THI CÔNG BÊ TÔNG

Tìm hiểu nguyên nhân cháy thép sàn

Cháy thép sàn là gì?

Cháy thép sàn hay còn gọi là nổ thép sàn không phải là hiện tượng hiếm gặp, đặc biệt là hay xảy ra với những công trình thi công cẩu thả và không được giám sát kỹ lưỡng. Cháy thép sàn ảnh hưởng rất lớn đến độ chịu lực của bản sàn, gây mất thẩm mỹ và giảm tuổi thọ của toàn bộ công trình. Vậy nguyên nhân cháy thép sàn là gì? Và phải làm như thế nào để khắc phục được hiện tượng này. Hãy cùng chúng tôi tìm hiểu trong bài viết ngày hôm nay nhé.

Cấu tạo của thép sàn

Trước khi tìm hiểu về nguyên nhân cháy thép sàn, đầu tiên chúng ta sẽ tìm hiểu về cấu tạo của thép sàn.

Sàn là một bộ phận vô cùng quan trọng trong toàn bộ công trình, sàn chính là một kết cấu chịu lực, trực tiếp chịu tải trọng của công trình sau đó truyền lên cột đi xuống móng. Bởi vậy, sự làm việc của bê tông cốt thép toàn khối trong sàn là rất cần thiết.

Bản sàn có nhiều loại và được sử dụng nhiều mục đích khác nhau, và mỗi loại lại có phương án thiết kế thép theo đặc thù làm việc riêng. Thông thường, các chủ đầu tư sẽ dựa vào nền đất và tải trọng mà sẽ cân nhắc và lựa chọn dùng thép sàn một lớp hay hai lớp.

Thép sàn một lớp

Thép sàn một lớp là một sự lựa chọn phù hợp đối với những công trình có trọng tải nhỏ như nhà cấp 4,… Thép sàn một lớp còn phù hợp với những loại sàn đơn giản kê 2 cạnh, những tấm sàn đơn lẻ đặt trên mặt đất hoặc sàn có sơ đồ tính theo hệ console. Có thể bố trí thép sàn một lớp cho những bản sàn như:

  • Sàn cho bể phốt, hố gas, nắp hầm chưa,… đề là những dạng sàn tấm đan đơn giản, cần bố trí thép lớp dưới chịu momen dương.
  • Sàn ô văng hoặc mái che trên đầu cửa kê một cạnh vào tường hoặc liên kết ngàm với lanh tô, bố trí thép lớp trên chịu momen âm.
Thép sàn 1 lớp

Thép sàn 1 lớp

Thép sàn hai lớp

Hầu hết các ô sàn trong khung kết cấu bê tông cốt thép toàn khối hiện nay đều sử dụng thép sàn hai lớp, vì nội lực trong các ô sàn liên tục và phức tạp hơn. Thép sàn hai lớp thường được bố trí bằng 2 cách sau:

  • Bố trí hai lớp thép chạy liên tục và phải chú ý đến đến thanh thép chịu lực chính ở mỗi lớp. Thông thường thanh ngắn sẽ được đặt dưới lớp thép dưới và đặt trên lớp thép trên.
  • Bố trí lớp thép trên bằng thép mũ: theo cách này thì chỉ bố trí thép lớp trên tại những vị trí sàn chịu momen âm, nên sẽ tiết kiệm được một phần khối lượng thép nào đó. Tuy nhiên nếu làm cách này thì cần thi công hết sức cẩn thận bởi vì lớp thép mũ này rất dễ bị bẹp xuống.
Thép sàn 2 lớp

Thép sàn 2 lớp

Như vậy đến đây chúng ta đã có thể nắm được sơ bộ cách bố trí thép sàn thông dụng nhất hiện nay. Có thể có rất nhiều sự cố hoặc lỗi phát sinh khi thi công, mà trong đó cháy thép sàn là một hiện tượng tiêu biểu.

Cháy thép sàn là gì?

Cháy thép (hay còn gọi là nổ thép) chính là hiện tượng sau khi đổ bê tông và đưa vào sử dụng, cốt thép bị lòi ra ngoài hoặc thậm chí rơi khỏi sàn do bị mất lớp bê tông bảo vệ hoặc lớp bê tông bảo vệ quá mỏng. Hiện tượng này không chỉ xuất hiện ở sàn mà còn có ở tất cả các cấu kiện bê tông cốt thép toàn khối như dầm, cột…

Nếu để hiện tượng này lâu ngày và không được khắc phục thì phần thép hở sẽ bị môi trường bên ngoài xâm thực, dẫn đến gỉ sét. hỏng kết cấu, làm giảm đi khả năng chịu tải của sàn, và ảnh hưởng xấu đến chất lượng công trình, giảm tuổi thọ cho cả công trình.

Cháy thép sàn là gì?

Cháy thép sàn là gì?

Nguyên nhân cháy thép sàn là gì?

Vậy có những nguyên nhân cháy thép sàn nào? Dưới đây là hai nguyên nhân cháy thép sàn thường xuyên xảy ra, cụ thể như sau:

Nguyên nhân thứ nhất là do lớp bê tông bảo vệ quá mỏng

Lớp bê tông bảo vệ sàn là lớp bê tông được thiết kế nhằm ngăn cách các lớp thép bên trong bê tông với các điều kiện bên ngoài môi trường, bảo vệ cốt thép trước tình trạng bị ăn mòn của các tác nhân oxy hóa.

Theo TCVN 5574:2018, lớp bê tông bảo vệ cốt thép được cân nhắc để đảm bảo các điều kiện sau:

  • Sự làm việc đồng thời của cốt thép và bê tông
  • Sự neo của cốt thép trong bê tông cũng như khả năng bố trí các mối nối của các chi tiết trong cốt thép
  • Tính toàn vẹn của cốt thép dưới tác động của môi trường xung quanh (kể cả khi có môi trường xâm thực)
  • Khả năng chịu lửa của kết cấu

Với những vai trò quan trọng như vậy, lớp bê tông bảo vệ cần được thi công hết sức kỹ lưỡng và cẩn thận. Các lớp thép bị dính xuống sàn coffa hoặc dính vào nhau khi thi công chính là nguyên do trực tiếp khiến lớp bê tông bảo vệ không đạt độ dày tiêu chuẩn, gây ra hiện tượng cháy thép.

Nguyên nhân thứ hai là do quá trình Carbonat hóa trong bê tông cốt thép

Bình thường, trong bê tông chứa một hàm lượng lớn canxi oxit, natri oxit và kali oxit hòa tan, tạo thành một môi trường kiềm. Môi trường kiềm này có độ PH ở độ 12-13 tạo nên một lớp màng bảo vệ mỏng trên bề mặt cốt thép. Trong điều kiện thường, lớp màng mỏng này sẽ bảo vệ cốt thép khỏi các tác nhân ăn mòn từ môi trường. Cơ chế này được gọi là cơ chế bảo vệ thụ động của bê tông cốt thép.

Cơ chế tự bảo vệ này sẽ bị phá vỡ khi có hiện tượng carbonat hóa xảy ra. Carbonat hóa có nguyên nhân từ sự hòa tan CO2 trong dung dịch tại các lỗ rỗng của bê tông và phản ứng với canxi từ canxi hydroxit và canxi silicat hydrate để tạo ra khoáng calcite (CaCO3).

Nguyên nhân cháy thép sàn

Nguyên nhân cháy thép sàn

Sau quá trình trung hòa này, độ PH của bê tông giảm xuống dưới mức 9, cơ chế bảo vệ thụ động của bê tông cốt thép bị mất đi và cốt thép bắt đầu bị ăn mòn. Lúc này gỉ sét bắt đầu xuất hiện trên bề mặt cốt thép và gây nứt tại những vị trí tiếp giáp với bê tông. Các vết nứt này phát triển dần dần do các tác nhân ăn mòn cho đến khi phá vỡ hoàn toàn sự kết dính giữa bê tông và cốt thép.

Độ ẩm không khí, nhiệt độ, hàm lượng CO2 và tính chất cơ lý của bê tông (độ kiềm, độ thẩm thấu) là những yếu tố tác động đến tốc độ của quá trình Carbonat hóa. Độ ẩm không khí ở mức 60-75% là điều kiện lý tưởng nhất để thúc đẩy quá trình Carbonat hóa hoạt động mạnh. Tốc độ carbonat hóa cũng tăng nhanh hơn khi hàm lượng CO2 trong không khí và nhiệt độ tăng. Ngoài ra, hàm lượng xi măng cũng là yếu tố quan trọng để làm tăng độ kiềm làm giảm quá trình carbonat hóa.

Carbonat hóa là một quá trình chậm, đặc biệt khi nhiệt độ diễn ra ở mức bình thường. Trong thực tế, nguyên nhân cháy thép sàn do lớp bê tông bảo vệ quá mỏng thường xảy ra nhiều hơn.

Vừa rồi chúng tôi vừa cung cấp cho bạn những nguyên nhân cháy thép sàn. Chúng tôi mong rằng với những thông tin trên các bạn sẽ hiểu rõ hơn về nguyên nhân gây ra cháy thép sàn để có các biện pháp khắc phục phù hợp nhất.