Gia cố tường Silo bê tông

Dự án này là một silo nhôm oxit của Nhà máy tro bay số 2, là một dự án gia cố kết cấu ống bê tông cốt thép. Theo phân loại của hình thức hỗ trợ, silo alumina là hỗ trợ cột-trụ. Dưới 8,5m là kết cấu ống và trụ, độ dày của ống bên trong và ống bên ngoài đều là 500mm. Kích thước mặt cắt ngang của cột là 1000mm × 1000mm, cột và cột được kết nối bằng một dầm kết nối có kích thước giao diện là 800mm × 1800mm và có một dầm vòng có kích thước mặt cắt ngang là 800mm × 1800mm giữa kết cấu ống và kết cấu kho. Silo alumina là một silo tròn bê tông cốt thép có đường kính trong là dn = 25m, chiều cao của silo alumina là 40m và hình thức móng là móng bè cọc. Chiều cao tường silo h=31,5m, h/dn=1,6<1,5, cường độ thiết kế của bê tông silo nông là C35. Công trình hoàn thành thi công năm 2013, năm 2016 tiến hành kiểm tra, gia cố.

Hình ảnh kiểm tra tại chỗ

Theo giá trị ước tính của cường độ bê tông của tường silo alumina, mác bê tông C25 được suy ra, khá khác so với mác bê tông được thiết kế ban đầu. Lý do là:

Silo alumina không được rung do thi công cẩu thả, dẫn đến khuyết tật bẩm sinh;

Do các vấn đề như áp suất cao, nhiệt độ và sự ăn mòn bên trong silo, chân voi xuất hiện ở đáy thành silo và xuất hiện các vết nứt nhỏ;

Việc dỡ hàng nhanh và không theo tiêu chuẩn đã làm cho sức chịu nén của thành silo không đủ.

Kết quả thử nghiệm cho thấy cường độ chịu nén của bê tông tường silo nhôm của công trình trên 8.500m không đạt yêu cầu của cấp cường độ thiết kế C35. Đồng thời khuyến cáo nên tiến hành xử lý gia cố để loại trừ nguy cơ tiềm ẩn về an toàn sản xuất do cường độ bê tông tường silo không đủ.

Phương án gia cố và xây dựng silo alumina

Dự án này sử dụng silo bê tông cốt thép gia cường sợi carbon, sợi carbon có thể cung cấp khả năng hạn chế vòng hiệu quả cho silo alumina.

Sau khi thử nghiệm, cấp cường độ bê tông của tường silo alumina không đạt cấp cường độ của bê tông thiết kế ban đầu và lực liên kết chu vi cung cấp không đủ. Silo gia cố sợi carbon là silo có thể bù đắp cho sự thiếu hụt của bê tông ban đầu trong lực liên kết tròn

Về mặt cơ học, hiệu suất chịu kéo cao của vải sợi carbon có thể cung cấp khả năng hạn chế vòng rất thuận lợi cho các silo bê tông cốt thép. Dưới sự tương tác giữa thành silo và sợi carbon, thành silo thay đổi từ trạng thái kéo và nén hai chiều theo chiều ngang và chiều dọc ban đầu của vật liệu lưu trữ ban đầu thành trạng thái nén ba chiều hiện tại. (Áp suất chu vi ngang của vật liệu lưu trữ, ma sát dọc và áp suất chu vi ngang của vải sợi carbon). Cải thiện khả năng chống chịu bên của thành silo, cải thiện hiệu quả các tính chất cơ học của nó, tăng lực liên kết vòng và tăng khả năng chịu tải.

Kết cấu gia cố silo nhôm

Gia cố tường silo theo bản vẽ gia cố silo nhôm. Dự án này sử dụng vải đơn hướng cấp I có độ bền cứng (vải), 300g/m2, dày 0,167mm, giá trị thiết kế của cường độ kéo là 2300MPa, giá trị tiêu chuẩn của cường độ kéo lớn hơn 3400MPa.

Khi silo nhôm được gia cố bằng sợi carbon, silo phải được dỡ tải hoàn toàn. Điều này là do cốt sợi carbon là cốt thụ động dưới lực thụ động. Trong cốt thụ động, cần phải xem xét ảnh hưởng của lực thứ cấp lên kết cấu. Trong silo nhôm, bê tông không được rung đủ khi đổ bê tông, do đó một số phần của thành silo có bề mặt gai tổ ong. Trước khi dán sợi carbon, bề mặt gai tổ ong đã được sửa chữa. Khi khôi phục bề mặt rỗ tổ ong của bê tông, cần loại bỏ thực thể của bề mặt rỗ tổ ong ban đầu. Sau đó, sử dụng hai phương pháp kiểm tra trực quan và kiểm tra bằng dây mỏng để kiểm tra thực thể bê tông, để có thể loại bỏ hoàn toàn các lỗ cát, lỗ rỗng và vết nứt trong thân bê tông hiện có. Sau khi làm ẩm hoàn toàn bê tông, sử dụng bê tông C40 để đổ và đầm. Không thể dán sợi carbon ngay sau khi đổ. Theo quy định, độ ẩm bề mặt của bê tông nơi dán sợi carbon không được lớn hơn 4% và không được lớn hơn 6%. Nếu độ ẩm bề mặt bê tông vượt quá giới hạn, phải sấy thủ công hoặc sử dụng keo kết cấu chuyên dụng cho bề mặt có độ ẩm cao.

Xử lý bề mặt rỗ tổ ong của tường silo

Sợi carbon CFRP, khoảng cách 800mm

Sợi carbon CFRP liên kết với silo

Bôi keo sợi carbon lên sợi carbon

Để đảm bảo độ bền của các thành phần gia cố, bề mặt của tất cả các thành phần được gia cố bằng sợi carbon đều được bảo vệ bằng 2 lớp phủ chống cháy, độ dày của lớp phủ không nhỏ hơn 5mm. Khi dán sợi carbon, cần sử dụng neo đáng tin cậy để sợi carbon có khả năng phát huy độ bền kéo của sợi tốt hơn. Ngoài chất kết dính kết cấu, vẫn cần neo các tấm thép và lực neo phải lớn hơn hoặc bằng độ bền kéo của sợi carbon.

Bu lông nở neo tấm thép hạt

Hạt thép để gia cố CFRP