Hiệu quả của sợi tái chế từ lưới đánh cá phế thải đến một số đặc tính cơ học của bê tông

  • Nguyễn Duy Liêm

    Khoa xây dựng, Trường Đại học Sư phạm kỹ thuật thành phố Hồ Chí Minh, số 1 Võ Văn Ngân, Thành phố Thủ Đức, Thành phố Hồ Chí Minh, Việt Nam
  • Đào Văn Dinh

    Khoa công trình, Trường Đại học Giao thông vận tải, Số 3 Cầu Giấy, Hà Nội, Việt Nam
  • Nguyễn Nhật Minh Trị

    Phân hiệu tại Thành phố Hồ Chí Minh, Trường Đại học Giao thông vận tải, Số 450-451 Lê Văn Việt, Phường Tăng Nhơn Phú A, Thủ Đức, Thành phố Hồ Chí Minh, Việt Nam
Email: trinnm_ph@utc.edu.vn
Từ khóa: bê tông, sợi tái chế, cường độ, chỉ số độ dẻo, hàm lượng tối ưu

Tóm tắt

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. Ba tỷ lệ sợi được lựa chọn là 1 %, 2 %, 3 % so với thể tích của bê tông. Từ kết quả của các thí nghiệm cường độ, sự giảm cường độ chịu nén và tăng độ dai, tăng cường độ chịu kéo của bê tông gia cố sợi được quan sát, tương ứng với việc tăng hàm lượng sợi. Dựa vào các kết quả này, cùng với phân tích chỉ số độ dẻo, cho thấy việc thêm sợi R-PE vào bê tông đã cải thiện khả năng chống nứt, ứng xử sau nứt và chuyển chế độ phá hoại của vật liệu này từ giòn sang bán giòn. Kết quả từ phân tích chuẩn hóa cho thấy hàm lượng sợi tối ưu về mặt cường độ là 1 %. Tuy nhiên, các tỷ lệ sợi từ 1 % đến 2 % được đề xuất để áp dụng tùy vào điều kiện thực tế của kết cấu. Tóm lại, kết quả từ nghiên cứu này bước đầu cho thấy tính khả thi của việc sử dụng sợi tái chế từ lưới đánh cá cho vật liệu bê tông. Tận dụng được loại vật liệu dễ tái chế cũng như khó phân hủy này sẽ mang lại những lợi ích thiết thực về mặt kinh tế cũng như môi trường.

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.
[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 concrete-reinforcing 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) 442-450. 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.
[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).

Tải xuống

Chưa có dữ liệu thống kê
Nhận bài
14/11/2021
Nhận bài sửa
18/01/2022
Chấp nhận đăng
14/02/2022
Xuất bản
15/02/2022
Chuyên mục
Công trình khoa học