Tiêu chuẩn và cách tính cường độ bê tông mới nhất của bộ Xây Dựng Việt Nam

Bê tông là vật liệu xây dụng thông dụng nhất trong xây dựng dân dụng và công nghiệp.  Để kiểm tra bê tông có đạt chất lượng không thì không thể nào không nói tới mác bê tông, cấp bền bê tông, độ sụt của bê tông…  Bài viết dưới đây, Phượng Hoàng sẽ cung cấp cho bạn thông tin chính xác về cường độ bê tông là gì? Cách tính cường độ bê tông đúng chuẩn của bộ Xây Dựng Việt Nam nhé.

Cường độ bê tông là gì?

Cường độ của bê tông là chỉ tiêu quan trọng thể hiện khả năng chịu lực của vật liệu. Cường độ của bê tông phụ thuộc vào thành phần và cấu trúc của nó. Với bê tông cần xác định cường độ chịu nén và cường độ chịu kéo.

Cường độ nén bê tông là gì
Cường độ nén bê tông là gì

Cường độ chịu nén bê tông (Rb)

Cường độ chịu nén của bê tông là ứng suất nén phá hủy của bê tông, tính bằng lực trên 1 đơn vị diện tích, như là kG/cm2, hay N/mm2.

Thông thường trong xây dựng, chúng ta chỉ chú ý tới cường độ chịu nén của bê tông. Còn cường độ chịu kéo của bê tông thường rất thấp, nên chúng ta thường bỏ qua.

Nhưng tại sao các kết cấu bê tông có thể chịu được uốn tốt. Vì chúng ta đã sử dụng cốt thép. Chúng ta sử dụng khả năng chịu kéo cao của thép để bù đắp cho khả năng chịu kéo thấp của bê tông. Chúng ta đặt thép vào trong vùng bê tông chịu kéo để tối ưu khả năng chịu lực. Từ đó chúng ta có thuật ngữ bê tông cốt thép.

Mẫu có thể chế tạo bằng các cách khác nhau: lấy hỗn hợp bê tông đã được nhào trộn. Để đúc mẫu hoặc dùng thiết bị chuyên dùng khoan lấy mẫu từ kết cấu có sẵn. Mẫu đúc từ hỗn hợp bê tông có hình dáng là khối vuông cạnh a (a = 100; 150; 200mm), khối hình trụ có đáy vuông hoặc tròn.

Mẫu thí nghiệm cường độ chịu nén bê tông
Mẫu thí nghiệm cường độ chịu nén bê tông

Với khối trụ tròn thường có diện tích đáy A = 200 cm2; chiều cao h = 2D. Khi khoan mẫu từ kết cấu có sẵn thường lấy mẫu trụ tròn có đường kính D = 50 ÷ 150 mm;
chiều cao h = (1÷1,5)D.

Cường độ chịu kéo bê tông

Mẫu thử chịu kéo có tiết diện vuông cạnh a hoặc mẫu chịu uốn có tiết diện chữ nhật cạnh bxh (hình 2.3.b). Thông thường a = 10cm, b=h=15cm.

Cường độ chịu kéo của bê tông Rbt được xác định theo công thức sau:

Thí nghiệm xác định cường độ chịu kéo bê tông
Thí nghiệm xác định cường độ chịu kéo bê tông

 

Các nhân tố ảnh hưởng đến cường độ ( mác) bê tông

Thành phần và cách chế tạo bê tông

Chất lượng và số lượng xi măng: với cường độ bê tông đã dự kiến, khi dùng xi măng chất lượng cao hơn thì số lượng sẽ ít hơn. Trong một giới hạn nào đó khi tăng lượng xi măng cũng sẽ tăng cường độ bê tông nhưng nói chung hiệu quả không cao và thường làm tăng biến dạng co ngót gây hậu quả xấu. Khi cần có bê tông cường độ cao nên dùng xi măng mác cao với số lượng hợp lý.

Nhân tố ảnh hưởng đến cường độ bê tông
Nhân tố ảnh hưởng đến cường độ bê tông

Độ cứng, độ sạch và tỉ lệ thành phần của cốt liệu (cấp phối)

Khi chọn được cấp phối hợp lí không những tăng được cường độ bê tông mà còn sử dụng xi măng một cách tiết kiệm.

Tỉ lệ nước – xi măng: khi tỉ lệ này tăng lên thì cường độ và độ đặc chắc của bê tông đều bị giảm và biến dạng do co ngót tăng.

Chất lượng của việc nhào trộn vữa bê tông, độ đầm chắc của bê tông khi đổ khuôn và điều kiện bảo dưỡng.

Tuổi bê tông (t ngày) – Cường độ bê tông theo thời gian

Tuổi của bê tông là thời gian t (tính bằng ngày) kể từ khi chế tạo đến khi thí nghiệm mẫu. Kết quả thí nghiệm cho biết quan hệ giữa R và t của bê tông dưỡng hộ trong điều kiện bình thường thể hiện trên hình 2.5. Trong quá trình khô cứng cường độ tăng dần lên, thời gian đầu tăng nhanh, sau tăng chậm dần. Với bê tông dùng xi măng Pooclăng chế tạo và bảo dưỡng bình thường cường độ tăng nhanh trong 28 ngày đầu.

Đồ thị tăng cường độ bê tông theo thời gian
Đồ thị tăng cường độ mác bê tông theo thời gian

Điều kiện thí nghiệm

Khi bị nén ngoài biến dạng co ngắn theo phương lực tác dụng, bê tông còn bị nở ngang, chính sự nở ngang quá mức làm bê tông bị phá vỡ. Hạn chế sự nở ngang sẽ làm tăng khả năng chịu nén của bê tông.

Trong thí nghiệm nếu không bôi trơn bề mặt tiếp xúc thì ma sát tại mặt tiếp xúc hạn chế sự nở ngang của bê tông. Cho nên cường độ khi nén sẽ lớn hơn khi ta bôi trơn bề mặt tiếp xúc. Cũng do ma sát nên mẫu bé có cường độ lớn hơn.

Điều kiện thí nghiệm chuẩn: không bôi trơn, tốc độ gia tải 0,2MPa/giây.

Yếu tố nhiệt độ

Nhiệt độ là yếu tố quyết định tốc độ phát triển cường độ của bê tông cao nhất. Phản ứng đóng rắn của bê tông là phản ứng tỏa nhiệt. Như vậy khi cung cấp thêm nhiệt độ sẽ làm tăng quá trình đóng rắn của bê tông. Như vậy giúp cho bê tông nhanh đạt cường độ hơn.

Phụ gia đông cứng nhanh

Khi bê tông sử dụng phụ gia giúp phát triển cường độ nhanh. Phụ gia đó sẽ thúc đẩy quá trình phát triển cường độ của bê tông.

Tham khảo : Một số phụ gia sử dụng phổ biến trong trộn bê tông tươi

Một số khái niệm cường độ bê tông

Cường độ bê tông R3 

Dựa vào tiêu chuẩn TCVN 8218 : 2009 : Cường độ bê tông R3 chính là cường độ mác bê tông 3 ngày.

Cường độ bê tông R3

Theo tiêu chuẩn thì Cường độ chịu nén của bê tông ở tuổi t ngày được quy đổi về cường độ tuổi 28 ngày theo công thức sau:

R28=Rt/K.

Trong đó:

  • R28 và Rt: Là cường độ mác bê tông ở tuổi 28 và t ngày, tính bằng megapascal;
  • K: Là hệ số quy đổi được xác định sơ bộ lấy theo bảng dưới đây
Tuổi bê tôngHệ số kTuổi bê tôngHệ số k
30.5281
70.7601.1
140.83901.15
210.921201.2

CHÚ THÍCH:

  • Hệ số kt của bảng này áp dụng cho bê tông không pha phụ gia trong điều kiện nhiệt độ không khí T > 20 oC;
  • k ở tuổi 3, 7 ngày lấy tương ứng bằng 0,45 và 0,65 khi nhiệt độ không khí T từ 15 oC đến 20oC;
  • k ở tuổi 3, 7 ngày lấy tương ứng bằng 0,40 và 0,60 khi nhiệt độ không khí T từ 10 oC đến 15oC;
  • Ở các tuổi nằm giữa các tuổi được ghi trong bảng, thì kt được xác định bằng phương pháp nội suy.
  • Khi pha phụ gia vào bê tông, thì hệ số k được xác định bằng thực nghiệm. Các hệ số trong bảng chỉ là sơ bộ, phục vụ cho tính toán cấp phối bê tông. Giá trị chính xác cần được xác định thông qua thí nghiệm..

Như vậy theo tiêu chuẩn thì bê tông 3 ngày sẽ đạt từ 40-50% cường độ của bê tông 28 ngày. Ví dụ với bê tông M300 thì cường độ 3 ngày sẽ được khoảng từ 120-150 KG.

Cường độ bê tông R7

Tức là chỉ cường độ mác bê tông 7 ngày tuổi. Cũng dựa vào tiêu chuẩn trên sẽ xác định được bê tông 7 ngày sẽ đạt được khoảng 60-70% cường độ mác bê tông ở tuổi 28 ngày

Cường độ bê tông R28

Cường độ bê tông R28 là cường độ chịu nén của bê tông ở 28 ngày tuổi. Để tiến độ thi công được liên tục thì một số cấu kiện người ta sẽ nén mẫu ở 7 ngày tuổi và quy đổi thành 28 ngày. VD: theo nguyên tắc khi ta đổ 1 cái cột. Đúng quy định phải có kết quả nén mẫu bê tông để chứng minh là cái cột đó đạt chất lượng thì mới được phép thi công dầm sàn. Nếu đợi đủ 28 ngày mới nén mẫu thì tốn thời gian và người ta nén R7 sau đó quy đổi về R28. R7 chỉ là kết quả kiểm tra thông thường nghiệm thu bình thường dùng R28.

Cường độ bê tông mác 100, 150, 200, 250,300

Trong kết cấu xây dựng, người ta thường lấy cường độ chịu nén là chỉ tiêu đặc trưng để đánh giá chất lượng bê tông, gọi là mác bê tông.

Mác bê tông được phân loại từ 100, 150, 200, 250, 300, 400, 500 và 600.

Khi nói rằng cường độ bê tông mác 200 hay mác bê tông 200 chính là nói tới ứng suất nén phá hủy của mẫu bê tông kích thước tiêu chuẩn. Được dưỡng hộ trong điều kiện tiêu chuẩn, được nén ở tuổi 28 ngày, đạt 200 kG/cm². Còn cường độ chịu nén tính toán của bê tông mác 200 chỉ là 90 kG/cm²

Cách tính cường độ bê tông khi ép mẫu

Để đo kiểm tra được mác (M) theo TCVN 3105:1993. Phượng Hoàng lấy mẫu bê tông tươi đổ vào một khuôn có hình khối lập phương, kích thước chuẩn 150mm x 150mm x 150mm. Sau 28 ngày được bảo dưỡng đúng cách. Trong điều kiện nhiệt độ và độ ẩm tiêu chuẩn, mẫu được đưa vào máy nén để đo ứng suất nén phá hủy. Ví dụ, chúng ta muốn đo một mẫu bê tông mác 200. Ta lấy bê tông đúc mẫu vào khuôn hình khối lập phương. Sau 28 ngày thì đưa vào máy nén để đo cường độ phá hủy, nếu mẫu đạt 200 kG/cm² thì đạt chuẩn.

Nếu bạn có nhu cầu mua bê tông tươi đạt chất lượng hãy liên hệ hotline của Phượng Hoàng để được tư vấn nhé.

Vì vậy, khi ta nói bê tông mác 200, thì 200 chính là ứng suất nén phá hủy của mẫu. Các loại bê tông hiện nay được phân loại nhờ vào các chỉ số Mác từ 100, 150, 200, 250, 300, 400, 500 và 600. Thậm chí, người ta còn có thể chế tạo loại có cường độ rất cao từ 1000–2000 kg/cm².

Tiêu chuẩn về cường độ bê tông

Theo TCVN 4453:1995, việc lấy mẫu để nghiệm thu bê tông và bê tông cốt thép toàn khối hiện hành được quy định như sau:

Tiêu chuẩn về cường độ bê tông
Tiêu chuẩn về cường độ bê tông

Với bê tông thương phẩm

Mỗi mẻ vận chuyển trên xe (khoảng 6÷10 m³) cần phải lấy một mẫu tại hiện trường, sau đó thì cho đổ vào khuôn.

– Nếu đổ bê tông kết cấu đơn chiếc, khối lượng ít (<20 m³) thì lấy một tổ mẫu.

– Trường hợp có kết cấu khung như cột, dầm, bản, vòm… thì cứ 20 m³ bê tông thì tiến hành lấy một mẫu.

– Nếu là móng máy có khối lượng khoang đổ > 50 m³ thì cứ 50 m³ bê tông lấy một mẫu.

– Trường hợp công trình có nhiều móng lớn, thì cứ 100 m³ lấy một tổ mẫu, nhưng không ít hơn 1 tổ mẫu cho mỗi khối móng.

– Đối với đổ nền, mặt đường như đường ô tô, sân bay,.. thì cứ 200 m³ bê tông phải lấy một tổ mẫu;

Trường hợp có khối lớn

+ Khi khối lượng đổ trong mỗi khoang đổ ≤ 1000 m³ thì cứ 250 m³ bê tông phải lấy một tổ mẫu

+ Khi khối lượng đổ trong mỗi khoang đổ > 1000 m³ thì cứ 500 m³ bê tông phải lấy một tổ mẫu.

Có nhiều phương pháp để đánh giá cường độ bê tông. Nhưng phương pháp phổ biến và kinh tế nhất là nén kiểm tra cường độ mẫu bê tông lập phương kích thước 15x15x15cm. Hoặc mẫu hình trụ đường kính 15cm cao 30cm.

Quy trình xác định cường độ bê tông khi ép mẫu

1/ Lấy mẫu

Những mẫu bê tông này phải được đúc ngay khi xe bồn chở bê tông đến hiện trường, trước lúc đổ bê tông. Số lượng và tần suất lấy mẫu theo quy định TCVN 5574:2012 của bộ Xây Dựng Việt Nam.

Tiêu chuẩn về cường độ bê tông

2/ Tiến hành bảo dưỡng mẫu ép

Sau khi lấy mẫu xong, bê tông được lưu trong khuôn mẫu khoảng 24h để đạt cường độ ban đầu. Sau đó tháo khuôn và tiến hành bảo dưỡng bê tông tươi theo quy định TCVN 5574:2012 của bộ Xây Dựng Việt Nam.

3/ Kiểm tra cường độ bê tông sau 3 ngày , 7 ngày và 28 ngày

Khi bê tông đủ tuổi theo quy định, hoặc theo thỏa thuận giữa các bên (thường là 3 ngày, 7 ngày, 14 ngày, 28 ngày) . Sẽ tiến hành thí nghiệm kiểm tra cường độ chịu nén các mẫu bê tông đã đúc bằng máy thử độ bền nén (nói theo thông dụng là máy nén bê tông).

Muốn xác định được cường độ mác bê tông của từng viên mẫu, thí nghiệm viên phải gia tải nén đến khi cục mẫu bị vỡ. Hoặc đồng hồ hiển thị chỉ số đo tải trọng nén không tăng được nữa. Số liệu tải trọng tối đa này được ghi lại để tính toán.

Cách xác định cường độ chịu nén  bê tông theo TCVN 3118 – 1993

Cách chọn mẫu chuẩn hình lập phương

Để xác định cường độ nén của bê tông người ta đúc các viên mẫu chuẩn hình lập phương cạnh 15 cm. Cũng có thể đúc các viên mẫu có hình dạng và kích thước khác.

Cỡ hạt lớn nhấtKích thước cạnh nhỏ nhất của viên mẫu ( lập phương, lăng trụ
10 và 20100
40150
70200
100300

Khi tiến hành thí nghiệm cường độ nén bằng các viên mẫu khác viên mẫu chuẩn ta phải chuyển về cường độ của viên mẫu chuẩn.

Cường độ nén của viên mẫu chuẩn

Cường độ nén của viên mẫu chuẩn được xác định theo công thức: R n = K PF kG/cm2

Trong đó :

– P : Tải trọng phá hoại mẫu, kG (daN).

–  F : Diện tích chịu lực nén của viên mẫu, cm2

–   K: Hệ số chuyển đổi kết quả thử nén các mẫu bê tông kích thước khác chuẩn về cường độ của viên mẫu chuẩn kích thước 150 x 150 x 150mm. Giá trị K lấy theo bảng sau

MẫuHình dáng và kích thước của mẫuHệ số chuyển đổi
Lập phương100 x 100 x 100 mm0,91
Lập phương150 x 150 x 150 mm1,00
Lập phương200 x 200 x 200 mm1,05
Lập phương300 x 300 x 300 mm1,10
Trụ71,4 x 143 và 100 x 200 mm1,16
Trụ150 x 300 mm1,20
Trụ200 x 400 mm1,24

Khi nén các mẫu nửa dầm giá trị hệ số chuyển cũng được lấy như mẫu hình lập phương cùng diện tích chịu nén. Khi thử các mẫu trụ được khoan, cắt từ các cấu kiện hoặc sản phẩm mà tỷ số chiều cao so với đường kính của chúng nhỏ hơn 2. Thì kết quả cũng tính theo công thức và hệ số K ở trên nhưng được nhân thêm với hệ số K’ lấy theo bảng trên

Giờ bạn đã biết được “Cường độ bê tông là gì?”  Nếu quý khách có nhu cầu cần tư vấn thêm. Vui lòng liên hệ hotline 0966.034.888 – 0902.086.222 của VLXD Phượng Hoàng để được tư vấn miễn phí 24/7.