Ở giai đoạn hiện tại, trên thị trường có rất nhiều loại vật liệu xây dựng chất lượng. Đặc biệt, chúng ta phải nhắc đến bê tông cốt sợi, loại vật liệu đang được sử dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp xây dựng nước ta. Hãy cùng Bê tông tươi Toàn Miền Nam tìm hiểu về loại vật liệu này qua bài viết dưới đây nhé!
Khái niệm bê tông cốt sợi
Bê tông cốt sợi là loại bê tông được kết hợp với các vật liệu dạng sợi như sợi thép, sợi thủy tinh, sợi cacbon,… để cải thiện các đặc tính của bê tông. Mỗi loại bê tông cốt sợi có đặc điểm khác nhau tùy vào vật liệu sợi được thêm vào. Nhìn chung, bê tông cốt sợi có các ưu điểm như: đảm bảo yêu cầu kỹ thuật về khả năng ổn định, chịu uốn, chịu cắt, chống rạn nứt và chịu va đập cao. So với bê tông cốt thép truyền thống, loại bê tông này có tính dẻo và chi phí sản xuất thấp hơn, đồng thời tăng tuổi thọ của công trình.
Nhờ vào thành phần đặc biệt, bê tông cốt sợi có nhiều tính chất ưu việt hơn so với các loại bê tông thông thường. Chúng ta có thể kể đến như: khả năng chống va đập, cường độ chịu nén, chịu kéo và chịu uốn,…
Cường độ chịu nén cao hơn bê tông truyền thống
Bê tông cốt sợi có khả năng chịu nén cao hơn các loại bê tông thông thường. Tuy nhiên, đối với bê tông cốt sợi propylene, cường độ chịu nén phụ thuộc vào hàm lượng các sợi tổng hợp; nếu hàm lượng sợi tăng lên, cường độ chịu nén sẽ giảm xuống. Trong trường hợp bê tông cốt sợi bazan, khi hàm lượng sợi tăng từ 1-4%, cường độ chịu nén của bê tông cũng giảm.
Cường độ chịu kéo khác nhau tùy loại sợi
Cường độ chịu kéo là khả năng chịu đựng ứng suất kéo dài của vật liệu trước khi bị đứt gãy hoàn toàn. Mỗi loại bê tông cốt sợi có cường độ chịu kéo khác nhau. Đối với bê tông cốt sợi thép, cường độ chịu kéo tỉ lệ thuận với hàm lượng sợi thép trong bê tông. Trong khi đó, bê tông cốt sợi bazan có cường độ chịu kéo tăng từ 87 daN/cm² lên 90 daN/cm² khi sử dụng 1-2% sợi bazan, nhưng lại giảm khi sử dụng 3-4% sợi bazan.
Cường độ chịu uốn
Cường độ chịu uốn của vật liệu chỉ giới hạn chịu ứng suất uốn mà không bị biến dạng không thể phục hồi. Đối với bê tông cốt thép, khi hàm lượng sợi thép tăng, cường độ chịu uốn cũng tăng. Tương tự, bê tông cốt sợi polypropylene khi tăng hàm lượng sợi từ 1-2% và tăng hàm lượng xi măng sẽ làm tăng cường độ chịu uốn. Ngược lại, đối với bê tông cốt sợi bazan, khi sử dụng 3-4% sợi bazan, cường độ chịu uốn giảm xuống và không đáng kể khi sử dụng 1-2% sợi bazan.
Khả năng chống va đập
Ngoài những tính chất trên, bê tông cốt sợi còn có khả năng chống va đập rất tốt. Khi hàm lượng sợi trong bê tông tăng, khả năng chống va đập cũng tăng theo. Đặc biệt, bê tông cốt sợi bazan với 4% sợi cho khả năng chống va đập vượt trội so với bê tông thương phẩm không sử dụng cốt sợi.
Những loại bê tông cốt sợi phổ biến hiện nay
Trên thị trường hiện nay có nhiều loại bê tông cốt sợi, mỗi loại có đặc điểm riêng phù hợp với các mục đích xây dựng khác nhau. Các loại phổ biến bao gồm:
Bê tông cốt sợi thép
Modun đàn hồi của sợi thép khá cao, giúp tăng khả năng chống nứt, uốn cong, và chống cháy khi cấy vào bê tông. Loại bê tông này thường được sử dụng trong các công trình cầu cống, đường hầm, lớp lót chịu lửa, kết cấu chống cháy nổ, và tàu thuyền.
Bê tông cốt sợi thủy tinh
Bê tông cốt sợi thủy tinh chứa hơn 4% sợi thủy tinh, tạo ra độ trong suốt và thường được sử dụng cho mục đích cách nhiệt và trang trí. Tuy nhiên, loại bê tông này không được sử dụng cho mục đích chịu tải nặng do khả năng chịu trọng lượng thấp và dễ vỡ, nên không phù hợp cho cấu kiện cột và dầm.
Bê tông sợi carbon
Modun đàn hồi của sợi carbon cao, mang lại nhiều ưu điểm như khả năng chống hóa chất, chịu nhiệt, và độ giãn nở thấp. Khi kết hợp với nhựa dẻo, sợi carbon tạo thành polyme gia cố bằng sợi carbon có sức bền và độ cứng cao.
Cốt sợi tự nhiên
Từ xa xưa, các loại sợi tự nhiên như bông, len, tóc, rơm, rạ,… đã được kết hợp trong bê tông, mang lại khả năng chịu tải lớn hơn so với bê tông thường. Tuy nhiên, do chi phí, các loại sợi tự nhiên dần được thay thế bởi các loại bê tông khác.
Cốt sợi polyester
Polyester có khả năng chống nứt và co ngót tuyệt vời, thường được sử dụng cho các mục đích công nghiệp, nhà kho và các sản phẩm bê tông dự ứng lực.
Bê tông cốt sợi polypropylene
Bê tông cốt sợi polypropylene có ưu điểm là giá rẻ và nguồn vật liệu sẵn có. Sợi polypropylene chống lại hầu hết các hóa chất, có nhiệt độ nóng chảy cao đạt 165 độ C, chịu được nhiệt độ làm việc lên tới 100 độ C trong thời gian ngắn. Đặc biệt, các sợi polypropylene kỵ nước, dễ dàng hòa tan vào bê tông khi trộn mà không lo bị vón cục.
Bê tông cốt sợi amiăng
Sợi khoáng amiăng có sẵn trong tự nhiên và giá thành rẻ. Sợi amiăng chịu nhiệt và chống hóa chất tốt, thích hợp cho các vật liệu dạng tấm, ngói và các phần tử lợp mái tôn. Tuy nhiên, do không an toàn cho sức khỏe người dùng, hiện nay các nhà cung cấp đã sử dụng các vật liệu an toàn hơn.
Bê tông cốt sợi nhựa dẻo
Sợi nhựa dẻo là thành phần tương đối mới trong lĩnh vực gia cố bê tông, mang lại sự thân thiện với môi trường bởi có thể tái chế lượng nhựa dồi dào trên thế giới để tạo ra bê tông.
Bê tông cốt sợi nylon
Bê tông cốt sợi nylon có đặc tính tương tự với bê tông cốt sợi polypropylene, nhưng bền hơn khi sử dụng trong bê tông.
Một số loại cốt sợi khác
Ngoài các loại kể trên, còn có các loại khác như bê tông polyme cốt sợi, bê tông cốt sợi bazan, và bê tông cốt sợi dramix, mỗi loại có đặc điểm riêng.
Đặc điểm của bê tông cốt sợi
Đây là loại vật liệu phổ biến trong lĩnh vực xây dựng hiện nay, với những ưu điểm và nhược điểm cụ thể như sau:
Ưu điểm
- Khả năng chịu tải tốt: Bê tông cốt sợi kết hợp với các loại sợi làm tăng đáng kể độ kiên cố và sự chắc chắn. Do đó, khả năng chịu tải của bê tông cốt sợi rất tốt, vượt trội so với bê tông truyền thống.
- Khả năng chống mài mòn hiệu quả: Một ưu điểm nổi bật là tính chống mài mòn, khả năng chịu được các điều kiện khí hậu và thời tiết khắc nghiệt. Bê tông cốt sợi khắc phục hạn chế của bê tông truyền thống là dễ bị mài mòn. Kết cấu đặc biệt giúp ngăn chặn việc xuất hiện các lỗ thủng trên mặt sàn bê tông, giảm thiểu mất an toàn và tăng tính thẩm mỹ cho công trình.
- Tính ứng dụng cao: Đáp ứng được các yêu cầu kỹ thuật như cường độ cao, kích thước ổn định, bám dính tốt, không dễ bị rạn nứt, và khả năng chịu cắt, chịu uốn cực tốt. Đặc biệt, bê tông cốt sợi là vật liệu có giá thành rẻ nhưng mang lại hiệu quả cao, bền bỉ, và nâng cao tuổi thọ cho công trình.
- Dẻo dai và độ bền cao: Đây là loại vật liệu có tính dẻo dai và độ bền cao. Tùy vào mục đích sử dụng và yêu cầu riêng của công trình, lượng cốt sợi trộn trong bê tông sẽ khác nhau, mang lại hiệu quả tối ưu.
Nhược điểm
- Sự không đồng đều trong phân tán các sợi bê tông: Trong quá trình đổ, các sợi bê tông thường không được phân tán đồng đều, dẫn đến sự không nhất quán trong chất lượng bê tông. Điều này có thể ảnh hưởng đến chất lượng của công trình. Tuy nhiên, với sự cẩn thận trong thi công và tuân thủ các tiêu chuẩn, vấn đề này có thể được khắc phục.
- Khó khăn trong việc vận chuyển: Thường thì bê tông cốt sợi có tải trọng lớn hơn so với bê tông thông thường, dẫn đến chi phí vận chuyển cao hơn. Đặc biệt, việc di chuyển loại bê tông này trên các công trình lớn cũng gặp nhiều khó khăn.
- Khả năng cách âm và cách nhiệt kém: Một nhược điểm khác là khả năng cách âm và cách nhiệt thấp. Do sự kết hợp giữa các loại sợi và bê tông, tính đồng nhất của nó không cao như bê tông thông thường. Do đó, âm thanh có thể xuyên qua một số lớp bê tông và khả năng cách nhiệt cũng giảm đi. Đối với những người cần đảm bảo sự yên tĩnh và riêng tư trong ngôi nhà của mình, việc sử dụng loại bê tông này cần được cân nhắc kỹ lưỡng.
Ứng dụng của bê tông cốt sợi trong xây dựng
Bản chất của bê tông truyền thống thường có độ bền kém và dễ bị nứt. Đây được coi là một giải pháp tối ưu để cải thiện độ bền và kiểm soát nứt trong công trình xây dựng. Sợi bê tông giúp giảm tính thấm của bê tông, hạn chế sự thoát nước, và giảm thiểu việc nứt do co ngót trong quá trình đóng rắn. Một số loại bê tông cốt sợi còn được sử dụng để chống mài mòn và chống va đập. Các ứng dụng của bê tông cốt sợi có thể được thấy trong:
- Công trình mặt đất: bao gồm vỉa hè, ván lợp mái, ngói, móng tầng hầm, các trụ cột, dầm, cầu cống, đường sá,…
- Các ứng dụng bê tông phun như hồ bơi, lưu vực, tường đá,…
- Hệ thống hầm chôn cất, kho tiền, két sắt, hệ thống cống rãnh, ống thoát nước,…
- Các cấu kiện đúc sẵn như sàn composite, tấm xi măng,…
Xem thêm: Tổng hợp các loại phụ gia bê tông đông kết nhanh thông dụng hiện nay
Tóm lại, bê tông cốt sợi không chỉ là một lựa chọn thông minh để nâng cao chất lượng và độ bền của công trình xây dựng mà còn là một minh chứng cho sự tiến bộ và sáng tạo trong ngành xây dựng.
