Đang tải... (xem toàn văn)
(Đề tài NCKH) Đánh giá chất lượng còn lại của kết cấu bê tông cốt thép bị ăn mòn bằng các số liệu khảo sát trên địa bàn TP. HCM(Đề tài NCKH) Đánh giá chất lượng còn lại của kết cấu bê tông cốt thép bị ăn mòn bằng các số liệu khảo sát trên địa bàn TP. HCM(Đề tài NCKH) Đánh giá chất lượng còn lại của kết cấu bê tông cốt thép bị ăn mòn bằng các số liệu khảo sát trên địa bàn TP. HCM(Đề tài NCKH) Đánh giá chất lượng còn lại của kết cấu bê tông cốt thép bị ăn mòn bằng các số liệu khảo sát trên địa bàn TP. HCM(Đề tài NCKH) Đánh giá chất lượng còn lại của kết cấu bê tông cốt thép bị ăn mòn bằng các số liệu khảo sát trên địa bàn TP. HCM(Đề tài NCKH) Đánh giá chất lượng còn lại của kết cấu bê tông cốt thép bị ăn mòn bằng các số liệu khảo sát trên địa bàn TP. HCM(Đề tài NCKH) Đánh giá chất lượng còn lại của kết cấu bê tông cốt thép bị ăn mòn bằng các số liệu khảo sát trên địa bàn TP. HCM(Đề tài NCKH) Đánh giá chất lượng còn lại của kết cấu bê tông cốt thép bị ăn mòn bằng các số liệu khảo sát trên địa bàn TP. HCM(Đề tài NCKH) Đánh giá chất lượng còn lại của kết cấu bê tông cốt thép bị ăn mòn bằng các số liệu khảo sát trên địa bàn TP. HCM(Đề tài NCKH) Đánh giá chất lượng còn lại của kết cấu bê tông cốt thép bị ăn mòn bằng các số liệu khảo sát trên địa bàn TP. HCM(Đề tài NCKH) Đánh giá chất lượng còn lại của kết cấu bê tông cốt thép bị ăn mòn bằng các số liệu khảo sát trên địa bàn TP. HCM(Đề tài NCKH) Đánh giá chất lượng còn lại của kết cấu bê tông cốt thép bị ăn mòn bằng các số liệu khảo sát trên địa bàn TP. HCM(Đề tài NCKH) Đánh giá chất lượng còn lại của kết cấu bê tông cốt thép bị ăn mòn bằng các số liệu khảo sát trên địa bàn TP. HCM(Đề tài NCKH) Đánh giá chất lượng còn lại của kết cấu bê tông cốt thép bị ăn mòn bằng các số liệu khảo sát trên địa bàn TP. HCM(Đề tài NCKH) Đánh giá chất lượng còn lại của kết cấu bê tông cốt thép bị ăn mòn bằng các số liệu khảo sát trên địa bàn TP. HCM(Đề tài NCKH) Đánh giá chất lượng còn lại của kết cấu bê tông cốt thép bị ăn mòn bằng các số liệu khảo sát trên địa bàn TP. HCM(Đề tài NCKH) Đánh giá chất lượng còn lại của kết cấu bê tông cốt thép bị ăn mòn bằng các số liệu khảo sát trên địa bàn TP. HCM(Đề tài NCKH) Đánh giá chất lượng còn lại của kết cấu bê tông cốt thép bị ăn mòn bằng các số liệu khảo sát trên địa bàn TP. HCM(Đề tài NCKH) Đánh giá chất lượng còn lại của kết cấu bê tông cốt thép bị ăn mòn bằng các số liệu khảo sát trên địa bàn TP. HCM
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐH SƯ PHẠM KỸ THUẬT TPHCM BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CỦA SINH VIÊN ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG CỊN LẠI CỦA KẾT CẤU BÊ TƠNG CỐT THÉP BỊ ĂN MÒN BẰNG CÁC SỐ LIỆU KHẢO SÁT TRÊN ĐỊA BÀN TP.HCM MSĐT: SV2021-66 Chủ nhiệm đề tài: Hồ Minh Trí TP Hồ Chí Minh, tháng 10 năm 2021 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐH SƯ PHẠM KỸ THUẬT TPHCM BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CỦA SINH VIÊN ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG CỊN LẠI CỦA KẾT CẤU BÊ TƠNG CỐT THÉP BỊ ĂN MÒN BẰNG CÁC SỐ LIỆU KHẢO SÁT TRÊN ĐỊA BÀN TP HCM MSĐT: SV2021-66 Thuộc nhóm ngành khoa học: Xây dựng SV thực hiện: Hồ Minh Trí Nam, Nữ: Nam Dân tộc: Kinh Lớp: 18149CL1A Khoa:ĐT CLC Năm thứ: Số năm đào tạo: Ngành học: Công nghệ kỹ thuật cơng trình xây dựng Người hướng dẫn: TS Nguyễn Thanh Hưng BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐH SƯ PHẠM KỸ THUẬT TPHCM THÔNG TIN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI Thông tin chung: - Tên đề tài: ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG CÒN LẠI CỦA KẾT CẤU BÊ TƠNG CỐT THÉP BỊ ĂN MỊN BẰNG CÁC SỐ LIỆU KHẢO SÁT TRÊN ĐỊA BÀN TP.HCM - Chủ nhiệm đề tài: Hồ Minh Trí Mã số SV: 18149190 - Lớp: 18149CL1A - Khoa: Đào tạo Chất lượng cao - Thành viên đề tài: Stt Họ tên MSSV Lớp Khoa Hồ Minh Trí 18149190 18149CL1 ĐT CLC Nguyễn Hoàng Tuyết Hân 16149036 16149CL1 ĐT CLC Mai Tôn Đức 16149032 16149CL1 ĐT CLC Ngô Đức Anh 16149016 16149CL1 ĐT CLC - Người hướng dẫn: TS Nguyễn Thanh Hưng Mục tiêu đề tài: Tiến hành nghiên cứu khảo sát số liêu kết cấu bê tơng số cơng trình nhà ở, chung cư Tp.Hồ Chí Minh dựa tài liệu thu thập Đánh giá cấu trúc, cường độ dầm cột bê tông trước sau bị phá hoại, tìm ngun nhân dẫn đến tượng 3 Kết nghiên cứu: Sử dụng mô hình Abaqus để đánh giá chất lượng cịn lại dầm cơng trình, từ đưa kết luận cấu kiện cịn sử dụng hay khơng Đóng góp mặt giáo dục đào tạo, kinh tế - xã hội, an ninh, quốc phòng khả áp dụng đề tài: Giúp cho Chủ đầu tư, chủ nhà hiểu rõ trạng chất lượng cơng trình Từ xác định rõ ngun nhân để xử lí kịp thời, tránh việc gia tăng thêm lỗi cho cấu kiện liền kề Khoanh vùng, phát tất lỗi, tối ưu biện pháp xử lí nhanh kịp thời tránh việc kiểm tra, chỉnh sửa nhiều lần, nâng chất lượng cơng trình địa bàn Giải tỏa xúc, lo lắng người dân vấn đề hữu, cải thiện chất lượng sống Ngày tháng 10 năm 2021 SV chịu trách nhiệm thực đề tài (ký, họ tên) Nhận xét người hướng dẫn đóng góp khoa học SV thực đề tài (phần người hướng dẫn ghi): Nhóm nghiên cứu cố gắng tìm hiểu tài liệu ứng xử kết cấu bê tơng cốt thép bị ăn mịn Đã phân tích ảnh hưởng ăn mịn đến làm việc kết cấu bê tông cốt thép bị ăn mịn số cơng trình TP HCM Ngày 01 tháng 10 năm 2021 Người hướng dẫn (kí, họ tên) Nguyễn Thanh Hưng MỤC LỤC CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ LĨNH VỰC NGHIÊN CỨU 1.1 Tổng quan tình hình nghiên cứu thuộc lĩnh vực đề tài 1.2 Tính cấp thiết đề tài 1.3 Tình hình nghiên cứu chống ăn mịn bê tông BTCT Việt Nam 1.4 Tình hình nghiên cứu chống ăn mịn bê tơng BTCT giới 10 1.5 Mục tiêu nghiên cứu 11 1.6 Đối tượng nghiên cứu 11 1.7 Phạm vi nghiên cứu 11 1.8 Phương pháp nghiên cứu 11 1.9 Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài 11 Ý nghĩa khoa học 11 Ý nghĩa thực tiễn 11 1.10 Một số tài liệu nghiên cứu ăn mịn bê tơng cốt thép 11 1.11 Một số hình ảnh cơng trình bị xuống cấp bị ăn mịn bê tơng cốt thép địa bàn thành phố Hồ Chí Minh 13 1.12 Kết luận chương I 15 CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 16 2.1 Lý thuyết chung ăn mòn bê tông cốt thép 16 Khái niệm ăn mịn bê tơng 16 Phân loại ăn mịn bê tơng 16 Mức độ ăn mịn bê tơng 16 Ngun nhân gây ăn mịn bê tơng 17 Đặc trưng ăn mòn Bê tông 17 2.2 Khái niệm ăn mòn cốt thép bê tông 18 Ăn mòn cốt thép 18 Cơ chế ăn mòn cốt thép 18 Q trình ăn mịn cốt thép 23 Nguyên nhân gây ăn mòn cốt thép 23 Mơ hình ăn mịn cốt thép 24 2.3 Các biện pháp chống ăn mịn bê tơng cốt thép 26 Chống ăn mịn bê tơng: 26 Chống ăn mòn cốt thép 26 Một số tiêu chuẩn liên quan 27 2.4 Kết luận chương 28 CHƯƠNG 3: KHẢO SÁT HIỆN TRẠNG ĂN MỊN MỘT SỐ CƠNG TRÌNH TRÊN ĐỊA BÀN TP.HỒ CHÍ MINH 29 3.1 Một số phương pháp khảo sát ăn mòn bê tông cốt thép 29 Các phương pháp khảo sát đánh giá độ ăn mòn bê tông 29 Các phương pháp khảo sát đánh giá độ ăn mòn cốt thép 30 CHƯƠNG 4: ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG CHỊU LỰC KẾT CẤU BÊ TƠNG CỐT THÉP BỊ ĂN MỊN , MƠ PHỎNG KẾT CẤU BỊ ĂN MÒN BẰNG PHẦN MỀM ABAQUS 42 4.1 Đánh giá khả chịu lực kết cấu bị ăn mòn 42 4.2 Đánh giá kết cấu thực tế cơng trình 42 4.3 Nhận xét 44 4.4 Kết luận 44 4.5 Giới thiệu phần mềm mô 44 4.6 Giới thiệu phần mềm Abaqus 45 Khái niệm mơ hình CDP Abaqus 45 Mơ hình Hsusu 46 4.7 Mô hình mơ 48 4.8 Diễn giải bước nhập liệu vào Abaqus 49 4.9 Kết mô 49 4.10 Nhận xét kết mô 51 CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 52 5.1 Kết luận 52 5.2 Hướng phát triển đề tài 52 5.3 Kiến nghị 53 Tài liệu tham khảo 54 MỤC LỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1: Chung cư 1078-1082 Võ Văn Kiệt, quận 13 Hình 1.2: Dầm bị thấm ố, bong tróc, rỉ sét 13 Hình 1.3: Chung cư 133/7 Phú Hịa, quận Tân Bình 14 Hình 1.4: Dầm bị thấm ố, bong tróc, rỉ sét 14 Hình 1.5: Dầm bị thấm ố, bong tróc, rỉ sét 14 Hình 1.6: Chung cư 107-121 Gị Cơng, quận 15 Hình 1.7: Sàn bị thấm ố, bong tróc, rỉ sét 15 Hình 2.1: Một vài hình ảnh ăn mịn bê tơng (nguồn Internet) 18 Hình 2.2: Sơ đồ trình ăn mịn điện hóa cốt thép bê tơng 21 Hình 2.3: Sơ đồ q trình ăn mịn điện hóa cốt thép bê tơng có ion Cl- 21 Hình 2.4: Quá trình phản ứng hai đầu cực 22 Hình 2.5: Sơ đồ q trình ăn mịn cốt thép bê tơng 23 Hình 2.6: Một vài hình ảnh ăn mịn cốt thép (nguồn internet) 25 Hình 4.1: Biểu đồ quam hệ ứng suất biến dạng bê tông chịu nén 45 Hình 4.2: Biểu đồ quam hệ ứng suất biến dạng bê tông chịu kéo 46 Hình 4.3: Biểu đồ quam hệ ứng suất biến dạng bê tông chịu nén 46 Hình 4.4: Biểu đồ quam hệ ứng suất biến dạng bê tông chịu kéo 47 Hình 4.5: Thép dầm 48 Hình 4.6: Chuyển vị 49 Hình 4.7: Nứt nén 50 Hình 4.8: Ứng suất cốt thép 50 Hình 4.9: Ứng suất bê tơng 51 MỤC LỤC BẢNG Bảng 3.1: Bảng thống kê kết khảo sát cơng trình 32 Bảng 4.1: Kích thước hình học bê tông dầm 43 Bảng 4.2: Độ ăn mòn cốt thép dầm 43 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ LĨNH VỰC NGHIÊN CỨU 1.1 Tổng quan tình hình nghiên cứu thuộc lĩnh vực đề tài Kết cấu bê tông cốt thép sử dụng phổ biến xây dựng cơng trình dân dụng, cơng nghiệp, cầu đường…, loại vật liệu có độ bền cao, bị biến dạng, dễ tạo hình, ổn định theo thời gian nhiều điều kiện mơi trường, khí hậu khác nhau, v.v Tuy nhiên, ngồi ưu điểm trên, bê tơng cốt thép bộc lộ tính chất bất lợi làm cho cơng trình bị xuống cấp, hư hỏng, giảm khả chịu lực kết cấu Các hư hỏng thường gặp nứt bê tơng, bong tróc lớp bê tơng bảo vệ cốt thép, cốt thép bị han rỉ, bị giảm tiết diện, làm tăng độ võng kết cấu dẫn đến hư hỏng cơng trình Việc tu sửa chữa cơng trình tốn kém, phải xây lại phần hư hỏng cơng trình khó khăn tốn hơn, điều đưa đến nhu cầu cần phải có biện pháp chống ăn mịn hiệu cho cơng trình bê tơng cốt thép Việt Nam nước nằm vùng khí hậu nhiệt đới, độ ẩm cao làm cho kim loại tự nhiên nói chung cốt thép bê tơng nói riêng bị ăn mòn nhanh, việc nghiên cứu đánh giá ảnh hưởng môi trường đến làm việc kết cấu cơng trình nhiều vùng có khí hậu thời tiết khác cần thiết Trong đề tài khảo sát đánh giá mức độ ăn mịn bê tơng cốt thép đến khả chịu lực kết cấu cơng trình địa bàn thành phố Hồ Chí Minh Từ số liệu khảo sát số cơng trình bị xuống cấp sau thời gian sử dụng 40 năm, phân tích xử lý số liệu để rút kết luận quy luật việc ăn mịn bê tơng cốt thép làm giảm khả chịu lực kết cấu dầm, sau dùng phần mềm Abacus mơ kết cấu dầm, đánh giá khả chịu lực lại kết cấu dầm bị suy giảm khả chịu lực sau bị ăn mịn bê tơng cốt thép Mơ hình vật liệu bê tơng cốt thép chương trình kiểm chứng với kết phân tích xử lý số liệu làm tăng độ tin cậy kết mơ 1.2 Tính cấp thiết đề tài Ngày nay, kết cấu bê tông sử dụng ngày nhiều tính ứng dụng cao nó, đặc biệt cơng trình Tp Hồ Chí Minh gia tăng mạnh mẽ Kết cấu bê tông cốt thép có độ bền cao thiết kế lắp đặt cách Vật liệu không bị ảnh hưởng thời tiết chúng tồn đến hàng trăm năm Tuy nhiên, nhiều năm gần cơng trình bê tơng cốt thép có dấu hiệu bị ăn mòn, nứt vỡ kết cấu nhanh nhiều nguyên nhân chủ quan khách quan khác Các nguyên nhân chủ quan công ty thiết kế chưa xác, thi cơng sai với vẽ, người sử dụng không bảo dưỡng, sử dụng sai chức Bên cạnh đó, nguyên nhân khách quan thời tiết, thiên tai ảnh hưởng không nhỏ đến chất lượng tuổi thọ kết cấu Từ đó, việc khảo sát, đánh giá số liệu kết cấu bê tông cốt thép bị ăn mịn số cơng trình địa bàn Tp Hồ Chí Minh tiêu chí góp phần làm rõ cường độ bê tơng cốt thép thực tế so với lí thuyết thiết kế Dựa vào kết thu thập từ cơng trình có sẵn, ta tính tốn, phân tích, đánh giá chất lượng kết cấu bê tơng cốt thép so với thiết kế Qua đó, đánh giá chất lượng cơng trình kịp thời có biện pháp xử lí kịp thời cơng trình chất lượng, đồng thời tiết kiệm chi phí sửa chữa 1.3 Tình hình nghiên cứu chống ăn mịn bê tơng BTCT Việt Nam - Nhiều cơng trình xây dựng bê tơng cốt thép nước ta sau thời gian khai thác bị ăn mịn hư hỏng mơi trường có tính chất ăn mịn, địi hỏi phải có biện pháp phòng ngừa hạn chế ăn mòn kết cấu bê tông cốt thép Tiêu chuẩn TCVN 3993:1985 Chống ăn mịn xây dựng, kết cấu bê tơng bê tông cốt thép – Nguyên tắc để thiết kế; TCVN 3994:1985 Chống ăn mòn xây dựng – Kết cấu bê tông bê tông cốt thép – Phân loại ăn mòn; TCXD 149-1986 Bảo vệ kết cấu xây dựng khỏi bị ăn mòn Các tiêu chuẩn chưa đề cập đến tất loại ăn mòn, mơi trường ăn mịn việc áp dụng bị hạn chế chưa phát huy tác dụng thực tế Nhiều quan khoa học nghiên cứu vấn đề này, đề tài nghiên cứu chưa quan tâm lý thuyết mà chủ yếu vào biện pháp cụ thể chống ăn mịn cơng trình bê tông bê tông cốt thép Đa số tập trung vào chống ăn mịn mơi trường chất lỏng, chủ yếu môi trường biển Từ năm 1960 có tiến hành khảo sát Hịn Gai Hải Phịng cơng trình xây dựng từ năm 1914 đưa nhận xét cần phải có quy định riêng cho công tác thiết kế thi công công trình bê tơng thép vùng biển - TS Nguyễn Thanh Hưng mô dầm bê tông cốt thép bị ăn mòn xét đến cường độ liên kết cốt thép bê tông theo phương pháp PTHH TS.Nguyễn Thanh Hưng cộng có chẩn đốn dầm bê tơng cốt thép bị ăn mịn trường hợp thiếu số liệu - TS Đào Ngọc Thế Lực xây dựng mơ hình số đánh giá tuổi thọ cơng trình bê tơng cốt thép bị ăn mịn môi trường biển TS.Đào Ngọc Thế Lực cộng xây dựng mơ hình nứt kết cấu bê tơng cốt thép bị ăn mịn Mặt khác, TS.Đào Ngọc Thế Lực mô nứt lớp bê tơng bảo vệ ăn mịn khơng kết cấu bê tông cốt thép gồm phần mô ăn mịn khơng cốt thép mơ nứt lớp bê tông bảo vệ nhiều chuyên gia quan tâm - Ths.Nguyễn Công Luyến nghiên cứu tượng ăn mòn cốt thép kết cấu mơ hình 3D-RBSM Như vậy, nước ta quan tâm nhiều đến vấn đề ăn mòn chống ăn mịn bê tơng bê tơng cốt thép cốt thép, nhiên vấn đề tập trung vào cơng trình xây dựng mơi trường biển, mà chưa quan tâm đến cơng trình xây dựng mơi trường khác nắng nóng, độ ẩm khơng khí.v.v 1.4 Tình hình nghiên cứu chống ăn mịn bê tơng BTCT giới Trên giới có số cơng trình nghiên cứu đến ảnh hưởng ăn mòn cốt thép bê tông đến khả chịu lực kết cấu W.L.Lai cộng có cơng trình nghiên cứu ăn mòn cốt thép radar xuyên đất Xu-Gang tác giả khác vào năm 2010 cho phân tích mơ tính chất học thép bị biến dạng ăn mòn Vào năm 2011, phân tích PTHH dầm bê tơng cốt thép bị ăn mòn chịu lực cắt Tanarat Potisuk cộng công bố nhiều quan tâm Mặt khác, phương pháp đánh giá không phá hủy kết cấu bê tông cốt thép chịu ăn mòn điện từ Gemma Roqueta, Lluís Jofre Maria Q.Feng chuyên gia ngành đánh giá cao Irina Saether, Bjonar Sand có mơ FEM dầm bê tơng cốt thép bị ăn mòn; S.Kharkovsky tác giả khác cho thấy phương pháp việc sử dụng 3D SAR để đánh giá ăn mịn bê tơng cốt thép TS.Đào Ngọc Thế Lực cộng sâu vào nghiên cứu mơ hình ăn mịn thép cục kết cấu bê tông Jiabin Li cộng mơ cột bê tơng cốt thép bị ăn mịn phương pháp không phá hủy, mang lại cho giới nói chung lĩnh vực xây dựng dân dụng nói riêng nhìn khái qt rõ ràng 10 27 28 29 Chung cư 83 3/A-B Bùi Hữu Lầu Nghĩa, Phường 5, Dầm A/2-3 Lầu Quận 1/A-B (trước 1975) Lầu Chung cư 8/A-A' 50-62 Gị Lầu Cơng, Phường 13, Dầm 7/A-A' Lầu Quận F/7-8 (trước 1975) Lầu Chung cư 3/C-D 137 Bùi Hữu Lầu Nghĩa, Phường 7, Dầm C'/5-6 Lầu Quận A1/1-8 (trước 1975) Lầu 4350 200 300 200 18 266 199 298 160 17.5 264 2500 200 350 200 16 317 198 347 160 15.2 314 3.5 4350 200 300 200 18 266 199 299 160 16.6 266 1000 200 350 200 16 317 197 349 181 15.3 316 1000 200 350 200 16 317 195 347 181 15.5 314 2.5 2800 200 300 200 16 267 199 297 181 14.6 265 1800 200 300 200 16 267 194 298 189 15.5 265 4000 100 300 200 16 267 98 297 189 14.8 265 2.5 3500 200 300 200 16 267 197 298 189 15.2 265 41 CHƯƠNG 4: ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG CHỊU LỰC KẾT CẤU BÊ TƠNG CỐT THÉP BỊ ĂN MỊN , MƠ PHỎNG KẾT CẤU BỊ ĂN MÒN BẰNG PHẦN MỀM ABAQUS 4.1 Đánh giá khả chịu lực kết cấu bị ăn mịn - Từ kết phân tích xử lý số liệu chương 3, nhận thấy bê tơng cột, cường độ bê tơng có bị suy giảm cường độ bê tông trường đạt cấp độ bền từ B15 đến B22,5 đảm tiêu chuẩn làm kết cấu bê tông cốt thép theo tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 5574: 2012 Kết cấu bêtông bê tông cốt thép tiêu chuẩn thiết kế Đối với đà kiềng đà sàn cường độ bê tơng cịn lại đạt B22.5 đến B27.5 đủ tiêu chuẩn làm kết cấu bê tông cốt thép theo tiêu chuẩn TCVN 5574:2012 - Việc bê tơng đà có cường độ cao bê tơng cột thời điểm thi công công nghệ thi công chưa phát triển, cấp phối trộn bê tông đo lường thủ cơng nên cường độ bê tơng có khác vị trí khác cơng trình - Nguyên nhân chủ yếu gây ăn mòn bê tơng q trình khử kiềm, diễn hịa tan sản phẩm thủy hóa xi măng, chủ yếu hydroxit canxi Aluminat canxi bị hòa tan - Nguyên nhân ăn mòn cốt thép q trình mịn cacbonat hóa Sự ăn mịn cốt thép dẫn đến hình thành gỉ sắt tích lớn từ bốn đến sáu lần kích thước thép ban đầu, ăn mòn 4.2 Đánh giá kết cấu thực tế cơng trình Từ bảng thống kê cơng trình chọn cơng trình tiêu biểu xác định thơng số tính tốn: Chung cư 265-277 Nguyễn Chí Thanh, phường 12, quận 5, TP.HCM 42 Bảng 4.1: Kích thước hình học bê tơng dầm Mặt cắt cấu kiện Vị trí Chiều rộng Chiều cao (mm) (mm) (mm) B/6-7 195 297 15 A/6-7 198 296 15 9/A-B 197 296 15 Chiều rộng: b Chiều cao: b Lớp vữa trát 195 198 197 197( mm) 297 296 296 296( mm) Bảng 4.2: Độ ăn mòn cốt thép dầm Cấu kiện Dầm lầu Đường kính Đường kính đo Độ ăn mịn Phần trăm ăn thiết kế (mm) thực tế (mm) (mm) mòn (%) 18 17.1 0.9 5.00 18 16.7 1.3 7.20 18 17 5.55 5.42 0.58 9.67 5.61 0.39 6.50 5.95 0.05 0.83 Thép chịu lực 18: Thép chịu lực 6: 17.1 16.7 17 16.93( mm) 5.42 5.61 5.95 5.66(mm) 43 Kiểm tra võng: Độ võng cho phép Độ võng lúc sau (mm) (mm) B/6-7 10 Đạt A/6-7 10 Đạt 9/A-B Đạt Vị trí Đánh giá 4.3 Nhận xét - Cơng trình chung cư 265-277 Nguyễn Chí Thanh (trước 1975) sau kiểm tra có kích thước dầm lầu 200x300 cịn 197x296 mm, đường kính thép 18 cịn 16.93, đường kính cốt đai 6 5.66 4.4 Kết luận Cấu kiện đà sàn cơng trình bị ăn mịn bê tơng cốt thép điều kiện tiếp xúc môi trường gây Kết tính tốn theo tiêu chuẩn khả chịu lực theo mặt cắt tiết diện bị ăn mịn đảm bảo khả chịu lực Tuy nhiên bê tơng có tượng bị cacbonate hóa, gây rỉ sét, nứt bê tơng, bong tróc bê tơng làm giảm khả chịu lực kết cấu 4.5 Giới thiệu phần mềm mô Ngày nay, với phát triển nhanh công nghệ thông tin, phương pháp tính tốn phương pháp số phát triển, có nhiều phần mềm phân tích phương pháp phần tử hữu hạn (PTHH) viết nhiều công ty giới Các phần mềm phân tích kết cấu nói chung kết cấu bê tơng cốt thép số ABAQUS phần mềm hữu hiệu việc mơ kết cấu cơng trình phương pháp Phần tử hữu hạn ABAQUS có kho phần tử phong phú dễ dàng phân tích kết cấu với nhiều hình dạng khác Phần mềm ABAQUS mơ xây dựng kết cấu điển hình với việc phân tích theo chức vật liệu sử dụng như: kim loại, bê tông cốt thép , vật liệu cao phân tử hay vật liệu phức hợp Phần mềm ABAQUS không sử dụng nhiều việc phân tích kết cấu mà cịn sử dụng nhiều lĩnh vực khác truyền dẫn nhiệt, điện tử, 44 học, phân tích âm Phần mềm ABAQUS có tính thương mại cao, việc sử dụng dễ dàng giao diện hình dễ sử dụng ABAQUS phần mềm chọn để thực mô luận văn 4.6 Giới thiệu phần mềm Abaqus Khái niệm mơ hình CDP Abaqus 4.6.1.1 Mơ hình nén Hình 4.1: Biểu đồ quam hệ ứng suất biến dạng bê tông chịu nén Biến dạng miền đàn hồi: cin c ocel Trong đó: ocel c Eo biến dạng miền đàn hồi hệ số thiệt hại dc = c tổng biến dạng chịu nén bê tông cpl cin dc c d c Eo Trong đó: dc tham số liên quan đến giảm khả chịu tải kết cấu 45 4.6.1.2 Mơ hình kéo Hình 4.2: Biểu đồ quam hệ ứng suất biến dạng bê tông chịu kéo Mơ hình Hsusu 4.6.2.1 Mơ hình nén Hình 4.3: Biểu đồ quam hệ ứng suất biến dạng bê tông chịu nén Trong hình 4.3 điểm đạt cường độ chịu nén cực hạng điểm có toạ độ gồm (σcu ) (ε0) Điểm kết thúc đường cong điểm có toạ độ tương ứng biến dạng (εd) ứng suất 0.3 x (σcu ) Miền đàn hồi nằm khoảng 50% cường độ chịu nén cực hạn Đường cong ứng suất biến dạng Hsusu thoả mãn phương trình sau: c o c 1 c o cu 46 Trong hệ số β phụ thuộc hình dạng đường cong xác định theo biểu thức: cu 1 o Eo Biến dạng cực hạn o xác định theo biểu thức sau: 8.9 105 cu 2.114 103 Mô đun đàn hồi (E0) bê tông xác định theo biểu thức sau : Ec 1.2431102 cu 3.28312 103 Các biểu thức xác định (σcu ), (ε0), (E0), xác định theo đơn vị (kip/in2) Trong đó: 1MPa= 0.145037743 ( kip/in2) 4.6.2.2 Mơ hình kéo Hình 4.4: Biểu đồ quam hệ ứng suất biến dạng bê tơng chịu kéo 47 4.7 Mơ hình mơ - Dữ liệu đầu vào Thông số Ký hiệu Giá trị Cường độ chịu nén BT fc 19.27(Mpa) Cường độ chịu kéo BT ft (Mpa) Hệ số Poinson v 0.2 Module đàn hồi BT E 23x106 Giới hạn chảy thép c 0.00021(Mpa) Module đàn hồi cốt thép Es 210000 (Mpa) - Cốt thép chịu lực 4 16.9mm, cốt đai 5.6 mm - Bê tông M200, tương đương B15 - Kích thước mặt cắt dầm: 297x196 mm Hình 4.5: Thép dầm 48 4.8 Diễn giải bước nhập liệu vào Abaqus Bước 1: Nhập tiết diện cấu kiện, kích thước tiết diện, chiều dài cấu kiện Bước 2: Khai báo vật liệu gán vật liệu cho phần tử Bước 3: Tổ hợp phần tử Bước 4: Khai báo bước phân tích Bước 5: Khai báo liên kết phần tử Bước 6: Khai báo điều kiện biên tải trọng Bước 7: Khai báo bước lưới cho phần tử Bước 8: Khai báo liệu đầu phân tích Bước 9: Chạy phân tích Bước 10: Xem kết phân tích - Quá trình mơ tải trọng tăng dần từ thấp đến cao kết cấu bị phá hoại 4.9 Kết mô Hình 4.6: Chuyển vị 49 Hình 4.7: Nứt nén Hình 4.8: Ứng suất cốt thép 50 Hình 4.9: Ứng suất bê tông 4.10 Nhận xét kết mô Qua kết mô phần mềm Abaqus, ta nhận thấy kết dầm Chung cư 265-277 Nguyễn Chí Thanh sau bị ăn mịn cịn khả chịu lực 51 CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 5.1 Kết luận Từ kết khảo sát, thống kê, tính xác suất trường hợp xảy nhiều mô phương pháp phần tử hữu hạn ta có kết luận sau : - Dưới ảnh hưởng điều kiện mơi trường khí hậu, độ ẩm, nhiệt độ v.v tác động tiêu cực đến làm việc làm kết cấu bê tông cốt thép Làm cho kết cấu bị ăn mòn, gây hư hỏng làm giảm tuổi thọ cơng trình - Q trình ăn mịn q trình cacbonate hố, chất ăn mịn vào cấu kiện qua vết nứt sau phá huỷ lớp bảo vệ cốt thép, làm cho cốt thép bị rỉ sét phát triển thể tích từ đến lần thể tích ban đầu, dẫn đến làm giảm độ bám dính bê tơng cốt thép, gây bong tróc lớp bê tơng bảo vệ làm giảm tiết diện bê tông lẫn cốt thép, làm tăng độ võng dầm - Qua thống kê cơng trình nghiên cứu cho thấy sau 40 năm sử dụng chất lượng cơng trình bị giảm 30% Đối với hai cơng trình cho thấy mức độ hư hại nghiêm trọng cịn khoảng Từ cho thấy mức độ ăn mịn gây hư hại cơng trình địa bàn thành phố Hồ Chí Minh nghiêm trọng, cần quan tâm, phát hư hỏng để tu bảo trì cách, thời điểm, tăng thời gian sử dụng cơng trình kết cấu làm việc ổn định an toàn, tránh cố đáng tiếc xảy - Kết nghiên cứu dùng làm sở đánh giá tạm thời mức độ ăn mòn kết cấu bê tơng cốt thép cơng trình địa bàn tỉnh An Giang từ đưa biện pháp bảo dưỡng, bảo trì làm chậm trình hư hỏng cơng trình điều kiện thời tiết, khí hậu gây 5.2 Hướng phát triển đề tài Đề tài dùng làm tài liệu để học tập nghiên cứu sâu lĩnh vực ăn mịn cơng trình bê tơng bê tơng cốt thép Từ kết nghiên cứu xử lý số liệu theo cách tổng hợp nhiều công trình đủ để thống kê số liệu tin cậy, từ đưa kết luận xác khả 52 chịu lực lại kết cấu phát triển thêm thành tiêu chuẩn để áp dụng cho công tác thiết kế sau 5.3 Kiến nghị Các quan quản lý xây dựng thành phố Hồ Chí Minh cần quan tâm nhiều đến cơng tác khảo sát đánh giá mức độ ăn mòn cơng trình bê tơng bê tơng cốt thép tồn thành phố để có đầy đủ số liệu thống kê làm sở tham mưu cho Uỷ ban Nhân dân thành phố ban hành sách kịp thời phù hợp để hạn chế thấp xuống cấp nhanh hư hỏng cơng trình bê tơng bê tơng cốt thép q trình ăn mịn gây , đồng thời làm tăng tuổi thọ cơng trình làm giảm chi phí tu bảo dưỡng hàng năm Các nhà khoa học xây dựng cần phát huy nhiều nghiên cứu đề tài ăn mịn cơng trình bê tơng bê tơng cốt thép nhằm tạo nhiều vật liệu phụ gia ức chế q trình ăn mịn để hạn chế đến mức thấp hậu ăn mịn bê tơng cốt thép gây 53 Tài liệu tham khảo [1] TCVN 3993-1985 Chống ăn mòn xây dựng - kết cấu bê tông bê tông cốt thép - Nguyên tắc để thiết kế [2.] TCXDVN 373 : 2006 Chỉ dẫn đánh giá mức độ nguy hiểm kết cấu nhà [3.] Tình trạng ăn mịn bêtơng cốt thép giải pháp chống ăn mịn cho cơng trình bê tông cốt thép môi trường biển Việt Nam [4.] Độ tin cậy khả chịu lực dầm bê tơng cốt thép với Cốt thép bị ăn mịn [5.] Tiến sĩ Nguyễn Thanh Hưng , Bài toán chẩn đốn kỹ thuật cơng trình trường hợp thiếu số liệu ứng dụng cho dầm bê tông cốt thép bị ăn mòn [6.] Tiến sĩ Nguyễn Thanh Hưng , Lê Kim Khánh, PhanThành Vinh, Sự giảm khả chịu lực kết cấu bê tông cốt thép bị ăn mịn có xét đến suy giảm lực bám dính bê tơng cốt thép điều kiện khí hậu thành phố Vinh , tỉnh Nghệ An [7.] Lê Thị Hoan, Nguyễn Thị Mai, Bùi Mai Anh môn hoá, khoa học trường Đại học Giao thơng Vận tải, Sự khảo sát ăn mịn thép cacbon nước biển khả ức chế số muối vô phương pháp phân cực điện hoá [8.] Nobuaki Otsuki, Wanchai Jodsudjai, Mariatta C.L.Castilo, Takahiro Nishida and Shinichi Maruyama Viện công nghệ Tokyo, Ảnh hưởng nhiệt đến độ khuyếch tán Ion Clo tốc độ ăn mịn thép bê tơng [9] Ts Nguyễn Mạnh Phát Lý thuyết ăn mịn chống ăn bê tơng bê tông cốt thép xây dựng [10.] Alexandros N Kallias, M Imran Rafiq, University of surrey, Faculty of Engineering and Physical Sciences, Civil Engineering Guildford, GU2XH, UK, Finite element investigation of the structural response of corroded RC beams 54 S K L 0 ... độ ăn mòn bê tông 29 Các phương pháp khảo sát đánh giá độ ăn mòn cốt thép 30 CHƯƠNG 4: ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG CHỊU LỰC KẾT CẤU BÊ TƠNG CỐT THÉP BỊ ĂN MỊN , MƠ PHỎNG KẾT CẤU BỊ ĂN MÒN BẰNG PHẦN... 4: ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG CHỊU LỰC KẾT CẤU BÊ TÔNG CỐT THÉP BỊ ĂN MỊN , MƠ PHỎNG KẾT CẤU BỊ ĂN MỊN BẰNG PHẦN MỀM ABAQUS 4.1 Đánh giá khả chịu lực kết cấu bị ăn mòn - Từ kết phân tích xử lý số liệu. .. 3: KHẢO SÁT HIỆN TRẠNG ĂN MỊN MỘT SỐ CƠNG TRÌNH TRÊN ĐỊA BÀN TP.HỒ CHÍ MINH 29 3.1 Một số phương pháp khảo sát ăn mòn bê tông cốt thép 29 Các phương pháp khảo sát đánh giá độ ăn mòn