Trong lịch sử của quá trình hình thành vật liệu xây dựng từ thời xa xưa. Khi lông ngựa và rơm được trộn vào bùn nghiền để tạo thành vật liệu xây dựng, sự phát triển này không bao giờ dừng lại. Bê tông cốt sợi cũng là một trong những phát minh sáng tạo từ vật liệu bê tông thông thường. Nếu bê tông dẻo ECC là vật liệu cải tiến để nâng cao độ đàn hồi và độ bền uốn cho kết cấu.
Ban đầu bê tông khí chưng áp để biến vật liệu xây nặng thành vật liệu siêu nhẹ nổi tiếng. Sau đó, bê tông cốt sợi được phát minh để tăng khả năng liên kết của cấu trúc bên trong vật liệu. Bê tông cốt sợi có độ dẻo dai, ít khi nứt vỡ, cường độ chịu kéo, cường độ uốn, chịu mài mòn, chịu va đập rất tốt. Vì vậy, nó đã mở rộng phạm vi ứng dụng của bê tông trong các công trình thủy lợi, xây dựng cầu đường. Hãy cùng chúng tôi tìm hiểu thêm về kiến thức về bê tông sợi trong bài viết dưới đây.
Mục Lục
Khái niệm về bê tông sợi cốt
Bê tông cốt sợi có những đặc tính vượt trội hơn so với bê tông thường như cường độ chịu kéo, chịu uốn, độ mài mòn và khả năng chống va đập cao hơn. Nó được ứng dụng nhiều trong các công trình thủy lợi, xây dựng cầu đường và cầu cảng.
Bê tông cốt sợi là sự kết hợp giữa bê tông và sợi chịu lực. Trong đó có các loại sợi như sợi thép, sợi thủy tinh, sợi amiang, sợi carbon. Mỗi một loại sợi khác nhau thì lại có những tính chất khác nhau. Có 3 loại sợi chính trong bê tông này đó là sợi thép, sợi polypropylene và sợi bazan.
Cốt sợi polypropylene
Độ sụt và khối lượng thể tích của hỗn hợp polypropylene giảm xuống. Khi hàm lượng sợi tổng hợp tăng lên. Trong tất cả các yếu tố thành phần ảnh hưởng đến tính chất của hỗn hợp polypropylene thì yếu tố hàm lượng sợi có ảnh hưởng nhiều nhất.
Cốt sợi thép
Hàm lượng sợi thép ảnh hưởng rất nhỏ đến khối lượng thể tích của hỗn hợp sợi thép. Hỗn hợp bê tông thường có tính công tác khá cao nhưng khi đưa sợi thép vào thì tính công tác của hỗn hợp giảm mạnh. Độ sụt của hỗn hợp bằng không. Vì thế sử dụng độ cứng để đánh giá công tác của hỗn hợp sợi thép. Khi hàm lượng sợi thép tăng lên thì hỗn hợp cốt sợi thép tăng lên.
Cốt sợi bazan
Khi tăng hàm lượng sợi bazan 1-4%. Thì cả độ sụt và khối lượng thể tích của hỗn hợp bê tông tươi cốt sợi bazan đều giảm xuống. Khi sử dụng 4% sợi bazan thì độ sụt và khối lượng thể tích của hỗn hợp giảm đáng kể so với hỗn hợp cường độ cao không có cốt sợi. Khối lượng thể tích và độ sụt của hỗn hợp tăng lên. Khi hàm lượng xi măng tăng 400-500kg/m3. Khi tỉ lệ N/X tăng từ 0,4 lên 0,45 thì độ sụt của hỗn hợp tăng lên. Khối lượng thể tích của hỗn hợp giảm xuống.
Những tính chất cơ bản của bê tông cốt sợi
Cường độ chịu nén
- Cường độ chịu nén của betong cốt sợi polypropylene phụ thuộc nhiều vào hàm lượng sợi tổng hợp và tỷ lệ C/(C + Đ). Khi hàm lượng sợi và tỷ lệ C/( C + Đ) tăng lên thì cường độ chịu nén của betong cốt sợi polypropylene giảm xuống
- Cường độ chịu nén của betong cốt sợi thép cao hơn với loại bê tông thường. Cường độ chịu nén của bê tông tăng lên khi sợi thép tăng từ 60 lên 120kg/m3.
- Cường độ chịu nén của betong cốt sợi bazan giảm xuống khi hàm lượng sợi bazan tăng từ 1-4%. Cường độ chịu nén của chúng khi sử dụng 4% sợi bazan giảm xuống đáng kể so với bê tông cường độ cao không sử dụng cốt sợi. Cường độ chịu nén của betong cốt sợi bazan tăng lên khi hàm lượng xi măng tăng từ 400kg lên 500kg/cm3. Tỷ lệ N/X tăng từ 0,4 lên 0,45 làm cho cường độ chịu nén của chúng giảm xuống.
Cường độ chịu kéo
- Khi hàm lượng sợi tổng hợp tăng từ 0-2% và hàm lượng xi măng tăng từ 350 lên 400kg thì cường độ chịu kéo của bê tông polypropylene tăng lên. Khi tỷ lệ N/X tăng từ 0,5 lên 0,55 và tỉ lệ C/(C + Đ) tăng từ 0,39 lên 0,44 thì cường độ chịu kéo của hỗn hợp giảm xuống.
- Khi hàm lượng sợi thép tăng thì cường độ chịu kéo của betong cốt sợi thép tăng, sự chênh lệch cường độ chịu kéo của mẫu cốt sợi thép và thông thường tương đối lớn.
- Cường độ chịu kéo của bê tông cường độ cao không sử dụng sợi bazan là 87daN/cm2, cường độ chịu kéo tăng lên 90 và 91 daN/Cm2 khi sử dụng 1% và 2% sợ bazan, nhưng cường độ chịu kéo giảm xuống còn 89 và 86 daN/cm2 khi sử dụng 3 và 4% sợi bazan.
Cường độ chịu uốn
- Cường độ chịu uốn của betong cốt sợi polypropylene tăng lên. Khi hàm lượng cốt sợi tổng hợp tăng từ 0 đến 2%. Hàm lượng sợi xi măng tăng từ 350 lên 400kg.
- Khi hàm lượng sợi thép tăng 60,80,100 và 120kg/m3. Thì cường độ chịu uốn lần lượt tăng 43,4; 44,2; và 52daN/cm2. So với thông thường có cường độ chịu uốn là 25daN/cm2. Bê tông cốt sợi có tính dẹo dai tốt hơn so với loại thường.
- Cường độ chịu uốn không tăng đáng kể. Khi tăng hàm lượng sợi bazan 1% và 2%. Cường độ chịu uốn giảm xuống khi sử dụng 3% và 4% sợi bazan.
Khả năng chống va đập
Khả năng chống va đập của betong cốt sợi thông qua số lần bị rơi làm xuất hiện vết nứt và làm mẫu bị phá hoại hoàn toàn tăng lên khi hàm lượng sợi tăng lên. Đặc biệt khi dùng 4% sợi bazan. Thì khả năng chống va đập tăng lên đáng kể so với bê tông thương phẩm cường độ cao không sử dụng cốt sợi 60%.
Lời kết
Với xu hướng phát triển hiện nay thì các công trình phức tạp đòi hỏi sự kiên cố chắc chắn ngày một cao. Điều này đặt ra vấn đề đòi hỏi phải có nguyên vật liệu xây dựng có tính năng cao. Vì vậy bê tông cốt sợi được ra đời. Bê tông cốt sợi là một giải pháp ưu thế để thay thế cho cốt thép sợi truyền thống.