Tại sao bãi đỗ xe cần gia cường
Các công trình đỗ xe hư hỏng theo những cách có thể dự đoán: hơi ẩm chứa clorua thấm qua sàn, ăn mòn cốt thép, và làm bong lớp bê tông bảo vệ; mất mát ứng suất trong cáp dự ứng lực làm giảm khả năng chịu lực dự trữ; và các phương tiện hiện đại nặng hơn, kết hợp với thay đổi mục đích sử dụng, đẩy các sàn cũ vượt quá tải trọng thiết kế ban đầu. Các cấu kiện quan trọng là mặt dưới sàn chịu uốn, liên kết cột-sàn chịu chọc thủng, và mép dầm chịu cắt. Vì bãi đỗ xe thường phải hoạt động trong quá trình gia cường, việc sửa chữa phải nhẹ, thi công nhanh, và chịu được bề mặt ẩm ướt, nhiễm bẩn - một đặc điểm phù hợp với CFRP dán ngoài hơn là mở rộng tiết diện hoặc tấm thép.
Hệ thống CFRP cho gia cường sàn
Ba can thiệp CFRP bao phủ hầu hết các trường hợp sàn bãi đỗ xe. Đối với gia cường uốn mặt dưới sàn, tấm carbon (FSL, pultruded, dày 1.2-3.0 mm, rộng 50 hoặc 100 mm, cường độ kéo 2400-2800 MPa) được dán thành dải dọc theo nhịp chính là lựa chọn đầu tiên - chúng cung cấp mô đun cao với lớp keo mỏng, thấp. Đối với cắt và confinement tại vùng cột, hoặc nơi hình học không đều, vải carbon (FSC, ướt) quấn hoặc xếp hình quạt quanh liên kết được ưu tiên. Đối với sàn có vết nứt hoạt động, keo epoxy bơm vết nứt (FSE 523) phục hồi hành vi nguyên khối trước khi áp dụng CFRP. Cả ba đều dựa trên FSE 302 sơn lót epoxy để bịt kín bề mặt và keo tẩm FSE 322 hoặc FSE 362 keo dán tấm cho liên kết.
Phương pháp thiết kế theo ACI 440.2R
ACI 440.2R xử lý gia cường sàn với cùng khung tương thích biến dạng được sử dụng cho dầm. Đối với tăng cường uốn, đóng góp của CFRP được thêm vào cốt thép hiện có, nhưng biến dạng CFRP được giới hạn để ngăn bong tách - thường là 0,8 lần biến dạng bong tách đo được từ thí nghiệm, với giới hạn tuyệt đối. Người thiết kế cũng phải kiểm tra ứng suất cắt liên kết giữa tấm và bê tông nằm dưới giới hạn bám dính, điều này thường quyết định chiều rộng và khoảng cách tấm. Đối với chọc thủng tại cột giữa, ACI 440.2R cung cấp một số hạng đóng góp của CFRP bổ sung cho khả năng chịu cắt của bê tông và thép; bố trí là dạng dải vải hoặc tấm xuyên tâm quanh cột. Luôn kiểm tra sàn có đủ khả năng chịu lực dự trữ để giữ tải nếu CFRP bị bong tách - kiểm tra phá hoại dẻo ngăn sụp đổ đột ngột.
Cân nhắc thi công cho bãi đỗ xe đang hoạt động
Chuẩn bị bề mặt là bước quyết định thành công. Loại bỏ bê tông bong tróc và sản phẩm ăn mòn cốt thép lộ ra đến nền lành, tạo nhám bề mặt đạt CSP 3-5 theo ICRI, và làm khô bê tông để độ ẩm dưới 4% trước khi sơn lót. Thi công sơn lót FSE 302 để bịt kín và tăng cường vùng gần bề mặt, sau đó dán tấm FSL trong keo dán tấm FSE 362 hoặc tẩm vải FSC với FSE 322. Vì sàn hiếm khi phẳng hoàn hảo, tính chất chảy nhớt của FSE 362 cho phép bù đắp các chỗ lồi lõm nhỏ mà không bị chảy. Giữ khu vực không có xe cộ cho đến khi keo đạt đủ cường độ - thường 7 ngày ở 23°C, lâu hơn ở nhiệt độ thấp hơn - và sử dụng tấm bảo vệ tạm thời trên CFRP nếu xe phải đi qua trước khi keo đạt cường độ hoàn toàn.
Ví dụ tính toán: Gia cường uốn mặt dưới sàn
Xét sàn một phương dày 200 mm nhịp 6 m, thiết kế ban đầu cho hoạt tải 2,5 kPa, nay yêu cầu chịu 4,0 kPa. Mô men tăng thêm cần thiết khoảng 22 kNm/m. Sử dụng tấm FSL-1.4 (dày 1,4 mm, rộng 100 mm, Ef = 165 GPa) ở biến dạng thiết kế 0,006, mỗi dải đóng góp khoảng 0,14 x 165000 x 0,006 = 138 kN lực kéo, với cánh tay đòn gần 175 mm, cho khoảng 24 kNm mỗi dải. Với khoảng cách 300 mm (3,3 dải/m), việc gia cường cung cấp khoảng 80 kNm/m - thoải mái trên 22 kNm/m yêu cầu, có dự trữ cho kiểm tra bong tách và chảy thép. Tấm được dán bằng FSE 362 trên sơn lót FSE 302, với đầu kết thúc so le 100 mm.
Các câu hỏi thường gặp
Bao lâu thì sàn có thể mở lại cho xe chạy?
Keo phải đạt cường độ hoàn toàn trước khi CFRP chịu tải trọng sử dụng. Ở 23°C, khoảng 7 ngày cho FSE 322 và FSE 362. Dưới 15°C, thời gian đóng rắn tăng gấp đôi; lên kế hoạch đóng cửa giao thông phù hợp hoặc sử dụng biến thể đóng rắn nhanh hơn.
CFRP có thể chịu tải trọng bánh xe trực tiếp không?
Không. CFRP ở mặt dưới sàn làm việc chịu kéo, không phải là bề mặt chịu mài mòn. Bề mặt xe chạy vẫn là sàn bê tông ban đầu; CFRP chỉ tăng khả năng chịu lực cho mặt dưới. Đối với hư hỏng bề mặt trên, sửa chữa bê tông và xử lý ăn mòn trước.
CFRP có ngăn ăn mòn đang diễn ra không?
Không tự nó. CFRP phục hồi cường độ mất do ăn mòn nhưng không ngăn chặn nó. Xử lý nguồn clorua, sửa chữa bê tông, và xem xét màng chống thấm trên mặt sàn như một phần của dự án.