Mô đun đàn hồi của bê tông

Bạn là một kỹ sư xây dựng hoặc là một chủ thầu, hay đơn giản là bạn có đam mê với các công trình kiến trúc. Thì chắc hẳn đã hơn 1 lần bạn thấy nhắc đến mô đun đàn hồi của bê tông hay thép. Bạn thắc mắc không biết được liệu những thuật ngữ như mô đun đàn hồi của bê tông là gì, giá trị mô đun của thép, bê tông là bao nhiêu? Vậy hãy cùng chúng tôi tìm hiểu về những thuật ngữ đó nhé !

Mô đun đàn hồi có thể hiểu là một tính chất cơ học của các vật liệu rắn thuộc dạng đàn hồi tuyến tính. Nó được dùng để đo lực (tính trên một đơn vị diện tích) cần để kéo giãn (hoặc nén lại ) một mẫu vật liệu.Để có thể dễ hình dung nhất, ta có thể thử tưởng tượng với 1 chiếc lò xo. Lò xo đàn hồi có nghĩa là khi ta nén hoặc kéo lò xo với 1 lực F, lò xo sẽ bị dãn dài hoặc nén lại một đoạn. Khi ta không tác dụng lực lên lò xo nữa, lò xo trở lại vị trí ban đầu. Như vậy nghĩa là lò xo đàn hồi. Nhưng khi bạn kéo lò xo một lực lớn hơn F và khiến nó không thể trở về trạng thái ban đầu nữa. Thì khi đó lực tác dụng đãn quá giới hạn đàn hồi của lò xo.Tương tự như vậy, vật liệu bê tông cũng chỉ đàn hồi được trong một phạm vi tác dụng lực nhất định, khi quá giới hạn đó vật liệu mất khả năng đàn hồi.

Hay có thể hiểu đơn giản là: Khi vật chịu tác động của một ứng suất kéo hoặc nén, vật đó phản ứng bằng cách biến dạng theo tác dụng của lực là dãn ra hoặc nén lại. Trong một giới hạn biến dạng nhỏ, độ biến dạng này sẽ tỉ lệ thuận với ứng suất tác động. Hệ số tỷ lệ này được biết đến là mô đun đàn hồi.

Mô đun đàn hồi của một vật sẽ được xác định bằng độ dốc của đường cong ứng suất –bị  biến dạng trong vùng biến dạng đàn hồi.

Phân loại các loại modun đàn hồi:

Trên thực tế có rất nhiều các loại modun đàn hồi khác nhau, nhưng có thể chia thành 3 loại chính như sau:

• Mô đun Young (E): Là loại mô đun dùng mô tả sự đàn hồi ở dạng kéo hay vật thể nào đó bị biến dạng theo hướng dọc trục khi lực kéo cũng được đặt dọc.
• Mô đun cắt (G): Là loại mô đun được dùng để mô tả vật thể bị cắt khi có sự tác động từ lực ngược hướng..
• Mô đun khối (K): Là loại mô đun được dùng để mô tả về xu hướng vật thể nào đó khi biến dạng hay sự biến dạng về thể tích  khi vật  phải chịu tác động của áp lực.
• Ngoài các loại đã kể trên ra còn có các loại mô đun đàn hồi khác là mô đun sóng P, hệ số Poisson, mô đun sóng P và các loại thông số ban đầu của Lamé.

Loại máy dùng để đo mô đun đàn hồi có thể tham khảo sau đây:

Vậy mô đun đàn hồi của bê tông là gì?

Tuỳ thuộc theo trạng thái đàn hồi của bê tông thì sẽ có các loại mô đun đàn hồi khác nhau

Mô đun đàn hồi của bê tông được ký hiệu là Eb ( nhân với 10^3 – MPa).

Dưới đây là bảng mô đun đàn hồi của một số loại bê tông:

Bê tông nặng có đường độ tiêu chuẩn (MPa)

Bê tông nặng có cường độ tính toán gốc (MPa)

 Ngoài ra, có thể tham khảo về mô đun đàn hồi của thép trong bảng sau

 Ngoài ra có thể tham khảo

 Một đại lượng tương tự với mô đun đàn hồi và cũng có ý nghĩa quan trọng như mô đun đàn hồi chính là hệ số poisson của vật liệu:

Trong thí nghiệm nén đã ví dụ ở trên , một đại lượng khác cần được quan tâm là hệ số poisson.

Hệ số poisson chính  là tỷ lệ giữa biến dạng ngang và biến dạng dọc trục và được thể hiện bằng công thức:

Tóm Lại

Trong bài viết này chúng tôi đã trình bày vài nét khái quát nhất về mô đun đàn hồi, ví dụ về mô đun đàn hồi cũng như nêu ra được mô đun đàn hồi của bê tông cùng một số thông số tương tự khác. Mong rằng qua bài viết này, bạn có thể dễ dàng và thuận tiện hơn khi tìm hiểu cũng như ứng dụng các đặc tính của bê tông trong tính toán cũng như xây dựng.