Bê tông dự ứng lực là gì? Có mấy loại, ưu điểm và ứng dụng trong xây dựng

Bê tông dự ứng lực hiện nay là một trong những công nghệ được sử dụng rất nhiều trong những công trình xây dựng. Vậy thực sự công nghệ bê tông dự ứng lực này là gì? Nguyên lý hoạt động, ưu nhược điểm ra sao? Tất cả những thắc mắc sẽ được UTC giải đáp trong nội dung dưới đây của bài viết.

Bê tông dự ứng lực là gì?

Bê tông dự ứng lực hay còn được gọi với những cái tên gọi khác là bê tông cốt thép ứng lực trước hay bê tông tiền áp. Đây là một trong những công nghệ kết cấu bê tông cốt thép với sự kết hợp sử dụng ứng lực trước với cường độ rất căng của cốt thép. 

Theo dòng lịch sự thì công nghệ bê tông dự ứng lực đã được phát minh văn năm 1928 bởi một kỹ sư người pháp có tên là Eugene Freyssinet, trong quá trình thử nghiệm ông đã sử dụng những sợi thép có cường độ cao để nén bê tông. Trước thời điểm đó, cũng đã có nhiều những thử nghiệm về việc chế tạo bê tông dự ứng lực bằng cốt thép cường độ thường nhưng đã không mang lại thành công. 

Nguyên nhân không thành công là do sau khi được nén trước, phần bê tông tiếp tục co ngắn lại theo khoảng thời gian do từ biến và co ngót. Từ biến và co ngót sẽ có thể phát sinh một dạng co vào khoảng 1‰. Trường hợp đối với cốt thép thường, do cường độ thấp nên không thể được kéo để tạo ứng lực với biến dạng giãn lớn hơn 1,5‰.

Theo như các lần thử nghiệm ban đầu thì để có thể tạo ra được dự ứng trong bê tông, thì đã có ⅔ dự ứng trong cốt thép bị mất đi do từ biến và co ngót. Ngược lại thì đối với các sợi thép có cường độ cao thì có thể bị biến dạng bằng khoảng 7‰ khi tạo dự ứng lực, và ngay cả khi mất đi khoảng 1‰ thì vẫn còn lại 6/7 dự ứng lực. 

Để có thể làm giảm sự mất do từ biến và co ngót cũng tạo ra dự ứng lực ở mức cao nhất thì sau nhiều lần thử nghiệm Freyssinet đã đưa ra kết luận rằng không nên chỉ sử dụng cốt thép ở cường độ cao mà phải sử dụng cả bê tông ở cường độ cao. 

Sau khi đã thành công trong nhiều lần thử nghiệm thì bê tông dự ứng lực đã được thực hiện ở công trình đầu tiên và hiện nay, công nghệ này đã được ứng dụng phổ biến ở rất nhiều các quốc gia trên toàn thế giới. Ở Việt Nam, đối với những công trình lớn hầu hết đều sử dụng phương pháp này trong xây dựng. 

Bê tông dự ứng lực có mấy loại?

Dựa vào những đặc điểm thì bê tông dự ứng lực thường sẽ được chia thành 2 loại đó là bê tông dự ứng lực căng trước và căng sau. Hai loại này có thể dễ dàng phân biệt thông qua những điểm sau. 

Bê tông dự ứng lực căng trước

Bê tông dự ứng lực căng trước thường sẽ được đúc tại các nhà máy và nó sẽ được chờ cho đến khi đủ cường độ sẽ được kéo cáp dự ứng lực và khi cần sử dụng thì nó sẽ được chở tới công trường. 

Loại bê tông này với ưu điểm là có chất lượng tốt, đặc biệt là được sản xuất tại nhà máy và được sản xuất hàng loại. Điều này sẽ giúp cho việc thi công công trình được diễn ra nhanh chóng. 

Tuy nhiên, do được đúc sẵn tại nhà máy nên việc vận chuyển khá tốn nhiều thời gian. Nhất là đối với những cấu kiện của những công trình lớn như dầm cầu thì chi phí vận chuyển sẽ cao hơn và các mối nối sẽ cần phải được kiểm tra kỹ. 

Bê tông dự ứng lực căng sau

Đúng với cái tên gọi của nó bê tông dự ứng lực căng sau, loại bê tông này sẽ được triển khai đúc ngay tại công trường, thường sẽ có đặt cáp sẵn trước khi đi thép. Khi đã chờ đủ cường độ thì tiến hành kéo cáp. 

Bê tông dự ứng lực căng sau với ưu điểm là được đúc ngay tại công trường nên nó đã giảm thiểu hiệu quả được chi phí vận chuyển. 

Tuy nhiên, nó cũng cần phải được kiểm soát chặt chẽ về mặt kỹ thuật nếu không sẽ rất dễ gặp phải những sai sót và sự cố khi kéo cáp như tuột neo, đứt cáp, nổ dầm,… Khi đó việc khắc phục sự cố sẽ rất khó để xử lý, khiến cho quá trình thi công bị gián đoạn do việc phải chờ bê tông đủ cường độ thì mới có thể kéo cáp được. 

Nguyên lý hoạt động của bê tông dự ứng lực

Trong bê tông dự ứng lực thì cốt thép cường độ cao chính là vật liệu có thể giúp tăng độ dẻo của hỗn hợp bê tông, chúng sẽ được kéo căng bằng máy với ứng suất trước. Khi ứng suất trước đã đạt được giá trị thiết kế trước đó và nằm trong khoảng đàn hồi thì sẽ được dừng. 

Đặc biệt, đối với cốt thép đồng thời được ứng suất trước và chịu một sức nén lớn để tạo nên các kết cấu biến dạng người với trước và khi chịu tải. Nhờ vào những kết cấu khác biệt hoàn toàn này với bê tông cốt thép thông thường mà khả năng chịu tải của bê tông dự ứng lực được tăng lên gấp nhiều lần. 

Những ưu điểm của bê tông dự ứng lực

Bê tông dự ứng lực hiện nay là một trong những công nghệ xây dựng được áp dụng trong rất nhiều các công trình lớn, bởi nó mang trong mình rất nhiều những ưu điểm như sau:

Độ cứng của khung sàn lớn hơn nhiều so với bê tông truyền thống

Việc sử dụng bê tông dự ứng lực sẽ giúp tiết kiệm rất nhiều về nguyên vật liệu, nó có thể tiết kiệm đến 80% nhưng bù lại sẽ làm tăng chi phí bê tông cường độ cao, neo, thép cường độ cao và nhiều các thiết bị khác. 

Khi phần kết cấu khung sàn lớn thì độ cứng của khung sàn bê tông ứng lực lại nhỏ hơn phần dầm, thế nên khi so sánh với bê tông truyền thống thì nó sẽ có cường độ cứng lớn hơn rất nhiều. 

Tiết kiệm chi phí và nguyên vật liệu

Chính những đặc thù trong quá trình sản xuất bê tông dự ứng lực đã giúp cho việc xây dựng phần móng hay phần phía bên trên của công trình giảm thiểu nguyên vật liệu xây dựng rất đáng kể. Thực tế thì theo ước tính nó có thể giảm khoảng tối đa 40% so với việc áp dụng các công nghệ xây dựng truyền thống. 

Bê tông tiền áp có khả năng vượt nhịp lên đến 20m, nhưng đối với nhịp 8 – 12m thì vẫn được cho là mang lại hiệu quả nhất và được các chuyên gia nhận định về kết cấu nhịp không quá lớn. Vậy nên, việc sử dụng bê tông dự ứng lực này luôn rẻ hơn so với bê tông truyền thống. Nhất là khi nó có thể tạo ra được nhiều không gian hơn khi sử dụng cùng một loại vật liệu, trong quá trình thi công cũng không phải sử dụng đến khuôn ván sàn. Từ đó sẽ giúp tiết kiệm chi phí trong xây dựng một cách tối đa. 

Tiết kiệm về mặt thời gian

Trong quá trình thi công công trình thì việc sử dụng bê tông dự ứng lực sẽ cần ít bê tông hơn. Tuy nhiên, vẫn cần phải đảm bảo tới độ đàn hồi và độ ứng tốt hơn bê tông truyền thống. Do đó việc tháo dỡ phần cốp pha có thể diễn ra sớm hơn, từ đó có thể rút ngắn được thời gian thi công và đẩy nhanh được tiến độ thi công dự án. 

Mặc dù, có thể đẩy nhanh tiến độ thi công dự án nhưng cũng cần phải đảm bảo về mặt kỹ thuật và chất lượng của công trình. Hiện nay, rất nhiều các quốc gia đều áp dụng công nghệ này trong thi công công trình. Do đó, nó được đánh giá rất cao và  được coi là một trong những phương án tối ưu trong lĩnh vực xây dựng. 

Ứng dụng của bê tông dự ứng lực trong xây dựng

Nhờ áp dụng những công nghệ mới trong thi công giúp tiết kiệm được rất nhiều thời gian và giảm được giá thành công trình. Hơn thế nữa, nó còn tăng độ bền vững cho công trình. Do đó, việc lựa chọn bê tông dự ứng lực được rất nhiều người tin tưởng. 

Công nghệ này được ứng dụng rất nhiều trong các công trình xây dựng lớn như: Toà nhà cao tầng, kho chứa, nhà máy điện, đường cao tốc, cầu, hầm mỏ, đường ống áp lực,…

Vậy bê tông dự ứng lực là gì? Có mấy loại bê tông dự ứng lực? Ưu điểm và ứng dụng của công nghệ này trong xây dựng. Tất cả đã được chúng tôi giải đáp và chia sẻ đến bạn ở nội dung trên. Hy vọng, với những thông tin trên sẽ giúp cho bạn có thêm những kiến thức về xây dựng trong cuộc sống.

CÔNG TY TNHH CÔNG NGHỆ XÂY DỰNG UNLIMITED

Địa chỉ: Roman Plaza, số 14 Tố Hữu, Đại Mỗ, Nam Từ Liêm, Hà Nội

Website: https://sanphangutc.vn/

Hotline: 0968.876.368

Email: Unlimited.utc@gmail.com