Bê tông cốt thép [BTCT] là một loại vật liệu composite kết hợp bởi bê tông và thép, trong đó bê tông và thép cùng tham gia chịu lực. Kết cấu bê tông cốt thép được sử dụng trong hầu hết các lĩnh vực xây dựng dân dụng và xây dựng công trình giao thông như nhà ở, cầu, đường, nhà xưởng công nghiệp, sân bay, thủy lợi… Trong hầu hết các công trình hiện nay, kết cấu BTCT đóng vai trò là kết cấu chịu lực chính cho cả công trình.
Tại Việt Nam, theo các thống kê sơ bộ, các công trình xây dựng từ kết cấu bê tông cốt thép chiếm 70% tổng số công trình xây dựng.
[Ảnh: Nguồn Internet]
Sự kết hợp giữa bê tông và cốt thép xuất phát từ thực tế bê tông là loại vật liệu có cường độ chịu kéo thấp [chỉ bằng từ 1/20 đến 1/10 cường độc chịu nén của bê tông], do đó hạn chế khả năng sử dụng của bê tông và gây nên lãng phí trong sử dụng vật liệu. Đặc điểm này được khắc phục bằng cách thêm vào trong bê tông những thanh ‘cốt‘, thường làm từ thép, có cường độ chịu kéo cao hơn nhiều so với bê tông. ‘Cốt‘ do đó thường được đặt tại những vùng chịu kéo của cấu kiện.
Kết cấu xây dựng bằng cách sử dụng bê tông kết hợp với ‘cốt’ được gọi chung là ‘kết cấu bê tông có cốt’; kết cấu bê tông cốt thép, với ‘cốt’ là các thanh thép, là loại ‘kết cấu bê tông có cốt‘ lâu đời và được sử dụng rộng rãi nhất trong xây dựng. Trong các điều kiện thông thường, sự kết hợp giữa bê tông và cốt thép mang lại hiệu quả tốt nhờ vào những đặc điểm sau:
- Lực dính bám giữa bê tông và cốt thép: lực này hình thành trong quá trình đông cứng của bê tông và giúp cốt thép không bị tuột khỏi bê tông trong quá trình chịu lực.
- Giữa bê tông và thép không có phản ứng hóa học làm ảnh hưởng đến từng loại vật liệu, ngoài ra do cốt thép đặt bên trong bê tông nên còn được bê tông bảo vệ khỏi ăn mòn do tác động môi trường.
- Bê tông và thép có hệ số giãn nở nhiệt xấp xỉ nhau:
Với bê tông là khoảng 1,0 x 10-5 ~ 1,5 x 10-5. Với thép là 2 x 10-5. Do đó phạm vi biến đổi nhiệt độ thông thường [dưới 100 °C] không làm ảnh hưởng tới sự kết hợp bên trong giữa bê tông và cốt thép.
- Do bê tông có khả năng chịu nén tốt và cốt thép được đưa vào trong bê tông để khắc phục khả năng chịu kéo kém của bê tông nên về cơ bản trong cấu kiện bê tông cốt thép thì cốt thép sẽ chịu ứng suất kéo còn bê tông chịu ứng suất nén.
[Ảnh: Nguồn Internet]
ƯU ĐIỂM:
Kết cấu bê tông cốt thép được sử dụng rộng rãi nhờ những ưu điểm sau:
- Giá thành thấp: bê tông được chế tạo chủ yếu từ các vật liệu sẵn có như đá, sỏi, cát… Các vật liệu khác như xi măng, thép đắt tiền hơn nhưng chỉ chiếm tỷ trọng khoảng 1/6 đến 1/5 tổng khối lượng.
- Khả năng chịu lực lớn: khả năng chịu lực của bê tông cốt thép lớn hơn rất nhiều so với các dạng vật liệu khác như gạch, đá, gỗ… Hơn nữa, khác với các loại vật liệu xây dựng có nguồn gốc tự nhiên, bê tông cốt thép là vật liệu nhân tạo nên thông qua việc chế tạo có thể lựa chọn các tính năng mong muốn.
- Độ bền cao: bê tông là một loại đá do đó có khả năng chịu ăn mòn, xâm thực từ môi trường cao hơn các vật liệu như thép, gỗ… Chi phí bảo dưỡng do đó cũng thấp hơn.
- Khả năng tạo hình khối dễ dàng: trước khi đông cứng thì bê tông ở dạng hỗn hợp lỏng và dẻo nên có khả năng tạo các hình khối phù hợp yêu cầu kiến trúc nhờ vào hệ thống ván khuôn.
- Khả năng chống cháy tốt: trong ngưỡng dưới 400 °C thì cường độ của bê tông không bị suy giảm đáng kể, hệ số dẫn nhiệt của bê tông cũng thấp nên giúp bảo vệ cốt thép ở nhiệt độ cao.
- Khả năng hấp thụ năng lượng tốt: các kết cấu làm bằng bê tông cốt thép thường có khối lượng lớn nên có khả năng hấp thụ lực xung kích tốt.
NHƯỢC ĐIỂM:
- Nặng nề: các kết cấu xây dựng làm từ bê tông cốt thép thường có nhịp tương đối nhỏ, chi phí xây dựng nền móng cao. Nhược điểm này hiện được khắc phục đáng kể bằng việc sử dụng kết cấu bê tông dự ứng lực hoặc kết cấu bê tông cường độ cao kết hợp với các giải pháp xây dựng hợp lý.
- Thời gian thi công lâu: bê tông cần thời gian để đông cứng, trong thời gian này chất lượng bê tông chịu nhiều ảnh hưởng của thời tiết, môi trường… Nhược điểm này có thể khắc phục bằng cách sử dụng bê tông đúc sẵn lắp ghép hoặc bán lắp ghép.
- Khả năng tái sử dụng thấp: việc tháo dỡ, vận chuyển và tái sử dụng bê tông sau khi sử dụng rất tốn kém và tiêu hao nhiều công sức.
- Chi phí cho hệ thống ván khuôn.
THÉP ÚC – THÉP VIỆT ÚC LÀ LỰA CHỌN HÀNG ĐẦU CHO SỰ BỀN VỮNG CỦA KẾT CẤU BÊ TÔNG CỐT THÉP!
Xem thêm bài viết: “Thép Úc – Thép Việt Úc: Lựa chọn số 1 cho công trình của bạn!”
Ngày nay, bê tông cốt thép là dạng kết cấu được sử dụng rộng rãi nhất trong tất cả các loại hình xây dựng, giao thông, thủy lợi và là kết cấu chịu lực chính của công trình. Bê tông cốt thép được ví như một loại đá nhân tạo rất vững chắc giúp ích rất nhiều cho các công trình nhân sinh.
| Tham khảo: Dịch vụ xây nhà trọn gói
Vật liệu bê tông cốt thép là vật liệu hỗn hợp được hình thành bởi sự kết hợp giữa bê tông và thép, trong thành phần đó bê tông thép đều góp phần chịu lực, bê tông chịu nén và thép chịu kéo .
Kết cấu bê tông bình thường được đánh giá là không có khả năng chịu kéo [ cường độ chịu kéo bằng 1/10 lần cường độ chịu nén], điều đó được khắc phục bằng cách bổ sung thêm vật liệu thép kết hợp.
Bê tông cốt thép được sản xuất do kết hợp 5 loại vật liệu chính: xi măng, cát, đá và nước, sắt thép. Trong đó cát được gọi là cốt liệu mịn và đá là cốt liệu thô.
Các loại vật liệu được trộn thành một hỗn hợp thống nhất, sau quá trình thủy hóa [đông cứng] thành một khối dạng đá. Bê tông chịu nén rất tốt nhưng khả năng chịu kéo yếu nên người ta kết hợp với cốt thép [dạng thanh rời hoặc lưới] để tăng sức bền chịu kéo.
Hỗn hợp bê tông mới trộn xong ở thể ướt và dẻo. Sau một thời gian ninh kết hỗn hợp đó đông cứng lại. Do đó người ta tiến hành đổ khuôn bê tông từ khi còn ướt, dẻo và nhận được sản phẩm rắn chắc sau đó. Hỗn hợp nguyên liệu vừa trộn xong được gọi là bê tông tươi. Trong bê tông, cốt liệu đóng vai trò là bộ khung chịu lực. Vữa xi măng bao bọc xung quanh hạt cốt liệu là chất bôi trơn, đồng thời lấp đầy khoảng trống giữa các hạt cốt liệu thành một khối dạng đá và hình thành bê tông.
>>> Xem thêm: Tìm hiểu thành phần bê tông và bê tông trộn tay thế nào là tốt?
Bê tông cốt thép là loại vật liệu xây dựng hỗn hợp dưới dạng liên kết của bê tông và cốt thép, để chúng làm việc với nhau trong cùng một kết cấu. Khi bê tông cốt thép được đưa vào sử dụng, tức là chịu những tải trọng nhất định, mỗi loại vật liệu sẽ phát huy được đầy đủ tính năng và bổ sung cho nhau.
Bê tông chịu nén tốt nhưng không chịu lực kéo, trong khi thép chịu kéo tốt. Do đó người ta đặt thép ở vùng chịu kéo để tăng cường cường độ chịu lực của bê tông. Bê tông bọc ngoài thanh thép có tác dụng bảo vệ nó khỏi bị ăn mòn và có khả năng liên kết rất tốt với thép nên có thể xem như kết cấu đồng nhất về mặt chịu lực. Thép và bê tông có hệ số giãn nở gần giống nhau nên bảo đảm được tính toàn khối của bê tông cốt thép.
Bê tông cốt thép còn có đặc điểm là theo thời gian, cường độ chịu lực không bị giảm đi mà còn tăng lên, với điều kiện cốt thép không bị ăn mòn. Do đó cốt thép cần được bao kín, bê tông không bị rỗ khiến nước xâm thực làm rỉ thép. Thép không được sơn chống rỉ mà chỉ được bôi dầu, mỡ trong lúc chờ thi công.
Ngày nay bê tông cốt thép được sử dụng trong hầu hết các kết cấu xây dựng của các công trình và còn được sử dụng trong nhiều năm nữa như là phương thức tối ưu.
Người ta có thể trộn, đúc, hoàn thiện và bảo dưỡng bê tông để thành những kết cấu có hình dạng như ý muốn, kể cả những kết cấu lớn và phức tạp. Giá thành bảo quản, bảo dưỡng bê tông trong quá trình sử dụng lại thấp hơn hẳn các công trình bằng gỗ và sắt thép.
Bê tông lại có những tính năng mạnh mẽ như bền vững, chống lửa tốt. Khi nhiệt độ bên tới 1000°C, nếu cốt thép có lớp bê tông bảo vệ dày 2,5 cm thì chỉ bị nung nóng lên 500 độ C Nhiều vụ cháy các công trình bền vững đã cho thấy nhiều phần kết cấu bê tông cốt thép chỉ bị hư hỏng ngoài mặt mà không bị phá hoại.
Bê tông cốt thép còn có cường độ chịu lực tương đối cao, có thể chịu được những lực động khá lớn như động đất, sóng gió, bom nổ, vv… và khả năng ngăn ngừa được các chất phóng xạ.
Tuổi thọ của nó cũng lâu dài hơn nhiều loại vật liệu khác do nó chồng được ảnh hưởng của thời tiết như mưa năng, nhiệt độ, độ ẩm. Nếu biết 99 dụng tốt thì kết cấu bê tông cốt thép có thể phục vụ được trong một thời gian dài không hạn định mà khả năng chịu lực không bị giảm, do cường độ của bê tông không những không bị giảm mà lại còn tăng lên theo thời gian. Cốt thép trong bê tông được bảo vệ không bị ăn mòn như các kết cấu thép trực tiếp chịu ảnh hưởng khí hậu và thời tiết.
Két cấu bê tông cốt thép có thể chịu được nhiệt độ tới 400 độ C mà không suy giảm cường độ.
Có trọng lượng nặng hơn các kết cấu khác như gạch ,đá, gỗ.
Tiến độ thi công dài hơn: Bê tông để ninh kết cần thời gian dài, thông thường 28 ngày mới đạt đủ cường độ, trong điều kiện sử dụng phụ gia tăng thời gian ninh kết có thể đẩy được nhanh thời gian thi công.
SỬ DỤNG BÊ TÔNG TUY CÓ BẤT LỢI LÀ TRỌNG LƯỢNG NẶNG, THỜI GIAN DƯỠNG HỘ THÀNH PHẦM BÊ TÔNG TRONG CỐP PHA KHÁ DÀI, CẦN NHIỀU CỐP PHA ĐẾ TẠO HÌNH NHƯNG BÊN CẠNH ĐÓ, ƯU ĐIỂM CỦA CÁC KẾT CẤU BẰNG BÊ TÔNG VẪN RẤT LỚN. TRONG MỘT THỜI GIAN DÀI NỮA, BÊ TÔNG VẪN SẼ LÀ LOẠI VẬT LIỆU X Y DỰNG CHIẾM ƯU THẾ TRÊN THỊ TRƯỜNG.
Công Ty CP Tư Vấn XD & ĐT TBOX Việt Nam