Vải sợi carbon để gia cố chống động đất

Việc phòng ngừa thảm họa động đất cần áp dụng các phương pháp thiết kế kết cấu chống động đất hợp lý, nâng cao khả năng chịu động đất của các công trình, tránh hư hại kết cấu nghiêm trọng và sụp đổ. Tuy nhiên, thảm họa động đất chắc chắn sẽ gây ra thiệt hại cho nhà cửa, nhưng ở các mức độ khác nhau. Trận động đất ngày 12 tháng 5 đã ảnh hưởng đến thị trấn nhỏ của chúng tôi, gây ra thiệt hại ở nhiều mức độ khác nhau cho hầu hết các ngôi nhà; và các dư chấn liên tục đã gây ra hậu quả nghiêm trọng hơn cho những ngôi nhà bị hư hại này. Để tránh thiệt hại nghiêm trọng hơn và sụp đổ nhà cửa, điều quan trọng hơn là phải gia cố và sửa chữa những ngôi nhà bị hư hại sau khi xác định. Do đó, việc sửa chữa thiệt hại do động đất đối với kết cấu nhà ở là một nhiệm vụ quan trọng để khu vực thiên tai có thể tiếp tục xây dựng.

1. Nguyên nhân gây nứt bê tông và một số phương pháp xử lý chính trong các công trình bê tông khác nhau. Vết nứt là điều không thể tránh khỏi, các vết nứt nhỏ được xác định bởi các tính chất vật lý và cơ học của bản thân bê tông. Hiện nay, các quy định về vết nứt ở các quốc gia khác nhau không hoàn toàn giống nhau, nhưng chúng gần như giống nhau. Chiều rộng vết nứt cho phép nghiêm ngặt nhất là 0,1mm. Khi xuất hiện vết nứt, cần phân tích nguyên nhân và xử lý thích hợp để đáp ứng các yêu cầu về an toàn kết cấu, chất lượng nghiệm thu và chức năng sử dụng.

2. Nghiên cứu điển hình về thiệt hại do động đất Kỹ thuật

Sau trận động đất ngày 12 tháng 5, chúng tôi phát hiện các tòa nhà chung cư thương mại (kết cấu khung 12 tầng) bị hư hại ở khu vực trung tâm thành phố tiềm ẩn nguy cơ hư hỏng kết cấu. Xem xét đến sự an toàn của tầng một hoặc tầng hai của khu thương mại và khu nhà ở phía trên, chúng tôi phải nhờ các tổ chức chuyên môn kiểm tra, thẩm định, sau đó tiến hành sửa chữa và gia cố.

Dự án được khởi công xây dựng vào tháng 11 năm 2002 (hoàn thành vào tháng 10 năm 2001) với diện tích sàn 20.000 mét vuông, tổng cộng 12 tầng, tầng 1 cao 4,5m, tầng 2 cao 3,6m và các tầng còn lại cao 3,0m. Kết cấu chính là khung bê tông cốt thép đổ tại chỗ, sàn chịu lực C25, hai tầng đầu tiên bằng bê tông dầm và cột C40, 3 ~ 12 tầng bằng bê tông C30, tường chắn đất. Dự án hoàn thành và đưa vào sử dụng hai năm sau đó. Đây là khu nhà ở phức hợp đầu tiên của thị trấn, kết hợp thương mại và nhà ở.

Ngày 27 tháng 5 năm 2008, Trung tâm Giám định Viện Hàn lâm Khoa học Kiến trúc tỉnh đã kiểm tra và xác định mức độ hư hỏng của tòa nhà là hư hỏng nhẹ (tầng 1 của thang thương mại nằm giữa hư hỏng vừa phải). Dưới ảnh hưởng của dư chấn động đất, tòa nhà đã bị hư hỏng địa chấn mới: mái tầng 1 (vườn bục) bị nứt một phần, xuất hiện hiện tượng thấm. Tháng sau, trung tâm thử nghiệm của Viện Hàn lâm Khoa học Kiến trúc đã tiến hành thử nghiệm toàn diện một lần nữa. Kết luận đánh giá: Trong thử nghiệm độ sâu thử nghiệm siêu âm, không tìm thấy thành phần nguy hiểm nào trong tòa nhà liền kề, nhưng độ sâu vết nứt của các thành phần cục bộ của tòa nhà chính và tầng thương mại vượt quá tiêu chuẩn. Hồ sơ thử nghiệm siêu âm chi tiết đã được ghi lại. Có các thành phần nguy hiểm trong khu vực thử nghiệm. Mức độ hư hỏng của hai cầu thang ở phía Đông và phía Tây của tầng thương mại đã ảnh hưởng đến sự an toàn và việc sử dụng bình thường của kết cấu và cần phải tháo dỡ và thiết kế lại.

Sau nhiều lần trao đổi giữa chủ đầu tư và đơn vị thiết kế ban đầu, để đảm bảo an toàn cho kết cấu tòa nhà, chúng tôi quyết định phá dỡ cầu thang thương mại để thiết kế lại và thi công. Đồng thời, các cấu kiện bị hư hỏng đã được sửa chữa và gia cố bằng vật liệu CFRP (vải sợi carbon).

3. Công nghệ gia cố CFRP trong kỹ thuật chống động đất

3.1 Lựa chọn vật liệu và dụng cụ

Vải sợi carbon và cấu trúc liên kết hỗ trợ, lựa chọn dụng cụ thi công như máy mài góc, máy sấy tóc, kéo, chổi lăn, dụng cụ cạo, v.v.

3.2 Công nghệ xây dựng

Chuẩn bị thi công, tháo dỡ kết cấu dầm và sàn, xử lý bề mặt cấu kiện, sơn lót, liên kết bằng cọ, dán vải sợi carbon, liên kết bằng cọ, đông cứng tĩnh, nghiệm thu ẩn, bảo vệ trát.

3.2.1 chuẩn bị xây dựng

(1) Căn cứ vào biên bản đo sóng âm, nhà thiết kế cùng xác định vị trí và số lượng cụ thể của các cấu kiện gia cường.

(2) Đọc kỹ báo cáo kiểm tra, đánh giá của Trung tâm kiểm định thuộc Viện Hàn lâm Khoa học Kiến trúc tỉnh và bản vẽ thiết kế, thi công cốt thép do đơn vị thiết kế ban hành, được tổ chức thẩm định bản vẽ kết cấu kiểm tra, phê duyệt.

(3) Lập phương án thi công chi tiết theo tình hình thực tế của cấu kiện gia cường.

3.2.2 xử lý bề mặt các cấu kiện bê tông

Loại bỏ phần bề mặt của cấu kiện (lớp trát) và mài để lộ các vết nứt trên lớp bê tông đầm chặt. Sử dụng vữa epoxy để xử lý mạch vữa, sau đó sử dụng vữa epoxy để làm phẳng bề mặt. Bê tông của phần dính được đánh bóng đều, và bụi bẩn trên bề mặt được loại bỏ hoàn toàn và giữ khô bằng cách thổi khí áp suất cao bằng máy bơm khí.

3.2.3 Các bước và yêu cầu dán vải sợi carbon

(1) Chiều rộng tối thiểu của tấm sợi carbon sau khi cắt không được nhỏ hơn 100mm theo kích thước yêu cầu.

(2) Sử dụng chổi vệ sinh chuyên dụng để làm sạch các bộ phận cần dán, để khô ráo, sau đó thoa đều keo dán lên bề mặt bê tông cần dán;

(3) Trải vải sợi carbon lên lớp nền đã phủ keo dán, dùng dụng cụ cạo nhúng keo dán nhiều lần vào các bó sợi carbon, đảm bảo keo dán mịn, không bị bong bóng;

(4) Lặp lại các bước trên khi dán hai lớp vải sợi carbon. Sau khi bề mặt vải sợi carbon khô, dùng ngón tay chạm nhẹ vào, dán lớp tiếp theo ngay lập tức, và thoa đều keo dán lên bề mặt lớp vải sợi carbon cuối cùng.

4. Chấp nhận và bảo vệ muộn

Sau khi dán CFRP, bảo dưỡng trong 7 ngày. Sau khi đơn vị thiết kế và thử nghiệm đạt yêu cầu, sợi carbon của khu vực gia cố được phủ keo epoxy. Rắc một lớp cát thô khô lên trên, sau đó thêm vữa để bảo vệ.

Trong thời gian bảo dưỡng, các bộ phận không bị ảnh hưởng bởi độ ẩm, hỏa hoạn và đùn ép, đồng thời không thể thêm tải trọng và rung động vào các bộ phận.