Tại sao việc phát minh ra bê tông cốt thép là rất quan trọng trong xây dựng hiện đại?
Người phát minh ra bê tông cốt thép chắc chắn là một thiên tài. Joseph Monier (1823- 1906) Pháp đã dám kết hợp thép vào trong bê tông cứng chắc, nhờ đó khắc phục được một trong những khuyết điểm nghiêm trọng nhất của bê tông. Cuối cùng, chính sáng chế này của ông đã mang lại những tòa nhà cao tầng vững chãi như chúng ta thấy ngày nay.
Nhưng tại sao một vật liệu cứng như bê tông lại cần phải có thép gia cường?
Trước hết, bạn nên biết bê tông truyền thống là sự kết hợp giữa cát, đá và xi măng. Khi bê tông đông cứng, bê tông sẽ có độ cứng tương đương với đá đặc và có khả năng chịu nén vô cùng mạnh mẽ, thậm chí có thể chịu được sức ép lớn gấp nhiều lần trọng lượng của chính nó. Tuy nhiên, bê tông lại tồn tại một điểm yếu chí mạng: nó không thể chống lại lực kéo. Chỉ cần một lực kéo nhỏ tác động, bê tông sẽ ngay lập tức bị gãy.
Ví dụ, nếu bạn tác động lực lên một dầm bê tông, phần trên của dầm sẽ bị nén và biến dạng, còn phần dưới sẽ bị kéo căng và cũng biến dạng không kém. Kết quả là phần đáy không chịu nổi lực kéo và gãy ngay lập tức.
Chính vì vậy, người ta đã sử dụng thép cốt để gia cố. Thép cốt chất lượng cao được đặt vào phần đáy của dầm bê tông, giúp gia tăng đáng kể khả năng chịu kéo. Nhờ có sự hỗ trợ của thép cốt, khả năng chịu kéo của bê tông được cải thiện rõ rệt. Đối với các dầm công xôn bê tông – do phần trên của nó bị kéo giãn – thép cốt thường được bố trí ở phần trên của dầm để tăng cường độ bền.
Người phát minh ra bê tông cốt thép quả là một thiên tài
Từ đây, một ý tưởng táo bạo đã ra đời từ Joseph Monier: nếu bê tông có khả năng chịu nén tốt nhưng yếu trong việc chịu kéo, vậy liệu có thể áp dụng một áp lực lên phần đáy của dầm bê tông trước để bù đắp cho lực tác động từ phía trên không? Như vậy, bê tông sẽ chịu nén tốt hơn nữa.
Trong các công trình xây dựng, phương pháp này thường được áp dụng bằng cách tạo áp lực kéo cực mạnh lên bê tông trước khi đổ. Khi bê tông đông cứng và khuôn được tháo, nó sẽ có xu hướng co lại về chiều dài ban đầu. Quá trình này tạo ra ứng suất trước do co ngót ở hai đầu bê tông, giúp bù đắp hầu hết áp lực từ trên xuống. Nhờ vậy, khả năng chịu nén của bê tông được gia tăng một cách đáng kể.
Công nghệ tiên tiến này hiện đang được áp dụng rộng rãi trong xây dựng cầu đường. Trong các công trình cầu, thường có các ống dự ứng lực bên trong kết cấu. Các sợi cáp dự ứng lực được lắp đặt vào những ống này, sau đó một lực ứng suất mạnh mẽ được áp dụng để tăng cường khả năng chịu tải của cầu, giúp công trình bền vững theo thời gian.
SHARE
