NGHIÊN CỨU SỨC KHÁNG VA CHẠM TỐC ĐỘ THẤP CỦA BÊ TÔNG TÍNH NĂNG SIÊU CAO
Kỹ thuật xây dựng công trình đặc biệt
Luận án tập trung nghiên cứu sức kháng va chạm tốc độ thấp của Bê tông tính năng siêu cao (BTTNSC) – một thế hệ bê tông mới với nhiều tính năng vượt trội như cường độ chịu nén trên 120MPa, cường độ chịu kéo uốn trên 15MPa, khả năng hấp thụ năng lượng cao và độ bền vượt trội. Mặc dù BTTNSC có tiềm năng lớn trong các kết cấu chịu tác động va chạm và nổ, các nghiên cứu về va chạm tốc độ thấp để ứng dụng trong xây dựng dân dụng còn hạn chế.
Mục đích của nghiên cứu là xác định phương pháp thử nghiệm, chế tạo thiết bị và đánh giá sức kháng va chạm tốc độ thấp của vật liệu BTTNSC cũng như cấu kiện bản bằng BTTNSC. Đối tượng nghiên cứu là BTTNSC có cường độ trung bình 120MPa và 130MPa, cùng cấu kiện bản hình vuông. Phạm vi nghiên cứu giới hạn ở va chạm tốc độ thấp (dưới 11 m/s) bằng phương pháp tải trọng rơi, với BTTNSC chứa hàm lượng cốt sợi 2,0 đến 2,5%.
Các đóng góp chính của luận án bao gồm: lựa chọn vật liệu, thiết kế thành phần và chế tạo thành công BTTNSC cốt sợi thép tại Việt Nam, đạt cường độ chịu nén 120MPa và 130MPa. Luận án cũng đã chế tạo thiết bị thí nghiệm sức kháng va chạm tốc độ thấp và thực hiện thử nghiệm lặp với quả nặng 10kg, chiều cao rơi 1m. Kết quả cho thấy khả năng kháng va chạm của BTTNSC tăng rõ rệt theo cường độ và hàm lượng cốt sợi thép. Cụ thể, với hàm lượng cốt sợi từ 1,0% đến 2,5%, độ bền chống va chạm ở vết nứt đầu tiên tăng 3,98 đến 4,54 lần, và khi phá hủy tăng 3,56 đến 4,14 lần. Các tương quan thực nghiệm giữa năng lượng va chạm gây nứt và phá hủy với cường độ chịu nén và hàm lượng cốt sợi thép cũng đã được thiết lập. Đối với kết cấu bản, BTTNSC có hàm lượng cốt sợi thép 2,5% giảm hư hỏng cục bộ dạng xâm nhập thấp hơn 19,9% so với mẫu 2,0%, và BTTNSC 130MPa chứa 2,0% cốt sợi thép có mức độ hư hỏng tổng thể thấp hơn 19,4% so với mẫu 120MPa. Khả năng hấp thụ năng lượng va chạm của bản BTTNSC cũng tăng theo cường độ bê tông và hàm lượng cốt sợi thép.