Gia cố cầu tàu bằng bê tông

Gia cố cầu tàu bằng bê tông

Việc kết cấu cầu cảng liên tục bị hư hỏng và xuống cấp vật liệu trong quá trình khai thác thường xuyên hàng ngày dẫn đến giảm chức năng, khiến năng lực khai thác của cảng không được đảm bảo, có nguy cơ không đủ an toàn và độ bền.

Hiện nay, trong thi công bảo trì và gia cố cầu cảng, ngoài việc bơm vữa bịt kín vết nứt, phương pháp gia cố chủ yếu là dán vật liệu composite sợi carbon. Vải sợi carbon và keo nhúng hỗ trợ được sử dụng kết hợp để tạo thành vật liệu composite sợi carbon. Vải sợi carbon có đặc tính chịu kéo cao, có thể cải thiện khả năng chịu lực và cường độ của kết cấu bê tông, đồng thời có thể ngăn ngừa sự phát triển thêm của vết nứt bê tông.

Thông qua việc khám phá quy trình thi công vật liệu composite vải sợi carbon và phân tích hiệu ứng gia cố, có thể hiểu rằng loại kết cấu gia cố này được sử dụng rộng rãi trong giai đoạn thi công gia cố kết cấu hiện nay và hiệu quả là rõ ràng.

Phân tích hiệu ứng gia cố

Lấy ví dụ về kết cấu gia cường sợi carbon cho dầm và sàn bê tông cầu cảng, hiệu quả gia cường đã được nghiên cứu. Các vật liệu được lựa chọn cho dự án này đã được gửi đi để kiểm tra bằng chứng và lấy mẫu, và kết quả thử nghiệm đều đạt yêu cầu. Phần thi công được thực hiện nghiêm ngặt theo kế hoạch xây dựng đã đề ra, và các quy trình chính như chuẩn bị, quét, dán và bảo dưỡng keo dán đều được kiểm soát chặt chẽ.

Phát hiện hiệu ứng tăng cường

Để xác nhận hiệu quả gia cường, sau khi đạt được cường độ liên kết, cần tiến hành kiểm tra cường độ liên kết kéo dương của sợi carbon. Các bước kiểm tra như sau:

1) Xử lý bề mặt: Chọn ngẫu nhiên vị trí kiểm tra và đánh bóng bề mặt tại vị trí kiểm tra để đảm bảo bề mặt khô và nhẵn.

2) Cắt và cắt sơ bộ: Cắt hình tròn từ bề mặt gia cường vải sợi carbon vào bên trong bê tông, với độ sâu cắt từ 5-10mm và chiều rộng khoảng 2mm. Hình dạng của đường nối được cắt sơ bộ là hình tròn có đường kính 50mm.

3) Dán khối thép chuẩn: Sử dụng keo dán cường độ cao, đông cứng nhanh để dán khối thép chuẩn. Cường độ liên kết kéo dương của keo dán phải lớn hơn cường độ liên kết kéo dương của keo dán kết cấu được dán lên tấm sợi carbon. Khối thép chuẩn cần được cố định ngay sau khi dán.

4) Tải trọng với tốc độ đều 1500~2000N/phút, ghi lại giá trị cực đại của cường độ liên kết kéo dương, tức là giá trị tải trọng khi bề mặt liên kết của vải sợi carbon và bê tông bị hư hỏng, và quan sát chế độ phá hủy. Thông qua thử nghiệm, 5 nhóm được chọn ngẫu nhiên tại hiện trường. Cường độ của mỗi mẫu trong mỗi nhóm dao động từ 2,51 đến 3,12 MPa, và mỗi mẫu đều là bê tông bị phá hủy do kết dính, đáp ứng các yêu cầu của tiêu chuẩn CECS146:2007, Điều B4.4.

Phân tích hiệu ứng tăng cường và đề xuất

Trong quá trình thi công gia cố cầu cảng bằng vải sợi carbon, khả năng liên kết của vải sợi carbon và bê tông đáp ứng yêu cầu thiết kế, và các mẫu thử đều cho thấy bê tông bị hỏng do kết dính. Tuy nhiên, nếu gia cố và cải tạo cầu cảng cũ, hiệu suất bê tông sẽ giảm đáng kể. Nếu thực hiện thử nghiệm cường độ liên kết kéo dương của sợi carbon, bê tông sẽ bị hỏng do kết dính, nhưng lực liên kết lại thấp. Do đó, cần kiểm tra hiệu quả gia cố thực tế trong quá trình kiểm tra. Tùy thuộc vào tình hình thực tế của công trình, các phương pháp thử nghiệm khác được sử dụng để xác minh khi cần thiết.

Dựa trên yêu cầu về vị trí dán vải sợi carbon và số lớp trong hồ sơ thiết kế, khả năng chịu uốn và chịu cắt của cầu cảng được tính toán. Sau khi tính toán, khả năng chịu uốn và chịu cắt của dầm và bản sàn cầu cảng được gia cố bằng vải sợi carbon có thể đáp ứng yêu cầu về khả năng chịu lực của cầu cảng, đồng thời cải thiện tính an toàn và ổn định cho toàn bộ hoạt động của cảng.

Bản thân vật liệu sợi carbon có các đặc tính là độ bền cao, mô đun đàn hồi cao, trọng lượng nhẹ và khả năng chống ăn mòn tốt. Khi vải sợi carbon được dán, keo tẩm được phủ trên bề mặt là keo nhựa epoxy biến tính, có khả năng chống ăn mòn và chống lão hóa tốt. Sau khi đóng rắn, lớp keo được bao phủ trên bề mặt và bên trong vải sợi carbon, tạo thành một khối thống nhất với kết cấu bê tông để chịu lực. Do đó, việc ngâm vải sợi carbon và keo epoxy biến tính phù hợp trong nước biển sẽ không ảnh hưởng đến độ bền của nó. Để cải thiện hiệu suất chống xói mòn và chống mài mòn của vải sợi carbon trong điều kiện nước biển dâng lên và hạ xuống, chúng ta có thể xem xét áp dụng lớp phủ chống ăn mòn trên bề mặt của toàn bộ khu vực gia cố. Thực hiện các biện pháp bảo vệ bổ sung có thể tăng cường khả năng bảo vệ cầu cảng và nâng cao độ bền của nó.

Lời kết

Việc ứng dụng cốt sợi carbon đã rất rộng rãi. Ứng dụng thông thường chủ yếu trong kết cấu bê tông. Phương pháp gia cường này có ưu điểm là quy trình thi công đơn giản, chi phí thấp, thời gian thi công ngắn và hiệu quả gia cường rõ rệt. Với tiền đề tối ưu hóa quy trình thi công và tăng cường chất lượng thi công của các công đoạn chính, có thể đảm bảo hiệu quả của cốt bê tông, cải thiện hiệu suất của kết cấu bê tông, từ đó nâng cao độ an toàn và độ bền của cầu cảng.