Tìm hiểu về bê tông cường độ cao

Tạ Thị Thuỷ Tiên

Bê tông cường độ cao là loại bê tông với nhiều ưu điểm vượt trội so với bê tông thông thường nhờ những tiến bộ nghiên cứu khoa học kỹ thuật. Trong thực tế, các công trình như xây dựng cầu, nhà, công trình thuỷ điện, những công trình lớn quan trọng đều sử dụng bê tông cường độ cao

Khái niệm bê tông cường độ cao

Bê tông cường độ cao với cường độ chịu nén cao nhất trong các loại bê tông. Cường độ chịu nén của bê tông cường độ cao ở 28 ngày là lớn hơn 60 Mpa. Bê tông cường độ cao với thành phần hỗn hợp xi măng, các chất siêu dẻo, cốt liệu tối ưu và phụ gia hoạt tính.

Các loại bê tông cường độ cao

Trong thực tế, có 3 tiêu chí phân loại bê tông cường độ cao bao gồm: tính dễ nỗ, cường độ chịu nén và thành phần các vật liệu chế tạo.

  • Căn cứ theo cường độ chịu nén có thể chia bê tông cường độ cao thành các loại như sau:

Bê tông truyền thống với cường độ chịu nén từ 15 đến 25 Mpa.

Bê tông thường với cường độ chịu nén từ 30 đến 50 Mpa.

Bê tông cường độ cao với cường độ chịu nén từ 60 đến 80 Mpa.

Bê tông cường độ rất cao với cường độ chịu nén từ 100 đến 150 Mpa.

Lưu ý: Mẫu thử được test ở ngày thứ 28 với mẫu hình có H = 30cm và D = 15cm.

  • Căn cứ theo thành phần cốt liệu, phân loại bê tông cường độ cao thành các loại như sau:

Bê tông cường độ cao không có thành phần muội silic, thay vào đó sử dụng tro bay thay thế cho muội silic tạo ra loại bê tông cường độ cao có độ dẻo lớn, cường độ cao nhưng cường độ chịu nén chỉ ở mức 60Mpa.

Bê tông cường độ cao có thành phần muội silic ở mức 5 - 15% trên tỉ lệ xi măng, với ưu điểm cường độ chịu nén cao lên tới 100Mpa. Bê tông cường độ cao sử dụng cốt sợi kim loại với ưu điểm độ dẻo cơ học vượt trội nhất trong các loại bê tông cường độ cao.

screenshot-5-1651055958.jpg
Bê tông cường độ cao với cường độ chịu nén cao nhất trong các loại bê tông

Ứng dụng của bê tông cường độ cao trong cuộc sống

Trong thực tế, các công trình như xây dựng cầu, nhà, công trình thuỷ điện, những công trình lớn quan trọng đều sử dụng bê tông cường độ cao nhờ tính năng vượt trội như cường độ cao, cường độ chịu nén tốt, độ dẻo lớn.

  • Đầu tiên, sử dụng bê tông cường độ cao làm cột các công trình lớn như toà nhà cao tầng. Nhờ khả năng chịu nén vượt trội hơn hẳn mọi loại bê tông truyền thống, sử dụng loại bê tông này làm cột các tòa nhà có thể chịu tải tốt trong khi đó giảm thiểu kích thước mặt cắt tiếp xúc cột. Chính vì thế, tiết kiệm được ván khuôn đổ bê tông.
  • Thứ hai, sử dụng bê tông cường độ cao với các công trình trên biển: ưu thế của về trọng lượng của loại bê tông này giúp giảm tổng trọng lượng của cả công trình, kéo dài tuổi thọ của kết cấu chung.
  • Thứ ba, sử dụng bê tông cường độ cao trong xây dựng công trình cầu, đường: Trong những công trình kiểu này, bê tông cường độ cao thường được phục vụ trong quá trình xây dựng hệ thống dầm cầu dự ứng lực. Với trọng lượng thấp, bê tông cường độ cao giảm tải trọng cho hệ thống dầm và tăng chiều dài kết cấu nhịp.

Cấu trúc của bê tông cường độ cao có sử dụng vữa xi măng chất lượng cao và cốt liệu truyền thống

Các đặc tính trong thành phần, cốt liệu của bê tông cường độ cao có thể ảnh hưởng đến cấu trúc của sản phẩm này. Các đặc tính bao gồm: chất lượng của cốt liệu, cấu trúc và thành phần vi mô của hồ xi măng, liên kết giữa cốt liệu và hồ xi măng. Tương tự như bê tông xi măng, bê tông cường độ cao cũng bao gồm 3 thành phần cấu trúc. Để cải thiện  cấu trúc của bê tông cường độ cao, có thể cải thiện cấu trúc liên kết giữa cốt liệu và hồ xi măng hoặc cải thiện cấu trúc và thành phần của hồ xi măng. Còn lại, chất lượng của cốt liệu gần như ít biến thiên, được đánh giá là vùng kiến trúc bảo thủ bên trong bê tông cường độ cao.

Cấu trúc và thành phần của cốt liệu tạo nên khung chịu lực cho bê tông cường độ cao, có mối liên quan chặt chẽ với cường độ của cốt liệu, tính chất của từng thành phần bên trong cấu trúc và độ liên kết giữa các hạt. Thực tế, cường độ liên kết giữa các hạt có cấp phối hạt đạt chuẩn đã lấp đầy các lỗ rỗng bên trong bê tông và tăng diện tiếp xúc giữa các thành phần hạt cốt liệu. Sử dụng các cốt liệu truyền thống bên trong bê tông cường độ cao tạo ra sự liên kết chặt chẽ hơn.

vlxdorg-be-tong-cuong-do-caojpg-1651055958.crdownload
Các đặc tính trong thành phần, cốt liệu của bê tông cường độ cao có thể ảnh hưởng đến cấu trúc của sản phẩm này

Cốt liệu bên trong bê tông cường độ cao

Bê tông cường độ cao có tỉ lệ thành phần 1 nước tương ứng với 0.25 xi măng. Ngoài ra thành phần phụ gia là hạt silic mịn hoặc tro bay. Các cốt liệu truyền thống và xi măng chất lượng cao có cấu trúc tương tự với bê tông xi măng. Sự khác nhau của cốt liệu kích cỡ lớn và nhỏ dạng nhân tạo, tự nhiên nằm ở hình dạng kích thước bề mặt, cường độ khác nhau, với mỗi hạt có kích cỡ từ 0.14 - 150mm sẽ ảnh hưởng đến:

Khả năng chiếm dụng không gian bên trong kết cấu bê tông, ảnh hưởng đến hàm lượng sử dụng chất kết dính, hạ giá thành bê tông. Cốt liệu kích thước lớn làm khung chịu lực được gắn kết bằng hồ xi măng. Cốt liệu kích thước nhỏ với nồng độ đặc, tăng khả năng co ngót cho bê tông. Cốt liệu cát với tỉ lệ, thành phần phù hợp sẽ giảm hàm lượng sử dụng xi măng, cường độ chịu nén bê tông sẽ tăng.

Lượng tạp chất bên trong mỗi loại cốt liệu giảm khả năng liên kết giữa vữa và xi măng với bề mặt các cốt liệu kahcs, tạo ra sự ăn mòn. Các hạt kích thước nhỏ như sét, bùn, bụi... khiến dung lượng đá xi măng sử dụng trong kết cấu bê tông tăng lên. Trong điều kiện khí hậu thay đổi, độ ẩm thay đổi, thể tích các loại hạt này thay đổi khiến cấu trúc bê tông bị phá huỷ, chính vì vậy phải kiểm soát chặt chẽ hàm lượng các loại hạt này bên trong kết cấu bê tông.

cuong-do-chiu-luc-be-tong-696x372-1651726902.jpg
Các cốt liệu truyền thống và xi măng chất lượng cao có cấu trúc tương tự với bê tông xi măng.

Các cốt liệu như cát, đá tạo thành cấu trúc khung cho bê tông cường độ cao, trong đó cát có môđun, đá ảnh hưởng đến độ dẻo và cường độ chịu nén của bê tông cường độ cao. Các cốt liệu sạch, mịn, có góc cạnh, nhỏ là cốt liệu lý tưởng theo tiêu chuẩn hiện hành đối với bê tông cường độ cao.

Hy vọng khái niệm và thông tin về bê tông cường độ cao dưới đây sẽ giúp quý khách hàng nắm rõ về vật liệu này cũng như có những áp dụng phù hợp trong quá trình thi công, xây dựng.