Sửa Chữa và Phục Hồi Kết Cấu Bê Tông Cốt Thép Bằng Cách Nào?

Có một vài kỹ thuật đã được áp dụng để sửa chữa, gia cố và phục hồi kết cấu bê tông cốt thép bị hư hỏng, khuyết tật. Bài viết này sẽ mô tả chi tiết các kỹ thuật, và các vật liệu được sử dụng đi kèm.

Bê tông là vật liệu xây dựng được sử dụng rộng rãi nhất. Tính sẵn có của các cốt liệu như cát, đá, và nước giúp cho vật liệu bê tông được sử dụng linh hoạt hơn. Vì cũng do bê tông được tạo thành từ nhiều vật liệu thành phần nên thường xuyên cũng xảy ra những khuyết tật trong bê tông. Các khuyết tật có thể biểu hiện dưới dạng các vết nứt, các mảng bong tróc, các điểm xuyên thấu để lộ cốt thép, độ võng quá mức và các dấu hiệu gây nguy hiểm khác.

Trong nhiều trường hợp, cốt thép bị ăn mòn cũng gây ra hiện tượng nứt và vỡ bê tông. Điều này sẽ làm suy giảm độ bền, khả năng chịu lực của kết cấu.

Trong những tình huống như thế cần phải sửa chữa các vùng bị khuyết tật. Đôi khi cũng phải thay thế toàn bộ kết cấu.

Nguyên nhân gây ra những hư hỏng, khuyết tật trong kết cấu bê tông cốt thép

Có nhiều nguyên nhân chúng ta cần tìm hiểu trước khi tìm hướng cho giải pháp. Những nguyên nhân được liệt kê dưới đây là những nguyên nhân chính gây là hư hỏng bê tông.

  • Kết cấu thiếu khả năng chịu lực do thiết kế sai, cũng như giả định tải trọng tác động lên kết cấu sai.
  • Kết cấu thiếu khả năng chịu lực do lỗi trong quá trình thi công. Do sử dụng vật liệu kém chất lượng, không đủ tiêu chuẩn. Tay nghề thi công kém, hoặc sơ suất trong giám sát, kiểm soát chất lượng.
  • Thiệt hại do thiên tai như: hỏa hoạn, lũ lụt, động đất…
  • Do ảnh hưởng của môi trường hóa chất, môi trường ngập mặn, môi trường biển.
  • Hư hỏng do tác động cơ học như: mài mòn, hao mòn, va chạm, và ẩm ướt…
  • Sự dịch chuyển của bê tông gây ra do sự giãn nở nhiệt, và sự lún lệch của móng.

Như vậy bạn có thể đoán biết được công trình của mình thuộc trường hợp nào. Việc sửa chữa gia cố phục hổi kết cấu có cần thiết với bạn không?

Kiểm định hư hỏng và khuyết tật trong kết cấu bê tông cốt thép

Việc kiểm định hiện trạng kết cấu là rất cần thiết. Nguyên nhân, tính chất, mức độ hư hỏng, mức độ suy giảm khả năng chịu lực của kết cấu sẽ được đưa ra đúng với bản chất thực trạng. Ngược lại, kiểm định nhầm lẫn hay sai sót sẽ dẫn đến việc lựa chọn vật liệu và kỹ thuật sửa chữa không đúng. Vấn đề của bạn lúc này không được giải quyết mà còn gây trầm trọng thêm. Và một việc cũng rất cần thiết là kết cấu cần được kiểm định lại sau khi thực hiện những sửa chữa gia cố cần thiết. Điều này sẽ giúp bạn yên tâm hơn khi sử dụng công trình.

Sửa chữa và phục hồi kết cấu bê tông

Những kỹ thuật sửa chữa và phục hồi kết cấu bê tông cốt thép

Kỹ thuật được sử dụng để sửa chữa hoặc phục hồi kết cấu phụ thuộc vào nguyên nhân gây nên. Do đó ban đầu phải xác định đúng nguyên nhân. Tiếp đó là đánh giá mức độ thiệt hại, hư hỏng của kết cấu. Một phần không kém quan trọng đó là người kỹ sư phải đánh giá đúng chức năng, tầm quan trọng của bộ phận kết cấu bị hư hỏng trong mối quan hệ tổng thể khung kết cấu.

Sửa chữa phục hồi kết cấu bê tông

Trước khi đưa ra giải pháp, người kỹ sư cần cân nhắc tính sẵn có của vật liệu được sử dụng, và cả tính khả thi của biện pháp thi công. Cùng một hư hỏng như nhau, nhưng trong các điều kiện thi công khác nhau, thì có thể biện pháp thi công sẽ khác nhau. Điều này các kỹ sư công trình hiểu rõ nhất, vì nó liên quan đến kỹ thuật thi công.

Kết cấu như một bộ khung xương gánh chịu tải trọng lâu dài. Do đó vật liệu được lựa chọn để sửa chữa kết cấu phải đủ đề bền về lâu về dài. Hiểu biết sâu sắc về ứng xử dài hạn của vật liệu được lựa chọn là không thiểu thiếu cho một giải pháp tốt.

Các kỹ thuật sửa chữa công trình có thể phân loại thành ba nhóm chính:

  1. Tiêm vào các vết nứt, lấy đầy các khoảng trống
  2. Xử lý bề mặt
  3. Loại bỏ và thay thế vật liệu ở khu vực bị hư hỏng.

Hiện nay có nhiều vật liệu mới đã được phát triển để sửa chữa, gia cố phục hồi các công trình bị hư hỏng, bằng cách làm theo một trong ba phương pháp trên. Trong bài viết này tôi chỉ trình bày những phương pháp và vật liệu sửa chữa phổ biến nhất.

Vật liệu sửa chữa và phục hồi kết cấu bê tông

Xi măng, Xi măng Grouts, etc

Trong hầu hết các trường hợp, xi măng được sử dụng là vật liệu sửa chữa, bởi vì xi măng là thành phần quan trọng, không thể thiếu trong bê tông. Xi măng, hoặc vữa xi măng sẽ phù hợp để lấp đầy các khu vực bị hư hỏng.

Sửa chữa bê tông bằng vữa rót grout

Phun vữa bê tông hoặc vữa xi măng bằng vòi phun áp lực cao có thể hiệu quả trong nhiều trường hợp khi một diện tích bề mặt lớn được sửa chữa. Việc phun này có thể có hoặc không có lưới thép hay sợi thép tăng cường.

Vật liệu sửa chữa bê tông gốc nhựa

Các loại gốc nhựa thường được sử dụng là epoxy, polyester, acrylic hoặc polythene. Việc sử dụng các loại vật liệu gốc nhựa cho công việc sửa chữa đòi hỏi một sự hiểu biết thấu đáo về tính chất hóa học và vật lý của chúng, ảnh hướng qua lại của chúng với kết cấu. Đặc biệt về tính chất dài hạn và trong môi trường không thân thiện cần được lưu ý.

Nói chúng, vật liệu gốc nhựa được sử dụng trong công tác sửa chữa và phục hồi, nơi mà cần có đặc tính như: độ bền cao, độ bám dính cao, đông kết nhanh chóng, yêu cầu kháng hóa chất.

Hệ thống gốc nhựa epoxy được áp dụng phổ biến trong sửa chữa các công trình xây dựng dân dụng. Như sửa chữa các vết nứt, sửa chữa các cấu trúc bê tông bị xói mòn, sửa chữa nhanh các cây cầu, ống dẫn nước, và sửa chữa các cột, dầm, sàn bị ăn mòn hóa học. Dưới đây tôi sẽ mô tả về tính chất và ứng dụng của loại vật liệu gốc epoxy.

Vật liệu sửa chữa bê tông gốc epoxy

Vật liệu epoxy được tạo thành từ hai thành phần: thành phần nhựa và thành phần đóng rắn. Có thể trộn thêm cát thô với 2 thành phần này để tạo thành một dạng hợp chất giống như dạng vữa (có độ dẻo của nhựa). Phản ứng hóa học bắt đầu ngay khi thành phần nhựa và thành phần đóng rắn được trộn với nhau. Các hỗn hợp này có thời gian sử dụng ngắn, trước khi đóng rắn hoàn thành, khoảng từ 30 đến 60 phút. Sau khi đóng rắn hoàn toàn, chúng sẽ có một độ cứng tuyệt vời, khả năng bám dính rất cao, đồng thời chống được hóa chất và chống thấm rất tốt.

Nhựa epoxy khi  trộn với các thành phần làm rắn khác nhau sẽ cho ra những hỗn hợp với nhiều loại đặc tính khác nhau, phục vụ cho nhiều mục đích khác nhau.

Sửa chữa bê tông bằng vữa Epoxy

Epoxy sửa chữa bê tông

Các tính chất đặc trưng của hỗn hợp nhựa epoxy sửa chữa và phục hồi kết cấu bê tông là:

  • Có độ bám dính rất cao với hầu hết tất cả các vật liệu
  • Độ co rút thấp trong quá trình đóng rắn.
  • Không giản nỡ, ổn định về kích thước.
  • Có thuộc tính tự lèn vào các khe nứt, khoảng trống.
  • Bền với nhiệt độ, không tan chảy.
  • Kháng hầu hết hóa chất và bền trong môi trường không thân thiện.
  • Khả năng bám dính với các vật liệu khác trong điều kiện ẩm ướt hay dưới nước.
  • Dễ sử dụng.

Quy trình phun vữa nhựa epoxy

  • Xác định vị trí các vết nứt
  • Làm sạch bề mặt nứt
  • Khoan và lắp các đầu phun
  • Bơm hỗn hợp epoxy vào với sự hỗ trợ của máy bơm áp lực
  • Niêm phong các đầu phun khi phun vữa hoàn thành.

Máy bơm epoxy chủ yếu bao gồm: một bình chịu áp lực (chịu được áp suất 10-15 kg/cm2) với đầu vào và đầu ra cho hỗn hợp vữa epoxy, một máy đo áp suất được kết nối với khí nén, đi kèm là bộ điều chỉnh áp lực để thuận tiện cho thao tác phun epoxy.

Một hỗn hợp nhựa và chất đóng rắn được trộn sẵn, được đổ đầy thùng chứa epoxy. Thông qua vòi phun, hồn hợp epoxy này được bơm váo các vết nứt. Khi vết nứt được lấp đầy, thực hiện phun vào vết nứt tiếp theo cho đến khi tất cả các vết nứt được lắp đầy.

Khi đóng rắn, hỗn hợp epoxy cải thiện khả năng chịu lực của cấu trúc bị nứt.

Liên kết bê tông cũ với bê tông mới

Nhựa epoxy kết hợp với chất làm cứng đặc biệt được ứng dụng để liên kết bề mặt bê tông cũ với bê tông mới

Quy trình bao gồm các bước:

  • Loại bỏ tất cả các mảng bê tông lỏng lẻo và hư hỏng bằng máy móc, dụng cụ cơ học hoặc bắn tia nước áp lực.
  • Bề mặt được sấy khô.
  • Một loại nhựa epoxy thích hợp được trãi đều bằng bàn chải nylon cứng.
  • Bê tông nên được đỗ lên lớp phủ epoxy khi nó chưa khô hoàn toàn.

Kết luận

Tùy theo nhu cầu của chủ nhà/chủ đầu tư, kỹ thuật sửa chữa, cải tạo có thể chỉ là liên quan đến thẩm mỹ bề mặt công trình. Trong nhiều trường hợp khác, sửa chữa nhắm vào việc phục hồi, gia cố một phần hay toàn bộ cấu trúc.

Kiểm định đúng nguyên gây ra hư hỏng kết cấu là rất quan trọng và cần thiết để có giải pháp sửa chữa phục hồi hợp lý.

Ngoài các loại vật liệu phổ biến gốc xi măng dùng để sửa chữa kết cấu, còn có các loại vật liệu gốc nhựa.

Các vật liệu khác không có được độ bền và nhiều đặc tính ưu việt như vật liệu nhựa epoxy. Vật liệu epoxy không chỉ khẳng định sự nổi trội ở những ứng dụng sửa chữa kết cấu công trình, mà còn đang được sử dụng trong các điều kiện khắc nghiệt hơn như sửa chữa dưới nước cho các con đập và tàu thuyền…Tôi tin rằng nhiều ứng dụng mới của loại vật liệu này sẽ được khám phá trong tương lai gần.

Nhựa epoxy không phải là vật liệu xây dựng chính. Giá của chúng thường cao nên khi dử dụng phải có suy xét hợp lý, thận trọng. Những loại nhựa này nên được sử dụng trong các trường hợp thật sự cần thiết.

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *

Gọi ngay