T. 16 S. 03 (2026): Tạp chí Vật liệu và Xây dựng
##common.pageHeaderLogo.altText##
Tạp chí Vật liệu và Xây dựng - Bộ Xây dựng

ISSN:

Website: www.jomc.vn

Tổng quan về cơ chế chi phối tính chất cơ học và độ bền của ECC sử dụng cát nhiễm mặn và phụ gia khoáng

Lâm Trí Khang , Phạm Ngọc Phương , Huỳnh Trọng Phước

Từ khóa:

ECC
Cát nhiễm mặn
Phụ gia khoáng
Liên kết clorua
Độ bền

Tóm tắt

Bài báo tổng quan này phân tích các cơ chế chi phối tính chất cơ học và độ bền của vật liệu kỹ thuật composite gốc xi măng (ECC) sử dụng cát nhiễm mặn và phụ gia khoáng. Trọng tâm của bài báo nhằm làm rõ mối liên hệ giữa thiết kế vi cơ học, quá trình thủy hóa, cấu trúc lỗ rỗng, cơ chế liên kết clorua, tương tác sợi–nền chất kết dính và sự phát triển vi nứt trong ECC. Các phân tích cho thấy cát nhiễm mặn không chỉ là cốt liệu mịn thay thế mà còn ảnh hưởng trực tiếp đến động học thủy hóa, thành phần dung dịch lỗ rỗng và sự hình thành vi cấu trúc của vật liệu. Trong khi đó, tro bay và xỉ lò cao nghiền mịn giữ vai trò quan trọng trong việc điều chỉnh độ đặc chắc của nền chất kết dính, độ dai phá hủy và khả năng liên kết ion clorua, từ đó góp phần nâng cao độ bền của ECC trong môi trường xâm thực. Độ bền của ECC được xác định không chỉ bởi cấu trúc lỗ rỗng mà còn bởi khả năng duy trì hệ vi nứt phân tán với bề rộng nhỏ nhờ cơ chế hóa cứng biến dạng và bắc cầu của sợi. Bài báo cũng cho thấy các chỉ tiêu đánh giá truyền thống như thí nghiệm thấm nhanh ion clorua cần được diễn giải thận trọng trong các hệ vật liệu có dung dịch lỗ rỗng chứa hàm lượng ion hòa tan cao. Ngoài ra, khả năng tự phục hồi vi nứt là một cơ chế quan trọng góp phần duy trì hiệu suất độ bền theo thời gian. Các kết quả tổng hợp cho thấy ECC sử dụng cát nhiễm mặn và phụ gia khoáng có triển vọng ứng dụng trong môi trường biển và ven biển, với điều kiện cấp phối được thiết kế phù hợp nhằm bảo đảm sự cân bằng giữa độ đặc chắc của nền chất kết dính, khả năng kiểm soát vi nứt và cơ chế liên kết ion.

Điều hướng Người dùng

Cách trích dẫn

Lâm Trí Khang, Phạm Ngọc Phương, & Huỳnh Trọng Phước. (2026). Tổng quan về cơ chế chi phối tính chất cơ học và độ bền của ECC sử dụng cát nhiễm mặn và phụ gia khoáng. Tạp Chí Vật liệu Và Xây dựng - Bộ Xây dựng, 16(03). https://doi.org/10.54772/jomc.03.2026.1299

Tài liệu tham khảo

  1. E. D. Shumuye, W. Li, G. Fang, Z. Wang, J. Liu, and K. Zerfu, “Review on the durability of eco-friendly engineering cementitious composite (ECC),” Case Stud. Constr. Mater., vol. 19, p. e02324, 2023.
  2. H. Ma, C. Yi, and C. Wu, “Review and outlook on durability of engineered cementitious composite (ECC),” Constr. Build. Mater., vol. 287, p. 122719, 2021.
  3. H. Liu, Q. Zhang, C. Gu, H. Su, and V. C. Li, “Influence of micro-cracking on the permeability of engineered cementitious composites,” Cem. Concr. Compos., vol. 72, pp. 104–113, 2016.
  4. V. C. Li, “From micromechanics to structural engineering the design of cementitious composites for civil engineering applications,” Doboku Gakkai Ronbunshu, vol. 1993, no. 471, pp. 1–12, 1993.
  5. V. C. Li, “On engineered cementitious composites (ECC),” J. Adv. Concr. Technol., vol. 1, no. 3, pp. 215–230, 2003.
  6. J. Li, J. Qiu, J. Weng, and E.-H. Yang, “Micromechanics of engineered cementitious composites (ECC): A critical review and new insights,” Constr. Build. Mater., vol. 362, p. 129765, 2023.
  7. M. Singh, B. Saini, and H. D. Chalak, “Performance and composition analysis of engineered cementitious composite (ECC) – A review,” J. Build. Eng., vol. 26, p. 100851, 2019.
  8. Hùng L. V., Thiên P. H., Quỳnh P. V., and Hoan N. V., “Một số tính chất cơ học và độ bền lâu của bê tông sử dụng cát biển và tro bay,” Tạp chí Vật liệu và Xây dựng, tập 12, số 03, 2022.
  9. B.-T. Huang, J. Yu, J.-Q. Wu, J.-G. Dai, and C. KY. Leung, “Seawater sea-sand Engineered Cementitious Composites (SS-ECC) for marine and coastal applications,” Compos. Commun., vol. 20, p. 100353, 2020.
  10. M. Zhu, B. Chen, M. Wu, and J. Han, “Preparation and mechanical characterization of cost-effective low-carbon engineered cementitious composites with seawater and sea-sand,” Cem. Concr. Compos., vol. 136, p. 104883, 2023.
  11. E. D. Shumuye, W. Li, J. Liu, Z. Wang, J. Yu, and H. Wu, “Self-healing recovery and micro-structural properties of slag/fly-ash based engineered cementitious composites under chloride environment and tidal exposure,” Cem. Concr. Compos., vol. 134, p. 104789, 2022.
  12. D. Shoji, Z. He, D. Zhang, and V. C. Li, “The greening of engineered cementitious composites (ECC): A review,” Constr. Build. Mater., vol. 327, p. 126701, 2022.
  13. Y. Zhu, Y. Yang, and Y. Yao, “Use of slag to improve mechanical properties of engineered cementitious composites (ECCs) with high volumes of fly ash,” Constr. Build. Mater., vol. 36, pp. 1076–1081, 2012.
  14. F. M. Ghahsareh, P. Guo, Y. Wang, W. Meng, V. C. Li, and Y. Bao, “Review on material specification, characterization, and quality control of engineered cementitious composite (ECC),” Constr. Build. Mater., vol. 442, p. 137699, 2024.
  15. J. Xia and L. Li, “Numerical simulation of ionic transport in cement paste under the action of externally applied electric field,” Constr. Build. Mater., vol. 39, pp. 51–59, 2013.
  16. R. J. Thomas, E. Ariyachandra, D. Lezama, and S. Peethamparan, “Comparison of chloride permeability methods for Alkali-Activated concrete,” Constr. Build. Mater., vol. 165, pp. 104–111, 2018.
  17. C. Shi, “Effect of mixing proportions of concrete on its electrical conductivity and the rapid chloride permeability test (ASTM C1202 or ASSHTO T277) results,” Cem. Concr. Res., vol. 34, no. 3, pp. 537–545, 2004.
  18. R. Feldman, L. R. Prudencio, and G. Chan, “Rapid chloride permeability test on blended cement and other concretes: correlations between charge, initial current and conductivity,” Constr. Build. Mater., vol. 13, no. 3, pp. 149–154, 1999.
  19. G. A. Julio-Betancourt and R. D. Hooton, “Study of the Joule effect on rapid chloride permeability values and evaluation of related electrical properties of concretes,” Cem. Concr. Res., vol. 34, no. 6, pp. 1007–1015, 2004.
  20. M. D. Lepech and V. C. Li, “Water permeability of engineered cementitious composites,” Cem. Concr. Compos., vol. 31, no. 10, pp. 744–753, 2009.
  21. J.-X. Zhu, L.-Y. Xu, B.-T. Huang, K.-F. Weng, and J.-G. Dai, “Recent developments in Engineered/Strain-Hardening Cementitious Composites (ECC/SHCC) with high and ultra-high strength,” Constr. Build. Mater., vol. 342, p. 127956, 2022.
  22. V. Li, C. Wu, S. Wang, A. Ogawa, and T. Saito, “Interface tailoring for strain-hardening polyvinyl alcohol-engineered cementitious composite (PVA-ECC),” ACI Mater. J., vol. 99, pp. 463–472, 2002.
  23. R. Prashanthi and K. Natarajan, “Engineered cementitious composites - A review,” Mater. Today Proc., 2023. (In Press).
  24. Q. Liao, J. Yu, T. Shi, and Y. Su, “Mechanical behaviors and failure criteria of seawater sea-sand engineered cementitious composites under combined tension and shear,” J. Build. Eng., vol. 54, p. 104552, 2022.
  25. J. Wei, L. Ke, P. Wang, W. Li, and C. K. Y. Leung, “Microstructure, mechanical properties and interaction mechanism of seawater sea-sand engineered cementitious composite (SS-ECC) with Glass Fiber Reinforced Polymer (GFRP) bar,” Compos. Struct., vol. 343, p. 118302, 2024.
  26. L. Liang, X. Lu, Y. Ding, J. Yu, V. C. Li, and K. Yu, “High-modulus engineered cementitious composites: Design mechanism and performance characterization,” Cem. Concr. Compos., vol. 154, p. 105782, 2024.
  27. L.-Y. Xu, J. Yu, B.-T. Huang, J.-C. Lao, H.-L. Wu, X. Jiang, T.-Y. Xie, and J.-G. Dai, “Green and low-carbon matrices for Engineered/Strain-Hardening Cementitious Composites (ECC/SHCC): Toward sustainable and resilient infrastructure,” J. Clean. Prod., vol. 496, p. 144968, 2025.
  28. E. Shumuye, J. Liu, W. Li, and Z. Wang, “Eco-friendly, high-ductility slag/fly-ash-based engineered cementitious composite (ECC) reinforced with PE fibers,” Polymers, vol. 14, 2022.
  29. E.-H. Yang, Y. Yang, and V. C. Li, “Use of high volumes of fly ash to improve ECC mechanical properties and material greenness”, ACI Mater. J., vol. 104, no. 6, pp. 620–628, 2007.
  30. M. Şahmaran and V. Li, “Influence of microcracking on water absorption and sorptivity of ECC,” Mater. Struct. Constr., vol. 42, pp. 593–603, 2008.
  31. S. Wen, M. Cao, and G. Liu, “High-strength high-ductility seawater sea-sand Engineered Cementitious Composites: Mechanical properties, cracking behavior and micro-mechanics,” J. Build. Eng., vol. 90, p. 109404, 2024.
  32. A. N. Raheem and R. M. R. Pannem, “Synergistic effect of carbon fiber, fly ash, and M-sand on the performance of Engineered Cementitious Composites (ECC),” Ain Shams Eng. J., vol. 17, no. 3, p. 104023, 2026.
  33. C. Lin, D. Huang, Z. Liu, and Y. Lu, “Mechanical properties, micro-mechanisms, and constitutive models of seawater sea-sand engineered cementitious composites,” J. Build. Eng., vol. 94, p. 109987, 2024.
  34. E.-H. Yang and V. C. Li, “Tailoring engineered cementitious composites for impact resistance,” Cem. Concr. Res., vol. 42, no. 8, pp. 1066–1071, 2012.
  35. H. Qian, Z. Li, J. Pei, L. Kang, and H. Li, “Seismic performance of self-centering beam-column joints reinforced with superelastic shape memory alloy bars and engineering cementitious composites materials,” Compos. Struct., vol. 294, p. 115782, 2022.
  36. J. Chen, J. Jia, and M. Zhu, “Role of supplementary cementitious materials on chloride binding behaviors and corrosion resistance in marine environment,” Constr. Build. Mater., vol. 458, p. 139724, 2025.
  37. J. Lv, D. Li, X. Yang, H. Rong, C. Xian, Z. Zhang, W. Huang, S. Li, “Chloride ion binding in cementitious materials: A review of influencing factors and control methods,” Case Stud. Constr. Mater., vol. 22, p. e04201, 2025.
  38. Q. Yuan, C. Shi, G. De Schutter, K. Audenaert, and D. Deng, “Chloride binding of cement-based materials subjected to external chloride environment – A review,” Constr. Build. Mater., vol. 23, no. 1, pp. 1–13, 2009.
  39. M. Liu and D. Li, “Chloride binding in low-carbon cementitious composites: mechanisms, characteristics and performance,” J. Build. Eng., vol. 108, p. 112924, 2025.
  40. J. Sun, Z. Jin, H. Chang, and W. Zhang, “A review of chloride transport in concrete exposed to the marine atmosphere zone environment: Experiments and numerical models,” J. Build. Eng., vol. 84, p. 108591, 2024.
  41. M. D. A. Thomas, R. D. Hooton, A. Scott, and H. Zibara, “The effect of supplementary cementitious materials on chloride binding in hardened cement paste,” Cem. Concr. Res., vol. 42, no. 1, pp. 1–7, 2012.
  42. G. A. Julio-Betancourt and R. D. Hooton, “Study of the Joule effect on rapid chloride permeability values and evaluation of related electrical properties of concretes,” Cem. Concr. Res., vol. 34, no. 6, pp. 1007–1015, 2004.
  43. A. Pilvar, A. A. Ramezanianpour, and H. Rajaie, “New method development for evaluation concrete chloride ion permeability,” Constr. Build. Mater., vol. 93, pp. 790–797, 2015.
  44. J. Pontes, S. Real, and J. Alexandre Bogas, “The rapid chloride migration test as a method to determine the chloride penetration resistance of concrete in marine environment,” Constr. Build. Mater., vol. 404, p. 133281, 2023.
  45. C. M. Tibbetts, J. M. Paris, C. C. Ferraro, K. A. Riding, and T. G. Townsend, “Relating water permeability to electrical resistivity and chloride penetrability of concrete containing different supplementary cementitious materials,” Cem. Concr. Compos., vol. 107, p. 103491, 2020.
  46. P. Ghosh and Q. Tran, “Influence of parameters on surface resistivity of concrete,” Cem. Concr. Compos., vol. 62, pp. 134–145, 2015.
  47. T. M. Hasan, S. Allena, and L. Gilbert, “Rapid chloride penetration test: An evaluation of corrosion resistance in ultra-high performance concrete,” J. Build. Eng., vol. 82, p. 108317, 2024.
  48. R. J. Thomas, E. Ariyachandra, D. Lezama, and S. Peethamparan, “Comparison of chloride permeability methods for Alkali-Activated concrete,” Constr. Build. Mater., vol. 165, pp. 104–111, 2018.
  49. A. S. Alemu, G. Liyew, B. Y. Lee, and H.-K. Kim, “Effect of self-healing of cracks in chloride ion diffusion and corrosion of engineered cementitious composites,” J. Mater. Res. Technol., vol. 35, pp. 1054–1071, 2025.
  50. J. Cao, H. Lei, F. Wu, W. Wang, L. He, and Z. Li, “Durability evaluation of engineered cementitious composite subjected to salt freeze-thaw cycles,” Constr. Build. Mater., vol. 481, p. 141594, 2025.
  51. W. Ma, T. Chen, P. Deng, and S. Guo, “Enhancing the self-healing performance of engineered cementitious composites in harsh environment through cementitious matrix optimization and crack width controlling,” J. Build. Eng., vol. 94, p. 109732, 2024.
  52. N. Shabakhty, H. R. Karimi, and A. Y. Bakhtiary, “Cementitious composites in aquatic environments, evaluation of fracture and mechanical behavior in long-term submerging in fresh and saltwater, and simulated splash zone conditions,” Case Stud. Constr. Mater., vol. 20, p. e03035, 2024.

Các bài báo được đọc nhiều nhất của cùng tác giả