Ứng dụng Vải sợi Carbon trong Công trình Tăng cường và Phục hồi Kết cấu Xây dựng

Các thực tiễn kỹ thuật gần đây cho thấy công nghệ gia cố bằng polymer cốt sợi carbon (CFRP), với hiệu suất thi công cao và lợi ích tổng hợp đáng kể , đã trở thành một lựa chọn quan trọng cho việc tăng cường và phục hồi kết cấu công trình. Kỹ thuật này áp dụng được cho việc gia cố và sửa chữa nhiều bộ phận kết cấu khác nhau, bao gồm dầm, bản sàn, cột, giàn mái, hầm và các kết cấu bê tông khác.

Tính chất Vật liệu Cốt lõi
Vải sợi carbon, với tư cách là một vật liệu composite hiệu suất cao, sở hữu những đặc tính vượt trội sau:

1. Siêu bền: Cường độ chịu kéo có thể vượt quá 10 lần so với thép carbon.

2. Nhẹ ký và Độ chắc cao: Trọng lượng đơn vị thấp, gần như không tạo thêm tải trọng cho cấu trúc.

3. Độ bền xuất sắc: Khả năng chống ăn mòn và chống mỏi vượt trội, hoạt động tốt trong điều kiện biến đổi nhiệt độ (lạnh/nóng), tính chất ổn định, hiệu quả kéo dài tuổi thọ của các cấu trúc được gia cố.

4. Tính thích ứng thi công tốt: Chất liệu mềm dẻo, thuận tiện cắt và dán tại công trường lên các bề mặt cong phức tạp.

Ưu điểm kỹ thuật chính

1. Thi công thuận tiện và hiệu quả: Quy trình tương đối đơn giản; không cần máy móc lớn hoặc thiết bị cố định; chủ yếu dựa vào thao tác thủ công; tốc độ thi công nhanh; ít ảnh hưởng đến hoạt động tại công trường.

2. Dễ đảm bảo chất lượng: Vật liệu mềm và dễ bám dính, đảm bảo bám sát vào bề mặt nền và chất lượng thi công đáng tin cậy.

3. Hiệu suất chống thấm tốt: Hệ thống keo epoxy được sử dụng có khả năng thâm nhập mạnh, hiệu quả bịt kín các vết nứt vi mô trên bề mặt bê tông và tăng cường hiệu quả chống thấm.

4. Khả năng kháng ăn mòn tuyệt vời: Cả sợi carbon và hệ thống nhựa epoxy đều có khả năng chống ăn mòn hóa học tuyệt vời, thích hợp cho môi trường khắc nghiệt.

Quy trình thi công tiêu chuẩn hóa

1. Dỡ tải: Nếu có thể, hãy dỡ tải hoặc giảm tải trọng trên cấu kiện cần gia cố trước khi tiến hành gia cố.

2. Bố trí và đánh dấu: Đánh dấu chính xác vị trí dán tấm CFRP hoặc thép tấm (ví dụ: mặt dưới dầm, mặt bên dầm, tường cắt) trên các khu vực cần gia cố theo quy định thiết kế.

3. Chuẩn bị bề mặt nền:

   • Đục bỏ lớp vữa trát/lớp hoàn thiện: Gỡ bỏ lớp vữa trát trên bề mặt trong khu vực đã đánh dấu xuống đến lớp bê tông kết cấu còn nguyên vẹn.

   • Mài và san phẳng: Sử dụng máy mài góc có đĩa chà nhám để mài bề mặt lớp nền bê tông, loại bỏ lớp sữa bê tông (laitance) và các hạt lỏng lẻo để đảm bảo độ phẳng.

   • Làm sạch và loại bụi: Loại bỏ hoàn toàn bụi sinh ra trong quá trình mài (khuyên dùng: khí nén hoặc máy hút bụi công nghiệp) để đảm bảo bề mặt nền sạch và khô.

4. Sơn Lớp Lót: Phủ đều một lớp sơn lót epoxy có độ nhớt thấp lên bề mặt lớp nền đã chuẩn bị, để lớp sơn thấm sâu hoàn toàn vào các lỗ rỗ của bê tông.

5. San phẳng lớp nền: Lấp các chỗ lõm, lỗ hổng và khu vực không bằng phẳng trên lớp nền bằng vữa epoxy (hoặc bột trám sửa chữa) để đảm bảo bề mặt liên kết phẳng.

6. Liên kết lớp vải sợi carbon:

   • Áp dụng một lớp epoxy bão hòa/nhựa đều lên bề mặt nền đã được san phẳng và đóng rắn.

   • Đặt nhẹ nhàng lớp vải sợi carbon đã cắt trước lên lớp nhựa. Dùng rulo lăn chắc tay theo hướng dọc theo chiều sợi để loại bỏ bọt khí, đảm bảo nhựa thấm đều vào sợi và tiếp xúc hoàn toàn.

   • Lặp lại bước này cho nhiều lớp nếu cần thiết