Sửa chữa, gia cố công trình bằng cách sử dụng vật liệu sợi cường độ cao như sợi carbon, sợi thủy tinh ((FRP – fiber reinfored polyme) là một phương pháp mới được nghiên cứu và áp dụng tại các nước tiên tiến từ những năm 1980.
Phương pháp này có rất nhiều ưu điểm như thi công đơn giản, nhanh chóng, không cần phải đập phá kết cấu, không cần sử dụng cốp pha, đảm bảo giữ nguyên hình dạng kết cấu cũ, có tính thẩm mỹ cao. Tuy nhiên, phương pháp này vẫn còn khá mới mẻ ở Việt Nam và được áp dụng ít trong tăng cường khả năng chịu lực của công trình cầu.
Tại Việt Nam, công trình cầu đầu tiên được tăng cường khả năng chịu lực sử dụng sợi carbon (tấm carbon) là cầu Trần Thị Lý (TP.Đà Nẵng). Sau đó được áp dụng thêm trong một số cầu khác như cầu Lồi ở Nghệ An, sử dụng vải sợi thủy tinh, cầu Ô Sông ở Quảng Ngãi, cầu Văn Thánh ở TP.HCM và gần đây nhất là cầu Trà Nóc ở TP.HCM đều sử dụng vải sợi carbon.
Theo đánh giá của các chuyên gia chuyên ngành, một số công trình vừa kể trên vẫn còn tồn tại những vấn đề về công nghệ thi công cũng như tính toán thiết kế cần được tổng kết đánh giá và lựa chọn các giải pháp công nghệ phù hợp cho VN.
Thuận lợi, khó khăn và giải pháp
Công nghệ tăng cường kết cấu cầu bằng vật liệu cường độ cao (sợi thủy tinh, sợi carbon) đều đạt hiệu quả tốt về tăng cường khả năng chịu lực cho kết cấu cầu và không bị tác động bởi môi trường xâm thực, bảo vệ cốt thép trong kết cấu BTCT.
Đơn cử như cầu Trần Thị Lý ở rất gần biển nhưng không bị ảnh hưởng của môi trường xâm thực. Bên cạnh đó, công nghệ này đã được áp dụng trên một số công trình cụ thể từ năm 1999 để đánh giá khả năng chịu lực của sợi carbon và sợi thủy tinh theo điều kiện và khí hậu Việt Nam.
Không chỉ có vậy, đây cũng không phải là loại vật liệu khó tìm và rất nhiều hãng có khả năng cung cấp vật liệu sợi carbon và keo Epoxy tại VN với giá cả cạnh tranh. Hiện tại cũng đã có tiêu chuẩn thiết kế tăng cường kết cấu theo tiêu chuẩn Mỹ (AC1440-2R) cho cả kết cấu bê tông cốt thép, kết cấu dự ứng lực, chỉ dẫn thi công và nghiệm thu (theo báo cáo nghiên cứu của hiệp hội AASHTO – Mỹ).
Tuy nhiên, tại VN cũng chưa có đánh giá cụ thể về hiệu quả tăng cường kết cấu bằng vật liệu cốt sợi tại Việt Nam. Các keo Epoxy đã sử dụng dán vật liệu sợi carbon và sợi thủy tinh tại VN hầu hết có độ nhớt cao, khó đảm bảo chất lượng đồng đều và phụ thuộc vào trình độ thao tác của công nhân. Hầu hết các keo Epoxy đã sử dụng dán tại VN yêu cầu độ ẩm bề mặt bê tông thấp.
Ví dụ, keo Epoxy của hãng Sika yêu cầu độ ẩm bề mặt của bê tông ít hơn hoặc bằng 4%, hãng Fischer yêu cầu độ ẩm bề mặt của bê tông nhỏ hơn hoặc bằng 10%. Do đó, việc kiểm soát chất lượng bề mặt bê tông trước khi dán đòi hỏi quy trình quản lý chất lượng phải rất tốt.
Không chỉ có vậy, hiện tại VN cũng chưa có tiêu chuẩn hay chỉ dẫn thiết kế, thi công trong tăng cường kết cấu sử dụng vật liệu cốt sợi cường độ cao và chưa có định mức dự toán cho công tác tăng cường kết cấu sử dụng loại vật liệu này. Các nhà thầu thi công cũng chưa có nhiều kinh nghiệm về việc sử dụng loại vật liệu mới này.
GS.TS Nguyễn Viết Trung (Trường ĐHGTVT) cho biết, để có thể ứng dụng tăng cường kết cấu cầu bằng sợi carbon tại VN thành công, phải đáp ứng được các yêu cầu sau: Trước hết, cần có báo cáo đánh giá cụ thể về hiệu quả tăng cường kết cấu bằng vật liệu cốt sợi tại VN.
Từ đó kiến nghị lựa chọn vật liệu phù hợp cho công tác tăng cường cầu tại VN. Nên sử dụng các loại keo Epoxy có thể dán trên bề mặt kết cấu có độ ẩm cao để dễ kiểm soát chất lượng vì điều kiện khí hậu của VN thường có độ ẩm cao.
Nên sử dụng các loại keo Epoxy có độ nhớt thấp để dễ kiểm soát chất lượng công tác quét keo lên bề mặt kết cấu và bề mặt tấm, sợi. Cần biên soạn tiêu chuẩn, chỉ dẫn thiết kế thi công và nghiệm thu phù hợp với điều kiện thi công, điều kiện khí hậu tại Việt Nam dựa trên các tiêu chuẩn thi công và nghiệm thu của Mỹ, EU
