ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP. HỒ CHÍ MINH

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

VÕ HOÀNG TRÍ

NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM GIA CƯỜNG FRP CHO
CỘT BÊ TÔNG CỐT THÉP BỊ CHÁY

Chuyên ngành: Kỹ thuật xây dựng công trình dân dụng và công nghiệp
Mã số: 60580208

LUẬN VĂN THẠC SĨ

TP. HỒ CHÍ MINH, tháng 06 năm 2019


Công trình được hoàn thành tại: Trường Đại học Bách Khoa - ĐHQG - HCM
Cán bộ hướng dẫn khoa học: TS. Cao Văn Vui

Cán bộ chấm nhận xét 1: TS. Khổng Trọng Toàn

Cán bộ chấm nhận xét 2: TS. Nguyễn Thái Bình

Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại Trường Đại học Bách Khoa, ĐHQG Tp. HCM, ngày 03
tháng 07 năm 2019.
Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm:
1.

PGS. TS. Nguyễn Trọng Phước -



CHỦ TỊCH HỘI ĐÒNG

TRƯỞNG KHOA
KỸ THUẬT XÂY DỤNG


ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

Độc Lập - Tự Do - Hạnh Phúc

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ
Họ và tên học viên: VÕ HOÀNG TRÍ
Ngày, tháng, năm sinh: 22/02/1993

MSHV: 1670592
Nơi sinh: Bình Định

Chuyên ngành: Kỹ thuật xây dựng công trình dân dụng và công nghiệp
Mã số: 60580208
I. TÊN ĐỀ TÀI: Nghiên cứu thực nghiệm gia cường FRP cho cột bê tông cốt thép
bị cháy (Experimental study on FRP retrofitting of fire-exposed reinforced
concrete columns).
NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG:
1. Thiết kế và chế tạo mẫu thí nghiệm.
2. Tiến hành thí nghiệm cháy với khoảng thời gian cháy khác nhau.



LỜI CẢM ƠN
Để có thể hoàn thành đề tài luận văn thạc sĩ một cách hoàn chỉnh, bên cạnh sự nỗ
lực cố gắng của bản thân còn có sự hướng dẫn nhiệt tình của quý Thầy Cô, cũng như sự
động viên ủng hộ của gia đình và bạn bè trong suốt thời gian học tập nghiên cứu và thực
hiện luận văn thạc sĩ.
Xin chân thành bày tỏ lòng biết ơn đến Thầy Cao Văn Vui, người đã hết lòng giúp
đỡ và tạo mọi điều kiện tốt nhất cho tôi hoàn thành luận văn này. Xin chân thành bày tỏ
lòng biết ơn đến toàn thể quý thầy cô trong Khoa Kỹ thuật Xây dựng, trường Đại học
Bách Khoa Tp. HCM đã tận tình truyền đạt những kiến thức quý báu cũng như tạo mọi
điều kiện thuận lợi nhất cho tôi trong suốt quá trình học tập nghiên cứu và cho đến khi
thực hiện đề tài luận văn. Cuối cùng, tôi xin chân thành cảm ơn đến gia đình, các anh
chị và các bạn đồng nghiệp đã hỗ trợ cho tôi rất nhiều trong suốt quá trình học tập,
nghiên cứu và thực hiện đề tài luận văn thạc sĩ một cách hoàn chỉnh.
Trong suốt quá trình thực hiện luận văn này, tuy rằng bản thân đã không ngừng
cố gắng và học hỏi, nhưng với kinh nghiệm và vốn hiểu biết còn hạn chế nên Luận văn
khó tránh khỏi những tồn tại thiếu sót. Em kính mong Quý thầy cô có những ý kiến
đóng góp, giúp đỡ để đề tài được hoàn thiện hơn.
Em xin trân trọng cảm ơn!
Tp. HCM, ngày 03 tháng 06 năm 2019

Võ Hoàng Trí


ii

TÓM TẤT LUẬN VĂN THẠC SĨ
Hỏa hoạn làm suy giảm đáng kể khả năng chịu tải của các cấu kiện bê tông cốt
thép (BTCT). Thay vì đập bỏ và xây mới công trình, giải pháp gia cường bằng Fibre

experimental results are described in this paper.
The experimental results showed that fire resulted in hair cracks and a few large
cracks on the surfaces of RC columns. Moreover, the failure modes of FRP retrofitted
fire-exposed columns were significantly improved. In addition, the load-bearing
capacity of FRP retrofitted fire-exposed columns increased substantially. The loadbearing capacity of 2-FRP-layer retrofitted columns inscreased 66% and the loadbearing capacity of 3-FRP-layer retrofitted columns inscreased 96%. Therefore, FRP
has demonstrated an effective retrofitting solution for RC structures exposed to fire.


4

LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan luận văn thạc sĩ “Nghiên cứu thực nghiệm gia cường FRP cho cột
bê tông cốt thép bị cháy” là công trình nghiên cứu khoa học do chính tôi thực hiện dưới
sự hướng dẫn của Thầy Cao Văn Vui. Các số liệu khoa học, kết quả nghiên cứu là trung
thực và có nguồn gốc rõ ràng.
Tôi xin chịu trách nhiệm về công việc thực hiện của mình.

Tp. HCM, ngày 03 tháng 06 năm 2019

Võ Hoàng Trí


V

MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN ................................................................................................................ i
TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC sĩ ............................................................................... ii
ABSTRACT ................................................................................................................ iii
LỜI CAM ĐOAN ........................................................................................................ iv
MỤC LỤC .................................................................................................................... V

4.4.1. Đường cong lực dọc-chuyển vị mẫu đối chứng ......................................... 50
4.4.2. Đường cong lực dọc-chuyển vị mẫu bị cháy 30 phút ................................ 52
4.4.3. Đường cong lực dọc-chuyển vị mẫu bị cháy 45 phút ................................ 53
4.4.4. Đường cong lực dọc-chuyển vị mẫu bị cháy 60 phút ................................ 55
4.4.5. Đường cong lực dọc-chuyển vị mẫu bị cháy 75 phút ................................ 57
4.4.6. Nhận xét ..................................................................................................... 59
4.5. Khả năng chịu tải dọc trục ................................................................................. 59
4.6. Chuyển vị lớn nhất ............................................................................................ 63
4.7. Độ cứng ............................................................................................................. 65
CHƯƠNG 5. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .............................................................. 69
5.1. Kết luận ............................................................................................................. 69
5.2. Kiến nghị ........................................................................................................... 70
TÀI LIỆU THAM KHẢO .......................................................................................... 71
LÝ LỊCH TRÍCH NGANG ........................................................................................ 75
CÔNG TRÌNH CÔNG BỐ ......................................................................................... 76


vii

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ
Hình 2.1. Hỏa hoạn tại tòa nhà cao tầng và trung tâm thương mại [1-2-3] ............... 5
Hình 3.1. Mau thử cường độ bê tông......................................................................... 25
Hình 3.2. Mau thử CFRP............................................................................................ 26
Hình 3.3. Thí nghiệm kéo mẫu CFRP......................................................................... 27
Hình 3.4. Tẩm sợi CFRP và keo epoxy ....................................................................... 28
Hình 3.5. Cốp pha và cốt thép trong chế tạo mẫu ...................................................... 28
Hình 3.6. Bố trí cốt thép trong cốp pha ...................................................................... 29
Hình 3.7. Bê tâng được làm phang mặt. .................................................................... 29
Hình 3.8. Bảo dưỡng bê tông...................................................................................... 30
Hình 3.9. Cấu tạo mẫu thí nghiệm.............................................................................. 31

lớp CFRP sau khỉ cháy ............................................................................................... 64
Hình 4.13. Chuyển vị lớn nhất của nhóm mẫu đổi chứng và nhóm mẫu gia cường 3
lớp CFRP sau khi cháy ............................................................................................... 65
Hình 4.14. Độ cứng của nhóm mẫu đổi chứng và nhóm mẫu gia cường 2 lớp CFRP
sau khi cháy ............................................................................................................... 67
Hình 4.15. Độ cứng của nhóm mẫu đổi chứng và nhóm mẫu gia cường 3 lớp CFRP
sau khi cháy ............................................................................................................... 68


9

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU
Bảng 2.1. Thông số mẫu thí nghiệm. ........................................................................ 11
Bảng 3.1. cẩp phối bê tông ....................................................................................... 25
Bảng 3.2. Đặc trưng cơ học vật liệu CFRP.............................................................. 27
Bảng 3.3. Đặc trưng cơ học keo epoxy..................................................................... 27
Bảng 3.4. Ký hiệu mẫu thí nghiệm ............................................................................. 32
Bảng 4.1. Lực dọc lớn nhất, chuyển vị lớn nhẩt và độ cứng của mẫu đối chứng ...... 51
Bảng 4.2. Lực dọc lớn nhất, chuyển vị lớn nhất và độ cứng của mẫu gia cường sau khi
cháy 30 phút. .............................................................................................................. 53
Bảng 4.3. Lực dọc lớn nhất, chuyển vị lớn nhất và độ cứng của mẫu gia cường sau khi
cháy 45 phút. .............................................................................................................. 55
Bảng 4.4. Lực dọc lớn nhất, chuyển vị lớn nhất và độ cứng của mẫu gia cường sau khi
cháy 60 phút. .............................................................................................................. 57
Bảng 4.5. Lực dọc lớn nhất, chuyển vị lớn nhất và độ cứng của mẫu gia cường sau khi
cháy 75 phút. .............................................................................................................. 59
Bảng 4.6. Giá trị trung bình khả năng chịu tải dọc trục của các nhóm mẫu ............. 60
Bảng 4.7. Giá trị trung bình chuyển vị lớn nhất của các nhóm mẫu ......................... 63
Bảng 4.8. Giá trị trung bình độ cứng của các nhóm mẫu .......................................... 66



Đánh giá ảnh hưởng của việc gia cường FRP thông qua kết quả mối quan hệ tải
trọng-chuyển vị.


2
-

Đánh giá hiệu quả của việc gia cường FRP thông qua so sánh khả năng chịu tải
dọc trục của cột không bị cháy và cột được gia cường FRP sau khi bị cháy.

1.3, Đối tượng và phạm vỉ nghiên cứu
-

Đối tượng nghiên cứu: Cột BTCT tiết diện vuông bị cháy.

-

Phạm vi nghiên cứu: Gia cường CFRP cho cột BTCT bị cháy.

1.4, Ý nghĩa nghiên cứu
-

Ỷ nghĩa khoa học:
• Đánh giá sự ảnh hưởng của lửa lên sự thay đổi của cột BTCT.
• Đánh giá được sự ảnh hưởng của việc gia cường FRP lên dạng phá hoại cột
bị cháy.
• Đánh giá ảnh hưởng của việc gia cường FRP thông qua kết quả mối quan
hệ tải trọng-chuyển vị.
• Đánh giá hiệu quả của việc gia cường FRP đến khả năng chịu tải dọc trục

mẫu thí nghiệm và chi tiết cấu tạo mẫu được trình bày ngay sau đó. Tiếp đến, chương
này còn mô tả chi tiết trình tự thực hiện thí nghiệm cháy, thí nghiệm gia cường CFRP
và cuối cùng là thí nghiệm nén. Ở mỗi thí nghiệm sẽ mô tả dụng cụ dùng trong thí
nghiệm, trình tự thực hiện thí nghiệm và những lưu ý khi thực hiện thí nghiệm.
Chương 4 trình bày kết quả của các chương trình thí nghiệm. Với thí nghiêm cháy,
luận văn đưa ra nhận xét về ứng xử của cột BTCT sau khi cháy thông qua việc quan sát
màu sắc và vết nứt hình thành trên bề mặt mẫu. Đồng thời nhận xét về nhiệt độ trung
bình theo thời gian trong lò thí nghiệm cháy với từng nhóm mẫu. Ket quả thí nghiệm
nén sẽ đánh giá sự thay đổi dạng phá hoại của mẫu cột BTCT sau khi được gia cường
CFRP. Đồng thời đưa ra kết luận về mối quan hệ tải trọng-chuyển vị ứng với 2 nhóm
mẫu: mẫu không cháy làm đối chứng và mẫu gia cường CFRP sau khi cháy. Từ đó so
sánh khả năng chịu tải dọc trục của từng nhóm mẫu làm cơ sở đánh giả hiệu quả gia
cường CFRP cho cột BTCT bị cháy. Chương cuối cùng là kết luận đưa ra thông qua các
kết quả thí nghiệm và đề xuất kiến nghị cho những đề tài mới sau này. Phần tài liệu
tham khảo cuối luận văn trích dẫn các tài liệu liên quan được trình bày trong luận văn.


4

CHƯƠNG 2.
TỔNG QUAN
2,1, Giói thiệu chung
Hỏa hoạn luôn là nỗi lo lắng kinh hoàng của nhiều người, đặc biệt là ở những
chung cư cao tầng hay trung tâm thương mại vì hỏa hoạn sẽ gây ra thiệt hại lớn về người
và của. Ngoài ra, hỏa hoạn còn làm ảnh hưởng lớn đến khả năng chịu lực của kết cấu.
Trên thế giới, nhiều đám cháy lớn đã xảy ra và gây hậu quả nặng nề. Năm 2017, một
trận hỏa hoạn xảy ra ở tòa nhà Plasco cao 17 tầng tại Tehran, Iran làm cả tòa nhà sụp
đổ, khiến 25 người thiệt mạng và gần 200 người bị thương (Hình 2. la) [1]. Năm 2018,
tại tỉnh Kemerovo, vùng Siberia, Nga, đã xảy ra vụ cháy trung tâm thương mại làm 64
người chết (Hình 2.1b) [2]. Tại Việt Nam, vụ hỏa hoạn trung tâm thương mại quốc tế

phương pháp gia cường sau cháy đã nhận được sự quan tâm bởi cộng đồng khoa học
trong và ngoài nước.
2.2.1. Ở nước ngoài
Năm 2008, Jau và Huang [4] đã nghiên cứu thực nghiệm về ứng xử của các cột
BTCT sau khi cháy. Chương trình thí nghiệm được tiến hành hên 6 mẫu cột BTCT tiết
diện 300x450x2700 mm với tỉ lệ cốt thép là 2% và 3%. Trong đó, ba mẫu có chiều dày
lớp bê tông bảo vệ là 50 mm và ba mẫu còn lại là 70 mm. Các mẫu được đốt trong thời
gian là 2 giờ và 4 giờ. Sau đó tiến hành thí nghiệm nén các mẫu. Từ kết quả thí nghiệm
tác giả rút ra các kết luận. Đầu tiên, cấu tạo cốt thép có ảnh hưởng lớn đến khả năng
chịu tải còn lại của cột. Với cùng một thời gian cháy, mẫu có kích thước lõi thép lớn
hơn thì cường độ còn lại cao hơn. Thứ hai, các yếu tố ảnh hưởng đến sự hình thành vết
nứt mặt là thời gian cháy, chiều dày lớp bê tông bảo vệ và tỉ lệ cốt thép. Thứ ba, nhiệt
độ trong cột vẫn tăng dù cột không còn chịu tác dụng của lửa nữa. Cuối cùng, việc
nghiên cứu cường độ còn lại của cột cho thấy rằng: (a) với thời gian cháy càng lâu thì
cường độ còn lại càng ít, (b) với tỉ lệ cốt thép càng nhỏ thì cường độ còn lại càng ít, và


6
(c) lớp bê tông bảo vệ càng dày thì cường độ còn lại càng ít.
Sau đó một năm, Chen và cộng sự [5] đã tiến hành một nghiên cứu thực nghiệm
về sự ảnh hưởng của thời gian đốt đối với cột BTCT. Chín cột BTCT có kích thước
450x300x3000 mm với tỉ lệ cốt thép dọc 1.4% và 2.3% tiếp xúc với lửa trong 2 và 4
giờ. Một tháng sau khi làm mát, các mẫu thử đã được thí nghiệm nén mẫu. Kết quả thí
nghiệm cho thấy khả năng chịu tải giảm khi tăng thời gian tiếp xúc với lửa. Sự suy giảm
khả năng chịu tải này sau khi tăng thời gian tiếp xúc với lửa có thể bị chậm lại do sự
phục hồi cường độ của các thanh cốt thép sau khi làm mát.
Năm 2010, Rodrigues và cộng sự [6] đã tiến hành một chương trình nghiên cứu
ứng xử của các cột bê tông cốt sợi trong lửa. Tỷ lệ giữa cốt thép và sợi thép là khác nhau
trong các mẫu thử nhưng tổng tỉ lệ cốt thép và sợi thép là như nhau. Mục tiêu của thí
nghiệm này là nghiên cứu khả năng thay thế các thanh cốt thép dọc trên các cột BTCT

cường độ của các cột hư hại nghiêm trọng do nhiệt được gia cường bằng vữa đã tăng
15% so với cột sau khi gia nhiệt mà không bị hư hỏng. Cường độ của các cột bị hư hại
nghiêm trọng do nhiệt sau khi được gia cường bằng vữa và tấm sợi GFRP Tyfo SHE51A tăng 65% so với trước khi gia cường và tăng 10% so với cột không gia nhiệt. Cường
độ của các cột bị hư hại nghiêm trong do nhiệt sau khi được gia cường bằng vữa và tấm
sợi CHRP Tyfo SCH-41 tăng 80% so với trước khi gia cường và tăng 20% so với cột
không gia nhiệt. Cột sau khi gia nhiệt được gia cường bằng một lớp CFRP Weber.tec
force C-240 sẽ khôi phục lại cường độ như các cột không gia nhiệt. Bên cạnh đó, tấm
sợi CFRP hoặc GFRP rất hiệu quả trong việc cải thiện cường độ nén của các cột tròn bị
hư hỏng do nhiệt. Điều này là do các cột sau khi được gia nhiệt trở nên 'mềm' và xuất
hiện độ giãn nở nhiều hơn so với các cột không gia nhiệt. Do đó, hiệu ứng bó hông của
tấm sợi GFRP hoặc CFRP càng hiệu quả hơn trong các cột được gia nhiệt. Cột tròn sau
khi gia nhiệt được gia cường bằng một lớp GFRP Tyfo SHE-51A, CFRP Tyfo SCH-41
hoặc CFRP Weber.tec C-240 có thể phục hồi lại cường độ như ban đầu, thậm chí cao
hơn so với cột không gia nhiệt. Ngoài ra, ảnh hưởng của tấm sợi GFRP, CFRP hoặc vữa
nhựa epoxy lên độ cứng của cột là không đáng kể. Độ dẻo của cột sau khi gia nhiệt cao
hơn so với các cột không gia nhiệt và độ dẻo tăng thêm khi được bọc bằng một lớp
GFRP hoặc CFRP. Dựa trên các kết quả thử nghiệm, FRP là một phương pháp rất hiệu
quả để cải thiện các cột tròn được gia nhiệt về cường độ và độ dẻo. FRP có thể được sử
dụng để gia cường các kết cấu bê tông bị hư hỏng do nhiệt. Tuy nhiên, để khôi phục độ
cứng ban đầu, các phương pháp khác nên được áp dụng.


8
Cũng trong năm đó, Yaqub và Bailey [8] còn nghiên cứu thực nghiệm kiểm tra
yếu tố hình dạng mặt cắt ngang ảnh hưởng như thế nào đến cường độ và độ dẻo của cột
BTCT sau gia nhiệt được gia cường bằng vật liệu FRP. Mười bảy cột đã được mang đi
thí nghiệm nén dọc trục. Các yếu tố chính được nghiên cứu là hình dạng mặt cắt ngang
của cột, tổn thương nhiệt và loại FRP được sử dụng để gia cường. Các cột được chia
thành ba nhóm gồm cột không gia nhiệt, cột gia nhiệt và cột được gia cường sau khi gia
nhiệt. Kết quả thí nghiệm cho thấy khả năng chịu tải của các cột được gia cường FRP

diện vuông và tròn bị hư hỏng do nhiệt. Điều này là do các cột được gia nhiệt trở nên
'mềm' sau khi gia nhiệt và có sự giãn nở nhiệt nhiều hơn so với cột không gia nhiệt. Tuy
nhiên, hiệu ứng bó hông của GFRP hoặc CFRP đối với cột tiết diện tròn tốt hơn là đối
với với cột tiết diện vuông.
Năm 2011, Heo và cộng sự [9] nghiên cứu phương pháp sử dụng đồng thời sợi
polypropylene và lưới kim loại để gia cường kháng cháy cho cột. Đối tượng thí nghiệm
phân làm ba nhóm: mẫu đối chứng, mẫu được trang bị thêm lớp chống cháy và mẫu gia
cường thêm sợi polypropylene và lưới kim loại. Tất cả các mẫu đều được gia nhiệt và
thử tải. Kết quả thí nghiệm cho thấy kỹ thuật tốt nhất để bảo vệ cột không bị hư hại
nghiêm trọng khi chịu lửa là phương pháp kết hợp sợi polypropylene và lưới kim loại.
Điều này được lý giải là do sợi polypropylene cung cấp một mạng lưới thoát nước, đồng
thời hiệu ứng bó hông của lưới kim loại giúp chống lại ứng suất nhiệt.
Năm 2012, Cree và cộng sự [10] đã nghiên cứu sự ảnh hưởng của lửa đối với cột
BTCT tiết diện tròn và vuông được gia cường bang FRP và được trang bị hệ thống cách
nhiệt. Cột tròn BTCT có đường kính 400 mm, chiều cao 3810 mm và cột vuông BTCT
có kích thước 305x305x3810 mm. Cả hai cột được cho tiếp xúc với ngọn lửa tiêu chuẩn
thì cả hai cột đều đạt được độ bền chịu lửa trên 4 giờ. Qua đó tác giả đưa ra các kết luận.
Hệ thống cách nhiệt có hiệu quả trong việc bảo vệ các cột được gia cường FRP trong
khi tiếp xúc với lửa nên có thể đạt được độ bền cháy 4 giờ theo lửa tiêu chuẩn. Bên cạnh
đó, vật liệu cách nhiệt không kiểm soát được nhiệt độ của FRP. Cụ thể với độ dày cách
nhiệt trung bình 44 mm, nhiệt độ bề mặt cột BTCT tròn là 60 °C vào khoảng 29 phút,
trong khi cột BTCT vuông với chiều dày vật liệu cách nhiệt 40 mm cũng có nhiệt độ bề
mặt là 60 °C trong 33 phút. Ngoài ra, sự hiệu quả của vật liệu cách nhiệt được sử dụng
trong thí nghiệm đã được kiểm chứng. Tuy nhiên, các vết nứt trong vật liệu cách nhiệt
nên được nghiên cứu để cải thiện hệ thống hơn nữa. Mặc dù ngọn lửa đã được quan sát


10
phát ra từ các vết nứt hình thành trong lớp cách nhiệt của cả hai cột, nhưng lóp cách
nhiệt vẫn còn nguyên vẹn trong hơn 4 giờ tiếp xúc với lửa tiêu chuẩn. Cuối cùng, với

40

250x250

0.45

20.0

S-2

3000

40

250x250

0.5

20.0

S-3

3000

40

300x300

0.45


40

350x350

0.5

14.3

Từ kết quả thí nghiệm tác giả rút ra được các kết luận. Kích thước tối thiểu để cột
BTCT có thể chịu được lửa trong 180 phút là 300x300 mm với tỉ lệ tải trọng nén là 0.5.
Ngoài ra, khả năng kháng cháy phụ thuộc vào hình dạng mặt cắt ngang. Với cùng một
tỉ lệ tải trọng nén là 0.5 thì cột có tiết diện 250x250 mm chịu được lửa trong 169 phút,
trong khi đó 2 mẫu cột có tiết diện 300x300 và 350x350 mm thì chịu được lửa trong
180 phút. Bên cạnh đó, khả năng kháng cháy phụ thuộc vào tỉ lệ tải trọng nén. Với cùng
một kích thước tiết diện là 250x250 mm nhưng mẫu S-l chịu được lửa hơn 180 phút
trong khi mẫu S-2 chỉ chịu được lửa trong 169 phút. Mẩu S-4, S-5 có cùng tiết diện
300x300 mm nhưng mẫu S-4 chịu được lửa trong 180 phút còn S-5 chỉ chịu được lửa
trong 173 phút. Cuối cùng, các cột có tiết diện 250x250 mm có tỉ lệ độ mảnh 20.0 có


11
thể chịu được lửa trong 180 phút khi tỉ lệ tải trọng nén thấp hơn hoặc bằng 0.45. Cột tiết
diện 300x300 mm có tỉ lệ độ mảnh 16.7 có thể chịu được lửa hơn 180 phút khi tỉ lệ tải
trọng nén thấp hơn hoặc bằng 0.5. Do đó, tỉ lệ tải trọng nén thích hợp cho việc kháng
cháy của cột BTCT là 0.5 hoặc 0.45 phụ thuộc vào tỉ lệ độ mảnh là cao hoặc thấp hơn
17.
Năm 2015, Al-Kamaki và cộng sự [12] đã thực hiện nghiên cứu thử nghiệm về
ứng xử của các cột BTCT bị hư hỏng do nhiệt và sau đó được gia cường CFRP. Hai
mươi cột có đường kính 204 mm và cao 750 mm đã được thử nghiệm. Trong đó, 6 cột
không gia nhiệt làm cột đối chứng và 14 cột được gia nhiệt. Sau khi gia nhiệt, 8 trong

bền và tính chất liên kết của vật liệu gia cường FRP vẫn chưa được biết rõ; các yếu tố
quan trọng có thể bao gồm: tác động của điều kiện bảo dưỡng, thời gian, độ ẩm, tải trọng
và từ biến, và quá trinh truyền nhiệt; tất cả những vấn đề này cần được nghiên cứu.
Ngoài ra, một thử nghiệm kháng lửa trên các phần tử BTCT gồm cột, sàn và dầm được
gia cường FRP và các mô hình số tương ứng đã xác nhận tấm gia cường FRP bị giảm
tính chất cơ học và liên kết ở nhiệt độ cao. Bên cạnh đó cũng chứng minh sự cần thiết
phải bổ sung vật liệu cách nhiệt cho tấm FRP để ngăn chặn sự mất hiệu quả nhanh chóng
của cấu trúc FRP. Ngoài ra, nghiên cứu cũng cho thấy rằng chỉ cần vật liệu cách nhiệt
có độ dày phù hợp đủ để bám dính FRP có thể giữ lại độ bền và độ cứng của chúng ngay
cả khi ở nhiệt độ cao.
Cũng trong năm đó, Abdel-Hafez và cộng sự [14] đã tiến hành một cuộc thử
nghiệm. Mục tiêu chính của thí nghiệm là nghiên cứu ứng xử của cột BTCT bị cháy
được gia cường CFRP kết hợp sử dụng vật liệu cách nhiệt trong thí nghiệm nén dọc
trục. Đối tượng thí nghiệm là 14 mẫu cột BTCT kích thước 150x150x1600 mm và có
cấu tạo thép giống nhau. Tất cả các mẫu được trang bị lớp cách nhiệt khác nhau chịu
nhiệt độ 900 °C trong 30 phút và chịu nén đồng thời. Từ nghiên cứu này, tác giả rút ra
các kết luận sau. Không có bất kỳ hư hại gì đối với những cột gia cường CFRP chịu
nhiệt độ 100 °C trong 1 giờ. Bên cạnh đó, độ dày của vật liệu cách nhiệt có ảnh hưởng
quan trọng đến việc giảm nhiệt độ tại lớp CFRP. Xi măng Ferro-với lớp phủ xi măng
alumina là phương pháp cách nhiệt hiệu quả nhất. Với độ dày lớp phủ 30 mm thì các
cột gia cường CFRP có thể duy trì 90.63% tải ban đầu sau khi chịu nhiệt độ 900 °C
trong 30 phút trong khi xi măng alumina kết hợp với đá trân châu chỉ duy trì 87.5% cho
cùng một điều kiện. Ngoài ra, mặc dù tăng độ dày lớp cách nhiệt sẽ tăng hiệu quả cách
nhiệt, nhưng nếu độ dày lớn hơn 30 mm thì không thể duy trì mà phải gia cố bằng lưới