NGUYỄN NGỌC BÌNH BỢ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG NGUYỄN NGỌC BÌNH * LUẬN ÁN TIẾN SỸ KỸ THUẬT NGHIÊN CỨU BIẾN DẠNG CO NGÓT CỦA BÊ TƠNG TRONG ĐIỀU KIỆN TIÊU CHUẨN KHÍ HẬU VIỆT NAM Chun ngành: Kỹ thuật Xây dựng cơng trình dân dụng công nghiệp Mã số : 62580208 * MÃ SỐ 62580208 LUẬN ÁN TIẾN SỸ KỸ THUẬT NĂM 2017 HÀ NỘI – NĂM 2017 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG NGUYỄN NGỌC BÌNH NGHIÊN CỨU BIẾN DẠNG CO NGĨT CỦA BÊ TƠNG TRONG ĐIỀU KIỆN TIÊU CHUẨN KHÍ HẬU VIỆT NAM Chuyên ngành: Kỹ thuật Xây dựng cơng trình dân dụng cơng nghiệp Mã số : 62580208 LUẬN ÁN TIẾN SỸ KỸ THUẬT NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS TS NGUYỄN TRUNG HIẾU GS TS NGÔ THẾ PHONG HÀ NỘI – NĂM 2017 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng tơi Các số liệu, kết luận án trung thực chưa công bố cơng trình khác Nghiên cứu sinh NGUYỄN NGỌC BÌNH LỜI CẢM ƠN Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến thầy giáo hướng dẫn: PGS TS Nguyễn Trung Hiếu, GS TS Ngô Thế Phong tận tình hướng dẫn, giúp đỡ, tạo điều kiện động viên suốt trình học tập, nghiên cứu hoàn thành luận án Tác giả chân thành cảm ơn tập thể thầy, mơn Thí nghiệm Kiểm định cơng trình, mơn Cơng trình bê tơng cốt thép khoa Đào tạo Sau đại học trường Đại học Xây dựng tạo điều kiện thuận lợi giúp đỡ hướng dẫn suốt thời gian tác giả nghiên cứu Bộ môn khoa Tác giả trân trọng cảm ơn tập thể thầy, cô trường Đại học Xây dựng đóng góp nhiều ý kiến quý báu có giá trị cho nội dung đề tài luận án Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn bạn bè, đồng nghiệp tận tình giúp đỡ động viên suốt trình tác giả học tập, nghiên cứu hoàn thành luận án Cuối cùng, tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới thành viên gia đình thơng cảm tạo điều kiện chia sẻ khó khăn suốt q trình học tập, nghiên cứu hồn thành luận án i MỤC LỤC Trang Danh mục ký hiệu chữ viết tắt .vii Danh mục hình vẽ x Danh mục bảng xv MỞ ĐẦU CHƯƠNG - TỔNG QUAN VỀ BIẾN DẠNG CO NGĨT CỦA BÊ TƠNG 1.1 Co ngót bê tơng 1.2 Các yếu tố ảnh hưởng tới co ngót 1.2.1 Cốt liệu 1.2.2 Xi măng 1.2.3 Tỉ lệ Nước - Xi măng 1.2.4 Hình dạng kích thước kết cấu 1.2.5 Thời gian phương pháp bảo dưỡng 1.2.6 Nhiệt độ môi trường 1.2.7 Độ ẩm môi trường 1.2.8 Nhận xét, đánh giá yếu tố ảnh hưởng tới co ngót 10 1.3 Một số mô hình dự báo biến dạng co ngót bê tơng tiêu chuẩn hành 10 1.3.1 Tiêu chuẩn Hoa Kỳ ACI 209R-92 [ 21 ] 10 1.3.2 Tiêu chuẩn châu Âu CEB FIP 2010 [ 46 ] 11 1.3.3 Tiêu chuẩn Châu Âu EUROCODE [ 48 ] 12 1.3.4 Tiêu chuẩn Anh quốc BS 8110 [ 42 ] 13 1.3.5 Viện Khoa học Xây dựng Nga [ 99 ] 14 ii 1.3.6 Tiêu chuẩn Úc AS3600 [ 33 ] 15 1.3.7 Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 5574:2012 [ 15 ] 17 1.3.8 Tiêu chuẩn Nhật Bản JCSE 2007 [ 63 ] 17 1.3.9 Phân tích, đánh giá mơ hình tính tốn biến dạng co ngót 18 1.3.10 Nhận xét mơ hình tốn dự báo biến dạng co ngót 20 1.4 Phương pháp thực nghiệm xác định biến dạng co ngót bê tơng tiêu chuẩn hành 21 1.5 Xây dựng công thức dự báo biến dạng co ngót bê tơng từ kết thực nghiệm 22 1.6 Tình hình nghiên cứu biến dạng co ngót giới Việt Nam 24 1.6.1 Tình hình nghiên cứu giới 24 1.6.2 Tình hình nghiên cứu Việt Nam 25 1.7 Ảnh hưởng biến dạng co ngót bê tơng tới làm việc dài hạn kết cấu BTCT chịu uốn 27 1.7.1 Tổng quan tình hình nghiên cứu ảnh hưởng biến dạng co ngót bê tơng tới làm việc dài hạn kết cấu BTCT chịu uốn 27 1.7.2 Tính tốn độ võng dài hạn dầm BTCT có kể đến ảnh hưởng biến dạng co ngót bê tông theo tiêu chuẩn hành 29 1.7.2.1 Tiêu chuẩn Hoa Kỳ ACI 435R-95 [ 22 ] 29 1.7.2.2 Tiêu chuẩn châu Âu EUROCODE [ 48 ] 30 1.7.2.3 Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 5574 – 2012 [ 15 ] 30 1.7.2.4 Phân tích, đánh giá mơ hình tính tốn độ võng dài hạn dầm BTCT có kể đến ảnh hưởng biến dạng co ngót bê tơng 31 1.8 Hướng nghiên cứu 31 iii 1.8.1 Các yếu tố liên quan đến cấp phối vật liệu chế tạo bê tông 32 1.8.2 Các yếu tố liên quan đến môi trường 32 1.8.3 Yếu tố liên quan đến hình dạng cấu kiện 33 1.9 Mục đích nghiên cứu 33 1.10 Kết luận chương 34 CHƯƠNG - NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM BIẾN DẠNG CO NGÓT CỦA BÊ TÔNG 35 2.1 Nội dung thí nghiệm 35 2.2 Bố trí thí nghiệm thiết bị đo 37 2.2.1 Dụng cụ đo 37 2.2.1.1 Dụng cụ đo thí nghiệm xác định biến dạng co ngót 37 2.3 Cơng tác chuẩn bị mẫu đo biến dạng co ngót, chế tạo bảo dưỡng 37 2.3.1 Chuẩn bị vật liệu 37 2.3.1.1 Xi măng 37 2.3.1.2 Cốt liệu lớn 38 2.3.1.3 Cốt liệu nhỏ 38 2.3.1.4 Nước 39 2.4 Mẫu thí nghiệm đo biến dạng co ngót 39 2.4.1 Chế tạo mẫu 39 2.4.2 Bảo dưỡng mẫu thử 40 2.4.3 Quy trình đo đạc biến dạng co ngót 41 2.4.4 Buồng khí hậu 42 2.4.5 Tính tốn kết 44 iv 2.5 Kết thí nghiệm 44 2.5.1 Kết thí nghiệm cường độ chịu nén mẫu bê tơng 44 2.5.2 Kết thí nghiệm mô đun đàn hồi bê tông 45 2.5.3 Kết thí nghiệm mẫu đo biến dạng co ngót 47 2.6 Kết luận chương 50 CHƯƠNG - PHÂN TÍCH, ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM XÁC ĐỊNH BIẾN DẠNG CO NGĨT BÊ TƠNG 52 3.1 Đánh giá ảnh hưởng số yếu tố tới biến dạng co ngót 52 3.1.1 Ảnh hưởng tỉ lệ N/X (nhóm 1) 52 3.1.1.1 Đánh giá kết nghiên cứu ảnh hưởng tỉ lệ N/X (nhóm 1) 53 3.1.1.2 Kết luận nghiên cứu ảnh hưởng tỉ lệ N/X (nhóm 1) 56 3.1.2 Ảnh hưởng lượng xi măng thành phần (nhóm 2) 56 3.1.2.1 So sánh đánh giá kết nghiên cứu ảnh hưởng lượng xi măng thành phần (nhóm 2) đến biến dạng co ngót 58 3.1.2.2 Kết luận nghiên cứu ảnh hưởng lượng xi măng thành phần (nhóm 2) 61 3.1.3 Ảnh hưởng biến dạng co ngót đến khả gây nứt bê tơng (Nhóm 3) 61 3.1.3.1 Đánh giá ảnh hưởng ứng suất biến dạng co ngót (nhóm 3) 64 3.1.3.2 Kết luận nghiên cứu ảnh hưởng ứng suất biến dạng co ngót (nhóm 3) 65 3.2 Xác định biến dạng co ngót bê tơng điều kiện tiêu chuẩn khí hậu Việt Nam (Nhóm 4) 65 3.2.1.1 Xây dựng công thức dự báo biến dạng co ngót từ kết thực nghiệm 67 v 3.2.1.2 Đánh giá kết nghiên cứu biến dạng co ngót bê tơng điều kiện tiêu chuẩn khí hậu Việt Nam (nhóm 4) 75 3.2.1.3 Kết luận nghiên cứu biến dạng co ngót bê tơng điều kiện tiêu chuẩn khí hậu Việt Nam (nhóm 4) 76 3.3 Kết luận chương 76 CHƯƠNG - NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA BIẾN DẠNG CO NGÓT ĐẾN ĐỘ VÕNG DÀI HẠN CỦA KẾT CẤU DẦM BTCT CHỊU UỐN 78 4.1 Nghiên cứu thực nghiệm xác định độ võng dài hạn dầm BTCT biến dạng co ngót bê tơng 78 4.1.1 Đặt vấn đề 78 4.1.2 Xây dựng mơ hình thí nghiệm 78 4.1.3 Chế tạo mẫu thí nghiệm 79 4.1.4 Bố trí dụng cụ đo 82 4.1.5 Các bước tiến hành thí nghiệm 82 4.1.6 Xử lý kết thí nghiệm 83 4.2 Xây dựng cơng thức tính tốn độ võng dài hạn dầm bê tông cốt thép biến dạng co ngót bê tơng 85 4.2.1 Các giả thiết 85 4.2.2 Sơ đồ ứng suất co ngót bê tơng 87 4.2.3 Các công thức 87 4.2.4 Độ võng dầm biến dạng co ngót 91 4.3 Công thức xác định hệ số từ biến từ kết thực nghiệm 92 4.4 Kết luận chương 98 KẾT LUẬN – KIẾN NGHỊ 99 vi Kết luận 99 Hướng phát triển nghiên cứu kiến nghị 100 Các cơng trình cơng bố tác giả có liên quan đến đề tài luận án 102 Tài liệu tham khảo 103 PHỤ LỤC PL1 Phụ lục Số liệu thí nghiệm đo biến dạng co ngót hao khối lượng PL1 Phụ lục So sánh kết thí nghiệm đo biến dạng co ngót tổ mẫu với số tiêu chuẩn hành PL37 Phụ lục Số liệu thí nghiệm đo độ võng dài hạn dầm D-1, D-2 PL44 Phụ lục Thuật tốn MAPLE tính tốn ảnh hưởng biến dạng co ngót tới độ võng dài hạn dầm PL46 Phụ lục Một số hình ảnh thí nghiệm PL49 ... suất biến dạng co ngót; xác định biến dạng co ngót bê tơng điều kiện tiêu chuẩn khí hậu Việt Nam, xây dựng công thức dự báo biến dạng co ngót Chương - Nghiên cứu ảnh hưởng biến dạng co ngót đến... pháp nghiên cứu luận án 2.1 Mục đích luận án Nghiên cứu biến dạng co ngót bê tơng điều kiện tiêu chuẩn khí hậu Việt Nam 2.2 Đối tượng phạm vi nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu: nghiên cứu biến dạng. .. tình hình nghiên cứu biến dạng co ngót Việt Nam, thấy việc nghiên cứu co ngót bê tông cần tiếp tục nghiên cứu Điểm chung nghiên cứu cho thấy biến dạng co ngót phức tạp, cần có thêm nghiên cứu thực