Bê tông dự ứng lực và các phương pháp thi công
Dự ứng lực là gì? Bê tông cốt thép là một sản phẩm không thể thiếu được của kỹ thuật xây dựng. Một trong những phát minh lớn trong kỹ thuật xây dựng ở thế kỷ 20 chính là bê tông ứng lực. Nó được ứng dụng rộng rãi tại hầu hết các nước tiến tiến trên thế giới từ hơn 50 năm nay. Vậy sàn bê tông dự ứng lực là gì? Bài viết này sẽ giải thích chi tiết về vật liệu với những ứng dụng linh hoạt như sàn dự ứng lực căng trước và sàn dự ứng lực căng sau dạng liên kết
BÊ TÔNG DỰ ỨNG LỰC - VẬT LIỆU PHỔ BIẾN VỚI NHIỀU ỨNG DỤNG
Thông thường, bê tông sẽ có cường độ cao và dẻo dai khi chịu nén, nhưng lại có cường độ thấp và giòn khi chịu kéo, để cải thiện vấn đề này các đơn vị thi công xây dựng thường sử dụng biện pháp căng trước hoặc căng sau những vùng bê tông sẽ chịu kéo dưới các tác động bên ngoài. Biện pháp căng như vậy đã tạo thành một dạng bê tông có kết cấu mới, và đó là kết cấu bê tông dự ứng lực.
Bê tông dự ứng lực là gì:
Ngày nay phương pháp dự ứng lực phổ biến nhất là dự ứng lực căng sau. Phương pháp này thường sử dụng cho kết cấu bê tông đổ tại chỗ. Trước hết đặt thép ứng lực trước và cốt thép thông thường rồi đổ bê tông. Khi bê tông đạt đến cường độ nhất định thì tiến hành căng cốt t hép với ứng suất quy định. Sau khi căng xong, cốt thép ứng lực trước được neo chặt vào đầu cấu kiện, thông qua các neo đó, cấu kiện sẽ bị nén bằng lực đã dùng khi kéo căng cốt thép.
Ai là người tìm ra phương pháp dự ứng lực?
Eugene Freyssinet là cha đẻ của bê tông dự ứng lực ứng dụng, ông là một kỹ sư người Pháp. Mặc dù các thử nghiệm của ông về việc chế tạo bê tông dự ứng lực bằng cốt thép cường độ thường đã không thành công. Đối với bê tông sau khi được nén trước thì bê tông đó tiếp tục co ngắn lại theo thời gian do từ biến và co ngót vào mức khoảng 1‰. Đối với các loại cốt thép bình thường thì sẽ có cường độ thấp nên, không thể được kéo để tạo dự ứng lực với biến dạng giãn lớn hơn 1,5‰. Vì những lý dó đó mà trong những lần thử ban đầu để tạo dự ứng lực trong bê tông, kết quả là 2/3 dự ứng lực trong cốt thép đã bị mất do từ biến và co ngót.
Vào năm 1928 ông đã bắt đầu sử dụng các sợi thép có cường độ cao trong việc nén bê tông. Các sợi thép cường độ cao có thể được kéo đến biến dạng đến mức độ khoảng 7‰ khi tạo dự ứng lực và, ngay cả khi bị mất đi 1‰ , vẫn còn lại 6/7 dự ứng lực. Để giảm mất mát do từ biến, co ngót và để có thể tạo ra dự ứng lực nén ở mức cao, Freyssinet đã sử dụng cả cốt thép cường độ cao kèm theo cả bê tông cường độ cao. Sau khi công trình nghiên cứu này của Freyssinet thí nghiệm thành công thì bê tông dự ứng lực được sử dụng ngày càng rộng rãi ở khắp nơi trên thế giới.
Từ những nghiên cứu đầu tiên này, bê tông dự ứng lực đã phát triển thành một ngành công nghiệp có doanh thu đạt mức khổng lồ. Số liệu trung bình trong 1 năm chúng ta có được 600.000 tấn bê tông dự ứng lực được sử dụng trên toàn thế giới. Và trong đó, có khoảng 66% thép dự ứng lực được dùng trong xây dựng cầu và số còn lại được sử dụng cho công trình xây dựng dân dụng và một số loại công trình khác tùy theo mục đích. Ở nước ta, hầu hết các công trình cầu lớn được xây dựng trong thời gian vừa qua đều sử dụng bê tông dự ứng lực. Ngày ngay chúng ta thường thường dùng các phương pháp tạo dự ứng lực đó là: phương pháp dự ứng lực kéo sau và phương pháp dự ứng lực kéo trước. Và hiện tại, với nhiều năm kinh nghiệm trong thi công, các kỹ sư của tập đoàn xây dựng Minh Đức luôn là địa chỉ tin cậy trong công tác lựa chọn đơn vị thi công của các tổng thầu lớn trong và ngoài nước.
Dự ứng lực và ứng dựng trong xây dựng
Có khá nhiều phương pháp thi công dự ứng lực nhưng bài viết này sẽ chỉ tập trung vào phương pháp phổ biến hơn tại Tập đoàn xây dựng Minh Đức. Đó là dự ứng lực căng sau dạng liên kết.
Đây là dạng kết cấu ứng lực trước căng sau, sử dụng cả lực bám dính giữa cốt thép ứng lực trước với kết cấu bê tông, lẫn phản lực ép mặt đầu neo để giữ ứng lực trước. Loại này còn gọi là kết cấu bê tông ứng lực trước căng sau có bám dính.
Tiến hành tạo kết cấu bê tông cốt thép ứng lực trước căng sau như dạng không liên kết. Nhưng sau khi căng cốt thép đến ứng suất thiết kế, thì tiến hành bơm (hồ) vữa xi măng với áp lực cao vào trong lòng các ống bao để vừa tạo lớp vữa bảo vệ cốt thép vừa tạo môi trường truyền ứng lực bằng lực bám dính giữa cốt thép với vữa xi măng đông kết, ống bao và kết cấu bê tông bên ngoài.
Việc kiểm tra độ đầy chặt vữa xi măng trong ống bao được tiến hành nhờ có các đầu ống kiểm tra cắm vào trong ống bao. Bơm vữa áp lực cao tới khi phun đầy vữa ra các đầu thăm này có thể biết vữa đã chứa đầy trong ống cáp đến đoạn nào của kết cấu.
Đây là dạng kết cấu bê tông dự ứng lực căng sau cải tiến, có nhiều ưu điểm. Áp dụng cho kết cấu đúc tại chỗ tại hiện trường, mà ít găp rủi ro tổn hao ứng lực trước, biện pháp này thường được các kỹ sư của Tập đoàn xây dựng Minh Đức triển khai để đảm bảo tiến độ thi công, tối ưu chi phí.
