Tăng cường và sửa chữa kết cấu nhịp cầu bêtông cốt thép cũ

Mở đầu
Việc tăng cờng và sửa chữa kết cấu nhịp cầu bêtông cốt thép cũ có thể
áp dụng đơn lẻ hoặc kết hợp nhiều phơng pháp khác nhau nh sau: Thay
đổi sơ đồ tĩnh học của kết cấu, đặt thêm cốt thép và đổ bêtông bổ sung,
đặt hệ thống tăng đơ và gông. Gần đây một số phơng pháp còn đợc coi
là mới, cha áp dụng hoặc mới bắt đầu áp dụng ở nớc ta nh dùng
bêtông phun, đặt thêm cốt thép d ứng lực ngoàI, tiêm vữa hoặc keo vào
vết nứt, dùng bê tông polymer, dán thêm bản thép ngoàI, hoặc dán thêm
bản CFRP v.v.
Lựa chọn giải pháp và công nghệ sửa chữa, tăng cờng cầu BTCT cũ trên
Đờng sắt Việt nam (ĐSVN) trớc tiên cần thiết phải lu ý một số điều kiện
quan trọng sau đây:
Quá trình tiến hành sửa chữa, tăng cờng cầu vẫn phải đảm bảo an toàn
cho tầu chậy bình thờng theo biểu đồ quy định chung của ĐSVN.
Các cầu BTCT trên đờng sắt là những cầu nhỏ, nhịp giản đơn có khẩu độ
từ 2 - 16 m, mặt cắt ngang gồm 2 phiến. Trong đó chủ yếu là các cầu có
khẩu độ nhịp từ 7 - 13 m.
Giải pháp và công nghệ đa ra phải giải quyết đợc đồng thời cả 5 căn
bệnh tồn tại trên mỗi nhịp dầm bị bệnh: Một là sửa chữa tầng phòng
nớc bị thấm nớc; hai là bịt các vết nứt có độ mở rộng > 0,2 mm; ba là
tăng cờng khả năng bảo vệ của lớp bê tông bảo hộ quá mỏng; bốn là
khôi phục lại mặt cắt ban đầu của dầm do bị phong hoá, tróc vỡ long lở
bê tông dới đáy bầu dầm làm lộ cốt thép; năm là tăng cờng khả năng
chịu tải của dầm đạt tải trọng cấp T-14 không hạn chế tốc độ.
Giải pháp và công nghệ gia cố dầm phải khả thi, phù hợp với năng lực
thực hiện cũng nh bảo dỡng sau gia cố của đội ngũ đông đảo những ngời
thợ cầu có sẵn ở khắp các cung cầu trên mạng lới ĐSVN.
Giá thành sửa chữa, tăng cờng phải thấp dới 30% giá thành thay dầm
mới.
Giải pháp sử dụng bê tông polymer và dán bản thép bên ngoài dầm đã
áp dụng thí điểm lần đầu tiên ở Việt nam tại 4 cầu BTCT cũ trên ĐSVN

(1993-1994) đạt kết quả rất tốt, thỏa mãn những điều kiện đặt ra và lại
kết hợp chữa trị đợc các căn bệnh khác của cầu trong cùng một lần gia
cố. T tởng của giải pháp này là chọn sử dụng vật liệu polymer thay thế
các bộ phận BT bị suy thoái và dán các bản thép vào mặt ngoài chịu kéo
của dầm để tăng cờng khả năng chịu tải. Vật liệu polymer là loại vật liệu
có sức bám dính tuyệt vời đối với BTCT và có thể điều chỉnh đợc thời
gian cho nó tham gia chịu lực cùng với kết cấu đợc gia cố theo ý muốn
của ngời thiết kế. Nội dung chính của giải pháp và công nghệ này đã
thực hiện ở 4 cầu trên ĐSVN vừa qua nh sau:
1
Tráng lên mặt trên máng ballast mặt cầu một lớp vữa polymer có đặt cốt
vải, chiều dầy trung bình là 2 - 3 mm để thay thế tầng phòng nớc cũ bị
hỏng.
Bơm vữa polymer vào tất cả các vết nứt phát hiện đợc trên dầm bằng
máy bơm áp lực cao (tối đa đến 100 atmosphere).
Loại bỏ lớp bê tông bị phong hoá dới đáy các bầu dầm, chải gỉ cốt thép
rồi đổ bê tông polymer bảo vệ, đồng thời tạo ra trớc một bề mặt bằng
phẳng cho việc dán bản thép tiếp theo.
Dán các bản thép dầy từ 6 - 10 mm dới đáy các phiến dầm. Tuỳ theo khả
năng chịu tải của từng cầu mà dán một lớp hay nhiều lớp bản thép. Ví dụ
ở cầu Km 995 dán 2 lớp bản thép mỗi lớp dầy 6 mm, ở cầu Km 410, Km
411, Km 983 dán một lớp bản thép dầy 6 mm. Thay vì dán các bản thép
ngoài có thể dán các tấm CFRP .v.v.
Quét sơn polymer (chọn loại sơn dung môi) bảo vệ toàn bộ các nhịp dầm
(cầu Km 983 & cầu Km 995) để ngăn ngừa tác nhân xâm thực của môi tr -
ờng, đặc biệt là sự xâm nhập ion CL
-
vào bê tông. Lớp sơn này rất có ý
nghĩa bởi vì hiện tạI hầu hết các dầm cầu BTCT trên tuyến có lớp phòng
hộ quá mỏng.

Kết quả kiểm tra sau 6 năm khai thác sử dụng các cầu BTCT đờng sắt đ-
ợc sửa chữa, tăng cờng bằng giải pháp sử dụng bê tông polymer và dán
bản thép ngoài cho thấy: các vết nứt trớc khi gia cố dầm đến nay vẫn
không thấy xuất hiện trở lại; bản thép vẫn bám chặt chẽ với đáy dầm
BTCT nh lúc mới gia cố, không thấy xuất hiện vết nứt bong tách; ứng
suất các bản thép tăng cờng ở 4 cầu khi có hoạt tải đạt trung bình 125
kg/cm
2
; tầng phòng nớc làm việc tốt, không thấy có dấu hiệu dột hoặc
thấm nớc; lớp sơn phủ bảo vệ dầm BTCT vẫn còn tốt.
Nội dung chuyên đề này bao gồm:
Giới thiệu về công nghệ bê tông polymer và dán bản thép.
Trình bầy các nghiên cứu thực nghiệm ngoàI nớc và trong nớc về công
nghệ này.
2
1 Chơng 1
sử dụng vật liệu polymer để sửa chữa và tăng c-
ờng dầm cầu btct cũ
1.1 Khái niệm chung
1.1.1 Các phơng pháp để sửa chữa cầu BTCT có thể phân loại theo mục
đích của chúng nh sau:
Sửa chữa để nâng cao tuổi thọ và độ tin cậy kết cấu.
Sửa chữa để khôi phục khả năng chịu tải của kết cấu.
Các phơng pháp dùng vữa xi măng thờng hoặc dùng bêtông thờng cốt
liệu nhỏ để lấp các vết nứt, các chỗ nứt vỡ bêtông thờng không có hiệu
quả. Do co ngót và do dính bám không đủ giữa lớp bêtông cũ và lớp áo
bêtông mới nên các lớp áo mới đều dần dần bị bong ra, nớc ma và hơi
ẩm tụ lại trong các khe hở giữa hai lớp bêtông cũ, mới gây tác hại xấu
đến bêtông cũ và cốt thép. Đối với các cầu đang có xe tầu qua lại gây
rung động và biến dạng thì biện pháp sửa chữa này càng không có hiệu

quả.
Hiện nay ở nhiều nớc đã trám lấp các vết nứt nhỏ bằng các loại sơn, còn các vết
nứt lớn thì cũng cần trám trớc bằng vữa xi măng rồi sơn phủ. Nhng biện pháp
này cũng kém hiệu quả. Để lựa chọn phơng pháp (Công nghệ, vật liệu) sửa
chữa phải căn cứ vào đặc điểm của h hỏng.
1.2 Phân loại h hỏng để sửa chữa
Có thể phân loại h hỏng thành 3 loại:
1.2.1 Loại 1.
Gồm những h hỏng mà không làm giảm cờng độ chịu nén thực tế và tuổi
thọ kết cấu (Ví dụ kết cấu có các vết rỗ bề mặt nhỏ, các vết nứt ch a rộng
quá 0,2mm, các sứt vỡ mà không lộ cốt thép).
1.2.2 LoạI 2.
Gồm những h hỏng làm giảm tuổi thọ kết cấu. Ví dụ kết cấu có các vết
nứt rộng hơn 0,2mm, các vết nứt vỡ lộ cốt thép, các vết ăn mòn bêtông
v.v
1.2.3 LoạI 3.
Gồm các h hỏng làm giảm khả năng chịu lực của kết cấu (Ví dụ: kết cấu
có vết nứt nghiêng trong sờn dầm, các vết nứt nằm ngang ở chỗ tiếp giáp
phần sờn dầm với phần bản cánh, các vết sứt vỡ và rỗ lớn ở vùng bêtông
chịu nén ở mặt cắt v.v ).
3
Những h hỏng LoạI 1 không đòi hỏi các biện pháp đặc biệt nhng nên
khắc phục sớm, duy tu bảo dỡng định kỳ. Các h hỏng LoạI 2 cần đợc sửa
chữa để tăng tuổi thọ, do đó các vật liệu dùng để sửa chữa cấn có tính
chất bảo vệ cao. Đối với các h hỏng Loại 3 cần phải tìm cách khôi phục
khả năng chịu lực của kết cấu theo các dấu hiệu cụ thể, do đó các vật
liệu và công nghệ sửa chữa cần phải đảm bảo có cờng độ tốt.
Theo các tiêu chuẩn hiện nay, các vật liệu và công nghệ để sửa chữa
chủ yếu nhằm loại bỏ các h hỏng Loại 1 và LoạI 2, bởi vì muốn loại bỏ h
hỏng Loại 3 thì phải có đồ án thiết kế cá biệt sửa chữa cụ thể.

1.3 Phân loại vật liệu sửa chữa
Có thể phân thành 2 nhóm vật liệu:
1.3.1 Nhóm I:
Các vật liệu mà sau khi bám vào bêtông cũ của kết cấu thì tạo ra lớp áo cứng
có tính chất gần giống đá xi măng. Chúng đợc dùng để sửa chữa các h hỏng
trên đoạn kết cấu có biến dạng nhỏ, kể cả các vết nứt có độ rộng biến đổi dới
tác động hoạt tải đến mức 0,1mm, cũng nh các vết nứt trong các dầm dự ứng
lực dọc theo cốt thép thờng và các vết nứt do co ngót. Để sửa chữa kết cấu
cầu nên dùng vữa xi măng - cát, vữa xi măng polymer (Vữa hoặc sơn), các
chất kết dính trên cơ sở keo tổng hợp hữu cơ.
1.3.2 Nhóm II:
Gồm các chất có thành phần cao su, có tính dẻo, không bị phá hoại khi
bị biến dạng lớn. Loại vật liệu này chủ yếu đợc dùng để trám vá các vết
nứt có độ rộng biến đổi lớn hơn hay bằng 0,2mm. Ví dụ vật liệu kết hợp
cao su - bitum. Các kết cấu nhịp chịu môi trờng xâm thực nên đợc bảo vệ
chống rỉ bằng các chất trên cơ sở êpôxy, keo peclovinyl và sơn silíc hữu
cơ. Để tăng cờng khả năng bảo vệ và làm đẹp bề ngoài của kết cấu cầu
BTCT nên dùng loại sơn đặc biệt trên cơ sở chất polivinyl axetat hoặc
sơn tổng hợp. Các chất này thẩm thấu vào các mao quản của lớp bê tông
bảo vệ và cũng dùng để trám bịt các vết nứt nhỏ.
1.4 bảo vệ bê tông bằng Lớp phủ polymer
1.4.1 Khả năng áp dụng các lớp phủ polymer
Trong các kết cấu xây dựng hiện đại (Cầu, nhà, công trình thuỷ lợi) lớp
phủ pôlyme thờng đợc sử dụng để bảo vệ kết cấu BTCT làm việc trong
môi trờng ăn mòn nhằm tăng cờng tính ổn định hoá học, tính ổn định
không khí, ổn định với nớc, v.v.
Để giảm nhẹ giá thành của các loại pôlyme nh êpôxy thông thờng ngời ta
trộn êpôxy với nhựa rẻ hơn nh: Nhựa phuranic.
4
ở Mỹ thờng dùng nhựa êpôxy trộn với phuranic theo tỷ lệ 50 - 52% (theo

khối lợng). ở Đức thờng dùng hỗn hơp êpôxy, phuranic (FAFĐ-8) và trộn
với phenolfocmadêhyt 2FP-1.
Theo các số liệu nghiên cứu tại Anh sử dụng nhiên liệu sơn caosu clo
hoá, chất phủ này áp dụng trong một số công trình nền móng, kết cấu
BTCT ở vùng ven biển và kết cấu làm việc trong môi trờng có tác dụng
vật lý và cơ học cao. Lớp phủ trên cơ sở cao su clo hoá sẽ bền, kinh tế
và có ý nghĩa thực tế.
ở Nga chủ yếu sử dụng các lớp phủ trên cơ sở các polyme cơ bản:
Polieste, phuranic, nhựa phenol và epôxy. Tuy nhiên trong các trờng hợp
thông thờng có thể dùng lớp phủ là hỗn hợp của cao su và êpôxy (Tỷ lệ
cao su là 5%).
Khi sử dụng các lớp phủ kể trên cần lu ý 2 vấn đề:
Hệ số giãn nở về nhiệt rất lớn (0,0005-0,0007) so với BTCT là 0,000011.
Nh vậy khi sử dụng rất có thể trong lớp phủ sẽ xuất hiện ứng suất nhiệt.
Độ bền của polymer trong điều kiện nhiệt đới ẩm đã đợc xác định là đảm
bảo, xong với những loại nhựa cụ thể cần đợc kiểm tra kỹ giới hạn bền
khí hậu.
ở Việt nam lần đầu tiên vào năm 1993 đã sử dụng sơn polymer dung môi
quét phủ bảo vệ toàn bộ các nhịp dầm BTCT cầu Km 983 & cầu Km 995
tuyến ĐSTN để ngăn ngừa tác nhân xâm thực của môi trờng, đặc biệt là
sự xâm nhập ion CL
-
vào bê tông. Lớp sơn này rất có ý nghĩa bởi vì hiện
tạI hầu hết các dầm cầu BTCT trên tuyến có lớp phòng hộ quá mỏng.
Qua thời gian sử dụng cho đến nay lớp phủ sơn polymer tỏ ra rất hiệu
quả.
1.5 Phân loại lớp phủ polymer bảo vệ kết cấu BTCT
1.5.1 Các dạng lớp phủ polymer trên bêtông và BTCT
Hiện nay các lớp phủ polymer trên kết cấu bêtông và BTCT đợc chia ra 5
loại sau:

Các loại sơn, lớp màng mỏng, lớp phủ matít, lớp polymer, xi măng,
bêtông và lớp phủ bêtông polymer.
Lớp sơn phủ bảo vệ đợc hình thành bằng cách phủ lên bề mặt kết cấu
BTCT các lớp sơn có thể rắn chắc ở nhiệt độ thờng hoặc nhiệt độ cao.
Lớp sơn bảo vệ chiều dày từ 0,1 - 1mm.
Lớp màng bảo vệ đợc cấu tạo từ các lớp keo, băng đặc biệt có thể dán
lên bề mặt kết cấu BTCT. Chiều dày của chúng đợc xác định từ loại kết
cấu và chất lợng của cuộn băng keo.
5
Lớp matít bảo vệ cấu tạo gồm các thành phần: chất độn rất nhỏ và
polyme. Thành phần chất độn chiếm 40 - 400% theo trọng lợng nhựa
polyme. Chiều dày lớp phủ matít từ 0,5 ữ 3mm.
Lớp phủ polymer xi măng hoặc bêtông polymer tốt hơn lớp phủ matít với
thành phần bao gồm: Cát, đá, xi măng và polyme.
Chiều dày lớp phủ loại này từ 1 ữ 5 cm và đợc xác định tuỳ theo yêu cầu
về kết cấu, cốt liệu và môi trờng ăn mòn.
1.5.2 Các loại polymer cơ bản dùng cho lớp phủ bảo vệ
Polietilen: Có khả năng chống thấm nớc và ổn định hoá học cao.
Polietilen là sản phẩm lỏng, nguyên liệu chủ yếu để chế tạo các cuộn
băng keo bảo vệ, làm việc tốt ở nhiệt độ đến 150
o
C
Nhựa phenolfocmadehyt đợc chế tạo từ phenol và focmadahyt đợc sử
dụng chế tạo sơn bảo vệ.
Nhựa epoxy là loại keo đặc biệt trong thành phần có chất gốc epoxy. Tốt
nhất nên dùng loại epoxy lỏng ED-6, ED-16, ED-20, ED-22 (OOCT
10587-76) hoặc hỗn hợp của epoxy với cao su, phurano và các loại nhựa
khác.
Nhựa Polieste: Có ký hiệu PM1-PN4; PN1-C đến PM10, PM100.
1.5.3 Các loại sơn polymer

Hiện nay sử dụng rộng rãi các loại sơn bảo vệ kết cấu bêtông làm việc
trong vùng khí hậu nhiệt đới ẩm
Sơn polivinilaxetat (BL) đợc chế tạo từ polivinilaxetat với phụ gia epoxy.
Sơn BL có độ ổn định về cờng độ, về thể tích trong môi trờng nớc, dầu và
các dung môi hữu cơ khác. BL đợc dùng nhiều cho các kết cấu BTCT
khai thác trong môi trờng khô ẩm luân hồi.
Sơn peclovinyl (PXB) có các mác PXB-18, PXB-23, PXB-14. Lớp sơn loại
này là 1 loại lớp bảo vệ tốt có triển vọng cho kết cấu BTCT làm việc
trong điều kiện khí hậu ven biển và khí hậu nhiệt đới ẩm.
Sơn silic hữu cơ, có độ ổn định rất cao trong môi trờngkhông khí, nớc.
Hiện nay dang sử dụng rất rộng rãi các loại sơn silic K 10, K 11,
K 94.
Sơn phenolfocmadehyt đặc biệt tốt khi bảo vệ bê tông làm việc trong môi
trờng nớc và môi trờng axít loãng và môi trờng phóng xạ.
Vật liệu sơn epoxy (ELM) đợc sử dụng làm lớp phủ trên bê tông và BTCT.
Tính chất quí giá của loại sơn này là chống ăn mòn rất tốt đối với bê tông
ẩm. ELM trên cơ sở nhựa epoxy có thể bịt kín các vết nứt trong BT và
6
BTCT. Các loại sơn này khi đợc gia nhiệt có thể bịt kín các vết sâu của
bê tông. ở Nga có các loại sơn epoxy làm lớp phủ mác -4100, -4001,
4021, 07-4173, 56, -200, -300.
Sơn nairitto (NLM) có thành phần nh sau: Naitito 15%, oxytitan 7,5, bột
cao lanh 7,5% và một số chất khác.
Các loại sơn kể trên có thể làm việc tốt ở nhiệt độ -30
o
C đến +70
o
C. Theo
kinh nghiệm của Việt nam và các nớc khác, khi sử dụng lớp sơn phủ bảo
vệ tốt nhất nên dùng sơn phenolfocmadehyt và sơn epoxy.

1.6 keo epoxy
1.6.1 Giới thiệu thành phần keo epoxy
Keo epoxy là vật liệu hỗn hợp bao gồm 4 thành phần chính:
Nhựa epoxy
Chất hoá dẻo
Chất độn
Chất hoá rắn.
Ngoài ra một số chất khác có thể đợc thêm vào hỗn hợp lúc cha hoá
cứng để cải thiện một số tính chất của nó tùy theo yêu cầu thiết kế đặc
biệt nh chất phòng lão hoá Trên thị trờng thờng bán sẵn hỗn hợp keo
đã chế sẵn cha pha chất hoá rắn trớc khi dùng thì trộn 2 thành phần đó
với nhau và sử dụng ngay để dán.
1.6.2 Nhựa epoxy
ở Việt nam thờng dùng các loại nhựa epoxy do Nga sản xuất với ký hiệu
ED-20, ED-16, ED-5, ED-6 trong lĩnh vực bảo vệ kết cấu chống ăn mòn.
Nhựa epoxy có hai liên kết hoá học chính là liên kết Các bon - Các bon
(C- C) và ete (-C-0-C-) cùng hai nhóm đặc trng là hyđroxin (OH) và
etylen oxyt ( -C-C-) hay còn gọi là nhóm epoxy.
O
Nhìn vào cấu trúc hoá học nh trên của nhựa epoxy có thể nhận thấy cấu
trúc phân cực của nó. Chính do cấu trúc này mà nhựa epoxy có tính bám
dính tốt với những vật liệu nào cũng có tính phân cực, nhựa epoxy có thể
phản ứng hoá học với các chất hoá rắn và có độ bền cơ lý, độ bền nhiệt
cao.
Những tính chất đáng chú ý nhất của nhựa epoxy là:
Có thể pha trộn với một số chất khác để tạo ra những loại keo dán hoặc
vật liệu dính bám tốt có những tính năng đặc biệt dính bám đợc với nhiều
loại vật liệu khác nhau ( gỗ, thép, bê tông, đá, v.v ).
7
Việc pha trộn trớc lúc sử dụng ở điều kiện trong nhà xởng hoặc ngoài trời

không đòi hỏi các thiết bị phức tạp.
Trong quá trình tác động hoá học với chất hoá rắn không sinh ra nớc hay
các chất bay hơi có thể làm yếu vật liệu đã hoá cứng về mặt độ bền cơ
học hay độ bền nhiệt.
Vật liệu sau khi hoá cứng có tính đồng nhất cao.
Có thể hoá cứng ở nhiệt độ bình thờng (8
0
- 35
0
). Nếu có biện pháp gia
nhiệt đến 100
o
C thì sẽ hoá cứng nhanh hơn nhng sẽ bị dòn hơn.
Có độ co ngót rất nhỏ sau khi hoá rắn (0,15% - 0,40%).
Chống thấm rất tốt.
Có độ bền hoá học, chống đợc nhiều loại hoá chất ăn mòn, nh các loại
axít v.v
Khi sử dụng nhựa epoxy cần quan tâm đến chỉ số epoxy của nhựa. Đó là
một đặc trng cấu tạo đợc tính bằng tỷ lệ phần trăm giữa trọng lợng của
nhóm epoxy so với trọng lợng phân tử của loại nhựa.
Tính năng của một số keo epoxy xem ở bảng 1.
Bảng 1
STT Mác nhựa epoxy Trọng lợng phân tử
(đ.v.o)
Chỉ số epoxy
1
- 5
400 25 - 27
2
- 6

500 14 - 18
3
- 40
600 16 - 21
4
- 13
1500 8 - 10
5
- 15
2500 5 - 7
6
- 16
500 16 - 18
7
- 20
420 19,9 - 22
8
- 22
400 22,9 - 23,5

1.6.3 Chất hoá dẻo
Khi trộn chất hoá dẻo với nhựa epoxy thì có tác dụng làm tăng tính dẻo,
giảm độ co ngót, tăng khả năng chịu rung, chịu va đập, giảm độ nhớt và
kéo dài thời gian thi công của hỗn hợp keo. Cũng có nhiều tr ờng hợp vì
mục đích sử dụng nào đó mà không dùng chất hoá dẻo.
Cần lu ý là việc trộn chất hoá dẻo vào loại nhựa epoxy độ nhớt cao sẽ
làm cho hỗn hợp keo có các tính năng cơ lý tốt hơn. Ngợc lại, nếu trộn
chất hoá dẻo với loại nhựa epoxy độ nhớt thấp lại làm giảm tính năng cơ
lý của keo.
8

Về thành phần hoá học, các chất hoá dẻo là các hợp chất cac buahyđro
và các chất dẫn xuất của chúng có trọng lợng phân tử thấp. Thông dụng
nhất là các chất polyeste peclorovinyl thiorel, dibutia-phtalat. Riêng chất
dibutin phatalat là loại chất hoá dẻo trơ không phản ứng hoá học với
nhựa epoxy mà khi trộn với nhựa epoxy thì chỉ làm giảm độ nhớt của hỗn
hợp keo.
1.6.4 Chất hoá rắn
Tác dụng của các chất hoá rắn là khi đợc trộn với nhựa epoxy thì sẽ phản
ứng hoá học với nhựa epoxy tạo ra hợp chất cứng rắn nhanh.
Những chất hoá rắn đòi hỏi có nhiệt độ cao để phản ứng hoá học với nhựa
epoxy đợc gọi là chất hoá rắn nóng. Đó là các anhydrit axit nh anhydrit
maleic v.v Chúng hầu nh không đợc ứng dụng để sửa chữa kết cấu xây
dựng.
Những chất hoá rắn có phản ứng hoá học với nhựa epoxy ở nhiệt độ th -
ờng (8
o
- 35
o
) đợc gọi là chất hoá rắn nguội. Chúng thờng là các amin với
một hay nhiều nhóm amin, Ví dụ nh: etylen diamin, tetra- etylen
pentamin, dietylen triamin, dimetyl amin Thông dụng nhất là chất
polyetylen polyamin ở thể lỏng, màu vàng nâu, dễ bay hơi và độc hại đối
với sức khoẻ.
Khi sửa chữa cầu bê tông hoặc BTCT nếu thời gian thi công hạn chế do
điều kiện thông xe thì cần làm cho keo epoxy hoá rắn nhanh bằng cách
chọn liều lợng pha trộn chất hoá rắn và điều kiện gia nhiệt thích hợp. Do đó
phải làm thí nghiệm cụ thể cho mỗi tình huống ở hiện trờng. Nói chung, thời
gian hoá rắn tốt nhất ở 20
o
C là 70-150 giờ và ở 80

o
C là 3-4 giờ. Nếu không
muốn gia nhiệt cho keo hoá rắn nhanh thì có thể trộn thêm vào keo một số
chất đặc biệt khác mà theo thí nghiệm sẽ quyết định.
1.6.5 Chất độn:
Việc cho thêm chất độn vào hỗn hợp keo có thể tiết kiệm nhựa epoxy khi
sử dụng keo với khối lợng lớn. Tác dụng chính của chất độn ( có tính chất
gần giống với tính chất của vật liệu kết cấu cần dán keo) là làm tăng khả
năng dính bám của keo với bề mặt của vật liệu kết cấu. Có 2 dạng chất
độn: Dạng bột và dạng sợi. Trộn chất độn sợi amiăng vào hỗn hợp keo
epõy sẽ làm tăng độ bền cơ học của keo. Sử dụng chất độn dạng bột
graphit làm tăng khả năng chịu mài mòn và tự bôi trơn của keo epoxy sau
khi hoá cứng. Để sửa chữa kết cấu bê tông và BTCT thờng dùng chất độn
là bột xi măng khô có mác cao.
Các chất độn dạng bột đợc phân thành 2 nhóm: Nhóm làm tăng độ bền
của keo nh bột sắt, đồng, kẽm, graphit, gang, mica nhóm bột độn trơ
nh bột tale, cao lanh, nhôm, cát hạt mịn
Liều lợng bột độn vào keo do thí nghiệm quyết định tuỳ theo các yêu cầu
cụ thể về phẩm chất của keo, điều kiện chế tạo và sử dụng nó. Nói
9
chung, bột độn cần phải mịn, khô và không lẫn tạp chất để đảm bảo chất
lợng keo.
1.7 Những đIều kiện để sử dụng keo epoxy có hiệu quả
1.7.1 Tình trạng bề mặt bê tông và vết nứt
Bề mặt bê tông và bên trong khe nứt phải sạch và khô. Vì vậy công tác
chuẩn bị bề mặt rất quan trọng. Muốn cho keo dính bám chặt với bề mặt
bê tông và bịt chặt các khe nứt cần phải tẩy bỏ lớp bê tông bị phong hoá
và rửa sạch mọi bụi phấn vãi trên bề mặt bê tông.
Nếu độ ẩm bề mặt bê tông lớn hơn 6% thì keo dính bám kém với bê tông
và sẽ bị bong sớm. Do đó nhất thiết phải sấy khô bề mặt bê tông đến độ

ẩm thấp hơn 5% trớc khi bôi keo.
1.7.2 Độ ẩm của bột xi măng độn
Xi măng càng ẩm thì tốc độ hoá cứng của keo càng chậm và cờng độ keo
càng thấp. Vì vậy phải làm khô độn xi măng trớc khi trộn vào hỗn hợp
keo. Kết quả thí nghiệm ảnh hởng của độ ẩm xi măng đối với chất lợng
keo ghi ở bảng 2.
Bảng 2
Quan hệ độ ẩm bột độn xi măng với cờng độ keo epoxy.
Số
TT
Độ ẩm của bột độn xi măng
mịn ( %)
Cờng độ chịu nén trung bình của keo
epoxy (kg/cm
2
)
1 ngày 3 ngày 7 ngày
1 Xi măng 1% 315 450 736
2 Xi măng ẩm 0,5% 417 550 863
3 Xi măng ẩm 0,1% 825 908 993
1.7.3 Nhiệt độ trong quá trình hoá rắn của keo
Sau khi đợc trộn với nhựa epoxy thì các chất hoá rắn nóng đòi hỏi phải
duy trì nhiệt độ chừng 15
o
C trong khoảng 2 giờ liên tục để phản ứng hoá
học xảy ra hoàn toàn và vật liệu keo đã hoá cứng có các tính chất tốt.
Tuy nhiên để sửa chữa kết cấu bê tông và BTCT thờng dùng các chất
hoá rắn nguội nh polyetylen polyamin. ở nhiệt độ 20
o
C tuỳ theo tỷ lệ pha

trộn mà keo epoxy sẽ hoá cứng dần dần sau 60 - 150 phút nh vậy có đủ
thời gian thi công. Nếu gia nhiệt đến 80
o
C thì keo sẽ hoá cứng rất nhanh
chỉ sau 5- 10 phút và lúc đó không thể thực hiện hoặc điều chỉnh gì đợc
nữa. Trong điều kiện thi công mùa hè, có ánh nắng trực tiếp, nhiệt độ bề
mặt bôi keo có thể đạt đến 40
o
C, do đó keo sẽ hoá cứng nhanh, vì vậy
10
cần điều chỉnh tăng tỷ lệ chất hoá dẻo và cần tổ chức thi công sao cho
đủ đảm bảo thời gian.
1.7.4 Thời gian sống của keo epoxy
Đó là khoảng thời gian kể từ khi trộn chất hoá rắn vào hỗn hợp keo đến
khi keo hoá cứng hoàn toàn. Thời gian sống của keo tuỳ thuộc loại nhựa
epoxy, chất hoá rắn và tỷ lệ pha trộn, điều kiện nhiệt độ, do đó cần đ ợc
xác định theo thí nghiệm ở hiện trờng. Nói chung thời gian sống của keo
cần vào khoảng 1- 3 giờ.
1.8 Nguyên tắc pha chế và sử dụng keo epoxy
Khi sửa chữa kết cấu bê tông và BTCT có thể dùng keo epoxy với các
thành phần thích hợp khác nhau và theo các công nghệ khác nhau tuỳ
mức độ h hỏng ( vá vết sứt vỡ, tiêm bịt vết nứt, sơn phủ bề mặt bê tông
và cốt thép, dán bản thép, v.v ). Trong phần này chỉ trình bày những
nguyên tắc chung về pha chế keo epoxy, bôi keo, ép dán, an toàn lao
động và vệ sinh công nghiệp liên quan đến việc sử dụng keo epoxy.
Trong những phần sau này sẽ trrình bày thêm các điểm bổ sung liên
quan đến từng công nghệ vá, tiêm, dán bản thép. Khi đó thành phần keo
sẽ đợc cụ thể hoá thêm cho thích hợp.
1.8.1 Pha chế keo epoxy để vá và dán
Đối với keo epoxy dùng chất hoá rắn nguội thì nhiệt độ thi công hợp lý

khoảng 15- 35
o
C do đó nên theo dõi nhiệt độ trong ngày ở hiện trờng để
quyết định thời điểm thi công hợp lý.
Thành phần pha chế keo phải đợc quyết định bằng thí nghiệm cụ thể. Bột
xi măng độn phải có mác ít nhất là P400, đợc sàng qua mắt sàng 0,1mm
và sấy khô để có độ ẩm nhỏ hơn 0,1% khi sử dụng. Bảng 3 cho một ví dụ
về thành phần pha chế keo để tham khảo.
Bảng 3
Số Ký hiệu công thức I II III IV V
TT Nhiệt độ thi công (
o
C) 5-15 15-20 20-25 25-35 35-40
Thành phần Tỷ lệ pha trộn ( % trọng lợng)
1
Nhựa epoxy - 6
100 100 100 100 100
2 DIbutinftalat 20 20 15 15 15
3 Phụ gia CLH 1~2 1~2 1~2 1~2 1~2
4 Polietylen poliamin 10 10 10 10 10
5 Xi măng mác P500 qua
sàng 0,1mm và sấy ở
110
o
C trong 3 giờ.
100-125 150 150 170-200 200-250

11
Bảng 4 nêu ví dụ để tham khảo về định mức thành phần vật liệu keo
epoxy đủ dùng cho m

2
bề mặt dán [3].
Bảng 4
Dự trù vật liệu keo cho 1m
2
bề mặt đợc dán
Số Ký hiệu công thức I II III IV V
TT Nhiệt độ thi công (
o
C) 5-15 15-20 20-25 25-35 35-40
Thành phần Trọng lợng (kg)
1
Nhựa epoxy - 6
1,6 1,45 1,5 1,26 1,1
2 DIbutin ftalat 0,32 0,29 0,225 0,189 0,165
3 Phụ gia CLH 1~2 1~2 1~2 1~2 1~2
4 Polietylen poliamin 0,16 0,145 0,15 0,126 0,11
5 Xi măng mác 500 qua
sàng 0,1mm và sấy khô.
2 2,175 2,25 2,52 2,75
Bảng 5
Tính năng chủ yếu của một vài công thức vữa polyme đ tuyển chọnã
Ký hiệu
công
thức
Nhiệt độ
thi công
o
C
Độ lún

của vữa
polimer
1/100mm
Độ bền
kéo tuổi
1 ngày
kg/cm
2
Độ bền
cắt tuổi
1ngày
kg/cm
2
Độ bền
nén tuỏi
1ngày
kg/cm
2
Độ bền
kéo khi
uốn tuổi
1ngày
kg/cm
2
Độ bám
dính vào
BT 400
V
1
10-15 250 60 62 600 90 Tất cả

các mối
nối vữa
polimer
đều
nguyên
vẹn BT
mác 400
V
2
15-20 250 65 68 650 100
V
3
20-25 250 66,5 68,5 660 98
V
4
25-30 250 66 67 660 97
BT mác
400 tuổi
28 ngày
40 40 400 70
Mỗi mẻ trộn keo để dán chỉ nên trộn 400- 500g nhựa epoxy với các thành
phần khác để có đợc 1,2 - 1,5kg keo. Sau khi sử dụng hết mới trộn mẻ
keo tiếp theo.
Trớc tiên cần trộn nhựa epoxy, chất hoá dẻo và chất bột độn theo trình tự
sau:
Cần đong nhựa epoxy và chất hoá dẻo đúng liều lợng qui định và để vào
xoong nhôm rộng miệng dung tích cỡ 3-4 lít, đặt lên bếp và đun nóng đến
80
o
C trong 10 phút và liên tục khuấy đều hỗn hợp cho đồng nhất. Tiếp

theo vẫn giữ nhiệt độ nh trên rắc từ từ xi măng vào với tốc độ 1-2 g/s cho
đến hết liều lợng đã dự định. Sau khi hết xi măng vẫn tiếp tục khuấy
thêm 10 phút nữa để hỗn hợp nhựa epoxy và chất hoá dẻo bao quanh
đều các hạt xi măng.
12
Sau khi khuấy xong vẫn tiếp tục đun nóng để duy trì nhiệt độ 80
o
C 2
o
C
trong 30 phút nữa để thoát hết các bọt khí bị lẫn vào hỗn hợp. Sau đó đặt
cả xoong nhôm đựng hỗn hợp vào nơi khô ráo, thoáng cho nguội dần đến
nhiệt độ không khí.
Tiếp theo cần kiểm tra điều kiện chuẩn bị trớc khi trộn tiếp chất hóa rắn
vào hỗn hợp. Cần đảm bảo đủ các điều kiện sau đây:
Bề mặt BT cần dán đã đợc làm sạch theo yêu cầu đã trình bày.
Các thiết bị cẩu lắp và tạo lực ép đã đợc chuẩn bị sẵn sàng và hoạt động
thử tốt.
Nhiệt độ ở công trờng và ở bề mặt bê tông phù hợp với nhiệt độ qui định
trong công thức pha chế keo mà thí nghiệm đã qui định. Trời không ma.
Sau khi đã đảm bảo đủ 3 điều kiện nói trên thì trộn chất hoá rắn vào hỗn
hợp nh sau:
Đổ từ từ chất hoá rắn đều đặn lên bề mặt hỗn hợp keo rồi trộn đều từ d ới
lên trên, từ trái sang phải và ngợc lại nhiều lần. Sau đó khuấy đều hôn
hợp keo theo chiều kim đồng hồ từ trong ra ngoài và từ ngoài vào trong
nhiều lần.
Thời gian trộn và khuấy kéo dài tổng cộng là 5 - 8 phút khi hỗn hợp keo
đã đồng nhất về mầu sắc và độ sệt là đạt yêu cầu.
Keo đã trộn xong phải đợc bôi ngay lên bề mặt và dùng hết trong khoảng
thời gian sống của keo mà thí nghiệm đã cho biết.

1.8.2 Công tác bôi keo và dán ghép:
Sau khi nghiệm thu việc chuẩn bị bề mặt sẽ đợc bôi keo phải tiến hành
thử lắp ghép áp sát các bộ phận sẽ đợc dán với nhau, thử tạo áp lực nén
áp mối nối dán. Đo thử thời gian thực hiện các công tác này và so sánh
với thời gian sống của keo đã đợc xác định qua thí nghiệm. Nếu thấy thời
gian sống của keo ngắn hơn khoảng thời gian cần thiết để thực hiện các
thao tác bôi keo hoặc dán keo và ép mối nối thì phải điều chỉnh thành
phần pha trộn của keo và thí nghiệm lại.
Nếu dán bản thép vào bê tông thì sau khi thử và biết chắc thời gian thực
hiện thao tác ngắn thời gian sống của keo và phù hợp với các yêu cầu về
khoảng thời gian cấm xe qua cầu thì đặt sẵn các bản thép sẽ đ ợc dán
cách bề mặt bê tông chừng 50-60cm, đặt trên đà giáo chờ bôi keo. Nếu
dùng keo để trám vá vết nứt thì cũng cần trộn keo với l ợng vừa đủ từng
mẻ để thi công trong khoảng 1-2giờ. Khi nào dùng hết mới trộn tiếp mẻ
keo khác.
Dùng bay răng lựơc trát keo epoxy lên cả hai bề mặt cần dán (bê tông và
tôle). Bay răng lợc phải đặt vuông góc với bề mặt đợc bôi keo, miết keo
từ dới lên trên, từ trái sang phải không bỏ sót chỗ nào, sau đó dùng bay
13
thợ nề có mũi nhọn miết keo vào các chỗ lồi lõm nhỏ. Dùng rulô cao su
lăn đi lăn lại để miết cho keo epoxy bám chặt vào bề mặt bê tông. Cuối
cùng lại dùng bay răng lợc miết keo trên toàn bộ bề mặt bôi keo theo thứ
tự nh trên để khống chế bề dày keo lần cuối trớc khi khép mối nối.
Thời gian trát keo epoxy lên hai bề mặt đợc dán với nhau cần khống chế
trong phạm vi 30 - 45 phút.
Sau khi bôi keo xong lên cả 2 bề mặt cần dán với nhau phải áp sát chúng
vào nhau với lực ép cỡ 0,4kg/cm
2
. Có thể dùng kích tăng đơ để tạo ra lực
ép nói trên.

Thời gian áp khít mối nối và tạo lực ép cần khống chế trong phạm vi 45 -
60 phút.
1.8.3 Kiểm tra chất lợng keo epoxy và mối nối dán
Xi măng làm chất bột độn phải đảm bảo có mác ít nhất P400 lọt qua mắt
sàng 0,1mm và khô ráo.
Các thành phần khác để pha trộn keo phải đợc kiểm tra ở phòng thí
nghiệm và phải đạt các chỉ tiêu sau:
Chỉ số epoxy của nhựa epoxy phải đạt từ 14% đến 18%.
Độ chứa nhóm amin, tính theo phần trăm trọng lợng của polyetylen
polyamin phải lớn hơn 21%.
Cờng độ chịu nén của keo epoxy ở tuổi 1 ngày phải >400kg/cm
2
.
Số lợng mẫu mang về phòng thí nghiệm cho mỗi lô hoá chất đợc qui định
nh sau:
Nhựa epoxy 1,00kg
Dibutin ftalat 0,15kg
Polietylen polyamin 0,10kg
Axeton 0.50kg
Trong quá trình pha chế trộn nhựa epoxy với chất hoá dẻo và đun nóng
phải dùng nhiệt kế để kiểm tra và khống chế nhiệt độ 80
o
C 2
o
C.
1.8.4 Công tác vệ sinh công nghiệp và an toàn lao động
Cân dùng để cân vật liệu phải đợc hiệu chỉnh và lau sạch trớc khi sử
dụng. Những chỗ có dính hoá chất nh nhựa epoxy, chất hoá dẻo hay chất
hoá rắn phải dùng giẻ mềm, sạch thấm axeton lau sạch.
Các dụng cụ đo khác nh nhiệt kế, máy khuấy, rulô cao su có tiếp xúc với

hoá chất trong khi sử dụng cũng phải lau sạch bằng giẻ thấm exeton.
14
Đối với xoong nhôm, bay thì sau khi dùng xong lấy bay thợ nề và que sắt
gạt hết các lớp keo bám trên bề mặt, đặt tất cả các dụng cụ vào xoong
kim loại, đổ vào xoong 50ml dầu madút và châm lửa đốt. Sau khi lửa tắt,
dùng bay thợ nề cao hết các lớp keo đã cháy đen ròn dễ dàng. Khi làm
vệ sinh bay răng lợc phải cạo tỷ mỉ sạch hết các lớp keo bít vào các kẽ
răng lợc.
Khi làm vệ sinh bằng cách đốt lửa cần đề phòng hoả hoạn và cháy các
chi tiết bằng gỗ.
Khi pha chế và dán keo epoxy cần đảm bảo các yêu cầu an toàn lao
động nh sau:
Pha keo ở nơi thoáng gió để xua tan hơi độc hoá chất. Chuẩn bị sẵn xà
phòng, nớc rửa, khăn lau để công nhân rửa tay ngay sau khi tiếp xúc hoá
chất.
Công nhân phải đeo khẩu trang và có mũ bảo vệ.
Khi dùng axeton để lau chùi dụng cụ phải chuẩn bị dụng cụ đầy đủ để
làm nhanh vì đây là chất độc bay hơi.
2 Chơng 2
Công nghệ sử dụng bê tông polymer và dán bản
thép ngoàI để sửa chữa và tăng cờng dầm BTCT
15
2.1 Giới thiệu
Việc dán bản thép bên ngoài bề mặt bê tông để tăng cờng và sửa chữa
kết cấu cầu đã đợc thực hiện ở nhiều nớc ngoài. Sau đây tóm tắt một số
ví dụ ứng dụng điển hình.
Cầu bản 4 nhịp dài 4 x 13m ở Pháp bị nứt quá qui định, năm 1980 đã đ ợc
dán bản thép ở đáy kết cấu nhịp. Các bản thép rộng 300m dày 4mm, dài
4300mm đợc dán từng tấm ngang cầu. đã dùng hết trung bình 5kg keo
dán cho 1m

2
bề mặt dán. Kết quả là giảm đợc độ võng hoạt tải 10% và
các vết nứt không phát triển nữa.
Cầu dầm liên tục 3 nhịp dự ứng lực theo sơ đồ 35,95 + 54,00 + 35,95m bị
nứt nghiêng và nứt ngang đã dán 3 lớp bản thép nằm ngang rộng
600mm, dày 4mm, dài 16000mm lên mặt đáy cong vồng lên. Mỗi tấm tôn
này dài 16000mm nặng 170kg. Ngoài ra cùng dán 1 lớp bản thép thẳng
đứng ở bên sờn dầm nơi có vết nứt nghiêng, với kích thớc cao 1600mm,
rộng 1200mm, dày 3mm lợng keo dán đã dùng là 7kg keo/m
2
bề mặt dán.
Năm 1993 đến năm 1994 bốn cầu đờng sắt đã đợc ứng dụng vật liệu
Polymer để gia cố nh sau:
Cầu BTCT tại Km 410 tuyến ĐSTN. Cầu gồm một nhịp 10m. Trớc khi sửa
chữa Bê tông khu vực đáy dầm bị bong rộp khắp nơi để lộ cốt thép chủ
hàng dới cùng, v.v. Biện pháp sửa chữa nh sau: Tẩy bỏ lớp bê tông
phong hoá, chải gỉ cốt thép, khôi phục lại bằng bê tông Polymer và dán
một lớp bản thép 400x8500x6 (mm) dới đáy phiến dầm chủ.
Cầu BTCT tại Km 411 tuyến ĐSTN. Cầu gồm một nhịp 10m. Trớc khi sửa
chữa Bê tông khu vực đáy dầm bị bong rộp khắp nơi để lộ cốt thép chủ
hàng dới cùng, v.v. Biện pháp sửa chữa nh sau: Tẩy bỏ lớp bê tông
phong hoá, chải gỉ cốt thép, khôi phục lại bằng bê tông Polymer và dán
một lớp bản thép 400x8500x6 (mm) dới đáy phiến dầm chủ.
Cầu BTCT tại Km 983 tuyến ĐSTN. Cầu gồm hai nhịp 12m. Trớc khi sửa
chữa Bê tông khu vực đáy dầm bị bong rộp khắp nơi để lộ cốt thép chủ
hàng dới cùng, v.v. Biện pháp sửa chữa nh sau: Tẩy bỏ lớp bê tông
phong hoá, chải gỉ cốt thép, khôi phục lại bằng bê tông Polymer và dán
một lớp bản thép 400x8500x6 (mm) dới đáy phiến dầm chủ.
Cầu BTCT tại Km 995 tuyến ĐSTN. Cầu gồm ba nhịp 11m. Trớc khi sửa
chữa Bê tông khu vực đáy dầm bị bong rộp khắp nơi để lộ cốt thép chủ

hàng dới cùng, v.v. Biện pháp sửa chữa nh sau: Tẩy bỏ lớp bê tông
phong hoá, chải gỉ cốt thép, khôi phục lại bằng bê tông Polymer và dán
hai lớp bản thép 400x8000x6 (mm) và 400x10000x6 (mm) dới đáy các
phiến dầm chủ.
Nói chung nội dung cơ bản của phơng pháp này là dùng các bản thép
dày 3- 6mm dán lên bề mặt đáy hoặc bề mặt bên của kết cấu nhịp nới có
vết nứt xuất hiện. Chất keo dán là loại keo trên cơ sở nhựa epoxy. Để
chống gỉ cần sơn phủ lên bản thép lớp sơn đặc biệt, có thể cũng là sơn
16
epoxy. Nếu dán 1 lớp bản thép cha đủ khả năng chịu lực thì có thể dán
chồng lên nhau đến 3 lớp bản thép, mỗi bản chỉ dày 3 - 6mm để đảm bảo
áp sát bề mặt dán.
2.2 Yêu cầu về vật liệu
2.2.1 Bê tông của kết cấu
Bê tông của kết cấu cần phải đủ khả năng chống cắt trợt. Phải kiểm tra
cờng độ này ở hiện trờng. Lớp bê tông bề mặt bị phong hoá phải đợc cạo
rửa sạch bằng bàn chải sắt, nớc cao áp. Sau đó sấy khô bề mặt bê tông
dán bản thép. Sau đó dùng bê tông Polymer trám vá bề mặt chuẩn bị dán
bản thép cho bằng phẳng.
2.2.2 Keo dán
Dùng keo epoxy trên cơ sở nhựa epoxy ED-20, ED-16, ED-6, ED-5 (Nga)
hoặc dùng các loại keo epoxy của các nớc khác có thành phần pha chế
do thí nghiệm lựa chọn. Chiều dày màng keo sau khi ép dán 1 - 2mm.
2.2.3 Bản thép
Chiều dày bản thép hạn chế là 3 - 10mm để bám sát đợc độ cong của bề
mặt dán. Nếu mục đích của việc dán chỉ là chặn không cho vết nứt phát
triển thì chỉ cần dán cục bộ với chiều dài dán về mỗi phía của vết nứt
bằng chiều dày của kết cấu. Cần đảm bảo cờng độ, ứng suất trợt giới hạn
của màng keo dán là 1,5 MPa = 15kg/cm
2

.
2.3 công nghệ và Đặc điểm thi công
2.3.1 Kiểm tra bề mặt bê tông
Phải kiểm tra trớc về các nội dung sau:
Cờng độ chịu lực nhổ bật của bê tông với keo đợc thử bằng cách dán thử
một miếng thép nhỏ rồi bóc bật ra bằng dụng cụ đặc biệt có gắn đồng
hồ đo lực. Cần phải đảm bảo một cờng độ dán ít nhất là 1,5 MPa = 15,00
kg/cm
2
.
Độ bằng phẳng bề mặt bê tông phải thoả mãn yêu cầu:
5mm trên chiều dài 2 mét
2mm trên chiều dài 0,2 mét.
Tình trạng bề mặt phải khô ráo và sạch đã đợc chuẩn bị theo nội dung ở
mục 2.
Nếu có điều kiện nên quét lớp dung dịch chuẩn bị để polime hoá lớp
mỏng trên bề mặt tạo điều kiện cho kéo sẽ dính bám tốt hơn.
17
2.3.2 Công tác chuẩn bị kết cấu bê tông.
Các yêu cầu đối với bề mặt bê tông trớc khi dán keo là sạch và khô ráo.
(1) Làm sạch bề mặt bê tông:
Có thể phun cát khô, dùng hoá chất nh axeton để lau sạch, dùng khí ép
để làm khô bề mặt, kết hợp với những biện pháp thủ công nh sau:
Dùng chổi quét sạch bụi cát trên toàn bề mặt kết cấu (kể cả những chỗ
sẽ không bôi keo). Dùng bàn chải sắt cọ mạnh mọi chỗ để bỏ hết lớp vữa
xi măng yếu còn bám trên. Dội nớc kết hợp bàn chải lông để cọ và rửa
trôi mọi bụi phấn, cát bẩn. Cần dùng nớc sạch, tốt nhất là dùng máy bơm
để xói rửa.
Nếu trên bề mặt bê tông có dính dầu mỡ thì sau khi đã dùng bàn chải sắt
để làm sạch hết lớp bám bề mặt cần dùng dung dịch xà phòng 5% đun

nóng ở nhiệt độ 80
o
C và bàn chải để cọ rửa bề mặt. Sau đó dùng máy
bơm bớc xói rửa sạch nhiều lần cho đến khi sạch vết dầu mỡ, bề mặt bê
tông thấm nớc đều và có mầu sắc đồng chất. Cuối cùng dùng khí ép
hoặc đèn khò hoặc vòi ga thổi khô bề mặt bê tông và lau bằng axetôn lần
cuối trớc khi bôi keo.
(2) Làm khô bề mặt bê tông và khe nứt:
Sau khi làm sạch bề mặt, nếu nhiệt độ không khí lớn hơn 15
0
C, độ ẩm
không khí 80% - 90%, có gió nhẹ có thể để cho bề mặt bê tông khô đi
một cách tự nhiên đến khi độ ẩm bề mặt bê tông thấp hơn 5%. Sau đó
phải bôi keo ngay để tránh bề mặt bê tông khỏi bẩn lại.
Có thể chủ động làm khô bề mặt bê tông và khe nứt bằng nhiệt, đặc biệt
là đối với vùng đáy dầm. Có thể dùng loại đèn xì lớt từ từ trên bề mặt bê
tông hoặc bề mặt khe nứt với tốc độ 1 - 2m/s và lớt khắp bề mặt để
không bỏ sót. Sấy khô cho đến khi nào bề mặt bê tông đạt độ ẩm thấp
hơn 5%.
Tốt nhất là dùng các dụng cụ điện, tạo gió nóng. Các dụng cụ này vừa
làm sạch và làm khô bề mặt bê tông.
Các vết nứt rộng quá 1mm đợc soi rộng đờng nứt thành rãnh tam giác với
góc 45
o
- 60
o
hoặc rãnh hình chữ nhật sâu 10- 30mm đến sát cốt thép. ở
những chỗ sứt vỡ lớn bê tông và lộ cốt thép cần đặt lới gồm các sợi thép
đờng kính 0,5 - 5mm (kích thớc ô lới 2,5- 10cm) và liên kết chúng với cốt
thép chủ, các cốt thép bị lộ ra đợc tẩy rỉ sạch bằng bàn chải sắt hoặc

bằng cách phun cát. ở vùng có một số vết nứt ở gần nhau thì phải đục
rộng cả vùng để cùng xử lý bằng bê tông Polymer.
18
2.3.3 Chuẩn bị bản thép.
Bản thép đợc cắt đúng kích thớc thiết kế, hàn nối trong xởng. Phun cát
sạch và bảo quản nơi khô sạch. Trớc khi bôi keo ở hiện trờng phải phun
cát lại hoặc làm sạch lộ ánh kim của bề mặt sẽ bôi keo bằng thủ công.
áp sát thử bản thép vào bề mặt bêtông dùng các kích ép hoặc tăng đơ để
ép thử cho bản thép áp sát vào bề mặt bê tông. Nếu không có gì sai sót
khó khăn phải tìm biện pháp giải quyết ngay. Sau khi áp thử tốt thì tháo
bản thép đặt cách bề mặt bê tông chừng 50 - 60cm. Dùng axeton tẩm
vào giẻ mềm sạch để lau bề mặt thép. Đảm bảo sạch và khô bề mặt. Sau
đó phải bôi keo ngay.
2.3.4 Bôi keo
Bôi keo lên bề mặt bê tông thành lớp dày 1~1,5mm làm nh đã trình bày ở
mục 1.8.2
Dùng bánh răng lợc để trải keo epoxy đã trộn lên bề mặt bản thép thành
lớp dày 1,5 + 3mm.
2.3.5 áp bản thép vào bêtông
Khi áp bản thép vào bêtông phải tạo đợc lực ép dàn đều keo và làm cho
bản thép áp sát theo dạng bề mặt bêtông. Nếu bản thép có chiều rộng
300mm và dày 3mm thì lực ép cần thiết khoảng 1,5-4 kg/cm
2
.
Nếu bản thép rộng hơn 400mm phải khoét lỗ trên nó để thoát keo lúc
nén ép. Các lỗ có đờng kính 8 - 10mm, cách nhau chừng 150 - 200mm.
Trong lúc dán cố gắng tránh mọi rung động. Nếu do điều kiện thông xe
mà không tránh đợc rung thì phải làm thí nghiệm về chất lợng công tác
dán trong điều kiện đó.
2.3.6 Kiểm tra, kết quả dán, sơn phủ

Sự polime hoá của keo đợc kiểm tra bằng cách đo độ cứng với máy đo độ
cứng của mỗi mẫu keo.
Kiểm tra mức độ đồng nhất của màng kéo bằng máy siêu âm. Nếu phát
hiện có chỗ nào khuyết keo thì khoan lỗ qua bản thép, trộn thêm keo và
trát bổ sung vào đó.
Vì lớp bản thép rất mỏng (dày trung bình 3 - 6 mm) nên nhất thiết phải đ-
ợc sơn phủ bảo vệ bằng các lớp sơn đợc lựa chọn theo điều kiện cụ thể
của khu vực cầu. Nên dùng sơn dung môi trên cơ sở keo epoxy.
2.4 vữa polymer
Hỗn hợp polime ximăng (Vữa, sơn, bột nhão) để sửa chữa kết cấu nhịp
cầu đợc chế tạo bằng xi măng pooclan mác cao. Thành phần là (lít): Nhũ
19
tơng polivinyl axetat với 50% nớc: 2,5 ữ 3; xi măng: 10; cát 3,5 ữ 16,5; n-
ớc (Cùng với nớc trong thành phần nhũ tơng): 4,5 ữ 5. Sơn và bột nhão
polyme xi măng cũng có thành phần nh vữa nhng không chứa cát.
Những h hỏng nhỏ đợc trám vá bằng vữa Polime xi măng. Cứ 10 lít xi
măng có 3,5 ữ 10 lít cát. Khi sửa chữa các h hỏng lớn thì dùng loại vữa
đặc hơn: Cứ 10 lít xi măng có 10 + 16,5 lít cát. Trong sơn polyme xi măng
cần cho thêm 5 + 10% thể tích xi măng chất bột tạo mầu nh ôxyt crôm
v.v Sau 1 giờ kể từ lúc tạo lớp áo vữa xong phải rửa n ớc, rắc bột xi
măng. Nếu nhiệt độ không khí cao hơn +30
o
C và khí hậu khô thì phải tới
ẩm kết cấu 2- 3 lần trong 1 ngày đêm.
Các phơng pháp dùng máy để sửa h hỏng cầu BTCT bằng máy phun bê
tông, máy bơm vữa v.v có hiệu suất cao. Vật liệu phun đợc làm từ vữa
polyme xi măng, chứa 10% - 12% nớc, chiều dày ít nhất của lớp bê tông
phun là 2,0cm.
Nếu dùng vữa polymer xi măng để trát vá thì nó sẽ cứng sau 2 giờ, sau
đó cần sơn lên một lớp sơn polymer xi măng.

Trình tự pha trộn vữa polymer xi măng nh sau:
Đong xi măng và cát cho vào thùng trộn.
Đong nhũ tơng polyviny axetat và thêm nớc vào sao cho tổng lợng nớc
trong vữa là 4,5 - 5,0 lít ứng với 10 lít xi măng.
Trộn đều tất cả cho đến khi đợc hỗn hợp dẻo đồng nhất.
Chú ý phải dùng loại xi măng hoá cứng nhanh hoặc xi măng pooclan mác
500, cát thạch anh hạt vừa, lọt qua mắt sàng 3mm.
Nếu dùng máy phun vữa để phun thì nên dùng ống mềm 18-32mm. Máy
nén khí có công suất 5~6m
3
/phút, tạo đợc áp lực phun 4kg/cm
2
.
2.5 Dùng vữa epoxy để trám vá các chỗ h hỏng.
Loại vật liệu trên cơ sở keo epoxy có u điểm lâu bền và có thể phủ bịt
các vết nứt, các chỗ h hỏng bề mặt bê tông, đặc biệt là trong điều kiện
môi trờng xâm thực, trong điều kiện độ ẩm cao của không khí. Các lớp
phủ gồm: Một lớp nền và 2 lớp phủ mặt bằng keo epoxy (xem bảng 6). để
tăng tính chất bảo vệ thì cho thêm vào thành phần lớp phủ các chất độn
dạng bột: ôxyt titan, minium sắt, xi măng với tỷ lệ 1:1 so với khối lợng keo
epoxy. Lớp phủ trên cơ sở keo epoxy đợc quét bằng chổi sơn hoặc máy
phun sơn. Phải chuẩn bị keo epoxy không sớm hơn 1 - 2 giờ trớc lúc sử
dụng. Trong quá trình sơn phải luôn luôn khấu trộn.
Bảng 6
Chất Khối lợng tính theo %
Thành phần lớn phủ nền epoxy
20
- Keo ( ED- 20, ED- 16) 100
- Chất hoà tan (axetat, 4, tolyol) 60- 100
- Chất hoá dẻo (dibutylftatat) 5 - 10

- Chất hoá cứng ( Polyetylen polyamin) 12
Thành phần lớn phủ mặt
- Keo (ED- 20, ED-15) 100
- Chất hoà tan ( axeton) 20-25
- Chất hoá dẻo ( dibutilftalat) 5-10
- Chất hoá cứng 12
- Chất độn 100
Tốt nhất là có 1 lớp nền, 2 lớp phủ mặt và 1 lớp sơn.
Trong điều kiện xâm thực mạnh, để bảo vệ kết cấu nên dùng sơn
perclovinyl vì tờng đối rẻ. Khi đó gồm các lớp: Lớp nền, lớp nền có pha xi
măng ( 1: 1; 1- 3), lớp phủ mặt. Thời hạn làm khô mỗi lớp chừng 0,5 - 1giờ.
Trong điều kiện bình thờng (không xâm thực) thì làm lớp phủ men
perclovinyl hoặc sơn Silicát. Sơn Silicát là hỗn hợp của thuỷ tinh Kaly
lỏng, bột mầu và chất độn, nớc hoà tan.
Để khôi phục khả năng chịu lực của mặt cắt cấu kiện kết cấu nhịp BTCT
đã bị h hỏng do rỗng, nứt, v.v Có thể dùng chất trám vá độ bền cao:
Thành phần theo bảng sau. Chất này không co ngót, chống thấm tốt,
dính chặt với BT có độ bền cao. Thời hạn đủ để polymer hoá các hỗn hợp
trên cơ sở keo êpoxy là một ngày đêm. Trong thời hạn đó nên tránh các
tác động lực lên kết cấu, đặc biệt là tránh rung. Nh vậy, kết cấu nhịp đợc
sửa lúc vắng tầu hoặc phải giảm tốc độ tầu đến 5km/giờ.
Keo epoxy có chất polyetylen amin độc hại bay hơi do đó phải bảo vệ da,
mắt cho công nhân.
Bảng 7
Chất Khối lợng tính theo %
ở nhiệt độ
10
0
- 15
0

C 20
o
- 25
o
C
- Keo epoxy 100 100
- Chất hoà tan (pokyephir) 20 20-10
- Chất hoá cứng (polyetylen poliamin). 15 10
- Chất độn ( Xi măng pooclan M400- M500) 200 100-125
Để tham khảo khi chọn thành phần bê tông polymer, trong bảng 8 nêu
hai công thức thành phần của bê tông polymer đã áp dụng để vá cọc
21
BTCT bị vỡ và nối các đốt cọc BTCT để đóng xuống đất (thay cho việc
nối cọc bằng hàn). Hỗn hợp này dùng ở nhiệt độ 20
O
C, sau 3 giờ hoá
cứng đã đạt đến cờng độ 60MPa.
Bảng 8
Hai công thức thành phần bê tông polyme để tham khảo.
Thành phần Tỷ lệ theo trọng lợng %
Công thức 1 Công thức 2
- Nhựa epoxy 40
70
- Nhựa epoxy 20
23
- Hỗn hợp phenol 30 23
- Polyetylen polyamin 10-20 6
- Xi măng 200-400 48
- Đá dăm 100-200
2.6 Bịt kín vết nứt bằng vật liệu có độ linh động cao

Dùng các chất cao su-bitum, tiokol (cao su polysulfit) trong thành phần
tiokol lỏng có thêm vào chất tăng cứng nhanh và chất hoá dẻo.
Vài tỷ lệ thành phần chất tiokol theo tài liệu tham khảo của Nga đợc ghi
trong bảng sau: Một loại để sơn lên bảo vệ bề mặt bê tông, một loại để
tiêm vết nứt.
Chất tiokol hoá cứng sau 2- 4 giờ do đó đợc chế tạo tại chỗ ngay trớc lúc
dùng. Trong bình kim loại trớc tiên cho chất hoà tan (axetôn, etyaxe tat),
cho bột nhão vào khuấy tan đều, sau đó cho bột nhão số N
o
9 và dipheny
lguanid vào khuấy 3-5 phút cho đều. Đổ keo epoxy vào sau cùng.
Bảng 9
Chất Khối lợng theo %
Để vá ngoài Để tiêm
22
- Bột trám vá Y-30, M C-50
100 -
- Bột YT34 - 100
- Bột nhão N
o
9 7-11 10
- Chất tăng cứng 0,3-1 1
- Keo epoxy - 5-10
- Axêtôn (Chất hoà tan) 25 5-10
- Etyl axetat (Chất hoà tan) 25 -
Bởi vì khối lợng chất bịt nứt là ít nên có thể dùng bơm tay để tiêm (xy-
ranh). Nếu dùng máy bơm khí nén thì cần áp lực khí nén 0,2 -1,0Kg/cm
2
.
2.7 Tiêm keo epoxy vào sâu trong vết nứt bê tông

2.7.1 Giới thiệu:
Để keo epoxy thấm đợc vào các vết nứt sâu cần phải tiêm keo qua các
đầu tiêm. Đối với các vết nứt có độ rộng bề mặt 0,2- 0,3mm nên dùng
loại đầu tiêm đặt trên bề mặt: Gồm bản thép có lỗ ở giữa, đệm cao su,
đoạn ống thép hàn vào bản thép đó, ống này sẽ đợc nối với ống cao su
mềm dẫn keo từ máy bơm keo đến đầu tiên.
Sơ đồ nh hình vẽ:
Hình 2.1: Sơ đồ đặt đầu tiêm bề mặt
1. Kích vít 2. ống nối với máy bơm keo
3. Bản thép của đầu tiêm 4. Vết nứt rộng 0,2 - 0 , 3 m m
5. Đệm cao su
Loại đầu tiên đặt trên bề mặt bầu chỉ dùng với áp suất tiêm không lớn (p
0,5 MPa).
Nếu vết nứt có độ rỗng lớn hơn 0,5mm thì dùng loại đầu tiêm đặt sâu.
Đầu tiêm bằng thép, đặt vào lỗ khoan trong bê tông. Sơ đồ đặt mũi tiêm
nh hình vẽ:
23
Hình 2.2. Sơ đồ đầu tiêm đặt sâu
1. Vết nứt. 2. Keo gắn 3. Đầu tiêm thép
Số lợng đầu tiên và khoảng cách giữa chúng phụ thuộc vào đặc điểm vết
nứt (chiều dài, độ rộng) và vào phơng pháp tiêm (bằng tay hay bằng
máy). Nói chung nên bố trí các đầu tiên cách nhau không quá 50cm.
Đầu tiêm đợc cắm sâu vào bê tông từ 5cm~10cm trong lỗ khoan sẵn ở
vết nứt và đợc gắn bằng keo epoxy.
Đoạn dài của vết nứt giữa các đầu tiêm đợc trám kín bề mặt cũng bằng
keo epoxy hoặc dán bằng sợi thuỷ tinh. Đối với các vết nứt xuyên nên đặt
các đầu tiên cả ở 2 bề mặt bê tông để tiên đồng thời.
Cần lu ý là không cần tiên tất cả các vết nứt. Những vết nứt nào mà xét
thấy không nguy hiểm về mặt độ bền cơ học, về nguy cơ rỉ cốt thép bên
trong thì không cần tiêm.

Nguyên tắc chuẩn bị bề mặt giống nh đã trình bày ở mục 1. Phải tẩy sạch
các vết bẩn trên bề mặt vết nứt. Dùng nớc áp lực để xói rửa, dùng khí
nén để thổi sạch và làm khô.
2.7.2 Chuẩn bị keo và máy bơm keo:
Trớc khi tiêm phải kiểm tra nhiệt độ của bề mặt bê tông và kiểm tra thời
gian hoá cứng thực tế của keo.
Mỗi lần trộn keo chỉ trộn 0,5 lít keo.
Trộn xong phải tiêm ngay.
Dụng cụ máy móc để tiêm phải đợc lau rửa bằng dung môi.
axeton trớc khi tiêm.
24
Sơ đồ máy bơm nh hình vẽ.
Hình 2.3: Sơ đồ đặt máy bơm keo
2.7.3 Công tác bơm keo
Thoạt tiên phải bơm vào đầu tiêm nào ở thấp nhất của vết nứt đợc tiêm,
theo dõi đờng đi của keo tiêm vào. Phải tiêm liên tục không ngừng cho
đến khi keo phòi ra khỏi tấm bịt ở chỗ xa nhất của vết nứt. Sau khi đậy
tấm bịt cuối cùng phải giữ áp lực tiêm trong vài phút để đảm bảo lấp đầy
các vết nứt.
Sau khi bơm xong (trong vòng 2-3 giờ) phải dùng axeton rửa sạch máy
và ống dẫn keo, còn quả bơm cao su thì bỏ đi (chỉ dùng 1 lần).
3 Chơng 3
Sửa chữa bản mặt cầu và gối cầu
25