Bê tông cốt thép là một loại vật liệu xây dựng kết hợp của hai loại vật liệu là bê tông và thép cùng cộng tác chịu lực. Bê tông cốt thép được sử
dụng rộng rãi trong xây dựng hiện nay, là loại vật liệu khá thông dụng
và phổ biến. Sản phẩm của nó là sự kết hợp giữa bê tông và cốt thép tạo
ra các cấu kiện làm các kết cấu chịu lực của cac công trình.
Đặc điểm
Bê tông có khả năng chịu nén khá nhưng khả năng chịu kéo lại rất kém. Thép là vật liệu chịu nén hoặc chịu kéo đều tốt. Đặt cốt thép vào bê tông để tăng khả năng chịu lực cho kết cấu, đó chính là bê tông cốt thép. Sự kết hợp này đem lại nhiều ưu điểm nổi bật cho bê tông cốt thép. Về cơ bản trong cấu kiện bê tông cốt thép thì cốt thép sẽ chịu ứng suất kéo còn bê tông chịu ứng suất nén. Vì cốt thép chịu nén và kéo đều tốt, còn nhược điểm của bê tông là: chỉ chịu nén tốt, còn chịu kéo thì kém.
Trong dầm bê tông cốt thép, thép dọc được đặt vào vùng kéo do uốn, thép xiên ở vùng chịu ứng suất kéo chính. Ngoài ra, thép dọc cũng được đặt vào vùng nén để giảm kích thước tiết diện.
![]()
Bê tông và cốt thép có thể cùng cộng tác chịu lực là do:
Bê tông và cốt thép dính chặt với nhau nên có thể truyền lực qua lại. Lực dính có tầm quan trọng hàng đầu. Nhờ có lực dính mà cường độ của thép mới được khai thác, bề rộng vết nứt (của bê tông) trong vùng kéo mới bị hạn chế… Vì vậy, người ta tìm mọi cách để tăng cường lực dính giữa bê tông và cốt thép.
Giữa bê tông và cốt thép không xảy ra phản ứng hoá học. Bê tông bao bọc cốt thép, bảo vệ, chống lại sự xâm thực của môi trường. Vì vậy, khi thi công kết cấu bê tông cốt thép phải rất thận trọng khi dùng các phụ gia (hoá dẻo hoặc đông cứng), phải đầm kỹ bê tông để đạt tới độ sít chặt cần thiết.
Cốt thép và bê tông có hệ số giãn nở nhiệt gần giống nhau (của bê tông = 0,00001 -:- 0,000015), của thép = 0,000012). Do đó khi nhiệt độ thay đổi trong phạm vi thông thường (dưới ) trong cấu kiện không xuất hiện nội ứng suất đáng kể, không phá hoại lực dính giữa chúng. Bê tông có đặc tính chịu kéo kém, khi có cốt thép nhược điểm này sẽ được khắc phục do thép là vật liệu chịu kéo khá tốt.
Bê tông bảo vệ cốt thép khỏi sự xâm thực của môi trường. Bê tông giữ cốt thép khỏi bị ăn mòn. Do đó lượng xi măng tối thiểu phải là và chiều dày lớp bảo vệ phải được chọn tuỳ theo loại cấu kiện và môi trường làm việc của nó.
Ưu, nhược điểm
Ưu điểm của việc sử dụng vật liệu xây dựng bê tông cốt thép là tạo cho kết cấu công trình nhà có độ cứng cao hơn nhiều so với sử dụng vật liệu thép, và điều này rất cần thiết trong xây dựng nhà cao tầng và cả tháp truyền hình (tham khảo mục các công trình nhà và tháp cao nhất thế giới). Nhưng nhược điểm của vật liệu bê tông cốt thép là có cường độ chịu lực khá thấp và tính dẻo không cao...
Bê tông có khả năng chịu nén khá nhưng khả năng chịu kéo lại rất kém. Thép là vật liệu chịu nén hoặc chịu kéo đều tốt. Đặt cốt thép vào bê tông để tăng khả năng chịu lực cho kết cấu, đó chính là bê tông cốt thép. Sự kết hợp này đem lại nhiều ưu điểm nổi bật cho bê tông cốt thép. Về cơ bản trong cấu kiện bê tông cốt thép thì cốt thép sẽ chịu ứng suất kéo còn bê tông chịu ứng suất nén. Vì cốt thép chịu nén và kéo đều tốt, còn nhược điểm của bê tông là: chỉ chịu nén tốt, còn chịu kéo thì kém.
Trong dầm bê tông cốt thép, thép dọc được đặt vào vùng kéo do uốn, thép xiên ở vùng chịu ứng suất kéo chính. Ngoài ra, thép dọc cũng được đặt vào vùng nén để giảm kích thước tiết diện.
Bê tông và cốt thép có thể cùng cộng tác chịu lực là do:
Bê tông và cốt thép dính chặt với nhau nên có thể truyền lực qua lại. Lực dính có tầm quan trọng hàng đầu. Nhờ có lực dính mà cường độ của thép mới được khai thác, bề rộng vết nứt (của bê tông) trong vùng kéo mới bị hạn chế… Vì vậy, người ta tìm mọi cách để tăng cường lực dính giữa bê tông và cốt thép.
Giữa bê tông và cốt thép không xảy ra phản ứng hoá học. Bê tông bao bọc cốt thép, bảo vệ, chống lại sự xâm thực của môi trường. Vì vậy, khi thi công kết cấu bê tông cốt thép phải rất thận trọng khi dùng các phụ gia (hoá dẻo hoặc đông cứng), phải đầm kỹ bê tông để đạt tới độ sít chặt cần thiết.
Cốt thép và bê tông có hệ số giãn nở nhiệt gần giống nhau (của bê tông = 0,00001 -:- 0,000015), của thép = 0,000012). Do đó khi nhiệt độ thay đổi trong phạm vi thông thường (dưới ) trong cấu kiện không xuất hiện nội ứng suất đáng kể, không phá hoại lực dính giữa chúng. Bê tông có đặc tính chịu kéo kém, khi có cốt thép nhược điểm này sẽ được khắc phục do thép là vật liệu chịu kéo khá tốt.
Bê tông bảo vệ cốt thép khỏi sự xâm thực của môi trường. Bê tông giữ cốt thép khỏi bị ăn mòn. Do đó lượng xi măng tối thiểu phải là và chiều dày lớp bảo vệ phải được chọn tuỳ theo loại cấu kiện và môi trường làm việc của nó.
Ưu, nhược điểm
Ưu điểm của việc sử dụng vật liệu xây dựng bê tông cốt thép là tạo cho kết cấu công trình nhà có độ cứng cao hơn nhiều so với sử dụng vật liệu thép, và điều này rất cần thiết trong xây dựng nhà cao tầng và cả tháp truyền hình (tham khảo mục các công trình nhà và tháp cao nhất thế giới). Nhưng nhược điểm của vật liệu bê tông cốt thép là có cường độ chịu lực khá thấp và tính dẻo không cao...
Mạnh Thân - VLXD.org
