Sử dụng bê tông cát biển cốt GFRP làm kết cấu chịu lực cho công trình xây dựng ở ven biển và hải đảo chịu xâm thực của nước biển là vấn đề được đề cập trong một đề tài nghiên cứu khoa học của nhóm tác giả PGS.TS Vũ Ngọc Anh, Ths Đào Kim Thành (Trường Đại học Xây dựng Miền Trung) và NCS. Nguyễn Thanh Thản (Viện Khoa học công nghệ Xây dựng).

Từ nghiên cứu thực nghiệm, nhóm tác giả đề xuất chế tạo các loại bê tông có cấp độ bền từ B15 đến B45 từ cát biển, nước biển, nhưng thay thế cốt thép thông thường bằng cốt sợi thủy tinh GFRP.

Nhóm nghiên cứu đã thí nghiệm, quan sát độ ăn mòn, xác định đặc trưng cơ học của thép và GFRP khi ngâm chúng trong môi trường xâm thực nước biển. Đồng thời, thí nghiệm dầm bê tông cát biển đặt cốt thép và cốt GFRP trong môi trường xâm thực nước biển, đánh giá khả năng chịu uốn ở những thời điểm ăn mòn khác nhau.

Cụ thể, tại phòng thí nghiệm trường Đại học xây dựng Miền Trung, những thanh thép và thanh cốt sợi thủy tinh GFRP đường kính f10 được cắt có chiều dài 60cm rồi ngâm vào nước biển theo kiểu nửa khô nửa ướt (30cm ngâm dưới nước, 30cm còn lại trên mực nước).

Quan sát bằng mắt thường thấy sau 2 đến 3 ngày các thanh thép bắt đầu có màu đỏ của gỉ sắt xuất hiện ở vài vị trí gần phần tiếp giáp mực nước, những thanh GFRP không có biểu hiện gì đặc biệt.

Sau thời gian 3 tháng, phần phía trên thanh thép trong vùng 15cm đến 20cm chuyển hoàn toàn sang màu đỏ. Nhiều vị trí xuất hiện các vảy cứng có kích thước 0,5mm đến 1mm. Phần vảy cứng này do thép bị ăn mòn vào sâu nên lớp gỉ dày tạo thành vảy cứng.

Sau 6 tháng, trên bề mặt cốt thép ở phần tiếp giáp mực nước hiện tưởng gỉ phát triển mạnh, phần thép ngập nước có một lớp màng mỏng màu nâu đỏ bám kín bề mặt, khi rửa sạch và quan sát thấy có các lỗ nhỏ do ăn mòn bởi ion clo. Các thanh cốt GFRP vẫn không thay đổi màu.

Sau mỗi chu kỳ 3 tháng, 6 tháng, 12 tháng, nhóm nghiên cứu lấy 3 thanh thép và 3 thanh GFRP làm thí nghiệm chịu kéo.

Qua thí nghiệm hai loại dầm cho thấy với dầm bê tông cốt thép, mặc dù ăn mòn chưa đủ để làm suy giảm khả năng chịu lực nhưng qua quan sát sự hình thành và phát triển của ăn mòn trên bề mặt cốt thép, có thể khẳng định là với chiều dày lớp bê tông bảo vệ 50mm theo tiêu chuẩn TCVN 9346-2012 thì cốt thép chịu lực trong dầm vẫn nhanh chóng bị ăn mòn bởi các vết nứt do co ngót, do ngoại lực gây ra… Ngược lại với dầm bê tông cốt sợi GFRP thì hoàn toàn không bị ăn mòn.

Từ nghiên cứu trên, nhóm tác giả nhận định: Trong những trường hợp đặc biệt như ở nơi đảo xa, khan hiếm vật liệu không nhiễm mặn hay vì lý do kinh tế, chúng ta có thể dùng cát biển và nước biển để chế tạo bê tông và dùng cốt phi kim loại như GFRP để tăng cường trong vùng bê tông chịu kéo là hoàn toàn khả thi.

PGS.TS Vũ Ngọc Anh cho biết thêm, trong thời gian tới, các dầm thí nghiệm còn lại sẽ tiếp tục được đánh giá khả năng chịu lực ở tháng thứ 12 và 18, đồng thời các thí nghiệm trên cấu kiện chịu nén đặt cốt GFRP cũng sẽ được tiến hành. Khi đó, các số liệu sẽ khẳng định tính đúng đắn của nhận định trên.

Nguồn: Theo Báo Mới, ngày 6/12/2017.