Page 52 - Tạp chí Giao Thông Vận Tải - Số Tết Âm Lịch

SỐ 1+2 KHOA HỌC CÔNG NGHỆ

Hình 3.1: Sử dụng tấm liên kết ECC dẻo thay thế khe co giãn
Để kiểm tra độ bền của bản liên kết dưới tác dụng tải
trọng, tiến hành thử nghiệm mỏi của bản liên kết [4]. Kết
quả cho thấy, sau hơn 100.000 chu kỳ tải, độ cứng của bản
liên kết không bị suy giảm. Tuy nhiên, quan sát thấy nhiều
Thí nghiệm uốn 4 điểm tấm bê tông ECC vết nứt với chiều rộng vết nứt được duy trì dưới 0,05 mm,
(độ dẻo gấp 300 - 500 lần so với bê tông thông thường) thấp hơn đáng kể so với giới hạn AASHTO. Kết quả ở bản
Hình 2.1: Đặc điểm cơ bản và khác biệt của bê tông ECC liên kết đối chứng bằng bê tông thông thường cho thấy,
so với bê tông thường chiều rộng vết nứt tăng lên hơn 0,6 mm, mặc dù vẫn duy trì
Cường độ của ECC từ 30 đến 100 MPa. Mô-đun đàn hồi độ cứng trong các chu kỳ tải.
của ECC khoảng 20 đến 35 GPa. Thành phần của bê tông Bản liên kết ECC đầu tiên trên thế giới dày 225 mm,
ECC gồm: Xi măng, tro bay, cát mịn, phụ gia giảm nước, sợi dài 5,5 m và rộng 20,25 m, trên một mặt cầu ở miền Nam
các loại. Bê tông ECC có độ chảy cao có thể thi công dạng Michigan tại Mỹ năm 2005. Một ứng dụng tương tự khác
như tự đầm. Hiện nay, ECC đang được nghiên cứu phát của bản liên kết ECC đã được áp dụng trên đường cao tốc
triển và ứng dụng trong thực tế, nhất là trong lĩnh vực xây đô thị tại Nhật Bản [5] để giảm tiếng ồn so với các khe co
dựng công trình giao thông. giãn thông thường.
3.2. Bản mặt cầu
3. ỨNG DỤNG CỦA BÊ TÔNG ECC TRONG XÂY DỰNG Bê tông ECC được ứng dụng sớm xây dựng cầu dây văng
CÔNG TRÌNH GIAO THÔNG Mihara ở Hokkaido, Nhật Bản vào năm 2004 - 2005 [6, 7]. Bản
Bê tông ECC được nghiên cứu cách đây hơn 3 thập kỷ, liên hợp ECC-thép sử dụng để giảm tĩnh tải khoảng 40% và
đầu tiên được đề cập đến thông qua nhóm nghiên cứu IPC giảm 50% chi phí. ECC được sử dụng để cải thiện độ cứng
(Aveston et all năm 1971), sau đó được nghiên cứu sâu và của sàn và tăng cường khả năng chống mỏi của thép sàn.
phổ biến rộng rãi thông qua những kết quả của nhóm do Cầu có chiều dài 972 m, với nhịp cầu 340 m. Diện tích sàn là
Giáo sư Victor Li làm trưởng nhóm [2], ECC được tạo thành 20.000 m dùng 800 m ECC có độ dày 38 mm. Sau khi hoàn
3
2
từ xi măng poóc-lăng, cát (0,15 - 0,25 mm), tro bay (Loại thành sàn thép (Hình 3.2a), các đinh neo FRP đã được lắp đặt
F) với sợi Polypropylene (PP) theo các tỷ lệ khác nhau: 0%, (Hình 3.2b) kết nối lớp phủ ECC với sàn thép bên dưới.
0,25%, 0,5%, 0,75%, 1,0%. Độ bền kéo của ECC được đo a) b)
bằng cách thử mẫu trụ kích thước (100x200)mm. Kết quả
thử nghiệm cho thấy độ bền kéo tăng 111,40% với 0,5% sợi
PP ở ECC 1:1:1 và mức tăng 74,74% ở ECC 1:0,8:1,2, sợi PP
1%. Nghiên cứu chỉ ra rằng bê tông ECC có thể thay thế bê
tông thông thường với khả năng chịu biến dạng cao hơn.
Các ứng dụng của bê tông ECC trong lĩnh vực chế tạo
cấu kiện lắp ghép, thi công toàn khối hay sửa chữa gia cố c)
công trình giao thông được trình bày sau đây:
3.1. Mặt cầu và tấm liên kết mặt đường
Một giải pháp khả thi cho vấn đề khe co giãn là sử
dụng tấm liên kết ECC thay thế khe co giãn và một phần
của các tấm bê tông liền kề [3]. Bản liên kết ECC có chức
năng thích ứng với các chuyển vị co giãn của mặt cầu
thông qua biến dạng của vật liệu ECC. Biến dạng này phụ Hình 3.2: Xây dựng cầu Mihara: a) - Sàn thép; b) - Các neo được lắp
thuộc vào khoảng cách giữa các mối nối và chuyển vị do đặt phía trên màng chống thấm nước polyme trên sàn thép;
nhiệt độ, kích thước dọc của bản liên kết, các biến dạng c) - Sau khi đúc ECC. Cầu không sử dụng khe co giãn
do co ngót của ECC và tải trọng phương tiện. Đối với kích 3.3. Lớp bê tông lót vỏ đường hầm
thước hợp lý của bản liên kết, yêu cầu biến dạng được tính Bê tông lớp lót đường hầm phải có khả năng biến dạng
toán vượt quá 1%. Không có loại bê tông nào, có cốt thép kéo cao và độ thấm nước thấp. Ngoài ra, khả năng chống
hay không có thể thích ứng với lượng biến dạng kéo này. cacbonat hóa tốt và độ bền đóng-tan băng. ECC đã được sử
Về độ bền, yêu cầu chiều rộng vết nứt dưới 0,1 mm. ECC có dụng cho việc cải tạo, sửa chữa 10 đường hầm ở Nhật Bản [8].
thể đáp ứng các yêu cầu của bản liên kết này. Đường hầm đường sắt JR Ten-nou đường kính 8,6 m,

51