VẬT LIỆU SỬA CHỮA VÀ PHỤC HỒI CÁC HƯ HỎNG, KHUYẾT TẬT CỦA BÊ TÔNG

Trong hầu hết các trường hợp, các vật liệu sửa chữa có thể là vật liệu có xi măng, vì xi măng là thành phần thiết thực duy nhất trong bê tông. Gói khô gồm bê tông xi măng hàm lượng cao hoặc vữa xi măng phù hợp để bít các vết nứt hoặc các khu vực bị hư hỏng.

1.  hoặc vữa xi măng cát bằng vòi phun áp lực cao (thường được gọi là bê tông phun):  

Phương pháp này đã chứng minh có hiệu quả trong nhiều trường hợp cần sửa chữa diện tích bề mặt lớn. Khi tiến hành phun bê tông lưới thép hoặc sợi thép có thể hoặc không được sử dụng.

Tham khảo thêm về phương phun phun vữa polymer (bê tông phun) tại đây

2. Lớp keo liên kết trong sửa chữa bê tông

Các loại nhựa thường được sử dụng có gốc epoxide, polyester, acrylic hoặc polythene. Việc sử dụng nhựa/keo trong thi công sửa chữa đòi hỏi cần hiểu biết thấu đáo về tính chất hoá học, tính chất vật lý và đặc tính của nó trong kết cấu, đặc biệt là khi đặt trong khoảng thời gian dài trong môi trường khắc nghiệt.
Hệ nhựa epoxy được ứng dụng trong công trình dân dụng như vữa trám vào vết nứt, sửa chữa các kết cấu bê tông bị xói mòn, sửa chữa cầu, cống dẫn nước, các dầm và cột bị ăn mòn hóa học.
Nói chung, nguyên liệu keo được sử dụng trong sửa chữa và khôi phục lại công trình nơi mà cần có các tính chất như: khả năng chịu lực cao (khi phân đoạn mỏng), tính liên kết (bám dính) tuyệt vời (khi cần vá lỗi nhỏ), sửa chữa nhanh (do đó tiết kiệm thời gian), và kháng hóa chất cao.. Một trong những loại nhựa phổ biến nhất được sử dụng là gốc epoxide. Một mô tả ngắn gọn các tính chất và ứng dụng của nhựa gốc epoxy được đưa ra dưới đây.

3. Keo epoxy sử dụng cho sửa chữa bê tông

Ta có thể thu được hỗn hợp vữa và keo khi thêm các chất độn như cát thô hoặc đá bô xít nung. Phản ứng hóa học bắt đầu ngay sau khi nhựa và chất làm tôi cứng được trộn với nhau. Hầu hết các hỗn hợp này cần thời gian chờ sau khi trộn từ 30 đến 60 phút. Hỗn hợp này sẽ tăng khả năng chịu lực và khả năng liên kết. có khả năng kháng nhiều hóa chất bên cạnh tính năng chống nước.
Keo Epoxy có thể được trộn với nhiều chất làm tôi cứng khác nhau để tạo ra nhiều kiểu tính năng khác nhau tương ứng. Sau khi được trộn, chúng tạo thành một hệ thống không thể đảo ngược (Phản ứng nhiệt).
Các tính năng đặc trưng của hệ keo epoxy sử dụng trong sửa chữa và phục hồi kết cấu bê tông
• Khả năng liên kết cao với hầu hết tất cả các vật liệu
• Co rút thấp trong khi thi công
• Ổn định kích thước một cách vượt trội
• Có thể lấp đầy một cách tự nhiên
• Phản ứng nhiệt (không tan)
• Kháng với hầu hết các hóa chất và môi trường
• Khả năng khi công trong điều kiện ẩm ướt và dưới nước
• Dễ ứng dụng thi công
Quá trình trộn vữa keo epoxy
• Xác định vị trí của vết nứt
• Làm sạch bề mặt vết nứt
• Khoan và sửa chữa các vòi phun để phun vữa trong khoảng thời gian phù hợp với vữa epoxy
• Trám hỗn hợp epoxy với sự giúp đỡ của máy bơm vữa
• Bít vòi phun vữa
Một thùng vữa cơ bản có một thùng áp suất (chịu được 10 – 15 kg/cm2pressure) với đầu vào và đầu ra cho hỗn hợp nhựa, máy đo áp suất, kết nối giữa không khí nén và áp suất vữa.
Nhựa trước khi được trộn cộng với chất làm tôi cứng được đổ đầy vào thùng vữa và thông qua ống bơm, hỗn hợp đó được bơm vào các vết nứt. Khi vết nứt được lấp đầy, vữa được bơm bằng các vòi tiếp theo và như vậy cho đến khi tất cả các vết nứt được điền vào.
Khi xử lý thế này, keo epoxy sẽ cải thiện khả năng chịu tải của kết cấu bị nứt.
Liên kết giữa lớp bê tông cũ và mới
Nhựa epoxy kết hợp với chất làm tôi cứng là nhựa polymer đặc biệt phù hợp để liên kết giữa lớp bê tông cũ và mới
Quá trình bao gồm
– Loại bỏ tất cả bê tông lỏng và bị hư hỏng bằng phương tiện cơ khí hoặc vòi nước
– Bề mặt phải khô
– Một lớp nhựa epoxy thích hợp [keoepoxy + chất làm tôi cứng (loại đặc biệt)] được quét bằng bàn chải nylon cứng
– Bê tông tươi được đổ vào khi lớp phủ epoxy không bị bong ra
– Để ý lớp phủ không cần phải khô hoàn toàn.
Keo Epoxy không phải là một loại vật liệu xây dựng chính. Vì chi phí keo cao nên cần xem xét cân nhắc trước khi sử dụng. Loại nhựa này nên được sử dụng trong trường hợp khẩn cấp.
Các tính năng của hệ keo epoxy có thể khai thác một cách dễ dàng trong khi các vật liệu khác có thể không được sử dụng khi cân nhắc về khả năng chịu lực hay các tiêu chí khác. Keo Epoxy được thi công trong điều kiện cấp bách như sửa chữa dưới nước của các đập nước, tàu, vv. Chúng ta có thể sử dụng keo epoxy và nhựa tổng hợp khác trong thi công trong tương lai.

4. Bê tông polymer

Hầu hết các sai sót trong cấu trúc bê tông bình thường được loại bỏ khi sử dụng bê tông polymer bằng cách tạo một lớp phủ hoặc thấm đầy kết cấu.
Bê tông polymer là bước phát triển tương đối mới và được ứng dụng từ năm 19500. Chúng có khả năng chịu lực rất cao và bền hơn và kháng với hầu hết các hóa chất và axit.
Có ba loại vật liệu bê tông polymer, cụ thể là bê tông thấm polymer (PIC), bê tông polymer (PC), và bê tông xi măng polymer hoặc bê tông polymer đã biến đổi (PCC hoặc PMC). Trong monomer của bê tông thấm polymer (thường là styrene, metyl-methacrylate (MMA), Polymethyl methacrylate (PMMA), vv) được thấm/tẩm vào hệ thống các lỗ hổng của bê tông cứng, do đó làm đầy các lỗ hổng và làm cho chúng không thấm nước và chống hóa chất. Trong Bê tông polime, polymer là chất kết dính duy nhất thay cho xi măng và nước. Trong PCCS và PMC, một phụ gia polime (cao su hoặc pre-polymer) được thêm vào hỗn hợp xi măng bình thường trong giai đoạn trộn.
Tất cả ba loại vật liệu tổng hợp bê tông polymer là hữu ích trong thi công sửa chữa và công tác phục hồi kết cấu bị hư hỏng. Việc sử dụng các vật liệu tổng hợp như trên đang ngày càng tăng dần vì độ bền vượt trội của họ, khả năng liên kết tuyệt vời với kết cấu bê tông liền kề, tính kháng nước và chịu mài mòn cao, kháng hóa chất như clorua và axit, và hấp thụ nước rất thấp. Sửa chữa các vết nứt có thể dễ dàng tiến hành bằng cách bơm vào bê tông polymer bị hư hỏng do ăn mòn cốt thép, chúng có thể được đục ra và thay thế bằng bê tông polymer.

5. Các chất bịt kín

Nhiều chất bịt kín được dùng để bít các vết nứt trong kết cấu bê tông. Chất bịt kín phải đảm bảo tính toàn vẹn cấu trúc và khả năng sử dụng. Chúng được dùng để bảo vệ chống lại các chất lỏng độc hại, khí, và chất không mong muốn khác mà sẽ làm giảm chất lượng của bê tông. Trong trường hợp sửa chữa bề mặt bị nứt, các vết nứt đầu tiên được mở rộng dọc theo mặt tiếp xúc và được bơm chất bịt kín.

6. Xử lý bề mặt bê tông

Độ bền của bê tông cũng có thể tăng lên đáng kể trên bề mặt bằng cách sử dụng vật liệu khác nhau mà làm cho nó không thấm nước, cứng và có khả năng chống ăn mòn hóa học.
Một số phương pháp xử lý bề mặt bê tông thường được sử dụng là:
• Sodium silicate, magiê hoặc kẽm florua
• Dầu khô như dầu trẩu hoặc dầu hạt lanh
• Sơn cao su Clorinated và các loại sơn cao su tổng hợp
• Sơn epoxy
• Silican Florua
Bề mặt bê tông cứng và khô có thể được thực hiện chống mài mòn và ít tạo bụi bằng cách ứng dụng các giải pháp của natri silicat, magiê hoặc kẽm sulfat hoặc florua silic. Dầu hạt lanh hay dầu trẩu có thể được sử dụng. Ngoài ra, carborundum hoặc nhôm nung chảy hoặc clorua sắt nhôm chia nhỏ, các công thức pha chế có thể được thêm vào trong các lớp bề mặt trong khi đặt bê tông tươi.
Sơn sàn cũng tạo ra độ bền hợp lý, nếu phương tiện di chuyển trên sàn không nặng. Sơn có chứa nhựa tổng hợp đặc biệt polyurethan hoặc epoxy hoặc cao su clo tạo ra khả năng chống mài mòn cao. Chúng cũng bảo vệ chống lại các muối và axit loãng.
Natri silicat và fluoride silico được sử dụng bảo vệ chống lại sự ăn mòn nhẹ của các dung dịch nước hoặc chất lỏng hữu cơ. Bitumen và nhựa than đá giúp bảo vệ chống côn trùng và sâu đục thân. Một số vật liệu nhựa, lớp phủ sợi thủy tinh cao su và PVC cũng đã được sử dụng thành công trong việc cải thiện độ bền của bê tông.

7. Bê tông có cốt bằng sợi thép

Sử dụng sợi thép có đường kính nhỏ trong bê tông là để cải thiện một số tính chất của bê tông và đặc biệt là khả năng chịu lực và chịu tác động và chịu mài mòn của nó. Một trong những ứng dụng của bê tông cốt là sợi thép (SFRC) là trong lĩnh vực sửa chữa và phục hồi các kết cấu bê tông.
Các phần hư hỏng của kết cấu bê tông có thể được loại bỏ và có thể được thực hiện tốt bằng cách đặt các SFRC vào phần bên cạnh và đáy của các kết cấu bị hư hỏng bởi kỹ thuật phun bê tông. Do tính năng kháng mài mòn đã được cải thiện nên SFRC được sử dụng thành công cho việc sửa chữa sàn công nghiệp và sàn cầu đã sử dụng hoặc chưa sử dụng bê tông polyme.
Các vật liệu khác trong sửa chữa và phục hồi kết cấu bê tông
Có một số vật liệu khác mà cũng có thể được sử dụng để sửa chữa các cấu trúc nhất định. Đối với việc sửa chữa kết cấu móng, một loại vữa hóa học đặc biệt đã được phát triển để đảm bảo sự nén chặt của đất phía dưới và bảo vệ cho cốt thép kết cấu móng. Bê tông sợi cốt thép siêu dẻo được sử dụng trong việc tiến hành sửa chữa móng và các công trình ngầm.
Một số hóa chất và chất phủ bề mặt trên thị trường dưới tên thương hiệu được biết đến để bịt các vết nứt trong các cấu trúc như bể chứa nước và đủ khả năng bảo vệ cho thép khỏi bị ăn mòn. Các loại sơn đặc biệt (cao su hoặc nhựa đường trên) cũng được phát triển để áp dụng cho các bề mặt bê tông hoặc cho những thanh chắn để làm cho chúng kháng lại môi trường xung quanh.
Trong quá khứ, các trường hợp thiệt hại được quan sát thấy trên các cấu trúc xây dựng ngày càng tăng, việc sửa chữa và phục hồi chức năng của cấu trúc như vậy đã trở nên quan trọng hơn. Một số kỹ thuật và vật liệu được sử dụng để khôi phục lại một số kết cấu bị ảnh hưởng.
Bảng dưới đây cho thấy các vật liệu thường được khuyên dùng cho công tác sửa chữa các kết cấu bê tông. Nhựa epoxy và các vật liệu bê tông tổng hợp cho thấy tiềm năng cao.
Việc phát hiện kịp thời các khuyết tật trong bê tông và thép trong kết cấu và thực hiện các biện pháp khắc phục hậu quả ngay lập tức sẽ ngăn chặn sự thiệt hại hơn nữa của cấu trúc và sẽ tiết kiệm khoản chi phí bảo trì rất lớn.
Một câu châm ngôn cũ, “phòng bệnh hơn chữa bệnh” được áp dụng cho kết cấu bê tông, cả tại thời điểm xây dựng các cấu trúc và tại một thời điểm khi cấu trúc đã có dấu hiệu hư hỏng ban đầu.

Các bạn nên xem lại Phần 1: Phục hồi kết cấu bê tông – Nguyên nhân gây hư hỏng, khuyết tật trên bê tông