Luận án Nghiên cứu ứng xử của cấu kiện bê tông cốt thép sử dụng cốt liệu lớn là xỉ thép

Tên luận án:

NGHIÊN CỨU ỨNG XỬ CỦA CẤU KIỆN BÊ TÔNG CỐT THÉP SỬ DỤNG CỐT LIỆU XỈ THÉP

Ngành:

Cơ kỹ thuật

Tóm tắt nội dung tài liệu:

Luận án "Nghiên cứu ứng xử của cấu kiện bê tông cốt thép sử dụng cốt liệu xỉ thép" giải quyết thách thức về lượng xỉ thép thải ra lớn (ước tính 0.3 - 0.5 triệu tấn/năm tại miền Nam Việt Nam) bằng cách nghiên cứu tiềm năng tái sử dụng chúng làm cốt liệu bê tông. Mục tiêu chính là xác định các đặc tính cơ lý của xỉ thép, đề xuất phương pháp thiết kế cấp phối bê tông xỉ thép, nghiên cứu ứng xử cơ học của bê tông và cấu kiện bê tông cốt thép xỉ thép, đồng thời phát triển mô hình số để dự đoán cường độ.

Nghiên cứu tổng quan cho thấy xỉ thép được ứng dụng rộng rãi trên thế giới với các đặc tính tương đồng cốt liệu truyền thống, tuy nhiên cần nghiên cứu cụ thể do sự khác biệt về công nghệ. Xỉ thép tái chế từ Bà Rịa Vũng Tàu, sản xuất bằng công nghệ điện hồ quang, được khẳng định đáp ứng yêu cầu kỹ thuật cho cốt liệu lớn bê tông thông thường (TCVN 7570:2006). Luận án đề xuất các công thức hiệu chỉnh lượng nước và xi măng cho cấp phối bê tông xỉ thép, cùng với các phương trình dự đoán cường độ chịu nén theo thời gian và hệ số chuyển đổi cường độ nén/kéo theo kích thước, hình dạng mẫu.

Về ứng xử cơ học, bê tông xỉ thép cho thấy sự phát triển cường độ nhanh ở giai đoạn đầu và tiếp tục tăng trưởng đến 365 ngày, với cường độ 28 ngày cao hơn bê tông đối chứng 15-21%. Dạng phá hoại nén tương tự bê tông cường độ cao, nhưng vết nứt cắt ngang qua hạt xỉ thép. Ứng xử uốn của dầm bê tông cốt thép xỉ thép tương đồng với dầm bê tông cốt thép truyền thống, với các thông số uốn tăng khi cường độ nén tăng. Khả năng kháng uốn và kháng cắt có thể tính toán tương tự theo tiêu chuẩn ACI-318-14.

Mô hình phần tử rời rạc (DEM) được xây dựng và kiểm chứng thành công, cho phép mô phỏng ứng xử nén và kéo của bê tông xỉ thép với độ chính xác cao (sai số 2-5% cho tải trọng phá hoại), đồng thời quan sát được quá trình phát triển vết nứt. Kết quả này tạo tiền đề quan trọng cho việc ứng dụng mô hình số trong thiết kế kết cấu bê tông xỉ thép.

Kiến nghị bao gồm việc mở rộng mô hình DEM để mô phỏng các cấu kiện kết cấu phức tạp và triển khai các nghiên cứu thực nghiệm ở quy mô công trình thực tế.

Mục lục chi tiết:

• Chương 1: Tổng quan về lĩnh vực nghiên cứu
• Chương 2: Nghiên cứu các chỉ tiêu cơ lý của xỉ thép và thiết kế thành phần bê tông dùng cốt liệu lớn là xỉ thép
• Chương 3: Nghiên cứu ứng xử cơ học của bê tông xỉ thép
• Chương 4: Nghiên cứu ứng xử uốn của dầm bê tông cốt thép sử dụng cốt liệu lớn là xỉ thép
• Chương 5: Mô phỏng số ứng xử bê tông xỉ thép
• Chương 6: Kết luận và kiến nghị hướng nghiên cứu tiếp theo