Được xem là một trong những vật liệu chính của công trình xây dựng, bê tông cốt thép đã và đang góp phần tạo độ vưnxg chắc của công trình xây dựng. Hôm nay hãy cùng Xây Dựng Việt Đức đi tìm hiểu về loại vật liệu này qua bài viết dưới đây.
Tổng quan về bê tông cốt thép
Là một loại vật liệu được dùng phổ biến trong các công trình xây dựng, nhờ có bê tông và cốt thép mà các công trình xây dựng tăng được tuổi thọ, thời gia sử dụng được lâu hơn.
Sơ lược lịch sử dụng bê tông cốt thép
Loại vật liệu này được áp dụng trên thế giới từ những năm 60 trở về trước nhưng ở Việt Nam chỉ khoảng 20 năm gần đây nó mới được phát triển và áp dụng rộng rãi. Các nhà khoa học Nga đã có công rất lớn trong việc phát triển loại móng mới này về lý thuyết cũng như về kỹ thuật thi công.Bê tông cốt thép được phát triển gắn liền với tên tuổi các nhà khoa học Nga như: ( K.X. Xilin, N.M. Glotov, VI. Karpinski).
Trước đây cọc cốt thép thường làm đặc có nhược điểm là không kinh tế, vì vừa tốn xi măng, thép lại vừa nặng, gây khó khăn cho việc treo cọc và vận chuyển cọc, do đó trong những năm gần đây người ta thường chế tạo cọc ống rỗng.
Những ưu nhược điểm của bê tông cốt thép
Ưu điểm:
- Tiết kiệm chi phí, chúng rẻ tiền hơn so với thép khi kết cấu có nhịp vừa và nhỏ, cùng chịu tải như nhau. Sử dụng vật liệu địa phương( cát, đá, sỏi…) tiết kiệm thép
- Khả năng chịu lực của chúng tốt hơn kết cấu gỗ và gạch đá. Kết cấu của bê tông cốt thép có thể chịu được tất cả các tải trọng tĩnh, động và động đất.
- Khả năng chịu lửa tốt hơn gỗ và thép: Bê tông sẽ bảo vệ cho cốt thép không bị nung nóng sớm, chỉ cần lớp bê tông có độ dày từ 1,5- 2 cm đủ để tránh hậu quả tai hại do những đám cháy bình thường gây ra.
- Tuổi thọ của công trình cao, chi phí bảo dưỡng ít: Bê tông có cường độ tăng theo thời gian, chống chịu tác động của môi trường tốt, cốt thép được bê tông bao bọc bảo vệ không bị gỉ
- Việc tạo dáng cho kết cấu thực hiện dễ dàng: Vữa bê tông khi thi công ở dạng nhão có thể đổ vào các khuôn có hình dạng bất kỳ , cốt thép đủ dẻo để uốn theo hình dạng của kết cấu.
Nhược điểm:
- Trọng lượng bản thân lớn, nên gây khó khăn cho việc xây dựng kết cấu có nhịp lớn bằng bê tông cốt thép thường
- Bê tông cốt thép dễ có khe nứt ở vùng kéo khi chịu lực. Với kết cấu bê tông cốt thép có khe nứt trong vùng chịu kéo là khó tránh khỏi, thông thường thì bề rộng khe nứt không lớn lắm và ít ảnh hưởng đến chất lượng sử dụng của kết cấu. Tuy nhiên trong thực tế cũng có trường hợp có nhu cầu phải ngăn ngừa hoặc hạn chế khe nứt. Kết cấu trong môi trường xâm thực, các đường ống hay bể chứa chất lỏng… Để khắc phục tình trạng này, cần sử dụng bê tông cốt thép ứng lực trước.
- Cách âm và cách nhiệt kém hơn gỗ và gạch đá. Có thể sử dụng kết cấu có lỗ rỗng, kết cấu nhiều lớp, bê tông xốp.
- Thi công phức tạp, khó kiểm tra chất lượng: khắc phục nhược điểm này thì chúng ta nền dùng bê tông cốt thép lắp ghép.
- Khó gia cố và sửa chữa; Thiết kế cần phải phù hợp với yêu cầu sử dụng hiện tại và mở rộng sử dụng.
Vì sao bê tông và cốt thép có thể cùng chịu lực?
Bê tông và cốt thép dính với nhau để chúng có thể truyền lực qua lại. Lực dính có tầm quan trọng hàng đầu. Nhờ có lực dính mà cường độ của thép mới được khai thác, hạn chế được bề rộng vết nứt (của bê tông) trong vùng chịu kéo mới… Vì vậy, người ta tìm mọi cách để tăng lực dính giữa bê tông và cốt thép. .
Không xảy ra phản ứng hóa học giữa bê tông và cốt thép. Bê tông bao bọc cốt thép, bảo vệ chống lại sự xâm thực của môi trường. Vì vậy, khi thi công kết cấu bê tông cốt thép phải hết sức thận trọng khi sử dụng phụ gia (chất hóa dẻo hoặc chất đông cứng), phải đầm kỹ để bê tông đạt được độ chặt yêu cầu.
Cốt thép và bê tông có hệ số giãn nở nhiệt gần như nhau (của bê tông = 0,00001 -:- 0,000015), của thép = 0,000012). Vì vậy, khi nhiệt độ thay đổi trong giới hạn bình thường (dưới ) trong cấu kiện không xuất hiện ứng suất bên trong đáng kể, không gây tổn hại lực dính giữa chúng. Bê tông có đặc tính chịu kéo kém, khi được gia cường, nhược điểm này sẽ được khắc phục vì thép là vật liệu chịu kéo tốt.
Bê tông bảo vệ cốt thép khỏi các tác nhân gây hại từ môi trường. Bê tông giữ cho cốt thép không bị ăn mòn. Do đó, lượng xi măng tối thiểu phải có và độ dày của lớp bảo vệ phải được lựa chọn tùy thuộc vào loại kết cấu và môi trường làm việc của nó.
Đặc điểm nổi bật của bê tông cốt thép
Có lẽ nhiều người chưa biết rằng Thép và bê tông có hệ số giãn nở nhiệt gần giống nhau, do đó tránh được sự ảnh hưởng của nhiệt độ môi trường. Bê tông bảo vệ cốt thép khỏi sự xâm thực của môi trường, thép định vị bê tông nhằm tránh nứt vỡ. Bê tông có đặc tính chịu kéo và uốn kém, khi có cốt thép nhược điểm này sẽ được khắc phục do thép là vật liệu chịu kéo khá tốt.
Về cơ bản trong cấu kiện bê tông cốt thép thì cốt thép sẽ chịu ứng suất kéo còn bê tông chịu ứng suất nén, vì cốt thép chịu nén và kéo đều tốt, còn nhược điểm của bê tông là chỉ chịu nén tốt, còn chịu kéo thì kém.Bê tông cốt thép được sử dụng rộng rãi trong xây dựng hiện nay. Sự kết hợp giữa bê tông và cốt thép tạo ra các cấu kiện làm các kết cấu chịu lực của cac công trình.
Vì sao bê tông cốt thép được sử dụng rộng rãi trong xây dựng?
Kết cấu bê tông và bê tông cốt thép là loại kết cấu bê tông cốt thép lâu đời nhất và được ứng dụng rộng rãi nhất trong các công trình xây dựng: nhà ở, sân bay, đường giao thông… Theo thống kê chưa đầy đủ, ở Việt Nam hiện nay có khoảng 70 loại. % tòa nhà được xây dựng từ cấu trúc này.
- Khả năng chịu lực lớn hơn rất nhiều so với các vật liệu khác như đá, gạch, gỗ,..
- Độ bền cao do bê tông có khả năng chống xâm thực và ăn mòn tốt.
- Dễ tạo hình theo yêu cầu kiến trúc do bê tông là hỗn hợp tồn tại ở dạng lỏng và dẻo trước khi đông cứng.
- Khả năng hấp thụ sốc tốt do khối lượng lớn.
- Tính chống cháy tốt do bê tông có hệ số dẫn nhiệt thấp nên bảo vệ tốt cốt thép trong điều kiện nhiệt độ cao (dưới 400 độ C).
- Chi phí sản xuất thấp do hầu hết các vật liệu làm bê tông đều sẵn có: đá, cát, sỏi, v.v.
- Chi phí bảo trì cũng thấp vì kết cấu bê tông ít bị hư hại.
Bên cạnh những ưu điểm vượt trội, bê tông vẫn còn tồn tại một số hạn chế như:
- Phải mất một thời gian dài để bê tông cứng lại.
- Tiến độ sản xuất phụ thuộc nhiều vào yếu tố thời tiết.
- Bê tông nguyên khối đông cứng có khối lượng lớn gây khó khăn trong quá trình vận chuyển.
- Theo thời gian, bê tông cốt thép bị co ngót gây rạn nứt, mất khả năng chịu lực.
Giờ thì bạn đã biết bê tông cốt thép là gì, cấu tạo và ứng dụng của nó như thế nào trong lĩnh vực xây dựng rồi phải không? Có nhiều vật liệu khác được sử dụng để làm cốt thép cho bê tông.
