Sự chịu uốn của dầm bê tông xem bóng đá trực tuyến kèo nhà cái hỗn hợp thép và polyme xem bóng đá trực tuyến kèo nhà cái sợi thủy tinh bị ăn mòn bởi ion Clorua (P1)
3.Phân tích và đánh giá kết quả
3.1. Tình trạng nứt do ăn mòn và mức độ ăn mòn
Khi xem bóng đá trực tuyến kèo nhà cái thép bị ăn mòn, sẽ dẫn đến tạo gỉ thép làm tăng thể tích xem bóng đá trực tuyến kèo nhà cái thép, gây ra lực đẩy có thể gâyra nứt, vỡ lớp bê tông bảo vệ. Sau thời gian thí nghiệm ăn mòn đẩy nhanh 60 ngày, cả 04 mẫu dầmđều xuất hiện vết nứt trên bề mặt dầm và có thể quan sát được bằng mắt thường. Trên Hình 7 trìnhbày sơ đồ vết nứt xuất hiện ở mặt bên, (phía mặt bên xuất hiện nhiều vết nứt nhất) của 04 mẫu dầmthí nghiệm. Ở mặt phía dưới đáy dầm và mặt trên của các mẫu dầm, tình trạng nứt xảy ra ít hơn đángkể, chỉ xuất hiện một vài vết nứt ngắn, dọc theo xem bóng đá trực tuyến kèo nhà cái thép có bề rộng từ 0,02 đến 0,05 mm. Các vết nứtdo ăn mòn xem bóng đá trực tuyến kèo nhà cái thép chủ yếu ở mặt bên của dầm, xuất hiện ở cao độ xem bóng đá trực tuyến kèo nhà cái thép vùng chịu kéo và vùngchịu nén, dọc theo chiều dài thanh xem bóng đá trực tuyến kèo nhà cái thép, có bề rộng nằm trong khoảng 0,12 mm đến 0,19 mm. Bêncạnh đó, xuất hiện một số vết nứt cục bộ, theo phương thẳng đứng, có bề rộng nhỏ. Trong trường hợp
này, do chiều dày lớp bê tông bảo vệ ở mặt bên của cả 04 mẫu dầm thí nghiệm đều như nhau nên cóthể thấy tình trạng nứt khá tương đồng trên các mẫu dầm BTCT và dầm xem bóng đá trực tuyến kèo nhà cái SGFRP. Sự có mặt củathanh GFRP đặt ở phía ngoài xem bóng đá trực tuyến kèo nhà cái thépkhông có ảnh hưởng đáng kể đến tình trạng nứt trên bề mặtdầm do xem bóng đá trực tuyến kèo nhà cái thép bị ăn mòn gây ra.
Hình 7. Sơ đồ vết nứt ở mặt bên của các mẫu dầm thí nghiệm.
Để xác định tình trạng ăn mòn xem bóng đá trực tuyến kèo nhà cái thép, sau khi tiến hành thí nghiệm uốn, tiến hành đập vỡ cácmẫu dầm để lấy các thanh xem bóng đá trực tuyến kèo nhà cái thép. Có thể thấy tình trạng ăn mòn xảy ra trên các xem bóng đá trực tuyến kèo nhà cái thép dọc vùngkéo (∅12), vùng nén (∅10) và xem bóng đá trực tuyến kèo nhà cái thép đai. Trên Hình 8 trình bày hình ảnh của thanh xem bóng đá trực tuyến kèo nhà cái thép ∅12và thanh GFRP trước và sau khi tiến hành thí nghiệm ăn mòn đẩy nhanh. Có thể thấy thanh GFRPkhông bị ăn mòn bởi ion clorua. Như đã trình bày ở trên, ưu điểm này cho thấy khả năng sử dụngthanh GFRP làm xem bóng đá trực tuyến kèo nhà cái chịu lực trong kết cấu bê tông ở môi trường xâm thực
Hình 8. Hình ảnh xem bóng đá trực tuyến kèo nhà cái thép và xem bóng đá trực tuyến kèo nhà cái GFRP trước và sau thí nghiệm ăn mòn điện hóa.
Đối với mỗi dầm thí nghiệm, để xác định đếnsự hao hụt khối lượng (hay sự suy giảm đườngkính) của các thanh xem bóng đá trực tuyến kèo nhà cái thép ∅12 do ăn mòn, lấy02 mẫu thép để xác định khối lượng. Các mẫuthép có chiều dài 1000 mm, được lấy ở vùng giữanhịp dầm (để có cơ sở phân tích sự làm việc chịuuốn của các mẫu dầm này). Sau khi làm sạch bềmặt các thanh xem bóng đá trực tuyến kèo nhà cái thép (sử dụng chất tẩy gỉ thépchuyên dụng B05 do Viện KHCN Xây dựng IBSTsản xuất để làm sạch gỉ trên bề mặt xem bóng đá trực tuyến kèo nhà cái thép, sauđó rửa bằng nước sạch), tiến hành cân xác địnhtrong lượng bằng cân điện tử (độ chính xác đến 1gam). Kết quả xác định sự hao hụt khối lượng củacốt thép trong các mẫu dầm được trình bày trongBảng 2.
Hình 9. Cân xác định khối lượng thanh xem bóng đá trực tuyến kèo nhà cái thépsau khi bị ăn mòn.
3.2. Ứng xử chịu uốn của các mẫu dầm thí nghiệm
a. Quan hệ tải trọng chuyển vị của các mẫu dầm thí nghiệm
Trên Hình 10 trình bày các biểu đồ quan hệ giữa tải trọng và độ võng (P - f) của 04 mẫu dầmthí nghiệm. Các giá trị tải trọng và độ võng đặc trưng của các mẫu dầm thí nghiệm được trình bày ởBảng 3. Đây đều là các mẫu dầm đã có các vết nứt trước do xem bóng đá trực tuyến kèo nhà cái thép bị ăn mòn gây ra. Có thể thấy sựlàm việc của các mẫu dầm bê tông xem bóng đá trực tuyến kèo nhà cái thép và bê tông xem bóng đá trực tuyến kèo nhà cái hỗn hợp đều có chung các giai đoạn sau:
Giai đoạn làm việc ban đầu, tương ứng với đoạn OA. Điểm A có sự thay đổi độ dốc của biểu đồ P -f cho thấy đây là thời điểm xuất hiện thêm các vết nứt mới do mô men uốn gây ra trên dầm. Tronggiai đoạn này, có thể quan hệ tải trọng độ võng của cả 04 dầm không có sự chênh lệch. Điều này chothấy, khi tải trọng còn nhỏ, hầu như thanh GFRP chưa tham gia làm việc, ứng xử của dầm bê tông cốtSGFRP tương tự như dầm BTCT. Giai đoạn tiếp theo là giai đoạn AB, trong đó B là điểm thay đổi độdốc lần thứ 2 của biểu đồ P - f, tương ứng với thời điểm xem bóng đá trực tuyến kèo nhà cái thép chịu kéo bị chảy dẻo. Tại điểm này,xác định được giá trị tải trọng gây chảy dẻo xem bóng đá trực tuyến kèo nhà cái thép, ký hiệu Py. Trong giai đoạn này, có thể thấy độcứng của các mẫu dầm xem bóng đá trực tuyến kèo nhà cái SGFRP cao hơn so với dầm BTCT thông qua việc giảm độ võng của dầmbê tông xem bóng đá trực tuyến kèo nhà cái hỗn hợp so với dầm BTCT ở cùng cấp tải trọng. Điều này cho thấy sự tham gia làm việccủa thanh GFRP góp phần gia tăng độ cứng của dầm. Như vậy, trong trường hợp dầm xem bóng đá trực tuyến kèo nhà cái SGFRP bịăn mòn, vai trò của thanh GFRP vẫn được phát huy tương tự như kết quả thu được khi thí nghiệm cácmẫu dầm bê tông xem bóng đá trực tuyến kèo nhà cái SGFRP không bị ăn mòn [8-14]. Giai đoạn BC là giai đoạn sau khi xem bóng đá trực tuyến kèo nhà cái thépvùng chịu kéo bị chảy dẻo. Với dầm BTCT xem bóng đá trực tuyến kèo nhà cái thép, đây là giai đoạn thể hiện sự làm việc của bê tôngvùng nén, tuy nhiên có thể thấy sự tham gia chịu lực của bê tông vùng nén là không đáng kể. Với dầmbê tông xem bóng đá trực tuyến kèo nhà cái SGFRP, giai đoạn này thể hiện rõ sự tham gia chịu lực của thanh GFRP. Điểm C ứng vớithời điểm bê tông vùng nén bị ép vỡ, cho phép xác định tải trọng cực hạn gây phá hoại dầm, Pul. Theokết quả trình bày ở Bảng 3, tỷ số giữa tải trọng cực hạn và tải trọng gây chảy dẻo xem bóng đá trực tuyến kèo nhà cái thép Pul=Pycógiá trị trung bình bằng 1,55. So với các kết quả thu được trong nghiên cứu [8], với dầm bê tông sửdụng xem bóng đá trực tuyến kèo nhà cái SGFRP tương tự, có tỷ số trên bằng 1,92, thì có thể nhận thấy với dầm xem bóng đá trực tuyến kèo nhà cái SGFRP khi bị ănmòn, sự tham gia chịu lực của thanh GFRP bị suy giảm. Điều này được giải thích do sự suy giảm khảnăng bám dính giữa thanh GFRP với bê tông vùng chịu kéo do đã xuất hiện các vết nứt do xem bóng đá trực tuyến kèo nhà cái thép bịăn mòn gây ra.
Hình 10. Quan hệ tải trọng - độ võng của các mẫu dầm thí nghiệm.
b. Sự phát triển vết nứt và cơ chế phá hoại của các mẫu dầm
Trên Hình 11 trình bày sơ đồ vết nứt trên các mẫu dầm dưới tác dụng của tải trọng thí nghiệm.Có thể thấy với 02 mẫu dầm bê tông xem bóng đá trực tuyến kèo nhà cái SGFRP, số lượng vết nứt xuất hiện nhiều hơn so với hai mẫudầm BTCT. Sự bám dính giữa thanh GFRP và bê tông có vai trò trong việc tăng cường sự làm việccủa bê tông vùng chịu kéo, qua đó giúp phân tán các vết nứt nhiều hơn và hạn chế sự mở rộng củacác vết nứt. Với hai mẫu dầm bê tông xem bóng đá trực tuyến kèo nhà cái SGFRP, số lượng vết nứt trên dầm D-G-05-1 nhiều hơn hẳnso với dầm D-G-05-2. Kết quả này cũng phù hợp với các biểu đồ tải trọng - độ võng của 02 dầm nàyđược trình bày trên Hình 9 trong đó ứng xử uốn của dầm D-G-05-1 tốt hơn so với dầm D-G-05-2.
Hình 11. Sơ đồ vết nứt trên các mẫu dầm khi thí nghiệm uốn.
Cơ chế phá hoại của các mẫu dầm BTCT D-05-1 và D-05-2 là phá hoại dẻo, do xem bóng đá trực tuyến kèo nhà cái thép vùng kéobị chảy dẻo và bê tông vùng nén bị ép vỡ. Với 02 mẫu dầm xem bóng đá trực tuyến kèo nhà cái SGFRP, sự phá hoại là phá hoại dòn,do bê tông vùng nén bị ép vỡ (Hình 12). Tại thời điểm này, thanh GFRP chưa bị đứt. Cơ chế phá hoạinày cũng tương tự như đối với các dầm xem bóng đá trực tuyến kèo nhà cái SGRP không bị ăn mòn [7-14]. Như vậy, với dầm bê tôngcốt SGFRP bị ăn mòn, cần phải lưu ý dạng phá hoại này vì đây là dạng phá hoại đột ngột, không cócảnh báo trước.
Hình 12. Phá hoại điển hình của dầm BTCT và xem bóng đá trực tuyến kèo nhà cái SGFRP do bê tông vùng nén bị ép vỡ.
4. Kết luận
Nội dung bài báo trình bày nghiên cứu thực nghiệm ứng xử của dầm bê tông xem bóng đá trực tuyến kèo nhà cái SGFRP bị ănmòn. Dựa trên các kết quả đạt được, có thể rút ra những kết luận chính sau đây:
- Thông qua thí nghiệm ăn mòn xem bóng đá trực tuyến kèo nhà cái thép đẩy nhanh, cho phép tạo ra được tình trạng nứt trên kếtcấu dầm bê tông xem bóng đá trực tuyến kèo nhà cái thép và dầm bê tông xem bóng đá trực tuyến kèo nhà cái SGFRP. Với dầm bê tông xem bóng đá trực tuyến kèo nhà cái SGFRP, khi thí nghiệm ănmòn điện hóa, thanh GFRP không bị ăn mòn và không ảnh hưởng tình trạng nứt trên bề mặt dầm doăn mòn xem bóng đá trực tuyến kèo nhà cái thép gây ra.
- Ứng xử uốn của dầm bê tông xem bóng đá trực tuyến kèo nhà cái SGFRP bị ăn mòn xem bóng đá trực tuyến kèo nhà cái thép gồm các giai đoạn làm việc đặctrưng tương tự với dầm bê tông xem bóng đá trực tuyến kèo nhà cái SGFRP không bị ăn mòn xem bóng đá trực tuyến kèo nhà cái thép. Sự có mặt của thành GFRP gópphần làm tăng độ cứng của dầm. Đồng thời, thông qua sự bám dính giữa GFRP và bê tông cho phépphân tán đều các vết nứt vùng kéo do mô men uốn gây ra, hạn chế độ mở rộng của vết nứt.
- Do bê tông vùng kéo bị nứt do ăn mòn xem bóng đá trực tuyến kèo nhà cái thép, nên khả năng tham gia chịu lực của thanh GFRPcó sự suy giảm so với trường hợp dầm không hư hỏng do ăn mòn. Bên cạnh đó, cần lưu ý dạng pháhoại của dầm SGFRP bị ăn mòn là phá hoại dòn, do bê tông vùng nén bị ép vỡ. Đây là điều cần lưu ýkhi áp dụng giải pháp xem bóng đá trực tuyến kèo nhà cái SGFRP cho kết cấu dầm bê tông.
Tài liệu tham khảo
[1] Khoan, P. V., Thắng, N. N. (2010). Tình trạng ăn mòn xem bóng đá trực tuyến kèo nhà cái thép ở vùng biển Việt Nam và một số kinhnghiệm sử dụng chất ức chế ăn mòn canxi nitrit.Tạp chí Khoa học công nghệ Xây dựng, Viện Khoa học Công nghệ Xây dựng IBST.
[2] ACI 440.1R (2015). Guide for the design and construction of concrete reinforced with FRP bars. Reportby ACI Committee 440, American Concrete Institute.
[3] CAN/CSA-S806-12 (2012). Design and Construction of Building Components with Fibre-Reinforced Polymers. Canadian Standards Association.
[4] FIB.40 (2007). FRP Reinforcement in RC Structures. Bulletin No. 40, International Federation for Structural Concrete.
[5] FIB (2010). Model Code for Concrete Structures. International Federation for Structural Concrete.
[6] JSCE (1997).Recommendation for design and construction of concrete structures using continuous fiberreinforcing materials. Concrete Engineering Series 23. Japan Society of Civil Engineers Machida, A. ed.,Tokyo, Japan.
[7] GangaRao, H. V. S., Taly, N., Vijay, P. V. (2007).Reinforced Concrete Design with FRP Composites. CRC Press.
[8] Tuấn, P. M. Nghiên cứu sự làm việc chịu uốn của dầm bê tông xem bóng đá trực tuyến kèo nhà cái hỗn hợp thép và polyme xem bóng đá trực tuyến kèo nhà cái sợi thủytinh. Luận án Tiến sỹ kỹ thuật. Đại học Xây dựng.
[9] Tuấn, P. M. (2019). Khả năng chịu mô men uốn của dầm bê tông xem bóng đá trực tuyến kèo nhà cái hỗn hợp thép và GFRP theo TCVN5574:2018.Tạp chí Khoa học Công nghệ Xây dựng (KHCNXD) - ĐHXD, 13(4V):73-81.
[10] Leung, H. Y. (2004). Flexural capacity of concrete beams reinforced with steel and fibre-reinforcedpolymer (FRP) bars.Journal of Civil Engineering and Management, 10(3):209-215.
[11] Ge, W., Zhang, J., Dai, H., Tu, Y. (2011). Experimental Study on the Flexural Behavior of Concrete BeamHybrid Reinforced with FRP Bars and Steel Bars.Advances in FRP Composites in Civil Engineering,Springer Berlin Heidelberg, 301-303.
[12] Ge, W., Zhang, J., Cao, D., Tu, Y. (2015). Flexural behaviors of hybrid concrete beams reinforced with BFRP bars and steel bars. Construction and Building Materials, 87:28-37.
[13] Jia, B., Liu, S., Liu, X., Wang, R. (2014). Flexural capacity calculation of hybrid bar reinforced concretebeams. Materials Research Innovations, 18(sup2):S2-836-S2-840.
[14] Kara, I. F., Ashour, A. F., K ̈oro ̆glu, M. A. (2015). Flexural behavior of hybrid FRP/steel reinforcedconcrete beams. Composite Structures, 129:111-121.
[15] Lau, D., Pam, H. J. (2010). Experimental study of hybrid FRP reinforced concrete beams. EngineeringStructures, 32(12):3857-3865.
[16] Mustafa, S. A. A., Hassan, H. A. (2018). Behavior of concrete beams reinforced with hybrid steel andFRP composites. HBRC Journal, 14(3):300-308.
[17] Sun, Z., Fu, L., Feng, D.-C., Vatuloka, A. R., Wei, Y., Wu, G. (2019). Experimental study on the flexuralbehavior of concrete beams reinforced with bundled hybrid steel/FRP bars. Engineering Structures, 197:109443.
[18] Zhou, Y., Zheng, Y., Sui, L., Hu, B., Huang, X. (2020). Study on the Flexural Performance of Hybrid-Reinforced Concrete Beams with a New Cathodic Protection System Subjected to Corrosion. Materials,13(1):234.
[19] Vu, N. S. (2018).Experimental and analytical investigations on seismic behavior of corroded reinforcedconcrete members. Doctoral thesis, Nanyang Technological University, Singapore.
[20] Fang, C., Lundgren, K., Chen, L., Zhu, C. (2004). Corrosion influence on bond in reinforced concrete. Cement and Concrete Research, 34(11):2159–2167.
[21] Lee, H. S., Tomosawa, F., Noguchi, T. (1996). Effects of rebar corrosion on the structural performance ofsingly reinforced beams. Durability of building materials and components, 7(1):571-580.
[22] Azad, A. K., Ahmad, S., Azher, S. A. (2007). Residual Strength of Corrosion-Damaged ReinforcedConcrete Beams. ACI Materials Journal, 104(1):40-47.
[23] Long, Đ. V., Hưng, P. V., Thắng, N. K. T., Đông, N. V., Hoàng, P. C. (2020). Nghiên cứu thực nghiệm ứng xử của cột BTCT chịu nén lệch tâm bị hư hỏng do ăn mòn xem bóng đá trực tuyến kèo nhà cái thép và hiệu quả gia cường bằng vật liệu tấm sợi composite. Báo cáo tổng kết đề tài NCKH sinh viên, mã số XD-2020-31, Trường Đại học Xâydựng.
VLXD.org(TH/ Tạp chíKHCNXD)