SỬA CHỮA VÀ PHỤC HỒI CÁC HƯ HỎNG KHUYẾT TẬT CỦA KẾT CẤU BÊ TÔNG

Có nhiều kỹ thuật khác nhau để sửa chữa và phục hồi các hư hỏng, khuyết tật của cấu trúc bê tông. Những kỹ thuật và vật liệu dùng để sửa chữa bê tông được mô tả dưới đây.Bê tông là loại vật liệu xây dựng được sử dụng rộng rãi và linh hoạt nhất sở hữu nhiều lợi thế hơn hẳn thép và nhiều vật liệu xây dựng khác. Tuy nhiên bê tông lại thường xuyên xuất hiện khuyết tật. Các khuyết tật có thể tự biểu hiện trong các hình thức như nứt, vỡ bê tông, trơ cốt thép, biến dạng quá mức hoặc các dấu hiệu khác.Trong nhiều trường hợp, sự ăn mòn cốt thép có thể gây ra nứt và vỡ bê tông, cùng với sự suy giảm trong khả năng chịu lực của cấu trúc. Tình huống như vậy cần phải sửa chữa các khu vực bị ảnh hưởng và đôi khi cần thay thế toàn bộ cấu trúc.

NGUYÊN NHÂN GÂY HƯ HỎNG, KHUYẾT TẬT CHO BÊ TÔNG
Dưới đây là các nguyên nhân chính:
• Lỗi thiết kế hoặc tiên lượng sai về tiêu chí tải trọng.
• Lỗi thi công xây dựng, vật liệu kém chất lượng, tay nghề kém và lơ là trong giám sát và kiểm soát chất lượng.
• Bị phá hủy do cháy, lũ lụt, động đất, vv
• Hư hỏng do hóa chất hoặc do môi trường biển.
• Thiệt hại gây ra do mài mòn, hao mòn, va đập, ẩm ướt, vv
• Bê tông bị dịch chuyển do hiện tượng lún nền móng, giãn nở nhiệt, vv
NHẬN BIẾT HƯ HỎNG VÀ KHUYẾT TẬT CỦA BÊ TÔNG
Việc chỉ ra nguyên nhân, tính chất và mức độ thiệt hại, và sự yếu kém hoặc sự hư hỏng trong cấu trúc là rất cần thiết, vì một đánh giá sai có thể dẫn đến lựa chọn không phù hợp về vật liệu và kỹ thuật sửa chữa dẫn đến sự thất bại trong việc sửa chữa khu vực đó . Việc kiểm tra khả năng bảo trì của kết cấu công trình cũng rất cần thiết trước khi tiến hành công tác sửa chữa.
SỰ CẦN THIẾT CỦA VIỆC SỬA CHỮA VÀ PHỤC HỒI CÁC HƯ HỎNG, KHUYẾT TẬT CỦA BÊ TÔNG
Việc sửa chữa kết cấu là cần thiết khi phát sinh bất kỳ lí do nào dưới đây:
• Lỗi thiết kế
• Lỗi thi công do tay nghề kém• Do điều kiện thời tiết và môi trường khắc nghiệt
• Ảnh hưởng hóa chất mức độ cao
• Công trình đã đưa vào sử dụng lâu
KĨ THUẬT SỬA CHỮA VÀ PHỤC HỒI CÁC HƯ HỎNG, KHUYẾT TẬT CỦA BÊ TÔNG
Kĩ thuật này được áp dụng cho việc sửa chữa và khôi phục các kết cấu phụ thuộc vào nguyên nhân, mứcđộ và tính chất của tổn thương, chức năng và tầm quan trọng của kết cấu, tính sẵn có của vật liệu và máy
móc phù hợp để tiến hành sửa chữa.
Tùy theo yêu cầu, kĩ thuật sửa chữa có thể được áp dụng trên bề mặt hoặc trong một số trường hợp có thể phải thay thế một phần hoặc toàn bộ cấu trúc.
Các kỹ thuật sửa chữa có thể được phân loại thành ba nhóm chính:1. Bơm vào các vết nứt, các khoảng trống hoặc các khu vực rỗ tổ ong.
2. Sửa chữa bề mặt
3. Loại bỏ và thay thế vật liệu / khu vực bị hư hỏng.
Các vật liệu mới được phát triển phục vụ công tác sửa chữa và phục hồi cấu trúc bị hư hỏng bằng cách làm theo bất kỳ một trong các phương pháp trên. Dưới đây là những mô tả ngắn gọn.
VẬT LIỆU SỬA CHỮA VÀ PHỤC HỒI CÁC HƯ HỎNG, KHUYẾT TẬT CỦA BÊ TÔNG: Xi măng, vữa xi măng,…
Trong hầu hết các trường hợp, các vật liệu sửa chữa có thể là vật liệu có xi măng, vì xi măng là thành phần thiết thực duy nhất  trong bê tông. Gói khô gồm bê tông xi măng hàm lượng cao hoặc vữa xi măng phù hợp để bít các vết nứt hoặc các khu vực bị hư hỏng.Phun bê tông hoặc vữa xi măng cát bằng vòi phun áp lực cao(thường được gọi là bê tông phun) chứng minh có hiệu quả trong nhiều trường hợp cần sửa chữa diện tích bề mặt lớn. Khi tiến hành phun bê tông lưới thép hoặc sợi thép có thể hoặc không được sử dụng.
Lớp nhựa/keo(chất kết dính) liên kết trong sửa chữa bê tông
Các loại nhựa thường được sử dụng có gốc epoxide, polyester, acrylic hoặc polythene. Việc sử dụng nhựa/keo trong thi công sửa chữa đòi hỏi cần hiểu biết thấu đáo về tính chất hoá học, tính chất vật lý và đặc tính của nó trong kết cấu, đặc biệt là khi đặt trong khoảng thời gian dài trong môi trường khắc nghiệt.
Hệ nhựa epoxy được ứng dụng trong công trình dân dụng như vữa trám vào vết nứt, sửa chữa các kết cấu bê tông bị xói mòn, sửa chữa cầu, cống dẫn nước, các dầm và cột bị ăn mòn hóa học.
Nói chung, nguyên liệu nhựa/keo được sử dụng trong sửa chữa và khôi phục lại công trình nơi mà cần có các tính chất như: khả năng chịu lực cao (khi phân đoạn mỏng), tính liên kết (bám dính) tuyệt vời (khi cần vá lỗi nhỏ), sửa chữa nhanh (do đó tiết kiệm thời gian), và kháng hóa chất cao.. Một trong những loại nhựa phổ biến nhất được sử dụng là gốc epoxide. Một mô tả ngắn gọn các tính chất và ứng dụng của nhựa gốc epoxy được đưa ra dưới đây.

Keo epoxy sử dụng cho sửa chữa bê tông
Ta có thể thu được hỗn hợp vữa và keo khi thêm các chất độn như cát thô hoặc đá bô xít nung. Phản ứng hóa học bắt đầu ngay sau khi nhựa và chất làm tôi cứng được trộn với nhau. Hầu hết các hỗn hợp này cần thời gian chờ sau khi trộn từ 30 đến 60 phút. Hỗn hợp này sẽ tăng khả năng chịu lực và khả năng liên kết. có khả năng kháng nhiều hóa chất bên cạnh tính năng chống nước.Nhựa Epoxy có thể được trộn  với nhiều chất làm tôi cứng khác nhau để tạo ra nhiều kiểu tính năng khác nhau tương ứng. Sau khi được trộn, chúng tạo thành một hệ thống không thể đảo ngược (Phản ứng nhiệt).
Các tính năng đặc trưng của hệ keo epoxy sử dụng trong sửa chữa và phục hồi kết cấu bê tông
• Khả năng liên kết cao với hầu hết tất cả các vật liệu
• Co rút thấp trong khi thi công
• Ổn định kích thước một cách vượt trội
• Có thể lấp đầy một cách tự nhiên• Phản ứng nhiệt (không tan)
• Kháng với hầu hết các hóa chất và môi trường
• Khả năng khi công trong điều kiện ẩm ướt và dưới nước
• Dễ ứng dụng thi công
Quá trình trộn vữa keo epoxy
• Vị trí của vết nứt• Làm sạch bề mặt vết nứt
• Khoan và sửa chữa các vòi phun để phun vữa trong khoảng thời gian phù hợp với vữa epoxy• Trám hỗn hợp epoxy với sự giúp đỡ của máy bơm vữa
• Bít vòi phun vữa
Một thùng vữa cơ bản có một thùng áp suất (chịu được 10 - 15 kg / cm2pressure) với đầu vào và đầu ra cho hỗn hợp nhựa, máy đo áp suất, kết nối giữa không khí nén và áp suất vữa.
Nhựa trước khi được trộn cộng với chất làm tôi cứng được đổ đầy vào thùng vữa và thông qua ống bơm, hỗn hợp đó được bơm vào các vết nứt. Khi vết nứt được lấp đầy, vữa được bơm bằng các vòi tiếp theo và như vậy cho đến khi tất cả các vết nứt được điền vào.
Khi xử lý thế này, nhựa epoxy sẽ cải thiện khả năng chịu tải của kết cấu bị nứt.
Liên kết giữa lớp bê tông cũ và mới
Nhựa epoxy kết hợp với chất làm tôi cứng là nhựa polime đặc biệt phù hợp để liên kết giữa lớp bê tông cũ và mớiQuá trình bao gồm-          Loại bỏ tất cả bê tông lỏng và bị hư hỏng bằng phương tiện cơ khí hoặc vòi nước
-           Bề mặt phải khô
-           Một lớp nhựa epoxy thích hợp [nhựa epoxy + chất làm tôi cứng (loại đặc biệt)] được quét bằng bàn chải nylon cứng
-           Bê tông tươi được đổ vào khi lớp phủ epoxy không bị bong ra-           Để ý lớp phủ không cần phải khô hoàn toàn.
Nhựa Epoxy không phải là một loại vật liệu xây dựng chính. Vì chi phí nhựa cao nên cần xem xét cân nhắc trước khi sử dụng. Loại nhựa này nên được sử dụng trong trường hợp khẩn cấp.
Các tính năng của hệ nhựa epoxy có thể khai thác một cách dễ dàng trong khi các vật liệu khác có thể không được sử dụng khi cân nhắc về khả năng chịu lực hay các tiêu chí khác. Nhựa Epoxy được thi công trong điều kiện cấp bách như sửa chữa dưới nước của các đập nước, tàu, vv Chúng ta có thể sử dụng nhựa epoxy và nhựa tổng hợp khác trong thi công trong tương lai.
Bê tông polime
Hầu hết các sai sót trong cấu trúc bê tông bình thường được loại bỏ khi sử dụng bê tông polyme bằng cách tạo một lớp phủ hoặc thấm đầy kết cấu.
Bê tông polymer là bước phát triển tương đối mới và được ứng dụng từ năm 19500. Chúng có  khả năng chịu lực rất cao và bền hơn và kháng với hầu hết các hóa chất và axit.Có ba loại vật liệu bê tông polymer, cụ thể là bê tông thấm polymer (PIC), bê tông polyme (PC), và bê tông xi măng polymer hoặc bê tông polime đã biến đổi (PCC hoặc PMC). Trong monomer của bê tông thấm polime (thường là styrene, metyl-methacrylate (MMA), Polymethyl methacrylate (PMMA), vv) được thấm/tẩm vào hệ thống các lỗ hổng của bê tông cứng, do đó làm đầy các lỗ hổng và làm cho chúng không thấm nước và chống hóa chất. Trong Bê tông polime, polymer là chất kết dính duy nhất thay cho xi măng và nước. Trong PCCS và PMC, một phụ gia polime (cao su hoặc pre-polymer) được thêm vào hỗn hợp xi măng bình thường trong giai đoạn trộn.

Tất cả ba loại vật liệu tổng hợp bê tông polyme là hữu ích trong thi công sửa chữa và công tác phục kết cấu bị hư hỏng. Việc sử dụng các vật liệu tổng hợp như trên đang ngày càng tăngdần vì độ bền vượt trội của họ, khả năng liên kết  tuyệt vời với kết cấu bê tông liền kề, tính kháng nước và chịu mài mòn cao, kháng hóa chất như clorua và axit, và hấp thụ nước rất thấp.
Sửa chữa các vết nứt có thể dễ dàng tiến hành bằng cách bơm vào bê tông polyme bị hư hỏng do ăn mòn cốt thép, chúng có thể được đục ra và thay thế bằng bê tông polymer.
Các chất bịt kín
Nhiều chất bịt kín được dung để bít các vết nứt trong kết cấu bê tông. Chất bịt kín phải đảm
bảo tính toàn vẹn cấu trúc và khả năng sử dụng. Chúng được dung để bảo vệ chống lại các
chất lỏng độc hại, khí, và chất không mong muốn khác mà sẽ làm giảm chất lượng của bê tông. Trong trường hợp sửa chữa bề mặt bị nứt, các vết nứt đầu tiên được mở rộng dọc theo mặttiếp xúc và được bơm chất bịt kín.

Xử lý bề mặt bê tông
Độ bền của bê tông cũng có thể tăng lên đáng kể trên bề mặt bằng cách sử dụng vật liệu khác nhau mà làm cho nó không thấm nước, cứng và có khả năng chống ăn mòn hóa học.
Một số phương pháp xử lý bề mặt thường được sử dụng là:
• Sodium silicate, magiê hoặc kẽm florua• Dầu khô như dầu trẩu hoặc dầu hạt lanh
• Sơn cao su Clorinated và các loại sơn cao su tổng hợp
• Sơn epoxy• Silican FloruaBề mặt bê tông cứng và khô có thể được thực hiện chống mài mòn và ít tạo bụi bằng cách ứng dụng các giải pháp của natri silicat, magiê hoặc kẽm sulfat hoặc florua silic. Dầu hạt lanh haydầu trẩu có thể được sử dụng. Ngoài ra, carborundum hoặc nhôm nung chảy hoặc clorua sắt
nhôm chia nhỏ, các công thức pha chế có thể được thêm vào trong các lớp bề mặt trong khi
đặt bê tông tươi.Sơn sàn cũng tạo ra độ bền hợp lý, nếu phương tiện di chuyển trên sàn không nặng. Sơn có
chứa nhựa tổng hợp đặc biệt polyurethan hoặc epoxy hoặc cao su clo tạo ra khả năng chống
mài mòn cao. Chúng cũng bảo vệ chống lại các muối và axit loãng.
Natri silicat và fluoride silico được sử dụng bảo vệ chống lại sự ăn mòn nhẹ của các dung dịch nước hoặc chất lỏng hữu cơ. Bitumen và nhựa than đá giúp bảo vệ chống côn trùng và sâu
đục thân. Một số vật liệu nhựa, lớp phủ sợi thủy tinh cao su và  PVC cũng đã được sử dụng thành công trong việc cải thiện độ bền của bê tông.
 Bê tông có cốt bằng sợi thép
Sử dụng sợi thép có đường kính nhỏ trong bê tông là để cải thiện một số tính chất của bê tông và đặc biệt là khả năng chịu lực và chịu tác động và chịu mài mòn của nó. Một trong những
ứng dụng của bê tông cốt là sợi thép (SFRC) là trong lĩnh vực sửa chữa và phục hồi các kết
cấu bê tông.

Các phần hư hỏng của kết cấu bê tông có thể được loại bỏ và có thể được thực hiện tốt bằngcách đặt các SFRC vào phần bên cạnh và đáy của các kết cấu bị hư hỏng bởi kỹ thuật phunbê tông. Do tính năng kháng mài mòn đã được cải thiện nên SFRC  được sử dụng thành công cho việc sửa chữa sàn công nghiệp và sàn cầu đã sử dụng hoặc chưa sử dụng bê tông polyme.
Các vật liệu khác trong sửa chữa và phục hồi kết cấu bê tông
Có một số vật liệu khác mà cũng có thể được sử dụng để sửa chữa các cấu trúc nhất định. Đối với việc sửa chữa kết cấu móng, một loại vữa hóa học đặc biệt đã được phát triển để đảm bảo sự nén chặt của đất phía dưới và bảo vệ cho cốt thép kết cấu móng. Bê tông sợi cốt thép siêu dẻo được sử dụng trong việc tiến hành sửa chữa móng và các công trình ngầm.
Một số hóa chất và chất phủ bề mặt trên thị trường dưới tên thương hiệu được biết đến để bịtcác vết nứt trong các cấu trúc như bể chứa nước và đủ khả năng bảo vệ cho thép khỏi bị ănmòn. Các loại sơn đặc biệt (cao su hoặc nhựa đường trên) cũng được phát triển để áp dụng
cho các bề mặt bê tông hoặc cho những thanh chắn để làm cho chúng kháng lại môi trường
xung quanh.
Trong quá khứ, các trường hợp thiệt hại được quan sát thấy trên các cấu trúc xây dựng ngày càng tăng, việc sửa chữa và phục hồi chức năng của cấu trúc như vậy đã  trở nên quan trọng hơn. Một số kỹ thuật và vật liệu được sử dụng để khôi phục lại một số kết cấu bị ảnh hưởng.
Bảng dưới đây cho thấy các vật liệu thường được khuyên dùng cho công tác sửa chữa các
kết cấu bê tông. Nhựa epoxy và các vật liệu bê tông tổng hợp cho thấy tiềm năng cao.
Việc phát hiện kịp thời các khuyết tật trong bê tông và thép trong kết cấu và thực hiện các biện pháp khắc phục hậu quả ngay lập tức sẽ ngăn chặn sự thiệt hại hơn nữa của cấu trúc và sẽ
tiết kiệm khoản chi phí bảo trì rất lớn.
Một câu châm ngôn cũ, "phòng bệnh hơn chữa bệnh" được áp dụng cho kết cấu bê tông, cả tại thời điểm xây dựng các cấu trúc và tại một thời điểm khi cấu trúc đã có dấu hiệu hư hỏng ban đầu.
Vật liệu sửa chữa bê tông

Thao tác sửa chữa	Vật liệu	Nhận xét
Bít các vết nứt	Keo epoxy	– Kết dính tốt dù trong môi trường ẩm
Bít các lỗ hổng lớn	Vữa xi măng pooc lăng Vữa polime Bịt và đánh láng	– Gắn chắc chắn rất tốt – Tính năng kết dính tốt – Gốc nhựa và polime tổng hợp
Trét bề mặt thông thường	Lớp tráng nhựa hoặc polime tổng hợp
Xác định bề mặt cần vá	– Bê tông hoặc vữa sử dụng xi măng pooc lăng – Xi măng khô nhanh – Keo polime, epoxy, polieste	– Canxi aluminat xi măng đặt điều chỉnh – Kết dính tốt

Thao tác sửa chữa	Vật liệu	Nhận xét
Bơm phun bê tông và phủ	– Bê tông xi măng pooc lăng – Bê tông cốt sợi thép – Bê tông cao su biến đổi – Bê tông polime – Bê tông nhựa (nhựa đường)	– Hỗn hợp hình thành nhanh – Chống nứt vỡ – Kết dính tốt