Đầu tiên, trong chúng ta có nhiều người dễ lầm tưởng khi nghe đến tính từ “dẻo” của bê tông. Thực tế, bê tông dẻo không phải là dẻo như kẹo. Mà đó là cơ tính chịu uốn của loại bê tông đặc biệt này.
Bê tông dẻo là gì?
Bê tông dẻo [ECC] là loại bê tông có khả năng chịu uốn tốt, chịu kéo tốt, và thậm chí chịu được cả khi bị biến dạng cong [ở mức độ nhất định]. Thông thường, khả năng chịu nén là tiêu chí đánh giá chính của bê tông. Nhưng điều này không hoàn toàn đúng với bê tông dẻo.
Như chúng ta biết, đối với bê tông “thông thường”, để có được khả năng chịu uốn, cốt thép hoặc cốt sợi, lưới sẽ được bổ sung vào lõi bê tông. Còn ECC vốn đã có siêu năng lực này mà người sử dụng không cần phải bổ sung vật liệu hỗ trợ. Thực ra, trong cốt liệu của ECC cũng đã được trộn với những vật liệu sợi.
ECC cũng được coi là loại bê tông có cơ tính cao và đặc biệt như UHPC.
So sánh bê tông ECC với UHPC?
Be tông dẻo [ECC] có thể được nhắc đến như một loại UHPC [Ultra High Performance Concrete]. Tiếng Việt gọi là Bê tông chất lượng siêu cao. Mặc dù điều này không hoàn toàn chính xác. ECC thiên về tính chất chịu kéo, chịu uốn và biến dạng, có sức chịu nén không cao. Còn UHPC [bê tông chất lượng siêu cao] lại cho sức chịu uốn cực mạnh, sức chịu nén cực lớn, và cả sức chịu kéo cũng lớn.
Về khối lượng thể tích, ECC nhẹ hơn, và UHPC nặng hơn. Thông thường ECC nhẹ hơn bê tông thường từ 20-40%.
Để hình dung về cơ tính, ta có thể coi UHPC là thép lò xo, và ECC là cây nến.
Ứng dụng của bê tông dẻo [ECC]
Bê tông dẻo chỉ được sử dụng trong các kết cấu cần độ chịu uốn và biến dạng lớn. Chẳng hạn ở nơi thường có động đất như Nhật Bản.
Loại bê tông này cũng được sử dụng trong công trình cầu đường. Tuy nhiên, UHPC thể hiện vai trò này tốt hơn vì không bị đứt gãy và biến dạng dễ dàng. Chẳng hạn TKA UHPC với mác chịu uốn cơ bản đã lên tới 120 [hay 12 N/mm2]. Khi được bổ sung thêm cốt sợi kim loại, chúng có thể tăng sức chịu uốn lên tới nhiều lần. Như vậy, UHPC sẽ phù hợp hơn với nhiều loại công trình đặc biệt như cầu đường, kết cấu mái vòm, cầu thang, kết cấu mỏng,… Trong khi thực tế, ECC vẫn bị nứt gãy khi phải chịu uốn.
Hiện nay, ECC vẫn còn là một loại vật liệu khá mới mẻ, kén công trình. Và chúng vẫn đang tiếp tục được nghiên cứu để ứng dụng nhiều hơn trong cuộc sống.
Tấm bê tông dẻo HTC có tên tiếng anh là Engineered Cementitious Composite Concrete, viết tắt là bê tông dẻo ECC, là vật liệu xây dựng quen thuộc, được sử dụng rộng rãi trong nhiều công trình xây dựng. Bê tông dẻo có khả năng chịu uốn tốt, siêu dẻo và có cường độ cao.
Từ "dẻo" trong bê tông dẻo phản ánh khả năng chịu uốn, tính đàn hồi của sản phẩm này. Bê tông truyền thống có cường độ chịu nén tốt nhưng khả năng chịu uống kém. Do đó, thường phải bổ sung thành phần cốt thép để hoàn thiện cấu kiện để tạo thành khối vật liệu có khả năng chịu uốn. Trường hợp, tấm bê tông nhẹ ALC khi được thêm cốt liệu cố thép sẽ tăng khả năng chống va đập, chịu lực uốn. Chính vì thế, việc kết hợp với các vật liệu, cốt liệu cốt thép được áp dụng rộng rãi trong cấu kiện tấm bê tông để hoàn thiện sàn bê tông. Kết cấu bê tông dẻo này thường có khả năng đàn hồi tốt, thậm chí có thể tạo hình, uốn cong.
Nguồn gốc bê tông dẻo
Vật liệu bê tông dẻo HTC được nghiên cứu, chế tạo bởi giáo sư Victor Li vào năm 1900.
Đặc tính kỹ thuật của Bê tông dẻo
- Bê tông dẻo có những đặc tính vượt trội về kỹ thuật so với bê tông cốt sợi thuỷ tinh như:
- Khả năng chịu lực kéo cao gấp nhiều lần so với bê tông truyền thống và bê tông cốt sợi thuỷ tinh [Glass Fiber Reinforced Concrete].
- Dễ dàng thi công, đúc và trộn bê tông dẻo do tính linh động, thậm chí có thể trộn và đổ bê tông dẻo bằng tay.
- Khối lượng sợi trong bê tông dẻo thấp hơn nhiều so với bê tông truyền thống. Thành phần sợi PVA chiếm tỷ trọng lớn trong thành phần cốt sợi của bê tông dẻo. Cốt sợi PVa có chiều dài từ 6 đến 8mm và trong suốt, không nhìn thấy, đường kính chỉ bằng một phần nhỏ so với sợi tóc thông thường.
- Bê tông dẻo đổ dễ dàng thường không gặp nhiều vấn đề. Bê tông dẻo HTC đúc dễ dàng, đúc khuôn nhanh chóng trong lần đổ đầu tiên. Tính năng vượt trội này khiến cho sản phẩm bê tông dẻo trở thành vật liệu thông minh được yêu thích sử dụng trong xây dựng công trình, kiến trúc.
Thành phần của bê tông dẻo
Bên trong bê tông dẻo bao gồm các thành phần chính như:
- Cát mịn: sử dụng cát thạch anh, tìm thấy dễ dàng tại các nhà máy xử lý nước. Trong trường hợp không có đủ cát mịn, có thể sử dụng các cốt liệu thay thế như tro bay, xỉ lò cao, silica fume vào hỗn hợp bê tông.
- Cốt sợi gia cố: bao gồm các loại sợi siêu nhỏ chiếm toàn bộ thể tích bê tông dẻo như sợi thuỷ tinh, sợi silica, sợi amiang, sợi thép, sợi polyvinyl... tạo nên tính đàn hồi cho bê tông dẻo.
- Lớp phủ chống ma sát: tạo ra bề mặt trơn giúp các sợi gia cố có thể trượt lên nhau, giảm tình trạng nứt do ma sát gây ra dưới tác động của ngoại lực.
- Phụ gia siêu dẻo: các loại phụ gia thuộc dòng melimine dehyde sulphonate, polycarboxylate, lignin, lignosulfonates, naphthalene... gia tăng khả năng đàn hồi của kết cấu.
Những ưu điểm vượt trội của bê tông dẻo
- Khả năng uốn cong tương tự kim loại
- Độ bền, chịu lực tốt hơn so với các loại bê tông truyền thống
- Không dễ vỡ, có khả năng tự phục hồi
- Giảm chi phí, tối ưu ngân sách trong xây dựng, dự án
- Sử dụng tương tự các loại bê tông đúc sẵn.
Sự khác nhau giữa bê tông truyền thống và bê tông dẻo
Bê tông dẻo có khả năng uốn cong tốt, dẻo so với bê tông truyền thống không thể uốn cong.
- Về độ bền, bê tông dẻo không xuất hiện nhiều vết nứt và sai sót như bê tông thường.
- Về khả năng chống rung, động đất: Bê tông dẻo bền, khó bị vỡ trong quá trình vận chuyển, hay những ảnh hưởng của động đất hơn so với bê tông truyền thống.
- Về khả năng phục hồi sau khi nứt: Bê tông dẻo có khả năng tự phục hồi cao hơn so với bê tông truyền thống. Với phản ứng carbon-dioxide và nước, bê tông dẻo có thể tự chữa hồi phục các vết nứt trong khi bê tông truyền thống bị hạn chế khả năng phục hồi do lượng xi măng tự do thấp.
- Về khả năng sửa chữa và bảo trì: Bê tông dẻo tốn ít chi phí bảo trì và sửa chữa do không bị nứt nẻ nhiều như bê tông truyền thống.
- Thời gian bảo dưỡng: Bê tông dẻo chỉ cần 7 ngày bảo dưỡng trong khi thời gian bảo dưỡng của bê tông truyền thống rơi vào khoảng 28 ngày.
- Về khả năng thi công: Bê tông dẻo đòi hỏi tay nghề thi công của thợ lành nghề, có hiểu biết, kiến thức về vật liệu xây dựng chất lượng cao trong khi bê tông truyền thống có thể được thi công bởi lao động phổ thông mọi trình độ.
- Về chi phí: Bê tông dẻo sử dụng các cốt liệu chất lượng cao, khó tìm, ít có trên thị trường nên chi phí cho quá trình sản xuất là cao. Trong khi bê tông truyền thống dễ dàng chuẩn bị các cốt liệu, có sẵn trên thị trường, dễ mua với giá thành đa dạng, chi phí ban đầu thấp hơn rất nhiều.
- Trọng lượng: bê tông dẻo nhẹ hơn bê tông truyền thống 20 - 40%.
- Độ thân thiện: bê tông dẻo thân thiện với môi trường hơn bê tông truyền thống bởi lượng chất thải ra môi trường thấp hơn.
Ứng dụng của bê tông dẻo
Với tính năng uốn cong, dẻo, độ bền cao, bê tông dẻo đang được ứng dụng nhiều trong các dự án, công trình đòi hỏi khả năng chịu lực tác động cao, độ bền lâu dài, đặc biệt là các vùng hay xảy ra dư chấn, động đất.
Hy vọng những thông tin chi tiết về bê tông dẻo HTC trên đây sẽ giúp quý khách hàng có cái nhìn tổng quan, kiến thức đầy đủ về sản phẩm này trong ứng dụng các công trình, dự án xây dựng phù hợp.