Nhằm đánh giá tính khả thi và hiệu quả cơ học của vật liệu composite Textile Reinforced Concrete (TRC) trong việc gia cường, sửa chữa các kết cấu công trình như dầm, cột, bản bê tông cốt thép và tường gạch, TS. Lê Nguyên Khương cùng các cộng sự tại Trường Đại học Công nghệ Giao thông vận tải đã thực hiện đề tài nghiên cứu chuyên sâu: “Sử dụng vật liệu composite TRC trong việc gia cường, sửa chữa kết cấu công trình”.

Nghiên cứu được cấu trúc chặt chẽ với hai nội dung trọng tâm: một là, nghiên cứu, xác định ứng xử cơ học chịu kéo, tính dính bám và sự làm việc đồng thời giữa lưới sợi và bê tông hạt mịn của vật liệu TRC; hai là, nghiên cứu áp dụng thực tế vật liệu này trong gia cường các cấu kiện chịu lực thông qua thí nghiệm và mô phỏng số.

Về cách tiếp cận, đề tài sử dụng phương pháp nghiên cứu thực nghiệm kết hợp mô phỏng số. Quy trình bắt đầu từ việc thực hiện thí nghiệm xác định thành phần cấp phối của bê tông hạt mịn phù hợp với từng loại lưới sợi gia cường. Tiếp đó, nhóm nghiên cứu tiến hành xác định các ứng xử cơ học cốt lõi của vật liệu TRC, đặc biệt là cường độ chịu kéo và tính dính bám giữa TRC và bề mặt cấu kiện được gia cường. Các thí nghiệm phá hủy trên tường gạch và bản sàn làm việc hai phương đã được thực hiện để làm cơ sở dữ liệu thực tế.

Ở phương diện tính toán, các thí nghiệm được mô phỏng số theo phương pháp phần tử hữu hạn (PTHH) nhằm kiểm chứng tính chính xác của mô hình đề xuất và khảo sát các tham số ảnh hưởng. Điểm nổi bật trong phương pháp là việc tự động hóa hiệu chỉnh tham số cho mô hình vật liệu phi tuyến, giúp mô tả chính xác ứng xử của hệ kết cấu tổng thể bao gồm kết cấu ban đầu và lớp TRC gia cường.

Kết quả nghiên cứu đã đánh giá chi tiết tính chất cơ học của TRC với ba loại cốt lưới sợi dệt mới từ Pháp là Carbon, Aramid và Thủy tinh. Đề tài đã kiểm soát và nâng cao được hiệu quả làm việc của vật liệu, đồng thời đề xuất mô hình vật liệu phi tuyến có khả năng mô tả chính xác ứng xử của hệ kết cấu. Đặc biệt, việc nghiên cứu thực nghiệm bản chịu lực hai phương dưới tải trọng tập trung là một đóng góp quan trọng, khi những nghiên cứu này hiện còn khá ít trên thế giới.

Để đảm bảo hàm lượng khoa học, nhóm nghiên cứu đã nâng quy mô từ hướng dẫn thạc sĩ lên hướng dẫn nghiên cứu sinh và thiết lập quan hệ hợp tác với phòng thí nghiệm của Trường Đại học ENISE (Pháp). Sự hợp tác này cho phép nhóm có những đánh giá sơ bộ quan trọng về lưới sợi gia cường trước khi ứng dụng thực tế tại Việt Nam, khẳng định tính mới và giá trị thực tiễn cao của đề tài trong việc bảo trì và nâng cấp hạ tầng công trình.

Có thể tìm đọc toàn văn báo cáo kết quả nghiên cứu (mã số 21539/2022) tại Cục Thông tin, Thống kê.

P.T.T (NASTIS)