I. Tổng quan về bê tông cốt sợi và ứng dụng trong công trình ngập nước
Bê tông cốt sợi là vật liệu xây dựng tiên tiến, kết hợp giữa bê tông truyền thống và các sợi phân tán để cải thiện tính chất cơ học. Trong môi trường ngập nước, bê tông cốt sợi được nghiên cứu để chống lại hiện tượng rửa trôi, giúp duy trì cường độ và độ bền của kết cấu. Các công trình như cầu, đập, và cảng biển thường xuyên tiếp xúc với nước, dẫn đến xói mòn và hư hỏng. Việc ứng dụng bê tông cốt sợi trong sửa chữa công trình và gia cường công trình mang lại hiệu quả cao, kéo dài tuổi thọ công trình.
1.1. Khái niệm và phân loại bê tông cốt sợi
Bê tông cốt sợi được định nghĩa là bê tông có chứa các sợi phân tán như sợi thủy tinh, sợi thép, hoặc sợi polymer. Các loại sợi này giúp cải thiện khả năng chịu kéo, chống nứt, và tăng độ dẻo dai cho bê tông. Trong môi trường ngập nước, sợi thủy tinh kháng kiềm được ưu tiên sử dụng do khả năng chống ăn mòn cao.
1.2. Tính năng kỹ thuật của bê tông cốt sợi
Bê tông cốt sợi có khả năng chịu lực tốt hơn bê tông truyền thống, đặc biệt là khả năng chống nứt và chịu uốn. Trong môi trường nước, bê tông cốt sợi giúp giảm thiểu hiện tượng rửa trôi, duy trì cường độ và độ bền của kết cấu. Các nghiên cứu cho thấy, bê tông cốt sợi có thể tăng cường độ chịu nén lên đến 20% so với bê tông thường.
II. Phương pháp thi công bê tông dưới nước
Thi công bê tông dưới nước đòi hỏi kỹ thuật đặc biệt để đảm bảo chất lượng và độ bền của kết cấu. Các phương pháp phổ biến bao gồm phương pháp ống dẫn, phương pháp đẩy vữa lên, và phương pháp đầm nện. Mỗi phương pháp có ưu nhược điểm riêng, phù hợp với từng loại công trình và điều kiện thi công. Việc lựa chọn phương pháp phù hợp giúp hạn chế hiện tượng rửa trôi và đảm bảo chất lượng bê tông.
2.1. Phương pháp ống dẫn
Phương pháp ống dẫn sử dụng ống kim loại kín nước để đưa bê tông xuống đáy công trình. Phương pháp này đảm bảo bê tông không tiếp xúc trực tiếp với nước, hạn chế hiện tượng rửa trôi. Tuy nhiên, phương pháp này yêu cầu thiết bị chuyên dụng và kỹ thuật cao.
2.2. Phương pháp đẩy vữa lên
Phương pháp đẩy vữa lên được áp dụng khi không gian thi công hẹp. Phương pháp này sử dụng vữa xi măng để lấp đầy các khe hở giữa các khối đá, giúp tăng độ kết dính và chống thấm. Tuy nhiên, phương pháp này chỉ phù hợp với công trình có mực nước thấp.
III. Ứng dụng bê tông cốt sợi trong sửa chữa và gia cường công trình ngập nước
Bê tông cốt sợi được ứng dụng rộng rãi trong sửa chữa công trình và gia cường công trình ngập nước. Các nghiên cứu cho thấy, bê tông cốt sợi giúp tăng cường độ chịu lực, chống nứt, và kéo dài tuổi thọ công trình. Việc sử dụng phụ gia khoáng và sợi thủy tinh kháng kiềm trong thành phần bê tông giúp cải thiện đáng kể chất lượng và độ bền của kết cấu.
3.1. Thiết kế thành phần bê tông cốt sợi
Thành phần bê tông cốt sợi được thiết kế dựa trên yêu cầu kỹ thuật của công trình. Các yếu tố như tỷ lệ sợi, loại phụ gia, và độ sụt của bê tông được tính toán kỹ lưỡng để đảm bảo hiệu quả thi công. Phụ gia hóa dẻo và phụ gia chống tan rã được sử dụng để cải thiện tính chất của bê tông trong môi trường nước.
3.2. Kết quả thử nghiệm và đánh giá
Các thử nghiệm cho thấy, bê tông cốt sợi có khả năng chịu lực cao hơn so với bê tông thường. Kết quả thử nghiệm nén cột trụ cho thấy, cường độ chịu nén của bê tông cốt sợi tăng lên đáng kể, đặc biệt trong môi trường ngập nước. Điều này chứng minh tính hiệu quả của bê tông cốt sợi trong sửa chữa công trình và gia cường công trình.
