Nghiên cứu sự hư hỏng và các biện pháp sửa chữa kết cấu bê tông mặt đường

Đại Học Quốc Gia Tp Hồ Chí Minh TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA - Thavyxay PHIMSOUVANE NGHIÊN CỨU SỰ HƯ HỎNG VÀ CÁC BIỆN PHÁP SỬA CHỮA KẾT CẤU BÊ TÔNG MẶT ĐƯỜNG CHUYÊN NGÀNH: XÂY DỰNG ĐƯỜNG Ô TÔ VÀ ĐƯỜNG THÀNH PHỐ Mà NGÀNH: 60.58.30 LUẬN VĂN THẠC SĨ TP HỒ CHÍ MINH, tháng 03 năm 2010 CƠNG TRÌNH ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH Cán hướng dẫn khoa học: PGS.TS Nguyễn Văn Chánh Cán chấm nhận xét 1: TS Lê Anh Thắng Cán chấm nhận xét 2: TS Trần Nguyễn Hoàng Hùng Luận văn thạc sĩ bảo vệ HỘI ĐỒNG CHẤM BẢO VỆ LUẬN VĂN THẠC SĨ TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA, ngàY:04,tháng:02,năm 2010 MỤC LỤC Trang CHƯƠNG MỞ ĐẦU: SỰ CẦN THIẾT CỦA VIỆC NGHIÊN CỨU ĐỀ TÀI SỰ HƯ HỎNGVÀ BIỆN PHÁP SỬA CHỮA KẾT CẤU BÊTÔNG MẶT ĐƯỜNG 1 Tổng quan kết cấu bê tông mặt đường Mục đích nghiên cứu 3 Nội dung nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu Ý nghĩa khoa học ý nghĩa thực tiễn đề tài CHƯƠNG I: TÔNG QUAN VỀ NGHIÊN CỨU SỰ HƯ HỎNG VÀ ỨNG DỤNG BIỆN PHÁP SỬA CHỮA KẾT CẤU BÊ TÔNG MẶT ĐƯỜNG 1.1.Nghiên cứu giới Việt Nam 1.1.1 Ưu điểm mặt đường BTXM 1.1.2 Nhược điểm mặt đường BTXM 1.2 Ứng dụng mặt đường BTXM 1.2.1 Ứng dụng giới 1.2.2 Ứng dụng Việt Nam 12 1.3 Phạm vi nên áp dụng đường BTXM 16 1.4 Công nghệ thi công 17 1.5 Phương pháp sửa chữa phục hồi cấu trúc: 20 1.5.1 Đánh giá tình trạng: 20 1.5.2 Liên quan đến quan sát theo dõi nguyên nhân: 20 1.5.3 Lựa chọn phương pháp nguyên vật liệu: 21 1.5.4 Chuẩn bị kế hoạch quy cách: 21 1.5.5 Thi công công việc: 22 1.6 Phân tích đánh giá biện pháp sửa chữa bê tông cốt thép Việt Nam 22 1.6.1 Biện pháp sửa chữa vật liệu tuyền thống 22 1.6.2 Biện pháp phun bê tông 23 CHƯƠNG II: NỀN TẢNG CƠ SỞ KHOA HỌC LIÊN QUAN ĐỀ TÀI 25 2.1 Kỹ thuật đường BTXM 25 2.1.1 Thiết kế mặt đường bêtông ximăng 25 2.1.2 Thiết kế thành phần bê tông 30 2.1.3 Vật liệu sở xi măng 33 2.2 Cơ chế hư hỏng bê tông 36 2.2.1 Tình trạng hư hỏng kết cấu bêtông mặt đường 36 2.2.2 Kết cấu bêtông mặt đường chịu tác động tải trọng 39 2.2.3 Những sai sót cơng tác khảo sát thiết kế, thi cơng vận hành khai thác cơng trình 40 2.3 Nghiên cứu nguyên liệu sửa chữa liên kết bê tông hữu 41 2.4 Lập kế hoạch thiết kế công tác sửa chữa bê tông 45 2.4.1 Xem xét chung 45 2.4.2 Lựa chọn Nguyên vật liệu 45 CHƯƠNG III: KHẢO SÁT, ĐÁNH GIÁ NGUYÊN NHÂN HƯ HỎNG CỦA BÊTÔNG MẶT ĐƯỜNG 48 3.1 Khảo sát đánh giá tình tạng hư hỏng kết cấu bê tông mặt đường 48 3.1.1 Nội dung công tác khảo sát 48 3.1.2 Kiểm tra hồ sơ thiết kế 49 3.1.3 Kiểm tra khe nứt biến dạng cơng trình 57 3.2 Đánh giá hư hại sửa chữa kết cấu bê tơng cơng trình đường 59 3.2.1.Giới thiệu 59 3.2.2.Đánh giá hư hại 61 3.3 Những hư hỏng làm giảm độ bền bê tông mặt đường 67 3.3.1.Tác nhân gây hư hại chủ yếu đến kết cấu bê tông mặt đường 67 3.3.2 Những hư hỏng bề mặt bê tông thực tế 71 3.3.3 Những hư hỏng bề mặt bê tông thực tế: 77 CHƯƠNG IV: CÁC GIẢI PHÁP SỬA CHỮA KẾT CẤU ĐƯỜNG BÊTÔNG XIMĂNG 84 4.1 Công tác thiết kế, thi công sửa chữa gia cố kết cấu bê tông cốt thép 84 4.1.1 Công tác thiết kế sửa chữa gia cố kết cấu bê tông cốt thép 84 4.1.2 Chuẩn bị Sửa chữa 87 4.2 Nguyên vật liệu, phương pháp sửa chữa phục hồi 92 4.2.1 Giới thiệu 92 4.2.2 Kỹ thuật Ngăn chặn Vết nứt 92 4.2.3 Vật phủ (Polymer) 93 4.3 Kỹ thuật giải pháp công nghệ sửa chữa kết cấu bê tông mặt đường vật liệu bê tông Polime 98 4.3.1 Kỹ thuật sửa chữa vết nứt kết cấu bê tông mặt đường 99 4.3.2 Các giải pháp công nghệ sửa chữa mặt đường bê tông xi măng vật liệu bê tông polime 108 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 120 TÀI LIỆU THAM KHẢO 122 LIỆT KÊ VỀ HÌNH ẢNH, BIÊN BẢNG VÀ SƠ ĐỒ Hình 1.1: Mặt đường bê tơng xi măng Hình 2.1 : Mặt cắt ngang áo đường bêtông ximăng 27 Hình 2.2 Cấu tạo mặt cắt ngang bêtông ximăng mặt đường 28 Hình 3.1: Khảo sát tượng hư hỏng tường 51 Hình 3.2 Bề mặt bê tơng nhẵn, mòn, mài mòn bị ăn mòn mảnh vụng nước: 54 Hình 3.3 Bề mặt bê tông gồ ghề, bị rổ gây tạo lỗ hổng: 54 Hình 3.4: Sự nứt ăn mịn bê tơng mặt đường 70 Hình 3.5:Mơ hình chế gây hư hại phản ứng kiềm cốt liệu 71 Hình 3.6: Bê tơng bị cacbonat hóa kiểm chứng Phenolphthalein 79 Hình 3.7: Quá trình co ngót làm nứt cấu kiện bê tơng 81 Hình 4.1: Các nguyên vật liệu sửa chữa bê tông mặt đường 92 Hình 4.2: Chuẩn bị keo epoxy thiết bị bơm: 115 Hình 4.3 : Bơm epoxy vào vết nứt: 115 Bảng 1.1: Theo tình hình sử dụng đường BTXM giới Bảng1.2 : Các loại kết cấu mặt đường điển hình Quảng Châu-Trung Quốc 12 Bảng 1.3: Hiện trạng đường BTXM số nhà máy xi măng Việt Nam 13 Bảng 1.4: Bảng tổng dự tốn thi cơng phần áo đường phương pháp thi cơng đại (Tính cho 100 m2 đường điều kiện Hà Nội) 16 Bảng 2.1: Bề dày làm đường bê tông xi măng 29 Bảng 2.2: Tỷ lệ thành phần loại xi măng 34 Bảng 3.1: Quy định cấp chóng nứt bề rộng giới hạn khe nứt (mm) 58 Bảng 3.2 Bảng phân cấp mức độ hư hỏng kết cấu cơng trình phương hướng xử lý 62 Bảng 4.1: Tỷ lệ keo epoxy so với khối lượng tính theo phần trăm 116 Bảng 4.2: Tỷ lệ keo epoxy so với khối lượng phần trăm tính theo nhiệt độ 117 Sơ đồ 1.1: Công nghệ máy rải bêtông di chuyển ray 19 Sơ đồ 3.1: Sơ đồ phân tích tính tốn hư hại 60 Sơ đồ 2: Biểu đồ phá hoại kết cấu bê tông 64 Sơ đồ 3.3: Những tác nhân vật lý gây hư hại kết cấu bê tông mặt đường 68 Sơ đồ 3.4: Phản ứng hóa học gây hư hại kết cấu bê tơng mặt đường 69 Sơ đồ 4.1: Các yêu cầu Thực cho Sửa chữa Vết nứt 101 DANH MỤC CÁC KÝ TỰ B : Bề rộng phần xe chạy; b : Giải an toàn gia cố lề; C : Bề rộng lề; Bm : Bề rộng móng B d : Bề rộng thêm lớp móng so với lớp mặt Rb- cường độ thiết kế R’b- cường độ yêu cầu Rx- mác ximăng A, A1- hệ số,được xác định theo bảng X,N,C,Đ- khối lượng ximăng, nước, cát, đá sỏi ρx,ρn ,ρc ,ρđ- khối lượng riêng ximăng, nước, cát, đá sỏi X1, N1, C1, Đ1- lượng ximăng, nườc, cát, đá dùng cho mẫu thử tích V lít sau kiểm tra, kg X,N,C,Đ- lượng ximăng, nườc, cát, đá dùng cho 1m3 bêtông sau kiểm tra, kg γB – khối lượng thể tích hỗn hợp bêtơng sau lèn chặt G-Lượng chất đóng rắn cần dùng cho 100g nhựa n-Số Hydro linh động chất đóng rắn E-Khối lượng phân tử nhóm epoxy = 43 K-Hàm lượng nhóm epoxy có 100g nhựa m- Phân tử lượng chất đóng rắn Eyc -mô đun đàn hồi yêu cầu CHƯƠNG MỞ ĐẦU SỰ CẦN THIẾT CỦA VIỆC NGHIÊN CỨU ĐỀ TÀI SỰ HƯ HỎNG VÀ BIỆN PHÁP SỬA CHỮA KẾT CẤU BÊTÔNG MẶT ĐƯỜNG TỔNG QUAN VỀ KẾT CẤU BÊTÔNG MẶT ĐƯỜNG Mặt đường kết cấu quan trọng đắt tiền hạng mục cơng trình đường ơtơ[7] Chất lượng mặt đường ảnh hưởng lớn đến chất lượng khai thác đường, đến điều kiện chạy xe an tồn, êm thuận nhanh chóng Chất lượng mặt đường ảnh hưởng trực tiếp đến chi phí vận hành, đến niên hạn sử dụng đường Những đổi sau dẫn đến thay đổi nhiều yêu cầu vật liệu làm đường, dẫn đến phát triển nhiều loại mặt đường mới, mặt đường bêtơng ximăng (BTXM) bêtông nhựa (BTN) 02 loại mặt đường mà nhiều nhà chuyên gia nhiều quốc gia giới nghiên cứu sử dụng, phải thừa nhận rằng, tỷ lệ đường làm BTXM BTN toàn giới 10% 90%, nhiên năm gần tỷ lệ ngày giảm dần nghiêng phía BTN làm xu hướng mặt đường BTXM nhanh chóng tăng lên toàn cầu Mặt đường BTXM loại mặt đường cứng cấp cao, sử dụng rộng rãi nước có ưu điểm sau: • Cường độ cao thích ứng với loại xe, kể bánh xích Cường độ mặt đường không thay đổi theo nhiệt độ với mặt đường nhựa • Rất ổn định nước, khơng bị nước xói mịn, thích hợp với đoạn đường hay ngập lụt • Hao mịn ít, thường khơng q 0,1-0,2mm/năm [45] Hệ số bám bánh xe mặt đường cao khơng thay đổi mặt đường ẩm ướt, chay xe an tồn • Có độ cứng lớn, bảo đảm phân bố tải trọng xe chạy xuống móng, xây dựng đoạn đường có sức chịu tải thấp • Tuổi thọ cao (nếu thi cơng tốt sử dụng từ 40-60 năm), niên hạn 112 vật liệu hóa cứng - Điều quan trọng phải đảm bảo tương thích hóa học vật liệu tiêm vào bề mặt vật liệu kết cấu cũ Ngoài phải đảm bảo điều kiện thi cơng (có nước hay khơng có nước bề mặt,điều kiện nhiệt độ) ☼ Các phương pháp xử lý vết nứt (tiêm) Nói chung phương pháp tiêm áp dụng cho vết nứt có độ mở rộng a ≤ 10mm Trong kết cấu bê tông mặt đường thường cần xử lý vết nứt ≤ 2mm nứt to phải thay kết cấu cũ kết cấu tùy theo độ rộng chiều sâu vết nứt mà ta có biện pháp tiêm thích hợp ¾ Đối với vết nứt rộng từ 0,05-2mm Các bước xử lý vết nứt bao gồm: - Chuẩn bị vật liệu: keo epoxy loại keo hóa cứng gồm hai chất thành phần chủ yếu: nhựa epoxy chất hóa rắn.Sau trộn chúng với xảy phản ứng polime hóa tạo loại vật liệu cứng có đặc trưng học cao đồng thời dính bám tốt với bề mặt xung quanh Để tạo độ linh động keo thấm vào khe nứt, cần phải trộn keo epoxy với dung môi axêtôn khuấy trước cho vào bình tiêm để xử lý kiểu cứng nửa cứng điều kiện khô ẩm - Chuẩn bị bề mặt: phải làm bề mặt bên vết nứt cách xối nước áp lực mạnh thổi khí ép, đơi phải thổi ép nóng , khơng dùng axit để rửa vết nứt bê tông cốt thép - Khoan lỗ: Phải khoan lỗ chân đường nứt để chặn vết nứt, lỗ khoan vết nứt cách 20-40cm.Kích thước lỗ khoan Ф 12mm sâu 10-15mm [26] Sau gắn ti bơm vào lỗ để ngày trước bơm - Chuẩn bị tiêm: cần đặt đầu tiêm vào lỗ khoan vết nứt Các đầu tiêm cách 20-50cm Nếu vết nứt vết nứt xuyên cần đặt đầu tiêm vào hai bề mặt bị nứt Bên vết nứt cần trám vữa ma tít (keo epoxy trộn với bột xi măng) Sau đặt đầu tiêm lập bề mặt vết nứt phải thổi khí nén để kiểm tra thơng 113 thống đầu tiêm - Tiêm keo: Trước tiêm cần kiểm tra nhiệt độ vật liệu tiêm, thời gian sống vật liệu Bắt đầu tiêm từ đầu tiêm thấp Theo dõi đường keo chuyển dần ống dẫn từ đầu tiêm đến đầu tiêm Các đầu tiêm tiêm xong bịt lại Sau bịt đầu tiêm cuối phải giữ lại áp lực vài phút Nếu lượng keo cần tiêm nhiều tiêm đồng thời nhiều đầu tiêm Tại điểm tiêm, áp lực luôn phải nhỏ 0,5Mpa, nên chọn 0,1Mpa ¾ Đối với vết nứt nhỏ 0,5mm Các vật liệu dùng để tiêm là:Keo epoxy có độ nhớt nhiệt độ bình thường nhỏ 5% Nếu vết nứt nhỏ < 0,2mm, độ nhớt keo nên 0,05 Việc chuẩn bị bề mặt giống vết nứt lớn Nên dùng loại đầu tiêm đặt bề mặt để tiêm keo epoxy ¾ Đối với vết nứt có chiều sâu lớn Để keo epoxy thấm vào vết nứt sâu, cần phải tiêm keo qua đầu tiêm Đối với vết nứt có độ rộng bề mặt 0,2-0,3mm, nên dùng loại đầu tiêm đặt mặt gồm: thép có lỗ giữa, đệm cao su, đoạn ống thép hàn vào thép đó, ống nối với ống cao su mềm dẫn keo từ máy bơm keo đến đầu tiêm Dùng kích vít tỳ vào sườn đầm bên cạnh để ép chặt thép đệm cao su vào bề mặt vết nứt cần tiêm Loại đầu tiêm đặt bề mặt dùng với áp suất tiêm khơng lớn ( P ≈ 0,5Mpa) Nếu vết nứt có độ rộng lớn 0,05mm dùng loại đầu tiêm đặt sâu Đầu tiêm băng thép đặt vào lỗ khoan bê tông Số lượng đầu tiêm khoảng cách chúng phụ thuộc vào đặc điểm vết nứt (chiều dài, độ rỗng) vào phương pháp tiêm (bằng tay hay máy) Nói chung, nên bố trí đầu tiêm cách không 50 cm, đầu tiêm cắm sâu vào bê 114 tông từ 7-20cm lỗ khoan sẵn vết nứt gắn keo epoxy Đoạn dài vết nứt đầu tiêm trám kín bề mặt keo epoxy dán vải sợi thủy tinh Đối với vết nứt xuyên nên đặt đầu tiêm hai bề mặt bê tông để tiêm đồng thời Cần lưu ý không cần tiêm vào tất vết nứt Những vết nứt mà xét thấy không nguy hiểm mật độ bền học, nguy hiểm rỉ cốt thép bên trong, khơng cần tiêm ¾ Chuẩn bị keo thiết bị bơm keo Trước tiên phải bơm vào đầu tiêm thấp vết nứt tiêm , theo dõi đường keo tiêm vào Phải tiêm liên trục không ngừng keo phòi khỏi bịt chỗ xa vết nứt Sau đậy bịt cuối cùng, phải giữ áp lực tiêm vài phút để đảm bảo lấp đầy vết nứt Hình 4.2 cho thấy thiết bị bơm keo Hình 4.3 mơ tả cách bơm sau 115 Hình 4.2: Chuẩn bị keo epoxy thiết bị bơm Hình 4.3 : Bơm epoxy vào vết nứt Sau bơm xong (trong vòng 2-3 giờ), phải dùng axeton rửa sách máy ống dẫn keo, cịn bơm cao su bỏ (chỉ dùng lần) ¾ Đối với vết nứt dạng ô mạng Các vết nứt loại phân bố không theo quy luật cả, thường co ngót vị trí dọc theo cốt thép chịu tải trọng tập trung lớn, Trong trường hợp này, việc sử lý theo kiểu tiêm khó thực hiện, nên ta xử lý cách dán vải sợi thủy tinh che phủ toàn khu vực vết nứt Để đảm bảo việc dán thực tốt dán cần tuân theo bước sau: 116 Xử lý tốt bề mặt dán cách rửa xối áp lực mạnh thổi khí ép, mài nhẵn bề mặt máy Quét lớp epoxy mỏng (dày không 0,5mm) lên bề mặt vết nứt trải rộng vải sợi thủy tinh theo chiều từ xuống dọc theo bề mặt dán, đồng thời quét keo lên bề mặt vải sợi, số lượng lớp keo dày từ 2-3 lớp.Quét keo băng chổi kiểu rulo để trình dán, vải sợi ép sát bề mặt dán không bị quăn ¾ Dùng vữa epoxy để vá bịt vết nứt chỗ hư hỏng Loại vật liệu sở epoxy có ưu điểm lâu bền phủ bịt vết nứt, chỗ hư hỏng bề mặt bê tông, đặc biệt điều kiện môi trường xâm thực, điều kiện độ ẩm cao khơng khí Các lớp phủ gồm: lớp hai lớp phủ bề mặt keo epoxy Để tăng tính chất bảo vệ, cho thêm vào thành phần lớp phủ chất độn dạng bột: ôxýt titan, minium sắt, xi măng với tỷ lệ 1:1 so với khối lượng keo epoxy Lớp phủ sở keo epoxy quét chỗi sơn máy phun sơn Phải chuẩn bị keo epoxy không sớm 1-2 trước sử dụng Trong q trình sơn phải ln ln khuấy trộn Việc lựa chọn tỷ lệ keo epoxy tính theo khối lượng phần trăm Bảng 4.1 Bảng 4.1: Tỷ lệ keo epoxy so với khối lượng tính theo phần trăm [10] - vật liệu Nền epoxy keo (ED 20, ED 16) chất hòa tan (axetat, p4, tolyol) chất hóa dẻo ( dibutilftalat) chất hóa cứng (polyetylen polyamin) thành phần lớp phủ mặt keo (ED 20, ED 16) chất hịa tan (axeton) chất hóa dẻo ( dibutilftalat) chất hóa cứng chất độn khối lượng tính theo % 100 60-100 5-10 12 100 20-25 5-10 12 100 117 Tốt có lớp nền, hai lớp phủ mặt lớp sơn Trong điều kiện xâm thực mạnh, để bảo vệ kết cấu dùng sơn perclovinyl giá thành tương đối rẻ Khi gồm lớp: lớp nền, lớp có pha xi măng (1:1), 1÷3 lớp phủ mặt Thời hạn làm khô lớp chừng 30-60 phút Trong điều kiện bình thường (khơng xâm thực), làm lớp phủ men perclovinyl sơn silicat Sơn silicat hỗn hợp thủy tinh kali lỏng, bột màu chất độn, nước hịa tan Để khơi phục khả chịu lực mặt cắt kết cấu bê tông mặt đường bị hư hỏng rỗng, nứt … dùng chất trám độ bền cao Chất khơng co ngót, chống thấm tốt, dính chặt với bê tơng, có độ bền cao Việc lựa chọn tỷ lệ epoxy tính theo khối lượng phần trăm nhiệt độ bảng sau Bảng 4.2: Tỷ lệ keo epoxy so với khối lượng phần trăm tính theo nhiệt độ [10] vật liệu -Keo epoxy -Chất hòa tan (polyefir) -Chất hóa cứng (polyetylen polyamine) -Chất độn (xi măng pooclăng) PC 30-PC 40 khối lượng % theo nhiệt độ 10°c -15°c 20°c-25°c 100 100 20 20-100 15 12 200 100-125 Thời hạn đủ để polime hóa hỗn hợp sở keo epoxy khoảng từ đến Trong thời hạn nên tránh tác động lực lên kết cấu, đặc biệt tránh rung Keo epoxy có chất polyetylen polyamine độc hại bay phải bảo vệ da, mắt cho công nhân B) Công nghệ sửa chữa hư hỏng bong vỡ bê tông Công nghệ sửa chữa hư hỏng bong vỡ bê tông thực tùy theo loại hư hỏng vị trí hư hỏng Những chỗ vỡ bê tơng để lộ cốt thép Cốt thép lộ bị gỉ chỗ bê tơng bị phong hóa sửa chữa theo tình tự cơng nghệ đây: 118 ¾ Chuẩn bị vật liệu - Vật liệu độn chuẩn bị tùy theo loại bê tông sử dụng bê tông polime hạt mịn hay bê tông polime hạt thô Trên sở yêu cầu cường độ điều kiện thi công, lựa chọn thành phần vật liệu - Vật liệu độn chuẩn bị phải đảm bảo sang lọc tiêu chuẩn kích cỡ hạt, độ ẩm, khối lượng vật liệu độn phải cân đong xác theo tỷ lệ cấp phối phụ thuộc vào khối lượng hư hỏng Sau tiến hành trộn tay hay máy tùy theo khối lượng đồng màu - Keo epoxy, chất hóa dẻo, chất đóng rắn phải chuẩn bị theo yêu cầu (các giải pháp lựa chọn vật liệu sử dụng) Chúng cân đong xác theo tỷ lệ tùy thuộc vào mác bê tông thời gian dự định thi cơng ¾ Cơng tác chuẩn bị bề mặt sửa chữa Công tác chuẩn bị bề mặt công việc quan trọng, định đến chất lượng công việc sửa chữa Để chuẩn bị bề mặt sửa chữa tốt, ta cần tiến hành, thực theo công đoạn sau: - Đúc bỏ hết phần bê tông bị hư hỏng bị cacbonat hóa lớp bê tơng có cường độ cao (đo thiết bị thử cường độ bê tông) khu vực hết chiều sâu cacbonat hóa; - Làm vệ sinh bề mặt, tạo nhám cạo gỉ cốt thép máy cốt thép bị gỉ nhẹ Khi cốt thép bị gỉ nặng, tiết diện giảm yếu 20% cần phải bù cốt thép bổ sung tiết diện, cốt thép bù chịu lực tải trọng mặt đường ¾ Cơng tác trộn bê tơng polime Tùy theo khối lượng vật liệu sửa chữa Chúng ta trộn tay hay máy Máy trộn phải thiết kế riêng theo nguyên lý trộn cưỡng với tốc độ vịng xoay từ 50-100 vịng/phút Trình tự công tác trộn bê tông polime tiến hành sau: - Trộn vật liệu độn (đá dăm, cát vàng, xi măng) máy trộn thời gian 119 khoảng 10 phút đồng màu - Cho keo epoxy vào thùng trộn trộn tiếp thêm phút keo ngấm vào cốt liệu độn - Đổ bê tông polime vào ván khuôn rửa máy trộn dung mơi ¾ Ép bê tông polime Công nghệ ép bê tông polime thực theo bước sau: - Chuẩn bị ván khuôn, văng chống, gong … lắp thử, điều chỉnh cho khít với vết hư hỏng; - Bơi dầu chống dính vào ván khn; - Qt lớp keo epoxy lên bề mặt bê tông cốt thép; - Đo đạc ước lượng lượng vữa bê tông polime sử dụng, tiến hành trộn keo epoxy với chất độn thủ công máy trộn cưỡng - Rải bê tông polime bề mặt ván khuôn, ép ván khuôn có bê tơng vào vị trí cần sửa chữa tiến hành nêm chặt kích vít gong, đảm bảo lực ép tối hiểu 0,5 kg/cm2 Trong q trình ép bê tơng tiến hành đồng thời đầm mặt ngồi ván khn Các cơng việc cần phải thực khẩn trương thời gian sống keo (thời gian đong cứng) ngắn khoảng 30 phút, nên thời gian từ trộn đến ép vữa xong không kéo dài 20 phút ¾ Hồn thiện cơng tác sửa chữa hư hỏng Sau thi cơng xong từ 6-12 tiếng đồng hồ, tiến hành tháo dỡ ván khuôn thực cơng tác hồn thiện qt keo bảo vệ, dán vải sợi thủy tinh thép để tăng cường khả chịu lực cho kết cấu 120 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Từ kết nghiên cứu luận văn đưa kết luận kiến nghị sau: Về đóng góp khoa học luận văn: ¾ Đã tập hợp cách hệ thống trạng mặt đường bê tông xi măng ¾ Khảo sát đánh giá tình trạng hư hỏng kết cấu mặt đường bê tơng xi măng ¾ Phân tích nguyên nhân gây nên hư hỏng kết cấu mặt đường bê tơng xi măng Tìm hiểu điều kiện nguyên nhân gây nên hư hỏng tương ứng có hư hỏng nhiều nguyên nhân gây có nguyên nhân gây hư hỏng khác ¾ Xác định rõ ràng việc lựa chọn giải pháp thiết kế công nghệ sửa chữa phù hợp với tình trạng hư hỏng điều kiện kinh tế ¾ Đánh giá tính chất mức độ hư hỏng kết cấu cơng trình tìm ngun nhân gây hư hỏng ¾ Phân tích tình trạng hư hỏng nguyên nhân Về số đóng góp thục tế luận văn: ¾ Đóng góp việc xây dựng bước quy trình cơng nghệ sửa chữa kết cấu mặt đường bê tông xi măng Về tồn nội dung nghiên cứu: ¾ Chưa nghiên cứu ảnh hưởng vật liệu sửa chửa đến tác động môi trường xung quanh thời gian thi cơng sửa chữa sau hồn tất cơng việc sửa chữa ¾ Chưa đưa phương pháp tốn tính tốn xác để xác định rõ tuổi thọ mặt đường BTXM sau sửa chữa 121 ¾ Chưa đưa phương pháp tốn tính tốn xác để xác định rõ khả chịu tải lại mặt đường BTXM sau sửa chữa Khả phát triển hướng nghiên cứu luận văn: ¾ Có thể nghiên cứu thay chất dính kết nhựa khác mà có giá thành thấp sẵn có nước ta cho chất dính kết nhựa epoxy mà luận văn giới thiệu 122 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Ks Nguyễn Xuân Bích: Sửa chữa gia cố kết cấu bêtông cốt thép Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật Hà Nội -2005 [2] Lê Văn Kiểm: Hư hỏng-sửa chữa-gia cố cơng trình Nhà xuất Đại học Quốc gia TP Hồ Chí Minh -2008 [3] Phạm Duy Hữu, Ngô Xuân Quảng: Vật liệu xây dựng Đường ô tô Sân bay Nhà xuất xây dựng, Hà Nội-2004 [4] Pgs.Ts Nguyễn Viết Trung, Ts Nguyễn Ngọc Long, Ks Nguyễn Đức Thị Thu Định: Phụ gia hố chất dùng cho bêtơng Nhà xuất xây dựng, Hà Nội-2004 [5] 22 TCN 223-95: Áo đường cứng đường ôtô-Tiêu chuẩn thiết kế [6] Nguyễn Quang Chiêu: Các kết cấu mặt đường kiểu Nhà xuất xây dựng , Hà Nội-2007 [7] Tống Văn Nga: Hội thảo đầu tư đường bê tông xi măng Việt Nam HàNội, ngày 24/06/2009 [8] PGS Cao Duy Tiến : Nghiên cứu áp dụng đường BTXM Việt Nam Viện KHCN Xây dựng – Bộ Xây dựng [9] Pgs.Ts.Nguyễn Văn Chánh (2009): Những hư hỏng làm giảm độ bền cấu kiện bê tông cốt thép.Hội nghị KHCN lần thứ 11, Đại học Bách khoa TP.HCM [10] Ứng dụng bê tông polymer cốt sợi phân tán công nghệ sửa chũa cầu bê tông cốt thép: Luận án Tiến sỹ Hà Nội 2000 [11] Warner, J 1984 (Oct) “Selecting Repair Materials,” Concrete Construction, Vol 29, No 10, pp 865-871 [12] Stowe, R L., and Campbell, R L., Sr 1989 “User’s Guide: Maintenance and Repair Materials Database for Concrete and Steel Structures,” Technical Report REMRCS- 27, U.S Army Corps of Engineers, Waterways Experiment Station, Vicksburg, MS 123 [13] Stratton, F W., Alexander, R., and Nolting, W 1982 (May) “Development and Implementation of Concrete Girder Repair by Post-Reinforcement,” Report No FHWA-KS-82-1, Kansas Department of Transportation, Topeka, 31 pp [14] Wickersham, J 1987 (Dec) “Concrete Rehabilitation at Lock and Dam No 20, Mississippi River,” The REMR Bulletin, Vol 4, No 4, U.S Army Engineer Waterways Experiment Station, Vicksburg, MS [15] Solomon, Joseph, and Jaques, Mike 1994 (Jun-Jul) “Stopping Leaks With Polyurethane Grouts,” Concrete Repair Digest, Vol 5, No 3, pp 180-185 [16] James D.Grove: Portand cement concrete pavement construction [17] U.S Army Engineer Waterways Experiment Station.1949 (Aug) Handbook for Concrete and Cement, with quarterly supplements (all CRD-C designations), Vicksburg, MS Note: Use latest edition of all designations [18] American Concrete Institute Annual Manual of ConcretePractice, Five Parts, Detroit, MIACI Committee 226 1987 (Mar-Apr) “Silica Fume in Concrete,” ACI Materials Journal, Vol 84, No 2, pp 158-166 [19] American Society for Testing and Materials Annual Annual Book of ASTM Standards, Philadelphia, PA Note: Use the latest available issue of each ASTM standard [21] ABAM Engineers, Inc 1987a (Jul) “Design of a PrecastConcrete Stay-in-Place Forming System for Lock Wall Rehabilitation,” Technical Report REMR-CS7,U.S Army Engineer Waterways Experiment Station, Vicksburg, MS [22] ABAM Engineers, Inc 1989 (Dec) “Concepts for Installation of the Precast Concrete Stay-in-Place Forming System for Lock Wall Rehabilitation in an Operational Lock,” Technical Report REMR-CS-28, U.S Army Engineer Waterways Experiment Station, Vicksburg, MS [23] Ahmad, Falih H., and Haskins, Richard 1993 (Sep) “Use of Ground-Penetrating Radar in NondestructiveTesting for Voids and Cracks in Concrete,” The 124 REMR Bulletin, Vol 10, No 3, pp 11-15 [24] Best, J Floyd, and McDonald, James E 1990 (Jan) “Spall Repair of Wet Concrete Surfaces,” Technical Report REMR-CS-25, U.S Army Engineer Waterways Experiment Station, Vicksburg, MS [25] Alexander, A Michel 1993 (Apr) “Impacts on a Source of Acoustic Pulse-Echo Energy for Nondestructive Testing of Concrete Structures,” Technical Report REMR-CS-40, U.S Army Engineer Waterways Experiment Station, Vicksburg, MS [26] Bischoff, John A., and Obermeyer, James R 1993 (Apr).“Design Considerations for Raising Existing Dams for Increased Storage,” Geotechnical Practice in Dam Rehabilitation, American Society of Civil Engineers, pp 174-187 [27] Alongi, A V., Cantor, T R., Kneeter, C P., and Alongi, A., Jr 1982 “Concrete Evaluation by Radar Theoretical Analysis,” Concrete Analysis and Deterioration, Transportation Research Board, Washington, DC [28] Anderson, Fred A 1984 (May) “RCC Does More,” Concrete International, American Concrete Institute, Vol 6, No 5, pp 35-37 [29] Bache, H H., and Isen, J C 1968 (Jun) “Model Determination of Concrete Resistance to Popout Formation,” Journal of the American Concrete Institute, Proceedings, Vol 65, pp 445-450 [30] Carino, Nicholas J 1992 (Jan) “Recent Developments in Nondestructive Testing of Concrete,” Advances in Concrete Technology, Canada Center for Mineral and Energy Technology, Ottawa, Canada, pp 281-328 [31] Emmons, Peter H 1993 Concrete Repair and Maintenance Illustrated, R S Means Co., Inc., Kingston, MA, 295 pp Clear, K C., and Choller, B H 1978 (Apr) “Styrene-Butadiene Latex Modifiers for Bridge Peak Overlay Concrete,” Report No FHWA-RD-35, Federal Highway Administration, Washington, DC [32] Clifton, James R 1991 (Nov) “Predicting the Remaining Service Life of 125 Concrete,” Report NISTIR 4712, National Institute of Standards Technology, Gaithersburg, MD [33] Concrete Repair Digest 1993 (Feb/Mar) “Removing Some Common Stains from Concrete.” [34] Emmons, P H., Vaysburd, A M., and McDonald, J E 1994 (Mar) “Concrete Repair in The Future Turn Of The Century - Any Problems?,” Concrete International, Vol 16, No 3, pp 42-49 [35] Davis, R E., “Prepakt Method of Concrete Repair,” ACI Journal, Vol 32, pp 1551752 [36] Gurjar, Suresh, and Carter, Paul 1987 (Mar) “Alberta Concrete Patch Evaluation Program,” Report No ABTR/RD/RR-87/05, Alberta Transportation & Utilities, Edmonton, Alberta, Canada [37] Johnson, S M 1965 Deterioration, Maintenance, and Repair of Structures, McGraw-Hill, New York [38] Monari, F., and Scuero, A M 1991 “Aging of Concrete Dams: The Use of Geocomposites for Repair and Future Protection,” International Commission on Large Dams, 17th Congress, June 17-21 [39] Montani, Rick 1993 (May/Jun) “High Molecular Weight Methacrylates,” Concrete Repair Bulletin, Vol 6, No 3, pp 6-9 [40] Morey, R M 1974 (Mar) “Application of Downward Looking Impulse Radar,” Proceedings of 13th Annual Canadian Hydrographic Conference, Canada Center for Inland Waters, Burlington, Ontario [41] Meyers, John G 1994 (Aug/Sep) “Slabjacking Sunken Concrete,” Concrete Repair Digest, Vol 6, No 4, The Aberdeen Group, Addison, Il [42] Morey, R M 1974 (Mar) “Application of Downward Looking Impulse Radar,” Proceedings of 13th Annual Canadian Hydrographic Conference, Canada Center for Inland Waters, Burlington, Ontario 126 [43] Norman, C D., Campbell, R L., Jr., and Garner, S 1988 (Aug) “Analysis of Concrete Cracking in Lock Wall Resurfacing,” Technical Report REMR-CS-15, U.S Army Engineer Waterways Experiment Station, Vicksburg, MS [44] Geoff Mays: Durability of concrete structures Investigation, repair, protection [45] Schrader, Ernest K 1992 (Dec) “Mistakes, Misconceptions, and Controversial Issues Concerning Concrete and Concrete Repairs,” Concrete International, American Concrete Institute, Vol 14, No 11, pp 54-59 [46] James D.CRAIG 1995 (June) “ Engineering and Design Evalution and Repair of Concrete Structures “.US Army Crops of Engineers ... làm cho kết cấu b? ?tông mặt đường hư hỏng nghiên cứu biện pháp sửa chữa kết cấu bê tông mặt đường PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ™ Nghiên cứu mặt lý thuyết, đặc tính bê tông xi măng hư hỏng bê tông xi... đàn hồi yêu cầu CHƯƠNG MỞ ĐẦU SỰ CẦN THIẾT CỦA VIỆC NGHIÊN CỨU ĐỀ TÀI SỰ HƯ HỎNG VÀ BIỆN PHÁP SỬA CHỮA KẾT CẤU BÊTÔNG MẶT ĐƯỜNG TỔNG QUAN VỀ KẾT CẤU BÊTÔNG MẶT ĐƯỜNG Mặt đường kết cấu quan trọng... MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU Nghiên cứu hư hỏng biện pháp sửa chữa kết cấu b? ?tông mặt đường , để sử dụng kết cấu bêtơng mặt đường thực tế cách hiệu 3.NỘI DUNG NGHIÊN CỨU Đề tài tập trung nghiên cứu đánh