Để duy trì điều kiện ẩm và nhiệt độ cho sự thủy hóa được tốt, một việc thường cần thiết phải làm là tiến hành bảo vệ bêtông đang trong thao tác hoàn thiện tránh khỏi nứt co ngót dẻo. Nứt gây ra bởi co ngót dẻo có thể xảy ra trong vòng một số phút, nhưng thông thường, trong vòng 1 giờ kể từ khi rải bêtông và một khi điều kiện gặp phải lại thuận lợi cho co ngót mạnh, nứt có thể phát triển rất nhanh khắp trên bêtông được rải. Vết nứt thường có dạng chân chim hoặc có thể ngắn và thẳng với chiều dài khoảng 300 mm. Những chỗ bị ảnh hưởng cũng thường có biểu hiện bị màng cứng và háo nước cục bộ.
a Cơ chế của co ngót dẻo
Co ngót dẻo là hiệu ứng chủ yếu của sự thay đổi thể tích mà nó xảy ra trong hệ thống xi măng và nước trong quá trình thủy hóa. Trong khi vữa xi măng ở trạng thái dẻo nó trải qua quá trình co về mặt thể tích với một hệ số là 1% của thể tích tuyệt đối của xi măng khô. Sự co ngót này rõ ràng có liên quan đến một số đặc tính vật lý của xi măng. Nguyên nhân và hiệu ứng của nó lên bêtông tươi có thể tóm tắt như sau:
Hiệu ứng làm khô
Co ngót dẻo bị làm cho trầm trọng thêm bởi sự mất nước thông qua bay hơi từ bề mặt hoặc bởi sự hút nước của bêtông hay lớp móng khô ở bên dưới. Lượng ẩm giảm sút trong các mao quản của bêtông tươi gây ra lực hút mao dẫn đáng kể có xu hướng làm chắc bề mặt lại và nứt có thể xảy ra ở nơi lực này lớn.
Tương tự, nứt có thể gây ra bởi sự có mặt của các hạn chế ninh kết thậm chí rất nhỏ như sau:
Hiệu ứng hạn chế ninh kết
Nứt trầm trọng thường xảy ra phía trên của cốt thép hoặc cốt liệu thô mà chúng là những cản trở cho sự ninh kết đồng đều. Các lỗ hổng để lại bên dưới những vật trở ngại có thể được lấp đầy bằng nước dư và điều này dẫn đến cường độ dính kết và cường độ nén bị giảm.
Mức độ (suất) bay hơi nước
Nứt dẻo có khả năng xảy ra khi mức độ bay hơi vượt quá mức độ mà nước dư có thể dâng lên bề mặt.
Rất khó có thể đưa ra những chỉ dẫn chắc chắn về mức độ bay hơi mà ở đó nứt có thể xảy ra bởi vì mọi hỗn hợp bêtông đều phản ứng theo những cách khác nhau phụ thuộc vào những yếu tố như cấp phối cốt liệu mịn và cách sử dụng phụ gia. Một số hỗn hợp BTXM được nhận
thấy xuất hiện nứt ở suất bay hơi thấp chỉ khoảng 0.6 trong khi đó hỗn hợp lớp móng được thấy có thể chống lại nứt ngay cả ở suất bay hơi cao đến 1.8.
Đầm
Đầm có thể là một yếu tố góp phần làm phát sinh nứt dẻo. Nứt được quan sát thấy trong các điều kiện nơi mà suất bay hơi đã được tính toán là chỉ thấp khoảng 0.6 và có khả năng là các yếu tố ngoài sự bay hơi có vai trò quan trọng ở các vị trí đó.
Các đặc tính của Hỗn hợp
Việc sử dụng chất làm chậm ninh kết (và tương tự, hầu hết các chất phụ gia giảm nước) làm tăng khả năng bị nứt dẻo bởi vì các hoạt động của chúng trong việc làm chậm sự phát triển cường độ nhiều hơn là việc chúng làm được để giảm những hạn chế và sự phát triển ứng suất. Nứt cũng có thể bị ảnh hưởng bởi thành phần cấu tạo và độ mịn của xi măng. Sự gián đoạn trong cấp phối cát có thể làm tăng sự nhạy cảm của hỗn hợp đối với nứt. Bề mặt giàu hồ xi măng cũng có xu hướng bị nứt nhiều hơn so với bề mặt mà trên đó có thể nhìn thấy rõ cốt liệu thô ở gần bề mặt.
b Kiểm soát nứt dẻo trong thi công
Trong khi nguyên nhân của loại nứt này chưa được hiểu một cách đầy đủ, kinh nghiệm đã được sử dụng để đưa ra một số công nghệ mà đã chứng tỏ là thành công một cách vừa phải trong việc giảm thiểu nứt.
Điều kiện thời tiết cần phải được theo dõi liên tục cho mọi mẻ rải, và suất bay hơi được theo dõi phù hợp với Hình 4.1 trong Tiêu chuẩn Thiết kế Mặt đường Cứng. Biện pháp phòng ngừa được khuyến nghị ở nơi giá trị này vượt quá 0.5 kg/m2/hr, nhưng mọi người giám sát nên biết rằng một số hỗn hợp có thể nhạy cảm với nứt trong các điều kiện ít khắc nghiệt hơn thế. Đánh giá chủ quan về điều kiện thời tiết khi không có các giá trị được đo có thể là rất không chính xác. Sự bay hơi từ bề mặt có thể rất cao, ví dụ ngay cả ở nhiệt độ không khí vừa phải và độ ẩm 100% nếu nhiệt độ bêtông là cao hơn nhiệt độ của không khí bên trên.
Cần đặc biệt cẩn thận đối với bêtông ở gần kết cấu, như là bên dưới cầu, ở đó hiệu ứng “hầm gió” có thể gây ra suất bay hơi cục bộ rất cao.
Các chất làm chậm bay hơi cần phải được áp dụng ngay lập tức sau khi làm phẳng nếu muốn chúng có hiệu quả hoàn toàn.
c Chất làm chậm bay hơi dạng phun
Chất làm chậm bay hơi dạng phun như như là cồn béo (aliphatic alcohol) hiện đang được sử dụng rộng rãi trong các điều kiện bay hơi khắc nghiệt và chúng có nhiều ưu điểm so với các công nghệ khác.
Chúng thường bao gồm các phân tử có dãy hydrocarbon dài, nó có tính kỵ nước (hydrophobic), được gắn với một nhóm (gốc) đuôi cồn háo nước (hydrophilic alcohol). Gốc đuôi cồn này lại gắn chính nó vào nước bề mặt và cả một dãy dài tự chúng sẽ dóng hàng theo phương đứng để làm chậm sự mất nước do bay hơi.
Chỉ dẫn của nhà sản xuất thường yêu cầu rằng nó nên được sử dụng trong khi nước dư vẫn còn. Điều này không có nghĩa là có sẽ không có hiệu quả nếu không có độ ẩm trên bề mặt, bởi vì nó thường được pha loãng trước khi phun và cồn thì có thể bám trên bề mặt của nước được phun. Tuy nhiên, những khuyến cáo đương nhiên vẫn cần phải lưu ý ở chỗ chất làm chậm cần được sử dụng trước khi có sự bay hơi đáng kể xảy ra.
Việc sử dụng dung dịch thường được thực hiện với tỷ lệ khoảng 0.1 l/m2 trừ khi được khuyến cáo khác bởi nhà sản xuất.
Trong điều kiện bay hơi khắc nghiệt, chất làm chậm bay hơi cần được sử dụng trong bất cứ thời gian phơi lộ nào lâu hơn 10 phút. Phụ thuộc vào kỹ thuật rải, nó có thể được sử dụng theo cách phun mỗi lần một mẻ riêng biệt sau mỗi thao tác hoàn thiện do vật liệu sẽ mất dạng đơn phân tử của nó một khi bị xáo trộn.
Một điều quan trọng là vật liệu phải được phun với lượng nhỏ nhưng đồng đều và kín khắp. Nếu được hình dung như một lớp sáp hay lớp dầu nổi trên mặt ao, hiển nhiên rằng một lớp liên tục là cần thiết để có được sự kiểm soát bay hơi hiệu quả . Trái lại, lượng vật liệu nên được giữ thật ít bởi vì các thao tác hoàn thiện sau đó sẽ hòa trộn nó với vữa bề mặt và bất kỳ dạng huyền phù nào cũng không có lợi xét về độ bền của bề mặt.
Tóm lại các điểm sau đây nên được ghi nhớ khi sử dụng các sản phẩm này:
• Chúng chỉ là chất làm chậm bay hơi tạm thời và không thay thế cho các phương pháp bảo dưỡng đã được chấp thuận.
• Các chất làm chậm có hiệu quả trong việc làm chậm lại nhưng không làm mất hẳn sự bay hơi khỏi bề mặt và do đó việc sử dụng chúng không loại bỏ tất cả các rủi ro liên quan đến việc rải bêtông trong điều kiện bay hơi gay gắt.
• Gió mạnh có thể phá hỏng lớp màng đơn phân tử, và việc phun tiếp sau có thể cần thiết. Sự bay hơi cũng có thể làm giảm hiệu quả của chúng và việc giám sát kỹ lưỡng vì thế là cần thiết. Vật liệu không tạo thành lớp vỏ cứng nhìn thấy được trên bề mặt mà chỉ có dạng lớp màng ẩm màu xanh lá cây.
• Chất làm chậm thường dùng nhất trong điều kiện gió lớn khi mà việc phun một lớp mỏng đều đặn là khó đạt được nhất. Trong các điều kiện này, và đặc biệt trong việc rải nhiều làn hoặc nơi mà cần có sản lượng cao, việc phun đạt yêu cầu chỉ có thể đạt được bằng thanh phun có chiều rộng đầy đủ. Những chỗ riêng biệt bị khô sau đó có thể được phun bằng cần phun cầm tay.
• Có thể phải có điều chỉnh thích hợp sau mỗi giai đoạn của thao tác rải bêtông nếu điều kiện là rất khắc nghiệt. Cần phải cẩn thận để đảm bảo rằng hợp chất không bị hòa trộn với hỗn hợp bởi các thao tác hoàn thiện sau đó