Bê tông cốt thép là gì? Ưu – nhược điểm của loại vật liệu này

Bê tông cốt thép là loại vật liệu xây dựng quan trọng và được ứng dụng rộng rãi trong các công trình dân dụng, nhà xưởng công nghiệp, cầu đường và hạ tầng đô thị. Không chỉ vững bền theo thời gian mà vật liệu này còn có nhiều ưu điểm vượt trội, giúp đảm bảo chất lượng và an toàn cho các công trình xây dựng. Cùng TECO tìm hiểu chi tiết về loại vật liệu phổ biến này qua bài viết dưới đây.

Khái niệm bê tông cốt thép

Bê tông cốt thép là vật liệu xây dựng, dựa trên sự kết hợp của bê tông và thép. Bê tông và thép có đặc trưng cơ học khác nhau, cùng phối hợp chịu lực với nhau. Trong đó, bê tông chịu lực nén tốt còn thép chịu lực kéo tốt. Sự kết hợp này tận dụng ưu điểm của cả hai vật liệu, đáp ứng được cả lực nén và lực kéo, phù hợp với nhiều loại kết cấu của công trình.

Bê tông cốt thép là gì?

Cấu tạo chính của bê tông kết hợp thép

Theo như khái niệm thì bê tông cốt thép là sự kết hợp giữa bê tông và cốt thép để tận dụng ưu điểm của nhau . Cấu tạo cơ bản của bê tông cốt thép gồm hai thành phần chính như sau:

1. Bê tông

Bê tông là vật liệu nhân tạo được tạo thành từ hỗn hợp xi măng, cát, đá và nước. Khi đóng rắn, bê tông có cường độ chịu nén cao nhưng lại có khả năng chịu kéo kém.

Thành phần của bê tông:

Xi măng: Chất kết dính
Cát: Thành phần hạt nhỏ giúp lấp đầy khoảng trống trong hỗn hợp.
Đá (hoặc sỏi): Thành phần hạt lớn, đóng vai trò chịu lực chính.
Nước: Giúp xi măng thủy hóa và đóng rắn, tạo độ kết dính.
Phụ gia (nếu có): Có thể thêm để cải thiện tính chất của bê tông, như phụ gia chống thấm, phụ gia giảm nước, phụ gia tăng độ dẻo,…

Cấu tạo cơ bản của bê tông cốt thép

2. Cốt thép

Cốt thép có vai trò chịu lực kéo, bổ sung khả năng chịu lực mà bê tông không có.

Các loại cốt thép thường dùng:

Thép trơn: Dạng thanh tròn trơn, ít dùng trong kết cấu chịu lực chính.
Thép gân: Giúp tăng độ bám dính với bê tông, thường dùng trong kết cấu chịu lực như dầm, cột, sàn,…
Lưới thép hàn: Các thanh thép được hàn lại thành lưới, thường dùng trong sàn hoặc tấm bê tông mỏng.

Đặc điểm của vật liệu

Kết cấu này chịu lực nén tốt. Tuy nhiên, bê tông lại chịu lực kéo kém , cần kết hợp với cốt thép để cải thiện khả năng chịu lực.
Bê tông và cốt thép bám dính tốt, đảm bảo hoạt động như một thể thống nhất khi chịu tải.
Khi bê tông đông cứng hình thành nên lực bám dính giữa bê tông và cốt thép. Việc này cho phép vật liệu có thể truyền lực qua lại và phát huy ưu điểm triệt để.
Mật độ bê tông dao động từ 2.200 – 2.500 kg/m3, nặng hơn nhiều so với gỗ và vật liệu composite.
Bê tông có hệ số truyền nhiệt và truyền âm thấp, giúp giảm tiếng ồn và ổn định nhiệt độ bên trong công trình.
Bê tông và thép đều có hệ số giãn nở xấp xỉ nhau. Khi có điều kiện biến đổi nhiệt độ thông thường (dưới 100 °C) ít làm ảnh hưởng đến sự kết hợp giữa chúng.

Một số đặc điểm tiêu biểu của loại vật liệu này.

Ứng dụng của bê tông cốt thép trong xây dựng nhà xưởng công nghiệp

Đây là vật liệu chủ đạo trong xây dựng nhà xưởng công nghiệp nhờ khả năng chịu lực tốt, độ bền cao và chi phí hợp lý. Trong nhà xưởng, kết cấu này được ứng dụng ở nhiều hạng mục quan trọng, chẳng hạn:

Móng: Giúp truyền tải trọng xuống nền đất, đảm bảo độ ổn định cho toàn bộ công trình, tăng khả năng chịu lực và chống lún.
Cột: Chịu lực nén chính, đóng vai trò nâng đỡ kết cấu phía trên, chống lại tải trọng ngang.
Dầm: Liên kết các cột, chịu tải trọng từ sàn và mái, giúp phân bổ lực đều xuống móng.
Sàn: Có khả năng chịu tải tốt, giúp tạo mặt bằng vững chắc cho hoạt động sản xuất.
Tường: Ngoài chức năng bao che, còn có thể chịu lực tùy theo thiết kế kết cấu.

Nhờ những đặc tính này, loại vật liệu này trở thành vật liệu không thể thiếu trong xây dựng nhà xưởng, đảm bảo độ bền, an toàn và hiệu quả sử dụng lâu dài.

Ưu – nhược điểm bê tông kết hợp thép

Khả năng chịu lực – độ bền – linh hoạt cao – chống cháy tốt là những ưu điểm nổi bật của kết cấu bê tông kết hợp thép. Dưới đây là chi tiết các ưu điểm của loại vật liệu xây dựng này:

Ưu điểm của kết cấu này trong thi công công trình.

Cường độ chịu lực cao

Chịu nén tốt: Bê tông chịu lực nén tốt, phù hợp với các kết cấu chịu tải lớn.
Chịu kéo và uốn tốt: Cốt thép giúp tăng khả năng chịu kéo, điều mà bê tông thường yếu.
Chịu cắt tốt: Khi được bố trí cốt thép hợp lý, kết cấu có thể chịu lực cắt hiệu quả.

Độ bền cao và tuổi thọ lâu dài

Chống ăn mòn: Bê tông bao bọc cốt thép, giúp hạn chế bị gỉ sét.
Chống cháy tốt: Bê tông chịu nhiệt cao, không cháy, bảo vệ chống cháy cho kết cấu.

Khả năng tạo hình linh hoạt

Đổ khuôn ra nhiều hình dạng: Có thể tạo ra các kết cấu từ đơn giản đến phức tạp bằng cách dùng cốp pha
Thi công dễ dàng: Dễ dàng đúc tại chỗ hoặc đúc sẵn thành các cấu kiện bê tông đúc sẵn khác nhau để tiến hành thi công công trình.

Vật liệu chống cháy tốt

Đây là vật liệu chống cháy vượt trội
Cấu trúc này không cháy, có khả năng cách nhiệt tốt
Trong trường hợp xảy ra hỏa hoạn, lớp bê tông bảo vệ cốt thép bên trong. Điều này góp phần duy trì tính ổn định trong thời gian dài, cho phép sơ tán an toàn và hạn chế thiệt hại.

Nhược điểm của bê tông cốt thép

Mặc dù loại vật liệu này có nhiều ưu điểm vượt trội trong xây dựng nhà xưởng, nhưng vẫn tồn tại một số nhược điểm đáng kể, ảnh hưởng đến quá trình thi công và hiệu quả sử dụng công trình.

Nhược điểm của cấu kiện bê tông cốt thép

1. Trọng lượng lớn và ảnh hưởng đến kết cấu

Loại vật liệu này có mật độ cao (khoảng 2.200 – 2.500 kg/m³), khiến kết cấu nhà xưởng trở nên nặng, làm tăng tải trọng lên móng. Điều này đòi hỏi thiết kế móng phải có kích thước lớn hơn, dẫn đến chi phí thi công cao hơn so với các vật liệu nhẹ như thép tiền chế.

2. Thời gian thi công dài

Quá trình thi công loại vật liệu này đòi hỏi nhiều công đoạn. Chẳng hạn như lắp dựng cốp pha, cốt thép, đổ bê tông và bảo dưỡng. Thời gian đông cứng của bê tông kéo dài (thường từ 7 – 28 ngày để đạt cường độ thiết kế), làm chậm tiến độ xây dựng so với các phương pháp thi công nhanh như kết cấu thép lắp ghép.

3. Khả năng co ngót và nứt bê tông

Bê tông có xu hướng co ngót trong quá trình đóng rắn, đặc biệt khi chịu tác động của nhiệt độ và độ ẩm. Hiện tượng này có thể gây nứt bề mặt hoặc nứt kết cấu, ảnh hưởng đến độ bền của công trình. Nếu không xử lý tốt, vết nứt có thể làm giảm khả năng chống thấm, gây ăn mòn cốt thép và làm suy giảm chất lượng nhà xưởng theo thời gian.

4. Ảnh hưởng đến môi trường và chi phí vận chuyển

Quá trình sản xuất xi măng, thành phần của bê tông, tạo ra lượng lớn CO₂, gây ô nhiễm môi trường. Ngoài ra, việc vận chuyển vật liệu nặng như bê tông và cốt thép đến công trường cũng làm tăng chi phí logistics và phát thải khí nhà kính.

Bê tông cốt thép là loại vật liệu xây dựng quan trọng và phổ biến nhất hiện nay. TECO hy vọng đã giúp bạn nắm rõ những đặc điểm và ưu điểm vượt trội của kết cấu này. Đây là loại vật liệu không chỉ đảm bảo chất lượng và tuổi thọ công trình mà còn góp phần quan trọng trong sự phát triển của ngành xây dựng hiện đại.