Bê tông chứa nhựa mạnh hơn và bền hơn
Các cấu trúc kỹ thuật được tạo thành từ bê tông, thép hoặc những vật liệu khác được dùng để chống chịu với những rung động và ứng suất. Nguyên nhân là vì khi những vết nứt nhỏ xuất hiện, nó sẽ gia tăng độ lớn theo thời gian và cuối cùng dẫn đến phá hủy. Hiện tượng này được gọi là “hư hỏng mỏi” (fatigue failure).
Cùng lúc đó, sự ăn mòn của vật liệu xuất hiện dưới sự ảnh hưởng của môi trường. Đó là sự kết hợp của nhiều yếu tố – độ bền mỏi và hư hỏng ăn mòn – sẽ được xác định vòng đời của cấu trúc đó. Để gia tăng điều này, các vật liệu được gia cường bằng vô số thành phần.
Một giáo sư của trường đại học RUDN đã đề xuất sử dụng nhựa epoxy để giải quyết vấn đề này và so sánh cách sử dụng và môi trường với độ acid khác nhau sẽ ảnh hưởng như thế nào đến tính chất của nó trong trường hợp như vậy 1. Bài báo được xuất bản trên tạp chí Polymers.
“Một số nhà khoa học tin là hư hỏng độ bền mỏi là nguyên nhân chính của phá hủy cấu trúc 2. Tuy nhiên cũng có trường hợp môi trường lại là nguyên nhân phá hủy nhiều hơn, ví dụ, với các cấu trúc bê tông được lắp đặt dưới nước. Nói theo cách khác, sự kết hợp của hiện tượng ăn mòn và độ bền mỏi nguy hiểm nhiều hơn so với việc xảy ra đơn chiếc từng hiện tượng một”, Kazem Reza Kashyzadeh, giáo sư của Khoa Vận tải RUDN, nhận xét.
Anh đã chuẩn bị nhiều mẫu thử của bê tông nguyên chất và bê tông tăng cường nhựa epoxy rồi thực hiện một số kiểm tra độ bền mỏi ở những môi trường khác nhau: không khí, nước ngọt, nước biển, acid và kiềm. Các mẫu này đầu tiên được đặt vào môi trường trong vòng một tháng, sau đó độ bền nén được kiểm tra và kiểm tra trong một thiết bị kiểm tra độ mỏi chu kỳ cao. Các mẫu thử được dùng trong thực nghiệm tại tần suất ba lần mỗi giây cho đến khi xuất hiện hư hỏng 3.
Bê tông chứa nhựa epoxy bền hơn những mẫu khác với sự ảnh hưởng ăn mòn của môi trường và tải theo chu trình. Ví dụ, với bê tông nguyên chất đặt dưới nước, giới hạn độ tải là 10 tấn, và với bê tông tăng cường là khoảng 18 tấn. Sở dĩ như vậy là vì cường độ của độ bền mỏi gia tăng tới 80%. Sức bền nén của bê tông tăng cường cũng ngay lập tức tăng 12% sau khi đặt vào một môi trường cực đoan.
“Các thử nghiệm tĩnh cho thấy sức bền nén của bê tông có polymer xấp xỉ ở mức 12% cao hơn với bê tông thông thường trong không khí. Trong những môi trường khắc nghiệt khác, sức mỏi bền của bê tông chứa nhựa epoxy gia tăng đáng kể trong mọi môi trường, một số trường hợp lên tới 200%,” Kazem Reza Kashyzadeh hào hứng cho biết.
Thanh Đức tổng hợp
Nguồn: https://phys.org/news/2024-01-concrete-stronger-durable-resin.html
https://techxplore.com/news/2022-08-concrete-strength.html
———————————————
2. https://phys.org/tags/concrete+structures/
3.https://phys.org/tags/compressive+strength/
