Chương mở đầu : Giới thiệu tổng quan
3.2. Các loại vật liệu chuyên dùng cho công tác sửa chữa cầu BTCT
Công tác sửa chữa cơng trình BTCT có những đặc điểm riêng và yêu cầu vật liệu dùng cho sửa chữa khơng hồn tồn giống như các vật liệu xây dựng thông thường. Bê tông xi măng dùng cho việc sửa chữa, khi đạt được ở trạng thái rắn nó cần có được những tính chất giống như bê tông cũ của kết cấu.
Tuy nhiên nếu nguồn gốc của cốt liệu khác với cốt liệu của bê tơng cũ (bê tơng nền),
kích thước Dmax cốt liệu của bê tông mới khác với của bê tông nền, cấp phối hạt bê
tông mới và lượng nước cũng khác nhau thì tính chất của bê tông mới sẽ khác với bê tông cũ và lớp bê tơng đổ tại vị trí đó sẽ co ngót ban đầu. Sự biến đổi thể tích khác nhau giữa bê tông cũ và mới hầu như là tất nhiên. Người ta đã tiến hành nghiên cứu để hạn chế sự thay đổi thể tích khác nhau giữa bê tơng mới và bê tông cũ bằng cách tăng đến mức tối đa lượng cốt liệu và giảm tỷ lệ N/X tới mức thấp nhất và kết hợp
-63-
với một qui trình bảo dưỡng hợp lý. Tuy nhiên những cố gắng đó cũng chỉ cải thiện phần nào những nhược điểm cố hữu của loại vữa và bê tơng xi măng dùng cho mục đích sửa chữa.
Viện nghiên cứu bê tông Mỹ có những chỉ dẫn trong công tác sửa chữa và cho lời khuyên là kết hợp với sử dụng bê tông xi măng Latex và bê tơng Polymer. Sự có mặt Latex trong bê tơng và vữa Latex có thể giảm tỷ lệ N/X và cải tạo lực liên kết bám dính của bê tơng mới và bê tông cũ, nhờ đó mà các đặc tính lâu dài về sau của bê tông Latex sẽ tương tự như bê tông cũ nếu sử dụng cùng lượng xi măng như bê tông cũ. Thêm nữa bê tông Latex sẽ tạo được màng chống thấm, cho nên ngăn cản tác nhân xâm thực hoặc sự thâm nhập của ion clorua gây ăn mòn cốt thép và một số tác nhân khác gây ăn mịn bê tơng.
Ở nước ta, trên các cầu BTCT cũ của đường sắt cũng như đường bộ, nhiều nơi đã dùng xi măng để trám vá hoặc bịt các vết nứt các chỗ sứt vỡ. Biện pháp này thực tế là khơng có hiệu quả sau một thời gian ngắn, vết nứt mới lại xuất hiện do sự co ngót và sự dính bám kém giữa bê tơng cũ và lớp bê tông mới trát. Cần thiết phải áp dụng các vật liệu mới hữu hiệu hơn như các loại vữa sửa chữa đặc biệt của công ty Sika hoặc bê tông polyme tự pha trộn trên cơ sở nhựa êpôxy theo các công thức của Viện KHCN GTVT đã nghiên cứu ra.
Công nghệ sửa chữa (phương pháp, vật liệu, thiết bị) được chọn tùy theo đặc điểm của hư hỏng. Các biện pháp sửa chữa cầu bê tông cốt thép hư hỏng đã áp dụng ở nước ta từ trước tới nay bao gồm rất nhiều phương pháp. Tùy theo mục đích sửa chữa là để nâng cao tuổi thọ và độ tin cậy hay để khôi phục hoặc tăng cường khả năng chịu lực của kết cấu.
Mỗi biện pháp có những ưu điểm nhất định tuy nhiên cũng tồn tại nhiều hạn chế, phụ thuộc vào mức độ đầu tư và khả năng của đơn vị thi công.
3.2.1 Yêu cầu đối với vật liệu chuyên dùng cho công tác sửa chữa cầu BTCT
Trong mọi trường hợp bê tông chuyên dùng cho cơng tác sửa chữa cơng trình GTVT cần phải đồng thời có được các tính năng sau:
- Bê tông phải đạt được cường độ cao gần như tức thời (trong 1-3 giờ). - Bê tơng phải có đặc tính phát triển cường độ nhanh và cường độ ổn định.
- Bê tơng phải có độ bền lâu cao hơn hoặc tương đương với vật liệu BT xi măng nền.
-64-
- Bê tơng phải có đặc tính chịu được tác động của thời tiết biến đổi về nhiệt độ và độ ẩm của khí hậu nhiệt đới và chịu được tác động của mưa nắng.
- Bê tơng phải có cường độ kéo uốn cao ngoài cường độ nén cao.
- Bê tơng phải có lực liên kết cao với bê tơng cũ (phải lớn hơn hoặc bằng với liên kết nội tại của bê tơng xi măng)
- Bê tơng phải có lực liên kết cao với cốt thép.
- Bê tông sửa chữa phải có khả năng chống mài mịn và va đập cao. - Bê tơng sửa chữa phải có tính chống thấm tốt (trong một số trường hợp). - Bê tơng sửa chữa phải có tính chống xâm thực tốt (trong một số trường hợp). - Bê tơng sửa chữa phải có tính co ngót thấp hơn so với bê tơng xi măng.
3.2.2 Chuẩn bị bề mặt liên kết và làm sạch khu vực sửa chữa
Việc chuẩn bị bề mặt được coi là một quá trình tạo ra lớp tiếp xúc với bê tông mới nhằm:
- Đảm bảo tốt việc sửa chữa thay thế các phần bê tông bị hỏng.
- Sửa chữa khắc phục sự liên kết bám dính tốt giữa cốt thép với vật liệu mới sửa và tạo sự liền khối liên tục giữa bê tông cũ bê tông mới sửa với cốt thép.
Tạo ra lớp phủ hoàn thiện của kết cấu BTCT và tạo ra sự bảo vệ tốt cho cốt thép, cũng như lớp bảo vệ trên mặt cầu. Các phương pháp chuẩn bị bề mặt liên kết đề xuất, phải sao cho lớp vật liệu mới sửa chữa liên kết bám dính tốt và tạo ra lớp bền vững của bề mặt kết cấu.
Sau khi loại bỏ lớp bê tông bị hỏng hoặc suy thoái, những chỗ sửa chữa phải được làm sạch bằng nước phun hoặc bơm khí nén thổi sạch. Trong trường hợp dùng máy bơm khí nén phải có biện pháp ngăn ngừa không cho dầu mỡ của máy gây bẩn, ô nhiễm khu vực sửa chữa. Toàn bộ bề mặt bê tơng trên đó vật liệu mới bám vào phải làm sạch hết Asphalt, nhựa đường hoặc hắc ín bằng phương pháp cơ học và sau đó phải tẩy bề mặt bằng cát phun. Bởi vì Asphalt, hắc ín đều gây trở ngại đối với quá trình polymer hóa của bê tơng polymer PEX.
Việc chuẩn bị và làm sạch bề mặt cần phải được tiến hành ngay trước khi rải lớp vật liệu mới để có thể đảm bảo chắc chắn rằng tồn bộ chất nhiễm bẩn làm giảm liên kết dính bám giữa vật liệu mới với bê tông cũ đã được loại bỏ.
-65-