Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Xây dựng, NUCE 2021 15 (3V): 16–26 NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM SỰ LÀM VIỆC CHỊU UỐN CỦA DẦM BÊ TÔNG CỐT HỖN HỢP THÉP VÀ POLYME CỐT SỢI THỦY TINH (GFRP) BỊ ĂN MÒN BỞI ION CLORUA Nguyễn Tuấn Ninha , Trịnh Hoài Linha , Đỗ Văn Hảia , Khúc Văn Tàia , Nguyễn Trung Hiếua,∗ a Khoa Xây dựng Dân dụng & Công nghiệp, Trường Đại học Xây dựng, 55 đường Giải Phóng,quận Hai Bà Trưng, Hà Nội, Việt Nam Nhận ngày 31/05/2021, Sửa xong 21/06/2021, Chấp nhận đăng 23/06/2021 Tóm tắt Thanh polymer cốt sợi thủy tinh (GFRP) với ưu điểm cường độ cao, khơng bị ăn mịn, khơng từ tính sử dụng cốt chịu lực kết cấu cơng trình bê tơng làm việc mơi trường xâm thực Bài báo trình bày nghiên cứu thực nghiệm ứng xử uốn dầm bê tông cốt hỗn hợp thép-thanh GFRP (hay cốt SGFRP) bị ăn mòn ion clorua 02 mẫu dầm bê tơng cốt SGFRP chế tạo Bên cạnh đó, để có đánh giá tương quan ảnh hưởng GFRP đến ứng xử dầm, 02 mẫu dầm bê tơng cốt thép thường có cấu tạo cốt thép dầm bê tông cốt hỗn hợp chế tạo Thí nghiệm ăn mịn đẩy nhanh phương pháp ăn mịn điện hóa tiến hành 04 mẫu dầm, xuất vết nứt bề mặt dầm, cốt thép bị ăn mòn gây Tiếp đến, mẫu dầm bị ăn mòn thí nghiệm uốn bốn điểm phá hoại Kết thực nghiệm thu cho phép làm rõ ứng xử uốn dầm bê tông cốt SGFRP cốt thép bị ăn mòn vai trò GFRP việc phân tán vết nứt uốn gia tăng khả chịu lực dầm Từ khố: ăn mịn; cốt hỗn hợp thép - GFRP; ứng xử uốn; nứt EXPERIMENTAL STUDY ON FLEXURAL BEHAVIOR OF CONCRETE BEAMS REINFORCED WITH HYBRID GFRP AND STEEL BARS CORRODED BY CHLORIDE ION Abstract Glass fiber reinforced polymer (GFRP) bars with its advantages of high strength, corrosion-resistance, and nonmagnetic can be used as reinforcement in concrete structures working in corrosive environments This paper presents an experimental research on flexural behavior of hybrid concrete beams reinforced with steel and GFRP bars (referred to SGFRP) Two hybrid concrete beams SGFRP were made Beside that, to have a correlative assessement of the influence of GFRP bars on concrete beam behavior, two normal concrete beams having the same reinforcing steel bars were made Accelerated corrosion test by electro-chemical corrosion method was conducted on 04 beam samples, until cracks, caused by corroded steel bars, appeared on the beam surfaces Next, the corroded beams were subjected to a four-point bending test until failure The obtained experimental results allow to clarify the flexural behavior of SGFRP concrete beams when the reinforcement is corroded as well as the role of GFRP bars in dispersing flexural cracks and increasing the bearing capacity of the beams Keywords: corrosion; hybrid steel-GFRP bar; flexural behavior; crack https://doi.org/10.31814/stce.nuce2021-15(3V)-02 © 2021 Trường Đại học Xây dựng (NUCE) ∗ Tác giả đại diện Địa e-mail: hieunt@nuce.edu.vn (Hiếu, N T.) 16 44 44 45 45 46 46 47 47 48 48 49 49 50 50 51 51 52 52 53 53 54 54 55 55 56 56 57 57 58 58 59 59 60 60 61 61 62 62 63 63 64 64 yếu yếu tố tố hóa hóa học học như khu khuvực vựcven venbiển biểnvới vớisự sựcó cómặt mặtcủa củaion ionclorua, clorua,khu khuvực vựccác cácnhà nhà máy công công nghiệp nghiệp sử sử dụng dụng hóa hóa chất chất (nhà (nhà máy máy giấy, giấy, nhà nhà máy máyphân phânbón…), bón…),khu khuvực vựcđơ máy thị chịu chịu tác tác động độngcủa củakhí khícác-bo-níc các-bo-níc(CO (CO222).).Theo Theothống thốngkê kêcủa củanhiều nhiềutổ tổchức chứcnghiên nghiêncứu cứu thị T.,nguy cs / Tạp Khoađầu học Xây trênthế thếgiới, giới,ăn ănmòn mòncốt cốtNinh, thépN.làlà nguy cơchí hàng đầuCơng gâynghệ hưdựng hỏngcơng cơngtrình trình.ỞỞnước nước thép hàng gây rarahư hỏng ta, nghiên nghiên cứu đã thực thực hiệncho chothấy thấycó cóđến đến90% 90%các cáccơng cơngtrình trìnhxây xâydựng dựngnhà nhàởở Đặt vấn đề cứu ta, số vùng ven ven biểncốt không đảmkết bảo yêu cầucốt vềthép chiều dàylớp lớp bêtrong tôngnhững bảovệ vệcốt cốtnhân thépcơ vàbản số vùng không đảm bảo yêu cầu chiều dày bê tơng bảo thép số Ăn biển mịn thép cấu bê tông (BTCT) nguyên gâycác hư hỏngtrình cơng trình.sau Hư10 hỏng ăn cốtchiếm thép xảy chủ yếu với đáng công lượng cơng trình bịkết hưcấu hỏng nặng sau 10 năm sửmịn dụng chiếm sốlượng lượng đáng kể lượng cơng bị hư hỏng nặng năm sử dụng số kể [1] trình xây dựng khu vực chịu nhiều tác động yếu tố hóa học khu vực ven biển với [1] có mặt ion clorua, khu vực nhà máy công nghiệp sử dụng hóa chất (nhà máy giấy, nhà máyTrên phân Hình bón vực thị chịu động củahư khíhỏng các-bo-níc (CO ) Theo thống kê nhiều Trên Hình 1),1 khu trình bày sốtác hình ảnh hư hỏng kếtcấu cấu2BTCT BTCT cóngun ngun nhân trình bày số hình ảnh kết có nhân tổ chức nghiên cứu giới, ăn mòn cốt thép nguy hàng đầu gây hư hỏng cơng trình Ở ăn ăn mịn cốtsố thép gây ra.đãHình Hình 1.acho hình ảnh hư hỏng điển hình cột BTCT,sự mịn cốt thép gây 1.a làlà hình điển hình nước ta, nghiên cứu thực thấy cóảnh đếnhư 90%hỏng cơng trình xâycủa dựngcột nhàBTCT, vùng ven tăngbiển thểkhơng tích cốt cốt thép khicầu xảyvềra rachiều ănmòn mòn làm nứt, bong tách lớpvàbê bê tông bảo vệdọc dọc theo đảmthép bảo yêu dày lớp bênứt, tông bong bảo vệtách cốt thép sốtơng lượngbảo vệ cơng trình bị tăng thể tích xảy ăn làm lớp theo hư hỏng nặng sau 10 năm sử dụng chiếm số lượng đáng kể [1] cốt thép thép Sự Sự ăn ăn mòn mịn có thể xảy xảy ra ởở một vùng vùng tiết tiết diện diện (cạnh (cạnh cột) cột) hoặc trên toàn toàn tiết tiết cốt Trên Hình trình bày số hình ảnh hư hỏng kết cấu BTCT có nguyên nhân ăn mịn cốt thép diện.gây Hình 1.b1(a) Hình Hình 1.c cho thấy sựhình ăn mịn mịn xảy trên kết cấu dầm vàkhi sàn BTCT diện Hình 1.b thấy ăn kết sàn BTCT Hình hình1.c ảnh cho hư hỏng điển cộtxảy BTCT, tăng thểcấu tíchdầm cốt thép xảy ăn mịn làm nứt, bong tách lớp bê tông bảo vệ dọc theo cốt thép Sự ăn mịn xảy vùng chịu uốn, lớp bê tông bảo vệ bị bong vỡ, cốt thép bị suy giảm tiết diện với mức độ chịu uốn, lớp bê tông bảo vệ bị bong vỡ, cốt thép bị suy giảm tiết diện với mức độ tiết diện (cạnh cột) tồn tiết diện Hình 1(b) Hình 1(c) cho thấy ăn mòn xảy kết ăn mòn mịn lớn thì có thể gây gây ra đứt đứt cốt cốt thép thép chịu chịu kéo kéo Có Có thể thểthấy thấyđiểm điểmchung chungcủa củasự sựhư hư ăn lớn cấu dầm sàn BTCT chịu uốn, lớp bê tông bảo vệ bị bong vỡ, cốt thép bị suy giảm tiết diện với hỏngmức kếtđộcấu cấu BTCT ănthể mòn cốt thép sựchịu suykéo giảm tiết diệnđiểm bêtông tông tiết diện cốt hỏng kết mòn thép suy giảm bê tiết cốt ăn BTCT mịn lớn ăn có gâycốt đứt cốtlà thép Cótiết thể diện thấy chung sựdiện hư hỏng cấugiảm BTCTlực ăn mịndính cốt thép suy giảmvà tiếtbê diện bê tông vàđến tiết diện cốt thép, suy giảm lực thép,kếtsuy suy giảm lực bám dính cốt thép bê tơng, dẫn đến sựsuy suy giảm khả thép, bám cốt thép tông, dẫn giảm khả bám dính cốt thép bê tông, dẫn đến suy giảm khả chịu lực kết cấu chịu lực lực của kết kết cấu cấu chịu Cột BTCT BTCT bị bị nứt vỡ theo (a)(a)Cột Cột BTCT bị nứt nứtdọc vỡ dọc (a) vỡ dọc cốt thép theo cốt cốt thép thép theo (b)Dầm Dầm BTCT bị bong, vỡ lớp vỡ bê (c)Cốt Cốt thép thép kéokéo sàn bị (b) Dầm BTCT bịbong, bong, vỡ (c) (c) Cốt thépchịu chịu kéotrong (b) BTCT bị chịu tông bảo vệ, cốt thép dọc bị gỉ gỉ, đứt lớpbê bêtông tôngbảo bảovệ, vệ,cốt cốtthép thép sànbịbịgỉ, gỉ,đứt đứt lớp sàn dọc bị gỉ dọc bị gỉ Hình Một số hình ảnh hư hỏng kết cấu BTCT ăn mòn cốt thép Hình 1 Một Một số số hình hình ảnh ảnhhư hưhỏng hỏngkết kếtcấu cấuBTCT BTCTdo doăn ănmòn mòncốt cốtthép thép Hình Thanh polyme cốt sợi thủy tinh GFRP (Glass Fiber-Reinforced Polymer) sản phẩm dạng tạo Thanh nên sợi thủy tinh dínhtinh kết bao bọc chất nhựa tổng hợp polyme tạo nên cốt Thanh polyme cốt sợi thủy tinh GFRP (Glass Fiber-Reinforced Polymer) sản polyme cốt sợi thủy GFRP (Glass Fiber-Reinforced Polymer) làlàsản chịu lực Các nghiên cứu sử dụng GFRP làm cốt chịu lực kết cấu bê tông cho thấy tuổi phẩm dạng dạng thanh tạo tạo nên nên bởi các sợi sợi thủy thủy tinh tinh được dính dính kết kếtvà vàbao baobọc bọcbởi bởimột mộtchất chất phẩm thọ vật liệu GFRP bê tông dài nhiều so với cốt thép truyền thống cốt GFRP giải pháp đảm bảo độ bền cho kết cấu bê tông môi trường bị ăn mòn [2–6] Hiện nay, nhiều nước giới ban hành dẫn kỹ thuật cho việc áp dụng GFRP làm cốt chịu lực cho kết 22 cấu bê tơng, điển ACI 440.1R [2], CSA-S806-12 [3], FIB.10 [4] Mặc dù có ưu điểm nói trên, GFRP lại vật liệu hồn tồn đàn hồi tuyến tính phá hoại có độ dẻo nhiều với thép truyền thống [2, 7, 8] Đây 17 Ninh, N T., cs / Tạp chí Khoa học Công nghệ Xây dựng nhược điểm sử dụng GFRP làm cốt chịu lực kết cấu bê tông Qua nghiên cứu thực cho thấy, áp dụng GFRP làm cốt chịu lực cho kết cấu bê tơng chịu uốn, kết cấu có khả chịu tải cực hạn cao lại có độ võng bề rộng vết nứt lớn GFRP có mơ đun đàn hồi thấp [8–11] Các kết cấu chịu uốn thường bị giới hạn điều kiện sử dụng theo trạng thái giới hạn thứ hai nên khó phát huy đặc tính cường độ chịu kéo cao GFRP Đồng thời phá hoại kết cấu bê tông chịu uốn sử dụng GFRP dạng phá hoại đột ngột khơng có tính cảnh báo [8–10] Để khắc phục điểm hạn chế nêu GFRP, giải pháp sử dụng kết hợp cốt thép cốt GFRP (viết tắt cốt SGFRP) làm cốt chịu lực kết cấu bê tông làm việc chịu uốn nhiều tác giả nghiên cứu, mà điển hình kết trình bày tài liệu [8–17] Các kết thu cho thấy, sử dụng cốt SGFRP làm cốt chịu lực kết cấu bê tơng chịu uốn khắc phục nhược điểm việc sử dụng hoàn toàn cốt GFRP, việc hạn chế tình trạng nứt phá hoại đột ngột Đồng thời, sử dụng cốt SGFRP với cốt GFRP đặt phía ngồi, giải pháp phù hợp cho kết cấu bê tông làm việc môi trường xâm thực [18] Nội dung báo trình bày nghiên cứu thực nghiệm làm việc dầm bê tông cốt SGFRP trường hợp dầm bị hư hỏng ăn mòn cốt thép chịu lực Thí nghiệm ăn mịn cốt thép đẩy nhanh thơng qua ăn mịn điện hóa mơi trường dung dịch NaCl 5% tiến hành mẫu dầm xuất vết nứt bề mặt bê tơng ăn mịn cốt thép gây Tiếp đó, thí nghiệm uốn bốn điểm mẫu dầm tiến hành cho phép nghiên cứu ứng xử dầm bê tơng cốt SGFRP bị ăn mịn cốt thép Các nghiên cứu thực nghiệm thực Phịng Thí nghiệm Kiểm định cơng trình (LAS-XD 125), Trường Đại học Xây dựng Nghiên cứu thực nghiệm Nghiên cứu thực nghiệm tiến hành với nội dung sau: (1) chế tạo mẫu dầm thí nghiệm; (2) thực thí nghiệm ăn mịn đẩy nhanh phương pháp ăn mịn điện hóa môi trường dung dịch NaCl 5% mẫu dầm thí nghiệm; (3) thí nghiệm uốn mẫu dầm bê tơng cốt thép cốt SGFRP bị ăn mịn nhằm đánh giá ứng xử uốn mẫu dầm xác định làm việc cốt hỗn hợp SGFRP 2.1 Mẫu thí nghiệm vật liệu chế tạo Trong nghiên cứu này, 04 mẫu dầm có kích thước hình học chế tạo Các mẫu dầm có chiều dài 2200 mm, kích thước tiết diện ngang b×h = 150×200 mm chế tạo với loại bê tông Liên quan đến cốt chịu lực dầm thí nghiệm, 02 mẫu dầm, ký hiệu D-05-1, D-05-2, sử dụng cốt thép thường 02 mẫu dầm, ký hiệu D-G-05-1, D-G-05-2, sử dụng cốt SGFRP Việc tiến hành đồng thời thí nghiệm mẫu dầm BTCT thông thường dầm bê tông cốt SGFRP cho phép đánh giá rõ tham gia GFRP cốt hỗn hợp SGFRP vào ứng xử uốn dầm bê tông cốt SGFRP Với dầm bê tơng cốt SGFRP, GFRP đặt phía ngồi cốt thép Chi tiết kích thước hình học cấu tạo cốt chịu lực mẫu dầm thí nghiệm trình bày Hình Hình Trên Bảng giới thiệu thành phần cấp phối vật liệu chế tạo bê tơng kết thí nghiệm nén xác định cường độ chịu nén bê tông, thực 03 mẫu thử hình trụ D × H = 150 × 300 mm tuổi 28 ngày Đối với cốt thép ∅12, giới hạn chảy thép, xác định từ thí nghiệm kéo, 515 MPa Đối với cốt GFRP ∅12, cường độ chịu kéo thu từ thí nghiệm kéo mẫu thí nghiệm bị phá hoại 900 MPa 18 110 111 111 112 112 113 113 114 114 115 115 116 116 rõ tham gia củaVới GFRP cốt hỗn hợp SGFRP ứng uốn dầm bê tông cốt SGFRP dầm bê tông cốt SGFRP, GFRPvào đặtxử phía dầm tơngChi cốttiết SGFRP Với dầm tơng đặtdầm phía ngồi cốtbê thép kích thước hìnhbê học cốt cấuSGFRP, tạo cốt chịu lựcGFRP mẫu thí ngồi cốt thép.trình Chibày tiết kích thước học cấu tạo cốt chịu lực mẫu dầm thí nghiệm Hình vàhình Hình nghiệm trình bày Hình và/ Tạp Hình Ninh, N T., và2 cs chí 3Khoa họcđây Cơng nghệ Xây dựng Hình Chi tiết cấu tạo dầm D-05-1 D-05-2 Hình Chi dầmD-05-1 D-05-1 D-05-2 Hình Chitiết tiếtcấu cấu tạo tạo dầm và D-05-2 117 117 118 HìnhHình Chi tiếttiếtcấu D-G-05-1 D-G-05-2 Chi cấutạo tạo dầm dầm D-G-05-1 và D-G-05-2 118 Hình Chi tiết cấu tạo dầm D-G-05-1 D-G-05-2 119 Trên Bảng thiệu phần phối liệu (đơn chế vị tạokg/m bê 3tông kết Bảng11.giới Thành phầnthành cấp phối vật cấp liệu chế tạovật bê tông ) 119 Trên Bảng giới thiệu thành phần cấp phối vật liệu chế tạo bê tơng kếthình 120 thí nghiệm nén xác định cường độ chịu nén bê tông, thực 03 mẫu thử măng (kg)xácCát (kg) dămngày × Đối (kg) Nước (kg) Cường độ chịu nénchảy R28hình (MPa) 120 Xitrụ thí nghiệm định cường độĐáchịu nén bêvới tông, 03 mẫu thử 121 D PCB H 30 =nén 150 300vàng mm tuổi 28 cốtthực théphiện 12, giới hạn 121 thép, trụ Dxác = 150 mm ởkéo, tuổibằng 28 1210 ngày Đối với thép 12, giới 12, hạn cường chảy 390Hđịnh 680 185với 31,5 122 từ thí300 nghiệm 515 MPa Đốicốt cốt GFRP độ 122 chịu thép,kéo xácthu định từ thí nghiệm kéo, Đối với cốt hoại GFRP 123 từ thí nghiệm kéo 515 mẫuMPa thí nghiệm bị phá bằng12, 900cường MPa độ 123 chịu kéo thuăn từđẩy thínhanh nghiệm kéophương mẫu thíăn nghiệmđiện bị phá hoại 900 MPa mịn pháp hóa(đơn 124 2.2 Thí nghiệm Bảng Thành phần cấp phối vật liệu chế mịn tạo bê tơng vị kg/m3) 124 Thành phần phốiănvậtmịn liệuđẩy chếnhanh tạo bêđốitơng vị kg/m Trên HìnhBảng trình bày sơ đồ thí cấp nghiệm với (đơn cốt thép trong3)các mẫu dầm theo phương pháp ăn mòn điện hóa Sau chế tạo 28 ngày, tất mẫu dầm thí nghiệm đặt vào bể chứa ngâm dung dịch NaCl 5% Một đoạn dây dẫn điện gắn chặt với hai cốt thép ∅12 (gắn trước đổ bê tông mẫu dầm) đấu vào cực dương thiết bị tạo dòng điện chiều tạo điện cực dương (anot), cực âm thiết bị đấu với dây dẫn có đầu gắn chặt vào đồng (đặt bể ngâm mẫu) tạo điện cực âm (catot) Trong thí nghiệm ăn mịn đẩy nhanh, cường độ dòng điện chiều lựa chọn cho q trình ăn mịn đẩy nhanh gây tình trạng ăn mòn cốt thép phù hợp với thực tế hư hỏng kết cấu cơng trình BTCT mơi trường thực Dựa sở số nghiêm cứu [19–23], đồng thời để thời gian tiến hành thí nghiệm khơng dài, cường độ cường độ dòng điện chiều lựa chọn, sở diện tích tiết diện cốt thép, 25 µA/mm2 , trì suốt thời gian thực thí nghiệm Thí nghiệm ăn mòn thực xuất vết nứt bề mặt bê tông dầm thí nghiệm quan sát mắt thường Thời gian tiến hành thí nghiệm mẫu dầm 60 ngày Sau kết thúc thí nghiệm, mẫu dầm vớt khỏi bể, để khô tiến hành đo vẽ sơ đồ phân bố vết nứt cốt thép bị ăn mòn gây bề mặt dầm (Hình 5) Chi tiết kết trình bày Hình Đối với mát khối lượng cốt thép ăn mòn, thông số 19 136 137 138 [20-24], đồng thời để thời gian tiến hành thí nghiệm khơng q dài, cường độ cường độ dòng điện chiều lựa chọn, sở diện tích tiết diện cốt thép, 25 µA/mm2, trì suốt thời gian thực thí nghiệm 139 140 Ninh, N T., cs / Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Xây dựng Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Xây dựng, NUCE 2018 145 146 147 148 149 150 p-ISSN 2615-9058; e-ISSN 2734-9489 mẫu dầm vớt khỏi bể, để khô tiến hành đo vẽ sơ đồ phân bố vết nứt cốt thép bị ăn mòn gây bề mặt dầm (Hình 5) Chi tiết kết trình bày Hình Đối với mát khối lượng cốt thép ăn mịn, thơng số xác định sau Tạp chí Khoa học Cơnguốn nghệcác Xâymẫu dựng,dầm NUCESau 2018thí nghiệm p-ISSN 2615-9058; 2734-9489 tiến hành thí nghiệm uốn, đập vỡe-ISSN mẫu đầm để lấy cốt thép bị ăn mòn Sau làm gỉ cốt thép, tiến hành cân xác định mẫu lạiHình khối lượng 141 Sơ đồcủa thí nghiệm ănthép mịn đẩyvà nhanh ăn mịn hóado cốt 145 dầm4 vớt khỏi bể, để khô tiến hành phương đo vẽ sơpháp đồ phân bố điện vết nứt Hình Sơ đồ thí nghiệm ăn mòn đẩy nhanh phương pháp ăn mòn điện hóa 146 thép bị mịn gây bề mặt 5).khi Chixuất tiết kết trình Hình 142 Thíănnghiệm ăn mịn thựcdầm hiện(Hình vết nứt trênbày bề mặt 147 Đối mát lượng thépquan ăn Thời xác định 143 bê tôngvới củasự cácmất dầm thíkhối nghiệm cốt sátmịn, đượcthông số mắtnày thường giansau xác định saukhi tiếnhành hành nghiệm uốn mẫu dầm Sau thí nghiệm uốn, đậpcác vỡmẫu mẫu đầm để 148 thíthí nghiệm uốn mẫu dầm Sau thí Sau nghiệm uốn,thúc đậpthívỡ 144 tiến tiến hành thí nghiệm cáccác mẫu dầm 60 ngày kết nghiệm, cácđầm lấy cốt thép bị ăn mòn Sau làm gỉ cốt thép, tiến hành cân xác định lại khối 149 để lấy cốt thép bị ăn mòn Sau làm gỉ cốt thép, tiến hành cân xác lượng thép 150 định lại khối lượng thép Hình Đo đạc bề rộng vết nứt dầm thiết bị đo quang học 151 152 3.2 Thí nghiệm xác định làm việc chịu uốn mẫu dầm bị ăn mịn Các mẫu dầm sau tiến hành thí nghiệm ăn mịn, để khơ vịng 14 ngày, sau tiếp tục tiến hành thí nghiệm uốn Trên Hình trình bày sơ đồ thí nghiệm Các mẫu dầm đượcHình thí nghiệm theo sơ đồ vết uốnnứt bốntrên điểm, tác dụng củaquang hai tải trọng tập 151 Đođạc đạc rộng dầm thiết Hình 5.5.Đo bềbềrộng vết nứt dầm thiết bị bị đođo quang họchọc trung P, có độ lớn cách gối tựa bên đoạn 800 mm Sử 152 3.2 Thí nghiệm xác định làm việc chịu uốn mẫu dầm bị ăn mịn dụng kích thủy lực, trạm bơm dầu dầm phân tải để tạo hai tải trọng (tải trọng 153 Các mẫu dầm2P) sauGiá trị tiếntảihành thí nghiệm ăn mịn, khơxác vịng 14 qua ngày, đầu kích cóxác giáđịnh trị trọng dụng dầmbịđể định thơng Thí nghiệm làm việc chịu uốn củatác mẫulêndầm ăn mịn lực tiếpđiện tục tiến hành cell) thí nghiệm Trên trình đồ thí Các 159 154 dụngsau cụ đo tử (Load Để đo uốn chuyển vị Hình dầm dướibày tácsơdụng củanghiệm tải trọng, Các dầm sauđược thí tiến hành theo thí nghiệm ăn bốn mịn, để khơ vịng sau tập tiếp tục 155 mẫu mẫu dầm nghiệm sơ đồ uốn điểm, dướitrong tác dụng của14haingày, tải trọng 160 sử dụng 03 thiết bị đo chuyển vị điện tử, ký hiệu LVDT-1, LVDT-2 LVDT-3, bố trí tiến hành nghiệm Trên trình nghiệm mẫu dầm 156 thí trung P, cóuốn độ lớn bằngHình nhau6và cáchbày đềusơ gốiđồtựathímỗi bên mộtCác đoạn 800được mm thí Sử nghiệm 161 sơởđồ haiuốn gối tựa tiếtdưới diệntác giữadụng dầm.của Từ hai số đo 03 tập thiếttrung bị đoP, nàycócho phép xác định theo bốn điểm, tải trọng độ lớn 157 dụng kích thủy lực, trạm bơm dầu dầm phân tải để tạo hai tải trọng (tải trọng cách 162 gốiđộtựa võng tiết diện dầm Các dụng cụ đo thủy lực, đo vị kết mỗilớn bênnhất 800 dụng lực,chuyển trạm xác bơm dầuthông nối dầm 158 đầu kích có giáđoạn trị 2P) Giámm trị tảiSửtrọng táckích dụng lên dầm định quaphân tải 163 với thu thập xử lý số liệu TDS 530 (do hãng Tokyo Sokki Nhật Bản sản xuất) để tạo159 haidụng tải trọng nàyđiện (tảitửtrọng đầu kích trị trọng cụ đo lực (Load cell) Đểcó đogiá chuyển vị của2P) dầmGiá dướitrịtáctảidụng củatác tải dụng trọng,lên dầm 164 cho phép ghi nhận tự động đồng thời số liệu thí nghiệm (01 giây/lần ghi) 160 sử dụng 03 thiết bị đo chuyển vị điện tử, ký hiệu LVDT-1, LVDT-2 LVDT-3, bố trí 161 hai gối tựa tiết diện dầm Từ số đo 03 thiết bị đo cho phép xác định 162 độ võng lớn tiết diện dầm Các dụng cụ đo lực, đo chuyển vị kết nối 163 với thu thập xử lý số liệu TDS 530 (do hãng Tokyo Sokki Nhật Bản sản xuất) 164 cho phép ghi nhận tự động đồng thời số liệu thí nghiệm (01 giây/lần ghi) 153 154 155 156 157 158 2.3 Hình Sơ nghiệmuốn uốnbốn bốnđiểm điểmcác cácmẫu mẫu dầm dầm Hình Sơ đồđồ thíthí nghiệm 165 166 Phân tích đánh giá kết 165 20 Hình Sơ đồ thí nghiệm uốn bốn điểm mẫu dầm Ninh, N T., cs / Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Xây dựng xác định thông qua dụng cụ đo lực điện tử (Load cell) Để đo chuyển vị dầm tác dụng tải trọng, sử dụng 03 thiết bị đo chuyển vị điện tử, ký hiệu LVDT-1, LVDT-2 LVDT-3, bố trí Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Xây dựng, NUCE 2018 p-ISSN 2615-9058; e-ISSN 2734-9489 hai gối tựa tiết diện dầm Từ số đo 03 thiết bị đo cho phép xác định độ võng lớn tiết diện dầm Các dụng cụ đo lực, đo chuyển vị kết nối với thu thập xử lý số liệu TDS 530 (do hãng Tokyo Sokki Nhật Bản sản xuất) cho phép ghi nhận tự động đồng thời 167 4.1 Tình trạng nứt ăn mịn mức độ ăn mịn số liệu thí nghiệm (01 giây/lần ghi) 168 Khi cốt thép bị ăn mòn, dẫn đến tạo gỉ thép làm tăng thể tích cốt thép, gây 1693 Phân lực đẩy gâygiá kết nứt,quả vỡ lớp bê tông bảo vệ Sau thời gian thí nghiệm ăn mịn đẩy tíchcóvàthể đánh 170 nhanh 60 ngày, 04 mẫu dầm xuất vết nứt bề mặt dầm quan 3.1 Tình trạng nứt ăn mòn mức độ ăn mòn 171 sát mắt thường Trên Hình trình bày sơ đồ vết nứt xuất mặt bên, Khi cốt thép bị ăn mòn, dẫn đến tạo gỉ thép làm tăng thể tích cốt thép, gây lực đẩy gây 172 (phía mặt bên xuất nhiều vết nứt nhất) 04 mẫu dầm thí nghiệm Ở mặt phía nứt, vỡ lớp bê tơng bảo vệ Sau thời gian thí nghiệm ăn mịn đẩy nhanh 60 ngày, 04 mẫu dầm 173đều đáy dầm vàtrên mặtbề cácvàmẫu dầm, nứt xảy hơnTrên đángHình kể, xuất vết nứt mặtcủa dầm quantình sát trạng mắtrathường trình 174bày xuất mộtxuất vài vết ngắn, theo cốtbên thép cóhiện bề rộng 0,02 0,05 Cácdầm sơ đồhiện vết nứt hiệnnứt mặt bên,dọc (phía mặt xuất nhiềutừvết nứtđến nhất) củamm 04 mẫu Ở mặt phía cốt dướithép đáychủ dầmyếu mặt củacủa cácdầm, mẫu xuất dầm,hiện tình trạng xảy thép 175thí nghiệm vết nứt ăn mòn mặt bên cao nứt độ cốt vùngđáng vết nứt cốt thép có bề rộng từ 0,02 vết nứt 176kể, chịuxuất kéohiện vùngvàichịu nén,ngắn, dọcdọc theotheo chiều dài cốt thép, cóđến bề 0,05 rộngmm nằmCác ăn mòn cốt thép chủ yếu mặt bên dầm, xuất cao độ cốt thép vùng chịu kéo 177 khoảng 0,12 mm đến 0,19 mm Bên cạnh đó, xuất số vết nứt cục bộ, theovùng chịu nén, dọc theo chiều dài cốt thép, có bề rộng nằm khoảng 0,12 mm đến 0,19 mm Bên 178 phương thẳng đứng, có bề rộng nhỏ Trong trường hợp này, chiều dày lớp bê tơng cạnh đó, xuất số vết nứt cục bộ, theo phương thẳng đứng, có bề rộng nhỏ Trong trường hợp 179này,bảo vệ mặt củatông 04 đềumẫu nhưdầm nhauthínên có thểđều thấy trạng chiều dày bên lớp bê bảomẫu vệ ởdầm mặt thí bênnghiệm 04 nghiệm nhưtình nên có 180thể nứt đồng cácđồng mẫu dầmcác BTCT dầm cốt SGFRP SựSGFRP có mặt Sự củacóthanh thấykhá tìnhtương trạng nứt khátrên tương mẫu dầm BTCT dầm cốt mặt GFRP đặt phía ngồi cốt thép khơng có ảnh hưởng đáng kể đến tình trạng nứt 181 GFRP đặt phía ngồi cốt thép khơng có ảnh hưởng đáng kể đến tình trạng nứt trênbề bềmặt dầm cốt thép bị ăn mòn gây 182 mặt dầm cốt thép bị ăn mịn gây 183 184 HìnhHình Sơ vếtvết nứt củacác cácmẫu mẫu dầm thí nghiệm đồ Sơ đồ nứtởởmặt mặt bên bên dầm thí nghiệm 185 Để xác định tình trạng ăn mịn cốt thép, sau tiến hành thí nghiệm uốn, tiến Để xác định tình trạng ăn mịn cốt thép, sau tiến hành thí nghiệm uốn, tiến hành đập vỡ 186mẫuhành vỡcác cácthanh mẫu cốt dầmthép để lấy thanhtình cốttrạng thép.ănCó thểxảy thấy ănthép mịndọc xảyvùng dầm đập để lấy Có thể thấy mịn ratình trạng cốt 187kéo thép dọcvàvùng kéo (đai.12), ( 10) cốtảnh thép đai TrêncốtHình (∅12), vùngcốt nén (∅10) cốt thép Trênvùng Hìnhnén trình bàyvà hình thép8∅12 GFRP trước sau tiến hành thí nghiệm ăn mịn đẩy nhanh Có thể thấy GFRP 188 trình bày hình ảnh cốt thép 12 GFRP trước sau tiến hành 189 190 191 thí nghiệm ăn mịn đẩy nhanh Có thể thấy GFRP khơng bị ăn mịn ion clorua 21 Như trình bày trên, ưu điểm cho thấy khả sử dụng GFRP làm cốt chịu lực kết cấu bê tông môi trường xâm thực 192 Ninh, N T., cs / Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Xây dựng atrình - Cốt 12 Cốt khơng193 bịTạp ănchí mịn ion bày thép ở2018 trên, ưu2615-9058; điểm cho2734-9489 thấy khả năngbsử- dụng Tạpbởi chí học Cơng nghệ dựng, NUCE p-ISSN 2615-9058; e-ISSN 2734-9489 Khoa họcKhoa Côngclorua nghệ XâyNhư dựng,Xây NUCE 2018 p-ISSN e-ISSN GFRP làm cốt chịu lực kết cấu bê tơng mơi trường xâm thực GFRP Hình Hình ảnh cốt thép cốt GFRP trước sau thí nghiệm 194 Đối với dầm thí nghiệm, để xác định đến hao hụt khố 196 giảm đường kính) cốt thép 12 ăn mịn, lấy 02 m 197 khối lượng Các mẫu thép có chiều dài 1000 mm, lấy vùng 198 có sở phân tích làm việc chịu uốn mẫu dầm này) S 199 mặt cốt thép (sử dụng chất tẩy gỉ thép chuyên dụng B05 d 200 dựng IBST sản xuất để làm gỉ bề mặt cốt thép, sau rử 192 201 tiến hành cân xác định lượng cân điện tử (độ xác đ ∅12 Cốt GFRP ∅12 a - Cốt(a) thép 12 b(b)- Cốt GFRP 12 193 a -Cốt Cốtthép thép b - Cốt GFRP 12 202 xác định hao hụt12khối lượng cốt thép mẫu dầm đ Hình Hình ảnhHình cốt thép cốt vàtrước sau thí mịn điện hóađiện hóa 194 ảnh cốt thépGFRP cốttrước GFRP vànghiệm sau thí ăn nghiệm ăn mịn Hình ảnh cốt thép cốt GFRP trước sau thí nghiệm ăn mịn điện hóa 203 Hình Bảng Đối với dầm thí nghiệm, để xác định đến hao hụt khối lượng (hay suy 195 192 193 194 195 Đối với dầm thí nghiệm, để xác định đến hao hụt khối lượng (hay suy 195 với dầm thícủa nghiệm, đểcác xác địnhcốtđến 196Đốigiảm đường kính) cốtthanh thép 12 ăn12 mòn, lấymòn, 02 mẫu để xác 196 giảm đường kính) thép ăn lấy thép 02 mẫu thépđịnh để xác định sự197hao khối hụt khối (hay giảm đường Các mẫu thép cósuy chiều dàichiều 1000dài mm, lấyđược vùng nhịpgiữa dầmnhịp (để dầm (để 197 lượng khốilượng lượng Các mẫu thép có 1000 mm, lấy vùng kính) cốt thép ∅12 ănviệc mịn, lấy 198 có sởthanh tích làm việc chịu uốn của mẫucác dầmmẫu này) làm bề bề 198 cóphân sở phân tích làm chịu uốn dầmSau này) Sau làm 02 thép xác định lượng Các 199mẫumặt cácđể thépkhối (sửthép dụng chất tẩy chất gỉmẫu thép B05 Viện KHCN 199 mặt cáccốtthanh cốt (sử dụng tẩychuyên gỉ thép dụng chuyên dụng B05 ViệnXây KHCN Xây thép chiều dài 1000 mm, lấy vùng 200 có dựng IBST sản xuất để làm gỉ bề mặt cốt thép, sau rửa nước sạch), 200 dựng IBST sản xuất để làm gỉ bề mặt cốt thép, sau rửa nước sạch), nhịp (để có cơhành sở phân tích làmbằng việc chịu 201 dầm tiến hành cân xác địnhxác lượng cân điệncân tử (độ xác đến 1xác gam) Kết 201 tiến cân định lượng điệnchính tử (độ đến Kết gam) uốn cácđịnh mẫu này) Sau làm 202 củaxác dầm hao hụt khối lượng cốt thép cáctrong mẫucác dầmmẫu trình bàytrình trongbày 202 xác định hao hụt khối lượng củabề cốt thép dầm mặt cốt thép 203 cácBảng Bảng 203 (sử dụng chất tẩy gỉ thép chuyên dụng B05 Viện KHCN Xây dựng IBST sản xuất để làm gỉ bề mặt cốt thép, sau 204 rửa nước sạch), tiến hành cân xác định 205 lượng cân điện tử (độ chính9.xác đến 1xác định Hình Cân xác định khối lượng cốt thép Hình Cân khối lượng cốt thép sau sau bị ăn mòn gam) Kết xác định hao hụt khối lượng cốt thép mẫu dầm trình bày 206 Bảng Đánh giá mức độ ăn mịn cốt thép Bảng 204 204 205 205 Hình Hình Cân xác địnhxác khối lượng cốtthanh thép cốt sauthép bị ănkhi mòn Cân định sau bị ăn mòn Bảng Đánh giákhối mứclượng độ ăn mòn cốt thép ∅12 Khối lượng Khối Bảng 2.Mẫu Đánh giá mức giá độ ăn mòn thép cốt12thép 12 dầm thí Bảng Đánh mức độ cốt ăn mịn lượng ban sau bị ăn Khối lượng ban đầu (kg/m) Khối lượng sau bị ănđầu mòn (kg/m) Suy giảmkhi khối lượng (%) Khối lượng Khối lượng Khối lượng Khối lượng nghiệm Mẫu dầm thí Suy giảm khối Mẫu dầm Suy giảm khối 858thíban đầu ăn795,4 (kg/m) mịn 7,2 (kg/m) ban đầusau bị sau bị ăn nghiệm 858 810,3lượng (%) 5,6 206 206 Mẫu dầm thí nghiệm D-05-1 D-05-2 D-G-05-1 D-G-05-2 nghiệm (kg/m) (kg/m)mòn (kg/m) mòn (kg/m) 858 805,5 858 D-05-1 D-05-1 D-05-1 858 858 795,4 lượng (%) 858 7,2 795,4 818,5 6,1 7,2 8 22 4,6 795,4 b 12 Suy g lượng ... hợp cho kết cấu bê tông làm việc môi trường xâm thực [18] Nội dung báo trình bày nghiên cứu thực nghiệm làm việc dầm bê tông cốt SGFRP trường hợp dầm bị hư hỏng ăn mịn cốt thép chịu lực Thí nghiệm. .. thép theo cốt cốt thép thép theo (b )Dầm Dầm BTCT bị bong, vỡ lớp vỡ bê (c )Cốt Cốt thép thép kéokéo sàn bị (b) Dầm BTCT bịbong, bong, vỡ (c) (c) Cốt thépchịu chịu kéotrong (b) BTCT bị chịu tông bảo... nghiên cứu ứng xử dầm bê tông cốt SGFRP bị ăn mòn cốt thép Các nghiên cứu thực nghiệm thực Phịng Thí nghiệm Kiểm định cơng trình (LAS-XD 125), Trường Đại học Xây dựng Nghiên cứu thực nghiệm Nghiên