Thanh & Que Sợi Carbon cho Gia Cường bằng Lắp Đặt Gần Bề Mặt (NSM)
CFRP đùn kéo Ø 6–12 mm, dán vào rãnh cắt trong lớp bê tông bảo vệ của cấu kiện bê tông, gỗ hoặc khối xây hiện hữu.
Sản phẩm này là gì — và không phải là gì
FSB (thanh) và FSR (que) là các biên dạng polymer cốt sợi carbon (CFRP) đùn kéo, cung cấp ở Ø 6, 8, 10 và 12 mm. Cả hai bản dữ liệu kỹ thuật đều mô tả chúng theo cùng một cách: laminate CFRP được thiết kế để gia cường các kết cấu bê tông, gỗ và khối xây — nâng khả năng chịu tải của một cấu kiện đã có sẵn, sửa chữa hư hỏng, hoặc khắc phục một sai sót thiết kế hay thi công.
Cách sử dụng thông thường là NSM — lắp đặt gần bề mặt: một rãnh được cắt vào lớp bê tông bảo vệ, thanh được đặt vào lớp keo, và rãnh được đổ đầy ngang mặt. Thanh nằm bên trong lớp bê tông bảo vệ thay vì dán trên bề mặt, nên được bảo vệ khỏi va đập, tiếp xúc với lửa và phá hoại, còn bề mặt hoàn thiện thì gần như không đổi.
Sản phẩm này không phải là gì. Đây không phải là vật thay thế cho cốt thép trong một công trình mới. Cả hai bản dữ liệu kỹ thuật của chúng tôi chỉ đề cập đến gia cường — chúng không nói gì về việc dùng làm cốt thép chịu lực chính, và không nói gì về môi trường biển, hầm hay phòng MRI. Nếu đó là ứng dụng của bạn, hãy cho chúng tôi biết và chúng tôi sẽ nói thẳng liệu có thể hỗ trợ bằng dữ liệu thử nghiệm hay không. Chúng tôi thà mất đơn hàng còn hơn bán cho bạn một thanh trái với bản dữ liệu kỹ thuật không bao quát công việc đó.
| Tính chất | Giá trị |
|---|---|
| Models | FSB (bar) / FSR (rod) |
| Diameter | Ø 6 / 8 / 10 / 12 mm |
| Colour | Black |
| Dry Fibre Tensile Strength | FSB 4,900 MPa · FSR 5,100 MPa |
| Tensile Strength — mean | FSB 2,000 MPa · FSR 2,400 MPa (EN 2561) |
| Tensile Strength — design | FSB 1,670 MPa · FSR 1,750 MPa |
| Tensile Elastic Modulus | FSB 165 GPa · FSR 150 GPa (EN 2561) |
| Elongation at Break | 1.5% (EN 2561) |
| Fibre Content | FSB min 68% · FSR min 65% |
| Glass Transition Temperature | Tg min 100°C |
| Density | 1.6 g/cm³ |
| Packaging | 6 m / 12 m or customised |
| Storage | Dry, out of direct sunlight, −5°C to +35°C |
| Shelf Life | 2 years |
Khi Nào Thanh NSM Là Câu Trả Lời Đúng
Sàn cần chịu tải nhiều hơn
Một sàn đang chuyển từ tải trọng văn phòng sang tải trọng kho bãi, hoặc một sàn vốn được xây nhẹ. Rãnh chạy theo phương nhịp, và lớp hoàn thiện phủ kín chúng.
Dầm thiếu khả năng chịu uốn
Rãnh chạy dọc mặt chịu kéo. Vì thanh nằm bên trong lớp bê tông bảo vệ thay vì trên bề mặt, phần gia cường chịu được va đập và mài mòn mà một tấm dán ngoài bề mặt sẽ bị hư hại.
Chịu cắt tại bụng dầm
Rãnh ngắn cắt xiên qua bụng dầm, thanh được đặt và đổ đầy ngang mặt, khoảng cách theo chi tiết của kỹ sư. Một giải pháp khả thi ở nơi không thể quấn U trọn vẹn quanh do vướng sàn.
Dầm và xà gỗ
Cả hai bản dữ liệu kỹ thuật đều liệt kê gỗ. Một thanh được đặt vào rãnh phía trên hoặc phía dưới của xà gỗ cũ giúp tăng khả năng chịu tải mà không thay đổi tiết diện nhìn thấy — hữu ích khi bản thân gỗ là chi tiết kiến trúc.
Tường, trụ và vòm khối xây
Thanh đặt vào mạch vữa đã khoét sâu hoặc vào rãnh cắt. Thanh đủ mảnh để ẩn trong mạch vữa, nên bề mặt có thể trát vữa mạch lại đúng như hình dạng ban đầu.
Sửa lại cái đã xây sai
Một cấu kiện bị thiếu cốt khi thi công, hoặc một lỗ xuyên qua nó được đục sau đó. Cả hai bản dữ liệu kỹ thuật đều nêu tên việc sửa chữa khiếm khuyết là một mục đích sử dụng dự kiến.
FSB hay FSR — và so với thép thì thế nào
| Model | Đây là gì | Chọn khi nào |
|---|---|---|
| FSB | Thanh sợi carbon. Cường độ chịu kéo trung bình 2.000 MPa, giá trị thiết kế 1.670 MPa, mô đun 165 GPa, hàm lượng sợi tối thiểu 68%. | Độ cứng quan trọng hơn cường độ thuần túy. Gia cường NSM thường bị chi phối bởi mức võng của cấu kiện trước khi thanh thực sự phát huy tác dụng, nên thanh cứng hơn là lựa chọn mặc định. |
| FSR | Que sợi carbon. Cường độ chịu kéo trung bình 2.400 MPa, giá trị thiết kế 1.750 MPa, mô đun 150 GPa, hàm lượng sợi tối thiểu 65%. | Bạn bị giới hạn bởi cường độ chứ không phải độ cứng — rãnh ngắn, hoặc chi tiết mà 80 MPa cường độ thiết kế thêm vào vừa đủ bù khoảng cách. Lưu ý sự đánh đổi: mạnh hơn 20% về giá trị trung bình, nhưng kém cứng hơn 9%. |
| So với thép | Thanh sợi carbon | Ý nghĩa thực tế tại công trường |
|---|---|---|
| Cường độ thiết kế | 1.670–1.750 MPa, so với khoảng 500 MPa của thép B500 | Khoảng 3,3 đến 3,5 lần thép, tính theo giá trị thiết kế. Bạn sẽ thấy con số ‘mạnh hơn thép 5–7 lần’ trên trang của đối thủ — và, trước khi trang này được viết lại, cả trên trang của chúng tôi. Tỷ lệ đó chỉ xuất hiện khi so sánh con số sợi khô với thép, mà không ai có thể thi công bằng con số sợi khô. |
| Trọng lượng | 0,045–0,181 kg/m, so với 0,222–0,888 kg/m của thép cùng đường kính | Chỉ bằng chưa tới một phần năm trọng lượng, cùng đường kính (khối lượng riêng 1,6 so với 7,85 g/cm³). Một người có thể vác một đoạn Ø 12 dài 12 m. |
| Độ cứng | 150–165 GPa, so với khoảng 200 GPa của thép | Kém cứng hơn thép, không phải hơn. Đây là con số mà hầu hết mọi người hiểu sai. Thanh mạnh hơn thép rất nhiều nhưng hơi đàn hồi hơn, nên độ võng và bề rộng vết nứt — chứ không phải đứt gãy — thường quyết định lượng khả năng chịu tải có thể tăng thêm. |
| Độ dẻo | Không có. Tuyến tính cho đến khi phá hoại, tại độ giãn dài 1,5% | Thép chảy dẻo và báo trước; sợi carbon thì không. Mọi tiêu chuẩn thiết kế FRP đều xử lý điều này bằng cách đảm bảo bê tông hoặc liên kết dính bám là yếu tố quyết định phá hoại, không bao giờ là thanh. |
| Uốn tại công trường | Không thể | Nhựa đã đóng rắn sẵn. Thanh NSM thẳng và luôn giữ thẳng — điều này không phải là bất lợi, vì rãnh cũng thẳng. |
| Ăn mòn | Không có | Đây là lợi thế thật sự, và là một phần lý do thanh phù hợp với môi trường ẩm trong nhà và mặt cầu rải muối chống băng. Nhưng bản dữ liệu kỹ thuật của chúng tôi không đề cập môi trường biển, hầm hoặc phòng MRI như một trường hợp thiết kế, nên chúng tôi không chào bán cho các ứng dụng đó. |
Cả hai model đều có Ø 6, 8, 10 và 12 mm, dài 6 m và 12 m hoặc cắt theo đơn hàng. Ngoài hàm lượng sợi, hai model có chung độ giãn dài khi đứt (1,5%), khối lượng riêng (1,6 g/cm³) và nhiệt độ chuyển hóa thủy tinh (tối thiểu 100 °C).
Mọi thứ trên trang này là tính chất vật liệu lấy từ bản dữ liệu kỹ thuật của chúng tôi. Đây không phải là một thiết kế. Kích thước rãnh, khoảng cách thanh, chiều dài neo và loại keo đều phải được kỹ sư của bạn kiểm tra theo tiêu chuẩn bạn đang áp dụng — ACI 440.2R ở Bắc Mỹ, EN 1992-1-1 Phụ lục J ở châu Âu.
Kích Thước, Trọng Lượng và Lực Kéo Thiết Kế
Bốn đường kính, trọng lượng so với thép, và một thanh chịu được bao nhiêu
| Ø thanh (mm) | Diện tích danh nghĩa (mm²) | Khối lượng CFRP (kg/m) | Khối lượng thép, cùng Ø (kg/m) | Lực thiết kế FSB (kN) | Lực thiết kế FSR (kN) |
|---|---|---|---|---|---|
| 6 | 28.3 | 0.045 | 0.222 | 47.2 | 49.5 |
| 8 | 50.3 | 0.080 | 0.395 | 83.9 | 88.0 |
| 10 | 78.5 | 0.126 | 0.617 | 131.2 | 137.4 |
| 12 | 113.1 | 0.181 | 0.888 | 188.9 | 197.9 |
Diện tích là diện tích hình tròn đơn giản πd²/4. Khối lượng tính theo khối lượng riêng trong bản dữ liệu kỹ thuật 1,6 g/cm³, so với 7,85 của thép. Lực thiết kế bằng cường độ chịu kéo thiết kế nhân với diện tích — 1.670 MPa cho FSB, 1.750 MPa cho FSR. Đó là lực trong bản thân thanh, và là giới hạn trên: trong một công trình NSM, liên kết dính bám giữa thanh, keo và bê tông thường nhường trước, nên lực mà kỹ sư của bạn có thể tin cậy được quyết định bởi rãnh và chiều dài dính bám, chứ không phải bởi hai cột này.
Từ con số nổi bật đến con số dùng để thiết kế
| Model | Sợi khô (MPa) | Cường độ chịu kéo trung bình, EN 2561 (MPa) | Cường độ chịu kéo thiết kế, EN 2561 (MPa) | Giá trị thiết kế là bao nhiêu phần trăm sợi khô | Mô đun (GPa) | Biến dạng tại ứng suất thiết kế |
|---|---|---|---|---|---|---|
| FSB | 4900 | 2000 | 1670 | 34% | 165 | |
| FSR | 5100 | 2400 | 1750 | 34% | 150 |
Đọc từng hàng từ trái sang phải, và điểm mấu chốt rất khó bỏ qua: con số dùng để thiết kế chỉ bằng khoảng một phần ba con số nổi bật. Con số sợi khô là bản thân sợi, trước khi được nhúng vào nhựa — nó không phải là tính chất của thanh và không thể dùng cho bất cứ việc gì. Giá trị trung bình là mức trung bình của lô thử nghiệm, nghĩa là một nửa số mẫu thử cho kết quả thấp hơn nó. Giá trị thiết kế là phần còn lại sau khi đã trừ đi độ phân tán đó. Cột cuối cùng cũng đáng nhìn lại lần nữa: độ giãn dài khi đứt là 1,5%, nên tại ứng suất thiết kế, thanh đã dùng hết 67% (FSB) hoặc 78% (FSR) biến dạng mà nó có.
Đây là tính chất của thanh, không phải của hệ thống. Một hệ NSM phá hoại tại điểm yếu nhất trong bốn yếu tố — thanh, keo, liên kết dính bám với bê tông, hoặc lớp bê tông bảo vệ bị bong tách. Thanh gần như không bao giờ là yếu tố yếu nhất. Hãy hỏi kỹ sư của bạn yếu tố nào chi phối trước khi tính toán bất cứ gì từ bảng này.
Lắp Đặt Thanh NSM trong Sáu Bước
Tìm cốt thép trước khi cắt
Dò lớp bê tông bảo vệ bằng máy dò cốt thép và đánh dấu các thanh cốt hiện hữu. Một rãnh cắt trúng đai hoặc thanh chủ gây hại nhiều hơn mức gia cường có thể bù lại. Đặt đường rãnh sao cho tránh chúng, và nếu điều đó là không thể, hãy nói ra trước khi cắt chứ không phải sau.
Cắt rãnh
Cắt khô bằng lưỡi kim cương kèm hút bụi chân không, hai đường cắt song song, sau đó đục bỏ phần giữa. Quy tắc kinh nghiệm phổ biến là rãnh vuông có cạnh khoảng 1,5 lần đường kính thanh, nhưng hãy lấy kích thước từ kỹ sư của bạn — nó phụ thuộc vào loại keo và lớp bê tông bảo vệ thực tế bạn có. Rãnh phải nằm trong phạm vi lớp bê tông bảo vệ: đó là một rãnh, không phải một khoang cắt vào tiết diện chịu lực.
Vệ sinh đúng cách
Thổi bụi và vụn cắt bằng khí nén không lẫn dầu, sau đó để khô. Keo bám dính vào bê tông chắc, không bám vào bụi cưa. Kiểm tra nền có khô hay không — phương pháp tấm nhựa theo ASTM D4263 cho biết độ ẩm có đang bốc lên hay không, dù nó không cho một con số phần trăm cụ thể.
Đổ nửa rãnh, đặt thanh, đổ đầy
Đổ keo neo vào khoảng nửa rãnh, ấn thanh vào cho đến khi keo trồi lên quanh thanh, rồi đổ đầy ngang mặt. Lắc nhẹ thanh khi đặt giúp đẩy hết không khí bị kẹt ra ngoài. Thanh phải được keo bao quanh cả bốn mặt, chứ không phải nằm trên đáy một rãnh khô.
Tôn trọng thời gian thi công của keo
Thời gian thi công của keo được công bố ở 23 °C cho một mẻ trộn nhỏ. Trên sàn nóng, hoặc với một mẻ lớn trộn chung một xô, thời gian đó sẽ ngắn hơn đáng kể. Trộn lượng bạn có thể đặt xong, và đặt hết lượng bạn đã trộn.
Để yên trong khi keo đóng rắn
Không tải trọng, không khoan gần đó, không rung động cho đến khi keo đạt độ đóng rắn ghi trong bản dữ liệu kỹ thuật. Sau đó hoàn thiện lại bề mặt. Vì thanh nằm bên trong lớp bê tông bảo vệ, cấu kiện hoàn thiện trông gần như không đổi — thường đó chính là lý do NSM được chọn thay vì tấm dán ngoài ngay từ đầu.
Câu Hỏi Thường Gặp
Tôi có thể dùng cái này thay cho cốt thép trong một công trình mới không?
Bản dữ liệu kỹ thuật của chúng tôi không đề cập đến việc đó. Cả hai đều mô tả FSB và FSR là laminate CFRP dùng để gia cường bê tông, gỗ và khối xây hiện hữu — chúng không nói gì về cốt thép chịu lực chính, và không nói gì về môi trường biển, hầm hay phòng MRI. Một số thanh FRP được chứng nhận cho cốt thép chịu lực chính theo các tiêu chuẩn như ASTM D7957 cho sợi thủy tinh. Sản phẩm của chúng tôi không được chào bán trên cơ sở đó. Hãy hỏi chúng tôi và chúng tôi sẽ nói rõ dữ liệu thử nghiệm nào đang có, thay vì đoán mò.
Vì sao cường độ thiết kế lại thấp hơn nhiều so với con số 4.900 MPa trên trang bìa bản dữ liệu kỹ thuật?
Vì 4.900 MPa là sợi khô, trước khi được nhúng vào nhựa. Thanh là sợi cộng với nền nhựa, mà nền nhựa gần như không chịu kéo. Đo như một thanh theo EN 2561, FSB đạt trung bình 2.000 MPa, và giá trị thiết kế sau khi trừ đi độ phân tán của lô là 1.670 MPa — khoảng một phần ba con số nổi bật. Mọi bản dữ liệu kỹ thuật CFRP trung thực đều có khoảng cách này. Những bản chỉ in con số lớn đang hy vọng bạn sẽ không hỏi.
FSR mạnh hơn FSB. Vậy tại sao tôi lại chọn FSB?
Vì FSB cứng hơn: 165 GPa so với 150 GPa. Trong hầu hết các trường hợp gia cường NSM, cấu kiện đã võng từ lâu trước khi bất kỳ thanh nào tiến gần tới cường độ của nó, nên độ cứng mới là yếu tố giới hạn tải trọng có thể thêm vào — và phần cường độ dôi ra của FSR không bao giờ được sử dụng. Chọn FSR khi rãnh ngắn hoặc chi tiết khó khiến cường độ trở thành ràng buộc quyết định.
Có thể uốn nó theo hình dạng không?
Không. Nhựa đã đóng rắn, nên thanh thẳng và luôn giữ thẳng. Nó không thể uốn tại công trường và chúng tôi không cung cấp dạng uốn sẵn. Với NSM, điều này hiếm khi là vấn đề, vì rãnh cũng thẳng.
Loại keo nào dùng để đổ vào rãnh?
Một loại keo neo epoxy. FIS FIX của chúng tôi là lựa chọn thường đi kèm và chúng tôi sẽ báo giá cùng với thanh. Việc chọn keo không phải chỉ để cho có — trong hầu hết mọi hệ NSM, chính liên kết dính bám, chứ không phải thanh, là yếu tố chi phối, nên keo đảm nhận ít nhất là ngang bằng phần việc của sợi carbon.
Nó ứng xử thế nào khi có cháy?
Nhiệt độ chuyển hóa thủy tinh tối thiểu là 100 °C, và trên nhiệt độ chuyển hóa thủy tinh, cả nền nhựa lẫn keo đều mềm đi, khiến thanh mất khả năng truyền lực. Việc nằm bên trong lớp bê tông bảo vệ có giúp ích, và đó là lợi thế thật sự so với một tấm dán ngoài bề mặt, nhưng đó không phải là một cấp chịu lửa. Trường hợp cháy cần một kỹ sư thiết kế giả định rằng phần gia cường đã mất tác dụng và kiểm tra xem cấu kiện chưa gia cường có còn chịu được tổ hợp tải trọng cháy hay không.
Có những chiều dài nào, và bảo quản ra sao?
Chiều dài thẳng tiêu chuẩn 6 m và 12 m, hoặc cắt theo chiều dài rãnh của bạn. Bảo quản nơi khô ráo, tránh nắng trực tiếp, ở nhiệt độ từ −5 đến +35 °C. Hạn sử dụng là hai năm.
Các bạn có báo cáo thử nghiệm, hay chỉ có bản dữ liệu kỹ thuật?
Bản dữ liệu kỹ thuật mang các giá trị cường độ chịu kéo và mô đun theo EN 2561, cả trung bình và thiết kế, cho cả hai model. Nếu kỹ sư của bạn cần báo cáo gốc, hãy hỏi và chúng tôi sẽ yêu cầu từ dây chuyền sản xuất — thay vì nói rằng nó tồn tại trong khi chúng tôi chưa từng thấy nó.
Tài liệu & Tải xuống
Hai bản dữ liệu kỹ thuật, mỗi model một bản
TDS-FSB cho thanh và TDS-FSR cho que. Mỗi bản mang giá trị sợi khô, trung bình và thiết kế của cường độ chịu kéo, mô đun theo EN 2561, hàm lượng sợi, độ giãn dài, khối lượng riêng, nhiệt độ chuyển hóa thủy tinh, đóng gói và bảo quản. Cả hai đều có trên trang này.
Những gì cố ý không có trong đó
Không có con số cường độ dính bám, không có bảng chiều dài neo và không có cấp chịu lửa. Những thứ đó thuộc về keo và về tiêu chuẩn thiết kế, không thuộc về thanh. Nếu một nhà cung cấp đưa cho bạn một thiết kế NSM hoàn chỉnh lấy thẳng từ bản dữ liệu kỹ thuật của thanh, hãy coi đó là dấu hiệu cảnh báo chứ không phải một dịch vụ.
Yêu Cầu Báo Giá
Gửi cho chúng tôi thông tin cấu kiện, khả năng chịu tải thêm bạn cần và khoảng cách rãnh mà kỹ sư của bạn dự kiến. Chúng tôi sẽ phản hồi với đường kính, model và số mét — kèm theo bản dữ liệu kỹ thuật, để kỹ sư của bạn có thể kiểm tra con số của chúng tôi thay vì chỉ tin lời chúng tôi nói.
