Nghiên cứu đánh giá ảnh hưởng của sợi phi kim đến một số đặc trưng cơ lý của vữa cường độ cao định hướng ứng dụng cho công trình biển

Nghiên cứu này đánh giá ảnh hưởng của sợi phi kim đến các đặc trưng cơ lý của vữa cường độ cao (HSM) nhằm định hướng ứng dụng cho công trình biển. Trong bối cảnh hạ tầng toàn cầu đang đối mặt với nhu cầu về công trình chịu lực vượt trội, tuổi thọ cao và khả năng chống chịu môi trường khắc nghiệt, HSM nổi lên như giải pháp tối ưu nhờ cường độ nén ấn tượng và độ bền ưu việt. Tuy nhiên, tính giòn cố hữu của HSM, đặc biệt trong môi trường biển khắc nghiệt với sự xâm thực của ion clorua và sulfat, sóng biển và chu kỳ đóng băng-tan chảy, đặt ra thách thức lớn. Việc bổ sung sợi gia cường đã được chứng minh là giải pháp giảm tính giòn. Mặc dù sợi kim loại như sợi thép hiệu quả trong việc tăng cường cơ tính, chúng lại dễ bị ăn mòn trong môi trường biển, dẫn đến suy giảm khả năng chịu lực và đẩy nhanh quá trình xuống cấp kết cấu. Do đó, nghiên cứu này tập trung vào sợi phi kim (polypropylene, PVA, thủy tinh, bazan, carbon) với ưu điểm vượt trội về chống ăn mòn, khối lượng riêng thấp, không dẫn điện và chống hóa chất tốt. Mục tiêu chính là đánh giá toàn diện ảnh hưởng của sợi phi kim rời rạc và lưới sợi phi kim đến cường độ nén, cường độ kéo khi uốn, mô đun đàn hồi, khả năng chống thấm, ứng xử sau nứt, khả năng hấp thụ năng lượng và cơ chế kiểm soát vết nứt của HSM, với các mẫu được thiết kế phù hợp cho công trình biển. Kết quả chỉ ra rằng việc bổ sung sợi PP làm giảm độ chảy xòe, cường độ chịu nén và cường độ chịu uốn của HSM. Cụ thể, khi tăng tỷ lệ sợi PP từ 0% đến 0,5% trong vữa, độ chảy xòe tăng nhưng khi vượt quá 0,5%, độ chảy xòe có xu hướng giảm. Khối lượng thể tích của các mẫu dao động từ 2223 đến 2432 kg/m³. Hàm lượng sợi phi kim từ 0,25% trở lên làm giảm đáng kể cường độ nén và uốn, cho thấy sự gián đoạn trong cấu trúc vật liệu. Tuy nhiên, việc sử dụng sợi PP vẫn giúp cải thiện tính dẻo dai và khả năng chống nứt, đặc biệt hiệu quả khi dùng cùng sợi thép. Hàm lượng sợi tối ưu được gợi ý là dưới 0,5%. Các kết quả này cung cấp cơ sở khoa học và dữ liệu thực nghiệm đáng tin cậy để thiết kế và ứng dụng HSM hiệu quả, bền vững cho công trình biển, tăng cường khả năng chống nứt và co ngót.