Quy trình thiết kế
Trong quá trình thiết kế, cần tuân thủ các hạn chế trong các phần tử bê tông khác nhau vì chúng hạn chế chuyển động của bê tông do giãn nở nhiệt và co ngót tự sinh. Các vết nứt thường phát triển khi tỷ lệ ứng suất / cường độ vượt quá 60%.
Các hạn chế cần được tính đến trong quá trình thiết kế liên quan đến lớp phủ bê tông, chiều sâu bê tông không đồng đều và cốt thép. Giảm lớp phủ bê tông làm tăng khả năng nứt và ảnh hưởng của nó lớn hơn nhiều so với kích thước cốt thép.
Kích thước và hình dạng của cấu kiện là rất quan trọng đối với gradient nhiệt độ, đây là lý do cho sự phát triển vết nứt ở tuổi sớm.
Lựa chọn vật liệu và tham số kết hợp
Hỗn hợp bê tông thường được sản xuất từ xi măng, cốt liệu, nước và các vật liệu bổ sung, bao gồm cả vật liệu kết dính bổ sung và phụ gia. Ảnh hưởng của từng vật liệu đối với sự phát triển vết nứt ở tuổi sớm được trình bày dưới đây:
Cốt liệu
Kích thước, độ nhám và hệ số giãn nở nhiệt của cốt liệu thô có ảnh hưởng đến hiện tượng nứt tuổi sớm trong bê tông.
Kích thước cốt liệu lớn làm tăng vùng chuyển tiếp trong bê tông, làm giảm cường độ kéo và mô đun non của bê tông đông cứng. Cường độ kéo thấp hơn có nghĩa là bê tông bị nứt dưới ứng suất kéo thấp hơn.
Cốt liệu bão hòa hoàn toàn làm tăng cơ hội phát triển vết nứt tuổi sớm. Vì vậy, sử dụng cốt liệu khô và có kích thước nhỏ có thể cải thiện cường độ bê tông. Tương tự, sử dụng cốt liệu nghiền có bề mặt nhám giúp cải thiện độ bền kéo của bê tông.
Cốt liệu có hệ số giãn nở nhiệt thấp có thể làm giảm hiện tượng giãn nở nhiệt trong bê tông. Ví dụ, cốt liệu thạch anh tạo ra ứng suất kéo cao hơn đá vôi 50% do hệ số giãn nở nhiệt cao của nó. Do đó, khả năng nứt cao hơn ở bê tông làm bằng cốt liệu thạch anh.
Các loại xi măng
Loại và hàm lượng xi măng ảnh hưởng đáng kể đến nhiệt sinh ra của quá trình thủy hóa, và chúng có thể được tối ưu hóa để cải thiện tính năng của bê tông và giảm khả năng phát triển vết nứt ở tuổi sớm.
Xi măng poóc lăng không quá mịn cùng với hàm lượng kiềm thấp và sunfat cao sẽ làm giảm nhiệt độ nứt. Vì vậy, sự gia tăng hàm lượng sunfat trong xi măng làm giảm nhiệt độ nứt nếu xi măng có hàm lượng kiềm thấp.
Đối với tỷ lệ nước-xi măng trong khoảng từ 0,4 đến 0,7, việc giảm hàm lượng xi măng sẽ làm giảm độ co ngót khi sấy. Tuy nhiên, nếu tỷ lệ nước-xi măng vượt quá 0,7 thì cường độ chịu kéo của bê tông giảm, dẫn đến khả năng nứt cao.
Sử dụng một loại xi măng khác trong bê tông cường độ cao không ảnh hưởng đến sự phát triển vết nứt ở tuổi sớm, miễn là sử dụng tỷ lệ xi măng nước bằng nhau.
Vật liệu và phụ gia gốc xi măng bổ sung
Có thể sử dụng phụ gia và vật liệu kết dính bổ sung như tro bay , xỉ, phụ gia giảm nước, xi măng bù co ngót, phụ gia tự lèn và phụ gia giảm co ngót để cải thiện tính năng của bê tông.
Bê tông được sản xuất bằng cách trộn 50% xi măng poóc lăng, 30% xỉ và 20% tro bay hoạt động tốt hơn bê tông chỉ sử dụng xi măng poóc lăng thông thường. Phụ gia giảm co ngót và phụ gia tự đầm làm giảm co ngót với việc cung cấp đủ ẩm đóng rắn. Chúng cũng làm giảm nhiệt của quá trình thủy hóa và sau đó là sự co ngót do nhiệt của bê tông.
Sự khuếch tán nhiệt của quá trình thủy hóa cũng ảnh hưởng đến sự nứt vỡ sớm, đặc biệt là trong các kết cấu bê tông lớn. So với bê tông cường độ bình thường , các vết nứt do khuếch tán nhiệt thường xuyên xảy ra hơn ở bê tông cường độ cao do mức độ khuếch tán nhiệt của quá trình thủy hóa nhỏ hơn.
