Hệ thống sợi carbon gia cường polymer (CFRP) được sử dụng rộng rãi để gia cường kết cấu, mang lại tỷ lệ cường độ trên trọng lượng cao và khả năng chống ăn mòn. Tuy nhiên, việc thi công thành công đòi hỏi tuân thủ nghiêm ngặt các quy trình đã được thiết lập. Ngay cả những sai lệch nhỏ cũng có thể ảnh hưởng đến tính toàn vẹn của liên kết và hiệu suất lâu dài. Bài viết này nêu ra các lỗi thường gặp khi thi công CFRP và các chiến lược thực tế để tránh chúng, dựa trên các tiêu chuẩn ngành như ACI 440.2R-17.
Chuẩn bị bề mặt không đầy đủ
Liên kết giữa CFRP và nền phụ thuộc vào việc chuẩn bị bề mặt thích hợp. Một lỗi phổ biến là loại bỏ không hoàn toàn lớp vữa yếu, bụi, dầu mỡ hoặc lớp phủ hiện có. Các tạp chất ngăn cản sự thấm và bám dính của epoxy, dẫn đến bong tróc. Bề mặt bê tông phải được phun cát hoặc mài cơ học để đạt được bề mặt sạch, lỗ rỗng hở với cường độ kéo bóc tối thiểu 1,5 MPa (theo ACI 440.2R). Tránh đánh bóng quá mức vì có thể bịt kín lỗ rỗng. Luôn kiểm tra độ sạch bề mặt bằng mắt thường và thử nghiệm kéo bóc bằng băng dính trước khi sơn lớp lót.
Pha trộn không đúng cách và quản lý thời gian sống kém
Nhựa epoxy là hệ thống hai thành phần yêu cầu tỷ lệ pha trộn chính xác. Các lỗi bao gồm sử dụng tỷ lệ sai, trộn không đều, hoặc vượt quá thời gian sống. Epoxy thiếu chất xúc tác sẽ không đóng rắn đúng cách; thừa chất xúc tác có thể đóng rắn quá nhanh, giảm khả năng thi công. Luôn sử dụng cân hiệu chuẩn hoặc thiết bị đo lường. Trộn kỹ trong thời gian nhà sản xuất quy định, cạo sạch thành và đáy thùng. Làm việc theo mẻ nhỏ để tránh lãng phí và loại bỏ vật liệu đã quá thời gian sống. Nhiệt độ và độ ẩm ảnh hưởng đến thời gian sống — điều chỉnh kích thước mẻ cho phù hợp.
Thi công sơn lót và sơn bão hòa không đúng cách
Thi công sơn lót hoặc sơn bão hòa với độ nhớt hoặc kỹ thuật sai có thể gây kẹt khí hoặc thấm ướt không hoàn toàn. Một số thợ thi công sơn lớp quá dày, dẫn đến tích tụ nhiệt tỏa nhiệt hoặc bão hòa không đều. Tuân thủ tỷ lệ phủ của nhà sản xuất (thường 0,2–0,5 kg/m²). Sử dụng bay có khía hoặc con lăn để đảm bảo độ dày đồng nhất. Đối với hệ thống ướt, đảm bảo sợi khô được ngấm hoàn toàn — không có điểm trắng hoặc khô. Có thể cần hút chân không cho các tấm dày để loại bỏ lỗ hổng.
Căn chỉnh và định vị sợi kém
CFRP mạnh nhất dọc theo hướng sợi. Sai lệch dù chỉ vài độ cũng có thể làm giảm đáng kể cường độ. Sử dụng dây phấn hoặc tia laser để đánh dấu hướng sợi. Đối với dán tấm, đảm bảo tấm thẳng và ở giữa. Tránh nhăn hoặc bắc cầu qua các chỗ không đều — điều này tạo ra tập trung ứng suất. Nếu dán nhiều lớp, so le các mối nối và duy trì tính liên tục của sợi. Kiểm tra căn chỉnh sau khi dán và trước khi đóng rắn.
Điều kiện đóng rắn không đầy đủ
Quá trình đóng rắn của epoxy phụ thuộc vào nhiệt độ và độ ẩm. Thi công CFRP khi nhiệt độ môi trường hoặc nền dưới mức tối thiểu (thường 10°C hoặc 50°F) làm chậm quá trình đóng rắn và có thể gây liên kết ngang không hoàn toàn. Độ ẩm cao có thể gây ra hiện tượng ửng đỏ (phản ứng amine bề mặt), giảm cường độ liên kết. Theo dõi và ghi lại nhiệt độ, độ ẩm tương đối trong quá trình thi công và suốt thời gian đóng rắn cần thiết. Sử dụng lều, máy sưởi hoặc máy hút ẩm nếu cần. Không chất tải lên kết cấu cho đến khi xác nhận đóng rắn hoàn toàn (ví dụ, bằng độ cứng Barcol hoặc kiểm tra bằng tay).
Bỏ qua chi tiết neo và biên
Bong tróc sớm thường bắt đầu từ các đầu hoặc cạnh không được neo. Các vùng kết thúc không đầy đủ hoặc thiếu neo cơ học có thể dẫn đến bong tróc đầu tấm. ACI 440.2R khuyến nghị quấn U hoặc neo chốt tại các điểm kết thúc. Đối với gia cường uốn, kéo dài CFRP vượt quá điểm kết thúc lý thuyết và cung cấp đủ neo đầu. Đảm bảo góc bo tròn (≥13 mm) để tránh tập trung ứng suất. Kiểm tra neo về độ sâu và mô-men xoắn thích hợp.
Bằng cách giải quyết các lỗi phổ biến này thông qua lập kế hoạch cẩn thận, đào tạo và kiểm soát chất lượng, thợ thi công có thể đạt được gia cường CFRP đáng tin cậy và bền vững. Luôn tuân thủ hướng dẫn của nhà sản xuất và các tiêu chuẩn liên quan; ghi chép từng bước để truy xuất nguồn gốc.