TỔNG QUAN
Sơ lược sự phát triển cấu kiện bê tông đúc sẵn
Bê tông cốt thép đã được sử dụng trong xây dựng từ những năm 70-80 của thế kỷ 19 và nhanh chóng trở thành vật liệu quan trọng trong ngành xây dựng Ngay sau khi xuất hiện, bê tông cốt thép đã thúc đẩy sự ra đời của các cấu kiện bê tông đúc sẵn, nhờ vào việc hoàn thiện phương pháp tính toán kết cấu và nâng cao hiệu quả sử dụng Ban đầu, các cấu kiện bê tông được chế tạo và lắp ghép chủ yếu bằng thủ công, dẫn đến việc sử dụng bị hạn chế Tuy nhiên, với sự phát triển của công nghiệp hiện đại và khoa học xây dựng, sản xuất cấu kiện bê tông cốt thép đã chuyển sang phương pháp cơ giới, tạo điều kiện cho việc xây dựng hàng loạt các nhà máy sản xuất cấu kiện bê tông cốt thép đúc sẵn.
Trong nửa đầu thế kỷ 20, những tiến bộ trong lý thuyết và phương pháp tính toán bê tông cốt thép đã thúc đẩy sự phát triển của ngành sản xuất cấu kiện bê tông cốt thép Đặc biệt, nghiên cứu về bê tông ứng suất trước đã mang lại thành tựu lớn, cho phép sử dụng bê tông mác cao và cốt thép cường độ cao, tiết kiệm nguyên liệu, giảm kích thước và khối lượng cấu kiện, đồng thời nâng cao khả năng chịu tải và chống nứt Hiện nay, ở các nước phát triển, bê tông cốt thép và bê tông ứng suất trước ngày càng được ứng dụng phổ biến trong ngành xây dựng, nhờ vào công nghiệp hóa và cơ giới hóa thi công lắp ghép.
Trong thế kỷ 20, công nghệ bê tông đã có sự phát triển vượt bậc, đáp ứng nhu cầu của nền kinh tế thị trường và giải quyết hầu hết các vấn đề trong xây dựng Công nghệ này không chỉ mang lại hiệu quả kinh tế kỹ thuật mà còn góp phần bảo vệ môi trường bằng cách tái sử dụng phế thải từ các ngành công nghiệp năng lượng.
Hiện nay, với sự phát triển của công nghệ hiện đại, việc cơ giới hóa và tự động hóa quy trình sản xuất cấu kiện bê tông cốt thép đã trở nên phổ biến Các sản phẩm như cột nhà, móng nền, cọc ly tâm, vì kèo, tấm lợp và tường được sử dụng rộng rãi trong ngành xây dựng dân dụng và công nghiệp Nhiều quốc gia đã đầu tư vào các nhà máy sản xuất đồng bộ các cấu kiện theo thiết kế định hình, đáp ứng nhu cầu đa dạng về kích thước và công dụng.
Giới thiệu chung về các sản phẩm và cấu kiện bê tông cốt thép đúc sẵn
1.2.1 Kết cấu bê tông cốt thép ứng suất trước căng trước
Kết cấu bê tông cốt thép ứng suất trước, hay còn gọi là bê tông dự ứng lực, là loại kết cấu sử dụng sự kết hợp giữa ứng lực căng cao của cốt thép và sức chịu nén của bê tông Điều này giúp tạo ra biến dạng ngược trong kết cấu trước khi chịu tải, cho phép chúng chịu được tải trọng lớn hơn và vượt qua những nhịp lớn hơn so với kết cấu bê tông cốt thép thông thường.
Cốt thép trong bê tông ứng suất trước được kéo căng bằng máy kéo, đạt giá trị ứng suất thiết kế nằm trong giới hạn đàn hồi, trước khi chịu tải Lực căng này giúp kết cấu bê tông biến dạng ngược lại với biến dạng do tải trọng, cho phép nó chịu tải lớn gấp đôi so với kết cấu không căng Khi chịu tải, biến dạng do tải trọng chỉ đủ để triệt tiêu biến dạng do căng trước, giúp kết cấu trở lại hình dạng ban đầu Trong kết cấu bê tông cốt thép thông thường, cốt thép chỉ có ứng suất khi có tải trọng tác động, trong khi kết cấu ứng suất trước đã có ứng suất ngược trước khi chịu tải Khả năng chịu tải lớn của kết cấu bê tông ứng suất trước chủ yếu nhờ vào việc tạo ra các biến dạng ngược, trong khi việc sử dụng vật liệu cơ tính cao như cốt thép cường độ cao và bê tông mác cao chỉ là điều kiện phụ trợ.
Bê tông ứng suất trước là phương pháp sử dụng cốt thép được kéo căng trước khi đúc kết cấu bê tông, giúp tạo ra sự liên kết chặt chẽ giữa bê tông và cốt thép Sau khi bê tông đạt cường độ nhất định, cốt thép sẽ được cắt rời khỏi bệ căng, dẫn đến việc cốt thép co lại, tạo ra biến dạng vồng ngược cho kết cấu bê tông khi chịu tải trọng Phương pháp này không chỉ tăng cường độ bền mà còn tối ưu hóa khả năng chịu lực của kết cấu bê tông, nhờ vào lực bám dính giữa bê tông và cốt thép ứng suất trước.
Phương pháp này yêu cầu một bệ căng cố định, rất phù hợp cho việc chế tạo các kết cấu bê tông ứng suất trước đúc sẵn tại các nhà máy bê tông Kết cấu bê tông ứng suất trước có ưu điểm là sử dụng lực bán dính trên toàn bộ chiều dài cốt thép, giúp giảm thiểu rủi ro do tổn hao ứng suất trước.
1.2.2 Kết cấu bê tông cốt thép ứng suất trước căng sau a Bê tông cốt thép ứng suất trước căng sau dạng không bám dính Đây là loại kết cấu ứng suất trước được thi công căng cốt thép sau khi hình thành kết cấu nhưng trước khi chịu tải, và sử dụng phản lực đầu neo hình côn tại các đầu của cốt thép ứng suất trước để truyền áp lực ép mặt sang đầu kết cấu bê tông và cốt thép để tạo ứng suất trước, nên còn gọi là ứng suất trước căng sau không bám dính
Cốt thép được lồng trong ống bao chứa dầu bảo quản chống gỉ và đặt vào khuôn đúc bê tông mà chưa được căng trước Sau khi đổ bê tông, cốt thép chỉ được căng khi kết cấu bê tông đạt cường độ đủ để chịu ứng lực Quá trình kéo căng diễn ra dần dần bằng máy kéo ứng suất trước đến giá trị thiết kế, trong khi vẫn nằm trong giới hạn đàn hồi của cốt thép Sau mỗi lần kéo, cốt thép co lại do tính đàn hồi, nhưng được giữ lại bởi neo 3 lá hình côn, tạo ra phản lực đầu neo áp lực lên kết cấu bê tông, từ đó tạo ra ứng suất trước Kết cấu bê tông sẽ được uốn vồng ngược khi đạt đến ứng suất trước thiết kế, sau đó mới cho phép chịu tải trọng.
Cốt thép ứng suất trước có thể được chế tạo dưới dạng thanh, sợi cáp hoặc bó cáp Mỗi sợi cốt thép này được đặt trong ống bao bằng nhựa có dầu bôi trơn, cho phép chúng tự do chuyển động mà không tiếp xúc trực tiếp với bê tông Điều này đảm bảo rằng giữa bê tông và cốt thép không có lực bám dính nào.
Phương pháp thi công bê tông cốt thép ứng suất trước đổ tại chỗ mang lại nhiều thuận lợi, nhưng cũng có nhược điểm lớn khi chỉ dựa vào các đầu neo để giữ ứng suất trước Nếu các đầu neo này bị hỏng, ứng suất trước trong cốt thép sẽ mất, khiến kết cấu trở thành bê tông thông thường và không đảm bảo khả năng chịu lực Một giải pháp khác là bê tông cốt thép ứng suất trước căng sau dạng bám dính, kết hợp lực bám dính giữa cốt thép và bê tông cùng với phản lực ép từ đầu neo để duy trì ứng suất trước, tạo ra kết cấu vững chắc hơn.
Cốt thép được đặt trong ống bao bằng nhựa, nhôm hoặc thép trong kết cấu bê tông Quá trình thi công kết cấu bê tông cốt thép ứng suất trước diễn ra theo phương pháp không bám dính Sau khi cốt thép được kéo căng đạt ứng suất thiết kế, vữa xi măng sẽ được bơm vào các ống bao với áp lực cao Điều này không chỉ tạo lớp vữa bảo vệ cho cốt thép mà còn hình thành môi trường truyền ứng lực thông qua lực bám dính giữa cốt thép, vữa xi măng đông kết, ống bao và kết cấu bê tông bên ngoài.
Việc kiểm tra độ đầy chặt vữa xi măng trong ống bao được thực hiện thông qua các đầu ống kiểm tra cắm vào trong ống bao Khi bơm vữa áp lực cao đến khi vữa phun đầy ra các đầu thăm, chúng ta có thể xác định vữa đã được chứa đầy trong ống cáp đến đoạn nào của kết cấu Phương pháp này áp dụng cho kết cấu bê tông ứng suất trước căng sau cải tiến, đặc biệt là trong các kết cấu đúc tại chỗ tại hiện trường, giúp giảm thiểu rủi ro do tổn hao ứng suất trước tại đầu neo.
1.2.3 Ưu nhược điểm các loại cấu kiện bê tông đúc sẵn
Cấu kiện bê tông cốt thép được sản xuất sẵn trong nhà máy và yêu cầu đạt tối thiểu 70% cường độ thiết kế khi lắp ghép tại công trường Các cấu kiện này bao gồm cột, dầm, sàn, móng đài, cọc, ống nước, và cột điện, phục vụ cho thi công các công trình ngầm và nhà cao tầng.
Các loại cấu kiện bê tông đúc sẵn dự ứng lực được sử dụng rộng rãi vì chúng có rất nhiều ưu điểm như là:
- Không chịu ảnh hưởng bởi thời tiết
- Thi công nhanh, chất lượng cấu kiện đảm bảo, đồng đều và có khả năng cơ giới hóa cao, sản suất hàng loạt nhiều cấu kiện
- Vật liệu đầu vào được kiểm soát chặt chẽ về chất lượng, độ ẩm, hàm lượng tạp chất…
- Sức chịu tải trọng lớn hơn, tiết kiệm được thép
- Bên cạnh đó vẫn tồn tại một số nhược điểm như là:
- Vấn đề vận chuyển các cấu kiện dài, có kích thước lớn rất khó khăn -> chi phí vận chuyển tốn kém
- Tại mối nối giữa các cấu kiện khi lắp ghép dễ bị ngấm nước, liên kết mối nối
Tổng quan về sản phẩm
Sản phẩm Eurowall là tấm tường rỗng bê tông đúc sẵn, được sản xuất theo công nghệ đùn ép hiện đại Đây là sản phẩm đầu tiên xuất hiện tại thị trường phía Nam, do Tập đoàn Phan Vũ sản xuất và thi công, nhằm thay thế cho tường gạch xây tô truyền thống.
Tấm tường rỗng với các ưu điểm vượt trội như:
• Có cường độ cao, bền vững trong các điều kiện môi trường (Mác trung bình trên 10MPa)
• Vật liệu có tính cách âm, cách nhiệt tốt
• Bề mặt phẳng, không cần tô trát
• Chiều dài tấm tường linh hoạt, có thể cắt gọt điều chỉnh kích thước dễ dàng tại hiện trường
• Chiều dày tấm tường từ 75mm đến 140mm giúp tăng diện tích sử dụng trong căn hộ
• Thuận tiện trong công tác đi các đường ống kỹ thuật
• Trọng lượng thể tích nhỏ hoen tường gạch truyền thống nên giúp giảm tải trọng xuống móng
• Bề mặt phẳng có tính thẩm mỹ cao nên ít phụ thuộc vào tay nghề của công nhân
• Tốc độ thi công nhanh hơn nhiều lần so tường gạch truyền thống
• Bố trí công trường gọn gàng, sạch sẽ và ít bị ảnh hưởng dởi thời tiết khi thi công
• Tăng tốc độ xây dựng và bàn giao căn hộ
Công nghệ xây dựng nhà sử dụng tấm tường rỗng đang ngày càng được ưa chuộng nhờ vào những ưu điểm vượt trội như khả năng chịu tải tốt, trọng lượng nhẹ, và khả năng cách âm, cách nhiệt hiệu quả Việc thi công bằng tấm tường rỗng giúp tiết kiệm thời gian so với các vật liệu truyền thống Hơn nữa, tấm tường rỗng linh hoạt trong thiết kế kiến trúc, có thể được sử dụng cho tường, sàn, mái, và cầu thang Những lợi ích này đã khiến tấm tường rỗng trở thành lựa chọn phổ biến trong xây dựng, dần thay thế các vật liệu truyền thống.
❖ Các tính chất cơ lý đặc biệt:
- Dễ dàng neo giữ các tấm tường vào vị trí yêu cầu
- Dễ lắp các khung cửa đi và cửa sổ
- Lắp đặt hệ thống trang thiết bị đơn giản và nhanh chóng
- Phương pháp xây dựng đơn giản
- Dễ hiểu, lắp dựng nhanh, trọng lượng nhẹ
- Không phải trát mặt khi công trình đã lắp dựng xong
- Linh hoạt trong thiết kế kiến trúc
- Tuổi thọ và chất lượng công trình cao
- Tấm tường có thể dùng để xây dựng mới hoặc cải tạo công trình, có thể áp dụng cho:
+ Nhà ở nhỏ, nhà trợ cấp
+ Nhà ở cao cấp, biệt thự, chung cư thấp và cao tầng
+ Công trình công cộng, cao ốc văn phòng
+ Các công trình công nghiệp
- Hoặc dùng như những tấm tường trong các kết cấu khung thép hay khung bê tông
Yêu cầu sản phẩm: (TCVN 11524-2016)
• Cường độ nén của bê tông ở tuổi 28 ngày phải đảm bảo yêu cầu thiết kế nhưng không được nhỏ hơn 15 MPa
• Yêu cầu ngoại quan và khuyết tật cho phép của tấm tường
Độ bằng phẳng của bề mặt tấm tường rỗng được xác định thông qua khe hở lớn nhất dưới thước 2 m, khi đo tại ba điểm dọc theo chiều dài của tấm tường.
Số lượng vết sứt vỡ ở các cạnh không được vượt quá 2, với độ dài từ 10 mm đến 30 mm, chiều rộng kéo sang bề mặt từ 5 mm đến 10 mm và chiều sâu từ 5 mm đến 10 mm.
• Vết sứt ở góc cắt có chiều dài kéo từ mặt bên sang bề mặt không được lớn
SẢN PHẨM TƯỜNG RỖNG TL: 1:20
A hơn 25 mm Không cho phép có các vết sứt vỡ với kích thước lớn hơn các quy định nêu trên
• Số vết nứt có chiều dài từ 100mm đến 300mm, chiều rộng tới 0,2 mm không quá 3
• Không cho phép có các vết nứt với chiều dài và chiều rộng lớn hơn quy định nêu trên
• Độ rỗng của tấm tường rỗng, không nhỏ hơn 20 % thể tích
• Độ hút nước của tấm tường rỗng, không lớn hơn 12 % khối lượng đối với tấm thông thường và không lớn hơn 8 % khối lượng đối với tấm cách âm
• Yêu cầu độ cách âm không khí: Độ cách âm không khí áp dụng đối với tấm tường rỗng dùng cho mục đích cách âm, không nhỏ hơn 42 dB
• Yêu cầu về giới hạn chịu lửa: Giới hạn chịu lửa của tấm tường rỗng, không nhỏ hơn 1 h
• Độ bền treo vật nặng của tấm tường rỗng không nhỏ hơn 1000N
Bảng 1.1 So sánh sử dụng tấm tường rỗng
TT Tính chất Tấm tường
1 Chiều dày tường hoàn thiện (mm) 100
3 Cường độ chịu nén (kg/cm 2 ) 250
6 Tốc độ thi công xây lắp (m 2 /h) 1.00
Cọc ly tâm dự ứng lực là loại cọc có hình trụ rỗng, với đầu cọc, đầu mối nối hoặc mũi cọc được thiết kế phù hợp Đường kính ngoài và chiều dày thành cọc giữ nguyên tại mọi tiết diện của thân cọc.
D Đường kính ngoài cọc d Chiều dày thành cọc a Đầu cọc hoặc đầu mối nối b Mũi cọc hoặc đầu mối nối
Theo tiêu chuẩn TCVN 7888 – 2008 thì cọc ly tâm dự ứng lực được chia thành nhiều kích thước khác nhau
Bảng 1.2 Các loại kích thước cọc ly tâm dự ứng lực Đường kính ngoài,
Chiều dày thành cọc, d, mm
- Phân loại sản phẩm theo cường độ
Cọc bê tông ly tâm dự ứng lực trước thường (PC) là loại cọc được sản xuất bằng phương pháp quay ly tâm, với cấp độ bền chịu nén của bê tông đạt tối thiểu B40.
Cọc bê tông ly tâm dự ứng lực trước cường độ cao (PHC) được sản xuất bằng phương pháp quay li tâm, đảm bảo có cấp độ bền chịu nén của bê tông không thấp hơn B60.
- Yêu cầu kỹ thuật đối với cọc ly tâm dự ứng lực trước
+ Yêu cầu ngoại quan: Cọc PC, PHC không có bất kì khuyết tật như rạn, nứt, rỗ nào
Độ bền của thân cọc PC và cọc PHC được xác định qua giá trị mômen uốn nứt, với vết nứt không lớn hơn 0,1 mm Giá trị mômen uốn nứt phải không nhỏ hơn tiêu chuẩn, trong khi độ bền uốn gãy được xác định khi cọc gãy, với giá trị mômen gãy không nhỏ hơn 1,5 lần giá trị mômen uốn nứt tiêu chuẩn Đối với cọc PHC, độ bền uốn dưới tải trọng nén dọc trục và độ bền cắt cần tuân thủ các yêu cầu theo tiêu chuẩn.
Đầu mối nối của cọc cần phải liên kết chặt chẽ với thân cọc, trong đó đầu cuối của thép ứng lực trước được kết nối với chi tiết đầu mối nối Bề mặt của mối nối phải đảm bảo vuông góc với trục của cọc Sai lệch kích thước đường kính ngoài của đầu mối nối so với đường kính ngoài quy định của cọc cho phép dao động từ -0,5mm đến -3mm.
+ Độ bền uốn của mối nối không nhỏ hơn độ bền uốn thân cọc
Độ uốn của mối nối được xác định khi mômen uốn đạt đến mức nứt, tương ứng với giá trị đo được trong quá trình kiểm tra thân cọc.
- Yêu cầu cường độ nén của bê tông
Cường độ nén của bê tông chế tạo cọc PC phải đạt tối thiểu 50 MPa, tương ứng với cấp độ bền chịu nén B40 Đối với bê tông chế tạo cọc PHC, cường độ nén yêu cầu là không nhỏ hơn 80 MPa, tương ứng với cấp độ bền chịu nén B60.
Kích thước, cường độ và các yêu cầu khác đối với cọc ly tâm dự ứng lực D300 được nêu trong bảng 1.2 [2]
Bảng 1.3 Tiêu chuẩn kích thước và khả năng chịu lực của cọc ly tâm D300 Đường kính ngoài,
Chiều dày thành cọc, d, mm
Momen uốn nứt kN.m ứng suất hữu hiệu, N/mm 2
Khả năng bền cắt, kN
Nhà máy sản xuất cọc bê tông ly tâm dự ứng lực D300 sử dụng 6 thanh thép dự ứng lực có đường kính 7,5 cm và thép đai đường kính 3,5 cm với bước đai chia hợp lý.
Bài viết mô tả hai vùng trên cọc Vùng 1 bao gồm hai đầu cọc dài 900mm từ đầu cọc vào, với bước đai là 50mm Vùng 2 là phần giữa cọc, có chiều dài bằng tổng chiều dài cọc trừ đi chiều dài của phần đầu cọc, và bước đai ở vùng này là 100mm.
Tỉ lệ thể tích cốt thép so với thể tích cọc chỉ khoảng 0,175%, quá nhỏ so với thể tích bê tông cọc Do đó, có thể bỏ qua tỉ lệ này khi tính toán lượng bê tông cần thiết để đổ cọc.
Trong đồ án chọn cọc loại D300: Đoạn mũi cọc Đoạn thân cọc
Mặt cắt 1-1 Chi tiết mặt bích Mặt cắt 2-2
Chi tiết mũi cọc Mặt cắt 3-3 Hình 1.2 Bản vẽ chi tiết cấu tạo cọc ly tâm D300
Bảng 1.4 Thống kê cốp thép: Đoạn đầu cọc
Hình dáng, kích thước mm
Số lượng Tổng chiều dài (m)
Tổng khối lượng thép thường (thép = 7850 kg/m3) 25,03
Thép ứng suất trước 18,12 ỉ Đoạn thân cọc
Hình dáng, kích thước mm
Số lượng Tổng chiều dài (m)
Tổng khối lượng thép thường 23,93
Bê tông thương phẩm, hay còn gọi là bê tông tươi, là hỗn hợp trộn sẵn gồm cốt liệu cát, đá, xi măng, nước và phụ gia theo tỉ lệ tiêu chuẩn, mang lại các đặc tính cường độ khác nhau Sản phẩm này được ứng dụng rộng rãi trong các công trình công nghiệp, cao tầng và nhà dân dụng, nhờ vào ưu điểm vượt trội so với bê tông trộn thủ công Việc sản xuất tự động bằng máy móc và quản lý cốt liệu từ khâu đầu vào giúp kiểm soát chất lượng, rút ngắn thời gian thi công và tối ưu hóa mặt bằng tập trung vật liệu.
CƠ SỞ KHOA HỌC
Tổng quan về nguyên vật liệu chế tạo sản phẩm, tính chất của hỗn hợp bê tông xi măng và bê tông xi măng
2.1.1 Nguyên vật liệu chế tạo cấu kiện a Xi măng
- Khái niệm: Là sản phẩm nghiền mịn của hỗn hợp clinke, thạch cao (3-5%) và phụ gia công nghệ nếu có
Cliker là sản phẩm được tạo ra từ quá trình nung hỗn hợp nghiền mịn gồm đá vôi và khoáng sét, nhằm kết khối thành các khoáng chất như canxi silic và canxi aluminat.
- Vai trò của xi măng:
Thủy hóa xi măng tạo ra hồ xi măng, giúp liên kết các thành phần như cát và đá, và khi đóng rắn sẽ hình thành một khối cứng vững chắc Xi măng được sử dụng phải đáp ứng tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 6260:2009.
Bảng 2.1 Các chỉ tiêu chất lượng của xi măng poóc lăng hỗn hợp
1 Cường độ nén, mặt phẳng, không nhỏ hơn:
2 Thời gian đông kết, min
- bắt đầu, không nhỏ hơn
- kết thúc, không lớn hơn
3 Độ mịn, xác định theo:
- Phần còn lại trên sàng kích thước lỗ 0,09 mm, %, không lớn hơn
- Bề mặt riêng, xác định theo phương pháp Blaine, cm 2 /g, không nhỏ hơn
4 Độ ẩm ổn định thể tích, xác định theo phương pháp
Le Chatelier, mm, không lớn hơn 10
5 Hàm lượng anhydric sunphuric (SO3), %, không lớn hơn
6 Độ nở autoclave 1) , %, không lớn hơn 0,8
1) Áp dụng khi có yêu cầu của khách hàng b Cốt liệu lớn
Cốt liệu lớn trong bê tông, với kích thước từ 5-70 mm, đóng vai trò quan trọng trong việc tạo ra bộ khung chịu lực cho bê tông, ảnh hưởng đến cả chất lượng và giá thành sản phẩm Cốt liệu lớn có thể được cung cấp dưới dạng hỗn hợp nhiều kích cỡ hạt hoặc từng kích cỡ riêng biệt Thành phần hạt của cốt liệu lớn được xác định thông qua lượng sót tích lũy trên các sàng, như được quy định trong Bảng 2.2.
Bảng 2.2 Thành phần hạt của cốt liệu lớn
Lượng sót tích lũy trên sàng, % khối lượng, ứng với kích thước hạt liệu nhỏ nhất và lớn nhất, mm
Chú thích: Có thể sử dụng cốt liệu lớn với kích thước cỡ hạt nhỏ nhất đến 3 mm, theo thoả thuận
Hàm lượng bùn, bụi, sét trông cốt liệu lớn tùy theo cấp bê tông không vượt quá giá trị trong bảng 2.3
Bảng 2.3 Hàm lượng bùn, bụi, sét trong cốt liệu lớn
Cấp bê tông Hàm lượng bùn, bụi, sét,% khối lượng, không lớn hơn
Sỏi và sỏi dăm làm cốt liệu trong bê tông các cấp phải có cường độ nén dập trong xi lanh phù hợp với yêu cầu trong bảng 2.4
Bảng 2.4 Yêu cầu về độ nén dập đối với sỏi và sỏi dăm
Cấp bê tông Độ nén dập ở trạng thái bão hòa nước,% khối lượng, không lớn hơn
Đối với cốt liệu lớn trong bê tông, độ hao mòn khi va đập trong máy Los Angeles không được vượt quá 50% khối lượng Đối với bê tông cấp cao hơn B30, hàm lượng các hạt thoi dẹt trong cốt liệu lớn không được lớn hơn 15%, trong khi đối với bê tông cấp B30 và thấp hơn, tỷ lệ này không được vượt quá 35%.
- Hàm lượng ion Cl − (tan trong axit), không lớn hơn 0,01%
- Khả năng phản ứng kiềm− silic phải nằm trong vùng cốt liệu vô hại c Cốt liệu nhỏ
Theo TCVN 7570- 2006: Cốt liệu cho bê tông và vữa – yêu cầu kỹ thuật, chỉ tiêu chất lượng của cát được trình bày như sau:
Cát dùng cho bê tông được phân thành hai nhóm chính dựa trên giá trị mô đun độ lớn Nhóm đầu tiên là cát thô, có mô đun độ lớn nằm trong khoảng từ 2.0 đến 3.3.
+ Cát mịn khi mô đun độ lớn trong khoảnh từ 0.7 đến 2.0
- Thành phần hạt của cát, biểu thị qua lượng sót tích lũy trên sàng, nằm trong phạm vi quy định trong bảng
- Cát thô có thành phần hạt như quy định trong bảng dưới được sử dụng để chế tạo bê tông
Bảng 2.5 Thành phần hạt của cát
Kích thước lỗ sàng Lượng sót tích lũy trên sàng, % khối lượng
1.25 mm Từ 15 đến 45 Từ 0 đến 15
Lượng qua sàng 140 μm, không lớn hơn 10 35
- Cát mịn được sử dụng chế tạo bê tông như sau:
+ Cát có mô đun lớn từ 0.7 đến 1 (thành phần hạt như trong bảng) có thể được sử dụng chế tạo bê tông cấp thấp hơn B15
+ Cát có mô đun lớn từ 1 đến 2 (thành phần hạt như trong bảng) có thể được sử dụng chế tạo bê tông cấp từ B15 đến B25
+ Hàm lượng các tạp chất (sét cục và các tạp chất dạng cục; bùn, bụi và sét) trong cát được quy định trong bảng:
Bảng 2.6 Hàm lượng các tạp chất trong cát
Hàm lượng tạp chất, % khối lượng, không lớn hơn
Bê tông cấp cao hơn
BT cấp thấp hơn và bằng
Sét cục và các tạp chất dạng cục Không được có 0.25
Hàm lượng bùn, bụi, sét 1.50 3.00
- Tạp chất hữu cơ trong cát khi xác định theo phương pháp so màu không được thẫm hơn màu chuẩn d Nước:
Vai trò để cho xi măng phản ứng thủy hóa tạo ra hồ xi măng liên kết cốt liệu, tạo tính công tác cho hỗn hợp bê tông
+ Đảm bảo theo TCVN thoả mãn các yêu cầu kĩ thuật TCVN 4506-2012 + Không chứa váng dầu hoặc váng mỡ
+ Không có màu khi dùng cho bê tông và vữa hoàn thiện
+ Lượng hợp chất hữu cơ không vượt quá 15 mg/l
+ Có độ pH không nhỏ hơn 4 và không lớn hơn 12,5
Tùy thuộc vào mục đích sử dụng, hàm lượng muối hòa tan, ion sunfat, ion clo và lượng cặn không tan phải không vượt quá các giá trị quy định trong bảng dưới đây.
Bảng 2.7 Yêu cầu kĩ thuật của nước
Mục đích sử dụng Muối hoà tan
1 Nước trộn bê tông và nước trộn vữa bảo vệ cốt thép cho các kết cấu bê tông cốt thép ứng suất trước
2 Nước trộn bê tông và nước trộn vữa chèn mối nối cho các kết cấu bê tông cốt thép
3 Nước trộn bê tông cho các kết cấu bê tông không cốt thép Nước trộn vữa và xây trát
- Khi nước sử dụng cùng với cốt liệu có khả năng gây phản ứng kiềm – silic, tổng hàm lượng ion natri và kali không được lớn hơn 1000 mg/l
Nước sử dụng trong bê tông cần phải sạch, không chứa tạp chất có thể làm thay đổi thời gian đông kết của hồ xi măng hoặc giảm cường độ nén của bê tông Việc lựa chọn nước phù hợp là rất quan trọng để đảm bảo chất lượng công trình.
Chất phụ gia được thêm vào mẻ trộn bê tông trước hoặc trong quá trình trộn với liều lượng không vượt quá 5% khối lượng xi măng, nhằm mục đích cải thiện và thay đổi một số tính chất của hỗn hợp bê tông.
• Phụ gia hóa dẻo giảm nước
Chất phụ gia có khả năng tăng độ sụt của hỗn hợp bê tông mà không thay đổi tỷ lệ Nước/Xi măng, hoặc giảm lượng nước trộn mà vẫn duy trì độ sụt, giúp bê tông đạt cường độ cơ học cao hơn.
• Phụ gia chậm đông kết
Phụ gia làm giảm tốc độ phản ứng giữa xi măng và nước, do đó kéo dài thời gian đông kết của bê tông
• Phụ gia đóng rắn nhanh
Phụ gia tăng tốc độ phản ứng giữa xi măng và nước, giúp rút ngắn thời gian đông kết của bê tông và cải thiện cường độ bê tông trong những ngày đầu.
• Phụ gia hóa dẻo - chậm đông kết
Phụ gia kết hợp được cả chức năng của phụ gia hóa dẻo và phụ gia chậm đông kết
• Phụ gia hóa dẻo - đóng rắn nhanh
Phụ gia kết hợp được các chức năng của phụ gia hóa dẻo) và phụ gia đóng rắn nhanh
• Phụ gia siêu dẻo (giảm nước mức cao)
Phụ gia cho phộp giúp giảm lượng nước trộn xuống dưới 12%, đồng thời duy trì độ sụt của hỗn hợp vữa bê tông, từ đó tạo ra bê tông với cường độ cao hơn.
Superplasticizers are water-reducing admixtures that enhance workability while delaying the setting time of concrete These high-range and retarding admixtures combine the benefits of superplasticizers with those of retarders, allowing for improved performance in various construction applications.
- Yêu cầu:T hỏa mãn TCVN 8826-2011 [7]
- Yêu cầu về độ đồng nhất
Phụ gia hóa học từ cùng một nguồn gốc cần phải có thành phần hóa học tương đồng với thông tin do nhà sản xuất công bố và phải đáp ứng các tiêu chuẩn về độ đồng nhất.
Khi sử dụng phụ gia trong bê tông cốt thép ứng suất trước, nhà sản xuất cần cung cấp thông tin bằng văn bản về hàm lượng ion clo có trong phụ gia Đồng thời, cần làm rõ việc có hay không sử dụng thêm clorua trong quá trình sản xuất phụ gia đó.
Yêu cầu đối với thép cốt trong bê tông ứng lực trước
Cốt thép ứng lực trước phải đạt các chỉ tiêu kỹ thuật theo TCVN 1651:2008 và TCVN 6284:1997 [8]
Tiêu chuẩn với cốt thép thường (áp dụng TCVN 1651-2008)
* Thép tròn trơn (áp dụng TCVN 1651 -2008)
Kích thước, khối lượng 1 mét chiều dài và sai lệch cho phép
Bảng 2.8 Kích thước, khối lượng 1 mét chiều dài và sai lệch cho phép Đường kính danh nghĩa d(mm)
Diện tích mặt cắt ngang danh nghĩa An(mm2)
Vật liệu phải phù hợp với các yêu cầu về đặc tính độ bền kéo quy định trong bảng
R m / R ch Độ dãn dài (%) A5 min Agt min
* Thép thanh vằn (áp dụng TCVN 1651-2:2008)
- Kích thước khối lượng 1m chiều dài và sai lệch cho phép
Bảng 2.10 Kích thước, khối lượng 1 mét chiều dài và sai lệch cho phép Đường kính thanh danh nghĩa d(mm)
Diện tích mặt cắt ngang danh nghĩa An
Kg/m Sai lệch cho phép (%)
+ Độ bền kéo: Vật liệu thử phải phù hợp với yêu cầu quy định trong bảng
Bảng 2.11 Kích thước, khối lượng 1 mét chiều dài và sai lệch cho phép
Giới hạn chảy trên R ch,
Giới hạn chảy trên R m , (Mpa) Độ dãn dài % A5 nhỏ nhất A gt nhỏ nhất
Sau khi thử thanh thép không được gãy ,rạn nứt có thể nhìn thấy bằng mắt thường
Tiêu chuẩn với cốt thép cường độ cao (áp dụng TCVN 6284-1997)
Các yêu cầu cơ bản đánh giá chất lượng
- Hỗn hợp bê tông cần được sản xuất phù hợp với các yêu cầu của tiêu chuẩn này và các quy trình công nghệ được phê duyệt
- Hỗn hợp bê tông sản xuất phải bảo đảm đạt các yêu cầu cơ bản của hỗn hợp bê tông và bê tông:
+ Cường độ bê tông (nén, kéo );
+ Kích thước lớn nhất của hạt cốt liệu;
+ Độ tách nước và tách vữa;
Bảo toàn các tính chất của hỗn hợp bê tông theo thời gian là rất quan trọng, bao gồm tính công tác, độ tách nước và tách vữa, cũng như hàm lượng bọt khí, đặc biệt khi có yêu cầu cụ thể.
Tính chất của hỗn hợp bê tông và bê tông
2.2.1 Tính chất của hỗn hợp bê tông
Hỗn hợp bê tông là một thể vật lý đồng nhất bao gồm xi măng, nước, cốt liệu và phụ gia, tương tác qua các lực liên kết vật lý và hóa học Hồ xi măng, được tạo thành từ xi măng và nước, là thành phần chính cấu tạo nên cấu trúc bê tông Khi quá trình thủy hóa của xi măng tăng lên, độ phân tán của pha rắn cũng tăng, dẫn đến việc cải thiện độ nhớt và khả năng dính kết của hồ, từ đó xuất hiện biến dạng đàn hồi và cường độ cấu trúc trong hỗn hợp bê tông Đồng thời, hỗn hợp này có thể chảy nhão như chất lỏng quánh, cho thấy tính chất đàn hồi dẻo quánh, kết hợp giữa đặc tính của chất rắn và chất lỏng lý tưởng Bản chất lưu biến của hỗn hợp bê tông được thể hiện qua các phương trình liên quan.
: Ứng suất trong hỗn hợp bê tông;
: Ứng suất trượt trong hỗn hợp bê tông;
: Độ nhớt của hỗn hợp bê tông;
T: Thời gian Dưới sự tác dụng của chấn động, lực tương tác giữa các cấu tử vật chất bị phá hủy, làm mất cường độ cấu trúc của hôn hợp bê tông, có nghĩa là tiến tới không và khi đó hỗn hợp bê tông sẽ tồn tại như là một chất lỏng nặng và quánh , dễ dàng lấp đầy khuôn
• Tính công tác của hỗn hợp bê tông
Tạo hình hỗn hợp bê tông phụ thuộc nhiều vào tính công tác của nó
Bảng phân loại hỗn hợp bê tông theo tính công tác (kể cả có phụ gia)
Bảng 2.13 Tính công tác hỗn hợp bê tông
Mác hỗn hợp bê tông theo tính công tác
Tính công tác xác định theo Độ cứng, s Độ dẻo, mm
Sụt côn Đường kính chảy xòe
Hỗn hợp bê tông siêu cứng
Hỗn hợp bê tông cứng
Hỗn hợp bê tông dẻo
Tính công tác, hay còn gọi là tính dễ tạo hình, là một đặc tính kỹ thuật quan trọng của hỗn hợp bê tông, thể hiện khả năng lấp đầy khuôn trong khi vẫn duy trì độ đồng nhất dưới điều kiện đầm nén nhất định Để đánh giá tính công tác của hỗn hợp bê tông, người ta thường sử dụng hai chỉ tiêu chính là độ lưu động và độ cứng.
Hình 2.1 Khuôn xác định độ sụt của hỗn hợp bê tông
Độ lưu động là chỉ tiêu quan trọng nhất của hỗn hợp bê tông, đánh giá khả năng dễ chảy của nó dưới tác động của trọng lượng bản thân hoặc rung động Độ lưu động được xác định thông qua độ sụt (SN, cm) của hỗn hợp bê tông trong khuôn hình nón cụt, với kích thước khuôn phụ thuộc vào cỡ hạt lớn nhất của cốt liệu.
- Cách xác định độ lưu động của hỗn hợp bê tông
+ Xác định độ lưu động SN (cm) theo TCVN 3106 - 1993
Sử dụng côn N o 1 để kiểm tra độ lưu động của hỗn hợp bê tông với cỡ hạt lớn nhất của cốt liệu lên đến 40 mm, trong khi côn N o 2 được dùng cho hỗn hợp bê tông có cỡ hạt lớn nhất là 70 hoặc 100 mm Trước khi tiến hành xác định, cần phải làm sạch bê tông cũ và lau chùi mặt trong của khuôn cùng các dụng cụ khác bằng giẻ ướt để đảm bảo không có tạp chất nào ảnh hưởng đến kết quả thử nghiệm.
Độ cứng của hỗn hợp bê tông (ĐC) được xác định bởi thời gian rung động cần thiết để san bằng và lèn chặt hỗn hợp bê tông trong khuôn hình nón cụt và hình lập phương.
Để xác định độ cứng (ĐC, s) của bê tông theo TCVN 3107:1993, phương pháp đơn giản sử dụng khuôn hình nón cụt và khuôn hình lập phương kích thước 200 x 200 x 200 mm Đầu tiên, kẹp chặt khuôn lập phương lên bàn rung, sau đó đặt khuôn hình nón cụt vào trong khuôn lập phương và đổ hỗn hợp bê tông vào, đầm chặt Nhấc khuôn hình nón cụt lên giống như khi xác định độ lưu động, bật đầm rung và đồng hồ giây Tiến hành rung cho đến khi hỗn hợp bê tông san đầy các góc và tạo thành mặt phẳng, sau đó tắt đồng hồ và đầm rung Thời gian đo được nhân với hệ số 0,7 sẽ cho ra độ cứng của hỗn hợp bê tông, được tính theo độ cứng xác định bằng nhớt kế Vebe.
Theo chỉ tiêu độ lưu động và độ cứng người ta chia hỗn hợp bê tông ra các loại
Bảng 2.15 Các loại hỗn hợp bê tông theo độ lưu động và độ cứng
Loại hỗn hợp bê tông SN(cm) ĐC(s) Loại hỗn hợp bê tông SN(cm) ĐC(s) Đặc biệt cứng
Kém dẻo Dẻo Rất dẻo Nhão
- a Tính chất của bê tông
• Tính hút nước và bão hòa nước
Bê tông có cấu trúc mao quản và rỗng, do đó dễ bị ẩm hóa khi hấp thụ hơi nước từ không khí hoặc có thể hút nước đến bão hòa khi tiếp xúc trực tiếp với nước.
Khi độ ẩm không khí vượt quá độ ẩm của bê tông hoặc nhiệt độ bão hòa hơi nước lớn hơn nhiệt độ bê tông, hiện tượng hút ẩm sẽ xảy ra Độ ẩm cân bằng của bê tông phụ thuộc vào độ rỗng và tính chất của phần rỗng Đối với bê tông thông thường với cốt liệu đặc, độ hút ẩm thường không đáng kể và có thể bỏ qua Tuy nhiên, với bê tông nhẹ có cốt liệu rỗng và cấu trúc toàn khối liên tục, độ hút ẩm có thể đạt tới 20-25%.
Sự hút nước và bão hòa nước của bê tông khi tiếp xúc với nước xảy ra do hiện tượng hút ẩm mao dẫn và các lỗ rỗng hở Quá trình này diễn ra khi bê tông bị thấm ướt, với sự dịch chuyển hơi nước trong các mao quản nhỏ Các mao quản có tiết diện nhỏ hơn 1μ không cho nước lọt qua, ngay cả dưới áp lực lớn, và nếu màng nước có chiều dày 0,5μ, thì khả năng dẫn nước của mao quản sẽ bị mất hoàn toàn Độ hút nước tối đa của bê tông xi măng có thể đạt từ 4 đến 8% theo khối lượng khi ở trạng thái bão hòa nước.
Khi bê tông bị bão hòa nước, cường độ của nó sẽ giảm, và tỷ số giữa cường độ bê tông ở trạng thái bão hòa và khô được gọi là hệ số mềm, thường dao động từ 0,85 đến 0,9 đối với bê tông xi măng nặng Quá trình hút nước và bão hòa liên tục có thể gây ra biến đổi thể tích và biến dạng dài của bê tông, mặc dù không lớn Tuy nhiên, nếu bê tông trải qua nhiều lần bão hòa nước và sấy khô liên tiếp, sự biến dạng lặp lại này có thể làm hỏng mối liên kết và ảnh hưởng đến cấu trúc bê tông.
Bê tông, dù là loại có kết cấu rỗng hay đặc chắc, đều có khả năng thấm nước và các chất lỏng khác dưới áp lực thủy tĩnh Hiện tượng thấm lọc này xảy ra ở bê tông có độ đặc chắc trung bình, không cần qua đá xi măng và cốt liệu Các hốc rỗng trong bê tông hình thành do sự tách nước trong quá trình đông cứng hoặc do sự xuất hiện của các kẽ nứt co ngót.
Bê tông chống thấm là loại vật liệu quan trọng cho một số cấu kiện và công trình, được phân loại theo số hiệu khác nhau Số hiệu chống thấm thể hiện trị số áp lực thủy tĩnh mà dưới áp lực này, nước không thể thấm qua mẫu bê tông có kích thước tiêu chuẩn.
- Để đảm bảo khả năng chống thấm cho kết cấu hay công trình bê tông có thể dùng ba biện pháp sau đây:
+ Nâng cao độ đặc chắc của bê tông
+ Tăng chiều dài cấu kiện bê tông
+ Nén trước bê tông trong quá trình sản xuất cấu kiện để triệt tiêu ứng suất kéo sẽ xuất hiện dưới tác dụng của áp lực thủy tĩnh
Việc sử dụng phụ gia hoạt tính bề mặt trong hỗn hợp bê tông có thể nâng cao tính chống thấm hiệu quả Chất phụ gia này giúp giảm lượng nước cần thiết cho hỗn hợp bê tông, đồng thời giảm hiện tượng tách nước khi hồ xi măng bị trầm lắng, từ đó tăng cường độ đặc chắc của bê tông Bên cạnh đó, phụ gia tạo bọt cũng có thể được áp dụng để cải thiện tính chất của bê tông.
Tính dẫn nhiệt là một đặc tính quan trọng của bê tông trong các công trình dân dụng, liên quan chặt chẽ đến cấu tạo và các vật liệu thành phần Tính dẫn nhiệt của bê tông phụ thuộc vào độ ẩm và nhiệt độ; khi nhiệt độ và độ ẩm tăng, tính dẫn nhiệt cũng tăng theo Hệ số dẫn nhiệt được xác định bằng các công thức dựa trên khối lượng thể tích của bê tông ở trạng thái khô và được đo ở nhiệt độ 25°C.
- Tính dẫn nhiệt phụ thuộc vào trạng thái ẩm và nhiệt độ bê tông Khi nhiệt độ và độ âm tăng thì tính dẫn nhiệt tăng
- Cường độ chịu nén là chỉ tiêu quan trọng nhất trong tính chất cơ học của bê tông
Cơ sở lựa chọn phương pháp tạo hình
Phần lớn các phương pháp tạo hình cấu kiện bê tông dựa vào tính chất của hỗn hợp bê tông lắng xuống và được lèn chặt dưới tác động của các xung lực chấn động Các kỹ thuật lèn chặt như ép và quay ly tâm thường được áp dụng trong quy mô hẹp.
2.3.1 Tạo hình bằng phương pháp chấn động
- Các phương pháp tạo hình bằng chấn động có thể phân ra:
+ Tạo hình trên bàn rung:
Bàn rung là thiết bị đa năng trong ngành sản xuất bê tông, cho phép tạo hình nhiều loại cấu kiện bê tông khác nhau chỉ với một máy.
Hình 2.2 Đầm bàn va đập 2 mặt
+ Tạo hình các cấu kiện bằng chấn động bên trong:
Chấn động từ bê trong được thực hiện bằng các bộ phận gây chấn động đặt trong lòng khối bê tông, như lõi rung được lắp trước trong khuôn, giúp tạo ra lỗ rỗng theo thiết kế Ngoài ra, các chày rung di động cũng có thể được cắm sâu vào khối bê tông để tăng hiệu quả chấn động.
+ Tạo hình bằng các đầm rung trượt trên bề mặt bê tông:
Chấn động trên bề mặt khối bê tông được tạo ra nhờ môtơ rung gắn trên khay thép, trượt trên bề mặt bê tông vừa đổ vào khuôn hoặc thông qua các cốt rung Phương pháp này lèn chặt hỗn hợp bê tông không chỉ bằng các xung lực chấn động mà còn nhờ áp lực tĩnh, mang lại hiệu quả cao trong việc tạo hình các cấu kiện lớn trên mặt bằng.
Sơ đồ rung cán (Hình 2.3) mô tả quy trình làm chặt hỗn hợp bê tông trên máy cán, bao gồm các thành phần như cán rung ép (b), ván rung (B), rung trượt (r), tạo hình rung (d) và thiết bị tạo rỗng (e) Phương pháp này cho phép chế tạo các cấu kiện bê tông có chiều rộng từ 1,5 đến 2 m và độ dày 0,2 m.
+ Tạo hình các cấu kiện bằng các chấn động truyền từ các mặt ngoài vào:
Phương pháp này sử dụng các xung lực chấn động để truyền qua thành hoặc đáy khuôn vào khối bê tông, với các máy gây chấn động được gắn chắc chắn vào mặt ngoài hoặc đáy của khuôn.
- Các thông số của phương pháp tạo hình bằng gia công chấn động:
+ Chuẩn số của cường độ chấn động:
Hiệu quả lèn chặt bằng chấn động phụ thuộc vào tần số dao động (f) và biên độ dao động (A) Để đạt được mức độ lèn chặt nhất định cho hỗn hợp bê tông có cấp phối và độ dẻo nhất định, có thể sử dụng sự kết hợp của nhiều biên độ và tần số dao động khác nhau trong cùng một khoảng thời gian, miễn là các điều kiện cần thiết được thỏa mãn.
Trong mọi trường hợp thì Hệ số giá trị đầm chặt phải > 0,98
Thời gian rung phụ thuộc vào biên độ và tần số dao động
Hiệu quả của quá trình đầm rung được biểu thị bằng cường độ dao động (I), chính là hàm tốc độ và gia tốc
I = A 2 f 3 Để cho hỗn hợp bê tông thường thì tần số dao động f = 2800 – 3000 dao động/phút, với biên độ dao động A = 0,1 -0,5 mm
Khi tạo hình các cấu kiện bê tông từ hỗn hợp có cốt liệu đặc chắc, tần số dao động của bàn rung cần đạt 3000 vòng/phút, với biên độ dao động từ 0,35 – 0,4 mm cho hỗn hợp có độ cứng 15-20 giây và 0,6 – 0,7 mm cho hỗn hợp có độ cứng 30 – 40 giây Đối với các hỗn hợp bê tông nhẹ, cần nâng cao cường độ chấn động và kéo dài thời gian chấn động lên 2-3 phút để đảm bảo lèn chặt hiệu quả.
Trước đây, nhiều người lo ngại rằng cấu kiện bê tông mới được đổ sẽ bị chấn động sau 1-2 giờ Tuy nhiên, trong thực tế, việc thi công bê tông khối lớn, thường từ hàng chục mét khối trở lên, không thể hoàn thành trong thời gian ngắn Để đảm bảo chất lượng, các công trình lớn thường được thi công theo từng lớp hoặc chia thành các đoạn nhỏ, và quá trình này có thể kéo dài nhiều giờ.
+ Sự lan truyền của dao động trong hỗn hợp bê tông:
Hỗn hợp bê tông là môi trường có tính đàn hồi nhớt dẻo và hệ số nội lực ma sát cao Các dao động cơ học trong hỗn hợp này thường có đặc điểm tắt dần do sự cản trở mà hỗn hợp gây ra cho các dao động.
Hệ số tắt dần của dao động chịu ảnh hưởng bởi độ nhớt của môi trường và tần số dao động Khi độ nhớt kỹ thuật của hỗn hợp tăng (tức là độ cứng cao hơn) và tần số chấn động giảm, hiện tượng tắt dần sẽ diễn ra mạnh mẽ hơn.
2.3.2 Tạo hình bằng phương pháp không chấn động
Phương pháp quay ly tâm là kỹ thuật phổ biến để tạo hình các cấu kiện bê tông có tiết diện tròn Trong quá trình này, hỗn hợp bê tông được rải đều và nén chặt nhờ lực li tâm quán tính khi khuôn quay nhanh trên bàn quay.
Tạo hình và làm chặt cấu kiện hỗn hợp bê tông và bê tông cốt thép bằng phương pháp ly tâm
Hình 2.4 Sơ đồ lực hút trái đất trong công nghệ ly tâm
Trong phương pháp tạo hình cấu kiện tròn và làm chặt hỗn hợp bê tông bằng biện pháp quay ly tâm khuôn
Hình 2.5 Sơ đồ tạo hình hỗn hợp bê tông bằng phương pháp ly tâm a-Ly tâm con lăn 1 bậc: 1-Con lăn định hướng; 2- Con lăn giữ ổn định; 3-Khuôn;
4- Vỏ bọc b.Ly tâm trục ngang: 1- Động cơ tăng tốc; 2- Hộp số; 3- Động cơ; 4- lắp ngoài;
5-Khuôn B.Ly tâm dây: 1-Khung bao; 2- Trục chính; 3- Trục trước; 4- Dây; 5- Con lăn
Công nghệ tạo hình quay ly tâm là giải pháp lý tưởng cho việc sản xuất các sản phẩm như cọc ly tâm và cột điện Với mật độ cốt thép thấp, công nghệ này cho phép sử dụng hỗn hợp bê tông có độ chảy tốt, mang lại hiệu quả cao trong quá trình sản xuất.
= 5-10s, cốt théo nhiều có thể dùng SN = 1-5 cm (trường hợp SN >5 cm khi khuôn phải đóng kín
Phương pháp tạo hình bằng phun sử dụng vữa xi măng-cát hoặc hỗn hợp bê tông hạt nhỏ được phun lên bề mặt lưới thép, khuôn hoặc cối đệm Quá trình này diễn ra nhờ sự hỗ trợ của súng phun xi măng, giúp tạo ra lớp mỏng bằng không khí nén.
Tạo hình cấu kiện bê tông bằng phương pháp ép có thể thực hiện thông qua hai phương thức, sử dụng hỗn hợp xi măng-cát hoặc bê tông hạt nhỏ.
Phân tích lựa chọn tính công tác của hỗn hợp bê tông
2.4.1 Các yếu tố ảnh hưởng tới tính công tác của hỗn hợp bê tông a Lượng nước nhào trộn
Lượng nước trong hỗn hợp bê tông là yếu tố quyết định tính công tác của bê tông, bao gồm nước tạo hồ xi măng và nước cho cốt liệu Độ lưu biến của hồ xi măng xác định tính chất của hỗn hợp, ảnh hưởng đến độ lưu động và độ cứng Khả năng hấp thụ nước của cốt liệu cũng là một đặc tính công nghệ quan trọng; khi tỉ lệ cấp hạt thay đổi, độ cần nước cũng thay đổi theo Việc xác định tỉ lệ cốt liệu nhỏ và cốt liệu lớn tối ưu là rất quan trọng để đảm bảo hồ xi măng ở mức tối thiểu Để đạt được cường độ yêu cầu, tỉ lệ nước-xi măng cần được duy trì ổn định; do đó, khi độ cần nước của cốt liệu tăng, lượng xi măng sử dụng cũng phải tăng theo.
Việc xác định lượng nước cần thiết cho quá trình nhào trộn bê tông phụ thuộc vào các chỉ tiêu tính công tác, loại và kích thước cốt liệu Tính công tác lại chịu ảnh hưởng bởi độ nhớt và thể tích của hồ xi măng Khi lượng nước quá ít, chỉ đủ để hấp phụ bề mặt vật rắn, hỗn hợp sẽ không đạt được độ lưu động cần thiết Khi tăng lượng nước đến một giới hạn nhất định, nước tự do sẽ xuất hiện, làm dày thêm màng nước trên bề mặt vật rắn, giảm nội ma sát và tăng độ lưu động Lượng nước tối ưu cho hỗn hợp bê tông, khi có độ lưu động tốt nhất mà không bị phân tầng, được gọi là khẳng giữ nước của hỗn hợp.
Hình 2.7 Biểu đồ lượng nước dùng cho 1 m3 hỗn hợp bê tông dùng xi măng
1 Dmaxpmm; 2 Dmax@mm; 3 Dmax mm; 4 Dmaxmm
1: Khi cát có N tăng giảm 1% thì lượng nước tăng lên 5l
2: Khi dùng đá dăm, lượng nước tăng lên 15l
3: Nếu dùng xi măng có phụ gia vô cơ hoạt tính lượng nước tăng lên 15 – 20l
4: Dùng bê tông trên 400kg/cm 3 bê tông thì cứ mỗi 100kg lượng nước tăng lên 10l b Loại và lượng xi măng
Để tăng độ lưu động của hỗn hợp bê tông, cần có đủ xi măng để lấp đầy các lỗ rỗng của cốt liệu và bọc bề mặt của chúng Tuy nhiên, do lý do chi phí, lượng xi măng không thể quá nhiều Độ lưu động còn phụ thuộc vào loại xi măng và phụ gia vô cơ nghiền mịn, vì mỗi loại xi măng có những đặc tính riêng về lượng nước tiêu chuẩn, độ mịn, thời gian đông kết và độ rắn chắc.
Để đảm bảo hỗn hợp bê tông có độ lưu động, cần phải bao bọc các hạt cốt liệu lớn bằng một lớp vữa xi măng, thay vì chỉ lấp đầy các lỗ rỗng của cốt liệu lớn Nếu vữa xi măng chỉ đủ để lấp đầy những khoảng trống này, hỗn hợp bê tông sẽ trở nên rất cứng.
Hình 2.8 Cấu trúc của hỗn hợp bê tông ( Cốt liệu + vữa ) a- cứng; b- dẻo d Phụ gia hoạt động bề mặt
Việc sử dụng một lượng nhỏ phụ gia có thể làm tăng đáng kể độ lưu động của chất lỏng Cơ chế này diễn ra nhờ vào khả năng giảm sức căng bề mặt tại các bề mặt phân cách Các loại phụ gia thường được sử dụng bao gồm phụ gia ưa nước, phụ gia kị nước và phụ gia tạo bọt.
Phụ gia ưa nước phổ biến nhất là muối canxi lignosulfonat, khi hấp phụ lên hạt xi măng, nó làm phá vỡ sự định hướng của các phân tử nước trên bề mặt hạt Điều này dẫn đến việc giải phóng một phần nước, đồng thời làm tăng tính ưa nước và khả năng thấm ướt của hạt xi măng Nhờ có phụ gia này, lượng nước cần thiết cho hồ xi măng giảm, lực dính kết giữa các hạt xi măng cũng giảm, giúp chúng dễ trượt lên nhau, từ đó làm tăng độ lưu động của hỗn hợp bê tông.
Phụ gia kị nước phổ biến bao gồm xà phòng natri, axidon và petrolatum đã oxy hóa Khi các chất này hấp phụ lên bề mặt hạt xi măng, chúng hút ion canxi, tạo ra các gốc cacbuahyđro hướng ra ngoài, khiến cho bề mặt trở nên kị nước và không bị thấm ướt Các phân tử này hình thành lớp mỏng có khả năng trượt lên nhau, từ đó tăng cường độ lưu động của hỗn hợp bê tông.
Phụ gia tạo bọt khí chủ yếu là xà phòng natri của các axít hữu cơ, giúp cuốn theo không khí khi nhào trộn bê tông Các bọt khí này làm giảm sức căng bề mặt của chất lỏng tại mặt phân cách khí-lỏng, đồng thời được ổn định trong chất lỏng nhờ các hạt phụ gia Kết quả là thể tích hồ xi măng tăng lên, dẫn đến độ lưu động của hỗn hợp bê tông được cải thiện.
Biện pháp hiệu quả để làm cho hỗn hợp bê tông cứng và kém dẻo trở nên dẻo và dễ đổ là thông qua việc chấn động Khi chấn động, các phần tử trong hỗn hợp bê tông bị dao động cưỡng bức và sắp xếp lại chặt chẽ hơn Khi tần số dao động đạt đến một giá trị nhất định, nội ma sát của hỗn hợp giảm xuống mức tối thiểu nhờ áp lực chống lại trọng lực Hỗn hợp sẽ bị phân tách theo kích thước, hình dạng và khối lượng của hạt, dẫn đến sự phá hủy cấu trúc ban đầu Điều này làm giảm độ cứng của hỗn hợp bê tông và giúp các phân tử sắp xếp lại chặt chẽ hơn, từ đó tạo ra một hỗn hợp được lèn chặt hiệu quả hơn Tỷ lệ, kích thước và đặc trưng bề mặt của cốt liệu cũng đóng vai trò quan trọng trong quá trình này.
Sự thay đổi về tỷ lệ, kích thước và đặc điểm bề mặt của cốt liệu sẽ ảnh hưởng đến độ dẻo của hỗn hợp Khi lượng nước và xi măng được giữ cố định, kích thước cốt liệu lớn hơn sẽ làm tăng độ dẻo của hỗn hợp Ngoài ra, nếu cốt liệu có bề mặt trơn, độ nhớt cũng sẽ tăng theo.
Hình 2.9 Ảnh hưởng của cát đến độ dẻo của bê tông
2.4.2 Lựa chọn tính công tác cho hỗn hợp bê tông chế tạo từng loại sản phẩm
Dựa vào chỉ dẫn trong bảng 2.1, chúng ta tiến hành lựa chọn tính công tác sơ bộ cho từng loại sản phẩm bê tông.
Bảng 2.16 Độ lưu động của hỗn hợp bê tông
Dạng cấu kiện và phương pháp tạo hình Độ cứng ĐC (sec) Độ sụt SN
Cấu kiện bê tông cốt thép cần tháo khuôn sớm 20÷10 0
Tấm lát mặt đường ôtô, đường băng sân bay 10÷6 1÷2
Bê tông toàn khối ít cốt thép 6÷4 2÷4
Cột, dầm, bản bê tông cốt thép ≤4 4÷8
Bê tông nhiều cốt thép < 2 8÷10
Cấu kiện lắp ghép nhà ở - 12÷18
Bê tông dày cốt thép - 18÷24
• Hỗn hợp bê tông để chế tạo sản phẩm Cọc ly tâm có SN= 9-10 cm
• Hỗn hợp bê tông để chế tạo sản phẩm panel sàn xốp có SN= 7-8 cm
• Hỗn hợp bê tông thương phẩm có SN= 17-18 cm
2.5 Quá trình hình thành và phát triển cường độ của bê tông
2.5.1 Thuyết rắn chắc của xi măng Pooclăng
Quá trình rắn chắc của xi măng poolang là một quá trình hóa lý phức tạp, bao gồm sự biến đổi liên tục và hình thành cấu trúc đá xi măng Quá trình này có thể được chia thành ba giai đoạn khác nhau.
Khi nhào trộn xi măng với nước, các phản ứng hóa học và vật lý diễn ra, bắt đầu với việc phân bố nước trên bề mặt hạt xi măng Quá trình hòa tan các khoáng chất và thủy hóa diễn ra, trong đó các khoáng hoạt tính cao như C3A và C3S thủy hóa trước do độ hòa tan thấp Sự bão hòa pha lỏng bởi các sản phẩm thủy hóa bắt đầu xuất hiện, và giai đoạn hòa tan ngắn ngủi kết thúc, đánh dấu sự khởi đầu của quá trình rắn chắc trong xi măng với các khoáng tinh thể như C3S, C3A và C2S.
C4AF là một trong những khoáng chất trong xi măng, có tác dụng quan trọng khi tương tác với nước Khi alit phản ứng với nước, nó tạo ra các hyđrôsilicát canxi với thành phần khác nhau, phụ thuộc vào nhiệt độ môi trường và nồng độ Ca(OH)2 trong pha lỏng Ở nhiệt độ thường, với nồng độ Ca(OH)2 từ 0,05 đến 1,1 gam CaO/lít, C3S phản ứng tạo ra hyđrôsilicát canxi có mức độ kết tinh thấp, với thành phần biến đổi trong khoảng (0,8 ÷ 1,5) CaO.SiO2(1÷1,25)H2O Khi nồng độ Ca(OH)2 giảm, độ bazơ của các hyđrôsilicát canxi cũng giảm theo.
Ca(OH)2, nếu nhiệt độ môi trường thấp thì C3S tác dụng với nước tạo thành hyđrôsilicát canxi có thành phần ổn định là (1,5÷2)CaO.SiO2.nH2O
Khi nhiệt độ môi trường tăng lên đến 30÷50 0 C, C3S tác dụng với nước tạo thành chủ yếu là C3S2H3
Khi nhiệt độ môi trường tăng lên 50÷100 0 C dẫn đến tạo thành CSH và một phần C2SH2
Nếu nhiệt độ môi trường tăng lên đến 120÷175 0 C, C3S tác dụng với nước tạo thành C2SH và Ca(OH)2, ở 175÷200 0 C là C2SH2, C2SH, Ca(OH)2
Nhiệt độ môi trường trên 200°C khiến C3S phản ứng với nước, tạo thành C3SH2 Khoáng belit trong xi măng, ở dạng βC2S, khi tương tác với nước sẽ hình thành các hyđrôsilicát canxi khác nhau và Ca(OH)2, giải phóng nhiệt từ 250 đến 290 kJ/kg Trong điều kiện nhiệt độ từ 50 đến 100°C và với nồng độ Ca(OH)2 thích hợp, C2S phản ứng với nước tạo ra CSH và C2SH2; nếu nhiệt độ pha lỏng đạt từ 120 đến 180°C, C2SH2 sẽ chuyển thành C2SH Khoáng C3A khi hyđrát sẽ tạo ra các sản phẩm khác nhau tùy thuộc vào điều kiện môi trường, với các sản phẩm cuối cùng có thể là C3AH6, C4AH13, hoặc C4AH19 Pha alumôferít canxi trong xi măng, dưới dạng C4AF, cũng sẽ phản ứng với nước theo một phản ứng tương ứng.
4CaO.Al2O3.6H2O.Fe2O3 +7H2O → 3CaO.Al2O3.6H2O + CaO.Fe2O3.H2O CaO.Fe2O3.6H2O + 3Ca(OH)2 + 10H2O → 4CaO.Fe2O3.13H2O
Các yếu tố ảnh hưởng tới cường độ của bê tông và các giải pháp nâng cao cường độ cho bê tông
cường độ cho bê tông
2.6.1 Ảnh hưởng của tuổi bê tông
Nhiệt độ ảnh hưởng lớn đến sự phát triển cường độ bê tông Mẫu bê tông được bảo dưỡng ở nhiệt độ 15°C và độ ẩm 95-100% sau 28 ngày sẽ đạt cường độ thiết kế, trong khi ở nhiệt độ cao hơn, thời gian này sẽ được rút ngắn đáng kể Dưới điều kiện nhiệt độ và độ ẩm tiêu chuẩn, sự phát triển cường độ của đá xi măng và bê tông xi măng pooc lăng có độ rắn chắc trung bình tỷ lệ thuận với logarit của tuổi dưỡng hộ tính theo ngày.
Trong đó R28 và Rn là cường độ của đá xi măng hoặc bê tông ở tuổi 28 ngày và n ngày với n ≥ 3 ngày
Cường độ của xi măng phát triển không đồng đều, trong 3 ngày đầu có thể đạt 40-50% mác xi măng, sau 7 ngày đạt 60-70%, và đến 28 ngày mới đạt được mác tối đa Tuy nhiên, trong điều kiện thuận lợi, độ cứng của xi măng có thể tiếp tục tăng trong nhiều tháng, thậm chí nhiều năm, vượt gấp 2-3 lần cường độ đạt được sau 28 ngày Sự phát triển cường độ của đá xi măng phụ thuộc vào thành phần khoáng của clinker, độ mịn, độ ẩm, nhiệt độ môi trường và thời gian bảo quản Trong số các khoáng, C3S có tốc độ tăng cường độ nhanh nhất, đạt 70% cường độ 28 ngày sau 7 ngày đầu, trước khi tốc độ tăng chậm lại.
C2S phát triển cường độ chậm, chỉ đạt khoảng 15% so với C3S, nhưng sau đó tốc độ tăng trưởng của nó có thể vượt qua C3S Trong khi đó, C3A có cường độ thấp nhưng phát triển nhanh trong giai đoạn đầu.
2.6.2 Ảnh hưởng của cường độ đá xi măng
Cường độ bê tông được xác định bởi cường độ của cốt liệu, đá xi măng và mức độ liên kết giữa chúng Đặc biệt, cường độ đá xi măng phụ thuộc vào mác xi măng và tỷ lệ nước trên xi măng (N/X).
Rb=f(Rđá xi măng, RCL, Rdính kết); Rđá xi măng=f(Rx,N/X)
Khi mác xi măng cao thì cường độ đá xi măng tăng dẫn đến cường độ bê tông cũng tăng theo, khi mác xi măng thấp thì ngược lại
Khi tỷ lệ N/X hợp lí thì đá xi măng có độ rỗng bé nhất nên có cường độ cao, do đó cường độ bê tông cũng cao
Khi tỷ lệ nước trên xi măng (N/X) quá cao, lượng nước tự do bay hơi sẽ tạo ra nhiều lỗ rỗng trong đá xi măng, dẫn đến giảm cường độ của đá và bê tông Hơn nữa, nếu lượng nước quá nhiều, hỗn hợp bê tông sẽ dễ bị phân tầng, gây khó khăn trong quá trình thi công Độ rỗng của đá xi măng do nước tự do bay hơi có thể được xác định để đánh giá chất lượng bê tông.
Trong đó: N, X –Lượng nước và xi măng trong 1m 3 bê tông
-Lượng nước liên kết hóa học tính bằng % khối lượng xi măng Ở tuổi 28 ngày, lượng nước liên kết hóa học khoảng 15-20%
Hình 2 10 Sự phụ thuộc cường độ bê tông vào lượng nước nhào trộn
Vùng hỗn hợp bê tông có thể được phân chia thành bốn loại chính: (a) vùng hỗn hợp bê tông cứng không đầm chặt được, (b) vùng hỗn hợp bê tông có cường độ và độ đặc cao nhất, (c) vùng hỗn hợp bê tông dẻo, và (d) vùng hỗn hợp bê tông chảy Mỗi loại vùng này có đặc điểm riêng biệt, ảnh hưởng đến tính chất và ứng dụng của bê tông trong xây dựng.
Mối quan hệ giữa cường độ bê tông với mác xi măng và tỷ lệ N/X được biểu diễn qua các công thức sau:
R b - cường độ chịu nén giới hạn của bê tông sau 28 ngày dưỡng hộ; daN cm / 2
R x - mác của xi măng; daN cm / 2
K – hệ số kinh nghiệm, kể đến chất lương của cốt liệu như hình dạng, đặc trưng bề mặt Đối với đá dăm K=3,5 và đối với sỏi K=4
Công thức này không chính xác lắm vì tỷ lệ N/X ngoài thực tế dung tương đối lớn
Để đơn giản hóa công thức tính toán, người ta thường lấy tỷ số N/X theo hướng ngược lại là X/N Trong trường hợp này, cường độ bê tông được coi là một hàm số của X/N.
Và ở dạng chung thì công thức có thể biểu thị bằng phương trình:
Hệ số A và B là các hệ số thực nghiệm, chịu ảnh hưởng bởi chất lượng cốt liệu như dạng hạt, trạng thái bề mặt, cường độ, cũng như phương pháp xác định mác xi măng và nhiều yếu tố khác.
Nếu biểu diễn bằng đồ thị hàm số Rb=f(X/N) là một dạng đường cong phức tạp, trong đó có một đoạn ở dạng gần đường thẳng (hình 2.5)
Đường cong thể hiện mối quan hệ giữa cường độ bê tông và tỷ lệ xi măng trên nước được mô tả bằng phương trình Rb=f(X/N) Cường độ bê tông phụ thuộc vào tỷ lệ X/N, với hai trường hợp: khi X/N ≤ 2,5 và X/N ≥ 2,5.
Giá trị tỷ lệ X/N thường dao động trong khoảng 2,5-3,5 Thí nghiệm với các loại bê tông sử dụng nhiều loại xi măng và cốt liệu khác nhau cho thấy, phần đường thẳng kéo dài khi X/N lớn hơn 2,5 sẽ cắt trục hoành tại điểm O2, nằm bên trái gốc tọa độ và cách gốc tọa độ một khoảng B1 Để đơn giản hóa công thức tính toán cường độ bê tông, giáo sư Skramtaev đã đề xuất xem giá trị B và B1 là không đổi.
Như vậy công thức tính toán sơ bộ cường độ bê tông theo Bolomey-Skramtaev sẽ có dạng như sau:
Thay thế các giá trị A và A1 từ bảng 2.2 vào công thức Bolomey-Skramtaev cho thấy mối liên hệ giữa cường độ bê tông và tỷ lệ X/N, được minh họa qua đồ thị hình 2.8 Kết quả cho thấy, khi mác xi măng tăng, góc cũng tăng theo, dẫn đến cường độ bê tông cao hơn.
Bảng 2.17 Hệ số A và A1 tương ứng với cường độ xi măng
Hệ số A và A 1 ứng với xi măng cường độ theo
- Xi măng hoạt tính cao, không trộn phụ gia thủy
- Đá sạch, đặc chắc, cường độ cao, cấp phối hạt tốt
- Xi măng hoạt tính trung bình Pooc lăng hỗn hợp, chứa 10-15% phụ gia thủy
- Đá chất lượng phù hợp với TCVN 7570 -2006
- Cát chất lượng phù hợp với TCVN 7570 -2006
- Xi măng hoạt tính thấp
Pooc lăng hỗn hợp chứa trên 15% phụ gia thủy
- Đá có 1 chỉ tiêu chưa phù hợp TCVN 1771-1987
Khi tỷ lệ X/N ≤ 2,5, đồ thị cường độ bê tông là một chùm đường thẳng bắt nguồn từ điểm O1 Ngược lại, khi tỷ lệ X/N > 2,5, đồ thị sẽ trở thành một đường thẳng xuất phát từ điểm O2.
Hình 2.12 Sự phụ thuộc của cường dộ bê tông nặng vào X/N khi mác xi măng khác nhau
Giải pháp cho bài toán cấp phối bê tông là tính toán lượng X/N một cách hợp lý, đảm bảo yếu tố kỹ thuật và kinh tế, đặc biệt là lựa chọn mác xi măng phù hợp để tạo ra bê tông chất lượng.
2.6.3 Ảnh hưởng của cốt liệu
Cường độ của cốt liệu chỉ ảnh hưởng đến cường độ bê tông khi cường độ này nhỏ hơn hoặc gần bằng cường độ của đá xi măng Đối với bê tông sử dụng cốt liệu đá đặc chắc, cường độ cốt liệu thường cao hơn yêu cầu của bê tông Trong trường hợp này, khả năng gắn kết giữa đá xi măng và hạt cốt liệu trở thành yếu tố quan trọng nhất.
Cường độ gắn kết giữa hạt cốt liệu và đá xi măng phụ thuộc vào nhiều yếu tố quan trọng của cốt liệu thiên nhiên, bao gồm hình dáng hạt, đặc tính cấu tạo của đá gốc, trạng thái bề mặt, cùng với lượng tạp chất như sét và bụi, những yếu tố này có thể cản trở sự tiếp xúc giữa cốt liệu và đá xi măng.
Các khuyết tật có thể có của bê tông, các giải pháp đề phòng, khắc phục 70 1 Các khuyết tật có thể xảy ra
Trong quá trình sản xuất bê tông đúc sẵn, khuyết tật là điều không thể tránh khỏi và được phân loại thành nhiều loại khác nhau, ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm Mỗi loại khuyết tật cần có những giải pháp khắc phục và phòng ngừa riêng để đảm bảo hiệu quả và độ bền của bê tông.
2.7.1 Các khuyết tật có thể xảy ra a Nứt nẻ
Nứt bê tông là hiện tượng phổ biến trong xây dựng, thường xuất hiện do khả năng chịu uốn kém của bê tông Các vết nứt thường phát sinh khi ứng suất uốn vượt quá cường độ bền uốn của bê tông, và thường xảy ra trong vài giờ sau khi đổ bê tông, khi mà bê tông vẫn còn ở trạng thái dẻo và cường độ do thủy hóa xi măng chưa phát triển Dựa vào thời điểm hình thành, vết nứt trong bê tông có thể được phân loại thành hai loại chính.
Vết nứt trong bê tông hình thành do sự cố kết không đồng đều giữa các thành phần và sự cản trở từ cốt thép hoặc cốt liệu lớn Những vết nứt này thường xuất hiện từ nửa giờ đến ba giờ sau khi đổ bê tông, phát triển dọc theo hệ thống lưới thép trong sàn.
Vết nứt trong bê tông hình thành do quá trình co ngót bị ngăn cản bởi sự co ngót không đều, gây mất ổn định thể tích Những vết nứt này thường xuất hiện song song, cách nhau từ 100-600mm, và không theo một khuôn mẫu cố định Chiều dài vết nứt dao động từ 0,25-2m, với chiều dài phổ biến khoảng 300-600mm Bề rộng vết nứt có thể đạt đến 3mm tại bề mặt và thường chỉ phát triển đến độ sâu của cốt thép Tuy nhiên, dưới tác động của hiện tượng co ngót sau này, các vết nứt có thể phát triển xuyên suốt chiều dày của sàn.
- Vết nứt do tác động của ngoại lực trong quá trình sử dụng;
- Vết nứt do tác động của cốt thép ứng lực trước lên bê tông;
- Vết nứt công nghệ do co ngót bê tông, do mức độ đầm vữa bê tông kém, chưng hấp bê tông không đều, do chế độ nhiệt - ẩm;
- Vết nứt hình thành do cốt thép bị ăn mòn b Phồng rộp bề mặt
Hiện tượng phồng rộp bề mặt bê tông, đặc biệt ở các cấu kiện thành mỏng, thường xảy ra do khó khăn trong quá trình đầm dùi Khi các mạch mao dẫn chưa bị phá vỡ, lượng nước thừa và bọt khí không thể thoát ra ngoài Dưới tác động của nhiệt độ, các thành phần này chuyển hóa và bay hơi, dẫn đến sự xuất hiện của các "bọc không khí" trong bê tông, gây ra hiện tượng rạn nứt.
Bề mặt bê tông có thể xuất hiện một mạng lưới các vết nứt nhỏ, với chiều dài mỗi vết nứt dưới 50mm, thường khó nhận thấy khi bê tông khô.
Trong giai đoạn đầu phát triển cường độ, điều kiện thời tiết không thuận lợi như độ ẩm thấp, nhiệt độ cao và gió hanh khô có thể thúc đẩy quá trình thoát nước bề mặt Trong khi bê tông cần một lượng nước nhất định để thủy hóa, sự thiếu hụt nước này chính là nguyên nhân chính dẫn đến sự hình thành các vết nứt trên bề mặt bê tông.
Hiện tượng rỗ tổ ong trong kết cấu bê tông thường không gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến khả năng làm việc, vì các vết rạn nứt thường nông và chưa xâm nhập vào cốt thép.
Rỗ tổ ong là hiện tượng xuất hiện trong bê tông khi có các lỗ rỗng do vữa không lấp đầy được các khoảng trống giữa các hạt cốt liệu thô Hiện tượng này thường xảy ra ngay sau khi tháo dỡ ván khuôn và tồn tại dưới ba dạng chính.
Rỗ ngoài, hay còn gọi là rỗ mặt, là hiện tượng bề mặt bê tông xuất hiện những lỗ nhỏ giống như hình dạng tổ ong, nhưng chưa ảnh hưởng đến cốt thép bên trong.
- Rỗ sâu: lỗ rỗng sâu tới tận cốt thép
- Rỗ thấu suốt: lỗ rỗ xuyên qua kết cấu, từ mặt này sang mặt kia
Có khá nhiều nguyên nhân gây ra khuyết tật rỗ tổ ong và chủ yếu tồn tại trong giai đoạn thi công:
- Do vữa bê tông bị phân tầng trong quá trình vận chuyển, đổ và đầm bê tông;
- Do độ dày của bê tông quá lớn vượt quá phạm vi ảnh hưởng tác dụng của đầm;
Vữa bê tông có thể gặp phải nhiều vấn đề như trộn không đều, quá khô hoặc bị mất nước xi măng trong quá trình vận chuyển do thiết bị không kín khít Ngoài ra, việc ván khuôn không kín khi đầm cũng dẫn đến hiện tượng mất nước, ảnh hưởng đến chất lượng bê tông.
Việc không đầm bê tông kỹ, đặc biệt là lớp vữa giữa cốt thép chịu lực và ván khuôn, có thể dẫn đến nhiều vấn đề Nguyên nhân có thể do máy đầm không đủ sức rung hoặc cấp phối bê tông không được lèn chặt.
- Cốt thép quá dày làm cốt liệu không lọt được xuống dưới hay do cốt liệu lớn không đúng quy cách (kích thước cốt liệu quá lớn)
Sự xuất hiện của rỗ tổ ong làm giảm tiết diện chịu lực, dẫn đến khả năng chịu lực của kết cấu bị suy giảm Điều này tạo điều kiện cho môi trường xâm thực tấn công, gây hại cho cốt thép và làm yếu liên kết giữa bê tông và cốt thép.
Tách lớp là hiện tượng tương tự như phồng rộp blister, khi các mảng vữa xi măng trên bề mặt bong tróc và tách khỏi kết cấu bê tông do thoát hơi nước và bọt khí Diện tích của lớp hơi nước và bọt khí trong trường hợp này lớn hơn, tạo thành các mảng và miếng, hình thành phân lớp trong bê tông Việc phát hiện dấu hiệu khuyết tật này thường khó khăn, chỉ xuất hiện rõ ràng khi bề mặt bê tông khô và khu vực tách lớp bị phá hủy bởi ngoại lực, với độ dày các mảng vữa xi măng khoảng 35mm Ngoài ra, hiện tượng bong tróc cũng có thể do ứng suất kéo từ quá trình oxy hóa cấu trúc thép trong bê tông.
Hiện tượng trắng mặt hay bụi bê tông xảy ra khi lớp bột xi măng xuất hiện do sự phân hủy bề mặt bê tông sau quá trình ninh kết Hiện tượng này phản ánh sự thay đổi trong cấu trúc bê tông, gây ảnh hưởng đến thẩm mỹ và độ bền của công trình.