Nghiên cứu thành phần, tính chất cơ học bê tông cường độ siêu cao và ứng dụng trong kết cấu cầu

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI

NGUYỄN LỘC KHA

NGHIÊN CỨU THÀNH PHẦN,TÍNH CHẤT CƠ HỌC

BÊ TÔNG CƯỜNG ĐỘ SIÊU CAO VÀ ỨNG DỤNG

TRONG KẾT CẤU CẦU

LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT

HÀ NỘI - 2013

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI

NGUYỄN LỘC KHA

NGHIÊN CỨU THÀNH PHẦN, TÍNH CHẤT CƠ HỌC

BÊ TÔNG CƯỜNG ĐỘ SIÊU CAO VÀ ỨNG DỤNG

TRONG KẾT CẤU CẦU

CHUYÊN NGÀNH: XÂY DỰNG CẦU HẦM

MÃ SỐ: 62.58.25.01

LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:

1. GS-TS. Phạm Duy Hữu

2. PGS-TS. Nguyễn Ngọc Long

HÀ NỘI - 2013

i

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu,

kết quả nêu trong luận án là trung thực và chưa được ai công bố trong bất kỳ

công trình nào khác.

Tác giả luận án

Nguyễn Lộc Kha

ii

LỜI CẢM ƠN

Sau thời gian học tập, nghiên cứu, với sự giúp đỡ của các thày, cô Trường

Đại học Giao thông Vận tải Hà Nội, tôi đã hoàn thành luận ánTiến sĩ Kỹ thuật

“Nghiên cứu thành phần, tính chất cơ học của bê tông cường độ siêu cao

và ứng dụng trong kết cấu cầu”;

Với tình cảm chân thành, tác giả xin bày tỏ lòng cám ơn đến Ban giám hiệu,

Phòng đào tạo sau đại học, Khoa Cầu hầm - Trường đại học Giao thông vận tải Hà

Nội, các cán bộ quản lý và toàn thể quý thầy cô tham gia giảng dạy lớp Nghiên cứu

sinh niên khóa 2010 – 2014đã tận tình giúp đỡ, tạo điều kiện cho tôi trong quá trình

học tập và hoàn thành luận án này;

Đặc biệt, tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến GS.TS Phạm Duy Hữu,

PGS.TS Nguyễn Ngọc Long đã tận tình giúp đỡ, hướng dẫn tôi nghiên cứu đề tài,

hiệu chỉnh và hoàn thiện luận văn.

Hà Nội, ngày tháng 12 năm 2013

Tác giả

Nguyễn Lộc Kha

iii

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN .................................................................................................................i

LỜI CẢM ƠN ......................................................................................................................ii

MỤC LỤC ...........................................................................................................................iii

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU.....................................................................................viii

DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH .........................................................................................x

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT...............................................................................xiii

MỞ ĐẦU...............................................................................................................................1

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ CÁC NGHIÊN CỨU VÀ ỨNG DỤNG BÊ TÔNG

CƯỜNG ĐỘ SIÊU CAO TRÊN THẾ GIỚI VÀ VIỆT NAM..........................................4

1.1. Các công trình nghiên cứu liên quan mật thiết đến đề tài luận án đã được công

bố trên thế giới................................................................................................4

1.1.1. Mở đầu: ...........................................................................................................4

1.1.2. Các nghiên cứu về bê tông cường độ siêu cao ở Hoa Kỳ 45; 48; 49........5

1.1.3. Các nghiên cứu và ứng dụng về bê tông cường độ siêu cao ở Châu Âu và

Châu Á............................................................................................................9

1.1.4. Các vật liệu chế tạo của bê tông cường độ siêu cao.......................................13

1.1.5. Các ứng xử cơ học của bê tông cường độ siêu cao ........................................17

1.1.6. Độ đặc và độ khuếch tán Ion Clo của bê tông cường độ siêu cao.................20

1.1.7. Co ngót và từ biến của bê tông cường độ siêu cao.........................................22

1.1.7.1. Co ngót.......................................................................................................22

1.1.7.2. Từ biến: ......................................................................................................23

1.2. Các công trình nghiên cứu liên quan mật thiết đến đề tài luận án đã được công

bố ở Việt Nam ..............................................................................................23

1.3. Mục tiêu của đề tài ...........................................................................................24

1.4. Nội dung và phương pháp nghiên cứu..............................................................24

1.5. Kết luận chương 1 ............................................................................................25

CHƯƠNG 2 VẬT LIỆU CHẾ TẠO VÀ THIẾT KẾ THÀNH PHẦN BÊ TÔNG

CƯỜNG ĐỘ SIÊU CAO...................................................................................................27

2.1. Tổng quát về thiết kế thành phần bê tông cường độ siêu cao ...........................27

iv

2.2. Vật liệu chế tạo.................................................................................................27

2.2.1. Xi măng.........................................................................................................27

2.2.2. Các phụ gia hóa học ......................................................................................29

2.2.3. Muội silic ......................................................................................................31

2.2.4. Cốt liệu lớn....................................................................................................34

2.2.5. Bột.................................................................................................................37

2.2.6. Sợi thép .........................................................................................................39

2.3. Chế tạo bê tông cường độ siêu cao theo lý thuyết tối ưu về độ đặc ..................40

2.3.1. Mở đầu ..........................................................................................................40

2.3.2. Tối ưu hóa cường độ siêu cao bằng việc sử dụng mô hình độ đặc.................41

2.3.3. Các nguyên tắc chính để tạo ra thành phần bê tông cường độ siêu cao .........43

2.3.4. Thành phần hạt đảm bảo độ đặc cao phù hợp cấp phối hạt tối ưu .................44

2.4. Thiết kế thành phần bê tông cường độ siêu cao................................................45

2.4.1. Mở đầu ..........................................................................................................45

2.4.2. Tính toán lựa chọn hỗn hợp bê tông ..............................................................46

2.4.3. Kết quả thiết kế..............................................................................................49

2.4.4. Kiểm tra cấp phối ..........................................................................................51

2.5. Kết luận chương 2 ............................................................................................51

CHƯƠNG 3 THÍ NGHIỆM CƯỜNG ĐỘ NÉN, UỐN VÀ MÔ ĐUN ĐÀN HỒI CỦA

BÊ TÔNG CƯỜNG ĐỘ SIÊU CAO................................................................................52

3.1. Mở đầu .............................................................................................................52

3.1.1. Cường độ chịu nén ........................................................................................52

3.1.2. Ứng xử kéo khi uốn.......................................................................................53

3.1.3. Quy trình thí nghiệm uốn mẫu lăng trụ và phân tích .....................................54

3.1.4. Kích thước mẫu (theo tiêu chuẩn Châu Âu) ..................................................54

3.2. Chế tạo các mẻ trộn thử....................................................................................57

3.2.1. Kế hoạch thí nghiệm......................................................................................57

3.2.2. Hỗn hợp bê tông thử nghiệm.........................................................................58

3.3. Các kết quả thí nghiệm.....................................................................................60

v

3.3.1. Kết quả thử nghiệm độ chảy lan, cường độ chịu nén theo bảng 3.6; 3.7; 3.8 và

các hình 3.3; 3.4; 3.5; 3.6................................................................................60

3.3.2. Kết quả thử nghiệm cường độ chịu kéo - uốn................................................63

3.3.3. Thử nghiệm Mô đun đàn hồi .........................................................................70

3.3.4. Kết luận về khả năng chịu nén, kéo khi uốn và mô đun đàn hồi của bê tông

cường độ siêu cao ...........................................................................................73

3.4. Qui trình chế tạo bê tông cường độ siêu cao.....................................................73

3.4.1. Giới thiệu.......................................................................................................73

3.4.2. Trình tự và thời gian trộn...............................................................................74

3.4.3. Vận chuyển bê tông cường độ siêu cao .........................................................76

3.4.4. Đổ và đầm chắc .............................................................................................76

3.4.5. Dưỡng hộ bê tông..........................................................................................77

3.5. Kết luận chương 3 ............................................................................................78

CHƯƠNG 4 NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM VÀ PHÂN TÍCH ỨNG XỬ UỐN

CỦA DẦM BÊ TÔNG CỐT THÉP VÀ DẦM CẦU SỬ DỤNG BÊ TÔNG CƯỜNG

ĐỘ SIÊU CAO ...................................................................................................................79

4.1. Đặt vấn đề nghiên cứu......................................................................................79

4.2. Cơ sở nghiên cứu khả năng chịu uốn của dầm bê tông cốt thép với bê tông

cường độ siêu cao. ..........................................................................................80

4.2.1. Phương pháp nghiên cứu ...............................................................................80

4.2.2. Mục đích nghiên cứu .....................................................................................81

4.3. Chuẩn bị mẫu dầm thí nghiệm..........................................................................82

4.3.1. Tính toán hỗn hợp cấp phối...........................................................................82

4.3.2. Sản xuất mẫu dầm để thí nghiệm...................................................................82

4.4. Phương pháp và trình tự thí nghiệm dầm..........................................................85

4.4.1. Thiết bị thí nghiệm ........................................................................................85

4.4.2. Phương pháp thí nghiệm................................................................................85

4.4.3. Sơ đồ tính của dầm thí nghiệm23,43........................................................85

4.4.4. Quá trình thí nghiệm:.....................................................................................86

vi

4.5. Thu thập kết quả thí nghiệm.............................................................................87

4.5.1. Số liệu kết quả thí nghiệm của các tổ hợp dầm..............................................87

4.5.2. Tổng hợp tải trọng – độ võng của các dầm thí nghiệm tại 3 thời điểm đặc biệt91

4.5.3. Giá trị Mô men uốn thí nghiệm (Mtn) và cường độ kéo khi uốn của các tổ hợp

dầm thí nghiệm theo công thức 4.3 và 4.4 ......................................................92

4.6. Nhận xét kết quả thí nghiệm:............................................................................92

4.7. Tính toán và phân tích kết quả thí nghiệm........................................................94

4.7.1. Xác định mối quan hệ giữa độ võng và độ mở rộng vết nứt (-w) theo hướng

dẫn của SETRA/AFGC42............................................................................94

4.7.2. Xác định các mối quan hệ ứng suất – độ mở rộng vết nứt(-w); ứng suất – biến

dạng (-) và quan hệ giữa mở rộng vết nứt và biến dạng (w-)........................96

4.8. Phân tích công thức tính cường độ chịu kéo khí uốn của dầm ().................101

4.8.1. Sơ đồ tính toán: ...........................................................................................101

4.8.2. Tính toán các hệ số của công thức tính khả năng chịu uốn của dầm (công thức

4-1) ...............................................................................................................103

4.8.3. Tính toán kết quả theo ACI-544 23và Imam et al 43, 49.....................104

4.8.4. So sánh khả năng chịu uốn của dầm thí nghiệm với khả năng chịu uốn của

dầm khi tính theo ACI-544 23 và Imam et al 43, 49.............................105

4.8.5. Tính toán lại hệ số K trong công thức 4-1 từ kết quả thí nghiệm.................105

4.9. Xây dựng các biểu đồ ( - ) ; (-) ; ( - w) từ kết quả thí nghiệm theo các

hướng dẫn của SETRA / AFGC42.............................................................109

4.9.1. Xây dựng biểu đồ quan hệ ứng suất biến dạng ( - )bê tông vùng nén của

các dầm thí nghiệm,hình 4.10.......................................................................109

4.9.2. Xây dựng biểu đồ quan hệ giữa ứng suất – biến dạng vùng kéo ( - ) của các

dầm thí nghiệm,hình 4.11 .............................................................................110

4.9.3. Xây dựng biểu đồ quan hệ giữa ứng suất – độ võng ( - ) của các dầm thí

nghiệm, hình 4.12 .........................................................................................110

4.9.4. Xây dựng biểu đồ quan hệ giữa ứng suất – độ mở rộng vết nứt (-w) của các

dầm thí nghiệm, hình 4.13 ............................................................................111

vii

4.10. Phân tích ứng xử uốn của dầm cầu dự ứng lực sử dụng bê tông cường độ siêu

cao. ...............................................................................................................112

4.10.1. Các tiêu chuẩn viện dẫn.............................................................................112

4.10.2. Các phương pháp phân tích ứng xử uốn dầm cầu bằng bê tông cường độ siêu

cao trên thế giới ............................................................................................113

4.10.3. Các số liệu từ thực nghiệm phục vụ cho việc phân tích ứng xử uốn của dầm

cầu dự ứng lực bằng bê tông cốt sợi thép cường độ siêu cao ........................121

4.10.4. Khả năng chống cắt của bê tông cốt sợi thép cường độ siêu cao ...............122

4.10.5. Phân tích sức kháng uốn của dầm cầu bê tông cốt sợi thép cường độ siêu cao

dự ứng lực cấp 130MPa................................................................................123

4.10.6. Mô tả mặt cắt ngang dầm I (theo bảng 4.14 và 4.15).................................125

4.10.7. Vật liệu chế tạo dầm(bảng 4.16)................................................................126

4.11. Kết luận chương 4 ........................................................................................133

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ.........................................................................................134

1. KẾT LUẬN...................................................................................................................134

2. KIẾN NGHỊ..................................................................................................................136

3. CÁC HƯỚNG NGHIÊN CỨU TIẾP THEO .............................................................136

CÁC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC ĐÃ CÔNG BỐ.......................................................137

TÀI LIỆU THAM KHẢO

viii

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU

Bảng 1.1: Thành phần BTCĐSC điển hình của một số nước Châu Âu ...........................15

Bảng 1.2 Thành phần BTCĐSC điển hình theo Cục đường bộ Hoa Kỳ..........................15

Bảng 1.3: Độ rỗng chứa nước của các loại bê tông...........................................................22

Bảng 1.4: Hệ số khuếch tán Ion Clo của các loại bê tông .................................................22

Bảng 2.1: Thành phần khoáng vậtcủa xi măng (%) theo ASTM......................................28

Bảng 2.2: Thành phần khoáng vật của xi măng PC40 Việt Nam.....................................28

Bảng 2.3: Các tính năng của phụ gia..................................................................................31

Bảng 2.4: Tiêu chuẩn ASTM về muội silic .......................................................................32

Bảng 2.5: Thành phần hóa học của đá Quartz ...................................................................35

Bảng 2.6: Cấp phối của cốt liệu cát Quartz (% lọt sàng)...................................................36

Bảng 2.7: Thành phần cấp phối hạt của cát Quarzt...........................................................36

Bảng 2.8: Thành phần hóa học của bột Quartz..................................................................38

Bảng 2.9: Lượng lọt sàng (%) của bột Quartz nghiền.......................................................39

Bảng 2.10: Các đặc tính độ đặc của vật liệu ......................................................................45

Bảng 2.11: Tính toán độ đặc của hỗn hợp..........................................................................48

Bảng 2.12: Công thức thiết kế bê tông cường độ siêu cao ................................................49

Bảng 3.1: Độ võng đạt được khi tiến hành thí nghiệm......................................................56

Bảng 3.2: Kế hoạch thí nghiệm..........................................................................................57

Bảng 3.3: Số mẫu cho mẻ trộn thử.....................................................................................58

Bảng 3.4: Thành phần vật liệu chế tạo...............................................................................58

Bảng 3.5: Thành phần trộn mẫu thí nghiệm.......................................................................59

Bảng 3.6: Kết quả thí nghiệm độ chảy lan.........................................................................60

Bảng 3.7: Kết quả cường độ chịu nén................................................................................61

Bảng 3.8: Cường độ trung bình của các nhóm mẫu ..........................................................62

Bảng 3.9: Quan hệ giữa tải trọng và độ võng.....................................................................65

Bảng 3.10: Cường độ chịu kéo khi uốn khi xuất hiện các vết nứt đầu tiên ......................66

Bảng 3.11: Cường độ chịu kéo khi uốn lớn nhất...............................................................67

Bảng 3.12: Cường độ chịu kéo khi uốn ứng với độ võng 10mm......................................68

ix

Bảng 3.13: Quan hệ giữa cường độ và biến dạng của bê tông cường độ siêu cao ...........69

Bảng 3.14: Kết quả thí nghiệm mô đun đàn hồi bê tông cường độ siêu cao ....................72

Bảng 3.15: Thành phần cơ bản của bê tông cấp phối C3..................................................73

Bảng 4.1: Cấu tạo, diện tích và tỉ lệ hàm lượng cốt thép chịu kéo....................................83

Bảng 4.2: Cường độ chịu nén và Mô đun đàn hồi của bê tông cường độ siêu cao

nhóm mẫu C3 .....................................................................................................84

Bảng 4.3: Cường độ chịu kéo khi uốn của bê tông cường độ siêu cao.............................84

Bảng 4.4:Số liệu kết quả thí nghiệm của các dầm.............................................................88

Bảng 4.5: Bảng tổng hợp số liệu thí nghiệm tải trọng - độ võng ......................................91

Bảng 4.6: Tổng hợp Mô men và cường độ giới hạn kéo uốn tại 3 thời điểm...................92

Bảng 4.7: Kết quả thực nghiệm và tính toán các giá trị tại các điểm độ mở rộng vết

nứtdanh định đặc trưng (CMOD)......................................................................98

Bảng 4.8: Kết quả tính toán các hệ số của công thức 4-1................................................103

Bảng 4.9: Kết quả tính toán theo thí nghiệm, theo Imam và ACI-544 ...........................104

Bảng 4.10: Đối chiếu momen kháng uốn từ thực nghiệm với momen kháng uốn tính

toán theo Imam và ACI-544.............................................................................105

Bảng 4.11: Kết quả tính toán thực nghiệm tại các điểm danh định đặc trưng................106

Bảng 4.12: Các giá trị tính toán của bê tông cường độ 130MPa.....................................121

Bảng 4.13: Đặc tính dầm tính toán...................................................................................124

Bảng 4.14: Kích thước mặt cắt ngang dầm I. L = 33m , h = 1,65m ...............................125

Bảng 4.15: Kích thước mặt cắt ngang dầm I, L = 33m, h = 1,10 m...............................125

Bảng 4.16: Đặc tính vật liệu chế tạo dầm.........................................................................126

Bảng 4.17: Đặc tính vật liệu cáp cường độ cao ...............................................................127

Bảng 4.18: Kết quả tính toán độ võng do hoạt tải dầmH=1100mm...............................130

Bảng 4.19: Kết quả tính toán độ võng do tĩnh tải dầm H=1100mm...............................130

x

DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH

Hình 1.1: Tương quan về chiều cao và trọng lượng giữa dầm bê tông truyền

thống và dầm bê tông cường độ siêu cao...................................................5

Hình 1.2: Thiết kế mặt cầu lắp ghép từ bê tông cường độ siêu cao...........................7

Hình 1.3: Sơ đồ sản xuất mặt cầu từ bê tông cường độ siêu cao...............................7

Hình 1.4: Thi công mặt cầu lắp ghép và mối nối mặt cầu bằng bê tông cường

độ siêu cao tại công trường .......................................................................7

Hình 1.5: Các thí nghiệm dầm bê tông cường độ siêu cao của FHWA.....................8

Hình 1.6: Cầu đường ô tô năm 2005 và cầu dàn thép mặt sàn là bê tông cường

độ siêu cao lắp ghép năm 2006..................................................................8

Hình 1.7: Các cầu sử dụng BTCĐSC mặt cắt dầm chữ T và chữ  xây dựng

trên đường cao tốc Hoa Kỳ năm 2008.......................................................9

Hình 1.8: Dầm cầu có mặt cắt chữ П dùng BTCĐSC do FHWA thiết kế.................9

Hình 1.9: Tương quan về trọng lượng trên 1 mét dài dầm theo Ductal...................10

Hình 1.10: Cầu người đi bộ ở Seoul Hàn Quốc năm 2002......................................12

Hình 1.11: Cầu người đi bộ năm 1999 tại Sherbrooke............................................12

Hình 1.12: Mái nhà cửa sổ Millau bằng BTCĐSC năm 2004.................................12

Hình 1.13: Cầu Bourg –lès – Valence, France bằng BTCĐSC năm 2004 ..............13

Hình 1.14: Thử nghiệm khả năng chịu công phá của bê tông cường độ siêu cao

làm boongke trong các căn cứ quân sự của Iran năm 2008 .....................13

Hình 1.15: Sợi thép được sử dụng phổ biến trong BTCĐSC..................................16

Hình 1.16: Các thành phần vật liệu chủ yếu của BTCĐSC........................................16

Hình 1.17: cấu trúc của các vật liệu chèn lấp lỗ rỗng của bê tông cường độ siêu cao..16

Hình 1.18: Sự phân bố thành phần hạt của bê tông cường độ siêu cao ...................17

Hình 1.19: Ảnh hưởng của các loại sợi đến cường độ của BTCĐSC......................17

Hình 1.20: Quan hệ ứng suất – độ mở rộng vết nứt của bê tông cường độ siêu

cao theo SETRA/AFGC..........................................................................18

Hình 1.21: Quan hệ ứng ứng suất – độ mở rộng vết nứt theo DIN .........................19

Hình 1.22: Quan hệ ứng suất – biến dạng của bê tông cường độ siêu cao theo

SETRA/AFGC (Pháp).............................................................................19

xi

Hình 1.23: Quan hệ ứng suất – biến dạng đặc trưng theo DIN ...............................20

Hình 1.24: Quan hệ ứng suất – biến dạng vùng nén ...............................................20

Hình 1.25: Cấu trúc vi mô của bê tông cường độ siêu cao và bê tông cường độ cao...21

Hình 1.26: Sự phân bổ kích thước lỗ rỗng của bê tông thường, bê tông cường

độ cao và bê tông cường độ siêu cao.......................................................21

Hình 1.27: Thí nghiệm độ khuếch tán Ion Clo bê tông thường, bê tông cường

độ cao và bê tông cường độ siêu cao.......................................................22

Hình 2.1: Sơ đồsản xuất Silica Fume......................................................................32

Hình 2.2: Biểu đồ phân tích thành phần hóa học các khoáng siêu mịn ...................33

Hình 2.3: Muội silic................................................................................................34

Hình 2.4: Mỏ Quartzit Thanh Sơn – Phú Thọ.........................................................34

Hình 2.5: Cát Quartz...............................................................................................37

Hình 2.6: Bột Quartz...............................................................................................38

Hình 2.7: Sợi thép...................................................................................................40

Hình 2.8: Biểu đồ thành phần hạt của các cốt liệu tính toán ...................................50

Hình 2.9: Cấp phối hạt của bê tông thiết kế đối chiếu với cấp phối Fuller .............51

Hình 3.1: Mô hình thí nghiệm uốn 4 điểm..............................................................55

Hình 3.2: Mẻ trộn thử .............................................................................................60

Hình 3.3: Thí nghiệm độ chảy lan ..........................................................................60

Hình 3.4: Mẫu thử nén và uốn ................................................................................61

Hình 3.5: Thí nghiệm nén.......................................................................................62

Hình 3.6: Dạng phá hoại.........................................................................................62

Hình 3.7: Quan hệ giữa cường độ chịu nén theo thời gian......................................63

Hình 3.8: Quan hệ giữa cường độ chịu nén với tỷ lệ N/CKD .................................63

Hình 3.9: Thí nghiệm uốn.......................................................................................64

Hình 3.10: Thí nghiệm uốn và dạng phá hoại mẫu .................................................64

Hình 3.11: Biểu đồ quan hệ giữa tải trọng và độ võng............................................65

Hình 3.12: Biểu đồ quan hệ giữa ứng suất - biến dạng của bê tông cường độ

siêu cao nhóm mẫu C3lập theo hướng dẫn của SETRA-AFGC..............70

Hình 3.13: Thí nghiệm mô đun đàn hồi..................................................................71

Hình 4.1: Biểu đồ ứng suất và biến dạng của kết cấu dầm chịu uốn theo ACI -544....80

xii

Hình 4.2: Sơ đồ cấu tạo và thí nghiệm 9 dầm.........................................................82

Hình 4.3: Các hình ảnh đúc 9 dầm thí nghiệm........................................................83

Hình 4.4: Các dầm đã hoàn thiện trước khi thí nghiệm..........................................84

Hình 4.5: Sơ đồ tính toán của dầm thí nghiệm........................................................85

Hình 4.6: Các hình ảnh trong quá trình thí nghiệm dầm.........................................86

Hình 4.7: Hình ảnh dầm phá hoại khi thí nghiệm ...................................................86

Hình 4.8: Biểu đồ tải trọng và độ võng của các dầm thí nghiệm ............................91

Hình 4.9: Sơ đồ phân tích quan hệ giữa độ võng và độ mở rộng vết nứt ................94

Hình 4.10: Biểu đồ quan hệ ứng suất – biến dạng vùng nén các dầm thí nghiệm.109

Hình 4.11: Biểu đồ ứng suất – biến dạng (-) vùng kéo của các tổ hợp dầm......110

Hình 4.12: Biểu đồ quan hệ giữa ứng suất - độ võng ( - ) của các tổ hợp dầm

thí nghiệm .............................................................................................110

Hình 4.13: Biểu đồ quan hệ ứng suất – độ mở rộng vết nứt (-w) của các tổ hợp

dầm thí nghiệm......................................................................................111

Hình 4.14: Biểu đồ xác định hệ số β.....................................................................116

Hình 4.15: Biểu đồ khối ứng suất của bê tông thường..........................................118

Hình 4.16: Biểu đồ khối ứng suất của bê tông cốt sợi cường độ cao HPC............118

Hình 4.17: Biểu đồ ứng xử ứng suất – biến dạng dọc trục từ kết quả thức

nghiệm để thiết kế uốn cho dầm I bê tông cường độ siêu cao ...............122

Hình 4.18: Sơ đồ bố trí cáp dọc dầm h=1,1m .......................................................128

Hình 4.19: Các đặc trưng hình học mặt cắt đầu dầm h=1,1m ...............................128

Hình 4.20: Các đặc trưng hình học mặt cắt giữa dầm h=1,1m..............................129

Hình 4.21: Sơ đồ tính độ võng của dầm theo TCN 272-05...................................129

Hình 4.22: Biểu đồ Mn/Mu khi cấp bê tông và chiều cao dầm thay đổi............132

Hình 4.23: Biểu đồ Vn/Vu khi cấp bê tông và chiều cao dầm thay đổi .............132

xiii

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT

BTCT : Bê tông cốt thép

BTCĐSC : Bê tông cường độ siêu cao

TCN : Tiêu chuẩn ngành

TCVN : Tiêu chuẩn Việt Nam

TCXDVN : Tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam

GTVT : Giao thông vận tải

AASHTO : American Association of State Highway and Transportation Officials

(Hiệp hội các viên chức đường bộ và vận tải Mỹ)

ACI : American Society for Testing and Materials (Hội thí nghiệm và vật

liệu Mỹ)

CEB : Comité Européen du Béton (Uỷ ban Bê tông Châu Âu)

FIP : Fédération Internationale de la Précontraninte (Hiệp hội quốc tế về dự

ứng lực)

JSCE : Japan Society of Civil Engineers (hội Kỹ sư Xây dựng Nhật Bản)

RILEM : International Union of Laboratories and Experts in Contruction

Materials, Systems and Structures (Hiệp hội quốc tế các phòng thí

nghiệm và chuyên gia về vật liệu xây dựng, hệ thống, kết cấu)

DIN : Deutsches Institut fyr Normung (Viện tiêu chuẩn Đức)

CMOD : Biến dạng hoặc độ nở rộng vết nứt danh định

FHWA : The Feleral Highway Administration and Department of

Transportation. US (Cục đường bộ Hoa Kỳ)

UHSFRC : Ultra-High Steel Fibre Reinforced Concrete

AFGC : Association Francaise de Genie Civil (hội Kỹ sư Xây dựng Pháp)

HPC : High Performance Concrete (Bê tông chất lượng cao)

UHPC : Ultra-High Performance Concrete (Bê tông siêu cường độ)