I. Khả năng chịu lực
Nghiên cứu tập trung vào khả năng chịu lực của dầm bê tông cốt thép (BTCT) khi bổ sung sợi tổng hợp như polyethylene terephthalate (PET) và polypropylene (PP). Kết quả thực nghiệm cho thấy, việc bổ sung sợi làm giảm cường độ chịu nén của bê tông từ 6-15%, nhưng cường độ chịu kéo tăng từ 2-5%. Đặc biệt, cường độ chịu nén cực hạn của dầm tăng lên đến 50%, và độ võng giữa nhịp khi dầm phá hoại tăng 2-3 lần. Điều này chứng tỏ sợi tổng hợp cải thiện đáng kể độ dẻo dai của kết cấu.
1.1. Phân tích thực nghiệm
Thí nghiệm được thực hiện trên các mẫu dầm BTCT với hàm lượng sợi PET và PP khác nhau. Kết quả cho thấy, sợi tổng hợp không chỉ tăng cường độ chịu lực mà còn cải thiện khả năng chống nứt. Độ dẻo dai của kết cấu tăng 1.5 lần so với dầm không có sợi bổ sung.
1.2. Mô phỏng phần tử hữu hạn
Phần mềm ANSYS được sử dụng để mô phỏng ứng xử uốn của dầm. Kết quả mô phỏng cho thấy sự phù hợp cao giữa lý thuyết và thực nghiệm, đặc biệt trong việc dự đoán độ võng và ứng xử nứt của dầm.
II. Ứng xử nứt
Ứng xử nứt của dầm BTCT có bổ sung sợi tổng hợp được nghiên cứu kỹ lưỡng. Kết quả cho thấy, sợi PET và PP giúp hạn chế sự phát triển của vết nứt, đồng thời tăng độ bền của kết cấu. Độ rộng vết nứt được kiểm soát tốt hơn so với dầm không có sợi bổ sung.
2.1. Phân tích vết nứt
Thí nghiệm đo đạc độ rộng vết nứt cho thấy, sợi tổng hợp giúp giảm đáng kể sự lan rộng của vết nứt. Điều này đặc biệt quan trọng trong các công trình chịu tải trọng lớn hoặc trong môi trường khắc nghiệt.
2.2. So sánh giữa PET và PP
Kết quả so sánh giữa sợi PET và PP cho thấy, cả hai loại sợi đều cải thiện ứng xử nứt, nhưng sợi PET có hiệu quả cao hơn trong việc kiểm soát độ rộng vết nứt.
III. Dầm BTCT và sợi tổng hợp
Nghiên cứu này tập trung vào việc ứng dụng sợi tổng hợp trong dầm BTCT để cải thiện các đặc tính cơ học. Kết quả cho thấy, việc bổ sung sợi không chỉ tăng cường độ chịu lực mà còn cải thiện độ dẻo dai và khả năng chống nứt của kết cấu.
3.1. Cấu trúc bê tông
Cấu trúc bê tông được cải thiện đáng kể khi bổ sung sợi tổng hợp. Sợi giúp phân bố ứng suất đồng đều hơn, giảm nguy cơ phá hoại cục bộ.
3.2. Tính toán kết cấu
Phương pháp tính toán kết cấu được sử dụng để dự đoán ứng xử của dầm. Kết quả tính toán lý thuyết phù hợp với thực nghiệm, chứng tỏ tính chính xác của phương pháp.
IV. Vật liệu xây dựng và kỹ thuật
Nghiên cứu này mở ra hướng mới trong việc sử dụng vật liệu xây dựng tái chế, đặc biệt là sợi tổng hợp từ nhựa PET và PP. Điều này không chỉ giảm thiểu ô nhiễm môi trường mà còn tăng hiệu quả kinh tế trong xây dựng.
4.1. Ứng dụng thực tiễn
Sợi tổng hợp có thể được ứng dụng rộng rãi trong các công trình xây dựng như cầu, đường hầm, và các công trình chịu tải trọng lớn. Điều này giúp tăng tuổi thọ và độ bền của công trình.
4.2. Kỹ thuật xây dựng
Việc sử dụng kỹ thuật xây dựng hiện đại kết hợp với sợi tổng hợp giúp cải thiện chất lượng và hiệu quả thi công, đồng thời giảm chi phí bảo trì.
