Page 35 - Tạp chí Giao thông Vận Tải - Số Tết Dương Lịch

KHOA HỌC CÔNG NGHỆ Tập 64
Tập
6
4
Số 12/2024 (748)
Xác định các thông số mô hình hóa ứng xử kéo tụt

của sợi hợp kim nhớ hình ra khỏi vữa xi măng

n TS. HỒ VĨNH HẠ; TS. HỒ XUÂN BA (*)
Trường Đại học Giao thông vận tải
Email: bahx_ph@utc.edu.vn
(*)

TÓM TẮT: Sợi hợp kim nhớ hình được sử dụng gần characteristics of the cement matrix. From this
đây để trộn vào bê tông nhằm cải thiện tính chất model, the study determines parameters for the
cơ học của vật liệu. Tuy nhiên, trong quá trình chịu surface interaction, as well as friction and shrinkage
tải, đặc biệt dưới tải trọng uốn và kéo, sợi thường coefficients. This paper provides valuable insights
dễ dàng bị tụt ra khỏi ma trận vữa xi măng. Vì thế, for future studies on simulating pullout behavior.
nghiên cứu ứng xử kéo tụt của sợi SMA là cần thiết. KEYWORDS: Fiber-reinforced concrete, pullout
Hiện nay, mặc dù có một số thí nghiệm nghiên cứu behavior, SMA fiber, finite element model.
về vấn đề này, điều kiện thí nghiệm còn hạn chế,
đồng thời khó có thể xác định chính xác ứng suất
kéo tụt đối với trường hợp sợi có hình dạng bất
thường. Trong khi đó, xu hướng là nên tạo sợi hình 1. ĐẶT VẤN ĐỀ
dạng bất thường để tăng cường sức kháng tụt. Vì Để cải thiện cường độ kéo, uốn, va đập của bê tông, các
vậy, việc xây dựng mô hình phần tử hữu hạn (FE) loại cốt sợi kim loại và hợp kim đã được nghiên cứu và sử
cho thí nghiệm kéo tụt là cần thiết. Trong bài báo dụng để trộn vào trong bê tông [1, 2]. Tuy nhiên, trong quá
này, các tác giả xây dựng mô hình FE với các thông trình chịu lực, sợi thường dễ bị tụt ra khỏi ma trận vữa bê
số đầu vào dựa trên cấu hình của thí nghiệm và tính tông. Do đó, việc nghiên cứu về ứng xử kéo tụt là cần thiết
chất vật liệu, ví dụ như tính chất siêu đàn hồi của để phát triển các loại sợi có khả năng liên kết tốt với vữa bê
vật liệu và phá hoại dẻo của vữa xi măng, từ đó xác tông, nhằm hỗ trợ chịu lực cùng với bê tông. Gần đây, một
định các thông số cho mô hình bề mặt, cũng như loại sợi hợp kim mới - sợi SMA - đã được nghiên cứu và chế
giá trị của hệ số ma sát và hệ số co ngót. Bài báo tạo với những đặc tính cơ lý tương tự sợi thép. Sợi SMA có
có ý nghĩa cho những nghiên cứu tiếp theo về mô các tính chất ưu việt như độ cứng lớn và cường độ chịu kéo
phỏng ứng xử kéo tụt. cao, dễ dàng tạo hình dạng sợi và có tính năng cơ lý tốt, khó
bị đứt trong quá trình kéo hoặc uốn. Ngoài ra, sợi SMA còn
TỪ KHÓA: Bê tông sợi, ứng xử kéo tụt, sợi SMA, khó bị rỉ sét và có tính chất siêu đàn hồi với biến dạng đàn
mô hình phần tử hữu hạn.
hồi có thể lên đến 8% [3, 4].
ABSTRACT: Shape memory alloy (SMA) fibers Để thực hiện nghiên cứu hành vi kéo tụt sợi, các thí
have recently been incorporated into concrete nghiệm kéo tụt trực tiếp được tiến hành với một đầu sợi
to enhance its mechanical properties. However, được kẹp vào đầu kẹp của máy thí nghiệm kéo, trong khi
during loading, especially under bending and mẫu bê tông còn lại sẽ được giữ chặt. Ứng suất kéo sợi được
tensile stresses, the fibers often tend to pull out xác định bằng cách chia lực kéo tác dụng lên sợi cho diện
from the cementitious matrix. Therefore, studying tích mặt cắt ngang của sợi, từ đó tính được giá trị ứng suất
the pullout behavior of SMA fibers is crucial. trung bình cho toàn bộ mặt cắt. Tuy nhiên, đối với các sợi
Although some experimental research has been nghiêng hoặc sợi có hình dạng bất thường như lượn sóng,
conducted on this issue, experimental conditions xoắn hay neo, sự phân bố ứng suất trên mặt cắt ngang
are often limited and accurately determining không đồng đều. Một số phần của sợi có thể chịu ứng suất
pullout stresses is challenging, particularly for fibers trung bình cao hơn và có khả năng chảy dẻo trong quá
with irregular shapes. As the trend moves toward trình kéo. Hơn nữa, ứng suất kéo sợi được đo ở phần sợi tự
designing irregularly shaped fibers to improve bond do, không bị bao quanh bởi vữa hoặc ma trận bê tông, do
resistance, developing a finite element (FE) model đó không phản ánh chính xác sức kháng tụt của sợi. Việc
for pullout experiments becomes essential. In this đo ứng suất kéo sợi tại phần sợi nằm trong ma trận bê tông
paper, the authors propose an FE model with input bằng phương pháp thực nghiệm gặp nhiều khó khăn và
parameters based on experimental configurations chi phí cao. Vì lý do này, việc phát triển một mô hình phần
and material properties, such as the superelastic tử hữu hạn (FE) là cần thiết.
properties of SE-SMA fiber and the plastic damage Bài báo này xây dựng mô hình FE kéo tụt dựa trên một
thí nghiệm gần đây của Choi và cộng sự [5], với các thông

34