Nghiên cứu công nghệ phục hồi sửa chữa các dầm cầu bêtông cốt thép bằng vật liệu bêtông polime cốt sợi phân tán

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ]^ - DƯƠNG THANH BÌNH NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ PHỤC HỒI SỬA CHỮA CÁC DẦM CẦU BÊ TÔNG CỐT THÉP BẰNG VẬT LIỆU BÊ TÔNG POLIME CỐT SI PHÂN TÁN CHUYÊN NGÀNH: CẦU, TUYNEN VÀ CÁC CÔNG TRÌNH XÂY DỰNG KHÁC TRÊN ĐƯỜNG ÔTÔ VÀ ĐƯỜNG SẮT Mà SỐ NGÀNH: 2.15.10 LN V¡N TH¹C SÜ Ù TP HỒ CHÍ MINH Tháng 12/2004 MỤC LỤC Trang PHẦN MỞ ĐẦU CHƯƠNG 1: CÁC DẠNG HƯ HỎNG CỦA CẦU BTCT Ở VIỆT NAM VÀ KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG BÊ TÔNG POLIME CỐT SI TRONG CÔNG VIỆC SỬA CHỮA 1.1 Hiện trạng hư hỏng cầu bê tông cốt thép Việt Nam 1.1.1 Đặc điểm hệ thống cầu bê tông cốt thép Việt Nam .4 1.1.2 Sự đa dạng kết cấu nhịp cầu bê tông cốt thép Việt Nam 1.1.3 Các dạng hư hỏng cầu bê tông nước ta 10 1.2 Các nguyên nhân gây hư hỏng cầu bê tông cốt thép .19 1.2.1 Sự hư hỏng phản ứng hoá học bê tông .20 1.2.2 Sự hư hỏng tượng ăn mòn cốt thép bê toâng 25 1.2.3 Sự hư hỏng nứt co ngót bê tông 30 1.3 Phân tích đánh giá biện pháp sửa chữa cầu bê tông cốt thép Việt Nam 31 1.3.1 Bieän pháp sửa chữa vật liệu truyền thống 31 1.3.2 Biện pháp phun bê tông .31 1.3.3 Bieän pháp sửa chữa dán thép 35 1.3.4 Biện pháp đặt thêm cốt thép dị ứng lực .36 1.3.5 Biện pháp dán Polime sợi cacbon đáy dầm chủ 37 1.4 Sự phát triển vật liệu bê tông polime vật liệu giới 39 1.5 Khả cần thiết ứng dụng bê tông polime cốt sợi sửa chữa cầu bê tông cốt thép Việt Nam 42 1.6 Kết luận-mục tiêu nhiệm vụ nghiên cứu luận văn 44 CHƯƠNG :XÁC ĐỊNH THÀNH PHẦN VÀ CÁC ĐẶC TÍNH CỦA BÊ TÔNG POLIME VÀ CỐT SI PHÂN TÁN BẰNG THỰC NGHIỆM 46 2.1 Đặt vấn đề 46 2.2 Xác định tỷ lệ hợp lý thành phần vật liệu tạo nên bê tông polime .46 2.2.1 Các yêu cầu tính chất vật liệu sử dụng nghiên cứu .46 2.2.2 Xác định tỉ lệ cấp phối vậtliệu dùng bê tông polime cốt liệu mịn 48 2.3 Xác định tính chất lý bê tông polime 59 2.3.1 Xaùc định độ hút độ hút nước ( tính chống thấm) 59 2.3.2 Xác định cường độ chịu kéo uoán 61 2.3.3 Xác định cường độ bê tông polime theo thời gian 62 2.3.4 Đánh giá ảnh hưởng vật liệu độn đến cường độ bê tông polime .66 2.4 Xác định thành phần vật liệu Bê tông polime cốt liệu thô 67 2.4.1 Cơ sở lựa chọn thành phần cốt liệu .67 2.5.2 Kết thí nghiệm 68 2.5 Xác định ảnh hưởng cốt sợi đến cường độ bê tông polime cốt sợi phân tán .72 2.5.1 Xác định hàm lượng sợi hợp lý cho bê tông polime cốt liệu mịn 73 2.5.2 Bê tông polime cốt liệu thô có gia cường cốt sợi phân tán .74 2.6 Kết luận .75 CHƯƠNG :CÁC GIẢI PHÁP CÔNG NGHỆ SỬA CHỮA CẦU BÊ TÔNG BẰNG VẬT LIỆU BÊ TÔNG POLIME CỐT SI PHÂN TÁN VÀ PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM SỬA CHỮA MẪU DẦM BÊ TÔNG CỐT THÉP TRONG PHÒNG THÍ NGHIỆM 76 3.1 Các bước công nghệ sửa chữa cầu bê tông vật liệu bê tông polime cốt sợi phân tán 76 3.1.1 Yeâu cầu vật liệu .76 3.1.2 Lựa chọn tỷ lệ pha trộn 78 3.1.3 Các giải pháp công nghệ sửa chữa .78 3.1.4 Kỹ thuật an toàn điều cần ý 85 3.2 Phương pháp thí nghiệm sửa chữa mẫu dầm bê tông cốt thép vật liệu bê tông polime phòng thí nghiệm 87 3.2.1 Mẫu dùng để thí nghiệm .87 3.2.2 Cơ sở lý thuyết để xác định khả chịu kéo uốn mẫu dầm thí nghiệm 88 3.2.3 Thí nghiệm xác định khả chịu tải mẫu dầm bê tông cốt thép 90 3.2.4 Sửa chữa mẫu dầm thí nghiệm vật liệu bê tông Polime 96 3.2.5 Thí nghiệm xác định khả chịu uốn dầm sau sửa chữa 99 3.2.6 Kết luận kiến nghị 105 CHƯƠNG :ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ ỨNG DỤNG VẬT LIỆU BÊ TÔNG POLIME CỐT SI TRONG SỬA CHỮA MỘT SỐ CẦU THỰC TẾ 107 4.1 Đặt vấn đề .107 4.2 Sử dụng vữa polime biến tính để sửa chữa cầu Bà Rén 108 4.2.1 Hiện trạng hư hỏng cầu Bà Rén 108 4.2.2 Các giải pháp kỹ thuật sửa chữa khôi phục cầu Bà Rén 109 4.2.3 Tổ chức sửa chữa khôi phục thí điểm nhịp 109 4.2.4 Theo doõi đánh giá sửa chữa khôi phục 110 4.3 Sử dụng vữa polime để sửa chữa cầu Bờ Ao 111 4.3.1 Hiện trạng cầu .111 4.3.2 Giải pháp công nghệ sửa chữa khôi phục cầu 112 4.3.3 Kết sửa chữa 116 4.3.4 Keát luaän .121 CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 123 Tài liệu tham khaûo 125 PHầN Mở ĐầU Đặt vấn đề Trong năm gần đây, tình trạng kỹ thuật khả chịu tải công trình cầu Việt nam đứng trớc tình trạng báo động Các công trình đợc xây dựng từ nhiều năm trớc, nhiều công trình cầu đà xuống cấp trầm trọng, không đáp ứng nhu cầu giao thông tơng lai Tình trạng không đồng tải trọng tuyến gây phức tạp cho phía tham gia giao thông nh quan quản lý, nhiều công trình không đảm bảo an toàn giao thông tiêu khác Để tiếp tục tận dụng, khai thác phát huy khả làm việc công trình cần phải đánh giá phân loại trạng nguyên nhân gây h hỏng, từ nghiên cứu giải pháp xử lý Công tác sửa chữa công trình cầu có đặc điểm riêng so với công trình xây dựng khác chỗ: công trình xây dựng khác việc sửa chữa không gây ảnh hởng tới hoạt động khai thác bình thờng công trình Đối với công trình cầu vấn đề lại hoàn toàn khác Nếu muốn sửa chữa cầu theo theo công nghệ thông thờng phải ngừng hoạt động giao thông thời gian sửa chữa, xây dựng cầu tạm để đảm bảo giao thông Nh việc sửa chữa trở nên tốn kéo dài Cho nên yêu cầu đặt thực tế là: Vừa tiến hành sửa chữa cầu vừa phải đảm bảo giao thông tuyến Một giải pháp quan trọng hiệu tìm kiếm vật liệu sửa chữa có tính u việt, vừa đảm bảo thi công điều kiện thông xe bình thờng vừa phù hợp với hoàn cảnh kinh tế nớc ta việc làm cần thiết cấp bách Sự cần thiết đề tài nớc ta, vấn đề sửa chữa công trình bê tông cốt thép nói chung sửa chữa công trình cầu bê tông cốt thép nói riêng nhu cầu thực tế sản xuất đà đợc đặt từ lâu, nhng trớc nhiều lý mà vấn đề không đợc sâu nghiên cứu nhiều Tuy nhiên việc sửa chữa phải tiến hành sử dụng loại vật liệu thông thờng Trang cho sửa chữa nh vữa xi măng bê tông xi măng Pooclăng, với phơng pháp thủ công mang tính kinh nghiệm Trớc đòi hỏi công tác sửa chữa vừa tiến hành sửa chữa vừa đảm bảo giao thông vật liệu bê tông vữa xi măng Poolăng truyền thống dùng cho công tác sửa chữa không phù hợp Vật liệu dùng cho sửa chữa đồng thời cần phải có nhiều đặc tính kỹ thuật, quan trọng phải kể đến là: - Vật liệu phải có đặc tính phát triển cờng độ nhanh ổn định, chí phải đạt cờng độ cao thời gian ngắn gần nh tức thời - Vật liệu sửa chữa cờng độ chịu nén cao, phải có cờng độ chịu kéo, uốn cao - Vật liệu sửa chữa phải có cờng độ độ bền lâu cao so với vật liệu xi măng - Vật liệu sửa chữa phải có đặc tính chịu đợc tác động thời tiết biến đổi nhiệt độ, độ ẩm ma nắng khí hậu nhiệt đới - Vật liệu sửa chữa cần phải có độ dính bám cao so với vật liệu bê tông Xuất phát từ đặc tính kỹ thuật nêu cần phải có vật liệu sửa chữa thoả mÃn tất yêu cầu Hiện số lợng cầu yếu nhiều, cha thể xây dựng cầu để thay đợc Trớc thực trạng này, cấp có thẩm quyền quan quản lý đà tiến hành sửa chữa nâng cấp mở rộng nhiều công trình cầu nhằm khôi phục trình trạng kỹ thuật, chống xuống cấp nâng cao khả chịu tải công trình để đảm bảo phục vụ an toàn giao thông tuyến Để thực công tác trên, đà có nhiều phơng pháp khác đợc sử dụng để sửa chữa gia cờng nh phơng pháp ứng lực ngoài, phơng pháp dán thép dán polimer sợi bon đáy dầm chủ, phơng pháp sửa chữa vết nứt sika, sicagrout bê tông polime Trong phơng pháp nghiên cứu ứng dụng bê tông polime để sửa chữa phục hồi dầm cầu BTCT phơng pháp có nhiều u điểm Phơng pháp đà đợc sử dụng phổ biến nớc phát triển giới, nhiên Việt Nam giai đoạn đợc nghiên cứu thử nghiệm Do việc nghiên cứu Trang phơng pháp sử dụng bê tông polime để sửa chữa dầm cầu BTCT việc cần thiết cấp bách giai đoạn Nội dung luận văn: Phần mở đầu Chơng 1: Các dạng h hỏng cầu bê tông cốt thép Việt Nam khả ứng dụng bê tông polime cốt sợi việc sửa chữa Chơng 2: Xác định thành phần đặc tính bê tông polime thực nghiệm Chơng 3: Các giải pháp công nghệ sửa chữa cầu bê tông cốt thép vật liệu bê tông polime phơng pháp thí nghiệm sửa chữa dầm bê tông cốt thép phòng thí nghiệm Chơng 4: Đánh giá ứng dụng vật liệu bê tông polime sửa chữa số cầu thực tế Phần kết luận, kiến nghị Trang Chơng I TổNG QUAN Các dạng h hỏng CầU bê tông cốt thép việt nam khả ứng dụng bê tông polime cốt sợi công việc sửa chữa 1.1 đánh giá trạng h hỏng hệ thống cầu bê tông cốt thép việt nam 1.1.1 Đặc điểm hệ thống cầu bê tông cốt thép (BTCT) Việt Nam Đất nớc ta đà trải qua hai thời kỳ kháng chiến chống giặc ngoại xâm kháng chiến chống Pháp chống Mỹ, cầu đợc xây dựng theo thời kỳ mang đậm nét đặc thù thời kỳ Trớc năm 1954 hệ thống cầu chủ yếu đợc xây dựng theo công nghệ Pháp Từ năm 1954 đến năm 1975, Miền Bắc đà xây dựng số cầu theo công nghệ Liên Xô cũ, Miền Nam quyền cũ đà xây dựng nhiều cầu mới, nhiên chủ yếu cầu tạm để phục vụ chiến tranh, có số cầu đợc xây dựng kiên cố với qui trình công nghệ Mỹ Sau năm 1975 đất nớc hoàn toàn thống phát triĨn theo ®−êng Chđ nghÜa X· héi ®ã Liên Xô cũ nớc đầu, công nghệ xây dựng Liên Xô cũ đà đợc áp dụng nhiều địa bàn nớc Hiện hệ thống giao thông đờng đờng sắt nớc ta chủ yếu cầu bê tông cốt thép Các đặc điểm hệ thống cầu bê tông cốt thép là: - Đa dạng chủng loại - Đa dạng khổ cầu, tải trọng cấu tạo mặt cắt ngang - Đa dạng thời gian sử dụng, tuổi thọ công trình - Đợc thiết kế thi công theo nhiều tiêu chuẩn khác 1.1.2 Sự đa dạng kết cấu nhịp cầu bê tông cốt thép Việt Nam 1.1.2.1 Các cầu BTCT đợc xây dựng thời gian trớc 1954 Các cầu bê tông cốt thép xây dựng thời kỳ chủ yếu Pháp xây dựng vào năm đầu kỷ Đến phần lớn lại tỉnh phía Nam Chúng đợc chia làm số dạng chủ yếu sau: + Cầu dầm hẫng cầu dầm hẫng nhịp đeo Trang Các cầu bê tông cốt thép thuộc loại đợc xây dựng từ thời Pháp thuộc (trớc năm 1945) theo tiêu chuẩn cũ Pháp, thờng tập trung Thành Phố Hồ Chí Minh nh cầu Phú Long (Quận 12), cầu Nhị Thiên Đờng (Quận 8) đà đợc xây dựng từ năm 1912 đến khai thác, cầu Phú Long có chiều rộng cầu 3.7m tải trọng 1T cầu Nhị Thiên Đờng có bề rộng cầu 8m tải trọng 5T Hình 1.1 Cầu Nhị Thiên Đờng Ngoài nhiều cầu nằm rải rác tØnh phÝa Nam nh− Quèc lé 1, Quèc lé 80, Quốc lộ 91 Cầu có nhịp ngắn (nhỏ 30m), khổ hẹp thờng từ 3m 5,7m, tải trọng thấp Mặt cắt ngang cầu dầm hẫng thờng có hai dầm chủ khổ cầu 3,5m nh cầu Cai Quản, cầu Cái Dâu, cầu Bờng thuộc quốc lộ 80 tỉnh Đồng Tháp, dầm chủ khổ cầu 5-6m nh cầu Mật nằm đờng Phạm Thế Hiển, Quận Thành Phố Hồ Chí Minh Các sơ đồ kết cấu nhịp có chiều cao dầm chủ thay đổi theo phơng dọc cầu Các dầm chủ liên kết với dầm ngang Chiều dài nhịp biên khoảng 0,3 chiều dài nhịp Các dạng cầu loại có u điểm trụ cầu đợc bố trí sát bờ nên ảnh hởng tới lại tàu thuyền dễ thi công Chúng thờng đợc xây dựng sông có chiều rộng nhỏ Trang - Các lộ khoan để tạo quang treo cầu phải đợc trám kín vữa bê tông mác cao sau đà sửa chữa dầm 4.3.3 Kết sửa chữa [13], [25] Để đánh giá kết sửa chữa, đà tiến hành đo đạc (thử tải) thời điểm nghiệm thu công trình Tải trọng thử xe chở cát có trọng tải (kể tự trọng) 21T, trục trớc 4,2 T, hai trục sau trục 8,4 T Trớc sửa chữa Khu đờng đà cho tiến hành kiểm định để đánh giá h hại, xác định khả chịu tải lấy số liệu để tiến hành sửa chữa việc đánh giá kết sửa chữa sở số liệu đo hai lần kiểm định trớc sau sửa chữa Hình 4.4 Xe thử tải kiểm định cầu sau sửa chữa Nội dung công tác thử tải bao gồm: - Đo kiểm tra dính bám bê tông bê tông cũ - Đo biến dạng mặt cầu - Đo biến dạng đáy dầm chủ dầm ngang - Đo võng dàn chủ dầm chủ Đo kiểm tra dính bám bê tông cũ bê tông - Việc đo đạc đợc tiến hành vị trí: + Vị trí dới đáy + Vị trí dới đáy dầm khung Trang 117 + Vị trí dới đáy dầm chủ - Bố trí điểm đo Trên vị trí đo (các vị trí đo đợc chọn chỗ tiếp giáp lớp bê tông thi công với lớp bê tông cũ) bố trí điểm đo + Điểm đo thứ có chuẩn đo nằm hoàn toàn bê tông cũ + Điểm đo thứ hai có chuẩn đo nằm hoàn toàn bê tông + Điểm ®o thø ba cã chuÈn ®o võa n»m trªn bª tông cũ, vừa nằm bê tông Các điểm đo vị trí có chuẩn đo song song tức đo biến dạng theo phơng Với điểm đo đáy dầm chủ phơng dọc cầu, điểm đo đáy dầm ngang phơng ngang cầu, điểm đo đáy phơng dọc cầu có kích thớc theo phơng dọc cầu nhỏ theo phơng ngang cầu Qua việc kiểm tra sở kết đo đạc quan trắc, đơn vị sửa chữa đà có số nhận xét sơ nh sau : + Bê tông bê tông cũ dính bám với tốt, biến dạng, dấu hiệu trợt bê tông cũ, chỗ tiếp xúc không thấy xuất vết nứt + Tuy có biến dạng tơng đối nh nhng ứng suất khác mô đun đàn hồi hai loại vật liệu khác Đo biến dạng mặt cầu - Trớc sửa chữa đo khoang thợng lu nằm treo số số 4, điểm đo B1, B2 có chuẩn đo nằm theo phơng dọc cầu Xe thử tải có trục, khoảng cách từ trục trớc đến trục 3.3m, từ trục đến trục sau 1.2m, khoảng cách tim hai bánh theo chiều ngang 1.85m Tải trọng trục trớc 2.9 T, hai trục sau trục 5.8T tải trọng tổng cộng 14.5 T - Sau sửa chữa tiến hành đo biến dạng Bố trí hai điểm đo B,1 B,2 tơng tự nh B1 B2 Tải trọng thử gồm xe có trục, khoảng cách từ trục trớc đến trục 3.3m, khoảng cách từ trục đến trục sau 1.2m, khoảng cách tim Trang 118 hai bánh theo chiều ngang cầu 1.85m Tải trọng thư 21T, trơc tr−íc 4.2T, trơc sau 8.4 T -KÕt đo biến dạng trớc sau sửa chữa điểm B,1 B,2 đợc thống kê bảng 4.1 Bảng 4.1 kết đo biến dạng Sơ đồ Điểm đo TT A A, Số chênh lệch Ghi chó LÇn LÇn LÇn Tb B1 7.5 8.5 8.5 8.167 B2 3.5 3.75 B,1 3.5 4.5 3.5 3.833 B,2 3.5 2.5 3.5 3.167 NhËn xét: - Biến dạng tơng đối (cùng chuẩn đo) đo đợc điểm dới đáy điểm B,1 gắn bê tông cũ tải trọng thử lần sau đo lớn so với lần đo trớc sửa chữa, điều chứng tỏ sau sửa chữa đà làm việc bình thờng, đà đợc bù tiết diện cốt thép - Biến dạng đo đợc điểm gắn bê tông cũ (B,1) điểm gắn bê tông (B,2) xấp xỉ chứng tỏ bê tông liên kết làm việc với bê tông cũ Đo biến dạng đáy dầm ngang - Trớc sửa chữa đo biến dạng điểm: + Điểm N1,N2 cách mặt mặt cắt 0.5m phía thượng lưu + Điểm N3,N4 cách dầm 0.5m phía hạ lưu - Sau sửa chữa đo điểm N,1 N,2 dầm ngang (tức nằm dầm chủ dầm dọc phụ) cách dầm 0.5m phía thượng lưu - Kết đo biến dạng dầm ngang theo sơ đồ tải trọng (Chỉ khác giá trị tải trọng) đợc thống kê bảng 4.2 Bảng 4.2 kết đo biến dạng dầm ngang Sơ đồ Điểm đo Số chênh lệch Trang 119 Ghi TT B B, Lần LÇn LÇn Tb N1,N2 2.25 2.5 2.583 N3, N4 11 12 12 12.667 N,1 9 8.667 N,2 4.5 3.5 3.667 VÕt nøt NhËn xét: - so sánh kết đo điểm N1, N2 N,2 chúng đợc đo vị trí Tỷ số biến dạng đo đợc sau sửa chữa trớc sửa chữa 3.667 / 2.583 = 1.42, tỷ số tải trọng hai xe thẻ 21 / 14.5 = 1.45 - Kết đo N,1 lớn N,2 N,1gắn dầm ngang (ta xem nh độ dầm ngang xấp xỉ 2.9 m), điều quan trọng N,2 gắn bê tông mới, chứng tỏ bê tông gắn chặt làm việc với dầm Kết đo biến dạng đáy dầm chủ - Trớc sửa chữa đo mặt cắt bố trí điểm đo mép dới: + Điểm D1, D2 dầm chủ thợng lu + Điểm D3, D4 dầm hạ lu - Sau sửa chữa đo + Điểm D,1,D,2 dầm thợng lu +Điểm D,3, D,4 dầm hạ lu - Kết đo biến dạng đợc thống kê bảng 4.3 ý điểm đo sau sửa chữa gắn bê tông Bảng 4.3 kết đo biến dạng dầm chủ Sơ đồ TT 1a Điểm Ghi Số chênh lệch đo Lần Lần Lần TB D1 3.5 3.5 3.333 Đo cốt thép D2 3.75 4 3.917 Đo cốt thép D3 3.5 2.75 3.083 D4 2.5 2.333 D1 5.5 5.5 5.667 Trang 120 1b 1a D2 6.25 6 6.083 D3 0.75 1.25 D4 0.5 0.75 0.625 D1 4.5 4.75 4.417 5.25 4 4.417 7.5 5.5 6.5 6.5 1.5 1.833 Lo¹i D2 D3 D4 D1 1b D2 D3 D4 NhËn xÐt: - Các điểm đo bê tông sau sửa chữa có giá trị lớn so với giá trị biến dạng điểm tơng ứng sửa chữa tải trọng thử sau sửa chữa có giá trị lớn - Tỷ số biến dạng đo đợc điểm tơng ứng sau trớc sửa chữa lệch với tỷ số tải trọng thử không nhiều Điều chứng tỏ tiết diện dầm đà đợc khôi phục tốt sau sửa chữa (chú ý so sánh điểm đo trớc sửa chữa h hỏng không nhiều) Kết ®o ®é - Tr−íc sưa ch÷a ®o ®é võng điểm: + V1 ( gần 1/4 nhịp ) V2 nhịp dầm thợng lu + V,2( gần 1/4 nhịp ) V,2 nhịp dầm hạ lu - Sau sửa chữa đo độ võng điểm: + V11 gần 1/4 nhịp V21 nhịp dầm thợng lu + V,11 gần 1/4 nhịp V,21 nhịp dầm hạ lu Trang 121 Hình 4.5 Đo ứng suất độ võng đáy dầm Kết đo độ võng đợc thống kê bảng 4.4 Bảng 4.4 Kết đo độ võng Sơ đồ Điểm TT đo Số chênh lệch Lần Lần Lần Độ TB võng (mm) 1a 1b 1a 1b V1 20 18 17 18.33 0.183 V2 28 30 35 31 0.31 V,1 19 17 23 19.67 0.197 V,2 33 29 36 32.67 0.327 V1 42 39 46 42.33 0.423 V2 75 80 80 78.33 0.783 V,1 12 10 10.33 0.103 V,2 15 22 17 18 0.180 V11 19 18 21 19.33 0.153 V21 50 52 54 38.67 0.33 V,11 17 16 17 16.67 0.167 V,21 48 45 49 47.33 0.473 V11 18 16 18 17.33 0.173 V21 42 46 49 45.67 0.457 Trang 122 Ghi chó V,11 20 19 22 20.33 0.203 V,21 59 57 59 58.33 0.583 - Qua kết đo độ võng cho thấy tỷ số độ võng trớc sau sửa chữa nhỏ tỷ số tải trọng hai lần thử Điều cho phép rút nhận xét vật liệu bê tông làm việc tốt với bê tông cũ độ cứng dầm sau sửa chữa đà đợc cải thiện tốt 4.3.4 Kết luận [13], [25]: Qua kết đo thử tải cho thấy bê tông bê tông cũ dính bám với tốt, biến dạng, dấu hiệu xuất vết nứt chỗ tiếp xúc bê tông cũ Bản bê tông cốt thép làm việc tốt, dầm chủ dầm ngang có tỷ số biến dạng đo đợc điểm tơng ứng sau trớc sửa chữa lệch với tỷ số tải trọng thử không nhiều chứng tỏ tiết diện dầm đà đợc khôi phục tốt sau sửa chữa Kết đo độ võng cho thấy độ cứng dầm sau sửa chữa đợc cải thiện tốt Chứng tỏ vết nứt đà ổn định Cầu khai thác với tải trọng 16 theo yêu cầu sửa chữa Nh qua kết sửa chữa cho thấy việc sử dụng bê tông polime đà đạt hiệu cao, đáp ứng với yêu cầu sửa chữa cầu điều kiện đảm bảo giao thông bình thờng Trang 123 Trang 124 PhầN KếT LUậN Và KIếN NGHị Từ kết nghiên cứu luận văn đa kết luận kiến nghị nh sau: Những đóng góp luận văn: Đà tập hợp cách hệ thống trạng cầu bê tông cốt thép nớc ta, phân tích nguyên nhân gây h hỏng hệ thống cầu bê tông cốt thép từ lựa chọn giải pháp công nghệ sửa chữa phù hợp Từ thí nghiệm xác định tỷ lệ thành phần vật liệu sử dụng cho bê tông polime hạt mịn hạt thô Giúp cho việc lựa chọn cấp phối hợp lý bê tông polime trình sửa chữa cầu bê tông cốt thép Cụ thể là: - Tỷ lệ phối hợp vật liệu hợp lý xi măng/cát chọn 0.4 lợng keo sử dụng 25% theo trọng lợng cát bê tông polime cốt liệu nhỏ - Tỷ lệ phối hợp vật liệu xi măng/cát/đá lấy dựa sở cấp phối liên tục chọn theo bảng 2.10, lợng keo sử dụng hợp lý 12% theo trọng lợng toàn mẫu bê tông polime cốt liệu lớn Đà tiến hành thí nghiệm để xác định đặc tính học bê tông polime Các kết thu đợc nh sau: - Bê tông polime có độ hút nớc bé, không đáng kể - Cờng độ chịu kéo uốn bê tông polime 31.3 MPa lớn nhiều so với cờng độ chịu kéo uốn bê tông xi măng mác 300 - Bê tông polime phát triển c−êng ®é theo thêi gian rÊt nhanh, kÕt qđa thĨ bảng 2.7 Từ làm sở cho việc ứng dụng vật liệu bê tông polime vào sửa chữa cầu bê tông cốt thép Đà tiến hành thí nghiệm để xác định so sánh khả chịu tải mẫu dầm bê tông cốt thép trớc sau sửa chữa vật liệu bê tông polime * Đối với mẫu dầm M2 (Xét vị trí bắt đầu xuất điểm chảy dẻo): - Khả chịu tải trọng tơng ứng trớc sau sửa chữa là: 6869.02 KG 10619 KG Độ chênh lệch tải trọng P2 = 3749.98 KG * Đối với mẫu dầm M3 (Xét vị trí bắt đầu xuất điểm chảy dẻo): Trang 123 - Khả chịu tải trọng tơng ứng trớc sau sửa chữa là: 7327.56 KG 10945 KG Độ chênh lệch tải trọng P3 = 3617.44 KG Điều khẳng định dầm sau sửa chữa vật liệu bê tông polime có khả chịu lực cao nhiều so với trớc sửa chữa Qua nghiên cứu nhận thấy rõ đợc u điểm phơng pháp sửa chữa, gia cố bê tông polime cốt sợi phân tán điểm: cờng độ độ bền bê tông polime cao, không cần máy móc đặc biệt, thi công điều kiện mặt chật hẹp, không ảnh hởng đến xung quanh nên tiến hành thi công công trình hoạt động Các vết nứt sau sửa chữa kín khít không khí nớc xâm nhập vào làm h hỏng cốt thép kết cấu bên Đóng góp việc xây dựng bớc qui trình công nghệ sửa chữa cầu bê tông cốt thép vật liệu bê tông polime cốt sợi phân tán Những tồn nội dung nghiên cứu: Cha phân tích đợc ảnh hởng tác động vật liệu bê tông polime đến môi trờng xung quanh thời gian thi công sửa chữa cầu Cha có phơng pháp tính toán cụ thể để xác định khả chịu tải mẫu dầm trớc sau sửa chữa vật liệu bê tông polime Hớng phát triển đề tài: Từ việc nghiên cứu tiến hành nghiên cứu với dầm có kích thớc lơn nh 4000x250x150 mm Đồng thời gắn thiết bị để đo độ mở rộng vết nứt ứng suất vị trí dầm bị nứt Tiến hành lập dự toán thực việc sửa chữa số công trình địa bàn Thành Hå ChÝ Minh Trang 124 Trang 125 SUMMARY OF THE THESIS TITLE: RESEARCH OF RESTORATION AND REPAIR TECHNOLOGY FOR REINFORCEMENT CONCRETE BRIDGE BEAM BY USING FIBRE REINFORCED POLIMER CONCRETE ASTRACT: In recent years, the technical state and support ability of bridge structures in Vietnam have been being in alert situation Many bridge structures which have degraded seriously not meet a demand of traffic in present and future The state without same load in line makes many difficulties for traffic attending people as well as management agencyes To salvage, exploit and pomote active ability of the structures continuously, we have to value and classify present condition and cause of break since reseaching repairment methods One of the most important and effective solution is to seek treatment material with preeminent qualities, assuring to construct in normal traffic condition, accordance with the present economic situation in Vietnam That is necessary and urgent In our country, the matter of reinforced concrete structure repairment in general and reinforced concrete of bridge structure in particular are the need of real producing, and mentioned from a long time But formerly, due to many reasons, this matter wasn’t delved into research However, the treatment has to be carried out and used conventional materials like cement mortar and poorland cement concrete …, with experiential hand-made method Thus the result will be quite low naturally Now, many weak bridges have been existing, right now we aren’t be able to build new ones to replace all of them Facing with present situation, competent authorities and control organizations have carried out treating, grading up and enlarging many bridges to restore technical state as well as against degradation and enhance the support ability of structure to ensure service and traffic safety on line To achieve above work, many different methods have been used like exterior prestress, stick steel plate method or glue polimer of carbon fibre bottom of main beam, fixing crack by sika sikagrout polimer concrete Tn there, the method of researching polimer concrete application to treat and restore of the beam is one of new methods with many advantages, the method has been being used popularly in many developed countries on over the world However, in Vietnam the method is being in stage of research and experimentation Therefore, researching the method is very necessary and urgent in present stage TàI LIệU THAM KHảO [1] - Nguyễn Viết Trung: Những phơng pháp sửa chữa nâng cấp công trình bê tông cốt thép - Nhà xuất Giao thông Vận tải 1994 [2] - Hội khoa học cầu đờng Việt Nam: Hội nghị Khoa học Kỹ thuật Công nghệ xây dựng quản lý sở hạ tầng giao thông vận tải Việt Nam -Quảng Ninh tháng năm 2002 [3] - Lê Văn Kiểm: H hỏng sửa chữa gia cờng công trình - Trờng đại học Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh năm 2000 [4] - Vơng Hách: Sổ tay xử lý cố công trình xây dựng Tập 1,2,3 - Nhà xuất Xây dựng 2001 [5] - Nguyễn Ngọc Long - Nguyễn Văn Mợi - Nguyễn Nh Khải: Khai thác kiểm định gia cố cầu - Nhà xuất Xây dựng 1997 [6] - Phùng Văn Lự - Phạm Duy Hữu - Phan Khắc Trí: Giáo trình vật liệu xây dựng - Nhà xuất Giáo dục 1998 [7] - Nguyễn Tấn Quí - Nguyễn Thiện Ruệ: Giáo trình công nghệ bê tông xi măng - Nhà xuất Giáo dục 2001 [8] - Phạm Phố - Lơng Thị Thu Giang - Phạm Huy Bình - Nghiêm Hùng: Vật liệu vật liệu - Nhà xuất Đại học Quốc gia Thµnh Hå ChÝ Minh 2002 [9] - Ngun Văn Dán: Công nghệ vật liệu - Nhà xuất Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh 2003 [10] - Nguyễn Nh Khải: Nghiên cứu ảnh hởng đặc trng cốt sợi đến tính chất bê tông, bê tông polime cốt sợi - chuyên đề thứ nghiên cứu sinh [11] - Nguyễn Nh KhảI: Phân tích tợng h hỏng giải pháp công nghệ sửa chữa cầu bê tông cốt thép Việt Nam chuyên đề nghiên cứu sinh - Trờng Đại học Giao thông Vận tải 1999 [12] - Phạm Duy Hữu: Các phơng pháp lựa chọn thành phần vật liệu công nghệ hợp lý sửa chữa cầu bê tông cốt thép vật liệu bê tông polime cốt sợi phân tán - chuyên đề nghiên cứu sinh 1999 Trang 125 [13] - Nguyễn Văn Nhâm Nguyễn Nam Hà: Đồ án thiết kế sửa chữa cầu bê tông cốt thép Quốc lộ 80 thuộc Tỉnh Cần Thơ - Trờng Đại học Giao thông Vận tải 1997-1998 [14] Nguyễn Viết Trung bê tông cốt thép [15] Hoàng Hà - Nguyễn Ngọc Long: Giáo trình cầu Trờng Đại học Giao thông Vận tải 1998 Nguyễn Viết Trung Nguyễn Mạnh Nguyễn Nam Hà - Phạm Huy Cờng: ứng dụng bê tông, bê tông polime cốt sợi sửa chữa tăng cờng cầu - Đề tài nghiên cứu khoa học cấp Bộ 1998 [16] Nguyễn Ngọc Long: Sử dụng bê tông polime cốt sợi để sửa chữa cầu bê tông cốt thép quốc lộ 80 (Cần Thơ) điều kiện thông xe bình thờng Tạp chí Giao thông vận tải tháng 6/2000 [17] - Vũ Đình Lai: Lý thuyết đàn hồi Tài liệu giảng dạy cao học Trờng Đại học Giao thông Vận tải 1994 [18] Lê Văn Kiểm: H hỏng sửa chữa gia cờng công trình Trờng Đại học Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh 2000 [19] Trần Văn Duy Tờng: Nghiên cứu giải pháp tăng cờng lực khai thác công trình cầu đờng khu vực Thành phố Hồ Chí Minh Luận án thạc sỹ năm 2002 [20] - Nguyễn Thị Thanh Hơng: Nghiên cứu vữa đặc biệt polime để sửa chữa hoàn thiện công trình xây dựng - Luận án tốt nghiệp kü s− 2002 [21] - American Concrete Institute: ACI Manual of concrete practice part 2, 3, 1997 [22] - Lê Đắc Chỉnh : Tuổi thọ kết cấu công trình Trờng Đại học Giao thông Vận tải [23] - Phan Vị Thủy - Đỗ Hựu: Về số h hỏng điển hình xảy với công trình cầu ViƯt Nam Héi th¶o khoa häc 12/1988 [24] - Ngun Minh Khánh: Phân tích tợng vết nứt kết cấu nhịp cầu bê tông cốt thép nghiên cứu giải pháp xử lý chất dẻo có cốt sợi Luận văn Thạc sỹ năm 2003 [25] - Nguyễn Ngọc Long: ứng dụng bê tông polime sửa chữa cầu bê tông cốt thép khu vực Đồng sông Cửu Long điều kiện thông xe bình Trang 126 thờng Tuyển tập công trình khoa học Tập - Công trình giao thông Hà Nội 5/2000 [26] - Phạm Duy Hữu - Nguyễn Viết Trung - Hoàng Hà: Sử dụng vữa polime biến tính dán thép để sửa chữa cầu Bà Rén Km 957+577 quốc lộ 1A điều kiện thông xe bình thờng Công trình khoa học - Báo cáo Hội nghị khoa häc lÇn thø 13 - 1998 [27] - Ngun ViÕt Trung - Phạm Duy Hữu: ứng dụng số loại bê tông đặc biệt công trình giao thông, thời kỳ 1991-1995 Hội thảo khoa học công nghệ công nghiệp bê tông năm 1996 [28] - Nguyễn Xuân Đào - Đặng Duy Thuỳ: Vấn đề sửa chữa công trình giao thông vận tải vùng Duyên Hải Báo khoa học - Hội thảo phát triển công nghệ vật liệu xây dựng xây dựng tỉnh Miền Trung Đà Nẵng tháng 9/1996 [30] - Nguyễn Ngọc Long: Lựa chọn thành phần vật liệu bê tông polime để sửa chữa cầu bê tông cốt thép Tạp chí cầu đờng Việt Nam số Trang 127 2000, ... .75 CHƯƠNG :CÁC GIẢI PHÁP CÔNG NGHỆ SỬA CHỮA CẦU BÊ TÔNG BẰNG VẬT LIỆU BÊ TÔNG POLIME CỐT SI PHÂN TÁN VÀ PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM SỬA CHỮA MẪU DẦM BÊ TÔNG CỐT THÉP TRONG PHÒNG THÍ NGHIỆM... 76 3.1 Các bước công nghệ sửa chữa cầu bê tông vật liệu bê tông polime cốt sợi phân tán 76 3.1.1 Yêu cầu vật liệu ... chữa cầu bê tông cốt thép vật liệu bê tông polime phơng pháp thí nghiệm sửa chữa dầm bê tông cốt thép phòng thí nghiệm Chơng 4: Đánh giá ứng dụng vật liệu bê tông polime sửa chữa số cầu thực tế Phần