Bê tông cốt sợi – Phân loại và ứng dụng

Để đáp ứng nhu cầu xây dựng ngày càng phát triển, Bê tông cốt sợi (FRC) được ra đời nhằm tăng khả năng liên kết của cấu trúc bên trong vật liệu.Từ đó khả năng chịu lực nén, chịu lực uốn và khả năng chống va đập rất tốt.

1. Tìm hiểu chung về bê tông cốt sợi

• Tên tiếng Anh là Fiber-reinforced concrete. Tên viết tắt in English là FRC nên có thể gọi bê tông cốt sợi FRC.
• Là sự kết hợp giữa bê tông và sợi chịu lực trong đó có các loại sợi như sợi thép, sợi thủy tinh, sợi amiang, sợi carbon…. Các sợi nhỏ, ngắn và kín đáo được định hướng ngẫu nhiên nhưng phân bố đồng đều khắp bê tông. Mỗi một loại sợi khác nhau thì lại có những tính chất khác nhau.

2. Một số loại bê tông cốt sợi

Dưới đây là một số loại sợi phổ biến nhất được sử dụng trong bê tông cốt thép.

2.1. Bê tông cốt sợi thép

Sợi thép có mô đun đàn hồi cao. Cấy những sợi này vào bê tông giúp tăng khả năng chống cháy, chống nứt, uốn cong, phân tách, chảy máu,… Các loại sợi này được sử dụng rộng rãi trong cầu, đường hầm, lớp lót chịu lửa, dầm, cột, kết cấu chống cháy nổ, tàu thuyền,…

2.2. Bê tông sợi thủy tinh

Loại bê tông này bao gồm 4 đến 4,5% sợi thủy tinh. Bê tông như vậy tạo ra độ trong suốt và trong một số trường hợp là trong suốt. Những loại bê tông như vậy có thể được sử dụng cho mục đích trang trí và mục đích cách nhiệt.

Bê tông này có thể chịu trọng lượng nhưng không quá nặng hoặc tải trọng chết của kết cấu. Do đó chúng không thể được sử dụng cho mục đích chịu tải. Chúng rất dễ vỡ trong trường hợp chịu tải và không được khuyến khích sử dụng trong cột và dầm.

2.3. Bê tông cốt sợi carbon

Sợi carbon có môđun đàn hồi cao. Những loại sợi như vậy mang lại những ưu điểm tuyệt vời như khả năng chống hóa chất cao, chịu được nhiệt độ cao, độ giãn nở nhiệt thấp,…

Khi kết hợp với nhựa dẻo, nó sẽ tạo thành polyme gia cố bằng sợi carbon. Những sợi như vậy có sức bền và rất cứng.

2.4. Bê tông cốt sợi tự nhiên

Các loại sợi tự nhiên như bông, len, tóc, rơm, rạ,… có thể được kết hợp trong bê tông. Những vật liệu tự nhiên như vậy mang lại sức mạnh lớn hơn bê tông thường. Tuy nhiên, sau đó những vật liệu tự nhiên này được thay thế bằng bê tông vì chi phí trở thành yếu tố quyết định trong xây dựng.

2.5. Bê tông cốt sợi polyester

Loại sợi này chủ yếu được sử dụng cho các mục đích công nghiệp, nhà kho và trong các sản phẩm bê tông dự ứng lực. Nó mang lại khả năng chống nứt và co ngót tuyệt vời.

Sợi polyester được sử dụng để cung cấp khả năng chống lại sự hình thành các vết nứt do co ngót và tăng cường độ dẻo dai.

2.6. Bê tông sợi polypropylene

Bê tông cốt sợi polypropylene sử dụng polyme polypropylene giá rẻ và sẵn có. Sợi polypropylene có khả năng chống lại hầu hết các hóa chất và có nhiệt độ nóng chảy cao 165˚C. Vì vậy nó có thể chịu được nhiệt độ làm việc 100˚C trong thời gian ngắn.

Vì các sợi này kỵ nước nên chúng cũng có thể dễ dàng trộn lẫn và phân bố đều trong bê tông mà không bị vón cục lại với nhau.

2.7. Bê tông Cốt sợi amiăng

Sợi khoáng amiăng có sẵn tự nhiên và rẻ tiền. Sợi amiăng bền với nhiệt và hóa chất, vì vậy chúng thích hợp cho các ống sản phẩm dạng tấm, ngói và các phần tử lợp mái tôn.

Nhưng vì có những rủi ro về sức khỏe liên quan đến amiăng. Ngày nay các nhà cung cấp bê tông sử dụng các vật liệu an toàn hơn.

2.8. Bê tông sợi nhựa dẻo

Sợi nhựa tương đối mới trong thế giới gia cố bê tông. Nhưng những sợi này tạo cơ hội cho việc tái chế lượng nhựa dồi dào trên thế giới để tạo ra một loại bê tông cốt thép thân thiện với môi trường hơn.

2.9. Bê tông Cốt sợi nylon

Sợi nylon có nhiều đặc điểm giống với sợi polypropylene. Sợi nylon cũng bền hơn khi được sử dụng trong bê tông.

2.10. Bê tông cốt sợi polyme

Được làm bằng các sợi liên tục và được ngâm tẩm với chất liên kết dính bằng nhựa polyme. Chức năng của bê tông cốt sợi polyme là mạng tải, chức năng của nhựa là kết dính của các sợi.

2.11. Bê tông cốt sợi bazar

Sợi bazan là một loại chất phụ gia giúp tăng cường độ gia cố của các loại bê tông sợi khác. Các ưu điểm nổi bật của bê tông sợi bazan là: Giảm các khe nứt bên trong của công trình. Tăng cường khả năng chống thấm chống nước của các loại bê tông. Giảm đi thời gian khô của các bê tông khác.

3. Ưu nhược điểm

3.1. Ưu điểm

Bê tông cốt sợi đảm bảo các yêu cầu về kỹ thuật như cường độ cao, kích thước thì ổn định, tính bám dính tốt, không rạn nứt, chịu uốn, chịu cắt… Nó được đánh giá cao nói có các tính năng hữu dụng, giảm giá thành xây dựng nhờ có thể rút ngắn thời gian thi công, nâng cao khả năng chịu lực đồng thời cũng nâng cao tuổi thọ cho công trình.

• Giúp kéo dài tuổi thọ cho các công trình xây dựng nó hạn chế các khe nứt , nâng cao độ an toàn và chất lượng được đảm bảo sau khi đổ.
• Khả năng chống co ngót nhựa trong khi đóng rắn; khả năng chống cháy.
• Sợi trong bê tông cũng có thể làm giảm tính thấm của bê tông. Hạn chế lượng nước chảy ra ngoài, giảm nứt do co ngót trong quá trình đóng rắn
• Một số loại sợi cũng được sử dụng để làm cho bê tông chống mài mòn, va đập và chống vỡ tốt hơn. Điều này giúp hạn chế hơn việc thủng lỗ bề mặt sàn bê tông.
• Khả năng chịu tải của bê tông cốt sợi được tăng lên gấp nhiều lần so với bê tông truyền thống.
• Bê tông cốt sợi có tính dẻo hơn, bền hơn so với bê tông thường. Khi bê tông được trộn với lượng khác nhau thì nó sẽ có những tính năng cũng khác nhau.

3.2. Nhược điểm

Bên cạnh những ưu điểm nổi bậc thì bê tông sợi cũng có 1 số nhược điểm:

– Khi bạn đổ bê tông sợi thì việc phân bố và phân tán của các sợi không đồng điều làm cho chất lượng của bê tông không nhất quán. Để khắc phục cho vấn đề này thì khi sử dụng bê tông cốt sợi phải đòi hỏi có một cấu hình chính xác hơn bê tông thường.

– Một số loại bê tông sợi thường có trọng tải nặng hơn rất nhiều lần so với bê tông thường, nên việc vận chuyển để thi công công trường cũng là một vấn đề đáng lo ngại.

Bởi những điểm hạn chế này nên khi sử dụng các loại bê tông cốt sợi thì bạn nên để lưu ý và có biện pháp khắc phục một cách hợp lý nhất có thể.

4. Ứng dụng

Nhờ những tính năng nổi bật trên nên FRC thường được ứng dụng rộng rãi trong các công trình xây dựng.

• Các ứng dụng trên mặt đất, chẳng hạn như vỉa hè và các tầng của tòa nhà, ván lợp mái và ngói; Móng tầng hầm, trụ cột xây dựng, hỗ trợ dầm; cầu, đường bộ;
• Các ứng dụng bê tông phun — chẳng hạn như hồ bơi, lưu vực, đường nước nông nghiệp và tường đá; hệ thống cống rãnh, ống thoát nước; bể tự hoại, hầm chôn cất, kho tiền và két sắt;
• Tấm bê tông cốt sợi được ứng dụng mạnh mẽ trong xây dựng, sản xuất các cấu kiện tấm bê tông đúc sẵn. Ngoài ra còn sử dụng làm các sản phẩm rời như bàn ghế bê tông sợi, bồn tắm bê tông sợi, sàn composite, tấm và tấm xi măng mỏng. v.v….
• Tấm bê tông sợi được đúc sẵn thành từng cấu kiện dạng tấm panel lắp ghép. Các sản phẩm dạng tấm panel này có trọng lượng nhẹ hơn nhiều so với tấm bê tông đúc sẵn thông thường. Chính vì vậy ứng dụng bê tông sợi sản xuất tấm bê tông nhẹ đúc sẵn được phát triển rộng rãi.
• Trong quá trình sản xuất các loại tấm bê tông nhẹ cốt sợi, người ta sử dụng thêm phụ gia tạo bọt. Các lỗ bọt này bên trong tấm bê tông nhẹ sẽ giảm khối lượng đi. Những cấu kiện này phù hợp với xây nhà lắp ghép, tăng khả năng chống nóng, cách âm, cách nhiệt.

Đọc tiếp:  

Các yếu tố ảnh hưởng đến tính chất của bê tông cốt sợi

Bê tông trộn sẵn gồm mấy loại?