Nghiên cứu ứng xử uốn của dầm bê tông cốt thép bị xâm thực và gia cường bằng lưới sợi carbon

LỜI CÁM ƠN

1. CHƯƠNG 1: ĐẶT VẤN ĐỀ

1.1. Đặt vấn đề

2. CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN

2.1. Sự ăn mòn cốt thép trong môi trường xâm thực

2.2. Sơ lược lịch sử phát triển và tính chất cơ lý của lưới sợi carbon

2.2.1. Sơ lược lịch sử phát triển

2.2.2. Tính chất của lưới sợi carbon (CFRP)

2.2.3. Tính chất của keo kết dính

2.3. Tình hình nghiên cứu, ứng dụng lưới sợi carbon để gia cường cho dầm BTCT trong môi trường xâm thực

2.3.1. Tình hình nghiên cứu về gia cường CFRP cho dầm bị ăn mòn

2.3.2. Tình hình nghiên cứu về ảnh hưởng của tác động môi trường đối với tấm CFRP

3. CHƯƠNG 3: MỤC TIÊU, Ý NGHĨA VÀ NỘI DUNG NGHIÊN CỨU

3.1. Mục tiêu nghiên cứu

3.2. Ý nghĩa nghiên cứu

3.2.1. Ý nghĩa khoa học

3.2.2. Ý nghĩa thực tiễn

3.3. Nội dung nghiên cứu

4. CHƯƠNG 4: CHƯƠNG TRÌNH THỰC NGHIỆM

4.1. Vật liệu

4.2. Mẫu thí nghiệm

4.3. Lưới sợi carbon CFRP, keo kết dính

4.4. Môi trường xâm thực

4.5. Quá trình đúc tạo mẫu

4.5.1. Gia công cốt thép và lắp cảm biến đo biến dạng thép dọc

4.5.2. Công tác đóng khuôn đúc mẫu, lắp cốt thép vào khuôn và đổ bê tông

4.6. Quy trình mô phỏng tác động môi trường khô/ướt nước mặn lên các dầm

4.7. Công tác xử lý mẫu và dán CFRP

4.8. Sơ đồ thí nghiệm và bố trí thiết bị đo đạc

4.9. Quy trình thí nghiệm

5. CHƯƠNG 5: KẾT QUẢ VÀ PHÂN TÍCH KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM

5.1. Kết quả thí nghiệm

5.1.1. Về tác động gây ăn mòn cốt thép

5.1.2. Kết quả thí nghiệm

5.2. Phân tích kết quả thí nghiệm

5.2.1. Hình thái vết nứt và kiểu phá hoại của dầm

5.2.2. Quan hệ lực - chuyển vị của các mẫu thí nghiệm

5.2.3. Ảnh hưởng tấm gia cường đến quan hệ lực và bề rộng vết nứt

5.2.4. Quan hệ lực - biến dạng tấm CFRP

5.2.5. Biến dạng bê tông

5.2.6. Biến dạng cốt thép

5.2.7. Ảnh hưởng của số lớp gia cường CFRP đến hiệu quả gia cường kháng uốn

5.2.8. Ảnh hưởng của mức độ ăn mòn cốt thép đến hiệu quả gia cường kháng uốn

5.2.9. Ảnh hưởng của tác động môi trường khô/ướt nước mặn lên tấm CFRP đến hiệu quả gia cường kháng uốn

6. CHƯƠNG 6: KIỂM CHỨNG CÔNG THỨC TÍNH TOÁN

6.1. Tính toán theo tiêu chuẩn ACI 440

6.1.1. Giả thuyết tính toán

6.1.2. Phương pháp tính toán

6.1.3. Kiểm chứng công thức tính toán

6.2. Tính toán theo tiêu chuẩn CNR-DT 200 (2013)

6.2.1. Giả thuyết tính toán

6.2.2. Phương pháp tính toán

6.2.3. Kiểm chứng công thức tính toán

6.2.4. Kết quả tính toán

6.2.5. Đề xuất hệ số chiết giảm khi tính toán khả năng kháng uốn dầm BTCT gia cường lưới sợi CFRP cho trường hợp dầm bị xâm thực bởi môi trường nước mặn

7. CHƯƠNG 7: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

DANH MỤC BẢNG BIỂU, HÌNH VẼ

I. Tổng quan về ứng xử uốn của dầm bê tông cốt thép bị xâm thực

Nghiên cứu ứng xử uốn của dầm bê tông cốt thép (BTCT) bị xâm thực là một lĩnh vực quan trọng trong kỹ thuật xây dựng. Sự xâm thực gây ra hiện tượng ăn mòn cốt thép, làm giảm khả năng chịu lực của dầm. Việc hiểu rõ ứng xử của dầm trong điều kiện này giúp cải thiện thiết kế và gia cường kết cấu. Đặc biệt, việc gia cường bằng lưới sợi carbon (CFRP) đã trở thành một giải pháp hiệu quả để khôi phục khả năng chịu lực của dầm bị hư hỏng.

1.1. Khái niệm về dầm bê tông cốt thép và xâm thực

Dầm bê tông cốt thép là một trong những cấu kiện chính trong xây dựng. Xâm thực là quá trình làm giảm chất lượng bê tông và cốt thép do tác động của môi trường, đặc biệt là nước mặn. Hiểu rõ khái niệm này là bước đầu tiên trong việc nghiên cứu ứng xử uốn của dầm.

1.2. Tầm quan trọng của nghiên cứu ứng xử uốn

Nghiên cứu ứng xử uốn của dầm BTCT bị xâm thực không chỉ giúp đánh giá khả năng chịu lực mà còn cung cấp thông tin cần thiết cho việc thiết kế và gia cường. Điều này đặc biệt quan trọng trong bối cảnh các công trình xây dựng ngày càng phải đối mặt với các yếu tố môi trường khắc nghiệt.

II. Vấn đề và thách thức trong nghiên cứu dầm bê tông cốt thép

Một trong những thách thức lớn nhất trong nghiên cứu dầm bê tông cốt thép là sự ăn mòn cốt thép do môi trường xâm thực. Điều này không chỉ làm giảm khả năng chịu lực mà còn gây ra các vết nứt và hư hỏng. Việc xác định mức độ ăn mòn và ảnh hưởng của nó đến ứng xử uốn của dầm là rất cần thiết.

2.1. Các yếu tố gây ăn mòn cốt thép

Các yếu tố như độ ẩm, nồng độ ion Cl- trong nước mặn và nhiệt độ đều ảnh hưởng đến quá trình ăn mòn cốt thép. Nghiên cứu cần xác định rõ các yếu tố này để đưa ra giải pháp khắc phục hiệu quả.

2.2. Tác động của môi trường đến ứng xử uốn

Môi trường xâm thực không chỉ làm giảm khả năng chịu lực mà còn ảnh hưởng đến độ bền bám dính giữa lưới sợi carbon và bê tông. Điều này cần được nghiên cứu kỹ lưỡng để đảm bảo hiệu quả gia cường.

III. Phương pháp gia cường dầm bê tông cốt thép bằng lưới sợi carbon

Gia cường dầm bê tông cốt thép bằng lưới sợi carbon (CFRP) là một phương pháp hiện đại và hiệu quả. Phương pháp này không chỉ giúp khôi phục khả năng chịu lực mà còn cải thiện độ bền của dầm trong điều kiện xâm thực. Việc áp dụng CFRP đã được chứng minh qua nhiều nghiên cứu thực nghiệm.

3.1. Quy trình gia cường bằng lưới sợi carbon

Quy trình gia cường bao gồm việc chuẩn bị bề mặt, dán lưới sợi carbon và kiểm tra độ bám dính. Mỗi bước đều cần được thực hiện cẩn thận để đảm bảo hiệu quả gia cường tối ưu.

3.2. Lợi ích của việc sử dụng CFRP

CFRP có nhiều ưu điểm như trọng lượng nhẹ, khả năng chịu lực cao và dễ thi công. Những lợi ích này giúp giảm thiểu thời gian và chi phí cho việc sửa chữa và gia cường dầm bê tông cốt thép.

IV. Kết quả nghiên cứu ứng xử uốn của dầm bê tông cốt thép

Kết quả nghiên cứu cho thấy việc gia cường bằng lưới sợi carbon có thể khôi phục đáng kể khả năng chịu lực của dầm bê tông cốt thép bị xâm thực. Các thí nghiệm cho thấy sự cải thiện rõ rệt trong ứng xử uốn của dầm sau khi gia cường. Điều này mở ra hướng đi mới cho việc bảo trì và sửa chữa các công trình xây dựng.

4.1. Phân tích kết quả thí nghiệm

Kết quả thí nghiệm cho thấy sự khác biệt rõ rệt giữa các mẫu dầm được gia cường và không gia cường. Các thông số như lực, biến dạng và độ bền đều được cải thiện đáng kể.

4.2. Ứng dụng thực tiễn của nghiên cứu

Nghiên cứu này có thể được áp dụng trong thực tiễn để cải thiện khả năng chịu lực của các công trình xây dựng, đặc biệt là ở những khu vực có môi trường xâm thực khắc nghiệt.

V. Kết luận và triển vọng nghiên cứu trong tương lai

Nghiên cứu ứng xử uốn của dầm bê tông cốt thép bị xâm thực và gia cường bằng lưới sợi carbon đã chỉ ra những kết quả khả quan. Tuy nhiên, cần tiếp tục nghiên cứu để hoàn thiện các phương pháp gia cường và đánh giá hiệu quả lâu dài của chúng trong điều kiện thực tế.

5.1. Tóm tắt kết quả nghiên cứu

Kết quả nghiên cứu đã chứng minh rằng việc gia cường bằng CFRP có thể khôi phục khả năng chịu lực của dầm bê tông cốt thép bị xâm thực. Điều này mở ra nhiều cơ hội cho việc ứng dụng trong thực tiễn.

5.2. Đề xuất hướng nghiên cứu tiếp theo

Cần nghiên cứu thêm về ảnh hưởng của các yếu tố môi trường khác nhau đến hiệu quả gia cường. Việc phát triển các vật liệu mới và phương pháp gia cường cũng cần được xem xét để nâng cao hiệu quả và độ bền của các kết cấu.