Giá trị cơ lý của vật liệu bêtông và kết cấu bêtông cốt thép
Khác với các loại vật liệu khác như thép, gỗ, đá... bêtông là một loại vật liệu tổ hợp (composite) gồm các cốt liệu được liên kết lại với nhau bằng chất dính kết là ximăng. Chất lượng vật liệu được thể hiện bởi các đặc trưng cơ-lý-hóa phụ thuộc vào nhiều yếu tố mà chủ yếu là chất lượng cốt liệu, chất dính kết, hàm lượng các thành phần, quá trình chế tạo và bảo dưỡng, môi trường tác động v.v...
Max bê tông và đơn giá của chúng phụ thuộc vào hàm lượng xi măng có trong 1m3 bê tông. Phương Nam đua đơn giá thi công bê tông tươi năm 2019 cho chủ đầu tư xây dựng nhà phố, biệt thự tham khảo:
Bê tông tươi mác 200 báo giá thi công nhà phố, biệt thự tại thành phố Hổ Chí Minh 1.250.000 VNĐ/m³
Bê tông tươi mác 250 báo giá thi công nhà phố, biệt thự tại thành phố Hổ Chí Minh 1.350.000 VNĐ/m³
Bê tông tươi mác 300 báo giá thi công nhà phố, biệt thự tại thành phố Hổ Chí Minh 1.400.000 VNĐ/m³
Theo hồ sơ thiết kế kỹ thuật thi công phần thô nhà phố, biệt thự khi ký hợp thi công xây dựng phần thô Phương Nam đã có quy định mác bê tông. Trường hợp chủ đầu tư xây dựng nhà ở yêu cầu thi công phần thô nhà phố với mác bê tông cao hơn thi chủ đầu tư cần bủ thêm phần chênh lệch này.
Thiết kế thi công phần thô với bê tông công trình với nhiều ưu việt của loại vật liệu bê tông công trình như độ bền cao, biến dạng ít, tương đối ổn định trong môi trường khí hậu thời tiết, dễ tạo hình v.v... Nhưng trên trên thực tế thi công phần thô nhà phố công ty TNHH hóa chất xây dựng Phương Nam có phát hiện được không ít những nhược điểm của chúng. Những nhược điểm này là nguyên nhân quan trọng dẫn đến tình trạng xuống cấp của kết cấu bêtông cốt thép, giảm khả năng chịu tải, tăng biến dạng. Có khi dẫn đến những sự cố gây sụp đổ công trình.
Để khắc phục những nhược điểm của loại vật liệu này, Phương Nam áp dụng nhiều biện pháp thi công phần thô nhà phố tiến tiến nâng cao chất lượng của vật liệu nhưng cũng chỉ có thể hạn chế bớt mà khó có thể khắc phục được hoàn toàn những nhược điểm của chúng.
Tính đồng nhất bê tông vlo xây thô nhà phố
Bêtông là vật liệu tổ hợp có cấu trúc phức tạp, mức độ biến động của các đặc trưng cơ bản khá lớn. Trên cùng một công trình thi công phần thô nhà phố dùng cùng một loại bêtông có cùng cốt liệu, cùng loại ximăng, hàm lượng các thành phần như nhau nhưng các đặc trưng cơ bản như cường độ, môđun đàn hồi, độ rỗng, độ co ngót v.v. không hoàn toàn giống nhau tại mọi vị trí của công trình. Sở dĩ có tình trạng đó là do:
Thiếu đồng nhất tại các điểm khác nhau như chất lượng cốt liệu, sự phân phối cốt liệu, hàm lượng ximăng, tỷ lệ N/X ... không đồng đều.
Trong quá trình đông rắn, bêtông chịu sự tác động khác nhau của môi trường như nhiệt độ, độ ẩm không khí, bức xạ mặt trời, gió, điều kiện và chê độ bảo dưỡng...
Tất cả những yếu tố đó, có phần là do nhân công xây dựng gây ra, trong quá trình thi công đổ bê tông cho phần thô nhà phố khâu trọn bê tông không đều, là do quy luật giá trị ngẫu nhiên nhưng cuối cùng là tạo cho bêtông vật liệu xây thô tính đồng nhất kém hơn một số loại vật liệu khác như kim loại, gỗ, chất dẻo, ...
Giá trị độ xốp của bêtông vật liệu thi công xây thô nhà phố
Trong quá trình thủy hóa ximăng, lượng hyđrat tạo thành không đủ để thay thế thể tích của nước ban đầu và của ximăng trong hỗn hợp, dẫn đến tình trạng bị xốp và hiện tượng co ngót của bêtông, Bêtông dù có chất lượng tốt nhất vẫn có độ chặt khồng quá 90% có nghĩa là dù bêtông cố đạt đến độ chặt tối đa vẫn tồn tại lỗ rỗng không dưới 10%. Các lỗ rỗng có khi cô lập nhưng có những lỗ rỗng thông nhau tạo nên tình trạng thẩm thấu của vật liệu. Độ rỗng tăng lên cùng với tỷ lệ N/X (nước/ximăng).
Do đó để giảm độ rỗng cho bêtông cần giảm tỷ lê N/X một cách thỏa đáng.
Độ rỗng là cửa ngõ cho mọi tác động của môi trưòng đẩy nhanh quá trình xuống cấp của bêtông. Phấn đấu giảm bớt độ rỗng là nhiệm vụ quan trọng của công ty TNHH hóa chất xây dựng Phương Nam nhằm nâng cao chất lượng của phần thô công trình nhà phố.
Giá trị độ co ngót của bêtông vật liệu xây thô nhà phố
Ngoài việc tạo ra độ rỗng, trong quá trình thủy hóa ximăng trong bêtông còn xảy ra hiện tượng co ngót. Hiện tượng này xảy ra mạnh nhất trong thời gian đầu mới đổ bêtôrig tức là trong quá trình ninh kết của bêtông, đặc biệt là vào thời điểm từ 1- đến 5h sau khi đổ bêtông. Sau khi kết thúc quá trình đóng rắn hiện tượng này giảm đi rõ rệt cho tới khoảng một năm thì hầu như dừng hẳn.
Mặt khác, ngoài hiện tượng co ngót trong không khí, bêtông trong thời kỳ đóng rắn còn có hiện tượng trương nở trong nước.
Với bêtông CÓ hàm lượng ximăng pooclăng 300 kG/m3, độ co ngót trong không khí khô vào khoảng 0,2 - 0,6 mm/m, còn độ trương nở trong nước vào khoảng 0,1 mm/m. Độ co ngót và trương nở của bêtông có thể tham khảo biểu đồ
Đường liền nét: của bêtông 0 - 6 ngày;
Đưòng đứt nét: của bêtông cốt thép 0 -9 ngày.
Kinh nghiệm thi công phần thô nhà phố của Phương Nam cho nhận thấy rằng vữa ximăng bị co ngót mạnh nhất, tiếp đến là vữa ximăng cát và cuối cùng là bêtông. Cốt liệu đá và côt thép trong bêtông ngăn cản độ co ngót đó. Theo lượng co ngót của bêtông chỉ bằng 40% so vói co ngót của vữa ximăng cát và 27% so với vữa ximăng. Khi co ngót trong bêtông xuất hiện ứng lực kéo. ứng lực này vào khoảng 3 ÷15 kG/cm2. Trong giai đoạn này cường độ của bêtông còn khá bé so với ứng lực co ngót cho nên trong bêtông đã sớm xuất hiện những vết nứt ban đầu cực nhỏ.
Những yếu tố ảnh hưởng đến độ co ngót của bêtông:
Độ co ngót tăng khi tăng hàm lượng là độ mịn của ximăng. Với tỷ lệ cấp phôi cốt liệu hợp lý có thê giảm được lượng xímăng sẽ giảm được lượng co ngót của bêtông.
Với các loại ximăng thì bêtông dùng ximăng pooclăng thường có độ co ngót bé hơn so với bêtông dùng ximăng pooclăng mác cao (> 500). Với loại ximăng đóng rắn nhanh có độ co ngót tương đương loại ximáng pooclăng thường.
Bêtông dùng cốt liệu đá rắn chắc như các loại đá macma có độ co ngót bé hơn so với bêtông dùng cốt liệu đá sa thạch. Đồng thời kích thước của cốt liệu cũng có ảnh hưởng đến độ co ngót. Với một cấp phối hợp lý, các cốt liệu nhỏ yà vừa được lèn chặt cùng với các cốt liệu lớn làm giảm đáng kể lượng co ngót. Cốt liệu sạch cũng làm giảm được độ co ngót.
Độ co ngót của bêtông giảm đi khi độ đặc chắc của bêtông được tăng lên và khi hàm lượng nước giảm đi.
Ngoài ra độ co ngót của bêtông còn phụ thuộc vào nhiệt độ, độ ẩm của không khí và tốc độ gió. Nhiệt độ khi đổ bêtông càng cao, độ co ngót của bêtông càng tăng. Còn khi độ ẩm của môi trường tăng lên, thì độ co ngót của bêtông giảm xuống. Nếu độ ẩm của môi trường từ 95% trỏ lên vối nhiệt độ khoảng 20°c bêtông hầu như không bị co ngót, nhưng khi độ ẩm giảm đi, độ co ngót của bêtông tăng lên. Tốc độ gió cũng ảnh hưởng lớn đến độ co ngót của bêtông. Tốc độ gió càng lớn, độ co ngót của bêtông càng tăng.
Độ co ngót của bêtông tăng không đều trên cùng một tiết diện. Khi mặt ngoài bị hong khô, độ co ngót tàng lên trong khi phía trong vẫn còn giữ nguyên độ ẩm, độ co ngót không tăng. Sự chênh lệch độ co ngót này gây ra ứng suất kéo tại mặt ngoài tạo thành những khe nứt trên mặt ngoài bêtông. Mặt khác hơi ẩm từ phía trong có xu hướng thoát ra ngoài nơi có độ ẩm ít hơn cho nên hình thành những khe nhỏ ly ty làm tăng thêm độ thẩm thấu của bêtông. Ngoầi ra do co ngót không đều dẫn đến hiện tượng quăn vỏ đỗ tại các khe co dãn của kết cấu tấm đổ trên mặt đất như nền nhà, đường sá, sân bay v.v... Hiện tượng này là do mặt trên của tấm bị hong khô còn mặt dưới tiếp xúc với đất ẩm sinh ra co ngót không đều giữa hai mặt và có xu hướng quăn lên tại khe co dãn...
Như vậy trong quá trình thủy hóa của ximăng, hiện tượng co ngót của bêtông là thuộc về bản chất của vật liệu. Đây là một nhược điểm rất quan trọng của vật liệu bêtông cũng như của kêt cấu bêtông cốt thép. Hiện tượng này là một trong những nguyên nhân quan trọng gây nên tình trạng xuống cấp của kết cấu bêtông cốt thép như:
Hình thành những khe nứt làm mất tính liên tục của vật liệu, làm tăng độ thẩm thấu tạo điều kiện thâm nhập của các tác nhân ăn mòn.
Xảy ra hiện tượng thiếu nưốc trong quá trình thủy hóa, cấu trúc của bêtông bị suy yếu dẫn đến cường độ bị giảm, khả năng chịu tải của kết cấu giảm theo.
Đối với bêtông ứng lực trước, hiện tượng co ngót còn làm giảm ứng suất ban đầu của cốt thép ứng lực trưóc.
Để đối phó với hiện tượng co ngót của bêtông có thể thực hiện các biện pháp sau đây:
Bảo dưỡng bêtông, giữ độ ẩm cho bêtông ít nhất 15 ngày sau khi đổ.
Dùng loại ximăng thích hợp và hạn chế hàm lượng ximăng.
Dùng cốt liệu sạch và bằng loại đá rắn chắc, tăng hàm lượng cốt liệu bằng cách chọn cỡ và cấp phối cốt liệu hợp lý sao cho cốt liệu nhỏ và vừa chèn kín các kẽ hở của cốt liệu lón, tăng mật độ cốt liệu càng nhiều càng tốt. Tăng cường hàm lượng cốt thép một cách hợp lý.
Tăng độ đặc chắc của bêtông, nên đầm bằng phương pháp chân đông. Tý lê N/X thích hơp từ 0,4 đên 0,6.
Khi cần có thể pha thêm một số phụ gia chống co ngót như dầu mỏ, một sô loại muối hút ấm như íbrmiad de soude (5 10%), caséin hay paraphin. Những chất này có tác Sựng hạn chế tốc độ co ngót, các tính năng cơ học của bêtông có thời gian để phát triển. Tuy nhiên không nên lạm dụng chúng vì sự có mặt các chất này sẽ làm giảm một số tính năng của bêtông như giảm cường độ, độ dính của bêtông với cốt thép, hơn nữa độ co ngót cuôi cùng vẫn không thay đổi.