Bê tông đã và đang là một vật liệu quen thuộc với mỗi chúng ta, chúng được sử dụng trong xây dựng nhà, cầu đường. Theo các con số thống kê thì tỷ lệ sử dụng hỗn hợp bê tông trong xây dựng nhà chiếm khoảng 40% , xây dựng cầu đường chiếm khoảng 15% tổng khối lượng. Với sự phát triển của các công nghệ xây dựng hiện đại, chúng thường bộc lộ những hạn chế như cường độ chịu kéo thấp, khối lượng công trình cốt thép lớn , cường độ chịu nén chỉ đạt tối đa 50 MPa.
Việc phát triển các công nghệ mới đang là một xu hướng tất yếu, có nhiều loại bê tông đặc biệt phù hợp hơn với xây dựng các tòa nhà cao tầng, các công trình đòi hỏi khắt khe hơn. Sau đây xin mời bạn cùng công ty Cổ phần đầu tư thương mại xây dựng Việt Đức đi tìm hiểu về các loại bê tông đặc biệt này qua bài viết dưới đây.
Bê tông đặc biệt
Khác với các loại bê tông thông thường, những loại hỗn hợp được xếp vào loại đặc biệt này chính là bê tông nhẹ, bê tông rất nặng, bê tông cốt sợi, bê tông polyme.
Bê tông nhẹ
Bê tông nhẹ có khối lượng thể tích từ 300 – 1800 kg/m3 và cường độ nén từ 15 – 500 kG/cm2. Loại bê tông nhẹ phổ biến nhất thường có khối lượng thể tích 90-1400kg/m3 và cường độ nén 50 – 200 KG/cm2.
Bê tông nhẹ thường được sử dụng làm tường ngoài, trường ngăn, trần ngăn nhằm mục đích giảm bớt trọng lượng bản thân công trình và tăng khả năng cách nhiệt của các kết cấu bao che.
Theo công dụng bê tông nhẹ được phân ra :
– Bê tông nhẹ chịu lực: Chỉ tiêu quan trọng của bêtông loại này là cường độ chịu nén.
– Bê tông nhẹ chịu lực, cách nhiệt: Các chỉ tiêu quan trọng của bê tông loại này là cường độ chịu nén và khối lượng thể tích.
– Bê tông nhẹ cách nhiệt: Chỉ tiêu quan trọng để đánh giá loại này là khối lượng thể tích.
Bê tông nhẹ cốt liệu rỗng
Nguyên liệu chế tạo: Để chế tạo bê tông nhẹ người ta dùng xi măng pooclăng thường, xi măng pooclăng rắn nhanh, xi măng pooclăng xỉ, cốt liệu chủ yếu là cốt liệu rỗng vô cơ hoặc hữu cơ. Cốt liệu rỗng vô cơ có nhiều loại: Loại thiên nhiên như sỏi đá bọt, túp núi lửa, đá vôi vỏ sò. Loại nhân tạo như keramzit, agloporit, xỉ lò cao nở phồng.
Các loại cốt liệu này có đặc tính chung là chứa nhiều lỗ rỗng.
Tính chất của bê tông nhẹ cốt liệu rỗng :
Cường độ: Tùy theo cường độ nén, bêtông nhẹ cốt liệu rỗng được phân ra các loại mác M25; M35; M50; M75; M100; M150; M200; M250; M300; M350; M400.
Cường độ của nó phụ thuộc nhiều yếu tố như : Mác xi măng, cường độ và đặc trưng bề mặt của cốt liệu.
Khối lượng thể tích đặc trưng cho khả năng cách nhiệt và mức độ nhẹ của bê tông. Khối lượng thể tích của bê tông nhẹ có thể giảm đi nếu ta lựa chọn thành phần cốt liệu có độ rỗng cao, dùng xi măng mác cao hoặc sử dụng một lượng nhỏ phụ gia tạo khí và tạo bọt.
Tính dẫn nhiệt của bê tông nhẹ phụ thuộc chủ yếu vào khối lượng thể tích và độ ẩm của nó. Khi độ ẩm tăng lên 1% thì độ dẫn nhiệt tăng lên 0,014-0,03 kCal/m.oC.h.
Bê tông khí
Nguyên vật liệu chế tạo : Bê tông khí được chế tạo từ hỗn hợp xi măng pooclăng (thường cho thêm vôi rắn trong không khí hoặc Na2CO3), cát thạch anh nghiền mịn, tro nhiệt điện, xỉ lò cao nghiền mịn và chất tạo khí. Chất tạo khí thường dùng là bột nhôm, dung dịch H2O2, bột đá vôi, và axít clohyđric.
Tính chất của bê tông khí
Bê tông khí (hay bê tông tổ ong) là một dạng đặc biệt của bê tông nhẹ và đặc biệt nhẹ. Cấu trúc tổ ong gồm những lỗ rỗng nhỏ kích thước 0,5 – 2mm phân bố đều. Thành lỗ rỗng mỏng bền chắc, nhờ đó mà bê tông có khối lượng thể tích nhẹ, độ dẫn nhiệt thấp và khả năng chịu lực tốt.
Bê tông bọt
Nguyên vật liệu chế tạo. Bê tông bọt được chế tạo bằng cách trộn hỗn hợp vữa xi măng và hỗn hợp bọt đã được chuẩn bị trước.
Hỗn hợp hỗn hợp xi măng được chế tạo từ chất kết dính (xi măng hoặc vôi), cát thạch anh nghiền mịn, tro nhiệt điện hoặc xỉ hạt lò cao nghiền mịn và nước.
Hỗn hợp bọt được chế tạo từ chất tạo bọt như alumôsunfonaftan, keo nhựa thông và các chất tạo bọt tổng hợp.
Tính chất: Tính chất cơ bản của bê tông bọt tương tự như bê tông khí nhưng lỗ rỗng của chúng lớn hơn nên khả năng cách nhiệt kém hơn. Hệ số dẫn nhiệt của bê tông bọt dao động dao động từ 0,08 – 0,6 kCal/m.0C.h.
Bê tông bền axit
Nguyên vật liệu chế tạo
Chất kết dính trong bê tông bền axít là thủy tinh lỏng – Loại silicat natri hoặc kali ở dạng lỏng có khối lượng riêng khoảng 1,4 kg/l.
Chất độn là bột khoáng bền axit nghiền từ cát thạch anh tinh khiết, bazan và điaba.
Chất đóng rắn thường là floruasilicat natri (Na2SiF6 ).
Cốt liệu dùng cho bê tông bền axít là cát thạch anh, đá dăm nghiền từ đá granit, anđêzit v.v… Thành phần hạt phải đảm bảo chế tạo từ bê tông có độ đặc cao.
Tính chất :
Bê tông bền axit khá bền vững với axít đậm đặc, kém bền vững với dung dịch kiềm. Nước có thể phá hủy bê tông bền axít trong vòng 5 – 10 năm.
Bê tông bền axít được dùng làm lớp bảo vệ cho bê tông cốt thép và kim loại, xây dựng các bể chứa, đường ống và các thiết bị khác trong công nghiệp hóa học, thay thế cho các loại vật liệu đắt tiền như chì lá, gốm chịu axít.
Bê tông cường độ cao siêu dẻo
Việc sử dụng phụ gia hoá dẻo cho xi măng và bê tông đã được bắt đầu từ lâu và hiện nay càng phổ biến nhất là ở các nước công nghiệp phát triển. Ở nước ta phụ gia hoá học mới được sử dụng ở mức độ hạn chế. Các công trình thuỷ điện Thác Bà, Sông Đà trước đây đã sử dụng phụ gia hoá dẻo khi chế tạo bê tông.
Bê tông cường cao siêu dẻo thường có độ sụt từ 8-20cm và có cường độ tuổi 7 ngày bằng khoảng 0,85 R28, ở tuổi 28 ngày có Rb =1 ÷ 1,2 RX, tỷ lệ N/X =0,35 ÷ 0,4. Do đó độ sụt lớn (siêu dẻo) nên thích hợp với công nghệ xây dựng hiện đại bằng phương pháp bơm bê tông. Loại bê tông này hiện nay đã được sử dụng phổ biến trên thế giới và bắt đầu được sử dụng ở Việt Nam.
Cấu trúc của bê tông cường độ cao khi sử dụng phụ gia siêu dẻo.
Ngày nay người ta không còn xem thành phần của hỗn hợp bê tông chỉ là xi măng, đá, cát, nước mà còn có thêm phụ gia … Phụ gia đã trở thành thành phần quan trọng trong hỗn hợp bê tông hiện đại và nó có tác động đến cấu trúc vi mô của bê tông.
Khi cho phụ gia vào hỗn hợp thì phụ gia sẽ làm tăng độ linh động của các hạt xi măng, chúng làm giảm diện tích tiếp xúc giữa các hạt, làm giảm lực ma sát giữa các thành phần của hỗn hợp bê tông. Khi bị hấp thụ lên bề mặt xi măng nó sẽ kiềm chế tốc độ phản ứng thuỷ hoá. Mặt khác phụ gia siêu dẻo có thể cho phép giảm nước khoảng 10 ÷ 30% vì vậy có thể tăng cường độ được khoảng 30%.
Tóm lại : khi cho phụ gia siêu dẻo vào hỗn hợp bê tông sẽ làm tăng độ linh động của dung dịch huyền phù và tăng tính nhớt của bề mặt các hạt ximăng, giảm được lượng nước dùng do đó cải thiện được cấu trúc vi mô. Kết quả là giảm độ thấm, liên kết tốt hơn với cốt liệu và cốt thép, cường độ cao hơn và nâng cao tuổi thọ của kết cấu công trình bằng bê tông cốt thép
Bê tông cường độ cao
Khái niệm chung
Kể từ khi xuất hiện xi măng, bê tông xi măng, việc sử dụng bê tông vào các công trình xây dựng là phổ biến và có hiệu quả về yêu cầu kỹ thuật và kinh tế. Hiện nay các công trình xây dựng thường sử dụng loại bê tông có mác bê tông từ 20MPa đến 50MPa. Như vậy việc sử dụng bê tông mác cao (mác ≥ 60MPa) hiện nay còn rất hạn chế. Khi áp dụng các bê tông có cường độ cao có thể làmcho kết cấu được giảm nhẹ mà vẫn cho khả năng lực của kết cấu đạt yêu cầu thiết kế và khai thác.
Trên thế giới bê tông có cường độ cao ngày càng được sử dụng phổ biến đó là một thế hệ mới nhất của các vật liệu tạo ra kết cấu mới. Loại bê tông này có thể tạo ra được trên công trường với cốt liệu thông thường và vữa chất kết dính được cải thiện bằng cách dùng một vài sản phẩm tốt như muội silic và chất siêu dẻo.
Như vậy bê tông cường độ cao là loại bê tông không những có khả năng chịu lực cao mà còn có độ sụt lớn dựa trên cơ sở sử dụng muội silic và chất siêu dẻo.
Thành phần tổng quát của bê tông cường độ cao sẽ là: lượng xi măng có thể biến đổi trong khoảng từ 400-550 kg/m3 liều lượng muội silic trong khoảng từ 5 – 15% khối lượng xi măng, tỷ lệ N/X khoảng 0,25 – 0,35, tỷ lệ chất siêu dẻo từ 1-1,2 lít/100 kg xi măng.
Muội silic là một chất bột silic khô rất mịn, nó là sản phẩm phụ của công nghệ sản xuất silic. Muội silic có kích thước vô cùng nhỏ từ 0,1μm đến vài μm, nó có tác dụng kép về mặt vật lý và hoá học. Đầu tiên nó có tác dụng lấp đầy bằng cách xen vào giữa các hạt xi măng, cho phép làm giảm lượng nước mà tính dễ đổ vẫn như nhau. Ngoài ra muội silic (microsilica) phản ứng với hiđroxitcanxi tự do ở bên trong bê tông để tạo ra thêm silicat canxi thuỷ hoá (dạng keo), tạo ra sự dính kết chặt chẽ hơn giữa hồ và cốt liệu.
Bê tông hạt nhỏ
Cùng với sự phát triển kết cấu bê tông kích thước lớn bằng bê tông cốt thép đã xuất hiện những kết cấu mái nhịp lớn dạng vòm, kết cẫu vỏ mỏng với chiều dày 20÷30mm và những sản phẩm có chiều dày bé khác dẫn đến nhu cầu về loại bê tông đặc chắc, có cường độ cao, cốt liệu bé với cỡ hạt lớn nhất không vượt quá 10mm và thực tế chỉ nên 5÷7mm (có khi 3mm).
Đặc điểm của bê tông hạt nhỏ là có bề mặt riêng của cốt liệu cao và có thể tích rỗng giữa các hạt lớn, do đó cần tăng hàm lượng hồ xi măng trong hỗn hợp so với bê tông thường. Bê tông hạt nhỏ còn có đặc điểm là có có độ đồng nhất về cấu tạo và có sự phân bố đều đặn của hạt cốt liệu nhờ đó giảm được ứng suất tập trung tại chỗ tiếp xúc giữa đá xi măng và cốt liệu.
Để giảm lượng dùng hồ ximăng trong hỗn hợp bê tông hạt nhỏ cần đặc biệt chú ý tới phẩm chất cốt liệu và cần xác định một cấp phối hạt cốt liệu tốt nhất, đồng thời giảm lượng nước nhào trộn bằng cách sử dụng các loại phụ gia hoạt tính bề mặt và sử dụng loại hỗn hợp cứng và cứng vừa bằng cách tăng cường đầm chặt có hiệu quả khi tạo hình để giảm chiều dày lớp xi măng giữa các hạt cốt liệu và tăng được mật độ thể tích cốt liệu.
Bê tông hạt nhỏ có cường độ chịu kéo bằng từ 0,07÷0,1 cường độ nén (với bê tông mác từ 60÷40).
Lực dính kết giữa bê tông hạt nhỏ và cốt thép khoảng 0,15Rnén (với cốt trơn) và 0,2÷0,3 Rnén (với cốt có gờ).
Mô đun đàn hồi với loại bê tông có N/X và có cỡ hạt cốt liệu lớn trung bình sẽ không bé hơn sơ với bê tông thường.
Điển nổi bật của các loại bê tông đặc biệt
Với loại bê tông nhẹ, chúng có trọng lượng nhẹ chất lượng sản phẩm tốt, tiết kiệm chi phí móng và kết cấu. Chúng có cường độ chịu nén rất cao từ 2,5-4,5 N/m2. Điểm khác biệt tiếp theo đó là chúng có khả năng cách âm tốt, được xem như một giải pháp để chống ồn cho các trường học, bệnh viện, khách sạn…Chúng cũng có khả năng chống thấm cực tốt, khả năng giảm thiểu ảnh hưởng của động đất, khả năng cách nhiệt và chống cháy dễ thi công và tuổi thọ thì bền mãi với thời gian.
Với loại bê tông nặng, điểm nổi bật nhất chính là khả năng tự lấp đầy cốp pha bằng trọng lượng bản thân nó. Có sự cân bằng giữa độ chảy và sự không phân tầng giữa hỗn hợp. Chúng sẽ giúp tăng độ bền, độ đồng nhất của các kết cấu bê tông và betong cốt thép dùng trong xây dựng
Với loại bê tông cốt sợi thì chúng có khả năng cách nhiệt, chịu kéo uốn, chống va đập tốt, độ bền dẻo dai cao. Do đó chúng rất phù hợp với những kết cấu cần cách nhiệt, cách âm, đồng thời chịu kéo uốn hay va đập, gia tăng chất lượng công trình.
Vói loại bê tông polyme thì ưu điểm lớn nhất của chúng chính là giá thành rẻ và dễ sử dụng
Ứng dụng của các loại bê tông đặc biệt
Các loại hỗn hợp đặc biệt này phù hợp với các công trình xây dựng lớn với yêu cầu kỹ thuật khắt khe như đảm bảo cách âm, cách nhiệt, chống thấm….
Các loại hỗn hợp bê tông thương phẩm này có thể sử dụng để thi công hạng mục công trình móng, sàn, dầm chúng cũng có thể dùng để trang trí.
