Nghiên cứu thiết kế tăng cường khả năng chịu lực của kết cấu cột bê tông cốt thép bằng tấm sợi thủy tinh

Nghiên cứu thiết kế tăng cường khả năng chịu lực của kết cấu cột bê tông cốt thép bằng tấm sợi thủy tinh Nghiên cứu thiết kế tăng cường khả năng chịu lực của kết cấu cột bê tông cốt thép bằng tấm sợi thủy tinh luận văn tốt nghiệp thạc sĩ

B ăGIÁOăD CăVÀăĐÀOăT O

Đ IăH CăĐÀăN NG

PH MăTRệăTỂM

NGHIÊNăC UăTHI TăK ăTĔNGăC NGăKH ăNĔNGăCH Uă

L CăC AăK TăC UăC TăBÊăTỌNGăC TăTHÉPă

B NGăT MăS IăTH YăTINH

LU NăVĔNăTH CăSƾăK ăTHU T

K ăthu tăxơyăd ngăcôngătrìnhăgiaoăthông

ĐÀ N NGă2017 TTHL va TT

B ăGIÁOăD CăVÀăĐÀOăT O

Đ IăH CăĐÀăN NG

PH MăTRệăTỂM

NGHIÊNăC UăTHI TăK ăTĔNGăC NGăKH ăNĔNGăCH Uă

L CăC AăK TăC UăC TăBÊăTỌNGăC TăTHÉPă

B NGăT MăS IăTH YăTINH

ChuyênăngƠnh:ăK ăthu tăxơyăd ngăcôngătrìnhăgiaoăthông

Mƣăs :ă60 58 02 05

LU NăVĔNăTH CăSƾăK ăTHU T

K ăthu tăxơyăd ngăcôngătrìnhăgiaoăthông

NG IăH NGăD NăKHOAăH C:

ĐÀăN NGă2017TTHL va TT

DANHăM CăCÁCăT ăVI TăT T

BTCT Bêtôngăc tăthép

BTCTD L Bêtôngăc tăthépăd ă ngăl c

TCN Tiêuăchu năngƠnh

FRP Fiber Reinforced Polymer

AFRP Aramid Fiber Reinforced Polymer

GFRP Glass Fiber Reinforced Polymer

CFRP Carbon Fiber Reinforced Polymer

ACI American Concrete Institu

AASHTO American Association of State Highway and Transportation Officials

ACMA American Composites Manufactures Association

TTHL va TT

M CăL C

M ăĐ U 1

I.ăTínhăc păthi tăc aăđ ătƠi: 1

II.ăM cătiêuănghiênăc uăc aăđ ătƠi: 1

III.ăĐ iăt ngăvƠăph măviănghiênăc u: 1

IV.ăPh ngăphápănghiênăc u: 1

V.ăC uătrúcălu năvĕn: 2

CH NGă 1 T NGă QUANă BÊ TỌNGă C Tă THÉPă VÀ GI Iă THI U CÁC PH NGăPHÁPăGIAăC NGăK TăC UăBÊTỌNGăC TăTHÉP 3

1.1 BÊ TÔNG 3

1.1.1.ăV tăli uăc uăthƠnhăbêtông 3

1.2.ăQUÁăTRỊNHăXU NGăC PăVĨăH ăH NGăC AăBTCT 5

1.2.1.ăCácăquáătrìnhăxu ngăc p 5

1.2.2.ăĔnămònăsunăphát 5

1.2.3.ăPh nă ngăki m-silica 6

1.2.4.ăCácăd ngăpháăho iăkhác 6

1.3.ăNGUYểNăNHỂNăD NăĐ NăH ăH NGăTRONGăK TăC UăBTCT 7

1.3.1.ăBêtôngăb ărỗ 7

1.3.2.ăBêtôngăb ărỗng 7

1.3.3.ăBêtôngăb ăn tăn 8

1.3.4.ăBêtôngăb ăv ăl 9

1.3.5 Bêtông quá khô 9

1.3.6.ăSuyăthoáiăc aăbêtông 9

1.3.7.ăS ălƠmăvi căm iăc aăBTCTăth ng 9

1.4.ăCÁCăPH NGăPHÁPăGIAăC NGăK TăC UăM ,ăTR ăC U,ăMịNGăC C 10

1.4.1 Tổngăquanăv ăcácăd ngăh ăh ngăm ,ătr 10

1.4.2 S aăch aăh ăh ngăk tăc u,ăm ătr : 11

1.4.3 Tĕngăc ngăkh ănĕngăch uăl căc aăm ăc u 12

TTHL va TT

1.4.4 Tĕngăc ngăkh ănĕngăch uăl căc aătr ăc u 12

1.4.5 Tĕngăc ngăkh ănĕngăch uăl căc aăk tăc uămóngăc c,ăc t 13

1.5.ăĐÁNHăGIÁăV ăCÁCăPH NGăPHÁPăGIAăC NGăK TăC U 15

1.6.ăK TăLU NăCH NG 16

CH NGă2 T NGăQUANăV ăV TăLI UăFRPăVÀăCỌNGăNGH ăTHIăCỌNGă DÁN T MăCOMPOSITE 17

2.1.ăS ăL CăV ăV TăLI UăFRPăVĨăL CHăS ăPHÁTăTRI N 17

2.2.ăC UăTRỎCăVĨăCÁCăĐ CăTR NGăC ăH CăC AăV TăLI UăFRP 19

2.2.1.ăC uătrúcăv tăli uăFRP 19

2.2.2.ăCácăđ cătr ngăc ăh căc aăv tăli uăFRP 23

2.3.ăCỌNGăNGH ăDÁNăT MăD OăS IăFRP 25

2.4.ăTHI TăB ăTHIăCỌNG 28

2.4.1.ăThi tăb ădoaăvƠămƠiăboătrònăcácăgócăc nhăc aăbêtông 28

2.4.2.ăThi tăb ăs a,ăđ căb ăvƠăcắtăb ăm tăbêtôngăkémăch tăl ng,ăs tăv 28

2.4.3.ăThi tăb ăb măkeoăEpoxyăchámăváăv tăn tă(ápăl căt iăthi uă2ăbar) 29

2.4.4.ăThi tăb ălƠmăs chăb ăm tăbằngăth yăl c 29

2.4.5.ăThi tăb ăthổiăb iăkhôăc mătay 29

2.4.6.ăThi tăb ăt măkeoăvƠădánăt măs i 29

2.4.7.ăB oăh ălaoăđ ngăbaoăgồm 30

2.5.ăK TăLU NăCH NG 30

CH NGă3 C ăS ăTệNHăTOÁNăVÀăTHI TăK ăTĔNGăC NGăKH ăNĔNGă CH UăL CăC AăC UăV TăĐAăL C,ăT NHăTRÀăVINHăB NGăV TăLI Uă FRP 31

3.1.ăNghiênăc uălỦăthuy t 31

3.1.1.ăKho ngăcáchăgi aăcácăd iăv tăli uăFRPătrongătĕngăc ngăch uăcắt 31

3.1.2.ăCácăgi iăh nătĕngăc ngăs căkhángăcắt 31

3.1.3.ăTĕngăc ngăkh ănĕngăch uăl căd cătr căvƠăd cătr căk tăh păv iău n 31

3.1.4.ăTĕngăc ngăk tăc uăbêătôngăch uănénăd cătr căthu nătúyăbằngăv tăli uăFRP 32 3.1.5.ăTĕngăc ngăkh ănĕngăch uănénăv iăti tădi năhìnhătròn 36

3.1.6.ăTĕngăc ngăkh ănĕngăch uănénăv iăcácăti tădi năkhác 37

TTHL va TT

3.1.7ăTĕngăc ngăkh ănĕngăch uănénăcóăxétăđ nătr ngătháiăgi iăh năs ăd ng 38

3.1.8.ăTĕngăc ngăk tăc uăch uănén,ău năđồngăth i 38

3.1.9.ăNơngăcaoătínhăd oăchoăk tăc uătĕngăc ngăbằngăv tăli uăFRP 39

3.1.10ăV iăm tăcắtăti tădi nătròn 40

3.1.11ăV iăm tăcắtăkhácăti tădi nătròn 40

3.1.12ăXỂYăD NGăĐ NGăCONGăQUANăH ăT NGăTÁCăP-M 40

3.2.ăThi tăk ătĕngăc ngăkh ănĕngăch uăl căc aăc uăv tăĐaăL c,ăt nhăTrƠăVinhăbằngă v tăli uăFRP 44

3.9.9.ăTĕngăc ngăkh ănĕngăch uănénău năđồngăth iăchoăc tăbêătôngăbằngăv tăli uăFRP 46

3.3.ăK TăLU NăCH NG 52

K TăLU NăVÀăKI NăNGH 53

1.ăK tălu n 53

2.ăKi năngh : 53

3.ăH ngănghiênăc uăti pătheo: 53

TÀIăLI UăTHAMăKH O 54

TTHL va TT

DANHăM CăHỊNHă NH

Hình 1.1 Mặt cắt bêtông 4

Hình 1.2 Quá trình xuống cấp c a bêtông và ăn mòn cốt thỨp 5

Hình 1.3 Tăng cường mố bằng cách xắp xếp đá sau mố thay cho đất cũ 12

Hình 1.4 Tăng cường mố bằng cách làm thêm thanh chống 12

Hình 1.5 Sữa chữa cọc cầu Trà Khúc 13

Hình 1.6 Sữa chữa cọc cầu Trà Khúc 14

Hình 1.8 Kết quả sữa chữa cầu – Mỹ 15

Hình 1.9 Kết quả sữa chữa cầu – Mỹ 15

Hình 1.10 Kết quả sữa chữa cầu – Mỹ 15

Hình 2.1 Một số sản phẩm vật liệu FRP 17

Hình 2.2 Biểu đồ thể hiện sự phân bố ng dụng vật liệu composit ở 18

Mỹ năm 2004 (Nguồn ACMA ) 18

Hình 2.3 Cấu trúc c a vật liệu FRP 19

Hình 2.4 ng suất - biến dạng c a các loại vật liệu FRP 24

Hình 2.5 Sửa chữa lớp bề mặt bêtông có chất lượng kỨm 25

Hình 2.6 Xử lý các vết n t có chiều rộng > 0.30mm bằng keo chuyên dụng 25

Hình 2.7 Công tác bo tròn cạnh với bán kính tối thiểu 20mm 26

Hình 2.8 Công tác vệ sinh bề mặt 26

Hình 2.9 Quy trình thi công quỨt keo lên bề mặt kết cấu 27

Hình 2.10 Tẩm keo lên tấm sợi (trường hợp tăng cường cho cột) 27

Hình 2.11 Công tác dán tấm sợi carbon cho dầm và cột 27

Hình 2.12 Công tác hoàn thiện 28

Hình 2.13 Thiết bị doa và mài bo tròn các góc, cạnh kết cấu bêtông 28

Hình 2.14 Thiết bị sửa, đục bỏ và cắt kết cấu bêtông 28

Hình 2.15 Thiết bị bơm keo tram vết n t kết cấu bêtông 29

Hình 2.16 Thiết bị làm sạch bằng th y lực kết cấu bêtông 29

Hình 2.17 Thiết bị thổi bụi kết cấu bêtông 29

TTHL va TT

Hình 2.18 Thiết bị tẩm keo dán tấm sợi 29 Hình 3.1: Mối quan hệ ng suất – Biến dạng trong kết cấu bê tông chịu nỨn có tăng cường và không tăng cường vật liệu FRP 32 Hình 3.2: Biểu đồ ng suất – biến dạng cho cột bê tông cốt thỨp bọc và không bọc vật liệu FRP (Rocca et al.2006) 33 Hình 3.3: Mô hình tính toán tăng cường khả năng chịu lực cho cột 34 Hình 3.4: Mô hình ng suất – biến dạng cho bê tông bị vật liệu FRP kìm chế biến dạng nở hông (Lam và Teng 2003a) 36 Hình 3.5: Biến đổi tương đương về mặt cắt dạng tròn 37 Hình 3.5: Biểu đồ quan hệ tương tác P – M 39 Hình 3.6: Mô hình biến dạng c a quan hệ tương t c P – M trên mặt cắt tại điểm B 40 Hình 3.7: Mô hình biến dạng c a quan hệ tương t c P – M trên mặt cắt tại điểm C 41

TTHL va TT

DANHăM CăB NGăBI U

Bảng 2.1 Các đặc trưng loại sợi carbon khác nhau 20

Bảng 2.2 Các đặc trưng loại sợi th y tinh khác nhau 21

Bảng 2.3 So sánh đặc trưng ba loại sợi 21

Bảng 2.5 Một số đặc trưng tiêu biểu c a hệ thống tấm sợi FRP 23

Bảng 2.6 Hệ số giãn nở nhiệt theo các phương c a vật liệu FRP 24

Bảng 3.8: Thông số kỹ thuật c a vật liệu FRP 44

TTHL va TT

NGHIÊNăC UăTHI TăK ăTĔNGăC NGăKH ăNĔNGăCH Uă

L CăC AăC TăBÊăTỌNGăC TăTHÉPăB NGăT MăS IăTH Yă

TİNH

H căviên:ăPh măTríăTơmăChuyênăngƠnh:ăK ăthu tăxơyăd ngăcôngătrìnhăgiaoăthông Mƣăs :ă60580205ăKhóa: 31 Tr ngăĐ iăh căBáchăkhoaăậ ĐHĐN

Tómăt tă- T măs iăth yătinhăchoăth yăph ngăphápăgiaăc ngăđ năgi n,ăcóăth ă

th căhi nănhanhăchóngăv iăchiăphíăt ngăđ iăth păvƠăkhôngălƠmătĕng kíchăth căc uă

ki n,ălƠmătĕngăkh ănĕngăch uăcắtăc aăk tăc uăbêătôngăc tăthép,ăđồngăth iălƠmătĕngăđ ă

c ngăvƠăđ ăd oăc aăk tăc uăbêătôngăc tăthép

TrìnhăbƠyăcácănguyênănhơnăgơyăh ăh ngăvƠăcácăbi năphápăki măđ nhăkh ănĕngălƠmăvi căc aăk tăc uăc tăbêătôngăc tăthép,ăt ăđóăđ ăxu tăcácăbi năphápăgiaăc ng,ăvƠă

gi iăthi uăm tăph ngăphápăgiaăc ngăk tăc uăc tăbêătôngăc tăthépăbằngăt mădánăFRPăđangăđ că ngăd ngă ăVi tăNam.ăQuaănghiênăc uăc aălu năvĕnăcóăth ănh năth yărõă

đ căcácă uăđi măc aăph ngăphápăs aăch a,ătĕngăc ngăbằngădánăt măFRPă ăm tăs ă

m tăsau:ăV tăli uăFRPăcóăc ngăđ ăch uăkéoăvƠămôăđunăđƠnăhồiăcao,ăđaăd ngăv ăch ngă

lo i,ătr ngăl ngănh ,ăthiăcôngăd ădƠngănhanhăchóng,ăkhôngăc năđ păpháăk tăc uăgi ănguyênă hìnhă d ngă k tă c uă cũ,ă thiă côngă khôngă c nă s ă d ngă coffa,ă ítă t nă nhơnă công,ăkhôngăc nămáyămócăđ căbi t,ăkhôngăc năb oăd ngăch ngăr ătrongăquáătrìnhăkhaiăthác

Vi cănghiênăc uăc aăđ ătƠiăgiúpăthêmăthôngătinăh uăíchăv ăv tăli uăFRP,ăcácăcôngă

th cătínhătoánăk tăc uăBTCTăđ cădánăt măFRPătheoătiêuăchu năc aăACI.ăK tăqu ătínhătoánăs căl căd căc aăk tăc u:ă

Hi uăqu ătĕngăc ngăch uănénău năđồngăth iăt iăđi măAătĕngă82,71%,ăđi măBătĕngă84,07%,ăđi măCătĕngă70,32%

Vìăv y,ăcóăth ăth yărằngăs ăd ngăt măs iăth yătinhătĕngăc ngăchoăk tăc uăăBTCTă

c iăthi năđángăk ăkh ănĕngăch uăl căc aăc t.ă

T ăkhóaăậ t m s iăth yătinh; c tăbêătôngăc tăthép; V tăli uăFRP; tĕngăc ngăch uă

l c;ănghiênăc uăthi tăk

TTHL va TT

DESIGN STUDY TO BEARING CAPACITY OF REINFORCED CONCRETE COLUMN WITH HYDRAULIC SHEETS Abstract - Fiberglass panels show simple reinforcement methods that can be

implemented quickly at relatively low cost and do not increase the size of the structure, increase the cutting resistance of the reinforced concrete structure Increases the hardness and ductility of the reinforced concrete structure

Describe the causes of damage and measures to verify the performance of the reinforced concrete column structure, thereby recommending reinforcement measures, and introducing a reinforced concrete column reinforcement method FRP reinforcement is being applied in Vietnam The study of the thesis can clearly see the advantages of the repair method, reinforced by FRP sticking in several ways: FRP materials have high tensile strength and modulus of elasticity, diversity light weight, quick and easy construction, no need to break the structure, keep the shape of the old structure, no coffa construction, less labor, no special machinery, no Anticorrosive maintenance during the extraction process is required

The study of the topic gives more useful information about FRP materials, reinforced concrete formula formulas that are pasted with FRP-compliant FRP sheets Results of calculating the vertical strength of the structure:

At the same time, the bending efficiency of bending at bending increased by 82.71%, B increased by 84.07% and C by 70.32%

Therefore, it can be seen that the use of reinforced fiberglass panels for reinforced concrete structures significantly improves the bearing strength of the columns

Key words ậ fiberglass panels; reinforced concrete column; FRP materials;

intensify to force; desốgnăstudy

TTHL va TT

M ăĐ Uă

I.ăTínhăc păthi tăc aăđ ătƠi:

Trênăconăđ ngăcôngănghi păhóa,ăhi năđ iăhóaăphátătri năđ tăn c,ăn năkinhăt ă

n cătaăcóănh ngăb căphátătri năr tănhanhătrongănh ngănĕmăg năđơy.ăĐiăkèmăv iăs ăphátătri nădơnăs ăngƠyăcƠngătĕngăd năđ năcácăcôngătrìnhăgiaoăthôngăngƠyăcƠngăđ căxơyăd ngănhi u.ăNhuăc uăxơyăm iăngƠyăcƠngănhi u,ănh ngăngơnăsáchăđ aăph ngăcóă

h n,ăchoănênăvi cănơngăc p,ăc iăt o nhằmănơngăcaoănĕngăl căho tăđ ng,ăkéoădƠiătuổiă

th ăcácăcôngătrìnhăgiaoăthông,ădơnăd ngăvƠăth yăl iătr ănênăr tăc năthi t.ăNgoƠiăyêuăc uă

v ăvi căđ măb oăch tăl ng,ăcònăph iăyêuăc uăv ătínhăth măm ,ăt oăv ăm ăquanăchoăđôă

th ălƠănhi măv ăh tăs căc păbách

nhi uă uăđi măv ăc ngăđ ,ătr ngăl ngănh ,ăkh ănĕngăch uăĕnămònătrongămôiătr ngănhi măm n,ăti tăki măchiăphíăchoăvi căs aăch a,ăc iăt oăcácăcôngătrìnhăcũ,ăth iăgianăthiă

công nhanh,ătínhăth măm ăcao

Vìăv y,ăT măs iăth yătinhăchoăth yăph ngăphápăgiaăc ngăđ năgi n,ăcóăth ă

th căhi nănhanhăch ngăv iăchiăphíăt ngăđ iăth păvƠăkhôngălƠmătĕngăăkíchăth căc uă

ki n,ălƠmătĕngăkh ănĕngăch uăcắtăc aăk tăc uăbêătôngăc tăthép,ăđồngăth iălƠm tĕngăđ ă

c ngăvƠăđ ăd oăc aăk tăc uăbêătôngăc tăthép.ăXu tăphátăt ăth căt ăđó,ăđ ătƠiăă“ăNghiênă

c uăthi tăk ătĕngăc ngăkh ănĕngăch uăl căc aăbêătôngăc tăthépăbằngăt măs iăth yătinh”ănhằmă ngăd ngăr ngărƣiăcôngăngh ănƠyă ăVi tăNam

II.ăM cătiêuănghiênăc uăc aăđ ătƠi:

c uăBTCTăvƠăkh ănĕngăápăd ngăcôngăngh ănƠyă ăn căta

III ăĐ iăt ngăvƠăph măviănghiênăc u:

c ngăchoăk tăc uăBTCTăbằngăcôngăngh ădánăt măs iăth yătinh

tĕngăc ngăkh ănĕngăch uăl căchoăk tăc uăBTCT

IV.ăPh ngăphápănghiênăc u:

TTHL va TT

- Tínhătoánăhi uăqu ătĕngăc ngăthôngăquaălỦăthuy tătínhătoán.ă

V.ăC uătrúcălu năvĕn:

Ph năm ăđ u:ăGi iăthi uăkháiăquátăchungăv ăBTCTătrongăquáătrìnhăkhaiăthácăs ă

d ngăvƠăm tăs ăbi năphápăs aăch a,ăc iăt oăvƠăgiaăc ngăcácăc uăki năđƣăb ăh ăh ng,ă

xu ngăc păđ ăkhôiăph căl iăkh ănĕngălƠmăvi căc aăcôngătrình

Ch ngă1:ăTổngăquanăv ăBTCT,ăvƠăcácăph ngăphápăgiaăc ngăk tăc uăBTCT

Ch ngă2:ăS ăl căv ăv tăli uăFRP,ăl chăs ăphátătri n,ăcácăđ cătr ngăc ăh căc aă

v tăli uăFRP,ăgi iăthi uăcácă ngăd ngăv tăli uăFRPătrongăs aăch aăvƠătĕngăc ngăk tă

c uăBTCT,ăcôngăngh ăthiăcôngădánăt măFRP

Ch ngă3:ăC ăs ălỦăthuy t,ătínhătoánătĕngăc ngăkh ănĕngăch uăl căc aăc uăv tăĐaăL c,ăt nhăTrƠăVinh

Cu iăcùngălƠănh ngăk tălu năvƠăki năngh ăc aăđ ătƠi

TTHL va TT

CH NGă1

T NGăQUANăBÊTỌNGăC TăTHÉPăăVÀăGI IăTHI UăCÁCă

PH NGăPHÁPăGIAăC NGăK TăC UăBÊTỌNGăC TăTHÉP

1.1 BÊTÔNG

1.1.1.ăVậtăliệuăcấuăthànhăbêtông

Bê tông lƠălo iăđáănhơnăt o,ăđ căch ăt oăt ăcácălo iăv tăli uăr i,ăch tăk tădínhăvƠă

ph ăgiaăn uăcó

+ăC tăli uăr i (cát,ăs i,ăđá dĕmầ):

 Cát ậ c tăli uăli uăbéă:ăCóăkíchăth că(1-:- 5)mm

 S i,ăđá dĕm ậ c tăli uăl nă:ăCóăkíchăth că(5 -:- 40)mm

+ăCh tăk tădính: Ch tăk tădínhăthôngăth ngălƠăv aăxiămĕng.ăV aăxiămĕngălƠă

hỗnăh păc aăăxiămĕngăăvƠăăn căăph nă ngăăv iăănhauăăt oăănênăăs năph măăth yăăhóaăăvƠăăcácăălỗăărỗngăăch aăăn c.ăăS năăph măth yăăhóaăăch ăăy uăălƠăăcácăgelăăcanxiăăsilicat

th yăăhóaăăvôăđ nhăăhìnhăăvƠăăcanxiăăhydroxit.ăR tăănhi uăăcácăăs năăph mănh ăăkhácăăcũngăăhìnhăăthƠnh,ăăđángăăk ăănh ăăcácăăphaăăc aăkhoángăaluminată(Taylor,ă1997).ăăCó

r tănhi uălo iăximĕng,ăphổăbi nănh tălƠăxiămĕngăPortlandăth ngă(OPC)ăđ căs n xu tă

b iăđ tănóngăcácănguyênăli uăthôăch aăcanxiăvƠăsilicaăđ nănhi tăđ ăcaoăvƠănghi năm năclinker.Troăbayăt ăcácănhƠămáyăđi năvƠăx ăc aăcácănhƠămáyăluy năthépăcũngăcóătínhă

ch tăxiămĕngăvƠătroănhiênăli uănghi nă(PFA)ăhayăx ălòăcaoă(GGBS)ăcóăth ădùngăđ ăthay

th ăxiămĕngăPortlandătrongăbêtông.ăĐi năhìnhănh ătrongăxiămĕngăcóăth ăch aăđ nă35%ăPFAăhayă70%ăGGBS.ăCácăh tăsilicaăsiêuăm năvƠămetakaolinălƠănh ngăv tăli uăcóătínhă

ch tăxiămĕngăkhácăcũngăcóăth ăđ cătr năv iăPortlandăxiămĕngăv iăhƠmăl ngănh ăh n.ă

Nh ng xiămĕngăhỗnăh pănh ăv yăđ cădùngănhằmăc iăthi năcácătínhăch tăc aăbêtôngăvƠăđôiăkhiăh ăgiáăthƠnhăs năxu t.ă

+ăPh ăgia: C iăthi năm tăs ătínhăch tăc aăbêătôngătrongălúcăthiăcôngăcũngănh

trongăquáătrìnhăs ăd ngănh ăl ngăn cănhƠoătr n,đ ăninhăk t,ăl u đ ng,ăc ngăđ ăbêătông,ăch ngăĕnămòn,ăch ngăth mầă

Cóăth ăvíăd ănh ăcácăph ăgiaăsiêuăd o,ăcácăph ăgiaăch ngăth m,ăph ăgiaăcu năkhíăvƠăcácăch tălƠmăch măhayătĕngăt căquáătrìnhăth yăhóaăc aăxiămĕng.ăPh ăgiaăsiêuă

d oăc iăthi nătínhăcôngătácăc aăbêtông,ăvìăth choăphépăgi măl ngăn cănhƠoătr năđ nă20%.ăPh ăgiaăcu năkhíădùngăđ ăc iăthi năkh ănĕngăch ngăs ăxu ngăc păc aăbêtôngădoăquáătrìnhăđóngătanăbĕng.ăBêtôngăph iăduyătrìătínhăcôngătácătrongăkhiăđổăvƠoăvánăkhuôn.ăCácăph ăgiaăki măhƣmăquáătrìnhăth yăhóaăcóăth ăđ cădùngănhằmăkéoădƠiăth iăgiană

TTHL va TT

ninhăk t,ătrongăkhiăcácăph ăgiaăđóngărắnănhanhăcóătácăd ngărútăngắnăth iăgianăninhăk t,ănhanhăchóngăđ tăđ căc ngăđ ăsauăđiăđổăbêtông

Nguyên ệý chế tạo bê tông: LƠăcácăc tăli uăl nălƠmăb ăx ng,ăc tăli uănh ăl pă

đ yăcácăkho ngătr ng,ăch tăk tădínhăcóătácăd ngăliênăk tăcácăc tăli uăl iăv iănhauăt oănênăth ăđ căchắcăcóăkh ănĕngăch ngăl iăbi năd ng

Hình 1.1 Mặt cắt bêtông

1.1.2.ăTínhăchấtăcủaăbêtôngăă

Ch tăl ngăbêtôngăh pălỦăcóăth ăđ tăc ngăđ ăl năh nă40ăMPa.Bêătôngăcóăkh ănĕngă

ch uănénăkháăt t Nh ngăcóăkh ănĕngăch uăkéoăl iăr tăkémă(kémăt ă8ă- 15ăl năsoăv iăkh ănĕngăch uănén).ă

bêtông

BêtôngăcóăcácălỗărỗngăvƠăchúngăcóă nhăh ngăr tăquanătr ngăđ nătínhăch tăc aă

bêtông Canxi-silicată th yă hóa,ă s nă ph mă chínhă c aă quáă trìnhă th yă hóa,ă cóă đ ă rỗngăkho ngă28%ă(lỗărỗngăgel).ăN căd ăth aăs ăchi măchỗătrongăbêtông,ăd năđ n s ăhìnhăthƠnhăcácălỗărỗngămaoăd n.ăTrongăbêtôngăcũngăcóăch aăkhôngăkhíăvƠăcácălỗărỗngăkhác.ăCácălỗărỗngămaoăd năcóăđ ngăkínhăđ nă1µm,ătrongăkhiăcácălỗărỗngăgelăcóăđ ngăkínhăvƠiănm.ăNh ngăb tătúiăcu năkhíăđi năhìnhăcóăđ ngăkínhă0.1ămmăvƠăđ căphơnăb ă

bênătrong,ăcácălỗărỗngăbênăd iăcácăh tăc tăli u,ăvƠărỗă“tổăong”ă(GlassăandăBuenfeld,ă

2000a) Cácăch tăd năđi năth ngăxu tăhi nătrongăcácălỗărỗngăvƠăcácăkhuy tăt tăl năh n trongăbêtông.ăNóăch aăcácăionănh ăNa+,ăK+,ăCa2+,ăOH- và SO42-,ăcũngănh ăoxyăhòaătan.ăĐi măđángăchúăỦăc aăxiămĕngăth yăhóaălƠăcácăphaăch aăn cănhanhăchóngăđ tă

đ căpHăcao.ăH năn a,ăv tăli uăcóăph năl uătr ăki măl năd iăd ngăcácăs năph măth yă

hóa hòa tan ch ngăl iăs ăgi măpHă ăcácăgiáătr ătrênă10.ăDungăd chăcóătínhăki mătrongăcácălỗărỗngăc aăbêtôngăt oăđi uăki năthu năl iăchoăs ăhìnhăthƠnhăl păth ăđ ngătrênăb ă

TTHL va TT

m tăc tăthép.ăL păth ăđ ngăđ căhìnhăthƠnhăt ăcácăoxităkhôngăhòaătan,ăs năph măc aăcácă ph nă ngă nhi tă đ ngă h că gi aă thép,ă n că vƠă oxyă trongă môiă tr ngă cóă pHă cao.ăMƠngăth ăđ ngăđóngăvaiătròăl părƠoăc n,ăc nătr ăquáătrìnhăĕnămònăc tăthép.ăS ăxơmă

nh păc aăcácăch tăđ căh iăcóăth ădi năraătrongăbêtôngăquaăh ăth ngălỗărỗng,ăth ngăch ă

y uăquaăcácălỗărỗngămaoăd n.ăV tăn tăs ăphátătri nă ănh ngăn iăbêtôngăch uă ngăsu tăkéoăvƠăc tăthépăch uăt iătr ng,ădoăđóăs ălƠmăgi măch cănĕngăb oăv ăc aăl păbêtôngăb oă

v ăCũngăcóăr tănhi uănguyênănhơnăkhácănhauăgơyăcoăngótăc aăbêtôngăcóăth ăgơyăraăcácă

v tăn tătrongăbêtôngă(Neville, 1996)

1.2.ăQUÁăTRỊNHăXU NGăC PăVÀăH ăH NGăC AăBTCT

1.2.1.ăCácăquáătrìnhăxuốngăcấp

Hình 1.2 Quá trình xuống cấp c a bêtông và ăn mòn cốt thỨp

Cóăr tănhi uăquáătrìnhălƠmăgi măch tăl ngăkhaiăthácăc aăcácăcôngătrìnhăbêtôngă

c tăthép,ăbaoăgồmăquáătrìnhăxu ngăc păc aăchínhăv tăli uăbêtôngăvƠăquáătrìnhăĕnămònă

c tăthépă(hìnhă1.2)ă(ENVă1504-9, 1997)

1.2.2.ăĔnămònăsunăphátăăăăă

Ĕnămònăsunăphátădoăquáătrìnhăph nă ngăhóaăh căgi aăsunăphátăhòaătanăvƠăcácăthƠnhăph nătrongăxiămĕng.ăCácăs năph măhìnhăthƠnhăchi măth ătíchăl năh năr tănhi uăsoăv iăcácăch tămƠăchúngăđƣăthayăth ăvƠălƠmăchoăv aăxiămĕngăb ăpháăho i;ădoăđóăgơyă

TTHL va TT

giƣnăn ăvƠăpháăho iăbêtông.ăS ăpháăho iădoăsunăphátăcóăth ăbaoăgồmăs ăhìnhăthƠnhăettringite,ăquáătrìnhăettringiteămu năvƠăs ăhìnhăthƠnhăthaumasite (Hobbs, 2001)

Ettringiteă hayă Canxiă aluminumă sună phátă hydroxită th yă hóaăăă

phaăaluminatătrongăxiămĕng.ăNóăđ căhìnhăthƠnhătrongăquáătrìnhăth yăhóaăxiămĕngăkhiă

canxi sun phátăđ cătr năvƠoătrongăbêtôngăđ ăki măsoátăquáătrìnhăth yăhóa.ăNóălƠăch tăcóătínhăgiƣnăn ănh ngăch ăcóătácăd ngăpháăho iăkhiăhìnhăthƠnhăsauăkhiăxiămĕngăđƣăhóaă

c ng.Tr ngăh păphổăbi năc aăquáătrìnhăĕnămònăsunăphátălƠăquáătrìnhăxơmăth căsunăphátăt ămôiătr ngăbênăngoƠiăvƠoătrongăbêtôngăvƠăt oăraăettringite.ăCácăgócăc nhăđ că

bi tăr tăd ăb ă nhăh ngăvƠăk tăqu ălƠăb ăm tăbêtôngăd ăb ăpháăv ,ăxemăhìnhă1.3.ăăă

Thaumasiteă hayă Canxiă silicată cacbonată sună phátă th yă hóaă

(Ca3Si(OH)6CO3SO4.12H2O)ăđ căhìnhăthƠnhădoăsun phátăxơmănh păvƠoăbêtôngăhayă

v a.ăNóăth ngăbắtăg pă ămôiătr ngă măvƠăl nhănh ăcácăcôngătrìnhăng măv iăcácă

đi uăki năcóăs năsunăphát,ăcacbonatăvƠăn c.ăBêtôngăs ăd ngăc tăli uăđáăvôiăth ngăăb ănhă h ngă c aă thaumasite,ă b iă chúngă lƠă nguồnă cungă c pă ionă cacbonat Thaumasite

tr ngăn ăvƠătácăđ ngăđ năc ăhồăxiămĕngăvƠăc tăli u.ă

1.2.3.ăPhảnăứngăkiềm-silica

Ph nă ngăki m-silicaălƠăph nă ngăhóaăh căgi aăcácăkhoángăsilicătrongăc tăli uăv iă

ki mătrongăbêtông.ăPh nă ngăt oăraăgelătr ngăn ăsauăkhiăxiămĕngăhìnhăthƠnhăc ngă

đ ,ăgơyă ngăsu tăbênătrongăd năđ năgiƣnăn ăvƠăn tăbêtông.ă

Cácănhơnăt ă nhăh ngăđ năt căđ ăph nă ngăvƠăm căđ ăgiƣnăn ăgồmăhƠmăl ngă

ki m,ăl ngăc tăli uăho tătínhăvƠăkíchăth căh t,ăđ ă măc aăbêtông,ăs ăchênhăl chăđ ăm,ănhi tăđ ăvƠătínhăxuyênăth măc aăbêtông.ăHƠmăl ngăki mă(đoăbằngăhƠmăl ngăNatriăvƠăKaliătrongădungăd chăpHăcaoăch aătrongălỗărỗngăbêtông)ăph ăthu căvƠoălo iăxiămĕng

Tácăđ ngăch ăy uăc aăl aălƠăgơyăraăbiênăđ ăthayăđổiănhi tăđ ăr tăl nătrongăbêtông.ă

S ăkhácănhauăv ăs ăgiƣnăn ănhi tălƠmăbongăv ăl păph ăb ăm tăvƠăgi măc ngăđ ă nhă

h ngătr căti păc aănhi tăđ ăđ năc ngăđ ăc aăbêtôngălƠănh ăS ăm tăđ ă măkhiănhi tă

đ ăcaoăcóăth ăd năđ năs ăsuyăgi măc ngăđ ăvƠătínhăđƠnăhồi.ă

1.3.ăNGUYÊNăNHỂNăD NăĐ NăH ăH NGăTRONGăK TăC UăBTCT

1.3.1.ăBêtôngăbịărỗ

Hi năt ngănƠyăkháăphổăbi nătrongăquáătrìnhăđúcăbêtôngălƠmăgi măkh ănĕngăch uă

l căc aăk tăc uăvƠăk tăc uăd ăb ăxơmăth căt ămôiătr ngăngoƠiăgơyănênăh ăh ngăvƠăs păđổăcôngătrình,ăcóă3ălo iărỗănh ăsau:

trênăm tăk tăc u;

khôngăđ căv aăxiămĕngăliênăk tăch t,ăchoăđ năkhiăg păl păbêtôngăquánhăchắcăbênătrong,ăthìăđƣăhìnhăthƠnhăm tălỗăsơuătrongăbêtôngăđ ăl ăc tăthépăraăngoƠi;

Nh ngănguyênănhơnăgơyăraăhi năt ngărỗ:ă

1.3.2.ăBêtôngăbịărỗng

Hi năt ngăbêtôngătrongăk tăc uăb ărỗngălƠăvìăv aăbêtôngătrongăkhiăđổăb ăngĕnă

ch nă ăm tăđo nănƠoăđóăvƠăth ngăxu tăhi nă ănh ngăv ătríănh ăsau:

khôngăcóăl păb oăv ,ăs ădƿăcóăhi năt ngănƠyăvìăkhiăđổăbêtôngăl ngăc tăthépăb ătríăquáădƠyănênăhỗnăh păbêtôngăkhôngăth ăxu ngăđ năd iămƠăch ăcóăv aăximĕngăxu ngă

c tăli uăl năđƣăb ăc tăthépăgi ăl i;

d măv năđ căch ngăđ ăcĕngăbênăd i,ăc tăthépăđ uăc tăth ngăb ătr ătr iăra,ăph năbêtôngăt aăc aăd mălênăc tăhoƠnătoƠnănh ăkhôngăcó;

TTHL va TT

- ăcácăn iăcóăb năthépăchônăs năđ ăhƠnăliênăk tăcácăk tăc uăv iănhau,ăkhiăđúcăbêtông,ăv aăkhôngăchuiăxu ngăđ căd iăcácăb năthépăđó,ănênăhìnhăthƠnhăkhoanătr ngărỗngăbênăd i;

1.3.3.ăBêtôngăbịănứtănẻ

Hi năt ngăbêtôngăb ăn tăn ălƠătri uăch ngăbêtôngăch uă ngăsu tăvƠăbi năd ng,ăcóă

nh ngă ngăsu tăt ăb năthơnăbêtôngăgơyăraătr căkhiăch uăt iădoăcoăngótătr ngăn ăho că

ph nă ngăphátănhi tătrongăbêtông

a) Vết n t do co ngựt

Lo iăv tăn tănƠyăth ngăxu tăhi nătrongăl păb ăm tăc aăbêătôngădoăquáătrìnhăcoăngótăkhôngăđ u.ăNguyênănhơnălƠădoăhƠmăl ngăxiămĕngăquáănhi uătrongăhỗnăh păbêătông,ădoăđ căđi măc aăd ngăk tăc u,ădoăcáchăb ătríăc tăthépăkhôngăh păvvvầ.ă

d) Vết nứt ngang trong bản mặt cầu

Nguyênănhơnădoămôămenău năt oăraăquáăl nălúcăc uăd măđ ălắpăghép,ăho cădoăd ăngăl cănénăquáăm nh

e) Vết nứt ngang trong bầu dưới ở vùng chịu kéo chứa cốt thép dự ứng lực

V tăn tănƠyăch ngăt ăthi uăd ă ngăl c,ăm tămátăd ă ngăsu tăquáănhi uădoăcoăngót,ăt ăbi năc aăbêătôngăvƠăm uăneoălƠmăvi căkhôngăbìnhăth ng.ăCácăv tăn tănƠyăkhôngălƠmăgi măkh ănĕngăch uăt iătínhătoánăc aăk tăc uănh pănh ngăcóăth ăt oăđi uă

ki năchoăr ăĕnămònăc tăthépăd ă ngăl căvƠăgi măd nătuổiăth ăc aănó

e) Vết nứt ngang trong bầu dưới ở vùng chịu kéo chứa cốt thép dự ứng lực

V tăn tănƠyăch ngăt ăthi uăd ă ngăl c,ăm tămátăd ă ngăsu tăquáănhi uădoăcoă

ngót, t ăbi năc aăbêătôngăvƠăm uăneoălƠmăvi căkhôngăbìnhăth ng.ăCácăv tăn tănƠyăkhôngălƠmăgi măkh ănĕngăch uăt iătínhătoánăc aăk tăc uănh pănh ngăcóăth ăt oăđi uă

ki năchoăr ăĕnămònăc tăthépăd ă ngăl căvƠăgi măd nătuổiăth ăc aănó

f) Vết nứt dọc trong bầu dầm chứa cốt thép dự ứng lực

Xu tăhi năngayătrongănh ngănĕmăđ uăkhaiăthácăc u.ăNguyênănhơnălƠădoăbi nă

d ngăngangăl năkhiăd ă ngăl cănénăm nhăbêătôngăvƠădoăcoăngótăb ăc nătr ăH uăqu ălƠă

TTHL va TT

r ănhanhăvƠătr mătr ngă ăc tăthépăd ă ngăl c,ăcácăs năph mădoăr ăt oăraăs ătr ngăn ătoăthêmăv tăn t,ăkhi năr ăcƠngănhanhăh năvƠăs măpháăho iăk tăc uănh p

g) Vết nứt ngang ở đoạn đầu dầm

Xu tăhi nădoă ngăsu tăc căb ăquáăl nă ăbênăd iăm uăneoăc tăthépăd ă ngăl c.ăPhátătri nătrongăth iăkỳăđ uăkhaiăthácăc u

h) Vết nứt ở bên trên thớt gối

NguyênănhơnălƠădoăc uăt oăc tăthépăđ tă ăđ uăd măkhôngăđ ăvƠăc uăt oăđ uăd măkhôngăh pălỦă(neoăđ tăquáăsátănhau,ăth tăg iăngắn),ầS ălƠmăvi căc aăth tăg iăcóă nhă

h ngăđ nălo iăv tăn tănƠy.ă

1.3.4.ăBêtôngăbịăvỡălở

Bêtôngăb ăv ăl ăthƠnhăt ngăm ngăth ngăx yăraă ăcácăgóc,ămépăc nhăk tăc uăvƠă

c ătrênăm tăt măbêtông.ăNguyênănhơnăl ăv ăbêtôngălƠădo:

1.3.5 Bêtông quá khô

Doăbêtôngăkhôngăđ căb oăd ngăt t,ăkhôngăđ căt iăn căth ngăxuyên,ăb ă

m tăn cănhanhăbêtôngăkhôngăđ ăn căđ ăth yăhóaăxiămĕngăd năđ năc ngăđ ăbêtôngă

gi măđiărõăr t

1.3.6.ăSuyăthoáiăcủaăbêtông

BêtôngălƠălo iăv tăli uăd ăn t,ăcácăv tăn tălƠmăgi măđ ăc ngăc aăti tădi n,ălƠmămôiă tr ngă v tă li uă b ă đ tă đo nă vƠă lƠă tri uă ch ngă c aă s ă phơnă b ă l iă n iă l că gi aăbêtôngăvƠăc tăthép

Bêtôngăcóăđ ărỗngăx păl năcóăth ălênăt iă40%ăth ătích;ădùăbêtôngăcóăch tăl ngă

t tăthìăđ ărỗngăx păx păx ă10%ăth ătíchăc aăbêtông.ăVƠăcácălổărỗngănƠyăs ăth măn călƠă

nguyên nhân gây suyăthoáiăch tăl ngăbêtông

S ălƣoăhóaăc aăbêtôngăbắtăđ uăb iăcácăkheăn tătrongăquáătrìnhăthiăcôngăho căquáătrìnhăkhaiăthác,ăcácăch tănguyăh iăchoăbêtôngăvƠăc tăthépăs ăxơmăth căbêtôngăvƠăc tă

thép

1.3.7.ăSựălàmăviệcămỏiăcủaăBTCTăthường

M iălƠăm tăquáătrình thayăđổiălơuădƠiăc uătrúcăbênătrongăv tăli u,ăph ăthu căvƠoă

t iătr ngăl p.ăTrongăBT,ănh ngăthayăđổiănƠyăliênăquanăm tăthi tăđ năs ăhìnhăthƠnhăvƠăphátătri năc aăcácăv tăn tănh ăbênătrong,ăvƠăs ăpháăv ăl cădính.ăT ăđóăcóăth ăd năđ nă

s ăh ăh ngănhanhăc aăBT, CTăvƠăti pătheoălƠăh ăh ngăc aăk tăc uăcôngătrình

TTHL va TT

a Bêtông chịu lực mỏi

C ăh căc aăs ăn tăm iătrongăbêtông ho căv aăcóăth ăchiaăthƠnhăbaăgiaiăđo n.ăGiaiă

đo năth ănh tăt ănh ngăvùngăb ăy uătrongăbêtông ho căv aăvƠăđ căcoiălƠăs ăm ăđ uăchoănh ngăv tăn t Giaiăđo năth ăhaiălƠăs ăhìnhăthƠnhăch măcácăv tăn tăv iăkíchăth cănóiăchungănh ăCònăgiaiăđo năth ăbaădi năraăkhiăcóăs ăhìnhăthƠnhăđ ăcácăv tăn tăgơyă

m tăổnăđ nhăho căkíchăth căcácăv tăn tătĕngălênălƠmăthuăh pădi nătíchăm tăcắtăc aăk tă

c u,ănênăk tăc uăkhôngăcònăđ ăkh ănĕngăch uăt iănh ăkhiătínhătoánăd năđ năh ăh ng

giaiăđo năđ u,ăbêtông th ngăch uănénăcóăđi uăch nhăl căho căch uăl căkéoăm iăcóă ngăsu tătĕngăm nhăm tăth iăgianăngắn,ăsauăđóăđ uăđ nătĕngănh ătrongăgiaiăđo năhaiăvƠă ăgiaiăđo năcu iăthìă ngăsu tătĕngătr ăl iăm tăcáchăđángăk ătr căkhiăm uăb ăpháă

ho i.ăModunăđƠnăhồiăc aăbêtông gi măđángăk ătrongăsu tăth iăgianăthíănghi mădoăs ăhìnhăthƠnhăv tăn tăr tănh ă

D iăl cănénăd cătr c,ăcóăs ăr năn tănh ătrongăgiaiăđo năcu iănƠy.ăCácăv tăn tă

xu tăhi năthêmăvƠăn iăl i,ăsongăsongăv iăh ngăl cătácăd ngătrênăb ăm tăc aăm uăd nă

đ năh ăh ngăti pătheo.ăBêtông ch uă ngăsu tăđổiăchi uăb ăh ăh ngănhanhăh n,ăcóăth ă

gi iăthíchădoăs ăt ngătácăgi aăcácăv tăn tănh ăcóăh ngăkhácănhauădoăl cănénăvƠăl că

kéo gây ra

b Cốt thép chịu lực mỏi

Tuổiăth ăm iăc aăc tăthépăcóăth ăđ căchiaăthƠnhăphaăr năn tăđ uătiên,ăphaălanătruy năv tăn tăm tăcáchăđ uăđ năvƠăphaăgƣyădònăc aăph năti tădi năcònăl i.ăV tăn tăbană

đ uă ăthanhăthépăcóăg ăth ngăbắtăđ uă ăgócăcácăg ăn iămƠăcóă ngăsu tăt pătrung

c BTCT thường chịu lực mỏi

B ăr ngăv tăn tăs ăl năh năvƠăph năbêtôngăch uăkéoăs ănh ăh năk tăqu ălƠăđ ăvõngăl nă

h n.ăS ăh ăh ngăth ngăx yăraădoăc tăthépăch uăkéoăh ăh ngăm i.ăM tăd ngăh ăh ngă

c ăh căkhácălƠădoăbêtôngăvùngănénăb ăépăv ;ă

- M iădoăcắt:ăD măkhôngăcóăc tăthépăch uăcắtăphátătri năv tăn tăsauăvƠiăchuăkỳă

đ uătiên,ăbi năd ngăch ătĕngăít.ăV tăn tăcắtăt iăh năxu tăhi năxuyênăquaăcácăv tăn tău n.ăChi uăr ngăc aăv tăn tănƠyăkhôngătheoăs ăthayăđổiă ngăsu tănƠoăvƠăk tăqu ălƠăcácăd mă

b ăh ădoăm iăc aăcácăthanhănénăch ngă(mépătrênăd m).ăCácăd măcóăc tăthépăch uăcắtă

xu tăhi năh ăh ngăm iăc aăc tăđaiăho căpháăv ăbêtôngăchungăquanh

1.4 ă CÁCă PH NGă PHÁPă GIAă C NGă K Tă C Uă M ,ă TR ă C U,ă MịNGă

C C

* H ăh ngădoăn t:

TTHL va TT

 Đ iăv iăcácăthơnătr ,ăm ăd ngăc tăhayălĕngătr ăc năđi uătraăcácăv tăn tăthẳngă

đ ngăcũngănh ătìnhătr ngăr ăc tăthépăn ngălƠmăv ăbungăl păbêătôngăb oăh ă đo năcóă

đ ă mă tăthayăđổiădoăm căn călênăxu ng

vƠăv tăn tăxiênădoăcácăy uăt ăch uăl căgơyăraă(doălúnăm ătr ăkhôngăđ u,ădoăb ătríăcácă

c c,ăc tăkhôngăđúngăv ătríăc năthi t, doăh ăh ngăg iăc uăầ)ăCũngăc năđ uătraăk ă ăchỗă

n iăc tăthơnăvƠoăxƠămũălƠăn iăcóăth ăb ăn tăvòngăquanh

*ăHưăhỏngădoăchuyểnăvị:

gi aăđ uăk tăc uănh păv iăm ăđ ăphátătri năcácăchuy năv ăquáăm c.ăN uăphátăhi năđ căvƠănghiăng ăc năph iăti năhƠnhăđoăđ căchiăti t

raăs tăl ,ălúnătƠăv t,ălúnăray,ăbi năd ngăvƠă ngăsu tătrongărayătĕngătĕngălênăcóăth ăđ nă

m cănguyăhi m

1.4.2 Sữaăchữaăhưăhỏngăkếtăcấu,ămốătrụ:

Ph iăcĕnăc ăvƠoăt ngălo iăk tăc uăc ăth ,ăm căđ ăh ăh ngăđ ăl aăch năcácăgi iăphápăcôngăngh ăs aăch aăphùăh p.ăM tăs ăgi iăphápăcôngăngh ăcóăth ăápăd ng:

 LƠmăl iăm chăv a

 Kêăđ măl iăg i

 Đ căpháălƠmăm iăl iăc căb ăph năh ăh ng

 Phunăv aăxiămĕngăápăl căcao

 Phunăv aăxiămĕngăg căeepoxyăápăl căcao

 Thayăđá,ăthayăbêătôngăbằngăbêătôngăc tăthép

 Baoăb căbêătôngăc tăthép

 Cácăph ngăphápăgiaăc ngăđ tăn nămóng

 Đóng,ăkhoanăh ăthêmăc c,ăm ăr ngămóng

 Thayăđ tăbằngăđáă(gi măápăl căsauăm )

 Giaăc ăch ngăxóiămònăm ,ătr ăc u

TTHL va TT

1.4.3 Tĕngăcườngăkhảănĕngăchịuălực củaămốăcầu

Cácăph ngăphápăthôngăd ngăđ ătĕngăc ngăm ăc uălƠ:

 Thayăđ tăđắpăcũăsauăm ăbằngăđáădĕm,ăđáăh căđ ăgi măápăl căđ yăngangăc aălĕngăth ătr tăsauăm

 LƠmăthêmăho călƠmăl iăb năquáăđ ăcóăđ ădƠiă3÷ă6măvƠădƠyă20÷ă30cmăbằngă

BTCT

 Kéo dài thêm m tănh păn aăvƠoăb ăđ iăv iătr ngăh păm ăkhôngăđ ăkh ănĕngă

ch uăl c.ăNh ăv yăc năxơyăd ngăm ăm iă ăphíaătrongăb

Hình 1.3 Tăng c ng mố bằng cách xắp xếp đá sau mố thay cho đất cũ

` ` Hình 1.4 Tăng c ng mố bằng cách ệàm thêm thanh chống

1.4.4 Tĕngăcườngăkhảănĕngăchịuălựcăcủaătrụăcầu

*ăTĕngăcườngăkhảănĕngăchịuălựcăcủaăthânătrụ:

TTHL va TT

 Ph ngăphápăbaoăb căbêătông:ăPh ngăphápănƠyălƠăt oăraăl păáoăBTCTădƠyă10ă

÷ă15ăcmăbaoăquanhăthơnătr ăcũătrênăsu tăchi uăcaoăthơnătr ăđ ătĕngădi nătíchăch uăl că

cho thân tr

 Ph ngăphápăs ăd ngăv tăli uăFRPăc ngăđ ăcao:ăPh ngăphápănƠyăs ăd ngă

v tăli uăFRPăcùngăđ ăcaoăbaoăb căxungăquanhăthơnătr ătheoăph ngăthẳngăđ ngăvƠă

ph ngăngangăđ ătĕngăkh ănĕngăch uăl căc aăbêătôngăăthơnătr

 Ph ngăphápăs ăd ngăvõăthépăbaoăb c:ăTĕngăkh ănĕngăch uăl căc aăthơnătr ăbằngăvõăthépăbaoăb căxungăquanhăthơnătr

*ăTĕngăc ngăkh ănĕngăch uăl căc aăxƠămũătr

 Cácăgi iăphápătĕngăc ngăkh ănĕngăch uăl căchoăxƠămũătr ăt ngăt ănh ăk tăc uă

nh păbêătôngăc tăthépăvìăxƠămũăch uău năgi ngăk t c uănh p.ăCácăph ngăphápăs ăd ngăbaoăgồm:ăBaoăb căbêătông.ăDuwLăngoƠiăho căs ăd ngăv tăli uăFRPăc ngăđ ăcao

*ăPh ngăphápăbaoăb căbêătông:

Ph ngăphápănƠyăt oăraăl păáoăBTCTădƠyă10ă÷ă15ăcmăbaoăquanhăthơnăc căcũătrênă

su tăchi uăcaoăc căđ ătĕngădi nătíchăch uăl căchoăc c

K tăqu ătĕngăc ngătrongăth căt

` Hình 1.5 S a ch a cọc cầu Trà Khúc

TTHL va TT

Hình 1.6 S a ch a cọc cầu Trà Khúc

*ăPh ngăphápăs ăd ngăt măFRPăch ăt oăs n:

Ph ngăphápănƠyălƠăph ngăphápătiênăti nănh tăhi nănay.ăĐ căđi măc aăph ngăphápălƠăs ăd ngăt măFRPăch ăt oăs nălƠmăvánăkhuônăsauăđóăđổăbêătôngăg căepoxyăl păkho ngătr ngăgi aăt măFRPăvƠăbêătôngăhi năt iăc aăc c,ăc t.ăKh ănĕngăch uăl căc aă

c c,ăc tăăđ cătĕngălênăđángăk ădoăph năvõăb căs ăd ngăv tăli uăc ngăđ ăcaoăvƠătĕngă

kh ănĕngăch uănénăc aăbêătôngădoăkìmăch ănénăn ăhôngăc aăbêătông

Trìnhăt ăcácăb căcôngăngh ăthiăcôngătĕngăc ngăkh ănĕngăch uăl căc aăc c,ăc tă

s ăd ngăt măFRPăch ăt oăs n:ătríchătrongă“ăGi iăphápătiênăti n trongăs aăch a,ătĕngă

c ngăkh ănĕngăch uăl căchoăk tăc uăbêătong,ăs ăd ngăc tăs iăc ngăđ ăcaoădínhăbámăngoƠiăFRP”.ăC aăNguy năTr ngăNghƿa,ănhƠăxu tăb năxơyăd ng

` Hình 1.7 Phương pháp sử dụng tấm FRP chế tạo sẵn

TTHL va TT

Hình 1.8 Kết quả s a ch a cầu – Mỹ

Hình 1.9 Kết quả s a ch a cầu – Mỹ

Hình 1.10 Kết quả s a ch a cầu – Mỹ

Trongăcácăph ngăphápăgiaăc ngăk tăc uăph ngăphápăgiaăc ngăk tăc uăbêătôngăbằngăt mădánăFRPătuyăh năch ăv ăm tăgiáăthƠnh,ănh ngăs aăch aăvƠăăgiaăc ăcôngătrìnhăbằngăcáchăs ăd ngăv tăli uă FRPăcóăr tănhi uă uăđi mănh ă thiăcôngăđ năgi n,ă

TTHL va TT

nhanhăchóng,ăkhôngăc năph iăđ păpháăk tăc u,ăkhôngăc năs ăd ngăc păpha,ăđ măb oă

gi aănguyênăhìnhăd ngăk tăc uăcũ,ăcôngătrìnhăsauăkhiăgiaăc ăv năcóătínhăth măm ăcao,ă

đ căbi tăv iăcácăcôngătrìnhăđòiăh iăkh ănĕngăch ngăth măvƠăĕnămòn.ă

Trongăch ngă1ănghiênăc uăv ăc uătrúcăc aăv tăli uăbêătông,ăquáătrìnhăxu ngăc pă

c aăbêătông,ăph ngăphápăđánhăgiáăki măđ nhăch tăl ngăc aăbêătôngă,ănêu các nguyên nhơnăchínhăgơyăh ăh ngăk tăc uăbêătông,ăđ ăxu tăcácăcácăph ngăphápăgiaăc ngăk tă

c uăbêătôngătrongăđóăđ ăc păđ năgiaăc ngăk tăc uăbêătôngăbằngăt mădánăFRP.ăTrongă

ch ngăăti pătheoăs ănghiênăc uănhi uăh năv ăquáătrìnhăhìnhăthƠnhăvƠăphátătri n,ăcácă

đ cătr ngăc ăh căc aăv tăli uăFRP

TTHL va TT

CH NGă2ă

T NGăQUANăV ăV TăLI UăFRPăVÀăCỌNGăNGH ăTHIă

CỌNGăDÁNăT MăCOMPOSITE

composite đ căch ăt oăt ăcácăv tăli uăs i,ătrongăđóăbaălo iăv tăli uăs iăth ngăđ căs ă

d ngălƠăs iăcarbon,ăs iăth yătinh,ăs iăaramid.ă

V tăli uăFRPăcóăcácăd ngănh ă:ăFRPăd ngăt m,ăFRPăd ngăthanh,ăFRPăd ngăcáp,ăFRPăd ngăv i,ăd ngăcu n.ăTrongăs aăch aăvƠătĕngăc ngăk tăc uăth ngădùngăd ngă

t măvƠăd ngăv i

D ngăt măăăăăăăăăăăăăăăăăăăăăăăăăăăăăăăăăD ngăcu n

D ngăch ăt oăs nă D ngăthanhăă D ngăbĕng

Hình 2.1 Một số sản phẩm vật ệi u FRP

+ S iăCarbon đ căc uăt oăgồmăănhi uăs iăc căm ngăkho ngă0,005-0,010mm

đ ngăkínhăvƠăbaoăgồmăch ăy uălƠăc aăcácănguyênăt ăcarbonăđ căliênăk tăv iănhauătheoăph ngăsongăsongăv iătr cădƠiăc aăs i.ăS iăcarbonăch uăl căđ căc uăt oăb iăr tănhi uăs iăcarbonăđ căxoắnăv iănhau,ăcó th ăđ căs ăd ngăb iăs iăđ căl păho căd tăthƠnhăv i.ăS iăcarbonăcóăđ ăb năkéoăcao,ătr ngăl ngănh ,ăch uănhi tăđ ăcaoăvƠăgiƣnăn ănhi tăth păđ că ngăd ngăr tăphổăbi nătrongăcôngănghi păvũătr ,ăcôngătrìnhădơnăd ng,ăquơnăs ,ăvƠăôătôăth ăthao.ăS iăcarbonăbắt đ uăth ănghi măt ăcu iănh ngănĕmă1950ăvƠă

TTHL va TT

đƣăđ căs ăd ngătrongăngƠnhăcôngănghi păAnhăt ăđ uănh ngănĕmă1960.ăS iăcarbonă

đ căs ăd ngăchoăcácăyêuăc uăc nătĕngăc ngăđ căbi tăđ că ngăd ngăphổăbi nătrongăngƠnhăhƠngăkhôngăvũătr ,ăôătôăvƠăth ăthaoầ

+ă S iă th yă tinh đ că c uă t oă gồmă nhi uă s iă nh ă cóă đ ngă kínhă t ă 2ă - 10

micromet.ăS iăth yătinhăkhôngăgiònăvƠăr tădai,ăcóăđ ăch uănhi t,ăđ ăb năhóaăh căvƠăđ ăcáchăđi năcao.ăS iăth yătinhăcóătínhăch tăc ăh căg năt ngăđ ngăv iăcácălo iăs iăkhácă

nh ăpolymerăvƠăs iăcarbon.ăS iăth yătinhăđ că ngăd ngăphổăbi năđ ătĕngăc ngăcácă

k tă c uă ch uă l c,ă đ că bi tă ch uă t iă tr ngă m i,ă t iă tr ngă đ ngă đ tă choă d m,ă c t,ă sƠn,ă

c cầ

S iăth yătinhăđƣăđ căth ănghi mătrongăcácă ngăd ngăquơnăs ăvƠoăcu iăChi nătranhă Th ă gi iă II.ă Choă đ nă nayă s iă th yă tinhă đ că s ă d ngă r ngă rƣiă trênă t tă c ă cácăngƠnhăcôngănghi păđ ătĕngăc ngăkh ănĕngăch uăl căchoăk tăc u

+ S iăAramid xu tăhi năđ uătiênăd iătênăth ngăm iăNomexăc aăDuPontăđ că

ngă d ngă cùngă th iă đi mă v iă s iă Carbon.ă S iă Aramidă đ că s ă d ngă r ng rãi trong ngƠnhăcôngănghi păch tăd oăyêuăc uăđ ăđƠnăhồiăcao

Nĕmă1987ăGiáoăs ăUrsăMeierălƠmăvi căt iăEMPAă(Vi năki măđ nhăvƠănghiênăc uă

v tăli uăTh yăS )ăl năđ uătiênăđƣăđ aăraăcáchăgiaăc ngăk tăc uăbằngăcáchăgắnăk tăpolymeăc tăs iăcarbon.ăNĕmă1991ăđ ătĕngăc ngăs căch uău năchoăcácăk tăc uăc uăIbanhă ăTh yăS ăbằngăcácăt măpolimeăc tăs iăcarbon.ăCơyăc uăb ăh ngăđƣăđ căph căhồiăv ătr ngătháiăbanăđ uăsauă2ăngƠy

V tăli uăFRPăđ căs ăd ngăr ngărƣiătrongăxơyăd ngăt iăNh tăB n,ăM ,ăchơuăỂuăvƠăbắtăđ uăxu tăhi nănhi uă ăcácăn căĐôngăNamăÁ

Xe hơi & Ptiện GT

Tàu thủy & Ptiện GT thuỷ

Hàng không

Đồ dùng Thiết bị Điện & điện tử Xây dựng Các sản phẩm khác

Hình 2.2 Biểu đồ thể hi n s phân bố ng dụng vật ệi u composit ở

Mỹ năm 2004 (Nguồn ACMA )

TTHL va TT

2.2.ăC UăTRỎCăVÀăCÁCăĐ CăTR NGăC ăH CăC AăV TăLI UăFRP

2.2.1.ăCấuătrúcăvậtăliệuăFRP

V tăli uăFRPălƠălo iăv tăli uăcompositădoăs ăk tăh păc aăhaiăthƠnhăph nălƠăc tăs iăvƠăch tăd oăn năt oănên.V tăli uăFPRăcóă2ăthƠnhăph n:ăC uătrúcăn năvƠăc uătrúcăs i.ă

C uătrúcăv tăli uăFRPăđ căth ăhi nătrênăhìnhă2.1

Hình 2.3 Cấu trúc c a vật ệi u FRP

 Cốt sợi

Trongăv tăli uăFRPăch cănĕngăchínhăc aăc tăs iălƠăch uăt iătr ng,ăc ngăđ ,ăđ ă

c ng,ăổnăđ nhănhi t.ăVìăv y,ăc tăs iăđ căs ăd ngăđ ăs năxu tăv tăli uăFRPăph iăđ mă

b oăcácăyêuăc uăsauăđơy:ăă

V tăli uăFRPăđ căs năxu tăt ăcácăv tăli uăs iătrongăđóăcóăbaălo iăv tăli uăth ngă

đ căs ăd ngălƠăs iăcacbon,ăs iăth yătinhăvƠăs iăaramid.ă

Sợi carbon: S iăcarbonăđ căs năxu tăbằngăph ngăphápănhi tăphơnăvƠăh uăc ă

s iă carbon.ă S nă ph mă s iă t oă thƠnhă cóă cácă thayă đổiă nênă tồnă t iă nhi uă lo iă s iă khácănhau.ăĐ ăphơnălo iăcácălo iăs iăcácăbonăkhácănhau,ăd aăvƠoămôăđunăđƠnăhồiăvƠă ngăx ănhi tănh ăsau:

TTHL va TT

Phân loại dựa vào mô đun đàn hồi:

- Mô đuynăđƠnăhồiăcao:ălo iăs iăcarbonăcóămôăđunăt ă325-450 Gpa

GpaăvƠăc ngăđ ăch uăkéoă>3ăGpa

Phân loại dựa vào ng xử với nhiệt độ:

(ksi)

C ngăđ ăch uă

kéo (ksi)

Sợi aramid:Là s iăh uăc ătổngăh păcóăc ngăđ ăvƠăđ ăc ngăl năh năs iăth yă

tinh.ăChúngăcũngăcóătínhăm iăvƠăt ăbi năt t.ăV ăm tăs năxu t,ăđ căs năxu tăt ăh pă

ch tătổngăh păpoliamităth m.ăS iăaramidăcóămôăđuynăđƠnăhồiătrungăbình,ăc ngăđ ă

TTHL va TT

cao,ătr ngăl ngănh ăS iăaramidănh ăh năs iăth yătinhăkho ngă43%ăvƠă20%ăđ iăv iă

49, Kevlar R29, Kevlar R

Sợi th y tinh: CóăgiáăthƠnhăr ănh tăsoăv iăhaiălo iăs iăcacbonăvƠăs iăaramid.ăS iă

th yătinhăđ căs năxu tătheoăph ngăphápăn uăch yăt ădungăd chăth yătinh.ăS iăth yătinhăcóămôăđuynăđƠnăhồiăvƠătr ngăl ngăriêngătrungăbình,ăc ngăđ ăcao,ăcóăkh ănĕngă

Nguồn: Meier 1994

Trongăăđó sợi carbon cóăgiáăthƠnhăđắtănh tăsoăv iăhaiălo iăs iăth yătinhăvƠ s iă

aramid,ăgiáăthƠnhăkho ngă5-7ăl năs iăth yătinh.ăS iăcarbonănh ăh năvƠăc ngăđ ăcaoă

h năkhiăsoăsánhăv iăcácăs iăth yătinhăvƠăaramid.ăChúngăcóăs căkhángăr tăcaoăv iăt iă

tr ngăđ ng,ăđ căbi tălƠăm iăvƠăt ăbi n,ăh ăs ăgiƣnăn ănhi tăth p.ă

TTHL va TT

 Chất dẻo nền:

y uăc aăch tăd oăn nă:

Trongăv tăli uăFRPăthìăch tăd oăn năcóăch cănĕngătruy năl căgi aăcácăs i,ăcònă

c tăs iăch uăt iătr ng,ăc ngăđ ,ăđ ăc ng,ăổnăđ nhănhi t.ăCh tăd oăn nădùngăđ ăs năxu tă

v tăli uăFRPăth ngăs ăd ngălƠăVinylester,ăepoxy,ăpolyethylen

+ Polyester: Ch tăd oăn năpolyesterăcóătínhăkinhăt ănh tăvƠăđ căs ăd ngăr ngărƣi.ă uăđi măc aăpolyesterălƠătínhănh tăth p,ăgiáăthƠnhăth p,ăvƠăítăđ c.ăNh căđi măc aăpolyesterălƠăđ ăcoăngótăl n

+ Vinylester: Cóătínhăd oăvƠăđ ăb năcaoăh năpolyester.ă uăđi măc aăVinylesterălƠăcóăs căkhángăĕnămònăt tăvƠăcũngăcóătínhăch tăhóaăh căvƠăv tălỦăt tănh ăc ngăđ ă

ch uăkéoăvƠăch uăm iăcao.ăVinylesterăcóăgiáăthƠnhăcao

+ Epoxy: Đ căs ăd ngăr ngărƣiăh năpolyesterăvƠăvinyăester.ăNh ngă uăđi măchínhăc aăepoxyăbaoăgồm:

Bảng 2.4 Thể hiện tính chất cơ học khác nhau c a các loại chất nền

Nguồn: Coker2003

TTHL va TT

2.2.2.ăCácăđặcătrưngăcơăhọcăcủaăvậtăliệuăFRP

V tă li uă FRPă cóă c ngă đ ă vƠă đ ă c ngă ph ă thu că vƠoă v tă li uă h pă thƠnh,ă đ că

tr ngăv tăli uăc aăFRPăph ăthu căvƠoăđ ngăkínhăs i,ăh ngăphơnăb ăcácăs iăvƠăcácă

đ cătr ngăc ăh căc aăch tăd oăn n.ă

Đ cătr ngăc ăh căc aăFRPăph ăthu căvƠoănh ngăy uăt ăd iăđơy:

 Đ cătr ngăc ăh căc aăs iă(s ăd ngăs iăcacbon,ăs iăaramidăhayăs iăth yă

tinh);

 Đ că tr ngă c ă h că c aă ch tă n nă (s ă d ngă Epoxy,ă Vinylesteră hayă

Polyester);

 T ăl ăgi aăs iăvƠăch tăn nătrongăc uătrúcăFRPăvƠ;

 H ngăphơnăb ăc aăcácăs iătrongăch tăn n

Bảng 2.5 Một số đặc tr ng tiêu biểu c a h thống tấm sợi FRP

l ng

(g/m2)

Chi uădƠyăthi tăk