Nghiên cứu thực nghiệm sức kháng cắt của dầm bê tông geopolyme gia cường cốt thép và cốt sợi thủy tinh GFRP
Email:
thuychi.dang@utc.edu.vn
Từ khóa:
khả năng chịu cắt, bê tông geopolyme, không cốt đai, polyme cốt sợi thủy tinh (GFRP).
Tóm tắt
Sự kết hợp giữa cốt thanh polyme sợi thủy tinh (GFRP) với bê tông gepolyme hứa hẹn mang đến một giải pháp kết cấu hiệu quả khi kết hợp tính bền vững và độ bền của bê tông geopolyme với khả năng chống ăn mòn và cường độ của cốt GFRP. Việc hiểu biết toàn diện về sức chịu cắt và cơ chế phá hủy của dầm bê tông geopolyme cốt thép và cốt GFRP là cần thiết cho quá trình thiết kế kết cấu. Nghiên cứu này tiến hành đánh giá ứng xử cắt của dầm bê tông geopolyme cốt thép và cốt thanh GFRP, tập trung vào cơ chế phá hủy cắt, sức kháng cắt và bề rộng vết nứt do cắt. Tổ hợp gồm bốn dầm được chế tạo, trong đó hai dầm bê tông geopolyme cốt GFRP và hai dầm gia cường cốt thép. Kết quả thực nghiệm cho thấy việc sử dụng cốt thanh GFRP làm giảm đáng kể sức kháng cắt của dầm, thấp hơn khoảng 30-40% so với dầm cốt thép. Mô đun đàn hồi rất nhỏ của thanh GFRP còn làm tăng độ võng khi phá hoại của kết cấu. Dầm bê tông geopolyme cốt thép có bề rộng vết nứt do cắt hẹp hơn tới 50% và độ võng nhỏ hơn 30% so với dầm cốt GFRP.Tài liệu tham khảo
[1]. Ali Odeh, Recent Progress in Geopolymer Concrete Technology: A Review, Iranian Journal of Science and Technology, Transactions of Civil Engineering, 48 (2024) 3285–3308, https://doi.org/10.1007/s40996-024-01391-z
[2]. Ge. Xiaonan, Duran. Lindsay, Tao. Mingjiang, DeGroot. Don J., Li. Emily, & Zhang. Guoping, Characteristics of the underwater cast and cured geopolymers. Cement and Concrete Composites, 114 (2020) 103783. https://doi.org/10.1016/j.cemconcomp.2020.103783
[3]. Ahmed. Azzam, Guo. Shuaicheng, Zhang. Zuhua, Shi. Caijun, Zhu. Deju, A review on durability of fiber reinforced polymer (FRP) bars reinforced seawater sea sand concrete, Construction and Building Materials, 256 (2020) 119484. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2020.119484
[4]. Zhang. Bai, Zhu. Hong, Cao. Ruiming, Ding. Jianming, Chen. Xianhua, Feasibility of using geopolymers to investigate the bond behavior of FRP bars in seawater sea-sand concrete, Construction and Building Materials, 282 (2021) 122636.
doi: https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2021.122636
[5]. Chen. Hui, Yi. Wei-Jian, Ma. Zhongguo John, Hwang. Hyeon-Jong, Modeling of shear mechanisms and strength of concrete deep beams reinforced with FRP bars, Composite Structures, 234 (2020) 111715. https://doi.org/10.1016/j.compstruct.2019.111715
[6]. D.M.J. Sumajouw, B.V. Rangan, Low-Calcium Fly Ash-Based Geopolymer Concrete: Reinforced Beams and Columns., Research Report GC 3, Faculty of Engineering, Curtin University of Technology Perth, Australia, 2006.
[7]. Fan. Xiaochun, Zhou. Zhengrong, Tu. Wenlin, Zhang. Mingzhong, Shear behaviour of inorganic polymer concrete beams reinforced with basalt FRP bars and stirrups, Composite Structures, 255 (2021) 112901. https://doi.org/10.1016/j.compstruct.2020.112901
[8]. Tran. Ngoc Linh, Shear model mSM-c for slender reinforced concrete members without shear reinforcement subjected to fatigue loads, Engineering Structures, 233 (2021) 111886. https://doi.org/10.1016/j.engstruct.2021.111886
[9]. J.R. Yost, A. Radlinska, S. Ernst, M. Salera, N.J. Martignetti, Structural behavior of alkali activated fly ash concrete, Part 2: Structural testing and experimental findings, Materials and Structures, 46 (2013) 449–462.
[10]. R. Mourougane, C.G. Puttappa, C. Sashidhar, K.U. Muthu, Shear behaviour of high strength GPC/TVC beams, Proceedings of International Conference on Advances in Architecture and Civil Engineering, Bangalore, India, (2012) 142–145.
[11]. E.H. Chang, Shear and bond behaviour of reinforced fly ash-based geopolymer concrete beams (Ph.D. thesis), Curtin University of Technology, Australia, 2009.
[12]. Ng. T.S., S.J. Foster, A. Amin, The behaviour of steel-fibre-reinforced geopolymer concrete beams in shear, Magazine of Concrete Research, 65 (2013) 308–318.
[13]. Ng. T.S., S.J. Foster, Shear strength of lightweight fibre reinforced geopolymer concrete composite beam, In Incorporating Sustainable Practice in Mechanics of Structures and Materials, 2011, Taylor & Francis Group, London.
[14]. TCVN 10302-2014, Phụ gia hoạt tính tro bay dùng cho bê tông, vữa xây và xi măng, 2014.
[15]. TCVN 11586-2016, Xỉ hạt lò cao nghiền mịn dùng cho bê tông và vữa, 2016.
[16]. Đặng Thùy Chi, Nghiên cứu chế tạo bê tông geopolyme sử dụng chất hoạt hóa một thành phần và cát biển, Tạp chí Giao thông vận tải, 741 (2024) 94-97.
[17]. ASTM C39/39M-21, Standard Test Method for Compressive Strength of Cylindrical Concrete Specimens, 2021.
[18]. ASTM C469/469M-22, Standard Test Method for Static Modulus of Elasticity and Poisson’s Ratio of Concrete in Compression, 2022.
[2]. Ge. Xiaonan, Duran. Lindsay, Tao. Mingjiang, DeGroot. Don J., Li. Emily, & Zhang. Guoping, Characteristics of the underwater cast and cured geopolymers. Cement and Concrete Composites, 114 (2020) 103783. https://doi.org/10.1016/j.cemconcomp.2020.103783
[3]. Ahmed. Azzam, Guo. Shuaicheng, Zhang. Zuhua, Shi. Caijun, Zhu. Deju, A review on durability of fiber reinforced polymer (FRP) bars reinforced seawater sea sand concrete, Construction and Building Materials, 256 (2020) 119484. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2020.119484
[4]. Zhang. Bai, Zhu. Hong, Cao. Ruiming, Ding. Jianming, Chen. Xianhua, Feasibility of using geopolymers to investigate the bond behavior of FRP bars in seawater sea-sand concrete, Construction and Building Materials, 282 (2021) 122636.
doi: https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2021.122636
[5]. Chen. Hui, Yi. Wei-Jian, Ma. Zhongguo John, Hwang. Hyeon-Jong, Modeling of shear mechanisms and strength of concrete deep beams reinforced with FRP bars, Composite Structures, 234 (2020) 111715. https://doi.org/10.1016/j.compstruct.2019.111715
[6]. D.M.J. Sumajouw, B.V. Rangan, Low-Calcium Fly Ash-Based Geopolymer Concrete: Reinforced Beams and Columns., Research Report GC 3, Faculty of Engineering, Curtin University of Technology Perth, Australia, 2006.
[7]. Fan. Xiaochun, Zhou. Zhengrong, Tu. Wenlin, Zhang. Mingzhong, Shear behaviour of inorganic polymer concrete beams reinforced with basalt FRP bars and stirrups, Composite Structures, 255 (2021) 112901. https://doi.org/10.1016/j.compstruct.2020.112901
[8]. Tran. Ngoc Linh, Shear model mSM-c for slender reinforced concrete members without shear reinforcement subjected to fatigue loads, Engineering Structures, 233 (2021) 111886. https://doi.org/10.1016/j.engstruct.2021.111886
[9]. J.R. Yost, A. Radlinska, S. Ernst, M. Salera, N.J. Martignetti, Structural behavior of alkali activated fly ash concrete, Part 2: Structural testing and experimental findings, Materials and Structures, 46 (2013) 449–462.
[10]. R. Mourougane, C.G. Puttappa, C. Sashidhar, K.U. Muthu, Shear behaviour of high strength GPC/TVC beams, Proceedings of International Conference on Advances in Architecture and Civil Engineering, Bangalore, India, (2012) 142–145.
[11]. E.H. Chang, Shear and bond behaviour of reinforced fly ash-based geopolymer concrete beams (Ph.D. thesis), Curtin University of Technology, Australia, 2009.
[12]. Ng. T.S., S.J. Foster, A. Amin, The behaviour of steel-fibre-reinforced geopolymer concrete beams in shear, Magazine of Concrete Research, 65 (2013) 308–318.
[13]. Ng. T.S., S.J. Foster, Shear strength of lightweight fibre reinforced geopolymer concrete composite beam, In Incorporating Sustainable Practice in Mechanics of Structures and Materials, 2011, Taylor & Francis Group, London.
[14]. TCVN 10302-2014, Phụ gia hoạt tính tro bay dùng cho bê tông, vữa xây và xi măng, 2014.
[15]. TCVN 11586-2016, Xỉ hạt lò cao nghiền mịn dùng cho bê tông và vữa, 2016.
[16]. Đặng Thùy Chi, Nghiên cứu chế tạo bê tông geopolyme sử dụng chất hoạt hóa một thành phần và cát biển, Tạp chí Giao thông vận tải, 741 (2024) 94-97.
[17]. ASTM C39/39M-21, Standard Test Method for Compressive Strength of Cylindrical Concrete Specimens, 2021.
[18]. ASTM C469/469M-22, Standard Test Method for Static Modulus of Elasticity and Poisson’s Ratio of Concrete in Compression, 2022.
Tải xuống
Chưa có dữ liệu thống kê
Nhận bài
06/03/2025
Nhận bài sửa
11/04/2025
Chấp nhận đăng
12/04/2025
Xuất bản
15/04/2025
Chuyên mục
Công trình khoa học
Kiểu trích dẫn
Đặng Thùy, C. (1744650000). Nghiên cứu thực nghiệm sức kháng cắt của dầm bê tông geopolyme gia cường cốt thép và cốt sợi thủy tinh GFRP . Tạp Chí Khoa Học Giao Thông Vận Tải, 76(3), 348-360. https://doi.org/10.47869/tcsj.76.3.12
Số lần xem tóm tắt
8
Số lần xem bài báo
9
