Bài giảng Vật liệu xây dựng: Chương 12 - ĐH Bách khoa TP.HCM

�t độ giảm thì
lại co lại
Hiệu ứng chênh lệch nhiệt độ có ý nghĩa lớn trong trường
hợp cấu kiện bê-tông khối lớn, nhiệt độ trong lòng bê-tông
cao hơn bên ngoài.
Kết cấu bê-tông có cạnh nhỏ nhất (A) và chiều cao (H)
lớn hơn 2m được xem là BT khối lớn trong điều kiện khí
hậu Việt Nam
VLXD-Thiết kế cấp phối bê-tông

VLXD-Thiết kế cấp phối bê-tông

9-29

Hệ số biến dạng vì
nhiệt, α=10-5 1/°C
∆T = 15 °C
ε = α∆T = 1.5 x 10-4
E=20 GPa
σ=Eε=3MPa > Rkéo bêtông
Yêu cầu ∆T giới
hạn tối đa 20°C
9-31

VLXD-Thiết kế cấp phối bê-tông

9-30

Nhiệt độ của bê tông sẽ tăng cao tại thời điểm nhiệt thủy hoá ban đầu
và quá trình bảo dưỡng do nhiệt thủy hóa của xi măng. Kết quả là, bê
tông sẽ nở ra tại tâm của cấu kiện lớn.

Khi nhiệt độ xuống thấp sẽ xuất hiện co ngót (nhiệt & co ngót thông
thường).
Khắc phục
• Hạn chế lượng dùng ximăng
• Sử dụng xi măng ít tỏa nhiệt
• Hạ nhiệt độ của hỗn hợp bê tông, bảo dưỡng
• Hạ nhiệt độ của cốt liệu (che chắn, phun nước và làm lạnh cốt liệu)
• Hạ nhiệt độ của côp-pha
VLXD-Thiết kế cấp phối bê-tông

9-32

8


Tác nhân từ biến

Biế
Biến dạ
dạng từ
từ biế
biến
= HSBDTB
HSBDTB x Biế
Biến dạ
dạng tứ
tức thờ
thời

Ứng suấ

suất

Gia tả
tải

Giỡ
Giỡ tải
tải

tgian

Biế
Biến dạ
dạng

Do dị
dịch chuyể
chuyển
pha lỏ
lỏng khi ứs bé
bé

2-Biế
Biến dạ
dạng từ
từ biế
biến

3-Biế
Biến dạ

dạng đà
đàn hồ
hồi

1-Biế
Biến dạ
dạng tứ
tức thờ
thời

4-Biế
c
Biến dạ
dạng hồ
hồi phụ
phục
Biế
c
Biến dạ
dạng không hồ
hồi phụ
phục

Hệ số biế
biến dạ
dạng từ
từ biế
biến 2,5
2,5
(28 ngày)

ngày) – 5 (3 ngày)
ngày)

Không khả
c
khả năng hồ
hồi phụ
phục
VLXD-Thiết kế cấp phối bê-tông

VLXD-Thiết kế cấp phối bê-tông

9-33

Tổng hợp các biến dạng
Dãn
Dãn nở
nở

Do nứ
nứt tế
tế vi + dịch
dịch
chuyể
chuyển pha lỏ
lỏng
khi ứs lớ
lớn

9-34

Tổng hợp các biến dạng

Thờ
Thời điể
điểm gia tả
tải

Biế
Biến dạ
dạng

Ứng suấ
suất

tgian
Do co ngó
ngót
Do tả
tải, tức thờ
thời

Do từ
từ biế
biến

Co ngó
ngót
Đường
Đường cong biế

biến dạ
dạng
co theo lý
lý thuyế
thuyết

tgian

Giai đoạ
n có nguy cơ nứ
đoạn
nứt vỡ
vỡ,
phá hoại
hoại nhiề
nhiều nhấ
nhất

Đường
Đường cong biế
biến dạ
dạng co
theo thự
thực tế
tế N/X, T0C, RH%…
RH%…
VLXD-Thiết kế cấp phối bê-tông

9-35

VLXD-Thiết kế cấp phối bê-tông

9-36

9


Xâm thực ăn mòn hóa học
Các vết nứt hình thành trong cấu trúc bê-tông là
điều kiện thuận lợi cho các xâm thực, ăn mòn hóa
học từ môi trường
Phản ứng alkali cốt liệu
Phản ứng ăn mòn Cl-, SO42-, axít
Phản ứng carbonat hóa, vôi hóa.
Ăn mòn
mòn và
và tính
tính bề
bền
trong môi trườ
ng
trường
VLXD-Thiết kế cấp phối bê-tông

VLXD-Thiết kế cấp phối bê-tông

9-37

Phản ứng Carbonat hóa

9-38

pH<9

Qúa trình hydrate hóa của XM tạo ra môi
trường kiềm có pH ~ 13

pH>13

Phản ứng carbonat

Tại pH ~ 13, cốt thép không bị ăn mòn, khi
pH giảm, cốt thép có khả năng bị ăn mòn.
Cốt thép bị ăn mòn, gây trương nở thể tích,
tạo ra vết nứt.
Ăn mòn cốt thép lan rộng ở bề mặt tiếp xúc.
VLXD-Thiết kế cấp phối bê-tông

9-39

Ăn
mòn
mòn
cốt
thép
thép

Phenoltalein
VLXD-Thiết kế cấp phối bê-tông

9-40

10


Ăn mòn do phản ứng Carbonat

Ăn mòn do phản ứng Carbonat

dàyy b
bịị p.ứ.
Bề dà

Độ ẩm càng cao, ăn mòn do p.ứ. carbonat hóa càng cao.
Tính thấm bê tông càng cao, ăn mòn do p.ứ. carbonat hóa
càng lớn

Đổi
Đổi mà
màu, kế
kết
tủa, mà
màu trắ
trắng
Bong tró
tróc theo mả
mảng
Cốt thé
p bị
thép

bị gỉ
VLXD-Thiết kế cấp phối bê-tông

9-41

VLXD-Thiết kế cấp phối bê-tông

9-42

Ăn mòn Cl-

Bong tró
tróc
theo mả
mảng
Do nồ
nồng độ
độ ClCl- cao
Do khuyế
p
khuyết tậ
tật lớ
lớp bả
bảo vệ
vệ cốt thé
thép

Tách
Tách lớ
lớp

VLXD-Thiết kế cấp phối bê-tông

9-43

VLXD-Thiết kế cấp phối bê-tông

Ăn mòn
mòn cụ
cục bộ
bộ
tại
tại từ
từng điể
điểm
9-44

11


Ăn mòn Cl-

Ăn mòn Cl-

Cl- là tác nhân ăn mòn cốt thép

Phụ gia hóa học CaCl2

Đặc điểm:

•

Ăn mòn Cl- không lan rộng như ăn mòn
carbonat mà ăn mòn cục bộ tại một điểm.

•

Ăn mòn Cl- xảy ra ở pH ~13

Cốt liệu chứa NaCl như
cát biển, đá halite
Nước trộn bê-tông

Y/c kiể
ng Clkiểm soá
soátt hà
hàm lượ
lượng
Cltheo kl bêbê-tông
- bêbê-tông dự
dự ứng
ứng lự
lực <0,06%
<0,06%
- bêp đk thườ
ng <1%
bê-tông cố
cốt thé
thép
thường
<1%

- bêp đk ăn mòn
bê-tông cố
cốt thé
thép
mòn <0,15%

Tác động:

•
•

Tiết diện, khả năng chịu lực của cốt thép giảm
Không gây vết nứt cho công trình nhưng rất nguy hại và phá vỡ cấu kiện
nhanh

Giải pháp:

•
•

Gỉam tính thấm của bêtông
Kiểm soát hàm lượng Cl- trong mọi thành phần nguyên liệu của bê tông
VLXD-Thiết kế cấp phối bê-tông

9-45

Cl- trong mt nước biển
Cl- trong mt nước ngầm
Cl- trong sương muối, ô
nhiễm

Y/c đá
ng ăn
đánh giá
giá môi trườ
trường
mòn
mòn ClCl- theo %kl xixi-măng
<0,2% ăn mòn
mòn không đá
đáng kể
kể
0,20,2-0,4% ăn mòn
mòn ít
0,40,4-1,0% ăn mòn
mòn trung bì
bình
>1,0% ăn mòn
mòn mạ
mạnh

VLXD-Thiết kế cấp phối bê-tông

9-46

12