Triển khai nghiên cứu gia cố kết cấu bê tông

Triển khai nghiên cứu gia cố kết cấu bê tông Với mục tiêu áp dụng rộng rãi vật liệu tổng hợp chế tạo trên cơ sở chất dẻo trong lĩnh vực xây dựng và gia cố kết cấu bê tông cốt thép, Bộ Phát triển vùng LB Nga đã thông qua “Chương trình áp dụng vật liệu tổng hợp (compozit) và các kết cấu, sản phẩm chế tạo từ vật liệu tổng hợp trong ngành xây dựng LB Nga”. Chương trình nêu ra yêu cầu về việc ban hành quy định thiết kế gia cố kết cấu bê tông cốt thép bằng vật liệu tổng hợp máy đánh bóng sàn bê tông. Ứng dụng phương pháp gia cố kết cấu bằng vật liệu tổng hợp tại Nga Trong những năm gần đây ở LB Nga, phương pháp gia cố kết cấu bằng vật liệu tổng hợp trên cơ sở CDCS cũng đã và đang được triển khai nghiên cứu, tuy nhiên tình trạng thiếu các tiêu chuẩn thiết kế gây khó khăn cho việc áp dụng phương pháp trên quy mô lớn. Hiện nay, phương thức duy nhất kiểm tra, giám sát các công trình được cải tạo có sử dụng CDCS là kết hợp với công tác thiết kế của tổ chức nghiên cứu khoa học chuyên dụng. Do đó, việc thiết kế gia cố bằng vật liệu tổng hợp mới chỉ có thể thực hiện bởi một số lượng ít các tổ chức thiết kế trên phạm vi cả nước mua máy đánh bóng sàn bê tông. Quy định thiết kế nêu trên không thể được soạn thảo và ban hành như một văn bản độc lập mà cần phải bao gồm việc soạn thảo, ban hành các văn bản pháp quy kèm theo như văn bản hướng dẫn việc xác định các tính chất cơ học của vật liệu tổng hợp, các biện pháp giám sát chất lượng của các loại vật liệu tổng hợp được đưa vào sử dụng cho việc gia cố công trình, các quy định khảo sát nhằm xác định loại trạng thái kỹ thuật,… Trong số các văn bản pháp quy kèm theo, Tiêu chuẩn quốc gia GOST 8829-94 “Sản phẩm bê tông cốt thép xây dựng và sản phẩm bê tông chế tạo tại nhà máy. Phương pháp thử nghiệm Tiêu chuẩn được áp dụng cho các phương pháp thí nghiệm tĩnh kiểm tra đánh giá độ bền, độ cứng và khả năng bền nứt. Kết quả thí nghiệm được tiến hành theo tiêu chuẩn nêu trên cho phép khẳng định rằng kết cấu đã vượt qua thử nghiệm một cách thành công đáp ứng tất cả các yêu cầu đặt ra tại các quy chuẩn và tiêu chuẩn thiết kế. Các yêu cầu và phương pháp tính toán gia cố kết cấu bê tông cốt thép bằng vật liệu tổng hợp dạng sợi cần phải được chứng nhận thông qua kết quả thí nghiệm theo GOST 8829. Tuy nhiên, nếu theo GOST 8829 kết cấu sau khi gia cố có thể được đánh giá theo độ cứng, độ bền nứt do hệ số an toàn S được sử dụng cho việc xác định các giá trị kiểm tra đối với tải trọng sử dụng trong các thí nghiệm nhằm đánh giá độ cứng và sự hình thành nứt kể cả để xác định giá trị chiều rộng kiểm tra đối với vết nứt đều không bị phụ thuộc vào loại cốt được sử dụng, thì đối với việc kiểm tra độ bền hệ số an toàn S lại phụ thuộc vào đặc tính phá hỏng kết cấu, loại bê tông và loại cốt của sản phẩm. Như vậy, đối với kết cấu bê tông cốt thép được gia cố bằng CDCS, các giá trị của hệ số an toàn S chưa được đưa vào các quy chuẩn và tiêu chuẩn. Do vậy, trong soạn thảo quy định về gia cố kết cấu bê tông cốt thép bằng vật liệu tổng hợp, GOST 8829 cần được bổ sung bởi các quy định cho phép thực hiện một cách thống nhất việc đánh giá sự hợp lý của việc sử dụng kết cấu sau khi đã được gia cố. Những nội dung này có thể nhận được thông qua các thí nghiệm đối với mẫu thử trên quy mô thực. Sự hợp lý của việc sử dụng kết cấu đã qua gia cố được đánh giá thông qua thí nghiệm đối với 5 xê ri mẫu dầm gia cố trong đó mỗi xê ri gồm có 2 mẫu dầm có các đặc tính tương tự nhau và 2 mẫu dầm sử dụng cho việc đối chứng, so sánh. Các mẫu thử đều do Cty “Gidrazo” chế tạo bằng vật liệu tổng hợp và loại vật liệu tổng hợp này do Cty “Fyfe Co. LLC” sản xuất. Tất cả các mẫu thử nêu trên đều được chế tạo từ cùng một mẻ vữa bê tông (cường độ V25) dưới dạng cấu kiện dầm chiếu dài 3.320 mm và tiết diện 300 x 200 mm. Dầm được đặt cốt thép tại vùng dưới bằng khung cốt thép hàn kiểu Kr-1 từ cốt thép A500S bao gồm 2 thanh cốt thép dọc đường kính 12 mm và cốt thép ngang đường kính 8 mm được đặt tại các đầu cuối của khung với bước đặt bằng 50 mm. Tại vùng trên của dầm có đặt các thanh giằng độc lập đường kính 8 mm từ thép loại A500S. Cốt thép vùng trên và vùng dưới được gắn kết vào bộ khung không gian thông qua các đai cốt thép chế tạo từ thép loại A500S có đường kính 8 mm và bước đặt cốt thép là 80 mm tại khu vực liền kề trụ đỡ và bước đặt bằng 120 mm tại khu vực nằm giữa các lực tập trung. Các mẫu thí nghiệm thuộc các xê ri từ I đến V được gia cố dọc theo mặt dưới của dầm bằng cốt sợi đặt ngoài trên cơ sở CDCS bao gồm một lớp vải mác Tyfo SCH-41 được tẩm chất kết dính mác Tyfo C Epoxy. Việc gia cố được thực hiện dưới dạng 2 lớp vật liệu đặt song song với nhau, chiều rộng mỗi lớp bằng 100 mm . Chiếu dài của lớp CDCS đối với các mẫu thuộc xê ri I và III-IV bằng 2.900 mm với mẫu xêri II - 3.590 mm do tại mẫu xêri II lớp CDCS được phủ trùm lên các đầu dầm. Mẫu III còn được đặt thêm CDCS hình chữ U. Mẫu IV được đặt thêm lớp CDCS ở mặt dưới của dầm. Mẫu V được lắp đặt thêm neo Tyfo SCH 150/75#12 tại các tiết diện trụ và nhịp của dầm. Thí nghiệm được thực hiện tại Phòng thí nghiện N0 2 của Viện nghiên cứu bê tông cốt thép và nhằm thu được các kết quả như sau: - Xác định độ bền, khả năng bền nứt và độ cứng của kết cấu bê tông cốt thép đối với các trường hợp được gia cố bằng vật liệu tổng hợp trên cơ sở sử dụng vải cốt sợi Tyfo SCH-41 được trải thành 1 hoặc 2 lớp trong điều kiện có hoặc không có CDCS theo phương ngang; - Xác nhận phương pháp tính toán gia cố kết cấu bê tông cốt thép chịu tác dụng uốn, trong đó việc gia cố được thực hiện bằng cốt sợi gia cố bên ngoài trên cơ sở CDCS do Cty “Fyfe Co. LLC” sản xuất; - Khẳng định sự phù hợp của kết quả thí nghiệm đánh giá độ bền, độ bền nứt và độ cứng với kết quả tính toán bán máy đánh bóng sàn bê tông và các yêu cầu nêu tại SNiP 52-01-2003 “Kết cấu bê tông và bê tông cốt thép”; - Xác định hệ số an toàn S đối với sản phẩm chịu uốn được gia cố bằng vật liệu tổng hợp trên cơ sở CDCS; Các mẫu đối chứng được tính theo Quy định số 52-101-2003 còn các mẫu được gia cố được tính theo Giáo trình gia cố kết cấu bê tông cốt thép chịu uốn bằng vật liệu tổng hợp chất dẻo do Cty “Fyfe Co. LLC”