TIÊU CHUẨN QUỐC GIA

TCVN 12583:2019

VẬT LIỆU COMPOSITE POLIME DÙNG ĐỂ GIA CƯỜNG LỚP MẶT NGOÀI KẾT CẤU BÊ TÔNG CỐT THÉP - YÊU CẦU KỸ THUẬT VÀ PHƯƠNG PHÁP THỬ

Polymer composite material for external strengthening of steel-reinforced concrete structures - Specification and Test method

Lời nói đầu

TCVN 12583:2019 được xây dựng dựa trên cơ sở tham khảo tiêu chuẩn ACI 440.8M-13 và ACI 440.2R-08 do Viện Khoa học và Công nghệ Giao thông Vận tải biên soạn, Bộ Giao thông Vận tải đề nghị, Tổng cục Đo lường Chất lượng thẩm định, Bộ Khoa học và Công nghệ công bố.

VẬT LIỆU COMPOSITE POLIME DÙNG ĐỂ GIA CƯỜNG LỚP MẶT NGOÀI KẾT CẤU BÊ TÔNG CỐT THÉP - YÊU CẦU KỸ THUẬT VÀ PHƯƠNG PHÁP THỬ

Polymer composite material for external strengthening of steel-reinforced concrete structures - Specification and Test method

...

...

...

1.1  Tiêu chuẩn này quy định yêu cầu kỹ thuật và phương pháp thử đối với một lớp vật liệu composite polime (FRP) trên cơ sở nhựa epoxy và sợi cacbon hoặc sợi thủy tinh đơn hướng, dùng để gia cường bên ngoài kết cấu bê tông cốt thép thường và bê tông cốt thép dự ứng lực sử dụng quy trình lăn ép ướt.

1.2  Tiêu chuẩn này không áp dụng đối với keo lót, vữa trám và hệ vật liệu FRP đã đóng rắn trước.

2  Tài liệu viện dẫn

Các tài liệu viện dẫn sau rất cần thiết cho việc áp dụng tiêu chuẩn này. Đối với các tài liệu viện dẫn ghi năm công bố thì áp dụng phiên bản được nêu. Đối với các tài liệu viện dẫn không ghi năm công bố thì áp dụng phiên bản mới nhất, bao gồm cả các sửa đổi, bổ sung (nếu có).

ASTM D638 - 10 - Standard test method for tensile properties of plastics - Tiêu chuẩn phương pháp thử tính chất kéo của chất dẻo;

ASTM D790 - 10 - Standard test methods for flexural properties of unreinfored and reinforced plastics and electrical insulating materials - Tiêu chuẩn phương pháp thử tính chất uốn của chất dẻo có gia cường và không có gia cường; và vật liệu cách điện;

ASTM D1141 -13 - Standard practice for the preparation of substitue ocean water - Quy trình kỹ thuật chuẩn bị nước biển;

ASTM D1193 - 11 - Standard Specification for Reagent Water - Tiêu chuẩn yêu cầu kỹ thuật đối với nước thuốc thử;

ASTM D2247 -11 - Standard practice for testing water resistance of coating in 100 % relative humidity - Quy trình kỹ thuật thử nghiệm độ bền nước của sơn trong điều kiện độ ẩm 100 %ASTM D2563 - 15 - Standard practice for classifying visual defects in glass-reinforced plastic laminate parts - Quy trình kỹ thuật phân loại khuyết tật ngoại quan của các tấm nhựa gia cường sợi thủy tinh;

...

...

...

ASTM D3045 - 10 - Standard practice for heat aging of plastic without load - Quy trình kỹ thuật thử nghiệm độ bền lão hóa nhiệt của chất dẻo không chịu tải trọng;

ASTM D3776 -13- Standard test methods for mass per unit area of fabric - Tiêu chuẩn phương pháp thử xác định khối lượng trên đơn vị diện tích tấm sợi;

ASTM D5229 - 14 - Standard test method for moisture absorption properties and equilibrium conditioning of polymer matrix composite materials - Tiêu chuẩn phương pháp thử tính chất hấp thụ và điều kiện cân bằng ẩm của vật liệu composite polime;

ASTM D7565 - 10 - Standard test methods for determining tensile properties of fiber reinforced polymer matrix composite used for strengthening of civil structures - Tiêu chuẩn phương pháp thử xác định tính chất kéo của vật liệu composite polime dùng để gia cường kết cấu xây dựng;

ASTM E831 - 14 - Standard test method for linear thermal expansion of solid materials by thermomechanical analysis - Tiêu chuẩn phương pháp thử hệ số giãn nở nhiệt tuyến tính của vật liệu rắn bằng phương pháp phân tích cơ nhiệt;

ASTM E1363 - 13 - Standard test method for temperature calibration of themomechanical analyzers - Tiêu chuẩn phương pháp hiệu chuẩn nhiệt độ của thiết bị phân tích cơ nhiệt;

ASTM E1640 - 13 - Standard test method for assisgnment of the Glass transition temperature by dynamic mechanical analysis - Tiêu chuẩn xác định nhiệt độ hóa thủy tinh bằng phương pháp phân tích cơ động lực;

ASTM E1867 - 13 - Standard test methods for temperature calibration of dynamic mechanical analyzers - Tiêu chuẩn phương pháp hiệu chuẩn nhiệt độ của thiết bị phân tích cơ động lực;

ASTM E2113 - 13 - Standard test method for length change calibration of thermomechanical analyzers - Tiêu chuẩn phương pháp hiệu chuẩn phép đo sự thay đổi chiều dài của thiết bị phân tích cơ nhiệt;

...

...

...

ASTM E2425 - 11 - Standard test method for loss modulus conformance of dynamic mechanical analyzers - Tiêu chuẩn phương pháp hiệu chuẩn modul mất mát của thiết bị phân tích cơ động lực;

ASTM G153 - 13 - Standard practice for operating enclosed carbon light apparatus for exposure of nonmetallic materials - Quy trình kỹ thuật vận hành thiết bị đèn cacbon kín để phơi mẫu vật liệu phi kim;

3  Thuật ngữ và định nghĩa

Tiêu chuẩn này sử dụng các định nghĩa, thuật ngữ sau:

3.1

Giá trị tới hạn (Ultimate property)

Giá trị được đưa ra bởi nhà sản xuất, không lớn hơn kết quả thử nghiệm trung bình trừ đi 3 lần độ lệch chuẩn theo phương pháp thử quy định với số lượng mẫu thử quy định ít nhất. Giá trị này áp dụng đối với lực kéo đứt lớn nhất.

3.2

Giá trị trung bình (Mean property)

...

...

...

3.3

Hệ số giãn nở nhiệt tuyến tính (Mean coefficient of linear thermal expansion)

Tỷ số giữa sự thay đổi chiều dài của vật liệu với chiều dài ban đầu và sự thay đổi của nhiệt độ.

3.4

Lăn ép ướt (Wet layup)

Quá trình gia công vật liệu composite, trong đó vải gia cường được tẩm ướt bằng nhựa tẩm bão hòa theo quy trình lăn ép.

3.5

Lớp sợi (Ply)

Một lớp đơn sợi gia cường.

...

...

...

Lớp vật liệu composite polime (Fiber-reinforced polymer lamina)

Một lớp vật liệu composite polime được chế tạo từ vải gia cường và nhựa tẩm bão hòa.

3.7

Modul kéo (Chord modulus)

Độ dốc của dây cung xác định giữa 2 điểm có độ biến dạng 0,001 và 0,003 trên đường cong ứng suất - biến dạng (xem Hình 1).

Hình 1 - Modul kéo (chord modulus) giữa 2 điểm có độ biến dạng r=0,001 và p=0,003

3.8

Modul dự trữ (Storage modulus)

...

...

...

3.9

Modul mất mát (Loss modulus)

Giá trị biểu thị sự tiêu tán năng lượng, tính bằng tỷ số của ứng suất tại hướng 90° (khác pha với biến dạng dao động) với độ lớn của biến dạng.

3.10

Nhiệt độ hóa thủy tinh (Glass transition temperature)

Nhiệt độ tại đó vật liệu chuyển từ trạng thái thủy tinh sang trạng thái mềm cao hoặc ngược lại.

3.11

Sợi đơn hướng (Unidirectional fiber)

Sợi gia cường được sắp xếp theo cùng một hướng.

...

...

...

Vật liệu composite polime (Fiber-reinforced polymer system)

Vật liệu composit polime được chế tạo từ sợi gia cường và nhựa tẩm bão hòa theo quy trình hướng dẫn thi công.

3.13

Vật liệu FRP đơn hướng (Unidirectional fiber-reinforced polymer)

Vật liệu composit polime gia cường bằng sợi đơn hướng.

3.14

Vật liệu GFRP (Glass fiber-reinforced polymer)

Vật liệu composit polime gia cường bằng sợi thủy tinh.

3.15

...

...

...

Vật liệu composit polime gia cường bằng sợi cacbon.

4  Quy định chung

4.1  Nhựa tầm bão hòa

Sử dụng nhựa epoxy không pha loãng với dung môi, để tẩm ướt sợi gia cường trong vật liệu FRP. Sau khi đã đóng rắn, nhựa epoxy đóng vai trò là môi trường kết dính và truyền lực giữa các cốt sợi.

Nhựa epoxy có độ nhớt thấp và độ linh động cao sẽ tạo ra độ bám dính và độ bão hòa cao làm cho tính liên hợp giữa bê tông và lớp vật liệu FRP tốt hơn.

4.2  Sợi gia cường

4.2.1  Sử dụng sợi gia cường cacbon hoặc sợi thủy tinh theo dạng cuộn hoặc bỏ sợi với kích thước và khối lượng phù hợp.

4.2.2  Cuộn hoặc bó được đóng gói bởi nhà cung cấp sợi sao cho cuộn và bó gia cường đều theo một hướng dọc chiều dài tấm. Có thể sử dụng một số sợi dạng khác để dệt tấm lại với nhau.

5  Yêu cầu kỹ thuật về thành phần vật liệu

...

...

...

5.1.1  Tính chất cơ học của nhựa tẩm bão hòa

Tính chất cơ học của nhựa tẩm bão hòa phải phù hợp với các yêu cầu trong Bảng 1.

Bảng 1 - Yêu cầu kỹ thuật tính chất cơ học của nhựa tẩm bão hòa

Tên chỉ tiêu

Mức

Phương pháp thử

Độ bền kéo, MPa, không nhỏ hơn

41

ASTM D638 - Loại 1

...

...

...

1724

ASTM D638 - Loại 1

Độ giãn dài khi đứt, %, không nhỏ hơn

3

ASTM D638 - Loại 1

Độ bền uốn, MPa, không nhỏ hơn

69

ASTM D790

Modul uốn, MPa, không nhỏ hơn

...

...

...

ASTM D790

5.1.2  Nhiệt độ hóa thủy tinh

Nhiệt độ hóa thủy tinh, T_g, của nhựa tẩm bão hòa được xác định theo 8.1.3 và không nhỏ hơn 60 °C. Nhà sản xuất cần phải báo cáo về các quy trình đã xử lý với nhựa tẩm bão hòa.

5.2  Sợi gia cường

Khối lượng trên đơn vị diện tích của tấm gia cường được xác định theo ASTM D3776 - Phương pháp C và phải phù hợp với công bố của nhà sản xuất.

6  Yêu cầu kỹ thuật về vật liệu FRP

6.1  Yêu cầu kỹ thuật về tính chất vật lý

6.1.1  Khối lượng riêng

Khối lượng riêng của vật liệu FRP nằm trong khoảng từ 1,2 (g/cm³) đến 2,1 (g/cm³) đối với sợi thủy tinh và từ 1,5 (g/cm³) đến 1,6 (g/cm³) đối với sợi cacbon.

...

...

...

Hệ số giãn nở nhiệt của vật liệu FRP đơn hướng theo phương ngang và phương dọc được xác định theo 8.1.2 và phải phù hợp với quy định trong Bảng 2.

CHÚ THÍCH: Vật liệu có hệ số giãn nở nhiệt âm là vật liệu giãn nở khi giảm nhiệt độ và co lại khi tăng nhiệt độ.

Bảng 2 - Hệ số giãn nở nhiệt đặc trưng của vật liệu FRP

Phương hướng

Hệ số giãn nở nhiệt, x 10^-6/ °C

Vật liệu GFRP

Vật liệu CFRP

Dọc trục, α_L

6 tới 10

...

...

...

Ngang trục, α_T

19 tới 23

22 tới 50

6.1.3  Nhiệt độ hóa thủy tinh

Nhiệt độ hóa thủy tinh, Tg, của vật liệu FRP xác định theo 8.1.3 và không nhỏ hơn 60 °C.

6.2  Yêu cầu về tính chất cơ lý

6.2.1  Yêu cầu về tính chất kéo

6.2.1.1  Lực kéo đứt tới hạn trên đơn vị chiều rộng

Giá trị lực kéo đứt tới hạn trên đơn vị chiều rộng, chia cho khối lượng trên đơn vị diện tích của tấm gia cường được xác định theo 8.2.1 và phải phù hợp với các yêu cầu trong Bảng 3. Xem Phụ lục A để có thông tin về tính chất kéo của một số sản phẩm FRP tiêu biểu.

...

...

...

Modul kéo trung bình trên đơn vị chiều rộng, chia cho khối lượng trên đơn vị diện tích của tấm gia cường được xác định theo 8.2.1 và phải phù hợp với các yêu cầu trong Bảng 3.

Bảng 3 - Tính chất kéo của một lớp vật liệu FRP

Hệ vật liệu FRP

Lực kéo đứt tới hạn* / khối lượng trên đơn vị diện tích, N/mm/(g/m²), không nhỏ hơn

Modul kéo trung bình / khối lượng trên đơn vị diện tích, N/mm/(g/m²), không nhỏ hơn

Gia cường bằng sợi cacbon

0,878

103,3

Gia cường bằng sợi thủy tinh

...

...

...

21,5

CHÚ THÍCH : * - Giá trị trung bình trừ đi 3 lần độ lệch chuẩn

6.2.1.3  Biến dạng kéo phá hủy

Biến dạng kéo phá hủy của vật liệu FRP theo hướng hàm lượng sợi nhiều nhất không nhỏ hơn 1 %, khi thử nghiệm theo 8.2.1.

6.2.2  Yêu cầu về tính chất uốn

Tính chất uốn của vật liệu FRP được xác định theo 8.2.2 và phải phù hợp với yêu cầu kỹ thuật của dự án hoặc thỏa thuận giữa các bên liên quan. Xem Phụ lục A để có thông tin về tính chất uốn của một số loại vật liệu FRP tiêu biểu.

6.3  Yêu cầu về độ bền môi trường và thời tiết

6.3.1  Yêu cầu về độ bền môi trường

Sau khi thử nghiệm độ bền môi trường, phần trăm độ bền kéo còn lại của vật liệu phải phù hợp với quy định trong Bảng 4.

...

...

...

Tên chỉ tiêu

Phương pháp thử

Điều kiện thử

Phần trăm độ bền kéo còn lại, %, không nhỏ hơn

1000 h

3000 h

Độ bền nước

8.3.1

Độ ẩm 100 %, nhiệt độ (38 ±1)°C

...

...

...

85

Độ bền nước muối

8.3.2

Ngâm tại nhiệt độ (23 ±1)°C

90

85

Độ bền kiềm

8.3.2

Ngâm trong dung dịch Ca(OH)₂, pH=9,5 và nhiệt độ (23 ± 2) °C

...

...

...

85

Độ chịu nhiệt (khô)

8.3.3

Nhiệt độ (60 ± 3) °C

90

85

6.3.2  Yêu cầu về độ bền thời tiết

Sau khi thử nghiệm gia tốc thời tiết, phần trăm độ bền kéo còn lại của vật liệu phải phù hợp với quy định trong Bảng 5.

Bảng 5 - Yêu cầu độ bền thời tiết của vật liệu FRP

...

...

...

Phương pháp thử

Điều kiện thử

Phần trăm độ bền kéo còn lại, %, không nhỏ hơn

Gia tốc thời tiết

8.3.4

2000 h theo chu trình thử nghiệm gồm 102 min chiếu bức xạ, 18 chiếu xạ min và phun nước tại nhiệt độ 62 °C

90

7  Tần suất thử nghiệm và chuẩn bị mẫu thử

7.1  Tần suất thử nghiệm

...

...

...

- Thử nghiệm tính chất vật lý phải được thực hiện ít nhất 3 năm một lần đối với mỗi sản phẩm và khi thành phần vật liệu thay đổi.

- Thử nghiệm tính chất cơ học của nhựa tẩm bão hòa phải được thực hiện ít nhất một lần đối với mỗi sản phẩm và khi thành phần vật liệu thay đổi.

- Thử nghiệm tính chất cơ học của tấm FRP phải được thực hiện ít nhất 3 năm một lần đối với mỗi sản phẩm và khi thành phần vật liệu thay đổi.

- Thử nghiệm độ bền môi trường và thời tiết của tấm FRP phải được thực hiện ít nhất một lần đối với mỗi sản phẩm và khi thành phần vật liệu thay đổi.

7.2  Chuẩn bị mẫu thử

7.2.1  Chế tạo mẫu

Chế tạo mẫu theo quy trình lăn ép ướt trong ASTM D7565, như sau:

+ Đặt màng chống dính polime với kích thước 600 mm x 600 mm lên một nền nhẵn phẳng.

+ Màng chống dính phải dày ít nhất 0,076 mm và được làm từ vật liệu polime và không bám dính với nhựa tẩm bão hòa tẩm ướt sợi gia cường.

...

...

...

+ Đặt lớp sợi gia cường đầu tiên với kích thước 300 mm x 300 mm đã tẩm ướt hoặc được phủ với lượng nhựa nhất định lên màng chống dính. Quá trình này có thể sử dụng thiết bị tầm ướt vải gia cường hoặc theo tỷ lệ nhựa / sợi gia cường của nhà sản xuất.

+ Số lượng lớp sợi gia cường theo hướng 0° được tiếp tục tẩm ướt với nhựa tẩm bão hòa và đặt lên màng chống dính theo quy định của phương pháp thử hoặc theo cách thi công thực tế.

+ Sử dụng lô hoặc các dụng cụ để loại bỏ bọt khí ra khỏi vật liệu. Bọt khí được loại bỏ theo hướng chính của sợi gia cường để đảm bảo không ảnh hưởng tới cấu trúc sợi gia cường. Sau đó đặt màng chống dính thứ hai lên để bảo vệ. Có thể sử dụng một tấm phẳng nhỏ gạt trên bề mặt của màng chống dính theo hướng của sợi gia cường chính.

+ Để đảm bảo độ nhẵn bề mặt của vật liệu FRP, đặt một tấm phẳng cứng lên mặt trên của màng chống dính trong khi nhựa đóng rắn.

+ Sau thời gian đóng rắn, gỡ màng chống dính ra khỏi bề mặt mẫu.

+ Cắt mẫu, làm sạch và dán nhãn.

CHÚ THÍCH : Hàm lượng sợi, nhựa và phần rỗng trong vật liệu phụ thuộc vào phương pháp lăn hoặc phân bố nhựa trong quá trình chế tạo. Khi đánh giá tính chất đặc trưng của vật liệu composite FRP của vật liệu gia cường đã lắp đặt, sử dụng phương pháp cán và gạt phẳng khi chế tạo mẫu cần phải giống với quy trình áp dụng đối với vật liệu đã lắp đặt.

7.2.2  Cắt mẫu

Khi cắt mẫu, tránh gây ra vết nứt hoặc bong tróc, bề mặt không đồng nhất. Các cạnh của mẫu thử phải phẳng, song song và có dung sai phù hợp.

...

...

...

Dán nhãn để đảm bảo có sự phân biệt giữa các mẫu. Dán nhãn phải không ảnh hưởng tới thử nghiệm và không bị mất sau quá trình thử nghiệm.

8  Phương pháp thử

8.1  Phương pháp thử tính chất vật lý

8.1.1  Phương pháp xác định khối lượng riêng

8.1.1.1  Thiết bị, dụng cụ, hóa chất

- Cân phân tích hoặc thiết bị được thiết kế đặc biệt để xác định khối lượng riêng, chính xác đến 0,1 mg.

- Bình ngâm: Cốc hoặc bình chứa miệng rộng có kích cỡ phù hợp để chứa chất lỏng ngâm.

- Giá đỡ cố định để giữ bình ngâm trên đĩa cân.

- Nhiệt kế, có vạch chia độ 0,1 °C, có dải nhiệt độ từ 0 °C đến 30 °C.

...

...

...

- Nước tinh khiết hoặc nước khử khoáng

8.1.1.2  Mẫu thử

- Chuẩn bị mẫu thử theo Điều 7 của tiêu chuẩn này.

- Số lượng mẫu thử: Ít nhất 05 mẫu thử từ 05 tấm mẫu thử.

Mẫu thử có kích thước và hình dạng phù hợp với dụng cụ thử nghiệm.

Mẫu thử có thể tích ít nhất 1 cm³.

Bề mặt và các cạnh của mẫu phải nhẵn và không có lỗ hổng.

Chiều dày của mẫu ít nhất là 1 mm đối với mỗi 1 g mẫu.

8.1.1.3  Ổn định mẫu

...

...

...

- Quá trình ổn định mẫu trước khi thử nghiệm bao gồm điều kiện môi trường ổn định mẫu và kết quả đo độ ẩm, cần được đưa vào trong báo cáo thử nghiệm.

- Khi quá trình ổn định mẫu không rõ ràng, cần báo cáo quá trình ổn định mẫu là “không ổn định” và độ ẩm là “không rõ”.

8.1.1.4  Quy trình thử nghiệm

- Đo và ghi lại nhiệt độ của nước trong bình ngâm

- Cần mẫu trong không khí. Ghi lại khối lượng.

- Đặt bình ngâm lên giá đỡ. Treo mẫu và nhúng mẫu ngập hoàn toàn trong nước, không để mẫu hoặc dây treo mẫu chạm vào bình ngâm. Ghi lại khối lượng.

- Cân giá treo mẫu trong nước với chiều sâu ngập của dây treo giống như bên trên. Ghi lại khối lượng.

8.1.1.5  Tính toán

a) Tính tỷ trọng của vật liệu theo công thức:

...

...

...

(1)

trong đó:

a  là khối lượng biểu kiến của mẫu, không sử dụng móc treo, trong không khí, g;

b  là khối lượng biểu kiến của mâu ngập hoàn toàn và một phần dây treo ngập trong nước, g;

w  là khối lượng biểu kiến của một phần dây treo ngập trong nước, g.

b) Tính toán khối lượng riêng của vật liệu theo công thức:

Khối lượng riêng, g/cm³ = Tỷ trọng x ρ_nước

(2)

trong đó:

...

...

...

8.1.2  Phương pháp xác định hệ số giãn nở nhiệt

8.1.2.1  Thiết bị, dụng cụ

Thiết bị, dụng cụ thí nghiệm phù hợp với Điều 6 trong ASTM E831

8.1.2.2  Mẫu thử

- Chuẩn bị mẫu thử theo Điều 7 của tiêu chuẩn này.

- Mẫu thử dài từ 2 mm tới 10 mm, phẳng, đồng nhất và có sự chênh lệch kích thước không quá 25 µm. Các kích thước khác không quá 10 mm.

Số lượng mẫu thử: Ít nhất 05 mẫu thử từ 05 tấm mẫu thử.

Đo kích thước ban đầu của mẫu. Cần báo cáo lại quy trình xử lý nhiệt hoặc cơ học đối với mẫu thử, nếu có áp dụng.

8.1.2.3  Ổn định mẫu

...

...

...

- Quá trình ổn định mẫu trước khi thử nghiệm bao gồm điều kiện môi trường ổn định mẫu và kết quả đo độ ẩm, cần được đưa vào trong báo cáo thử nghiệm.

- Khi quá trình ổn định mẫu không rõ ràng, cần báo cáo quá trình ổn định mẫu là “không ổn định" và độ ẩm là “không rõ”.

8.1.2.4  Hiệu chuẩn

- Hiệu chuẩn thiết bị thử nghiệm để sử dụng theo quy trình hướng dẫn của nhà sản xuất

- Hiệu chuẩn tín hiệu nhiệt độ theo ASTM E1363.

- Hiệu chuẩn báo hiệu thay đổi chiều dài theo ASTM E2113 với tốc độ gia nhiệt giống như áp dụng với mẫu thử.

8.1.2.5  Quy trình thử nghiệm

- Đo chiều dài ban đầu của mẫu theo hướng giãn nở nhiệt với độ chính xác ± 25 pm tại nhiệt độ 25 °C.

- Đặt mẫu vào giá đỡ mẫu bên dưới đầu dò trong thiết bị thử nghiệm. Đặt cảm biến nhiệt độ tiếp xúc với mẫu hoặc gần mẫu.

...

...

...

- Áp dụng lực tải trọng lên đầu dò cảm biến để đảm bảo các cảm biến tiếp xúc với mẫu thử. Phụ thuộc vào khả năng chịu nén của mẫu và khoảng nhiệt độ khảo sát, lực tác dụng phù hợp trong khoảng từ 1 mN tới 100 mN. Cần báo cáo lại lực áp dụng thực tế.

- Gia nhiệt mẫu tới tốc độ không đổi 5 °C/min trong khoảng nhiệt độ yêu cầu và ghi lại sự thay đổi về chiều dài và nhiệt độ của mẫu.

CHÚ THÍCH: Thông thường, sự giãn nở sẽ tăng khi tăng nhiệt độ như trên Hình 2. Sự thay đổi đột ngột độ dốc của đường cong giãn nở cho thấy sự chuyển dịch của vật liệu từ trạng thái này sang trạng thái khác.

Hình 2 - Giản đồ giãn nở nhiệt

- Xác định đường cơ sở của thiết bị bằng cách lặp lại quy trình thử nghiệm với các thông số thử nghiệm tương tự khi không có mẫu thử, đầu dò tiếp xúc với giá đựng mẫu. Giá trị thay đổi chiều dài ΔL của mẫu thường tương ứng với đường cơ sở của thiết bị.

8.1.2.6  Tính toán

Tính toán hệ số giãn nở nhiệt tuyến tính trung bình, 0,1 μm/(m. °C), trong khoảng nhiệt độ yêu cầu theo công thức:

...

...

...

Trong đó:

α_m  là hệ số giãn nở nhiệt tuyến tính trung bình, μm /(m x °C);

k  là hệ số hiệu chuẩn theo ASTM E2113;

L  là chiều dài của mẫu thử tại nhiệt độ phòng, m;

ΔL_sp  là độ thay đổi chiều dài mẫu, μm;

ΔT  là độ chênh lệch nhiệt độ trong khi đo chiều dài mẫu, °C;

T  là nhiệt độ trung bình của khoảng nhiệt độ thay đổi ΔT, °C.

8.1.3  Phương pháp xác định nhiệt độ hóa thủy tinh

8.1.3.1  Thiết bị, dụng cụ

...

...

...

8.1.3.2  Mẫu thử

- Chuẩn bị mẫu thử theo Điều 7 của tiêu chuẩn này.

- Số lượng mẫu thử: Ít nhất 05 mẫu thử từ 05 tấm mẫu đơn lớp hoặc 2 lớp sợi gia cường.

Mẫu có kích thước, hình dạng đồng nhất. Thông thường mẫu có kích thước 1 mm x 5 mm x 20 mm tới 1 mm x 10 mm x 50 mm.

Cần báo cáo quy trình xử lý nhiệt đối với mẫu thử nếu có.

8.1.3.3  Ổn định mẫu

- Ổn định mẫu trước khi thử nghiệm là sự cân bằng ẩm tại độ ẩm quy định khi tiến hành theo ASTM D5229. Khi bên yêu cầu thử nghiệm không quy định rõ điều kiện ổn định mẫu trước thử nghiệm, không cần ổn định mẫu và mẫu thử được sử dụng như lúc chế tạo mẫu.

- Quá trình ổn định mẫu trước khi thử nghiệm bao gồm điều kiện môi trường ổn định mẫu và kết quả đo độ ẩm, cần được đưa vào trong báo cáo thử nghiệm.

- Khi quá trình ổn định mẫu không rõ ràng, cần báo cáo quá trình ổn định mẫu là “không ổn định" và độ ẩm là “không rõ”.

...

...

...

Hiệu chuẩn các tín hiệu modul dự trữ, modul mất mát và nhiệt độ theo ASTM E1867, ASTM E2254, ASTM E2425 tương ứng.

8.1.3.5  Quy trình thử nghiệm

- Gắn mẫu vào giá theo hướng dẫn của nhà sản xuất.

- Đo chiều dài, chiều rộng và chiều dày của mẫu với độ chính xác ± 0,01 mm.

- Biên độ biến dạng lớn nhất nằm trong khoảng đàn hồi tuyến tính của vật liệu. Khuyến cáo cài đặt độ biến dạng nhỏ hơn 1 %, và không được quá 5 %.

- Tiến hành thử nghiệm với tốc độ gia nhiệt 1 °C/min và tần số 1 Hz. cần báo cáo lại tốc độ gia nhiệt và tần số khác khi thử nghiệm.

- Tiến hành đo và ghi lại modul dự trữ, trong khoảng dưới 30 °C và trên 20 °C so với vùng chuyển hóa thủy tinh dự kiến.

8.1.3.6  Tính toán

Nhiệt độ hóa thủy tinh của vật liệu được xác định như sau:

...

...

...

- Vẽ đường tiếp tuyến của đường cong modul dự trữ tại điểm uốn tương đối của đường sigmal với sự chuyển đổi.

- Nhiệt độ hóa thủy tinh, T_g, là nhiệt độ tại điểm giao cắt của 2 đường tiếp tuyến (xem Hình 3).

Hình 3 - Giản đồ modul dự trữ - nhiệt độ

8.2  Phương pháp thử tính chất cơ lý

8.2.1  Thử nghiệm độ bền kéo

8.2.1.1  Thiết bị, dụng cụ

Thiết bị, dụng cụ thử nghiệm phù hợp với quy định theo Điều 7 trong ASTM D3039.

8.2.1.2  Mẫu thử

...

...

...

- Mẫu thử hình chữ nhật, có gắn đai đầu cuối phù hợp với Điều 8 trong ASTM D3039.

+ Chiều rộng tối thiểu của mẫu thử là 25 mm.

+ Đai đầu cuối - Được làm từ vật liệu polime gia cường sợi thủy tinh loại E với sợi đặt chéo góc ± 45° so với trục mẫu thử.

- Lấy ít nhất 20 mẫu từ 04 tấm vật liệu FRP đơn lớp hoặc 2 lớp sợi gia cường. Mỗi tấm vật liệu FRP lấy ít nhất 05 mẫu.

8.2.1.3  Hiệu chuẩn

Thiết bị thử nghiệm phải có chứng nhận hiệu chuẩn tại thời điểm sử dụng thiết bị.

8.2.1.4  Ổn định mẫu

- Ổn định mẫu trước khi thử nghiệm là sự cân bằng ẩm tại độ ẩm quy định khi tiến hành theo ASTM D5229. Khi bên yêu cầu thử nghiệm không quy định rõ điều kiện ổn định mẫu trước thử nghiệm, không cần ổn định mẫu và mẫu thử được sử dụng như lúc chế tạo mẫu.

- Quá trình ổn định mẫu trước khi thử nghiệm bao gồm điều kiện môi trường ổn định mẫu và kết quả đo độ ẩm, cần được đưa vào trong báo cáo thử nghiệm.

...

...

...

8.2.1.5  Quy trình thử nghiệm

- Xác định các thông số trước khi thử nghiệm theo Điều 11.1 trong ASTM D3039.

- Thiết lập tốc độ thử: 2 mm/min.

- Thiết lập môi trường thử nghiệm theo Điều 11.4 trong ASTM D3039.

- Kẹp mẫu thử.

- Lắp dụng cụ đo độ giãn dài, đồng hồ đo biến dạng và đánh dấu vạch đo.

- Tác dụng lực lên mẫu thử cho tới khi phá hủy, ghi lại số liệu.

8.2.1.6  Tính toán

a  Độ bền kéo hoặc lực kéo đứt/đơn vị chiều rộng.

...

...

...

(4)

- Tính toán giá trị lực kéo lớn nhất/đơn vị chiều rộng theo công thức:

(5)

trong đó:

F^đ là độ bền kéo, MPa;

F^k  là lực kéo lớn nhất /đơn vị chiều rộng, N/mm;

P^max  là lực kéo lớn nhất trước khi phá hủy, N;

...

...

...

W  là chiều rộng của mẫu, mm.

b  Độ giãn dài khi đứt.

Tính toán độ giãn dài khi đứt theo công thức:

(6)

trong đó:

ε_k  là độ giãn dài khi đứt, %;

L₀  là chiều dài ban đầu của mẫu thử, tính bằng mm;

ΔL₀  là sự gia tăng chiều dài mẫu giữa các vạch đo khi đứt, tính bằng mm.

...

...

...

Tính toán modul kéo / đơn vị chiều rộng của mẫu thử theo công thức:

(7)

trong đó:

K*  là modul kéo / đơn vị chiều rộng, N/mm;

ΔP  là sự chênh lệch về lực kéo giữa 2 điểm có độ biến dạng ε₁ = 0,001 và ε₂ = 0,003, N;

W  là chiều rộng của mẫu, mm;

Δε  là độ chênh lệch giữa 2 điểm biến dạng (0,002).

8.2.2  Thử nghiệm độ bền uốn

...

...

...

Thiết bị, dụng cụ thử nghiệm phù hợp với quy định theo Điều 6 trong ASTM D790.

8.2.2.2  Mẫu thử

- Chuẩn bị mẫu thử theo Điều 7 của tiêu chuẩn này.

- Mẫu thử hình chữ nhật, phù hợp với quy định theo Điều 7 trong ASTM D790.

- Lấy ít nhất 20 mẫu từ 04 tấm vật liệu FRP đơn lớp hoặc 2 lớp sợi gia cường. Mỗi tấm vật liệu FRP lấy ít nhất 05 mẫu.

8.2.2.3  Ổn định mẫu

- Ổn định mẫu trước khi thử nghiệm là sự cân bằng ẩm tại độ ẩm quy định khi tiến hành theo ASTM D5229. Khi bên yêu cầu thử nghiệm không quy định rõ điều kiện ổn định mẫu trước thử nghiệm, không cần ổn định mẫu và mẫu thử được sử dụng như lúc chế tạo mẫu.

- Cần báo cáo quá trình ổn định mẫu trước khi thử nghiệm bao gồm điều kiện môi trường ổn định mẫu và giá trị độ ẩm trong kết quả thử nghiệm.

- Khi quá trình ổn định mẫu không rõ ràng, cần báo cáo quá trình ổn định mẫu là “không ổn định” và độ ẩm là “không rõ”.

...

...

...

- Đo kích thước chiều rộng và chiều dày của mẫu thử tại vị trí giữa khoảng thử, chính xác tới 0,03 mm. Với mẫu có chiều dày nhỏ hơn 2,54 mm, đo kích thước chiều dày mẫu chính xác tới 0,003 mm.

- Xác định giá trị khoảng thử theo Điều 7 trong ASTM D/90 và cài đặt khoảng thử với độ chính xác 1% so với giá trị khoảng thử xác định.

- Tính toán và cài đặt tốc độ thử nghiệm cho thiết bị thử theo công thức:

R = ZL²/6d

(8)

trong đó:

R  là tốc độ thử nghiệm, mm/min;

L  là khoảng thử, mm;

D  là chiều dày của mẫu thử, mm;

...

...

...

- Lắp đặt gối đỡ và bộ phận đặt tải đảm bảo:

+ Trục của của các gối đỡ và bộ phận đặt tải song song với nhau.

+ Bộ phận đặt tải nằm giữa các gối đỡ.

- Đặt mẫu thử lên 2 gối đỡ, đảm bảo trục của mẫu thử vuông góc với trục của gối đỡ và bộ phận đặt tải.

- Tác dụng lực lên mẫu thử theo tốc độ thử nghiệm đã tính toán ở trên.

- Ghi lại lực và chuyển vị tương ứng của mẫu thử trong quá trình thử.

8.2.2.5  Tính toán

a, Độ bền uốn của vật liệu được tính toán theo công thức:

σ = 3PL/2bd²

...

...

...

trong đó:

σ  là độ bền uốn của vật liệu, MPa;

P  là lực gia tải lớn nhất tại điểm giữa của mẫu thử, N;

L  là khoảng thử, mm;

b  là chiều rộng của mẫu thử, mm;

d là chiều dày của mẫu thử, mm.

b, Độ biến dạng uốn của vật liệu được tính toán theo công thức:

ε_ƒ = 6 Dd/L²

(10)

...

...

...

ε_ƒ  là độ biến dạng ở mặt ngoài của mẫu thử, mm/mm;

D  là độ võng lớn nhất tại vị trí giữa của mẫu thử, mm;

L  là khoảng thử, mm;

d là chiều dày của mẫu thử, mm.

c, Modul uốn của vật liệu được tính toán theo công thức:

ε_ƒ = (σ_{2 –} σ₁)/(ε₂ - ε₁)

(11)

trong đó:

σ_2, σ₁  là các giá trị ứng suất uốn tại các điểm có độ biến dạng ε_2, ε₁ tương ứng.

...

...

...

8.3.1  Thử nghiệm độ bền môi trường nước

8.3.1.1  Thiết bị, dụng cụ, hóa chất

Thiết bị, dụng cụ, hóa chất thử nghiệm phù hợp với Điều 5 trong ASTM D2247.

8.3.1.2  Mẫu thử

- Chuẩn bị mẫu thử như trong Điều 7 của tiêu chuẩn này.

- Mẫu thử hình chữ nhật phù hợp với yêu cầu mẫu thử theo Điều 8 trong ASTM D3039.

- Số lượng mẫu thử: Lấy 10 mẫu thử từ 05 tấm vật liệu FRP đơn lớp hoặc 2 lớp sợi gia cường. Trong đó, 05 mẫu thử độ bền môi trường nước và 05 mẫu không thử độ bền môi trường nước.

8.3.1.3  Ổn định mẫu

- Ổn định mẫu trước khi thử nghiệm là sự cân bằng ẩm tại độ ẩm quy định khi tiến hành theo ASTM D5229. Khi bên yêu cầu thử nghiệm không quy định rõ điều kiện ổn định mẫu trước thử nghiệm, không cần ổn định mẫu và mẫu thử được sử dụng như lúc chế tạo mẫu.

...

...

...

- Khi quá trình ổn định mẫu không rõ ràng, cần báo cáo quá trình ổn định mẫu là “không ổn định” và độ ẩm là “không rõ”.

8.3.1.4  Quy trình thử nghiệm

- Tạo hơi nước bão hòa với nước loại IV trong ASTM D1193.

- Điều chỉnh nhiệt độ của hỗn hợp hơi nước và không khí bão hòa sao cho nhiệt độ tại vị trí gần mẫu thử đạt 38 °C. Trong khi vận hành ổn định, nhiệt độ của cảm biến đo tại vị trí gần mẫu thử có thể thay đổi trong khoảng ± 1 °C so với nhiệt độ cài đặt. Khi nhiệt độ cài đặt khác 38 °C thì cần ghi lại trong báo cáo thử nghiệm.

- Giá đựng mẫu phải cứng, bằng vật liệu phi kim và nghiêng 15° so với phương thẳng đứng. Khoảng cách tối thiểu giữa các mẫu và mẫu với thành buồng thử nghiệm ít nhất là 30 mm. Sắp xếp các mẫu sao cho nước ngưng tụ không chảy từ mẫu này sang mẫu khác.

- Giọt nước ngưng tụ đồng nhất trên bề mặt mẫu trong suốt quá trình thử nghiệm. Trước khi sử dụng thiết bị thử nghiệm, cần xác nhận vùng thử nghiệm để ngưng tụ đồng nhất theo quy trình trong Phụ lục của ASTM D2247. Xác nhận lại buồng thử nghiệm khi có sự thay đổi về cài đặt thiết bị hoặc các bộ phận được sửa chữa và thay thế. Tiến hành thử nghiệm liên tục cho tới khi đạt thời gian quy định.

- Thay đổi vị trí mẫu thử theo chu kỳ sao cho các mẫu đều có thời gian thử nghiệm đồng nhất.

- Kết thúc thử nghiệm khi đủ thời gian thử nghiệm.

8.3.1.5  Đánh giá

...

...

...

- Sau khi khô, lấy mẫu tiến hành thử nghiệm độ bền kéo và xác định phần trăm độ bền kéo còn lại so với mẫu không thử nghiệm độ bền nước.

8.3.2  Thử nghiệm độ bền môi trường muối và kiểm

8.3.2.1  Thiết bị, dụng cụ và hóa chất

- Thiết bị đo chiều dày - Thước đo chiều dày micrometer phù hợp với độ chính xác 0,025 mm.

- Hộp chứa - Hộp chứa có kích thước phù hợp, dung tích và trơ để ngâm hoàn toàn các mẫu nhựa gia cường sợi trong môi trường hóa chất đã lựa chọn. Hộp chứa có khả năng duy trì được mức chất lỏng của dung dịch bay hơi.

- Cần phân tích - Độ chính xác 0,001 g

- Hóa chất:

+ Nước muối - Chuẩn bị theo quy trình trong ASTM D1141.

+ Dung dịch Ca(OH)₂, pH=9,5

...

...

...

- Chuẩn bị mẫu thử như trong Điều 7 của tiêu chuẩn này.

- Mẫu thử hình chữ nhật phù hợp với yêu cầu mẫu thử theo Điều 8 trong ASTM D3039.

- Số lượng mẫu thử: Lấy 10 mẫu thử từ 05 tấm vật liệu FRP đơn lớp hoặc 2 lớp sợi gia cường. Trong đó, 05 mẫu thử độ bền môi trường (muối hoặc kiềm) và 05 mẫu không thử độ bền môi trường (muối hoặc kiềm).

8.3.2.3  Ổn định mẫu

- Ổn định mẫu trước khi thử nghiệm là sự cân bằng ẩm tại độ ẩm quy định khi tiến hành theo ASTM D5229. Khi bên yêu cầu thử nghiệm không quy định rõ điều kiện ổn định mẫu trước thử nghiệm, không cần ổn định mẫu và mẫu thử được sử dụng như lúc chế tạo mẫu.

- Sau khi ổn định mẫu, cần báo cáo quá trình ổn định mẫu trước khi thử nghiệm bao gồm điều kiện môi trường ổn định trong kết quả thử nghiệm.

- Khi quá trình ổn định mẫu không rõ ràng, cần báo cáo quá trình ổn định mẫu là “không ổn định” và độ ẩm là “không rõ”.

8.3.2.4  Quy trình thử nghiệm

- Đo mẫu - Đo chiều dày và cân khối lượng của tấm mẫu. Sau thử nghiệm, xác định lại chiều dày và khối lượng của mỗi tấm để so sánh.

...

...

...

- Thường xuyên thay dung dịch thử nghiệm theo chu kỳ để đảm bảo thành phần và nồng độ dung dịch thử nghiệm.

8.3.2.5  Đánh giá

- Sau thử nghiệm, làm sạch mẫu và lau khô bằng khăn giấy. Sử dụng nước sạch mát để làm sạch mẫu. Nếu cần thiết có thể sử dụng hóa chất tẩy rửa sao cho không phá hoại mẫu thử.

- Ghi lại sự phá hủy bề mặt mẫu, sự thay đổi màu của dung dịch thử nghiệm, và các cặn bẩn nếu có.

- Sau khi lau khô, đo lại chiều dày tại vị trí giữa của mỗi mẫu. Đo lại khối lượng mẫu thử.

- Tiến hành đo độ bền kéo của mẫu sau khi ngâm trong các môi trường hóa chất. Xác định phần trăm độ bền kéo còn lại so với mẫu không thử nghiệm môi trường (muối hoặc kiềm).

8.3.3  Thử nghiệm độ bền nhiệt

8.3.3.1  Thiết bị, dụng cụ thí nghiệm

Thiết bị, dụng cụ thí nghiệm phải phù hợp với Điều 5 trong ASTM D3045.

...

...

...

- Chuẩn bị mẫu thử như trong Điều 7 của tiêu chuẩn này.

- Mẫu thử hình chữ nhật phù hợp với yêu cầu mẫu thử theo Điều 8 trong ASTM D3039.

- Số lượng mẫu thử: Lấy 10 mẫu thử từ 05 tấm vật liệu FRP đơn lớp hoặc 2 lớp sợi gia cường. Trong đó, 05 mẫu thử độ bền nhiệt và 05 mẫu không thử độ bền nhiệt.

8.3.3.3  Ổn định mẫu

- Ổn định mẫu trước khi thử nghiệm là sự cân bằng ẩm tại độ ẩm quy định khi tiến hành theo ASTM D5229. Khi bên yêu cầu thử nghiệm không quy định rõ điều kiện ổn định mẫu trước thử nghiệm, không cần ổn định mẫu và mẫu thử được sử dụng như lúc chế tạo mẫu.

- Sau khi ổn định mẫu, cần báo cáo quá trình ổn định mẫu trước khi thử nghiệm bao gồm điều kiện môi trường ổn định trong kết quả thử nghiệm.

- Khi quá trình ổn định mẫu không rõ ràng, cần báo cáo quá trình ổn định mẫu là “không ổn định" và độ ẩm là “không rõ".

8.3.3.4  Cách tiến hành

- Đánh giá vật liệu trước khi thử nghiệm độ bền nhiệt bao gồm:

...

...

...

+ Độ bền kéo theo ASTM D3039.

- Hiệu chuẩn thiết bị theo hướng dẫn của nhà sản xuất.

- Đặt mẫu vào trong thiết bị thử nghiệm.

- Cài đặt nhiệt độ thử nghiệm là 60 °C.

- Trong khi vận hành ổn định, nhiệt độ của cảm biến sẽ đo nhiệt độ trên bề mặt mẫu có thể thay đổi trong khoảng ± 3 °C so với nhiệt độ cài đặt. Khi nhiệt độ cài đặt khác 60 °C thì cần ghi lại trong báo cáo.

- Chạy thiết bị thử nghiệm theo thời gian quy định.

8.3.3.5  Đánh giá

- Sau thử nghiệm, làm sạch và kiểm tra ngoại quan mẫu theo các chỉ tiêu về thay đổi màu sắc, phồng rộp,...

- Tiến hành đo độ bền kéo của mẫu sau thử nghiệm độ bền nhiệt. Xác định phần trăm độ bền kéo còn lại so với mẫu không thử nghiệm độ bền nhiệt.

...

...

...

8.3.4.1  Thiết bị, dụng cụ, hóa chất

Thiết bị, dụng cụ, hóa chất sử dụng phải phù hợp với Điều 6 trong ASTM G153.

8.3.4.2  Mẫu thử

- Chuẩn bị mẫu thử như trong Điều 7 của tiêu chuẩn này.

- Mẫu thử hình chữ nhật phù hợp với yêu cầu mẫu thử theo Điều 8 trong ASTM D3039.

- Số lượng mẫu thử: Lấy 10 mẫu thử từ 05 tấm vật liệu FRP đơn lớp hoặc 2 lớp sợi gia cường. Trong đó, 05 mẫu thử độ bền thời tiết và 05 mẫu không thử độ bền thời tiết.

8.3.4.3  Ổn định mẫu

- Ổn định mẫu trước khi thử nghiệm là sự cân bằng ẩm tại độ ẩm quy định khi tiến hành theo ASTM D5229. Khi bên yêu cầu thử nghiệm không quy định rõ điều kiện ổn định mẫu trước thử nghiệm, không cần ổn định mẫu và mẫu thử được sử dụng như lúc chế tạo mẫu.

- Sau khi ổn định mẫu, cần báo cáo quá trình ổn định mẫu trước khi thử nghiệm bao gồm điều kiện môi trường ổn định trong kết quả thử nghiệm.

...

...

...

8.3.4.4  Quy trình thử nghiệm

- Đánh dấu mã hiệu tấm mẫu thử.

- Đánh giá vật liệu trước khi thử nghiệm độ bền nhiệt bao gồm:

+ Ngoại quan theo ASTM D2563.

+ Độ bền kéo theo ASTM D3039.

- Gắn mẫu lên giá đựng mẫu sao cho các mẫu không chịu các tác động khác. Để đảm bảo điều kiện thử nghiệm đồng nhất, tạo khoảng cách giữa các mẫu thử bằng các loại vật liệu chịu ăn mòn.

- Chạy chương trình thử nghiệm với chu kỳ thử nghiệm bao gồm 102 min chiếu bức xạ hồ quang, 18 min chiếu xạ hồ quang và phun nước, nhiệt độ 62 °C theo chu trình thử nghiệm yêu cầu. Duy trì các điều kiện thử nghiệm trong quá trình thử nghiệm. Hạn chế cho thiết bị dừng hoạt động để kiểm tra mẫu thử.

- Đổi vị trí mẫu thử - Đổi vị trí đặt mẫu thử theo chu kỳ trong quá trình thử nghiệm khi lượng bức xạ tại vị trí thử nghiệm xa nhất nhỏ hơn 90% so với lượng bức xạ tại vị trí giữa vùng thử nghiệm.

+ Khi lượng bức xạ tại vị trí xa nhất so với vị trí giữa vùng thử nghiệm nằm trong khoảng 70 % tới 90 %, áp dụng một trong 3 cách sau để đổi vị trí đặt mẫu:

...

...

...

b, Đặt mẫu trong vùng thử nghiệm sao cho lượng bức xạ bằng 90 % so với lượng bức xạ lớn nhất.

c, Để phù hợp với các yêu cầu thử nghiệm, đổi vị trí thử nghiệm ngẫu nhiên trong vùng thử nghiệm sao cho phù hợp với yêu cầu đồng nhất về độ bức xạ.

+ Khi chu kỳ thử nghiệm không vượt quá 24 h, các mẫu được đặt cách đều nhau theo phương ngang của đèn hồ quang. Đối với thời gian thử nghiệm không quá 100 h, nên đổi vị trí mẫu theo hàng ngày. Các phương pháp đổi vị trí khác có thể được sử dụng theo sự thỏa thuận giữa các bên liên quan.

- Đánh giá - Khi cần phải lấy mẫu thử nghiệm để đánh giá theo chu kỳ, cẩn thận không làm ảnh hưởng tới bề mặt mẫu. Sau khi đánh giá, đặt mẫu trở lại vị trí như lúc ban đầu.

- Bảo dưỡng thiết bị - Thiết bị thử nghiệm cần được bảo dưỡng theo chu kỳ để đảm bảo điều kiện thử nghiệm đồng nhất. Tiến hành bảo dưỡng thiết bị và hiệu chuẩn theo hướng dẫn của nhà sản xuất.

- Thử nghiệm phơi mẫu theo chu kỳ thử nghiệm quy định.

8.3.4.5  Đánh giá

- Sau khi kết thúc thử nghiệm độ bền thời tiết, lấy mẫu ra đánh giá ngoại quan theo các chỉ tiêu về thay đổi màu sắc, phồng rộp,...

- Ổn định mẫu và tiến hành thử nghiệm kéo. Xác định phần trăm độ bền kéo còn lại so với mẫu không thử nghiệm độ bền thời tiết.

...

...

...

Báo cáo kết quả thử nghiệm vật liệu composite gia cường sợi ứng dụng gia cố kết cấu bê tông bằng phương pháp dán ngoại bao gồm các thông tin sau:

a) Tên phòng thí nghiệm.

b) Tên sản phẩm thử nghiệm.

c) Ngày tháng thử nghiệm.

d) Tiêu chuẩn phương pháp thử.

e) Quy trình chuẩn bị mẫu.

f) Điều kiện ổn định mẫu.

g) Tính chất vật lý và cơ học của nhựa tẩm bão hòa.

h) Thông số vật lý và cơ học của vật liệu composit gia cường sợi.

...

...

...

Phụ lục A

(Tham khảo)

Tính chất cơ học của vật liệu FRP gia cường kết cấu bê tông bằng phương pháp dán ngoài

Bảng A.1 - Tính chất kép của một số sản phẩm vật liệu FRP thương mại*

Hệ vật liệu FRP
(Loại sợi gia cường / Nhựa tẩm bão hòa / Loại vải gia cường)

Khối lượng trên đơn vị diện tích của tấm gia cường, g/m²

Lực kéo tới hạn, kN/mm

Sợi cacbon thông thường/ Nhựa tẩm bão hòa / Vải gia cường đơn hướng

...

...

...

500

400

620

Sợi cacbon độ bền cao/ Nhựa tẩm bão hòa/ Vải gia cường đơn hướng

230

320

300

700

620

...

...

...

Sợi cacbon modul cao / Nhựa tẩm bão hòa / Vải gia cường đơn hướng

300

600

Sợi thủy tinh loại E/ Nhựa tẩm bão hòa/ Vải gia cường đơn hướng

900

720

350

230

CHÚ THÍCH: * - Tính chất kéo của vật liệu FRP được trích dẫn từ tài liệu ACI 440.2R-08

...

...

...

Hệ vật liệu FRP

Độ bền uốn, MPa

Modul uốn, GPa

Vật liệu CFRP

≥ 104,8

≥ 2,65

Vật liệu GFRP

≥ 468,9

≥ 20,5

...

...

...

Thư mục tài liệu tham khảo

AASHTO FRPS - Guide specifications for design of bonded FRP systems for repair and strengthening of concrete bridge elements - Tiêu chuẩn hướng dẫn thiết kế vật liệu FRP dán ngoài để sửa chữa và gia cường cấu kiện cầu bê tông.

ACI 440.8M - 13 - Specification for Carbon and Glass Fiber-Reinforced Polymer (FRP) Materials Made by Wet Layup for External strengthening of Concrete and Masonry Structures - Yêu cầu kỹ thuật của vật liệu composite polime gia cường sợi thủy tinh và sợi cacbon gia công bằng phương pháp lăn ép ướt gia cường cho kết cấu bê tông.

ACI 440.2R - 08 - Guide for the Design and Construction of Externally Bonded FRP Systems for Strengthening Concrete Structures - Hướng dẫn thiết kế và thi công hệ vật liệu FRP kết dính ngoài để gia cường kết cấu bê tông.

ACI 440.3R - 12 - Guide Test Methods for Fiber-Reinforced Polymers (FRPs) for Reinforcing or Strengthening Concrete Structures - Tiêu chuẩn hướng dẫn thử nghiệm đối với vật liệu composite polime dùng để gia cường hoặc tăng cường kết cấu bê tông.

ACI 440R-Q7 - Report on Fiber-Reinforced Polymer (FRP) Reinforcement for Concrete Structures - Báo cáo về vật liệu composit polime dùng gia cường kết cấu bê tông.

AC 125 - Acceptance critical for concrete and reinforced and unreinforced masonry strenthening using externally bonded fiber-reinforced polymer composite systems - Chỉ tiêu nghiệm thu việc tăng cường kết cấu khối xây có gia cường hoặc không có gia cường, bê tông bằng vật liệu composite polime dán ngoài.

ASTM D3878 -15- Standard terminology for composite materials - Tiêu chuẩn thuật ngữ liên quan tới vật liệu composite.

...

...

...

ISO 14484 - 2013 - Performance guidelines for design of concrete structures using fibre-reinforced polymer (FRP) materials - Hướng dẫn thiết kế kết cấu bê tông sử dụng vật liệu composite polime gia cường sợi.

ISO 18319 - 2015 - Fibre-reinforced polymer (FRP) reinforcement for concrete structures - Specifications of FRP sheets - Vật liệu composite polime gia cường sợi gia cố kết cấu bê tông - Yêu cầu kỹ thuật đối với vật liệu FRP dạng tấm.

MỤC LỤC

Lời nói đầu

1  Phạm vi áp dụng

2  Tài liệu viện dẫn

3  Thuật ngữ và định nghĩa

4  Quy định chung

...

...

...

6  Yêu cầu kỹ thuật về vật liệu FRP

7  Tần suất thử nghiệm và chuẩn bị mẫu thử

9  Báo cáo kết quả thử nghiệm

PHỤ LỤC A (Tham khảo): Tính chất cơ học của vật liệu FRP gia cường kết cấu bê tông bằng phương pháp dán ngoài

THƯ MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 12583:2019 về Vật liệu composite polime dùng để gia cường lớp mặt ngoài kết cấu bê tông cốt thép - Yêu cầu kỹ thuật và phương pháp thử