GIA CỐ KẾT CẤU BẰNG SỢI CARBON

Ngày nay, kết cấu bê tông cốt thép đã được sử dụng phổ biến để xây dựng các công trình dân dụng và công nghiệp, giao thông, thủy lợi, quốc phòng... bê tông cốt thép đã chứng minh được tính ưu điểm của nó. Tuy nhiên, ngoài những đặc điểm ưu việt của loại vật liệu này như độ bền cao, biến dạng ít, tương đối ổn định trong môi trường khí hậu thời tiết, dễ tạo hình...bê tông cốt thép còn bộc lộ nhiều nhược điểm. Những nhược điểm này là nguyên nhân quan trọng dẫn đến tình trạng xuống cấp của kết cấu bê tông cốt thép, giảm khả năng chịu tải, tăng biến dạng.

Ngày đăng: 01-02-2021

4,082 lượt xem

Để khắc phục tình trạng này thì ngoại việc xây dựng lại công trình mới, còn có thể gia cố các kết cấu bê tông cốt thép. Với biện pháp này vừa tiết kiệm được chi phí vừa có thể rút ngắn thời gian so với việc xây mới. Việc gia cố kết cấu được thực hiện dựa vào những đặc tính siêu việt của vật liệu FRP (thường gọi là sợi carbon).

Việc gia cố kết cấu bằng sợi carbon là một phương pháp tiên tiến trên thế giới và hiện đã áp dụng ở Việt Nam. Đây là một trong những bước phát triển tiêu biểu trong lĩnh vực xây dựng.

Trong những năm gần đây thì việc ứng dụng sản phẩm này trong lĩnh vực gia cố các công trình xây dựng đã cho thấy nhiều ưu điểm nổi trội so với phương pháp truyền thống:

- Ứng dụng đa năng phù hợp với nhiều loại gia cố

- Thuận tiện cho nhiều bề mặt hình học như: dầm, cột, ống, cọc, tường...

- Trọng lượng nhẹ

- Cường độ cao, tăng đáng kể khối lượng chịu tải, chịu lực

- Không bị ăn mòn.

Composite là vật liệu được tổng hợp nên từ hai hay nhiều loại vật liệu khác nhau, nhằm mục đích tạo nên một vật liệu mới, ưu việt và bền hơn so với các vật liệu ban đầu. Vật liệu composite bao gồm có vật liệu nền và cốt. Vật liệu nền đảm bảo việc liên kết các cốt lại với nhau, tạo cho vật liệu gồm nhiều thành phần có tính nguyên khối, liên tục, đảm bảo cho composite độ bền nhiệt, bền hóa và khả năng chịu đựng khi vật liệu có khuyết tật.

Vật liệu nền của composite có thể là polyme, các kim loại và hợp kim, gốm hoặc cacbon. Vật liệu cốt đảm bảo cho composite có các modun đàn hồi và độ bền cơ học cao. Các cốt của composite có thể là các hạt ngắn, bột, hoặc các sợi cốt như sợi thủy tinh, sợi polyme, sợi gốm, sợi kim loại và sợi cacbon...Về mặt đặt bài toán của cơ học, người ta còn định nghĩa vật liệu composite là vật liệu mà tính chất của nó phụ thuộc vào tọa độ.

Quy trình thi công dán tấm FRP bằng phương pháp khô có các bước sau:

Bước 1: Chuẩn bị bề mặt bê tông

Trước khi gia cố lắp đặt tấm FRP thì bề mặt bê tông phải được xử lý kỹ. Sự nguyên vẹn của hệ thống phụ thuộc vào chất lượng và khả năng chịu lực của bê tông đủ để cho liên kết dán của tấm FRP và bê tông được đảm bảo. Các vết nứt, các mảnh vụn sứt mẻ và cốt thép bị gỉ cần phải được chú ý trước khi thi công lắp đặt tấm FRP. Tất cả các vết nứt bê tông có bề rộng lớn hơn 0,01in (0,025mm) cần phải được bơm keo epoxy để sữa chữa.

Bước 2: Sơn lót kết cấu cần gia cố: Sơn lót bề mặt bê tông cần gia cố bằng cách dùng cọ lăn ngắn hoặc trung bình

Bước 3: Trám trét làm phẳng bề mặt: Bột trét được sử dụng để làm phẳng bề mặt và lấp các khuyết tật

Bước 4: Phủ lớp keo thứ nhất: Keo được quét lên bề mặt đã được sơn lót và làm phẳng bằng cọ lăn. Thông thường nên lăn lớp keo dày khoảng 0,2mm đến 0,3mm

Bước 5: Dán tấm FRP: Tấm FRP cần được đo và cắt trước khi đặt lên bề mặt cần gia cố. Tấm FRP được đặt lên bề mặt bê tông và được ấn nhẹ nhàng vào lớp keo dán. Dùng con lăn bằng cao su lăn thep hướng sợi cho keo dễ dàng ngấm vào các sợi riêng lẻ. Cọ lăn không bao giờ được lăn theo hướng vuông góc với hướng sợi để tránh sợi có thể bị hỏng.

Bước 6: Phủ lớp keo thứ hai: Lớp keo thứ hai có thể được phủ lên sau 30 phút kể từ khi lăn tấm FRP. Đến lúc nàu lớp keo đầu tiên đã rút hết vào tấm FRP. Lớp keo thứ hai được quét lên tấm FRP bằng cọ lăn cỡ trung với chiều dày khoảng 0,2mm đến 0,3mm.

Ưu điểm lớn nhất của composite là có thể thay đổi cấu trúc hình học, sự phân bố và các vật liệu thành phần để tạo ra một vật liệu mới có độ bền theo mong muốn. Rất nhiều đòi hỏi khắt khe của kỹ thuật hiện đại (như nhẹ, lại chịu được nhiệt lên đến 3000 độ C) chỉ có composite mới đáp ứng nổi, vì vậy, vật liệu composite giữ vai trò then chốt trong cuộc cách mạng về vật liệu mới.

Công ty TNHH Xây dựng TM và DV Châu Tuấn chuyên thiết kế - thi công trọn gói nhà phố, nhà xưởng, nhà công nghiệp các loại, cung cấp và lắp đặt hệ thống ray (rail), Bảo trì các loại cẩu QC, cẩu container, và các dịch vụ tại cảng biển lớn nhỏ trên phạm vi toàn quốc và quốc tế.