Hệ số giãn nở nhiệt của bê tông

Hầu hết tất cả các vật liệu đều giản nở hay co lại, ở mọi trạng thái rắn lỏng khí đều có sự giản nở vì nhiệt. Hệ số giãn nở nhiệt của bê tông được định nghĩa là một đại lượng vật lý đặc trưng cho sự thay đổi kích thước của nó khi có sự thay đổi về nhiệt độ. Vì sự giản nở này là rất nhỏ, khó có thể nhận biết bằng mắt thường nên đơn vị tính của nó được quy ước là microstrains trên một đơn vị nhiệt độ. Hệ số giãn nở nhiệt của bê tông chuẩn thường dao động từ khoảng 8 đến 12 microstrains / °C.

Cách tính hệ số giãn nở nhiệt?

- Hệ số giãn nở nhiệt toàn phần

Hệ số giãn nở nhiệt toàn phần được định nghĩa bởi (Incropera, 2001 p537)

Với ρ là mật độ, T là nhiệt độ, V là thể tích, các đạo hàm được tính khi áp suất P không đổi. Như vậy β là tỷ lệ thay đổi của mật độ khi nhiệt độ tăng và áp suất không đổi.

- Hệ số giãn nở nhiệt tuyến tính:

Hệ số giãn nở nhiệt tuyến tính tỷ lệ thay đổi độ dài dọc theo một chiều của một thanh vật liệu rắn cho mỗi độ thay đổi của nhiệt độ:

Với L là chiều dài của thanh theo chiều đã định.

Với vật liệu đẳng hướng, hệ số giãn nở nhiệt tuyến tính xấp xỉ bằng 1/3 hệ số giãn nở nhiệt thể tích.

- Ngoài ra hệ số giãn nở nhiệt của bê tông (CTE) còn được tính theo công thức sau:

CTE = (ΔL / L 0 ) / ΔT

- Trong đó ΔL = chiều dài thay đổi mẫu vật, L 0 = chiều dài ban đầu đo được của mẫu vật, và ΔT = sự thay đổi nhiệt độ.

- Tại sao lại nghiên cứu nó?

- Trong thi công xây dựng thì việc tính toán chính xác được hệ số giãn nở nhiệt của bê tông là việc làm hết sức quan trọng. Nhất là trong xây dựng cầu đường và nền xưởng, việc tính đúng sẽ giúp việc để khe co giãn nhiệt được chính xác để tính toán việc cắt joint nền xưởng và đặt các khe hở cho cầu đường.

Hình 1: Đặt các khe co giãn khi biết chính xác được hệ số co giãn của bê tông

- Giúp tính toán chính xác tính chịu tải của công trình khi có sự thay đổi về kích thước và trọng lượng. Sự co giãn tuy rất nhỏ nhưng với một công trình lớn thì tổng thay đổi là đáng phải suy nghĩ.

- Giúp tối ưu hóa thiết kế phần bê tông, tính toán ứng suất, thiết kế độ kết dính chung của bê tông và giúp lựa chọn vật liệu trong xây dựng công trình.

- Giúp ích trong nghiên cứu, tính toán sự thay đổi nhiệt của vật liệu xây dựng nói chung.

Sưu Tầm