CÔNG NGHỆ SỬA CHỮA GIA CƯỜNG KẾT CẤU BẰNG VẬT LIỆU COMPOSITE

Thứ bảy - 17/04/2021 08:10
CÔNG NGHỆ SỬA CHỮA GIA CƯỜNG KẾT CẤU BẰNG VẬT LIỆU COMPOSITE
CÔNG TY CỔ PHẦN BKG ( BÁCH KHOA GROUP )
BKG JOINT STOCK COMPANY
 
Địa chỉ: K48/27 Ngô Sỹ Liên - Hòa Khánh Bắc – Liên Chiểu – Đà Nẵng
Điện Thoại: 0236.3841982; Hotline: 0905.04.0905
 
Email  : bkgroup2003@gmail.com
Website: http://bkg.com.vn
 
 
CÔNG NGHỆ FRP GIA CƯỜNG KẾT CẤU CÔNG TRÌNH
 
2
ĐÀ NẴNG 2021
 
1. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ CÔNG NGHỆ FRP:
Sửa chữa, gia cố công trình bằng công nghệ FRP (Fiber Reinforced Polymer) là một phương pháp mới đã được nghiên cứu và áp dụng tại các nước tiên tiến. Công nghệ FRP là công nghệ tăng cường khả năng chịu lực của kết cấu bê tông (bê tông cốt thép thường và dự ứng lực) bằng cách sử dụng vải sợi cường độ cao dính bám ngoài (thường gọi là công nghệ FRP). FRP thực chất là một loại vật liệu composite được tạo thành từ vải sợi cường độ cao (vải sợi Carbon, Aramid hoặc Thủy tinh) và chất kết dính dạng keo epoxy. Chất kết dính dạng keo epoxy sau khi tẩm đều lên bề mặt vải sợi cường độ cao sẽ đông cứng lại tạo thành tấm composite FRP. Dán tấm FRP lên bề mặt kết cấu bê tông cũng bằng keo epoxy để gia cường cho chúng. Trong các loại vải sợi cường độ cao thì vải sợi carbon cường độ cao được sử dụng phổ biến nhất do có mô đun đàn hồi và cường độ chịu kéo lớn nhất.
Phương pháp này tận dụng được khả năng chịu lực rất cao của vật liệu cùng với sự tiện lợi khi thi công đã trở thành một giải pháp tốt rất đáng chú ý khi chọn lựa để sửa chữa, gia cố cho công trình bê tông cốt thép.
3
 
4
 Hình ảnh vải sợi carbon cường độ cao và tấm FRP
BKG là đơn vị chuyên cung cấp các dịch vụ thi công và hỗ trợ thi công trong việc gia cường kết cấu bê tông bằng vật liệu FRP. Với bề dày kinh nghiệm của mình, chúng tôi hy vọng sẽ mang đến những dịch vụ tốt nhất cho khách hàng.
BKG cam kết luôn cung cấp các sản phẩm chính hãng, có chứng chỉ CO & CQ kèm theo từng sản phẩm và với giá cả cạnh tranh nhất.
2. ĐẶC ĐIỂM KỸ THUẬT
 2.1. Đặc điểm kỹ thuật của vải sợi carbon cường độ cao và keo epoxy đi kèm
 Bảng 1. Đặc điểm của vải sợi carbon cường độ cao
5

Bảng 2: Thông số kỹ thuật keo đi kèm
6

Bảng 3. Quy định về sử dụng keo
7
3. ƯU ĐIỂM CỦA CÔNG NGHỆ GIA CƯỜNG BẰNG VẬT LIỆU FRP:
Có nhiều phương pháp tăng cường khả năng chịu lực của kết cấu bê tông, như phương pháp bọc thêm bê tông, phương pháp dán bản thép, phương pháp tạo dự ứng lực ngoài và phương pháp sử dụng vật liệu FRP. Tuy nhiên, phương pháp sử dụng vật liệu FRP ngày nay được sử dụng phổ biến hơn cả do nó có những ưu điểm sau:
  • Trọng lượng nhẹ, chỉ bằng 1/4-1/5 so với thép;
  • Cường độ rất cao, gấp khoảng 10 lần thép, do đó đem lại hiệu quả gia cường cao;
  • Có chiều dầy rất mỏng nên không làm thay đổi hình dạng kiến trúc và kích thước của kết cấu sau khi gia cường. Ngoài ra, sau khi gia cường, chúng ta có thể dễ dàng che phủ bằng các vật liệu thích hợp khác nhau (trát vữa, sơn);
  • Dễ dàng thi công, có thể thi công với không gian hẹp, kết cấu có hình dạng phức tạp và ít gây tiếng ồn;
  • Độ bền cao, không phát sinh han gỉ, không bị ăn mòn, chịu được môi trường kiềm.
4. CÁC TRƯỜNG HỢP ÁP DỤNG:
Trong thực tế, có nhiều trường hợp kết cấu bê tông hiện tại cần phải được tăng cường để tăng khả năng chịu lực của nó. Có thể tóm tắt các trường hợp cần phải tăng cường thành các nhóm nguyên nhân như sau:
  • Do sai sót trong giai đoạn thiết kế
  • Các quy định về tải trọng hoặc các dự báo về tải trọng không phù hợp với tải trọng thực tế trong giai đoạn khai thác;
  • Các quy định về vật liệu và lựa chọn vật liệu không phù hợp; Lựa chọn tiêu chuẩn thiết kế không phù hợp;
  • Sai sót trong hồ sơ thiết kế, như tính toán thiết kế sai, chất lượng bản vẽ kém.
  • Do sai sót trong giai đoạn thi công
  • Thi công không đạt chất lượng theo yêu cầu thiết kế;
  • Lớp bê tông bảo vệ không đảm bảo yêu cầu, có thể gây ăn mòn cốt thép, giảm tuổi thọ công trình;
  • Chất lượng đầm bê tông không đạt yêu cầu, bê tông có cường độ thấp hơn thiết kế, bị rỗng nhiều;
  • Bảo dưỡng bê tông không đúng quy trình yêu cầu, làm cho chất lượng bê tông thấp, xuất hiện nhiều vết nứt;
  • Kích thước kết cấu, vị trí cốt thép, loại bê tông và thép,…, không đúng với thiết kế do kỹ sư giám sát hoặc quy trình kiểm soát chất lượng không chuyên nghiệp.
  • Do sai sót trong giai đoạn khai thác
  • Thay đổi công năng của công trình;
  • Tải trọng khai thác thực tế lớn hơn tải trọng thiết kế;
  • Kết cấu bị giảm khả năng chịu lực do ảnh hưởng của thiên tai, ô nhiễm môi trường, hỏa hoạn, tai nạn,…
  • Việc duy tu bảo dưỡng không phù hợp.
Công nghệ tăng cường kết cấu bê tông bằng vật liệu FRP có thể áp dụng cho nhiều dạng công trình khác nhau, như công trình nhà dân dụng, nhà công nghiệp, công trình cầu cống, công trình đập thủy điện, công trình hầm,… Việc tăng cường cũng có thể áp dụng cho nhiều loại cấu kiện khác nhau, như gia cường cho kết cấu chịu nén, kết cấu chịu cắt, kết cấu chịu uốn. Dưới đây là một vài hình ảnh gia cường bằng vật liệu FRP điển hình trong thực tế.
8

9
 
10
 
11
Hình ảnh gia cường cấu kiện chịu nén (cột) bằng công nghệ FRP
 
13
 
84
 
14
 
15
16
 
17
Hình ảnh gia cường cấu kiện chịu uốn và cắt (dầm hoặc sàn) bằng công nghệ 111
 
5. QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ THI CÔNG VÀ NGHIỆM THU
5.1. Quy trình thi công
Để việc gia cường kết cấu bê tông bằng vật liệu FRP đạt chất lượng cao, việc thi công phải tuân theo đúng trình tự như sau:
Bảng 4. Trình tự công nghệ thi công gia cường bằng vật liệu FRP
 
Trình tự thi công Hình ảnh minh họa
Bước 1: Chuẩn bị bề mặt kết cấu trước khi dán sợi, cắt vải sợi theo thiết kế và pha trộn keo.  
0
Bước 2: Quét keo lót lên bề mặt kết cấu theo quy định.  
00
Bước 3: Quét keo tẩm lên bề mặt kết cấu theo quy đinh.  
000
Bước 4: Dán vải sợi carbon cường độ cao  
0000
Bước 5: Quét keo tẩm lên bề mặt vải sợi. Lặp lại Bước 4 và 5 nếu thi công nhiều lớp.  
50
Bước 6: Kiểm tra và hoàn thiện bề mặt.  
51
 

Bước 1: Chuẩn bị bề mặt kết cấu trước khi dán sợi, cắt vải sợi theo thiết kế và pha trộn keo
Chuẩn bị bề mặt kết cấu trước khi dán sợi
Sửa chữa hư hỏng do bê tông bị sứt, vỡ, rỗ hoặc kém chất lượng
Các vị trí bê tông bị sứt, vỡ, rỗ hoặc kém chất lượng cần phải được đục bỏ, vệ sinh và trám vá bằng vật liệu không co ngót. Các yêu cầu kỹ thuật sửa chữa hư hỏng bê tông cần tuân thủ tiêu chuẩn ACI 546R và ACI 546.3R-06.
Chú ý :
Trước khi trám vá cần xử lý gỉ cho cốt thép (nếu có);
Phần tiếp giáp giữa bê tông cũ và bê tông mới cần sử dụng vữa kết nối (chất kết dính) để đảm bảo sự dính bám tốt giữa 2 phần bê tông cũ và mới.
Bơm keo xử lý vết nứt bề mặt
Tất cả các vết nứt trên bề mặt bê tông có chiều rộng lớn hơn 0,01 inch (0,25 mm) phải được xử lý bằng việc bơm keo Epoxy lấp đầy theo tiêu chuẩn ACI 224.1R. Các vết nứt nhỏ hơn nếu ảnh hưởng đến sự ăn mòn của cốt thép cần được bơm keo lấp đầy hoặc phủ bằng FRP để ngăn chặn sự ăn mòn cốt thép. Vật liệu FRP chỉ được thi công sau 24 giờ bơm keo Epoxy.
Mài phẳng bề mặt
Tất cả các bề mặt được gia cường cần được mài phẳng bằng thiết bị mài chuyên dụng (máy
mài cầm tay). Đặc biệt các vị trí bất thường, không đồng đều, và những chỗ lồi lõm cần
được xử lý bằng mài phẳng để đảm bảo độ bằng phẳng theo yêu cầu. Đối với các bề mặt thông thường, độ sâu mài tối thiểu là 1.0 mm khi bê tông có cường độ ≥ 25Mpa và 2mm khi bê tông có cường độ ≥ 17Mpa (thông thường độ mài sâu yêu cầu từ 1mm ~ 3mm).
Đối với các vị trí không thể mài phẳng theo yêu cầu cần được lấp đầy bằng vữa gốc keo epoxy hoặc vữa xi măng polyme với cường độ tối thiểu lớn hơn hoặc bằng cường độ của bê tông hiện hữu.
Trong phần lớn các trường hợp, có thể sử dụng máy mài cầm tay để tạo các bề mặt đáp ứng yêu cầu dính bám. Loại máy mài có đĩa mài và hệ thống hút chân không được khuyến cáo sử dụng. Điều đặc biệt quan trọng là phải luôn chú ý đến an toàn khi sử dụng máy mài cầm tay. Chú ý luôn đeo kính bảo vệ hoặc mặt nạ bảo vệ, chống ồn cho tai, và thiết bị bảo
vệ đường hô hấp khi mài. Khuyến cáo sử dụng quần áo bảo hộ lao động đảm bảo gọn gàng, dễ dàng chuyển động cho chân và tay trong suốt quá trình thi công. Cữ điều chỉnh của máy phải luôn luôn đặt ở mức trong vòng 3 mm (1/8 in) của bánh mài. Mũi chắn phải được điều chỉnh ở phạm vi trong vòng 6 mm (1/4 in) của bánh mài. Bất cứ khi nào có thể, khi sử dụng máy mài cầm tay, phải đặt tư thế của bánh mài sao cho các tia lửa, phôi thép và mảnh vỡ tránh khỏi người đang thi công.
Độ bằng phẳng yêu cầu
Độ gồ ghề phải đảm bảo yêu cầu không lớn hơn 1.6 mm trên một khoảng đo dài 305 mm được đặt trên bề mặt.
Bo tròn các cạnh góc nhọn
Tất cả các cạnh bên trong và bên ngoài kết cấu có góc nhọn cần được mài tròn hoặc mài vát với bán kính tối thiểu là 20 mm.
52
Minh họa việc bo tròn các cạnh góc nhọn
Vệ sinh bề mặt 
Vệ sinh bề mặt được tiến hành sau khi đã nghiệm thu công tác mài phẳng, xử lý bo tròn các cạnh góc nhọn và xử lý các vết nứt bởi tư vấn giám sát. Công tác làm sạch sẽ loại bỏ bất kỳ bụi, mỡ, dầu, các hợp chất hữu cơ khác. Làm sạch có thể được thực hiện với biện pháp thổi khí áp lực cao, máy hút bụi, phun nước áp lực cao, hoặc các biện pháp tương đương khác, biện pháp hút chân không làm sạch có thể sử dụng trong các điều kiện yêu cầu cao về môi trường. Nếu sử dụng biện pháp phun nước áp lực cao để rửa bề mặt, bề mặt phải được để khô hoàn toàn trước khi thi công vật liệu FRP.
Thiết bị thổi rửa thủy lực áp lực cao là một kỹ thuật để là sạch bề mặt nhờ vào năng lượng của nước va đập vào bề mặt để làm sạch bề mặt, loại bỏ bụi, rác bẩn.
Các chú ý 
Việc sửa chữa và xử lý các hư hỏng/khuyết tật của bê tông cần được thực hiện tối thiểu 7 ngày trước khi thi công dán sợi gia cường, trừ khi được bảo dưỡng và sử dụng phụ gia đông cứng nhanh.
Bất kỳ bề mặt thô, không bằng phẳng do bơm keo epoxy xử lý vết nứt cần phải được xử lý mài phẳng bề mặt trước khi dán sợi.
 
100

                   Đục bỏ bê tông kém chất lượng                       Bơm keo lấp đầy vết nứt
 
56
                         Vệ sinh, mài phẳng bề mặt                          Bo tròn các cạnh góc nhọn
Hình ảnh: Minh họa quá trình chuẩn bị bề mặt kết cấu trước khi dán sợi

Cắt vải sợi theo thiết kế và pha trộn keo
Kiểm tra vật liệu đầu vàoSợi không bị nhăn, không bị xộc xệch, không bị gãy do gấp nếp. Sợi phải còn trong hạn sử dụng (hạn sử dụng của sợi là 10 năm kể từ ngày xuất xưởng).
Keo Epoxy phải còn trong hạn sử dụng (hạn sử dụng của keo khi còn nguyên đai, nguyên kiện là 2 năm kể từ ngày xuất xưởng; hạn sử dụng của keo khi đã mở là 6 tháng kể từ ngày mở thùng). Keo phải trong và có màu đồng nhất. Nếu keo có hiện tượng bất thường cần tiến hành lập biên bản bàn giao ngay cho nhà cung cấp vật liệu và không được sử dụng thùng keo đó.
Các dự án tăng cường kết cấu sử dụng vật liệu FRP cần phải có Tư vấn giám sát chất lượng đã được đào tạo và cấp chứng chỉ của Nhà cung cấp vật liệu. Ngoài ra, Nhà thầu thi công cũng cần có thể có Kỹ sư giám sát riêng để kiểm soát chất lượng.
Kiểm tra đặc tính kỹ thuật của vật liệu 
Trước khi bắt đầu dự án, các nhà sản xuất vật liệu sợi FRP phải trình Chủ đầu tư các thông số kỹ thuật của vật liệu. Công tác kiểm tra vật liệu của Nhà sản xuất thực hiện cho tất cả các lần giao hàng và phải phù hợp với các tài liệu hợp đồng trước khi bắt đầu dự án. Các thí nghiệm vật liệu có thể được tiến hành nếu thấy cần thiết tùy theo mức độ yêu cầu của dự án. Các thí nghiệm vật liệu FRP có thể bao gồm thí nghiệm xác định cường độ kéo, mô đun đàn hồi của sợi; độ dính bám của keo,…, và được thực hiện trên các mẫu vật liệu được gửi đến phòng thí nghiệm theo yêu cầu của dự án. Vật liệu không đáp ứng các yêu cầu tối thiểu theo quy định của thiết kế sẽ bị từ chối.
Các tiêu chuẩn thí nghiệm cho vật liệu FRP bao gồm: Thí nghiệm xác định cường độ chịu kéo, mô đun đàn hồi kéo, độ giãn dài của vật liệu Composite (keo Epoxy và sợi làm việc đồng thời) theo tiêu chuẩn ASTM D3039; Thí nghiệm xác định cường độ chịu kéo, mô đun đàn hồi kéo của keo Epoxy theo tiêu chuẩn ASTM D638; Thí nghiệm cường độ uốn, mô đun đàn hồi uốn của keo Epoxy theo tiêu chuẩn ASTM D790.
Cắt vải sợi theo thiết kế       
Dùng kéo cắt giấy thông thường để cắt sợi.
Khi đo khổ sợi để cắt chú ý không cắt bằng khổ sợi thiết kế (bằng bề mặt kết cấu hiện hữu) mà cắt hụt khoảng 1cm đến 2cm, vì quá trình lăn keo và dán vải sợi thì vải sợi sẽ giãn ra đủ bề mặt thiết kế.
Khi cắt chú ý đến các thớ của sợi, tránh cắt qua thớ dọc sợi.
Sợi sau khi cắt phải được bảo vệ chống bụi bẩn; bảo quản chống nhăn, gẫy.
Nên sử dụng các ống nhựa để cuộn lại các khổ sợi đã cắt. Đường kính ngoài tối thiểu của ống từ 125 đến 150mm.
Pha trộn keoKhối lượng pha chỉ đủ dùng, không được pha thừa và phụ thuộc vào năng suất dán sợi.
Phải chú ý đến thời gian sống của keo. Khi nhiệt độ môi trường là 25oC thì thời gian sống của keo là khoảng 180 phút. Khi nhiệt độ môi trường từ 29 đến 32oC thì thời gian sống của keo khoảng từ 90 đến 120 phút. Không được pha trộn keo khi nhiệt độ môi trường > 35oC.
Tỷ lệ pha trộn keo phụ thuộc vào loại keo (keo dán trên cạn và dưới nước). Tỷ lệ pha trộn keo được ghi rõ trên nhãn của cặp keo A hoặc B theo tỷ lệ về thể tích hoặc theo tỷ lệ về khối lượng. Thông thường tỷ lệ pha trộn keo là A:B=2:1 theo khối lượng.
Quá trình pha trộn keo có thể dùng mô tơ hoặc thủ công khuấy đều trong khoảng 5 đến
10 phút cho đến khi hỗn hợp được trộn đều. Thiết bị dùng để khuấy phải đảm bảo đủ độ cứng không phai màu hoặc gây bẩn cho keo. Thông thường thời gian trộn là 5 phút trong trường hợp tốc độ trộn là 400-600 vòng/phút.
Bước 2: Quét keo lót lên bề mặt kết cấu
Sử dụng con lăn hoặc chổi quét lớp keo lót trên bề mặt kết cấu cần tăng cường theo quy định. Đối với chất kết dính có độ nhớt thấp (dạng lỏng), cần đợi cho chất kết dính bắt đầu dính bám (khoảng từ 30 - 60 phút) thì có thể tiến hành thi công dán vải sợi. Đối với chất kết dính có độ nhớt cao (dạng sệt) thì có thể tiến hành thi công dán vải sợi ngay sau khi thi công xong lớp keo lót (chất kết dính nền).
Chất kết dính nền nên được quét đều lên toàn bộ diện tích của bề mặt bê tông sẽ được gia cường. Các lớp lót sau khi quét lên bề mặt bê tông cần được bảo vệ khỏi bụi bẩn, độ ẩm và các tạp chất khác trước khi dán vật liệu FRP.
Lớp keo lót sẽ thẩm thấu xuyên qua các lỗ rỗng cực nhỏ của bề mặt bê tông tạo thành lớp dính bám chặt vào bề mặt bê tông kết cấu.
57
Hình ảnh thẩm thấu của lớp keo lót vào bề mặt bê tông
Bước 3: Quét keo tẩm lên bề mặt kết cấu
Sau khi lớp keo lót đã bắt đầu dính bám (khoảng 30 – 60 phút), tiến hành quét lớp keo tẩm đều lên bề mặt kết cấu theo định lượng quy định.
Bước 4: Dán vải sợi carbon cường độ cao
Ngay sau khi thi công xong lớp keo tẩm, phải nhanh chóng dán vải sợi carbon cường độ cao lên bề mặt kết cấu theo thiết kế bằng tay hoặc dùng con lăn.
Phải đảm bảo cho lớp vải sợi bằng phẳng, căng đều và không có bọt khí hoặc khoảng trống bên dưới lớp vải sợi.
Bước 5: Quét keo tẩm lên bề mặt vải sợi
Sau khoảng 30 phút, dùng con lăn hoặc chổi quét đều lớp keo tẩm lên bề mặt lớp vải sợi vừa được dán xong theo định lượng quy định. Lớp keo tẩm thi công trước đó (bên dưới) và lớp keo tẩm này (bên trên) sẽ thẩm thấu đều với vải sợi, sau khi cứng sẽ tạo thành lớp vật liệu FRP được dính bám chặt với bề mặt bê tông.
Trong trường hợp thi công nhiều lớp vải sợi thì lặp lại các bước 3, 4 & 5 để tạo lớp FRP tiếp theo.
Bước 6: Kiểm tra và hoàn thiện bề mặt
Kiểm tra bề mặt sau khi dán sợi 
Việc kiểm tra kết cấu sau khi sửa chữa, tăng cường bằng vật liệu FRP sẽ được tiến hành sau ít nhất 24 giờ sau khi hoàn tất công tác dán sợi. Công việc kiểm tra sẽ được tiến hành bằng phương pháp trực quan. Công tác kiểm tra này nhằm phát hiện các khuyết tật (nếu có) để có biện pháp sửa chữa kịp thời. Các khuyết tật trên kết cấu sau khi tăng cường bằng vật liệu FRP có thể bao gồm:Có bọt khí xuất hiện giữa bê tông và sợi, giữa các lớp sợi; Có sự tách lớp giữa các lớp sợi;Bị hỏng hoặc bị hư hỏng cạnh của hệ thống sợi; Có nếp gấp khi dán sợi và sợi bị vỡ; Sợi bị gẫy do thi công; Các vết nứt của lớp phủ bảo vệ; Tẩm keo và quét keo lót không đồng đều; Bong tróc; Sợi thi công không đạt yêu cầu về độ thẳng của sợi.
Hoàn thiện bề mặt 
Thi công lớp vật liệu hoàn thiện bề mặt trong vòng 72 giờ (nếu có).
Ngay sau khi thi công xong lớp sợi cuối cùng cần tiến hành phun cát hoặc xoa cát để tạo nhám bề mặt, đảm bảo sự dính bám tốt với lớp phủ và sợi.
Lớp hoàn thiện có thể là vữa xi măng không co ngót, vữa xi măng gốc Polyme, sơn, sơn bảo vệ tia UV hoặc các vật liệu thích hợp khác được chỉ rõ trong hồ sơ thiết kế. Khi sử dụng vữa xi măng không co ngót hoặc vữa xi măng Polyme thì chiều dày trát vữa tối thiều từ 15 đến 25mm.
Các vị trí phải hoàn thiện bề mặt, bao gồm: Mặt ngoài của kết cấu chịu ảnh hưởng trực tiếp ánh sáng mặt trời (dầm biên của cầu, trụ cầu, mố cầu, tường ngoài,…). Ngoài ra, các vị trí khác theo yêu cầu của Chủ đầu tư cần hoàn thiện bề mặt để đảm bảo mỹ quan cho công trình.
5.2. Quy trình kiểm tra và nghiệm thu
Công tác kiểm tra 
Kiểm tra hàng ngày trong quá trình sửa chữa bao gồm các nội dung sau: 
+ Ngày và thời gian sửa chữa;
+ Nhiệt độ môi trường xung quanh, độ ẩm tương đối và thời tiết;
+ Nhiệt độ trên bề mặt bê tông;
+ Độ khô của bề mặt theo ACI 503.4;
+ Các phương pháp chuẩn bị bề mặt;
+ Mô tả chất lượng bề mặt được làm sạch;
+ Loại nguồn nhiệt cấp thêm, nếu được sử dụng;
+ Bề rộng của vết nứt không bơm keo epoxy xử lý;
+ Số hiệu lô hàng và vị trí gần chính xác của vật liệu trên kết cấu;
+ Khối lượng trộn, tỷ lệ trộn, thời gian trộn và mô tả chất lượng tất cả các hỗn hợp keo sử dụng;
+ Theo dõi quá trình đóng rắn của keo;
+ Tính thống nhất và chính xác của công tác thi công sửa chữa; Thuộc tính của vật liệu FRP từ các thí nghiệm, nếu có;
+ Vị trí và độ lớn của các chỗ hư hỏng do bong tróc hoặc có bọt khí; Tiến độ thi công.
Công tác nghiệm thu vật liệu đầu vào 
Trước khi bắt đầu thi công, nhà cung cấp vật liệu FRP cần đưa ra các chứng chỉ về thuộc tính của vật liệu. Các thí nghiệm kiểm chứng lại có thể thực hiện nếu xét thấy sự cần thiết dựa trên quy mô, tầm quan trọng và tính phức tạp của dự án. 
Trong trường hợp không thực hiện được các thí nghiệm theo lô hàng nhập khẩu, có thể yêu cầu nhà sản xuất cung cấp các kết quả thí nghiệm đã có.
Công tác nghiệm thu hiện trường 
Công tác nghiệm thu hiện trường được thực hiện bởi Tư vấn giám sát, Chủ đầu tư, Nhà thầu thi công và Nhà thầu cung cấp vật liệu FRP. Các nội dung cần nghiệm thu bao gồm:
 Công tác sửa chữa các khuyết tật, hư hỏng của bê tông, loại bỏ bê tông yếu, vệ sinh cốt thép và bê tông (m3).
Sửa chữa các vết nứt của bê tông (tính theo chiều dài và kích thước vết nứt).
Sơn chống ăn mòn cho cốt thép (tính theo m2).
Công tác chuẩn bị bề mặt: mài phẳng, bo tròn cạnh, đánh dấu các vị trí dán sợi theo hồ sơ thiết kế, vệ sinh bề mặt (m2).
Công tác quét keo lót (m2).
Công tác dán sợi (chú ý phần mối nối phải đảm bảo mối nối chồng ít nhất là 150 mm (m2). Công tác vệ sinh hoàn trả kết cấu (m2).
Công tác bảo vệ vật liệu sợi khỏi tia UV, hoàn thiện bề mặt bằng sơn hoặc trát bằng vật liệu không co ngót (m2 hoặc m3). 
5.3. Chỉ dẫn sửa chữa các hư hỏng sau khi gia cường bằng vật liệu FRP
Phần này quy định các điều kiện và loại khuyết tật/hư hỏng có yêu cầu cần sửa chữa và các phương pháp sửa chữa được chấp nhận. Khuyết tật/hư hỏng được phân loại phụ thuộc vào kích thước, loại và mức độ hư hỏng. Thủ tục sửa chữa hư hỏng sau khi tăng cường vật liệu FRP do Nhà thầu thi công thực hiện và được sự chấp thuận của Tư vấn giám sát trước khi tiến hành sửa chữa.
Các biểu hiện không gọi là hư hỏng 
Bọt khí nhỏ xuất hiện gián đoạn trên bề mặt vật liệu FRP và có đường kính không lớn hơn 1/4 inch (6,4 mm) thì không được coi là hư hỏng/khuyết tật và không cần các biện pháp khắc phục.
Sửa chữa lớp phủ bảo vệ 
Khuyết tật/hư hỏng trong lớp phủ bảo vệ có thể là các vết nứt dăm nhỏ, phồng rộp hoặc bong tróc.
Cách sửa chữa được thực hiện như sau: cạo bỏ phần bong tróc, phồng rộp hoặc nứt dăm đến bề mặt vật liệu FRP. Sau đó quét 1 lớp keo lót thích hợp, xoa cát hoặc phun cát tạo nhám, chờ keo khô mới tiến hành trát vữa không co ngót. Chiều dày lớp vữa trát thông thường từ 15 đến 25mm.
Tiêm keo Epoxy xử lý các hư hỏng nhỏ 
Các hư hỏng nhỏ bao gồm bọt khí nhỏ xuất hiện gián đoạn trên bề mặt vật liệu FRP và có đường kính không lớn hơn 1/4 inch (6,4 mm) nhưng xuất hiện liên tiếp với hơn 5 điểm trong một diện tích 10 ft2 (0,9 m2), hoặc các khuyết tật nhỏ có đường kính từ 1 / 4 đến 11 / 4 in (6,4 đến 32 mm) và các hư hỏng này không phát triển. Các hư hỏng nhỏ sẽ được sửa chữa bằng cách tiêm keo epoxy áp lực thấp.
Vá các hư hỏng nhỏ 
Hư hỏng nhỏ cần được vá là các hư hỏng bao gồm gãy sợi, vỡ sợi, nhăn, không thẳng theo phưng chịu lực của kết cấu do sai sót trong quá trình thi công hoặc là bọt khí với đường kính từ 11 / 4 đến 6 in (32 mm đến 152mm) và với tần số dưới 5 lần trên một chiều dài 3m.
Cách xử lý hư hỏng nhỏ bằng cách cắt bỏ phần hư hỏng và khu vực xung quanh các hư hỏng một khoảng 25 mm. Sau đó vệ sinh theo đúng quy trình dán vật liệu FRP rồi vá bằng vật liệu FRP cùng loại và kéo dài ít nhất là 1 in (25 mm) sang vùng lân cận.
Sửa chữa các hư hỏng lớn 
Hư hỏng lớn thường bao gồm sự không dính kết giữa các lớp, thiếu kết dính với nền bê tông, hoặc bị ẩm ướt kéo dài gây ra lão hóa keo và các hư hỏng do không dính bám có đường kính lớn hơn 152mm (6 in).
Cách xử lý : Cách xử lý hư hỏng lớn bằng cách cắt bỏ phần hư hỏng và khu vực xung quanh các hư hỏng mộtkhoảng 150 mm. Sau đó vệ sinh theo đúng quy trình dán vật liệu FRP, vá bằng vật liệu FRP cùng loại và kéo dài ít nhất là 150mm (6 in) sang vùng lân cận. Khiếm khuyết lớn cần được kiểm tra và đánh giá kỹ lưỡng. Trong trường hợp hư hỏng quá lớn ảnh hưởng đến an toàn khai thác của công trình nên gỡ bỏ hoàn toàn và thay thế toàn bộ với vật liệu FRP mới.
5.4. Các lưu ý khi thi công vật liệu FRPCác chú ý khi thi công với vật liệu FRP 
Cần chú ý khi thi công các thành phần vật liệu FRP, như sau:
- Keo Epoxy là vật liệu dễ bắt lửa, cần tránh xa các nguồn kích thích gây cháy. Khi mở các thùng chứa và trộn 2 thành phần keo A & B, công nhân phải đeo khẩu trang và gang tay bảo hộ. 
- Vải sợi carbon cường độ cao là vật liệu dẫn điện do đó cần phải có biện pháp đảm bảo an toàn đối với các nguồn điện xung quanh. 
- Tiếp xúc trực tiếp với keo epoxy có thể gây ngứa, dị ứng da, thậm chí gây bỏng đối với các vùng da đặc biệt. 
- Bụi và hơi gây ra bởi việc xử lý keo và vải sợi carbon cường độ cao là chất độc hại. Do vậy, nơi làm việc cần phải được thông gió tốt và tránh hít trực tiếp chúng. 
- Nhà thầu thi công phải có trách nhiệm cung cấp phương tiện thích hợp bảo vệ cho sự an toàn của công nhân thi công. Nhà thầu thi công phải thông báo cho công nhân về các điều kiện an toàn khi thi công với vật liệu của hệ thống FRP và phải hướng dẫn tất cả các biện pháp xử lý cần thiết đối với thương tích cho cho công nhân trong trường hợp khẩn cấp.
- Các thông tin an toàn cho tất cả các thành phần của hệ thống FRP được quy định trong bảng chỉ dẫn an toàn của từng sản phẩm. Kỹ sư hiện trường cần đọc kỹ và hướng dẫn cho công nhân trước khi thi công các thành phần vật liệu của hệ thống FRP.
Giữ vệ sinh sau khi thi công: 
- Nhà thầu có trách nhiệm vệ sinh bề mặt kết cấu đã thi công để đảm bảo thẩm mỹ cho công trình bằng việc sử dụng các dung môi thích hợp theo khuyến cáo của Nhà cung cấp vật liệu. 
- Các thiết bị thi công của Nhà thầu thi công cần được vệ sinh bằng các dung môi thích hợp theo khluyến cáo của Nhà cung cấp vật liệu. 
- Tất cả các vật liệu phế thải nên được chứa và xử lý theo quy định của Nhà cung cấp vật liệu để đảm bảo an toàn môi trường. 
- Thực hiện theo thông tư: 15/2017/VBHN-BGTVT ngày 05/12/2017 của Bộ GTVT quy định về bảo vệ môi trường trong phát triển kết cấu hạ tầng giao thông. 
- Toàn bộ nhân viên của nhà thầu tham gia triển khai dự án phải cam kết tuân thủ mọi quyđịnh vệ sinh môi trường của nơi thi công, không làm ảnh hưởng môi trường tại công trường và các khu vực lân cận. Do đó, cần tập kết vật tư, thiết bị và dụng cụ đúng nơi quy định; yêu cầu nhân viên có trách nhiệm giữ gìn vệ sinh nơi làm việc; sau mỗi ngày làm việc, nhân viên giám sát hiện trường có trách nhiệm nhắc nhở các nhân viên vệ sinh thu dọn dụng cụ lao động và tập trung đúng nơi quy định; xử phạt với những nhân viên vi phạm trong vấn đề vệ sinh môi trường.
6. THÍ NGHIỆM KIỂM CHỨNG
Với những dự án quan trọng, quy mô lớn và phức tạp thì vải sợi carbon cường độ cao và keo epoxy đi kèm cần được làm thí nghiệm kiểm chứng để xác nhận lại những đặc điểm yêu cầu của chúng. Phương pháp thí nghiệm được thực hiện theo khuyến nghị của nhà sản xuất. Các tiêu chuẩn ASTM D7234, D4142, D638 và D790 có thể được tham khảo để xác định cường độ dính bám, độ nhớt, cường độ chịu kéo và cường độ chịu kéo uốn tương ứng của keo epoxy.
Tiêu chuẩn ASTM D3039 có thể được tham để xác định cường độ chịu kéo và mô đun đàn hồi kéo của vải sợi carbon cường độ cao. Theo tiêu chuẩn ASTM D3039 thì kích thước mẫu thí nghiệm (loại không có phần táp) và vị trí gắn cảm biến đo biến dạng được quy định như sau.
 
59
Kích thước mẫu thí nghiệm và vị trí gắn cảm biến đo biến dạng theo ASTM D303

 7. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ GIA CƯỜNG BẰNG VẬT LIỆU FRP
 Việc tính toán thiết kế gia cường kết cấu bê tông bằng vật liệu FRP có thể tham khảo Tiêu chuẩn ACI 440.2R – Hướng dẫn thiết kế và xây dựng hệ thống FRP dính bám ngoài cho việc gia cường kết cấu bê tông (Guide for the design and construction of externally bonded FRP systems for strengthening concrete structures). Tiêu chuẩn thiết kế này hướng dẫn chi tiết cách tính toán thiết kế gia cường kết cấu bê tông chịu uốn, chịu cắt và chịu nén.
Việc tính toán thiết kế gia cường khả năng chịu uốn của kết cấu bê tông dựa trên giả thiết vật liệu FRP dán bên ngoài bề mặt chịu kéo của tiết diện sẽ tham gia chịu kéo cùng với cốt thép chịu kéo của tiết diện, do đó năng cao được khả năng chịu uốn của tiết diện được gia cường FRP, như minh họa trong Hình 9 dưới đây.
60
Mô hình tính toán gia gia cường khả năng chịu uốn của dầm bằng FRP
Việc tính toán thiết kế gia cường khả năng chịu cắt của kết cấu bê tông dựa trên giả thiết vật liệu FRP dán bên ngoài tiết diện tham gia chịu cắt cùng với bê tông và cốt thép đai sẵn có của tiết diện. Theo ACI 440.2R, chúng ta có các kiểu bố trí vật liệu FRP gia cường khả năng chống cắt của tiết diện như sau (xem Hình 10).
 
61
Các phương pháp tăng cường khả năng chịu cắt theo phương dọc dầm bằng FRP
 
62
Các phương pháp tăng cường khả năng chịu cắt theo mặt cắt ngang bằng FRP
Việc tính toán thiết kế gia cường khả năng chịu nén của kết cấu bê tông dựa trên giả thiết vật liệu FRP dán xung quanh cột kiềm chế biến dạng ngang của cột làm tăng sức kháng nén của cột.
63
Mô hình tính toán tăng cường khả năng chịu nén của cột bằng FRP
 8. GIỚI THIỆU MỘT SỐ DỰ ÁN TIÊU BIỂU
BKG đã thực hiện gia cường cho hàng trăm công trình xây dựng ở Việt Nam, đặc biệt là các công trình cầu và nhà cao tầng. Kết quả thí nghiệm đã thực hiện với các dự án cho thấy các đặc trưng cơ lý của vải sợi carbon cường độ cao và keo đi kèm, xuất xứ Nhật Bản, đều đạt hoặc vượt yêu cầu so với mức quy định của nhà cung cấp. Dưới đây là hình ảnh một số công trình tiêu biểu, sử dụng công nghệ gia cường bằng vật liệu FRP.
2
 
8
Sửa chữa cột bồn bia và hầm Silo nhà máy bia Heineken Việt Nam - Đà Nẵng
64
 
71
 
72
 
17
Gia cường các cầu trên tuyến đường vào nhà máy nhiệt điện Hội Vân - Bình Định
 
75
 
74
Gia cường cầu Gò Me Cũ - Quốc lộ 1 - Bình Định
 
80
 
81
 
13
Gia cường cầu Phủ - Quốc lộ 1A – Quảng Ngãi
 
90
 
91
Gia cường hệ thống dầm sàn nhà tại TP. Đà Nẵng
 
92
 
93
 
94
Gia cường hệ thống dầm sàn văn phòng làm việc tại Hòa Xuân -  TP. Đà Nẵng
 
95
 
96
 
97
 
98
Gia cường cầu Thị Thạc và Tam Giang – Phú Yên
99
 
11
 
20
Gia cường trụ cầu Thuận Phước - TP. Đà Nẵng
 

Tác giả bài viết: Lương Nguyễn Thảo Vân

Tổng số điểm của bài viết là: 0 trong 0 đánh giá

Click để đánh giá bài viết

  Ý kiến bạn đọc

Thống kê
  • Đang truy cập1
  • Hôm nay205
  • Tháng hiện tại2,702
  • Tổng lượt truy cập225,132
Bạn đã không sử dụng Site, Bấm vào đây để duy trì trạng thái đăng nhập. Thời gian chờ: 60 giây