Hiện tượng nứt bề mặt bê tông – Phần 1. Phân loại và Nguyên nhân

Nứt là một khuyết tật nặng và rất khó tránh khỏi đối với bê tông, làm ảnh hưởng lớn đến tính năng cơ lý, tuổi thọ và độ bền của các kết cấu bê tông và bê tông cốt thép. Hiện tượng nứt có thể được hạn chế khi các nguyên nhân được xem xét và các biện pháp phòng ngừa được áp dụng hợp lý, nó sẽ giúp cho các nhà sản xuất tạo ra được những sản phẩm bê tông chất lượng tốt, tăng độ bền và tuổi thọ các công trình.

Bê tông, giống như các vật liệu xây dựng khác, co lại và giãn nở khi độ ẩm và nhiệt độ thay đổi, và biến dạng tùy thuộc vào tải trọng và điều kiện ngoại cảnh. Các vết nứt có thể xảy ra khi không có các biện pháp thích ứng với những chuyển động này trong thiết kế và thi công. Một số dạng vết nứt phổ biến là:

 1. Nứt do co mềm (nứt do co dẻo)
– Tính co dẻo là một trong những lý do quan trọng gây ra những vết nứt trong thời gian đầu của quá trình đông kết và cứng hóa. Co dẻo xảy ra khi nước bay hơi từ bề mặt của bê tông mới được đổ còn ướt (bê tông tươi) nhanh hơn so với nước thừa của quá trình thủy hóa xi măng tiết ra làm cho bề mặt bê tông sẽ bị co. Do sự kìm giữ của bê tông ở phía dưới bề mặt đang khô, ứng suất kéo sẽ phát triển ở những vùng yếu làm hình thành những vết nứt nông với những độ sâu khác nhau.

– Đặc điểm của loại vết nứt này là chiều dài không lớn và chủ yếu là các vết nứt nhỏ (vết nứt micro hay nứt rạn), hướng nứt không rõ ràng và thường nứt khá rộng ở trên bề mặt.

2. Nứt do co khô

– Nứt do co khô xảy ra ở thời kỳ bê tông bắt đầu đông cứng do nước thừa trong quá trình thủy hóa xi măng bay hơi làm bê tông bị co. Sự cản trở quá trình co ngót do bởi lớp bê tông phía dưới, do cốt thép trong bê tông, hoặc do những phần khác của kết cấu gây ra ứng suất kéo trong phần bê tông đã cứng gây ra hiện tượng nứt trong bê tông. Trong rất nhiều ứng dụng nứt do co khô là không thể tránh được. Do đó các khe co ngót (mối nối kiểm tra) thường được thiết kế cho bê tông để định trước vị trí của các vết nứt do co khô.

3. Nứt do nhiệt thủy hóa của xi măng

– Quá trình xi măng thủy phân thủy hóa phát sinh nhiệt và sẽ làm nhiệt độ khối bê tông tăng lên (đặc biệt với các kết cấu bê tông khối lớn). Khi phần bê tông bên trong tăng nhiệt độ và giãn nở trong khi bề mặt bê tông có thể mát và co, dẫn đến ứng suất kéo (còn gọi là ứng suất nhiệt) vượt quá cường độ chịu kéo thực của bê tông sẽ gây ra nứt.

– Chiều rộng và chiều sâu của vết nứt do nhiệt phụ thuộc vào chênh lệch nhiệt độ, tính chất vật lý của bê tông, và thép trong bê tông. Khi nhiệt độ chênh khoảng 10^oC thì co ngót ẩm trên mỗi mét dài của khối bê tông khoảng 0,1mm.

4. Vết nứt gây ra do hiện tượng đóng-tan băng

– Nứt do hiện tượng đóng-tan băng xảy ra ở những vùng khí hậu lạnh, có băng tuyết. Nguyên nhân là do sự tích lũy tự nhiên của nước trong các lỗ rỗng khi còn ở thể lỏng, sau đó khi nhiệt độ hạ thấp, nước đóng băng, nở thể tích gây ứng suất kéo từ đó gây ra những vết nứt trong bê tông. Sau nhiều chu kỳ đóng-tan băng vết nứt loại này sẽ phát triển dần và phá hoại kết cấu nhanh chóng.

5. Nứt do phản ứng kiềm-cốt liệu

– Phản ứng kiềm-cốt liệu là một trong các nguyên nhân gây ra sự xuống cấp của bê tông, nó xuất hiện khi thành phần khoáng hoạt tính của một vài loại cốt liệu phản ứng với các ôxit kiềm trong xi măng. Phản ứng kiềm-cốt liệu xảy ra dưới hai dạng: Phản ứng kiềm-silic và phản ứng kiềm-cacbonat tạo ra những sản phẩm nở thể tích gây nứt.

6. Nứt do lún nền không đều

– Loại vết nứt này thường tạo ra do hiện tượng lún hoặc rửa trôi đất hay vật liệu ở lớp đệm, có thể gây ra nhiều vấn đề trong kết cấu bê tông, từ vấn đề nứt, đến vấn đề về thẩm mỹ cho đến cả vấn đề hư hỏng của kết cấu. Mất phần chống đỡ cũng có thể xuất hiện trong quá trình xây dựng do không đủ phần chống đỡ cốp pha hay do tháo cốp pha sớm.

7. Nứt do ăn mòn cốt thép trong bê tông

– Hiện tượng ăn mòn cốt thép hay các kim loại trong bê tông là một trong các nguyên nhân gây nên sự xuống cấp của bê tông. Khi cốt thép bị ăn mòn, gỉ sắt chiếm một phần thể tích lớn hơn so với thép. Sự tăng thể tích này tạo ra ứng suất kéo trong bê tông, cuối cùng có thể gây ra vết nứt hay nứt vỡ bê tông.

(Còn tiếp _Phần 2 Giải Pháp)