GIẢI PHÁP TIÊN TIẾN TRONG SỬA CHỮA, TĂNG CƯỜNG KHẢ NĂNG CHỊU LỰC CHO KẾT CẤU BÊ TÔNG

GIẢI PHÁP TIÊN TIẾN TRONG SỬA CHỮA, TĂNG CƯỜNG KHẢ NĂNG CHỊU LỰC CHO KẾT CẤU BÊ TÔNG SỬ DỤNG VẬT LIỆU CỐT SỢI CƯỜNG ĐỘ CAO DÍNH BÁM NGOÀI FRP. GIA CƯỜNG KẾT CẤU BÊ TÔNG CỐT THÉP BẰNG VẬT LIỆU NÀY RẤT HIỆU QUẢ

NGUYEN TRQNG NGHiA

GIAI PHAP TlEN TlEN TRONG

saA CHO'A, TANG ClflJNG KHA NANG

N6i dung cuon sach bao g6m giai thieu tong quan vJ img dung vgt liiu

FRP trong tang cuong kha nang chiu lite cua kh cdu be tong, co sa tinh

tong du Ling luc sir dung vQt lieu FRP, chi dan thi cong, kidm tra, danh gia

vel nghiem thu kit cdu tang cuong bimg vdt lieu FRP theo tieu chudn

ACI440-2R tren h¢ don vi SI (N, 111m hoac KN, 111).Dac biet trong cuon sach

n(IY giai thieu t6ng kit danh gia cac kh qua thi nghiem, CLle khuyen cao vJ

Ling dung vQt li¢u FRP trong sua chua, tang cuong kha nang chiu luc kh

cc7l!'be tong tis cac Nha cung cdp vdt liiu FRP (Quake Wrap, Fyfe, S&P,

Gurit ), kit qua nghien cuutmg dung cua cdc truong dat h9C A:y thuQt tty

tin tren thi giai WI t9i Vi¢t Nam nhu: truang D9i h9CIllinois, Chicago - My,

truong a9i h9C Rourke/a - An D6, Trung tam tId nghi¢111Khoa h9C vQt li¢u

vit cong ngh¢ EMPA ThljY S~ Tnfong D9i h9C giao thong VQn tai, Truang

[)qi lwc Bach khoa Hd N6i, Vi¢n Khoa h9C va Cong ngh¢ giao thong VQn

t(li va cong ty C6ph6n Cong ngh¢ Tien tdn NhQt - Vi¢t.

Sach g6m 7chuang va 3phlj hlc

Chuang 1: T6ng quan vJ ung d~mg vQt li¢u FRP trong tang cUCmgkha

llling chiu /{fCcua kit cdu be tong.

Chuang 2: Ca sa tang cuang kh6 nang chiu hfC CLlakh cdu be tong sLr

d~lI1gvQt li¢u FRP.

Chuong 3: Tinh loan thdt ki tang CUO'11g kha nang chiu hfC cua kit cdu

be tong c6t thep, be tong d~f {mg hfC sLrdljng vQt li¢u FRP.

Chuang 4: Chi dan thi cong, kidm tra, tlcmh gia va nghi¢m thu kh cdu

fang cU'Cmgbrmg v«t li¢u FRP.

Chuang 5: Kh qua thi nghi¢m, (mg dljng vgt li¢u FRP trong sLrachua,

fang cuang khil nang chill hfC kit Cdll be tong.

Cac tac gia mong nh(m au9'c va xin chan thanh cam an m9i Y kdn phan

bi?l1,gop y cua tl6c gia (ti hoan thi?n Giao trinh nay trong Ian xlldt ban

sau M9i y kdn gop y xin gtrivJaia chi hom thu: nghiant.hnuct@gmail.com

Cae tae giii

1

DJa

tri

n~thlie

ta

th

gl

nlF

Cl

(\tl-

ci

s,

cJ

t (! {

Chuong 1

1.1.TONG QUAN VE UNG Dl)NG V!T LI~U FRP

Giai phap tang cuong kha nang chiu hrc k~t du be tong (be tong c6t thep, be tongDVL) bang each su dung v~t lieu c6t soi cirong dQ cao dinh bam ngoai (ten tieng anh

la Fibre Reinforced Polymer (FRP)), goi t~t la v~t lieu FRP, da diroc ap dung rong raitren th~ gioi til gitra nhlrng nam 1980 aca chau Au, My, Canada, Dc va Nhat Ban.Tai chau Au, v~t lieu FRP duoc phat tri~n d~ thay th~ phuong phap tang cuong khanang chiu hrc k~t c~u be tong bang phuong phap dan ban thep, Phuong phap dan banthep trong vung chiu keo cua be tong diroc coi la ky thuat kha thi d~ tang sire khangu6n cho k~t du be tong (Fleming va King 1967) Ky thuat nay da duoc sir dung d~tang cuong nhieu cong trinh d.u va cac toa nha tren kh~p th~ gi6i Tuy nhien, sau mQtthai gian su d\lng ban thep dan them ben ngoai k~t du cli co th~ bi an mon va lamgiam kha nang chiu h!c dang k~ M~t khac, vi~c dan ban thep la kho thi cong t~inhung dia di~m co di~n tich ch~t h~p Cac nha nghien Clru da xem xet d~n cac v~t li~uFRP la mQt thay th~ cho ban thep dan Cac nghien Clru v~ (rng d\lng FRP d~ tangcuang kha nang chiu h!c k~t c~u be tong da duQ'c bao cao vao dAu nam 1978 t~i D(rc

(Wolf va Miessler 1989), t~i Th\lY S1 (Meier 1987; Rostasy 1987) T~i Nh~t Ban h~th6ng FRP IAndAu tien duQ'c ap d\lng d~ tang cuang kha nang chiu dQng d~t cua k~td.u cli vao nhung nam 1980 (Fardis va Khalili 1981; Katsumata et al 1987), d~c bi~tsau tr~n dQng dfit Hyogoken-Nanbu 1995 (Nanni 1995)

Cac nha nghien Clm aMy da co cac k~t qua nghien Clm (rng d\lng c6t sQ'itang cuang

cho k~t d.u be tong k~til nllfrng nam 1930 Tuy nhien, b~t dAu vao nhung nam 1980thong qua cac sang ki~n cua Quy khoa hQc qu6c gia (NSF) va chinh quy~n lien bang(FHWA) Cac ho~t dQng nghien Clru da dful d~n vi~c xfty d\ffig Tieu chuin ky thu~t vaChi d~n thi~t k~ ACI 440R va cac bao cao (Neale 2000; Dolan et al 1999; Sheheta eta1.l999; Sadatmanesh va Ehsani 1998; Benmokrane va Rahman 1998; Neale vaLabossiere 1997; Hassan va Rizkalla 2002; Shield et al 2005) Sl,fphat tri~n cua cacquy t~c va tieu chuin cho Mth6ng v~t li~u FRP dinh bam ngoai duQ'cthl,fchi~n t~i chiu

Au, Nh~t Ban, Canada, va Hoa Ky Trong vong 10 nam qua, HQi ky su xfty dl,fngNh~tBim (JSCE), Vi~n be tong Nh~t Ban (JCI), va Vi~n nghien Clru ky thu~t duang sat

5

(R TRI) da cong b6 met s6 tai lieu, chi d§.n ky thuat lien quan d~n viec str dung v~t lieu

Tai Chau Au, Lien doan quoc t~ v~ k~t cAu be tong (FIB) da cong b6 chi dan thi~t k~

irng dung h~ thong v~t lieu FRP dinh bam ngoai trong tang cuong kha nang chiu lire cua

Hiep hQitieu chuan ky thuat Canada (CSA) va ISIS da hoat dong tich cue trong viec

phat trien chi dfrnthiet k~ cho h~thong v~tlieu FRP Muc 16,"ket cAu gia c6 soi" cua

tieu chuan thiet k~ dirong cao t6c Canada da diroc hoan thanh trong nam 2006

v~t li~u FRP duqc quy dinh cho nganh Xay dlJIlg (AC125; CALTRANS Division of

Stmctures 1996; Hawkins et al 1998)

Cho d~n nay, cac Tieu chuftn ky thu~t v~ tang cUOng kha nang chiu h,rc k~t cAu be

tong sfr d\mg v~t li~u FRP dinh bam ngoai da duqc chau Au, Nh~t Ban, Canada, va Hoa

Ky quan tam phat tri~n

Fibre Reinforced Polymer (FRP) la mQt v~t li~u composite bao g6m c6t sqi cuemg

dQ cao (sqi carbon, sqi Aramid (8qi Kenvlar) ho~c sqi thuy tinh) k~t hqp vo; chAt k~t

dinh Khi noi d~n FRP chung ta phai xem xet do la v~t li~u Composite bao g6m ca chAt

k~t dinh va 8qi lam vi~c d6ng thm chu khong duqc xet 8qi rieng va chAtk~t dinh rieng

H~ th6ng v~t li~u FRP chu y~u bao g6m h~ th6ng dan um (h~ th6ng vai) va h~ th6ng

tAm ch~ tc;tOs~n H~th6ng v~t li~u FRP co th~ duqc pharr loc;tidva tren cach thuc v~n

chuy~n d~n dia di~m xay d\lllg va lApd~t H~th6ng v~t li~u FRP nen duqc Iva ch9n dva

tren loc;tik~t cAu c~n tang cuemg kha nang chiu Ivc (k~t cAu thep, k~t cAu be tong, k~t

du da xay, gc;tchxay, k~tcAu g6 )

Hf thang FRP dan uVt

H~ v~t li~u dan um bao g6m cac t§m 8qi kho thea m(>thu6ng ho~c hai hu6ng ho~c

cac to?i vai duqc ngam tAmv6i m(>tloc;tikeo da bao hoa t~i dia di~m thi congo Ch§t k~t

dinh bao hoa, cung v6i lap chAt k~t dinh lot va vua tuong thich d~ lien k~t h~ th6ng v~t

li~u FRP v6i b~ m~t cua k~t duo H~ th6ng dim um bao hoa va dong rAntc;tich6, tuong

tv nhu be tong dllCtc;tich6 Co ba loc;tiph6 bi~n cua h~ thong dan um nhu 8au:

- TAm sqi ho~c vai kho dan hu6ng - cac 8qi chc;tychu y~u thea m(>t hu6ng tren

m~t ph5ng

- TAm sqi da hu6ng ho~c vai da hu6ng kho rna cac 8qi duqc dinh hu6ng thea it nh§t

hai hu6ng tren mot m~t ph5ng

ve

h~

hw

hai

1.1.3 H~ th6ng FRP tim chit k~t dinh trutrc (prepreg)

H~ thong v~t lieu FRPtAm chftt k~t dinh tnroc bao g6m cactftmsoi dan huang hoac

da huang hoac cactftmvai da duoc xir ly bAng each tAm chftt k~t dinh bao hoa trong nhamay san xuat. H~ thong v~t lieu FRP duoc lien k~t voi b~ m{lt be tong co hoac khong

dn co them chftt k~t dinh, tuythuoc vao yeu du cuth~ cua cuav~t li~uFRP H~ thong FRP tAm chftt k~t dinh truac thuang yeu cdu gia nhi~t them d~ giarn thai gian dong rful.V~t li~uFRP dong rfultruac co uu di~rn la cUOngdQ va rna dun dan h6i rftt cao so vai 2

h~ th6ng v~t li~uFRPnen tren H~ th6ng v~t li~uFRPtAm chftt k~t dinh truac dn luu y

v~vftn d~ luu kho, khuy~n cao h~ sir.dl,lng va qua trinh dong rful Ba lo~i ph6 bi~n cuah~ th6ng FRPtAm chftt k~t dinh truac la:

_ Tftm sqi dan huang tAm chftt k~t dinh truac rna cac sqi chu y~u ch~y thee rnQthuang tren rn{ltphimg;

- Tftrnsqi da huang tAm chftt k~t dinh truac rna cac sQ'iduQ'cdinh huang trong it nhftthai huang tren mQt rn{ltph~ng;

- Bo sgi !funchftt k~t dinhtruacduQ'ccUQnho{lcthi cong bkg may tren b~ rn{ltbe tong

it nhftt mnh 1.2: H¢ th6ng FRP ttim chat kit dinh truac

a) vcii s(Ji carbon, b) vcii s(Ji thily tinh

7

1.1.4 H~ th6ng FRP dong rin trurrc:

H~ thong FRP dong rim truce bao g6m co cac tfun composite duoc san xuftt trongnha may thanh cac tfun dinh hinh Chftt k~t dinh cung voi lap l6t hoac vira tuong thichduoc sir dung d~ dinh bam cac tftm d6 voi b~ m~t be tong H~ thong dong rin tnroc

c~u ki~n khac; nhi~u v~t li~u FRP duQ'clien k~t dinh bam vm be tong va dinh bam v6inhau nhfun tang khi nang ch6ng dQng d§.t

_ 140,000

+ -'iii'0' 120,000+ -

.Q) :.t!

::J 100,000:.c'

-1 -(.)

,0, 80,000

+ -'0 OJ

.5 60,000'5

+ -(.) 40,000 20,000+ -

I

ffinh 1.4: So simh euang d(Jella vQt li¢u FRP dong ran truae

ella m(Jts6 hang scm xu6t vQt li¢u FRP (bao cao clia QuakeWrap 2010)

- Cac thanh tron thirong diroc san xuftt bang each sir dung sir dung bien phap due ep,tlurong duoc chuyen d~n cong tnrong duoi hinh thirc cac thanh don hoac mot cuon tuyvao duong kinh thanh;

1.2 THANH PHANcAuTAO CVA VAT LIEU FRP

Thanh ph§.n v?t li~u duqc sir d\lng trong cac h~ th6ng ·,·?tli~u FRP hi~n nay baog6m : Chftt k~t dinh (chftt k~t dinh nSn, chftt'dQn, chftt k~t dinh bao hoa) ; C6t sqi cubngdQcao (sqi Carbon, sqi thily tinh, sqi Aramid) va lap phil bao v~

Bang 1.1: D,e tlnh CO'ban eiia v~t li~u FRP (ISIS, 2001)

Bang 1.2: H~ sa daD n6' nhi~t eiia v~t li~u FRP FRP (ACI440.2R)

High modulus

Carbon HS 6000

(Q 4000 0

6

.;ca

:::I

<J) C)

1.2.1 Cat sQi cuong dq cao

1.2.1.1 S¢ Carbon

Soi carbon (Carbon fiber - CF) duoc sang ch~ vao nam 1879 boi Thomas Edison va

duoc coi la loai soi t6ng hQ1Jc6 nhfit cua loai ngiroi, nhimg lai c6 gia tri dt IOnd~n su

phat trien khoa hoc ky thu~t hien dai Ban dau, nha phat minh nay da sir dung soi carbon

lam day t6c cua b6ng den M~c du hie d6 soi soi carbon khong gi6ng nhir soi carbon

ngay nay, nhung chung lai c6 sire chiu dung dang kS voi nhiet de), di~u nay khien cho

soi carbon tro thanh ynrong khong t6i cho cac loai soi dful di~n.v~sau, d~n t~ nhirng

nam 1950, Rayon da kham pha ra kha nang keo gian cua sgi carbon de t~o ra v~t li~u c6

kha nang chiu keo cao

, Sgi cacbon da dugc thuang m~itil 1960 trong nganh hang khong, vii tr\l va cac yeu

cau (rng d\lng v~t li~u nht";.Hi~n nay, sqi cacbon dugc ung d\mg re)ng dii trong hang

khong, giai tri, cong nghi~p, giao thong va v~t li~u composite Composite lam til sqi

cacbon t6i un v~ de)b~n, de) c(mg, nhy va ch6ng nUt cao, chiu dugc nhi~t de)cao va treY

chiboi

lier

300tin!-

trorcacl

SO \

(

hue

SQ'i cacbon la V?t lieu co dQ b~n r~t cao, la loai soi chua it nh~t 90% nguyen nr

Co tinh soi cacbon cang cao khi tang c~u true tinh th~ va rmrc dQ dinh hirong soi,cling nhu giam cac khuyet t?t tren soi Cling diroc c~u t(;10bang cac phan nr carbon, kim

chung xu~tphat tir nguyen nhan c~u truc tinh th~ khac nhau Co th~ hi~u dan gian than

dinh hu6ng nay trong qua trinh 6n dinh va cacbon hoa Sqi Carbon duqc t:;tobOi cac sQ'i

carbon duqc lien k~t v6i nhau thea phuang song song v6i tf\lC diii cua sqi Sqi Carbonchiu IlJc duQ'c c~u t:;tob6i r~t nhi~u sQ'icarbon duQ'c xOAnvai nhau, co th~ duqc su d\mgb6i sQ'idQc l?p ho~c d~t thanh vai Sqi carbon k~t hqp vai ch~t ket dinh t:;tothanh v~tli~u CRFP

a) Phan /oqi s(Yi carbon theo cong ngh? scm xudt

D\fa van nguyen li~u sqi ban dAu, sqi Carbon duqc phan lo:;tithanh 3 lo:;ti:

- SQ'icacbon PAN

- Sqi cabon PITCH

- SQ'icabon Rayon

S9'i cae bon PAN: duQ'c san xu~t qua 3 giai do:;tnchinh:

-300°C, chuy~n sqi PAN nh\fa nhi~t den sang d:;tngco c~u truc l~p l:;tinhung khong continh ch~t nhlJa nhi~t deo

Cacbon hoa: sau khi oxy h6a, sQ'iduQ'c cacbon h6a 6 1000°C, khong cAn keo' cangtrong moi truemg khi tra viii gia Trong qua trinh nay, nhUng nguyen t6 khong phaicacbon bi tach ra vii bay hai d~ hinh thiinh sQ'icacbon, luc nay kh6i luqng chi con 50%

so v6i kh6i luqng sQ'iPAN ban dAu

Graphite h6a: sqi duQ'c xu ly nhi~t 1500 - 3000°C se cai thi~n tr?t tlJ, muc dQ dinhIm6ng cua tinh th~

11

Tinh chat cua soi Carbon PAN: Soi cacbon PAN la mot kh6i t~p hop cua soi lien tuc

(soi dan), duong kinh 5 - 7 urn co ty trong 1,74 - 1,95 g/crrr' San phfun t~p hop nhieu

loai soi dan khac nhau tao thanh bo soi nhir lK (1000 filaments), 3K (3000 filaments),

6K (6000 filaments), 12K (12000 filaments) va 24K (24000 filaments diroc (eng dung

chinh trong nganh hang khong, th~ thao do ty trong thftp, dQ b~n keo va modul dan h6i

rftt cao Soi cacbon PAN dong vai tro chinh sci cacbon tren thi tnrong, loai bo soi day

(tren 40K) hoac loai co dQ ben keo thftp hon chu y~u (eng dung trong cong nghiep Soi

cacbon PAN pharr Ioai thea modun dan h6i: modun dan h6i tieu chuan (~240 GPa),

modun dan h6i trung gian (~300GPa) va modun dan h6i cao (~350GPa)

Soicacbon Rayon duoc san xuAt qua 3 giai doan chinh:

On dinh: la mot qua trinh oxy hoa xay ra thea cac biroc:

Nhiet dQ 25 - 150°C: khir v~t ly mroc

Nhiet dQ 150 - 240°C: khir mroc trong pharr tu xenlulo

Nhi~t dQ 240 _ 400°C: tach lien k~t vong thmn, c~t cac lien k~t eter va mQt s61ien k~t

C-C thea co ch~ g6c tlJdo

Cacbon hoa: nhi~t dQ 400 - 700°C, luqrrg cacbon con l;;tise chuy~n thanh lap gi6ng

graphite

Graphite hoa: nhi~t dQ 700 - 2700°C, keo cang tlilo ra sqi co modun cao do dinh

huang t6t thea chi~u dQc

S(!i cacbon Pitch(tu d~u mo, than da)

_ C1man bi nguyen li~u: diE§uchinh kh5i IU'Q'ngphon tLr, dO nhat, dinh hU'ang k~t

_ Keo sqi va xe sqi: pitch duqc chuy~n thanh sqi, mQt s6 da co da co s~p x~p thing

hang, dinh huang

_ On dinh: duy tri hinh dang sqi khi nhi~t pharr, nhi~t dQ 250 - 400°C

_ Cacbon hoa: nhi~t dQ cacbon hoa 1000 - 1500°C

Tinh chAt cua sqi carbon PITCH: co hai lo;;tisqi PITCH g6m sqi lien tl,lCva khong

lien tl,lCtuang (rng qua trinh xe sqi Sqi cacbon PITCH cling duqc pharr lo;;tithanh lo;;ti

d~ng huang (graphite hoa nghiem ng~t) va lo;;tibftt d~ng huang (graphite hoa d~ dang)

Lo;;tisqi cacbon PITCH d~ng huang thuOng la sqi khong lien tl,lc, dUOngkinh 12-18J.lm,

ty trQng 1,6.glcm3 va co modun dan h6i thftp (~40 GPa), dQ b~n va tinh d§.n nhi~t thftp

do sg dinh huang va k~t tinh thftp eua cac nguyen t6 cacbon Vai gia thanh c;;tnhtranh,

sgi cacbon PITCH d~ng huang dugc (rng dl,lng rQng rai trong cong nghi~p kh6i luqrrg

nht;, 6n dinh hoa chftt, khang nhi~t va khang mai mon Sqi cacbon PITCH khong d~ng

huang thuOng la sqi lien tl,lc, dUOng kinh 7- 10).lm, ty trQng 1,7 ~ 2,2 g/cm3. Cae chuftn

~qinay la lK 2K 3K 6K va 12K modun dan h6i thAp tu 6 GPa tai953 GPa trong khi

sgi cacbon PAN khong th~ d;;ttduqc gia tri nay Lo;;ti co modun dan h6i cao (tren 350

r

(

11 f,

l

Ie

t~be

CI

t I

tln

k

rai trong cong nghiep, th~ thao do dQ cling cao hon thep va khoi hrong nhe (nhe hon

50% so voi thep) Loai soi cacbon co modun dan h6i eire cao (tren 600 GPa) co dQ cling

b) Phtin loai soi carbon dua VaG tinh chat co ly

Dua van tinh ch~t co ly soi carbon duoc phan thanh 4 loai: Soi carbon cuong dQ cao

Ngay nay, My la thi tnrong tieu thu soi carbon I6n nh~t th~ gioi chiem 60% t6ng sanIuong soi carbon trong khi Nhat Ban la quoc gia san xu~t toi 50% t6ng san hrong toan

t?i Nh~t Ban Cac nha may san xu~t sqi carbon I6n nh~t th~ gi6i duqc d~t t~i Nh~t Ban

bao g6m: Toray Industries of Japan, Toho Tenax Co Ltd va Mitsubishi Rayon Co Ltd,

Nippon Graphite Fiber

Sqi thuy tinh, duqc keo ra tu cac 10~i thuy tinh keo sqi duqc (thuy tinh d~t), codUCmgkinh nha ttr 5-24J.1m.Khi do cac sqi nay khAc ph\1c nhfrng nhuqc di~m cua thuy

tinh kh6i, nhu: gion, d~ nm gay, va tra nen r~t dai, co dQ chiu nhi~t, dQ b~n hoa hQc va

dQ cach di~n ca~ Thanh phan cua thuy tinh d~t co th~ chua them nhfrng khoang ch~t

(d~n di~n t6t), sqi thuy tinh D (cach di~n t6t), sqi thuy tinh A (ham lU9'l1gki~m cao), sqithuy tinh C (dQ b~n hoa cao), sqi thuy tinh R va sqi thuy tinh S (dQ b~n co hQc cao)

trong cac Ung d\1ng rieng bi~t Sqi thuy tinh S duqc (rng d\lllg ph6 bi~n d~ tang cUCmg

cQc Sqi thuy tinh k~t hgp v6i ch~t k~t dinh t~o thanh v~t li~u GFRP

Aramid hay con gQi Ia sqi Kenvlar, day la lo~i sqi nhan t~o ch~t lU9'l1gca~, duqc c~u t~o

nhi~t d~ tang modun dan h6i Sqi Aramid duqc sir d\1ng trong cac ling d\1ng hang khong

k~t dinh t~o thanh v~t li~u AFRP

13

a) Phiin loai

SQ'iAramid co hai loai: Meta-Aramid va Para-Aramid

b) Tinh chat n6i bgt cua sai Aramid

SQ'iAramid co mot s6 tinh ch:1t n6i b~t so voi cac loai soi t6ng hQ'Pkhac:

- Khang mai mon t6t

- Khang dung moi htru ca.

- Khang dfut (dien, nhiet),

_ Khong nong chay (chi b~t d~u pharr huy a500°C) va chay cham

- On dinh hinh dang anhiet dl) cao

SQ'iAramid co cac tinh ch:1t dl)c dao nay la do k~t hQ'P:

- Mach Polymer cirng

- K~t tinh dinh huang cao

_ Tuong tac giira cac mach pharr nr la lien k~t Hydro nen r:1t lien k~t gitra cac mach

phan nr r:1tchat che,

c) Ung dung chinh cua soi Aramid:

_ Day cao th~ cua h~ thong danh lira (Ingition Cables)

_ Cap thong tin (day tai nghe, day cap trong nha)

- San pham bao v~ nhiet,

_ Lam 6ng, 16p xe, day dai truyen dl)ng, cac san pham chiu rna sat (b6 th~g, kh6p ly

hgp), nh\fa ky thu~t cho nganh di~n, di~n tir va t\l'dl)ng

- Vu khi, ao ch6ng d~n,

- Gi:1y ky thu~t

- V~t li~u Composite ph6 thong khac

1.2.2 Chit k~t dinh

Ch:1t k~t dinh ctia h~ th6ng v~t li~u FRP b~o g6m ch:1t k~t dinh n~n, chit dl)n, chit

k~t dinh bao hoa Cac lo~i chit k~t dinh thuang duQ'c sir d\ffig g6m co: Epoxy, vinyl

esters, va polyesters, duQ'c t~o ra d~ sir d\mg trong cac rit nhi~u di~u ki~n moi truemg

khac nhau Khi thi~t k~ ung d\mg h~ th6ng FRP c~n chu y cac thong s6 ky thu~t v~ ch:1t

k~t dinh bao g6m:

_ Kha nang tuang thich va dinh bam t6t v6i b~ m~t be tong;

_Kha nang tuang thich va dinh bam t6t v6i h~ th6ng v~t li~u FRP composite;

_ Ch6ng l~i dUQ'ccac tac dl)ng ctia moi truemg: dl) frm cao, nu6c m~n, nhi~t dl) cao,

va cac hoa ch:1tthong thuang khi chung k~t hgp v6i 16p be tong ben ngoai;

- Tinh linh dl)ng (dl) nh6t);

(

gitr:

lUQ1cho

mat

troll

co t j

(

Iire,k~tth61

(

dl)lthe)]nanli~u

(

EpeEpe

hl'>aI(Re

trmNhl

- Thai gian sir dung phu hop voi cac irng dung (thai gian dong ran);

- Kha nang tuong thich va k~t dinh voi cac soi gia c6;

- Phat trien cac d~c tinh co ly phu hop voi v~t lieu FRP

1.2.2.1.Chit kit dfnh nin (lOp lot)

Ch~t k~t dinh n~n duoc sir dung d~ tham nhap van b~ m~t be tong, tao dinh bam t6tgiira b~ mat k~t c~u va chfrt ket dinh bao hoa soi, Pham vi ap dung cua chfrt k~t dinh nenduoc khuyen cao ap dung nhtr sau:

- Chat k~t dinh nen dang long bao hoa co d<)nhot thfrp: Ap dung trong di~u kien ch~tluong b~ mat be tong t6t, phang nhAn, khong yeu cAu thai gian dong r5n nhanh, ap dungcho cac Ioai soi co tn;mgluqngnh~

- Ch~t k~t dinh n~n d~ng s~t co d<)nh6t cao: Ap dVng trong di~u ki~n ch~t luqng b~m~t be tong khong t6t, khong ph~g nhAn de ngan ch~ cac bong bong nho hinh thanhtrong qua trinh dong r5n, va yeu cAu thai gian dong r5n nhanh, ap d\lllg cho cac lo~i sqi

eo tr9ng luqng n~ng

1.2.2.2.Chit kit dfnh bDohoa

Ch~t k~t dinh bao hoa duqc sir dvng de tAm bao hoa cae sqi tang cuang, phan b6l\fc, truy~n l\l'c co hi~u giua eac sqi Chfrt k~t dinh bao hoa eung dong vai tro la ch~tk~t dinh cho cac h~ th6ng 9an u6t, phan b6 I\l'c giua b~ m~t be tong, 16p lot v6i h~th6ng v~t li~u FRP

Ch~t k~t dinh sir dVng cho tfrm v~t li~u FRP dong r5n tru6c thuang co d~g s~t va eod<)nh6t cao duqc sir d\lllg de lien k~t cac tfrm v~t li~u FRP da dong r5n tru6c va cae h~th6ng FRP d~ng thanh (NSM) v6i b~ m~t ti~p xuc cua be tong Chfrt k~t dinh nay eo khanang truy~n l\l'c t6t giua be tong va h~ th6ng v~t li~u FRP ho~c de lien k~t nhi~u lap v~tli~u FRP da dong r5n tru6c vai nhau

Ch~t k~t dinh ph6 bi~n dung cho v~t li~u FRP la eh~t k~t dinh Epoxy Ch~t k~t dinhEpoxy la m{>tthanh phAnr~t quantr9ng quy~t dinh hi~u qua tang k~t cfrub~ng v~t li~u FRP.Epoxy la m<)tlo~i nh\l'a t6ng hqp rfrtc(mg va co d{>b~n ca~, co the chiu nu6cva moi truanghoa chk Epoxy co d{>bam dinh cao han nhi~u so vai Polyester va Vinyl ester

Epoxy duqc hinh thanh til 1 phful (rughoa h9C gifra 2 thanh phAn rieng bi~t: Nhl,fa(Resin) va ch~t dong r5n (Hardener) De thu~ ti~n cho qua trinh v~ chuyen, bao quan

tru6ckhi Slr dVng cho tang cuang k~t cfru, Epoxy duqc chia thanh 2 thanh phAn d<)cl~p:Nhl,fa (Resin) va ch~t dong r5n (Hadener)

15

Bang 1.3: D~c tinh co' ban cua Polyester va chit k~t dinh Epoxy ACI440R, 1996)

V~t lieu CU<Jng dQ Modun danh6i keo Trong luong BiSn dang

Polyester

4,5%

3%

Bien d~ng (%)

mil" 1.8: M6i quan h?giiia ung sudt - biin dang cua chdt kit dinh Epoxy, vinyl esters, va

.§l 2

cO ::E

o

Polyester Vinlyester

mil" 1.9: So sanh cuong d(j cua elldt kit dinh Hinh 1.10: So sanhrnodun dan h6i cua chat

-Gurit 2009

tinh ky thuat cua ch~t k~t dinh Epoxy ph\! thuQc r~t nhi~u vao di~u ki~n m6i truOng l~p

d~t, thi c6ng do nha san xu~t quy dinh

nang

thuonk~t div~ thu-10

-v

l1l~t F:thi corLO'lphat siCac-R

Epoxy

tho-i gi

J o

Sqi khO (fiber)

I I

~ FRP sqi va chat ket dfnh lam vi$c : dong thOi (composite)

I I I I I

Chat ket dfnh (Epoxy)

1.2.3 L6'p phii bao v~ cho FRP

LOp san phu bao v~ dung dS bao v~ sir lien k~t cua h~ thong gia e6 FRP tnroc khanang gay t6n hai ella tia UV, moi tnrong va cac tac d9ng cO' ly khac LOp san phuthu6ng duQ'c ap d\mg eho cae b~ m?t ben ngoai cua h~ th6ng sira chua FRP sau khi eh~tk~t dinh n~n ho?c ch~t k~t dinh bao hoa da dong rin hoan toano Cae d~ng lOp phu baov~ thu6ng bao g6m:

- Lap phu d~ng polymer nhU Epoxy ho?e polyurethanes

- San g6e Acrylic

- Vera xi mang khong co ngot Khi sir d\lng vfra xi mang can yeu cau de>nh:im cua b~l11?tFRP (phun cat ho?c xoa cat len b~ m?t v~t li~u FRP khi ch~t k~t dinh con uat) vathi cong nhu vfra trat be tong thong thu6ng

Lap phu ch6ng chay g6c polyme duQ'csil' d\lng dS kiSm soat Sl,l'Hiy Ian cua lira va S\f

phat sinh kh6i thea yeu cau

Cae ly do chinh dn su d\lng lap phu bao v~ dS bao v~ h~ th6ng v~t li~u FRP, bao g6m:

- Bao v~ ch6ng lao hoa ch~t k~t dinh Epoxy do tia Cl,l'C tim (tia UV) Ch~t k~t dinhEpoxy duQ'c su d\lng nhu la m9t phan cua h~ th6ng tang cu6ng FRP se bi lao hoa theathai gian do ti~p xuc tfl,l'Cti~p vai tia Cl,l'C tim Co m9t s6 phuang phap duQ'c sir d\lng dS

17

, , ,

polyurethane beo MQt s6 chat k~t dinh g6c vinylester c6 kha nang ben tia eire tim cao

hon so voi ch~t ket dinh Epoxy

- Bao v~ chongchay

- Bao v~ chong pha hoai

- Bao v~ chong mai mono

giau h~ thong v~t lieu FRP C6 th~ su dung lap phu cao su acrylic c6 mau xam d~ phil

hien c6

_ Bao v~chong an mon do h6a chat, h~thong v~t lieu FRP c6 th~bi hu hong khi ti~p

phu c~n c6 kha nang chiu h6a ch~t t6t nhu urethanes va novo lac epoxies

_ Bao v~ an toan cho ngu6n nu6c sinh ho~t, trong cac (mg dl,mg neri rna h~ th6ng v~t

li~u FRP sfr dl,1ngcho ngu6n nu6c sinh ho~t, h~ th6ng FRP c6 th~ ng~m cac hgp ch~t

VaGngu6n nu6c Lap phu bao v~ khong ng~m h6a ch~t dQc h~i VaGtrong ngu6n nu6c

sinh ho~t c6 th~ dugc su dl,1ngnhu mQt lap mang ngan cach gifra h~ th6ng v~t li~u FRP

va ngu6n cung c~p nu6c sinh ho~t

1.2.4 Cae d~e eO'ban eua ehit k~t dinh Epoxy

dinh h6a hQc, b~n h6a ch~t Vi~c su dl,mg ch~t k~t dinh Epoxy tren n~n c6t sgi thuy tinh

bi an mon h6a ch~t

1.2.4.1 Tfnh chit hoa hf)c

Tinh ch~t h6a hQc n6i b~t cua ch~t k~t dinh Epoxy la tinh khang h6a ch~t, khang mill

Cac tinh chftt chinh cua Epoxy (n~n Bisphenol A) c6 cac tinh chftt d~c trung sau:

- Cftu truc h6a hQc cua chftt k~t dinh Epoxy cho chung c6 tinh khang h6a chftt cao,

chbng l~i mQt s6 di~u ki~n an mono

tinh, g6m va nhi~u lo~i chftt deo

_ DQ co rut thftp trong qua trinh d6ng r~ cho k~t qua t6t trong tinh chinh xac kich

thu6c trong k~t cftu san ph~m va cho phep san xuftt keo dan tinh nang cao

- DQ khang mai mon cao

\kho:phaiTtom

cao :

[ eLlachAt

c

phen

Kd6nfCbi~n,

c

donEt~otxuMamIa

1.2.4.2 Pluin 1i11gdong rin ciia Epoxy

Vi Epoxy la nhua nhiet deo nen khong th~ tir chuyen sang trang thai khong tan,

phan trng dong r~n nhira nay bang each chon cac chat dong r~n phu hop

form va ehyt hay amin form va ehyt, rna dong r~n Epoxy giong nhu hien nrong luu hoacao su, nrc co th~ tao thanh v~t Iieu mem deo va co gian t6t

Do nhom Epoxy co heat tinh rftt manh nen pharr img d~ dang voi hydro linh dQng

Clla cac hgp chftt amin, amid, acid, methylon, phenol Vi~c IlJa chQn chftt dong r~ chochftt k~t dinh Epoxy ph\l thuQc vao:

- Tinh chftt gia cong t6t, trong h~ chua dong dn nhu: dQ nhat thitp 6 nhi~t dQ giacong, thai gian gel (pot life), nhi~t luqng cua phan (mgva dQ dQc h;;ti

- Thai gian va nhi~t dQ dong r~n

- Nhfrng tinh chftt (v~t ly, cO'hQc, di~n va hoa hQc) cua h~ dong r~n

- Gia thanh

Chftt dong r~n Chftt k~t dinhEpoxy (nhlJa Epoxy) co th~ chia lam 3 nhom chinh:

- Chftt dong r~n lo;;tiamin: dong r~ 6 nhi~t dQthuemg

- Chftt dong r~n lo;;tiacid: dong r~ 6 nhi~t dQ cao

- Chftt dong r~ lo;;tikhac: cac hgp chftt chua hai hay nhieu thanh phk dinh chuc nhuphenol formvaehyt

Khi tac d\lng amin v6i Epoxy thi xay ra hi~n tuqng dlrt vang Epoxy va n6i amin,d6ng thai khong sinh ra bftt ky chftt nao, do do san ph~m co dQ co rut nho

Chftt dong r~n nay co d~c di~m la dQ nhat thftp, gia re, do do no duQ'c sir d\lng ph6bi~n Doi khi dung cac amin bi~n tinh d~ cai thi~n duQ'c cac tinh chftt tren

Cac chitt dong r~n thuang g~p:

- DETA (dietyl triamin) ham IUQ'llg'5-8%

- TETA (trietyl tetraamin) ham IUQ'llg7-10%

- PETA (polyethylene polyamid) ham IUQ'llg10-20%

- Versamit 125,135 ham luqng 40-55%

Thai gian dong r~n ph\l thuQc vao nhi~t dQ T6c dQ dong r~n cang nhanh thai giandong r~n cang giam N~u du amin, phan (rng xay ra nhanh toa nhi~t lam phfm huy amin,t;;tobQt Vi phan ting k~t hgp gifra amin va Epoxy la phan (mg toa nhi~t, do do khi sanxuftt cac san ph~m co kich thu6c 100 ck mQt luqng chitt ph\l gia (bQt th~ch anh, sqiamiang) d~ d~n nhi~t ra t6t

19

NhU'Q'cdi~m:

_ Amin dQc va kh6 di~u chinh thai gian chuan bi

_ Dung dich nhua voi amin kern ben khi bao quan

b) Dong ran anhiet dl} cao biing polyacid hay anhydric acid

Thirong sir dung AM(anhydric maleic), AP(anhydric phtalic) Tuy nhien AM cirng, don

va dQ ben kern han AP Thuong dung la cac anhydric cua axit dicacboxilic, anhydric

maleic, anhydric phetaleic Qua trinh dong r~n nay thuong tao ra san pham phu la

c) Dong ran bimg nhiing chat dong ran khdc :

Ngoai hai chat dong rk tren ta con dung cac hop chat c6 hai hay nhieu nh6m dinh

chuc d~ d6ng r~n ChAt k~t dinh Epoxy nhu: nhva phenol - form va ehyl, polyamine

(-NH-CO-), ure(melamin) - form va ehyl

nh\ra co s6 lien k~t ngang khong nhi~u (khong qua thua nhu UF) lam m~ch khong qua

cac V?t li~u khac

d) Danh gia chung

Chat k~t dinh Epoxy sau khi dong r~n se d~t nhi~u tinh chat ki thu?t quan trQng, do

(J giai dO(ln ddu: t~o ra m~ch th~ng, ta dung phuang phap ph6 h6ng ngo~i hay phfm

tich h6a hQc d~ ki~m tra dQ giarn nhom Epoxy

bi~n d~ng ho~c tinh toan Sl,Ihap thl,!hai dung moi cua nhl,Ia nghi~n nh6 (] 25°C

chat d6ng r~n va thai gian d6ng r~n Do d6 trong qua trinh sua chua tang cuang kSt cAu

trQng khai thac la tai trQng thuang xuyen khai thac cua k~t c~u truac khi sua chua tang

K

nl

nhir khong thay d6i (hinh 1.12)

t

KhOngtacdl:mgtai trQngd¢ng trong qua I I +~.,-~-+~~ :::~~H trinh dong r~n

Tac dl:mgtai trQngd¢ng sau khi dong r~n

;"'_-+ -+ -t rii5~IL+-~-f-I Tac dl:mgtai trQngd¢ng trong khi dong r~n

1.2.4.4 Pha trpn Epoxy

21

1.2.4.5 Cae die tinh kj thuit eua Epoxy eOnIuuf trong qua trinh dong rin

a) S~(phat nhiet

IUQ'ngthoat ra khi Epoxy don ran, D~ cho chAt kSt dinh ben chac hom tom nr ben trong

l5i cau, giai phong bong bong hoi Hunmit cho kSt cAu

bien d6i nhiet (HDT) chi dao dQng cho phep la 1.Nhiet bien d6i nhieu d~ gay ra sir lao

khi nhiet tang cao din dSn ran mrt va d~ phan huy,

b)s~(co rut

kSt cua hqp chAt rna tu do gay ra cac vSt nm tu ben trong san phfun

DQ nh6'1cua Epoxy duQ'cki~m soat tu vi~c pha tfQn chAt kSt dinh va quYSt dinh do la

dQ nh6'1Cllacong thuc trong hqp chAt

d) Phim ltng dong ran (qua trinh gel hoa)

qua nhu sau: Cu m6i l~n nhi~t dQ duQ'c nang len 10°C, thi thm gian xay ra phan ling

phong 2SoC, nSu chung ta lam Am len dSn 3SoC, thi thm gian gel hoa se xAp xi 1a IS

phut, nSu nhi~t dQ duQ'c dua len 4SoC thi thm gian gel hoa se la 7.5 phut Vi v~y nhi~t

xay ra nhanh han

Epoxy 13 10:;1iv~t 1i~ukha an toan d6i v&i d:;1ida s6 nguai su d\lng, tuy nhien chung ta

c~n Chll y 1 s6 di6u sau day:

_ Nen bao quan Epoxy 6 noi co nhi~t dQ thAp thoing mit, va trinh xa t~m tay cua tre

em H~u hSt mQi nguai d6u co th~ tiSp xuc v&i Epoxy rna khong g?P vAn d6 gi v6 suc

khoe Tuy nhien mQt s6 it ngum co th~ se bi dV ung v&i Epoxy Day chi la lo~i di (mg

thong thuemg, d~ tranh no ta chi c~n mang gang tay, kinh bao hQ va trinh khong d~

Epoxy long tiSp xuc v&i da va m~t

111achi nen dung dAm an Tuy nhien, dAm an chi t6t khi dung d~ rua tay chan Mu6n

dimg d~ rila cac d\lng C\lta nen dung Acetone

_ Epoxy chua dong r~n va chAt xuc tac cua n6 duQ'c xem la h6a chAt gay 0 nhi~m vi

v~y tru&c khi bo Epoxy thua vao thung ric ta phai g6i ky tUng bao ni long

loan

qua

th~ I

neuvanphi]eho

7xMi

Kh

bjch1I~tr~

ra

co

- Epoxy chua dong r~n khong d~ gay chay, d.n chu yrang cac h6a ch~t dung d~ phaloang va rna Epoxy nhir Acetone r~t d~ chay Vi vay, nen cAnthan voi cac chat nay.

- Voi d?c tinh cua 1 polyme, Epoxy vfuI la loai nhira c6 kha nang bi lao h6a trongqua trinh sir dung, do d6 cc1nnghien ctru d?c tinh cua nhua d~ c6 each bao v~ hoac thayth~ kip thai

- V~ d~ hau su dung nhua Epoxy cling cfrndiroc quan tam vi nhua kh6 bi phan huy,n~u thai ra qua nhieu cling gay anh huong d~n moi tnrong song Do do, song song voiv~n d~ nghien ciru trng dung cac tinh nang moi cua nhira, cac ky su cling cc1ntim ra giaiphap t6i uu d~ c6 th~ tai su dung hoac thai bo nhua rna vfuI dam bao moi tnrong songcho con nguoi

1

I

I 1.3 cAe DAe TiNH VAT. . LV eVAVAT LIEU FRP

1.3.1.Ty trC}ng

V?t li~u FRP c6 ty tn;mg khac nhau til 1.2 d~n 2.1 g/cm3 (bang 1.1), thc1phon 4-61frn

so v6i thep Ty trQng thc1pdfuI d~n chi phi v?n chuy~n thc1phon, lam giam tinh tai chc1tthem len k~t cc1u,va co th~ d~ dang thi cong thu cong ngoai cong trtremg

xu huang dan, no nhi~t nguqc l~i Be tong c6 cac h~ s6 gian no nhi~t khac nhau til

7x 10-6 d~n 11xl 0-6/oc, va thuemg duqc gia dinh la d~ng huang (theo bao cao cuaMindess va Young nam 1981) Thep co h~ s6 gian no nhi~t d~ng huang 11,7xl0-6/ oC.Khi thi~t k~ tang cuemg k~t cc1uSlr d\lng V?t li~u FRP cfin xem xet thi~t k~ v6i anhhuemg cua nhi~t dQ

1.3.3 A.nh hU'Ong eua nhi~t dQeao

Nhi~t dQ vuqt qua nhi~t dQ bi~n d6i tr~ng thai Tg, mo dun dan h6i cua V?t li~u FRP

bi giam dang k~ do sv thay d6i cc1utruc phan tir cua n6 Gia tri cua Tg dva VaGcac lo~ichc1tk~t dinh nhung thucmg n~m trong khoang 60 t6i 82°C Trong V?t li~u FRP, thi V?tli~u sqi co d~c tinh nhi~t t6t hon so v6i chc1tk~t dinh, c6 th~ ti~p Wc chiu mQt s6 tai

trQng thea phuong dQc cho d~n khi d~t tOi nhi~t dQ t6j h~n cua sqi Di€u nay c6 the xay

ra 0 nhiet do t6i da 1000°C d6i vOi sO'icacbon, va 175°C cho sqi aranlid Sqi thuy tinh

co kha nang ch6ng l~i nhi~t dQ t6i 275°C Tuy nhien, do sv suy giam sv truy~n Ivc gifracac sqi thong qua lien k~t v6i chc1tk~t dinh, d~c tinh chiu keo cua t~t ca cac V?t li~u FRP

23

L

."," _S

bi giam xuong K~t qua thi nghiem cho thay ranganhiet dQ250°C, cao hon rAtnhieu so

voi nhi~t dQTg cua chAtk~t dinh, se lam suy giam dQb~n keo cua v~t lieu GFRP va

CFRP Ian han 20% (theo bao cao cua Kumahara nam 1993) M~t khac cac d~c tinh bi

anh huang boi viec truyen lire thong qua chat k~t dinh, cling bi giam dang k~anhiet dQ

thap han (theo bao cao cua Wang va Evans nam 1995)

D6i voi ling dung cua h~ thong v~t lieu FRP, dinh bam co tinh chAtrAtquan trong,

dac tinh cua po1ymetai b~ mat gitra soi va be tong la rAtc§.n thiet trong viec duytri Sl,I

dinh bam gitra FRP va be tong Tuy nhien, anhiet dQgfrnvoi Tg, cac tinh chat co hoc

cua polyme giam dang k~, va po1ymebit d~u mAtkha nang truyen irng suAttu be tong

tai sQ'i

1.4.eAe DAe TiNH eo LYeVA VAT LIEU FRP.

1.4.1.Ty l~thimh phin v~t li~u s(/i/ chAtk~t dinh trong v~t li~uFRP

1.4.1.1 Tf If thimhphOnvltlifu s¢l chit kit dfnh khac nhau trong vlt IifuFRP

Anh ch\!p b~ng kinh hi~n vi di~n tu cho thAychAt1uqng thi cong v~t li~u FRP ph\!

thuQc chu y~u vao tay ngh~ cua cong nhan va bQ ph~ tr\Ic ti~p thi cong, quan 1ythi

cong va ki~m soat chAtluqng Chi~u day, cuemg dQva mo dun dan h6i cua lap v~t 1i~u

FRP pIw thuQcvao ty 1~sQ'i/chAtk~t dinh

1.4.1.2 Tf If s¢/ chit kit dfnh trong thanbpbOn vit lifu FRP

-kat dinh

-Inn" 1.14a: 2 truong hop thi cong cung 5 lop wjt li~uFRP voi chiJu day, ty l~soi/ chdt kit dinh khdc nhau.

lieu FRP la:

w= =TCR2/2 =~ =0908:=::;91%

Hinh th8 hi~n m6i quan h~ ty l~ theo th8 tieh sgi, ty l~ theo tr<;mgluqng sgi eua v~t

TyI~ theo trQng Ilfqng sqi

thea tr9ng lU(lngs(li cua wjt li~u FRP - GurU2005

25

1.4.1.3 ChiJaday vaif trf)ngcua v,t Iiia FRP

Chi~u day cua v~t lieu FRP duoc tinh thee cong thirc:

Aw - trong luong cua v~t li~u FRP;

pr- trong hrong rieng cua soi;

Vf- tyl~ thee th~ tieh cua soi;

Vm _tyl~ th~ tieh cua chAt k~t dinh (Vf+ Vm =1)

TyI~theo th~ tich cua sqi thuy tinh

_200glm 2 _300glm 2 _400glm 2

_600glm 2

ffinh 1.16:M6l quan h?tYI? thea th~ tich soi they tinh

va chiJu day cua w;itli?u GFRP- Gurit 2005

ffinh 1.17:M6i quan h?tY I? thea thJ tich soi thuy tinh va chiJu day

cua vgt li?u CFRP- Gurit 2005

(1-2)

tro

(1-3)

3)

1.4.1.4 M6 dun dilO h6i ctia vltlifU FRP

TyI~ sqi theo the tich

theo thi tfch trong vdt li?u GFRP - Gurit 2005 60~ -~ -r_ -_. _.

TyI~ sqi theo the tich

thea thd tfch trong vQt li?u GFRP - Gurit 2005

27

Ty I~sqi theo the tich

mil" 1.21: M6i quan h¢ giframodun dim h6i E1vatf; l¢ soi carbon

theo thd tich trong vdt lieu CFRP- Gurit 2005

1.4.2.Ung xii' keo cua v,t li~u FRP

Khi tai trong tac dung thea phuong chiu keo, v~t lieu FRP dan hu6ng khong th~ hien

b~t ky irng xir deo nao truce khi dirt gay Ung xir keo cua v~t lieu FRP diroc d(lc trung

boi rn6i quan h~ tuyen tinh gitra irng su~t va bien dang eho d~n khi pha hoai, pha hoai

xayra dQtngot va gion

Cuong dQ chiu keo va dQ cirng cua v~t lieu FRP phu thuoc VaGnhieu ySu t6 Do soi

~labQ ph~n chiu tai chinh trong v~t li~u FRP, lo~ sQ'i,hu6ng eua sqi, s6 luqng sQ'i,va

cac bi~n phap va diSu ki~n san xu~t dSu anh huang dSn cuemg dQ ehiu keo eua v~t li~u

FRP C6 2 phuang phap tinh toan: phuang phap tinh toan d\Ia tren di~n tich th\Ic Clla sQ'i

(net - fiber area) ho(lc dga tren t6ng di~n tich cua v~t li~u FRP (gross - FRP area)

T6ng di~n tich v~t li~u FRP tinh toan sir dl,lng di~n tich toan bQ rn(lt c~t ngang cua h~

FRP da duQ'c d6ng r~n, bao g6rn ca keo va sqi 'ChiSu day v~t li~u FRP la rnQt h~ng s6

va ty l~tuang d6i gifra ch~t kSt dinh va SQ'ida dUQ'cki~rn soat

Di~n tich thgc cua sQ'itrong h~ th6ng v~t li~u FRP duQ'c tinh toan su dl,lng di~n tich

da bi~t cua sQ'i,va b6 qua t6ng chiSu rQng va b~ day eua h~ th6ng da d6ng r~n; do d6

ch~t kSt dinh duQ'c lo~i tm Tinh toan cac thuQc tinh h~ th6ng sir dl,lng "T6ng di~n tich

v~t li~u FRP" c6 chiSu day cao han va gia tIi rna dun, cuemg dQ th~p han trong khi tinh

toan thuQc tinh cua h~ th6ng sir dl,lng "Di~n tich thgc clla sQ'i" c6 chiSU day th~p han

nhung gia tri rna dun va cuemg dQ cao han Tuy nhien, eo so Clla cac gia tri tinh toan

kha nang chiu tai ([I'llAI' ) va dQ CUngdoc tf\lC (c) cua v~t li~u FRP v~n khang d6i (co so

tinh toan thuQc tinh clla h~ th6ng v~t li~u FRP sir dl,lng ca 2 cach thuc tren duQ'c rna ta

trong Ml,lC5 tieu chu§.n ACI440-2R)

K~t qua thi nghi~rn vai v~t li~u da d6ng r~n, cucmg dQ va bi~n d;;mgpha ho~i t6i h~n

do duQ'ccua sQ'id6i vai di~n tich th\Ic thuOng th~p han so vai cae gia tri do duQ'ckhi thi

hoA~

D3

san

kl~c

H

dinh lam viec d6ng thai f)~c tinh co hQCcua tfrt ca cac h~ thong v~t lieu FRP, bfrt k~loai m~u nao, nen dira tren cac thi nghiern soi va chfrt k~t dinh lam viec d6ng thai voi

thong tang cuong FRP phu thuoc vao cac

2500 1MCarbon

ro 2000

a.

S 1500

0

,0) >0:

-'<ct!

1000 ::J In C'l

E-Glass S-Glass

dugc dinh nghla b~ng cuang keo trung binhcua mOt m~u thu tm di ba l~n dO l~ch chu~n(ft~ =1I ffu - 30') va tuang tv nhu v~y gia tri

Biend~ngkeo(%)

Bin" 1.22: Mdi quan h¢ t'mg sudt - biin dgng keo cua w;itli¢u FRP dgng tdm duc san

th\lC t~ se vugt qua nhUng th6ng ke nay dva tren cac gia trj thi~t k~ cho cac m~u tieu

chu~n (Mutsuyoshi et al 1990) M6 dun dan h6i nen dugc tinh toan dva tren tren duang

D3039 S6 IUQ'l1gm~u thi nghi~m tinh toan cuang dQ chiu keo t6i thi~u la 20 m~u Nha

1200

AFRP

'i 800 S

-',ct!

::J C'l

's 400

Steel

-+Steel CFRP GFRP AFRP

o 0,005 0,01 0,015 0,02 0,025 0,Q3

Biend~ng(mmlmm)

29

1.4.3.Ungxi'r nen ciia v~tli~u FRP

ngoai khong nen duoc sir dung d~ tang

CHang vung chiu nen tnr khi COcac thi

nghi~m tin cay

K~t qua thi nghiern cua cac tfrm v~t

cua tfrm v~t Ii~u FRP bi nen thea chieu

doc co th~ bao g6m S\I pha hoai keo

ngang, pha hoai mfrt 6n dinh C\1C bQcua

soi, hoac pha hoai c~t Dang pha hoai

plW thuQc vao 10c;tisQ'i,ham Iugng SQ'iva

cac Ioc;tichfrt kSt dinh Cuang dQ chiu nen thea cac kSt qua nghien Clm cho thfry b~ng

55%,78%, va 20% cua cuang dQ chiu keo tuong (mg d6i v6i v~t Ii~u GFRP, CFRP, va

AFRP (theo bao cao cua Wu nam 1990) Nhin chung cuang dQ chiu nen cua cac v~t Ii~u

nao co cuang dQ chiu keo cao thi se co cuang dQ chiu nen cao, ngoc;titm truang hQ'Pcua

AFRP, do cae sqi bit~u thi irng xu khong tuy@ntinh khi ehiu nen iJ cae gia iiiirng swlt

tuong d6i thfrp,

V~t li~u FRP co Mo dun nen dan h6i thuang nh6 hon so v6i mo dun keo dan h6i

Theo cac kSt qua thi nghi~m, modun dan h6i nen la khoang 80% cho GFRP, 85% cho

CFRP, va 100% cho AFRP cua modun keo dan h6i cho cac m~u thu gi6ng nhau (theo

Ctti-ki

tl: 2500

2000 1MCarbon

o

6500

0

bi

CpJ

bi

Bien d9ng nan (%)

Hlnb 1.24: M6i quan h~ ung sudt - biin dang

nen ella vdt lieu FRP dang tam due san

X c

, L

hec8

FF

IShit

bao cao clla Ehsani nam 1993)

1.4.4 Tinh b~n eua v~t li~u FRP

Nhi~u h~ th6ng v~t li~u FRP th~ hi~n tinh chfrt cO'hQc giam sau khi tiSp xuc v6i mQt

s6 yeu 16 moi truimg, bao gbm cil nhi~t de) cao, de)fun,va tiep xUc viii hoa chat S" tiep

xuc Clla moi truang, thai gian tiSp xuc, loc;tichfrt kSt dinh, Ioc;tiSQ'i,va phuong phap dong

r~n Clla chfrt kSt dinh la mQt trong nhfrng ySu t6 anh huang dSn muc dQ giam tinh chfrt

co hQc Nhfrng thuQc tinh chiu keo duQ'c dua ra bCrinha san xufrt la d\Ia tren thu nghi~m

duQ'c ti~n hanh trong moi trucmg phong thi nghi~m, va khong phan anh tac dQng cua S\I

ti~p xuc v6i moi truang Cac thuQc tinh nay dn duQ'c di~u chinh triSt giam trong tinh

toan cho moi truang lam vi~c d\I kiSn ma h~ th6ng v~t li~u FRP tiSp xuc

gc

1.5 UNG XU eVA V~T LI~U FRP PHt) THU(>e vAo THOI GIAN

1.5.1 Til' bi~n - eo ngot eua v~tli~u FRP

V~t li~u FRP khi chiu mQt tai trQng khong d6i thea thai gian co th~ bi pha hO<;l.idQt

ngQt sau mQt khoang thai gian khai thac Loc;tipha hoc;tinay thuang do tai trQng tu biSn

-ph

h0ch

thea ehu ki, hoac ehu ki dong vatan bang.

Noi chung, soi Caebon la it anh huang boi tir bien co ngot nhat, soi Aramid co anh

huang nhieu han soi carbon va soi thuy tinh la bi anh huang nhieu nhat Thi nghiem tirbi~n - co ngot da thirc hi~n voi v~t li~u FRP voi cac soi Carbon, Aramid va thuy tinh.Cac t&m v~t lieu FRP diroc thi nghiern voi cac e&p tai trong khac nhau atrong nhiet dl)

bi~n - co ngot va loga eua thai gian d6i v6i t&tea cae e&p tai trQng H~s6 eua (rng sufittC;lithai di~m tu bi~n eo ngot xay ra sau 500000 gia (khoang 50 nam) v6i eUOng dQ t6ihC;lnban d~u eua mfru thi nghi~m GFRP, AFRP va CFRP se duqe ngo~i suy va co gia trituang (mg x&p xi 0.3; 0.5; va 0.9 (theo bao cao eua Yamaguchi nam 1997; Malvar nam1998) Gia tri (rng su&t dai h~n giCYih(;111trong thi~t k~ tang euang k~t e&u d~ tranh tirxay ra tir bi~n - co ngot la r&t quan trQng (J'ng sufit dai h~n eua v~t li~u FRP phai nh6han gi6i h~n (rng sufit do tu bi~n, ngoai ra euang dl) eua v~t li~u FRP phai dap (rng duqecae yeu du eua tai trQng ng~n h(;111

1.5.2 Do b~nmoi cua vat lieu FRP

Ml)t s6 luqng dang k~ cae bao eao v~ hi~n tuqngm6i va"dl,l'doan tu6i thQ eua v~t li~uFRP da duqe nghien elm (theo bao eao eua hl)i dbng nghien Clm qu6e gia Hoa Ky nam1991) H~u h~t eae dfr li~u nay ouqe lfiyillcae v~t li~u thuOng duqe sir d\ll1g eho nganhhang khong vfi tn,l M~e du co Sl,l'khae bi~t v~ eh&t luqng va tinh nhfit quan gifra hangkhong vfitn,l va v~t li~u FRP sir d1,l11geho nganh xay d\l'l1gva eac (rng d1,l11gkhae, mQt s6nghien elm v~ hi~ntuqngm6i eua v~t li~u FRP da duqe thl,l'ehi~n.Trirkhi co cae quy dinhCl,lth~ khae, cae truang hqp sau day duqe xem xet dl,l'atren ml)t loc;tiv~t li~u dan huOOgg6m 60%kh6i luqng sqi va d6i tuqngehiu keo - ehu kYll,l'ekeo thea hinh sin:

- MQt t~n sufit vua du d~ khong gay ra nhi~t

- Di~u ki~n moi truang ben ngoai ph6ng thi nghi~m

- Ty I~(rng sufit (ty I~gifra (rng sufit ap dl,lng v6i (rng su&t100nhfit ap dung) la 0,1 vathea huOOg song song v6i eae sqi ehinh eua v~t li~u

Oic thl nghi~m eho th&ykhi lam tang nhi~t 00 va 01)ftm se lam giam (mg xir m6i eua v~tli~u FRP Trong t&tea cae lo~i v~t li~u FRP sir d1,l11gtrong lInh Vl,l'exay dl,lng, thi CFRP it biphil ho~i m6i nhfit Gi6i h~ ehiu m6i eua CFRP thuOng vao khoang 60 tCYi70% eua gi6ih~n eUOng01) ehiu keo tinh ban d~u V CYibi~u d6 g6m co gia tri (rng su&tva gia tri loga s6ehu ki t~i thm di~m pha ho~i (duOng eong S-N), 01) d6e giam dk eua CFRP thuOng x&pxi

31

5% d6i voi cuong d<)gioi han tinh ban d~u thea loga co s6 10 Tc;U-vitri s6 chukila 1 trieu,

khong bi anh huong boi d<)fun va nhi~t d<)ben ngoai cua k€t c~u be tong tnr phi b~ mat tiep

quan sat duoc mot chu khi moi chiu keo giam x~p xi 10% cuong d<)tinh ban d~u sau 10

trong d<)b~n m6i cua sgi thuy tinh do tinh nh~y cam v6i d<)~m, moi truang ki~m, moi

truang co Hnh axi1

Sgi Aramid, co cac thong s6 d<)b~n dang k~, va n6 c6 (rng xu tuang d6i t6t d6i v6i

moi D<)b~n cua sgi Aramid khi chiu keo, (rng xu moi chiu keo cua sgi aramid da d6ng

nh~t la tu 0.54 d€n 0.73 I~n cU(:rngd<)chiu keo

1.6

cae

dm

li~lh~

1611 IU(ft sal( 3nam,8nam va12nam - EMPA 2008

NhuQ'c di~m 16n nh~t cua ch~t k€t dinh la bi lao hoa theo thai gian boi tia UV (tia tlr

ngo~i hay ti C\lC tim) do anh sang m~t trOOchi~u IrI,lc tibp nbu nhu be m~tv~1li~u FRP chsir dvng chat kbt dinh Epoxy khi'mg dm;rc bim v~ ch6ng Ii UV (hinh 1.25) nl-

K€t qua thi nghi~m quan tr~c m(rc d<)suy giam b~ m~t v~t li~u FRP thea thai gian

1.6 CHAT LUONG VAT LIEU FRP .

H~ thong v~t lieu FRP nen du di€u kien d~ sir dung trong mot du an dua tren k~t quacua cac thi nghiem dQcl~p trong phong thi nghiem v€ thanh phAnvat lieu soi cirong dQcao, ch~t k~t dinh va v~t lieu composite, thi nghiem cho mo hinh k~t c~u nrong irngdang diroc xem xet, va thi nghiem th~ hien dQben trong cac moi tnrong dir kien Dfrlieu tlnr nghiern duoc cung c~p boi nha san xu~t h~ thong v~t lieu FRP chimg minh rAngh~ thong v~t lieu FRP du kien phai dap (mg dugc t~t ca cac yeu cAuthi~t k~ co ly, baog6m cUOngdQchiu keo, dQb€n, chiu dugc tir bi~n, dQdinh bam, va gia tri nhi~t dQTg.V~t li~u FRP chua dugc ki~m tra dAydu thi khong nen dugc xem xet d~ sir d\mg.Cac quy dinh ch~tluqng cua v~t li~u nen cAnc6 cac thi nghi~m trong phong thi nghi~m

du d~ danh gia tinh l~p va dQtin c~y cua cac thuQctinh quan tf9ng

1.7 CONG NGHE THI CONG VAT LIEU FRP. "

Cong ngh~ thi cong v~t li~u FRP r~t da d~g va c6 r~t nhi€u Iva ch9n khac nhau v€

v~t li~u ch~t k~t dinh, sgi, v~t li~u n€n (v~t li~u loi) ap d\lng trong tUng linh Vl,TCC\lth~

M6i giai phap cong ngh~ t~o ra nhUng san pham c6 d~c tinh rieng thea yeu cau ve

1.7.1 Phuong phap sir d1}ngsung phun (Spray Lay-up)

M6 tit c6ng ngh¢: Sgi dugc dt nh6 trong sung phun ck tay va dua vao mQtbinh xit·chua ch~t k~t dinh xuc tac hu6ng trl,Tcti~p vao khuon PhAnv~t li~u dugc trQnlfrnv&inhau va d6ng r~n trong di€u ki~n moi truOngtieu chufrn

Khong sir d\lng v~t li~u loi

33

Ong dan keo ap h!e

Binh xuc tac vOi keo

Da duoc irng dung rong rai trong nhi~u nam,

_ Giam chi phi nho thi cong nhanh chong soi va chfrt k~t dinh

- Chi phi thiet bi thfrp

NhU'Q'cdi~m:

_ Tfrm v~t lieu FRP khi hinh thanh thuong co qua nhieu chfrt k~t dinh va do do trong

hrong tfrrn rfrt nang

_ Chi lien k~t cac soi thuy tinh ngk do do gioi han cac d~c tinh coly cua tfrm v~t lieu

, FRP khi hinh thanh

_ Chfrt k~t dinh cfrn phai dS (] dQ nhot thfrp dS co thS phun diroc £)i~u nay lam anh

huang d~n cac tinh chfrt co ly/nhiet cua san pham

_ Chfrt k~t dinh phun chua nhieu styrene lam kha nang gay hai cho nguoi thi cong cao

han va dQ nhot thfrp cling tang nguy cO"thfrrn sau qua qUfrnao

_Kho khan trong vi~c h~ ch~ n6ng dQ styrene trong khong khi thea quy dinh antoano

1.7.2.PhU'ong phap dan U'0l (Wet Lay-up/Hand Lay-up)

Mo ta cong ngh?: Chfrt k~t dinh du9'c t:1m b~ng tay vao sQi (] d~ng vai ho~c s9'i da

t:1m chfrt k~t dinh tru6c Cong tac dan va hoan thi~n du9'C th\fc hi~n b~g cach su d\lng

rulo, ch6i quet, de d:1Ynhanh ti~n dQ thi cong co the sir d\lng may t:1m chfrt k~t dinh v6i

con Ian kyp dS tang l\fc t:1m chfrt k~t dinh vao s9'i thea cach con Ian quay d~u v6i chfrt

ngu

ket

pol~

2mh

k~t dinh dung trong thim~ chua Tfun v~t li~u FRP hinh thrum duoc dong r~n duoi dieukien rnoi tnrong tieu chuan,

phenolic; Soi: Bftt ky Ioai nao, mac du soi aramid Ioai nang co th~ gay kho khan khi danb~ng tay; L5i: C6 th~ sildung bfttky loai v~t lieu 15inao

- flu (.1LI'Q'C irng dung trong nhieu nam

- Nguyen t~c thi cong rftt dan gian

- Giam chi phi thi cong n~u dS chftt k~t dinh dong r~ theo nhiet dQ thong thirong,

- SUdung rQngdii voi cac irng dung va cac loai v~t li~u khac nhau

- Sudung sqi cuangdQ cao han va dai han so v6i phuang phap phun

- C6 th~ anh huang d~n sue khoe va an toan khi su d1,lngcac lo~i chftt k~t dinh

im, Tr9ng luqng phan tu thftp clla cac 10~i chftt k~t dinh dan uat thuang mang d~n nhieu

nguy ea gay lwi han so v6i san ph§.m e6 tr9ng luqng phan tu eao £>Q nhatth~p ella eh~tk~t dinh cling lam tang kha nang thftm sau han qua qu~n ao bao hQ

L dfl - Kh6 khan trong vi~e h~ ch~ n6ng dQ styrene trong khong khi theo lu~t dinh til

1,lng polyester va vinylester, khi nay c~n cac h~ th6ng 19Cchi phi cao

v6i - Ch~t k~t dinh dn e6 dQ nhat thftp dS c6 th~thi cong b~g tay £>ieumly thuang lamch~t anh huang d~n tinh chftt co ly/nhi~t CllachUng.do yeu e~u mue dQpha loang/styrene cao

35

,Ung dung: Thi cong tang cirong k~t c~u be tong, k~t c~u thep, gach xay, canh gi6

tuabin, san xu~t thuyen, khuon due

1.7.3 Phuong phap hut chan kheng (Vacuum Bagging)

May bam chan khong £)ong ho do chan khong

ron" 1.27-3: Cong ngh? thi cong v~t lieu FRP bdng phuong phdp hut chan khong

Mo ta cong ngh?: V~ co ban day thuc ch~t la me rong han cua phuang phap dan uot

Vgt li?u: Ch~t k~t dinh: Chu y~u la Epoxy va phenolic; polyesters va vinylesters co

thu~t dan u6t thong thuemg

_ it 16r6ng han so v6i ky thu~t dan u6t

_ T§.m sQ'it6t han v6i ap h,rc va dong chay ch~t kSt dinh ch~y sU6t c~u truc sqi, phan

ch~t kSt dinh thira se vao v~t li~u bQc ngoai

_ An toan: tui chan khong lam giam lUQ'llgch~t bay hO'itrong qua trinh dong r~n

NhU'Q'cdi~m:

_Tang chi phi nhan cong va thiSt bi do dung tui chan khong chi dung mQt Ian

_Doi hoi ky nang cao cua nguai th\Ic hi~n

_ Qua trinh trQn va kiSm soat ham lUQ'llgch~t kSt dinh phan Ian duQ'c quySt dinh boi

ky nang cua ngum thl,Ic hi~n

- E

trong

Nil-K

-c

in

han so voi ky thuat t§m chAt k~t dinh tnroc.

Ung dung:

- TAmIon, tau thuyen nho, linh kien xe dua, l5i lien k~t trong san xuAt tau thuyen,

Gee e~a vai sgiduqedieu khien theotYIe

BQ ph?n di ehuyen ~

Ga sgi thO

-_/

M6 ta cong' nghe: Ky thuat nay chu y~u diroc sir dung cho cac v~t co dang r6ng,

cac may moc va t6c dQ quay cua tl1lc

Vtjtli?u: ChAt k~t dinh: BAt ky, nhu: Epoxy; polyester, vinylester, phenolic; Sqi: BAt

kyo SQ'iduQ'c lAy tn,rc ti~p tir cac 6ng SQ'iva kh6ng d~t hay dan theo d~g viti nao cit;L5i: BAt ky, m~c dil lo~i nay thuOng duQ'c lam vai mQt lap dan nhAt

- Co th€ ti~n hanh rAtnhanh va do do kinh t~ han

- LUQ'ngchAt k~t dinh co th€ ki€m soM b~ng vi~c do lUQ'ng chAt k~t dinh qua cac

- Ky thu~t nay kh6ng ap d\mg v6i cac cAu ki~n l6i 15m

- C6t sQ'ikhong d~ dang d~t chinh xac dQc theo chi~u dai cua cua cAu ki~n

37

_ Chi phi true ga cho cac cfiu kien IOn co th~ cao.

ni~t tham my

Ung dung: Thung chua hoa chfit va duong 6ng, binh chua khi, thung chua khi tho

cho linh ciru hoa,

1.7.5 Phuong phap due ep (Pultrusion)

hoan thi~n

Thung keoaph!e

mil" 1.27-5: Cong ngh? thi cting vat lieu FRP bang phuang phdp due ep

MD tiI cong nghi: Soi duoc lfiytir cac bng cuon, cho qua mot thung chua chfit k~t

khuon thea cac hUOng khac so vai 0° M~c du dun ep la mQt qua trinh lien t\lC, san phAm

t~o n~ co m~t ·c~t ngang khong d6i, nhung co th~ cho phep t~o ra mQt vai d~ng m~t c~t

ngang khac nhau Qua trinh nay keo cac v~t li~u qua cac khuon cho thfim, sau do kyp

chtmg trong mQt khuon d~ dong r~n Di~u nay lam eho qua trinh khong lien Wc, nhung

co th~ t~o ra nhfmg thay d6i nh6 v6i ti~t di~n ngang

Vqf li?u: Chfit k~t dinh: Chfit k~t dinh Epoxy thong thubng, polyester, vinylester va

u'udi~m:

_ Ham lUQ'ngchfit k~t dinh co th~ dugc ki~m soat mQt cach chinh xae

_ Chi phi sQ'iduQ'c giam thi~u vi sgi duQ'c lfiy tn,rc tiSp tu cuQn

rf

c

d

ds,tr k,

K

c

m

trpI

cl

- Thuoc tinh c~u true cua tiun V?t lieu FRP co th~ dt t6t khi cac soi d~t r~t thangva

co the nhan diroc san pham c6 ham hrong soi thea th~ tich cao

- Khu vuetk ch~tk~t dinh co th~diroc boc kin do do h?I1ch~hrong khi hai bay hoiNlnroc di~m:

- Han ch~ khi tao cac san pham c6 mat cAtngang thay d6i lien tuc

- Chi phi lam khuon nhiet c6 th~ cao

Ung dung: Dfun va giang su dung trong c~u true rnai nha, c~u, thang, khung.

1.7.6 Phuong phap RTM (Resin Transfer Moulding)

Mo ta cong ngh¢: Vai soi diroc d~t vao trong duoi dang V?t li~u kho Cac Ioai vai

diroc ga Hips~n va khop voi hinh dang khuon, va chung lien k~t voi nhau bang ch~t k~tdinh Nhung mftu ch~ tao s~ sau do dugc d~ dang han d~t vao khuon Khuon th(r haisau d6 dugc d~t len ch6ng len khuon th(r nh~t, va sau do ch§t k~t dinh dugc bom VaGtrong Moi truemg chan khong co the dugc su d\lng de h6 trg qua trinh bom th§m ch§tk~t dinh vaGtrong sgi Phuang phap dugS gQila bom ch§t k~t dinh chan khong (VARI).Khi t§t ca b~ m~t sgi da du ch§t k~t dinh, cac cua hut ch§t k~t dinh se dugc dong llili,vacac t§m sgi da dugc tfrmch§t k~t dinh (FRP) bAtd~u dugc bao duOng Vi~c bom va baodUOngd~u co the th\lChi~n trong moi truemgnhi~t dQthong thuemgho~c nhi~t dQcao

V(2( li¢u: Ch§t k~t dinh: ThuemgIa g6c Epoxy, polyester, vinylester va phenolic,m~c du ch§t k~t dinh nhi~t dQcao nhu bismaleimides co the dugc su d\lllg trong moitruemg nhi~t dQ cao; T§m sgi: D~ng V?t li~u dugc dan k~t llili,co cac 16r6ng nhD chophep ch§t k~t dinh dugc truy~n qua MQt s6 d?I1gsgi d~c bi~t dugc phat tri~n d~ giupcho qua trinh th§m ch§t k~t dinh dugc d~ dang han

Anho~c k~pdegiil chAc

2 phan cua bQ khu6n

Bam keo c6ap h!C==>

mil" 1.27-6: Cong ngh? thi cong wjt li?u FRP bang phuong phap RTM

39

Uu di~m chinh:

_ Ch~ tao duoc cac tAm IOn voi rAtit 16 r6ng

_ Dam bao an toan v~ sire khoe va moi tnrong

_ Giam nhan cong thi congo

_ M~u due d~u ca 2 mat

NhU'Q'cdi~m:

_H~ ch~voi cacm~u nho

Ung dung:Sir dung lam cac thanh ph~n nho cua 0 to va may bay, gh~ng6i xe lira

1.7.7.MQt sA phU'ong phap khac (Other Infusion Processes) - SCRIMP, RIFT,

VARTM

M6 ta cong ngh?: Vai soi duoc sir dung dang kho gi6ng nhu trong RTM Cac lap vai

soi duoc s~p x~p sau do duoc bao phu boi lap vo la mot loai v~t lieu phi k~t cAu Toan

bQ chung sau do duoc hut chan khong va sau do chAt k~t dinh duQ'ctruy~n vao trong Sv

phfm b6 cua dong chAt k~t dinh tren tom bQ tAm sqi duQ'c h6 trQ'thong qua lap v~t li~u

vtJt li?u: Chit k~t dinh: ThuOng la d~g Epoxy, polyester va vinylester; Sqi : D~g

tAm dan co cac 16 h6ng cho phep chit k~t dinh thftm qua

l'

dCtlq

knd

BQkhuon

Nhl,la dll(,1clay ravangam qua c6t sqi nha chan khong

_ SCRIMP, RIFT, VARTM

- Gia thanh thap han do khoi hrong van khuon giam di.

- Co th~ tao ra cac t~m san pham 100 va it 16r6ng

- Cong nghe t&msoi bao hoa tieu chuan co the diroc thay d6i trong qua trinh nay

- L5i k~t c~u co th~ diroc san xuat trong m9t cong doan,Nhuuc di~m:

- Qua trinh san xuat phirc tap

- Ch~t k~t dinh phai co d9 nhot thap

- Nhfrng khu vue khong tharn ch~t k~t dinh co th~ lam giarn ch~t hrong cua san pharn

1.7.8 Phuong phap sir dung huang ap suit (Prepreg - Autoclave)

M6 til cong nghe: Vai va sci duoc t&m chat k~t dinh sAn boi nha san xuat V?t lieu,

duoi nhiet d9 va ap suat hoac voi dung moi, hay voi mot loai nhira tnroc khi xuc tacoCh~t xuc tac chu y~u 0 nhi~t de>moi truemg xung co th~ S11 d\mg duqc trong vai tu~n,th?m chi vai thang Tuy nhien d~ keo dai thai gian bao quan thi cae V?t li~u duqc baoquan dong l?nh V?t li~u duqc d~t len bAng tay ho~c may m9t b~ m~t khuon, hut chankhong va sau do dun nong d~n d~n nhi~t de>khoang 120-J80° C Di~u nay cho phepnh\fa d~ d~u se l?i va cu6i cling d~n d6ng r~n Vi~c tang ap llJc cho khuon due thuemgduqc cung c~p' boi m9t bu6ng ap su~t rna co th~ t?O ra ap IlJc tu 5-6 atmospheres

VtJ! li¢u: Ch~t kth dinh : Thuemg Ia g6c Epoxy, polyester, vinyl ester va phenolic, va

ch~t k~t dinh nhi~t de>cao nhu polyimides, cyanate ester va bismaleimides; Sqi : V~tli~u tho ho~c b~t ky ki~u san ph&m sqi nao

Buongapsua!

Uu di~m:

- Dinh muc ch~t k~t dinhl ch~t xuc tac va ham lU9'l1gch~t k~t dinh trong sgi dugc

thi~t l~p m9t each chinh xac boi cac nha san xu~t v~t li~u

41

_ V~t lieu khong gay hai cho sire khoe, an toan va co kha nang tu dQng hoa va ti~t

kiern lao dong

loai nhua co dQ nhot th~p se khong th~tham nhap do qua trinh san xuat

co th~ san xu~t diroc cac v~t lieu co nhieu lap phirc tap

NhU'Q'cdi~m:

_ Buong ap sufttsir dung thirong yeu cAubao dirong c~ukien, Bi~u nay lam tang chi

phi, gioi han kich cO' san phim.

_ D\lng C\l su d\lIlg can chiu duqc nhi~t dQ trong qua trinh ch~ t1;\Ova v~t li~u 15i can

phai co kha nang chiu duqc nhi~t dQ va ap h,rc cao

b9t khi giiia cac t~

Autoclave")

Mo ta cong ngh?: Qua trinh tim tru6c dong riln nhi~t dQ thdp duqc thl,rc hi~n chinh

xac nhu qua trinh tim tru6c trong n6i hoi thong thuang nhung co ch~t ch~t k~t dinh hoa

h9C cho phep vi~c dong riln d~t duqc (] nhi~t dQ til 60-120°C B~ dong r~n (] nhi~t dQ

v6i xuc tac nhi~t dQ cao (>80°C) thai gian lam vi~c co th~ keo dai d~n vai thtmg

Vqt li?u: Ch~t k~t dinh: Thong thuang chi dung Epoxy; Sqi: B~t kyo Nhu cho qua

trinh tAmtru6c thong thuang; L5i: B~t ky, m~t du b9t PVC tieu chu&u can duqc chu y

Dl,mg C\lti~n h~mh gia re han, chfulg h~n nhu g6, co th~ duqc su d\lIlg do nhi~t dQ xu

_ C~u truc 16n co th~ d~ dang thl,lc hi~n vi chi yeu d.u ap ll,lc til tui chan khong, va

v6i nhi~t dQ th~p han co th~ d1;\tduqc v6i 16 khi nong thong thuang, hay duqc dl,lllg t1;\i

ch6 -theo k~t c~u

_ V~t li~u l5i x6p thong thuang co th~ duqc su d\lng, ck them mQt s6 bu6c

_ Chi phi nang luqng thdp han so vOi qua trinh thimg gia nhi~t

_ Qua trinh xu ly nhanh cung v6i muc dQ cao v~ dQ chinh xac va cac bu6c l~p l1;\i

treapth;

k:h

10;

co