Đôi khi vết nứt cần được sửa chữa, nhưng có rất nhiều lựa chọn, làm thế nào để chúng ta thiết kế và lựa chọn phương án sửa chữa tốt nhất? Điều này không khó như bạn nghĩ.
Sau khi điều tra các vết nứt và xác định mục tiêu sửa chữa, việc thiết kế hoặc lựa chọn vật liệu và quy trình sửa chữa tốt nhất khá đơn giản. Tóm tắt các phương án sửa chữa vết nứt này bao gồm các quy trình sau: vệ sinh và trám, đổ và bịt kín/lấp đầy, tiêm epoxy và polyurethane, tự phục hồi và “không sửa chữa”.
Như đã mô tả trong “Phần 1: Cách đánh giá và khắc phục sự cố nứt bê tông”, việc điều tra các vết nứt và xác định nguyên nhân gốc rễ của các vết nứt là chìa khóa để lựa chọn phương án sửa chữa vết nứt tốt nhất. Tóm lại, các mục chính cần thiết để thiết kế phương án sửa chữa vết nứt phù hợp là chiều rộng vết nứt trung bình (bao gồm chiều rộng tối thiểu và tối đa) và xác định xem vết nứt đang hoạt động hay đang ngủ yên. Tất nhiên, mục tiêu của việc sửa chữa vết nứt cũng quan trọng như việc đo chiều rộng vết nứt và xác định khả năng vết nứt di chuyển trong tương lai.
Các vết nứt đang hoạt động đang di chuyển và phát triển. Ví dụ bao gồm các vết nứt do sụt lún đất liên tục hoặc các vết nứt là mối nối co ngót/giãn nở của các thành phần hoặc kết cấu bê tông. Các vết nứt đang ngủ yên là ổn định và không được dự kiến sẽ thay đổi trong tương lai. Thông thường, vết nứt do bê tông co ngót sẽ rất hoạt động lúc đầu, nhưng khi hàm lượng ẩm của bê tông ổn định, cuối cùng nó sẽ ổn định và chuyển sang trạng thái ngủ yên. Ngoài ra, nếu đủ thanh thép (thanh cốt thép, sợi thép hoặc sợi tổng hợp vĩ mô) đi qua các vết nứt, các chuyển động trong tương lai sẽ được kiểm soát và các vết nứt có thể được coi là ở trạng thái ngủ yên.
Đối với các vết nứt ngủ đông, hãy sử dụng vật liệu sửa chữa cứng hoặc mềm. Các vết nứt đang hoạt động đòi hỏi vật liệu sửa chữa mềm và các cân nhắc thiết kế đặc biệt để cho phép chuyển động trong tương lai. Việc sử dụng vật liệu sửa chữa cứng cho các vết nứt đang hoạt động thường dẫn đến nứt vật liệu sửa chữa và/hoặc bê tông liền kề.
Ảnh 1. Sử dụng máy trộn đầu kim (số 14, 15 và 18), vật liệu sửa chữa có độ nhớt thấp có thể dễ dàng được tiêm vào các vết nứt nhỏ mà không cần nối dây Kelton Glewwe, Roadware, Inc.
Tất nhiên, điều quan trọng là phải xác định nguyên nhân gây nứt và xác định xem vết nứt có quan trọng về mặt cấu trúc hay không. Các vết nứt cho thấy có thể có lỗi thiết kế, chi tiết hoặc lỗi thi công có thể khiến mọi người lo lắng về khả năng chịu tải và độ an toàn của kết cấu. Các loại vết nứt này có thể quan trọng về mặt cấu trúc. Nứt có thể do tải trọng gây ra hoặc có thể liên quan đến những thay đổi thể tích vốn có của bê tông, chẳng hạn như co ngót khô, giãn nở nhiệt và co ngót, và có thể đáng kể hoặc không. Trước khi chọn phương án sửa chữa, hãy xác định nguyên nhân và cân nhắc tầm quan trọng của vết nứt.
Việc sửa chữa các vết nứt do lỗi thiết kế, thiết kế chi tiết và lỗi thi công nằm ngoài phạm vi của một bài viết đơn giản. Tình huống này thường đòi hỏi phải phân tích cấu trúc toàn diện và có thể yêu cầu sửa chữa gia cố đặc biệt.
Khôi phục tính ổn định hoặc tính toàn vẹn của cấu trúc các thành phần bê tông, ngăn ngừa rò rỉ hoặc bịt kín nước và các yếu tố có hại khác (như hóa chất chống đóng băng), cung cấp hỗ trợ cạnh vết nứt và cải thiện hình dạng của vết nứt là các mục tiêu sửa chữa phổ biến. Xem xét các mục tiêu này, bảo trì có thể được chia thành ba loại:
Với sự phổ biến của bê tông lộ thiên và bê tông xây dựng, nhu cầu sửa chữa vết nứt thẩm mỹ đang tăng lên. Đôi khi sửa chữa toàn vẹn và bịt kín/lấp đầy vết nứt cũng đòi hỏi phải sửa chữa ngoại hình. Trước khi lựa chọn công nghệ sửa chữa, chúng ta phải làm rõ mục tiêu của việc sửa chữa vết nứt.
Trước khi thiết kế sửa chữa vết nứt hoặc chọn quy trình sửa chữa, bạn phải trả lời bốn câu hỏi chính. Khi bạn trả lời được những câu hỏi này, bạn có thể dễ dàng chọn phương án sửa chữa hơn.
Ảnh 2. Sử dụng băng dính, khoan lỗ và ống trộn có đầu cao su kết nối với súng cầm tay hai nòng, vật liệu sửa chữa có thể được phun vào các vết nứt nhỏ dưới áp suất thấp. Kelton Glewwe, Roadware, Inc.
Kỹ thuật đơn giản này đã trở nên phổ biến, đặc biệt là đối với các công trình sửa chữa, vì hiện nay đã có vật liệu sửa chữa có độ nhớt rất thấp. Vì các vật liệu sửa chữa này có thể dễ dàng chảy vào các vết nứt rất hẹp theo trọng lực nên không cần phải đi dây (tức là lắp một bể chứa chất trám hình vuông hoặc hình chữ V). Vì không cần đi dây nên chiều rộng sửa chữa cuối cùng bằng chiều rộng vết nứt, ít rõ ràng hơn so với các vết nứt đi dây. Ngoài ra, việc sử dụng chổi sắt và máy hút bụi nhanh hơn và tiết kiệm hơn so với đi dây.
Đầu tiên, vệ sinh các vết nứt để loại bỏ bụi bẩn và mảnh vụn, sau đó đổ đầy vật liệu sửa chữa có độ nhớt thấp. Nhà sản xuất đã phát triển một vòi trộn có đường kính rất nhỏ được kết nối với súng phun cầm tay hai nòng để lắp vật liệu sửa chữa (ảnh 1). Nếu đầu vòi lớn hơn chiều rộng vết nứt, có thể cần phải định tuyến vết nứt để tạo phễu bề mặt phù hợp với kích thước của đầu vòi. Kiểm tra độ nhớt trong tài liệu của nhà sản xuất; một số nhà sản xuất chỉ định chiều rộng vết nứt tối thiểu cho vật liệu. Được đo bằng centipoise, khi giá trị độ nhớt giảm, vật liệu trở nên mỏng hơn hoặc dễ chảy vào các vết nứt hẹp hơn. Một quy trình phun áp suất thấp đơn giản cũng có thể được sử dụng để lắp vật liệu sửa chữa (xem Hình 2).
Ảnh 3. Việc đấu dây và niêm phong bao gồm trước tiên cắt hộp đựng chất bịt kín bằng lưỡi dao hình vuông hoặc hình chữ V, sau đó đổ đầy chất bịt kín hoặc chất độn thích hợp vào. Như thể hiện trong hình, vết nứt định tuyến được lấp đầy bằng polyurethane và sau khi đông cứng, nó được cào và phẳng với bề mặt. Kim Basham
Đây là quy trình phổ biến nhất để sửa chữa các vết nứt biệt lập, nhỏ và lớn (ảnh 3). Đây là một sửa chữa không liên quan đến kết cấu bao gồm việc mở rộng các vết nứt (dây) và lấp đầy chúng bằng chất trám hoặc chất độn phù hợp. Tùy thuộc vào kích thước và hình dạng của bể chứa chất trám và loại chất trám hoặc chất độn được sử dụng, việc nối dây và bịt kín có thể sửa chữa các vết nứt đang hoạt động và các vết nứt tiềm ẩn. Phương pháp này rất phù hợp với các bề mặt nằm ngang, nhưng cũng có thể được sử dụng cho các bề mặt thẳng đứng với các vật liệu sửa chữa không bị võng.
Vật liệu sửa chữa phù hợp bao gồm epoxy, polyurethane, silicone, polyurea và vữa polyme. Đối với tấm sàn, nhà thiết kế phải chọn vật liệu có độ linh hoạt và độ cứng hoặc đặc tính độ cứng phù hợp để thích ứng với lưu lượng giao thông dự kiến trên sàn và chuyển động vết nứt trong tương lai. Khi độ linh hoạt của chất trám tăng lên, dung sai cho sự lan truyền và chuyển động vết nứt tăng lên, nhưng khả năng chịu tải và hỗ trợ cạnh vết nứt của vật liệu sẽ giảm xuống. Khi độ cứng tăng lên, khả năng chịu tải và hỗ trợ cạnh vết nứt tăng lên, nhưng dung sai chuyển động vết nứt giảm xuống.
Hình 1. Khi giá trị độ cứng Shore của vật liệu tăng lên, độ cứng hoặc độ cứng của vật liệu tăng lên và độ linh hoạt giảm xuống. Để ngăn các cạnh vết nứt của vết nứt tiếp xúc với giao thông bánh cứng bị bong ra, độ cứng Shore cần ít nhất là khoảng 80. Kim Basham thích vật liệu sửa chữa cứng hơn (chất độn) cho các vết nứt tiềm ẩn ở sàn giao thông bánh cứng, vì các cạnh vết nứt tốt hơn như thể hiện trong Hình 1. Đối với các vết nứt đang hoạt động, chất trám trét linh hoạt được ưu tiên, nhưng khả năng chịu tải của chất trám trét và hỗ trợ cạnh vết nứt thấp. Giá trị độ cứng Shore liên quan đến độ cứng (hoặc độ linh hoạt) của vật liệu sửa chữa. Khi giá trị độ cứng Shore tăng lên, độ cứng (độ cứng) của vật liệu sửa chữa tăng lên và độ linh hoạt giảm xuống.
Đối với các vết nứt đang hoạt động, các yếu tố về kích thước và hình dạng của bể chứa chất trám cũng quan trọng như việc lựa chọn chất trám phù hợp có thể thích ứng với chuyển động nứt dự kiến trong tương lai. Hệ số hình dạng là tỷ lệ khung hình của bể chứa chất trám. Nói chung, đối với chất trám linh hoạt, các hệ số hình dạng được khuyến nghị là 1:2 (0,5) và 1:1 (1,0) (xem Hình 2). Giảm hệ số hình dạng (bằng cách tăng chiều rộng so với chiều sâu) sẽ làm giảm ứng suất của chất trám do sự phát triển chiều rộng vết nứt. Nếu ứng suất tối đa của chất trám giảm, lượng phát triển vết nứt mà chất trám có thể chịu được sẽ tăng lên. Sử dụng hệ số hình dạng do nhà sản xuất khuyến nghị sẽ đảm bảo độ giãn dài tối đa của chất trám mà không bị hỏng. Nếu cần, hãy lắp các thanh đỡ bằng bọt để hạn chế độ sâu của chất trám và giúp tạo hình dạng kéo dài "đồng hồ cát".
Độ giãn dài cho phép của chất trám giảm khi hệ số hình dạng tăng. Đối với 6 inch. Tấm dày có tổng độ sâu là 0,020 inch. Hệ số hình dạng của một bể chứa bị nứt mà không có chất trám là 300 (6,0 inch/0,020 inch = 300). Điều này giải thích tại sao các vết nứt đang hoạt động được bịt kín bằng chất trám linh hoạt mà không có bể chứa chất trám thường không thành công. Nếu không có bể chứa, nếu bất kỳ sự lan truyền vết nứt nào xảy ra, độ biến dạng sẽ nhanh chóng vượt quá khả năng chịu kéo của chất trám. Đối với các vết nứt đang hoạt động, hãy luôn sử dụng bể chứa chất trám có hệ số hình dạng do nhà sản xuất chất trám khuyến nghị.
Hình 2. Tăng tỷ lệ chiều rộng so với chiều sâu sẽ làm tăng khả năng chịu đựng các mô men nứt trong tương lai của chất trám. Sử dụng hệ số hình dạng từ 1:2 (0,5) đến 1:1 (1,0) hoặc theo khuyến nghị của nhà sản xuất chất trám đối với các vết nứt đang hoạt động để đảm bảo vật liệu có thể kéo giãn đúng cách khi chiều rộng vết nứt tăng lên trong tương lai. Kim Basham
Tiêm nhựa epoxy liên kết hoặc hàn các vết nứt hẹp tới 0,002 inch với nhau và khôi phục tính toàn vẹn của bê tông, bao gồm cả độ bền và độ cứng. Phương pháp này bao gồm việc áp dụng một lớp phủ bề mặt bằng nhựa epoxy không chảy xệ để hạn chế các vết nứt, lắp đặt các cổng tiêm vào lỗ khoan ở các khoảng cách gần dọc theo các vết nứt ngang, dọc hoặc trên cao và tiêm nhựa epoxy áp suất (ảnh 4).
Độ bền kéo của nhựa epoxy vượt quá 5.000 psi. Vì lý do này, tiêm nhựa epoxy được coi là sửa chữa kết cấu. Tuy nhiên, tiêm nhựa epoxy sẽ không khôi phục lại được độ bền thiết kế, cũng như không gia cố được bê tông bị vỡ do lỗi thiết kế hoặc thi công. Nhựa epoxy hiếm khi được sử dụng để tiêm các vết nứt nhằm giải quyết các vấn đề liên quan đến khả năng chịu tải và các vấn đề về an toàn kết cấu.
Ảnh 4. Trước khi tiêm nhựa epoxy, bề mặt vết nứt phải được phủ bằng nhựa epoxy không chảy xệ để hạn chế nhựa epoxy chịu áp suất. Sau khi tiêm, nắp epoxy được loại bỏ bằng cách mài. Thông thường, việc loại bỏ nắp sẽ để lại vết mài mòn trên bê tông. Kim Basham
Tiêm nhựa epoxy là một phương pháp sửa chữa toàn bộ chiều sâu, cứng và các vết nứt được tiêm sẽ bền hơn bê tông liền kề. Nếu các vết nứt đang hoạt động hoặc các vết nứt đóng vai trò là mối nối co ngót hoặc giãn nở được tiêm, các vết nứt khác dự kiến sẽ hình thành bên cạnh hoặc xa các vết nứt đã sửa chữa. Chỉ tiêm các vết nứt đang ngủ hoặc các vết nứt có đủ số lượng thanh thép đi qua các vết nứt để hạn chế chuyển động trong tương lai. Bảng sau đây tóm tắt các tính năng lựa chọn quan trọng của tùy chọn sửa chữa này và các tùy chọn sửa chữa khác.
Nhựa polyurethane có thể được sử dụng để bịt kín các vết nứt ướt và rò rỉ hẹp tới 0,002 inch. Tùy chọn sửa chữa này chủ yếu được sử dụng để ngăn ngừa rò rỉ nước, bao gồm tiêm nhựa phản ứng vào vết nứt, kết hợp với nước để tạo thành gel trương nở, bịt kín vết rò rỉ và bịt kín vết nứt (ảnh 5). Các loại nhựa này sẽ đuổi theo nước và thâm nhập vào các vết nứt nhỏ và lỗ rỗng chặt chẽ của bê tông để tạo thành liên kết chắc chắn với bê tông ướt. Ngoài ra, polyurethane đã đông cứng có tính linh hoạt và có thể chịu được chuyển động của vết nứt trong tương lai. Tùy chọn sửa chữa này là một sửa chữa vĩnh viễn, phù hợp với các vết nứt đang hoạt động hoặc vết nứt tiềm ẩn.
Ảnh 5. Tiêm polyurethane bao gồm khoan, lắp đặt các cổng tiêm và tiêm áp suất nhựa. Nhựa phản ứng với độ ẩm trong bê tông để tạo thành bọt ổn định và linh hoạt, bịt kín các vết nứt và thậm chí cả các vết nứt rò rỉ. Kim Basham
Đối với các vết nứt có chiều rộng tối đa từ 0,004 inch đến 0,008 inch, đây là quá trình tự nhiên để sửa chữa vết nứt khi có độ ẩm. Quá trình chữa lành là do các hạt xi măng chưa ngậm nước tiếp xúc với độ ẩm và tạo thành canxi hydroxit không hòa tan, thẩm thấu từ vữa xi măng lên bề mặt và phản ứng với carbon dioxide trong không khí xung quanh để tạo ra canxi cacbonat trên bề mặt vết nứt. 0,004 inch. Sau một vài ngày, vết nứt rộng có thể lành lại, 0,008 inch. Các vết nứt có thể lành lại trong vòng một vài tuần. Nếu vết nứt bị ảnh hưởng bởi nước chảy nhanh và chuyển động, quá trình chữa lành sẽ không xảy ra.
Đôi khi “không sửa chữa” là lựa chọn sửa chữa tốt nhất. Không phải tất cả các vết nứt đều cần được sửa chữa và giám sát các vết nứt có thể là lựa chọn tốt nhất. Nếu cần thiết, các vết nứt có thể được sửa chữa sau.
Thời gian đăng: 03-09-2021