Hướng dẫn cách xác định độ co ngót bê tông

1. Co ngót trong bê tông là gì?

1.1. Độ co ngót là gì?

Độ co ngót là hiện tượng vật liệu bị giảm thể tích hoặc kích thước theo thời gian do mất nước, thay đổi nhiệt độ hoặc do các phản ứng hóa – lý bên trong cấu trúc vật liệu, ngay cả khi không chịu tác dụng của tải trọng bên ngoài.

Đối với bê tông, độ co ngót xảy ra chủ yếu trong quá trình thủy hóa xi măng và quá trình bay hơi nước trong môi trường tự nhiên. Khi nước trong hồ xi măng giảm dần, cấu trúc mao rỗng bị thu hẹp, dẫn đến bê tông bị rút ngắn chiều dài hoặc giảm thể tích.

Hiện tượng này nếu không được kiểm soát có thể gây nứt bề mặt, giảm độ bền và ảnh hưởng đến tuổi thọ công trình. Vì vậy, việc xác định và kiểm soát độ co ngót là một chỉ tiêu quan trọng trong đánh giá chất lượng vật liệu xây dựng.

>> Xem thêm: Thử nghiệm cơ lý gạch bê tông

1.2. Co ngót trong bê tông là gì?

Co ngót trong bê tông là hiện tượng bê tông bị giảm thể tích hoặc rút ngắn kích thước theo thời gian do các biến đổi vật lý và hóa học bên trong cấu trúc của nó, ngay cả khi không chịu tải trọng bên ngoài.

Hiện tượng này xảy ra chủ yếu vì:

• Sự mất nước trong quá trình bay hơi hoặc tự tiêu thụ nước khi xi măng thủy hóa.

• Sự tái sắp xếp cấu trúc vi mô của hồ xi măng trong quá trình đông cứng và phát triển cường độ.

• Ảnh hưởng của nhiệt độ và độ ẩm môi trường.

Trong bê tông, co ngót thường biểu hiện dưới dạng rút ngắn chiều dài hoặc giảm thể tích, có thể gây ra ứng suất nội sinh. Nếu các ứng suất này vượt quá cường độ kéo của bê tông, sẽ xuất hiện các vết nứt.

Vì vậy, co ngót là một đặc tính tự nhiên của bê tông nhưng cần được tính toán, kiểm soát và đánh giá thông qua thí nghiệm để đảm bảo độ bền và tuổi thọ công trình.

>> Xem thêm: Cách xác định độ giãn dài của vật liệu xây dựng

>> Xem thêm: Cách xác định độ hút nước của vật liệu, độ hút nước của gạch xây dựng

1.3. Tại sao cần xác định độ co ngót trong bê tông?

Co ngót là đặc tính tự nhiên của bê tông nhưng lại tiềm ẩn nhiều rủi ro nghiêm trọng đối với độ bền và tuổi thọ công trình. Dưới đây là các lý do tại sao nên xác định độ co ngót trong bê tông:

• Giúp dự báo nguy cơ nứt sớm do co ngót, đặc biệt ở cấu kiện sàn, tường và dầm có diện tích bề mặt lớn.

• Là cơ sở để đánh giá độ bền lâu và tuổi thọ công trình trong điều kiện khai thác thực tế.

• Hỗ trợ lựa chọn cấp phối bê tông phù hợp, kiểm soát hàm lượng nước và phụ gia nhằm hạn chế co ngót.

• Phục vụ tính toán thiết kế khe co giãn, cốt thép chống nứt và các biện pháp thi công hợp lý.

• Đáp ứng yêu cầu kiểm soát chất lượng theo tiêu chuẩn kỹ thuật và hồ sơ nghiệm thu công trình.

1.4. Các dạng co ngót trong bê tông

Co ngót trong bê tông hình thành do nhiều nguyên nhân khác nhau, chủ yếu liên quan đến quá trình mất nước (nước hóa học, nước mao quản, nước liên kết) và các phản ứng hóa – lý trong cấu trúc hồ xi măng. Tùy theo thời điểm và cơ chế phát sinh, co ngót bê tông được phân thành các dạng sau:

• Co ngót mềm (co ngót dẻo): Là hiện tượng xảy ra khi bê tông chưa đông kết hoàn toàn, thường trong khoảng 3–12 giờ sau khi trộn. Nguyên nhân chủ yếu do nước trên bề mặt bay hơi nhanh hơn khả năng nước bên trong bù lại, dẫn đến nứt bề mặt dạng chân chim, đặc biệt trong điều kiện nắng nóng, gió mạnh hoặc độ ẩm thấp.

• Co ngót khô: Xuất hiện sau khi bê tông đã đông kết và bắt đầu đóng rắn. Hiện tượng này xảy ra do nước tự do trong hệ mao quản bay hơi ra môi trường, làm giảm thể tích hồ xi măng. Co ngót khô diễn ra trong thời gian dài và là nguyên nhân chính gây nứt khi bê tông bị hạn chế biến dạng.

• Co ngót tự sinh: Là sự giảm thể tích của bê tông do phản ứng thủy hóa xi măng trong điều kiện kín, không có sự trao đổi ẩm với môi trường bên ngoài. Nước bị tiêu thụ trong quá trình hydrat hóa làm giảm áp suất trong lỗ rỗng mao quản, gây biến dạng thể tích, đặc biệt rõ ở bê tông có tỷ lệ nước/xi măng thấp.

• Co ngót cacbonat: Xảy ra do phản ứng giữa các sản phẩm hydrat của xi măng với khí CO₂ trong không khí. Quá trình này làm thay đổi cấu trúc vi mô của bê tông, gây giảm thể tích và diễn ra chậm nhưng kéo dài trong suốt tuổi thọ công trình.

1.5. Những nguyên nhân ảnh hưởng tới độ co ngót của bê tông

Độ co ngót của bê tông chịu tác động bởi nhiều yếu tố khác nhau, bao gồm cả các yếu tố nội tại trong thành phần vật liệu và các điều kiện môi trường bên ngoài. Cần lưu ý rằng hiện tượng co ngót không phụ thuộc vào tải trọng tác dụng, mà chủ yếu liên quan đến biến đổi thể tích tự nhiên của bê tông theo thời gian. Các yếu tố ảnh hưởng cụ thể gồm:

• Các yếu tố bên trong: Thành phần và đặc tính cốt liệu (loại, kích thước, mô đun đàn hồi); hàm lượng và loại xi măng; tỷ lệ nước/xi măng (N/X); việc sử dụng phụ gia hóa học; cùng với kích thước và hình dạng cấu kiện. Những yếu tố này quyết định cấu trúc mao rỗng và khả năng giữ nước của bê tông, từ đó ảnh hưởng trực tiếp đến mức độ co ngót.

• Các yếu tố bên ngoài: Phương pháp và thời gian bảo dưỡng; nhiệt độ môi trường; độ ẩm tương đối của không khí. Điều kiện môi trường càng khô nóng thì tốc độ mất nước càng lớn, làm gia tăng biến dạng co ngót và nguy cơ nứt trong bê tông.

>> Xem thêm: 3 Phương pháp xác định thành phần hạt cho Cốt liệu xây dựng

1.6. Biện pháp giảm độ co ngót của bê tông

Tùy thuộc yêu cầu về chất lượng của bê tông để đưa ra những giải pháp tối ưu cho việc giảm độ co ngót của bê tông.

Có thể áp dụng các biện pháp sau để ngăn chặn nguyên nhân gây ra hiện tượng co mềm:

• Phủ lên bề mặt cấu kiện những tấm bạt lớn. Ngăn cản sự bay hơi nước đồng thời góp phần dưỡng hộ ẩm cho bê tông, giúp giảm co mềm;
• Độ rung thích hợp của bê tông có thể ngăn chặn sự co mềm.

Bên cạnh việc bảo dưỡng bê tông đúng cách để giảm co ngót mềm của bê tông thì thiết kế cấp phối tối ưu là giải pháp được chú trọng hướng tới để giảm các dạng co ngót khác.

• Sử dụng loại vật liệu có thành phần hạt tối ưu. Bên cạnh đó có thể sử dụng các vật liệu gia cố (bê tông cốt sợi, cốt thép, sợi thép…);
• Khống chế tỷ lệ N/X có ý nghĩa quyết định trong việc hạn chế biến dạng co ngót của bê tông. Để giảm tỷ lệ N/X có thể áp dụng một số biện pháp như: Sử dụng phụ gia hóa, phụ gia khoáng cho bê tông vừa giảm N/X đồng thời đảm bảo tính công tác và cường độ của bê tông.

2. Phương pháp xác định độ co ngót của bê tông

2.1. Phương pháp xác định độ co ngót bê tông

Hiện nay việc dự báo co ngót được lấy theo tiêu chuẩn nước ngoài dựa trên các dự báo chưa chính xác về rủi ro và vùng khí hậu nhiệt độ khác nhau. Các tiêu chuẩn hiện hành của các nước tiên tiến như: Tiêu chuẩn Hoa Kỳ ACI 209R-92, Tiêu chuẩn Châu Âu CEB-FIP 2010, Tiêu chuẩn Châu Âu Eurocode 2, Tiêu chuẩn Anh quốc BS 8110, Tiêu chuẩn Úc AS 3600, Mô hình dự báo của Viện Khoa học Xây dựng Nga, Tiêu chuẩn Nga GOST 24544-81 đều trình bày chi tiết về công tác thực nghiệm đo đạc biến dạng co ngót của bê tông.

Ở Việt Nam TCVN 3117: 2022 quy định phương pháp xác định độ co của bê tông – Đang dự thảo chưa được chính thức áp dụng. Đồng thời chưa có yêu cầu kỹ thuật quy định về sự co ngót của bê tông.

2.2. Thiết bị xác định độ co ngót của bê tông

a. Thiết bị thử độ co ngót bê tông

• Giá đo độ co;
• Đồng hồ đo co ngót chính xác tới 0.001mm;
• Chốt và đầu đo;
• Thanh chuẩn;
• Chuẩn bị mẫu thử.

Các mẫu thử độ co ngót được đúc theo đúng cấp phối và bảo dưỡng cho tới khi tháo khuôn theo TCVN 3105:1993. Mẫu bê tông có kích thước 100x100x400 (mm).

Các đầu đo được gắn vào 2 đầu của mẫu bằng cách khoan và dán lại bằng vữa hoặc keo (để giảm thao tác đục có thể để lỗ chờ khi đúc mẫu). Mẫu được bảo dưỡng liên tục trong nước ở nhiệt độ 27 ± 2oC.

b. Tiến hành thử nghiệm đo độ co ngót

Lấy mẫu khỏi thùng ngâm, lau ráo mặt ngoài mẫu và đặt vào giá đo sao cho 2 đầu đo tiếp xúc vào hai đầu đồng hồ. Ghi giá trị số liệu đo được vào sổ nhật ký.

c. Tính kết quả

Độ co ngót của từng viên mẫu bê tông tại thời điểm t được tính theo công thức (Đơn vị mm/m):

Trong đó:

Δlt – chênh lệch chiều dài giữa các chốt đầu đo của mẫu tại thời điểm t so với ban

đầu, tính bằng mm

l – khoảng cách giữa các chốt đầu đo, tính bằng m

Độ co ngót của bê tông được xác định trong khoảng thời gian không ít hơn 120 ngày. Trong trường hợp chênh lệch số đo giữa ba lần sau cùng không vượt quá sai số của đồng hồ đo thì cho phép kết thúc thí nghiệm sớm hơn thời gian quy định.

Trên đây OPACONTROL đã trình bày các nội dung liên quan tới độ co ngót của bê tông. Nếu bạn có nhu cầu thử nghiệm các chỉ tiêu của bê tông, hãy liên hệ với chúng tôi theo hotline 1800.646438 để tư vấn tận tình và chuyên nghiệp nhất.

Opacontrol đã thực hiện rất nhiều thử nghiệm xi măng, bê tông, vữa. Trong đó chỉ tiêu xác định độ co ngót được rất nhiều khách hàng quan tâm. Đây là 1 trong các chỉ tiêu quan trọng trong thử nghiệm vữa xây dựng.

OPACONTROL là đơn vị Chứng nhận và Thử nghiệm VLXD chất lượng uy tín, luôn sẵn sàng giải đáp và cung cấp dịch vụ tốt nhất cho các loại sản phẩm, hàng hóa, vật liệu.

CÔNG TY TNHH CHỨNG NHẬN VÀ THỬ NGHIỆM OPACONTROL

Website: https://opacontrol.com.vn/

Email: opa@opacontrol.vn

Facebook: https://www.facebook.com/opacontrol

SĐT: 1800.646438