳ ñiểm nào trên ñường cong quan hệ. Môñun này chỉ ứng dụng trong

một ñoạn thay ñổi rất nhỏ của tải trọng ở mức tải trọng ñang xét.

Mức ảnh hưởng biến dạng quan sát ñược và ñường cong quan hệ ứng suất -

biến dạng phụ thuộc một phần vào tốc ñộ tăng ứng suất. Khi mà tải trọng tăng nhanh

có thể nói < 0.01s thì biến dạng thu ñược giảm ñi ñáng kể và ñộ cong của ñường cong

ứng suất biến dạng trở nên rất nhỏ. Khi tăng thời gian tác dụng tải trọng từ 8s - 2phút

thì có thể làm tăng biến dạng ñến 15%. Nhưng nếu như tăng chậm tải trọng từ 2÷10

phút thậm chí 20 phút, thời gian thí nghiệm thông thường của các máy thử thông dụng,

thì mức ñộ tăng biến dạng rất nhỏ.

Mức ñộ tăng của biến dạng khi chịu tác dụng tải trọng hoặc một phần tải trọng

phụ thuộc từ biến của bê tông. Sự phụ thuộc của biến dạng tức thời vào tốc ñộ tăng tải

làm cho khó có thể phân chia giữa biến dạng ñàn hồi và biến dạng từ biến. ðể phù hợp

với ý nghĩa thực tiễn, một sự phân biệt mang tính qui ước ñã ñược ñề nghị: Biến dạng

139

trong quá trình tác dụng của tải trọng ñược gọi là biến dạng ñàn hồi và biến dạng xuất

hiện sau ñược gọi là từ biến.

Mô ñun ñàn hồi ở ñây thoả mãn yêu cầu trên là môñun ñàn hồi cát tuyến, hay

còn ñược biết ñến như mô ñun dây cung. Môñun cát tuyến gọi là môñun ñàn hồi tĩnh

bởi vì nó ñược xác ñịnh từ mối quan hệ ứng suất biến dạng thực nghiệm trên thí

nghiệm mẫu hình trụ khác vớí mô ñun ñàn hồi ñộng ñược xác ñịnh theo các thí nghiệm

ñộng học.

Do mô ñun cát tuyến giảm cùng với sự tăng ứng suất, vì vậy cần phải qui ñịnh

trị số ứng suất mà tại ñó xác ñịnh mô ñun ñàn hồi. ðể so sánh giá trị lớn nhất ứng suất

(ñể xác ñịnh E) ñược lựa chọn 1 tỷ lệ nhất ñịnh của ứng suất cực hạn. Trị số này là

33% ứng suất và 40% trong ASTM C469-94. ðể khử từ biến cũng như ổn ñịnh của

máy ño, tối thiểu là 2 chu kỳ gia tải trước cho ñến giá trị lớn nhất ( hình 7.2.).

Hình 7.2. Trình tự gia tải khi thí nghiệm bê tông chất lượng cao

Giá trị nhỏ nhất xác ñịnh theo BS1881 phần 121:193 là 0.5 Mpa. ASTM C469-

94 qui ñịnh giá trị nhỏ của biến dạng

ðường cong ứng suất biến dạng ở lần ñặt tải thứ ba hay thứ tư cho ñộ cong bé

nhất. Quá trình trộn mẫu thí nghiệm cũng có ảnh hưởng ñến biểu ñồ ứng suất biến

dạng. Nếu quan sát hai thành phần của bê tông, gồm chất kết dính rắn trong nước và

cốt liệu, khi cho riêng rẽ từng loại chịu tải, cho ta quan hệ ứng suất biến dạng tuyến

tính. Mặc dầu có thể ñối với chất kết dính có thể có một phần nhỏ phi tuyến trong mối

quan hệ này.

Lý do mà ñường cong quan hệ của vật liệu hồn hợp BTCT nằm trong ranh giới

giữa chất kết dính xi măng và cốt liệu. Sự phát triển các vết vi nứt xảy ra tại bề mặt

phân cách quá trình phát triển vết nứt nhỏ ñược theo dõi bằng các tia X-Quang.

Sư phát triển các vết vi nứt có nghĩa là: Năng lượng biến dạng tích tải ñược

chuyển thành năng lượng bề mặt của vết nứt mới. Bởi vì vết nứt phát triển khi chịu tác

dụng của tải trọng tại các mặt phân cách tạo ra nhiều mấp mô.