Vật liệu bê tông dẻo và các ứng dụng

Ngày nay bê tông là vật liệu không thể thiếu trong lĩnh vực xây dựng, nó có khả năng chịu tải rất tốt và có thể chịu tải trọng nén rất hiệu quả. Nhưng vấn đề chính với bê tông truyền thống là khả năng chịu kéo không cao. Bê tông sẽ bị phá hoại dưới tải trọng kéo.Vì vậy mà chúng ta đã nghiên cứu ra 1 loại bê tông tốt hơn đó là bê tông dẻo, đây là một thay thế tốt cho vấn đề này.

Bê tông dẻo là loại bê tông đặc biệt có thể chịu ứng suất uốn lớn. Nó bao gồm các loại vật liệu đặc biệt làm cho bản thân linh hoạt. Được nghiên cứu và phát triển bởi Giáo sư Victor Li tại Đại học Michigan với tên gọi Engineered Concreteitious Composite (ECC). Nó thể hiện tính chất của vật liệu dẻo thay vì vật liệu giòn được thể hiện ở vật liệu bê tông thông thường.

Để chế tạo ra loại bê tông dẻo này chúng ta cần sử dụng:

Cốt sợi Gia cố:

Để tạo ra sự linh hoạt của bê tông, chúng ta phải thay đổi vật liệu của bê tông thông thường. Trong bê tông linh hoạt, cần loại bỏ cốt liệu thô và thay vào đó sử dụng các loại cốt sợi được sử dụng trong bê tông cốt sợi như sợi silica , sợi thủy tinh, sợi thép, sợi amiăng, sợi polyvinyl, vv. Các sợi siêu nhỏ cung cấp sự đàn hồi cho bê tông .Ngoài ra cốt sợi gia cố cũng hoạt động như một vật liệu gia cố trong bê tông.

Lớp phủ trơn (lớp phủ chống ma sát):

Ngoài ra, lớp phủ trơn ( lớp phủ chống ma sát) được cung cấp để các sợi có thể trượt lên nhau và không có ma sát có thể dẫn đến các vết nứt trong bê tông. Xu hướng trượt các sợi này lên nhau giúp bê tông giảm thiểu vết nứt và mang lại sự đàn hồi cho bê tông. Xi măng bình thường có thể được sử dụng cho bê tông

Cát mịn:

Trong bê tông dẻo loại cát mịn được khuyên sử dụng là cát thạch anh mịn đây là loại cát thường được sử dụng trong các nhà máy xử lý nước. Nếu không có sẵn cát thạch anh vẫn có thể dùng cát thường, tuy nhiên nó sẽ có ảnh hưởng đến cường độ và tính đàn hồi của bê tông. Chúng ta cũng có thể thêm tro bay, silica fume, xỉ lò cao vào hỗn hợp bê tông.

Phụ gia siêu dẻo:

Các loại phụ gia dòng Polycarboxylated, lignosulfonates, lignin, napthalene hoặc melamine dehyde sulphonate … được sử dụng trong bê tông dẻo để tăng khả năng làm việc của bê tông. Để cải thiện tính đàn hồi của bê tông dẻo thì người ta sẽ thêm vật liệu Latex.

Ưu điểm:

-Bê tông dẻo có khả năng uốn cong như kim loại.

-Nó mạnh hơn và bền hơn so với bê tông thông thường.

-Nó có một đặc tính tự phục hồi là nó có thể tự hàn gắn các khe nứt bằng cách sử dụng carbon dioxide và nước mưa.

-Nó không dễ vỡ như thủy tinh.

-Nó có khả năng chống nứt cao hơn.

-Nó không thải ra lượng khí độc hại so với bê tông thông thường.

-Đặc biệt bê tông dẻo có thể nhẹ hơn bê tông truyền thống 20%-40%.

-Việc sử dụng cốt thép có thể được giảm và có thể được loại bỏ trong một số kết cấu

-Nó làm giảm chi phí của dự án

Nhược điểm:

-Chi phí chế tạo ra bê tông dẻo cao hơn so với bê tông thông thường.

-Nó đòi hỏi lao động lành nghề để xây dựng nó.

-Nó cần một số loại vật liệu đặc biệt có thể khó tìm thấy ở một số khu vực.

-Cường độ nén nhỏ hơn so với bê tông thường.

Các tính năng đặc biệt:

-Cường độ uốn hoặc khả năng chịu kéo của bê tông dẻo nằm trong khoảng từ 10 đến 15 MPa và cường độ nén lên tới 70 MPa.

-Nó có đặc tính tự phục hồi khi các hạt xi măng tạo ra phản ứng với nước mưa và tạo ra một số sản phẩm phức tạp mở rộng và lấp đầy các vết nứt nhỏ được phát triển trong bê tông dẻo.

-Bê tông dẻo được chứng minh là nhẹ hơn và cũng được chứng minh là đàn hồi hơn 500 lần so với bê tông thường.

-Khả năng chịu kéo cuối cùng của nó là 3 đến 5%.

-Khả năng biến dạng trong bê tông dẻo gấp 300 lần so với bê tông thông thường. Do đó, bê tông hoạt động như một vật liệu đàn hồi như kim loại.

Ứng dụng bê tông dẻo:

Xây dựng các kết cấu có khả năng chống động đất: Cấu trúc được làm bằng bê tông dẻo có thể chịu nhiều lực kéo hơn mà nó không bị phá vỡ do rung động do trận động đất gây ra . Ở Nhật Bản, một nhà cao 60 tầng đang được xây dựng sử dụng bê tông này.

Bê tông vải bạt: Bê tông vải bạt mạnh mẽ và có độ bền hơn so với vải thông thường. Điều này đáp ứng được yêu cầu khắc khe về độ bền lĩnh vực quân sự.

Đối với cầu và đường: Với việc sử dụng bê tông dẻo trong cầu và đường , không cần khớp nối như khe co giãn, khớp co vì bản thân bê tông có khả năng thay đổi hình dạng. Giúp cho các công trình cầu và đường sẽ có tuổi thọ bền hơn và chi phí sửa chữa thấp.

Ứng dụng trong xây dựng nhà ở: