La42.018 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)

1
MỞ ĐẦU
Bê tông cường độ siêu sao là một loại vật liệu mới, được nghiên cứu và
ứng dụng thử nghiệm ở các nước tiên tiến trên thế giới trong vài thập kỷ gần
đây. Đặc tính của loại bê tông này là có cường độ chịu nén rất cao có thể lên
đến từ 100 -:- >200MPa, khả năng chịu kéo khi uốn lên đến 40MPa, khả
năng chịu cắt tăng cao, khả năng chịu tác động va chạm, chịu tải trọng lặp rất
lớn và đặc biệt là có độ bền và sự ổn định lâu dài. Hiện nay trên thế giới đang
tiếp tục tập trung nghiên cứu và phát triển loại vật liệu bê tông mới này và đã
từng bước ứng dụng thử nghiệm trong nhiều công trình cầu, nhà cao tầng, các
công trình đặc biệt khác nhằm nâng cao khả năng chịu lực và độ bền của kết
cấu công trình.
Ở Việt Nam, đang phát triển cơ sở hạ tầng, nhiều công trình cầu,
đường, hiện đại đang được xây dựng, nên việc nghiên cứu phát triển một loại
vật liệu bê tông mới có cường độ siêu cao để tăng khả năng chịu lực, độ bền
của công trình là vấn đề cần thiết.
Chúng ta có thể nghĩ đến khả năng nghiên cứu chế tạo và ứng dụng bê
tông cường độ siêu cao từ các vật liệu ở Việt Nam để có thể áp dụng thay thế
cho một số dạng kết cấu cầu, đường bộ hiện nay và từng bước nghiên cứu ứng
dụng bê tông cường độ siêu cao này trong thiết kế một số các kết cấu của
công trình cầu, đường, các nhà cao tầng, các công trình đặc biệt khác.
Như vậy việc nghiên cứu và ứng dụng bê tông cường độ siêu cao
đanglà vấn đề thời sự được các nhà khoa học thế giới và Việt Nam quan tâm
nghiên cứu. Đó chính là lý do Nghiên cứu sinh chọn đề tài để nghiên cứu.
Tên đề tài “Nghiên cứu thành phần, tính chất cơ học của bê tông
cường độ siêu cao và ứng dụng trong kết cấu cầu”.
Mục đích nghiên cứu: Khi nghiên cứu vấn đề mới thì có thể đi theo
một trong hai hướng như sau:
Hướng lý thuyết: Nghiên cứu đề ra một lý thuyết mới về bê tông
cường độ siêu cao. Về vấn đề này lý thuyết thành phần hạt đạt độ chặt tối ưu
đã được Larard đề cập năm 1991 33, 34. Sau đó các hướng dẫn thành phần

2
theo cấp phối tối ưu của Fuller năm 1997 26. Các nghiên cứu thực nghiệm
định lượng để đưa ra các hướng dẫn tính toán được thực hiện bỡi
SETRA/AFGC (Pháp) năm 2002 42; phương pháp thiết kế theo DIN (Đức)
24; phương pháp thiết kế theo phân tích thực nghiệm ACI-544 23… Các
lý thuyết này nghiên cứu sinh sử dụng trong nghiên cứu của mình
Hướng thực nghiệm: Với điều kiện thi công, điều kiện về nhiệt độ,
điều kiện về tình hình vật liệu của mỗi khu vực, địa phương…Tùy theo
phương pháp tính khác nhau thì cần thiết định lượng lại cho chính xác thông
qua thực nghiệm và cũng từ thực nghiệm xác định các hệ số của các công
thức nhờ vào phương pháp thống kê. Đây cũng là một hướng được một số
nước thực hiện như Hàn Quốc 43, Mỹ 45, 49… Đây là hướng thực hiện
và mục đích của nghiên cứu sinh thực hiện; tức là tiến hành theo hướng định
lượng lại mô hình vật liệu từ các điều kiện vật liệu ở Việt Nam thông qua các
thí nghiệm. Thông qua thí nghiệm các tổ hợp dầm xác định lại hệ số K trong
các công thức lý thuyết tính cường độ chịu kéo khi uốn của kết cấu dầm từ
loại vật liệu Việt Nam nhằm tạo ra các thông số phục vụ tính toán kết cấu.
Đối tượng nghiên cứu: Từ vật liệu trong nước,nghiên cứu thực
nghiệm, định lượng lại mô hình vật liệu và chế tạo ra bê tông cường độ siêu
cao có cường độ 120 -:- 140MPa và ứng dụng trong kết cấu cầu.
Phạm vi nghiên cứu: Định lượng lại mô hình vật liệu thông qua thí
nghiệm, Phân tích thực nghiệm ứng xử uốn của dầm để tìm hệ số K, phân tích
ứng xử uốn dầm cầu để xác định chiều cao mới của dầm cầu khi sử dụng bê
tông cường độ siêu cao. Nghiên cứu sinh chỉ nghiên cứu dầm cầu dưới tác
dụng của tải trọng tỉnh, các tải trọng động, tải trọng lặp chưa đề cập trong
luận án này. Về vật liệu bê tông cường độ siêu cao chỉ nghiên cứu về thành
phần vật liệu, cường độ nén, kéo uốn, mô đun đàn hồi. Các vấn đề về co ngót,
biến dạng và thấm Clo là những vấn đề lớn chưa thực hiện ở luận án này và
được đề xuất cho hướng nghiên cứu tiếp theo.
Ý nghĩa khoa học và thực tiển của đề tài:
- Về lý thuyết: Nghiên cứu ứng dụng các lý thuyết tính toán về độ đặc
tối ưu để thiết kế cấp phối bê tông cường độ siêu cao. Phân tích ứng xử uốn

3
của dầm và dầm cầu để tìm ra công thức tính cường độ chịu kéo khi uốn t và
chiều cao dầm cầu.
- Về thực nghiệm: Tìm kiếm vật liệu, chế tạo ra cấp phối vật liệu bê
tông cường độ siêu cao từ 120 -140MPa với vật liệu trong nước. Từ thực
nghiệm nêu lên các đặc trưng cơ học của bê tông cường độ siêu cao như
cường độ nén, cường độ chịu kéo khi uốn, mô đun đàn hồi và đề xuất công
thức tính cường độ chịu kéo khi uốn t của bê tông cường độ siêu cao; phân
tích ứng xử uốn của dầm cầu và đề xuất chiều cao dầm cầu khi sử dụng bê
tông cường độ siêu cao
Nội dung luận án bao gồm phần mở đầu, 4 chương và phần kết luận
như sau:
* Phần mở đầu: Giới thiệu sơ lược về bê tông cường độ siêu cao và
tên đề tài
* Chương 1: Trình bày tổng quan về các nghiên cứu và ứng dụng bê
tông cường độ siêu cao trên Thế giới và Việt Nam.
* Chương 2: Nghiên cứu, tính toán thành phần cấp phối từ vật liệu
trong nước. Từ đó tìm ra thành phần cấp phối của bê tông cường độ siêu cao
với cường độ 120 – 140MPa.
* Chương 3: Chế tạo mẫu và thực hiện thí nghiệm để xác định các tính
năng cơ lý như cường độ chịu nén, cường độ chịu kéo khi uốn, mô đun đàn
hồi…của vật liệu bê tông cường độ siêu cao
* 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. Từ thực
nghiệm và phân tích, xác định lại công thức tính cường độ chịu kéo khi uốn
của bê tông cường độ siêu cao trong kết cấu dầm chịu uốn t và chiều cao
dầm cầu
*Phần kết luận, kiến nghị: Trình bày kết luận trong quá trình nghiên
cứu, nêu kiến nghị và hướng nghiên cứu tiếp theo.

4
CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN VỀ CÁC NGHIÊN CỨU VÀ ỨNG DỤNG BÊ TÔNG
CƯỜNG ĐỘ SIÊU CAO TRÊN THẾ GIỚI VÀ VIỆT NAM
1.1.Các công trình nghiên cứu liên quan mật thiết đến đề tài luận
án đã được công bố trên thế giới
1.1.1. Mở đầu:
Bê tông cường độ siêu cao là một loại vật liệu mới được nghiên cứu và
phát triển trên thế giới từ năm 1990, Đặc tính của bê tông này là có cường độ
chịu nén từ 100 >200MPa, khả năng chịu uốn, cắt tăng cao, khả năng chịu
tác động va chạm, chịu tải trọng lặp rất lớn và đặc biệt là có độ bền và sự ổn
định lâu dài. Bê tông cường độ siêu cao là một loại vật liệu công nghệ cao,
các quy tắc công nghệ mới liên quan đến thành phần của nó. Các ứng xử cơ
học, các công thức về tính toán cũng như các hướng dẫn thiết kế và kỹ thuật
xây dựng đã được công bố ở Pháp, Mỹ và Đức. Một số ứng dụng đầu tiên ở
Cananda, Châu Âu, Châu Á và ở Mỹ đã chứng minh những lợi ích của loại
vật liệu mới này về chi phí, tính bền vững và nhiều tính năng ưu việt khác.
Tuy nhiên, cần phải nghiên cứu thêm nhiều để đi đến những ứng dụng phổ
biến thường xuyên dựa trên các quy định kỹ thuật toàn diện.
Bê tông cường độ siêu cao có 7 thành phần là: Xi măng, nước, cốt liệu
nhỏ (cát quartz), phụ gia siêu dẻo, muội Silic, các bột khoáng có độ cứng lớn
và cốt sợi thép cường độ cao 16], [33], [46],[49].
Các lý thuyết mới về thành phần hạt theo độ đặc tối ưu đã được Larrard
trình bày 33, 34
Các lý thuyết về cấp phối hạt tối ưu đã được Schmidt 36 và Fuller
26 trình bày.
Các hướng dẫn thiết kế đã được SETRA / AFGC (Pháp) 42 công bố
Các hướng dẫn thiết kế và công nghệ chế tạo đã được nghiên cứu và
khuyến cáo bởi RILEM, DIN (Đức) 24, 31, 48;
Các thí nghiệm về định lượng lại mô hình vật liệu đã được FHWA
(Hoa Kỳ) 49, 53 và Hàn Quốc 43... thực hiện vàtrình bày.

Các nghiên c
đang là th
điều kiện v
thí nghiệ
được các nư
rằng hiện nay trên th
dụng của
1.1.2. Các
45; 48
Chi
có kết cấ
năm 2006 và m
Theo các nghiên c
cao của d
với dầm
dụng bê tông cư
cầu chữ I d
dài cũng gi
quan kiến trúc
thị như ở
Hình 1.
Các nghiên cứu trên thế giớ
đang là thử nghiệm và các hướng dẫ
n vật liệu và phương pháp ch
m cụ thể. Nhiều vấn đề lớn như
c các nước tiên tiến trên thế giớ
n nay trên thế giới các đề
a bê tông cường độ siêu cao
Các nghiên cứu về bê tông cư
48; 49
Chiếc cầu dầm I đầu tiên ở Hoa K
ấu nhịp bằng bê tông cường đ
năm 2006 và một số cầu khác khánh th
Theo các nghiên cứu ở Cục đư
a dầm cầu khi sử dụng bê tông cư
cầu sử dụng bê tông truyền th
ng bê tông cường độ siêu cao thì
I dự ứng lực sử dụng bê tông truy
ũng giảm hơn một nửa. Điều này là m
n trúc và kinh tế - kỹ thuật, nh
hình 1.1
1.1: Tương quan về chiều cao
truyền thống và dầm
5
ới về bê tông cường độ siêu cao v
ẫn, khuyến cáo cho từng khu v
u và phương pháp chế tạo vật liệu cũng như các phương pháp
n như từ biến, co ngót, độ
ới tiếp tục nghiên cứu. Như v
tài nghiên cứu về tính năng, ph
siêu cao vẫn còn mang tính thời sự
ê tông cường độ siêu cao
Hoa Kỳ được khai thông năm 200
ng độ siêu cao đưa vào khai thác th
khánh thành vào năm 2008
c đường bộ Hoa Kỳ (FHWA) cho th
bê tông cường độ siêu cao cũng khá
n thống. Với dầm I dài 30m
thì chiều cao dầm cầu giảm 50cm so v
ng bê tông truyền thống và trọng lư
này là một điều tuyệt vời đố
t, nhất là đối với các công trình c
u cao và trọng lượng giữa
m bê tông cường độ siêu cao
siêu cao vẫn còn
ng khu vực, cho từng
ư các phương pháp
bền… vẫn đang
Như vậy có thể nói
tính năng, phạm vi sử
ự.
êu cao ở Hoa Kỳ
c khai thông năm 2005; cầu thứ 2
siêu cao đưa vào khai thác thử nghiệm
(FHWA) cho thấy chiều
ũng khá hấp dẫn so
m dự ứng lực sử
m 50cm so với dầm
ng lượng trên 1 mét
ối với yếu tố mỹ
i các công trình cầu trong đô
a dầm bê tông
siêu cao

6
Ngoài ra, FHWA (Cục đường bộ Hoa Kỳ) còn tập trung vào phát triển
bê tông mặt cầu thành các mô-đun có thể lắp ghép tại chổ một cách nhanh
chóng. Những tính năng vượt trội của bê tông cường độ siêu cao đã tạo điều
kiện thiết kế được cấu kiện mặt cầu có độ bền chắc cao hơn mặt cầu bê tông
đổ tại chổ thông thường mà tuổi thọ lại cao hơn đáng kể và đặc biệt có thể thi
công lắp ghép một cách nhanh chóng. Theo nghiên cứu của FHWA thì một
tấm panel mặt cầu bằng bê tông cường độ siêu cao có biểu hiện tốt hơn hẳn
các tính năng tương đương so với các bản mặt cầu bê tông đổ tại chổ thông
thường, còn trọng lượng của nó thì nhẹ hơn 30%. Sử dụng mặt cầu bằng bê
tông cường độ siêu cao có trọng lượng nhẹ hơn dẫn đến làm tăng khả năng
chịu tải của cầu cũ do giảm trọng lượng bản thân, giảm đáng kể thời gian thi
công, giảm thời gian phong tỏa giao thông, giảm lượng nhân công, xe máy
trên công trường như vậy hiệu quả kinh tế rất cao.
Theo Imam M. Friedland chủ nhiệm chương trình nghiên cứu về cầu và
các kết cấu cầu của Cục đường bộ Hoa Kỳ (FHWA)45 cho rằng: “Việc
nghiên cứu và ứng dụng các loại vật liệu mới có hiệu năng cao hơn, đó là
những vật liệu có thể tạo ra những tác động cực kỳ quan trọng tới hiệu quả
năng lực chịu tải của công trình cầu và đưa đến tổng mức chi phí cho vòng
đời của công trình thấp hơn thì bê tông cường độ siêu cao là một trong
những vật liệu mới, tiến bộ có tiềm năng như thế”. Các hình ảnh thiết kế và
sản xuất mặt cầu từ bê tông cường độ siêu cao được sản xuất trong nhà
máy,và lắp ghép cho một số cây cầu trên các tuyến đường cao tốc ở Hoa Kỳ,
như ở hình 1.2, hình 1.3

Hình
Hình
Hình
dụng bê tông cư
trường, như
Hình 1.
ình 1.2: Thiết kế mặt cầu lắ
ình 1.3: Sơ đồ sản xuất mặ
Hình ảnh thi công thay thế các
ng bê tông cường độ siêu cao
như ở trong hình 1.4
1.4: Thi công mặt cầu lắp ghép và m
cường độ siêu cao
7
ắp ghép từbê tông cường đ
ặt cầu từ bê tông cường độ
các mặt cầu cũ bằng các mô đun
đúc ở công xưởng và lắp ghép t
p ghép và mối nối mặt cầu b
siêu cao tại công trường
ng độ siêu cao
ộ siêu cao
mô đun mặt cầu sử
p ghép tại công
u bằng bê tông

Cụ
nghiệm d
đưa vào s
Hình 1.
Hình
tông cường siêu cao
Hình 1.6
ục đường bộ Hoa Kỳ (FHWA)
m dầm cầu có mặt cắt chữ I và ch
đưa vào sử dụng thay thế cho các dầ
Hình 1.5: Các thí nghiệm dầm bê tông cư
Hình ảnh một số công trình c
ng siêu cao do FHWA thiết k
Hình 1.6: Cầu đường ô tô năm 2005 và c
cường độ siêu cao
8
(FHWA) cũng đã có nhiều nghiên c
I và chữ  bằng bê tông cường đ
ầm bê tông truyền thống, hình
m bê tông cường độ siêu cao
công trình cầu được xây dựng ở Hoa
t kế, như ở hình 1.6; 1.7 và 1.8
ng ô tô năm 2005 và cầu dàn thép mặt sàn
siêu cao lắp ghép năm 2006
u nghiên cứu và thí
ng độ siêu cao để
ng, hình 1.5
siêu cao của FHWA
Hoa Kỳ sử dụng bê
hình 1.6; 1.7 và 1.8
t sàn là bê tông

Hình 1.7
Hình 1.8
1.1.3. Các nghiên c
ở Châu Âu v
Hộ
dựng Pháp
cũng là m
cường độ
và đưa vào s
tông cườ
phát triển
ứng lực, tăng cư
cường độ
chịu tải tr
Hình 1.7: Các cầu sử dụng BTCĐSC
dựng trên đường cao t
1.8: Dầm cầu có mặt cắt ch
Các nghiên cứu và ứng dụng về b
ở Châu Âu và Châu Á
ội nghiên cứu và thí nghiệ
ng Pháp (SETRA/AFREM; Cattenom và Civaux
một trong các cơ quan tiên phong trong vi
ộ siêu cao. Các cơ quan này đ
và đưa vào sử dụng đầu tiên năm 200
ờng độ siêu cao với những gi
n như chế tạo những cấu ki
c, tăng cường, sửa chữa mặ
ộ siêu cao;hay việc sử dụng
i trọng lớn và những tòa nhà ch
9
ng BTCĐSC mặt cắt dầm chữ T và ch
ng cao tốc Hoa Kỳ năm 2008
chữ П dùng BTCĐSC do FHWA thi
ứng dụng về bê tông cường độ si
ệm vật liệu xây dựng Pháp
Cattenom và Civaux) 16,
t trong các cơ quan tiên phong trong việc nghiên c
Các cơ quan này đã nghiên cứu và ứng dụ
năm 2001 và từ đó đến nay vi
ng giải pháp công nghệ khác nhau đ
u kiện đúc sẵn dùng cho các k
ặt cầu hỏng bằng những tấ
ng tòa nhà chọc trời (Schmidt)34,
T và chữ  xây
do FHWA thiết kế
ờng độ siêu cao
ng Pháp, hội kỹ sư xây
33, 34, 42
c nghiên cứu về bê tông
ụng cho cầu ô tô
n nay việc ứng dụng bê
khác nhau đã được
n dùng cho các kết cấu cầu dự
ấm sàn bê tông
siêu cao cho những cột
37. Năm 2001

và năm 2004 t
cây cầu nh
Theo
dầm cầu cùng kh
cao khá nh
tương thích như nh
ảnh sau đây cho th
thép, dầm bê tông truy
nhịp cầu có cùng t
Hình 1.9
Tạ
38ngày càng nghiên c
cao.Các h
sử dụng đ
dành cho ngư
gồm các c
lớn nhất
“DafstB
về bê tông cư
nhiệm về
ứng dụng c
và năm 2004 tại Pháp đã ứng dụng
u nhịp dài 20,5m và 22,5m ở
Theo “Ductal – 2005” thì trọ
u cùng khẩu độ và tải trọng thì d
khá nhẹ so với dầm cầu bằng
tương thích như những kết quả đã
nh sau đây cho thấy sự tương quan v
m bê tông truyền thống và d
u có cùng tải trọng thiết kế như
1.9: Tương quan về trọng lư
ại Đức các tổ chức tiêu chu
ngày càng nghiên cứu và ứng d
ác hệ thống tiêu chuẩn kỹ thu
ng đã được phát triển. Cây c
dành cho người đi bộ và xe đạp vớ
m các cấu kiện đúc sẵn từ bê tông cư
t trong bê tông là 2mm.
DafstB” một tổ chức tiêu chu
bê tông cường độ siêu cao vào năm 2003, DIN
ề viêc ban hành các tiêu chu
ng cụ thể và đưa ra các quy t
10
Bourg – Valence.
ọng lượng trên một đơn vị
ng thì dầm cầu bằng bê tông cư
ng bê tông truyền thống (kế
ã được nghiên cứu ở Hoa K
tương quan về trọng lượng trên 1mét dài c
ng và dầm bê tông cường độ siêu cao đ
như ở hình 1.9
ng lượng trên 1 mét dài dầm
c tiêu chuẩn “DAFSTB; DIN”24,
ng dụng sâu rộng bê tông cư
thuật và các giải pháp nâng cao ch
ây cầu đầu tiên được xây d
ới chiều dài 135m và nhịp t
bê tông cường độ siêu cao với kích thư
c tiêu chuẩn của Đức đã tổ chức h
vào năm 2003, DIN là một tổ
các tiêu chuẩn kỹ thuật liên quan đế
quy tắc yêu cầu cho việc thiết k
siêu cao xây dựng hai
mét dài của các
bê tông cường độ siêu
ết quả này cũng
Hoa Kỳ). Những hình
ng trên 1mét dài của dầm
siêu cao đối với
m theo Ductal
, 27,31,35,
i pháp nâng cao chất lượng
c xây dựng năm 2004
p tối đa 40m bao
i kích thước hạt
c hội thảo báo cáo
chức chịu trách
ến việc sản xuất,
t kế kết cấu với bê

11
tông cường độ siêu cao. Hội thảo ở Đức đã báo cáo những bí quyết về công
nghệ và kinh nghiệm của bê tông cường độ siêu cao trên toàn thế giới. Báo
cáo này cũng đã đề cập đến các tiêu chuẩn thiết kế, các hướng dẫn về kết cấu
xây dựng khi sử dụng bê tông cường độ siêu cao; những yêu cầu về vật liệu,
về thiết kế và các kiếnnghị thiết kế khi nghiên cứu và ứng dụng bê tông cường
độ siêu cao.
Những nghiên cứu về bê tông cường độ siêu cao đầu tiên ở Đan Mạch
40được bắt đầu từ năm 1990 và đặt biệt đưa vào ứng dụng năm 2004 chủ
yếu ở các ngành an ninh và quân sự.
Hàn Quốc43 đã nghiên cứu bê tông cường độ siêu cao và ứng dụng
cho cầu người đi bộ và cầu ô tô năm 2002 ởSeoul.
Nhật Bản37 cũng là một trong những nước đi tiên phong trong việc
nghiên cứu bê tông cường độ siêu cao và ứng dụng trong cầu đường bộtừ
năm2004
Một số quốc gia khác cũng đang nghiên cứu và sử dụng bê tông cường
độ siêu cao trong các kết cấu nhà như Canada 38 năm 2000 và đặc biệt là
Trung Quốc[50], 52năm 2004 bắt đầu nghiên cứu sử dụng bê tông cường độ
siêu cao để lập dự án thiết kếtòa nhà có chiều cao đến 1 km ở Thượng Hải.
Các nước Trung Đông đặt biệt là Iran năm 2008 đã nghiên cứu và ứng dụng
bê tông cường độ siêu cao trong các công trình quân sự, trong các Bongke...
Các hướng dẫn thiết kế và công nghệ chế tạo đã được nghiên cứu và
khuyến cáo bỡi RILEM; DIN (Đức); hiệp hội dự ứng lực Nhật Bản (JSCE);
hội kỹ sư xây dựng Pháp (SETRA/AFGC); cục đường bộ Hoa Kỳ (FHWA)…
Như vậy, có thể nói rằng hiện nay trên thế giới các đề tài nghiên cứu
về tính năng, phạm vi sử dụng của bê tông cường độ siêu cao vẫn còn là tính
thời sự rất lớn. Nhiều nhà khoa học trên thế giới vẫn đang tập trung nghiên

cứu về bê tông cư
truyền th
Các hình
siêu cao trong các công trình
Hình 1.12: Mái nhà c
bê tông cường độ siêu cao đ
n thống.
ác hình ảnh tiêu biểu cho việ
trong các công trình ở Châu Á và Châu Âu, như
Hình 1.10: Cầu người đi b
Hình 1.11: Cầu người đi b
Hình 1.12: Mái nhà cửa sổ
12
siêu cao để từng bước thay thế cho các lo
ệc nghiên cứu và ứng dụng bê tông
u Á và Châu Âu, như ở hình 1.10
i đi bộ ở Seoul Hàn Quốc năm 2002
i đi bộ năm 1999 tại Sherbrooke
Millau bằng BTCĐSC năm 2004
cho các loại bê tông
ng bê tông cường độ
hình 1.10 -:- 1.14
c năm 2002
i Sherbrooke
năm 2004

Hình 1.13:
Hình 1.14: Th
siêu cao
1.1.4. Các v
Bê tông cư
độ bền so v
- T
các sản phẩm thủy hóa v
bê tông đ
Hình 1.13: Cầu Bourg –lès – Valence, France
Hình 1.14: Thử nghiệm khả năng ch
siêu cao làm boongke trong các căn c
Các vật liệu chế tạo của b
Bê tông cường độ siêu cao đư
so với bê tông truyền thống d
Tỷ lệ N/XM rất thấp từ 0,2
ản phẩm thủy hóa và giảm thiểu lỗ
để ngăn chặn sự phá hoại gi
13
Valence, France bằng BTCĐSC
năng chịu công phá của bê tông
làm boongke trong các căn cứ quân sự của Iran năm 2008
ật liệu chế tạo của bê tông cường độ siêu cao
êu cao được cải thiện cả về cường độ chịu nén v
dựa trên 4 đặc điểm cơ bản sau:
ỷ lệ N/XM rất thấp từ 0,2 – 0,25 làm cho cấu trúc rất đặc chắc với
ảm thiểu lỗ rỗng mao quản, cái thiện
ại giòn.
BTCĐSCnăm 2004
a bê tông cường độ
a Iran năm 2008
êu cao
ờng độ chịu nén và
ản sau:
ấu trúc rất đặc chắc với
ỗng mao quản, cái thiện độ dai của

14
- Khả năng chèn khe cao của các thành phần hạt mịn dẫn đến giảm
lượng nước yêu cầu trong quá trình nhào trộn hỗn hợp bê tông và làm tăng
cường độ nén của bê tông cường độ siêu cao.
- Sử dụng hàm lượng phụ gia siêu dẻo lớn để cải thiện tính năng công
tác của hỗn hợp bê tông.
- Sử dụng những sợi thép cường độ cao để tăng khả năng chịu kéo,
khả năng chống cắt và độ dai của bê tông.
Thành phần vật liệu của bê tông cường độ siêu cao gồm 7 thành phần: Xi
măng, nước, cốt liệu nhỏ, phụ gia siêu dẻo, muội Silic, các bột khoáng có độ
cứng lớn và các cốt sợi thép cường độ cao.
- Cát: vẫn sử dụng các Quarzt với thành phần chính là SiO2 chiếm
khoảng 96%, đường kính thường dùng khoảng 0,5mm – 1mm, là cốt liệu vật
chất dạng hạt lớn nhất trong bê tông cường độ siêu cao.
- Xi măng:Các nghiên cứu về bê tông cường độ siêu cao trên thế giới
thường sử dụng xi măng PCA 42,5 ; PCA 52,5; PCA 62,5 loại I và loại III
- Muội Silic bao gồm các hạt siêu mịn có tỉ lệ diện tích bề mặt khoảng
20.000 kgm /2
, có đường kính khoảng 1µm. Muội Silic làm tăng phản
ứngPuzơlan dựa trên sự thủy hóa 2)(OHCa , muội Silic hạn chế sự vón cục của
các hạt xi măng khi thủy hóa.
- Trong thành phần bê tông cường độ siêu cao có các sợi thép dài
từ 13 – 15mm, đường kính 0,2mm, cường độ chịu kéo 2.000MPa,
- Phụ gia siêu dẻo: Chất siêu dẻo thế hệ 3 (Polycarboxylate), phụ gia
siêu dẻo tạo ra độ sụt bê tông từ 15 -22cm, thời gian đông cứng bê tông từ 1 –
4 giờ và có thể tăng cường độ giảm nước từ 30 – 40%.
- Các bột khoáng: thường sử dụng các bột khoáng có độ cứng lớn như
bột đá Quartz. Bột Quartz rất cứng tạo ra độ bền vững cao cho cấu trúc cốt

15
liệu và có đường kính đủ nhỏ để chèn vào các kẽ giữa các hạt xi măng và cát.
Với các yếu tố trên làm cho cấu trúc của bê tông cường độ siêu cao chuyển từ
cấu trúc kết tinh sang cấu trúc vô định hình. Bê tông có sự thay đổi căn bản về
mặt cấu trúc trở nên đồng nhất hơn, các vùng tiếp giáp giữa hồ xi măng và cốt
liệu trong bê tônggần như không tồn tại sẽ tạo ra bê tông có cường độ rất cao
và hạn chế tối đa việc xuất hiện các vết nứt vi mô tại vùng tiếp giáp giữa hồ xi
măng và cốt liệu khi bê tông đông kết.Các bảng 1.1 và bảng 1.2trình bày các
nghiên cứu về thành phần và hàm lượng của vật liệu bê tông cường độ siêu
cao ở Châu Âu và Mỹ.
Bảng 1.1:Thành phần BTCĐSC điển hình của một số nước Châu Âu
Chất liệu Khối lượng (kg/m3 )
Xi măng Pooclăng 900 – 1200
Muội Silic 170 – 200
Cát Quartz 1000 – 1050
Sợi thép 200 – 250
Bột đá Quartz 160 – 200
Chất siêu dẻo 35 – 45
Nước 190 – 220
Tỉ lệ N/XM 0,2 – 0,22
Bảng 1.2Thành phần BTCĐSC điển hình theo Cục đường bộ Hoa Kỳ
Thành phần
Khối lượng
(kg/m3)
% của trọng lượng
Xi măng Pooclăng 850 - 1000 28,5
Cát Quarzt 1.020 40,8
Muội Silic 231 9,3
Bột Quarzt 211 8,4
Phụ gia siêu dẻo 30,7 1,2
Sợi thép 156 6,2
Nước 109 4,4

Các hình
hình 1.15 và 1.16
Hình 1.15: S
H
Hình 1.17:
Microsilica
Các hình ảnh về vật liệu cơ b
hình 1.15 và 1.16
Hình 1.15: Sợi thép được s
Hình 1.16: Các thành phầ
Hình 1.17: cấu trúc của các vật li
độ
Microsilica
Cement
CEM I 52.5
16
u cơ bản của bê tông cường độ
c sử dụng phổ biến trong BTCĐSC
ần vật liệu chủ yếu của BTCĐSC
t liệu chèn lấp lỗ rỗng của bê tông cư
ộ siêu cao
Cement
CEM I 52.5
Fine sand
Dmax
ộ siêu cao như ở
n trong BTCĐSC
BTCĐSC
bê tông cường
Fine sand
max=0.5 mm

Sự phân b
Hình 1.18: S
Theo nhi
khoảng 2
hợp bê tông tươi,
Hình 1.19 cho th
độ siêu cao
Hình 1.19:
1.1.5. Các
Nhi
24, 31
cường độ
phân bố thành phần hạt của bê tông cư
Hình 1.18: Sự phân bố thành ph
Theo nhiều nghiên cứu trên th
ảng 2 – 3% thể tích bê tông 43
ê tông tươi, tăng cường độ chịu
Hình 1.19 cho thấy ảnh hưởng của các loại sợi sử dụng trong b
êu cao 29, 45
Hình 1.19: Ảnh hưởng của các lo
Các ứng xử cơ học của b
Nhiều nghiên cứu ở Mỹ 45
,35, 36… đã xây dựng nên các bi
ộ siêu cao như quan hệ giữ
17
a bê tông cường độ siêu cao như
thành phần hạt của bê tông cường đ
ên thế giới,hàm lượng sợi thép
43sẽ đáp ứng được tính công tác của hỗn
ờng độ chịu kéo khi uốn và tăng độ dai cho
ởng của các loại sợi sử dụng trong b
các loại sợi đến cường độ củ
ọc của bê tông cường độ siêu cao
, 46, 49, Pháp 25, 33
ng nên các biểu đồ về các ứng x
ữa cường độ - biến dạng; quan h
như ở hình 1.18.
ng độ siêu cao
ợng sợi thép thường dùng
ợc tính công tác của hỗn
ộ dai cho bê tông.
ởng của các loại sợi sử dụng trong bê tông cường
ủa BTCĐSC
êu cao
33, 42, ở Đức
ng xử của bê tông
quan hệ giữa ứng

suất – biế
dẫn tính toán v
cao đã đư
1.23; 1.24
Báo cáo c
tính toán k
ứng suất
3,5‰cho vùng ch
xuất xác đ
Hình 1.20
Biể
hướng dẫ
mối quan h
cường độ
cường độ
(bằng kho
khác hoàn toàn v
suất giảm nhanh, đ
bê tông b
năng lượng h
ến dạng; quan hệ giữa ứng su
n tính toán về các mối quan hệ ứ
được Pháp và Đức xây dựng như th
1.23; 1.24
áo cáo của Đức (DafStB) đã
tính toán kết cấu theo các trạng thái giới hạn.
ứng suất – biến dạng ở các giá trị giới hạn
cho vùng chịu nén, biến dạng 25
xác định từ các công thức như sau:
σ 2.0 -3.5‰ = f ctk0,5
σ 25‰ = β . f ctk3,5
1.20: Quan hệ ứng suất – độ
siêu cao theo SETRA/AFGC
ểu đồ 1.20 thể hiện quan h
ẫn của (SETRA/AFGC) Pháp. Trư
i quan hệ là tuyến tính, tương t
ộ cao. Sau khi xuất hiện v
ộ siêu cao tăng chậm lên đế
ng khoảng 85% cường độ nén), và ti
khác hoàn toàn với bê tông truyền th
m nhanh, độ mở rộng vết nứ
bê tông bị phá hoại đột ngột. Như v
ng hấp thụ cao hơn nhiều so v
18
ng suất – độ mở rộng vết nứ
ứng xử của vật liệu bê tông cư
ng như thể hiện ở các hình 1.20; 1.21; 1.22;
ã xây dựng biểu đồ ứng suất
ết cấu theo các trạng thái giới hạn. Ở Đức đang xem xét q
ị giới hạn của bê tông cường độ si
ến dạng 25‰ cho vùng bê tông ch
như sau:
ctk0,5 • 0,37
ctk3,5
ộ mở rộng vết nứt của bê tông cư
siêu cao theo SETRA/AFGC
n quan hệ giữa ứng suất – độ mở rộ
Pháp. Trước khi xuất hiện v
n tính, tương tự như bê tông truyền th
n vết nứt,độ mở rộng vết nứ
ến giới hạn wi tương ứng vớ
nén), và tiếp theo là ứng suất giả
n thống; sau khi vết nứt xu
ứt tăng nhanh vào vùng nén c
t. Như vậy bê tông cường độ siêu cao có đ
u so với bê tông truyền thống. Đi
ứt… Các hướng
u bê tông cường độ siêu
các hình 1.20; 1.21; 1.22;
ựng biểu đồ ứng suất –biến dạng và
Ở Đức đang xem xét quan hệ
ờng độ siêu cao là
cho vùng bê tông chịu kéo và đề
(1-1)
(1-2)
bê tông cường độ
ộng vết nứt theo
n vết nứt đầu tiên
n thống và bê tông
ứt trong bê tông
ới ứng suất max
ảm đều, điều này
t xuất hiện thì ứng
t tăng nhanh vào vùng nén của bê tông và
siêu cao có độ dai và
ng. Điều này được

lý giải do các s
hãm sự m
chịu lực.
độ mở rộ
vụ của bê tông c
Hình 1.21
Hình
Biể
của bê tông
giữa ứng su
Vùng kéo (góc ¼ th
thể hiện rõ r
theo đườ
i do các sợi thép cường độ cao trong bê tông h
mở rộng của các vết nứt và làm cho k
c. Các tổ chức tiêu chuẩn củ
ộng vết nứt là 0,5mm và 3,5mm nh
a bê tông cốt sợi thép cường đ
Hình 1.21: Quan hệ ứng ứng su
ình 1.22: Quan hệ ứng suất –
caotheo SETRA
ểu đồ ở hình 1.22 cho thấy v
a bê tông cường độ siêu cao. Vớ
ng suất và biến dạng được coi là tuy
ùng kéo (góc ¼ thứ 3) với bê tông
n rõ rệt khá cao. Ở Đức (tổ ch
ờng cong ứng suất biến dạng vùng kéo v
19
cao trong bê tông hấp thụ năng
t và làm cho kết cấu vẫn còn t
ủa Đức (DIN) đang nghiên c
t là 0,5mm và 3,5mm nhằm khai thác tối đa năng l
ng độ siêu cao này như ở hình 1.21
ng suất – độ mở rộng vết nứ
– biến dạng của bê tông cư
theo SETRA/AFGC(Pháp)
y về mối quan hệ giữa ứng su
ới vùng nén ( góc ¼ thứ nh
c coi là tuyến tính với biến d
i bê tông cường độ siêu cao thì ứng
chức DIN) cũng khuyến cáo
ng vùng kéo với biến dạng tính toán thiên
năng lượng và kìm
n còn tăng khả năng
c (DIN) đang nghiên cứu tính toán ở
i đa năng lực phục
hình 1.21
ứt theo DIN
a bê tông cường độ siêu
ng suất – biến dạng
nhất) mối quan hệ
n dạng là =2‰.
ng suất chịu kéo
n cáo nên tính toán
ng tính toán thiên

về an toàn là 15
như ở hình 1.24
Hình
1.1.6. Đ
siêu cao
1.1.6.1. Đ
Nhi
cao có độ
Nhờ sự thay đổi cấu trúc của vật liệu
chuyển từ kết tinh sang cấu trúc vô định h
mô xuất hiện tại các v
làm cho bê tông cư
Quan sát dư
cao rất đặc sít,thể hiện sự li
tông cường độ cao HPC nh
an toàn là 15‰ như hình 1.23 và quan h
hình 1.24
ình 1.23: Quan hệ ứng su
Hình 1.24: Quan hệ ứng su
Độ đặc và độ khuếch tán Ion Clo của b
siêu cao
Độ đặc sít của cấu trúc
Nhiều nghiên cứu ở Mỹ, Phá
ộ đặc sít rất cao so với bê tông truy
ờ sự thay đổi cấu trúc của vật liệu
ừ kết tinh sang cấu trúc vô định h
ất hiện tại các vùng tiếp giáp vật liệu
bê tông cường độ siêu cao tr
Quan sát dưới kính hiển vi cho thấy cấu trúc của b
ất đặc sít,thể hiện sự liên kết rất tốt giữa vữa v
ờng độ cao HPC như ở hình 1.25
20
và quan hệ ứng suất – biến d
ất – biến dạng đặc trưng
ng suất – biến dạng vùng nén
ộ khuếch tán Ion Clo của bê tông cư
ứu ở Mỹ, Pháp và Đức cho thấy bê tông
ê tông truyền thống và bê tông cư
ờ sự thay đổi cấu trúc của vật liệu nên làm bê tông cường độ si
ừ kết tinh sang cấu trúc vô định hình, gần như triệt tiêu
ếp giáp vật liệu trong quá trinh bê tông đông k
trở nên bền hơn.
ới kính hiển vi cho thấy cấu trúc của bê tông cư
ết rất tốt giữa vữa và cốt liệu thô
hình 1.25.
n dạng vùng nén
c trưng theoDIN
vùng nén
ê tông cường độ
ê tông cường độ siêu
à bê tông cường độ cao.
êu các vết nứt vi
quá trinh bê tông đông kết,
ê tông cường độ siêu
ốt liệu thô hơn hẵn bê

Hình 1.25
1.1.6.2. L
Các l
lỗ rỗng mao quản
của thủy ngân.
rỗng khá thấp so với b
Hình 1.26
Kế
như ở bảng 1.
Hình 1.25: Cấu trúc vi mô của
cườ
Lỗ rỗng chứa nước trong bê tông cư
Các lỗ rỗng khí của bê tông cư
ỗ rỗng mao quản được thể hiện trong
ủa thủy ngân. Kết quả thí nghiệm cho thấy b
ỗng khá thấp so với bê tông thường v
Hình 1.26: Sự phân bổ kích thướ
cường độ cao và bê tông cư
ết quả thí nghiệm lỗ rỗng ch
ng 1.3
21
a bê tông cường độ siêu cao và bê tông
ờng độ cao
c trong bê tông cường độ siêu cao
bê tông cường độ siêu cao được thể hiện
trong hình 1.26 thông qua
ết quả thí nghiệm cho thấy bê tông cường độ si
ờng và bê tông cường độ cao.
ớc lỗ rỗng của bê tông thư
cao và bê tông cường độ siêu cao
ng chứa nước được thực hiện bỡi SETRA/AFGC
siêu cao và bê tông
siêu cao
ể hiện bởi những
thí nghiệmthấm
ờng độ siêu cao có độ
a bê tông thường, bê tông
i SETRA/AFGC

Độ rỗng chứa
nước (%)
1.1.6.3. Đ
Ở Pháp, Đức
nghiệm về độ khuếch tán Ion Clo
bê tông cư
bê tông cư
Hình 1.27:
Ở Pháp, k
hiện bởi S
Hệ số khu
tán (m2/s)
1.1.7. Co ngót và t
1.1.7.1. Co ngót
Theo
cao có ứng xử
Bảng 1.3: Độ rỗng chứ
ộ rỗng chứa
ớc (%)
Bê tông
thường
Bê tông cư
12-16
Độ khuếch tán Ion Clo
Ở Pháp, Đức và Mỹ 28, 
ệm về độ khuếch tán Ion Clo trong
bê tông cường độ siêu cao và cho th
cường độ siêu cao so với các loại
Hình 1.27: Thí nghiệm độ khuế
cường độ cao và bê tông cư
Ở Pháp, kết quả thí nghiệm
i SETRA/AFGC như trong b
Bảng 1.4: Hệ số khuếch tán Ion
ệ số khuếch
tán (m2/s)
Bê tông thường
2.10-11
Co ngót và từ biến của b
Co ngót
Theo 42cho thấy khi không
ứng xử gần giống như bê tông cư
22
ứa nước của các loại bê tông
Bê tông cường
độ cao
BT cường độ
rất cao
9-12 6-9
33, 42, 46, 49cũng đ
trong bê tông thường, bê tông cư
thấy khả năng chống thấm Ion
ới các loại bê tông truyền thống, như
ch tánIon Clo bê tông thư
cao và bê tông cường độ siêu cao
ết quả thí nghiệm về hệ số khuyếch tán Ion C
bảng 1.4
ch tán Ion Clo của các loại bê tông
Bê tông cường
độ cao
BT cường độ si
2.10-12
ừ biến của bê tông cường độ siêu cao
không có xử lý nhiệt, thì bê tông cư
ư bê tông cường độ cao (HPC); còn khi có x
i bê tông
BT cốt sợi siêu
cường độ
1,5-6
ũng đã có nhiều thí
ê tông cường độ cao,
Ion Clo rất tốt ở
, như ở hình 1.27
bê tông thường, bê tông
ề hệ số khuyếch tán Ion Clo được thực
i bê tông
2.10-14
êu cao
còn khi có xử lý

23
nhiệt, thì co ngót rất nhỏ gần như bằng 0.
 Khi có xử lý nhiệt, co ngót riêng bằng 0
 Khi không có xử lý nhiệt co ngót tổng là = 550 /
Công thức đề xuất về sự biến đổi của co ngót riêng là:
( ) =
√
.
Với A=525; B=-2,5 và = −0,5. [ (∞) = 525 / ]
1.1.7.2. Từ biến:
Với các nghiên cứu trên thế giới đã cho thấy:
*Khi có xử lý nhiệt, từ biến giảm mạnh (hệ số từ biến K=0,2)
*Khi không xử lý nhiệt,độ biến đổi của từ biến riêng được thể hiện qua
công thức: ( ) = 1 + . ( − ) + ℎ( ) (1-3)
Với ( ) = 19.
,
,
(1-4)
( − ) = (1-5)
ℎ( ) = 18.
,
,
(1-6)
Khi không có xử lý nhiệt, hệ số từ biến K=0,6 và mô đun đàn hồi của
bê tông cường độ siêu cao (E=50000MPa) lớn hơn nhiều so với bê tông
truyền thống (E=35000MPa) nên từ biến của bê tông cường độ siêu cao nhỏ
hơn nhiều so với từ biến của bê tông truyền thống.
1.2.Các công trình nghiên cứu liên quan mật thiết đến đề tài luận
án đã được công bố ở Việt Nam
Ở Việt Nam: bê tông cường độ siêu cao là một đề tài còn khá mới. Đến
năm 2008 mới được một số nhà khoa học ở các trường Đại học Giao thông
Vận tải1,2, 3, 4, 5, 7; Đại học Xây dựng 8, 9, 10,11,12Đại
học Bách Khoa TP Hồ Chí Minh13… bắt đầu nghiên cứu về bê tông này,

24
các kết quả nghiên cứu đã được công bố trên các tạp chí kỹ thuật trong nước.
Các nghiên cứu nêu trên được xem là những nghiên cứu ban đầu về bê tông
siêu cường độ ở Việt Nam.
Các tác giả chọn vật liệu sử dụng rất khác nhau như với trường ĐH
Bách Khoa TP HCM sử dụng cốt liệu thô lớn nhất là đá với D=8mm, sử dụng
sợi thép thường có y≤1000MPa;
Tác giả trường ĐH Xây dựng sử dụng tro trấu, tro bay, không sử dụng
sợi thép trong thành phần hỗn hợp và chỉ mới tính đến cường độ nén.
Nghiên cứu sinh cùng các tác giả của Trường Đại học GTVT đã thực
hiện nghiên cứu bê tông cường độ siêu cao sử dụng cát Quarzt được nghiền
ra từ đá Quarzt, không sử dụng tro bay, tro trấu mà sử dụng bột Quarzt
nghiền ra từ đá Quarzt và trong hỗn hợp bê tông có thành phần là các sợi
thép cường độ cao.
Như vậy bê tông cường độ siêu cao đối với Việt Nam vẫn còn mang
tính thời sự rất lớn, cần thiết có nhiều nghiên cứu để chế tạo ra bê tông này từ
vật liệu trong nước góp phần bổ sung hoàn thiện hệ thống lý luận, tính toán và
từng bước đưa vào ứng dụng thử nghiệm cho một số công trình xây dựng.
1.3.Mục tiêu của đề tài
Từ vật liệu trong nước, theo các hướng dẫn của thế giới;nghiên cứu chế
tạo ra bê tông cường độ siêu cao từ 120 – 140MPa. Nghiên cứu thực nghiệm
uốn của dầm bê tông cốt thép sử dụng bê tông cường độ siêu cao để xác định
hê số K trong công thức tính cường độ chịu kéo khi uốn. Phân tích ứng xử
uốn của dầm cầu sử dụng bê tông cường độ siêu cao từ đó đề xuất chiều cao
của dầm cầu.
1.4.Nội dung và phương pháp nghiên cứu
Đề tài nghiên cứu lựa chọn vật liệu, thiết kế thành phần, thí nghiệm các
tính chất cơ học của bê tông cường độ siêu cao từ 120 – 140MPa. Phân tích
uốn kết cấu dầm, dầm cầu và từ đó định hướng sử dụng trong kết cấu.

25
Sử dụng phương pháp lý thuyết và thực nghiệm để xác định về thành
phần, các tính năng cơ học của bê tông cường độ siêu cao. Thực nghiệm các
tổ hợp dầm và vận dụng các công thức lý thuyết trên thế giới để tìm ra hệ số
K trong công thức tính cường độ chịu uốn. Sử dụng các phương pháp phân
tích ứng xử uốn của dầm cầu khi sử dụng bê tông cường độ siêu cao để tính
toán và đề nghị chiều cao dầm cầu.
1.5. Kết luận chương 1
Trong vòng vài thập kỉ qua một trong những bước đột phá của ngành bê
tông là nghiên cứu tìm ra bê tông cường độ siêu cao. Đây là một loại vật liệu
công nghệ cao,các quy tắc công nghệ mới liên quan mật thiết đến thành phần
của nó, đến các ứng xử cơ học của loại vật liệu này.
Một kho lưu trữ lớn kiến thức về vật liệu, về các thiết kế hoàn thiện,
các công trình kết cấu sử dụng bê tông cường độ siêu caođang được thực hiện.
Các kiến nghị kỹ thuật tạm thời đã được công bố ở Pháp, Mỹ và Đức. Một số
ứng dụng đầu tiên ởChâu Âu, Châu Á và ở Mỹ đã chứng minh những lợi ích
lớn lao của bê tông cường độ siêu cao về chi phí xây dựng, tính bền vững và
tuổi thọ công trình.
Với những ưu điểm vượt trội của loại vật liệu mới này, cho phép chúng
ta có những suy nghĩ về việc nghiên cứu bê tông cường độ siêu caotừ các vật
liệu thành phần trong nước. Việc nghiên cứu bê tông cường độ siêu cao với
vật liệu tại Việt Nam trên cơ sở tham khảo những kết quả nghiên cứu của các
nước trên thế giới sẽ mở ra một hướng đi mới trong ngành vật liệu xây dựng,
bỡi vì bê tông cường độ siêu caomang lại các ưu điểm sau:
- Độ dai: khả năng hỗ trợ sức chịu tải kể cả sau khi xuất hiện vết nứt
(kết cấu vẫn còn khả năng tăng sức chịu tải).
- Siêu cường độ nén: cường độ nén có thể đạt được từ 100 đến
>200MPa.
- Độ bền rất cao: nâng cao tuổi thọ lâu dài cho kết cấu, công trình.

26
- Cường độ chịu kéo khi uốn tăng caocó thể lên đến 40MPa đây là điểm
khắc phục nhược điểm lớn nhất của các cấu kiện bê tông
- Khả năng chống thấm Ion Clo cao.
- Khả năng chịu mài mòn, va đập cao.
- Giảm thiểuhàm lượng cốt thép thường và cốt thép cấu tạo trong kết
cấu công trình.
- Giảm thiểu đến mức tối đa từ biến và co ngót của kết cấu trong quá
trình bê tông đông kết.
Như vậy bê tông cường độ siêu cao là bước đột phá trong công nghệ
vật liệu xây dựng nói chung và bê tông nói riêng. Sản phẩm của nó chắc chắn
sẽ được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực, như thay thế các mặt sàn cầu
cũ đã hư hỏng, làm mặt cầu lắp ghép kết hợp với dầm bê tông dự ứng lực để
đẩy nhanh tiến độ thi công và tuổi thọ công trình, sử dụng làm dầm cầu; Sử
dụng trong cột, sàn của các tòa cao ốc, làm mặt đường cao tốc, mặt đường
băng sân bay, sử dụng trong các đê, đập thủy lợi, trong các môi trường có
mức độ xâm thực, ăn mòn lớn…
Nghiên cứu và ứng dụng bê tông cường độ siêu cao với các vật liệu tại
Việt Nam để thay thế cho một số hạng mục kết cấu cầu, đường bộ hiện nay
đang dùng bê tông truyền thống cấp 40-70MPa và từng bước nghiên cứu ứng
dụng bê tông cường độ siêu cao trong một số hạng mục kết cấu công trình
cầu, đường hiện đại, trong các công trình kỹ thuật quân sự và các công trình
đặt biệt khác là cần thiết.

27
CHƯƠNG 2
VẬT LIỆU CHẾ TẠO VÀ THIẾT KẾ THÀNH PHẦN
BÊ TÔNG CƯỜNG ĐỘ SIÊU CAO
2.1. Tổng quát về thiết kế thành phần bê tông cường độ siêu cao
Trong 10 năm gần đây công nghệ bê tông đã có những bước tiến rất
nhanh. Bê tông chất lượng cao (HPC) đã dần thay thế bê tông truyền thống
(NC) trong các công trình xây dựng [1]. Bê tông cường độ siêu caocó độ bền
cao và có cường độ nén từ 120 đến >150MPa thi công và bảo dưỡng trong
điều kiện bình thường đã được tiến hành nghiên cứu ở Canada 38, Đan
Mạch 40 Đức 28, 36, Mỹ 45, 49. Trung Quốc[50], 52 và Anh [44]
Pháp 42... Các kết quả nghiên cứu về bê tông cường độ siêu cao bao gồm
lựa chọn vật liệu,thiết kế thành phần,xác định các tính năng, xác định mô hình
cơ học vật liệu phục vụ thiết kế kết cấu,các thử nghiệm trên kết cấu thật và đã
bước đầu áp dụng trong các kết cấu nhà,bến cảng, cầuvà các công trình đặc
biệt khác.
Bê tông cường độ siêu cao là một loại vật liệu trên cơ sở chất dính kết
xi măng. Nguyên tắc cơ bản để cải thiện tính chất của bê tông là giảm các
khuyết tật, giảm thiểu tối đa các vết vi nứt và lỗ rỗng mao quản, trong bê
tông. Các nghiên cứu đầu tiên về bê tông này ở Pháp và Canada38 sử dụng
xi măng trong khoảng 900-1200 kg/m3
.
2.2. Vật liệu chế tạo
Trong chương này, Nghiên cứu sinh trình bày các nghiên cứu về vật
liệu để chế tạo bê tông cường độ siêu cao như: xi măng, cốt liệu, bột, muội
silic, nước, chất siêu dẻo, sợi thép.
2.2.1. Xi măng
Các nghiên cứu về bê tông cường độ siêu cao trên thế giới thường sử
dụng xi măng PCA 42,5 ; PCA 52,5; PCA 62,5 loại I và loại III. Trên thế giới,
xi măng thường được phân loại theo tiêu chuẩn ASTM, được chia ra làm 5

28
loại.Nghiên cứu sinh sử dụng xi măng Pooclăng loại I là PC40 để làm vật liệu
nghiên cứu là phù hợp với quốc tế và thực tế ở xi măng Việt Nam.
Xi măng có thành phần khoáng theo ASTM như ở bảng 2.1 :
Bảng 2.1: Thành phần khoáng vậtcủa xi măng (%) theo ASTM
ASTM
Nhóm
C3S C2S C3A C4AF
N1 55 16 11 7
N2 44 26 5 15
N3 63 10 10 8
N4 25 47 4 15
N5 40 40 4 9
Trong đó: Nhóm 1 và 2 là xi măng tiêu chuẩn,chế độ nhiệt bình thường
Nhóm 3 là nhóm cần lưu ý về chế độ nhiệt
Nhóm 4 và 5 dùng cho kết cấu bê tông đặc biệt (ít tỏa nhiệt)
Chất kết dính (xi măng) có vai trò chủ chốt trong việc liên kết các loại
vật liệu rời rạc thành khối bê tông đồng nhất. Tuy vậy, nếu quá nhiều xi măng
sẽ làm bê tông có cường độ thấp, độ bền không tốt và ảnh hưởng đến môi
trường. Việc nghiên cứu bê tôngcường độ siêu cao gắn liền với việc giảm
lượng xi măng trong hỗn hợp và thay vào đó là những phụ gia khoáng với cỡ
hạt siêu nhỏ.
Thành phần khoáng vật của xi măng PC40 phổ biến ở Việt Nam được
ghi ở bảng 2.2 .
Bảng 2.2: Thành phần khoáng vật của xi măng PC40 Việt Nam
Loại C3S C2S C3A C4AF
Hoàng Thạch 56 18 10 10
Bỉm Sơn 67 8 5 15
Chinfon 51 23 8 10
Bút Sơn 51 24 8.5 11
Nghi Sơn 52 29 6 10

29
Luận án sử dụng loại xi măng PC40-Bút Sơn, thí nghiệm theo tiêu
chuẩn TCVN có đặc tính kĩ thuật sau:
-Khối lượng riêng 3,13 g/cm3
.
-Lượng nước tiêu chuẩn 28 %
-Độ ổn định thể tích 2,2mm
-Độ mịn (lượng sót trên sàng 0,08mm) là 3,7%
-Thời gian bắt đầu đông kết 120 phút,kết thúc đông kết 216 phút
-Cường độ kéo uốn 3 ngày 5,87 MPa và cường độ chịu nén 22,2 MPa
-Cường độ kéo uốn 7 ngày 6,5 MPa và cường độ chịu nén 30 MPa
-Cường độ kéo uốn 28 ngày 7 MPa và cường độ chịu nén 43 MPa
2.2.2. Các phụ gia hóa học
Các phụ gia hóa học nói chung đều được sản xuất từ lignin sunphonat,
các axít cacbonxilic (phenol cao phân tử) được hydrat hóa, các nhóm hydrat –
cacbon, Melamin, Naptalin. Việc chọn loại và liều lượng cần tiến hành bằng
các thực nghiệm. Các phụ gia hóa học này góp phần tăng đáng kể cường độ
nén, kiểm soát tốc độ đông kết bê tông, thúc đẩy nhanh cường độ, cải thiện
khả năng làm việc và độ bền theo thời gian của bê tông.
Chất làm chậm góp phần kiểm soát quá trình hydrat hóa ban đầu vì
vậy nó tạo cho bê tông tốc độ đông kết mong muốn trong các điều kiện thời
tiết được dự kiến trước.
Các chất giảm nước thông thường ASTM C494 kiểu A có tác dụng
làm tăng cường độ, kéo dài thời gian đông kết, độ sụt của bê tông tăng
khoảng 2 lần.
Chất giảm nước cao ASTM C494 loại F và G mang lại cường độ cao
hơn và sớm hơn. Chất giảm nước cao nhằm mục đích tăng cường độ nếu giữ
nguyên độ sụt hoặc tăng độ sụt từ 3-4 lần nếu giữ nguyên cường độ. Ở Việt
Nam các chất này gọi là các phụ gia siêu dẻo đã được dùng phổ biến trong các
công trình cầu lớn với liều lượng từ 0,5-3 lít/100kg xi măng.
Phụ gia siêu dẻo:
Có 5 loại phụ gia siêu dẻo thuộc 3 thế hệ: thế hệ 1 là A, thế hệ 2 là B
và thế hệ 3 là C.

30
+ A- Ligno Sul phonates (LS):
Là phụ gia siêu dẻo thế hệ 1 từ các chất cao phân tử tự nhiên Lignin (từ
gỗ và senlulo), độ giảm nước tối đa là 10%, có thể làm chậm đông kết, độ sụt
giảm 30% sau 30 phút, lượng dùng ≈ 2,5% lượng xi măng
+ B1-Polime gốc sulphonat melamin:
Phụ gia siêu dẻo gốc URE và Phormadehyd có tác dụng giảm nước tối
đa đến 25%, lượng dùng từ 1,5-2,5%khối lượng xi măng, giảm độ sụt đến
50% sau 40 phút và cho cường độ sớm (R3 = 0,85R28), thời gian thi công
ngắn, tỷ lệ N/X < 0,4 và phù hợp với khí hậu nóng.
+ B2 – Naphthalen Sulphonat Polycondesat :
Nguồn gốc từ than đá, giảm nước tối đa 25%, lượng dùng 1,5-2,5%
khối lượng xi măng, giảm độ sụt đến 50% sau 50 phút.
+ B3 – Chất siêu dẻo thế hệ thứ hai: Vinylcopolyme:
Thành phần chính là : Sunfonat Vinylcopolyme (dầu thô)
Giảm nước tối đa đến 30%, lượng dùng 1,5-2% khối lượng xi
măng, giảm độ sụt ban đầu đến 50% sau 100 phút, tạo ra độ sụt đến 22
cm, kéo dài thời gian thi công.
+ C – Chất siêu dẻo thế hệ ba: PolyCarboxylat (PC):
Gốc Polyme cao phân tử tổng hợp, giảm nước tới 40 % (tỷ lệ N/X có
thể đến 0,27), bê tông có thể đạt đến độ sụt 22 cm, cho cường độ cao, duy trì
được tính công tác trong thời gian dài.
Loại phụ gia đặc biệt này có thể thay đổi cấu tạo phân tử để phụ gia
phù hợp với các yêu cầu đặc biệt. Với bê tông cường độ siêu cao thường dùng
chất phụ gia siêu dẻo loại PC (phụ gia siêu dẻo thế hệ thứ 3); với bê tông tự
đầm có thể dùng loại cải tiến là: Polyme Viscocrete (PV)
Các phụ gia siêu dẻo có thể thí nghiệm theo tiêu chuẩn Anh – BS 5075;
ASTM – C494. Ở Việt Nam có thể chọn các chất siêu dẻo chế tạo trong nước
và các sản phẩm của Sika, của Đức, Ý, của Mỹ.
Luận án sử dụng phụ gia PolyCarboxylat của hãng Sika Việt Nam
với kí hiệu 3000-20 (chất siêu dẻo thế hệ thứ 3) với các tính năng nhưtrong
bảng 2.3:

31
Bảng 2.3: Các tính năng của phụ gia
Mô tả sản phẩm
SikaViscocret3000-20 là chất hoá dẻo công nghệ cao
gốc polyme thế hệ thứ 3 với hiệu quả tạo độchảy và giúp
bê tông bơm được dễ dàng
Sika Viscocret 3000-20 phù hợp với tiêu chuẩn ASTM
C494 loại G
Gốc Polycarboxylat cải tiến trong nước
Dạng./Màu Chất lỏng/Màu nâu nhạt
Đóng gói Thùng 5/25/2000 lít
Điều kiện lưu trữ Lưu trữ trong điều kiện khô ráo,tránh ánh nắng mặt trời
trực tiếp và nhiệu độ từ +5C và 30C
Thời hạn sử dụng 6 tháng nếu lưu trữ đúng cách trong bao bì nguyên chưa mở
Độ pH 4,50 ÷ 6,50
Liều lượng thông
thường
0,7÷2,5 lit/100g chất kết dính
2.2.3. Muội silic
Muội silic là một sản phẩm phụ được lấy ra từ quá trình nung thạch anh
với than đá trong các lò hồ quang điện của ngành sản xuất silicon và các hợp
kim thép silicon, khói bay ra có hàm lượng dioxit silic vô định hình cao và
chứa các tinh thể hình cầu rất mịn.
Muộisilic gồm các hạt thủy tinh rất mịn với một diện tích bề mặt lên tới
20.000 m2
/kg khi được đo bằng phương pháp hấp thụ Nitơ. Sự phân bố bề
mặt kích thước hạt của một loại muội silic điển hình cho thấy hầu hết các hạt
đều nhỏ hơn 1m với đường kính trung bình khoảng 0,1m nhỏ hơn kích
thước của hạt xi măng gấp 100 lần. Trọng lượng riêng của muội silic phổ biến
là 2,2g/cm3
, nhưng cũng có thể cao hơn 2,5g/cm3
. Khối lượng thể tích được
lựa chọn từ 160-320kg/m3
.
Muộisilic vì có hàm lượng dioxit silic và độ mịn cực cao nên là vật liệu
có hiệu ứng Puzolanic cao. Muộisilic phản ứng vớiCa(OH)2 trong quá trình
hydrat hóa xi măng để tạo ra hợp chất kết dính bền vững-CSH (canxi Silicat
hydrat). Muội silic được sử dụng làm phụ gia cho bê tông cường độ cao và bê

tông cường độ si
vi từ 5-15% lư
Sơ đ
Các thành ph
trình bày
Các chỉ tiêu k
Hàm lượng SiO
Hàm lượng SiO
Free CaO (%)
Free SiO
Độ ẩm (%)
Lượng m
Diện tích b
Độ hoạt hóa P
tuổi 7 ngày (%)
Độ hoạt hóa P
tuổi 28 ngày (%)
Độ mịn (
Khối lượ
ờng độ siêu cao. Hàm lượng muội
15% lượng xi măng.
Sơ đồ phản ứng hóa học và sơ đ
SiO
Hình 2.1: Sơ đồ
Các thành phần hóa học của muội Silic
trình bày ở bảng 2.4
Bảng 2.4: Tiêu chu
(Các quy định sau đây đ
tiêu kỹ thuật
ng SiO2
ng SiO3
e CaO (%)
O2 (%)
m (%)
ng mất khi nung (%)
n tích bề mặt rỗng
t hóa Puzơlan với xi măng
i 7 ngày (%)
t hóa Puzơlan với xi măng
i 28 ngày (%)
(lượng tích lũy trên sàng 45
ợng riêng (kg/m3
)
32
ợng muội silic thông thường nằm trong phạm
và sơ đồ sản xuất của Silica Fume
SiO2+2C=Si+2CO
ồsản xuất Silica Fume
ần hóa học của muội Silic theo tiêu chuẩn ASTM
chuẩn ASTM về muội silic
ịnh sau đây được lấy từ ASTM C1240-
ASTM C1240
i xi măng Pooclăng ở
i xi măng Pooclăng ở
ên sàng 45m) (%)
85,0
<3,0
<6,0
>15
>105
<10
2200
ờng nằm trong phạm
ồ sản xuất của Silica Fume:
ẩn ASTM được
-93)
ASTM C1240 EN 13263
>85,0
<2,0
<1,0
<0,4
<4,0
>15 &<35
>100

33
Cơ chế hoạt động của khoáng siêu mịn:
Hai loại phản ứng hoá học là thủy hóa và puzơlan
XM + H2O  CSH + CH (không bền nước)
Si2O + CH + H2O  CHS (bền nước)
Phân tích thành phần hóa học của các loại khoáng siêu mịn, hình 2.2
Hình 2.2: Biểu đồ phân tích thành phần hóa học các khoáng siêu mịn
Cơ chế lấp đầy lỗ rỗng của hạt xi măng và độ rỗng trong các gel của đá
xi măng thể hiện qua đường kính hạt của phụ gia khoáng siêu mịn. Do đường
kính hạt nhỏ d <1m, nên muội Silic là có hiệu quả nhất.Các phụ gia khoáng
và xi măng cần được đánh giá thông qua các mẻ trộn trong phòng thí nghiệm
để xác định các đường cong dùng cho việc lựa chọn khối lượng xi măng và
phụ gia khoáng cần thiết để đạt được mong muốn
Theo tài liệu 33 (Larrard) khuyên sử dụng muội Silic trắng, một sản phẩm
phụ của việc sản xuất siliconđược chọn với thành phần SiO2 lớn hơn 92,7%, tỷ
diện tích là 14 m2
/g, tỷ trọng là 2.350 kg/m3
. Theo 29 thì hàm lượng SiO2 chỉ cần
80-99%, Al2O3 là từ 0,5-3%, Fe2O3 là từ 0,1-5%, CaO là từ 0,7-2%,tỷ diện tích từ
16-22 m2
/g. Khối lượng riêng từ 2,2 đến 2,4g/cm3
.
Luận án sử dụng muội Silic do Sika Việt Nam bán trên thị trường cũng
có tính năng đảm bảo các tiêu chuẩn trênvà phù hợp với tiêu chuẩn ASTM
1230-95a, như trong hình 2.3
80
60
40
20
20
40
60
80
SiO2
CaO Al2O3
80 60 40 20
SiCaFume
Fly ahs
Slag
OPC
Mªtacaolanh

2.2.4. Cố
Cốt liệu lớn: Luận án s
Nghiên c
kính lớn
chuẩn hư
2.2.4.1. Ngu
Khi b
siêu cao,
mm. Có nhi
đường kính khác nhau m
đường kính đến 1mm.
cường độ si
Quartz với kích th
cao, ngoài ra
hàm lượng chất kết dính
Lo
Quartz tại mỏ Thanh S
Hình 2
ốt liệu lớn
ốt liệu lớn: Luận án sử dụng cát
Nghiên cứu sinh đã nghiên cứu các
ớn nhất, cấp phối hạt, nghiền đá
hướng dẫn của quốc tế.
Nguồn gốc của cốt liệu
Khi bắt đầu nghiên cứu về bê tông
người ta đã sử dụng các loại cát thạch anh có đ
mm. Có nhiều tác giả đã tìm kiếm các loại cốt liệu khác để thay thế với các
ờng kính khác nhau mà chủ yếu l
ờng kính đến 1mm. Thời gian gần đây
ờng độ siêu cao người ta thường sử dụng cát
ới kích thước hạt nhỏ sẽ làm cho tính đ
ngoài ra cường độ của bê tông c
ợng chất kết dính 33.
Loại cát Quartz sử dụng trong nghiên c
ại mỏ Thanh Sơn-Phú Thọ,
Hình 2.4: Mỏ Quartzit Thanh Sơn
34
Hình 2.3: Muội silic
ử dụng cát Quartz được nghiền
các tài liệu và các lý thuyết để xác định đ
ền đá Quartz thành cát theo đúng
ê tông chất lượng cao và bê tông cư
ử dụng các loại cát thạch anh có đường kính t
ếm các loại cốt liệu khác để thay thế với các
ủ yếu là sử dụng cát nghiền từ đá Bazan với
ời gian gần đây 46, 36khi nghiên c
ờng sử dụng cát Quartz. Vi
àm cho tính đặc chắc của bê tông đư
ê tông cũng được cải thiện đáng kể v
trong nghiên cứu này được nghiền từ loại đá
như ở hình 2.4
Quartzit Thanh Sơn – Phú Thọ
ợc nghiền từ đá Quarzt.
ể xác định đường
thành cát theo đúng các tiêu
và bê tông cường độ
ng kính từ 0,5-8
ếm các loại cốt liệu khác để thay thế với các
ử dụng cát nghiền từ đá Bazan với
khi nghiên cứu bê tông
Quartz. Việc sử dụng cát
ê tông được tăng
ợc cải thiện đáng kể và giảm được
ợc nghiền từ loại đá
ọ

35
Đá Quartzit này là loại đá thuộc nhóm đá biến chất, kiến trúc hạt biến
tinh với cấp hạt mịn là chính. Thành phần khoáng vật chủ yếu là thạch anh,
ngoài ra còn gặp xirexit, fenpat.
Loại đá này có màu vàng, trắng, hồng nhạt hoặc xám. Đá rất cứng, khó
bị phong hóa khi lộ ra ngoài không khí. Ở Việt Nam thường gặp nhiều ở
Thanh Hóa, Phú Thọ, Lạng Sơn…
Thành phần hóa học của loại đá này như trong bảng 2.5 (kết quả thử
nghiệm tại Phòng Vilas 003- Viện Vật liệu xây dựng Hà Nội).
Bảng 2.5: Thành phần hóa học của đá Quartz
STT Tên chỉ tiêu khoáng hóa Kết quả Đơn vị Phương pháp thử
1 SiO2 98,55 % TCVN6927-2001
2 Fe2O3 0,10 % TCVN6927-2001
3 Al2O3 0,32 % TCVN6927-2001
4 CaO 0,05 % TCVN6927-2001
5 MgO 0,02 % TCVN6927-2001
6 SO3 0,00 % TCVN6927-2001
7 K2O 0,09 % TCVN6927-2001
8 Na2O 0,03 % TCVN6927-2001
2.2.4.2. Đường kính lớn nhất và cấp phối của cát Quartz
Tuỳ theo yêu cầu về cường độ của bê tông mà đường kính lớn nhất của
cốt liệu có thể thay đổi.Theo 33 khi phân tích về tối ưu độ chặt của bê tông,
F.de Larrard cho rằng đường kính lớn nhất của cốt liệu có ảnh hưởng rất quan
trọng đến độ đặc tối ưu của hỗn hợp cốt liệu, do đó sẽ ảnh hưởng đến cường
độ nén của bê tông. Cường độ nén của bê tông phụ thuộc vào độ dày của lớp
vữa tối đa
*3
( / 1)me D g g  (2-1)
Trong đó: em= 0,1 đến 5 mm. Nếu chọn em = 0,1 thì D = 0,5mm
D là kích thước lớn nhất của cốt liệu
g* là thể tích đặc của cốt liệu
g là thể tích cốt liệu

La42.018 nghiên cứu thành phần, tính chất cơ học bê tông cường độ siêu cao và ứng dụng trong kết cấu cầu

La42.018 nghiên cứu thành phần, tính chất cơ học bê tông cường độ siêu cao và ứng dụng trong kết cấu cầu

Recomendados

Recomendados

Más contenido relacionado

La actualidad más candente

La actualidad más candente (20)

Similar a La42.018 nghiên cứu thành phần, tính chất cơ học bê tông cường độ siêu cao và ứng dụng trong kết cấu cầu

Similar a La42.018 nghiên cứu thành phần, tính chất cơ học bê tông cường độ siêu cao và ứng dụng trong kết cấu cầu (20)

Más de https://www.facebook.com/garmentspace

Más de https://www.facebook.com/garmentspace (20)

Último

Último (20)

La42.018 nghiên cứu thành phần, tính chất cơ học bê tông cường độ siêu cao và ứng dụng trong kết cấu cầu