Ván coppha và công tác đúc Bê Tông

Quá trình hình thành nên kết cấu bê tông có đủ khả năng chịu lực đúng như thiết kế đã định, bao gồm các giai đoạn sau:

Giai đoạn đúc bê tông: Giai đoạn này vật liệu bê tông còn ở dạng hỗn hợp lỏng (còn gọi là vữa) và tươi (tức là chưa ninh kết), được tính từ khi ra khỏi trạm trộn (vữa bê tông hình thành) cho đến khi bê tông bắt đầu ninh kết (bắt đầu hình thành các liên kết hóa học giữa các thành phần khoáng trong vữa bê tông, còn gọi là sơ ninh). Giai đoạn này, bê tông ở thể lỏng (bê tông tươi), nên rất dễ tạo hình khi được chứa vào khuôn. (Đặc trưng cho tính dễ đổ khuôn của vữa bê tông là độ lưu động tức là độ sụt của hỗn hợp bê tông). Vữa bê tông lúc này không có cường độ chịu lực và có độ chắc đặc nhỏ cần phải đầm chặt. Nhưng nếu vượt quá giai đoạn này, mà ta động chạm ngay vào vữa bê tông thì sẽ làm phá vỡ những mối liên kết vừa hình thành trong bê tông mà vĩnh viễn không hồi phục được. Do đó, giai đoạn này là giai đoạn có thể thi công bê tông và cần phải có khuôn đúc để chứa đựng và chịu lực thay bê tông. Giai đoạn này thường kéo dài khoảng 1,5 – 3,0 giờ, tùy theo nhiệt độ môi trường và loại xi măng chế tạo vữa bê tông (đối với bê tông thường không có phụ gia) và khoảng 3,0 – 4,0 giờ (đối với bê tông có phụ gia chậm đông kết).
Giai đoạn bê tông ninh kết và đóng rắn: vữa bê tông lúc này nằm ổn định trong khuôn và dần dần hình thành hệ thống các mối kiên kết các thành phần trong bê tông. Như trên đã nêu, giai đoạn này không được phép thi công nữa. Đây là giai đoạn cần khống chế sự biến dạng của khuôn đúc để không phá vỡ sự ninh kết. Cuối giai đoạn này bê tông hóa rắn (kết cấu bê tông đã hình thành) và giữ nguyên vĩnh viễn hình dạng mà khuôn đúc tạo ra cho nó. Các tải trọng tạm thời tác động vào khuôn hầu như hết tác dụng. Đồng thờibê tông đã bắt đầu có cường độ nhất định, nên một số dạng khuôn đúc tạo hình tức là các loại khuôn chỉ phải chịu tải trọng tạm thời, sau giại đoạn này, hết vai trò thì có thể tháo dỡ được. Giai đoạn này thường kéo dài khoảng 18 – 24 giờ sau khi bê tông bắt đầu ninh kết.
Giai đoạn kết cấu bê tông phát triển cường độ: kết cấu bê tông đã cứng và tăng dần cường độ theo dạng tiệm tiến, tốc độ tăng chậm dần. Khuôn đúc vẫn phải chịu các tải trọng thường xuyên thay cho kết cấu bê tông, nhưng mức độ giảm dần theo thời gian, do có sự tiếp quản dần dần của kết cấu bê tông. Nếu chất lượng bê tông tốt và được dưỡng hộ đầy đủ theo tiêu chuẩn xây dựng, thì kết cấu bê tông có thể đạt mác thiết kế, ở ngày thứ 28. Khi bê tông đạt đến cường độ nhất định, đủ để chịu các tải trọng thường xuyên, thì tùy theo những điều kiện cụ thể, quy định rõ trong tiêu chuẩn xây dựng, ta có thể tháo dỡ các dạng khuôn đúc chịu lực (loại khuôn chịu cả tải trọng thường xuyên lẫn tải trọng tạm thời), vào các thời điểm cuối giai đoạn này.

Với những đặc điểm như trên, nên khi thi công các kết cấu bê tông, cần thiết phải có một hệ thống khuôn đúc bê tông làm hai nhiệm vụ chính: vừa là khuôn hay cốp pha chứa đựng vữa để tạo nên hình dạng thiết kế đã định, đồng thời chịu lực thay cho vữa và kết cấu bê tông sau này hình thành từ vữa đó, khi chúng chưa có hoặc chưa đạt đủ khả năng chịu lực như thiết kế yêu cầu. Do đó, cấu tạo của tất cả các loại khuôn đúc thường gồm hai phần chính:

Hệ tấm ván khuôn: có nhiệm vụ chính là bao chứa tạo hình kết cấu bê tông, ngoài ra, làm nhiệm vụ chuyền tải trọng sang hệ thành phần còn lại. (Chính xác ra, ván khuôn hay tấm khuôn chỉ là một phần của hệ khuôn đúc. Toàn bộ các cụm từ Ván khuôn đà giáo hayván khuôn gông giằng văng chống mới tương đương với hệ khuôn đúc. Nhưng trong xây dựng ở Việt Nam từ ván khuôn lại thường được dùng để chỉ cho toàn bộ hệ khuôn.)
Hệ chống đỡ chịu lực nằm phía bên ngoài hay bên dưới tấm khuôn: làm nhiệm vụ chịu lực chính cho toàn hệ thống kết cấu khuôn đúc. Chúng bao gồm: gông, giằng, văng, chống, đà (đà ngang), giáo (giáo chống), dây tăng đơ,…

Yêu cầu với khuôn cốp pha đúc Bê Tông

Khuôn đúc phải kín khít: để có thể chứa đựng được vữa bê tông tươi và lỏng ở trong nó,
Hình dạng, kích thước của khuôn đúc và vị trí lắp đặt chúng tại công trình phải đúng thiết kế khuôn, để chế tạo được kết cấu bê tông đúng với hình dạng, kích thước và vị trí theo thiết kế kết cấu đó.
Khuôn đúc phải đảm bảo giữ được hình dạng để chế tạo kết cấu bê tông và bê tông cốt thép trong suốt quá trình hình thành nên kết cấu bê tông đó (đặc biệt là ở giai đoạn thứ hai của bê tông: giai đoạn ninh kết và đóng rắn). Để đảm bảo yêu cầu này kết cấu khuôn đúc cần phải được tính toán thiết kế với trạng thái giới hạn thứ II: trạng thái giới hạn về biến dạng.
Khuôn đúc phải đảm bảo khả năng chịu lực, vì nó phải chịu lực thay cho bê tông khi ở bê tông dạng vữa và có thể cả khi đã bê tông đã đóng rắn và kết cấu bê tông được hình thành, cho đến khi bê tông đạt đến những giá trị cường độ có thể cho phép tháo dỡ khuôn (đặc biệt là ở giai đoạn thi công bê tông, giai đoạn mà bê tông hoàn toàn không có khả năng chịu lực nhưng lại có nhiều loại tải trọngnhất cùng đồng thời tác động vào khuôn đúc). Để đảm bảo yêu cầu này kết cấu khuôn đúc cần phải được tính toán thiết kế với trạng thái giới hạn thứ I: trạng thái giới hạn về cường độ.
Khuôn đúc là thiết bị thi công nên việc sử dụng chúng chỉ có tính tạm thời trong thời gian thi công chế tạo kết cấu bê tông. Đến khi kết cấu bê tông hình thành và đạt đến những giá trị cường độ nhất định đủ để kết cấu có thể tự chịu được ít nhất là trọng lượng bản thân của mình, thì khuôn hết vai trò và cần được tháo dỡ đi và có thể được tái sử dụng. Do vậy, khuôn đúc cần phải được thiết kế và chế tạo sao cho dễ dàng tháo lắp.