KỶ YẾU HỘI NGHỊ KHOA HỌC

67

COMPOZIT-VẬT LIỆU XÂY DỰNG CỦA THẾ KỶ XXI

NGUYÊN TRÂM *

TÓM TĂT

Bài báo giới thiệu Cômpôzit FRP, một loại vật liệu xây dựng mới, có nhiều tính năng nổi trội so với các loại vật liệu truyền thống (sắt thép, bêtông, gạch đá, gỗ…). Cômpôzit có thể dùng làm lưới hoặc khung thay cốt thép trong kết cấu bêtông cốt thép; làm các tao cáp trong kêt cấu dự ứng lực; làm dây văng cho cầu treo, dây co cho cột tháp; làm ván khuôn để lại để đúc dầm, cột, sàn bêtông; nhất là để sửa chữa và gia cường cho các loại công trình đã bị xuống cấp (bằng gỗ, gạch đá, kim loại, bêtông cốt thép thường và dự ứng lực). Cômpôzit thực sự thân thiện với môi trường, có thể làm vật liệu xây dựng để tạo ra những kết cấu công trình bền vững.

Từ khóa: Cômpôzit FRP (Chất dẻo cốt sợi), vật liệu xây dựng, lưới và khung, tao cáp dự ứng lực, dây văng, dây co, ván khuôn để lại.

ABSTRACT

This paper provides an overview of Composite FRP, a new material of construction, that has excellent behavior in comparison with traditional materials such as steel, concrete, masonry, wood…The applications include rods, and meshes for reinforcing concrete; tendons for prestressing of concrete; stay cables for bridges, guy wires for towers; stay-in-place forms for concrete beams, columns or slabs; especially strengthening and repairing several of deteriorated structures (timber, masonry, metal, reinforced and prestressed concrete). The material is quite friendly with environment and may be developed into viable construction materials for the “sustainable structures”.

Key words: Composite FRP (Fiber reinforced plastic); material of construction; meshes and rods; tendons; stay cables; guy wires; stay-in-place forms.

Vật liệu Cômpôzit chất dẻo cốt sợi là một loại vật liệu xây dựng mới, có nhiều ưu điểm vượt trội, như: không han gỉ, cường độ rất cao, trọng lượng nhẹ, trung tính với hiện tượng điện từ, dễ thi công, bảo quản ít tốn kém…Do đó, gần đây vật liệu này đã được nghiên cứu nhiều trên thế giới như một loại vật liệu lý tưởng, có nhiều hiệu quả,

* GS. TSKH, Đại Học Kiến Trúc Hà Nội

Bộ Giáo dục và Đào tạo - Trường Đại học Duy Tân

68

nhất là thân thiện với môi trường.

Hầu như vật liệu này sẽ và đang tiếp tục quá trình lịch sử phát triển của các loại vật liệu truyền thống, lần lượt từ gạch, đá, gỗ, kim loại, bêtông cốt thép...và thực sự đã lôi cuốn nhiều nhà khoa học, những kiến trúc sư, những kỹ sư kết cấu, kỹ sư thi công và các nhà sản xuất vật liệu vào một guồng máy, nhằm nghiên cứu phát triển và ứng dụng một loại vật liệu mới, với công nghệ mới trong các ngành xây dựng công trình.

Kha năng sư dung vât liêu

Khả năng sử dụng vật liệu cômpôzit có thể rất đa dạng:

1) Làm cốt cho cấu kiện bêtông cốt mềm với hình thức thanh rời và lưới buộc và có thể gọi là kết cấu bêtông cốt cômpôzit;

2) Làm các loại cáp (căng trước hoặc căng sau) cho kết cấu bê-tông dự ứng lực cốt cômpôzit;

3) Làm ván khuôn để lại, khi đúc tại chỗ những cấu kiện bêtông cốt thép đổ tại chỗ, lắp ghép hoặc bán lắp ghép;

4) Để gia cường, sửa chữa những công trình đã hư hỏng hoặc nứt, xuống cấp bằng gỗ, thép, gạch, đá và bêtông cốt thép;

5) Làm nguyên vật liệu cho kết cấu xây dựng mới hoàn toàn bằng chất liệu cômpôzit (chất dẻo cốt sợi FRP);

6) Làm kết cấu liên hợp vật liệu giữa cômpôzit và thép hoặc bêtông cốt thép;

7) Làm kết cấu vòm cuốn hoặc kết cấu cột chịu nén, bằng ống cômpôzit trong nhồi bêtông, một loại kết cấu liên hợp giữa cômpôzit và bêtông;

8) Phối hợp với các vật liệu khác trong kết cấu liên hợp nhiều vật liệu;

9) Làm dây văng, cáp treo trong kết cấu dây mềm phục vụ ngành viễn thông, ngành giao thông vận tải và ngành xây dựng, đặc biệt những công trình có khẩu độ lớn như kết cấu mái treo .

Lam côt cho kết câu BTCT

Vật liệu cômpôzit như: chất dẻo cốt sợi cacbon (CFRP), cốt sợi thủy tinh (GFRP), cốt sợi aramid (AFRP), hoặc các loại sợi khác, được gọi chung là cômpôzit chất dẻo cốt sợi (viết tắt là FRP).

Về nguyên tắc có thể bố trí thay cốt thép trong kết cấu BTCT. Cũng có thể dùng cáp bằng vật liệu cômpôzit thay cho cáp thép trong kết cấu bêtông dự ứng lực. Như vậy, có khả năng tránh được hiện tượng han gỉ của thép trong môi trường không khí, nhất là môi trường có nhiều tác nhân ăn mòn thép, như trong các nhà máy hóa chất, trong môi trường ven biển. Điều này rất có ý nghĩa đối với nước ta, một nước có miền duyên hải dài rộng, công trình xây dựng bằng BTCT hoặc bằng thép, thường trực diện với sự ăn mòn trong môi trường xâm thực của hơi nước biển.

KỶ YẾU HỘI NGHỊ KHOA HỌC

69

Kiến trúc sư và các kỹ sư kết cấu có thể sử dụng kết cấu bêtông với cốt loại mới, không phải cốt thép này, với các dạng sau đây:

1. Cốt thanh rời hoặc lưới FRP làm cốt cho các cấu kiện dầm bêtông chịu uốn cũng như cột chịu nén và những cấu kiện chịu lực phức tạp khác;

2. Cáp bằng vật liệu cômpôzit FRP làm cốt ứng lực trước thay cáp thép để căng kéo trong cấu kiện bêtông dự ứng lực, có thể gọi là bêtông dự ứng lực với cáp cômpôzit;

3. Các tấm mỏng bằng vật liệu cômpôzit FRP có thể làm ván khuôn để lại, tạo hình, khi đúc bêtông tươi cho kết cấu bêtông cốt thép, như vậy sẽ có hai tác dụng:

a) Có khả năng giảm được khối lượng thép trong bêtông;

b) Đồng thời bảo vệ tốt cho cốt thép trong kết cấu chống xâm thực của môi trường.

Loại hình kết cấu công trình đầu tiên được làm bằng cômpôzit đã được xây dựng từ thập kỷ 70 của thế kỷ trước. Tuy nhiên, chưa thể cạnh tranh về mặt kinh tế với loại thép không gỉ, và mới chỉ có tính chất là phương án thay thế.

Sang đầu thập kỷ 80 các thanh côm-pôzit FRP lại được sử dụng làm vật liệu xây dựng cho công nghệ “Vega” cùng với các thiết bị cần trung tính với hiện tượng điện từ trong ngành Viễn thông.

Càng về sau vật liệu mới này được áp dụng tập trung vào ý nghĩa chống ăn mòn thay cho cốt thép của kết cấu bêtông cốt thép và các công trình bằng thép.

Hiện nay, các thanh FRP dùng làm cốt cho kết cấu bêtông đã được sản xuất trong các công ty ở bắc Mỹ, châu Á và châu Âu. Áp dụng chủ yếu cho các công trình cầu hầm.

Loại hình làm cáp dự ứng lực đã được thí nghiệm thí điểm tại Hà Lan, Đức và Nhật Bản năm 1980, đầu tiên mục đích là giảm hiện tượng ăn mòn cho các cấu kiện bêtông dự ứng lực.

Tuy nhiên, các khó khăn về cấu tạo neo và giá thành tương đối cao, nên đã không hấp dẫn các doanh nghiệp sản xuất và phát triển. Tấm ván khuôn bằng chất liệu FRP để lại sau khi đúc kết cấu BTCT đã phát triển mạnh trong thời gian gần đây. Vừa làm ván khuôn đúc, vừa tăng cường chịu kéo sau khi bêtông đã khô cứng vì ván khuôn đó sẽ được để lại vĩnh viễn trong kết cấu.

Ở Hoa Kỳ năm 1999 và 2003 đã xây dựng hai cầu 2 nhịp bằng bêtông cốt FRP, lần lượt ở các bang Ohio và Wisconsin.

Các ván khuôn hình ống để lại, còn sử dụng hiệu quả để đúc trụ cột và kết cấu nhịp cầu ở bang California gọi là kết cấu ống FRP nhồi bêtông.

Gia cương cho kết câu có sẵn

Vật liệu cômpôzit đã được sử dụng có hiệu quả nhất để sửa chữa nâng cấp công

Bộ Giáo dục và Đào tạo - Trường Đại học Duy Tân

70

trình xây dựng ở nhiều nước như một vật liệu mới vì có nhiều ưu điểm mà các liệu truyền thống như gạch đá, kim loại (thép nhôm), gỗ, bêtông…đều khiếm khuyết.

Đối với các cấu kiện cần nâng cấp thường sử dụng hai hình thức: gia cường và sửa chữa.

Gia cường khi kết cấu nguyên thủy không đủ cường độ hoặc độ cứng. Gia cường cũng có thể dùng khi cần thiết phải thay đổi cho phù hợp với quy chuẩn hiện hành hoặc khi thay đổi cho phù hợp nhu cầu sử dụng mới của công trình (đặc biệt khi gia cố để chịu tải trọng động đất).

Vấn đề sửa chữa thường dùng khi công trình xuống cấp do tác động của môi trường, như cốt thép trong kết cấu bị han gỉ nặng, hoặc trong quá trình thiết kế và xây dựng bố trí thiếu cốt thép v.v… không đủ khả năng chịu tải hoặc bị biến dạng nhiều.

Có thể sử dụng để gia cường sửa chữa bằng vật liệu FRP, không những cho kết cấu bêtông cốt thép và kết cấu bêtông dự ứng lực, mà còn sử dụng hiệu quả cho các loại kết cấu công trình xây gạch đá, kết cấu gỗ và kim loại.

Công thức tính toán khi gia cường kết cấu bêtông cốt thép cũng xuất phát từ hai phương trình cơ bản tương tự trong công thức tính kết cấu BTCT, chỉ khác là trong tiết diện có cả cốt thép trong kết cấu cũ và tấm gia cường dán phía dưới dầm bêtông cốt thép.

Vậy ta có:

Chiều cao phần bêtông chịu nén:

c =bf

fAfA

c

ffss

1' βγ+

(ACI 440.2R-02:9-10)

trong đó:

As – diện tích cốt thép chịu kéo của tiết diện;

fs – cường độ tính toán của cốt thép chịu kéo;

Af – diện tích mặt cắt của tấm gia cường;

ff – cường độ tính toán của FRP gia cường;

γ – hệ số của tổng hợp lực ứng suất bêtông (cường độ tương đương quy đổi);

b – bề rộng của dầm bêtông cần gia cố;

'cf – cường độ tính toán chịu nén của bêtông;

β1 – hệ số quy đổi về chữ nhật tương đương.

Khả năng chịu mômen uốn của tiết diện đã gia cố sẽ tính như sau:

KỶ YẾU HỘI NGHỊ KHOA HỌC

71

)2

()2

( 11 chfAcdfAM fffssnβψβ

−+−=

(ACI 440.2R-02:9-11)

Gia cường cho kết cấu có sẵn có thể là công trình bêtông cốt thép (kể cả bêtông dự ứng lực), công trình thép gỗ hoặc công trình xây nề bằng gạch đá khi muốn khôi phục, nâng cấp để công trình phục vụ đúng yêu cầu hiện tại, bảo đảm theo tiêu chuẩn hiện hành.

1) Đối với công trình bêtông cốt thép thường gia cường bằng cách bọc ngoài với các tấm hoặc dải CFRP chế tạo sẵn trong nhà máy. Những cấu kiện chịu uốn như dầm, bản thường gia cường bằng cách dán trực tiếp các dải cômpôzit lên đáy dầm hoặc bản tức là những vị trí theo đúng chiều chịu ứng suất kéo của cấu kiện. Nếu cần có thể dán đè lên đó những dải theo chiều thẳng góc (những dải hình chữ U) để neo lại.

Những cấu kiện chịu nén như cột bêtông cốt thép với các mặt cắt ngang dạng tròn, dạng hình vuông hoặc dạng chữ nhật thường gia cường bằng cách như “bó bột”cấu kiện, tức là cuốn quanh chu vi cột bằng các dải CFRP.

Có nhiều nghiên cứu đã được báo cáo và công bố về cách gia cường kết cấu bêtông cốt thép dạng tấm chịu lực hai hướng cũng như cấu kiện chịu xoắn và hình thức gia cường các liên kết giữa dầm và cột.

Cũng có thể gia cường những cấu kiện bêtông cốt thép chịu uốn bằng phương pháp gia cố kiểu bố trí các thanh FRP gần mặt ngoài (NSM- near-surface mounted) để gia cường dầm chịu uốn và chịu cắt (Hình 1).

Để gia cố các ứng suất cắt của dầm chịu uốn có thể dùng các dải FRP rộng Wf cuốn vòng quanh dầm một góc nghiêng gần bằng 450 dọc theo chiều dài của dầm cách nhau những bước dài sf theo tính toán.

2) Đối với kết cấu thép.

Cũng có thể dùng chất liệu cômpôzit FRP để gia cường các thớ chịu kéo trong mặt cắt của cấu kiện thép các loại (kể cả trong các dầm chịu uốn, các thanh giàn chịu lực dọc trục, với tải trọng tĩnh, hoặc động và trạng thái giới hạn mỏi..).

3) Đối với kết cấu xây gạch đá.

Rất nhiều công trình xây gạch đá cũng có nhu cầu được gia cố sửa chữa hoặc nâng cấp để duy trì và tồn tại, đặc biệt với yêu cầu của tiêu chuẩn hiện hành về chống động đất.

Phương pháp gia cường các khối nề cũng có thể tham khảo cách gia cố đối với kết cấu công trình bêtông cốt thép.

Bộ Giáo dục và Đào tạo - Trường Đại học Duy Tân

72

Hình 1. bố trí các thanh FRP gần mặt ngoài để gia cố dầm chịu uốn

Thưc chât của vât liêu Cômpôzit

Vật liệu Cômpôzit (FRP) gồm hai hoặc nhiều pha vật liệu khác nhau: cốt sợi và môi trường chất dẻo làm nền cho cốt sợi gia cường. Cốt sợi nói chung đều có tính chất đặc biệt: cường độ và độ cứng rất cao, tỷ trọng thấp. Nếu so sánh về cường độ và độ cứng thì môi trường chất dẻo làm nền thường thấp hơn. Sợi và cách sắp xếp sẽ quyết định tính chất cơ học của vật liệu và sức chịu tải trọng. Chất dẻo làm nền có nhiệm vụ truyền tải trọng vào các sợi, giữ vị trí và hướng cần thiết cho các sợi, đồng thời đẻ bảo vệ các sợi khỏi bị xâm thực về mặt hoá học cũng như cơ học.

Có thể bố trí các sợi theo vị trí, phương hướng và thể tích trong vật liệu nền đúc tại các miền có ứng suất cao trong cấu kiện để cốt sợi đạt hiệu quả lớn nhất.

Cac loai côt sợi

Chủ yếu hiện nay sử dụng ba loại sợi là sợi aramid, sợi thủy tinh và sợi cacbon (graphit) để làm cốt cho FRP.

Những số liệu trong bảng kê sau đây (bảng 1) [1] có tính chỉ dẫn (nếu cần các trị số thực sự của cốt sợi, nhà sản xuất sẽ cung cấp). Các sợi đều có tính chất đàn hồi tuyến tính cho tới tải trọng cực hạn và không có điểm chảy rõ ràng. Các đường biểu diễn tiêu chuẩn s-e của cốt sợi sẽ được giới thiệu trên hình vẽ 5 ở cuối bài.

Bang 1

Côt sợi Cương độ chịu keo (N/mm2-MPa)

Môđun đan hồi (kN/mm2-GPa)

Độ dãn dai (%)

Tỷ trong(g/cm3)

Aramid 3400 - 4100 70 -125 2.4 1.44Thủy tinh loại E loại A loại C loại S

3400276023504600

72,5737488

2,52,52,53,0

2,572,462,462,47

Côt sợi Cương độ chịu keo (N/mm2-MPa)

Môđun đan hồi (kN/mm2-GPa)

Độ dãn dai (%)

Tỷ trong(g/cm3)

KỶ YẾU HỘI NGHỊ KHOA HỌC

73

CarbonTiêu chuẩnCường độ caoMôđun caoMôđun cực lớn

3700480030002400

250250500800

1,21,40,50,2

1,71,81,92,1

Cac loai chât dẻo lam nên

Chất dẻo chính thường là các loại polyester và epoxy không bão hoà, nếu cần chịu lửa dùng thêm phênôn. Tính chất chính của các loại chất dẻo được tóm tắt trong Bảng 2 dưới đây [1]:

Bang 2

Chât dẻoCương độ chịu keo Môđun đan hồi Độ dãn dai Tỷ trong

(N/mm2-MPa) (kN/mm2-GPa) (%) (g/cm3)Polyester 65 4,0 2,5 1,2Epoxy 90 3,0 8,0 1,2Vinylester 82 3,5 6,0 1,12Phenolic 40 2,5 1,8 1,24Polyurethane 71 2,9 5,9 Thay đổi

Tính chât cơ hoc của Compôzit FRP

Tính chất của Cômpôzit FRP phụ thuộc tỷ số lượng sợi trên thể tích chất dẻo (gọi là hàm lượng sợi tính theo thể tích) và các tính chất cơ học của các vật liệu thành phần. Mô hình đơn giản nhất nói lên tính chất đàn hồi của vật liệu Cômpôzit đơn hướng dựa trên cơ sở chủ yếu là “luật trộn” và “ứng suất hằng”.

Ứng suất phá huỷ dọc của Cômpôzit FRP đơn hướng được tính theo công thức:

( )fmff VV −+= 111 σσσ ,

trong đó:

fσ ứng suất phá hủy của sợi;

mσ ứng suất phá hủy của nền;

Vf hàm lượng thể tích sợi.

Tương tự môđun đàn hồi dọc sẽ là:

( )fmff VEVEE −+= 111 ,

trong đó:

Ef Môđun đàn hồi của sợi;

Em Môđun đàn hồi của nền;

Vf hàm lượng thể tích sợi.

Bộ Giáo dục và Đào tạo - Trường Đại học Duy Tân

74

Hàm lượng thể tích sợi lớn nhất của Cômpôzit FRP phụ thuộc các loại nguyên liệu và quy trình gia công chế tạo. Quy trình chế tạo quyết định hàm lượng thể tích sợi, lượng các lỗ rỗng trong vật liệu và độ đặc chắc nói chung.

Để phân tích tính toán kết cấu bêtông cốt FRP, ta có thể dùng nguyên tắc chung, tương tự cho kết cấu BTCT theo các trạng thái giới hạn hoặc theo phương pháp LRFD [1].

Ví dụ tính toán tiết diện ngang chữ nhật chịu uốn có thể lấy mô hình tính tương tự tiết diện BTCT với hai phương trình cân bằng:

∑ = 0X Rút ra:

bf

fAa

c

ff'85.0

= ; (ACI 440.1R-06)

∑ = 0/ fÀM Rút ra:

)2

( adfAM ffu −= . (ACI 440.1R-06)

trong đó:

d – khoảng cách từ mép trên của tiết diện đến trọng tâm của cốt FRP;

Af – diện tích mặt cắt ngang của cốt FRP;

ff – cường độ tính toán của cốt FRP;

'cf – cường độ tính toán của bêtông chịu nén;

b – bề rộng của mặt cắt ngang dầm bêtông

cổt FRP;

0.85 là hệ số quy đổi từ biểu đồ ứng suất thực về dạng chữ nhật.

Hàm lượng cốt FRP tối thiểu có thể lấy theo công thức sau đây [1]:

dbf

dbf

fA w

fuw

fu

cf

3309.4 '

min, ≥=

(ACI 440.1R-06:8-8)

Ứng dung Cômpôzit FRP trong xây dưng

Vật liệu Compôzit (FRP) đã được sử dụng thành công nhiều năm nay trong ngành công nghiệp hàng không vũ trụ và phương tiện giao thông (ô tô). Chúng cũng

KỶ YẾU HỘI NGHỊ KHOA HỌC

75

được dùng trong công nghệ xây dựng để làm những cấu kiện đặc biệt trong môi trường xâm thực và kết cấu bao che.

Gần đây, FRP đã được dùng kết hợp với các loại vật liệu xây dựng truyền thống,

Tuy nhiên, thường sử dụng Compozit FRP nhiều nhất là để gia cường và khôi phục kết cấu. công trình cũ đã xuống cấp.

Một vài ví dụ về kết cấu toàn bộ dùng Cômpôzit đầu tiên, chẳng hạn như cầu Aberfeldy ở Scôtlen và cầu Bonds Mill ở Anh quốc.

Ở Nga, cũng đã thí điểm dùng FRP cho 4 cầu:

1) Một cầu ôtô cho xe tải 10 tấn và xe xích 80 tấn qua sông Volga ở thành phố khoa học Dubna;

2) Một cầu công viên (cầu treo dây văng) cũng ở thành phố Dubna, cho người đi bộ nhip dài 16m;

3) Một cầu người đi bắc qua đường sắt ở Moscow (ga Chertanovo), lắp dựng trong 2 tháng 4 và 5 năm 2004, cầu có 2 nhịp 13,2m và một nhịp 15m

4) Một cầu cho đường sắt cũng được xây dựng ở đảo Sakhalin bắc qua thung lũng sâu 23,5m rộng 84m, cầu kiểu giàn đặt trên 2 trụ cũng kiểu giàn chữ V, với các thanh FRP có tiết diện ngang từ 30cm2 đến 150cm2

; môđun đàn hồi chịu kéo bằng 30GPa và chịu cắt bằng 3GPa (Hình 4).

Hình 2 và 3. Cầu công viên ở TP Dubna và cầu ôtô ở TP Moscow (CHLBNga) toàn bộ làm bằng Cômpôzit FRP.

Hình 4. Cầu đường sắt xây dựng trên đảo Sakhalin ở CHLBNga hoàn toàn bằng FRP.

Bộ Giáo dục và Đào tạo - Trường Đại học Duy Tân

76

Năm 2002 một số tác giả Nhật Bản đã “thai nghén” một phương án cầu treo dây võng có nhịp tới 5000m bằng FRP.

Ở Trung Quốc năm 2004, các tác giả ở Đại học Thanh Hoa và Đại học Bách khoa Hồng Kông còn đề xuất phương án mái nhà có nhịp lớn (150m đường kính) làm bằng các dải FRP cường độ cao, đan thành mạng lưới tựa như tấm phên tre truyền thống và gây ứng suất trước bằng cách nâng hạ các vành đai giữa [2].

Trên thế giới, từ năm 1993 Hội nghị khoa học về FRP đã được tổ chức hai năm một lần: 1993 ở Vancouver, 1995 ở Glent, 1997 ở Sapporo, 1999 ở Baltimore, 2001 ở Cambridge, 2003 ở Singapore, 2005 ở Kansas City, 2007 ở Patras…

Ở Viêt Nam, năm 2001 và 2003 vật liệu mới FRP đã được tác giả bài báo này soạn thảo làm tài liệu giảng dạy cho các lớp bổ túc kỹ sư của “Dự án Đào tạo Nâng cao Năng lực Cán bộ ngành GTVT” do các chuyên gia Việt Nam cùng với hai công ty Scott Wilson UK (Dự án HRP1-2001) và SMEC International Pty Ltd, Australia (Dự án HRP2-2003).

Các nhà nghiên cứu đã tiếp tục tìm hiểu việc dùng cômpôzit FRP để gia cường kết cấu BTCT cũ đã xuống cấp và đã xuất hiện những luận văn luận án Thạc sỹ [5] và Tiến sỹ về đề tài FRP.

Cũng đã hình thành những đề tài NCKH về vấn đề này, tuy nhiên việc thực thi còn nhiều rào cản, chủ yếu là vấn đề kinh phí nghiên cứu và nhà tài trợ.

Kết luân

Có thể tin rằng, nếu công nghệ sản xuất phát triển và có đủ các chỉ dẫn thiết kế hiệu lực, thì vật liệu mới này chắc chắn có một tương lai tốt, sẽ được sử dụng rộng rãi, với những ph ương án hiệu quả, thân thiện với môi trường, xứng đáng để xây dựng những công trình xây dựng bền vững hơn cả kết cấu bêtông cốt thép và thép.

KIẾN NGHỊ

Cần cho sinh viên đại học và học viên cao học được tiếp thu những kiến thức mới về vật liệu cômpôzit, vì đây sẽ là bước phát triển tất yếu của kết cấu xây dựng trong quá trình tiếp theo. Các bộ môn chuyên ngành kết cấu công trình (Gạch đá, thép gỗ, bêtông cốt thép…), rất cần thiết phân công cán bộ đi sâu vào loại vật liệu của thế kỷ XXI này. Trước hết là viết các giáo trình tài liệu liên quan đến vật liệu nói trên (chẳng hạn cuốn “Kết cấu Cômpôzit”), tương tự như các giáo trình giảng dạy về “Kết cấu thép” hoặc “kết cấu bêtông cốt thép”. Trong chương trình giảng dạy cần bổ sung thêm môn học liên quan với các tín chỉ tương xứng.

KỶ YẾU HỘI NGHỊ KHOA HỌC

77

0

1000

2000

3000

4000

5000

0,00 1,00 2,00 3,00 4,00

Strain, %

Ten

sile

Str

engt

h,

N/m

m2

AramidGlassCarbon HSCarbon HMCarbon UHMSteel

Hình 5. Đương cong s- e của sợi điên hình

TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1] Lawrence C. Bank, (2006), Composites for Construction (Structural Design with FRP Materials). John Wiley & Sons, Inc., Hoboken. New Jersey.

[2] Seracino R. (2005), FRP Composites in Civil Engineering-CICE 2004.

Taylor & Francí Group plc, London, UK.

[3] Nguyễn Trâm, (2005), kết cấu và vật liệu xây dựng trong kiến trúc nhiệt đới nóng ẩm ở Việt nam. Hội thảo Khoa học “Kiến trúc Nhiệt đới Việt Nam-Định hướng và Giải pháp”.

[4] Nguyễn Trâm, (2006), Sử dụng vật liệu mới: Chất dẻo cốt sợi trong kết cấu bêtông. Báo Người Xây dựng, số tháng 6 năm 2006. Tổng hội Xây dựng Việt Nam.

[5] Nguyễn Thanh Tùng (2008), Sửa chữa và gia cố những cấu kiện bê tông cốt thép chịu uốn. Luận văn Thạc sỹ kỹ thuật. Đại học Kiến trúc Hà Nội. Người hướng dẫn GS. TSKH. Nguyễn Trâm.

[6] Nguyễn Trâm (2011), Vật liệu xây dựng thân thiện với môi trường - Vật liệu của thế kỷ XXI. Conference “ Green Building – Green Future”. Conference Proceedings. Hà Nội. 2011, pp.16-22.