Khe nhiệt trong xây dựng là gì?
Khe nhiệt (expansion joint hoặc thermal joint) là khoảng hở có tính toán được bố trí trong kết cấu công trình nhằm cho phép vật liệu giãn nở và co lại tự do khi nhiệt độ môi trường thay đổi, tránh tích lũy ứng suất nhiệt dẫn đến nứt, cong vênh hoặc hỏng hóc kết cấu. Khe nhiệt là giải pháp kỹ thuật bắt buộc với mọi công trình có chiều dài đáng kể.
Nguyên tắc tính toán khoảng cách khe nhiệt
Khoảng cách tối đa giữa các khe nhiệt phụ thuộc vào loại kết cấu, vật liệu và điều kiện khí hậu. Nguyên tắc chung là giới hạn biến dạng nhiệt tích lũy không vượt quá khả năng biến dạng của vật liệu lấp khe:
- Nhà dân xây gạch, khung bê tông: Khe nhiệt mỗi 25–30 m chiều dài
- Nhà xưởng khung thép (có sơn bảo vệ): Khe nhiệt mỗi 45–60 m
- Sàn bê tông ngoài trời: Khe co giãn mỗi 4–6 m
- Ống nhựa PVC nóng: Khớp giãn nở mỗi 6–8 m
- Mặt dựng nhôm kính: Khe dọc mỗi 3–4 m, khe ngang mỗi tầng
Chiều rộng khe nhiệt
Chiều rộng khe được tính để hấp thụ toàn bộ biến dạng nhiệt với hệ số an toàn: b = α × L × ΔT × k, trong đó k là hệ số an toàn (thường 1,2–1,5). Thực tế thiết kế thông thường:
| Loại công trình | Chiều rộng khe (mm) | Vật liệu lấp khe |
|---|---|---|
| Tường xây gạch | 20 – 30 | Mastic, silicon sealant |
| Sàn bê tông | 10 – 20 | Foam PE + silicon hoặc profil kim loại |
| Mặt dựng nhôm | 10 – 15 | Silicon neutral cure |
| Mái tôn lợp | Khe trượt tại bulông (lỗ oval) | Không lấp — để trượt tự do |
| Cầu thép | 40 – 80 | Gối trượt, khe răng lược thép |
Vật liệu lấp khe nhiệt
Silicon sealant (chất bịt khe silicon)
Silicon là vật liệu lấp khe phổ biến nhất cho công trình dân dụng, có khả năng biến dạng 25–50% chiều rộng khe mà không bị nứt. Hai loại chính: acetoxy cure (mùi giấm, giá tham khảo thấp) và neutral cure (không ăn mòn kim loại, phù hợp mặt dựng nhôm). Silicon bám dính tốt trên bê tông, kính, nhôm và gốm sứ.
Mastic và sealant polyurethane (PU)
Mastic polyurethane có độ đàn hồi cao hơn silicon và khả năng chịu mài mòn tốt hơn, phù hợp cho khe sàn có xe đi qua. Foam PU dạng thanh (backer rod) được nhồi vào trước khi thi công lớp sealant mặt ngoài, kiểm soát chiều sâu tiếp xúc của sealant và cải thiện hiệu quả biến dạng.
Profil kim loại (expansion joint cover)
Dùng cho khe nhiệt sàn, trần và tường trong công trình công cộng, thương mại. Profil inox hoặc nhôm anodized che khe bề mặt trong khi vẫn cho phép chuyển vị. Một phía cố định, một phía trượt tự do trong rãnh định hướng. Thích hợp cho nơi có lưu lượng người đi lại cao.
Tấm đồng (copper flashing)
Tấm đồng uốn dạng chữ W hoặc chữ M được nhúng vào bê tông tại vị trí khe nhiệt tường chắn nước. Đồng có độ dẻo cao, tuổi thọ dài và không bị ăn mòn trong môi trường bê tông. Thường dùng cho khe nhiệt mái, tường ngầm và kết cấu chịu nước.
Quy trình thi công khe nhiệt tường gạch
- Xác định vị trí khe theo bản vẽ thiết kế (thường tại cột biên hoặc vị trí thay đổi chiều cao)
- Xây tường với khoảng hở đúng chiều rộng thiết kế (20–30 mm), dùng tấm xốp tạm giữ khe thẳng
- Rút tấm xốp sau khi vữa đạt cường độ, làm sạch bề mặt khe
- Nhồi backer rod foam PE vào khe đến độ sâu thiết kế
- Dán băng keo masking tape hai bên mép khe, thi công silicon hoặc mastic sealant
- San phẳng bề mặt sealant, bóc băng keo trước khi sealant đóng rắn hoàn toàn
Câu hỏi thường gặp
- Khe nhiệt và khe lún có khác nhau không?
- Khe nhiệt chỉ hấp thụ biến dạng do nhiệt độ theo chiều ngang. Khe lún (settlement joint) hấp thụ chuyển vị thẳng đứng do lún không đều. Khe biến hình (movement joint) là thuật ngữ tổng quát bao gồm cả hai loại và cả biến dạng do co ngót.
- Silicon bị nứt sau vài năm, nên dùng loại nào tốt hơn?
- Silicon neutral cure chất lượng cao có tuổi thọ 15–20 năm. Nguyên nhân nứt sớm thường do: chiều rộng khe quá nhỏ (sealant bị kéo giãn quá 50%), bề mặt dính dầu hoặc không sạch khi thi công, hoặc dùng loại silicon kém chất lượng không đủ khả năng biến dạng thiết kế.