Giải pháp giảm thiểu nứt do nhiệt của bê tông khối lớn

(Xây dựng) – Sáng 23/10, Tạp chí Xây dựng – Tạp chí khoa học chuyên ngành của Bộ Xây dựng tổ chức Tọa đàm trực tuyến “Giải pháp giảm thiểu nứt do nhiệt của bê tông khối lớn – Những nguyên tắc chung và ví dụ thực tiễn”.

Tổng Biên tập Tạp chí Xây dựng Nguyễn Thái Bình phát biểu khai mạc buổi tọa đàm.

Nguyên nhân gây ra hiện tượng nứt trong bê tông khối lớn

Phát biểu khai mạc, Tổng Biên tập Tạp chí Xây dựng Nguyễn Thái Bình cho biết, Tọa đàm trực tuyến “Giải pháp giảm thiểu nứt do nhiệt của bê tông khối lớn – Những nguyên tắc chung và ví dụ thực tiễn” nhằm mục đích để các chuyên gia, nhà khoa học và các bên tham gia vào các dự án lớn có dịp được trao đổi, chia sẻ kinh nghiệm của nhau.

Chương trình tọa đàm bao gồm bài trình bày của TS. Phan Hữu Duy Quốc – Phó Tổng Giám đốc Công ty Cổ phần Xây dựng Coteccons; PGS.TS. Trần Văn Miền – Giảng viên Trường Đại học Bách Khoa Thành phố Hồ Chí Minh; PGS.TS. Hồ Ngọc Khoa – Giảng viên Trường Đại học Xây dựng Hà Nội và TS. Trần Bá Việt – Phó Chủ tịch Hội Bê tông Việt Nam về các nội dung như: Những nguyên lý chung về nguyên nhân và giải pháp chống nứt cho bê tông khối lớn, kỹ thuật kiểm soát nhiệt độ cho bê tông khối lớn các dự án điển hình, đổ bê tông liên tục kết hợp phân chia đổ với lớp cấp phối và tỏa nhiệt khác nhau – một phương pháp mới thi công bê tông khối lớn, biện pháp thi công bê tông khối lớn.

Yêu cầu cơ bản của bất kỳ kết cấu bê tông nào là tuổi thọ sử dụng lớn hơn tuổi thọ thiết kế. Bê tông phải có khả năng chịu mài mòn, chống được hiện tượng xâm thực bởi môi trường và theo chế độ bảo trì đã được thiết kế. Nứt bê tông nếu không được xử lý kịp thời và phù hợp sẽ ảnh hưởng đến các yếu tố này. Điều này cũng đồng thời đặt ra nhiều vấn đề trong thi công bê tông khối lớn, cần thiết được trao đổi, thảo luận để định lượng nguy cơ nứt và có giải pháp giảm thiểu hiệu quả.

TS. Phan Hữu Duy Quốc – Phó Tổng Giám đốc Công ty Cổ phần Xây dựng Coteccons diễn giải những nguyên lý cơ bản nhất về nguyên nhân của việc phát sinh vết nứt trong bê tông khối lớn, các giải pháp phù hợp để giảm thiểu nguy cơ này.

TS. Phan Hữu Duy Quốc chỉ ra những cách hiểu sai hay chưa chính xác về bê tông khối lớn và về nguy cơ nứt do nhiệt thủy hóa, trong đó có một suy nghĩ mặc định khá nguy hiểm rằng kích thước khối bê tông phải là trên 2m mới cho là bê tông khối lớn, trong khi thực tế thì nguy cơ nứt luôn hiện hữu ngay cả khi khối bê tông chỉ dày vài chục cm.

TS. Phan Hữu Duy Quốc nhấn mạnh, khi nói về khởi nguồn của việc nứt trong bê tông khối lớn, đầu tiên phải nói đến nhiệt độ dâng cao trong khối bê tông (đôi khi đạt đến mức trên 90 độ C) do nhiệt thủy hóa phát sinh từ phản ứng giữa xi măng và nước. Mức độ và tốc độ tăng của nhiệt độ trong khối bê tông sẽ tùy theo loại và lượng xi măng, nhiệt độ ban đầu của khối bê tông, vật liệu ván khuôn, thời gian tháo ván khuôn, thời tiết,…

Tuy nhiên, nguyên nhân trực tiếp của sự nứt lại nằm ở chỗ khác: Sự thay đổi thể tích do nhiệt độ của bê tông (theo nguyên tắc nóng thì nở ra, lạnh thì co lại) có bị cản trở hay không. Nếu sự biến đổi thể tích (khi nhiệt độ tăng lên, hoặc giảm xuống) bị cản trở, ứng suất sẽ phát sinh trong lòng bê tông và vết nứt sẽ phát sinh nếu ứng suất này vượt quá khả năng chịu đựng của bê tông.

Nguyên nhân gây ra hiện tượng nứt trong bê tông khối lớn.

Giải pháp giảm thiểu nứt trong bê tông khối lớn là gì?

Bằng việc giải thích rõ cho người nghe nguyên nhân chính của sự nứt, TS. Phan Hữu Duy Quốc nêu ra các giải pháp khác nhau về vật liệu cũng như thi công, nhằm giảm thiểu những thay đổi thể tích của bê tông hay giảm các cản trở đối với biến dạng đó.

Bên cạnh đó, TS. Phan Hữu Duy Quốc cũng nhấn mạnh sự cần thiết phải định lượng nguy cơ nứt, cũng như định lượng hiệu quả của các giải pháp về vật liệu cũng như thi công, để đạt được hiệu quả chống nứt cao nhất. Giải pháp định lượng được giới thiệu bao gồm phân tích số bằng phương pháp phần tử hữu hạn, hay sử dụng công thức thực nghiệm từ các tiêu chuẩn của nước ngoài. Trong đó có nói đến những giải pháp chưa phổ biến ở Việt Nam như việc sử dụng phụ gia trương nở để bù co ngót nhiệt, sử dụng băng sợi carbon để giảm thiểu bề rộng vết nứt (phân tán vết nứt), “mặc áo” cho xe bồn bê tông, sử dụng cốt liệu có độ co giản nhiệt thấp,…

TS. Phan Hữu Duy Quốc mong muốn những người làm công tác bê tông hiểu rõ những nguyên lý cơ bản nhất để có những ứng xử phù hợp với bê tông khối lớn và ngay cả khi chấp nhận chuyện nứt thì số lượng và bề rộng vết nứt cũng sẽ được giảm thiểu.

Một trong những giải pháp giảm thiểu nứt trong bê tông khối lớn được giới thiệu tại buổi tọa đàm.

Còn theo PGS.TS. Hồ Ngọc Khoa – Giảng viên Trường Đại học Xây dựng Hà Nội, trong thi công bê tông khối lớn, vấn đề quan trọng nhất mà dự án cần quan tâm là vấn đề kiểm soát nứt cho kết cấu. Mục tiêu kiểm soát nứt có thể là ngăn ngừa không cho xuất hiện vết nứt hoặc cho phép nứt nhưng hạn chế bề rộng vết nứt.

Trên thực tế thi công kết cấu bê tông khối lớn hiện nay ở Việt Nam, để kiểm soát nứt bê tông nhiều phương pháp đã được áp dụng như như chia nhỏ khối đổ, thi công bê tông nhiều đợt có mạch ngừng, sử dụng dàn thoát nhiệt đưa nhiệt bên trong khối bê tông ra ngoài, sử dụng các giải pháp phụ gia, cấp phối để giảm nhiệt trong khối bê tông…

PGS.TS. Hồ Ngọc Khoa chia sẻ phương pháp thi công bê tông khối lớn sử dụng các lớp đổ tỏa nhiệt khác nhau cho phần trên và dưới của khối bê tông, kết hợp sử dụng bê tông tỏa nhiệt thấp, phụ gia làm chậm ninh kết và bảo dưỡng bề mặt cách nhiệt là công nghệ mới, lần đầu tiên ở Việt Nam cho thi công đài móng công trình Lotte Center; một số vấn đề cơ bản của phương pháp thu được qua quá trình nghiên cứu thực nghiệm, lý thuyết và thực tế thi công.

PGS.TS. Trần Văn Miền – Giảng viên Trường Đại học Bách Khoa Thành phố Hồ Chí Minh cho biết, để hạn chế và kiểm soát nứt do nhiệt của kết cấu bê tông khối lớn cần tập trung kiểm soát chênh lệch nhiệt độ giữa các điểm trong khối bê tông và nhiệt độ lớn nhất sinh ra trong quá trình dưỡng hộ bê tông.

Hiện tại, có thể sử dụng các kỹ thuật sau để kiểm soát chênh lệch nhiệt độ giữa các điểm trong khối bê tông và nhiệt độ lớn nhất sinh ra trong quá trình dưỡng hộ bê tông: Tối ưu cấp phối bê tông với hàm lượng xi măng sử dụng tối thiểu và kết hợp phủ các lớp ủ nhiệt kín cho kết cấu bê tông khối lớn; Lắp đặt ống giải nhiệt (cooling pipe) và kết hợp phủ các lớp ủ nhiệt kín cho kết cấu bê tông khối lớn; Phân chia kết cấu bê tông khối lớn thành nhiều khối đổ khác nhau.

Trong bài trình bày của PGS.TS. Trần Văn Miền bao gồm các bước chi tiết để kiểm soát chênh lệch nhiệt độ giữa các điểm trong khối bê tông và nhiệt độ lớn nhất sinh ra trong quá trình dưỡng hộ bê tông của các dự án bê tông khối lớn điển hình cho đến nay tại Việt Nam. Các dự án được giới thiệu gồm: Kết cấu móng bê tông khối lớn của dự án Landmark81; Dầm chuyển bê tông khối lớn của dự án Spirit of Sai Gon (One Central); Kết cấu dầm chuyển bê tông khối lớn của dự án 58 Tây Hồ.