I. Tính chất cấp thiết của đề tài nghiên cứu
Đề tài nghiên cứu về cấu kiện dầm geopolymer gia cường bằng CFRP tại HCMUTE mang tính cấp thiết trong bối cảnh hiện nay. Sự phát triển nhanh chóng của các công trình xây dựng đã dẫn đến việc gia tăng sử dụng xi măng Portland, một trong những nguyên nhân chính gây ô nhiễm môi trường. Theo nghiên cứu, sản xuất một tấn xi măng thải ra gần một tấn khí CO2, góp phần vào hiệu ứng nhà kính. Việc tìm kiếm các vật liệu thay thế như geopolymer không chỉ giúp giảm thiểu ô nhiễm mà còn cải thiện tính chất cơ học của cấu kiện. CFRP là một vật liệu composite có khả năng gia cường hiệu quả cho các cấu kiện bê tông, giúp tăng cường khả năng chịu lực và giảm thiểu sự cố trong quá trình sử dụng. Việc nghiên cứu và ứng dụng CFRP trong xây dựng sẽ mở ra hướng đi mới cho ngành xây dựng, đồng thời bảo vệ môi trường.
II. Vấn đề môi trường và sự cố trong công trình
Môi trường xây dựng hiện nay đang phải đối mặt với nhiều thách thức, đặc biệt là ô nhiễm từ sản xuất xi măng. Các sự cố như nứt, cong vênh dầm, sàn, cột thường xảy ra trong quá trình thi công và sử dụng. Việc gia cường cấu kiện bằng CFRP không chỉ giúp khắc phục các sự cố này mà còn nâng cao tuổi thọ của công trình. Nghiên cứu cho thấy, dầm geopolymer gia cường bằng CFRP có khả năng chịu lực tốt hơn so với dầm không gia cường. Điều này chứng tỏ rằng việc áp dụng công nghệ mới trong xây dựng không chỉ mang lại hiệu quả kinh tế mà còn bảo vệ môi trường. Công nghệ geopolymer và CFRP có thể trở thành giải pháp tối ưu cho các công trình xây dựng hiện đại.
III. Tình hình nghiên cứu đề tài trong và ngoài nước
Nghiên cứu về geopolymer đã được thực hiện từ những năm 70 của thế kỷ XX. Tuy nhiên, tại Việt Nam, việc ứng dụng vật liệu này vẫn còn hạn chế. Các nghiên cứu trong nước đã chỉ ra rằng geopolymer có thể thay thế một phần hoặc toàn bộ xi măng Portland trong các cấu kiện xây dựng. Nhiều nghiên cứu đã chứng minh rằng CFRP có thể gia cường hiệu quả cho các cấu kiện bê tông geopolymer, giúp tăng cường khả năng chịu lực và giảm thiểu sự cố. Việc kết hợp giữa geopolymer và CFRP không chỉ mang lại lợi ích về mặt kỹ thuật mà còn góp phần bảo vệ môi trường, giảm thiểu khí thải CO2 trong quá trình sản xuất vật liệu xây dựng.
IV. Phương pháp nghiên cứu
Phương pháp nghiên cứu trong luận văn này bao gồm việc khảo sát và thí nghiệm các mẫu dầm geopolymer gia cường bằng CFRP. Các mẫu dầm được chế tạo từ vật liệu xây dựng thân thiện với môi trường, sử dụng tro bay làm nguyên liệu chính. Quy trình thí nghiệm được thực hiện để đánh giá khả năng chịu lực, chuyển vị và biến dạng của dầm. Kết quả thí nghiệm cho thấy dầm gia cường bằng hai lớp CFRP có khả năng chịu lực tốt hơn so với dầm không gia cường. Điều này khẳng định tính khả thi của việc ứng dụng CFRP trong gia cường cấu kiện bê tông geopolymer.
V. Kết quả và thảo luận
Kết quả nghiên cứu cho thấy dầm geopolymer gia cường bằng CFRP có khả năng chịu lực tốt hơn so với dầm không gia cường. Các số liệu về chuyển vị và biến dạng tại các vị trí L/4 và L/2 cho thấy sự khác biệt rõ rệt giữa các mẫu dầm. Dầm gia cường hai lớp CFRP cho thấy khả năng chịu lực vượt trội, giảm thiểu sự cố nứt và cong vênh. Điều này mở ra hướng đi mới cho việc ứng dụng geopolymer và CFRP trong xây dựng, không chỉ giúp cải thiện chất lượng công trình mà còn bảo vệ môi trường.
