I. Tổng quan
Bê tông là vật liệu xây dựng chủ yếu trong ngành xây dựng hiện nay. Việc sử dụng bê tông sợi tự nhiên đang trở thành xu hướng quan trọng nhằm cải thiện tính chất cơ lý của bê tông. Nghiên cứu này tập trung vào việc phân tích tính chất cơ lý của bê tông sợi tự nhiên tại khu vực Đồng bằng sông Cửu Long. Khu vực này có nguồn nguyên liệu phong phú từ các loại sợi tự nhiên như xơ dừa, rơm và lục bình. Việc sử dụng các loại sợi này không chỉ giúp tăng cường khả năng chịu kéo và khả năng chống nứt của bê tông mà còn góp phần bảo vệ môi trường. Theo số liệu thống kê, hàng năm có hàng triệu tấn rơm và xơ dừa chưa được sử dụng hiệu quả, dẫn đến lãng phí tài nguyên và ô nhiễm môi trường.
1.1. Tiềm năng về sợi tự nhiên
Khu vực Đồng bằng sông Cửu Long là nơi có nguồn nguyên liệu phong phú từ nông nghiệp. Các loại sợi tự nhiên như xơ dừa, rơm và lục bình có thể được tận dụng để sản xuất bê tông sợi tự nhiên. Việc sử dụng sợi tự nhiên không chỉ giúp cải thiện tính chất cơ lý của bê tông mà còn giảm thiểu ô nhiễm môi trường do việc đốt rơm rạ. Nghiên cứu cho thấy, sợi xơ dừa có khả năng tăng cường độ nén và độ kéo của bê tông, với hàm lượng tối ưu từ 4% đến 6%. Điều này cho thấy tiềm năng lớn trong việc ứng dụng sợi tự nhiên vào sản xuất bê tông tại khu vực này.
II. Cơ sở lý thuyết
Nghiên cứu về tính chất cơ lý của bê tông sợi tự nhiên cần dựa trên các nguyên lý cơ bản về sự tương tác giữa sợi và vật liệu nền. Sợi tự nhiên có khả năng gia cường bê tông thông qua việc tăng cường độ chịu kéo và khả năng chống nứt. Các nghiên cứu trước đây đã chỉ ra rằng, việc thêm sợi vào bê tông có thể làm giảm độ giòn và tăng cường độ bền. Sợi xơ dừa, rơm và lục bình đều có những đặc tính riêng biệt, ảnh hưởng đến tính chất cơ lý của bê tông. Việc xử lý sợi trước khi đưa vào bê tông cũng có thể làm tăng hiệu quả gia cường, như việc xử lý xơ dừa bằng NaOH để cải thiện khả năng bám dính với bê tông.
2.1. Tương tác giữa sợi và vật liệu nền
Sự tương tác giữa sợi tự nhiên và vật liệu nền là yếu tố quan trọng trong việc xác định tính chất cơ lý của bê tông. Khi sợi được thêm vào, chúng tạo ra một mạng lưới liên kết trong bê tông, giúp phân phối ứng suất đều hơn và giảm thiểu khả năng nứt. Nghiên cứu cho thấy, sợi xơ dừa có khả năng chịu kéo tốt, giúp tăng cường độ bền cho bê tông. Đặc biệt, chiều dài và hàm lượng sợi cũng ảnh hưởng đến tính chất cơ lý của bê tông. Việc tối ưu hóa các yếu tố này sẽ giúp nâng cao hiệu quả sử dụng sợi tự nhiên trong sản xuất bê tông.
III. Kết quả thí nghiệm
Kết quả thí nghiệm cho thấy, việc sử dụng bê tông sợi tự nhiên mang lại nhiều lợi ích về mặt cơ lý. Các mẫu bê tông có chứa sợi xơ dừa cho thấy sự cải thiện rõ rệt về cường độ nén và cường độ kéo do uốn. Cụ thể, tại hàm lượng sợi 4%, cường độ nén tăng lên đến 50%, trong khi cường độ kéo do uốn tăng lên đến 105% tại hàm lượng 6%. Điều này chứng tỏ rằng, bê tông sợi tự nhiên không chỉ cải thiện tính chất cơ lý mà còn có thể thay thế một phần bê tông truyền thống, góp phần bảo vệ môi trường.
3.1. Kết quả thử nghiệm cường độ nén
Kết quả thử nghiệm cường độ nén cho thấy, các mẫu bê tông có chứa sợi xơ dừa đã qua xử lý NaOH có cường độ nén cao hơn so với mẫu bê tông không có sợi. Sự gia tăng cường độ nén này cho thấy khả năng bám dính tốt hơn giữa sợi và bê tông, giúp phân phối ứng suất đều hơn trong cấu trúc bê tông. Điều này có ý nghĩa quan trọng trong việc ứng dụng sợi tự nhiên vào sản xuất bê tông, đặc biệt trong các công trình xây dựng cần độ bền cao.
