Nghiên cứu thực nghiệm ứng xử kéo nhổ lưới sợi dệt các bon từ tấm bê tông cốt sợi

Trong nghiên cứu này, lưới cốt sợi dệt các bon được thấm nhập bằng nhựa epoxy để tăng độ bền, độ cứng cũng như độ dính bám với bê tông. Kết quả cho thấy, liên kết bề mặt giữa hai lớp vật liệu lưới cốt sợi dệt các bon/ bê tông hạt mịn cho ra một ứng xử phi tuyến bao gồm các giai đoạn làm việc khác nhau: giai đoạn làm việc hoàn hảo (đường tuyến tính), giai đoạn bắt đầu phá vỡ liên kết, và giai đoạn phá hủy.

Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Xây dựng, ĐHXDHN, 2021, 15 (6V): 173–183 NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM ỨNG XỬ KÉO NHỔ LƯỚI SỢI DỆT CÁC BON TỪ TẤM BÊ TÔNG CỐT SỢI Trần Mạnh Tiếna,b,∗, Vũ Xuân Hồngc , Emmanuel Ferrierc a Khoa Mỏ, Trường Đại học Mỏ – Địa chất, 18 Phố Viên, quận Bắc Từ Liêm, Hà Nội, Việt Nam b Thành viên nhóm nghiên cứu mạnh địa kỹ thuật, vật liệu, phát triển bền vững, Trường Đại học Mỏ – Địa chất, 18 Phố Viên, quận Bắc Từ Liêm, Hà Nội, Việt Nam c Phịng thí nghiệm vật liệu Composite cho xây dựng, Đại học Lyon1, Pháp Nhận ngày 07/10/2021, Sửa xong 14/10/2021, Chấp nhận đăng 15/10/2021 Tóm tắt Một yếu tố ảnh hưởng lớn đến ứng xử học cường độ bê tông cốt lưới sợi dệt (vật liệu Composite TRC) cường độ liên kết bê tông hạt mịn lưới cốt sợi dệt Bài báo giới thiệu kết thực nghiệm liên quan đến ứng xử kéo nhổ lưới cốt sợi dệt bon từ bê tông cốt lưới sợi Trong nghiên cứu này, lưới cốt sợi dệt bon thấm nhập nhựa epoxy để tăng độ bền, độ cứng độ dính bám với bê tông Kết cho thấy, liên kết bề mặt hai lớp vật liệu lưới cốt sợi dệt bon/ bê tông hạt mịn cho ứng xử phi tuyến bao gồm giai đoạn làm việc khác nhau: giai đoạn làm việc hoàn hảo (đường tuyến tính), giai đoạn bắt đầu phá vỡ liên kết, giai đoạn phá hủy Giá trị cường độ liên kết trung bình xác định dựa vào đồ thị lực kéo nhổ - biến dạng trượt lưới cốt sợi dệt bon khối bê tông hạt mịn Ảnh hưởng việc xử lý bề mặt lưới cốt sợi bon keo epoxy đến ứng xử kéo nhổ dạng phá hủy mẫu làm sáng tỏ Ngoài ra, ảnh hưởng chiều dài neo lưới bon bê tông đến đặc tính liên kết phân tích Từ khố: bê tông cốt lưới sợi dệt; ứng xử kéo nhổ; đường cong lực kéo nhổ - chuyển vị; chiều dài neo EXPERIMENTAL INVESTIGATION OF PULL-OUT BEHAVIOUR OF CARBON TEXTILE FROM TEXTILE -REINFORCED CONCRETE COMPOSITE PLATE Abstract An important factor that influences the mechanical behaviour of textile-reinforced concrete (TRC) composite is the bond strength of the textile/cementitious matrix interface This paper presents the results of pull-out tests performed on carbon textile/ cementitious matrix interface specimens In this experimental study, the carbon textile was pre-impregnated with epoxy resin to improve the mechanical properties of textile yarns as well as the bonding strength to concrete As result, all interface specimens gave a typical behaviour as shown in the literature with the phases: perfect bonding phase and debonding phase The average bonding strength is also identified from the pull-out force–slip curves between carbon textile and cementitious matrix block The effect of carbon textile treatment with epoxy resin on pull-out behaviour and failure mode of interface specimens was also highlighted In addition, the effect of the embedded length of the carbon textile in the concrete plat on the bonding capacity was also analyzed Keywords: textile – reinforced concrete (TRC); textile/matrix interface; pull-out behaviour; embedded length https://doi.org/10.31814/stce.huce(nuce)2021-15(6V)-15 © 2021 Trường Đại học Xây dựng Hà Nội (ĐHXDHN) ∗ Tác giả đại diện Địa e-mail: tranmanhtien@humg.edu.vn (Tiến, T M.) 173 Tiến, T M., cs / Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Xây dựng Đặt vấn đề Trong thập kỷ trở lại đây, vật liệu bê tông cốt lưới sợi dệt (Composite TRC) nghiên cứu ứng dụng chuyển giao công nghệ lĩnh vực xây dựng cơng trình Vật liệu Composite vừa đảm bảo cường độ cao vừa đảm bảo tính phát triển bền vững, thân thiện với mơi trường [1–4] Các đặc trưng học cường độ kéo độ cứng xác định thông qua thí nghiệm kéo trực tiếp uốn điểm Kết cho ứng xử phi tuyến qua nhiều giai đoạn làm việc khác nhau, có xuất nứt tái bền phụ thuộc nhiều yếu tố đến từ lưới cốt sợi dệt, bê tông hạt mịn, mơi trường [5–8] Một yếu tố khác có ảnh hưởng lớn đến giá trị đặc trưng học bê tông cốt sợi dệt cường độ dính bám cốt lưới sợi dệt bê tông hạt mịn Nhờ vào liên kết mà việc phân bố nội lực lưới cốt sợi chúng với lớp bê tông hạt mịn diễn có hiệu Điều làm tăng đóng góp mặt học lớp bê tông hạt mịn ứng xử tổng thể bê tông cốt lưới sợi dệt Ngược lại, yếu độ bền liên kết hai thành phần dẫn đến ứng xử học bê tông cốt lưới sợi giống lưới sợi gia cường [9, 10] Do đó, q trình sản xuất lưới cốt sợi dệt, chúng thường xử lý sản phẩm khác (bột cát, bụi silic, loại keo epoxy, styrene, ) theo phương pháp khác (gia nhiệt, xử lý khô, xử lý ướt, ) nhằm nâng cao tính dính bám với bê tơng [11] Về lý thuyết, cường độ dính bám hai lớp vật liệu hình thành từ ba thành phần chính: dính bám học (neo học), dính bám vật lý (lực hấp phụ, liên kết thứ cấp, lực Van de Waal, liên kết tĩnh điện, v.v.), dính bám hóa học (liên kết hóa học, liên kết hóa trị) [12] Để xác định cường độ dính bám lưới cốt sợi dệt bê tơng hạt mịn, thí nghiệm kéo nhổ (pull-out test) sử dụng cho hiệu cao [13] Dưới tác dụng lực kéo lên cốt sợi, liên kết dính bám hai lớp vật liệu bị phá hủy thông qua ứng suất tiếp bề mặt, nhờ mà cường độ dính bám xác định Trên giới, tương đối nhiều tác giả nghiên cứu nhằm xác định cường độ dính bám cốt sợi bê tông hạt mịn từ thí nghiệm kéo nhổ cốt sợi Ferreira cs [14, 15] nghiên cứu ảnh hưởng loại cốt sợi tự nhiên phương pháp xử lý sợi đến cường độ liên kết với lớp gốc xi măng Trong nghiên cứu này, sợi sisal xử lý theo nhiều phương pháp khác ngâm nước gia nhiệt, xử lý kiềm, ngâm tẩm với keo epoxy Kết thử nghiệm kéo nhổ cho thấy, so sánh với mẫu sợi sisal tự nhiên, cải thiện đáng kể cường độ liên kết hai loại vật liệu Với việc xử lý kiềm, thành phần vơ định hình loại bỏ khỏi bề mặt sợi, làm tăng độ thơ bề mặt sợi từ tăng liên kết với bê tông hạt mịn Với việc xử lý ngâm tẩm polymer, cường độ sợi sisal cải thiện đáng kể đồng thời làm tăng diện tích tiếp xúc liên kết, gián tiếp làm tăng cường độ liên kết với bê tông hạt mịn Trong nghiên cứu Lu cs [16], Tran cs [11], phương pháp xử lý sợi bon bột silica vơ định hình cải thiện đáng kể cường độ lực dính cốt sợi bon với bê tông hạt mịn Với phương pháp này, q trình thủy hóa xi măng xảy phản ứng hóa học SiO2 sản phẩm hydrat hóa xi măng (Ca(OH)2 ) để tạo keo sản phẩm C-S-H bề mặt sợi bon, từ làm tăng cường độ liên kết Trong nghiên cứu Lu cs [16], liên kết hóa học làm tăng cường độ lực dính lượng phá hủy mẫu lên 10 lần so với mẫu không xử lý Qua khảo sát, phần lớn kết thực nghiệm cho ứng xử phi tuyến tương đối phức tạp theo giai đoạn làm việc: giai đoạn liên kết hoàn hảo, giai đoạn phá hủy liên kết, giai đoạn trượt hai loại vật liệu [17, 18] Ngoài ra, kết thực nghiệm cho thấy việc xử lý bề mặt sợi (hoặc lưới sợi) lớp gốc xi măng yếu tố giúp tạo độ bền cao giá trị ứng suất xuất vết nứt bê tông cốt lưới sợi [15, 17] Một số sản phẩm sử dụng có hiệu phủ polymer, bột silica, Các sản phẩm xử lý cải thiện đáng kể độ bền liên kết sợi (hoặc 174 Tiến, T M., cs / Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Xây dựng lưới sợi) lớp bê tông hạt mịn thơng qua thay đổi tích cực ba thành phần dính bám Hạn chế nghiên cứu trước cường độ dính bám lưới cốt sợi bê tông hạt mịn sử dụng bó sợi để xác định cường độ lực dính bám, chưa đánh giá cho lưới trường hợp vật liệu Composite TRC Ngoài ra, chúng chưa đánh giá ảnh hưởng bó sợi ngang lưới đến việc neo giữ lưới sợi dệt khối bê tông hạt mịn Ở Việt Nam, số tác giả thực thí nghiệm kéo nhổ lưới cốt sợi dệt từ khối bê tông hạt mịn nhằm xác định cường độ dính bám hai loại vật liệu Quyền cs [19] tiến hành thí nghiệm cần thiết để so sánh cường độ dính bám bê tơng hạt mịn có thành phần cấp phối cát tự nhiên với lưới cốt sợi bon Sigratex Grid 350 lưới cốt sợi thủy tinh SIT Grid200 Kết cho thấy, cường độ dính bám trung bình 2,4 MPa 2,93 MPa, cho loại lưới cốt sợi Từ đó, tác giả đề xuất giá trị chiều dài neo có hiệu lưới cốt sợi thủy tinh bê tông hạt mịn 140 mm Một số tác giả đề xuất sử dụng cát biển để làm thành phần cấp phối bê tông hạt mịn xem xét ảnh hưởng hàm lượng muối cát đến cường độ dính bám lưới sợi dệt bon loại bê tông hạt mịn [20, 21] Tuy nhiên, điều kiện thực nghiệm có hạn nên thí nghiệm cho cường độ lực dính bám, mà chưa đưa đường cong lực – chuyển vị phù hợp liên kết bề mặt hai loại vật liệu Theo hiểu biết tác giả, hạn chế nghiên cứu thực nghiệm xác định ứng xử học cường độ lực liên kết lưới cốt sợi dệt bê tông hạt mịn vật liệu Composite TRC Do đó, báo giới thiệu kết thực nghiệm liên quan đến ứng xử kéo nhổ lưới cốt sợi dệt bon từ bê tông cốt lưới sợi Lưới cốt sợi dệt bon sử dụng nghiên cứu sản phẩm thương mại, xử lý bề mặt cách ngâm tẩm keo epoxy nhằm cải thiện cường độ kéo sợi tăng cường độ dính bám với bê tơng Để đánh giá ảnh hưởng chiều dài neo lưới cốt sợi dệt khối bê tông hạt mịn đến cường độ dính bám, tác giả sử dụng ba kích thước cm, cm, cm Thí nghiệm kéo nhổ tiến hành mẫu thí nghiệm, đó, chuyển vị trượt tương đối lưới cốt sợi dệt bon khối bê tông hạt mịn đo cảm biến chuyển vị LVDT (Linear Variable Differential Transducer), nhờ mà xác định đường cong lực kéo nhổ - chuyển vị trượt Nghiên cứu thực nghiệm 2.1 Thiết bị thí nghiệm a Máy thí nghiệm Máy thử nghiệm sử dụng máy kéo nén vạn năng, có khả cho lực kéo nén lên đến 65 kN Máy thí nghiệm trang bị thêm thiết bị đo kết nối với dụng cụ đo khác (cảm biến điện trở LVDT) để đo biến dạng dịch chuyển tương đối hai điểm mẫu (Hình 1) Lực kéo nhổ điều khiển dịch chuyển thẳng đứng (100 µm/phút) đầu kéo nhờ vào chương trình điều khiển hệ thống máy tính Trong q trình thí nghiệm, liệu, bao gồm lực kéo nhổ dịch chuyển đầu kéo, ghi lại hai lần giây sau xuất dạng tệp liệu để phân tích kết b Dụng cụ đo chuyển vị - LVDT Dụng cụ đo chuyển vị, LVDT - Linear Variable Differential Transducer, sử dụng nghiên cứu để đo chuyển vị trượt tương đối lưới sợi dệt bon bê tông Hai LVDT cố định hai bề mặt bê tông hạt mịn hệ thống học Một hệ thống khác cố định lưới cốt sợi dệt bon vị trí sát với bê tơng (Hình 2(b)) Điều đảm 175 Tiến, T M., cs / Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Xây dựng Hình Máy thiết bị thí nghiệm bảo biến dạng khơng đáng kể lưới sợi dệt bon hai hệ thống học Do đó, dịch chuyển thu từ thiết bị LVDT trượt tương đối lưới cốt sợi dệt bon khối bê tơng Hình thể bố trí đầu đo LVDT mẫu cho thí nghiệm kéo nhổ Hình Bố trí thí nghiệm kéo nhổ: (a) bố trí tổng quan; (b) Chi tiết bố trí LVDT 2.2 Mẫu thí nghiệm a Vật liệu sử dụng Bê tơng xi măng hạt mịn sử dụng nghiên cứu thiết kế với điều kiện phịng thí nghiệm để tạo mẫu bê tông cốt lưới sợi dệt bon nghiên cứu trước tác giả [22] Nó bao gồm cốt liệu tổng hợp silico-aluminous-calcic, chứa khoảng 40% alumin, thu cách nấu chảy, kết hợp với xi măng mà bao gồm aluminat canxi tạo thành chất kết dính cho ứng dụng đặc biệt Hàm lượng canxi aluminat cao loại xi măng (khoảng 50%) mang lại cho bê tơng tính học tốt Đường kính tối đa cốt liệu 1,25 mm Để tăng tính 176 Tiến, T M., cs / Tạp chí Khoa học Công nghệ Xây dựng công tác bê tông, lượng nhỏ phụ gia siêu dẻo chất điều chỉnh độ nhớt thêm vào thành phần Tỷ lệ nước/xi măng sử dụng 0,35 Các tính chất học bê tơng hạt mịn xác định thí nghiệm nén trực tiếp kéo uốn điểm theo tiêu chuẩn Châu Âu BS EN 196-1 Bảng giới thiệu đặc tính học bê tơng hạt mịn 28 ngày Bảng Các đặc trưng học bê tông hạt mịn [22] Đặc trưng học bê tông hạt mịn Nén trực tiếp (BS EN 196-1, 2005) Kéo uốn (BS EN 196-1, 2005) Mơ đun đàn hồi Giá trị trung bình Độ lệch chuẩn 58,1 MPa 12,5 MPa 8,41 GPa 2,5 MPa 1,04 MPa 1,14 GPa Lưới sợi dệt bon sản xuất công nghiệp theo dạng lưới bán thị trường theo cuộn Hình Kích thước lưới theo hướng dọc ngang 46 mm × 41 mm Tiết diện sợi (sợi dọc sợi ngang) 1,85 mm2 Nhờ có lớp phủ nhựa epoxy, loại lưới sợi dệt bon có đặc tính tốt: khơng bị ăn mịn, dễ xử lý sử dụng, cường độ mô đun đàn hồi cao kéo, có liên kết học đáng kể với bê tông Các đặc trưng lý lưới cốt sợi dệt bon tổng hợp Bảng (a) Cuộn lưới cốt sợi dệt bon (b) Kích thước lưới sợi dệt bon Hình Lưới cốt sợi bon sử dụng nghiên cứu Bảng Các đặc trưng lý lưới cốt sợi dệt [22] Đặc trưng lý Giá trị Cường độ kéo (MPa) Mô đun đàn hồi (GPa) Khối lượng riêng (g/cm3 ) Kích thước lưới (mm × mm) Loại xử lý bề mặt Tiết diện sợi dệt (mm2 ) 2617 256 3,43 46 × 41 Nhựa epoxy 1,85 177 Tiến, T M., cs / Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Xây dựng b Chuẩn bị mẫu thí nghiệm Các mẫu cho thí nghiệm kéo nhổ chế tạo điều kiện phịng thí nghiệm gọi IN-F.GC1 nghiên cứu Việc chuẩn bị mẫu thí nghiệm thực kỹ thuật theo quy trình sau: Đầu tiên, trộn vữa bê tơng thiết bị trộn theo quy trình Sau đó, bê tơng hình chữ nhật có kích thước 100 mm × 300 mm × 10 mm (dài × rộng × dày) đúc với chiều dài khác neo vào lưới sợi dệt bon Chiều dài neo thay đổi từ cm đến cm mẫu IN-F.GC1 Khoảng chiều dài neo khảo sát lựa chọn phụ thuộc vào hai yếu tố: khoảng cách hai sợi ngang lưới khoảng cách hai vết nứt liên tiếp xuất mẫu bê tông cốt lưới sợi dệt tương ứng bị phá hủy Sau 14 ngày, mẫu cắt (bao gồm bê tông lưới sợi dệt bon), để thu mẫu có kích thước khối bê tơng hạt mịn 100 mm × 65 mm × 10 mm (chiều dài × rộng × dày) Cả hai đầu mẫu dán với nhôm (bằng keo eponal 380) để truyền tải trọng kéo lên mẫu kéo nhổ Cuối cùng, tất mẫu dán nhãn cho thử nghiệm 28 ngày tuổi (a) Chuẩn bị bê tông (b) Đổ bê tông (c) Cắt, bảo dưỡng dán nhãn Hình Các bước chuẩn bị mẫu thí nghiệm c Tổng hợp mẫu thí nghiệm Các mẫu thí nghiệm nghiên cứu tổng hợp Bảng Bảng Tổng hợp mẫu thí nghiệm Mẫu IN-F.GC1 – cm (1,2,3) IN-F.GC1 – cm (1,2,3) IN-F.GC1 – cm (1,2,3) Kích thước [dài×rộng×dày (mm3 )] Chiều dài neo (mm) Số lượng mẫu 100 × 65 × 10 Tổng cộng 30 40 50 3 Kết thí nghiệm 3.1 Quan hệ lực kéo nhổ – biến dạng trượt Hình thể quan hệ lực kéo nhổ biến dạng trượt tương đối lưới cốt sợi dệt bon bê tông hạt mịn Kết cho thấy mẫu thí nghiệm, có chiều dài neo lưới cốt sợi dệt bon khác nhau, cho dạng ứng xử phi tuyến gồm 178 Tiến, T M., cs / Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Xây dựng nhiều giai đoạn làm việc khác Ở giai đoạn đầu, đường quan hệ lực kéo nhổ biến dạng trượt tương đối thẳng dốc, có nghĩa độ cứng liên kết hai lớp vật liệu làm hạn chế biến dạng trượt chúng Giai đoạn tiếp theo, đường cong phi tuyến xuất tương ứng với phá hủy cấp độ vi mô liên kết, chí bắt đầu có phá hủy liên kết lưới cốt sợi bê tông có xuất vết nứt vi mơ bê tông lân cận vùng liên kết Giai đoạn cuối, suy giảm giá trị không lực kéo nhổ tương ứng với tăng lên nhanh chóng biến dạng trượt Điều tương ứng với phá hủy cách đột ngột mẫu IN-F.GC1 quan sát sau thí nghiệm Ngồi ra, giai đoạn làm việc có xuất phá hủy cục liên kết lưới cốt sợi bon bê tông thể qua đường lên xuống lực kéo nhổ đường cong quan hệ lực – biến dạng trượt (a) (b) (c) Hình Quan hệ lực kéo nhổ - biến dạng trượt mẫu thí nghiệm 3.2 Các đặc trưng học liên kết Để xác định đặc trưng học liên kết lưới cốt sợi bon với bê tông, cần xây dựng đường cong tiêu chuẩn cho tất trường hợp chiều dài neo khác Dựa vào phân tích 3.1, đưa đường cong tiêu chuẩn với giai đoạn làm việc: giai đoạn liên kết cứng hoàn toàn, giai đoạn bắt đầu phá hủy liên kết, giai đoạn phá hủy hồn tồn Hình giới thiệu đường cong tiêu chuẩn lực kéo nhổ - biến dạng trượt mẫu thí nghiệm IN-F.GC1 Các điểm I, II, III đường cong tiêu chuẩn xác định tương ứng điểm bắt đầu phá hủy, phá hủy Hình Đường cong tiêu chuẩn lực kéo nhổ - biến vi mơ phá vỡ tồn liên kết Lực kéo nhổ lớn dạng trượt mẫu IN-F.GC1 xác định giá trị lực tương ứng với điểm II Giá trị lực kéo nhổ trung bình đơn vị chiều dài (T tb ) xác định tỷ số lực kéo nhổ lớn với chiều dài neo lưới cốt sợi dệt bon bê tông Năng lượng phá hủy liên kết xác định công lực tác dụng, xác định qua diện tích miền giới hạn đường cong “lực kéo nhổ - biến dạng trượt” trục biến dạng (Hình 6) Dựa vào cách xác định trên, đặc trưng học liên kết xác định cho trường hợp chiều dài neo giới thiệu Bảng 179 Tiến, T M., cs / Tạp chí Khoa học Công nghệ Xây dựng Bảng Các đặc trưng học liên kết lưới cốt sợi bon bê tơng Điểm I Mẫu thí nghiệm Điểm II Điểm III Gt T tb Lực Biến dạng Lực Biến dạng Lực Biến dạng (N.mm) (N/mm) (N) (mm) (N) (mm) (N) (mm) IN-F.GC1, h = cm-1 IN-F.GC1, h = cm-2 IN-F.GC1, h = cm-3 Giá trị trung bình Độ lệch chuẩn % 2200 1995 1900 2032 153 7,55 0,361 0,235 0,389 0,328 0,082 24,98 2340 2200 2125 2222 109 4,91 0,796 1,172 0,929 0,966 0,191 19,74 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 - 2,721 2,751 2,431 2,634 0,177 6,71 3636,80 3936,67 3052,18 3541,88 449,82 12,70 78,00 73,33 70,83 74,06 3,64 4,91 IN-F.GC1, h = cm-1 IN-F.GC1, h = cm-2 IN-F.GC1, h = cm-3 Giá trị trung bình Độ lệch chuẩn % 2015 2250 2400 2222 194 8,73 0,255 0,215 0,205 0,225 0,026 11,76 2763 3125 2975 2954 182 6,17 0,822 0,785 0,675 0,761 0,076 10,05 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 - 2,785 3,445 2,565 3,190 0,465 14,58 4322,73 5930,00 4320,50 4857,74 928,60 19,12 69,06 78,13 74,38 73,85 4,55 6,17 IN-F.GC1, h = cm-1 IN-F.GC1, h = cm-2 IN-F.GC1, h = cm-3 Giá trị trung bình Độ lệch chuẩn % 2075 2250 2250 2192 101 4,61 0,225 0,325 0,235 0,262 0,055 21,05 3025 3501 3328 3285 241 7,34 1,040 1,150 1,037 1,075 0,064 5,96 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 3,498 3,258 3,455 3,404 0,128 3,76 6029,41 6427,63 6523,90 6326,98 262,16 4,14 60,50 70,02 66,55 65,69 4,82 7,34 3.3 Hình thái phá hoại mẫu Hình thể hình ảnh phá hoại mẫu IN-F.GC1 sau bị phá hủy (Hình 7(a)) bỏ lớp bê tơng bên ngồi (Hình 7(b)) Có thể thấy rằng, mẫu thí nghiệm bị phá hủy chủ yếu lớp bê tông bao quanh liên kết với lưới cốt sợi dệt bon bị nứt ra, đồng thời lượng làm việc lớn (a) (b) Hình Dạng phá hủy mẫu IN-F.GC1 180 Tiến, T M., cs / Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Xây dựng dẫn đến giải phóng liên kết cách đột ngột Điều thấy giai đoạn thứ 3, lực kéo nhổ giảm giá trị không cách đột ngột đồng thời mẫu tách thành hai phần Có thể thấy rằng, nhờ vào lớp nhựa xử lý bề mặt lưới cốt sợi, cường độ liên kết với bê tông tương đối tốt, liên kết bị phá hủy lớp bê tông xung quanh bị phá hủy Thảo luận 4.1 Ảnh hưởng xử lý sợi keo epoxy Khi xem xét đường cong lực kéo nhổ - biến dạng trượt mẫu IN-F.GC1 so với đường cong theo lý thuyết đưa phần đặt vấn đề, thấy khác biệt khơng có giai đoạn ma sát hai lớp vật liệu trước mẫu bị phá hủy (Hình 5) Sự khác biệt giải thích lý từ việc xử lý lưới cốt sợi dệt bon cách ngâm tẩm chúng keo epoxy Việc xử lý cải thiện lớn độ cứng độ bền lưới dệt bon, coi biến dạng lực kéo lưới cốt sợi dệt bon không đáng kể Vì vậy, lực kéo nhổ tăng đến giá trị đó, liên kết lưới bon với bê tông hạt mịn gần bị phá vỡ lúc dọc theo chiều dài neo Hơn nữa, quan sát dạng phá hủy mẫu IN-F.GC1, nhận thấy tồn phần bê tơng phía ngồi liên kết bị bong bật (Hình 7(a)) Đây kết q trình giải phóng lượng Gf kết hợp với xuất vết nứt vi mô vùng bê tông hạt mịn lân cận liên kết Điều chứng tỏ cường độ liên kết lưới sợi bon bê tông cải thiện đáng kể lớp phủ epoxy dẫn tới bê tông lân cận liên kết chịu ứng suất cắt từ lực kéo nhổ Các lý dẫn đến phá hủy giòn giai đoạn cuối so với phá hủy chậm rãi ma sát trượt hai lớp vật liệu 4.2 Ảnh hưởng chiều dài neo đến đặc trưng học liên kết Đối với ảnh hưởng chiều dài neo đến đặc tính liên kết, thấy lực kéo nhổ lớn tăng dần chiều dài tăng lên Tuy nhiên, xu hướng khơng phải tuyến tính mà phi tuyến có xu hướng tiệm cận với đường thẳng song song với trục biến dạng Qua khảo sát nghiên cứu trước [13], chiều dài neo dài giá trị giới hạn đó, giá trị lực kéo nhổ khơng cịn phụ thuộc vào chiều dài neo mà phụ thuộc vào yếu tố khác cường độ sợi bê tông hạt mịn Kết cho thấy, chiều dài neo có hiệu lưới cốt sợi bon GC1 bê tông hạt mịn lớn 5cm (a) Lực kéo nhổ với chiều dài neo (b) Năng lượng phá hủy với chiều dài neo Hình Ảnh hưởng chiều dài neo đến đặc tính liên kết 181 Tiến, T M., cs / Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Xây dựng Quan sát Hình 8(a), thấy việc tăng chiều dài neo dẫn tới việc kéo dài giai đoạn phá hủy liên kết, thể qua khoảng cách hai giá trị lực kéo nhổ tăng lên Ảnh hưởng chiều dài neo đến giá trị lượng phá hủy liên kết thể Hình 8(b) Theo đó, gia tăng cách tuyến tính giá trị thấy mẫu IN-F.GC1, từ 3541,88 N.mm với chiều dài neo cm đến 6326,98 N.mm chiều dài neo cm Kết luận Bài báo giới thiệu kết thực nghiệm liên quan đến ứng xử kéo nhổ lưới sợi dệt bon bê tông hạt mịn với chiều dài neo khác Theo kết thực nghiệm thu được, số kết luận rút cho nghiên cứu sau: Liên kết dính bám lưới cốt sợi bon bê tông hạt mịn cho ứng xử phi tuyến gồm giai đoạn làm việc khác với tất mẫu có chiều dài neo khác nhau, từ liên kết cứng hoàn toàn bắt đầu mềm dần cuối phá hủy cách đột ngột Các đặc tính liên kết lưới dệt bon neo bê tông hạt mịn xác định từ đường cong quan hệ lực kéo nhổ - biến dạng trượt, bao gồm lực biến dạng trượt tương ứng với điểm đặc trưng đường cong, lượng phá hủy liên kết, cường độ trung bình liên kết đơn vị chiều dài neo Ảnh hưởng việc xử lý lưới bon keo epoxy làm rõ qua cải thiện độ bền độ cứng lưới sợi bon phá hủy mẫu cách đột ngột mẫu, dẫn tới giai đoạn trượt hai lớp vật liệu đường cong thông thường Liên quan đến ảnh hưởng chiều dài neo đến đặc tính học liên kết, thấy giá trị tăng lên làm kéo dài giai đoạn phá hủy liên kết thể qua khoảng cách lực kéo nhổ tăng lên Ngoài ra, lượng phá hủy tăng lên cách gần tuyến tính với chiều dài neo Lời cảm ơn Nghiên cứu thực với hỗ trợ tài trang thiết bị vật tư phịng thí nghiệm Vật liệu Composite cho ngành Xây dựng (LMC2) – ĐH Lyon cho các thử nghiệm hỗ trợ tài Bộ Giáo dục & Đào tạo Việt Nam cho tác giả báo Tài liệu tham khảo [1] Contamine, R., Larbi, A S., Hamelin, P (2011) Contribution to direct tensile testing of textile reinforced concrete (TRC) composites Materials Science and Engineering: A, 528(29-30):8589–8598 [2] Mobasher, B., Dey, V., Cohen, Z., Peled, A (2014) Correlation of constitutive response of hybrid textile reinforced concrete from tensile and flexural tests Cement and Concrete Composites, 53:148–161 [3] Soranakom, C., Mobasher, B (2008) Correlation of tensile and flexural responses of strain softening and strain hardening cement composites Cement and Concrete Composites, 30(6):465–477 [4] Du, Y., Zhang, M., Zhou, F., Zhu, D (2017) Experimental study on basalt textile reinforced concrete under uniaxial tensile loading Construction and Building Materials, 138:88–100 [5] Contamine, R (2011) Contribution l’étude du comportement mécanique de composites textile-mortier: application la réparation et/ou renforcement de poutres en béton armé vis-à-vis de l’effort tranchant PhD thesis, Université Claude Bernard-Lyon I [6] Peled, A (2016) Bonds in textile-reinforced concrete composites Textile Fibre Composites in Civil Engineering, Elsevier, 63–99 182 Tiến, T M., cs / Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Xây dựng [7] Peled, A., Bentur, A., Yankelevsky, D (1998) Effects of Woven Fabric Geometry on the Bonding Performance of Cementitious Composites: Mechanical Performance Advanced Cement Based Materials, 7(1): 20–27 [8] Barhum, R., Mechtcherine, V (2012) Effect of short, dispersed glass and carbon fibres on the behaviour of textile-reinforced concrete under tensile loading Engineering Fracture Mechanics, 92:56–71 [9] Manh, T T., Ngoc, T D., Xuan, H V (2021) A state-of-the art review of tensile behavior of the textilereinforced concrete composite Transport and Communications Science Journal, 72(1):127–142 [10] Tien, T M., Vu, X H., Lam, D P., Tho, P D (2021) A 3-D finite element modeling for the textilereinforced concrete plates under tensile load using a non-linear behaviour for cementitious matrix Journal of Science and Technology in Civil Engineering (STCE) - HUCE, 15(1):67–78 [11] Tran, M T., Vu, X H., Ferrier, E (2021) Experimental and numerical investigation of carbon textile/cementitious matrix interfacebehaviourfrom pull-out tests Construction and Building Materials, 282: 122634 [12] Hallonet, A (2016) Développement et caractérisation d’un matériau composite base de fibres de lin: application au renforcement de structures en béton par collage externe PhD thesis, Université de Lyon [13] Teklal, F., Djebbar, A., Allaoui, S., Hivet, G., Joliff, Y., Kacimi, B (2018) A review of analytical models to describe pull-out behavior – Fiber/matrix adhesion Composite Structures, 201:791–815 [14] Ferreira, S R., Pepe, M., Martinelli, E., de Andrade Silva, F., Filho, R D T (2018) Influence of natural fibers characteristics on the interface mechanics with cement based matrices Composites Part B: Engineering, 140:183–196 [15] Ferreira, S R., de Andrade Silva, F., Lima, P R L., Filho, R D T (2015) Effect of fiber treatments on the sisal fiber properties and fiber–matrix bond in cement based systems Construction and Building Materials, 101:730–740 [16] Lu, M., Xiao, H., Liu, M., Li, X., Li, H., Sun, L (2018) Improved interfacial strength of SiO2 coated carbon fiber in cement matrix Cement and Concrete Composites, 91:21–28 [17] de Andrade Silva, F., Butler, M., Hempel, S., Filho, R D T., Mechtcherine, V (2014) Effects of elevated temperatures on the interface properties of carbon textile-reinforced concrete Cement and Concrete Composites, 48:2634 [18] Zhandarov, S., Măader, E (2005) Characterization of fiber/matrix interface strength: applicability of different tests, approaches and parameters Composites Science and Technology, 65(1):149–160 [19] Quyền, C M., Huy, N X., Khương, L N., Giang, N H (2021) Ảnh hưởng hình dạng tiết diện đến hiệu gia cường cột ngắn bê tông bê tơng cốt lưới dệt Hội nghị Khoa học tồn quốc Cơ học vật rắn lần thứ XV [20] Cường, N H., Quang, N Đ., Hiệp, V V (2017) Nghiên cứu thực nghiệm xác định ứng xử dính bám lưới sợi các-bon với loại bê tông hạt mịn sử dụng cát quartz cát biển Tạp chí Khoa học Giao thông vận tải, 59 [21] Hải, N T (2018) Nghiên cứu thực nghiệm xác định cường độ dính bám bê tông cát biển với cốt lưới dệt sợi bon Báo cáo tổng kết đề tài cấp sở, Đại học Giao thông vận tải Hà Nội [22] Tran, M T., Vu, X H., Ferrier, E (2019) Mesoscale experimental investigation of thermomechanical behaviour of the carbon textile reinforced refractory concrete under simultaneous mechanical loading and elevated temperature Construction and Building Materials, 217:156–171 183 ... kéo nhổ lưới cốt sợi dệt bon từ bê tông cốt lưới sợi Lưới cốt sợi dệt bon sử dụng nghiên cứu sản phẩm thương mại, xử lý bề mặt cách ngâm tẩm keo epoxy nhằm cải thiện cường độ kéo sợi tăng cường... Bảng (a) Cuộn lưới cốt sợi dệt bon (b) Kích thước lưới sợi dệt bon Hình Lưới cốt sợi bon sử dụng nghiên cứu Bảng Các đặc trưng lý lưới cốt sợi dệt [22] Đặc trưng lý Giá trị Cường độ kéo (MPa) Mô... lý từ việc xử lý lưới cốt sợi dệt bon cách ngâm tẩm chúng keo epoxy Việc xử lý cải thiện lớn độ cứng độ bền lưới dệt bon, coi biến dạng lực kéo lưới cốt sợi dệt bon khơng đáng kể Vì vậy, lực kéo