1. Lý do chọn đề tài
Bê tông nặng được sử dụng phổ biến trong các công trình xây dựng là loại bê tông có khối lượng riêng thay đổi từ 2200 kg / m² đến 2500 kg/m³. Trong quá trình đông cứng, bê tông bị co lại. Biến dạng này của bê tông gọi là biến dạng co ngót. Biến dạng co ngót phụ thuộc vào điều kiện môi trường nơi bê tông làm việc và vào các yếu tố liên quan đến cấu tạo cấp phối bê tông như tỉ lệ N/X, loại xi măng và cốt liệu, …
Biến dạng co ngót được xem là một trong những nguyên nhân chính gây ra tình trạng nứt trên kết cấu bê tông và bê tông cốt thép (BTCT). Trong kết cấu BTCT, do cốt thép cản trở biến dạng co này, gây ra ứng suất kéo trong bê tông nên chúng dễ gây nứt kết cấu. Thực tế cho thấy khi hàm lượng cốt thép càng nhiều, biến dạng co ngót của bê tông càng lớn thì khả năng nứt bê tông ngay sau khi tháo ván khuôn càng lớn. Những năm gần đây trên các công trình xây dựng của Việt Nam xuất hiện nhiều khe nứt do co ngót của bê tông, trong đó bao gồm các công trình lớn về cầu và hàng loạt các công trình xây dựng dân dụng và công nghiệp khác.
Mặc dù vậy ở nước ta hiện nay chưa có nhiều nghiên cứu về biến dạng co ngót của bê tông một cách có hệ thống. Viện Khoa học công nghệ xây dựng thuộc Bộ Xây dựng đã đúc một khối bê tông 3×3×3m để nghiên cứu về ứng suất nhiệt, kết hợp với đo đạc biến dạng co ngót của bê tông. Số liệu nhận được cho thấy biến dạng co ngót của bê tông cao gấp 3 đến 4 lần biến dạng co ngót được lấy từ các số liệu công bố của các tài liệu của nước ngoài.
Hiện nay, các nhà máy ở nước ta dùng công nghệ khô để sản xuất xi măng, các công trình xây dựng chủ yếu dùng bê tông thương phẩm với độ sụt khá lớn (thường từ 15 cm đến 18 cm), điều này làm tăng đáng kể biến dạng co ngót. Do vậy, để có thể đưa ra những giải pháp thiết kế phù hợp (ví dụ hàm lượng cốt thép hợp lý), những giải pháp thi công thích hợp nhằm hạn chế hoặc triệt tiêu khe nứt do biến dạng co ngót trên kết cấu BTCT, cần phải có các nghiên cứu cụ thể và tin cậy về biến dạng co ngót.
Hơn nữa, những số liệu này sẽ là cơ sở để tiến tới xây dựng những quy định có tính chất pháp lý được quy định trong các tiêu chuẩn liên quan nhằm hạn chế biến dạng co ngót trong quá trình chế tạo bê tông tại nhà máy (bê tông thương phẩm) hoặc trên công trường và những biện pháp thích hợp trong quá trình dưỡng hộ bê tông.
Nghiên cứu biến dạng co ngót của bê tông được rất nhiều nhà khoa học trên thế giới quan tâm. Trong các tiêu chuẩn tính toán hiện hành ở các nước tiên tiến hiện nay như tiêu chuẩn Hoa Kỳ ACI, tiêu chuẩn Châu âu EUROCODE, tiêu chuẩn Nhật bản JIS, tiêu chuẩn Úc AS… đều trình bày chi tiết về biến dạng co ngót của bê tông, ảnh hưởng của biến dạng co ngót tới sự làm việc của kết cấu bê tông cốt thép.
Tuy nhiên, biến dạng co ngót của bê tông chịu ảnh hưởng của điều kiện khíhậu môi trường, đặc điểm vật liệu chế tạo tại địa phương, … do vậy kết quả dự báo biến dạng co ngót của bê tông theo các tiêu chuẩn nêu trên thường khác nhau. Điều này đặt ra yêu cầu cần có nghiên cứu cụ thể về tình trạng biến dạng này xảy ra ở từng vùng lãnh thổ khác nhau.
Qua tìm hiểu thực tế cho thấy tình trạng nứt do co ngót xảy ra khá phổ biến, chủ yếu trên các kết cấu BTCT làm việc chịu uốn như dầm, bản sàn ở các công trình. Tuy nhiên, trong các tài liệu giáo trình, tiêu chuẩn thiết kế chưa có các hướng dẫn tính toán chi tiết ảnh hưởng của biến dạng co ngót tới kết cấu công trình, hoặc tính toán ảnh hưởng của co ngót tới kết cấu bê tông cốt thép thường bị bỏ qua. Do vậy, cần có chỉ dẫn tính toán cụ thể ảnh hưởng của biến dạng co ngót tới kết cấu công trình.
Trên cơ sở phân tích các kết quả nghiên cứu hiện có trong và ngoài nước, căn cứ vào thực tế tình hình biến dạng co ngót trên các công trình ở Việt Nam, nội dung nghiên cứu của luận án được lựa chọn là: “Nghiên cứu biến dạng co ngót của bê tông trong điều kiện tiêu chuẩn khí hậu Việt Nam”
