Giảm thiểu nguy cơ nứt của bê tông khối lớn

(Xây dựng) – Sáng 31/7, Hội Bê tông Việt Nam (VCA) tổ chức Hội thảo trực tuyến với chủ đề “Giải pháp giảm thiểu nguy cơ nứt của bê tông khối lớn - Thảo luận chuyên sâu về móng trụ điện gió”, với sự tham gia của gần 700 đại biểu đến từ các viện nghiên cứu chuyên ngành, các hội nghề nghiệp, chủ đầu tư, nhà thầu, tư vấn thiết kế đang hoạt động tại Việt Nam.

Nứt do biến đổi thể tích bị cản trở

Chương trình hội thảo bao gồm các bài trình bày của TS Phan Hữu Duy Quốc – Phó Tổng giám đốc Công ty Cổ phần Xây dựng Coteccons, KS Nguyễn Đăng Khoa – Trưởng Phòng tư vấn kỹ thuật Công ty Xi măng INSEE, PGS.TS Trần Văn Miền – Giảng viên Trường Đại học Bách Khoa Thành phố Hồ Chí Minh, TS Trịnh Quốc Tuấn – cán bộ của Công ty Cổ phần FECON, ThS Nguyễn Thị Thu Lệ – Tổng Giám đốc Công ty National Beton, về các nội dung như: Tổng quan về nguyên lý và giải pháp cho vấn đề nứt do nhiệt thủy hóa trong bê tông khối lớn, giải pháp xi măng cho bê tông móng trụ điện gió trong môi trường biển, giải pháp hạ nhiệt bằng nước lạnh và kiểm soát nhiệt độ trong móng trụ điện gió, giải pháp tổng thể để kiểm soát nứt trong bê tông khối lớn khi thi công móng trụ điện gió, thiết kế cấp phối và cung ứng bê tông cho móng trụ điện gió trên bờ và dưới biển.

Trong bài trình bày của mình, TS Phan Hữu Duy Quốc – Phó Tổng giám đốc Công ty Cổ phần Xây dựng Coteccons phân tích, bê tông khối lớn dễ bị nứt do sự biến đổi thể tích do nhiệt của bê tông bị cản trở làm phát sinh ứng suất kéo lớn trong bê tông. Giải pháp để giảm thiểu vấn đề này là giảm thiểu sự biến đổi thể tích và những cản trở đối với biến đổi thể tích do nhiệt độ của bê tông, hoặc tăng khả năng kháng nứt của vật liệu; Bao gồm giải pháp về vật liệu như: sử dụng xi măng đã để nguội, sử dụng nước lạnh (dùng chiller, hay nước đá), sử dụng xi măng ít tỏa nhiệt (hoặc trộn phụ gia khoáng), làm mát cốt liệu (tưới nước, che phủ), sử dụng cốt liệu ít co giản nhiệt (nếu có thể chọn), dùng khí lạnh hay Ni tơ lỏng để làm lạnh bê tông.

Giải pháp về thi công như đổ bê tông vào ban đêm, tránh mùa hè nếu có thể, chia nhỏ, chia mỏng khối đổ bê tông, bao phủ xe bồn bằng vật liệu cách nhiệt, bao phủ ống dẫn bê tông khi bơm xa, giảm cản trở bên ngoài (ví dụ như trải tấm lót hay rải cát trên nền đá), giải nhiệt trong khối bê tông bằng nước lạnh, dưỡng hộ bảo ôn đúng mực và tháo ra vào thời điểm phù hợp.

TS Phan Hữu Duy Quốc cũng chỉ ra những giải pháp khác như: sử dụng phụ gia trương nở để bù co ngót nhiệt, định hướng vết nứt bằng mối nối làm giảm tiết diện bê tông, tăng cốt thép để giảm bề rộng vết nứt (phân tán vết nứt), sử dụng băng sợi thủy tinh để phân tán ứng suất (thay vai trò của thép).

TS Phan Hữu Duy Quốc cho rằng, cần hiểu rõ nguyên lý của việc nứt trong bê tông khối lớn để có giải pháp phù hợp về vật liệu hay thi công; nguy cơ nứt và các giải pháp đưa ra nên được đánh giá một cách định lượng; cần có giải pháp để giảm nguy cơ nhưng cũng nên sẵn sàng giải pháp xử lý vết nứt, vì xác suất nứt rất cao; các nhà thầu Việt Nam nên thử áp dụng các giải pháp đặc biệt như sử dụng phụ gia trương nở, dùng băng sợi thủy tinh, mối nối định vị vết nứt…

Cần kiểm soát nhiệt độ

Theo KS Nguyễn Đăng Khoa – Trưởng Phòng tư vấn kỹ thuật Công ty Xi măng INSEE, các tác nhân chính gây hại cho bê tông và ảnh hưởng đến độ bền công trình, đặc biệt các công trình điện gió khu vực duyên hải (môi trường biển) là: Sulfate (SO4 2- ), Chloride (Cl- ) nhanh và nguy hiểm nhất, bên cạnh đó còn là yếu tố kết cấu trụ móng điện gió, thường là bê tông khối lớn cũng tiềm tàng nguy cơ nứt do nhiệt.

Giải pháp về xi măng mà KS Nguyễn Đăng Khoa đưa ra là sử dụng xi măng bền sulfate kết hợp ít tỏa nhiệt – dùng phụ gia khoáng hoạt tính, với các tiêu chuẩn kỹ thuật xi măng áp dụng: TCVN 7711 : 2013 PCBBFS40 – loại HS, TCVN 7712 : 2013 PCBBFS40 – loại LH, ASTM C1157 - Type HS; CEM III, EN 197-1.

Ưu điểm nổi bật của phương pháp này là tăng khả năng bền trong môi trường xâm thực của bê tông, tăng khả năng chống ăn mòn và bảo vệ cốt thép cho bê tông, hạn chế ăn mòn kiềm – cốt liệu và nhiệt thủy hóa thấp hạn chế các vết nứt do nhiệt trong bê tông.

PGS TS Trần Văn Miền – Giảng viên Trường Đại học Bách Khoa Thành phố Hồ Chí Minh đưa ra các giải pháp kiểm soát nhiệt độ trong bê tông khối lớn như: Hạn chế tốc độ phát nhiệt thủy hóa của xi măng trong bê tông bằng cách hạn chế lượng dùng xi măng, dùng xi măng ít tỏa nhiệt, hạ nhiệt độ cốt liệu, hạ thấp nhiệt hỗn hợp bê tông; Hạn chế chênh lệch nhiệt độ đen ta T bằng cách đưa nhiệt độ trong khối bê tông ra ngoài, bọc vật liệu cách nhiệt để giữ nhiệt độ khối đổ, phân chia khối đổ.

Quây bạt kín xung quanh thành dầm, dùng đèn cao áp làm ấm nhiệt độ vùng đáy và đầu dầm.

PGS.TS Trần Văn Miền khuyến nghị, bê tông khối lớn cần ủ nhiệt kín để kiểm soát kỹ chênh lệch nhiệt độ giữa các điểm cận kề trong khối bê tông; cần thiết kế tối ưu cấp phối bê tông để giảm hàm lượng xi măng sử dụng; cần giảm nhiệt độ hỗn hợp bê tông trước khi đổ; giải pháp an toàn sau cùng là sử dụng hệ thống ống tản nhiệt – Cooling pipe đối với kết cấu dầm chuyển (bê tông cường độ cao B50-55) hoặc những dự án yêu cầu Tmax thấp (65-70 độ C).