Hiện tượng co của bê tông bọt và cách phòng chống

1. Co thủy hóa

Nếu hòa 100g xi măng vào bình thí nghiệm có nước thì sau khi xi măng đông kết và đóng rắn, thể tích của đá xi măng thấp hơn thể tích của hồ xi măng khoảng 3-5 mL. Hiện tượng này được gọi là co thủy hóa. Để chống lại hiện tượng co này, chỉ có cách là làm giảm hàm lượng xi măng tới mức có thể được.

2. Co cacbonat hóa

Hiện tượng co cacbonat hóa thực tế bắt đầu ngay khi chế tạo bê tông và tiếp tục trong suốt thời gian phục vụ của bê tông. Bản chất của hiện tượng này là ở chỗ: lượng Ca(OH)2 nằm trong đá xi măng, được hình thành trong kết quả thủy hóa xi măng, tham gia vào phản ứng với khí CO2 có trong thành phần không khí để tạo thành cacbonat canxi CaCO3, và hậu quả là thể tích tổng của hệ thống giảm, cường độ bê tông cũng giảm. Có thể quan sát thấy hiện tượng này thông qua màu vàng sáng của bê tông, kết quả của quá trình cacbonat hóa trong bê tông. Hiện tượng co cacbonat hóa xảy ra đặc biệt mạnh trong các bê tông bọt cách nhiệt: Khối lượng thể tích của bê tông bọt càng thấp thì khả năng thâm nhập của khí CO2 vào sâu trong bê tông càng cao. Trong bê tông bọt kết cấu có khối lượng thể tích 700-900 kg/m3 và tiếp xúc trực tiếp với không khí lâu dài, có thể trông thấy rõ những đường biên trên mặt cắt của mẫu bê tông bọt mà tại đó phản ứng cacbonat hóa đã xảy ra.

Chỉ có thể chống lại loại co này bằng cách: bảo vệ bê tông trước tác động của không khí nhờ các lớp trát hoàn thiện hoặc lớp chống thấm. Ngoài khả năng làm giảm co cacbonat hóa, các lớp chống thấm này còn làm giảm hiện tượng co khô.

 3. Co khô

Trong không khí, hồ xi măng giảm thể tích, kích thước của nó thu lại, hiện tượng này gọi là co khô. Nếu lấy bê tông bọt đóng rắn đã lâu đặt vào điều kiện ẩm, nó sẽ tăng thể tích (hiện tượng trương nở), còn nếu sấy bê tông bọt, nó giảm thể tích (hiện tượng co khô).

Đặc biệt, bê tông bọt chịu co nhiều do hai nguyên nhân: độ xốp của nó thúc đẩy sự thâm nhập nhanh của không khí và cùng với đó là độ ẩm vào trong bê tông, và vì vậy nó bị ẩm hay khô nhanh hơn so với bê tông có cốt liệu thô. Nếu như bê tông bọt bị khô đều theo toàn bộ chiều dày của nó, thì co khô của nó sẽ đồng đều, tuy nhiên do quá trình khô bề mặt xảy ra nhanh hơn so với phần ở giữa, nên các phần cạnh, góc và bề mặt của sản phẩm bê tông bọt khô nhanh hơn.

Phần bề mặt của bê tông bọt có xu hướng co lại, còn phần trong có xu hướng cản trở sự co này. Điều này có thể dẫn đến hiện tượng nứt bề mặt bê tông bọt, đầu tiên xuất hiện các vết nứt rất mảnh và không sâu, và các vết nứt trở nên sâu và rộng hơn khi bê tông tiếp tục khô. Bê tông bọt có cường độ càng thấp thì các vết nứt càng dễ phát triển và chúng trở nên nhiều hơn và nguy hiểm hơn. Bức tranh này thường được quan sát thấy trong thực tế. Khi bê tông bọt đang còn trong khuôn, không được để nó khô qua nhanh, mà nó thường được phun nước để làm ẩm bề mặt. Sau khi tháo khuôn, cần tạo điều kiện để các mặt bên được khô đồng đều và cần tạo điều kiện để độ ẩm ở trong bê tông bọt không khác nhiều so với độ ẩm bê mặt bê tông, như vậy cần làm chậm quá trình khô bề mặt khi không thể thúc đẩy nhanh sự khô trong bê tông.

Tốc độ khô của bê tông bọt phụ thuộc rất nhiều yếu tố: kích thước bọt, chiều dày thành bọt, khoảng cách xếp các khối bê tông bọt, nhiệt độ không khí, độ ẩm không khí, chủng loại xi măng, v.v…Do đó, trước khi cắt khối bê tông bọt, cần xác định thời gian lưu và mức độ ẩm theo các điều kiện cụ thể. Tuy nhiên, cần lưu ý rằng thời gian lưu là mấu chốt để xác định điều kiện phù hợp và thời điểm để cắt khối bê tông bọt.

Chỉ có một biện pháp duy nhất để xử lý hiện tượng co khô này là làm chậm quá trình khô bề mặt và tăng tốc độ đóng rắn trong khối bê tông bọt.


4. Thời gian lưu khối bê tông bọt

Việc phun nước lên bề mặt bê tông bọt nhằm làm chậm tốc độ khô bề mặt và các góc của khối bê tông bọt, vì thế việc phun nước cần giảm theo thời gian và cần quan sát sao cho: bề mặt không bị khô trắng trong khi bên trong vẫn còn ẩm. Không được để xảy ra khô trắng bề mặt bê tông bọt. Cần lưu ý rằng, quá trình đóng rắn xi măng cần phải xảy ra trong điều kiện không khí ẩm, vì thế việc khô sớm bề mặt là có hại. Trong điều kiện nhiệt độ bình thường và đối với các loại xi măng chất lượng tốt thì việc tháo khuôn cho khối bê tông bọt không sớm hơn 2 ngày, tức là vào ngày thứ 3 sau khi đổ bê tông bọt. Sau khi tháo khuôn, cần ghi rõ ngày đổ bê tông lên thành khối bê tông để tiện theo dõi. Cần kiểm tra xem bê tông bọt đã đủ độ cứng hay chưa trước khi quyết định chuyển sang kho lưu, thường là sau 2-3 ngày. Nếu lượng khuôn thiếu thì có thể đẩy nhanh quá trình tháo khuôn để có thể tiếp tục đổ bê tông bọt, tuy nhiên cần kiểm tra có xảy ra phế phẩm khi tháo khuôn nhanh hay không.

Với mỗi lô xi măng, điều kiện nhiệt độ và độ ẩm sử dụng, cần phải kiểm tra thời gian lưu trong khuôn. Cần thực hiện làm ẩm bê tông ngay khi bê tông còn trong khuôn và trong kho. Lần làm ẩm đầu tiên cần thực hiện sau 12 h kể từ lúc đổ bê tông bọt, còn sau khi tháo khuôn thì cứ sau mỗi 4 h lại làm ẩm trong khoảng 10-15 ngày tùy theo thời tiết và mùa; sau 10-15 ngày thì chỉ cần phun nước 2 lần/ngày. Nói chung, việc làm ẩm kéo dài khoảng 15-20 ngày. Dấu hiệu để kiểm tra mức độ ẩm xuất hiện ở ngoại quan bề mặt bê tông bọt: thẫm màu, không nhất thiết phải rỏ nước, nhưng không được có vết sáng.

Nếu bê tông bọt được chuyển ra bãi thì cần có vật liệu che phủ. Cần lưu ý rằng, không được bàn giao sản phẩm bê tông bọt khi chưa đủ thời gian lưu, điều quan trong là phải tạo điều kiện để sản phẩm khô đều, chứ không phải độ ẩm. Không khí khô có hại cho bê tông bọt, do nó gây ra sự khô không đồng đều trong khối bê tông bọt.

Cần lưu ý rằng, nứt trong bê tông bọt xảy ra do dưỡng hộ bê tông bọt không đúng cách trong những ngày đầu tiên, và bê tông có dấu hiệu nứt nghĩa là phế phẩm. Có thể nói co khô mạnh xảy ra ngay sau khi  chế tạo bê tông, khi độ ẩm của bê tông bọt từ 50-100% ở thời điểm tạo hình có thể tụt xuống đến 20% khi xuất hàng. Chính vì thế, cần dưỡng hộ tốt bê tông bọt ở giai đoạn này. Các dữ liệu thực nghiệm và nghiên cứu đều cho thấy, quá trình co khô của bê tông bọt không chưng áp sẽ ngừng lại sau 28 ngày kể từ khi đổ bê tông. Vì vậy, có thể khuyến cáo sử dụng bê tông bọt trong xây dựng sau khoảng thời gian này. Cần lưu ý rằng: tài liệu kỹ thuật đã chỉ rõ, co khô của bê tông bọt khoảng 3 mm/m. Số liệu này rất quan trọng đối với các nhà sản xuất bê tông bọt liền khối, do co khô là nguyên nhân chủ yếu khiến việc đổ bê tông bọt chỉ được thực hiện theo ô với kích thước mỗi cạnh không quá 2-3 m, sao cho tổng co khô không vượt 6-9 mm.

Qua việc tổng hợp các vấn đề lý thuyết nêu trên và từ kinh nghiệm thực tế, có thể khuyến cáo dưỡng hộ bê tông bọt như sau:

- Sau khi chế tạo bê tông bọt, phải phun nước cẩn thận trên các khối bê tông bọt, sự xuất hiện các vết trắng trên bề mặt bê tông bọt là điều không mong muốn. Việc phun nước phải kéo dài tối thiểu 14 ngày. Có thể không cần tưới nước nếu ngay sau khi tháo khuôn, sử dụng chụp phủ kín bê tông bọt bằng màng PE. Mũ chụp này chỉ bỏ ra khi giao hàng, do vậy có thể sử dụng nhiều lần. Không bảo quản các khối bê tông bọt dưới ánh nắng trực tiếp hoặc gió lùa;

- Kết cấu bê tông bọt phải được bảo vệ bằng các lớp trát, chống thấm để chống lại các tác động của thời tiết;

- Bê tông bọt đổ liền khối sàn, mái cần phải được thực hiện theo từng ô thể tích 1-2 m3, kích thước tối đa mỗi cạnh ô là 2-3 m. Các ô được ngăn cách bằng các thanh gỗ dày khoảng 20 mm, chiều rộng ván bằng chiều cao lớp đổ bê tông bọt liền khối;

- Mẫu để thử nghiệm các tính chất cơ học của bê tông bọt có kích thước 10x10x10 cm, được cưa ra từ khối bê tông, được bọc trong giẻ ẩm và bọc tiếp bằng màng ni lông trong thời gian 26 ngày sau khi chế tạo. Trong vòng 02 ngày trước khi thử, mẫu được lấy ra khỏi bọc và sấy tới độ ẩm 20% để thử cường độ tuổi 28 ngày;

- Điều quan trọng nhất là chỉ sử dụng bê tông bọt sau 20-30 ngày, kể từ khi đổ bê tông vì quãng thời gian này là thời gian xảy ra co khô và co thủy hóa. Vì thế, tránh sử dụng bê tông bọt không chưng áp trước thời hạn nêu trên.

Tuân thủ chặt chẽ các quy tắc đơn giản nêu trên sẽ cho phép duy trì độ bền lâu của kết cấu bê tông bọt.