Nếu nói rằng bê tông là loại vật liệu xây dựng thông dụng và phổ biến nhất trên thế giới thì sẽ không có gì phải bàn cãi. Bê tông là vật liệu được sử dụng nhiều nhất trên thế giới, chỉ đứng sau nước.
Bê tông cốt sợi là một trong nhiều cải tiến được phát triển để cải thiện đặc tính cường độ và các tính chất khác của bê tông.
Trong bài viết này, chúng ta sẽ xem xét bê tông cốt sợi, loại bê tông này là gì, các loại khác nhau và lợi ích của nó, đồng thời tìm hiểu xem hỗn hợp bê tông này có phù hợp với bạn hay không.
Là gìChất xơBê tông cốt thép?
Bê tông cốt sợi (FRC) là bê tông tươi được gia cố bằng vật liệu dạng sợi. Ví dụ, sợi thép dài. Phương pháp gia cố này cải thiện các tính chất của bê tông thông thường.
Nhiều loại vật liệu sợi khác nhau được sử dụng để làm bê tông cốt sợi. Loại bê tông cốt thép này đã trở nên phổ biến đến mức có nhiều phiên bản bê tông cốt sợi khác nhau được sản xuất dựa trên yêu cầu ứng dụng.
Bê tông cốt sợi được làm bằng gì?
Thành phần chính của bê tông cốt sợi là:
Xi măng thủy lực
Thành phần chính của bê tông cốt sợi là xi măng thủy lực, trở thành chất kết dính sau khi phản ứng với nước. Thông thường, xi măng Portland được sử dụng làm xi măng thủy lực trong bê tông cốt sợi.
Sợi
Việc thêm các sợi dài sẽ làm thay đổi tính chất của bê tông tươi tùy theo loại vật liệu sợi được sử dụng. Có bốn loại sợi thường được sử dụng trong sản xuất bê tông cốt sợi. Những sợi bê tông này là:
Sợi thép
Sợi thủy tinh
Sợi tổng hợp
Sợi tự nhiên
Tập hợp
Cốt liệu cung cấp cường độ liên kết trong bê tông đồng thời giảm khối lượng xi măng cần thiết. Một số cốt liệu phổ biến là cát, đá dăm và sỏi.
Tóm tắt lịch sử của FRC
FRC đã có từ lâu nhưng sợi bê tông đã được cải tiến. Trước đây, khi các tòa nhà được xây dựng bằng đá, vữa đóng vai trò là chất kết dính giữ chúng lại với nhau. Vữa được gia cố bằng lông ngựa.
Tương tự, trong trường hợp xây gạch bùn, rơm rạ là vật liệu gia cố chính. Khi bê tông trở thành một trong những vật liệu xây dựng phổ biến nhất, sợi amiăng được sử dụng làm cốt thép.
Tuy nhiên, qua nhiều thập kỷ, mọi người ngày càng nhận thức rõ hơn về những rủi ro sức khỏe của amiăng và cách nó gây ung thư. Trong những năm 1960, thay vì amiăng, các loại sợi khác như thép và thủy tinh đã trở nên phổ biến.
Tác dụng của sợi đối với bê tông là gì?
Việc thêm sợi vào bê tông sẽ mang lại một số hiệu ứng. Độ lớn của chúng thay đổi tùy theo loại sợi cụ thể được sử dụng. Sự cải thiện khả năng chịu tải phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác nhau, chẳng hạn như số lượng sợi gia cố so với thể tích tổng thể, được gọi là phần thể tích và tỷ lệ khung hình, thu được bằng cách chia chiều dài sợi cho đường kính của sợi được đề cập.
Sợi thường phục vụ mục đích chính là giảm vết nứt trong bê tông bằng cách cải thiện cường độ uốn của nó. Nứt bê tông xảy ra do bê tông bị co ngót. Sự co ngót của bê tông có thể xảy ra vì nhiều lý do, chẳng hạn như co ngót do khô và co ngót nhựa.
Ngoài ra, sợi còn làm giảm tính thấm của bê tông, loại bỏ khả năng nước rò rỉ qua kết cấu bê tông.
Các loại bê tông cốt sợi khác nhau là gì?
Có nhiều loại vật liệu tổng hợp bê tông cốt sợi trong các ứng dụng phổ biến. Một số trong số này bao gồm:
Bê tông cốt sợi thép
Bê tông cốt sợi thép là một trong những loại FRC phổ biến nhất. Việc thêm sợi thép gia cố vào bê tông, ngay cả với số lượng nhỏ, sẽ dẫn đến những cải thiện đáng kể về tính chất của bê tông.
Bê tông cốt sợi thép được sử dụng trong các ứng dụng có yêu cầu bê tông chịu tải nặng như cầu, sàn, đường hầm, khai thác mỏ, đúc sẵn, v.v.
Có nhiều loại sợi thép khác nhau được sử dụng để gia cố bê tông, chẳng hạn như sợi thép kéo nguội (Loại 1), sợi thép tấm cắt (Loại 2), sợi thép nóng chảy (Loại 3), sợi thép cắt nguội (Loại 4) và sợi thép nguội biến tính. dây rút (Loại 5).
Bê tông cốt sợi Polypropylen (PFRC)
PFRC sử dụng sợi tổng hợp gọi là sợi Polypropylene, một loại nhựa nhiệt dẻo. Có nhiều lợi ích khác nhau của việc thêm polypropylen vào bê tông mà chúng ta sẽ thảo luận trong phần tiếp theo.
Polypropylen có nhiều đặc tính với polythene, với đặc tính cứng được cải thiện, độ bền uốn và khả năng chịu nhiệt cao hơn.
Ngoài ra, loại sợi này có khả năng chống lại các hóa chất như axit và dung môi hữu cơ cao và mang lại các đặc tính tương tự cho bê tông.
Bê tông cốt sợi thủy tinh (GFRC)
Hỗn hợp bê tông cốt sợi thủy tinh bao gồm nhiều hạt thủy tinh nhỏ. Làm thế nào những thứ này làm cho bê tông cứng hơn?
Trong khi một tấm kính lớn rất mỏng manh thì sợi thủy tinh có độ bền kết cấu rất cao. Ngoài cường độ này, sợi còn là chất phụ gia có chi phí thấp, giúp hỗn hợp bê tông cuối cùng rẻ hơn so với các chất thay thế như bê tông cốt sợi thép.
Các sợi tương tự được thêm vào nhựa sẽ tạo ra vật liệu composite sợi thủy tinh có đặc tính độ bền kéo tuyệt vời.
Bê tông cốt sợi polyester
Sợi polyester cho bê tông cốt sợi có sẵn dưới dạng sợi nhỏ và sợi vĩ mô. Sợi polyester góp phần cải thiện khả năng chống nứt của loại bê tông cốt sợi này.
Bê tông cốt sợi polyester có độ bền cao hơn và tính toàn vẹn kết cấu cao hơn. Độ bền được nâng cao khiến loại bê tông này trở nên lý tưởng cho sàn công nghiệp, sàn nhà kho, kết cấu đúc sẵn, lớp phủ và các ứng dụng thương mại tương tự.
Bê tông cốt sợi carbon
Bạn đã bao giờ nghe nói đến thép sợi carbon chưa? Khái niệm này tương tự đối với bê tông cốt sợi carbon.
Mặc dù thêm sợi carbon vào bê tông là một quá trình phức tạp hơn so với thêm xi măng hoặc thủy tinh nhưng bê tông thu được có độ cứng và cường độ cao. Tuy nhiên, với độ cứng cao, bê tông trở nên giòn hơn (như thép cacbon).
Sợi tổng hợp vĩ môBê tông cốt thép
Sử dụng sợi tổng hợp vĩ mô trong bê tông ra đời như một giải pháp thay thế cho cốt thép. Xét cho cùng, cốt thép có thể là sự bổ sung tốn kém cho bê tông.
Với việc sử dụng ngày càng tăng, sợi tổng hợp vĩ mô không chỉ là một vật liệu thay thế. Những sợi này có nhiều ứng dụng riêng, đặc biệt là trong các kết cấu được hỗ trợ trên mặt đất.
Cốt thép có thể bị ăn mòn ở những khu vực có độ ẩm cao, chẳng hạn như môi trường biển và sợi thủy tinh có nguy cơ bị nứt. Sợi tổng hợp vĩ mô có khả năng chống lại các yếu tố này cao, vì vậy chúng là chất bổ sung có giá trị cho bê tông trong những môi trường này.
Bê tông cốt sợi tự nhiên
Sợi tự nhiên có nguồn gốc từ thực vật, động vật và khoáng chất tự nhiên. Như chúng tôi đã đề cập ở phần lịch sử của FRC, sợi tự nhiên đã được sử dụng trong quá trình xây dựng từ xa xưa.
Bất kể bê tông được sử dụng ở đâu, sẽ có rất nhiều sợi tự nhiên hiện diện. Những sợi này cũng giúp giảm chi phí sản xuất FRC.
Một số loại sợi tự nhiên bao gồm bông, rơm, gỗ và ngũ cốc.
Lợi ích của việc sử dụng bê tông cốt sợi là gì
Việc thêm các loại sợi khác nhau vào bê tông sẽ mang lại nhiều lợi ích khác nhau. Bê tông cốt sợi được phân loại dựa trên lượng sợi được thêm vào. Những lợi ích cụ thể của FRC sẽ phụ thuộc vào loại FRC được sử dụng.
Nói chung, đây là những lợi ích liên quan đến một số loại bê tông cốt sợi phổ biến:
Gia cố sợi thủy tinh
Gia cố sợi thủy tinh làm tăng cường độ kết cấu của bê tông mà không làm tăng đáng kể chi phí. Thủy tinh là một trong những vật liệu sợi rẻ nhất.
Loại cốt thép này được sử dụng để nâng cao tính thẩm mỹ của kết cấu bê tông. Các sợi ngắn rời rạc có thể được nhìn thấy trong cấu trúc bê tông sau khi khô.
Phương pháp gia cố này bổ sung cường độ kéo cho tất cả các khu vực, không giống như gia cố truyền thống sử dụng thanh thép, trong đó cường độ kéo được giới hạn theo hướng của thanh.
Gia cố sợi thép
Thép cung cấp cường độ kết cấu cao nhất trong bê tông cốt sợi.
Với việc bổ sung các sợi thép, bê tông cần ít cốt thép hơn.
Sợi tạo ra khả năng chống va đập lớn hơn chống lại tác động và mài mòn.
Cải thiện khả năng chống tan băng và các đặc tính nhiệt độ khác của tòa nhà.
Giảm thiểu nguy cơ nứt bằng cách giảm chiều rộng của vết nứt.
Sợi Polypropylen và cốt thép bê tông nylon
Cung cấp khả năng bơm bê tông đi một quãng đường dài bằng cách tăng đặc tính kết dính.
Cải thiện đặc tính nhiệt độ (ví dụ, khả năng chống tan băng).
Tăng cường độ dẻo của bê tông và giảm tính chất giòn của nó.
Trong trường hợp hỏa hoạn, kết cấu bê tông bằng sợi polypropylen và sợi nylon có khả năng chống nổ.
Kết quả là khả năng chống va đập và chống mài mòn cao.
Các ứng dụng của bê tông cốt sợi là gì?
Loại FRC được sử dụng có thể khác nhau tùy theo dự án xây dựng cụ thể. Nhìn chung, hầu hết các dự án xây dựng dân dụng đều sử dụng FRC. Ví dụ::
Tường
sàn nhà
Đập
Đường băng
Đường
Ống bê tông
Cầu
Sàn kho
hố ga
Đường hầm
Vỉa hè
Làm thế nào để lấy nguồn bê tông cốt sợi?
Như bạn đã biết, bê tông cốt sợi không chỉ là một sản phẩm. Có nhiều loại bê tông khác nhau với các kỹ thuật gia cố khác nhau dẫn đến các đặc tính nâng cao cụ thể.
Có các sợi thép cường độ cao giúp khuếch đại tính toàn vẹn cấu trúc của ống góp bê tông. Ngoài ra, thủy tinh và vật liệu sợi tổng hợp có độ bền vừa phải nhưng giá thành rẻ hơn.
Bởi Daniel Arkin
Thời gian đăng: 07-04-2023