Giới thiệu
Khả năng chịu kéo của bê tông thông thường ít được kể đến và rất ít khi được quan tâm. Vì bê tông thường có cường độ chịu kéo rất bé (có thể chưa đến 1/10) khả năng chịu nén. Nên thiết kế thông thường chỉ quan tâm khả năng chịu nén của bê tông. Về ứng suất kéo thì sẽ được tính toán cho cốt thép chịu.
Khác với bê tông thường, bê tông Tính năng cao (Ultra high performance concrete – UHPC) sở hữu nhiều đặc tính vượt trội:
– Cường độ nén rất cao (có thể hơn 150 MPa)
– Ngoài các thành phần rời rạc thông thường (Cát, đá, xi măng, các thành phần bột mịn…) thì sản xuất UHPC thường cho thêm hàm lượng sợ (sợi thép, hoặc polymer) để tăng tính dẻo dai cho bê tông. Điều này làm cho cường độ chịu kéo của UHPC tăng lên đáng kể.
Cho đến nay cũng đã có rất rất nhiều nghiên cứ về UHPC, cũng gạch hái nhiều thành quả về ứng dụng. Mong muốn của nhiều nhà nghiên cứu ngày càng được hiện thực hóa bởi việc công bố nhiều tiêu chuẩn, chỉ dẫn cho thí nghiệm, thiết kế kết cấu với vật liệu UHPC.
Bàn về hướng dẫn (Guidelines), về mặt đầy đủ cần kể đến Design Guidelines for K-UHPC. Đây là một trong những bản chỉ dẫn tiên phong trong lĩnh vực UHPC đã được công bố. Trong đó có hướng dẫn chi tiết các thí nghiệm về UHPC.
Thí nghiệm kéo bê tông
Khác với bê tông thường, UHPC cần được thí nghiệm xác định chỉ số dẻo dai bằng thí nghiệm kéo trực tiếp.
Trong thí nghiệm kéo trực tiếp, mẫu bê tông UHPC thường được đúc dạng “Xương chó” có hai đầu mút to hơn so với đoạn giữa. kích thước tiết diện bé nhất là 50x100mm. Để kéo được bê tông, yêu cầu thiết bị thí nghiệm (Máy kéo) cần có tốc độ kéo ổn định và rất nhỏ. Vì nếu kéo nhanh thì bê tông ngay lập tức sẽ nứt và khi đó không thể xác định đúng được chỉ số dẻo dai của bê tông.
Máy kéo bê tông
Ở thời điểm hiện tại, có thể sử dụng máy kéo bê tông PNX 150kN của HOÀNG VINH. Đây là dòng máy đã được sử dụng cho các doanh nghiệp đầu nghành và cả Viện vật liệu xây dựng (VIBM) cũng đang sử dụng loại thiết bị này.
- Hệ thống máy kéo này được truyền động từ động cơ Servo thông qua Hộp số giúp cho tốc độ kéo mẫu có thể kiểm soát chính xác. Hệ khung được cấu tạo từ các trụ thép đặc đường kính 70mm và các khối thép có chiều dày 70 đến 150mm đảm bảo khung được xem như tuyệt đối cứng so với mẫu thí nghiệm.
- Bộ thu thập dữ liệu thường sử dụng là nguyên bộ NI DAQ với nhiều module chức năng cho phép thu dữ liệu tốc độ cao và chính xác
- Hệ thống sử dụng phần mềm PNXDAQ để thu dữ liệu, lưu trữ cơ sở dữ liệu và xuất dữ liệu mẫu thí nghiệm qua Excel
- Cảm biến lực 150 kN, cảm biến chuyển vị, cảm biến đo biến dạng được kết nối với bộ thu dữ liệu và truyền về máy tính thông qua cổng USB.
Mẫu bê tông phá họa do kéo
Vì mẫu có cấu tạo phần giữa tiết diện bé hơn, do đó phá hoại do kéo thường xuất hiện ở giữa mẫu.
Phân tích xử lý dữ liệu
Cách phân tích và xử lý dữ liệu được trình bày chi tiết ở tiêu chuẩn K-UHPC. Theo đó có thể tính toán được chỉ số dẻo dai của UHPC