Khái quát về vật liệu cốt thanh GFRP

Thanh polyme cốt sợi thủy tinh (glass fiber reinforced polymer – GFRP) có cường độ cao, trọng lượng nhẹ, khả năng kháng ăn mòn cao có triển vọng thay thế cho cốt thép trong kết cấu bê tông ở các công trình xây dựng ven biển, vùng hải đảo hoặc các công trình nằm trong môi trường có các tác nhân gây ăn mòn mạnh.

GFRP là vật liệu hỗn hợp (composit) được tạo thành từ ít nhất hai thành phần vật liệu khác nhau. Tuỳ thuộc vào các vật liệu thành phần mà sản phẩm GFRP sẽ có tính chất khác nhau, đặt biệt vật liệu GFRP có những tính chất tốt hơn các vật liệu thành phần để tạo ra nó. Cấu tạo của GFRP gồm hai thành phần chính: thành phần thứ nhất là các sợi thủy tinh, đây là thành phần chính tạo nên cường độ của vật liệu GFRP. Thành phần thứ hai là chất kết dính bằng nhựa để liên kết các sợi với nhau, cố định vị trí của các sợi trong cấu trúc của vật liệu GFRP

Hinh 1 — **Hình 1.1. Các thành phần cơ bản của vật liệu GFRP**

Tuỳ thuộc vào phương pháp chế tạo mà sản phẩm GFRP có thể có nhiều dạng mặt cắt ngang như: vuông, tròn, khối đặc hoặc thanh tròn rỗng và bề mặt thanh có thể tạo gờ bằng các sợi, lớp phủ bằng cát hoặc theo hình dạng của khuôn đúc. Một số dạng sản phẩm thanh GFRP thể hiện ở Hình 1.2.

Hình 1.2. Các dạng bề mặt thanh và sản phẩm thanh GFRP

2. Phương pháp chế tạo cốt thanh GFRP

Thanh GFRP thường được sản xuất bởi phương pháp đúc kéo (Pultrusion) hoặc các biến thể của quá trình này. Pultrusion là một quá trình đúc liên tục kết hợp giữa cốt sợi tăng cường và nhựa nhiệt rắn. Phương pháp này phù hợp cho việc chế tạo các sản phẩm thanh GFRP có mặt cắt ngang không thay đổi.

Quá trình sản xuất thanh GFRP được minh họa trong Hình 1.3. Sợi thủy tinh, ban đầu đóng gói trong các cuộn sợi, được kéo thông qua một bể chứa nơi vật liệu được ngâm tẩm với một loại nhựa nhiệt rắn lỏng. Trước khi đưa vào bể chứa nhựa, các sợi được trải ra để cho phép làm ướt hoàn toàn. Các sợi sau khi ngâm nhựa được kéo qua một khuôn kim loại để định hình thanh và cuối cùng đưa vào lò bảo dưỡng để hóa rắn. Trước khi đưa vào lò bảo dưỡng, quá trình phủ cát hoặc quấn sợi trên bề mặt thanh được tiến hành. Sau quá trình bảo dưỡng các thanh GFRP được kéo ra và cắt theo chiều dài mong muốn. Thời gian của quá trình chế tạo thay đổi theo kích thước của thanh, thông thường tốc độ sản xuất là 0,91 m mỗi phút.

Hinh 5 — **Hình 1.3. Quá trình sản xuất thanh FRP bằng phương pháp đúc kéo (pultrusion)**

Sợi thẳng; 2. Bộ phận định hướng và làm căng sợi; 3. Bể chứa chất keo; 4. tạo hình dạng sản phẩm; 5. Bộ phận gia nhiệt, xử lý tạo hình dạng sản phẩm; 6. Máy kéo; 7. Máy cắt.

Tại Việt Nam, các sản phẩm cốt sợi thủy tinh của Công ty FRPVIETNAM cũng được chế tạo theo phương pháp đúc kéo. Một số hình ảnh quá trình sản xuất và sản phẩm cốt thanh GFRP như trình bày trên Hình 1.4.