ISSN:
Website: www.jomc.vn
Nghiên cứu thực nghiệm ảnh hưởng của loại và hàm lượng sợi thép đến khả năng chịu kéo của bê tông cường độ siêu cao
Tóm tắt
Bê tông cường độ siêu cao (UHPC) là vật liệu có tính năng cơ học vượt trội, đặc biệt là cường độ nén và độ bền lâu, tuy nhiên khả năng chống nứt sau khi vượt qua giới hạn đàn hồi vẫn còn hạn chế. Việc bổ sung sợi thép là một giải pháp hiệu quả nhằm nâng cao khả năng chịu kéo và cải thiện tính dẻo sau nứt của UHPC. Nghiên cứu này trình bày ảnh hưởng của loại và hàm lượng sợi thép đến đặc tính chịu kéo của UHPC thông qua thí nghiệm với ba loại sợi thép khác nhau (tròn trơn, xoắn và có móc hai đầu), ứng với ba mức hàm lượng theo thể tích (0,5%, 1,0% và 1,5%). Kết quả cho thấy, cường độ chịu kéo tại thời điểm xuất hiện vết nứt đầu tiên của UHPC không thay đổi đáng kể giữa các tổ hợp. Tuy nhiên, cường độ kéo sau nứt, biến dạng dẻo và năng lượng tiêu tán đều tăng đáng kể khi hàm lượng sợi thép tăng. Đặc biệt, sợi thép xoắn và sợi thép có móc hai đầu thể hiện hiệu quả vượt trội so với sợi thép tròn trơn nhờ khả năng tạo liên kết cơ học tốt hơn với nền bê tông. Các kết quả cho thấy hình dạng và tỷ lệ sợi đóng vai trò then chốt trong việc nâng cao hiệu suất cơ học tổng thể của UHPC dưới tác động kéo.
Tài liệu tham khảo
- C. Shi, Z. Wu, J. Xiao, D. Wang, Z. Huang, Z. Fang, A review on ultra high performance concrete: Part I. Raw materials and mixture design, Constr. Build. Mater. 101 (2015) 741–751. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2015.10.088.
- E. Trends, F.O.R. Application, O.F.U. Performance, M. Bridge, Phân tích và đánh giá xu hướng ứng dụng vật liệu bê tông chất lượng siêu cao trong xây dựng cầu quy mô nhỏ và trung bình ở việt nam, 13 (2019) 1–11.
- K. Wille, D.J. Kim, A.E. Naaman, Strain-hardening UHP-FRC with low fiber contents, Mater. Struct. 44 (2011) 583–598. https://doi.org/10.1617/s11527-010-9650-4.
- Z. Wu, C. Shi, W. He, L. Wu, Effects of steel fiber content and shape on mechanical properties of ultra high performance concrete, Constr. Build. Mater. 103 (2016) 8–14. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2015.11.028.
- K. Wille, A.E. Naaman, G.J. Parra-Montesinos, Ultra-high performance Concrete with compressive strength exceeding 150 MPa (22 ksi): A simpler way, ACI Mater. J. 108 (2011) 46–54. https://doi.org/10.14359/51664215.
- D.Y. Yoo, J.H. Lee, Y.S. Yoon, Effect of fiber content on mechanical and fracture properties of ultra high performance fiber reinforced cementitious composites, Compos. Struct. 106 (2013) 742–753. https://doi.org/10.1016/j.compstruct.2013.07.033.
- N.T. Tran, D.J. Kim, Synergistic response of blending fibers in ultra-high-performance concrete under high rate tensile loads, Cem. Concr. Compos. 78 (2017) 132–145. https://doi.org/10.1016/j.cemconcomp.2017.01.008.
- S.Y. Lee, H.V. Le, D.J. Kim, Self-stress sensing smart concrete containing fine steel slag aggregates and steel fibers under high compressive stress, Constr. Build. Mater. 220 (2019) 149–160. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2019.05.197.
- T.K. Tran, D.J. Kim, Investigating direct tensile behavior of high performance fiber reinforced cementitious composites at high strain rates, Cem. Concr. Res. 50 (2013) 62–73. https://doi.org/10.1016/j.cemconres.2013.03.018.
- V.P. Dang, D.J. Kim, Effects of nanoparticles on the tensile behavior of ultra-high-performance fiber-reinforced concrete at high strain rates, J. Build. Eng. 63 (2023) 105513. https://doi.org/10.1016/j.jobe.2022.105513.
- J.K. Park, T.T. Ngo, D.J. Kim, Interfacial bond characteristics of steel fibers embedded in cementitious composites at high rates, Cem. Concr. Res. 123 (2019) 105802. https://doi.org/10.1016/j.cemconres.2019.105802.