Đánh giá ảnh hưởng của silica fume đến sức kháng va đập của vật liệu xi măng bằng thử nghiệm con lắc Charpy

Tác giả: TS. NGUYỄN THẠC QUANG
              TS. NGUYỄN NHẬT MINH TRỊ
              Phân hiệu tại TP. Hồ Chí Minh, Trường Đại học Giao thông vận tải

Mẫu lập phương cho thử nghiệm xác định cường độ chịu nén

Ngoài tĩnh tải cũng như hoạt tải, các kết cấu bê tông còn chịu tác dụng của các tải trọng động ngắn hạn (tải trọng đặc biệt), cụ thể có thể kể đến các tải trọng từ các nguồn như gió giật, động đất, các tải trọng chấn động do sự rung lắc của máy móc thiết bị khai thác, các tải trọng va xô do các phương tiện giao thông hoặc các tải trọng va đập từ các nguồn như tên lửa, đạn bắn... Việc nghiên cứu khả năng dự trữ năng lượng cũng như thiết kế thành phần vật liệu để đảm bảo khả năng làm việc của kết cấu bê tông dưới tác dụng của các tải trọng động ngắn hạn này là cần thiết. Các phương pháp thử nghiệm xác định các tính chất cơ học động của vật liệu thường dựa trên nguyên tắc của thế năng, động năng [1]. Tuy nhiên, có thể kể đến một số nhược điểm của các thử nghiệm này như sử dụng mẫu có kích thước lớn, thiết bị thử nghiệm phức tạp và giá thành cao. Thay vào đó, một thử nghiệm được đánh giá là đơn giản, kích thước mẫu nhỏ và giá thành thấp, có thể xác định khả năng hấp thụ năng lượng hay sức kháng va đập của vật liệu thường được khuyến khích áp dụng là thử nghiệm va đập Charpy hay thử nghiệm con lắc Charpy. Được áp dụng vào đầu thế kỷ XX, cho đến nay, thử nghiệm con lắc Charpy đã được áp dụng cho nhiều loại vật liệu [2-4] cũng như vật liệu xi măng [5-7]. Tuy nhiên, vẫn chưa có tiêu chuẩn đầy đủ nào giới thiệu việc áp dụng thử nghiệm con lắc Charpy cho loại vật liệu này, dẫn đến sự thiếu thống nhất trong các thông số thử nghiệm cũng như cơ sở để so sánh kết quả giữa các nghiên cứu.

Tại Việt Nam, quy trình tổng hợp Silica fume từ tro trấu đã được công bố [8], tận dụng nguồn vỏ trấu sẵn có trong nông nghiệp sản xuất gạo, nên lượng Silica fume sản xuất ở Việt Nam là rất lớn và giá thành thấp. Đã có rất nhiều nghiên cứu đánh giá ảnh hưởng của phụ gia silica fume đối với các tính chất cơ lý của bê tông xi măng [9,10]. Tuy nhiên, ở mức độ vi mô, chưa có nghiên cứu nào đánh giá sức kháng va đập hay khả năng hấp thụ năng lượng của vật liệu hỗn hợp xi măng - silica fume nhằm bảo vệ khả năng chống mài mòn và chịu va đập của kết cấu như tà vẹt đường sắt, các cấu kiện chống nổ, các cấu kiện lan can...

Mời độc giả xem nội dung đầy đủ bài khoa học tại đây