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.

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.

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.