TR65 | Guidance on the use of macro-synthetic fibre reinforced concrete là một cẩm nang chuyên sâu, cung cấp hướng dẫn thiết kế và sử dụng bê tông cốt sợi tổng hợp macro (Macro-Synthetic Fibre Reinforced Concrete - MSFRC). MSFRC là một loại vật liệu composite bao gồm bê tông và các sợi polyme tổng hợp có kích thước lớn (macro-fibres) phân tán ngẫu nhiên trong hỗn hợp. Các sợi này, thường được làm từ polypropylene, polyethylene, hoặc các polyme khác, được thiết kế để cải thiện các đặc tính cơ học của bê tông, đặc biệt là khả năng chịu kéo sau nứt, kiểm soát nứt do co ngót, độ bền va đập và khả năng chống mài mòn.

Mục tiêu chính của TR65 là cung cấp một khuôn khổ đáng tin cậy để các kỹ sư có thể thiết kế và ứng dụng MSFRC một cách an toàn, hiệu quả và kinh tế, đặc biệt trong các ứng dụng nơi mà khả năng kiểm soát nứt và độ bền được ưu tiên hơn hẳn cường độ kéo sau nứt cao như sợi thép.

Những điểm cốt lõi mà TR65 thường đề cập bao gồm:

• Giới thiệu về MSFRC: Giải thích khái niệm, thành phần (bê tông nền, loại sợi tổng hợp macro, hình dạng sợi, tỷ lệ sợi), cơ chế hoạt động của sợi tổng hợp trong bê tông, và các ưu điểm nổi bật so với bê tông thường và đôi khi so với SFRC (như khả năng chống ăn mòn, không từ tính, nhẹ hơn, dễ thi công hơn, kiểm soát nứt co ngót vượt trội).

• Các loại sợi tổng hợp macro: Mô tả các loại vật liệu sợi tổng hợp khác nhau (polypropylene, polyethylene, v.v.), hình dạng (sợi thẳng, sợi gân, sợi xoắn), kích thước và ảnh hưởng của chúng đến hiệu suất của MSFRC.

• Đặc tính vật liệu của MSFRC: Cung cấp thông tin chi tiết về các đặc tính cơ học của MSFRC, bao gồm:

  • Cường độ chịu nén: Ảnh hưởng của sợi tổng hợp lên cường độ chịu nén của bê tông.

  • Khả năng chịu kéo và chịu uốn sau nứt (Post-cracking flexural strength/toughness): TR65 sẽ giải thích rằng sợi tổng hợp macro thường cung cấp khả năng chịu kéo sau nứt ở mức độ thấp hơn so với sợi thép, nhưng đủ để kiểm soát hiệu quả sự phát triển của vết nứt và tăng độ dẻo dai. Tài liệu sẽ cung cấp các phương pháp xác định các thông số này.

  • Kiểm soát nứt do co ngót (Shrinkage crack control): Đây là một ưu điểm nổi bật của MSFRC. TR65 sẽ đi sâu vào cơ chế và hiệu quả của sợi tổng hợp trong việc giảm thiểu nứt do co ngót dẻo và co ngót khô.

  • Độ bền va đập (Impact resistance): Khả năng hấp thụ năng lượng va đập.

  • Độ bền mài mòn (Abrasion resistance): Cải thiện khả năng chống mài mòn.

  • Độ bền và hiệu suất lâu dài (Durability and long-term performance): Khả năng chống ăn mòn, kháng hóa chất, và ổn định dưới tác động của tia UV và nhiệt độ.

• Kiểm soát chất lượng và thi công: Hướng dẫn về việc lựa chọn vật liệu thành phần, trộn (đảm bảo phân bố đều sợi), vận chuyển, đổ, đầm và bảo dưỡng MSFRC để đảm bảo chất lượng và tính đồng nhất. Sợi tổng hợp thường dễ trộn và phân tán hơn sợi thép, và ít gây hư hại cho thiết bị bơm bê tông.

• Phân tích và thiết kế: Cung cấp các phương pháp thiết kế cho các cấu kiện MSFRC theo phương pháp trạng thái giới hạn (Limit State Design), thường dựa trên Eurocodes hoặc các tiêu chuẩn hiện hành khác. Các ứng dụng thiết kế chính bao gồm:

  • Sàn bê tông trên nền đất (Ground-supported slabs): Thiết kế sàn nhà xưởng, sàn kho, bãi đỗ xe, nơi mà khả năng kiểm soát nứt và độ bền bề mặt là rất quan trọng. MSFRC có thể thay thế lưới thép chống nứt truyền thống.

  • Sàn treo (Suspended slabs): Sử dụng để cải thiện kiểm soát nứt và giảm cốt thép phân bố.

  • Bê tông phun (Shotcrete): Ứng dụng trong đường hầm, ổn định mái dốc.

  • Các cấu kiện không chịu kéo chính (Non-primary load bearing elements): Nơi mà yêu cầu về độ bền kéo sau nứt không quá cao nhưng cần kiểm soát nứt và cải thiện độ dẻo dai.

• Kiểm tra theo trạng thái giới hạn: Hướng dẫn cách kiểm tra Trạng thái giới hạn cực hạn (ULS - sức chịu uốn, cắt, chọc thủng, mặc dù vai trò của MSFRC trong ULS thường là thứ cấp so với cốt thép truyền thống trừ khi được thiết kế đặc biệt) và Trạng thái giới hạn phục vụ (SLS - kiểm soát nứt, biến dạng) cho các cấu kiện MSFRC.

• Các ví dụ thiết kế: Minh họa các bước tính toán thiết kế cụ thể cho các cấu kiện MSFRC điển hình.

• So sánh kinh tế: Phân tích lợi ích kinh tế của việc sử dụng MSFRC (giảm chi phí nhân công lắp đặt lưới thép, giảm thời gian thi công) so với bê tông cốt thép truyền thống hoặc SFRC trong các ứng dụng phù hợp.

TR65 là một tài liệu tham khảo có giá trị cho các kỹ sư kết cấu, nhà thầu, và các chuyên gia xây dựng quan tâm đến việc ứng dụng vật liệu tiên tiến này để cải thiện hiệu suất và hiệu quả thi công trong các dự án của mình.

MỤC LỤC

Lời nói đầu 

Tóm tắt 

1. GIỚI THIỆU 
1.1. Phạm vi của Hướng dẫn
1.2. Khái niệm bê tông cốt sợi tổng hợp macro
1.3. Lợi ích và ứng dụng điển hình của MSFRC
1.4. So sánh với bê tông cốt sợi thép (SFRC) và cốt thép truyền thống
1.5. Các tiêu chuẩn và quy định liên quan (ví dụ: viện dẫn Eurocode, British Standards)

2. VẬT LIỆU (MATERIALS)
2.1. Bê tông nền (Matrix concrete)

• 2.1.1. Yêu cầu chung và cấp bền bê tông

• 2.1.2. Cấp phơi nhiễm và độ bền

2.2. Sợi tổng hợp macro (Macro-synthetic fibres)

• 2.2.1. Các loại vật liệu sợi (Polypropylene, Polyethylene, v.v.)

• 2.2.2. Hình dạng và kích thước sợi

• 2.2.3. Tính năng của sợi và mối liên kết với bê tông

• 2.2.4. Tỷ lệ thể tích hoặc khối lượng sợi

3. ĐẶC TÍNH CƠ HỌC CỦA MSFRC (MECHANICAL PROPERTIES OF MSFRC)
3.1. Cường độ chịu nén
3.2. Cường độ chịu kéo (trực tiếp và gián tiếp)
3.3. Khả năng chịu uốn và độ dẻo sau nứt (Post-cracking flexural strength/toughness)

• 3.3.1. Phương pháp xác định

• 3.3.2. So sánh với SFRC

3.4. Mô đun đàn hồi, biến dạng dão và co ngót
3.5. Kiểm soát nứt do co ngót (Shrinkage crack control)

• 3.5.1. Cơ chế kiểm soát nứt dẻo

• 3.5.2. Cơ chế kiểm soát nứt khô

3.6. Độ bền va đập và mài mòn
3.7. Độ bền lâu dài (Durability)

4. SẢN XUẤT VÀ KIỂM SOÁT CHẤT LƯỢNG (PRODUCTION AND QUALITY CONTROL)
4.1. Cấp phối và trộn MSFRC (đảm bảo phân tán sợi đồng đều)
4.2. Vận chuyển và đổ MSFRC (tính công tác, khả năng bơm)
4.3. Đầm và hoàn thiện MSFRC
4.4. Bảo dưỡng MSFRC
4.5. Kiểm soát chất lượng tại công trường (lấy mẫu, thử nghiệm)

5. THIẾT KẾ MSFRC THEO TRẠNG THÁT GIỚI HẠN (DESIGN OF MSFRC TO LIMIT STATES)
5.1. Các nguyên tắc thiết kế chung
5.2. Các giả định về vật liệu và mô hình ứng xử
5.3. Trạng thái giới hạn cực hạn (ULS - Ultimate Limit States)

• 5.3.1. Sức chịu uốn (vai trò bổ sung của sợi)

• 5.3.2. Sức chịu cắt (vai trò bổ sung của sợi)

• 5.3.3. Sức chịu chọc thủng (vai trò bổ sung của sợi)

5.4. Trạng thái giới hạn phục vụ (SLS - Serviceability Limit States)

• 5.4.1. Kiểm soát nứt (Crack control) - Trọng tâm thiết kế

• 5.4.2. Kiểm soát biến dạng (Deflection control)

6. CÁC ỨNG DỤNG THIẾT KẾ CỤ THỂ (SPECIFIC DESIGN APPLICATIONS)
6.1. Sàn bê tông trên nền đất (Ground-supported slabs)

• 6.1.1. Thay thế lưới thép chống nứt

• 6.1.2. Thiết kế khe co giãn và khe nối

6.2. Sàn treo và cấu kiện không chịu lực chính (Suspended slabs and non-primary structural elements)
6.3. Bê tông phun cốt sợi tổng hợp macro (MSFRS)
6.4. Các ứng dụng khác (ví dụ: lớp phủ đường, cấu kiện trang trí)

7. CÁC VÍ DỤ THIẾT KẾ (DESIGN EXAMPLES)
7.1. Ví dụ thiết kế sàn trên nền đất với MSFRC

8. CÁC KHÍA CẠNH KINH TẾ VÀ MÔI TRƯỜNG (ECONOMIC AND ENVIRONMENTAL CONSIDERATIONS)
8.1. Phân tích chi phí (giảm chi phí vật liệu, nhân công, thời gian thi công)
8.2. Lợi ích môi trường

PHỤ LỤC
A. Đặc tính của các loại sợi tổng hợp macro thương mại
B. Phương pháp thử nghiệm và xác định đặc tính
C. So sánh chi phí với các giải pháp khác

THUẬT NGỮ VÀ KÝ HIỆU 

THƯ MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO

Các bạn có thể liên hệ trực tiếp Fanpage (https://www.facebook.com/VietConsEducation) của trung tâm để đặt câu hỏi. Chúng tôi sẽ giải đáp thêm cho bạn.

Quét mã QR 

>>> Xem thêm: Lịch khai giảng các khóa học siêu hot tại Vietcons Education!

Tài liệu nổi bật

Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về độ rung

viết bởi QCVN 27:2025

KẾT CẤU BÊ TÔNG DỰ ỨNG LỰC

viết bởi PGS.TS. Ngô Đăng Quang

Thực hành tính toán kết cấu với SAP2000 Ver 14

viết bởi Nguyễn Đình Nghĩa

Dual-Banded Post-Tensioning Tendon Layout

viết bởi PTI Technical Notes

Bài tập Sức bền vật liệu (Tái bản lần 5)

viết bởi Bùi Trọng Lựu