Xi măng là một trong những chất kết dính vô cơ được sử dụng phổ biến trong địa kỹ thuật, cải thiện hiệu quả cường độ củađất nền. Tuy nhiên, xi măng cũng có thể làm đất được xử lý trở nên ứng xử giòn. Bài báo này nghiên cứu sự ảnh hưởng của sợi lưới tái chế từ rác thải lưới đánh cá (WFN) lên cường độ kháng nén (UCS) và biến dạng dọc trục của đất cát gia cố xi măng để khắc phục hạn chế về tính giòn của vật liệu.
Bài báo nghiên cứu đặc tính cường độ và ứng xử ứng suất-biến dạng của hỗn hợp đất cát mịn trộn xi măng có gia cường thêm sợi từ lưới đánh cá
Công nghệ đất trộn xi măng (Soil cement mixing-SCM) hiện nay đã được áp dụng phổ biến ở nhiều nước trên thế giới cho nhiều mục đích khác nhau như gia cố đất yếu, ổn định mái dốc, làm móng mặt đường, v.v. Ưu điểm của đất trộn xi măng là tạo ra vật liệu mới có các đặc trưng cơ-hóa-lý tốt hơn đất tự nhiên như cường độ cao hơn, mô đun biến dạng lớn hơn, và hệ số thấm thấp hơn [1–4]. Tuy nhiên, xi măng cũng có thể làm tăng độ cứng và làm vật liệu ứng xử giòn [5].
Trong những năm gần đây, đất trộn xi măng gia cường thêm sợi polypropylene (PP) đã được quan tâm nghiên cứu. Khác với các vật liệu địa kỹ thuật gia cố thông thường như vải địa kỹ thuật, lưới địa kỹ thuật, v.v, sợi PP được cắt nhỏ và trộn ngẫu nhiên vào đất làm việc như cốt liệu. Thành phần sợi PP làm tăng cường độ, tăng khả năng chống cắt của hỗn hợp đất -xi măng, làm thay đổi ứng xử của đất-xi măng từ giòn trở nên dẻo hơn [6, 7]. Miller & Rifai [6] chỉ ra rằng việc gia cường sợi PP làm giảm đáng kể sự phát triển vết nứt của đất sét đầm chặt, với mức độ giảm nứt lên đến khoảng 90% so với mẫu không gia cường.
Tuy nhiên, khi hàm lượng sợi tăng cao, hệ số thấm của đất có xu hướng tăng. Tang và cs. [7]đã nghiên cứu ứng xử cơ học của đất sét trộn xi măng có gia cường thêm sợi PP, kết quả cho thấy việc đưa cốt sợi PP vào đất - xi măng đã làm tăng cường độ kháng nén nở hông (UCS), cường độ kháng cắt, và biến dạng dọc trục khi phá hoại, làm giảm độ cứng, đồng thời thay đổi tính chất giòn của đất- xi măng thành tính chất dẻo hơn. Sukkarak và cs. [8] đã thêm sợi PP vào đất xốp - xi măng, kết quảcho thấy sợi PP đã làm gia tăng cường độ kháng uốn của mẫu đất.
Cường độ kháng cắt của mẫu đất xốp - xi măng được gia cường thêm sợi PP cũng được nghiên cứu bởi Jiangbo và cs. [9], kết quả cho thấy cường độ kháng cắt và lực kết dính tăng, sau đó giảm khi tỷ lệ sợi tăng, đạt giá trị cực đại ở tỷ lệ gia cố 0,75%.
Trên cơ sở tiềm năng kỹ thuật của việc gia cố sợi vào đất-xi măng, các nghiên cứu gần đây đã tập trung khảo sát việc sử dụng các loại sợi tái chế, đặc biệt là sợi từ rác thải lưới đánh cá nhằm mang lại hiệu quả kép về mặt kỹ thuật và môi trường. Kim và cs. (2008) [5] đã nghiên cứu các tính chất cơ học của đất sét trộn xi măng gia cố sợi sử dụng từ rác thải lưới đánh cá, cho thấy mẫu đất gia cố xi măng kết hợp 0,25% sợi lưới đánh cá có cường độ kháng nén cao hơn từ 2 đến 2,5 lần so với đất chưa qua xử lý.
Jinung và cs. (2023) [12] đã báo cáo rằng sự hiện diện của sợi từ lưới đánh cá trong mẫu đất xốp nhẹ trộn xi măng làm cải thiện cường độ kháng nén ở biến dạng lớn. Gần đây nhất, Nguyen và cs. (2025) [13] đã nghiên cứu đặc tính cơ học của vật liệu composite được tạo từ đất sét, tro bay, và sợi lưới đánh cá thải, kết quả cho thấy việc bổ sung sợi lưới đánh cá đã làm tăng cường độ kháng cắt và hệ số cố kết của vật liệu.
Các nghiên cứu trên đã khẳng định hiệu quả của việc sử dụng sợi lưới đánh cá trong gia cường vật liệu đất – xi măng. Tuy nhiên, các nghiên cứu chủ yếu tập trung trên nền đất sét, các nghiên cứu về ảnh hưởng của lưới lên đặc trưng cơ học của đất cát trộn xi măng còn hạn chế. Vật liệu đất-xi măng gia cường sợi lưới đánh cá cần phải được mở rộng nghiên cứu thêmđể có sự hiểu biết toàn diện và giúp cộng đồng mạnh dạn ứng dụng vào thực tế cho nhiều dạng côngtrình khác nhau.
Bài báo này nỗ lực nghiên cứu đặc tính cường độ và ứng xử ứng suất-biến dạng của hỗn hợp đất cát mịn trộn xi măng có gia cường thêm sợi từ lưới đánh cá để ứng dụng làm lớp móng đường ô tô. Cường độ chịu nén của mẫu đất-xi măng gia cố sợi lưới ở các hàm lượng khác nhau được xác định và so sánh với các yêu cầu về cường độ lớp móng dưới trong kết cấu áo đường ôtô theo tiêu chuẩn TCVN 10186:2014 [14]. Nghiên cứu thành công sẽ giải quyết được bài toán vừa tái chế lưới đánh cá vừa tận dụng được nguồn đất tại chỗ ở địa phương ứng dụng trong lĩnh vực kỹ thuật xây dựng hạ tầng giao thông.
Xem chi tiết Bài nghiên cứu TẠI ĐÂY:
Build.Data
