Tại sao người ta thường phải sử dụng cốt thép khi xây dựng các công trình xây dựng thay vì bê tông thường? Liệu có phải bê tông không thể chịu được sức nén, chưa đủ cứng cáp để đảm bảo chất lượng công trình hay không? Bài viết dưới đây của Bê tông tươi Thái Nguyên sẽ giúp bạn hiểu rõ được điều đó.
Đặc điểm của bê tông cốt thép
Trước tiên, ta xét về tính năng của từng loại chất liệu.
Bê tông là hỗn hợp cát, đá, xi măng, nước sau khi trộn với nhau sẽ kết lại một khối cứng như đá. Tùy vào mác xi măng mà có được mác bê tông tương ứng có thể chịu được sức nén khủng khiếp. Tuy nhiên, khối bê tông này lại không có khả năng chịu kéo tốt tương đương với khả năng chịu nén đó.
Ngược lại, thép lại nổi trội bởi sự dẻo dai. Khả năng chịu kéo của thép cao hơn bê tông những 180 lần. Một điều đặc biệt, cả thép và bê tông đều có hệ số giãn nở nhiệt tương đương nhau. Đó là lý do người ta kết hợp cả hai trong bê tông cốt thép: thép làm nòng cốt giúp định vị bê tông khỏi nứt vỡ, bê tông bảo vệ cốt thép khỏi sự xâm thực của môi trường. Bê tông cốt thép là một hỗn hợp chất liệu vừa có khả năng chịu nén, lại có sức kéo bền bỉ, đảm bảo cho công trình luôn vững chắc với thời gian.
Cơ chế cùng chịu lực của bê tông cốt thép
Vậy làm cách nào để bê tông và cốt thép có thể cùng nhau chịu lực tác động từ bên ngoài?
Khi dầm bê tông, thép dọc được dặt vào vùng kéo do uốn và vùng nén để giảm kích thước tiết diện, thép xiên ở vùng chịu ứng suất kéo điều chỉnh. Để có thể chịu lực một cách đồng đều và phát huy tính năng riêng của mình, cần có sự truyền lực qua lại giữa bê tông và cốt thép. Điều này đòi hỏi sự kết dính chặt chẽ giữa hai chất liệu này để tạo sự liên kết mạnh mẽ.
Có hai thuận lợi lớn khi thi công bê tông cốt thép. Một là hệ số giãn nở nhiệt của cả hai tương đương nhau. Hai là giữa bê tông và cốt thép không xảy ra phản ứng hóa học. Vì vậy, chúng ta chỉ cần dầm thật kỹ bê tông để đạt độ sít chặt. Bên cạnh đó, lưu ý sử dụng các chất phụ gia để tránh làm oxi hóa cốt thép.
Tổng hợp các ưu, nhược điểm của bê tông cốt thép
Bê tông cốt thép được sử dụng phổ biến trong xây dựng. Nhắc đến bê tông, người ta nghĩ ngay tới bê tông cốt thép. Vậy điểm cộng, điểm trừ của bê tông cốt thép là gì?
Bê tông cốt thép có rất nhiều điểm cộng:
- Khả năng chịu lực, chịu nhiệt tốt: So với các chất liệu khác như đá, gỗ, gạch… thì khả năng chịu lực của bê tông cốt thép cao hơn nhiều. Như đã phân tích ở trên, sự kết hợp này giúp cả bê tông và cốt thép phát huy được ưu điểm nổi trội của mình.
- Độ bền cao: Tính chất của bê tông là có thể chịu được ăn mòn, xâm thực, các yếu tố khác của môi trường. Cốt thép lại được bảo vệ bên trong khối bê tông nên không bị oxi hóa. Bởi vậy, chất liệu này có độ bền cao, chi phí bảo dưỡng cũng thấp hơn những vật liệu khác.
- Dễ dàng tạo hình khối: Bê tông vốn là hỗn hợp đông kết sau khi trộn cốt liệu. Bởi vậy, chỉ cần sử dụng hệ thống ván khuôn trước khi hỗn hợp hình thành hình khối (thể lỏng) là ta có thể dễ dàng sở hữu khối bê tông với hình thù khác nhau.
- Giá thành rẻ: thép chỉ là cốt, còn bê tông lại được tạo thành từ hỗn hợp cát, đá, xi măng. Dù xi măng và thép có là nguyên vật liệu đắt tiền song chúng cũng chỉ chiếm tỉ trọng 1/6 đến 1/5 khối lượng.
Tuy nhiên, vẫn có những điểm trừ với loại vật liệu này:
- Thời gian thi công lâu: bê tông cần thời gian để có thể đông cứng, công đoạn này khiến bê tông có thể bị ảnh hưởng chất lượng bởi xúc tác ngoài môi trường. Có thể khắc phục điểm trừ này bằng cách sử dụng bê tông tươi để rút ngắn thời gian hơn.
- Nặng nề: đây là lý do các kết cấu xây dựng bằng bê tông cốt thép có nhịp khá nhỏ, chi phí định hình móng lại cao. Từ khuyết điểm này, người ta cũng nghiên cứu và thiết kế kết cấu bê tông dự ứng lực hoặc kết cấu bê tông cường độ cao.
- Khó để tái sử dụng: Vì sự cố định chắn chắn, việc tháo dỡ, vận chuyển và tái sử dụng bê tông rất tốn kém cả về chi phí và nguồn lực.