นวัตกรรมเสาเข็มไมโครไพล์จากเศษคอนกรีตเก่าเสริมแรงด้วยวัสดุแท่งคอมโพสิต
Innovative Recycled Aggregate Concrete Micropiles Reinforced with FRP Reinforcement
Abstract
งานวิจัยนี้นำเสนอแนวทางการออกแบบนวัตกรรมเสาเข็มไมโครไพล์จจากเศษคอนกรีตเก่าเสริมแรงด้วยวัสดุแท่งคอมโพสิตอโดยทำการศึกษารูปแบบข้อกําหนดมาตรฐานสําหรับเสาเข็มคอนกรีตและพัฒนาคุณสมบัติเชิงกลของส่วนผสมเศษคอนกรีตเก่าและเสริมแรงด้วยวัสดุคอมโพสิตสําหรับเสาเข็มพร้อมทั้งศึกษาพฤติกรรมเชิงกลในการรับแรงของเสาเข็ม ศึกษาและทดสอบการรับแรงตามแนวแกน การรับแรงแผ่นดินไหว การรับแรงเฉือนจากคอนกรีตที่ทำจากเศษคอนกรีตเก่าและวัสดุคอมโพสิต และศึกษาการรับแรงเฉือนที่จุดเชื่อมต่อตามแนวยาวระหว่างเสาเข็ม 2 ต้น ซึ่งผลการทดสอบพบว่า มีความสามารถในการรับน้ำหนักได้ดีเมื่อเทียบกับค่าโมเมนต์ที่สูงสุดเฉลี่ย 6.50 กิโลนิวตันต่อเมตร เมื่อเทียบกับเสาเข็มไมโครไพล์ที่จำหน่ายในท้องตลาด การศึกษาการวิบัติการเกิดรอยร้าวของโครงสร้าง เพื่อการพัฒนาโครงสร้างพื้นฐานอย่างยั่งยืนมีประสิทธิภาพในการรับน้ำหนักได้ตามมาตรฐานการออกแบบสามารถติดตั้งได้รวดเร็วมีความทนทานตลอดอายุการใช้งานและใช้วัสดุที่มีราคาถูกสามารถหาได้ภายในประเทศ
This research introduces an innovative design approach for concrete micropiles constructed from recycled concrete aggregate, reinforced with Fiber-reinforced Polymer (FRP) composites. The study begins by examining standard specifications for concrete piles and then develops the mechanical properties of a mix combining recycled concrete scraps with composite materials for pile fabrication. The investigation extends to the mechanical behavior of the piles under loads, with a focus on axial force and shear strength during earthquake exposure. Special attention is given to the shear force at the longitudinal connection point between two piles. Test results demonstrate a satisfactory load-bearing capacity, with an average maximum moment value of 6.50 kN/m, which is competitive with conventional concrete micropiles available in the market. Additionally, the study explores structural crack failure to promote sustainable infrastructure development. The proposed design method proves to be efficient in supporting weight according to design standards, enables rapid installation, ensures durability over its lifespan, and utilizes cost-effective materials available in the local construction industry.
Keywords
[1] C. S. Poon, Z. H. Shui, L. Lam, H. Fok, and S. C. Kou, “Influence of moisture states of natural and recycled aggregates on the slump and compressive strength of concrete,” Cement and Concrete Research, vol. 34, no. 1, pp. 31–36, 2004.
[2] S. Yehia, K. Helal, A. Abusharkh, A. Zaher, and H. Istaitiyeh, “Strength and durability evaluation of recycled aggregate concrete,” International Journal of Concrete Structures and Materials, vol. 9, no. 2, pp. 219–239, 2015.
[3] R. Nassar and P. Soroushian, “Strength and durability of recycled aggregate concrete containing milled glass as partial replacement for cement,” Construction and Building Materials, vol. 29, pp. 368–377, 2012.
[4] N. Almeida, F. Branco, and J. R. Santos, “Recycling of stone slurry in industrial activities: application to concrete mixtures,” Building and Environment, vol. 42, no. 2, pp. 810–819, 2007.
[5] M. Etxeberria and I. Vegas, “Effect of fine ceramic recycled aggregate (RA) and mixed fine RA on hardened properties of concrete,” Magazine of Concrete Research, vol. 67, no. 12, pp. 645–655, 2015.
[6] M. C. Limbachiya, T. Leelawat, and R. K. Dhir, “Use of recycled concrete aggregate in high–strength concrete,” Materials and Structures, vol. 33, pp. 574–580, 2000.
[7] M. L. Berndt, “Properties of sustainable concrete containing fly ash, slag and recycled concrete aggregate,” Construction and Building Materials, vol. 23, no. 7, pp. 2606–2613, 2009.
[8] J. Xiao, W. Li, Y. Fan, and X. Huang, “An overview of study on recycled aggregate concrete in China (1996–2011),” Construction and Building Materials, vol. 31, pp. 364–383, 2012.
[9] B. González–Fonteboa and F. Martínez–Abella, “Concretes with aggregates from demolition waste and silica fume. Materials and mechanical properties,” Building and Environment, vol. 43, no. 4, pp. 429–437, 2008.
[10] J. de Brito, J. Ferreira, J. Pacheco, D. Soares, and M. Guerreiro, “Structural, material, mechanical and durability properties and behaviour of recycled aggregates concrete,” Journal of Building Engineering, vol. 6, pp. 1–16, 2016.
[11] X. Li, “Recycling and reuse of waste concrete in China: Part I. Material behaviour of recycled aggregate concrete,” Resources, Conservation and Recycling, vol. 53, no. 1–2, pp. 36–44, 2008.
[12] X. Li, “Recycling and reuse of waste concrete in China: Part II. Structural behaviour of recycled aggregate concrete and engineering applications,” Resources, Conservation and Recycling, vol. 53, no. 3, pp. 107–112, 2009.
[13] T. C. Hansen and H. Narud, “Strength of recycled concrete made from crushed concrete coarse aggregate,” Concrete International, vol. 5, no. 1, pp. 79–83, 1983.
[14] ABAQUS. (2020). [Online]. Available: http:// www.abaqus.com.
[15] Building code requirements for reinforced concrete and commentary, ACI Committee 318–19, 2019.
[16] Standard Test Method for Compressive Strength of Cylindrical Concrete Specimens, ASTM C39/C39M–18, 2001.
[17] A. Kasor, K. Srisuwan, N. Madden, and T. Imjai, “Service and ultimate performance of simply– support precast composite beam,” The Journal of KMUTNB, vol. 34, no. 1, pp. 1–10, 2024 (in Thai).
DOI: 10.14416/j.kmutnb.2024.10.014
ISSN: 2985-2145
Email this article 
Hide
Show all