Phá dỡ bê tông

Để phá dỡ được bê tông, trước tiên chúng ta đi tìm hiểu và phân tích về tính chất cấu thành bê tông

 1. Cường độ chịu nén của bê tông:

Cường độ chịu nén là chỉ tiêu quan trọng nhất trong tính chất cơ học của bê tông. Trong trường hợp chịu tải đơn giản nhất – nén dọc trục – mẫu bê tông chịu đồng thời biến dạng nén và biến dạng kéo ngang theo phương thẳng góc với chiều tác dụng của lực nén. Nguyên nhân cơ bản của sự phá hoại bê tông khi nén là sự vượt quá sức chống đỡ của nó khi biến dạng nở ngang. Sự phá hoại này có thể xãy ra do sự phá hoại mối tiếp xúc của đá xi măng với cốt liệu hoặc do sự đứt vỡ bản thân đá xi măng và bản thân hạt cốt liệu. Cường độ chịu nén của bê tông chịu ảnh hưởng của rất nhiều yếu tố:
- Cường độ xi măng,
- Độ đặc chắc và cấu truc của bê tông,
- Chất lượng và tính chất bề mặt của cốt liệu,
- Điều kiện môi trường dưỡng hộ.

Cường độ chịu kéo:
Cường độ chịu kéo của bê tông kém thua nhiều so với cường độ chịu nén. Với bê tông nặng tỉ lệ so sánh giữa chúng với nhau như sau:
Rn/Rk=
(8-10) với mác bê tông: 50 – 100;
(12-15) với bê tông mác: 200 – 400;
(18-20) với bê tông mác: 500 – 600.
Cường độ chịu kéo của bê tông thường được xác định bằng những phương pháp gián tiếp. Ví dụ: xác định cường độ kéo khi uốn của một mẫu bê tông có kích thước tiêu chuẩn và chuyễn thành cường độ kéo dọc trục bằng cách nhân với một hệ số chuyển là 0.58. Theo tiêu chuẩn Việt Nam: TCVN3199 – 1993 mẫu để xác định cường độ kéo uốn của bê tông có hình dạng và kích thước như mẫu xác định cường độ lăng trụ và sơ đồ thí nghiệm uốn.
Cường độ kéo khi uốn (Rku) được xác định theo công thức:
Rku = a.PI/a^3 (daN/cm2)
a = 1 với mẫu 150 x 150 x 600 mm
a = 0.95 với mẫu 200 x 200 x 800 mm
a = 1.05 với mẫu 100 x 100 x 400 mm
Cường độ kéo dọc (Rk) được tính bằng công thức:
Rk = 0.58Rku
Cũng có thể xác định cường độ kéo của bê tông hình trụ, hoặc khối lập phương, hoặc mẫu dầm (lăng trụ). (TCVN3120 - 1993).
Cường độ kéo khi bữa được xác định theo công thức:
Rkb = a.2P/F
Trong đó:
P là tải trọng bửa mẫu đến phá hoại (daN),
F diện tích tiết diện chịu kéo khi bửa của mẫu thử (cm2),
a là hệ số tính đổi khi quy về mẫu chuẩn 150 x 150 x 150 mm. (hệ số được xác định theo hướng dẫn ở phụ lục của TCVN3118 - 1993).
Sự kết hợp bê tông cốt thép tạo thành bê tông cốt thép:
Với cốt thép trơn thì cường độ dính kết tạo nên bởi hai yếu tố:
- Lực dính kết trên bề mặt tiếp xúc giữa xi măng với cốt thép rất tốt (cường độ dính kết phụ thuộc trực tiếp vào cường độ bê tông, tính chất dính kết của đá xi măng – một thanh thép có D = 30mm chôn sâu trong bê tông 30cm có thể treo một tải trọng lên đến 10 tấn).
- Lực ma sát xuất hiện giữa cốt thép và bê tông khi chúng dịch chuyển tương đối với nhau. Trị số của lực ma sát phụ thuộc vào sự bền chắc của tiếp xúc, tính chất vật liệu của bề mặt tiếp xúc và với trị số lực theo hướng dịch chuyển tác dụng vào cốt thép.
Đối với cốt thép có gờ thì lực ma sát không còn ý nghĩa. Khi đó vai trò lực dính với bề mặt tiếp xúc được tăng lên trở nên chủ yếu, đồng thời xuất hiện một nhân tố bổ sung là sự móc dính của bê tông với các gờ nhô ra của cốt thép. Khi đó mỗi sự dịnh chuyển của cốt thép đều phải khắc phục sự chống lại của rất nhiều móc bê tông có hình của rảnh gờ cốt thép. Cường độ dính kết giữa bê tông và cốt thép còn phụ thuộc vào mật độ tiếp xúc giữa bê tông và cốt thép.

2. Tính dẫn nhiệt:

Là tính chất vật lí quan trọng của bê tông. Nó liên quan mật thiết với cấu tạo bê tông và cấu trúc các vật liệu thành phần. Tính dẫn nhiệt phụ thuộc vào trạng thái ẩm và nhiệt độ, mật độ bê tông.
Nhiệt dung riêng:
Đối với bê tông xi măng dao động trong khoảng (0.28 – 0.33) Kcal/kg.oC. Một số yếu tố ảnh hưởng tới nhiệt dung riêng của bê tông:
-Độ ẩm,
-Thành phần cấu tạo.
Hệ số dãn nở nhiệt:
Đối với phần lớn các loại bê tông khi đốt nóng đến 100 0C, hệ số giản dài trung bình 10.10-6 gần với hệ số giản dài của cốt thép 12.10-6 nên khi bê tông cốt thép bị đốt nóng do có độ giãn dài tương đối đồng đều, mối liên kết giữa bê tông và thép không bị phá hoại.

3. Từ biến của bê tông:

Khi chịu tải trọng tác dụng không đổi trong một thời gian dài biến dạng của bê tông ngày càng tăng. Người ta gọi hiện tượng đó là từ biến. Biến dạng dẽo từ biến xuất hiện sau biến dạng đàn hồi và một thời gian ngắn sau khi chịu tải.
Nguyên nhân của từ biến có thể là do sự dịnh chuyển nước vào các phần rỗng của gel dưới tác dụng của tải trọng. Cùng với sự cứng chắc của gel trong cấu trúc đá xi măng, biến dạng từ biến tắt dần, thường chỉ xãy ra từ 1 – 1.5 năm, sau đó hầu như ngừng phát triển. Khi tải trọng lớn, lượng xi măng nhiều và lượng nước trong hỗn hợp bê tông lớn thì từ biến lớn.
Từ biến của bê tông có lợi cho kết cấu công trình vì từ biến có thể loại bỏ được một phần lực tập trung trong bê tông cốt thép, làm cho ứng suất trong bê tông phân bố lại và trở nên đều hơn. Đối với bê tông thuỷ công thể tích lớn từ biến có thể loại bỏ được một phần ứng lực phá hoại do biến hình nhiệt độ gây nên. Tuy nhiên tuỳ biến cũng bất lợi cho kết cấu bê tông cốt thép ứng suất trước vì nó làm giảm tác dụng của việc nén trước bê tông.

4. Tính chịu nhiệt của bê tông:

Bê tông xi măng là loại bê tông sử dụng xi măng làm chất kết dính nên cũng chịu sự ảnh hưởng của các yếu tố bên ngoài như đá xi măng. Với nhiệt độ, bê tông xi măng cũng có tính chất tương tự, thông thường ở 2000C cường độ xi măng giảm 50%; ở 575 0C sản phẩm bị va chạm mạnh sẽ vỡ. Do đó, muốn cho bê tông hoặc xi măng chịu nhiệt phải pha vào một lượng phụ gia chịu nhiệt như bột samot, hoặc đất sét chịu nhiệt, khi đó sản phẩm có thể chịu được nhiệt độ tới 12500C.
Tính co dãn nhiệt khi bê tông xi măng đóng rắn:
Xi măng khi đóng rắn cần biến đổi thể tích đều đặn hoặc không biến đổi thể tích, nhưng thực tế khi xi măng đóng rắn thường xảy ra hai hiện tượng là: dãn nở thể tích và co phồng. Cả hai hiện tượng trên đều ảnh hưởng đến cường độ xi măng.
- Dãn nở thể tích: sản phẩm sau khi đóng rắn thường dãn nở thể tích, vì trong xi măng có những trường hợp chất làm nở thể tích gây ứng suất nội:
CaOtự do+ H2O → Ca(OH)2 nở thể tích.
MgO + H2O → Mg(OH)2 nở thể tích.
Sự tạo thành các hydrosunfua aluminat Canxi nở thể tích. Các nguyên nhân trên gây nứt vỡ giảm cường độ sản phẩm.
-Co phồng: Sản phẩm sau khi đóng rắn thường có hiện tượng co phồng vì: độ mịn xi măng quá cao, nước dư nhiều, hoặc trộn vữa bằng nước nóng, sản phẩm đóng rắn ngâm trong nước.
-Nhiệt thuỷ hoá: Khi trộn xi măng với nước thường có hiện tượng toả nhiệt, nếu đổ bê tông với những cấu trúc lớn, nhiệt độ có thể tăng lên 300 – 500C và hơn nữa. Do sự chênh lệch nhiệt độ giữa bên trong và bê ngoài khối cấu trúc mà gây ứng suất nội làm rạn nứt công trình, tạo điều kiện cho môi trường ăn mòn xâm thực.
Bởi vậy, đối với những công trình lớn vấn đề toả nhiệt cần được giải quyết, chủ yếu là làm cho bề mặt bên ngoài khối cấu trúc nhiệt độ giảm chậm lại.
Nhiệt độ toả ra khi đóng rắn xi măng phụ thuộc vào thành phần khoáng clinker, nếu xi măng chứa nhiều khoáng C3A khi đóng rắn sẽ toả nhiều nhiệt, xi măng có độ mịn quá cao khi đóng rắn cũng toả nhiều nhiệt.
Dựa vào các yếu tố trên người ta có thể sản xuất được loại xi măng ít toả nhiều nhiệt, hoặc có độ toả nhiệt thích hợp với yêu cầu xây dựng bằng cách thay đổi thành phần khoáng và độ nghiền mịn của xi măng.

5. Tính bền vững và các biện pháp chống ăn mòn của bê tông:

Quá trình ăn mòn thường do các nhân tố ăn mòn (các chất khí, chất lỏng) có trong môi trường tác dụng lên các bộ phận cấu thành đá xi măng, bê tông hay bê tông cốt thép. Để tăng cường độ bền vững của đá xi măng portland trong các môi trường ngoài việc cho thêm phụ gia người ta còn khống chế thành phần khoáng của của xi măng portland cho thích hợp.
-Ăn mòn dạng 1: Được xác định bằng quá trình nhả vôi. Sản phẩm hyđrat hoá cả xi măng thường bị hoà tan ở trong nước, đặc biệt là Ca(OH)2. Vì vậy độ hoà tan của các sản phẩm thể hiện khả năng ăn mòn đá xi măng.
Hàm lượng CaOtd và các thành phần khoáng khi thuỷ phân tách ion Ca2+ sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến cường độ của quá trình nhả vôi. Do đó, sự chống lại ăn mòn dạng này được xác định bởi độ bền khi thuỷ phân các khoáng trong đá xi măng.
-Ăn mòn dạng 2: Trong môi trường xunh quanh luôn có các axit và muối tồn tại vì vậy chúng sẽ tương tác với các thành phần của đá xi măng. Đây chính là bản chất của dạng ăn mòn 2. Khi các phản ứng xãy ra càng mạnh kết hợp với sự hoà tan các sản phẩm phản ứng càng nhanh thì tốc độ ăn mòn càng lớn, công trình càng nhanh bị phá huỷ.
-Ăn mòn H2CO3: Trong thiên nhiên luôn có H2CO3 với một hàm lượng lớn hay nhỏ, khi PH > 8.5 thì hàm lượng H2CO3 mới không đáng kể. Sự xuất hiện H2CO3 trong nước thiên nhiên là cơ sở của những quá trình hoá sinh xãy ra trong nước cũng như trong đất tiếp xúc với nước.
-Ăn mòn dạng 3: Dấu hiệu: các muối được tích luỹ trong những vết rỗ của đá xi măng, sự kết tinh các muối này làm tăng thể tích pha rắn. Các muối này là kết quả của phản ứng giữa môi trường xâm thực với thành phần đá xi măng, hay do sự xâm nhập từ bên ngoài vào và bị tách ra khỏi dung dịch do nước bốc hơi. Các thành phần cứng bị tách ra đồng thời các tinh thể lớn lên làm cho ứng suất nội tăng lên, tạo thành những khe nứt và khoảng trống phá huỷ đá xi măng.
-Ăn mòn sulfat: Sự có mặt của ion: SO42- trong nước thiên nhiên là nguyên nhân gây nên sự hoà tan: CaSO4, Na2SO4, MgSO4.
Các biện pháp chống ăn mòn: không cho hay hạn chế sự tiếp xúc của môi trường xâm thực với bê tông. Ngoài ra để tăng cường độ bề vững của xi măng người ta có thể áp dụng một số cách sau:
+ Chọn xi măng có thành phần khoáng thích hợp,
+ Dùng các loại phụ gia như phụ gia thuỷ có hàm lượng SiO2ht tác dụng với CaOtd của cấu kiện tạo silicat, rồi chuyển thành hyđrsilicat bảo vệ cấu kiện.
+ Cách li bằng cách phủ lớp ngoài vật liệu kị nước.

- Nguồn: Tháo dỡ công trình An Định -