Nguyên nhân gây nứt bê tông sớm là gì?

Nguyên nhân gây nứt bê tông sớm là gì?

Giai đoạn nứt bê tông sớm được quan sát trong bảy ngày đầu tiên sau khi đổ bê tông. Tuy nhiên, các vết nứt như vậy cũng có thể mất hơn một tuần để có thể nhìn thấy được trên các tấm bê tông cốt thép. Do đó, các vết nứt xuất hiện trong vòng 60 ngày sau khi đổ bê tông được coi là vết nứt giai đoạn sớm.

Các vết nứt sớm không gây phá hủy kết cấu bê tông nếu không vượt quá dung sai kết cấu. Tuy nhiên, chúng có thể dẫn đến sự ăn mòn sớm của các thanh cốt thép và làm bong lớp vỏ bê tông, dẫn đến tăng chi phí bảo trì và có khả năng giảm tuổi thọ.

Bê tông mới đổ có thể bị nứt sớm dựa trên thành phần của hỗn hợp bê tông, môi trường tiếp xúc, tỷ lệ thủy hóa và tình trạng đóng rắn. Vì vậy, hiểu đúng về nguyên nhân là điều cần thiết để xem xét các biện pháp phù hợp nhằm tránh hiện tượng nứt tuổi sớm cho bê tông.

Nguyên nhân gây nứt bê tông sớm là gì?

1. Nhiệt độ bên trong bê tông

Quá trình thủy hóa xi măng tạo ra nhiệt thủy hóa, có thể dẫn đến sự phát triển vết nứt sớm. Nếu nhiệt độ bên trong lên đến khoảng 50 o C, ettringite có thể trở nên không ổn định và tan biến. Sau khi nhiệt độ bên trong giảm, ettringite sẽ nở ra và có thể dẫn đến nứt bên trong và bên ngoài.

Hình-1: Vết nứt ngang tuổi sơ khai trên cột bê tông cốt thép được phát triển trong vòng ba ngày sau khi đổ bê tông
Hình-1: Vết nứt ngang tuổi sơ khai trên cột bê tông cốt thép được phát triển trong vòng ba ngày sau khi đổ bê tông

2. Gradient nhiệt độ

Gradient nhiệt độ xảy ra khi bê tông tiếp xúc với nhiệt độ cao mà không thể tiêu tán được. Trong trường hợp này, một gradient nhiệt độ cao giữa bề mặt bên trong và bên ngoài của các phần tử kết cấu bê tông tạo ra ứng suất nhiệt.

Nếu cấu kiện bê tông bị kìm hãm, ứng suất nhiệt ở tuổi non của bê tông sẽ dễ dàng vượt quá cường độ chịu kéo của bê tông và hình thành các vết nứt.

Các hạn chế trong bê tông có thể là do sự thay đổi về độ sâu của mặt cắt như điểm tiếp giáp giữa lưới và mặt bích trong dầm chữ T hoặc bản sàn, cốt thép trên cùng trong dầm hoặc tấm, kiềng trong cột, thanh giằng ván khuôn và cầu nối của cốt liệu thô giữa các tấm ván khuôn và các phần hẹp.

3. Co rút tự động

Sự co ngót tự sinh có thể tạo ra ứng suất kéo lớn trong bê tông ở tuổi sớm, đặc biệt là trong bê tông cường độ sớm cao.

Sự co ngót tự sinh xảy ra sau khi động lực của nó được tạo ra bởi sự co ngót hóa học. Sự co ngót hóa học xảy ra khi thể tích của sản phẩm thủy hóa trở nên nhỏ hơn thể tích ban đầu của các thành phần đã phản ứng, đó là xi măng và nước. Độ co rút hóa học cuối cùng của hồ xi măng poóc lăng thủy hóa điển hình có thể là 10% thể tích.

Khi không có sẵn nước bổ sung để đóng rắn sau khi xi măng đông kết, sự co ngót hóa học sẽ đi kèm với sự hình thành các lỗ rỗng mao quản trong hồ xi măng ngậm nước, được gọi là quá trình tự hút ẩm. Các menisci trong các lỗ chân lông được lấp đầy một phần còn lại sẽ tạo ra ứng suất tự sinh tạo ra hiện tượng co rút tự sinh, dẫn đến nứt nẻ sớm.

Các vết nứt thường phát triển xung quanh các vật cản bên trong như cốt thép và cốt liệu hoặc xuyên qua chiều sâu của cấu kiện bê tông khi có đủ vật cản bên ngoài.

Hình-2: Sự co lại tự động
Hình-2: Sự co lại tự động

4. Độ lún nhựa

Độ lún của nhựa là một yếu tố phổ biến dẫn đến nứt tuổi sớm. Nó xảy ra khi các hạt rắn trong hỗn hợp bê tông lắng xuống dưới tác dụng của trọng lực và nước chảy và di chuyển lên trên.

Sự chuyển động xuống của các hạt rắn tạo ra ứng suất nếu bê tông bị hạn chế lắng cục bộ. Vì vậy, khi ứng suất này vượt quá cường độ chịu kéo của bê tông mới đổ thì xảy ra hiện tượng nứt tuổi sớm. Các vết nứt được phát triển tại nguồn gốc của sự kiềm chế trong bê tông.

Nứt tuổi sớm do lún dẻo thường xảy ra ở các dạng liên quan đến sự thay đổi đột ngột độ sâu của bê tông. Điều này là do độ lún lớn hơn ở phần sâu hơn và tạo ra các vết nứt xung quanh điểm thay đổi trong phần ván khuôn.

Hình-3: Độ lún nhựa của bê tông mới đổ
Hình-3: Độ lún nhựa của bê tông mới đổ

5. Sấy khô co rút

Sự co ngót do sấy khô cũng có thể gây ra nứt sớm nếu sự co ngót được hạn chế bên trong, bên ngoài hoặc sự kết hợp của chúng. Sự co ngót khi sấy phân bố không đồng đều trên toàn bộ chiều dày của thành viên bê tông, dẫn đến sự co ngót khác nhau.

Sự co ngót vi sai tạo ra chuyển động dọc trục và cong vênh. Hai chuyển động này tạo ra ứng suất dọc trục và ứng suất uốn nếu bê tông bị kìm hãm sẽ dẫn đến nứt tuổi sớm. Sự co ngót do sấy khô cũng tạo ra ứng suất dư trong các phần tử nhỏ.

Hình-4: Vết nứt do co ngót khi làm khô trong bê tông
Hình-4: Vết nứt do co ngót khi làm khô trong bê tông

6. Tải bên ngoài

Tải trọng bên ngoài như rung động, giao thông và gió có thể tạo thêm ứng suất trên bê tông và gây ra các vết nứt tuổi sớm nếu cường độ kéo của bê tông bị vượt qua.

Cường độ chịu kéo của bê tông ở độ tuổi sơ khai thấp đáng kể và có thể dễ dàng vượt qua. Đó là lý do tại sao không nên bỏ qua các tác động của tải trọng bên ngoài sau khi đổ bê tông .

7. Bê tông Creep

Bê tông bị dão là một nguyên nhân khác gây nứt bê tông sớm. Khi bê tông trải qua chuyển động phụ thuộc vào thời gian do tác dụng của ứng suất bên trong hoặc bên ngoài, cốt liệu trong bê tông có tác dụng hạn chế các chuyển động này. Trong trường hợp này, bê tông có thể bị nứt.

Câu hỏi thường gặp

Nứt tuổi sớm trong kết cấu bê tông là gì?

Vết nứt tuổi sớm được quan sát trong bảy ngày đầu tiên sau khi đổ bê tông. Tuy nhiên, các vết nứt như vậy cũng có thể mất hơn một tuần để có thể nhìn thấy được trên các tấm bê tông cốt thép. Do đó, các vết nứt xuất hiện trong vòng 60 ngày sau khi đổ bê tông được coi là vết nứt tuổi sớm.

Các nguyên nhân gây ra nứt sớm ở các thành phần bê tông là gì?

  1. Nhiệt độ bên trong bê tông
  2. Độ dốc nhiệt độ
  3. Độ co ngót tự nhiên
  4. Độ lún của nhựa
  5. Độ co ngót do khô
  6. Chất tải bên ngoài
  7. Độ dốc của bê tông

Làm thế nào để nhiệt độ cao của quá trình thủy hóa gây ra nứt sớm trong bê tông?

Quá trình thủy hóa xi măng tạo ra nhiệt thủy hóa, có thể dẫn đến sự phát triển vết nứt sớm. Nếu nhiệt độ bên trong lên đến khoảng 50 o C, ettringite có thể trở nên không ổn định và tan biến. Sau khi nhiệt độ bên trong giảm, ettringite sẽ nở ra và có thể dẫn đến nứt bên trong và bên ngoài.

Những hạn chế bên ngoài và bên trong thường gặp ở các thành viên cụ thể là gì?

Các hạn chế trong bê tông có thể là do sự thay đổi về độ sâu của mặt cắt như điểm tiếp giáp giữa lưới và mặt bích trong dầm chữ T hoặc bản sàn, cốt thép trên cùng trong dầm hoặc tấm, kiềng trong cột, thanh giằng ván khuôn và cầu nối của cốt liệu thô giữa các tấm ván khuôn và các phần hẹp.

Làm thế nào để gradient nhiệt độ dẫn đến nứt tuổi sớm?Gradient nhiệt độ xảy ra khi bê tông tiếp xúc với nhiệt độ cao mà không thể tiêu tán được. Trong trường hợp này, gradien nhiệt độ cao giữa bề mặt bên trong và bên ngoài của các phần tử kết cấu bê tông tạo ra ứng suất nhiệt.

Nếu cấu kiện bê tông bị kìm hãm, ứng suất nhiệt ở tuổi non của bê tông sẽ dễ dàng vượt quá cường độ chịu kéo của bê tông và hình thành các vết nứt.

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *