EnglishNước đóng vai trò là một thành phần không thể thiếu và có ảnh hưởng sâu sắc của nước đến bê tông tươi, quyết định chất lượng và độ bền vững của kết cấu. Mặc dù chỉ chiếm một phần tương đối nhỏ trong tổng khối lượng hỗn hợp bê tông, thường dao động từ 15% đến 20% hoặc hơn tùy thuộc vào thiết kế cấp phối cụ thể và các đặc tính mong muốn, nước lại có tác động đáng kể đến hầu hết các đặc tính của bê tông, từ khả năng thi công, cường độ chịu lực cho đến độ bền lâu dài. Do đó, việc duy trì lượng nước tối ưu là cực kỳ quan trọng, bởi cả lượng nước dư thừa và thiếu hụt đều có thể gây ảnh hưởng đáng kể đến chất lượng và độ bền của sản phẩm cuối cùng.
Vai trò của nước trong bê tông
Nước tham gia vào quá trình hình thành bê tông với nhiều chức năng thiết yếu. Quan trọng nhất, nước là yếu tố kích hoạt phản ứng thủy hóa với xi măng. Đây là quá trình hóa học làm đông cứng xi măng và tạo ra các liên kết bền vững trong bê tông; nếu không có nước, xi măng sẽ không thể đóng rắn và bê tông sẽ không có cường độ.
Bên cạnh đó, nước tạo độ đầm lỏng cho hỗn hợp, hay còn gọi là tính công tác, giúp cho việc trộn và đổ bê tông tươi dễ dàng hơn; lượng nước thích hợp sẽ tạo ra hỗn hợp đủ dẻo để thi công, dễ đầm chặt nhưng không bị chảy loãng. Nước cũng đóng vai trò quan trọng trong việc quyết định khả năng thi công của bê tông, tức là mức độ dễ dàng mà nó có thể được trộn, đặt và hoàn thiện.
Ngoài ra, sau khi đông cứng ban đầu, lượng nước còn lại trong bê tông tiếp tục tham gia vào phản ứng thủy hóa kéo dài, giúp bê tông ngày càng cứng chắc hơn theo thời gian. Cuối cùng, nước còn đóng vai trò như một chất kiểm soát nhiệt độ trong quá trình trộn bê tông; sự bay hơi của nước giúp hạ nhiệt và kiểm soát nhiệt độ tăng cao khi trộn, ngăn ngừa hư hỏng do nhiệt.
Ảnh hưởng của lượng nước đến chất lượng bê tông
Tỷ lệ nước/xi măng, hoặc chính xác hơn là tỷ lệ nước/chất kết dính (W/CM) khi có sử dụng phụ gia khoáng, là tỷ lệ giữa khối lượng nước và khối lượng xi măng (hoặc xi măng + phụ gia khoáng) trong hỗn hợp bê tông. Khái niệm này là yếu tố quan trọng nhất cho thấy ảnh hưởng trực tiếp của nước đến bê tông tươi và cường độ của nó sau khi đông cứng. Tỷ lệ W/C càng thấp, cường độ bê tông sau cùng càng cao do cấu trúc đặc chắc hơn. Tuy nhiên, việc điều chỉnh lượng nước cần được thực hiện hết sức cẩn thận, bởi cả lượng nước quá nhiều và quá ít đều có thể gây ra các vấn đề nghiêm trọng về chất lượng và độ bền của bê tông.
Việc thêm quá nhiều nước vào bê tông tươi, làm tăng tỷ lệ W/C, sẽ dẫn đến nhiều vấn đề. Hậu quả rõ rệt nhất là giảm cường độ bê tông, bởi lượng nước dư thừa làm loãng hỗn hợp, khiến xi măng không đủ để liên kết chặt chẽ với các hạt cốt liệu. Đồng thời, bê tông tươi quá loãng có xu hướng dễ bị phân tách các thành phần (phân tầng), làm giảm tính đồng đều của hỗn hợp và tăng nguy cơ nứt gãy sau khi đông cứng. Việc sử dụng quá nhiều nước cũng kéo dài thời gian đông cứng của bê tông, ảnh hưởng đến tiến độ thi công. Quan trọng hơn, khi bê tông khô, lượng nước dư thừa bay hơi sẽ tạo ra các khoảng trống (lỗ rỗng) trong bê tông, làm giảm độ đặc chắc, giảm độ bền và khả năng chịu lực. Số lượng lỗ rỗng tăng lên còn làm tăng khả năng thấm nước của bê tông, dẫn đến các vấn đề về độ bền lâu dài, bao gồm hiện tượng loang muối và hư hỏng do đóng băng – tan băng trong điều kiện môi trường khắc nghiệt. Nhìn chung, mặc dù tăng lượng nước có thể làm tăng khả năng thi công của bê tông tươi, nhưng điều này phải đánh đổi bằng việc giảm đáng kể cường độ và độ bền.
Ngược lại với việc dùng quá nhiều, sử dụng quá ít nước trong bê tông tươi cũng gây ra những hậu quả không mong muốn. Hỗn hợp bê tông bị khô, trở nên khó khăn trong việc trộn, đổ và đầm chặt, ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu quả và chất lượng thi công. Do thiếu nước, quá trình thủy hóa của xi măng không thể diễn ra hoàn toàn, khiến bê tông không đạt được cường độ tối đa như thiết kế. Tình trạng thiếu nước cũng có thể dẫn đến hỗn hợp không đồng nhất và làm tăng nguy cơ nứt bề mặt do bê tông khô quá nhanh, đặc biệt là trong điều kiện thời tiết nắng nóng hoặc gió mạnh.
Hiện tượng tách nước trong bê tông
Hiện tượng tách nước là một biểu hiện khác liên quan đến ảnh hưởng của nước đến bê tông tươi, xảy ra khi nước tự do trong hỗn hợp dâng lên bề mặt và tạo thành một lớp nước mỏng. Hiện tượng này chủ yếu do các hạt cốt liệu và xi măng nặng hơn có xu hướng lắng xuống dưới, đẩy lượng nước dư lên trên. Các nguyên nhân chính gây ra hiện tượng tách nước bao gồm: lượng nước trộn nhiều trong hỗn hợp bê tông, loại xi măng sử dụng, hàm lượng cốt liệu mịn không phù hợp, hoặc việc sử dụng một số loại phụ gia không tương thích. Hiện tượng tách nước làm mất tính đồng nhất của hỗn hợp, làm giảm mác chống thấm và cường độ tổng thể của bê tông. Đồng thời, lớp nước trên bề mặt có thể làm giảm tính liên kết giữa cấu kiện thép và bê tông, cũng như giữa cốt liệu và xi măng trong lớp bề mặt.
Xe trộn bê tông tự hành Fiori là một ví dụ điển hình về giải pháp trộn và vận chuyển bê tông hiện đại, được thiết kế để đáp ứng các yêu cầu nghiêm ngặt về độ đồng nhất và chất lượng của hỗn hợp bê tông ngay tại công trường. Việc kiểm soát chất lượng hỗn hợp bê tông từ giai đoạn trộn bằng các thiết bị tiên tiến như xe Fiori là cực kỳ quan trọng, đặc biệt liên quan đến tỷ lệ Nước/Xi măng. Chất lượng bê tông đồng nhất và đúng chuẩn ngay từ đầu sẽ tạo nền tảng vững chắc cho việc áp dụng hiệu quả kỹ thuật bảo dưỡng bê tông sau khi đổ, từ đó tối ưu hóa cường độ và độ bền vững của công trình.
