Bài giảng Hư hỏng sửa chữa công trình - Phần 3.2: Sửa chữa hư hỏng kết cấu bê tông

Nội dung text: Bài giảng Hư hỏng sửa chữa công trình - Phần 3.2: Sửa chữa hư hỏng kết cấu bê tông

1. NỘI DUNG CỦA PHẦN 3.2 ƒ MỤC ĐÍCH CỦA VIỆC SỬA CHỮA ƒ NHỮNG NGUYÊN LÝ CƠ BẢN CỦA ĐỂ ĐẢM BẢO ĐỘ BỀN VỮNG CỦA VIỆC SỬA CHỮA HƯ HỎNG KẾT CẤU BÊ TÔNG ƒ LỰA CHỌN VẬT LIỆU SỬA CHỮA KẾT CẤU BÊ TÔNG ƒ SỬA CHỮA BỀ MẶT KẾT CẤU BÊ TÔNG ƒ SỬACHA CHỮAAV VẾTNT NỨTTTRÊNK TRÊN KẾTTC CẤUUBÊTÔNG BÊ TÔNG ƒ SỬA CHỮA THẤM KẾT CẤU BÊ TÔNG
2. NHỮNG NGUYÊN LÝ CƠ BẢN CỦA ĐỂ ĐẢM BẢO ĐỘ BỀN VỮNG CỦA VIỆC SỬA CHỮA HƯ HỎNG KẾT CẤU BÊ TÔNG 9 Xác định được nguồn gốc, nguyên nhân gây ra hư hỏng 9 Cần hiểu được ứng xử của kết cấu được sửa chữa cũng như của vật liệu dùng để sửa chữa 9 Không có một công thức cụ thể nào cho việc sửa chữa kết cấu bê tông. Tuyy,qy nhiên, quy trình sửa chữa hư hỏng của một kết cấu bê tông thườnggg gồm những nội dung cơ bản sau : (1) (2) (3) 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)
3. NHỮNG NGUYÊN LÝ CƠ BẢN CỦA ĐỂ ĐẢM BẢO ĐỘ BỀN VỮNG CỦA VIỆC SỬA CHỮA HƯ HỎNG KẾT CẤU BÊ TÔNG 9 Đảm bảo « sự tương hợp» giữa vật liệu sửa chữa và lớp bê tông cũ - Rất nhiềutru trường h ợppvi việcsc sửaach chữa không đảmbm bảo yêu c ầudoviu do việclc lựacha chọnnv vật liệu sửa chữa không « tương hợp» với vật liệu bê tông cũ và với các điều kiện môi trường xung quanh -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 s ự tương thích v ề các đặctrc trưng v ậtlýst lý, sự tương thích v ề biếndn dạng hình h ọc giữ vai trò rất quan trọng. Sự tương thích này phụ thuộc các yếu tố cơ bản sau : Biếndn dạng co ngót Hệ số giãn nở nhiệt Mô đun đàn h ồi Biếndn dạng t ừ biến Rất khó lựa chọn được vật liệu sửa chữa đảm bảo đầy đủ các điều kiện tương thích
4. NHỮNG NGUYÊN LÝ CƠ BẢN CỦA ĐỂ ĐẢM BẢO ĐỘ BỀN VỮNG CỦA VIỆC SỬA CHỮA HƯ HỎNG KẾT CẤU BÊ TÔNG Cơ chế phá huỷ liên kế giữa lớp vật liệu sửa chữa và kết cấu cũ do biến dạng co ngót
5. NHỮNG NGUYÊN LÝ CƠ BẢN CỦA ĐỂ ĐẢM BẢO ĐỘ BỀN VỮNG CỦA VIỆC SỬA CHỮA HƯ HỎNG KẾT CẤU BÊ TÔNG 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 ( Từ biến khi vật liệu ở trạng thái làm việc chịu kéo phụ thuộc nhiều vào t ỷ lệ nước/xi măng, nhiệt độ môi trường và tuổi của vật liệu khi chịu tải) (T.H.Nguyen, PhD thesis , LMDC Toulouse)
6. NHỮNG NGUYÊN LÝ CƠ BẢN CỦA ĐỂ ĐẢM BẢO ĐỘ BỀN VỮNG CỦA VIỆC SỬA CHỮA HƯ HỎNG KẾT CẤU BÊ TÔNG 9 Ảnh hưởng của tình trạng bề mặt tiếp xúc giữa kết cấu sửa chữa và lớp vật liệu sửa chữa Kháng c ắt Kháng kéo Truyền lực thông qua ma sát bề mặt
7. LỰA CHỌN VẬT LIỆU SỬA CHỮA KẾT CẤU BÊ TÔNG 9 Để chọn được vật liệu sửa chữa, cần trả lời các câu hỏi sau : ƒ Nhu cầu của người sử dụng ? ƒ Vai trò của kết cấu sửa chữa ? ƒ Khả năng khắc phục được nggyuyên nhân hư hỏng ? ƒ Điều kiện làm việc thực tế ? ƒ Yêu cầu sử dụng công trình trong quá trình sửa chữa ? ƒ Biện pháp thi công sửa chữa ? ƒ Những đặc tính cần phải có của vật liệu sửa chữa ? ƒ Loạivi vậtlit liệuunào nào đáp ứng được các đặctínhnày?c tính này ?
8. SỬA CHỮA BỀ MẶT KẾT CẤU BÊ TÔNG 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 BT có bề mặt rộng (bê tông mặt cầu, đường băng, sàn mái ). 9 Diện tích hư hỏng lớn 9 Hư hỏng bề mặt bê tông trong kết cấu BTCT thường gắp liền vớihi hư hỏng c ốttthépdo thép do ănnmòn mòn 9 Các nội dung sửa chữa bề mặt được áp dụng cho trường hợp sửa chữa hư hỏng kết cấu bê tô ng d o ăn mòn cốttthé thép
9. SỬA CHỮA BỀ MẶT KẾT CẤU BÊ TÔNG 9 Chuẩn bị bề mặt kết cấu sửa chữa Kết cấu dầm Kết cấu cột Kết cấu sàn ons maintenance mm Sửa chữa 1 phần chiều dày ated –ated P.H Em rete repair and rete repair rr cc Sửa chữa cả Con illust chiều dày
10. SỬA CHỮA BỀ MẶT KẾT CẤU BÊ TÔNG 9 Một số phương pháp thi công lớp vật liệu sửa chữa Ván khuôn Phương pháp đổ BT thủ công + đầm Phương pháp bơm bê tông
11. SỬA CHỮA BỀ MẶT KẾT CẤU BÊ TÔNG 9 Một số phương pháp thi công lớp vật liệu sửa chữa Máy nén • Độ đặc chắc được đảm bảo tuy khí nhiên không đạt đượcbc bằng ph ương Vật liệu sửa chữa pháp phun khô ( đã trộn) Phương pháp phun ướt
12. SỬA CHỮA VẾT NỨT TRÊN KẾT CẤU BÊ TÔNG 9 Đặc điểm cơ bản của vết nứt trên kết cấu bê tông • Vếtnt nứt luôn t ồnnt tại trong k ếtct cấu bê tông (c ường độ chịu kéo c ủaabêtông bê tông nhỏ) • Nứt kết cấu bê tông có thể xảy ra ở nhiều thời điểm khác nhau với nhiều nguyêâáên nhân khác nhau: từ khi vừa thi công xong đến khi côìông trình đã tồn tại nhiều năm • Vết nứt là đặc trưng cơ bản cho sự hư hỏng của công trình. Đặc điểm của vết nứt (phương, chiều dài, chiều rộng , sự phát triển ) là cơ sở cho việc xác định nguyên nhân gây hư hỏng công trình. • Ảnh hưởng của vết nứt đến sự làm việc của công trình : - Khả năng chịu lực - Tuổi thọ của công trình - Chống thấm - Thẩm mỹ
13. SỬA CHỮA VẾT NỨT TRÊN KẾT CẤU BÊ TÔNG 9 Đặc điểm cơ bản của vết nứt trên kết cấu bê tông GIAI ĐOẠN THI CÔNG CO NGÓT THỜI ĐỘ ỔN ĐỊNH Nhiệt độ THI CÔNG KỲ ĐẦU THỂ TÍCH • Nhiệt thủy hóa xi • Kỹ thuật thi công • Thời tiết (độ ẩm, • Xi măng măng • Ổn định hệ giáo gió) • Cốt thép (vị trí, • Hệ số dẫn nhiệt chống • Chế độ bảo dưỡng đường kíí)nh) khác n hau • Quá tải • Độ ổn định thể tích • Độ sụt • Biến dạng nhiệt bị ngăn cản Fundamentals of Durable Reinforced Concrete, M.G Richardson
14. SỬA CHỮA VẾT NỨT TRÊN KẾT CẤU BÊ TÔNG 9 Thời gian xuất hiện vết nứt trên kết cấu bê tông Durable Concrete Structures , CEB Tải trọng t ứứ Ăn mòn cốt thép Co ngót khô ân gây n hh Co ngót nhiệt Co ngót dẻo Nguyên n Ổn định thể tích 1 giờ 1 ngày 1 tuần 1 tháng 1 năm 50 năm Thờiii gian tí tíhtnh từ khi đổ bê tô ng
15. SỬA CHỮA VẾT NỨT TRÊN KẾT CẤU BÊ TÔNG 9 Một số phương pháp sửa chữa vết nứt kết cấu bê tông - Phương pháp phun áp l ựcvc vữaxima xi măng : phù h ợpvp với các vếtnt 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 v ếtnt nứttb bằng neo thép -Phương pháp khoan và neo (Drilling and Plugging)
16. SỬA CHỮA VẾT NỨT TRÊN KẾT CẤU BÊ TÔNG 9 Một số phương pháp sửa chữa vết nứt kết cấu bê tông Đụcmc mở Chèn v ữaaXMho XM hoặc rộng bề keo epoxy mặt vết nứt ≥ 6mm Xử lý cục bộ vết nứt bề mặt Sửa chữa sàn Phương pháp ứng suất trước căng ngoài Sửa chữa dầm
17. SỬA CHỮA THẤM KẾT CẤU BÊ TÔNG Thấm xảy ra với kết cấu mái BTCT và với tường BTCT Khảo sát th ấmmd dộttc cần đượccti tiếnnhànhtr hành trướcckhis khi sửaach chữaanh nhằm làm sáng tỏ : - Nguồnthn thấm -Vị trí thấm -Diện tích bị thấm - Tình trạng thấm ( thấm ẩm, thấm nhỏ giọt, thấm có dòng chảyy) ) -Kết cấu có chịu lực hay không
18. SỬA CHỮA THẤM KẾT CẤU BÊ TÔNG 9 Nguyên nhân gây thấm qua kết cấu bê tông Chỗ rỗ bê tông Nứt cổ trần Hỏng lớp vật liệu cách nước Qua vết nứt Tiếp giáp ống kỹ thuật
19. SỬA CHỮA THẤM KẾT CẤU BÊ TÔNG 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 -Vệ sinh bề mặt BT sàn mái - Trám vá lại các vết nứt và các chỗ đã đục tẩy - Quét 2-3 nước sơn chống thấm -Chống nóng mái -Lát gạch đất sét nung
20. SỬA CHỮA THẤM KẾT CẤU BÊ TÔNG Hiện trạng sê nô mái lợp tôn Thấm nước qua tường sê nô Mái tôn bị võng
21. SỬA CHỮA THẤM KẾT CẤU BÊ TÔNG Cấu tạo thực tế mái lợp tôn Độ dốc yêu cầu trong hồ sơ thiết kế 7%
22. SỬA CHỮA THẤM KẾT CẤU BÊ TÔNG Hiện trạng thực tế mái lát gạch Thiếulu lớpvp vải cách nướcc02l 02 lớppsov so vớiich chỉ định trong hồ sơ thiết kế