Khi xi măng tiếp xúc với nước, quá trình thủy hóa diễn ra. Đây là phản ứng hóa học tỏa nhiệt, tạo ra các sản phẩm liên kết như C-S-H (calcium silicate hydrate) và Ca(OH)₂. Nhiệt lượng sinh ra khiến nhiệt độ trong khối bê tông tăng dần, đặc biệt ở phần lõi nơi khó thoát nhiệt.
Bê tông có khối tích lớn thường tản nhiệt rất chậm. Vì vậy, nhiệt lượng từ phản ứng thủy hóa bị giữ lại, làm cho nhiệt độ lõi cao hơn nhiều so với bề mặt. Sự chênh lệch này dễ dẫn đến ứng suất nhiệt và nứt.
Ngoài nhiệt sinh ra từ bên trong, bê tông còn hấp thụ nhiệt từ môi trường xung quanh, đặc biệt là khi thi công vào ban ngày hoặc trong điều kiện thời tiết nóng. Điều này càng làm tăng nhiệt độ bề mặt, tạo thêm sự chênh lệch với lõi.
Nhiệt độ quá cao gây nứt nhiệt khi bê tông nguội dần.
Làm tăng tốc độ phản ứng, khiến bê tông đóng rắn nhanh, dễ mất nước bề mặt, sinh ra vết nứt co ngót nhựa.
Ảnh hưởng đến độ bền lâu dài, đặc biệt trong các công trình bê tông khối lớn như đập, móng, kết cấu dày.
Đập Hoover không được đổ bê tông liên tục một khối lớn, vì nếu làm vậy, nhiệt sinh ra do thủy hóa sẽ không thoát được và lõi bê tông có thể mất đến 125 năm để nguội hoàn toàn và dẫn đến nguy cơ nứt và hỏng kết cấu. Thay vào đó, công trình sử dụng phương pháp chia bê tông thành các khối hình chữ nhật, mỗi khối có kích thước khoảng 15 m x 15 m và cao 1,5 m, giúp tản nhiệt nhanh hơn và kiểm soát chặt chẽ quá trình đông kết. Sau khi bê tông đông kết và nguội, các khe giữa các khối được bơm vữa để tạo thành kết cấu liền khối.
Mỗi khối bê tông được cấy hệ thống ống thép đường kính 1 inch (25 mm) với tổng chiều dài hơn 580 dặm. Đầu tiên, nước mát từ sông được lưu thông qua các ống để làm mát bê tông; sau đó, hệ thống chuyển sang tuần hoàn nước lạnh từ trạm lạnh.
Trạm lạnh tại công trường là một trong những nhà máy làm lạnh lớn nhất khi đó, có khả năng sản xuất khoảng 1.000 tấn đá mỗi ngày. Nước lạnh từ trạm này được bơm liên tục qua các ống trong bê tông để nhanh chóng kéo nhiệt, giúp bê tông nguội an toàn chỉ trong vài tháng thay vì nhiều thập kỷ.
Quá trình làm mát chia làm hai giai đoạn: giai đoạn 1 sử dụng nước mát tự nhiên; giai đoạn 2 sử dụng nước lạnh từ trạm làm lạnh. Hệ thống được thiết kế để hoạt động luân phiên giữa các đoạn cao độ khác nhau, đảm bảo điều kiện nhiệt tốt nhất cho từng khu vực thi công và tránh ứng suất nhiệt gây nứt.
Chia nhỏ khối đổ - giúp tránh nứt nhiệt và làm mát nhanh hơn.
Tích hợp hệ thống làm mát ngay từ khi đổ - cho phép điều chỉnh nhiệt độ kịp thời, kiểm soát gradient nhiệt (chênh nhiệt giữa lõi – bề mặt).
Xây dựng trạm làm lạnh chuyên biệt – đảm bảo nguồn nhiệt hút ổn định và đủ lớn, đặc biệt trong mùa nắng nóng.
Bơm vữa sau khi làm mát - nhằm đảm bảo tính liên kết giữa các khối và tạo kết cấu liền khối cuối cùng.
Phương pháp làm mát theo hai giai đoạn và theo khối - trở thành mô hình tiêu biểu cho các công trình bê tông khối lớn sau này, nhất là đập thủy điện, nền móng cốt lõi công trình hạ tầng…
Để hạn chế nứt nẻ do nhiệt trong bê tông khối lớn, nhiều giải pháp được áp dụng song song. Trước hết, cấp phối được tối ưu bằng cách giảm xi măng, thay thế bằng tro bay, xỉ hoặc pozzolan nhằm hạ nhiệt thủy hóa. Quá trình thi công thường chia nhỏ khối đổ, kết hợp làm lạnh nước, cốt liệu và dùng hệ thống ống tuần hoàn để hạ nhiệt từ bên trong. Bên ngoài, bề mặt được phủ cách nhiệt, bảo dưỡng ẩm liên tục để tránh chênh lệch nhiệt độ quá lớn.
Song song, các cảm biến nhiệt được bố trí trong khối để giám sát liên tục, kịp thời kích hoạt các biện pháp bổ sung nếu vượt ngưỡng. Phụ gia chậm đông kết và kế hoạch kiểm soát nhiệt chi tiết cũng là những công cụ quan trọng, đảm bảo sự an toàn cho công trình.
[1] “Why concrete gets so hot,” Construct Update, [Online]. Available: https://www.constructupdate.com/why-concrete-gets-so-hot/#gsc.tab=0. [Truy cập: 27-Aug-2025].
[2] J. D. Rogers, “Hoover Dam: Operational Milestones, Lessons Learned and Strategic Import,” Hoover Dam 75th Anniversary History Symposium, Oct. 2010.
[3] “Guidelines for Temperature Control of Mass Concrete,” Auburn University Highway Research Center, Auburn, AL. [Online]. Available: https://eng.auburn.edu/files/centers/hrc/930-860r-temperature-control. [Truy cập: 27-Aug-2025].
[4] EB547 – Mass Concrete Construction Guide, Portland Cement Association, 2024. [Online]. Available: https://www.cement.org/wp-content/uploads/2024/08/EB547. [Truy cập: 27-Aug-2025].
[5] J. B. Alper, “Mass Concreting,” STRUCTURE Magazine. [Online]. Available: https://www.structuremag.org/article/mass-concreting/. [Truy cập: 27-Aug-2025].
[6] R. Detwiler, “Thermal control plans for mass concrete,” Beton Consulting Engineers, 10-Sep-2020. [Online]. Available: https://www.betonconsultingeng.com/thermal-control-plans-for-mass-concrete-2/. [Truy cập: 27-Aug-2025].
[7] “The Colorado River and Hoover Dam Facts and Figures,” U.S. Bureau of Reclamation. [Online]. Available: https://www.usbr.gov/lc/region/pao/faq.html. [Truy cập: 27-Aug-2025].
Bản tin tổng hợp 22/08/2025
Bạn có bao giờ thắc mắc tại sao những tòa nhà hiện đại với mặt kính rộng lớn vẫn luôn mát mẻ vào mùa hè nhưng lại ấm áp vào mùa đông? Bí mật nằm ở công nghệ kính Low-E (Low-Emissivity Glass). Trong xu hướng vật liệu xây dựng hiện đại, kính không chỉ đơn thuần để lấy sáng mà còn là giải pháp quan trọng nhằm tối ưu hiệu quả năng lượng cho công trình. Kính Low-E được phủ một lớp oxit kim loại siêu mỏng, gần như vô hình, có khả năng “thông minh” trong việc kiểm soát bức xạ nhiệt: cho phép ánh sáng tự nhiên đi qua nhưng ngăn chặn phần lớn tia hồng ngoại và tia cực tím gây nóng và hại sức khỏe. Nhờ đặc tính này, loại kính tiên tiến này vừa mang lại không gian sống thoải mái, vừa giảm đáng kể chi phí cho điều hòa – sưởi ấm, đồng thời nâng cao tính bền vững và thân thiện với môi trường của công trình.
Bản tin tổng hợp 15/08/2025
Trong thế giới đá tự nhiên, quartz và quartzite là hai cái tên thường xuyên bị nhầm lẫn, không chỉ bởi cách gọi gần giống nhau mà còn vì vẻ ngoài có nhiều điểm tương đồng. Tuy nhiên, đây lại là hai loại vật liệu hoàn toàn khác nhau về nguồn gốc, cấu trúc và đặc tính sử dụng. Quartz thường là đá nhân tạo được kết hợp từ tinh thể thạch anh nghiền nhỏ với nhựa và phụ gia, trong khi quartzite là đá tự nhiên hình thành từ quá trình biến chất của cát kết chứa thạch anh. Sự khác biệt này không chỉ ảnh hưởng đến giá trị mà còn quyết định độ bền, khả năng chịu nhiệt và tính ứng dụng của vật liệu trong các công trình. Hiểu rõ cách phân biệt quartz và quartzite sẽ giúp bạn lựa chọn đúng loại đá phù hợp với nhu cầu, tránh nhầm lẫn và tối ưu khoản đầu tư của mình.
Bản tin tổng hợp 07/08/2025
Trong các công trình có nguy cơ trơn trượt như nhà tắm, hồ bơi, sảnh công cộng hay khu vực có độ dốc, việc lựa chọn gạch có khả năng chống trượt là yếu tố bắt buộc. Để đánh giá chính xác khả năng này, hiện có 4 phương pháp kiểm tra phổ biến, mỗi phương pháp ứng với một tiêu chuẩn quốc tế và mục đích sử dụng khác nhau. Bài viết sẽ giúp bạn hiểu rõ từng phương pháp, cách đọc kết quả và ứng dụng phù hợp trong thực tế.
Bản tin tổng hợp 01/08/2025
Gỗ Hinoki (Japanese cypress – Chamaecyparis obtusa) là một loại gỗ quý của Nhật Bản, nổi bật với màu sắc sáng, vân gỗ mịn và mùi thơm tự nhiên dễ chịu. Nhờ khả năng kháng khuẩn, chịu ẩm và chịu nhiệt tốt, Hinoki từ lâu đã được sử dụng trong các công trình truyền thống như đền chùa, bồn tắm onsen và đặc biệt là phòng xông hơi. Với hương thơm thư giãn và độ bền vượt trội, Hinoki ngày càng được ưa chuộng trong thiết kế nhà tắm hiện đại, mang lại không gian sang trọng và thanh tịnh cho người sử dụng.
Bản tin tổng hợp 22/07/2025
Trong bối cảnh đô thị hóa nhanh chóng, hiện tượng ngập úng cục bộ và ô nhiễm nguồn nước đang ngày càng nghiêm trọng, đặc biệt do lượng nước mưa chảy tràn trên các bề mặt bê tông, nhựa đường không thấm nước. Gạch thấm nước (permeable pavers) xuất hiện như một giải pháp vật liệu xây dựng tiên tiến, thân thiện với môi trường, nhằm giảm lượng nước mưa chảy tràn và lọc các chất ô nhiễm ngay tại nguồn. Không chỉ có khả năng thoát nước nhanh, loại gạch này còn đóng vai trò như một bộ lọc sơ cấp, giữ lại các hạt bụi, kim loại nặng và chất bẩn từ xe cộ, giúp nâng cao chất lượng môi trường đô thị. Đây là một trong những xu hướng vật liệu xây dựng mới, đang được ứng dụng rộng rãi tại nhiều quốc gia phát triển – nhưng vẫn còn rất mới mẻ tại Việt Nam.
Bản tin tổng hợp 11/07/2025
Trong thời đại công nghệ số và Internet vạn vật (IoT) bùng nổ, kiến trúc không chỉ đơn thuần là nghệ thuật xây dựng mà còn trở thành một hệ sinh thái thông minh – nơi các công trình có khả năng cảm nhận, phân tích và phản hồi với môi trường. Một trong những giải pháp tiên tiến mang lại bước tiến đột phá trong xây dựng hiện đại là gạch cảm biến tích hợp vi mạch. Đây không còn là loại vật liệu xây dựng thụ động truyền thống, mà là một “gạch biết cảm nhận”, được tích hợp các cảm biến và vi mạch xử lý bên trong, có khả năng đo lường nhiệt độ, độ ẩm, rung động, lực tác động và truyền dữ liệu không dây theo thời gian thực. Việc ứng dụng công nghệ này trong xây dựng không chỉ giúp nâng cao khả năng giám sát an toàn kết cấu, mà còn mở ra tiềm năng cho hệ thống nhà thông minh, bền vững và tiết kiệm năng lượng. Đề tài này sẽ làm rõ vai trò của việc kết hợp vi mạch – cảm biến trong gạch xây dựng, quy trình chế tạo và các ứng dụng thực tiễn nổi bật.
Thành viên ){kind=link}