Giải thích thuật ngữ “Bê tông là gì?” và những thông tin liên quan, bao gồm: Khái niệm, lịch sử ra đời, thành phần, ưu nhược điểm,…
Là một thành phần không thể thiếu trong các công trình xây dựng, bê tông còn nhiều điều thú vị có thể bạn chưa biết. Như lịch sử hình thành và phát triển của chúng hay những thành phần không thể thiếu trong quá trình sản xuất bê tông. Vậy nên, hãy cùng chúng tôi đi khám phá 8 điều thú vị về vật liệu này ngay bây giờ nhé!
1. Bê tông là gì?
Bê tông là vật liệu phổ biến trong ngành xây dựng. Đây là loại đá nhân tạo, được tạo ra bằng hỗn hợp các thành phần: cốt liệu mịn, cốt liệu thô, chất kết dính theo một tỷ lệ nhất định (cấp phối bê tông). Toàn bộ thành phần phải bảo đám những tính chất như: độ thấm, cường độ,… sau một thời gian.
Trong hỗn hợp đó, chất kết dính là: thạch cao, xi măng, vôi hay chất kết dính hữu cơ. Thông thường, xi măng cốt liệu chiếm tới 80 -85%, còn xi măng chỉ chiếm 10 – 20% khối lượng.
Cốt liệu được ví như bộ khung chịu lực. Hạt cốt liệu được bao bọc bởi hồ chất kết dính. Chúng là chất bôi trơn, cũng là chất lấp đầy khoảng trống, tạo liên kết giữa các hạt cốt liệu. Hồ chất kết dính sau khi trở nên cứng rắn sẽ gắn kết các hạt cốt liệu. Tạo thành một khối tương đối đồng nhất, gọi là bê tông.
2. Lịch sử ra đời bê tông
VLXD Sơn Đồng sẽ giới thiệu đến bạn quá trình hình thành và phát triển của bê tông qua từng thời kỳ ngay sau đây:
2.1. Thời kỳ cổ đại
Từ lâu, bê tông đã được phát hiện tại các công trình kiến trúc cổ của người Maya. Vật liệu này do các thương nhân Nabatean tiên phong sản xuất. Nhìn chung, bê tông ra đời từ rất sớm. Dù chỉ được sản xuất với quy mô nhỏ. Họ phát hiện và dựa vào ưu điểm của vôi thủy lực, kết hợp cùng một vài đặc tính tự nhiên của xi măng. Để sản xuất ra bê tông từ những năm 700 TCN.
Họ tạo ra các lò nung để cung cấp cho việc xây dựng các ngồi nhà bằng sàn bê tông, gạch vụn. Cùng bể chứa phục vụ cho việc cung cấp vữa cho xây dựng. Tuy nhiên, những lò chứa này lại được họ giấu kín.
2.2. Kỷ nguyên cổ điển
Các nhà khoa học ngay sau đó cũng đã phát hiện ra trong hỗn hợp trên có tro núi lửa. Giúp nó tồn tại được dưới nước. Phát minh này xuất hiện từ thời Ai Cập cổ đại tới La Mã.
Trong cung điện hoàng gia của Hy Lạp có dấu vết của sàn bê tông. Sip và Crete đều có tuổi đời từ 1400 – 800 TCN. Bê tông trong giai đoạn này được sử dụng để xây dựng các công trình kiến trúc cổ.
Từ những năm 300 TCN, bê tông đã được người La Mã sử dụng rộng rãi. Ở giai đoạn này, bê tông đòi hỏi phải xếp dàn bằng tay cùng với vị trí của nguyên liệu. Còn ở thời La Mã, bê tông chỉ phụ thuộc vào độ bền của liên kết để chống lại lực căng.
2.3. Thời Trung Cổ
Việc dùng vôi nung đã giảm đi rất nhiều sau khi Đế chế La Mã sụp đổ. Bởi nhiệt độ lò nung thấp, chất kết dính kém cũng như thiếu Pozzolana trong quá trình nung vôi nên chất lượng của vữa và bê tông bị giảm sút.
Vào khoảng thế kỷ 12, chất lượng bê tông mới được cải thiện. Thông qua quá trình sàng và nghiền đá. Đến thế kỷ 14, chất lượng của vữa đã được cải thiện một cách đáng kể. Dù vậy, phải đến thế kỷ 17 thì Pozzolana mới được bổ sung.
2.4. Kỷ nguyên công nghiệp
Bước tiến lớn nhất trong việc dùng bê tông hiện đại có lẽ được thể hiện ở Tháp Smeaton Tower. Được xây dựng tại Anh vào giữa thế kỷ 1756 – 1759. Công trình này đã tiên phong trong việc dùng vôi thủy lực trong bê tông, sử dụng gạch bột tổng hợp và đá cuộc.
Phương pháp xi măng được phát triển ở Anh và vào năm 1824, được cấp bằng sáng chế. Còn bê tông cốt thép có tuổi đời non trẻ hơn. Ngôi nhà bê tông cốt thép đầu tiên được xây dựng vào năm 1853. Song, ngày nay, bê tông được áp dụng rộng rãi trong công nghiệp xây dựng.
3. Thành phần của bê tông
Thành phần của bê tông bao gồm: cát, cốt liệu, nước và xi măng. Hỗn hợp nước và xi măng Portland được gọi là bột nhão. Vậy nên, bê tông có thể coi là hỗn hợp của cát, bột nhão và cốt liệu. Đôi khi, cốt liệu được thay thế bằng đá. Bột xi măng bao phủ bề mặt của cốt liệu thô và mịn khi trộn kỹ và liên kết chúng. Phản ứng hydrat hóa bắt đầu cung cấp cường độ và thu được bê tông rắn đá ngay sau khi trộn các thành phần.
4. Ưu, nhược điểm của bê tông
4.1. Ưu điểm
- Độ bền cao, tuổi thọ được coi là vô hạn cùng công trình.
- Khả năng chịu nén và chống va đập tốt.
- Định hình kết cấu dễ dàng theo thiết kế thông qua việc sử dụng ván khuôn định hình.
- Không bị ảnh hưởng bởi điều kiện thời tiết và môi trường xung quanh.
- Khả năng cách nhiệt, chống cháy tốt.
- Hiệu quả trong việc chống thấm, chống nước với sự hỗ trợ của các phụ gia đặc biệt có trong vật liệu.
- Khi kết hợp với cốt thép, tạo ra cấu kiện có khả năng chịu lực nén, uốn, cắt và chống mô-men rất tốt.
4.2. Nhược điểm
- Do trọng lượng lớn, việc tính toán kết cấu chịu tải cần được thực hiện rất cẩn thận.
- Việc điều chỉnh và phá đục sau khi tạo hình vật liệu này rất khó.
- Quá trình thi công đòi hỏi kiến thức chuyên môn cao và kỹ thuật tốt.
- Việc xác định tỷ lệ hỗn hợp cụ thể là cần thiết để đảm bảo chất lượng phù hợp cho từng công trình.
- Có thể xảy ra vấn đề nứt nẻ, đòi hỏi các giải pháp xử lý tương đối phức tạp.
- Hoạt động khai thác, sản xuất và thi công vật liệu này tạo ra lượng khí thải đáng kể. Ảnh hưởng đến môi trường và cuộc sống cộng đồng.
- Khó tái chế và tái sử dụng, gây ra nhiều hạn chế trong việc xử lý chất thải xây dựng.
5. Sản xuất bê tông như thế nào?
Có hai loại hỗn hợp bê tông: hỗn hợp danh nghĩa và hỗn hợp thiết kế. Hỗn hợp danh nghĩa thường được áp dụng trong xây dựng các công trình bình thường. Như các tòa nhà dân cư nhỏ, tỷ lệ phổ biến nhất là 1:2:4. Hỗn hợp thiết kế là những loại mà tỷ lệ trộn được hoàn thành dựa trên các thử nghiệm phòng thí nghiệm khác nhau. Trên khối lập phương cho cường độ nén của nó hoặc trên xi lanh.
Khi tỷ lệ trộn phù hợp đã được xác định, các thành phần sẽ được kết hợp theo tỷ lệ đã chọn. Trộn bê tông có thể thực hiện thông qua hai phương pháp: trộn bằng tay hoặc trộn bằng máy.
Sau khi được trộn đều, bê tông được vận chuyển đến vị trí đúc và đổ vào các khuôn. Có nhiều loại khuôn đúc có sẵn, bạn có thể lựa chọn dựa trên mục đích sử dụng chúng. Việc đổ bê tông vào khuôn đúc phải diễn ra trong khoảng thời gian nhất định. Dựa trên các loại thành viên kết cấu để đạt đủ cường độ.
Sau khi bỏ khuôn đúc, việc bảo dưỡng bê tông được thực hiện bằng nhiều phương pháp khác nhau. Để bù đắp độ ẩm do bay hơi. Phản ứng hydrat hóa yêu cầu độ ẩm duy trì và tăng cường sức mạnh của bê tông. Do đó, quá trình bảo dưỡng thường diễn ra ít nhất trong vòng 7 ngày sau khi loại bỏ ván khuôn.
6. Các loại bê tông xây dựng
Bê tông thường được dùng trong hai loại xây dựng: xây dựng bê tông đồng bằng và xây dựng bê tông cốt thép. Trong cấu trúc PCC (Plain Cement Concrete), bê tông được đổ và đúc mà không dùng bất kỳ cốt thép nào. Loại này thường áp dụng khi thành viên kết cấu chỉ chịu tác động của lực nén và không uốn cong.
Khi một thành viên cấu trúc phải chịu lực uốn cong, cần thêm cốt thép để gia cố. Vì nó yếu hơn rất nhiều về khả năng chịu căng so với lực nén. Tóm lại, cường độ của bê tông trong ứng suất chỉ khoảng 10% so với cường độ của nó khi chịu lực nén.
Bê tông được sử dụng rộng rãi trong xây dựng hầu hết các loại công trình. Như tòa nhà bê tông dân dụng, cấu trúc công nghiệp, các công trình đập, đường phố, hầm, tòa nhà đa tầng, các tòa nhà cao chọc trời, cầu, vỉa hè, đường cao tốc,… Các công trình kiến trúc nổi tiếng sử dụng bê tông có thể kể đến như: Kênh Panama và Roman Pantheon,Đập Hoover,… Đây là vật liệu xây dựng nhân tạo lớn nhất được dùng để xây dựng.
Về trọng lượng, bê tông được phân thành hai loại chính: Bê tông thông thường và bê tông nhẹ.
7. Ứng dụng của bê tông
Như đã nói ở trên, bê tông được dùng trong nhiều công trình như:
- Xây dựng các cấu trúc nồi, đường cao tốc.
- Xây dựng nhà cao tầng, nhà dân dụng, trung tâm thương mại,…
- Xây dựng kênh thủy lợi, cống, đường hầm thủy điện và các trúc đúc sẵn khác.
- Xây dựng nhà máy điện hạt nhân.
- Công trình bể, biển chứa công nghiệp.
- Hệ thống thoát nước,…
8. Xu hướng phát triển trong tương lai
Trong tương lai, xu hướng phát triển vật liệu xây dựng liên quan chặt chẽ đến sự hiệu quả, thông minh. Và đặc biệt là giá trị “xây dựng xanh”. Thuật ngữ “xanh” ở đây thường được hiểu là sự đóng góp tích cực vào bảo vệ môi trường, giảm thiểu phát thải. Vậy nên, vật liệu bê tông chắc chắn sẽ tiếp tục được nghiên cứu. Và phát triển thông qua các công nghệ mới tiên tiến hơn. Nhằm tăng cường đặc tính thân thiện với môi trường.
Một ví dụ điển hình là việc sử dụng tro bay trong quá trình sản xuất bê tông hiện đại. Tro bay được tiêu thụ tức là lượng lớn phế thải, xỉ than từ nhà máy nhiệt điện được xử lý. Việc áp dụng tro bay vào sản xuất bê tông đã giúp giảm thiểu lượng lớn chất thải công nghiệp. Có tác động tích cực đối với môi trường và hỗ trợ trong việc giảm phát thải.
9. Tạm kết
Trên đây là những thông tin chi tiết và ý nghĩa nhất về thuật ngữ “Bê tông là gì?” mà VLXD Sơn Đồng muốn gửi gắm đến các bạn. Hy vọng rằng những chia sẻ trên là bổ ích cho nghiên cứu, công việc của các bạn. Đừng quên tiếp tục đón đọc những bài viết mới nhất của chúng tôi để biết thêm nhiều kiến thức tại chuyên mục Tin tức ngành xây dựng.
