NGUYEN TRQNG NGHiA
? ,
I\.
1\.'
GIAI PHAP TlEN TlEN TRONG
? - '" , ? '"
saA CHO'A,TANG ClflJNG KHANANG
CHIU LlfC CHO KET CAU
BE
TONG
•
•
, .A.A
A'
".A
SUDUNGVAT liEU GOTsalGUaNGDOGAO
• ••
•
•
DfNH
BAM
NGoAI FRP
NHA XUAT BAN
xAv
Ol/NG
HA NOI-
2014
L
N6i dung cuon sach bao g6m giai thieu tong quan
vJ
img

vi SI (N,
111m
hoac KN, 111).Dac biet trong cuon sach
n(IY
giai thieu t6ng kit danh gia cac kh qua thi nghiem,
CLle
khuyen cao
vJ
Lingdung vQt li¢u FRP trong sua chua, tang cuong kha nang chiu luc kh
cc7l!'be tong
tis
cac
Nha
cung cdp vdt
liiu
FRP (Quake Wrap, Fyfe, S&P,
Gurit ), kit qua nghien cuutmg dung cua cdc truong dat h9C
A:y
thuQt tty
tin
tren thi giai
WI
t9i Vi¢tNam nhu: truang D9i h9CIllinois, Chicago - My,
truong a9i h9CRourke/a - An D6, Trung tam tId nghi¢111Khoa h9C vQt li¢u
vit
cong ngh¢ EMPA ThljY
S~
Tnfong D9i h9Cgiao thong VQntai, Truang
[)qi lwc Bach khoa Hd N6i, Vi¢n Khoa h9C va Cong ngh¢ giao thong VQn
t(li va cong ty

Y
kdn phan
bi?l1,gop
y
cua tl6c gia
(ti
hoan thi?n Giao trinh nay trong Ian xlldt ban
sau. M9i
y
kdn gop
y
xin gtri
vJ
aia chi hom thu: [email protected]
Cae tae
giii
4
1
D
Ja
tri
n~
th
lie
ta
th
gl
nl
F
Cl

a
ca chau Au, My, Canada, Dc va Nhat Ban.
Tai chau Au, v~t lieu FRP duoc phat tri~n d~ thay th~ phuong phap tang cuong kha
nang chiu hrc k~t c~u be tong bang phuong phap dan ban thep, Phuong phap dan ban
thep trong vung chiu keo cua be tong diroc coi la ky thuat kha thi d~ tang
sire
khang
u6n cho k~t du be tong (Fleming va King 1967). Ky thuat nay da duoc
sir
dung d~
tang cuong nhieu cong trinh d.u va cac toa nha tren kh~p th~ gi6i. Tuy nhien, sau mQt
thai gian su d\lng ban thep dan them ben ngoai k~t du cli co th~ bi an mon va lam
giam kha nang chiu h!c dang k~. M~t khac, vi~c dan ban thep la kho thi cong t~i
nhung dia di~m co di~n tich ch~t h~p. Cac nha nghien
Clru
da xem xet d~n cac v~t li~u
FRP la mQt thay th~ cho ban thep dan. Cac nghien
Clru
v~
(rng
d\lng FRP d~ tang
cuang kha nang chiu h!c k~t c~u be tong da duQ'cbao cao vao dAunam 1978 t~i
D(rc
(Wolf va Miessler 1989), t~i Th\lY S1(Meier 1987; Rostasy 1987). T~i Nh~t Ban h~
th6ng FRP IAndAu tien duQ'cap d\lng d~ tang
cuang
kha nang chiu dQng d~t cua k~t
d.u cli vao nhung nam 1980 (Fardis va Khalili 1981; Katsumata et al 1987), d~c bi~t
sau tr~n dQng dfitHyogoken-Nanbu 1995 (Nanni 1995).
Cac nha nghien

doan
quoc t~ v~ k~~cAube tong 2001).
Hiep hQi
tieu
chuan ky thuat Canada (CSA) va ISIS da hoat dong tich cue trong viec
phat trien
chi dfrn
thiet
k~ cho h~
thong
v~t
lieu
FRP.
Muc
16,
"ket
cAugia c6
soi" cua
tieu chuan thiet k~
dirong
cao t6c Canada da diroc
hoan
thanh trong
nam
2006
(CAN/CSA-S6-06)
va
CSA S806-00.
Tai
My

kho thea m(>thu6ng ho~c hai hu6ng ho~c
cac to?i vai duqc ngam tAmv6i m(>tloc;tikeo da bao hoa t~i dia di~m thi congo Ch§t k~t .
dinh bao hoa, cung v6i lap chAtk~t dinh lot va vua tuong thich d~ lien k~t h~ th6ng v~t
li~u FRP v6i b~ m~t cua k~t duo H~ th6ng dim um bao hoa va dong rAntc;tich6, tuong
tv
nhu be tong dllCtc;tich6. Co ba loc;tiph6 bi~n cua h~ thong dan um nhu 8au:
- TAm sqi ho~c vai kho dan hu6ng - cac
8qi
chc;tychu y~u thea m(>thu6ng tren
m~t ph5ng.
- TAmsqi da hu6ng ho~c vai da hu6ng kho rna cac
8qi
duqc dinh hu6ng thea it nh§t
hai hu6ng tren mot m~t ph5ng.
du
da
ma
car
FR
V~
h~
ve
h~
hw
hai
6
r
~
."
lWU

Hinh
1.1:
H¢ th6ng vai sai cutmg
06
cao
a) vai soi carbon, b) vciisai aramid va
c)
vai
soi thuy
tinh
c)
LIang
it k~t
. chftt
:ng.
1.1.3.H~th6ng FRP tim chit k~t dinh trutrc (prepreg)
H~thong
v~t
lieu FRP
tAmchftt k~t dinh
tnroc
bao g6m
cac
tftm
soi
dan huang
hoac
da huang
hoac cac
tftm

la
cUOngdQva rna dun dan h6i rftt cao so vai
2
h~ th6ng v~t li~u
FRP
nen tren. H~ th6ng v~t li~u
FRP
tAmchftt k~t dinh truac dn luu y
v~
vftn d~ luu kho, khuy~n cao h~ sir.dl,lngva qua trinh dong rful. Ba lo~i ph6 bi~n cua
h~ th6ng
FRP
tAmchftt k~t dinh
truac
la:
_ Tftm
sqi
dan huang tAm chftt k~t dinh truac rna cac sqi chu y~u ch~y thee rnQt
huang tren rn{ltphimg;
- Tftrn
sqi
da huang tAmchftt k~t dinh truac rna cac sQ'iduQ'cdinh huang trong it nhftt
hai huang tren mQtrn{ltph~ng;
- Bo sgi
!fun
chfttk~tdinh
truac
duQ'ccUQnho{lcthi cong bkg may tren b~rn{ltbe tong.
~h6ng
cv~

dai
mong
diroc cuon thanh mot cuon.
_T~m da huang, thuong duoc chuyen toi dia di~m diroi dang
cuon,
_Tftm Ion, thuong
diroc
chuyen d~n dia di~m dum
dang
cac pharr doan da duoc cit
thea chieu doc d~ giup chung c6 th~ dugc
rna
ra va lip d~t xung quanh cac cQtho~c cac
c~u ki~n khac; nhi~u v~t li~u FRP duQ'clien k~t dinh bam vm be tong va dinh bam v6i
nhau nhfun tang khi nang ch6ng dQngd§.t.
11
n
v
tl
v;
pi
1.
ffinh
1.3:
H? th6ng t6m s(li carbon, s(li thity tinh dong ran truae
(1000psi
=
6.895 Mpa)
160,000 ~-; ~
_ 140,000

ffinh
1.4:
So simh euang d(Jella vQtli¢u FRP dong ran truae
ella m(Jts6 hang scm xu6t vQtli¢u FRP (bao cao clia QuakeWrap 2010)
8
rong
thich
nroc
J
Ian
::>
J
1.1.5.H~thang FRP dang thanh cuong dQeao (NSM)
R~ thong V?t lieu FRP dang thanh cirong dQ cao bao g6m cac thanh hinh tron hoac
hinh chtr nhat hoac cac hinh dang khac d~ l~p d~t va lien k~t vao cac ranh da duoc tao ra
tren b~ m~t be tong. MQt chftt k~t dinh thich hop duoc sir dung d~ lien k~t thanh FRP
vao cac ranh
va
dong cirng
tai
ch6. Hai loai thanh FRP ph6 bien nhat
la:
- Cac thanh tron thirong diroc san xuftt bang each sir dung sir dung bien phap due ep,
tlurong duoc chuyen d~n cong tnrong duoi hinh thirc cac thanh don hoac mot cuon tuy
vao duong kinh thanh;
,
rc
cat -
Cac
thanh hinh

(%)
(g/cm
3)
CFRP
200-800
0,4-2,5
1,5-1,6
GFRP
70-87
2-5,6
1,2-2,1
AFRP
74-179
1,9-4,6
1,2-1,5
Bang 1.2: H~sa
daD
n6'nhi~t eiia v~t li~uFRP FRP (ACI440.2R)
Theo pl1LfO"ng
H~
s6
gian nO'nhi~t, x 1O-
6
fF
(l0-6fC)
GFRP
CFRP
AFRP
DQc,
at

dSn
23)
(22
dSn
50)
(60
dSn
80)
9
High modulus
Hink
1.6:
cs«
tao vdt lieu FRP (Gibson, 1994)
Carbon
HS
6000
(Q
4000
0
6
.;ca
:::I
<J)
C)
2000
5
Sgi thiJytinh
o
2

nam 1950, Rayon da kham pha ra kha nang keo gian cua sgi carbon de t~o ra v~t li~u c6
kha nang chiu keo cao.
, Sgi cacbon da dugc thuang m~i
til
1960 trong nganh hang khong, vii tr\l va cac yeu
cau (rng d\lng v~t li~u nht";.Hi~n nay, sqi cacbon dugc ung d\mg re)ng dii trong hang
khong, giai tri, cong nghi~p, giao thong va v~t li~u composite. Composite lam
til
sqi
cacbon t6i un v~ de)b~n, de)c(mg, nh
y
va ch6ng nUt cao, chiu dugc nhi~t de)cao va treY
v6i h6achk
10
c(
sal
nit
CUI
cm
cht
CLII
tru.
the
to
I
cac
din
cue
car
chi

nhiet
phan
c6 kiem soat cac soi htru co da chon
tren
nham loai oxy,
nita, hydro d~
tao thanh soi
cacbon.
Co tinh soi cacbon cang cao khi tang c~u true tinh th~ va rmrc dQ dinh hirong soi,
cling nhu giam cac khuyet t?t tren soi. Cling diroc c~u t(;10bang cac phan nr carbon, kim
cuong Iii V?t lieu cirng vii b~n nh~t trong kbi than chi mem vii tron. SlJ khac nhau
gifra
chung
xu~t
phat
tir
nguyen
nhan
c~u truc tinh th~ khac nhau. Co th~ hi~u dan gian than
CLlimSm do c~u truc tinh th~ sApx~p khong thea tr?t t\I, khong bSn vUng trong khi c~u
tnk
tinh th~ kim cuang r~t tr?t tlJ vii d6ng d~u nen r~t b~n. Kim cuang co c~u truc tinh
th~
carbon ba chi~u trong khi sQ'icarbon c6 c~u truc m:;tnglu6i hai chi~u v6i cac nguyen
t6
carbon sAp x~p tr?t
W
th~ng hang vii qu~ l~y nhau. Cach t6t nh~t d~ co duqc sQ'i
cacbon dinh hu6ng cao lit ch9n sQ'inguyen li~u dinh hu6ng ca~, sau do duy tri muc dQ
dinh hu6ng nay trong qua trinh 6n dinh va cacbon hoa. Sqi Carbon duqc t:;tobOi cac sQ'i

Tinh chat cua soi Carbon PAN: Soi cacbon PAN la mot kh6i t~p hop cua soi lien tuc
(soi dan), duong kinh 5 - 7 urn co ty
trong
1,74 - 1,95 g/crrr'.
San
phfun t~p hop nhieu
loai
soi
dan khac nhau tao thanh bo soi
nhir
lK (1000 filaments), 3K (3000 filaments),
6K (6000 filaments), 12K (12000 filaments)
va
24K (24000 filaments diroc
(eng
dung
chinh trong nganh hang khong, th~ thao do ty trong thftp, dQ b~n keo va modul dan h6i
rftt cao.
Soi
cacbon PAN dong vai tro chinh
sci
cacbon
tren thi tnrong, loai bo
soi day
(tren 40K) hoac loai co dQben keo thftp hon chu y~u
(eng
dung trong
cong
nghiep. Soi
cacbon PAN pharr Ioai thea modun dan h6i: modun dan h6i tieu chuan (~240 GPa),

hang, dinh huang.
_On dinh: duy tri hinh dang sqi khi nhi~t pharr, nhi~t dQ250 - 400°C.
_Cacbon hoa: nhi~t dQcacbon hoa 1000 - 1500°C.
Tinh chAt cua sqi carbon PITCH: co hai lo;;tisqi PITCH g6m sqi lien tl,lCva khong
lien tl,lCtuang (rng qua trinh xe sqi. Sqi cacbon PITCH cling duqc pharr lo;;tithanh lo;;ti
d~ng huang (graphite hoa nghiem ng~t) va lo;;tibftt d~ng huang (graphite hoa d~ dang).
Lo;;tisqi cacbon PITCH d~ng huang thuOng la sqi khong lien tl,lc,dUOngkinh 12-18J.lm,
ty trQng 1,6.glcm
3
va co modun dan h6i thftp (~40 GPa), dQb~n va tinh d§.nnhi~t thftp
do sg dinh huang va k~t tinh thftp eua cac nguyen t6 cacbon. Vai gia thanh c;;tnhtranh,
sgi
cacbon PITCH d~ng huang dugc (rng dl,lngrQng rai trong cong nghi~p kh6i luqrrg
nht;,
6n dinh hoa chftt, khang nhi~t va khang mai mon. Sqi cacbon PITCH khong d~ng
huang thuOng la sqi lien tl,lc,dUOngkinh 7- 10).lm,ty trQng 1,7 ~ 2,2 g/cm
3.
Cae chuftn
~qi
nay la lK. 2K. 3K. 6K va 12K modun dan h6i thAp tu 6 GPa
tai
953 GPa trong khi
sgi
cacbon PAN khong th~ d;;ttduqc gia tri nay. Lo;;tico modun dan h6i cao (tren 350
12
r
(
11
f,
l

ng
,
lan
illi
,50
I,
.
1
MPa)
CO
kha nang gia cong dt t6t do dQben keo cao (hon 2,5 GPa) va ling dung rong
rai trong cong nghiep, th~ thao do dQ cling cao hon thep va khoi hrong nhe (nhe hon
50% so voi thep). Loai soi cacbon co modun dan h6i eire cao (tren 600 GPa) co dQ cling
r~t cao, d~n nhiet tuong duong
hoac
cao hon kim
loai
va
nhe,
b) Phtin loai soi carbon dua
VaG
tinh chat co
ly
Dua van tinh ch~t co ly soi carbon duoc phan thanh 4 loai: Soi carbon cuong dQ cao
(high strength - HS, co
rna
dun <265GPa), soi carbon
rna
dun trung binh (intermediate
moDULus -

dUCmgkinh nha ttr 5-24J.1m.Khi do cac sqi nay khAc ph\1c nhfrng nhuqc di~m cua thuy
tinh kh6i, nhu: gion, d~ nm gay, va tra nen r~t dai, co dQchiu nhi~t, dQb~n hoa hQc va
dQ cach di~n ca~. Thanh phan cua thuy tinh d~t co th~ chua them nhfrng khoang ch~t
nhu: silic, nhom, magie, t~o ra cac lo~i sqi thuy tinh khac nhau nhu: sqi thuy tinh
E
(d~n di~n t6t), sqi thuy tinh D (cach di~n t6t), sqi thuy tinh A (ham lU9'l1gki~m cao), sqi
thuy tinh C (dQ b~n hoa cao), sqi thuy tinh R va sqi thuy tinh S (dQ b~n co hQc cao).
Lo~i thuy tinh E va S
Ia
lo~i ph6 bi~n, cac lo~i khac thuCmg
it
(chi~m 1%) duqc sir d\1ng
trong cac Ung d\1ng rieng bi~t. Sqi thuy tinh S duqc (rng d\lllg ph6 bi~n d~ tang cUCmg
cac k~t c~u chiu ll,fc, d~c bi~t chiu tai trQng moi, tai trQng dQng d~t cho db, cQt, san,
cQc Sqi thuy tinh k~t hgp v6i ch~t k~t dinh t~o thanh v~t li~u GFRP.
1.2.1.2.Sf}i Aramid
Aramid la vi~t tAt
Clla
"Aromatic Polyamide" (Polyamide co chua vong tham). Sqi
Aramid hay con gQi Ia sqi Kenvlar, day la lo~i sqi nhan t~o ch~t lU9'l1gca~, duqc c~u t~o
tLrhgp ch~t hfru co cao phan tu aramit, gia cong b&ngphuong phap t6ng hgp
a
nhi~t dQ
th~p
(-1
O°C), ti~p thea duqc keo ra thanh sqi trong dung dich, cu6i cling duqc xu ly
nhi~t d~ tang modun dan h6i. Sqi Aramid duqc sir d\1ngtrong cac ling d\1nghang khong
vu
tr\1va qufm Sl,f,cho ao giap ch6ng d~n, trong l6p xe Sqi Aramid k~t hgp v6i ch~t
k~t dinh t~o thanh v~t li~u AFRP.

t\l'
dl)ng.
- Vu khi, ao ch6ng d~n,
- Gi:1yky thu~t.
- V~t li~u Composite ph6 thong khac.
1.2.2. Chit
k~t
dinh
Ch:1t k~t dinh ctia h~ th6ng v~t li~u FRP b~o g6m ch:1t k~t dinh n~n, chit dl)n, chit
k~t dinh bao hoa. Cac lo~i chit k~t dinh thuang duQ'c sir d\ffig g6m co: Epoxy, vinyl
esters, va polyesters, duQ'c t~o ra d~ sir d\mg trong cac rit nhi~u di~u ki~n moi truemg
khac nhau. Khi thi~t k~ ung d\mg h~ th6ng FRP c~n chu
y
cac thong s6 ky thu~t v~ ch:1t
k~t dinh bao g6m:
_Kha nang tuang thich va dinh bam t6t v6i b~ m~t be tong;
_Kha nang tuang thich va dinh bam t6t v6i h~ th6ng v~t li~u FRP composite;
_ Ch6ng l~i dUQ'ccac tac dl)ng ctia moi truemg: dl) frm cao, nu6c m~n, nhi~t dl) cao,
va cac hoa ch:1tthong thuang khi chung k~t hgp v6i 16p be tong ben ngoai;
- Tinh linh dl)ng (dl) nh6t);
(
gitr:
lUQ1
cho
mat
troll
co
t
j
(

- Phat trien cac d~c
tinh
co ly phu hop voi v~t lieu FRP.
1.2.2.1.Chit kit dfnh nin
(lOp lot)
Ch~t k~t dinh n~n duoc sir dung d~ tham nhap van b~ m~t be tong, tao dinh bam t6t
giira b~ mat k~t c~u va chfrt ket dinh bao hoa soi, Pham vi ap dung cua chfrtk~t dinh nen
duoc khuyen cao ap dung
nhtr
sau:
- Chat k~t dinh nen dang long bao hoa co d<)
nhot
thfrp: Ap dung trong di~u kien ch~t
luong b~ mat be tong t6t, phang nhAn,khong yeu cAuthai gian dong r5n nhanh, ap dung
cho cac Ioai soi co tn;mg
luqng
nh~.
- Ch~t k~t dinh n~n d~ng s~t co d<)nh6t cao: Ap dVng trong di~u ki~n ch~t
luqng
b~
m~t be tong khong t6t, khong ph~g nhAn de ngan ch~ cac bong bong nho hinh thanh
trong qua trinh dong r5n, va yeu cAuthai gian dong r5n nhanh, ap d\lllg cho cac lo~i sqi
eo tr9ng
luqng
n~ng.
1.2.2.2.Chit kit dfnh bDohoa
Ch~t k~t dinh bao hoa duqc sir dvng de tAm bao hoa cae sqi tang cuang, phan b6
l\fc, truy~n l\l'c co hi~u giua eac sqi. Chfrt k~t dinh bao hoa eung dong vai tro la ch~t
k~t dinh cho cac h~ th6ng 9an
u6t,

dan
h6i
keo
Trong luong
BiSn dang
chill keo (MPa)
(GPa)
(kg/m')
cue han
(%)
Polyester
20-100
2,4-4,1
1000-1450
1-6,5
Epoxy
55-130
2,5-4,1 1100-1300
1,5-9
100
90
80
til
70
a
~
60
'0'
to
50

anhiet
d(j
80
a
c -
Gurit
2009
m
7 days
@
20°C
• 5
hours
@
80°C
5
W
7 days @ 20°C
• 5 hours
@
BOoC
~co
.s:::.
3
C
-«I
'0
C
.§l
2

Thuy tinh
va
b~ mat k~t c~Uphu thuoc vao tirng Nha cung c~p v~t lieu khac nhau. f)~c
tinh
ky
thuat cua
ch~t k~t dinh Epoxy ph\! thuQc r~t nhi~u vao di~u ki~n m6i truOng l~p
d~t, thi c6ng do nha san xu~t quy dinh.
1.6
1
1.
Ct
chanf
voi
h
bong
1.2
LO'
nang
thuon
k~t di
v~ thu
-10
-v
l1l~t
F:
thi
cor
LO'l
phat si

sir dung dS l~p day cac khoang trong nho tren b~ mat k~t c~u,
chang han nhu cac 16 15m co kich thuoc Ion, dS tao ra mot b~ mat nhfu dS lien k~t
t6t
voi h~ thong v~t lieu FRP. Cac khoang tr6ng tren b~ mat diroc l~p day se ngan chan
bong bong hinh thanh trong qua trinh dong rfut cua ch~t k~t dinh bao hoa,
1.2.3. L6'p phii bao v~ cho FRP
LOp san phu bao v~ dung dS bao v~ sir lien k~t cua h~ thong gia e6 FRP tnroc kha
nang gay t6n hai ella tia UV, moi tnrong va cac tac d9ng cO'ly khac. LOp san phu
thu6ng duQ'cap d\mg eho cae b~ m?t ben ngoai cua h~ th6ng sira chua FRP sau khi eh~t
k~t dinh n~n ho?c ch~t k~t dinh bao hoa da dong rin hoan toano Cae d~ng lOp phu bao
v~ thu6ng bao g6m:
- Lap phu d~ng polymer nhU Epoxy ho?e polyurethanes.
- San g6e Acrylic.
- Veraxi mang khong co ngot. Khi sir d\lng vfra xi mang can yeu cau de>nh:im cua b~
l11?tFRP (phun cat ho?c xoa cat len b~ m?t v~t li~u FRP khi ch~t k~t dinh con
uat)
va
thi cong nhu vfra trat be tong thong thu6ng.
Lap phu ch6ng chay g6c polyme duQ'c
sil'
d\lng dS kiSm soat
Sl,l'
HiyIan cua lira va
S\f
phat sinh kh6i thea yeu cau.
Cae ly do chinh dn su d\lng lap phu bao v~ dSbao v~ h~ th6ng v~t li~u FRP, bao g6m:
- Bao v~ ch6ng lao hoa ch~t k~t dinh Epoxy do tia
Cl,l'C
tim (tia UV). Ch~t k~t dinh
Epoxy duQ'c su d\lng nhu la m9t phan cua h~ th6ng tang cu6ng FRP se

h~
thong
v~t
lieu
FRP c6 th~
bi
hu hong khi ti~p
xuc v6i h6a ch~t m(;lnh,ch~ng h~ nhu axit m~. Trong moi twang nhu v~y, lap son
phu c~n c6 kha nang chiu h6a ch~t t6t nhu urethanes va novo lac epoxies.
_Bao v~ an toan cho ngu6n nu6c sinh ho~t, trong cac (mg dl,mg neri rna h~ th6ng v~t
li~u FRP sfr dl,1ngcho ngu6n nu6c sinh ho~t, h~ th6ng FRP c6 th~ ng~m cac hgp ch~t
VaGngu6n nu6c. Lap phu bao v~ khong ng~m h6a ch~t dQc h~i VaGtrong ngu6n nu6c
sinh ho~t c6 th~ dugc su dl,1ngnhu mQt lap mang ngan cach gifra h~ th6ng v~t li~u FRP
va ngu6n cung c~p nu6c sinh ho~t.
1.2.4. Cae d~e eO'ban eua ehit k~t dinh Epoxy
Chftt k~t dinh Epoxy (hay con gQi la keo Epoxy, nhl,Ia Epoxy) la lo~i ch~t k~t dinh
c6 nhi~u
Uti
diSm t6t nhu d9 bam dinh cao tren
b~
m~t kim lo~i,
gel,
be tong, c6 tinh 6n
dinh h6a hQc, b~n h6a ch~t. Vi~c su dl,mgch~t k~t dinh Epoxy tren n~n c6t sgi thuy tinh
lam tang tinh b~n
ca
hQc len dang k~ va r~t thich hgp d~ ch~ t~o lap bQc 16t'bao v~ thi~t
bi an mon h6a ch~t.
1.2.4.1. Tfnh chit hoa hf)c
Tinh ch~t h6a hQc n6i b~t cua ch~t k~t dinh Epoxy la tinh khang h6a ch~t, khang mill

phen
K
d6nf
C
bi~n,
c
donE
t~o
t
xuM
amIa
18
)
e
Lt
c
p
n
it
it
c
P
h
n
h
,
~t
),
ly
:h

dong r~
nhua
phenol
form va ehyt hay amin form va ehyt, rna dong r~n Epoxy giong nhu hien nrong luu hoa
cao su, nrc co th~ tao thanh v~tIieu mem deo va co gian t6t.
Do nhom Epoxy co heat tinh rftt manh nen pharr img d~ dang voi hydro linh dQng
Clla
cac hgp chftt amin, amid, acid, methylon, phenol. Vi~c IlJa chQn chftt dong r~ cho
chftt k~t dinh Epoxy ph\l thuQc vao:
- Tinh chftt gia cong t6t, trong h~ chua dong dn nhu: dQ nhat thitp
6
nhi~t dQ gia
cong, thai gian gel (pot life), nhi~t luqng cua phan
(mg
va dQdQch;;ti.
- Thai gian va nhi~t dQdong r~n.
- Nhfrng tinh chftt (v~t ly, cO'hQc, di~n va hoa hQc) cua h~ dong r~n.
- Gia thanh.
Chftt dong r~n Chftt k~t dinhEpoxy (nhlJa Epoxy) co th~ chia lam 3 nhom chinh:
- Chftt dong r~n lo;;tiamin: dong r~ 6 nhi~t dQthuemg
- Chftt dong r~n lo;;tiacid: dong r~ 6 nhi~t dQcao
- Chftt dong r~ lo;;tikhac: cac hgp chftt chua hai hay nhieu thanh phk dinh chuc nhu
phenol formvaehyt
a) Dong r6n
a
nhi¢t d(Jthuimg: amin, amid
Khi tac d\lng amin v6i Epoxy thi xay ra hi~n tuqng dlrt vang Epoxy va n6i amin,
d6ng thai khong sinh ra bftt ky chfttnao, do do san ph~m co dQco rut nho.
Chftt dong r~n nay co d~c di~m la dQ nhat thftp, gia re, do do no duQ'csir d\lng ph6
bi~n. Doi khi dung cac amin bi~n tinh d~ cai thi~n duQ'ccac tinh chftt tren.

Thirong
sir
dung AM(anhydric maleic), AP(anhydric phtalic). Tuy nhien AM cirng, don
va dQ ben kern han AP. Thuong dung la cac anhydric cua axit dicacboxilic, anhydric
maleic, anhydric phetaleic Qua trinh dong r~n nay thuong tao ra san pham phu la
nuoc khac voi loai chAt dong r~n amin, mroc tao ra se bay hoi d~ lai
16
x6p nen chat
dong r~n axit it dung.
c)
Dong ran
bimg nhiing
chat dong ran
khdc .:
Ngoai hai chat dong rk tren ta con dung cac hop chat c6 hai hay nhieu nh6m dinh
chuc d~ d6ng r~n ChAt k~t dinh Epoxy nhu: nhva phenol - form va ehyl, polyamine
(-NH-CO-), ure(melamin) - form va ehyl.
Dong r~n b&ng hai chAt dong rk tren thi nhva sau d6ng rk c6 nhi~u vong tham
trong m~ch, co dQ Clrng lam tang dQ b~n ca hQc, b~n nhi~t, trong nhva co lien k~t ete,
este lam cho m~ch m~m, trong nhva c6 nh6m OH tv do t~o nen dinh bam t6t, trong
nh\ra co s6 lien k~t ngang khong nhi~u (khong qua thua nhu UF) lam m~ch khong qua
clrng. Do do chAt k~t dinh Epoxy vira b~n nhi~t, b~n ca hQc,'·bam dinh t6t vai hftu h~t
cac V?t li~u khac.
d) Danh gia chung
Chat k~t dinh Epoxy sau khi dong r~n se d~t nhi~u tinh chat ki thu?t quan trQng, do .
d6 cftn chu
y
d~n qua trinh dong rim d~c bi~t la cac giai do~n cua qua trinh nay cung nhu
lo~i chat d6ng r~n bkg cach ki~m tra nhu sau:
(J giai dO(ln ddu:

thay d6i (hinh 1.12).
t
KhOng
tac
dl:mgtai trQngd¢ngtrongqua
I I +~.,-~-+~~ :::~~H trinh dong r~n
Tac
dl:mgtai trQngd¢ng
sau
khi dongr~n
;"'_-+ + t
rii5~IL+-~-f-I
Tac
dl:mgtai trQngd¢ngtrongkhidong r~n
e
n
>
-,
g
.a
z
,
~
~t
g
_J
lo
10 20 30
90 ·100
in

l5i
cau, giai phong
bong bong hoi
Hun
mit
cho
kSt cAu.
Nhiet 6n dinh: Nhiet dQtrong khi
xuc
tac, va d6 khuon phai luon luon 6n dinh, chi s6
bien
d6i
nhiet
(HDT) chi dao dQng cho
phep la
1.
Nhiet bien
d6i
nhieu
d~ gay
ra sir
lao
hoa (noi chung
13.
mAt di sire ben cua v~t lieu) d6ng thai b6 mat d~ bi bien thanh than
khi nhiet tang cao din dSn ran mrt va d~ phan huy,
b)
s~(
co rut
Lam giam di kich thuoc trong qui trinh xu

thong thuemg, d~ tranh no ta chi c~n mang gang tay, kinh bao hQ va trinh khong d~
Epoxy long tiSp xuc v&ida va m~t.
_ Khi tay chan bi dinh Epoxy, khong nen dung bAt cu lo~i h6a chAt nao d~ t~y rila
111achi nen dung dAm an. Tuy nhien, dAm an chi t6t khi dung d~ rua tay chan. Mu6n
dimg d~ rila cac d\lng C\lta nen dung Acetone.
_ Epoxy chua dong r~n va chAtxuc tac cua n6 duQ'c xem la h6a chAt gay 0 nhi~m vi
v~y tru&c khi bo Epoxy thua vao thung ric ta phai g6i ky tUng bao ni long.
22-
loan
qua
th~ I
neu
van
phi]
eho
1.3.
,
nga
ke
hm
nhi
xu
7x
Mi
Kh
bj
ch
1I~
tr~
ra


1.3.1.
Ty
trC}ng
V?t li~u FRP c6 ty tn;mg khac nhau
til
1.2 d~n 2.1 g/cm
3
(bang 1.1), thc1phon 4-61frn
so v6i thep. Ty trQng thc1pdfuI d~n chi phi v?n chuy~n thc1phon, lam giam tinh tai chc1t
them len k~t cc1u,va co th~ d~ dang thi cong thu cong ngoai cong trtremg.
1.3.2. H~
sa
giaD DO'nhi~t
H~ s6 gian no nhi~t cua v~t li~u FRP don huang khac nhau thea chi€u dQc va chi€u
ngang, tuy thuQc VaGtUng lo~i
sqi,
chc1tk~t dinh, va trQng luqng cua sqi. Bang 1.2 li~t
ke cac h~ s6 gian no nhi~t thea chi€u dQc va ngang d6i v6i tUng lo~i V?t li~u FRP don
huang. Luu
y
r~g vOi h~ s6
am
cua h~ s6
gian
no nhi~t chi ra r~g V?t li~u co l~i khi
nhi~t dQtang va no ra khi nhi~t dQgiam. Khac vOi cac lo~i V?t li~u khac,V?tli~u FRP c6
xu huang dan, no nhi~t nguqc l~i. Be tong c6 cac h~ s6 gian no nhi~t khac nhau
til
7x 10-

co kha nang ch6ng l~i nhi~t dQt6i 275°C. Tuy nhien, do sv suy giam sv truy~n Ivc gifra
cac
sqi
thong qua lien k~t v6i chc1tk~t dinh, d~c tinh chiu keo cua t~t ca cac V?tli~u FRP
23
L
,
'"
.","

_S
bi giam xuong. K~tqua thi nghiem cho thay rang
a
nhiet dQ250°C, cao hon rAt
nhieu
so
voi nhi~t dQTg cua chAtk~t dinh, se lam suy giam dQb~n keo cua v~t lieu GFRP va
CFRP Ian han 20% (theo bao cao cua Kumahara nam 1993). M~t khac cac d~c tinh bi
anh huang boi viec truyen lire thong qua chat k~t dinh, cling bi giam dang k~
a
nhiet dQ
thap han (theo bao cao cua Wang va Evans nam 1995).
D6i voi ling dung cua h~ thong v~t lieu FRP, dinh bam co tinh chAtrAtquan trong,
dac tinh cua po1ymetai b~ mat gitra soi va be tong la rAt
c§.n
thiet trong viec duy tri
Sl,I
dinh bam gitra FRP va be tong. Tuy nhien,
a
nhiet dQgfrnvoi Tg, cac tinh chat co hoc

g
u
11
U
~_-~'~,
!
1.4.1.2. Tf
If s¢/
chit kit dfnh
trong
thanbpbOn vit
lifu
FRP
Ty 1~sci/chat k~t dinh t6i da duoc th8
hien
tren hinh. -
kat dinh

Inn" 1.14a: 2 truong hop thi cong cung 5 lop wjt li~uFRP
voi chiJu day, ty l~soi/ chdt kit dinh khdc nhau.
Inn" 1.14b:Mo hinh tinh todn d6i voi
tY
l~sai/ chdt kit dinh t6i aa
Trong tnrong hop
1y
nrong d6i voi soi
1
huang thi th8 tich t6i da cua soi trong v~t
lieu FRP
la:

'5·
~ 0,8
+ + + t :b!:iP9~
u_
,:; 0,6
+ I + ~7'$
"9 ____i
£041 +- __
~~~~ ~-____i
o '
r
Q)
£
0,2
t :;;;;f.l~iiio-""'T-___t r-___j
~
.
•>.
I-
- Sqi thuy tinh
- Sqi carbon HS
- SqiAramid
0,2
0,4
0,6
0,8
Ty
I~theo trQng Ilfqng sqi
Inn" 1.15: M6i quan h~
tY

n - sf,
lap
soi;
Aw -
trong
luong
cua v~t li~u FRP;
pr- trong hrong rieng cua soi;
V
f-
ty
l~ thee th~ tieh cua soi;
V
m _
ty
l~ th~ tieh cua chAtk~t dinh (V
f+
V
m
=
1).
TyI~
theo th~ tich cua sqi thuy tinh
_200glm
2
_300glm
2
_400glm
2
_600glm

I?thea thJ tich soi
thuy
tinh
va
chiJu
day
cua
vgt
li?u CFRP- Gurit 2005
26
r
.
(1-2)
tro
(1-3)
2)
3)
1.4.1.4. M6 dun dilO
h6i
ctia
vlt
lifU
FRP
Me
dun dan h6i cua v~t lieu
FRP
thea phuong doc, ngang soi diroc tinh thea cong thirc:
E
J
=

PhuO'ngngang
Hinb
1.18:
Ma hinh tinh
todn
rna dun
aim
h6i
E1
va
E2
cua
vat liiu
FRP
16
, r r ,, r
I I I I I I
t
14 ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~
I It. I I
t
I I I I I • I
12 - - ~ - - -
+ : : : ' : -
1
, I I I
'Carbon/epoxy
I
I
I I I I I I

o+ ~~ + + ~ _+ +_ ~ ~
o
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
Ty
I~ sqi theo the tich
Hinb
1.19:
Mdi quan
h?
giiia rnadun dan h6i
E2
va
ty
I? S(J'i
theo thi tfch trong
vdt
li?u GFRP - Gurit 2005
60~ ~ r_ _ _.
co
CL
30
<!)
~ 20