Bài giảng Bệnh học và sửa chữa công trình: Phần 3.2 - TS. Nguyễn Hoàng Giang

Phần 3.2 - Sửa chữa hư hỏng kết cấu bê tông. Nội dung chính trong phần này gồm có: Mục đích của việc sửa chữa, những nguyên lý cơ bản của để đảm bảo độ bền vững của việc sửa chữa hư hỏng kết cấu bê tông, lựa chọn vật liệu sửa chữa kết cấu bê tông, sửa chữa bề mặt kết cấu bê tông, sửa chữa thấm kết cấu bê tông.

Trang 1

ầ SỬA CHỮA HƯ HỎNG KẾT CẤU BÊ TÔNG

Phần 3.2

Trang 2

NỘI DUNG CỦA PHẦN 3.2

MỤC ĐÍCH CỦA VIỆC SỬA CHỮA

NHỮNG NGUYÊN LÝ CƠ BẢN CỦA ĐỂ ĐẢM BẢO ĐỘ BỀN VỮNG CỦA VIỆC SỬA CHỮA HƯ HỎNG KẾT CẤU BÊ TÔNG

LỰA CHỌN VẬT LIỆU SỬA CHỮA KẾT CẤU BÊ TÔNG

SỬA CHỮA BỀ MẶT KẾT CẤU BÊ TÔNG

SỬA CHỮA VẾT NỨT TRÊN KẾT CẤU BÊ TÔNG

SỬA CHỮA THẤM KẾT CẤU BÊ TÔNG

Trang 3

MỤC ĐÍCH CỦA VIỆC SỬA CHỮA

9 Sữa chữa bề mặt

9 Bảo vệ lớp bê tông chưa hư hỏng

9 Tăng cường khả năng làm việc của kết cấu

9 Làm chậm/hạn chế sự hư hỏng công trình qua đó đảm

9 Làm chậm/hạn chế sự hư hỏng công trình qua đó đảm bảo được yêu cầu về tuổi thọ công trình

Trang 4

NHỮNG NGUYÊN LÝ CƠ BẢN CỦA ĐỂ ĐẢM BẢO ĐỘ BỀN

VỮNG CỦA VIỆC SỬA CHỮA HƯ HỎNG KẾT CẤU BÊ TÔNG

9 Cần hiểu được ứng xử của kết cấu được sửa chữa cũng như của vật

ể

9 Xác định được nguồn gốc, nguyên nhân gây ra hư hỏng

liệu dùng để sửa chữa

9 Không có một công thức cụ thể nào cho việc sửa chữa kết cấu bê tông Tuy nhiên, quy trình sửa chữa hư hỏng của một kết cấu bê tông thường gồm y , q y g ộ g g g những nội dung cơ bản sau :

1- Phá bỏ phần bê tông bị hư hỏng

2 - Vệ sinh bề mặt sửa chữa

3- Thi công lớp vật liệu sửa chữa (lớp bê tông mới)

Trang 5

9 Độ bền vững của việc sửa chữa kết cấu bê tông được đặc trưng bởi các yếu tố sau :

Độ bền của việc sửa chữa

Vật liệu sửa chữa phải đảm bảo

Trang 6

9 Đảm bảo « sự tương hợp » giữa vật liệu sửa chữa và lớp bê tông cũ

- Rất nhiều trường hợp việc sửa chữa không đảm bảo yêu cầu do việc lựa chọn vật

- Rất nhiều trường hợp việc sửa chữa không đảm bảo yêu cầu do việc lựa chọn vật liệu sửa chữa không « tương hợp » với vật liệu bê tông cũ và với các điều kiện môi trường xung quanh

ằ

- Sự tương hợp giữa vật liệu sửa chữa và lớp bê tông cũ được xác định bằng sự

tương thích về các đặc trưng vật lý, hóa học và điện hóa giữa chúng

- Trong sự tương thích về các đặc trưng vật lý sự tương thích về biến dạng hình học Trong sự tương thích về các đặc trưng vật lý, sự tương thích về biến dạng hình học giữ vai trò rất quan trọng Sự tương thích này phụ thuộc các yếu tố cơ bản sau :

Biến dạng co ngót Hệ số giãn nở nhiệt Mô đun đàn hồi Biến dạng từ biến Biến dạng co ngót Hệ số giãn nở nhiệt Mô đun đàn hồi Biến dạng từ biến Rất khó lựa chọn được vật liệu sửa chữa đảm bảo đầy đủ các điều kiện tương thích

Trang 7

9 Biến dạng co ngót: là một trong những tác nhân chính làm giảm độ bền của việc sửa chữa

Co ngót

Vật liệu sửa chữa thường có biến dạng co ngót lớn hơn biến dạng co ngót của lớp bê

tông cũ ( đã tồn tại lâu và biến dạng co ngót đã hết)

Bê tông cũ

Co ngót Nứt

Trang 8

Cơ chế phá huỷ liên kế giữa lớp vật liệu sửa chữa và kết cấu cũ do biến dạng co ngót

Trang 9

9 Mô đun đàn hồi : ảnh hưởng đến ứng xử cơ học của kết cấu BT sau sửa chữa

Nên sử dụng vật liệu sửa chữa có mô đun đàn hồi bằng hoặc thấp hơn mô đunđàn hồi của vật liệu sửa chữa ( lưu ý khi mô đun đàn hồi nhỏ kéo theo cường độ chịu kéo của vật liệu nhỏ) g ộ ị ậ ệ )

Trang 10

9 Từ biến : đối với vật liệu sửa chữa, khi chúng ở trạng thái làm việc chịu kéo ( từ biến khi kéo) thì từ biến của vật liệu có tác dụng ngăn cản và làm chậm quá trình hình thành vết nứt do co ngót trên vật liệu này ậ q g ậ ệ y

( Từ biến khi vật liệu ở trạng thái làm việc chịu kéo phụ thuộc nhiều vào tỷ lệ nước/xi thuộc nhiều vào tỷ lệ nước/xi măng, nhiệt độ môi trường và tuổi của vật liệu khi chịu tải)

(T.H.Nguyen, PhD thesis , LMDC Toulouse)

Trang 11

9 Tổng kết một số đặc tính cơ lý cần thiết của vật liệu sửa chữa

Đặc trưng cơ lý của vật liệu Tương quan so với đặc trưng cơ lý

Cường độ chịu nén Bằng hoặc nhỏ hơn

Biến dạng từ biến (khi kéo) Lớn hơn

Biến dạng co ngót Có giá trị nhỏ nhất có thể

Trang 12

9 Ảnh hưởng của tình trạng bề mặt tiếp xúc giữa kết cấu sửa chữa và lớp vật liệu sửa chữa

Kháng cắt Kháng kéo

Kháng cắt

Truyền lực thông qua ma sát bề mặt

Trang 13

9 Ảnh hưởng của tình trạng bề mặt tiếp xúc giữa kết cấu sửa chữa và lớp vật liệu sửa chữa

Trang 14

9 Để chọn được vật liệu sửa chữa, cần trả lời các câu hỏi sau :

Nhu cầu của người sử dụng ?

Vai trò của kết cấu sửa chữa ?

Khả năng khắc phục được nguyên nhân hư hỏng ? g p ụ ợ g y g

Điều kiện làm việc thực tế ?

Yêu cầu sử dụng công trình trong quá trình sửa chữa ?

Biện pháp thi công sửa chữa ?

Những đặc tính cần phải có của vật liệu sửa chữa ?

Loại vật liệu nào đáp ứng được các đặc tính này ?

Trang 15

9 Có 02 nhóm vật liệu sửa chữa chính :

nứt trong kết cấu bê tông

Sửa chữa thấm dột các kết cấu sàn, tường , vách tầng hầm….

cường kết cấu

Tham khảo tại địa chỉ http://www.sikavn.com

Trang 16

9 Hư hỏng bề mặt kết cấu bê tông do nhiều nguyên nhân khác nhau gây ra và là dạng hư hỏng phổ biến xảy ra với các kết cấu

Trang 17

9 Chuẩn bị bề mặt kết cấu sửa chữa

• Xác định vùng/vị trí sửa chữa Xác định vùng/vị trí sửa chữa

• Biện pháp chống đỡ, an toàn (nếu có)

• Loại bỏ phần bê tông hư hỏng

• Làm sạch vùng/vị trí sửa chữa

Loại bỏ phần bê tông hư hỏng

Xử lý gỉ cốt thép (nếu có)

• Xử lý gỉ cốt thép (nếu có)

Trang 18

Trang 19

• Xử lý cốt thép bị ăn mòn nếu có( tăng cường khả ử ý cốt t ép bị ă ò ếu có( tă g cườ g ả

năng dính kết cốt thép – vật liệu sửa chữa

• Với cốt thép bị ăn mòn quá nhiều cần có giải

Trang 20

9 Một số phương pháp thi công lớp vật liệu sửa chữa

Ván khuôn

Trang 21

• Thi công thành nhiều lớp có độ

dày không quá 7 cm

• Đảm bảo độ đặc chắc

• Đảm bảo sự dính kết giữa hai lớp

vật liệu

• Sinh nhiều bụi trong quá trình thi

công

Phương pháp phun khô

Trang 22

• Độ đặc chắc được đảm bảo tuy

nhiên không đạt được bằng phương

Máy nén khí

nhiên không đạt được bằng phương pháp phun khô

Vật liệu sửa chữa

( đã trộn)

Phương pháp phun ướt

Trang 23

• Chỉ nên áp dụng cho những hư

hỏng nông ( chưa đến cốt thép)

• Phương pháp này thường có độ

đặc chắc kém, khả năng bám dính với lớp bê tông sửa chữa kém.

Phương pháp thủ công Phương pháp thủ công

Trang 24

9 Đặc điểm cơ bản của vết nứt trên kết cấu bê tông

• Vết nứt luôn tồn tại trong kết cấu bê tông (cường độ chịu kéo của bê tông Vết nứt luôn tồn tại trong kết cấu bê tông (cường độ chịu kéo của bê tông nhỏ)

• Nứt kết cấu bê tông có thể xảy ra ở nhiều thời điểm khác nhau với nhiều

Trang 25

GIAI ĐOẠN THIẾT KẾ

Chi tiết kiến

trúc

Giả thuyết thiết kế Phương pháp thiết kế

Cấu tạo cốt thép

Fundamentals of Durable Reinforced Concrete, M.G Richardson

Trang 26

GIAI ĐOẠN THI CÔNG

Trang 27

Trang 28

9 Thời gian xuất hiện vết nứt trên kết cấu bê tông

Durable Concrete Structures CEB

Trang 29

9 Nguyên tắc sửa chữa vết nứt

• Xác định tình trạng và tính chất của vết nứt

▫ Vết nứt đã ổn định ( không phát triển)

▫ Vết nứt đang tiến triển : chỉ được sửa chữa khi đã xác định nguyên nhân

• Xác định mục đích sửa chữa : dựa vào tính chất vết nứt và yêu cầu sử dụng

• Đảm bảo an toàn cho kết cấu và yêu cầu sử dụng

• Đảm bảo độ bền nhất định của việc sửa chữa

• Phương pháp thi công hợp lý, tin cậy g p p g ợp ý ậy

Trang 30

9 Một số phương pháp sửa chữa vết nứt kết cấu bê tông

- Phương pháp phun áp lực vữa xi măng : phù hợp với các vết nứt ổn Phương pháp phun áp lực vữa xi măng : phù hợp với các vết nứt ổn định có chiều rộng ≥ 0,5 mm

- Phương pháp phun áp lực vữa hóa học : có thể phun vào các vết nứt

có chiều rộng ≥ 0,05 mm

- Phương pháp sưả chữa cục bộ (đục bỏ một phần bê tông để đổ lại)

- Phương pháp sưả chữa bề mặt : phun vữa xi măng, sơn chất kết dính epoxy, neo vết nứt bằng neo thép

- Phương pháp khoan và neo (Drilling and Plugging)

Trang 31

Bơm vữa hóa học (epoxy) xử lý vết nứt

xuyên

Trang 32

Đục mở rộng bề mặt vết nứt ≥ 6mm

Chèn vữa XM hoặc keo epoxy

Xử lý cục bộ vết nứt bề mặt ý ụ ộ ặ

Sửa chữa sàn Phương pháp ứng suất trước căng ngoài Sửa chữa dầm

Trang 33

Khoan lỗ dọc theo vết nứt (kích thước phụ thuộc vào

ết ứt) vết nứt)

Chèn mẫu vữa (bê tông) được

phủ bằng bitum vào lỗ khoan

Khép kín bề mặt vết nứt ở bề mặt

bằng tấm neo kim loại phủ bằng bitum vào lỗ khoan

(theo ACI 224.1R-07)

Trang 34

Khảo sát thấm dột cần được tiến hành trước khi sửa chữa nhằm

Thấm xảy ra với kết cấu mái BTCT và với tường BTCT

Khảo sát thấm dột cần được tiến hành trước khi sửa chữa nhằm làm sáng tỏ :

Trang 35

9 Nguyên nhân gây thấm qua kết cấu bê tông

- Do nứt bê tông g

- Do bê tông không đặc chắc

Do phá vỡ hư hỏng liên kết bê tông với tường hoặc các chi tiết kỹ

- Do phá vỡ, hư hỏng liên kết bê tông với tường hoặc các chi tiết kỹ thuật hay bị hỏng màng vật liệu ngăn nước

Thấm khu vực ống thoát nước Thấm sàn mái BTCT qua vết nứt sàn

Trang 36

9 Nguyên nhân gây thấm qua kết cấu bê tông

Chỗ rỗ bê tông g

Nứt cổ trần

Hỏng lớp vật liệu cách nước

Qua vết nứt Tiếp giáp ống kỹ thuật

Trang 37

9 Nguyên tắc sửa chữa kết cấu bê tông bị thấm

- Có biện pháp gia cường để khôi phục khả năng chịu lực của kết cấu

- Chống thấm từ phía có nguồn thấm

- Quan tâm đến việc đặt khe co dăn nhiệt trước khi chống thấm

- Thấm do nứt bê tông : khắc phục cơ chế gây nứt, sửa chữa vết nứt

- Thấm do bê tông không đặc chắc: trám vá cục bộ hoặc nếu thấm diện

rộng có thể tạo thêm lớn BT chống thấm mới

- Thấm do phá vỡ liên kết bê tông mái với tường hoặc chi tiết kỹ thuật : biến dạng mái BTCT do khí hậu nhiệt ẩm Cần khắc phục cơ chế biến dạng và tạo liên kết mới

- Thấm do hư hỏng lớp vật liệu ngăn nước : sử dụng vật liệu thay thế

Trang 38

9 Quy trình sửa chữa điển hình cho sàn mái BTCT bị thấm

- Phá dỡ tất cả những lớp cấu tạo trên mặt BT sàn mái cho đến hở mặt bê tông

- Đục tẩy những chỗ rỗ, nứt hoặc khuyết tật

Trang 39

Ví dụ về khảo sát thấm dột công trình « Nhà Trung tâm – Trung tâm truyền hình vệ tinh tại TP Vĩnh Yên »

Công trình xây dựng đầu những năm

2000

Trang 40

Hiện trạng sê nô mái lợp tôn ệ ạ g ợp Thấm nước qua tường sê nô q g

Mái tôn bị võng

Trang 41

Khảo sát cấu tạo mái lợp tôn Xác định độ dốc thực tế

Hiện trạng nứt bê tông sàn mái (phía trên)

Lỗ thoát nước cao hơn đáy sê nô

Trang 42

Cấu tạo thực tế mái lợp tôn

Độ dốc yêu cầu trong hồ sơ thiết kế 7%

Trang 43

Khảo sát cấu tạo mái lát gạch Nứt gạch lát mái

Hiện trạng khu sê nô mái lát gạch Hiện trạng khu sê nô mái lát gạch

Trang 44

ế Hiện trạng thực tế mái lát gạch

Thiếu lớp vải cách nước 02 lớp so với chỉ

định trong hồ sơ thiết kế

Trang 45

Nứt phía dưới sàn mái BTCT Bong lớp vữa trát ở khu vực thấm dột

Sàn lát gạch bị bong rộp Nứt phía dưới sàn mái BTCT

Định dạng
Số trang	45
Dung lượng	2,09 MB