Để xem full tài liệu Xin vui long liên hệ page để được hỗ trợ : https://www.facebook.com/garmentspace/ https://www.facebook.com/thuvienluanvan01 HOẶC https://www.facebook.com/thuvienluanvan01 https://www.facebook.com/thuvienluanvan01 tai lieu tong hop, thu vien luan van, luan van tong hop, do an chuyen nganh

1. BỘ XÂY DỰNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG MIỀN TRUNG
Bùi Lý Vĩ
NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG TRO BAY THAY
THẾ MỘT PHẦN XI MĂNG TRONG BÊ
TÔNG ĐỂ SỬ DỤNG CHO DẦM
BÊ TÔNG CỐT THÉP
LUẬN VĂN THẠC SĨ
KỸ THUẬT XÂY DỰNG
Phú Yên, tháng 2 năm 2021

2. BỘ XÂY DỰNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG MIỀN TRUNG
Bùi Lý Vĩ
NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG TRO BAY
THAY THẾ MỘT PHẦN XI MĂNG TRONG
BÊ TÔNG ĐỂ SỬ DỤNG CHO DẦM
BÊ TÔNG CỐT THÉP
MÃ SỐ: 8.58.02.01
LUẬN VĂN THẠC SĨ
ĐỊNH HƯỚNG ỨNG DỤNG
CÁN BỘ HƯỚNG DẪN 2
Th.s Huỳnh Quốc Hùng
Phú Yên, tháng 2 năm 2021

3. LỜI CAM ĐOAN
Tác giả xin cam đoan đề tài “Nghiên cứu ứng dụng tro bay thay thế
một phần xi măng trong bê tông để sử dụng cho dầm Bê tông cốt thép” là do
tôi thực hiện dưới sự hướng dẫn của PGS.TS Nguyễn Thị Hiền Lương - Thạc
sĩ Huỳnh Quốc Hùng. Tôi cam đoan sự trung thực và nguồn gốc đề tài chưa
được công bố.
Tuy Hòa, ngày……tháng 02 năm 2021
Học viên
Bùi Lý Vĩ

4. LỜI CẢM ƠN
Tác giả đã hoàn thành sau 2 năm học tập nghiên cứu chuyên sâu lĩnh vực
kỹ thuật xây dựng với sự giảng dạy truyền đạt kiến thức và sự nhiệt tình giúp
đỡ nguồn tài liệu mới trong suốt quá trình của khóa học. Để tỏ lòng biết ơn tác
giả xin gửi lời cảm ơn đến Lãnh đạo Nhà trường, Khoa xây dựng và Phòng Đào
tạo Trường Đại học Xây dựng Miền Trung.
Để có kết quả ngày hôm nay, cùng với sự cố gắng nổ lực của bản thân là
sự giúp đỡ, động viên của các thầy cô, bạn bè, đồng nghiệp và gia đình trong
suốt quá trình học tập cũng như thực hiện luận văn. Đặc biệt, tác giả xin trân
trọng cảm ơn PGS.TS. Nguyễn Thị Hiền Lương - Thạc sĩ Huỳnh Quốc
Hùng đã đồng hành, hướng dẫn và luôn tạo mọi điều kiện thuận lợi nhất để
hoàn thiện đề tài nghiên cứu khoa học.
Luận văn được hoàn thành nhưng không thể tránh khỏi những thiếu sót
và hạn chế. Rất mong nhận được sự đóng góp của quý thầy cô, bạn bè và đồng
nghiệp để luận văn được hoàn thiện hơn.
Xin chân thành cảm ơn!
Tuy Hòa, ngày …tháng 02 năm 2021
Học viên
Bùi Lý Vĩ

5. MỤC LỤC
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VIẾT TẮT ........................................................i
DANH MỤC BẢNG BIỂU .............................................................................iii
DANH MỤC HÌNH VẼ...................................................................................iv
LỜI MỞ ĐẦU................................................................................................... 1
1. Lý do chọn đề tài....................................................................................... 1
2. Mục đích nghiên cứu................................................................................. 3
3. Mục tiêu nghiên cứu.................................................................................. 3
4. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu............................................................. 4
4.1. Đối tượng nghiên cứu......................................................................... 4
4.2. Phạm vi nghiên cứu ............................................................................ 4
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ TRO BAY VÀ DẦM BTCT ....................... 5
1.1. Tổng quan về tro bay.............................................................................. 5
1.1.1. Tổng quan về tro bay....................................................................... 5
1.1.3. Chỉ tiêu chất lượng tro bay dùng cho bê tông ................................. 7
1.1.4. Thành phần chính trong mẫu tro bay............................................... 9
1.1.5. Tro bay và cường độ nén của bê tông chất lượng siêu cao [4]......13
1.1.6. Ứng dụng của tro bay và xu hướng phát triển...............................14
1.1.7. Một số nghiên cứu về ứng dụng của tro bay .................................18
1.2. Tổng quan về sự làm việc của dầm Bê tông cốt thép...........................19
1.2.1. Giới thiệu tổng quan về dầm Bê tông cốt thép..............................19
1.2.2. Sự làm việc của dầm Bê tông cốt thép ..........................................20
1.3. Kết luận chương ...................................................................................20

6. CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ CƯỜNG ĐỘ CỦA BÊ TÔNG VÀ SỰ
LÀM VIỆC CỦA DẦM BTCT CÓ SỬ DỤNG TRO BAY THAY THẾ MỘT
PHẦN XI MĂNG ...........................................................................................22
2.1. Cơ sở lý thuyết về cường độ.................................................................22
2.1.1. Xác định cường độ chịu nén của mẫu bê tông [7].........................22
2.1.2. Xác đinh mô đun đàn hồi và hệ số poisson [8] .............................22
2.2. Lý thuyết tính toán dầm Bê tông cốt thép theo TCVN 5574-2018 [6] 23
2.2.1. Lý thuyết tính toán dầm Bê tông cốt thép theo điều kiện nội lực tới
hạn............................................................................................................23
2.2.2. Lý thuyết tính toán độ võng của dầm Bê tông cốt thép theo TCVN
5574-2018................................................................................................24
2.2.3. Tính toán khả năng chịu cắt của dầm Bê tông cốt thép theo TCVN
5574-2018................................................................................................31
2.2.4. Tính toán lý thuyết cho mẫu thí nghiệm........................................34
CHƯƠNG 3: THỰC NGHIỆM SỰ LÀM VIỆC CỦA DẦM BÊ TÔNG CỐT
THÉP B20 CÓ SỬ DỤNG HÀM LƯỢNG TRO BAY THAY THẾ XI MĂNG
.........................................................................................................................37
3.1. Vật liệu sử dụng trong thí nghiệm........................................................37
3.1.1. Cát (cốt liệu nhỏ) ...........................................................................37
3.1.2. Xi măng .........................................................................................37
3.1.3. Đá dăm 1x2 (cốt liệu lớn)..............................................................38
3.1.4. Tro bay...........................................................................................39
3.1.5. Thép ...............................................................................................39
3.2. Thiết bị sử dụng trong thí nghiệm........................................................40
3.2.1. Trong quá chuẩn bị mẫu ................................................................40
3.2.2. Trong chương trình thí nghiệm......................................................41

7. 3.3. Chương trình thí nghiệm ......................................................................41
3.3.1. Chuẩn bị mẫu.................................................................................41
3.3.2. Xác định cường độ chịu nén, Module đàn hồi (TCVN 3118 – 1993)
..................................................................................................................47
3.3.3. Thực nghiệm khả năng chịu uốn ...................................................50
3.3. Phân tích, nhận xét ...............................................................................60
3.4.1. Về cường độ chịu nén....................................................................60
3.4.2. Về khả năng chịu uốn theo thực nghiệm.......................................61
3.4.3. Nhận xét:........................................................................................61
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ.........................................................................63
4.1. Kết luận ................................................................................................63
4.2. Kiến nghị ..............................................................................................63
TÀI LIỆU THAM KHẢO...............................................................................63

8. i
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VIẾT TẮT
CHỮ CÁI LA TINH
s
A Tổng diện tích tiết diện ngang của cốt thép chịu kéo
'
s
A Tổng diện tích tiết diện ngang của cốt thép chịu nén
c
E Mô đun tổng thể của bê tông
b
E Mô đun đàn hồi của bê tông
s
E Mô đun đàn hồi của thép
I Mô men quán tính của tiết diện được xem là đồng nhất
M Mô men uốn tính toán
gh
M Mô men uốn trạng thái giới hạn
P Ngoại lực tác dụng
b Bề rộng tiết diện dầm
h Chiều cao tiết diện dầm
L Nhịp tính toán của dầm
x Chiều cao vùng bê tông chịu nén
c
f Cường độ chịu nén của vật liệu bê tông
c
f
Cường độ chịu nén của bê tông không kiềm chế nở ngang
đại giá trị cực đại
'
cc
f
Cường độ chịu nén của bê tông kiềm chế nở ngang đại giá trị
cực đại
ck
f Cường độ đặc trưng mẫu trụ của vật liệu bê tông
y
f Cường độ của vật liệu thép ở trạng thái chảy
cm
f Cường độ chịu kéo của bê tông (theo tiêu chuẩn EC)
ctm
f Cường độ chịu nén của bê tông (theo tiêu chuẩn EC)
y
f Cường độ chịu kéo của cốt thép (theo tiêu chuẩn EC)
,
bt cer
R Cường độ chịu kéo tiêu chuẩn của bê tông (theo TCVN)
,
b cer
R Cường độ chịu nén tiêu chuẩn của bê tông (theo TCVN)

9. ii
,
sw cer
R Cường độ chịu cắt tiêu chuẩn của bê tông (theo TCVN)
m
f
Độ võng lớn nhất của dầm BTCT dưới tác dụng của ngoại
lực
BT Bê tông
BTCT Bê tông cốt thép
BTCLSC Bê tông cất lượng siêu cao
CHỮ CÁI HY LẠP
c
 Biến dạng nén của bê tông
0
c

Biến dạng nén của bê tông không bị kiềm chế có giá trị cực
đại
cc
 Biến dạng nén của bê tông bị kiềm chế có giá trị cực đại
cu
 Biến dạng nén của bê tông bị kiềm chế tại trạng thái giới hạn
s
 Biến dạng cốt thép
1
b
 Hệ số xét đến ảnh hưởng của từ biến ngắn hạn của bê tông
2
b

Hệ số xét đến ảnh hưởng của từ biến dài hạn của bê tông đến
biến dạng cấu kiện không có vết nứt
s

Hệ số xét đến sự làm việc của bê tông vùng chịu kéo trên
đoạn có vết nứt
b

Hệ số xét đến sự phân bố không đều biến dạng của thớ bê
tông chịu nén ngoài cùng trên chiều dài đoạn có vết nứt
 Chiều cao tương đối vùng chịu nén của bê tông
v Chiều cao tương đối vùng chịu nén của bê tông

10. iii
DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 1.1. Chỉ tiêu chất lượng tro bay dùng cho bê tông [3]............................. 7
Bảng 1.2. Thành phần hóa học của tro bay [3] ...............................................13
‘
Bảng 2.1. Kết quả tính toán tải trọng và độ võng theo lý thuyết...................36
‘
Bảng 3.1. Kết quả thí nghiệm Cát...................................................................37
Bảng 3.2. Kết quả thí nghiệm Xi măng...........................................................38
Bảng 3. 3. Kết quả thí nghiệm đá....................................................................39
Bảng 3.4. Kết qủa thí nghiệm kéo, uốn...........................................................40
Bảng 3.5. Thành phần cấp phối cho 1m3 bê tông...........................................41
Bảng 3.6. Số lượng mẫu thí nghiệm nén.........................................................42
Bảng 3.7. Mẫu dầm BTCT: Số lượng mẫu thí nghiệm uốn............................42
Bảng 3.8. Kết quả khảo sát Module đàn hồi và hệ số poisson........................50
Bảng 3.9. Kết quả Thí nghiệm uốn 5 tổ hợp mẫu...........................................57
Bảng 3.10. Tổng hợp kết quả tính toán lý thuyết, thực nghiệm .....................61

11. iv
DANH MỤC HÌNH VẼ
Hình 1.1. Hình dạng hạt tro bay [1]. ................................................................. 6
Hình 1.2. Ảnh hưởng của hàm lượng FA đến cường độ nén của BTCLSC,
N/CKD = 0.18, (a) 27±2o
C, (b) 90±5o
C..........................................................14
Hình 1. 3. a Đập Puylaurent ở Pháp (b) Bê tông asphalt [2]. .........................15
Hình 1.4. Ứng dụng làm vật liệu không nung.................................................16
‘
Hình 2.1. Sơ đồ ép mẫu...................................................................................22
Hình 2.2. Tương quan giữa cường độ và thời gian.........................................22
Hình 2.3. Sơ đồ ứng suất của tiết diện............................................................24
Hình 2.4. Tiết diện ngang quy đổi và sơ đồ trạng thái ứng suất – biến dạng của
cấu kiện có vết nứt khi tính toán biến dạng cấu kiện dưới tác dụng của mô men
uốn...................................................................................................................28
Hình 2.5. Sơ đồ mẫu thí nghiệm .....................................................................34
Hình 2.6. Sơ đồ tính toán mẫu thí nghiệm......................................................34
‘
Hình 3.1. Mặt cắt ngang của mẫu dầm thí nghiệm.........................................43
Hình 3.2. Cân đo, xác định khối lượng các thành phần cấp phối...................43
Hình 3.3. Gia công Ván khuôn cốt thép.........................................................45
Hình 3.4. Đổ bê tông mẫu...............................................................................45
Hình 3.5. Đúc mẫu thí nghiệm........................................................................46
Hình 3.6. Trộn bê tông....................................................................................46
Hình 3.7. Dưỡng hộ mẫu dầm BTCT. ............................................................47
Hình 3.8. Nén phá hoại mẫu............................................................................47
Hình 3.9. Mẫu thí nghiệm lập phương bị phá hoại.........................................48
Hình 3.10. Biểu đồ cường chịu nén của các tổ hợp mẫu. ...............................48
Hình 3.11. Thí nghiệm xác định Mô đun đàn hồi...........................................49
Hình 3.12. Sơ đồ thí nghiệm dầm. ..................................................................50
Hình 3.13. Lắp đặt mẫu, Loadcell, LDVT......................................................51
Hình 3.14. Số liệu Hệ thống đo STS-WiFi.....................................................51

12. v
Hình 3.15. Mẫu thí nghiệm bị phá hoại cắt.....................................................52
Hình 3.16. Mẫu B20-0-2 bị phá hoại uốn và phá hoại cắt..............................52
Hình 3.17. Mẫu B20-15-1 bị phá hoại uốn và phá hoại cắt............................53
Hình 3.18. Mẫu B20-15-2 bị phá hoại uốn .....................................................53
Hình 3.19. Mẫu B20-20-1 bị phá hoại uốn và phá hoại cắt............................54
Hình 3.20. Mẫu B20-20-2 bị phá hoại uốn và phá hoại cắt............................54
Hình 3.21. Mẫu B20-25-1 bị phá hoại uốn và phá hoại cắt............................55
Hình 3.22. Mẫu B20-25-2 bị phá hoại uốn và phá hoại cắt............................55
Hình 3.23. Mẫu B20-40-1 bị phá hoại uốn và phá hoại cắt............................56
Hình 3.24. Mẫu B20-40-2 bị phá hoại uốn và phá hoại cắt............................56
Hình 3.25. Quan hệ tải trọng và chuyển vị Mẫu đối chứng............................57
Hình 3.26. Quan hệ tải trọng và chuyển vị (mẫu B-15)..................................58
Hình 3.27. Quan hệ tải trọng và chuyển vị (mẫu B-20)..................................58
Hình 3.28. Quan hệ tải trọng và chuyển vị (mẫu B-25)..................................59
Hình 3.29. Quan hệ tải trọng và chuyển vị (mẫu B-40)..................................59
Hình 3.30. Biểu đồ tổng hợp so sánh quan hệ tải trọng và chuyển vị của các tổ
mẫu thí nghiệm................................................................................................60

13. 1
LỜI MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn 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.
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 sulfuric của bê tông hiện đại;
tạo tính bền sulfat cho bê tông của xi măng portland; hạ nhiệt độ cho bê tông.
Theo số liệu tổng hợp của Bộ Công Thương, hiện cả nước có 25 nhà máy
nhiệt điện đốt than đang hoạt động, phát thải ra tổng lượng tro, xỉ khoảng 13
triệu tấn/năm, trong đó tro bay chiếm từ 80% đến 85%. Lượng phát thải tập
trung chủ yếu ở khu vực miền Bắc, chiếm 65%, miền Trung chiếm 23% và
miền Nam chiếm 12% tổng lượng thải.
Trong số này, lượng tro xỉ phát thải từ 13 nhà máy nhiệt điện than thuộc
Tập đoàn Điện lực Việt Nam (EVN) là 8,57 triệu tấn, chiếm 64% tổng lượng
phát thải của cả nước. Tập đoàn Công nghiệp Than-Khoáng sản Việt Nam
(TKV) có 6 nhà máy với lượng tro, xỉ phát thải là 2,05 triệu tấn, chiếm 15%

14. 2
tổng lượng phát thải và 1 nhà máy thuộc Tập đoàn Dầu khí Việt Nam với 0,784
triệu tấn chiếm khoảng 6% tổng lượng tro xỉ phát thải. Cùng với đó là 5 nhà
máy của các chủ đầu tư BOT và các chủ đầu tư khác phát thải khoảng 2 triệu
tấn, chiếm 15% tổng lượng phát thải của cả nước.
Nhằm tiếp tục tăng cường, đẩy mạnh việc xử lý sử dụng tro, xỉ, thạch
cao ngày, ngày 12/4/2017 Thủ tướng Chính phủ đã tiếp tục ban hành Quyết
định số 452/QĐ-TTg về việc Phê duyệt Đề án đẩy mạnh xử lý, sử dụng tro, xỉ,
thạch cao làm nguyên liệu sản xuất vật liệu xây dựng và sử dụng trong các công
trình xây dựng (Quyết định số 452/QĐ-TTg).
Qua gần 4 năm, triển khai thực hiện Quyết định này, mặc dù đã có nhiều
nỗ lực nhưng kết quả thực tế vẫn chưa đạt mục tiêu đề ra. Tính đến cuối năm
2020, tổng lượng tro, xỉ nhiệt điện đã tiêu thụ trên cả nước khoảng 44,5 triệu
tấn, tương đương với 42% tổng lượng phát thải qua các năm.
Trong đó, EVN tiêu thụ khoảng gần 23 triệu tấn, TKV tiêu thụ được
khoảng hơn 6 triệu tấn, PVN tiêu thụ được gần 1,5 triệu tấn. Các nhà máy BOT
và các chủ đầu tư khác tiêu thụ khoảng 4 triệu tấn.
Thực tế cho thấy tro, xỉ được sử dụng nhiều nhất là lĩnh vực làm phụ gia
khoáng cho xi măng, ước khoảng 24 triệu tấn, chiếm 70%; sản xuất gạch đất
sét nung và gạch không nung ước khoảng 4 triệu tấn, chiếm 12%; làm phụ gia
cho sản xuất bê tông tươi, bê tông cho các công trình thủy lợi, công trình giao
thông (đường bê tông xi măng vùng nông thôn) và công trình xây dựng dân
dụng (kết cấu móng khối lớn ít tỏa nhiệt) ước khoảng 3 triệu tấn, chiếm 8%; và
làm vật liệu san lấp, đắp đường giao thông các loại khoảng 3,5 triệu tấn,
chiếm 9%.
Như vậy, vẫn còn tồn đọng hơn 90% lượng tro bay chưa đươc tiêu thụ
còn tồn đọng tại các bãi chứa. Lượng lớn tro bay này nếu không được xử lý và
tiêu thụ sẽ rất dễ ảnh hưởng xấu đến môi trường xung quanh.
Đã có rất nhiều nghiên cứu và ứng dụng tro bay làm vật liệu xây dựng
để giảm tải cho các bãi thải của các nhà máy nhiệt điện, góp phần bảo vệ môi

15. 3
trường. Trong đó ứng dụng tro bay để thay thế xi măng trong bê tông đã và đàn
được thực hiện.
Các nghiên cứu trước đó chỉ ra rằng khi tro bay được sử dụng để thay
thế xi măng thì cường độ chịu nén, kéo của bê tông sẽ giảm ở giai đoạn trước
28 ngày nhưng sau đó sẽ tăng, thời gian và mức độ tăng cường độ phụ thuộc
vào tỉ lệ thành phần tro bay thay thế xi măng và loại tro bay. Tuy nhiên chưa
có nghiên cứu thực nghiệm cụ thể nào về ảnh hưởng của tro bay đối với sự làm
việc chung của bê tông và cốt thép cũng như khả năng chịu uốn của dầm BTCT.
Đây chính là lý do tác giả làm đề tài nghiên cứu: “Nghiên cứu ứng dụng
tro bay thay thế một phần xi măng trong bê tông để sử dụng cho dầm bê tông
cốt thép”.
2. Mục đích nghiên cứu
Nghiên cứu thực nghiệm khả năng chịu uốn và chịu cắt của dầm BTCT
khi bê tông sử dụng đúc dầm có cấp độ bền chịu nén B20 có tro bay thay thế xi
măng. Các tỉ lệ tro bay thay thế xi măng lần lượt là 15%; 20%; 25%và 40%.
Xem xét sự ảnh hưởng của tro bay đối với sự làm việc chung giữa bê
tông và cốt thép trong dầm BTCT thông qua các thông số đo được từ thực
nghiệm như trình bày ở mục 3.
Ứng dụng tro bay thay thế một phần xi măng trong bê tông với hàm
lượng tối ưu được xác định bằng thực nghiệm để đưa vào sản xuất bê tông sử
dụng cho cấu kiện dầm BTCT.
3. Mục tiêu nghiên cứu
Đánh giá được khả năng các chỉ tiêu cơ lý của bê tông thông thường và
bê tông có sử dụng tro bay thay thế xi măng lần lượt ở các tỉ lê 15%; 20% 25%
và 40%.
Đánh giá được khả năng chịu uốn và chịu cắt của dầm BTCT thông
thường và dầm BTCT có sử dụng tro bay thay thế xi măng lần lượt ở các tỉ lê
15%; 20% 25% và 40%.

16. 4
4. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
4.1. Đối tượng nghiên cứu
Các loại vật liệu địa phương: Cát Sông Ba mỏ Công ty Hưng Thịnh, Đá
1x2 mỏ Nắng Ban Mai, Xi măng Nghi sơn, thép Việt Mỹ.
Mẫu lập phương KT: 15cm x 15cm x 15cm cấp độ bền chịu nén B20
thông thường và mẫu lập phương sử dụng tro bay thay thế hàm lượng xi măng
với các tỉ lệ lần lượt là 15%; 20%; 25% và 40%. Thí nghiệm cường độ chịu nén
của mẫu ở 3 ngày tuổi; 7 ngày tuổi và 28 ngày tuổi.
Dầm BTCT kích thước 100x150x800 cấp độ bền chịu nén B20 thông
thường và bê tông cấp độ bền chịu nén B20 sử dụng tro bay thay thế hàm lượng
xi măng với các tỉ lệ lần lượt là 15%; 20%; 25% và 40%. Thí nghiệm khả năng
chịu uốn của dầm ở 28 ngày tuổi.
4.2. Phạm vi nghiên cứu
Nghiên cứu tổng quan về khả năng phát triển cường độ chịu nén của bê
tông B20 có sử dụng tro bay thay thế một phần xi măng so với bê thông B20
thông thường.
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 và chịu cắt của dầm bê tông cốt thép.

17. 5
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ TRO BAY VÀ DẦM BTCT
1.1. Tổng quan về tro bay
1.1.1. Tổng quan về tro bay.
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, tức là 50 nanomet (1 nanomet = 10-9
centimet). Nhờ bị thiêu đốt ở nhiệt độ rất cao trong lò đốt (đạt khoảng 1.4000C)
nên nó có tính puzzolan là tính hút vôi rất cao.
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 portland hay các loại
chất kết dính khác sẽ tạo ra các sản phẩm bê tông với độ cứng vượt trội (mác
cao) có khả năng chống thấm cao, tăng độ bền với thời gian, không nứt nẻ,
giảm độ co gãy, có tính chống kiềm và tính bền sulfat, dễ thao tác, rút ngắn tiến
độ thi công do không phải xử lý nhiệt... Ngoài ra, nó còn giảm nhẹ tỉ trọng của
bê tông một cách đáng kể.
Trong hơn 5 thập niên qua, tro bay được ứng dụng vào thực tiễn của
ngành xây dựng một cách rộng rãi và đã có những công trình lớn trên thế giới
sử dụng sản phẩm này như là một phụ gia không thể thiếu.
Tính đến cuối năm 2020, tổng lượng tro, xỉ lưu giữ tại bãi chứa của các
nhà máy nhiệt điện than vẫn còn khoảng 47,65 triệu tấn.
Báo cáo của Sở Xây dựng tỉnh Bình Thuận cho thấy, tính đến tháng
6/2020, tại Trung tâm nhiệt điện Vĩnh Tân, tỉnh Bình Thuận, lượng tro, xỉ phát
sinh từ các nhà máy nhiệt điện Vĩnh Tân 1, nhiệt điện Vĩnh Tân 2, nhiệt điện
Vĩnh Tân 4 và nhiệt điện Vĩnh Tân 4 mở rộng khoảng trên 10,9 triệu tấn nhưng
lượng tro xỉ đã được xử lý, tiêu thụ chỉ đạt con số rất khiêm tốn, hơn 1,049 triệu
tấn, chiếm 9,62%.

18. 6
Các công trình tiêu biểu đã sự dụng tro bay làm phụ gia là: Đập
Tomisato cao 111m ở Nhật Bản được xây dựng từ những năm 1950 đã sử dụng
60% tro bay thay thế xi măng; Trung Quốc đưa tro bay vào công trình xây dựng
đập thủy điện từ những năm 1980; Công trình Azure trị giá 100 triệu USD hoàn
thành năm 2005 đã sử dụng 35% tro bay thay thế xi măng.
Nhiều nghiên cứu trên thế giới đã được đúc kết: Các công trình có sử
dụng tro bay sẽ đem đến 3 lợi ích to lớn và rất thiết thực cho ngành công nghiệp
xây dựng là: Chất lượng sản phẩm ưu việt hơn. Giá thành rẻ hơn. Góp phần bảo
vệ môi trường.
Hình 1.1. Hình dạng hạt tro bay [1].
1.1.2. Phân loại [3]
Phân loại theo Tiêu chuẩn TCVN 10302-2014 – Phụ gia hoạt tính tro bay
dùng cho bê tông, vữa xây mà xi măng:
- Theo thành phần hóa học, tro bay được phân làm 02 loại:
+ Tro axit: tro có hàm lượng canxi oxit đến 10 %, ký hiệu: F
+ Tro bazơ: tro có hàm lượng canxi oxit lớn hơn 10 %, ký hiệu: C
- Phân loại theo mục đích sử dụng: tro bay được phân thành 02 loại:

19. 7
+ Tro bay dùng cho bê tông và vữa xây, bao gồm 4 nhóm lĩnh vực sử dụng,
Dùng cho chế tạo sản phẩm và cấu kiện bê tông cốt thép từ bê tông nặng và bê
tông nhẹ, ký hiệu: a;
+ Dùng cho chế tạo sản phẩm và cấu kiện bê tông không cốt thép từ bê
tông nặng, bê tông nhẹ và vữa xây, ký hiệu: b;
+ Dùng cho chế tạo sản phẩm và cấu kiện bê tông tổ ong, ký hiệu: c;
+ Dùng cho chế tạo sản phẩm và cấu kiện bê tông, bê tông cốt thép làm
việc trong điều kiện đặc biệt, ký hiệu: d.
- Ví dụ:
+ Fa - tro axit dùng cho chế tạo sản phẩm và cấu kiện bê tông cốt thép;
+ Cb - tro bazơ dùng cho chế tạo sản phẩm và cấu kiện bê tông không
cốt thép;
+ Tro bay dùng cho xi măng, ký hiệu: Xm;
+ FXm - tro axit dùng cho chế tạo xi măng;
+ CXm - tro bazơ dùng cho chế tạo xi măng.
1.1.3. Chỉ tiêu chất lượng tro bay dùng cho bê tông
Trộn cốt liệu lớn với cốt liệu nhỏ trong máy trộn, sau đó xi măng được
thêm vào trong quá trình nhào trộn. Sợi được cho vào trong quá trình trộn với
hàm lượng tính toán trước. Hỗn hợp nước và phụ gia dẻo được nhào trộn và
cho vào hỗn hợp bê tông.
Bảng 1.1. Chỉ tiêu chất lượng tro bay dùng cho bê tông [3]
Chỉ tiêu
Loại
tro
bay
Lĩnh vực sử dụng - Mức
a b c d
1. Tổng hàm lượng ôxit
SiO2 + Al2O3 + Fe2O3, %
khối lượng, không nhỏ hơn
F 70
C 45

20. 8
Chỉ tiêu
Loại
tro
bay
Lĩnh vực sử dụng - Mức
a b c d
2. Hàm lượng lưu huỳnh, hợp
chất lưu huỳnh tính quy đổi ra
SO3, % khối lượng, không
lớn hơn
F 3 5 3 3
C 5 5 6 3
3. Hàm lượng canxi ôxit tự do
CaOtd, % khối lượng, không
lớn hơn
F - - - -
C 2 4 4 2
4. Hàm lượng mất khi nung
MKN, % khối lượng, không
lớn hơn
F 12 15 8* 5*
C 5 9 7 5
5. Hàm lượng kiềm có hại
(kiềm hòa tan), % khối lượng,
không lớn hơn
F
1,5
C
6. Độ ẩm, % khối lượng,
không lớn hơn
F
3
C
7. Lượng sót sàng 45mm, %
khối lượng, không lớn hơn
F 25 34 40 18

21. 9
Chỉ tiêu
Loại
tro
bay
Lĩnh vực sử dụng - Mức
a b c d
C
8. Lượng nước yêu cầu so với
mẫu đối chứng, %, không lớn
hơn
F
105 105 100 105
C
9. Hàm lượng ion Cl-, % khối
lượng, không lớn hơn
F
0,1 - - 0,1
C
10. Hoạt độ phóng xạ tự nhiên
Aeff, (Bq/kg) của tro bay
dùng:
- Đối với công trình nhà ở và
công cộng, không lớn hơn
370
- Đối với công trình công
nghiệp, đường đô thị và khu
dân cư, không lớn hơn
740
* Khi đốt than Antraxit, có thể sử dụng tro bay với hàm lượng mất khi nung
tương ứng: - lĩnh vực c tới 12 %; lĩnh vực d tới 10 %, theo thỏa thuận hoặc
theo kết quả thử nghiệm được chấp nhận.
1.1.4. Thành phần chính trong mẫu tro bay
1.1.4.1. Silic dioxit ở dạng kết tủa silisic
Hàm lượng silic dioxit (SiO2) tính bằng phần trăm, theo công thức:
1 2
2
% 100
m m
SiO
m
−
= 

22. 10
- Trong đó:
+ m1 là khối lượng chén bạch kim và kết tủa trước khi xử lý bằng axit
flohydric, tính bằng gam;
+ m2 là khối lượng chén bạch kim và kết tủa sau khi xử lý bằng axit
flohydric, tính bằng gam;
+ m là khối lượng mẫu lấy để phân tích, tính bằng gam.
Chênh lệch giữa hai kết quả xác định song song không lớn hơn 0,40 %.
1.1.4.2. Silic dioxit ở dạng hòa tan trong dung dịch
Hàm lượng silic dioxit (SiO2) hòa tan tính bằng phần trăm theo
công thức:
100
%
2
1
2 tan)
(

=
m
m
SiO a
H
- Trong đó:
+ m1 là lượng silic dioxit tìm được trên đường chuẩn, tính bằng gam;
+ m2 là khối lượng mẫu tương ứng với thể tích mẫu lấy để phân tích, tính
bằng gam.
Chênh lệch giữa hai kết quả xác định song song không lớn hơn 0,04 %.
1.1.4.3. Hàm lượng sắt (III) oxit (Fe2O3) bằng phương pháp chuẩn độ oxihóa
- khử
Hàm lượng sắt (III) oxit (Fe2O3), tính bằng phần trăm, theo công thức:
2 3
0,0039925×V
% Fe O = ×100
m
- Trong đó:
+ 0,0039925 là số gam Fe2O3 ứng với 1 ml dung dịch K2Cr2O7 0,05 N;
+ V là thể tích dung dịch K2Cr2O7 0,05 N tiêu thụ, tính bằng mililit;
+ m là khối lượng mẫu lấy để phân tích, tính bằng gam.
Chênh lệch cho phép giữa hai kết quả xác định song song không lớn hơn
0,30%

23. 11
1.1.4.4. Hàm lượng hàm lượng nhôm oxit (Al2O3)
Hàm lượng nhôm oxit (Al2O3) tính bằng phần trăm theo công thức:
100
0010196
0
3
2 


=
m
K
V
,
O
Al
% Zn
- Trong đó:
+ VZn là thể tích dung dịch tiêu chuẩn kẽm axetat 0,02 M tiêu thụ khi chuẩn
độ, tính bằng mililit;
+ 0,0010196 là khối lượng nhôm oxit tương ứng với 1 ml dung dịch kẽm
axetat 0,02 M, tính bằng gam;
+ K là hệ số nồng độ giữa dung dịch kẽm axetat 0,02 M và dung dịch
EDTA tiêu chuẩn 0,01 M;
+ m là khối lượng mẫu tương ứng với thể tích mẫu lấy để phân tích, tính
bằng gam.
Chênh lệch giữa hai kết quả xác định song song không lớn hơn 0,26 %.
1.1.4.5. Hàm lượng canxi oxit (CaO)
Hàm lượng canxi oxit (CaO) tính bằng phần trăm, theo công thức:
100
00056
0 0
1

−

=
m
)
V
V
(
,
CaO
%
- Trong đó
+ V0 là thể tích dung dịch tiêu chuẩn EDTA 0,01 M tiêu thụ khi chuẩn độ
mẫu trắng, tính bằng mililit;
+ V1 là thể tích dung dịch tiêu chuẩn EDTA 0,01 M tiêu thụ khi chuẩn độ
mẫu thử, tính bằng mililit;
+ 0,00056 là khối lượng canxi oxit tương ứng với 1 ml dung dịch EDTA
0,01 M, tính bằng gam;
+ m là khối lượng mẫu tương ứng với thể tích mẫu lấy để xác định canxi
oxit, tính bằng gam.
Chênh lệch giữa hai kết quả xác định song song không lớn hơn 0,30 %.

24. 12
1.1.4.6. Hàm lượng magiê oxit (MgO)
Hàm lượng magiê oxit (MgO) tính bằng phần trăm, theo công thức:
100
000403
0 01
1
02
2

−
−
−

=
m
V
V
(
)
V
V
[(
,
MgO
%
)]
- Trong đó
+ V01 là thể tích dung dịch tiêu chuẩn EDTA 0,01 M tiêu thụ khi chuẩn độ
riêng lượng canxi trong mẫu trắng, tính bằng mililit;
+ V1 là thể tích dung dịch tiêu chuẩn EDTA 0,01 M tiêu thụ khi chuẩn riêng
lượng canxi trong dung dịch mẫu thử, tính bằng mililit;
+ V02 là thể tích dung dịch tiêu chuẩn EDTA 0,01 M tiêu thụ khi chuẩn độ
tổng lượng canxi và magiê trong mẫu trắng, tính bằng mililit;
+ V2 là thể tích dung dịch tiêu chuẩn EDTA 0,01 M tiêu thụ khi chuẩn độ
tổng lượng canxi và magiê trong dung dịch mẫu thử, tính bằng mililit:
+ 0,000403: là khối lượng magiê oxit MgO tương ứng với 1 ml dung dịch
EDTA 0,01 M, tính bằng gam;
+ m là khối lượng mẫu tương ứng với thể tích mẫu lấy để xác định magiê
oxit, tính bằng gam.
Chênh lệch giữa hai kết quả xác định song song không lớn hơn 0,25 %.
Bảng 1.2. Thành phần hóa học của tro bay
Hầu hết các loại tro bay đều là các hợp chất silicat bao gồm các oxit kim
loại như sau:

25. 13
Bảng 1.2. Thành phần hóa học của tro bay [3]
STT Thành phần hóa học Đơn vị Kết quả
1 SiO2 % 59,62
2 Al2O3 % 15,76
3 Fe2O3 % 10,00
4 CaO % 0,70
5 MgO % 3,33
6 SO3 % 0,10
7 Na2O3 % 0,09
8 K2O % 2,40
9 TiO % 1,17
10 MnO % 0,06
1.1.5. Tro bay và cường độ nén của bê tông chất lượng siêu cao [4]
Ảnh hưởng của hàm lượng FA đến cường độ nén của BTCLSC thể hiện
ở hình 1.5. Khi sử dụng FA đến 30% không có sự suy giảm cường độ nén của
bê tông ở tuổi 28 ngày so với mẫu đối chứng, ở cả điều kiện dưỡng hộ tiêu
chuẩn và dưỡng hộ nhiệt ẩm. Cường độ nén BTCLSC sử dụng 20% FA đạt giá
trị lớn nhất ở cả chế độ dưỡng hộ tiêu chuẩn và dưỡng hộ nhiệt ẩm, tương ứng
là 114 MPa và 153 MPa. Tiếp tục tăng hàm lượng FA thì cường độ nén của bê
tông bắt đầu giảm.

26. 14
Hình 1.2. Ảnh hưởng của hàm lượng FA đến cường độ nén của BTCLSC,
N/CKD = 0.18, (a) 27±2o
C, (b) 90±5o
C.
1.1.6. Ứng dụng của tro bay và xu hướng phát triển
1.1.6.1. Tro bay và công trình thực tế
Tro bay dùng làm vật liệu san lấp lấp: 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 lĩnh vực san lấp mặt bằng.

27. 15
Hình 1. 3. a Đập Puylaurent ở Pháp (b) Bê tông asphalt [2].
Tro bay trong bê tông: 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 30% xi măng portland. 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, làm
độn cho bê tông asphalt. Một số công trình xây dựng nổi tiếng trên thế giới đã
sử dụng tro bay trong bê tông như đập Puylaurent ở Pháp, cây cầu Great Belt
East nối Copenhagen (Đan Mạch) với những vùng đất của trung tâm châu Âu.
Tro bay làm đường xá: Tro bay có thể được sử dụng để xây dựng đường
và đê kè. Việc sử dụng này có nhiều lợi thế hơn so với các phương pháp thông
thường như tiết kiệm đất trồng trọt, tránh tạo ra các vùng trũng, giảm chi phí,
làm giảm nhu cầu đất để xử lý / lắng đọng tro bay.
Gạch không nung từ tro bay: Tro bay cũng là phế liệu thân thiện môi
trường. 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.

28. 16
Hình 1.4. Ứng dụng làm vật liệu không nung.
Sản phẩm gạch ốp lát từ tro bay: Gạch ốp lát cóthể được sản xuất từ tro
bay như gạch ốp lát gồm hai lớp: lớp măṭ và lớp nền. Lớp mặt là hỗn hợp gồm
nhựa men, xi măng, bột tro bay và đôlômit. Lớp nền là hỗn hợp gồm tro bay
bán khô, xi măng và bụi mỏ đá.
Làm vật liệu cốt nhẹ: Nhiều công nghệ đã được phát triển để sản xuất cốt
liệu nhân tạo từ tro bay. Cốt liêụ từ sản phẩm tro bay có thể được sử dụng cho

29. 17
một loạt các ứng dụng trong ngành công nghiệp xây dựng, bao gồm thành phần
xây dựng, thành phần bê tông đúc sẵn, bê tông trộn sẵn cho các tòa nhà cao
tầng…
1.1.6.2. Tăng mác vữa xi măng
Tro bay khi trộn với xi măng Portland và cát sạch sẽ tạo vữa xi măng có
cường độ chịu nén 10 hay 15 MPa (N/mm2
).
1.1.6.3. Giảm khả năng xâm thực của nước, chống chua mặn
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.
1.1.6.4. Chống rạn nứt, giảm co gảy, cải thiện bề mặt sản phẩm và có tính
chống thấm 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. Ngoài
ra tro bay còn trở thành chất xúc tác để tạo ra các sản phẩm cứng hơn và
bền hơn.
1.1.6.5. Tính chịu lực cao của bê tông tự nén với Tro bay
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 đã 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.
1.1.6.6. Tác dụng của Tro bay đến vấn đề hạ nhiệt cho bê tông
Việc sử dụng tro bay làm chất độn cho khối bê tông lơn đạt được 3 mục
đích: Giảm được lượng nhiệt sinh ra trong lòng bê tông; giảm giá thành bê tông
một cách đáng kể; đảm bảo tính dễ thi công và cường độ bê tông. Qua kinh
nghiệm của một số nước trên thế giới thì hàm lượng dùng tro bay thay thế xi
măng trong bê tông đầm lăn có phạm vi từ 30 – 60%.

30. 18
1.1.7. Một số nghiên cứu về ứng dụng của tro bay
- Nghiên cứu chế tạo bê tông chất lượng Siêu cao sử dung hỗn hợp phụ
gia khoán Silica Fume và tro bay sẵn có ở Việt Nam - “ Ths. Nguyễn Công
Thắng, Ts. Nguyễn Văn Tuân, Ths. Nguyễn Trọng Lâm, PGS.TS Phạm Hữu
Hanh – ĐH Xây dựng.
Những vấn đề được giải quyết là:
Hoàn toàn có thể sử dụng tro bay ở Việt Nam thay thế một phần xi măng
để chế tạo BTCLSC;
Khi sử dụng kết hợp FA và SF sẽ làm tăng tính công tác của hỗn hợp
BTCLSC.
Tổng lượng dùng phụ gia khoáng có thể thay thế xi măng đến 40% mà
cường độ nén của BTCLSC vẫn đạt theo yêu cầu (>150 MPa).
Vấn đề cần làm rõ: Chưa nghiên cứu hàm lượng thay thế của tro bay
trong bê tông có cường độ thấp hơn như B20; B25
- ISSN 1859-1531 Tạp chí KH-CN Đại học Đà Nẵng – Nguyễn Văn chính
– Đặng Văn Mến: “Ảnh hưởng của tro bay nhà máy nhiệt điện duyên hải đến
cường độ chịu nén và khả năng thấm của bê tông”.
Những vấn đề được giải quyết là: hàm lương tro bay thay thế xi măng phù
hợp để nâng cao khả năng chịu nén và khả năng chống thấm của bê tông.
Vấn đề cần làm rõ: Xác đinh tỉ lệ thay thế xi măng bằng tro bay tối ưu nhất
để sử dụng cho cấu kiện bê tông chịu nén và chịu uốn.
- Ảnh hưởng của tỷ lệ tro bay đến sự phát triển cường độ vữa xi măng –
Nguyễn Văn Vinh. LV Thạc sĩ năm 2018 Đại học Đà nẵng.
Những vấn đề được giải quyết là: Đã khảo sát được sự ảnh hưởng của tỷ lệ
tro bay tới sự phát triển của cường độ vữa ở tuổi 28, 56 và 90 ngày.
Vấn đề cần làm rõ: Chưa khảo sát sự ảnh hưởng của tỷ lệ tro bay đối với sự
phát triển cường độ của bê tông ở tuổi mẫu 3, 7 và 28 ngày.
- Lâm, N. T., Linh, N. N., Nam, T. V., Kiên, V. D., KhảiT. V., & Hiếu P.
Đức. (2020). Ảnh hưởng của tro bay thay thế một phần xi măng đến tính chất

31. 19
của bê tông thương phẩm. Tạp Chí Khoa Học Công Nghệ Xây Dựng
(KHCNXD) - ĐHXD, 14(4V), 96-105.
Những vấn đề được giải quyết là:
Khảo sát được tính công tác của hỗn hợp vữa bê tông khi sử dụng tro bay
thay thế xi măng với các tỷ lệ lần lượt là 0%; 10%; 20% 30% và 40%;
Khảo sát được ảnh hưởng của tro bay thay thế xi măng đến cường độ
chịu nén của bê tông Mác 300 và Mác 600 với các tỷ lệ thay thế lần lượt là
0%; 10%; 20% 30% và 40%;
Vấn đề cần làm rõ:
Chưa khảo sát sự ảnh hưởng của tỷ lệ tro bay đối với sự phát triển cường
độ của bê tông đối với bê tông có cấp độ bền chịu nén thấp hơn M300;
Chưa khảo sát sự ảnh hưởng của tỷ lệ tro bay đối với sự phát triển cường
độ của bê tông đối với các tỷ lệ thay thế là 15% và 25%.
1.2. Tổng quan về sự làm việc của dầm Bê tông cốt thép
1.2.1. Giới thiệu tổng quan về dầm Bê tông cốt thép
Dầm bê tông cốt thép (BTCT) là một cấu kiện gồm Bê tông và Cốt thép
trong xây dựng thường có dạng hình chữ nhật, hình vuông. Dầm thường được
gối lên cột trong nhà ở và các công trình xây dựng nói chung. Dầm bê tông cốt
thép là hỗn hợp gồm Xi Măng, Cát, Đá và Thép (Thép gồm sắt Fe và Cacbon
C và một số nguyên tố hóa học khác).
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 giữa bê tông và cốt thép. Các lý thuyết tính toán cấu kiện dầm bê
tông cốt thép thường giả thiết bỏ qua khả năng chịu kéo của bê tông, toàn bộ
lực kéo do cốt thép chịu, và lực dính giữa bê tông và cốt thép phải lớn để đảm
bảo biến dạng của cốt thép và bê tông tại bề mặt tiếp xúc với cốt thép là như
nhau. Tuy nhiên thực tế làm việc của dầm bê tông cốt thép không hoàn toàn
như các giả thiết nêu trên, khả năng chịu lực của dầm bê tông cốt thép chịu ảnh

32. 20
hưởng của lực dính giữa bê tông và cốt thép cũng như khả năng chịu kéo của
bê tông miền kéo.
1.2.2. Sự làm việc của dầm Bê tông cốt thép
Dầm bê tông cốt thép là cấu kiện chịu uốn là chủ yếu vì bên cạnh chịu
uốn thì dầm cũng một phần chịu nén nhưng nhỏ so với khả năng chịu uốn
của dầm.
Nguyên lý làm việc của dầm BTCT: Quan sát sự làm việc của dầm từ
lúc mới đặt tải đến lúc phá hoại, sự diễn biến của dầm xảy ra như sau: Khi tải
trọng chưa lớn thì dầm vẫn còn nguyên vẹn, tiếp đó cùng với sự tăng của tải
trọng, xuất hiện của khe nứt thẳng góc với trục dầm tại đoạn dầm có moment
lớn và những khe nứt nghiêng ở đoạn dầm gần gối tựa là chỗ có lực ngang lớn,
khi tải trọng đã lớn thì dầm bị phá hoại hoặc tại tiết diện có khe nứt thẳng góc,
hoặc tại tiết diện có khe nứt nghiêng. Trong suốt quá trình đặt tải, độ võng của
dầm cứ tăng lên. Trong trạng thái giới hạn của dầm theo khả năng chịu lực (tức
là theo cường độ) được đặc trưng bằng sự phá hoại theo tiết diện thẳng góc với
trục dầm hoặc theo tiết diện nghiêng, vì vậy khi tính toán dầm chịu uốn theo
khả năng chịu lực là bao gồm tính toán trên tiết diện thẳng góc và trên tiết
diện nghiêng.
1.3. Kết luận chương
Bê tông cốt thép là sự kết hợp giữa các hạt cốt liệu, nước, phụ gia và cốt
thép. Nhờ lực dính chặt với nhau 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. 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.
Tro bay là sản phẩm được tạo ra từ quá trình đốt than của các nhà máy
nhiệt điện; Những nghiên cứu trước đây cho thấy khi kết hợp tro bay với
ximăng portland hay các loại chất kết dính khác sẽ tạo ra các sản phẩm bê tông

33. 21
với độ cứng vượt trội (mác cao) có khả năng chống thấm cao, tăng độ bền với
thời gian, không nứt nẻ, giảm độ co gãy, có tính chống kiềm và tính bền sulfat,
dễ thao tác, rút ngắn tiến độ thi công do không phải xử lý nhiệt... ngoài ra, nó
còn giảm nhẹ tỉ trọng của bê tông một cách đáng kể...
Phá hoại dầm bê tông cốt thép có thể theo hai dạng. Sự phá hoại khi ứng
suất trong cốt thép đạt đến giới hạn chảy và ứng suất trong bê tông đạt đến Rb
gọi là sự phá hoại dẻo. Nếu ứng suất trong cốt thép chưa đạt đến giới hạn chảy
mà bê tông vùng nén đã bị phá hoại thì dầm cũng bị phá hoại gọi là phá
hoại giòn.
Phá hoại dẻo của dầm bê tông cốt thép được thể hiện theo hai hình thức
là phá hoại theo tiết diện thẳng góc (phá hoại uốn) và phá hoại theo tiết diện
nghiêng (phá hoại cắt)

34. 22
CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ CƯỜNG ĐỘ CỦA BÊ TÔNG VÀ
SỰ LÀM VIỆC CỦA DẦM BTCT CÓ SỬ DỤNG TRO BAY THAY THẾ
MỘT PHẦN XI MĂNG
2.1. Cơ sở lý thuyết về cường độ
2.1.1. Xác định cường độ chịu nén của mẫu bê tông [7]
Phương pháp chuẩn bị mẫu, thí nghiệm và xử lý số liệu thực hiện theo
TCVN 3118-1993.
Hình 2.1. Sơ đồ ép mẫu Hình 2.2. Tương quan giữa cường độ và
thời gian
Công thức xác định cường độ nén
b
P
R
A
= (2.1) [7]
Trong đó: P: Lực nén phá hoại mẫu kN
A: Diện tích mặt cắt ngang của mẫu. cm2
Rb: Cường độ chịu nén của mẫu MPa
2.1.2. Xác đinh mô đun đàn hồi và hệ số poisson [8]
2.1.2.1 Xác đinh mô đun đàn hồi.
1 0
0
1 0
E
 
 
−
=
−
(2.2) [8]
Trong đó: 𝜀1 Ứng suất thử bằng 1/3 cường độ lăng trụ daN/cm2
𝜀0 Ứng suất ban đầu bằng 0.5 daN/cm2
𝜀0 , 𝜀1 Chênh lệch biến dạng tương đối của bêtông ở mức ứng suất
thử so với mức ứng suất ban đầu.
1
2
2
3
3
R
t
28
R28

35. 23
2.1.2.2 Xác định hệ số poisson
x
y



= (2.3)
Trong đó:
x
 : biến dạng ngang ( biến dạng theo phương x);
y
 : biến dạng dọc trục ( biến dạng theo phương y).
2.2. Lý thuyết tính toán dầm Bê tông cốt thép theo TCVN 5574-2018 [6]
2.2.1. Lý thuyết tính toán dầm Bê tông cốt thép theo điều kiện nội lực tới
hạn
gh
M M
 (2.4)
Trong đó: M là moment do ngoại lực tác dụng
gh
M là moment tới hạn mà tiết diện có thể chịu được
Giá trị u
M đối với cấu kiện chịu uốn tiết diện hình chữ nhật (Hình 2.3) khi:
0
R
x
h
 
  được xác định theo công thức:
( )
0 0.5
gh b
M R bx h x
 − (2.5)
Trong đó:
b
R là cường độ chịu nén của bê tông;
b là bề rộng của tiết diện tính toán;
x là chiều cao vùng chịu nén của bê tông;
0
h là chiều cao làm việc của cấu kiện.
a là chiều dày lớp bê tông bảo vệ cốt thép

36. 24
Hình 2.3. Sơ đồ ứng suất của tiết diện.
2.2.2. Lý thuyết tính toán độ võng của dầm Bê tông cốt thép theo TCVN
5574-2018
2.2.2.1. Nguyên tắc chung
Độ võng của cấu kiện kết cấu bê tông cốt thép cần được tính toán theo
các công thức của cơ học kết cấu. Trị số độ cong biến dạng cấu kiện bê tông
cốt thép được tính từ trạng thái ban đầu của chúng.
Độ võng được xác định như sau:
+ Đối với những đoạn cấu kiện mà trong vùng chịu kéo của nó không
hình thành vết nứt thẳng góc với trục dọc cấu kiện: được xác định như đối với
vật thể đàn hồi.
+ Đối với những đoạn cấu kiện mà trong vùng chịu kéo của nó có các
vết nứt thẳng góc với trục dọc cấu kiện: xác định như tỷ số giữa hiệu số của
biến dạng trung bình của thớ ngoài cùng vùng chịu nén của bê tông và biến
dạng trung bình của cốt thép dọc chịu kéo với chiều cao làm việc của tiết diện
cấu kiện.
+ Các cấu kiện được xem là không có vết nứt trong vùng chịu kéo nếu
vết nứt không hình thành khi chịu tác dụng của tải trọng thường xuyên, tạm
thời dài hạn và tạm thời ngắn hạn hoặc nếu chúng khép lại khi chịu tác dụng
của tải trọng thường xuyên và tạm thời dài hạn, trong đó tải trọng đưa vào tính
toán với hệ số độ tin cậy về tải trọng f = 1,0.

37. 25
2.2.2.2. Xác định độ võng cấu kiện Bê tông cốt thép
- Đối với cấu kiện chịu uốn tiết diện không đổi dọc theo chìu dài cấu kiện có
vết nứt thì độ cong trên từng đoạn có Moment uốn không đổi dấu, cho phép xác
định đối với tiết diện chịu lực lớn hơn cả và độ cong trên từng đoạn của các tiết
diện còn lại trên từng đoạn đó được lấy tỷ lệ với các giá trị moment uốn.
Đối với cấu kiện tự do hoặc cấu kiện công xôn thì độ võng lớn nhất được xác
đinh theo công thức
2
max
1
m
f sL
r
 
=  
 
(2.6)
Trong đó:
S là hệ số phụ thuộc vào sơ đồ tính toán cấu kiện và loại tải trọng, giá trị s
được lấy bằng:
5
48
đối với dầm tự tự do;
1
4
đối với dầm công xôn
- Trên các đoạn mà ở đó có hình thành vết nứt thẳng góc với trục dọc cấu
kiện, giá trị độ cong toàn phần của cấu kiện chịu uốn, nén lệch tâm và kéo lệch
tâm cần được xác định theo công thức:
1 2 3
1 1 1 1
r r r r
     
= − +
     
     
(2.7)
Trong đó:
1
1
r
 
 
 
là độ cong do tác dụng ngắn hạn của toàn bộ tải trọng mà dùng để
tính toán biến dạng;
2
1
r
 
 
 
là độ cong do tác dụng ngắn hạn của tải trọng thường xuyên và tạm
thời dài hạn;

38. 26
3
1
r
 
 
 
là độ cong của tác dụng dài hạn của tải trọng thường xuyên và tạm
thời dài hạn.
- Độ cong của cấu kiện bê tông cốt thép (1/r) do tác dụng của các tải trọng
tương ứng được xác định theo công thức:
1 M
r D
 
=
 
 
(2.8)
Với:
M là moment uốn do ngoại lực (có kêt đến mô men do lực dọc N) đối
với trục vuông góc với phẳng tác dụng của mô men uốn và đi qua trọng tâm tiết
diện ngang quy đổi của cấu kiện;
D là độ cứng chống uốn của tiết diện ngang quy đổi của cấu kiện, được
xác định theo công thức: 1
b red
D E I
= 
Trong đó:
1
b
E là mô đun biến dạng của bê tông chịu nén, được xác định phụ thuộc
vào thời hạn (ngắn hạn hoặc dài hạn) tác dụng của tải trọng và có kể đến sự có
hay không có các vết nứt;
red
I là mô men quán tính của tiết diện ngang quy đổi đối với trọng tâm
của nó, được xác định có kể đến sự có hay không có các vết nứt;
- Mô men quán tính Ired của tiết diện ngang quy đổi của cấu kiện đối với
trọng tâm của nó được xác định như đối với vật thể đặc theo các nguyên tắc
chung về sức bền của các cấu kiện đàn hồi có kể đến toàn bộ diện tích tiết
diện bê tông và diện tích tiết diện cốt thép với hệ số quy đổi cốt thép về bê
tông α: '
red s s
I I I I

= + +
Trong đó:
+ I là mô men quán tính của tiết diện bê tông đối với trọng tâm tiết diện ngang
quy đổi của cấu kiện;
+ s
I ; '
s
I là mô men quán tính của tiết diện cốt thép lần lượt chịu kéo và chịu
nén đối với trọng tâm tiết diện ngang quy đổi của cấu kiện;

39. 27
+ α là hệ số quy đổi cốt thép về bê tông:
1
s
b
E
E
 =
- Giá trị I được xác định theo các nguyên tắc chung về tính toán các đặc trưng
hình học của tiết diện cấu kiện đàn hồi. Cho phép xác định mô men quán tính
Ired mà không kể đến cốt thép.
- Giá trị mô đun biến dạng của bê tông Eb1 lấy bằng:
+ Khi có tác dụng ngắn hạn của tải trọng: Eb1 =0.85Eb;
+ Khi có tác dụng dài hạn của tải trọng: 1 ,
,
1
b
b b
b cr
E
E E 

= =
+
;
Với b c, r là hệ số từ biến của bê tông.
- Độ cứng của cấu kiện bê tông cốt thép trên các đoạn có vết nứt trong vùng
chịu kéo được xác định dựa trên các giả thiết sau:
+ Tiết diện sau khi biến dạng vẫn phẳng;
+ Ứng suất trong bê tông vùng chịu nén được xác định như đối với vật
thể đàn hồi;
+ Sự làm việc của bê tông chịu kéo trong tiết diện có các vết nứt thẳng
góc không cần kể đến;
+ Sự làm việc của bê tông chịu kéo trên đoạn giữa các vết nứt thẳng
góc kề nhau được kể đến trực tiếp bằng hệ số s .
- Độ cứng của cấu kiện bê tông cốt thép D trên các đoạn có vết nứt được xác
định theo công thức đã nêu ở trên và lấy không lớn hơn độ cứng khi không có
vết nứt.
- Mô men quán tính Ired của tiết diện ngang quy đổi của cấu kiện đối với
trọng tâm của nó được xác định theo các nguyên tắc chung về sức bền của các
cấu kiện đàn hồi có kể đến diện tích của bê tông chỉ ở vùng chịu nén, diện tích
tiết diện cốt thép chịu nén với hệ số quy đổi cốt thép về bê tông  s1 và diện
tích tiết diện cốt thép chịu kéo với hệ số quy đổi cốt thép về bê tông s2 =
'
1 2
red s s s s
I I I I
 
= + + ;

40. 28
Trong đó: I ; s
I ; '
s
I là mô men quán tính của diện tích tiết diện lần lượt của
vùng bê tông chịu nén, của cốt thép chịu kéo và của cốt thép chịu nén đối với
trọng tâm tiết diện ngang quy đổi không kể đến bê tông vùng chịu kéo.
- Các giá trị s
I ; '
s
I được xác định theo nguyên tắc chung của sức bền vật liệu
với khoảng cách ycm từ thớ bê tông chịu nén nhiều nhất đến trọng tâm tiết diện
ngang quy đổi (có kể đến các hệ số quy đổi 1
s
 , 2
s
 ) mà không kể đến bê tông
vùng chịu kéo, đối với cấu kiện chịu uốn thì cm m
y x
= ;
Trong đó:
m
x là chiều cao trung bình của vùng chịu nén của bê tông, kể đến ảnh
hưởng của sự làm việc của bê tông chịu kéo giữa các vết nứt;
Các giá trị b
y ; cm
y được xác định theo các nguyên tắc chung về tính
toán các đặc trưng hình học của tiết diện các cấu kiện đàn hồi.
Hình 2.4. Tiết diện ngang quy đổi và sơ đồ trạng thái ứng suất – biến dạng
của cấu kiện có vết nứt khi tính toán biến dạng cấu kiện dưới tác dụng của mô
men uốn
- Đối với cấu kiện chịu uốn thì vị trí trục trung hòa (chiều cao trung bình
của vùng bê tông chịu nén) được xác định từ phương trình: 0
'
0 2 0 1 s
b s s s
s S S
 
= − ;
Trong đó: 0
b
s ; 0
s
s ; 0
'
s
s là mô men tĩnh lần lượt của vùng bê tông chịu nén, của
cốt thép chịu kéo và của cốt thép chịu nén đối với trục trung hòa.
- Đối với tiết diện chữ nhật chỉ có cốt thép chịu kéo thì chiều cao vùng chịu
nén của bê tông được xác định theo công thức:

41. 29
( )
2
0 2 2 2
2
m s s s s s s
x h      
 
= + −
 
 
;
Trong đó: s
s
A
bh
 = ;
- Đối với tiết diện chữ nhật có cả cốt thép chịu kéo và chịu nén thì chiều cao
vùng chịu nén của bê tông được xác định theo công thức:
( )
'
2
' ' '
0 2 1 2 1 2 1
0
2 ( )
s s s s s s s s s s s s
a
x h
h
           
 
 
 
= + + + − +
 
 
 
 
Trong đó:
'
'
0
s
s
A
bh
 =
- Đối với cấu kiện chịu nén lệch tâm và chịu kéo lệch tâm thì vị trí trục trung
hòa (chiều cao vùng chịu nén) được xác định từ phương trình:
'
0 2 0 1 0
'
0 2 0 1 0
b s s s s
N
b s s s s
I I I
y
S S S
 
 
+ +
=
+ +
Trong đó:
+ yN là khoảng cách từ trục trung hòa đến điểm đặt lực dọc N, cách trọng
tâm toàn bộ tiết diện (không kể đến vết nứt) một khoảng bằng e0=M/N;
+ 0
b
I ; 0
S
I ; '
0
S
I là mô men quán tính lần lượt của vùng bê tông chịu nén,
của cốt thép chịu kéo và của cốt thép chịu nén đối với trục trung hòa;
+ 0
b
S ; 0
s
S ; 0
'
s
S là mô men tĩnh lần lượt của vùng bê tông chịu nén, của cốt
thép chịu kéo và của cốt thép chịu nén đối với trục trung hòa.
- Cho phép xác định chiều cao vùng chịu nén xm của cấu kiện tiết diện ngang
chữ nhật dưới tác dụng của mô men uốn M và lực dọc N theo công thức:
red
m M
red
I N
x x
A M
= 
Trong đó:
+ xM là chiều cao vùng chịu nén của cấu kiện chịu uốn; + Ired , Ared lần
lượt là mô men quán tính và diện tích của tiết diện ngang quy đổi, được xác
định đối với toàn bộ tiết diện (không kể đến vết nứt);

42. 30
+ Giá trị các đặc trưng hình học của tiết diện cấu kiện được xác định
theo các nguyên tắc chung về tính toán tiết diện các cấu kiện đàn hồi;
+ Trong công thức lấy dấu “cộng” đối với lực nén dọc và dấu “trừ” đối
với lực kéo dọc.
- Cho phép xác định độ cứng của cấu kiện bê tông cốt thép chịu uốn theo
công thức:
, 0
( )
s red s m
D E A z h x
= −
Trong đó: z là khoảng cách từ trọng tâm cốt thép chịu kéo đến điểm đặt hợp
lực của các nội lực trong vùng chịu nén. Đối với cấu kiện tiết diện ngang chữ
nhật không có (hoặc không kể đến) cốt thép chịu nén thì giá trị z được xác
định theo công thức:
0
3
m
x
z h
= −
-Đối với cấu kiện tiết diện ngang chữ nhật, chữ T (có cánh nằm trong vùng chịu
nén) và chữ I thì giá trị z cho phép lấy bằng 0,8h0.
- Giá trị các hệ số quy đổi cốt thép về bê tông được lấy bằng:
+ Đối với cốt thép chịu nén: 1
,
s
b red
E
E
 = ;
+ Đối với cốt thép chịu kéo: ,
2
,
s red
b red
E
E
 = .
Trong đó:
+ Eb, red là mô đun biến dạng quy đổi của bê tông chịu nén;
+ Es, red là mô đun biến dạng quy đổi của cốt thép chịu kéo, được xác định
có kể đến ảnh hưởng của sự làm việc của bê tông chịu kéo giữa các vết nứt theo
công thức: ,
s
s red
s
E
E =

.
- Độ võng của cấu kiện bê tông cốt thép có thể được xác định theo các nguyên
tắc chung của cơ học kết cấu với việc sử dụng trực tiếp các đặc trưng độ cứng
chống uốn D thay cho độ cong 1/r bằng cách thay các đặc trưng chống uốn đàn
hồi EI trong các công thức tính toán bằng các đặc trưng D đã được tính theo

43. 31
các công thức đã nêu ở trên. Khi có tác dụng đồng thời của các tải trọng tạm
thời ngắn hạn và tạm thời dài hạn thì độ võng toàn phần của các cấu kiện không
có hoặc có vết nứt trong vùng chịu kéo được xác định bằng cách cộng các độ
võng do các tải trọng tương ứng gây ra theo cách tương tự như cộng các độ
cong với các đặc trưng độ cứng D trong các công thức tính toán do thời hạn
(ngắn hạn hoặc dài hạn) tác dụng đã chọn của tải trọng. Khi xác định các đặc
trưng độ cứng D của các cấu kiện có vết nứt trong vùng chịu kéo, cho phép lấy
hệ số 1
s
 = . Trong trường hợp này, khi có tác dụng đồng thời của các tải trọng
tạm thời ngắn hạn và tạm thời dài hạn thì độ võng toàn phần của cấu kiện chịu
uốn có vết nứt được xác định bằng cách cộng các độ võng do tác dụng ngắn
hạn của tải trọng tạm thời ngắn hạn và do tác dụng dài hạn của tải trọng tạm
thời dài hạn có kể đến các giá trị tương ứng của các đặc trưng độ cứng D, nghĩa
là tương tự các giá trị D đối với các cấu kiện không có vết nứt.
* Trong giới hạn nghiên cứu của luận văn này, chỉ xét đến độ võng tức thời do
tải trọng ngắn hạn gây ra của cấu kiện bê tông cốt thép không có vết nứt trong
vùng chịu kéo, nên độ cong toàn phần trong luận văn này sẽ được xác định theo
công thức là:
max
1 1
r r
 
=  
 
(2.9)
2.2.3. Tính toán khả năng chịu cắt của dầm Bê tông cốt thép theo TCVN
5574-2018
Tính toán cấu kiện bê tông cốt thép chịu uốn theo dải nghiêng giữa bê
tông được tiến hành theo điều kiện:

44. 32
Chú dẫn: 1- Tiết diện nghiêng 2 - Cốt thép
b sw
Q Q Q
 + (2.10)
Trong đó:
Q là lực cắt trên tiết diện nghiêng với chiều dài hình chiếu C lên trục dọc
cấu kiện, được xác định do tất cả các ngoại lực nằm ở một phía của tiết diện
nghiêng đang xét; khi đó, cần kể đến tác dụng nguy hiểm nhất của tải trọng
trong phạm vi tiết diện nghiêng;
b
Q là lực cắt chịu bởi bê tông trong tiết diện nghiêng;
sw
Q là lực cắt chịu bởi cốt thép ngang trong tiết diện nghiêng;
b
Q được xác định theo công thức.
2
2 0
b bt
b
R bh
Q
C

(2.11)
nhưng không lớn hơn 0
2,5 bt
R bh và không nhỏ hơn 0
0,5 bt
R bh , trong đó 2
b
 là hệ
số kể đến ảnh hưởng của cốt thép dọc, lực bám dính và đặc điểm trạng thái ứng
suất của bê tông nằm phía trên vết nứt xiên, lấy bằng 1,5.
Lực cắt Qsw đối với cốt thép ngang nằm vuông góc với trục dọc cấu kiện được
xác định theo công thức:
sw sw sw
Q q C

= (2.12)
Trong đó:
sw
 là hệ số, kể đến sự suy giảm nội lực dọc theo chiều dài hình chiếu
của tiết diện nghiêng C, lấy bằng 0,75;

45. 33
sw
q là lực trong cốt thép ngang trên một đơn vị chiều dài cấu kiện, được
xác định theo công thức:
sw sw
sw
sw
R A
q
s
= (2.13)
Cần tiến hành tính toán đối với một loạt tiết diện nghiêng, nằm dọc theo chiều
dài cấu kiện, với chiều dài nguy hiểm nhất của hình chiếu tiết diện nghiêng C.
Khi đó, chiều dài hình chiếu C trong công thức (2.11) lấy không nhỏ hơn h0 và
không lớn hơn 2h0.
Cho phép tính toán các tiết diện nghiêng theo điều kiện (2.13) mà không cần
xem xét các tiết diện nghiêng khi xác định lực cắt do ngoại lực:
1 ,1 ,1
b sw
Q Q Q
= + (2.14)
Trong đó:
1
Q là lực cắt trong tiết diện thẳng góc do ngoại lực;
,1 0
0,5
b bt
Q R bh
= (2.15)
,1 0
sw w
Q q h
= (2.16)
Khi tiết diện thẳng góc, mà trong đó kể đến lực cắt Q1, nằm gần gối tựa
ở khoảng cách a nhỏ hơn 2,5h0, thì tính toán theo điều kiện (2.14) với việc nhân
giá trị Qb,1 đã được xác định theo công thức (2.15 ) với hệ số bằng 2,5/(a/h0 ),
nhưng lấy giá trị Qb,1 không lớn hơn 0
2,5 bt
R bh
Khi tiết diện thẳng góc, mà trong đó kể đến lực cắt Q1, nằm ở khoảng
cách a nhỏ hơn h0, thì tính toán theo điều kiện (2.14) với việc nhân giá trị Qsw,1
đã được xác định theo công thức (2.16) với hệ số bằng a/h0 .

46. 34
2.2.4. Tính toán lý thuyết cho mẫu thí nghiệm.
2.2.4.1. Sơ đồ thí nghiệm
a. Sơ đồ thí nghiệm mẫu
b. Mặt cắt dọc mẫu
c. Mặt cắt ngang mẫu
Hình 2.5. Sơ đồ mẫu thí nghiệm
2.2.4.2. Thiết lập công thức tính:
Hình 2.6. Sơ đồ tính toán mẫu thí nghiệm
Từ công thức: ( )
0 0.5
gh b
M R bx h x
 − (2.5) áp dụng cho mẫu thí nghiệm ta có kết
quả tính toán M
2.2.4.3. Các số liệu tính toán của mẫu thí nghiệm:
Các số liệu tính toán được lấy theo kết quả thí nghiệm mẫu lập phương
15x15x15 của lần lược các tổ mẫu.
L
h
P
150
800
2Þ10 2
2Þ8 1 1
Þ6a150
100
150
2Þ8
2Þ10
1
2
3
Þ6a150
L/3 L/3 L/3
P
M=P.L/6

47. 35
b
R là cường độ nén của lần lượt các tổ mẫu thí nghiệm
Thép dọc: CB300; théo kết quả thí nghiệm ta có 325,5
s
R MPa
=
Thép đai CB240; theo kết quả thí nghiệm ta có 282,9
s
R MPa
=
Diện tích cốt thép tại tiết diện giữa nhịp:
Theo số liệu đầu vào: 2 10 có AS =1,57 cm2
2.2.4.4. Tính toán khả năng chịu lực giới hạn của mẫu thí nghiệm
a. Tính toán tải trọng tới hạn.
Đặt 2
0 0
.
. .
s s
b
R A
x
h R b h
 
= = =
Áp dụng công thức (2.5) cho mẫu dầm thí nghiệm ta được
( )
0 0 0
0.5
gh b
M R b h h h
 
 − (kNcm2
)
.
6
gh
P L
M = (kNcm2
)
max
6 gh
M
P
L
= (kN)
max
max
2
P
Q =
Kết quả tính toán được thể hiện trong bảng 2.1.
b. Tính toán độ võng tới hạn;
2
max
1
m
f sL
r
 
=  
 
Trong đó:
+
5
48
s = ;
+
max 1
1 1
r r
   
=
   
   
;
+ L= 0.6m.
c. Kiểm tra khả năng chịu cắt
max b sw
Q Q Q
 +
Kết quả tính toán tải trọng và độ võng theo lý thuyết được trình bày ở bảng 2.1

48. 36
Bảng 2.1. Kết quả tính toán tải trọng và độ võng theo lý thuyết
STT TỔ MẪU
Lực tới
hạn
Độ võng Khả nằng chịu cắt
P (kN) mm
1 B20-0 49,31 7,12 Không đảm bảo
2 B20-15 49,11 7,01 Không đảm bảo
3 B20-20 49,31 6,77 Không đảm bảo
4 B20-25 49,16 7,28 Không đảm bảo
5 B20-40 49,01 7,48 Không đảm bảo

49. 37
CHƯƠNG 3: THỰC NGHIỆM SỰ LÀM VIỆC CỦA DẦM BÊ TÔNG
CỐT THÉP B20 CÓ SỬ DỤNG HÀM LƯỢNG TRO BAY THAY THẾ
XI MĂNG
3.1. Vật liệu sử dụng trong thí nghiệm
3.1.1. Cát (cốt liệu nhỏ)
Theo tiêu chuẩn TCVN 7570-2006, thành phần hạt của cát thô được sử
dụng để chế tạo bê tông quy định trong Bảng 3.1.
Loại cát sử dụng trong thí nghiệm là Cát Sông Ba tại mỏ của Công ty
XDCT Hưng Thịnh.
Bảng 3.1. Kết quả thí nghiệm Cát
3.1.2. Xi măng
Các chỉ tiêu chất lượng của xi măng poóc lăng lăng theo TCVN 2682:
2009 được trình bày trong được quy định trong Bảng 3.2
- ĐỘ LỔ HỖNG: 46.17% - HÀM LƯỢNGHẠT > 5mmCHIẾ: 0% - MÔ ĐUN ĐỘ LỚN : 2.86
1.25
0.14
59.0
459.0
412.0
269.0
0.63
0.315
(g)
(g)
Khối lượng hôp + cát ẩm
97.05
14.53
421.1
58.98
34.84
24.29 23.99
Nội dung
Khối lượng thể tích xốp
Khối lượng bình đông
Hàm lượng bụi, bùn sét
Khối lượng bình + nước + mẫu
(g)
Thể tích bình đông
(g)
(%)
(g)
455.0 441.0 24.07 23.31 82.67
2.78
Kết luận : Theo TCVN 7570 - 2006 "Cốt liệu cho bê tông và vữa. Yêu cầu kĩ thuật", mẫu cát đạt yêu cầu .
0.071
14.23
52.6 100.00
3.12
275.0
21.80 22.25
454.0
% Tích lũy TB cỡ
hạt
248.5 13.13
Mẫu 2 Mẫu 1
0.00 0.00
% Riêng phần
12.81
Mẫu 2
(cm3
)
(kg/m3
)
(g)
(%) 1 1
(g)
Khối lượng riêng
(TCVN 7572-4:2006)
1000 1000 4227 4232 29
1 2
257
31
Hàm lượng bụi , bùn
sét (TCVN 7572-
8:2006)
230 250
4 4
986 986
Độ ẩm
(TCVN 7572-7:2006)
Khối lượng mẫu
Đơn vị
tính
(g)
2000
1367 1367
1433
2000
1431
142
Khối lượng bình + nước
0.0
2.5
5
12.49
0.0 0.00
Trung bình
THÀNHPHẦN HẠT (TCVN7572-2 : 2006); Sàng tròn
(g/cm3
)
Khối lượng trên sàng (g)
Trên
sàng
tích
lũy
(%)
1
236.0
Cỡ sàng
(mm) Mẫu 1
4
BIỂUĐỒ THÀNHPHẦN HẠT
160
1430
160
141
3 3
3
52
237
Khối lượng riêng
(g)
Hộp ẩmsố
Khối lượng hộp 52
Khối lương thể tích xốp
(TCVN 7572-6:2006)
khối lượng mẫu còn lại sau khi rửa
Độ ẩm
Khối lượng hôp + cát khô
0
20
40
60
80
100
.140 CÔÕ SAØNG (mm)
5
2,5
1,25
0,63
0,315

50. 38
Trong chương trình thí nghiệm này, tác giả sử dụng Xi măng Sông Gianh
PCB40. Các chỉ tiêu kỹ thuật được lấy từ nhà sản xuất như Bảng 2.3.
Bảng 3.2. Kết quả thí nghiệm Xi măng
3.1.3. Đá dăm 1x2 (cốt liệu lớn)
Theo tiêu chuẩn TCVN 7570-2006, thành phần hạt của cát thô được sử
dụng để chế tạo bê tông quy định trong Bảng 3.3.
Sử dụng đá 1x2 của Công ty cổ phần Đầu tư N Ban Mai, có kết quả thí
nghiệm đá như sau:
75 75 75
46.9
EÙpR28 (28/1/1900)
1 2 3 4
330 332
Ngày thí nghiệm
Phương pháp thí ngiệm Thiết bị thí nghiệm chính
Cân điện tử kiểu: ShinKo VibraDJ3000TM -3Kg/0.01g
Máy kéo, nén, uốn kiểu: WE-1000B
46.9
46.9 46.9
6
75
46.9
5
75
Kích thước mẫu 4x4x4cm
> 45
Kết luận :Theo TCVN 6260-2009 “Xi măng pooc lăng hỗn hợp.Yêu cầu kĩ thuật”,mẫu xi măng đạt loại PCB40 .
TCVN 4030-2003; TCVN-6017-1995;
TCVN 6016-2011
Thứ tự mẫu
Lực phá hoại mẫu (KN)
Cường độ chịu nén (N/mm2
) 21.0
6
32.5
46.9
75
Trung bình (N/mm2
)
32.0 33.0
22.0 21.3 20.5 46.9
31.5
2 3 4 5
21.9 22.0
34.0
ÉP R3 (3/1/1900)
4.46
127 130
< 12 -
3.09
-
331.0
< 600 < 10
4.45
4.46
30.20 30.60
151
500
500
8.52
4.26
50 50
8.46
153
4.23
3.10
3.09
21.00
65
65
21.04
(g)
(%)
Tính ổn định
thể tích
(TCVN 4030-2003) (TCVN 6017 - 1995)
Độ mịn trên
sàng 0,09mm
Độ dẻo tiêu
chuẩn
Khối lượng
riêng
Thời gian đông kết
Bắt đầu
Phút
(g)
Khối lượng ống đông
(%)
Khối lượng mẫu
Khối lượng riêng
(kg/m3
)
841
500
840
985
Thể tích xi măng
347.5
987
Đơn vị
tính
30.4
(cm3
) 500
8.49
(cm
3
)
(g)
Phút
986 128.5
Tỷ lệ N/X
Khối lượng nước trộn
Phần trămtrên sàng
Khối lượng mẫu trên sàng
Khối lượng thể tích xốp
Khối lượng thể
tích xốp
(g)
347.5
1
21.4
35.0
CƯỜNGĐỘ CHỊUNÉN (TCVN 6016 - 2011)
Trung bình
TCVN 6260 - 1997 -
(g/cm3
)
(mm)
Số đọc
Kết thúc (phút)
Nội dung
Thể tích ống đông

51. 39
Bảng 3. 3. Kết quả thí nghiệm đá
3.1.4. Tro bay
Tác giả sử dụng nguồn vật liệu tro bay Nhà máy Nhiệt điện Vĩnh Tân
Tro bay dùng cho bê tông và vữa xây: Tro bay dùng cho bê tông và vữa
xây cần đáp ứng chỉ tiêu chất lượng theo quy định hiện hành
3.1.5. Thép
- Sử dụng thép Việt Mỹ:
+ Thép dọc chịu lực Φ10 – CB 300;
+ Thép đai Φ6 – CB 240.
- CỠ HẠT : Dmax = 20mm; Dmin = 5mm; - ĐỘ LỔ HỔNG = 49.4%
0.00
- THÀNHPHẦN HẠT (TCVN 7572-2:2006); Sàng tròn BIỂUĐỒ THÀNHPHẦN HẠT
99.66
5.40
51.58
Trên sàng tích lũy
trung bình (%)
0.00
0.0
40 0.0 0.0
7902.3
% từng phần
Mẫu 2
Khối lượng trền sàng (g)
Mẫu 1 Mẫu 1
Cỡ sàng
(mm) Mẫu 2
100.00
Phần trăm riêng phần (%)
(Kg/m3
) 1371
2.71
2.71
(g)
(g)
251.8
4.03
4.27
0.89
Độ nén dập
1371
3.65
% theo quyền
- HÀM LƯỢNG HẠT THOI + DẸT (TCVN 7572-13:2006)
Cỡ hạt
(mm)
Khối lượng
mẫu (g)
377.0
3.18
261.0
5
20 929.0
7894.0
48.06
0.0
0.0
100
0.00
0.0
0.00
0.00
0.00
5.36
916.6
Khối lượng cân khô mặt
Khối lượng thể tích xốp
Khối lượng mẫu
Hàm lượng bụi, bùn sét (%)
5 - 10
8217.9
8818.9
10 - 20
Khối lượng bình + nước + mẫu
(g)
Khối lượng mẫu còn lại sau khi rửa
8225
8823
(g/m3
)
Hệ số hóa mềm
Khối lượng hạt dưới sàng 2.5
Khối lượng riêng
(g)
Trung bình
0.36
< 5 56.0 61.7 0.33
48.09
8225.0 8217.9
4955 4956
Khối lượng bình + nước
(g)
3.06
46.22
Khối lượng bình đông
5.43
(g)
355.3
0.0
Thể tích bình đông
0.90 0.88
(%)
(cm3)
Khối Lượng hạt
thoi + dẹt (g)
(g/m3
)
Khối lượng thể tích đặc
(%)
10
70 0.0
0.0
46.15
Nội dung
(TCVN 7572-11:2006)
521.3
538.0 538.0
Độ nén dậptrong xi lanh
Khối lượng riêng
Bão hòa
Khô
3000
525.7 542.6 525.7 542.6
5000 5000
2468
8217.9
10 - 20
277.2
2.77
2.71
5 - 10
3.14
8823
8818.9
2.92
3.08
226.1
220.8
8225
2.73
- PHONG HÓA + MỀM YẾU (TCVN 7572-17:2006)
0.93
7.80
7.17 7.27 7.67
234
230
2.77
2.73
218
2.77
1146.2
1129.8
802.1 796.5
2.73
1146.2 1146.2
802.1
1129.8
796.5
2468
1370
5000
Khối lượng thể tích đặc
3000
Khối lượng thể
tích xốp(TCVN
7572-6:2006)
521.3
Ngày thí nghiện
538.0 3000
Phương pháp thí nghiệm Thiết bị thí nghiệm chính
3000
Kết luận : Theo TCVN 7570 - 2006 "Cốt liệu cho bê tông và vữa. Yêu cầu kĩ thuật", mẫu đá đạt yêu cầu.
215
7.73
7.22
% theo quyền
% từng phần
Cỡ hạt
(mm)
271.2
K/L hạt phong
hóa + mềm yếu
(g)
Khối lượng
mẫu (g)
9324 521.3
Khô
2.75
Trên
sàng
tích
lũy
(%)
2.69
796.5
1129.8
802.1
TCVN 7572-2006
Cân điện tử kiểu: ShinKo VibraDJ3000TM-3Kg/0.01g; Cân điện tử kiểu: JZC-TSE-15Kg/1g
Máy nén kiểu: TYA 2000; Bộ sàng tiêu chuẩn
(g)
Hàm lượng bụi,
bùn sét (TCVN
7572-8:2006)
Đơn vị tính
(TCVN 7572-4:2006)
Bão hòa
5000 9318
0
20
40
60
80
100
5 10 15 20 25 30 35 40
Côõ saøng (mm)

52. 40
Bảng 3.4. Kết qủa thí nghiệm kéo, uốn
STT
Loạ
i
mẫ
u
Giới
hạn
chảy
(F
chảy)
Giới
hạn
bền
(F
bền)
Thí nghiệm uốn Kết luận
theo
TCVN
1651-2008
Góc uốn Kết qủa
(MPa) (MPa) (độ)
I
1
Ф 6
trơn
265,2 459,7 160-180
Không
nứt
Đạt
TCVN1651
CB240-T
2
282,9 477,4 160-180
Không
nứt
3
300,6 495,0 160-180
Không
nứt
Trung
bình:
282,9 477,4
II
1
Ф 8
trơn
268,7 427,9 160-180
Không
nứt
Đạt
TCVN1651
CB240-T
2
278,7 437,9 160-180
Không
nứt
3
288,6 447,9 160-180
Không
nứt
Trung
bình:
278,7 437,9
III
1
Ф
10
gân
320,8 420,1 160-180
Không
nứt
Đạt
TCVN1651
C300-V
2
330,2 425,2 160-180
Không
nứt
3
327,8,
2
419,3 160-180
Không
nứt
Trung
bình:
325,5 421,5
3.2. Thiết bị sử dụng trong thí nghiệm
3.2.1. Trong quá chuẩn bị mẫu
- Khuôn mẫu: Mẫu lập phương sử dụng khuôn nhựa KT: 150x150x150;
- Mẫu trụ sử dụng khuôn nhựa KT: dxh 150x300;
- Ván khuôn: Sử dụng ván ép phủ phim dày 18mm;
- Máy trộn bê tông: Sử sụng máy trộn vữa loại 150 lít;

53. 41
- Cân: Sử dụng cân điện tử Cân điện tử kiểu: ShinKo VibraDJ3000TM -
3Kg/0.01g; Cân điện tử kiểu: JZC-TSE -15Kg/1g;
- Côn lấy độ sụt, thiết bị cầm tay để phục vụ chế tạo mẫu thử.
3.2.2. Trong chương trình thí nghiệm
- Máy nén Model: TYA-2000; xuất sư Trung Quốc;
- Hệ thống STS-WiFi với 12 kênh đo;
- Máy nén là loại máy Wuxi Xiyi – China loại WE-1000B với công suất
100 tấn.
3.3. Chương trình thí nghiệm
3.3.1. Chuẩn bị mẫu
3.3.1.1. Thành phần cấp phối
Các mẫu Đối chứng B20-0; B20-1; B0-1; B0-2 được đúc bằng hỗn hợp
bê tông có thành phần cấp phối được xác định trong bảng 3.7
Các tổ hợp mẫu còn lại được đúc bằng hỗn hợp bê tông có thành phần
cấp phối (Cát, đá, nước) như bảng 3.7 và thành phần xi măng trong bảng 3.7
được thay thế bằng tro bay với hàm lượng lần lược là 15%; 20%; 25% và 40%.
Bảng 3.5. Thành phần cấp phối cho 1m3 bê tông
THÀNH PHẦN CẤP PHỐI CHO 1M3 BÊ TÔNG B20 (M250) ĐỘ
SỤT 6-8
STT TÊN VẬT LIỆU ĐƠN VỊ KHỐI LƯỢNG
1 Xi măng PCB 40 Nghi Sơn kg 309
2 Cát (Sông Ba) m3 0.511
3 Đá 1x2 (Nắng Ban Mai) m3 0.842
4 Nước lít 190
3.3.1.2. Số lượng tổ hợp mẫu
Sử dụng bê tông đá 1x2 cấp độ bền chịu nén B20 để chế tạo các mẫu thử
Số lượng mẫu thí nghiệm nén được thể hiện ở bảng 3.6

54. 42
Bảng 3.6. Số lượng mẫu thí nghiệm nén
Bảng 3.7. Mẫu dầm BTCT: Số lượng mẫu thí nghiệm uốn
STT
TÊN
MẪU
KÍCH THƯỚC
MẪU
SỐ
LƯỢNG
GHI CHÚ
1 B0-1 100x150x800 1 MẪU ĐỐI CHỨNG
2 B0-2 100x150x800 1 MẪU ĐỐI CHỨNG
3 B15-1 100x150x800 1
THAY THẾ 15% XM BẰNG
TRO BAY
4 B15-2 100x150x800 1
THAY THẾ 15% XM BẰNG
TRO BAY
5 B20-1 100x150x800 1
THAY THẾ 20% XM BẰNG
TRO BAY
6 B20-2 100x150x800 1
THAY THẾ 20% XM BẰNG
TRO BAY
7 B25-1 100x150x800 1
THAY THẾ 25% XM BẰNG
TRO BAY
ST
T
TÊN
MẪU
SỐ LƯỢNG
GHI CHÚ
MẪU LẬP
PHƯƠNG
MẪU
TRỤ
1 B20-0 4 2 MẪU B20 ĐỐI CHỨNG
2 B20-15 4 2
THAY 15% XI MĂNG
BẰNG TRO BAY
3 B20-20 4 2
THAY 20% XI MĂNG
BẰNG TRO BAY
4 B20-25 4 2
THAY 25% XI MĂNG
BẰNG TRO BAY
5 B20-40 4 2
THAY 40% XI MĂNG
BẰNG TRO BAY

55. 43
STT
TÊN
MẪU
KÍCH THƯỚC
MẪU
SỐ
LƯỢNG
GHI CHÚ
8 B25-2 100x150x800 1
THAY THẾ 25% XM BẰNG
TRO BAY
9 B40-1 100x150x800 1
THAY THẾ 40% XM BẰNG
TRO BAY
10 B40-2 100x150x800 1
THAY THẾ 40% XM BẰNG
TRO BAY
Cấu tạo cốt thép của mẫu dầm:
Hình 3.1. Mặt cắt ngang của mẫu dầm thí nghiệm.
3.3.1.3. Quy trình đúc mẫu và bảo dưỡng
Hỗn hợp bê tông được trộn bằng máy trộn, quy trình trộn bê tông cụ thể
như sau:
Hình 3.2. Cân đo, xác định khối lượng các thành phần cấp phối.
100
150
2Þ8
2Þ10
1
2
6Þ150
3

56. 44
Trước hết cho máy chạy không tải một vài vòng, khi trộn mẻ đầu tiên thì
đổ một ít nước cho ướt vỏ cối và bàn gạt để không bị mất nước do vỏ cối và
bàn gạt hút nước, đồng thời không làm vữa bê tông dính vào cối.
Tiến hành cân các cốt liệu cho vào cùng một lúc cho cối chạy xoay đều
một lúc để các các cốt liệu được trộn đều với nhau, sau đó tiến hành cân nước
với tỷ lệ tương ứng ghi trong Bảng 3.7 thành phần cấp phối của hỗn hợp bê
tông.
Sau khi trộn xong, hỗn hợp bê tông được đưa vào khuôn mẫu và được
đầm chặt. Quy trình đúc như sau:
- Chuẩn bị: Khuôn nhưa lập phương, khuôn nhựa hình trụ, khuôn dầm,
búa cao su nhỏ, bay, thanh đầm;
- Khuôn được lau sạch và bôi 1 lớp luyn mỏng vào mặt trong khuôn;
- Cho hỗn hợp bê tông vào khuôn làm 2 lớp, mỗi lớp đầm 25 cái trên toàn
bộ diện tích mặt khuôn;
- Dùng búa cao su gõ đều xung quanh để tránh rổ mặt mẫu bê tông;
- Dùng bay xoa phẳng mặt khuôn;
- Dùng bút xóa ghi ngày giờ đúc, tỷ lệ N/B và tỷ lệ tro bay thay;
- Sau khi đúc, mẫu được phủ bạt để chống mất nước từ mặt và đặt trong
môi trường không khí tại phòng Thí nghiệm LAS XD 162 Trường ĐH Xây
dựng Miền Trung;
- Sau 20-24(h), tháo ván khuôn, mẫu thí nghiệm được bảo dưỡng theo quy
định chờ đến các ngày tuổi còn lại là 3,7,28 ngày tiến hành thí nghiệm uốn dầm
và nén mẫu.

57. 45
Hình 3.3. Gia công Ván khuôn cốt thép.
Hình 3.4. Đổ bê tông mẫu.

58. 46
Hình 3.5. Đúc mẫu thí nghiệm.
Hình 3.6. Trộn bê tông.

59. 47
Hình 3.7. Dưỡng hộ mẫu dầm BTCT.
3.3.2. Xác định cường độ chịu nén, Module đàn hồi (TCVN 3118 – 1993)
3.3.2.1. Cường độ chịu nén
b
P
R
A
= (3.1)
- Trong đó:
+ A – diện tích tiết diện ngang của mẫu;
Cường độ chịu nén của các tổ hợp mẫu ở tuổi 3 ngày; 7 ngày và 28 ngày
được xác định bằng phương pháp nén phá hoại mẫu.
Hình 3.8. Nén phá hoại mẫu.

60. 48
Hình 3.9. Mẫu thí nghiệm lập phương bị phá hoại.
Qua quá trình thí nghiệm, thu thập và sử lý số liệu, Cường độ của các tổ
hợp mẫu được thể hiện ở Hình 3.9. Mẫu thí nghiệm lập phương bị phá hoại.
Hình 3.10. Biểu đồ cường chịu nén của các tổ hợp mẫu.
3.3.2.2. Module đàn hồi Eb
Phương pháp thí nghiệm:
Xác định cường độ lăng trụ: Đo kích thước để tính tiết diện chịu nén và
gia tải phá hoại từng viên như thử cường độ chịu nén

61. 49
Xác định mô đun đàn hồi: Đặt từng viên mẫu vào chính tâm dưới của
máy nén. Đặt tải tạo ứng suất ban đầu bằng 0.5daN/cm2 lên mẫu. Ghi lại giá
trị đồng hồ đo ở mặt đứng của viên mẫu.
Tăng tải lên mẫu với vận tốc 6 ± 45daN/cm2 trong 1s cho tới khi đạt
ứng suất thử bằng khoảng 1/3 giá trị cường độ xác định ở trên. Giữ tải ở ứng
suất này 60s và đọc giá trị đồng hồ đo ở mặt trong khoảng 30 giây nữa.
Tính biến dạng tương đối ở từng mặt bằng bằng hiệu số 2 lần đọc đồng
hồ gắn trên mặt đó, chia cho khoảng cách rồi tính giá trị trung bình của 4 mặt.
- Tính kết quả:
Mô đun đàn hồi khi nén tĩnh của từng viên mẫu tính bằng daN/cm2 theo công
thức:
1 0
0
1 0
E
 
 
−
=
−
(3.1)
- Trong đó:
𝜀1 Ứng suất thử bằng 1/3 cường độ lăng trụ daN/cm2
𝜀0 Ứng suất ban đầu bằng 0.5 daN/cm2
𝜀0 , 𝜀1 Chênh lệch biến dạng tương đối của bêtông ở mức ứng suất
thử so với mức ứng suất ban đầu.
Hình 3.11. Thí nghiệm xác định Mô đun đàn hồi.

62. 50
Qua quá trình thí nghiệm, thu thập và sử lý số liệu Giá trị Mô đun đàn hồi Eb
của các tổ mẫu được trình bày ở bảng 3.2
Bảng 3.8. Kết quả khảo sát Module đàn hồi và hệ số poisson
STT TỔ MẪU Eb (Gpa) Poisson
1 B20-0 28,8 0,242
2 B20-15 27,95 0,25
3 B20-20 28,9 0,253
4 B20-25 27 0,252
5 B20-40 26,17 0,227
3.3.3. Thực nghiệm khả năng chịu uốn
3.3.3.1. Uốn dầm 4 điểm
Hình 3.12. Sơ đồ thí nghiệm dầm.
Cảm biến chuyển vị LV9803 giám sát chuyển vị đứng được gắn ở giữa
mẫu dầm;
Cảm biến Loadcell đặt phía dưới để đo cường độ lực chịu nén dưới tác dụng
của máy nén mẫu;
Hệ thống đo STS-WiFi của hãng BDI (Mỹ) với bộ đo 12 kênh sử dụng
cho thí nghiệm này, có thể mở rộng thêm số kênh lên tới 32 kênh đo biến dạng,
chuyển vị, dao động,… Máy nén là loại máy Wuxi Xiyi – China loại WE-
1000B với công suất 100 tấn.
100 600 100
150
200 200 200
KÍCH THUÛY LÖÏC
BOÄ LOADCELL
GOÁI DI ÑOÄNG
MAÃU THÍ NGHIEÄM
GOÁI COÁ ÑÒNH
LDVT

63. 51
Hình 3.13. Lắp đặt mẫu, Loadcell, LDVT.
Hình 3.14. Số liệu Hệ thống đo STS-WiFi.

64. 52
3.3.3.2 Kết quả thí nghiệm uốn dầm.
Hình 3.15. Mẫu thí nghiệm bị phá hoại cắt
Hình 3.16. Mẫu B20-0-2 bị phá hoại uốn và phá hoại cắt

65. 53
Hình 3.17. Mẫu B20-15-1 bị phá hoại uốn và phá hoại cắt
Hình 3.18. Mẫu B20-15-2 bị phá hoại uốn

66. 54
Hình 3.19. Mẫu B20-20-1 bị phá hoại uốn và phá hoại cắt
Hình 3.20. Mẫu B20-20-2 bị phá hoại uốn và phá hoại cắt

67. 55
Hình 3.21. Mẫu B20-25-1 bị phá hoại uốn và phá hoại cắt
Hình 3.22. Mẫu B20-25-2 bị phá hoại uốn và phá hoại cắt

68. 56
Hình 3.23. Mẫu B20-40-1 bị phá hoại uốn và phá hoại cắt
Hình 3.24. Mẫu B20-40-2 bị phá hoại uốn và phá hoại cắt
Thí nghiệm uốn 5 tổ hợp mẫu dầm lần lượt là B-0; B-15; B-20; B-25 và
B-40, thu thập và sử lý số liệu, kết quả được trình bày dưới đây

69. 57
Bảng 3.9. Kết quả Thí nghiệm uốn 5 tổ hợp mẫu
Hình 3.25. Quan hệ tải trọng và chuyển vị Mẫu đối chứng.
Cường độ nén tính toán Lực Phá hoại
(Mpa) P (kN)
1 B20-0 20,32 49,29
2 B20-15 21,18 49,09
3 B20-20 23,41 49,29
4 B20-25 19 49,15
5 B20-40 17,48 48,9
BẢNG TÍNH TOÁN LÝ THUYẾT
STT TỔ MẪU
b
R

70. 58
Hình 3.26. Quan hệ tải trọng và chuyển vị (mẫu B-15).
Hình 3.27. Quan hệ tải trọng và chuyển vị (mẫu B-20).

71. 59
Hình 3.28. Quan hệ tải trọng và chuyển vị (mẫu B-25).
Hình 3.29. Quan hệ tải trọng và chuyển vị (mẫu B-40).

72. 60
Hình 3.30. Biểu đồ tổng hợp so sánh quan hệ tải trọng và chuyển vị của các
tổ mẫu thí nghiệm.
3.3. Phân tích, nhận xét
3.4.1. Về cường độ chịu nén
Ở thời điểm 7 ngày tuổi, mẫu đối chứng phát triển 52% cường độ; Mẫu
B-15 Phát triển được 37 % cường độ; Mẫu B-20 đạt 46%; mẫu B-25 đạt 49%;
mẫu B-40 đạt 33% cường độ so với mẫu đối chứng ở 28 ngày tuổi.
Ở thời điểm 7 ngày tuổi, mẫu đối chứng phát triển 70% cường độ; Mãu
B-15 Phát triển được 66% cường độ; Mẫu B-20 đạt 67%; mẫu B-25 đạt 64%;
mẫu B-40 đạt 50% cường độ so với mẫu đối chứng ở 28 ngày tuổi.
Ở thời điểm 7 ngày tuổi, mẫu đối chứng phát triển 100% cường độ; Mãu
B-15 Phát triển được 104% cường độ; Mẫu B-20 đạt 115%; mẫu B-25 đạt
94%; mẫu B-40 đạt 86% cường độ so với mẫu đối chứng ở 28 ngày tuổi
Khi thay 15% hàm lượng xi măng bằng tro bay trong bê tông sẽ làm
cường độ bê tông phát triển chậm ở 3 ngày đầu. Tới 28 ngày tuổi, cường độ bê
tông sẽ xấp xỉ cường độ của mẫu đối chứng
Khi thay 20% ( Mẫu B-20) hàm lượng xi măng bằng tro bay sẽ làm cường
độ bê tông phát triển chậm trong 3 ngày tuổi đầu, đến 7 ngày tuổi thì cường độ
0
10
20
30
40
50
60
70
80
0 1 2 3 4 5 6 7
Tải
trọng
KN
ĐỘ VÕNG f (mm)
B-0 B-15 B-20 B-25 B-40

73. 61
phát triển tương đương mẫu đối chứng. Đến 28 ngày tuổi, Mẫu B-20 có cường
độ cao hơn mẫu đối chứng.
Khi thay 25% ( Mẫu B-25) hàm lượng xi măng bằng tro bay sẽ làm cường
độ bê tông phát triển chậm trong 3 ngày tuổi đầu, đến 7 ngày tuổi thì cường độ
phát triển xấp xỉ mẫu đối chứng. Đến 28 ngày tuổi, Mẫu B-20 có cường độ
gần bằng mẫu đối chứng.
Khi thay 40% ( Mẫu B-40) hàm lượng xi măng bằng tro bay sẽ làm cường
độ bê tông phát triển rất chậm trong khoảng từ 3 đến 7 ngày tuổi và đến 28
ngày tuổi, Mẫu B-40 có cường độ thấp hơn hẳn mẫu đối chứng.
3.4.2. Về khả năng chịu uốn theo thực nghiệm
Mẫu đối chứng B-0 Chuyển vị lớn nhất là 3.511mm tương ứng với tải
trọng phá hoại là 73.01kN.
Mẫu B-15 Chuyển vị lớn nhất là 5.709 mm tương ứng với tải trọng phá
hoại là 72.09kN.
Mẫu B-20 Chuyển vị lớn nhất là 4.594 mm tương ứng với tải trọng phá
hoại là 71.78 kN.
Mẫu B-25 Chuyển vị lớn nhất là 4.789 mm tương ứng với tải trọng phá
hoại là 71.33kN.
Mẫu B-40 Chuyển vị lớn nhất là 6.341 mm tương ứng với tải trọng phá
hoại là 66.27kN.
3.4.3. Nhận xét:
Bảng 3.10. Tổng hợp kết quả tính toán lý thuyết, thực nghiệm
STT
TÊN
MẪU
P
Lý thuyết
P
Thực nghiệm
Chuyển vị
Lý thuyết
Chuyển vị
Thực nghiệm
(kN) (kN) (MM) (MM)
1 B20 -0 49,29 73,48 7,12 3,511
2 B20-15 49,09 72,09 7,01 5,709
3 B20-20 49,29 71,78 6,77 4,594
4 B20-25 49,15 71,33 7,28 4,789
5 B20-40 48,9 67,59 7,48 6,34

74. 62
Kết quả tổng hợp tính toán lý thuyết và thực nghiệm thể hiện:
- Tải trọng phá hoại của các mẫu thí nghiệm giữa thí nghiệm không sai
khác nhiều (chưa tới 2%);
- Mẫu thí nghiệm B20-20 Có tải trọng phá hoại lớn nhất (71,245kN) và
chuyển vị nhỏ nhất (6,77mm).
Ở các hình 3.25; 3.26 và 3.27 cho thấy đường cong quan hệ giữa tải trọng
và chuyển vị ở các mẫu B20-0; B20-15 và B20-20 là tương đồng và có sự sai
khác đối với hình 3.28 và 3.29
Hình thái phá hoại của mẫu dầm theo lý thuyết và thực nghiệm là tương
đồng, thực nghiệm uốn dầm 4 điểm cho kết quả đáng tin cậy.

75. 63
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
4.1. Kết luận
Khi thay thế từ 15% đến 20% hàm lượng xi măng bằng tro bay trong bê
tông, tuy cường độ chịu nén của bê tông có phát triển chậm trong khoản thời
gian trước 28 ngày tuổi. Nhưng đến 28 ngày tuổi, bê tông vẫn đảm bảo cường
độ nén theo yêu cầu.
Khi sử dụng tro bay thay thế xi măng, hình dạng đường cong quan hệ lực
chuyển vị của dầm bê tông cốt thép dường như không đổi nhiều.
Khi thay thế từ 15% đến 20% xi măng bằng tro bay thì sự làm việc của
dầm bê tông cốt thép hầu như ít bị ảnh hưởng.
Khi tăng hàm lượng thay thế xi măng bằng tro bay lên 25% đến 40% thì
khả năng làm việc của dầm BTCT bắt đầu bị suy giảm.
Trong giới hạn tỉ lệ tro bay thay thế xi măng từ 15%, 20%, và 40% 25%
tất cả các dầm bê tông cốt thép đều phá hoại dẻo.
4.2. Kiến nghị
Nên sử dụng tro bay để thay thế một phần xi măng trong bê tông. Tro
bay được dùng chế tạo bê tông sẽ giảm được nhiều kinh phí để xử lý loại phế
thải công nghiệp, hạn chế việc ô nhiễm môi trường do tro bay gây ra; đồng thời,
hạn chế việc sử dụng xi măng tức hạn chế việc khai thác tài nguyên, hạn chế
việc ô nhiễm môi trường trong quá trình sản xuất xi măng.
Tác giả nhận thấy cần nghiên cứu mẫu có hàm lượng tro bay thay thế xi
măng với các tỷ lệ chi tiết hơn trong khoảng từ 15% đến 20% để có đánh giá
tổng quan hơn, xác định đượng hàm lượng tối ưu hơn khi sử dung cho cấu kiện
dầm bê tông cốt thép.
Ngoài ra cần nghiên cứu xác định tỷ lệ nước và bột khi sử dụng tro bay
thay thế xi măng trong cấu kiện dầm bê tông cốt thép