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 25/10/2025
Hemp-lime (hempcrete) là vật liệu bao che không chịu lực gồm lõi gỗ gai dầu (hemp shiv/hurd) phối hợp chất kết dính gốc vôi, nổi bật nhờ cách nhiệt – điều hòa ẩm – tính bền môi trường trong nhà; đặc biệt, IRC 2024 – Appendix BL đã xác lập đường quy chuẩn áp dụng cho nhà ở thấp tầng, củng cố tính khả thi kỹ thuật–pháp lý của vật liệu sinh học này.
Bản tin tổng hợp 11/10/2025
Trong bối cảnh đô thị hóa nhanh chóng và biến đổi khí hậu toàn cầu, kiến trúc không chỉ là việc xây dựng mà còn là nghệ thuật hòa hợp giữa con người, môi trường và công nghệ. Bahrain World Trade Center (BWTC) – cặp tháp đôi biểu tượng tại Manama, Bahrain – chính là minh chứng sống động cho sự kết hợp này. Hoàn thành năm 2008, BWTC không chỉ là tòa nhà cao nhất Bahrain (240 mét) mà còn là công trình đầu tiên trên thế giới tích hợp turbine gió vào cấu trúc chính, cung cấp năng lượng tái tạo cho chính nó [1]. Bài viết này sẽ nghiên cứu sâu về kết cấu và nguyên lý thiết kế của BWTC, khám phá cách mà nó vượt qua thách thức môi trường sa mạc để trở thành mô hình bền vững đáng thuyết phục cho các thành phố tương lai. Qua lăng kính học thuật, chúng ta sẽ thấy BWTC không chỉ là một tòa nhà, mà là một tuyên ngôn về sáng tạo kiến trúc.
Bản tin tổng hợp 04/10/2025
Khi các tòa nhà chuyển dịch sang kiến trúc net zero và chiếu sáng tự nhiên không gây lóa, lớp bao che bằng kính truyền thống bộc lộ hạn chế: dẫn nhiệt cao (~0,9–1,0 W/m·K), dễ chói và vỡ vụn khi va đập. Trong bối cảnh đó, gỗ trong suốt (Transparent Wood, TW) nổi lên như một vật liệu sinh học (bio based) đa chức năng: truyền sáng cao nhưng khuếch tán mạnh (haze lớn) để chống lóa, cách nhiệt thấp hơn kính, cơ học dai – không vỡ mảnh sắc. Các tổng quan gần đây tại Energy & Buildings (2025) và Cellulose (2023) đều xem TW là ứng viên cửa sổ/giếng trời thế hệ mới cho công trình hiệu năng năng lượng. [1]
Bản tin tổng hợp 27/09/2025
Ngập lụt đô thị đang là thách thức lớn của thời hiện đại, khi những cơn mưa bất thường có thể khiến cả thành phố tê liệt. Ít ai ngờ rằng từ hơn một nghìn năm trước, người xưa đã tìm ra một giải pháp bền vững: hệ thống thoát nước Phúc Thọ Câu tại thành cổ Cám Châu, Giang Tây. Được xây dựng từ thời Bắc Tống, công trình này vận hành đến nay vẫn hiệu quả, giúp thành phố chống ngập ngay cả trong những trận lũ lịch sử. Câu chuyện về Phúc Thọ Câu không chỉ là di sản kỹ thuật cổ đại, mà còn là gợi ý quý giá cho các đô thị hôm nay trong hành trình tìm lời giải cho bài toán nước và ngập úng.
Bản tin tổng hợp 20/09/2025
Ngành xây dựng hiện nay đang đối diện với sức ép lớn trong việc cắt giảm phát thải carbon khi bê tông là một trong những vật liệu được sử dụng nhiều nhất nhưng cũng là nguồn phát sinh CO₂ đáng kể do phụ thuộc vào xi măng Portland. Trước thực trạng đó Shimizu Corporation đã tiến hành nhiều nghiên cứu nhằm tạo ra các giải pháp vật liệu bền vững hướng đến mục tiêu trung hòa carbon. Một trong những kết quả nổi bật là công nghệ bê tông âm carbon với sự thay thế một phần xi măng và cốt liệu bằng than sinh học. Loại than này được sản xuất từ mùn cưa thông qua quá trình cacbon hóa và có khả năng giữ lại lượng carbon khổng lồ vốn sẽ bị thải ra khí quyển nếu phân hủy tự nhiên hay bị đốt cháy. Nhờ đặc tính đó bê tông âm carbon không chỉ duy trì được độ bền cơ học cần thiết cho công trình mà còn góp phần trực tiếp vào việc giảm thiểu khí nhà kính. Đây được xem là một bước đi triển vọng mở ra hướng phát triển mới cho ngành xây dựng xanh của Nhật Bản cũng như trên thế giới.
Bản tin tổng hợp 13/09/2025
Trong bối cảnh đô thị ngày càng phát triển, nguy cơ hỏa hoạn tại các tòa nhà cao tầng, trung tâm thương mại, bệnh viện hay nhà ở thông minh vẫn luôn là mối đe dọa nghiêm trọng. Các giải pháp phòng cháy chữa cháy truyền thống hiện nay chủ yếu mang tính thụ động, chỉ tập trung vào khả năng ngăn lửa lan rộng mà chưa đủ năng lực cảnh báo sớm. Sự thiếu hụt này khiến việc ứng phó với hỏa hoạn thường chậm trễ, gây ra những tổn thất nặng nề về người và tài sản. Trước thực tế đó, tường thông minh tích hợp cảm biến chống cháy ra đời như một bước tiến đột phá, mở ra hướng tiếp cận chủ động hơn trong đảm bảo an toàn công trình. Khác với tường chống cháy thông thường, loại tường này không chỉ cách nhiệt và cản lửa mà còn được tích hợp cảm biến nhiệt, khói, áp suất kết hợp công nghệ IoT để giám sát liên tục điều kiện môi trường. Khi có dấu hiệu cháy, hệ thống sẽ phát hiện tức thì, gửi cảnh báo qua thiết bị trung tâm hoặc di động, đồng thời có thể kích hoạt các cơ chế an toàn bổ trợ như phun sương hay quạt hút khói. Nhờ đó, công trình không chỉ được bảo vệ hiệu quả hơn mà còn gia tăng cơ hội sơ tán kịp thời và giảm thiểu thiệt hại. Với khả năng biến những bức tường vốn thụ động thành “người gác lửa thông minh”, công nghệ này hứa hẹn trở thành giải pháp an toàn chủ động, đóng góp quan trọng trong việc xây dựng các công trình hiện đại, xanh và bền vững.
Thành viên ){kind=link}