Xây dựng & Kiến trúc

Sự chịu uốn của dầm bê tông cốt hỗn hợp thép và polyme cốt sợi thủy tinh bị ăn mòn bởi ion Clorua (P2) – Vật liệu xây dựng Việt Nam

Đối với mỗi dầm thí nghiệm, để xác định đến sự hao hụt khối lượng (hay sự suy giảm đường kính) của các thanh cốt thép ∅12 do ăn mòn, lấy 02 mẫu thép để xác định khối lượng. Các mẫu thép có chiều dài 1000 mm, được lấy ở vùng giữa nhịp dầm (để có cơ sở phân tích sự làm việc chịu uốn của các mẫu dầm này). Sau khi làm sạch bề mặt các thanh cốt thép (sử dụng chất tẩy gỉ thép chuyên dụng B05 do Viện KHCN Xây dựng IBST sản xuất để làm sạch gỉ trên bề mặt cốt thép, sau đó rửa bằng nước sạch), tiến hành cân xác định trong lượng bằng cân điện tử (độ chính xác đến 1 gam). Kết quả xác định sự hao hụt khối lượng của cốt thép trong các mẫu dầm được trình bày trong Bảng 2.




Hình 11. Sơ đồ vết nứt trên các mẫu dầm khi thí nghiệm uốn.



 

Cơ chế phá hoại của các mẫu dầm BTCT D-05-1 và D-05-2 là phá hoại dẻo, do cốt thép vùng kéo bị chảy dẻo và bê tông vùng nén bị ép vỡ. Với 02 mẫu dầm cốt SGFRP, sự phá hoại là phá hoại dòn, do bê tông vùng nén bị ép vỡ (Hình 12). Tại thời điểm này, thanh GFRP chưa bị đứt. Cơ chế phá hoại này cũng tương tự như đối với các dầm cốt SGRP không bị ăn mòn [7-14]. Như vậy, với dầm bê tông cốt SGFRP bị ăn mòn, cần phải lưu ý dạng phá hoại này vì đây là dạng phá hoại đột ngột, không có cảnh báo trước.


4. Kết luận

Nội dung bài báo trình bày nghiên cứu thực nghiệm ứng xử của dầm bê tông cốt SGFRP bị ăn mòn. Dựa trên các kết quả đạt được, có thể rút ra những kết luận chính sau đây:

– Thông qua thí nghiệm ăn mòn cốt thép đẩy nhanh, cho phép tạo ra được tình trạng nứt trên kết cấu dầm bê tông cốt thép và dầm bê tông cốt SGFRP. Với dầm bê tông cốt SGFRP, khi thí nghiệm ăn mòn điện hóa, thanh GFRP không bị ăn mòn và không ảnh hưởng tình trạng nứt trên bề mặt dầm do ăn mòn cốt thép gây ra.

– Ứng xử uốn của dầm bê tông cốt SGFRP bị ăn mòn cốt thép gồm các giai đoạn làm việc đặc trưng tương tự với dầm bê tông cốt SGFRP không bị ăn mòn cốt thép. Sự có mặt của thành GFRP góp phần làm tăng độ cứng của dầm. Đồng thời, thông qua sự bám dính giữa GFRP và bê tông cho phép phân tán đều các vết nứt vùng kéo do mô men uốn gây ra, hạn chế độ mở rộng của vết nứt.

– Do bê tông vùng kéo bị nứt do ăn mòn cốt thép, nên khả năng tham gia chịu lực của thanh GFRP có sự suy giảm so với trường hợp dầm không hư hỏng do ăn mòn. Bên cạnh đó, cần lưu ý dạng phá hoại của dầm SGFRP bị ăn mòn là phá hoại dòn, do bê tông vùng nén bị ép vỡ. Đây là điều cần lưu ý khi áp dụng giải pháp cốt SGFRP cho kết cấu dầm bê tông.


(Hết)

Tài liệu tham khảo

[1] Khoan, P. V., Thắng, N. N. (2010). Tình trạng ăn mòn cốt thép ở vùng biển Việt Nam và một số kinhnghiệm sử dụng chất ức chế ăn mòn canxi nitrit.Tạp chí Khoa học công nghệ Xây dựng, Viện Khoa học Công nghệ Xây dựng IBST.

[2] ACI 440.1R (2015). Guide for the design and construction of concrete reinforced with FRP bars. Reportby ACI Committee 440, American Concrete Institute.

[3] CAN/CSA-S806-12 (2012). Design and Construction of Building Components with Fibre-Reinforced Polymers. Canadian Standards Association.

[4] FIB.40 (2007). FRP Reinforcement in RC Structures. Bulletin No. 40, International Federation for Structural Concrete.

[5] FIB (2010). Model Code for Concrete Structures. International Federation for Structural Concrete.

[6] JSCE (1997).Recommendation for design and construction of concrete structures using continuous fiberreinforcing materials. Concrete Engineering Series 23. Japan Society of Civil Engineers Machida, A. ed.,Tokyo, Japan.

[7] GangaRao, H. V. S., Taly, N., Vijay, P. V. (2007).Reinforced Concrete Design with FRP Composites. CRC Press.

[8] Tuấn, P. M. Nghiên cứu sự làm việc chịu uốn của dầm bê tông cốt hỗn hợp thép và polyme cốt sợi thủytinh. Luận án Tiến sỹ kỹ thuật. Đại học Xây dựng.

[9] Tuấn, P. M. (2019). Khả năng chịu mô men uốn của dầm bê tông cốt hỗn hợp thép và GFRP theo TCVN5574:2018.Tạp chí Khoa học Công nghệ Xây dựng (KHCNXD) – ĐHXD, 13(4V):73-81.

[10] Leung, H. Y. (2004).  Flexural capacity of concrete beams reinforced with steel and fibre-reinforcedpolymer (FRP) bars.Journal of Civil Engineering and Management, 10(3):209-215.

[11] Ge, W., Zhang, J., Dai, H., Tu, Y. (2011). Experimental Study on the Flexural Behavior of Concrete BeamHybrid Reinforced with FRP Bars and Steel Bars.Advances in FRP Composites in Civil Engineering,Springer Berlin Heidelberg, 301-303.

[12] Ge, W., Zhang, J., Cao, D., Tu, Y. (2015). Flexural behaviors of hybrid concrete beams reinforced with BFRP bars and steel bars. Construction and Building Materials, 87:28-37.

[13] Jia, B., Liu, S., Liu, X., Wang, R. (2014). Flexural capacity calculation of hybrid bar reinforced concretebeams. Materials Research Innovations, 18(sup2):S2-836-S2-840.

[14] Kara, I. F., Ashour, A. F., K ̈oro ̆glu, M. A. (2015).  Flexural behavior of hybrid FRP/steel reinforcedconcrete beams. Composite Structures, 129:111-121.

[15] Lau, D., Pam, H. J. (2010). Experimental study of hybrid FRP reinforced concrete beams. EngineeringStructures, 32(12):3857-3865.

[16] Mustafa, S. A. A., Hassan, H. A. (2018). Behavior of concrete beams reinforced with hybrid steel andFRP composites. HBRC Journal, 14(3):300-308.

[17] Sun, Z., Fu, L., Feng, D.-C., Vatuloka, A. R., Wei, Y., Wu, G. (2019). Experimental study on the flexuralbehavior of concrete beams reinforced with bundled hybrid steel/FRP bars. Engineering Structures, 197:109443.

[18] Zhou, Y., Zheng, Y., Sui, L., Hu, B., Huang, X. (2020). Study on the Flexural Performance of Hybrid-Reinforced Concrete Beams with a New Cathodic Protection System Subjected to Corrosion. Materials,13(1):234.

[19] Vu, N. S. (2018).Experimental and analytical investigations on seismic behavior of corroded reinforcedconcrete members. Doctoral thesis, Nanyang Technological University, Singapore.

[20] Fang, C., Lundgren, K., Chen, L., Zhu, C. (2004). Corrosion influence on bond in reinforced concrete. Cement and Concrete Research, 34(11):2159–2167.

[21] Lee, H. S., Tomosawa, F., Noguchi, T. (1996). Effects of rebar corrosion on the structural performance ofsingly reinforced beams. Durability of building materials and components, 7(1):571-580.

[22] Azad, A. K., Ahmad, S., Azher, S. A. (2007).  Residual Strength of Corrosion-Damaged ReinforcedConcrete Beams. ACI Materials Journal, 104(1):40-47.

[23] Long, Đ. V., Hưng, P. V., Thắng, N. K. T., Đông, N. V., Hoàng, P. C. (2020). Nghiên cứu thực nghiệm ứng xử của cột BTCT chịu nén lệch tâm bị hư hỏng do ăn mòn cốt thép và hiệu quả gia cường bằng vật liệu tấm sợi composite. Báo cáo tổng kết đề tài NCKH sinh viên, mã số XD-2020-31, Trường Đại học Xâydựng.

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *

Back to top button