Cải tiến vải sợi carbon

Thiệt hại do ăn mòn kết cấu bê tông cốt thép do muối gây ra rất nghiêm trọng. Người ta thậm chí còn so sánh hàm lượng ion clorua dư thừa nghiêm trọng trong các thành phần bê tông cốt thép với "bệnh ung thư" của bê tông. Theo thống kê của Cục Tiêu chuẩn Hoa Kỳ, sự ăn mòn do ăn mòn thép của kết cấu công trình làm giảm khả năng chịu lực, các cấu kiện bê tông cốt thép bị mất khả năng chịu lực cơ bản, gây thiệt hại lên tới 28 tỷ đô la Mỹ. Do môi trường nước biển, tỷ lệ ăn mòn kết cấu bê tông cốt thép ở khu vực ven biển lên tới hơn 70%. Do đó, sự ăn mòn cốt thép, nứt giãn nở, bong tróc và bong tróc bê tông dọc theo cốt thép trong kết cấu bê tông cốt thép đã trở thành những mối nguy hiểm chính đe dọa độ bền của kết cấu bê tông cốt thép, và những thiệt hại kinh tế to lớn do chúng gây ra đã trở thành tâm điểm của giới kỹ thuật xây dựng.

Công nghệ bảo vệ và gia cố kết cấu bê tông bị ăn mòn đã thu hút sự chú ý trên toàn thế giới và công nghệ gia cố vải sợi carbon là một trong những cách hiệu quả để giải quyết vấn đề này.

1 Phân tích ví dụ kỹ thuật

1.1 Nền tảng kỹ thuật

Dự án là khu dân cư tại cảng Kinh Đường. Đây là khu dân cư ven biển với 7 công trình gạch bê tông. Được khởi công năm 2005, vì lý do nào đó, công trình vẫn chưa được xây dựng. Phần thân chính đã hoàn thiện nhưng chưa được trang trí nội thất và ngoại thất. Năm 2012, một công ty phát triển bất động sản đã mua lại và sẵn sàng tiếp tục xây dựng.

1.2 phát hiện và phân tích

Tòa nhà chung cư của khu dân cư đã bị đình chỉ trong 7 năm, dẫn đến nhiều vấn đề về kỹ thuật. Qua quan sát trực quan, có thể thấy các đốm gỉ sét dưới đáy tấm sàn nhà ở khắp mọi nơi, trống rỗng nghiêm trọng, hầu hết lớp bảo vệ bị bong tróc, theo hướng các vết nứt thép. Dầm và tấm gây ra các vết nứt do sự ăn mòn và giãn nở của thanh thép. Bê tông thành phần bị cacbon hóa nghiêm trọng, bê tông bị lỏng lẻo và sự ăn mòn thép nghiêm trọng. Hầu hết các thanh thép ở dưới cùng của tấm sàn bị lộ ra và phần ứng suất của cốt thép bị yếu đi, gây nguy hiểm cho sự an toàn của kết cấu. Theo bản vẽ thiết kế và phân tích về sự ăn mòn của bê tông và thanh thép tại hiện trường, và thông qua việc kiểm tra của các phòng kiểm định chất lượng có liên quan, người ta cho rằng dự án cần được gia cố trước khi có thể tiếp tục thi công.

1.3 Phân tích lỗi

Qua việc thu thập nhiều mẫu bê tông và mẫu lõi, thông qua phân tích cơ lý, hóa học và khảo sát thực địa, chúng tôi rút ra những kết luận sau: ăn mòn thép là nguyên nhân chính gây nứt lớp bê tông bảo vệ. Một mặt, ăn mòn là do sự xâm nhập của ion clorua trong môi trường khí quyển và môi trường biển. Mặt khác, độ dày lớp bê tông bảo vệ không đủ, một số cấu kiện thậm chí còn không có lớp bảo vệ.

Kết quả kiểm tra và khảo sát hiện trường:

Cường độ bê tông cơ bản đáp ứng yêu cầu thiết kế.

Các vết nứt dọc bê tông liên kết với nhau theo chiều dọc.

Bề mặt bê tông bị bong tróc nghiêm trọng.

Tình trạng ăn mòn cốt thép rất nghiêm trọng, hư hỏng cốt thép lên đến 50%.

2. Sơ đồ gia cố, thi công và kiểm soát chất lượng

2.1 Việc lựa chọn các phương án gia cường có thể được chia thành sáu loại: 1) phương pháp mở rộng tiết diện; 2) phương pháp bao bọc cốt thép; 3) phương pháp liên kết thép; 4) phương pháp gia cường ứng suất trước; 5) thay đổi cách truyền lực; 6) phương pháp gia cường sợi carbon.

Thực tiễn đã chứng minh rằng phương pháp gia cường sợi carbon có những ưu điểm như cường độ cao, mô đun đàn hồi cao, khả năng chống ăn mòn, chống mỏi, dễ gia công, trọng lượng nhẹ, dễ vận hành thủ công, v.v. Gia cường sợi carbon (CFRP) được coi là phương pháp gia cường kết cấu triển vọng nhất nhờ các đặc tính cơ học vật liệu vượt trội và hiệu quả cao.

2.2 Nguyên lý thiết kế và tính toán cốt thép CFRP

Để nâng cao khả năng chịu lực, tấm CFRP dọc cần được tính toán theo mức độ ăn mòn của thanh thép nhằm giảm diện tích tiết diện thanh thép, cường độ thanh thép và giảm lực liên kết giữa thanh thép và bê tông.

3. Vải sợi carbon liên kết bên ngoài trên kết cấu bê tông

3.1 Tẩy gỉ cốt thép

(1) Loại bỏ phần bê tông bị hư hỏng như bong tróc, bong tróc và ăn mòn dạng tổ ong.

(2) Loại bỏ phần bê tông cốt thép bị ăn mòn và để lộ cốt thép.

(3) Loại bỏ lớp gỉ trên bề mặt cốt thép bằng bàn chải sắt và máy mài góc.

(4) Lau bề mặt cốt thép bằng axeton hoặc cồn khan để lộ cốt thép.

3.2 Xử lý bề mặt cơ bản,

(1) Làm phẳng bề mặt chi tiết, để lộ cát, đá và xi măng.

(2) Sửa chữa một phần vết nứt bằng vật liệu sửa chữa.

(3) Loại bỏ bụi bề mặt bằng khí nén và lau bề mặt bằng axeton.

3.3 Dùng con lăn hoặc cọ quét đều keo nền lên bề mặt bê tông. Keo phải được thấm vào lỗ rỗng của bê tông, sau khi keo đông cứng thì mới tiến hành công đoạn tiếp theo.

3.4 Xử lý san phẳng

(1) Phần lõm của bề mặt bê tông được lấp đầy bằng vật liệu san phẳng.

(2) Trát vật liệu san phẳng ở góc để tạo thành một đường cong nhẵn có bán kính không nhỏ hơn 20mm.

(3) Sau khi vật liệu san phẳng khô, tiến hành quy trình làm việc tiếp theo.

3.5 Vải sợi carbon dán

(1)Cắt vải sợi carbon theo kích thước yêu cầu thiết kế.

(2)Chuẩn bị keo nhựa nhúng và thoa đều lên phần dán.

(3) Dán vải sợi carbon, lăn nhiều lần theo hướng sợi bằng con lăn, đùn bọt khí để keo nhựa được ngâm hoàn toàn trong vải sợi carbon.

(4) Trải đều một lớp keo lên bề mặt vải sợi carbon.

(5)Lưu ý rằng chiều dài chồng lên nhau của CFRP không nhỏ hơn 100 mm, cố định đầu bằng CFRP ngang và sửa chữa phần cong vênh bằng ống tiêm.

3.6. Để đảm bảo độ bền, khả năng chống cháy và các đặc tính khác của keo dán, có thể phủ vữa hoặc lớp phủ chống cháy lên bề mặt để bảo vệ. Để đáp ứng các yêu cầu của quy trình tiếp theo (trang trí nhà cửa), dự án này đã áp dụng phương pháp xử lý vữa xi măng ở đáy tấm ván để tăng độ bám dính bề mặt.

4 Kết luận

Tác hại của sự ăn mòn thanh thép do ăn mòn muối đối với nhà ở là một vấn đề quan trọng đáng được các kỹ sư quan tâm. Việc tăng cường quản lý chất lượng xây dựng, kiểm soát chặt chẽ chất lượng vật liệu và áp dụng các biện pháp tương ứng trong điều kiện môi trường đặc thù là đặc biệt quan trọng. Từ hiệu quả gia cố và sửa chữa của dự án được đề cập trong bài báo này, công nghệ xử lý cốt thép là khả thi và hiệu quả tốt. Sau khi xử lý cốt thép, nó đã được bộ phận kiểm tra chất lượng liên quan nghiệm thu. Nó đã được sử dụng trong hơn một năm mà không có bất kỳ bất thường nào. Bê tông cốt sợi carbon (CFRP) có hiệu suất kỹ thuật và kinh tế tuyệt vời, chắc chắn sẽ chiếm một vị trí quan trọng trong lĩnh vực gia cố xây dựng, có không gian và triển vọng phát triển tốt.