Co ngót bê tông là một trong những nguyên nhân chính gây ra hiện tượng sàn bê tông bị nứt, gãy, sụt lún. các dạng co ngót bê tông khác nhau, tùy theo các nguyên nhân hình thành. Cùng TKT Floor tìm hiểu kiến thức tổng quan về hiện tượng co ngót bê tông để có cách khắc phục hiện tượng này, phòng tránh tình trạng sàn, nền bê tông bị nứt và hư hỏng sau khi thi công.

1. Co ngót bê tông là gì?

Co ngót là một đặc tính cố hữu của bê tông. Sự co ngót trong bê tông có thể được định nghĩa là sự thay đổi thể tích quan sát được trong bê tông do sự mất độ ẩm ở các giai đoạn khác nhau do các nguyên nhân khác nhau. Bê tông có thể gây co rút thể tích trong điều kiện khô ráo hoặc nó có thể giãn nở trong điều kiện ẩm ướt.

Dựa trên những lý thuyết này, có thể kết luận rằng co ngót bê tông là sự co ngót của bê tông theo thời gian với nhiều lý do khác nhau trong quá trình đóng cứng.

2. Các dạng co ngót bê tông

Sự co ngót có thể được phân loại thành các loại sau:

  • Co ngót nhựa
  • Co ngót khô
  • Co rút tự sinh
  • Co ngót cacbonat

Trong đó, Carbon hóa bê tông là sự phản ứng của carbon dioxide CO2 trong môi trường với canxi hydroxit Ca(OH)₂ trong xi măng để tạo ra canxi cacbonat và nước. Quá trình cacbon hóa làm giảm độ kiềm của bê tông, suy yếu tác dụng bảo vệ của bê tông đối với các thanh thép. Từ đó gây ra sự ăn mòn của các thanh thép. Quá trình cacbon hóa làm tăng đáng kể độ co ngót của bê tông, gây ra các vết nứt nhỏ và tăng tốc độ ăn mòn của các thanh thép.

2.1. Co ngót nhựa trong bê tông

Co ngót nhựa (ngưng tụ) là hiện tượng co rút thể tích do phản ứng hydrat hóa trước khi bê tông hóa rắn . Co rút nhựa xảy ra trong vòng khoảng 3 đến 12 giờ sau khi bê tông được trộn. Vì bê tông vẫn ở trạng thái dẻo, sự ngưng tụ này được gọi là co rút nhựa. Kích thước ngưng tụ là khoảng 1% khối lượng xi măng tuyệt đối, tăng theo mức tăng tiêu thụ nước bê tông và tỷ lệ xi măng nước.

Một nguyên nhân khác gây ra các vết nứt do co ngót nhựa là cốt liệu bị hấp thụ nước từ bê tông. Các hạt cốt liệu như đá, sỏi hoặc cốt thép sẽ bị lún, từ đó hình thành các vết nứt có thể xuất hiện trên bề mặt của kết cấu hoặc bên trong cấu trúc tại xung quanh các cốt liệu. 

Trong trường hợp sàn và hè đường, nơi có diện tích bề mặt tiếp xúc với môi trường bên ngoài, bề mặt phơi trên diện rộng so với chiều sâu khi chịu nắng và gió làm bề mặt khô rất nhanh gây ra hiện tượng co ngót nhựa. Trong trường hợp thiết kế cấp phối mà tỷ lệ w/cm (tỉ lệ trộn xi măng với nước) không được đảm bảo, nước quá nhiều so với lượng xi măng, có khả năng xảy ra hiện tượng thừa nước. Lượng nước dư thừa này do quá trình chảy rỉ ở bề mặt của sàn. Khi chúng tiếp xúc với điều kiện thời tiết khô, chúng bay hơi và làm co rút thể tích gây ra các vết nứt.

Xem chi tiết: cách trộn xi măng với nước đúng

co-ngot-nhua
Hình ảnh: nứt bê tông do co ngót nhựa

Ngăn ngừa co ngót nhựa

Có thể áp dụng các biện pháp sau để ngăn chặn nguyên nhân gây ra hiện tượng co ngót nhựa:

  1. Việc thoát nước khỏi bề mặt có thể được ngăn chặn bằng cách phủ lên bề mặt những tấm bạt lớn. Ngăn cản sự bay hơi nước bởi môi trường, giúp ngăn chặn sự co ngót nhựa.
  2. Độ rung thích hợp của bê tông có thể ngăn chặn sự co ngót của nhựa.
  3. Có thể giảm co ngót nhựa trong kết cấu bê tông bằng cách sử dụng bột nhôm.
  4. Việc sử dụng xi măng nở cũng có thể giúp kiểm soát sự co ngót nhựa.

2.2. Co ngót khô

Co ngót khô là sự thay đổi thể tích của bê tông khi sấy, nguyên nhân là do sự thay đổi phân phối, chuyển động và bốc hơi nước của bê tông trong khung đá xi măng mới hình thành.

Sự co ngót này chủ yếu là do sự biến dạng của các dạng chất hồ, mặc dù vậy độ cứng của cốt liệu cũng ảnh hưởng đến nó. Nó xảy ra khi bê tông đã đông kết được gọi là co ngót do khô. Hầu hết các loại co ngót do khô diễn ra trong vài tháng đầu tiên của kết cấu sàn bê tông. Việc nước lưu trữ trong các khoảng trống và bay hơi sau đó gây ra hiện tượng co ngót do khô. 

Một phần của sự co ngót này có thể được phục hồi bằng cách ngâm bê tông trong nước trong một thời gian nhất định. Điều này có thể được tính bằng Công thức Schorer: Es=0,00125x(0,90-h)

Trong đó:

  • Es là biến dạng co rút
  • h là độ ẩm tương đối dưới dạng một phần nhỏ. 

Tỷ lệ co ngót này sẽ giảm dần theo thời gian. Gần 14% đến 34% co ngót xảy ra trong 2 tuần và 40% đến 70% co ngót xảy ra trong vòng 3 tháng. Gần 80% co ngót sẽ gây ra trong vòng một năm.

Có thể bạn quan tâm: cách giảm co ngót bê tông

Hình ảnh: sàn bê tông xảy ra hiện tượng co ngót khô

Các yếu tố ảnh hưởng đến hiện tượng co ngót khô

Sau đây là các yếu tố chính ảnh hưởng đến hiện tượng co ngót khô: 

1. Lựa chọn vật liệu: các thành phần được chọn cho cấp phối bê tông phải có chất lượng tốt để đảm bảo khả năng co ngót khô. Các đặc tính của thành phần về chất lượng và đặc điểm kỹ thuật phải phù hợp với mã tiêu chuẩn của khu vực đó. 

2. Tỷ lệ nước và xi măng (w/cm): tỉ lệ nước/xi măng của hỗn hợp bê tông càng cao thì càng có khả năng cao xảy ra hiện tượng co ngót khô. Khi tỷ lệ nước/xi măng tăng lên, độ bền của hồ và toàn bộ độ cứng sẽ giảm. Do đó sự co ngót bê tông tăng lên khi lượng nước tăng lên.

3. Điều kiện môi trường: độ ẩm tương đối của khu vực đóng một vai trò quan trọng đối với sự co ngót khi khô của kết cấu bê tông. Với sự gia tăng độ ẩm trong môi trường, kéo theo sự giảm độ co ngót. 

4. Hàm lượng xi măng: tỷ lệ co ngót sẽ tăng lên khi hàm lượng xi măng tăng lên 

5. Cốt liệu được sử dụng trong hỗn hợp: kích thước của cốt liệu sẽ ảnh hưởng đến nguyên nhân gây ra hiện tượng co ngót khi đóng khô. Cốt liệu có kích thước lớn sẽ làm giảm sự co ngót khô. Cấp phối và hình dạng của cốt liệu không có ảnh hưởng đáng kể đến các đặc tính co ngót của bê tông. Những cốt liệu có bề mặt nhám cao sẽ chống lại sự co ngót tốt hơn. 

6. Loại xi măng được sử dụng trong hỗn hợp: vì tùy theo mục đích mà có thể sử dụng nhiều loại xi măng, độ co ngót cũng thay đổi theo. Xi măng đông cứng nhanh sẽ khô nhanh hơn, do đó độ co ngót cũng nhiều hơn so với xi măng poóc lăng thông thường. Xi măng đông cứng nhanh sẽ yêu cầu lượng nước cao hơn và độ mịn cao dẫn đến co ngót nhiều hơn.

7. Phụ gia trong bê tông: việc bổ sung clorua canxi làm phụ gia vào hỗn hợp bê tông sẽ làm tăng độ co ngót. Nhưng tỷ lệ co rút này sẽ giảm khi nó được thay thế với sự trợ giúp của vôi.

8. Kích thước và hình dạng của các bản mẫu: tỷ lệ bề mặt so với thể tích là một yếu tố có thể ảnh hưởng đến tốc độ co ngót. Tốc độ và độ lớn của co ngót sẽ giảm khi tỷ lệ bề mặt và thể tích tăng lên. 

9. Các yếu tố khác: phương pháp xử lý bằng hơi nước ít ảnh hưởng đến sự co ngót. Nhưng nó cho thấy hiệu quả khi thực hiện ở áp suất cao.

2.3. Co ngót tự sinh trong bê tông

Co ngót tự sinh liên quan đến biến dạng thể tích riêng của bê tông do phản ứng hydrat hóa của xi măng trong điều kiện kín (không trao đổi nước với bên ngoài). Sự thay đổi thể tích xảy ra ngay cả sau khi kết cấu bê tông đông kết. Thể tích này có thể ở dạng co rút hoặc ở dạng trương nở. 

Khi có nước, nó tạo điều kiện cho quá trình hydrat hóa tiếp tục. Điều này có thể tạo ra sự mở rộng của cấu trúc bê tông. Nhưng khi không có độ ẩm để thực hiện quá trình thủy hóa này, bê tông sẽ có hiện tượng trương nở. Loại co ngót này do đó là kết quả của việc rút nước từ các lỗ mao dẫn có trong bê tông. 

Quá trình hydrat hóa chịu trách nhiệm cho việc rút nước này. Nước cần thiết cho quá trình hydrat hóa của xi măng ngậm nước. Quá trình rút nước từ các lỗ, khe rỗng gây ra quá trình hydrat hóa xi măng ngậm nước được gọi là quá trình tự hút ẩm. Hiện tượng như vậy được gọi là sự co ngót tự nhiên, co ngót tự sinh của bê tông hoặc sự thay đổi thể tích tự nhiên.

co-ngot-tu-sinh-trong-be-tong
Hình ảnh: nền bê tông nứt do co ngót tự sinh

Các yếu tố ảnh hưởng đến co ngót tự sinh

1. Nhiệt độ: với sự gia tăng nhiệt độ, tốc độ thay đổi thể tích sẽ cao hơn và gây ra co ngót tự sinh mạnh hơn

2. Hàm lượng xi măng: càng nhiều hàm lượng xi măng trong hỗn hợp thì độ co ngót tự sinh càng cao. Không phụ thuộc vào lượng nước có trong hỗn hợp. Càng nhiều hàm lượng xi măng sẽ càng bị hydrat hóa mạnh. Vì vậy, thay đổi thể tích tạo ra sự co ngót tự sinh sẽ tăng lên. 

3. Thành phần của xi măng Một số loại xi măng có hàm lượng tricalcium aluminat cao (C3A) và tetra canxi alumino ferrite (C4AF) sẽ làm tăng độ co rút tự sinh. Các chế phẩm đặc biệt này tạo điều kiện xúc tác cho quá trình phản ứng sản sinh hydrat hóa. 

2.4. Co ngót cacbonat trong bê tông

Sự co ngót cacbonat này là kết quả của phản ứng hóa học giữa hydrat xi măng trong bê tông và CO2 trong không khí. Lý do chính cho sự co ngót cacbon hóa là do các tinh thể Ca(OH)2 trong hydrat xi măng được cacbon hóa thành các kết tủa CaCO3. Tốc độ co ngót của cacbon phụ thuộc vào độ ẩm của bê tông, độ ẩm tương đối của môi trường, thành phần. Khi độ ẩm tương đối trong không khí là 100% hoặc thấp đến 25%, quá trình co ngót cacbon hóa dừng lại. Cacbonat co lại tương đối muộn, thường giới hạn ở bề mặt bê tông.

Quá trình cacbonat hóa sẽ dẫn đến sự phân hủy một số hợp chất xi măng. Các muối cacbonat được tạo thành bởi quá trình cacbonat hóa sẽ dẫn đến lấp đầy các lỗ rỗng và do đó làm giảm tính thẩm thấu. Khi độ thấm giảm, độ bền sẽ tăng lên. Nhưng khi sự co ngót bị hạn chế một phần hoặc toàn bộ do các yếu tố kìm hãm bên trong hoặc bên ngoài, thì hiện tượng nứt sẽ hình thành. 

Các vết nứt này là do ứng suất kéo sinh ra do các vật cản. Các khớp nối thích hợp có thể được cung cấp trong kết cấu trong quá trình đúc để chuyển động co và giãn. Loại co ngót này sẽ giúp nhóm thép chặt chẽ hơn, do đó giúp tăng độ liên kết.

Xem thêm: Nứt sàn bê tông – Nguyên nhân và cách khắc phục

co-ngot-carbonat
Hình ảnh: nền bê tông bị nứt do co ngót carbonat

3. Kết luận

Co ngót bê tông là hiện tượng tất yếu khi thi công sàn bê tông, tuy vậy chúng ta cũng có nhiều phương pháp để hạn chế và khắc phục các dạng co ngót bê tông này. Đảm bảo mang lại dự án thi công sàn với chất lượng cao, giảm tối đa các vết nứt gãy.

Hy vọng nội dung bài viết đã có thể giải quyết được nhu cầu tìm kiếm thông tin của bạn về các dạng co ngót bê tông. Mọi thắc mắc và ý kiến đóng góp vui lòng để lại bình luận hoặc liên hệ với các chuyên gia của TKT Floor theo địa chỉ: info@tktfloor.com để được hỗ trợ sớm nhất.

4. Nội dung bài viết liên quan

Mội số bài viết có nội dung liên quan mà có thể bạn quan tâm:


Nguồn: giải pháp sàn cứng TKT Floor

Không có bình luận

Trả lời

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