Gần đây, các kết cấu xây dựng dựa trên đất với nhiều ưu điểm liên quan tới vấn đề môi trường và năng lượng ngày càng được quan tâm. Nghiên cứu này tập trung vào ứng xử cơ học của kết cấu tường bê tông đất chịu tác dụng của tải trọng ngoài mặt phẳng.
Đất hoặc đất "thô" - đã được sử dụng làm vật liệu xây dựng hàng nghìn năm trên quy mô toàn cầu và ngày nay vẫn được sử dụng rộng rãi. Nó tạo ra sự đa dạng đáng ngạc nhiên của các kỹ thuật xây dựng bao gồm: phên liếp trát bùn đất, đất trộn rơm, gạch bùn (adobe) hoặc khối đất đá nén (CEB), và đất nện (RE). Hiện nay gần 50% dân số thế giới sống trong các căn nhà làm từ đất [1].
Mẫu “bê tông đất“ thí nghiệm; thí nghiệm nén và thí nghiệm ép chẻ
Vật liệu xây dựng bằng đất mang lại những lợi thế môi trường đáng kể. Việc tái chế nó là không giới hạn và thường được thực hiện ngay trên công trường, nên sẽ tiết kiệm chi phí vận chuyển và hạn chế tác động tới môi trường. Ngoài đặc tính không độc hại và không gây ô nhiễm, đất thô còn có khả năng hấp phụ lớn các hợp chất dễ bay hơi, nhờ trong thành phần của nó có chứa các hạt sét.
Các tòa nhà làm từ đất khi đưa vào vận hành cũng có chế độ nhiệt ẩm rất tốt nhờ tính dẫn nhiệt tương đối thấp, nhiệt lượng lớn và "khả năng trao đổi" mạnh (có khả năng vận chuyển nước và hơi một cách dễ dàng) [10]. Với sự gia tăng nhận thức về các vấn đề môi trường và năng lượng, việc sử dụng vật liệu xây dựng từ đất thô đang thu hút sự quan tâm mới là không có gì đáng ngạc nhiên.
Tuy nhiên, vấn đề này cũng phải đối mặt với những thách thức lớn, nhiều trong số đó là do việc sử dụng vật liệu loại này còn đang rất hạn chế trong lĩnh vực xây dựng hiện đại [11]. Hạn chế đó đầu tiên là do nhược điểm cố hữu của đất như đặc tính kém ổn định nước và các đặc trưng cơ lý thấp, tiếp đến là do các kỹ thuật xây dựng từ vật liệu đất không hiện đại (thủ công và mất thời gian). Để giải quyết đồng thời các hạn chế đó, gần đây có một số nghiên cứu ([2,3,4,5,6,7,9]) đã đề xuất một loại vật liệu mới lai giữa đất và bê tôngđó là “bê tông đất” mới.
Nghiên cứu này đã đóng góp thêm dữ liệu khoa học quan trọng về ứng xử của kết cấu làm từ bê tông đất dưới tác dụng của tải trọng uốn ngoài mặt phẳng. Kết quả thí nghiệm cho thấy ứng xử uốn ngoài mặt phẳng của kết cấu tường bê tông đất là ứng xử giòn tuyến tính với dạng phá hủy đột ngột. Đây là dạng ứng xử rất đặc trưng của kết cấu làm từ vật liệu giòn giống như bê tông truyền thống và không có cốt thép gia cường.
Kết quả mô phỏng bằng phương pháp phần tử hữu hạn với mô hình “concrete” hoàn toàn trùng khớp với kết quả thực nghiệm đã xác nhận sự phù hợp của mô hình. Sự phù hợp của mô hình này để mô phỏng ứng xử của kết cấu bê tông đất chịu tác dụng của các tải trọng khác nhau sẽ tiếp tục được kiểm chứng ở các nghiên cứu tiếp theo trong tương lai gần.
Xem chi tiết Bài nghiên cứu TẠI ĐÂY:
Buildata
