Việc sử dụng các loại sợi polyme đặc biệt là sợi polyme tái chế làm vật liệu gia cố bê tông đã nhận được sự quan tâm của cộng đồng nghiên cứu trong thời gian gần đây do chúng có độ bền kéo và khả năng chống ăn mòn tốt. Trong nghiên cứu này, hiệu quả của sợi polyethylene tái chế (R-PE) từ lưới đánh cá phế thải trong việc gia cố vật liệu bê tông đã được phân tích. Bài viết trình bày hiệu quả của sợi tái chế từ lưới đánh cá phế thải đến một số đặc tính cơ học của bê tông.
Tạp chí Khoa học Giao thơng vận tải, Tập 73, Số (02/2022), 202-214 Transport and Communications Science Journal EFFECTIVENESS OF RECYCLED FIBER FROM WASTE FISHING NETS ON SELECTED MECHANICAL CHARACTERISTICS OF CONCRETE Nguyen Duy-Liem1, Dao Van Dinh2, Nguyen Nhat Minh Tri3,* Faculty of Civil Engineering, Ho Chi Minh City University of Technology and Education, No 01 Vo Van Ngan Street, Thu Duc City, Ho Chi Minh City, Vietnam Faculty of Civil Engineering, University of Transport and Communications, No Cau Giay Street, Hanoi, Vietnam Campus in Ho Chi Minh City, University of Transport and Communications, No 450-451 Le Van Viet Street, Tang Nhon Phu A Ward, Thu Duc, Ho Chi Minh City, Vietnam ARTICLE INFO TYPE: Research Article Received: 14/11/2021 Revised: 18/01/2022 Accepted: 14/02/2022 Published online: 15/02/2022 https://doi.org/10.47869/tcsj.73.2.9 * Corresponding author Email: trinnm_ph@utc.edu.vn Abstract Recently, the use of polymeric fibers, especially recycled polymeric fibers, has gained the attention of the research community thanks to their high tensile strength and corrosion resistance In this study, the effectiveness of recycled polyethylene (R-PE) fibers from waste fishing net in reinforcing concrete materials is evaluated Three fiber ratios are selected as 1%, 2%, and % of the volume of concrete From the mechanical strength test, a decrease in compressive strength and an increase in toughness, tensile strength of fiber reinforced concrete is observed, corresponding to an increase in the fiber proportions Based on these results, together with the ductility number analysis, the addition of R-PE fiber into concrete has improved its crack resistance, post-cracking behavior, and transformed the failure mode of this composite material from brittle to quasi-brittle Results from the normalized analysis show that the optimal fiber proportion in term of strength is 1% However, fiber proportions from % to % are suggested for practical applications In summary, the feasibility of using recycled fiber from waste fishing nets in strengthening concrete is observed initially from these results Taking advantage of this easy-to-recycle as well as non-biodegradable material will bring practical economic and environmental benefits Keywords: concrete, recycled fiber, strength, ductility number, optimal proportion 2022 University of Transport and Communications 202 Transport and Communications Science Journal, Vol 73, Issue (02/2022), 202-214 Tạp chí Khoa học Giao thông vận tải HIỆU QUẢ CỦA SỢI TÁI CHẾ TỪ LƯỚI ĐÁNH CÁ PHẾ THẢI ĐẾN MỘT SỐ ĐẶC TÍNH CƠ HỌC CỦA BÊ TƠNG Nguyễn Duy Liêm1, Đào Văn Dinh2, Nguyễn Nhật Minh Trị3,* Khoa xây dựng, Trường Đại học Sư phạm kỹ thuật thành phố Hồ Chí Minh, số Võ Văn Ngân, Thành phố Thủ Đức, Thành phố Hồ Chí Minh, Việt Nam Khoa cơng trình, Trường Đại học Giao thơng vận tải, Số Cầu Giấy, Hà Nội, Việt Nam Phân hiệu Thành phố Hồ Chí Minh, Trường Đại học Giao thơng vận tải, Số 450-451 Lê Văn Việt, Phường Tăng Nhơn Phú A, Thủ Đức, Thành phố Hồ Chí Minh, Việt Nam THƠNG TIN BÀI BÁO CHUN MỤC: Cơng trình khoa học Ngày nhận bài: 14/11/2021 Ngày nhận sửa: 18/01/2022 Ngày chấp nhận đăng: 14/02/2022 Ngày xuất Online: 15/02/2022 https://doi.org/10.47869/tcsj.73.2.9 * Tác giả liên hệ Email: trinnm_ph@utc.edu.vn Tóm tắt Việc sử dụng loại sợi polyme đặc biệt sợi polyme tái chế làm vật liệu gia cố bê tông nhận quan tâm cộng đồng nghiên cứu thời gian gần chúng có độ bền kéo khả chống ăn mịn tốt Trong nghiên cứu này, hiệu sợi polyethylene tái chế (R-PE) từ lưới đánh cá phế thải việc gia cố vật liệu bê tông phân tích Ba tỷ lệ sợi lựa chọn %, %, % so với thể tích bê tơng Từ kết thí nghiệm cường độ, giảm cường độ chịu nén tăng độ dai, tăng cường độ chịu kéo bê tông gia cố sợi quan sát, tương ứng với việc tăng hàm lượng sợi Dựa vào kết này, với phân tích số độ dẻo, cho thấy việc thêm sợi R-PE vào bê tông cải thiện khả chống nứt, ứng xử sau nứt chuyển chế độ phá hoại vật liệu từ giòn sang bán giịn Kết từ phân tích chuẩn hóa cho thấy hàm lượng sợi tối ưu mặt cường độ % Tuy nhiên, tỷ lệ sợi từ % đến % đề xuất để áp dụng tùy vào điều kiện thực tế kết cấu Tóm lại, kết từ nghiên cứu bước đầu cho thấy tính khả thi việc sử dụng sợi tái chế từ lưới đánh cá cho vật liệu bê tông Tận dụng loại vật liệu dễ tái chế khó phân hủy mang lại lợi ích thiết thực mặt kinh tế mơi trường Từ khóa: bê tơng, sợi tái chế, cường độ, số độ dẻo, hàm lượng tối ưu 2022 Trường Đại học Giao thông vận tải 203 Tạp chí Khoa học Giao thơng vận tải, Tập 73, Số (02/2022), 202-214 ĐẶT VẤN ĐỀ Ngành xây dựng góp phần khơng nhỏ vào việc phát triển toàn giới Tuy nhiên, bên cạnh thành tựu to lớn đạt được, tồn nhiều vấn đề hạn chế gây ảnh hưởng đến đời sống người Việc sử dụng nguồn khống sản, nhiên liệu hóa thạch, với lượng lớn rác thải xây dựng, nguyên nhân gây suy thối mơi trường nghiêm trọng [1] Bên cạnh đó, hệ sinh thái cịn phải đối mặt với nhiều mối nguy hoại khác, chẳng hạn rác thải biển [2] Hầu hết, rác thải biển làm từ loại vật liệu chậm không phân hủy sinh học Trong đó, loại rác thải trơi tìm thấy dọc theo bờ dun hải bề mặt đại dương lưới đánh cá Lưới đánh cá công cụ hỗ trợ đắc lực cho ngành ngư nghiệp Tuy nhiên, khơng cịn sử dụng, trở thành mối nguy hoại to lớn cho hệ sinh thái Đặc biệt, nguyên nhân gây tai nạn biển, mắc kẹt lưới đánh cá xung quanh hệ thống chân vịt tàu, thuyền Vì vậy, loại vật liệu tái chế để phục vụ cho ngành xây dựng, chẳng hạn làm vật liệu gia cố cho bê tơng, tốn mơi trường tốn kinh tế giải nhiều [3] Sợi polyme tổng hợp sử dụng việc cải thiện vật liệu gốc xi măng thường dạng: vĩ mô vi mơ Các cơng trình trước tác giả cho thấy hiệu sợi vi mô với đường kính khoảng 200 nm việc cải thiện cường độ chịu kéo độ dai (toughness) vật liệu gốc xi măng [4-8] Độ dai cho biết vật liệu hấp thụ lượng trước vỡ Bên cạnh đó, từ nghiên cứu trước cho thấy loại sợi polyme tái chế đường kính lớn (mm) báo cáo cho kết khả quan sử dụng làm vật liệu gia cố cho vật liệu gốc xi măng (Bảng 1) Nhìn chung, vật liệu polyme tổng hợp có ưu điểm độ dai, cường độ chịu kéo khả chịu tác động va chạm cao Vì chúng thành phần vật liệu sản xuất lưới đánh cá Do đó, loại sợi tái chế từ lưới đánh cá cho thấy tiềm cao việc tận dụng để gia cố cho vật liệu bê tơng Các cơng trình trước cho thấy tính khả thi sợi Polyethylene tái chế (R-PE) từ lưới đánh cá phế thải việc tăng cường khả chịu kéo vữa xi măng [9, 10] Tuy nhiên, việc đánh giá tính chất học vật liệu bê tông cốt sợi PE tái chế từ rác thải lưới đánh cá cịn chưa cơng bố Do đó, để bổ sung vấn đề này, nghiên cứu trình bày việc đánh giá số đặc tính học bê tơng cốt sợi R-PE Qua đó, đề xuất tỷ lệ trộn tối ưu cho loại sợi Kết nghiên cứu cho thấy tiềm sợi R-PE tái chế từ lưới đánh cá phế thải việc gia cường vật liệu bê tông, tận dụng loại vật liệu dễ tái chế khó phân hủy mang lại lợi ích thiết thực mặt kinh tế môi trường Bảng Tổng quan gia cố vật liệu gốc xi măng sợi polyme tái chế Stt Loại sợi Tác giả Vật liệu Kết nghiên cứu Sợi Polyethylene terephthalate tái chế (R-PET), sợi PVA, sợi PP Ochi cộng sự, 2007 [11] Bê tông cốt Phương pháp sản xuất bê tông gia cố sợi sợi PET từ chai lọ sử dụng trình bày Cường độ chịu kéo mẫu chứa sợi R-PET thấp mẫu chữa sợi PVA cao mẫu chứa sợi PP Khơng có khí độc thải q trình thử nghiệm đốt cháy sợi PET 204 Transport and Communications Science Journal, Vol 73, Issue (02/2022), 202-214 Sợi R-PET Kim cộng sự, 2008 [12] Vữa xi măng gia cố sợi Các hình dạng sợi khác không làm ảnh hướng đến mát độ ẩm tổng thể hay mát độ ẩm theo giờ, nguyên nhân gây vết nứt co ngót dẻo Tuy nhiên, tăng hàm lượng sợi R-PET đến 2.5 % cho kết tốt việc kiểm soát vết nứt co ngót dẻo Sợi R-PET, sợi PP Kim cộng sự, 2010 [13] Bê tông cốt Cường độ chịu nén mô đun đàn hồi sợi bê tông gia cố sợi giảm hàm lượng sợi tăng Sự phát triển vết nứt co ngót bị chậm lại gia cố bê tơng sợi R-PET Cường độ tới hạn độ dai bê tông gia cố sợi R-PET tăng lên đáng kể so với mẫu không gia cố Sợi Nylon tái chế (R-Nylon) Spadea cộng sự, 2015 [14] Vữa xi măng gia cố sợi Cường độ chịu kéo vữa tăng 35 % độ dai tăng 13 lần gia cố vữa xi măng sợi nylon tái chế Sợi HDPE tái chế (R-HDPE) Pešić cộng sự, 2016 [15] Bê tông gia cố sợi Trong cường độ chịu nén mô đun đàn hồi khơng thay đổi cường độ chịu kéo mô đun phá hoại tăng % 14 % gia cố bê tông sợi HDPE tái chế Sợi Nylon tái Orasutthikul chế, sợi PET tái cộng sự, 2017 [16] chế, sợi PVA Vữa xi măng gia cố sợi Cường độ chịu uốn vữa gia cố sợi nylon tái chế loại thẳng tăng 41 % so với đại lượng vữa gia cố sợi nylon tái chế loại thắt nút, sợi PET tái chế, sợi PVA Cường độ chịu nén giảm thêm vào vữa vác loại sợi Sợi nhựa tái chế Bhogayata Arora, 2018 [17] Bê tông gia cố sợi SBR latex Tổ hợp % sợi nhựa tái chế 15 % SBR latex theo khối lượng xi măng, cho thấy hiệu suất việc cải thiện khả chống nứt, sức kháng uốn, chống thấm cho bê tông Sợi R-PET, sợi PVA Lu cộng sự, 2018 [18] Vữa xi măng gia cố sợi Tổ hợp % sợi PVA % sợi R-PET đề xuất để gia cố vữa xi măng tăng cường độ chịu kéo, sức kháng va đập, thân thiện với môi trường hiệu kinh tế Sợi Nylon, PE, R-Nylon, R-PE Srimahachota Vữa xi măng cộng sự, 2020 polyme gia cố [19] sợi Cường độ chịu nén khả kháng uốn vữa xi măng polyme tăng 24 % 39 % gia cố sợi PE THỰC NGHIỆM 2.1 Vật liệu Trong nghiên cứu này, sợi tái chế từ lưới đánh cá phế thải (sợi R-PE) sử dụng để gia cường cho bê tông thường [9, 10] Sợi cấu tạo 42 tao xoắn lại với nhau, đường kính tao: 0,23 mm, diện tích mặt cắt ngang sợi: 1,74 mm2, chiều dài sợi: 40 mm, khối lượng riêng: 0,95 g/cm3, cường độ chịu kéo 303,81 MPa Quá trình tái chế sợi R-PE trình bày theo sơ đồ hình Đặc điểm hình dạng sợi trình bày hình 2a 205 Tạp chí Khoa học Giao thơng vận tải, Tập 73, Số (02/2022), 202-214 Hình Sơ đồ tái chế sợi từ lưới đánh cá phế thải (a) (c) (b) Hình a) Đặc điểm hình dạng sợi; b) Mẻ trộn bê tơng sợi; c) Bảo dưỡng mẫu trụ nước Xi măng sử dụng nghiên cứu sản phẩm thương mại công ty Ssangyong, Hàn Quốc Là xi măng loại I với tính chất vật lý, thành phần hóa học trình bày bảng Bảng Thành phần vật liệu xi măng CaO Al2O3 61,33 6,40 SiO2 SO3 MgO 21,01 2,30 3,02 Fe2O3 Hao hụt cháy Độ mịn (cm2/g) Cường độ nén 28 ngày (MPa) 3,12 1,40 2800 36 Bảng Lựa chọn tỷ lệ thành phần bê tông Ký hiệu N/X (%) Xi măng loại I (kg) Nước (kg) Cốt liệu thô (4 – 20 mm) (kg) Cốt liệu mịn (0 – mm) (kg) Sợi R-PE (kg) Độ sụt (cm) 0% 0,45 455,3 202,9 1178,9 1% 0,45 455,3 202,9 1178,9 2% 0,45 455,3 202,9 1178,9 3% 0,45 455,3 202,9 1178,9 503,7 503,7 503,7 503,7 11 9,5 19 28,5 Bảng trình bày tỷ lệ thành phần bê tông sử dụng nghiên cứu Cấp phối thiết kế với cường độ chịu nén mong muốn 40 MPa 28 ngày Các tỷ lệ sợi chọn 206 Transport and Communications Science Journal, Vol 73, Issue (02/2022), 202-214 %, %, % so với thể tích bê tơng [11] Thí nghiệm độ sụt tiến hành để đánh giá tính lưu động mẻ bê tơng 2.2 Mẫu thí nghiệm Q trình trộn mẻ bê tơng thường thực máy trộn lồng đứng [11, 20] Sau đó, khối lượng sợi tương ứng với tỷ lệ %, %, % thể tích bê tơng thêm vào mẻ bê tông tươi, thực q trình trộn sợi với bê tơng tay Lưu ý rằng, đặc điểm cấu tạo sợi gồm tao xoắn lại với nhau, thực trộn bê tơng với sợi máy tượng tách tao diễn ra, sợi khơng cịn ngun vẹn Hình 2b trình bày mẻ trộn bê tơng với sợi Các mẻ bê tông cốt sợi sau trộn xong đổ vào khn mẫu trụ đường kính 100 mm, dài 200 mm, đầm chặt, tháo khuôn sau ngày bảo dưỡng nước, điều kiện phịng thí nghiệm (nhiệt độ bảo dưỡng 23±2,0 °C, độ ẩm môi trường 50±5%) [21] (Hình 2c) Tổng cộng 24 mẫu chuẩn bị cho nghiên cứu (xem bảng 4) Bảng Tóm tắt mẫu thí nghiệm Thí nghiệm Cường độ chịu nén Hình dạng Trụ Cường độ chịu kéo Trụ ép chẻ Kích thước (mm) Số lượng D100 x 200 3 3 D100 x 200 3 3 Ký hiệu 0% 1% 2% 3% 0% 1% 2% 3% 2.3 Phương pháp thí nghiệm Trong nghiên cứu này, thí nghiệm thực tuân thủ dẫn ASTM Thí nghiệm xác định độ sụt: ASTM C143 [22] Thí nghiệm xác định cường độ chịu nén: ASTM C39 [23] (Hình 3a) Thí nghiệm xác định cường độ chịu kéo ép chẻ: ASTM C496 [24] (Hình 3b) Các thí nghiệm cường độ bê tơng thực máy UTM thủy lực, công suất 100 tấn, tốc độ gia tải 1mm/phút (b) (a) Hình a) Thí nghiệm xác định cường độ chịu nén, b) Thí nghiệm xác định cường độ chịu kéo ép chẻ 207 Tạp chí Khoa học Giao thơng vận tải, Tập 73, Số (02/2022), 202-214 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1 Độ sụt Từ kết đo độ sụt bảng ta thấy việc thêm sợi R-PE làm giảm tính lưu động mẻ bê tơng Độ sụt giảm nước diễn Sự nước giải thích cấu tạo sợi gồm nhiều tao xoắn lại với nhau, tạo thành đường mao dẫn khe dẫn có tác dụng hút nước, nước bị hút vào khe tao sợi Kết làm giảm lượng nước mẻ trộn, làm giảm độ sụt mẻ bê tông Theo kết độ sụt trên, thêm tỷ lệ sợi %, %, % vào bê tông, độ sụt giảm 18 %, 45 %, 64 % so với mẫu không gia cố sợi 3.2 Cường độ chịu nén Hình Các đường cong ứng suất – biến dạng Ảnh hưởng sợi R-PE từ lưới đánh cá phế thải đến cường độ chịu nén bê tông 28 ngày thể hình bảng Cường độ chịu nén trung bình (fc ) mẫu bê tông chứa tỷ lệ sợi %, %, % giảm nhẹ so với cường độ chịu nén trung bình mẫu khơng chứa sợi Mức độ giảm cường độ chịu nén %, %, 12 % Kết cơng trình cho thấy tốt với giảm cường độ chịu nén % so với độ giảm 7,1 % công bố từ cơng trình [25] thêm tỷ lệ thể tích % sợi PP tái chế (RPP) vào bê tông Vấn đề giảm cường độ chịu nén bê tông thêm loại sợi polyme tổng hợp giải thích yếu pha xi măng khuyết tật gây sợi, từ làm giảm độ chặt pha xi măng, dẫn đến yếu độ liên kết vùng chuyển tiếp (interfacial transition zone (ITZ)) [26] Như biết, hiệu sợi thể sau bê tông nứt Xem xét ứng xử sau nứt mẫu bê tông gia cố sợi R-PE hình 4, mềm hóa ứng xử sau nứt mẫu thể cách rõ ràng Thêm vào đó, biến dạng điểm phá hoại tăng Các kết dẫn đến tăng độ dai mẫu gia cố Độ dai mẫu thí nghiệm, hay lượng lượng đơn vị thể tích mà vật liệu hấp thụ trước bị phá hoại, tính tốn diện tích giới hạn đường cong ứng suất – biến dạng, theo lý thuyết Timoshenko [27], tính theo cơng thức (1) kết thể bảng (kết trung bình) Từ kết này, độ tăng độ dai 99 %, 108 % 130 % gia cố bê tông tỷ lệ sợi R-PE %, %, % so với độ dai mẫu không gia 208 Transport and Communications Science Journal, Vol 73, Issue (02/2022), 202-214 cố Kết tương tự ứng xử sau nứt tăng độ dai bê tông gia cố loại sợi tìm thấy từ cơng trình trước [28, 29] T f c d (1) Trong đó, T độ dai (J/m3), fc ứng suất (MPa) biến dạng (mm/mm) tương ứng Bảng Kết thí nghiệm đặc tính cường độ fc (MPa) Độ dai (J/m3) fsp (MPa) 0% 43,18 (0,7541) 81865,03 (1741,742) 3,77 (0,0668) 1% 41,60 (0,4140) 162535,6 (5517,159) 4,01 (0,5284) 2% 40,42 (1,4626) 170329,7 (2242,645) 4,42 (0,1491) 3% 37,83 (1,2981) 188193,8 (2975,436) 4,44 (0,0611) (Ghi chú: fc, fsp: cường độ chịu nén trung bình cường độ chịu kéo ép chẻ trung bình 28 ngày, độ dai sau tính tốn đổi sang đơn vị J/m3, số ngoặc đơn độ lệch chuẩn kết thí nghiệm) 3.3 Cường độ chịu kéo ép chẻ Hình thể mẫu bị phá hoại sau thí nghiệm xác định cường độ chịu kéo ép chẻ Nhận xét từ kết phá hoại mẫu, mẫu không gia cố sợi bị tách thành nửa riêng biệt, chế độ phá hoại giòn, vết nứt xuất tách mẫu thành phần Các mẫu gia cố với tỷ lệ sợi %, tượng tách thành phần xảy Tuy nhiên, vài liên kết yếu nửa với nhau, thấy hình 5, chế độ phá hoại chuyển sang bán giòn, phá hoại xảy dính bám giữ sợi xi măng, sợi bị kéo khỏi vùng xi măng Đối với mẫu gia cố với tỷ lệ %, %, mẫu bị phá hoại khơng hồn tồn, mật độ sợi mẫu quan sát thấy hình Nhận xét chung, mẫu không gia cố, vết nứt xảy ra, tải trọng rớt Tuy nhiên, với mẫu gia cố, vết nứt xảy tiếp tục tăng tải, sợi vùng chịu tải trực tiếp làm việc cầu nối hay neo, kiềm chế lan truyền mở rộng vết nứt, truyền tải ứng suất, tiếp nhận tải trọng tác dụng Từ quan sát này, thấy hiệu sợi việc cải thiện ứng xử sau nứt bê tông Chế độ phá hoại mẫu chuyển đổi từ giịn sang bán giịn Hình Mẫu phá hoại sau thí nghiệm xác định cường độ chịu kéo ép chẻ 209 Tạp chí Khoa học Giao thơng vận tải, Tập 73, Số (02/2022), 202-214 Theo kết từ bảng 5, thêm tỷ lệ sợi %, %, % vào bê tông, cường độ chịu kéo ép chẻ tăng %, 15 %, 16 % so với cường độ chịu kéo ép chẻ mẫu không gia cố Kết cường độ chịu kéo ép chẻ từ nghiên cứu so sánh với kết từ nghiên cứu y văn Trong công trình [25], với tỷ lệ thể tích % sợi R-PP trộn vào bê tông, cường độ chịu kéo ép chẻ công bố tăng 4.3 % so với mẫu khơng gia cố Cũng so sánh từ cơng trình này, cường độ chịu kéo sợi R-PP 400 MPa, lớn cường độ chịu kéo sợi R-PE nghiên cứu (303,8 MPa) Tuy nhiên, hiệu suất cường độ chịu kéo lại thấp Kịch phá hoại trường hợp dính bám, sợi bị tuột khỏi vùng xi măng, đó, với hình dạng cấu tạo gồm nhiều tao xoắn, sợi R-PE nghiên cứu tỏ ưu mặt dính bám so với cấu tạo đặc, bề mặt trơn sợi R-PP nghiên cứu [25] 3.4 Chỉ số độ dẻo Như biết, hệ vật liệu giòn, phá hoại diễn phận, tiếp tục chịu tải trọng toàn tải trọng đặt vào phận lại đảm nhiệm Tuy nhiên, phận hệ vật liệu dẻo lý tưởng bị phá hoại, trì phần tải trọng, phận lại tiếp tục đảm nhiệm phần tải cịn lại Do đó, tìm cách để chuyển chế độ phá hoại vật liệu từ dòn sang bán dòn hay dẻo vấn đề đáng xem xét, chứng minh cho cải thiện tính chất vật liệu Cơng trình [30] đề xuất số độ dẻo ( ) theo biểu thức (2) để đánh giá chế độ phá hoại vật liệu 1 e (2) Trong đó, giá trị lớn tỷ số biến dạng với biến dạng cực đại, số diễn tả mối quan hệ (trong nghiên cứu này, [30]) Hình Đường cong tỷ số ứng suất – tỷ số biến dạng Hình thể mối quan hệ tỷ số ứng suất với ứng suất cực đại tỷ số biến dạng với biến dạng cực đại Từ kết hình 6, tương ứng với tỷ lệ sợi %, %, %, %, giá trị lớn tỷ số biến dạng với biến dạng cực đại ( ) 1,23, 1,90, 2,06, 2,26, số độ dẻo ( ) 0,21, 0,59, 0,66, 0,72 Kết cho thấy tăng lên số độ dẻo tăng hàm lượng trộn sợi R-PE Vì vậy, chuyển từ chế độ phá hoại giòn sang bán giòn thể rõ ràng với tăng lên tỷ lệ sợi 210 Transport and Communications Science Journal, Vol 73, Issue (02/2022), 202-214 3.5 Hàm lượng sợi tối ưu Hình Phân tích chuẩn hóa với kết mẫu có sợi với mẫu khơng có sợi Các kết từ nghiên cứu cho thấy hiệu sợi tái chế từ lưới đánh cá phế thải việc chuyển hóa chế độ phá hoại bê tơng từ giịn sang bán giòn, số quan trọng loại vật liệu Tính bê tơng gia cố sợi đánh giá thông qua cường độ chịu nén, độ dai, cường độ chịu kéo ép chẻ Hình thể kết phân tích chuẩn hóa với kết thí nghiệm mẫu khơng gia cố sợi Trong đó, phép phân tích chuẩn hóa có nghĩa điều chỉnh giá trị đo thang đo khác thang đo định Trong nghiên cứu này, giá trị cường độ chịu nén trung bình, độ dai trung bình, cường độ chịu kéo ép chẻ trung bình mẫu chứa tỷ lệ sợi %, %, % chuẩn hóa với giá trị mẫu khơng chứa sợi Cụ thể là, giá trị chuẩn hóa đại lượng nghiên cứu với mẫu không chứa sợi 1, với mẫu chứa tỷ lệ sợi khác, giá trị chuẩn hóa xác định tỷ lệ đại lượng mẫu chứa tỷ lệ sợi khác với mẫu không chứa sợi Từ kết này, cường độ chịu nén giảm 3,7 % thêm hàm lượng sợi %, độ dai cường độ chịu kéo tăng 98,5 % 6,3 % Khi tỷ lệ sợi tăng từ % đến %, cường độ chịu nén giảm 2,7 % hai thơng số cịn lại tăng 9,5 % 10,8 % Khi hàm lượng sợi tăng từ % đến %, mức giảm cường độ chịu nén cho thấy tăng lên, %, mức tăng cường độ chịu kéo cho thấy giảm xuống, 5,3 % Bên cạnh đó, từ kết thí nghiệm độ sụt, tính lưu động mẫu chứa % sợi cho thấy cao so với mẫu chứa tỷ lệ sợi lại Do đó, từ kết thấy tỷ lệ sợi % tỷ lệ tối ưu cường độ Tuy nhiên, tỷ lệ sợi từ % đến % đề xuất để áp dụng tùy thuộc vào yêu cầu kết cấu thực tế KẾT LUẬN Trong nghiên cứu này, ảnh hưởng tỷ lệ %, %, % sợi PE tái chế từ lưới đánh cá phế tải đến đặc tính học bê tơng khảo sát Các kết luận sau rút từ kết nghiên cứu: • Việc thêm loại sợi tái chế từ lưới đánh cá phế thải làm giảm đột sụt bê tông Hàm lượng sợi % cho kết độ sụt chấp nhận so với kết độ sụt thêm hàm lượng %, % vào bê tông 211 Tạp chí Khoa học Giao thơng vận tải, Tập 73, Số (02/2022), 202-214 • Khi tăng hàm lượng sợi, cường độ chịu nén giảm độ dai cường độ chịu kéo ép chẻ tăng Bên cạnh đó, ứng xử sau nứt bê tông cải thiện so với mẫu không gia cố Từ kết nghiên cứu này, sợi tái chế từ lưới đánh cá phế thải cho thấy hiệu việc kiềm chế vết nứt, cải thiện ứng xử sau nứt chuyển đổi chế độ phá hoại bê tông từ giịn sang bán giịn • Dựa vào kết phân tích chuẩn hóa, tỷ lệ sợi % cho thấy hiệu cường độ Tuy nhiên, tỷ lệ sợi từ % đến % đề xuất áp dụng tùy vào yêu cầu thực tế kết cấu Cần ý rằng, loại sợi sử dụng nghiên cứu tái chế từ lưới đánh cá phế thải Do đó, lợi ích góp phần bảo vệ môi trường biển từ công việc rõ ràng Thêm vào đó, q trình tái chế sợi không tiêu thụ nhiều lượng, thải mơi trường chất có hại Tất công việc cần thiết cho việc tái chế thu thập, phân loại, làm sạch, sấy khơ cắt thành kích thước mong muốn Tuy nhiên, để áp dụng thực tế, yêu cầu trình tái chế theo hướng cơng nghiệp hóa quy trình xử lý vật liệu thu thập cần thiết Trong đó, việc loại bỏ muối lưới đánh cá, đánh giá ăn mòn cốt thép bê tông sử dụng kết hợp loại sợi với bê tông cốt thép, tìm giải pháp trộn máy hữu hiệu hơn, chủ đề lớn Tập trung vào chủ đề nghiên cứu mở rộng từ nghiên cứu Tóm lại, kết từ nghiên cứu cho thấy tiềm sợi tái chế từ lưới đánh cá phế thải việc gia cường vật liệu bê tông Nếu tận dụng loại vật liệu dễ tái chế, khó phân hủy kết cấu xây dựng, mang lại lợi ích thiết thực mặt kinh tế môi trường LỜI CẢM ƠN Nghiên cứu tài trợ Bộ Giáo Dục Đào Tạo, Trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật Tp Hồ Chí Minh chủ trì đề tài mã số B2021-SPK-08 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] United Nations Environment Programme, 2020 Global Status Report for Buildings and Construction: Towards a Zero-emission, Efficient and Resilient Buildings and Construction Sector Nairobi, 2020 [2] The Pew Charitable Trusts and SYSTEMIQ, Breaking the Plastic Wave: A comprehensive assessment of pathways towards stopping ocean plastic pollution, 2020 [3] R Siddique, J Khatib, I Kaur, Use of recycled plastic in concrete: A review, Waste Manage., 28 (2008) 1835-1852 https://doi.org/10.1016/j.wasman.2007.09.011 [4] T.N.M Nguyen, D Yoo, J.J Kim, Cementitious Material Reinforced by Carbon Nanotube-Nylon 66 Hybrid Nanofibers: mechanical strength and microstructure analysis, Mater Today Commun., 23 (2020) https://doi.org/10.1016/j.mtcomm.2019.100845 [5] T.N.M Nguyen, J Moon, J.J Kim, Microstructure and mechanical properties of hardened cement paste including Nylon 66 nanofibers, Constr Build Mater., 232 (2020) 117-132 https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2019.117134 [6] T.N.M Nguyen, D.H Lee, J.J Kim, Effect of Electrospun Nanofiber Additive on Selected Mechanical Properties of Hardened Cement Paste, Appl Sci., 10 (2020) https://doi.org/10.3390/app10217504 [7] T.N.M Nguyen , J.J Kim, A Study about the Strength and Microstructure of Hardened Cement Pastes Including Nanofibers, J Korean Soc Civ Eng., 40 (2020) 177-182 https://doi.org/10.12652/Ksce.2020.40.2.0177 212 Transport and Communications Science Journal, Vol 73, Issue (02/2022), 202-214 [8] J.J Kim, T.N.M Nguyen, X.T Nguyen, D.H Ta, Reinforcing Cementitious Material Using Singlewalled Carbon Nanotube - Nylon 66 Nanofibers, Transp Commun Sci., 71 (2020) 46-55 https://doi.org/10.25073/tcsj.71.1.6 [9] J.K Park, D.J Kim, M.O Kim, Mechanical behavior of waste fishing net fiber-reinforced cementitious composites subjected to direct tension, J Build Eng., 33 (2021) 101622 https://doi.org/10.1016/j.jobe.2020.101622 [10] V.D Truong, M.O Kim, D.J Kim, Feasibility study on use of waste fishing nets as continuous reinforcements in cement-based matrix, Constr Build Mater., 269 (2021) 121314 https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2020.121314 [11] T Ochi, S Okubo, K Fukui, Development of recycled PET fiber and its application as concretereinforcing fiber, Cem Concr Comp., 29 (2007) 448-455 https://doi.org/10.1016/j.cemconcomp.2007.02.002 [12] J.J Kim, C.G Park, S.W Lee, S.W Lee, J.P Won, Effects of the geometry of recycled PET fiber reinforcement on shrinkage cracking of cement-based composites, Compos Part B Eng., 39 (2008) 442450 https://doi.org/10.1016/j.compositesb.2007.05.001 [13] S.B Kim, N.H Yi, H.Y Kim, J Kim, Y Song, Material and structural performance evaluation of recycled PET fiber reinforced concrete, Cem Concr Comp., 32 (2010) 232-40 https://doi.org/10.1016/j.cemconcomp.2009.11.002 [14] S Spadea, I Farina, A Carrafiello, F Fraternali, Recycled nylon fibers as cement mortar reinforcement, Constr Build Mater., 80 (2015) 200-209 https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2015.01.075 [15] N Pešić, S Zivanovic, R Garcia, P Papastergiou, Mechanical properties of concrete reinforced with recycled HDPE plastic fibres, Constr Build Mater., 115 (2016) 362-370 https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2016.04.050 [16] S Orasutthikul, D Unno, H Yokota, Effectiveness of recycled nylon fiber from waste fishing net with respect to fiber reinforced mortar, Constr Build Mater., 146 (2017) 594-602 https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2017.04.134 [17] A.C Bhogayata, N.K Arora, Workability, strength, and durability of concrete containing recycled plastic fibers and styrene-butadiene rubber latex, Constr Build Mater., 180 (2018) 382-395 https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2018.05.175 [18] C Lu, J Yu, C.K.Y Leung, Tensile performance and impact resistance of strain hardening cementitious composites (SHCC) with recycled fibers, Constr Build Mater., 171 (2018) 566-576 https://doi.org/101016/jcemconres201802013 [19] T Srimahachota, H Yokota, Y Akira, Recycled Nylon Fiber from Waste Fishing Nets as Reinforcement in Polymer Cement Mortar for the Repair of Corroded RC Beams, Mater., 13 (2020) https://doi.org/10.3390/ma13194276 [20] T.N.H Tran, A Puttiwongrak, P Pongsopha, D Intarabut, P Jamsawang, P Sukontasukkul, Microparticle filtration ability of pervious concrete mixed with recycled synthetic fibers, Constr Build Mater., 270 (2021) 121807 https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2020.121807 [21] ASTM C192 / C192M-19, Standard Practice for Making and Curing Concrete Test Specimens in the Laboratory, ASTM International, West Conshohocken, PA, 2019 [22] ASTM C143 / C143M-20, Standard Test Method for Slump of Hydraulic-Cement Concrete, ASTM International, ASTM International, West Conshohocken, PA, 2020 [23] ASTM C39 / C39M-21, Standard Test Method for Compressive Strength of Cylindrical Concrete Specimens, ASTM International, West Conshohocken, PA, 2021 [24] ASTM C496 / C496M-17, Standard Test Method for Splitting Tensile Strength of Cylindrical Concrete Specimens, ASTM International, West Conshohocken, PA, 2017 [25] H Zhang, P.K Sarker, Q Wang, B He, Z Jiang, Strength and toughness of ambient-cured geopolymer concrete containing virgin and recycled fibres in mono and hybrid combinations, Constr Build Mater., 304 (2021) 124649 https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2021.124649 [26] S.M Palmquist, E Kintzel, K Andrew, Scanning electron microscopy to examine concrete with carbon nanofibers, in: Proceedings of the 5th Pan American Conference for NDT, Cancun, Mexico, (2011) [27] S.P Timoshenko, J.M Gere, Mechanics of Materials, PWS-Kent Publishing, Boston, 1984 213 Tạp chí Khoa học Giao thơng vận tải, Tập 73, Số (02/2022), 202-214 [28] B Boulekbache, M Hamrat, M Chemrouk, S Amziane, Flowability of fibre-reinforced concrete and its effect on the mechanical properties of the material, Constr Build Mater., 24 (2010) 1664-1671 https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2010.02.025 [29] Y Choi, R.L Yuan, Experimental relationship between splitting tensile strength and compressive strength of GFRC and PFRC, Cem Concr Res., 35 (2005) 1587-1591 https://doi.org/10.1016/j.cemconres.2004.09.010 [30] J.J Kim, M.M Reda Taha, Time-dependent reliability analysis of masonry panels under high permanent compressive stresses, 11th Canadian Masonry Symposium, Toronto, Ontario, May 31-June 3, (2009) 214 ... % sợi PE tái chế từ lưới đánh cá phế tải đến đặc tính học bê tơng khảo sát Các kết luận sau rút từ kết nghiên cứu: • Việc thêm loại sợi tái chế từ lưới đánh cá phế thải làm giảm đột sụt bê tông. .. 73, Issue (02/2022), 202-214 Tạp chí Khoa học Giao thơng vận tải HIỆU QUẢ CỦA SỢI TÁI CHẾ TỪ LƯỚI ĐÁNH CÁ PHẾ THẢI ĐẾN MỘT SỐ ĐẶC TÍNH CƠ HỌC CỦA BÊ TÔNG Nguyễn Duy Liêm1, Đào Văn Dinh2, Nguyễn... (R-PE) từ lưới đánh cá phế thải việc tăng cường khả chịu kéo vữa xi măng [9, 10] Tuy nhiên, việc đánh giá tính chất học vật liệu bê tông cốt sợi PE tái chế từ rác thải lưới đánh cá chưa cơng bố