ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

NGUYỄN HOÀNG DI

NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM KHẢ NĂNG
CHỊU UỐN CỦA DẦM BÊ TÔNG CỐT THÉP CÓ
TRO BAY THAY THẾ XI MĂNG

Chuyên ngành: Kỹ thuật Xây dựng Công trình dân dụng và công nghiệp
Mã số: 60.58.02.08

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

Ng

ih

ng d n h

h c: TS NGUYỄN VĂN CH NH

Đà Nẵng - Năm 2019


LỜI CAM ĐOAN
Đề tài “Nghiên cứu thực nghiệm khả năng chịu uốn của dầm bê tông cốt thép
có tro bay thay thế xi măng” dưới sự hướng dẫn của TS. Nguyễn Văn Chính được
Hiệu trưởng trường Đại học Bách khoa Đà Nẵng Quyết định giao nhiệm vụ tại Quyết
định số 1528/QĐ-ĐHBK, ngày 14 tháng 9 năm 2018.
Tôi cam đoan đây là đề tài nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu, kết quả

Từ hó : Tro bay, dầm bê tông cốt thép, khả năng chịu uốn, lực, chuyển vị.
Project title:
EXPERIMENTAL STUDY OF BENDING RESISTANCE OF REINFORCED
CONCRETE BEAMS WITH FLY ASH REPLACING CEMENT
Abstract:
The project studied the flexural performance of reinforced concrete beams in which fly ash
from Vinh Tan power station was used to replace cement in the proportions of 0%, 10%, 20%
and 40%. Twelve reinforced concrete beams, dimensions of 100x150mm in cross section and
1000mm in longitudinal were cast and cured in water. These beams were flexurally tested
under 4 points bending at 28 days, 56 days and 90 days respectively.
The results show that fly ash does not affect the load and deflection curves. Fly ash reduced
slightly the flexural loads of reinforced concrete beams even when 40% was used to replace
cement. Whithin the range of proportion replacement from 10% to 40%, all beams were failed
in flexure. With in the range of investigation, fly ash can be used to replace cement in RC
beams. Further research should be conducted at varied proportions of fly ash replacement and
for different sources of fly ash.
Key words: fly ash, reinforced concrete beam, flexural performance, load, deflection.


MỤC LỤC
TRANG BÌA
LỜI CAM ĐOAN
MỤC LỤC
TRANG TÓM TẮT LUẬN VĂN
DANH MỤC CÁC BẢNG
DANH MỤC CÁC HÌNH
MỞ ĐẦU ......................................................................................................................... 1
1. Tính cấp thiết của đề tài ......................................................................................1
2. Mục tiêu của đề tài ..............................................................................................2
. Đối tượng nghiên cứu .........................................................................................2

2.1.5. Tro bay ........................................................................................................27
2.1.6. Cốt thép .......................................................................................................31
2.2. THIẾT BỊ SỬ DỤNG TRONG THÍ NGHIỆM .....................................................32
2.2.1.Ván khuôn ....................................................................................................32
2.2.2. Đầm bê tông ................................................................................................32
2.2.3. Máy nén ......................................................................................................32
2.2.4. Phòng dưỡng hộ mẫu ..................................................................................33
2.2.5. Máy trộn bê tông: sử dụng máy trộn dung tích 00l ..................................34
2.2.6. Thiết bị uốn dầm bê tông: ...........................................................................34
2. KẾT LUẬN .............................................................................................................35
CHƯƠNG . NGHI N C U THỰC NGHIỆM KHẢ NĂNG CHỊU UỐN C A DẦM
B T NG CỐT THÉP CÓ TRO BAY THAY THẾ XI MĂNG ................................. 36
.1. GIỚI THIỆU CHUNG ...........................................................................................36
.2. CHƯƠNG TRÌNH THÍ NGHIỆM .........................................................................36
.2.1. Vật liệu sử dụng trong thí nghiệm ..............................................................36
.2.2. Chi tiết về chương trình thí nghiệm. ...........................................................36
.2. . Chi tiết về mẫu dầm BTCT sử dụng trong thí nghiệm. ..............................37
.2.4. Đúc mẫu và dưỡng hộ mẫu .........................................................................37
.2.5. Xác định độ sụt của các thành phần cấp phối .............................................39
.2.6. Thí nghiệm xác định cường độ chịu nén của bê tông .................................40
.2.7. Thí nghiệm uốn dầm BTCT ........................................................................42
. . KẾT UẢ VÀ THẢO LUẬN ................................................................................43
. .1. Độ sụt của hỗn hợp bê tông tươi .................................................................43
. .2. Cường độ chịu nén của bê tông ..................................................................43
. . . uan hệ lực uốn- chuyển vị giữa dầm của các dầm BTCT ........................44
. .4. Hình dạng vết nứt .......................................................................................48
.4 KẾT LUẬN CHƯƠNG ...........................................................................................49
KẾT LUẬN CHUNG VÀ KİẾN NGHỊ ........................................................................ 50
TÀI LIỆU THAM KHẢO
UYẾT ĐỊNH GIAO Đ TÀI LUẬN VĂN TH C SĨ (BẢN SAO)

Bảng .5. Kết quả uốn dầm bê tông cốt thép ................................................................44


DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 1.1. Cấu trúc của bê tông ........................................................................................4
Hình 1.2. Đồ thị tăng cường độ theo thời gian ................................................................6
Hình 1. . Sự phụ thuộc của cường độ bê tông vào lượng nước nhào trộn ................7
Hình 1.4. Các dạng khe nứt trong dầm đơn giản ...........................................................16
Hình 1.5. Phá hoại ở dầm ..............................................................................................17
Hình 1.6. Các giai đoạn của trạng thái ứng suất - biến dạng trên tiết diện thẳng góc. ..19
Hình 2.1. Cát đúc bê tông, mỏ cát Túy Loan ................................................................22
Hình 2.2. Đá 1x2, mỏ đá Phước Tường.........................................................................22
Hình 2. . Xi măng Sông Gianh PCB 40 ........................................................................24
Hình 2.4. Tro bay Vĩnh Tân 4 .......................................................................................27
Hình 2.5. Hình về chứng thư của tro bay ......................................................................29
Hình 2.6. Hình về chứng thư của tro bay ......................................................................30
Hình 2.7. Thép

8 tròn trơn - Việt Mỹ (VAS) ............................................................31

Hình 2.8. Thí nghiệm kéo thép ......................................................................................31
Hình 2.9. Ván khuôn đúc mẫu nén và đo độ sụt bê tông...............................................32
Hình 2.10. Máy nén bê tông ..........................................................................................33
Hình 2.11. Khu Thí nghiệm và bể ngâm bảo dưỡng mẫu .............................................33
Hình 2.12. Lắp đặt dầm vào gối để thực hiện uốn dầm ................................................34
Hình 2.1 . Thiết bị đo lực và đọc số liệu ......................................................................34
Hình 2.14. Thiết bị đo chuyển vị ...................................................................................35
Hình .1. Chi tiết dầm BTCT ........................................................................................37
Hình .2. Cân, đo các thành phần cấp phối và trộn bê tông ..........................................38
Hình . . Dưỡng hộ mẫu dầm BTCT ............................................................................39

1
MỞ ĐẦU
1 Tính cấp thiết củ đề tài
Trong nhiều thế kỷ qua, con người luôn tìm kiếm một vật liệu xây dựng thỏa mãn
các yêu cầu về sử dụng, chịu lực, độ bền và hiệu quả kinh tế. Cùng với sự phát triển
của khoa học nhiều loại vật liệu mới đã được nghiên cứu và chế tạo thành công trong
đó có tro bay để thay thế xi măng. Tro bay là sản phẩm được tạo ra từ quá trình đốt
than của các nhà máy nhiệt điện. Các hạt bụi tro được đưa ra qua các đường ống khói
sau đó được thu hồi từ phương pháp kết sương tĩnh điện hoặc bằng phương pháp lốc
xoáy. Tro bay là những tinh cầu tròn siêu mịn được cấu thành từ các hạt silic có kích
thước hạt là 0,05 micromet, nhờ bị thiêu đốt ở nhiệt độ rất cao trong lò đốt nên có tính
puzzolan là tính hút vôi rất cao [13].
Nhờ độ mịn cao, độ hoạt tính lớn cộng với lượng silic tinh ròng (SiO2) có rất
nhiều trong tro bay, nên khi kết hợp với ximăng puzzolan hay các loại chất kết dính
khác sẽ tạo ra các sản phẩm bê tông có khả năng tăng mác bê tông, giảm khả năng xâm
thực của nước, chống chua mặn; chống rạn nứt, giảm co gãy, cải thiện bề mặt sản
phẩm và có tính chống thấm cao; tính chịu lực cao của bê tông; chống được sự xâm
nhập của acid sul uric của bê tông hiện đại; tạo tính bền sul at cho bê tông của xi măng
portland; hạ nhiệt độ cho bê tông [14].
Bê tông cốt thép là sự kết hợp giữa bê tông và cốt thép, bê tông là một loại đá
nhân tạo, giòn có cường độ chịu nén (Rb) tốt, cường độ chịu kéo (Rbt) kém. Thép là
loại vật liệu đàn hồi có độ dẻo tương đối lớn có cường độ chịu nén và cường độ chịu
kéo khá cao. Bê tông và cốt thép là sự kết hợp hợp lý giữa hai loại vật liệu có tính chất
cơ học khác nhau để tạo nên một loại vật liệu mới có nhiều ưu điểm. Bê tông và cốt
thép có thể cùng cộng tác chịu lực là do lực dính, chúng có thể truyền lực từ bê tông
sang cốt thép hoặc ngược lại. Lực dính có tầm quan trọng hàng đầu đối với bê tông cốt
thép, nhờ lực dính mà cường độ cốt thép mới được khai thác triệt để, giảm bề rộng vết
nứt ở miền bê tông chịu kéo, [4].
Khả năng chịu uốn của dầm bê tông cốt thép (BTCT) phụ thuộc chủ yếu vào
cường độ chịu nén, kéo của bê tông, cường độ chịu kéo, nén của cốt thép và lực dính

các tỉ lệ là 10%, 20% và 40%. Cốt thép trong dầm có cốt dọc chịu lực dùng thép Ф8
tròn trơn.
- Thí nghiệm khả năng chịu lực của dầm bê tông cốt thép tại các thời điểm 28,
56, 90 ngày.
- Các thông số cần đo đạc và đánh giá: Biểu đồ quan hệ giữa lực - chuyển vị
đứng tại vị trí giữa dầm; hình dánh, chiều dài và bề rộng của vết nứt trên dầm bê tông
cốt thép.
4 Phạm vi nghiên c u.
- Nghiên cứu tổng quan về sự làm việc của dầm bê tông cốt thép và các nhân tố
ảnh hưởng đến khả năng chịu uốn của dầm bê tông cốt thép.
- Nghiên cứu tổng quan về vai trò của tro bay đối với sự phát triển cường độ chịu
nén, kéo của bê tông.
- Thực hiện các thí nghiệm dựa trên tiêu chuẩn: TCVN 105:199 : Hỗn hợp bê
tông nặng và bê tông nặng - Lấy mẫu, chế tạo và bảo dưỡng mẫu thử; TCVN
106:199 : Hỗn hợp bê tông nặng - Phương pháp thử độ sụt; TCVN 118:199 : Bê
tông nặng - Phương pháp xác định cường độ nén.
- Thí nghiệm uốn dầm bê tông cốt thép dựa vào phương pháp uốn 4 điểm theo


3
tiêu chuẩn TCVN 119 : 199 .
- Phân tích các kết quả thí nghiệm về khả năng chịu uốn của dầm bê tông cốt
thép dựa vào biểu đồ quan hệ lực – chuyển vị giữa dầm và vết nứt của dầm bê tông cố
thép.
- Đánh giá sự ảnh hưởng của tro bay thay thế xi măng đến khả năng chịu uốn của
dầm bê tông cốt thép dựa vào việc phân tích kết quả trên.
5 Bố cục củ luận văn
Chương 1: Tổng quan về bê tông, dầm bê tông cốt thép và tro bay, ứng dụng của
tro bay trong xây dựng.
Chương 2: Vật lıệu sử dụng và thıết bị thí nghıệm.

Các quá trình này làm cho bê tông trở thành vật liệu vừa có tính đàn hồi vừa có tính
dẻo.

Hình 1.1. Cấu trúc của bê tông


5

Bê tông được phân loại như sau:
Theo cấu trúc: Bê tông đặc chắc, bê tông có lỗ rỗng (dùng ít cát), bê tông tổ ong,
bê tông xốp.
Theo dung trọng: bê tông nặng (γ = 2200 ÷ 2500 daN/m3); bê tông nặng cốt liệu
bé (γ = 1800 ÷ 2200 daN/m3); bê tông nhẹ (γ < 1800 daN/m3); bê tông đặc biệt nặng (
γ > 2500 daN/m3).
Theo chất kết dính: bê tông xi măng, bê tông nhựa, bê tông chất dẻo, bê tông
thạch cao, bê tông xỉ, bê tông sillicat.
Theo phạm vi sử dụng: bê tông làm kết cấu chịu lực, bê tông chịu nóng, bê tông
cách nhiệt, bê tông chống xâm thực v.v…
Theo thành phần hạt: bê tông thông thường, bê tông cốt liệu bé, bê tông chèn đá
hộc.
1.1.2. C ng độ củ bê tông.
Cường độ của bê tông là chỉ tiêu quan trọng thể hiện khả năng chịu lực của vật
liệu. Cường độ của bê tông phụ thuộc vào thành phần và cấu trúc của nó. Với bê tông
cần xác định cường độ chịu nén và cường độ chịu kéo.
Cường độ chịu nén được xác định dựa và việc thí nghiệm nén mẫu. Mẫu có thể
chế tạo bằng các cách khác nhau như lấy hỗn hợp bê tông đã được nhào trộn để đúc
mẫu hoặc dùng thiết bị chuyên dùng khoan lấy mẫu từ kết cấu có s n. Mẫu đúc từ hỗn
hợp bê tông có hình dáng là khối vuông cạnh a (a = 100; 150; 200mm), khối hình trụ
có đáy vuông hoặc tròn, được thực hiện theo điều kiện chuẩn trong thời gian 28 ngày.
Bê tông thông thường có R= 5÷ 0 Mpa. Bê tông có R> 40Mpa là loại cường độ cao.

28

t

Hình 1.2. Đồ thị tăng cường độ theo thời gian
Trong môi trường thuận lợi (nhiệt độ dương, độ ẩm cao) sự tăng cường độ có thể
kéo dài trong nhiều năm. Còn trong điều kiện khô hanh hoặc nhiệt độ thấp sự tăng
cường độ trong thời gian sau này là không đáng kể.
Dùng hơi nước nóng để bảo dưỡng BT làm cho cường độ tăng rất nhanh trong
vài ngày đầu, nhưng sẽ làm cho BT trở nên dòn hơn và có cường độ cuối cùng thấp
hơn so với BT được bảo dưỡng theo điều kiện tiêu chuẩn [3].
+Ảnh hưởng của tốc độ gia tải và thời gian tác dụng của tải trọng
Tốc độ gia tải khi thí nghiệm cũng ảnh hưởng đến cường độ của mẫu. Tốc độ gia
tải qui định bằng 2kg/cm2/giây và cường độ đạt được là R. Khi gia tải rất chậm, cường
độ BT chỉ đạt khoảng (0,85-0.90)R. Khi gia tải nhanh, cường độ BT có thể đạt (1,151,20)R.
Thí nghiệm nén mẫu bê tông đến ứng suất 0,90 đến 0,95R, rồi giữ nguyên lực
nén trong thời gian dài thì một lúc nào đó mẫu cũng bị phá hoại. Đó là hiện tượng bê
tông bị giảm
+Ảnh hưởng của tỉ lệ N/X đến cường độ chịu nén, chịu uốn của bê tông
Đá xi măng (mác xi măng và tỷ lệ X/N ) có ảnh hưởng lớn đến cường độ của bê


7
tông. Sự phụ thuộc của cường độ bê tông vào tỷ lệ X/N thực chất là phụ thuộc vào
thể tích rỗng tạo ra do lượng nước dư thừa. Hình 1.3 biểu thị mối quan hệ giữa cường
độ bê tông và lượng nước nhào trộn.
Độ rỗng tạo ra do lượng nước thừa có thể xác định bằng công thức:
r=

N


0
110

120

130

140

150

160

170

180

190

200

l-îng n-íc nhµo trén, kg/m3

Hình 1.3. Sự phụ thuộc của cường độ bê tông vào lượng nước nhào trộn
Ghi chú:
a-Vùng hỗn hợp bê tông cứng không đầm chặt được;
b-Vùng hỗn hợp bê tông có cường độ và độ đặc cao;
c-Vùng hỗn hợp bê tông dẻo;
d-Vùng hỗn hợp bê tông chảy

A1
A
A

- Xi măng hoạt tính cao không trộn phụ
Tốt

gia thuỷ.

0.54

0.34

0.6

0.38

0.5

0.32

0.55

0.35

- Cốt liệu: Đá có 1chỉ tiêu chưa phù hợp 0.45

0.29

0.5

quá giới hạn chảy của nó, làm như vậy sẽ tăng cường độ của thép nhưng làm giảm độ


9
dẻo. Dây thép kéo nguội còn có thể được chuốt qua các khuôn có đường kính nhỏ dần
để nâng cường độ lên cao hơn nữa. Dây thép kéo nguội thường có đường kính ÷ 8
mm. Thép được gia công nhiệt bằng cách nung nóng đến nhiệt độ 950oC trong khoảng
một phút rồi tôi nhanh vào nước hoặc dầu, sau đó nung trở lại đến 400oC và để nguội
từ từ. Làm như vậy sẽ nâng cao cường độ của cốt thép và giữ được độ dẻo cần thiết
[6].
Về hình thức cốt thép được sản xuất thành các thanh có tiết diện tròn, mặt ngoài
nh n (cốt thép tròn trơn) hoặc mặt ngoài có gờ (cốt thép có gờ hoặc cốt thép vằn). Các
gờ trên bề mặt cốt thép có tác dụng nâng cao khả năng dính bám của nó với bê tông.
Để làm cốt cho bê tông cũng có thể dùng các thanh thép hình như thép góc, thép chữ
U, chữ I. Đó là cốt thép cứng có khả năng chịu lực khi thi công.
1.1.4. Bê tông cốt thép
Bê tông là vật liệu đá nhân tạo giòn có cường độ chịu nén Rb tốt, nhưng cường
độ chịu kéo Rbt kém, thép là loại vật liệu đàn hồi có độ dẻo tương đối lớn có cường độ
chịu nén và cường độ chịu kéo khá cao. Bê tông và cốt thép là sự kết hợp hợp lý giữa
hai loại vật liệu có tính chất cơ học khác nhau để tạo nên một loại vật liệu mới có
nhiều ưu điểm. Bê tông cốt thép có thể cùng cộng tác chịu lực là do [6]:
- Bê tông và cốt thép dính chặt với nhau nhờ lực dính nên có thể truyền lực từ bê
tông sang cốt thép, hoặc ngược lại. Lực dính có tầm quan trọng hàng đầu đối với bê
tông cốt thép, nhờ lực dính mà cường độ cốt thép mới được khai thác triệt để, giảm bề
rộng vết nứt ở miền bê tông chịu kéo… Chính vì thế ta phải tìm ra các biện pháp để
tăng cường lực dính giữa bê tông và cốt thép.
- Giữa bê tông và cốt thép không xảy ra phản ứng hóa học, đồng thời bê tông còn
bảo vệ cốt thép chống lại các tác dụng ăn mòn của môi trường.
- Cốt thép và bêtông có hệ số giãn nở nhiệt α gần bằng nhau (αbt = 0,000010 đến
0,000015; αct = 0,000012). Do đó khi nhiệt độ thay đổi trong phạm vi thông thường

Trên thế giới hiện nay, thường phân loại tro bay theo tiêu chuẩn ASTM C618.
Theo cách phân loại này thì phụ thuộc vào thành phần các hợp chất mà tro bay được
phân làm hai loại là loại C và loại F [11].
Bảng 1.2. Tiêu chuẩn tro bay theo ASTM [5]
Các yêu cầu the tiêu chuẩn ASTM Đơn L n nhất
Nhóm Nhóm
C618
vị
/nhỏ nhất
F
C
Yêu cầu hóa học
SiO2 + Al2O3 + Fe2O3

%

nhỏ nhất

70

50

SO3

%

lớn nhất

5



Độ mịn (+ 25)

%

lớn nhất

34

34

Hoạt tính pozzolanic so với xi măng (7 ngày)

%

nhỏ nhất

75

75

Hoạt tính pozzolanic so với xi măng (28
ngày)

%

nhỏ nhất

75



Độ nở trong nồi hấp

%

lớn nhất

0,8

0,8

Yêu cầu độ đồng đều về tỷ trọng

%

lớn nhất

5

5

Yêu cầu độ đồng đều về độ mịn

%

lớn nhất

5

5

18,8-55,0
14,0-32,4
17,0-27,8
Fe2O3
2,6-21,2
6,8-25,5
2,3-19,3
2,7-14,4
1,1-13,9
CaO
0,5-28,9
1,4-22,4
1,1-7,0
0,6-2,6
2,9-5,3
MgO
0,6-3,8
0,7-4,8
0,7-4,8
0,1-2,1
0,3-2,0
Na2O
0,1-1,9
0,3-1,8
0,6-1,3
0,5-1,2
0,2-1,3
K2 O
0,4-4,0
0,9-2,6

nâu và than đen [1]:


12
Bảng 1.4. Thành phần hóa học tro bay ở Ba Lan từ các nguồn nguyên liệu khác nhau
Thành phần (%)
Loại tro bay
SiO2
Al2O3
Fe2O3
TiO2
MgO
CaO
Than đen
ZS- 14
54,1
28,5
5,5
1,1
1,9
1,8
ZS- 17
41,3
24,1
7,1
1,0
2,0
2,7
Than nâu
ZS- 13

nên tăng cường độ kết dính.
- Tăng mác vữa xi măng: Tro bay khi trộn với xi măng Portland và cát sạch sẽ
tạo vữa xi măng có mác 10 hay 15 Mpa (N/mm2). Hơn nữa, thêm một ưu điểm của Tro
bay là nếu được sáy khô trong 12 giờ trở lại (gọi là lưu hóa) thì vữa xi măng có trộn
Tro bay sẽ đạt mác 20 hoặc cao hơn.
- Giảm khả năng xâm thực của nước, chống chua mặn: Nước mặn có Clo sẽ ăn
mòn cốt thép làm hỏng công trình qua các khe nứt hay lỗ châm kim. Phương pháp
khắc phục là trộn vữa Tro bay với xi măng để trám các khe nứt, hạn chế lỗ châm kim.
Đây là một giải pháp vừa hiệu quả, vừa kinh tế nhất cho các công trình ở vùng biển,
vùng nước mặn.
- Chống rạn nứt, giảm co gảy, cải thiện bề mặt sản phẩm và có tính chống thấm


13
cao: Tính cực mịn của Tro bay có hàm lượng Silic cao hay silic nano tạo ra được tính
dẻo của xi măng Portland trong quá trình tạo ra vữa xi măng. Chính tính dẻo làm cho
sản phẩm không cong vênh, rạn nứt, tạo hình linh động và giải phóng khuôn nhanh.
Ngoài ra Tro bay còn trở thành chất xúc tác để tạo ra các sản phẩm cứng hơn và bền
hơn.
- Tính chịu lực cao của bê tông tự nén với Tro bay: Xi măng portland được trộn
với cát và nước tạo ra được một bê tông không nung ở cấp trung bình và tự nén trong
thời gian khoảng 0 ngày, đó là điều đang được thực hiện trong ngành công nghiệp
xây dựng. Tuy nhiên, nếu trộn thêm Tro bay vào vữa hồ thì bê tông sẽ có tính chịu lực
cao. Điều này xảy ra vì các hạt silic nano ðã len vào khe hổng của bê tông và cùng lúc
tạo ra một SiO3 nhờ độ PH kiềm của xi măng. Đó là một kết quả vừa được công bố của
của một công nghệ mới và tiên tiến của thế kỷ 21. Tro bay là một silic ưu việt, cần
được sử dụng rộng rãi trong ngành xây dựng.
- Chống được sự xâm nhập của ACID SULFURIC của bê tông hiện đại: Khi khói
của các nhà máy bay lên thì có lẫn cặn SO2 . Cặn này trộn lẫn với hơi nước của mây
tạo thành H2SO4 (Acid Sul uric), khi mưa sẽ có một lượng nước mưa có vị chua, gọi là

sử dụng trong phối trộn bê tông làm giảm giá thành sản phẩm.
- Bê tông có sử dụng tro bay làm phụ gia sẽ làm tăng cường độ lên từ 1,5-2 lần;
Làm tăng độ trơn của vữa giúp giảm chi phí bơm bê tông lên các tầng cao của công
trình và làm cho bê tông chui vào các khe lỗ dễ dàng hơn;
- "Khử vôi tự do CaO" trong xi măng (khoảng 6%) là thành phần gây "nổ" làm
giảm chất lượng bê tông trong môi trường nước; đặc biệt trong việc đổ những khối bê
tông cực lớn ở các công trình thủy điện, khi có phụ gia tro bay có thể đổ bê tông gián
đoạn mà không phải đổ liên tục như bê tông thường;
- Khống chế nhiệt độ ban đầu, giảm ứng suất nhiệt trong khối bê tông, tăng độ
bền, kéo dài tuổi thọ công trình, giá thành có thể rẻ hơn đến 0%, giảm 10% nước trộn
bê tông.
- Tro bay làm phụ gia sản xuất xi măng bền sul at, phụ gia cho bê tông tự lèn đối
với công trình đòi hỏi chịu lực cao;
- Với vữa trát tường có thể thay thế 0%- 5% xi măng, tạo bề mặt mịn, tốt,
chống thấm;
- Sản xuất gạch block có sử dụng tro bay còn có thể giảm lượng xi măng nhiều
hơn nữa.
1.2.5 Một số công trình ng dụng tr b y ở Việt N m
- Nước ta hiện đang trong quá trình phát triển xây dựng cầu cống, các công
trình thuỷ điện, các đê kè. Theo khảo sát thì các công ty bê tông cung cấp cho thị
trường khoảng 15% là bê tông đúc s n, 85% còn lại là do các nhà máy xi măng bán
thẳng cho chủ đầu tư xây dựng. Tro bay được dùng làm phụ gia bê tông khối lớn cho
các công trình đập thuỷ điện áp dụng công nghệ đổ bê tông đầm lăn như nhà máy thuỷ
điện Sơn La, Bản Vẽ, Sông Tranh 2,… và một số công trình khác như đập Bái Thượng
(Thanh Hoá), đập Tân Giang (Ninh Thuận), đập Lòng Sông (Bình Thuận),… [1]. Tác
giả Nguyễn Công Thắng và cộng sự đã nghiên cứu chế tạo bê tông chất lượng siêu cao
(BTCLSC) sử dụng hỗn hợp phụ gia khoáng silica và tro bay, cho thấy có thể sử dụng
tro bay Việt Nam thay thế một phần xi măng để chế tạo BTCLSC. Việc sử dụng tro
bay thay thế một phần xi măng sẽ cải thiện tính chất của hỗn hợp BTCLSC.
- Tro bay có hàm lượng mất khi nung nhỏ hơn 11% có thể dùng để trộn vào xi

đến 9 ,75%.
1.2.6 Ứng dụng tr b y tr ng một số lĩnh vực và công trình trên thế gi i
- Tro bay có thể dùng để phục hồi và cải tạo các vùng đất yếu bởi các hoạt động
khác. Tro bay được sử dụng cho phát triển các công trình công cộng như công viên,
bãi đậu xe, sân chơi,... Tro bay có độ bền đầm nén tương đương hoặc lớn hơn đất nên
thường được sử dụng trong các lĩnh vực bồi đắp.
- Tro bay cải thiện độ bền và kết cấu của bê tông dẫn đến tăng tuổi thọ của
đường. Thông thường, tro bay có thể thay thế từ 15 đến 0% xi măng portland [14].
Hiện nay, tro bay được ứng dụng rộng rãi trong xây dựng với các mục đích khác nhau
như làm phụ gia cho bê tông xi măng [14], làm độn cho bê tông asphalt [14]. Một số
công trình xây dựng nổi tiếng trên thế giới đã sử dụng tro bay trong bê tông như đập


16
Puylaurent ở Pháp, cây cầu Great Belt East nối Copenhagen (Đan Mạch) với những
vùng đất của trung tâm châu u.
- Tro bay cũng là phế liệu thân thiện môi trường [14]. Gạch tro bay được tạo
thành từ tro bay, cát và xi măng, trong đó tro bay là chất độn chính và cát là chất độn
thứ hai. Còn xi măng làm chất kết dính tất cả các nguyên liệu với nhau. Ở Đức, tro bay
được ứng dụng để sản xuất gạch xây nhà. Các khối gạch này được tạo ra từ hỗn hợp
của tro xỉ, tro bay, đá vôi và nước được ép thành khuôn [14].
1.3 SỰ LÀM VIỆC CỦA DẦM BÊ TÔNG CỐT THÉP
1 1 Sự làm việc củ dầm BTCT
- Dầm bê tông cốt thép (BTCT) là cấu kiện bê tông cốt thép chịu uốn, có chiều
cao và chiều rộng khá nhỏ so với chiều dài của nó.Tiết diện ngang của dầm có thể là
chữ nhật, chữ T, chữ I, hình thang, hình hộp…,
- Khi dầm chịu tải trọng sẽ phát sinh ra momen M và lực cắt . Khi tính toán
thiết kế cấu kiện BTCT thường trước hết người ta xét các tính toán về uốn, từ đó chọn
ra kích thước cơ bản của mặt cắt và bố trí cốt thép để tạo ra momen kháng cần thiết.
Một số yêu cầu giới hạn được nêu ra căn cứ trên số lượng cốt thép chịu uốn có thể sử

- Dạng phá hoại thứ nhất xảy ra ở những vùng của cấu kiện có lực cắt lớn, còn
giá trị mô men nhỏ. Dạng phá hoại thứ hai xảy ra khi giá trị mô men và lực cắt đều lớn
đáng kể (phá hoại cắt - uốn). Phá hoại này bắt đầu từ các vết nứt do uốn và phát triển
theo phương nghiêng. Khi vết nứt phát triển lên vùng nén, ứng suất kéo chính do uốn
và cắt vượt quá khả năng chịu kéo của bê tông và ứng suất nén chính của bê tông giữa
các vết nứt có giá trị đáng kể. Vết nứt dạng này thường xuất phát từ thớ chịu kéo của
kết cấu. Ở dạng phá hoại cắt uốn, các vết nứt bắt đầu phát triển từ một vài vết nứt nhỏ
thẳng góc do uốn ở khoảng 1/4 nhịp của dầm, sau đó, phát triển thành vết nứt nghiêng
và mở rộng, phát triển lên vùng nén của dầm (hình 1.12) [4]
p

a. d¹ng ph¸ ho¹i uèn

p

b. d¹ng ph¸ ho¹i uèn - c¾t

p

a. d¹ng ph¸ ho¹i uèn

p

b. d¹ng ph¸ ho¹i uèn - c¾t

Hình 1.5. Phá hoại ở dầm