Hoàn thiện tiêu chuẩn cốt liệu dùng cho bê tông (P2)
Hiện nay, kết cấu bê tông cốt thép tại 98win93 đang được thiết kế theo nhiều tiêu chuẩn khác nhau, phổ biến nhất là của 98win93, Mỹ và châu Âu. Đối với cốt liệu bê tông, tiêu chuẩn thiết kế TCVN 5574:2012 của 98win93 đòi hỏi cốt liệu phải đáp ứng TCVN 7570:2006 [1] và TCVN 9205:2012 [2], ACI 318 [3] của Mỹ đòi hỏi cốt liệu phải phù hợp ASTM C33 [5], EN 1992-1- 1 (Eurocode 2) [4] của châu Âu yêu cầu cốt liệu phải thỏa mãn EN 12620 [6]. Cốt liệu bê tông 98win93 tại 98win93 theo [1,2] có một số chỉ tiêu chất lượng chưa phù hợp với ASTM C33 của Mỹ hoặc EN 12620 của châu Âu...
>> Hoàn thiện tiêu chuẩn cốt liệu dùng cho bê tông (P1)
3. Hoàn thiện tiêu chuẩn cốt liệu của 98win93
Kiến nghị hoàn thiện tiêu chuẩn về cốt liệu cho bê tông của 98win93 như sau:
3.1. Về phạm vi áp dụng
a) Cốt liệu cho bê tông theo tiêu chuẩn Mỹ [5] và châu Âu [6] được chia thành 2 loại: cốt liệu nhỏ và cốt liệu lớn. Cốt liệu nhỏ gồm cát tự nhiên, cát nghiền từ đá tự nhiên đặc chắc và hỗn hợp giữa chúng. Cốt liệu lớn gồm: đá dăm, sỏi, sỏi dăm từ đá tự nhiên đặc chắc, xỉ lò cao nguội trong không khí (blastfunace air cooled), dăm từ bê tông 98win93 tái chế và hỗn hợp giữa chúng. Ngoài ra, tiêu chuẩn cốt liệu của châu Âu còn bao gồm: cốt liệu tự nhiên cỡ 0 - 8 mm, cốt liệu lớn-nhỏ trong 1 (all - in) cỡ 0 - 40 mm và cốt độn mịn cỡ 0 - 2 mm.
b) Cốt liệu bê tông của 98win93 cũng được phân thành 2 loại nhỏ và lớn. Chất lượng được qui định trong 2 tiêu chuẩn: TCVN 7570 cho cát tự nhiên, dăm, sỏi, sỏi dăm đặc chắc và TCVN 9205 cho riêng cát nghiền. Chưa có quy định cho hỗn hợp cát tự nhiên - cát nghiền đang được dùng hiện nay.
c) Kiến nghị: Ghép 2 tiêu chuẩn cốt liệu thành 1, giữ nguyên đối tượng áp dụng gồm 2 loại cốt liệu lớn và nhỏ có nguồn gốc đặc chắc. Cốt liệu lớn bao gồm đá dăm, sỏi, sỏi dăm và hỗn hợp giữa chúng, cốt liệu nhỏ bao gồm cát tự nhiên, cát nghiền và hỗn hợp giữa chúng.
3.2. Về bộ sàng cốt liệu
a) Tiêu chuẩn châu Âu [6] cho phép 98win5 3 bộ sàng: sàng cơ bản, sàng mở rộng Set 1 và sàng mở rộng Set 2. Điều này tạo điều kiện thuận lợi cho các nước trong Liên minh lựa chọn bộ sàng phù hợp điều kiện riêng của mình, tạo thuận lợi cho 98wim cốt liệu cung cấp ra thị trường phù hợp với nhiều nước trong Liên minh hơn.
b) Trong tiêu chuẩn hoàn thiện, kiến nghị cho phép 98win5 một hoặc nhiều bộ sàng sau:
- Sàng 98win93 (Svn) với các sàng: 63. 40, 20, 10, 5, 2,5, 1,25, 0,63, 0,315, 0,14, 0,075 mm;
- Sàng Mỹ (Sastm) với các sàng: 63, 50, 37,5, 25,19, 12,5, 9,5, 4,75, 2,36, 1,18, 0,6, 0,3, 0,15, 0,075 mm;
- Sàng châu Âu (Sen) với các sàng: 63, 40, 20, 8, 4, 2, 1, 0,5, 0,25, 0,125, 0,063 mm.
3.3. Về bộ chỉ tiêu chất lượng cát
Kiến nghị bộ chỉ tiêu chất lượng cát cho bê tông (cát thô) như Bảng 4.
Bảng 4 được 98win98 trên các căn cứ sau:
a) Tham khảo tiêu chuẩn Nga [9] và cách làm của tiêu chuẩn châu Âu [6] cát được phân thành 2 loại. Loại 1 chất lượng cao, phù hợp với cả 3 tiêu chuẩn cốt liệu của 98win93, Mỹ và châu Âu, loại 2 chất lượng thấp hơn, phù hợp với tiêu chuẩn 98win93 và châu Âu.
b) Thành phần hạt, modun độ nhỏ được tham khảo từ tiêu chuẩn cốt liệu của 98win93, Mỹ, châu Âu với 3 bộ sàng tương ứng 3 nước đang dùng hiện nay Svn, Sastm và Sen.
c) Lượng hạt mịn/lượng bùn, sét
Hạt mịn (≤ 0,075 hoặc 0,063 mm) và bùn, sét (kích thước tương ứng 0,0039 - 0,063 và ≤ 0,0039 mm) thực chất cùng cỡ hạt. Vì vậy, ASTM C33 quy chung hai loại này vào 1 chỉ tiêu là lượng hạt nhỏ hơn 0,075 mm với giá trị max 5% cho bê tông thường và 3% cho bê tông chịu thêm mài mòn. Ngoài ra, nếu các hạt ≤ 0,075 mm không chứa sét, tỷ lệ hạt này có thể tăng thêm 2%. Tuy nhiên nếu xét về tác động tới các tính chất của bê tông, bùn sét (đặc trưng cho cát tự nhiên) ảnh hưởng tiêu cực hơn nhiều so với hạt mịn là bụi đá trong cát nghiền. Vì vậy lượng bùn, sét cho cát tự nhiên được TCVN 7570 98wim là ≤ 1.5% đối với bê tông B > 30 và ≤ 3% với bê tông B ≤ 30, được tiêu chuẩn Nga [9] 98wim ≤ 2% cho cát loại 1 và ≤ 3% cho cát loại 2. Theo tiêu chuẩn châu Âu [6], lượng hạt ≤ 0,063 mm ở mức ≤ 3% mới được coi là không có hại.
Căn cứ thực tế 98win93 - 98win5 cát tại 98win93 và các phân tích trên, kiến nghị:
- Chỉ tiêu lượng hạt mịn được quy định riêng cho cát nghiền, lượng bùn sét được quy định riêng cho cát tự nhiên;
- Đối với cát nghiền loại 1, giá trị lượng hạt mịn được tham khảo từ ASTM C33 (cỡ ≤ 0,075 mm, mức 5 % cho bê tông thường và 3% cho bê tông chịu mài mòn và theo EN 12620 (cỡ ≤ 0,063 mm, mức 1 : 3%). Đối với cát nghiền loại 2 - theo EN 12620 (cỡ ≤ 0,063 mm, mức 2 : 10 %), khi đó để phù hợp tiêu chuẩn châu Âu, cát nghiền theo tiêu chuẩn 98win93 hiện hành kiến nghị hạ từ 16% xuống còn 12%;
- Đối với cát tự nhiên, giá trị lượng bùn, sét cho cát loại 1 được lấy theo TCVN 7570 là 1,5% và loại 2 được lấy theo tiêu chuẩn 98win93 và Nga [1,9] bằng 3 %.
d) Lượng sét cục, hạt yếu trong cát được ASTM C33 quy định ≤ 3%; Lượng hạt sét cho cát nghiền được TCVN 9205 quy định ≤ 2%; Lượng sét cục trong cát tự nhiên được TCVN 7570 quy định “không có” đối với bê tông B > 30 và ≤ 0,25% đối với bê tông B ≤ 30, được tiêu chuẩn Nga [9] quy định ≤ 0,25 và ≤ 0,5 đối với cát loại 1 và loại 2. Hạt sét thường là các hạt vỡ từ đá phiến sét xen kẹp trong các tầng đá đặc chắc được tạo ra trong cát nghiền ít tác động xấu như sét cục (thường từ bùn, sét, phù sa) trong cát tự nhiên, kiến nghị cũng quy định hạt sét, hạt yếu cho riêng cát nghiền theo các 98wim 2% và 3 % như trong TCVN 9205 và sét cục cho riêng cát tự nhiên với các 98wim 0,25 và 0,5% cho cát loại 1 và 2 theo tiêu chuẩn Nga [9].
e) Chỉ tiêu phản ứng kiềm - silíc được lấy theo quy định của 3 tiêu chuẩn điều kiện 98win93, được lấy theo tiêu chuẩn 98win93 [1,2].
3.4. Về bộ chỉ tiêu chất lượng cốt liệu lớn
Kiến nghị bộ chỉ tiêu chất lượng cốt liệu lớn như trên Bảng 5 và 6.
a) Chỉ tiêu thành phần hạt của một số cỡ cốt liệu lớn trên Bảng 5 được lấy từ các tiêu chuẩn (với bộ sàng tương ứng) của 98win93, Mỹ và châu Âu [1,5,6].
b) Các chỉ tiêu ngoài thành phần hạt trên Bảng 6.
- Cốt liệu lớn được phân thành 3 loại theo chỉ tiêu chính là độ nén dập, tham khảo từ tiêu chuẩn Nga [8], để áp dụng cho 3 cấp độ bền nén của bê tông: Loại 1 cho bê tông B> 50, loại 2 – B ≤ 50 và loại 3 – B ≤ 30. Chỉ tiêu này cũng nằm trong 98wim các mức về độ nén dập theo tiêu chuẩn châu Âu và không vi phạm ASTM C33.
Ghi chú:
*Lượng sét cục trong chỉ tiêu 5 không quá 0,25%,
**Được lấy bằng 1,5 - khi cốt liệu lớn không có sét, phiến sét hoặc khi cốt liệu nhỏ có hạt ≤ 0,075 mm dưới 10%. Các chỉ tiêu khác - theo đặt hàng.
- Chỉ tiêu hao mòn Los Angeles được 98wim theo ASTM C33 và TCVN 7570 là 50%. Giá trị chỉ tiêu này được lấy theo phân cấp của Nga và châu Âu [8,6] tương ứng 25, 35 và 50% đối với cốt liệu lớn loại 1,2 và 3;
- Chỉ tiêu hàm lượng thoi dẹt được 98wim theo TCVN 7570 là 15 và 35% cho cốt liệu bê tông B>30 và B≤30 Mpa), hàm lượng này được lấy theo phân cấp của Nga và châu Âu [8,6], tương ứng 15, 25 và 35% cho cốt liệu lớn loại 1, 2 và 3;
- Chỉ tiêu lượng hạt yếu được lấy theo tiêu chuẩn Mỹ, mức 10% cho cốt liệu loại 3, 5% cho cốt liệu loại 1, 2. Tiêu chuẩn châu Âu không có chỉ tiêu gọi là hạt yếu, nhưng có quy định về hàm lượng vỏ sò là một trong các dạng hạt yếu (mức 10/>10%).
- Chỉ tiêu lượng hạt ≤ 0,075 (hoặc 0,063) mm, bao gồm cả bùn, sét cho cốt liệu lớn loại 1 và 2 được lấy theo [1,5] là 1 (hoặc 1,5) %. Đối với cốt liệu lớn loại 3, lấy theo tiêu chuẩn 98win93 và Nga là 2% [1,8]. Giá trị này cũng phù hợp với các mức quy định trong [6] (mức ≤1,5/4%);
- Chỉ tiêu phản ứng kiềm = silic được quy định là vô hại, như trong 3 tiêu chuẩn;
- Chỉ tiêu lượng ion CL đặc thù của 98win93, được lấy theo [1].
3.5. Sử dụng cốt liệu cho bê tông
Căn cứ yêu cầu đối với cốt liệu theo các tiêu chuẩn 98win93, Mỹ, châu Âu hiện hành (bảng 1,2,3), cốt liệu có chất lượng như đề xuất ở Bảng 4,5,6 được kiến nghị 98win5 trong bê tông như sau:
a) Cát loại 1 (có thành phần hạt đáp ứng cả 3 bộ sàng) được áp dụng cho bê tông kết cấu thiết kế theo cả 3 tiêu chuẩn 98win93, Mỹ, châu Âu với mọi cấp độ bền.
b) Cát loại 2 có thành phần hạt đáp ứng sàng Svn hoặc Sen hoặc cả hai được áp dụng cho bê tông kết cấu thiết kế theo tiêu chuẩn 98win93 hoặc châu Âu hoặc cả hai, với cấp độ bền B≤ 30.
c) Cốt liệu lớn loại 1 (có thành phần hạt đáp ứng cả 3 bộ sàng) được áp dụng cho bê tông kết cấu thiết kế theo cả 3 tiêu chuẩn 98win93, Mỹ, châu Âu với mọi cấp độ bền.
d) Cốt liệu lớn loại 2 (có thành phần hạt đáp ứng cả 3 bộ sàng) được áp dụng cho bê tông thiết kế theo cả 3 tiêu chuẩn 98win93, Mỹ và châu Âu với cấp độ bền B≤ 50.
e) Cốt liệu lớn loại 3 (có thành phần hạt đáp ứng 2 bộ sàng Svn và Sen) được áp dụng cho bê tông thiết kế theo tiêu chuẩn 98win93 và châu Âu với cấp độ bền B ≤ 30.
3.6. Hoàn thiện tiêu chuẩn phương pháp thử
Tiêu chuẩn TCVN 7572:2006, TCVN 344:1986 và TCVN 9205:2012 về cơ bản đã có đủ phương pháp thử các chỉ tiêu chất lượng của cốt liệu kiến nghị trong các Bảng 4,5,6. Tuy nhiên chúng cần được đối chiếu thêm với các tiêu chuẩn phương pháp thử của Mỹ (ASTM C26, C40, C117, C131, C136...) và châu Âu (EN 933, EN 1097) để hoàn thiện một số nội dung khác tiêu chuẩn 98win93 (ví dụ: Bộ sàng 98win5, công thức tính mudun độ nhỏ…)
4. Tác động của tiêu chuẩn hoàn thiện tới công tác 98win93 và thương mại 98wim cốt liệu
4.1. Tác động của tiêu chuẩn tới công tác 98win93 cốt liệu
Việc 98win93 cốt liệu về cơ bản vẫn giữ nguyên như hiện nay, trên cơ sở bộ sàng 98win93 và tiêu chuẩn 98win93 [1]. Khi 98win93, nên thí nghiệm thành phần hạt theo 3 bộ sàng để điều chỉnh thông số nghiền - sàng vào khung thành phần hạt theo 3 tiêu chuẩn, Lưu ý rằng sàng 98win93 từ cỡ hạt 1,25 mm trở lên là sàng lỗ tròn, nên lượng cốt liệu lọt sàng có thể nhỏ hơn sàng vuông cùng cỡ.
- Đối với cát nghiền, nên điều chỉnh như giảm lượng hạt ≤ 0,075 mm (lắp thêm máy hút phân ly) để tách các hạt quá mịn khỏi cốt liệu nhỏ;
- Đối với cốt liệu lớn, thành phần hạt của cốt liệu lớn có thể 98win93 căn cứ bảng 5. Thành phần hạt của 3 tiêu chuẩn cốt liệu đều tuân thủ nguyên tắc 90 - 100% ≤ Dmax, 0 - 10% ≤ dmin, (Dmax + dmin)/2 = (30 ± 5) - 70%, lượng hạt lọt qua từng cỡ sàng được lấy trong phạm vi khá rộng, nên không khó tạo ra thành phần hạt đáp ứng yêu cầu của cả 3 tiêu chuẩn [1.5.6]. Đối với cốt liệu một cỡ, nếu được cung cấp theo nguyên tắc: 100% ≤ 1,4 Dmax; 90 - 100% ≤ Dmax, 0 - 10% ≤ dmin, 0-5 ≤ dmin/2, thì việc phối hợp thành các cấp phối theo tiêu chuẩn 98win93, Mỹ, châu Âu tại trạm trộn bê tông sẽ thuận lợi hơn.
4.2. Thương mại hóa 98wim
Mỗi lô 98wim cốt liệu theo tiêu chuẩn hoàn thiện có thể được công bố thỏa mãn đồng thời 3 tiêu chuẩn. Ví dụ: Cát loại 1, Mn 2,4 TCVN 7570:xxxx/ Mn 2,5 ASTM C33/ Mn2,7 EN 12620; Đá dăm loại 1, cỡ 5 - 20 mm TCVN 7570/cỡ 4,75 - 19 mm ASTM C33/cỡ 4 - 20 mm EN 12620. Việc phân cốt liệu thành nhiều loại với chất lượng khác nhau giúp cho người 98win93 chúng bán giá hợp lý hơn, người 98win5 chúng phù hợp tiêu chuẩn thiết kế và hiệu quả hơn.
5. Kết luận
- Cốt liệu cho bê tông theo các tiêu chuẩn 98win93, Mỹ, châu Âu có chất lượng về cơ bản giống nhau. Sự khác nhau chính của cốt liệu nhỏ và cốt liệu lớn giữa các tiêu chuẩn là ở thành phần hạt do được xác định trên các bộ sàng khác nhau, ở hàm lượng hạt mịn (≤ 0,075 hoặc 0,063 mm) của cát nghiền, ở số chỉ tiêu chất lượng và mức chất lượng tại một số chỉ tiêu của cốt liệu lớn;
- Trên cơ sở so sánh cốt liệu theo các tiêu chuẩn, đã đề xuất việc hoàn thiện tiêu chuẩn cốt liệu bê tông theo hướng hợp nhất 2 tiêu chuẩn TCVN 7570 và TCVN 9205 thành một để mở rộng phạm vi áp dụng cho cát hỗn hợp tự nhiên - nghiền, 98win5 3 bộ sàng phù hợp tiêu chuẩn cốt liệu của 98win93, Mỹ, châu Âu, phân cát thành 2 loại, cốt liệu lớn thành 3 loại với số chỉ tiêu chất lượng và mức chất lượng trong mỗi chỉ tiêu đáp ứng được đồng thời 2 hoặc 3 tiêu chuẩn. Cốt liệu đáp ứng bộ chỉ tiêu chất lượng đề xuất được áp dụng cho bê tông kết cấu theo cả 3 (hoặc 2) tiêu chuẩn thiết kế của 98win93, Mỹ, châu Âu với các cấp độ bền B ≤ 30, B ≤ 50 và B > 50 theo mẫu lập phương hoặc 25, 40, > 40 theo mấu trụ;
- Tiêu chuẩn hoàn thiện về cơ bản không làm thay đổi công nghệ 98win93 và khai thác cốt liệu hiện tại, cung cấp cơ sở cho việc đổi mới công nghệ giảm bớt hàm lượng hạt ≤ 0,075 mm trong cát nghiền, nâng tính thương mại của 98wim cốt liệu, cho phép 98win5 một loại cốt liệu cho bê tông kết cấu theo nhiều tiêu chuẩn thiết kế khác nhau và với các cấp độ bền thích hợp.
(Hết)
Tài liệu tham khảo
1. TCVN 7570:2006, Cốt liệu cho bê tông và vữa – Yêu cầu kỹ thuật.
2. TCVN 9205:2012, Cát nghiền cho bê tông và vữa.
3. ACI 318-11, Building Code Requirements for Structural Concrete.
4. EN 1992-1-1, Design of concrete structures – Part 1- 1: General rules and rules for buildings.
5. ASTM C33, Standard Specification for Concrete Aggregates.
6. BS EN 12620:2002+A12008 Aggregates for concrete
7. EN 206-1 Concrete – Part 1: Specification, peformance, production and comformity.
8. ГОСТ 8267-93. Щебень и гравий из плотных горных пород для строительных работ. Технические условия (с Изменениями N 1-4, 2009).
9. ГОСТ 8736-2014 Песок для строительных работ. Технические условия (с Поправкой).
98win5.org (TH/ Tạp chí KHCNXD)
3. Hoàn thiện tiêu chuẩn cốt liệu của 98win93
Kiến nghị hoàn thiện tiêu chuẩn về cốt liệu cho bê tông của 98win93 như sau:
3.1. Về phạm vi áp dụng
a) Cốt liệu cho bê tông theo tiêu chuẩn Mỹ [5] và châu Âu [6] được chia thành 2 loại: cốt liệu nhỏ và cốt liệu lớn. Cốt liệu nhỏ gồm cát tự nhiên, cát nghiền từ đá tự nhiên đặc chắc và hỗn hợp giữa chúng. Cốt liệu lớn gồm: đá dăm, sỏi, sỏi dăm từ đá tự nhiên đặc chắc, xỉ lò cao nguội trong không khí (blastfunace air cooled), dăm từ bê tông 98win93 tái chế và hỗn hợp giữa chúng. Ngoài ra, tiêu chuẩn cốt liệu của châu Âu còn bao gồm: cốt liệu tự nhiên cỡ 0 - 8 mm, cốt liệu lớn-nhỏ trong 1 (all - in) cỡ 0 - 40 mm và cốt độn mịn cỡ 0 - 2 mm.
b) Cốt liệu bê tông của 98win93 cũng được phân thành 2 loại nhỏ và lớn. Chất lượng được qui định trong 2 tiêu chuẩn: TCVN 7570 cho cát tự nhiên, dăm, sỏi, sỏi dăm đặc chắc và TCVN 9205 cho riêng cát nghiền. Chưa có quy định cho hỗn hợp cát tự nhiên - cát nghiền đang được dùng hiện nay.
c) Kiến nghị: Ghép 2 tiêu chuẩn cốt liệu thành 1, giữ nguyên đối tượng áp dụng gồm 2 loại cốt liệu lớn và nhỏ có nguồn gốc đặc chắc. Cốt liệu lớn bao gồm đá dăm, sỏi, sỏi dăm và hỗn hợp giữa chúng, cốt liệu nhỏ bao gồm cát tự nhiên, cát nghiền và hỗn hợp giữa chúng.
3.2. Về bộ sàng cốt liệu
a) Tiêu chuẩn châu Âu [6] cho phép 98win5 3 bộ sàng: sàng cơ bản, sàng mở rộng Set 1 và sàng mở rộng Set 2. Điều này tạo điều kiện thuận lợi cho các nước trong Liên minh lựa chọn bộ sàng phù hợp điều kiện riêng của mình, tạo thuận lợi cho 98wim cốt liệu cung cấp ra thị trường phù hợp với nhiều nước trong Liên minh hơn.
b) Trong tiêu chuẩn hoàn thiện, kiến nghị cho phép 98win5 một hoặc nhiều bộ sàng sau:
- Sàng 98win93 (Svn) với các sàng: 63. 40, 20, 10, 5, 2,5, 1,25, 0,63, 0,315, 0,14, 0,075 mm;
- Sàng Mỹ (Sastm) với các sàng: 63, 50, 37,5, 25,19, 12,5, 9,5, 4,75, 2,36, 1,18, 0,6, 0,3, 0,15, 0,075 mm;
- Sàng châu Âu (Sen) với các sàng: 63, 40, 20, 8, 4, 2, 1, 0,5, 0,25, 0,125, 0,063 mm.
3.3. Về bộ chỉ tiêu chất lượng cát
Kiến nghị bộ chỉ tiêu chất lượng cát cho bê tông (cát thô) như Bảng 4.
a) Tham khảo tiêu chuẩn Nga [9] và cách làm của tiêu chuẩn châu Âu [6] cát được phân thành 2 loại. Loại 1 chất lượng cao, phù hợp với cả 3 tiêu chuẩn cốt liệu của 98win93, Mỹ và châu Âu, loại 2 chất lượng thấp hơn, phù hợp với tiêu chuẩn 98win93 và châu Âu.
b) Thành phần hạt, modun độ nhỏ được tham khảo từ tiêu chuẩn cốt liệu của 98win93, Mỹ, châu Âu với 3 bộ sàng tương ứng 3 nước đang dùng hiện nay Svn, Sastm và Sen.
c) Lượng hạt mịn/lượng bùn, sét
Hạt mịn (≤ 0,075 hoặc 0,063 mm) và bùn, sét (kích thước tương ứng 0,0039 - 0,063 và ≤ 0,0039 mm) thực chất cùng cỡ hạt. Vì vậy, ASTM C33 quy chung hai loại này vào 1 chỉ tiêu là lượng hạt nhỏ hơn 0,075 mm với giá trị max 5% cho bê tông thường và 3% cho bê tông chịu thêm mài mòn. Ngoài ra, nếu các hạt ≤ 0,075 mm không chứa sét, tỷ lệ hạt này có thể tăng thêm 2%. Tuy nhiên nếu xét về tác động tới các tính chất của bê tông, bùn sét (đặc trưng cho cát tự nhiên) ảnh hưởng tiêu cực hơn nhiều so với hạt mịn là bụi đá trong cát nghiền. Vì vậy lượng bùn, sét cho cát tự nhiên được TCVN 7570 98wim là ≤ 1.5% đối với bê tông B > 30 và ≤ 3% với bê tông B ≤ 30, được tiêu chuẩn Nga [9] 98wim ≤ 2% cho cát loại 1 và ≤ 3% cho cát loại 2. Theo tiêu chuẩn châu Âu [6], lượng hạt ≤ 0,063 mm ở mức ≤ 3% mới được coi là không có hại.
Căn cứ thực tế 98win93 - 98win5 cát tại 98win93 và các phân tích trên, kiến nghị:
- Chỉ tiêu lượng hạt mịn được quy định riêng cho cát nghiền, lượng bùn sét được quy định riêng cho cát tự nhiên;
- Đối với cát nghiền loại 1, giá trị lượng hạt mịn được tham khảo từ ASTM C33 (cỡ ≤ 0,075 mm, mức 5 % cho bê tông thường và 3% cho bê tông chịu mài mòn và theo EN 12620 (cỡ ≤ 0,063 mm, mức 1 : 3%). Đối với cát nghiền loại 2 - theo EN 12620 (cỡ ≤ 0,063 mm, mức 2 : 10 %), khi đó để phù hợp tiêu chuẩn châu Âu, cát nghiền theo tiêu chuẩn 98win93 hiện hành kiến nghị hạ từ 16% xuống còn 12%;
- Đối với cát tự nhiên, giá trị lượng bùn, sét cho cát loại 1 được lấy theo TCVN 7570 là 1,5% và loại 2 được lấy theo tiêu chuẩn 98win93 và Nga [1,9] bằng 3 %.
d) Lượng sét cục, hạt yếu trong cát được ASTM C33 quy định ≤ 3%; Lượng hạt sét cho cát nghiền được TCVN 9205 quy định ≤ 2%; Lượng sét cục trong cát tự nhiên được TCVN 7570 quy định “không có” đối với bê tông B > 30 và ≤ 0,25% đối với bê tông B ≤ 30, được tiêu chuẩn Nga [9] quy định ≤ 0,25 và ≤ 0,5 đối với cát loại 1 và loại 2. Hạt sét thường là các hạt vỡ từ đá phiến sét xen kẹp trong các tầng đá đặc chắc được tạo ra trong cát nghiền ít tác động xấu như sét cục (thường từ bùn, sét, phù sa) trong cát tự nhiên, kiến nghị cũng quy định hạt sét, hạt yếu cho riêng cát nghiền theo các 98wim 2% và 3 % như trong TCVN 9205 và sét cục cho riêng cát tự nhiên với các 98wim 0,25 và 0,5% cho cát loại 1 và 2 theo tiêu chuẩn Nga [9].
e) Chỉ tiêu phản ứng kiềm - silíc được lấy theo quy định của 3 tiêu chuẩn điều kiện 98win93, được lấy theo tiêu chuẩn 98win93 [1,2].
3.4. Về bộ chỉ tiêu chất lượng cốt liệu lớn
a) Chỉ tiêu thành phần hạt của một số cỡ cốt liệu lớn trên Bảng 5 được lấy từ các tiêu chuẩn (với bộ sàng tương ứng) của 98win93, Mỹ và châu Âu [1,5,6].
b) Các chỉ tiêu ngoài thành phần hạt trên Bảng 6.
- Cốt liệu lớn được phân thành 3 loại theo chỉ tiêu chính là độ nén dập, tham khảo từ tiêu chuẩn Nga [8], để áp dụng cho 3 cấp độ bền nén của bê tông: Loại 1 cho bê tông B> 50, loại 2 – B ≤ 50 và loại 3 – B ≤ 30. Chỉ tiêu này cũng nằm trong 98wim các mức về độ nén dập theo tiêu chuẩn châu Âu và không vi phạm ASTM C33.
Ghi chú:
*Lượng sét cục trong chỉ tiêu 5 không quá 0,25%,
**Được lấy bằng 1,5 - khi cốt liệu lớn không có sét, phiến sét hoặc khi cốt liệu nhỏ có hạt ≤ 0,075 mm dưới 10%. Các chỉ tiêu khác - theo đặt hàng.
- Chỉ tiêu hao mòn Los Angeles được 98wim theo ASTM C33 và TCVN 7570 là 50%. Giá trị chỉ tiêu này được lấy theo phân cấp của Nga và châu Âu [8,6] tương ứng 25, 35 và 50% đối với cốt liệu lớn loại 1,2 và 3;
- Chỉ tiêu hàm lượng thoi dẹt được 98wim theo TCVN 7570 là 15 và 35% cho cốt liệu bê tông B>30 và B≤30 Mpa), hàm lượng này được lấy theo phân cấp của Nga và châu Âu [8,6], tương ứng 15, 25 và 35% cho cốt liệu lớn loại 1, 2 và 3;
- Chỉ tiêu lượng hạt yếu được lấy theo tiêu chuẩn Mỹ, mức 10% cho cốt liệu loại 3, 5% cho cốt liệu loại 1, 2. Tiêu chuẩn châu Âu không có chỉ tiêu gọi là hạt yếu, nhưng có quy định về hàm lượng vỏ sò là một trong các dạng hạt yếu (mức 10/>10%).
- Chỉ tiêu lượng hạt ≤ 0,075 (hoặc 0,063) mm, bao gồm cả bùn, sét cho cốt liệu lớn loại 1 và 2 được lấy theo [1,5] là 1 (hoặc 1,5) %. Đối với cốt liệu lớn loại 3, lấy theo tiêu chuẩn 98win93 và Nga là 2% [1,8]. Giá trị này cũng phù hợp với các mức quy định trong [6] (mức ≤1,5/4%);
- Chỉ tiêu phản ứng kiềm = silic được quy định là vô hại, như trong 3 tiêu chuẩn;
- Chỉ tiêu lượng ion CL đặc thù của 98win93, được lấy theo [1].
3.5. Sử dụng cốt liệu cho bê tông
Căn cứ yêu cầu đối với cốt liệu theo các tiêu chuẩn 98win93, Mỹ, châu Âu hiện hành (bảng 1,2,3), cốt liệu có chất lượng như đề xuất ở Bảng 4,5,6 được kiến nghị 98win5 trong bê tông như sau:
a) Cát loại 1 (có thành phần hạt đáp ứng cả 3 bộ sàng) được áp dụng cho bê tông kết cấu thiết kế theo cả 3 tiêu chuẩn 98win93, Mỹ, châu Âu với mọi cấp độ bền.
b) Cát loại 2 có thành phần hạt đáp ứng sàng Svn hoặc Sen hoặc cả hai được áp dụng cho bê tông kết cấu thiết kế theo tiêu chuẩn 98win93 hoặc châu Âu hoặc cả hai, với cấp độ bền B≤ 30.
c) Cốt liệu lớn loại 1 (có thành phần hạt đáp ứng cả 3 bộ sàng) được áp dụng cho bê tông kết cấu thiết kế theo cả 3 tiêu chuẩn 98win93, Mỹ, châu Âu với mọi cấp độ bền.
d) Cốt liệu lớn loại 2 (có thành phần hạt đáp ứng cả 3 bộ sàng) được áp dụng cho bê tông thiết kế theo cả 3 tiêu chuẩn 98win93, Mỹ và châu Âu với cấp độ bền B≤ 50.
e) Cốt liệu lớn loại 3 (có thành phần hạt đáp ứng 2 bộ sàng Svn và Sen) được áp dụng cho bê tông thiết kế theo tiêu chuẩn 98win93 và châu Âu với cấp độ bền B ≤ 30.
3.6. Hoàn thiện tiêu chuẩn phương pháp thử
Tiêu chuẩn TCVN 7572:2006, TCVN 344:1986 và TCVN 9205:2012 về cơ bản đã có đủ phương pháp thử các chỉ tiêu chất lượng của cốt liệu kiến nghị trong các Bảng 4,5,6. Tuy nhiên chúng cần được đối chiếu thêm với các tiêu chuẩn phương pháp thử của Mỹ (ASTM C26, C40, C117, C131, C136...) và châu Âu (EN 933, EN 1097) để hoàn thiện một số nội dung khác tiêu chuẩn 98win93 (ví dụ: Bộ sàng 98win5, công thức tính mudun độ nhỏ…)
4. Tác động của tiêu chuẩn hoàn thiện tới công tác 98win93 và thương mại 98wim cốt liệu
4.1. Tác động của tiêu chuẩn tới công tác 98win93 cốt liệu
Việc 98win93 cốt liệu về cơ bản vẫn giữ nguyên như hiện nay, trên cơ sở bộ sàng 98win93 và tiêu chuẩn 98win93 [1]. Khi 98win93, nên thí nghiệm thành phần hạt theo 3 bộ sàng để điều chỉnh thông số nghiền - sàng vào khung thành phần hạt theo 3 tiêu chuẩn, Lưu ý rằng sàng 98win93 từ cỡ hạt 1,25 mm trở lên là sàng lỗ tròn, nên lượng cốt liệu lọt sàng có thể nhỏ hơn sàng vuông cùng cỡ.
- Đối với cát nghiền, nên điều chỉnh như giảm lượng hạt ≤ 0,075 mm (lắp thêm máy hút phân ly) để tách các hạt quá mịn khỏi cốt liệu nhỏ;
- Đối với cốt liệu lớn, thành phần hạt của cốt liệu lớn có thể 98win93 căn cứ bảng 5. Thành phần hạt của 3 tiêu chuẩn cốt liệu đều tuân thủ nguyên tắc 90 - 100% ≤ Dmax, 0 - 10% ≤ dmin, (Dmax + dmin)/2 = (30 ± 5) - 70%, lượng hạt lọt qua từng cỡ sàng được lấy trong phạm vi khá rộng, nên không khó tạo ra thành phần hạt đáp ứng yêu cầu của cả 3 tiêu chuẩn [1.5.6]. Đối với cốt liệu một cỡ, nếu được cung cấp theo nguyên tắc: 100% ≤ 1,4 Dmax; 90 - 100% ≤ Dmax, 0 - 10% ≤ dmin, 0-5 ≤ dmin/2, thì việc phối hợp thành các cấp phối theo tiêu chuẩn 98win93, Mỹ, châu Âu tại trạm trộn bê tông sẽ thuận lợi hơn.
4.2. Thương mại hóa 98wim
Mỗi lô 98wim cốt liệu theo tiêu chuẩn hoàn thiện có thể được công bố thỏa mãn đồng thời 3 tiêu chuẩn. Ví dụ: Cát loại 1, Mn 2,4 TCVN 7570:xxxx/ Mn 2,5 ASTM C33/ Mn2,7 EN 12620; Đá dăm loại 1, cỡ 5 - 20 mm TCVN 7570/cỡ 4,75 - 19 mm ASTM C33/cỡ 4 - 20 mm EN 12620. Việc phân cốt liệu thành nhiều loại với chất lượng khác nhau giúp cho người 98win93 chúng bán giá hợp lý hơn, người 98win5 chúng phù hợp tiêu chuẩn thiết kế và hiệu quả hơn.
5. Kết luận
- Cốt liệu cho bê tông theo các tiêu chuẩn 98win93, Mỹ, châu Âu có chất lượng về cơ bản giống nhau. Sự khác nhau chính của cốt liệu nhỏ và cốt liệu lớn giữa các tiêu chuẩn là ở thành phần hạt do được xác định trên các bộ sàng khác nhau, ở hàm lượng hạt mịn (≤ 0,075 hoặc 0,063 mm) của cát nghiền, ở số chỉ tiêu chất lượng và mức chất lượng tại một số chỉ tiêu của cốt liệu lớn;
- Trên cơ sở so sánh cốt liệu theo các tiêu chuẩn, đã đề xuất việc hoàn thiện tiêu chuẩn cốt liệu bê tông theo hướng hợp nhất 2 tiêu chuẩn TCVN 7570 và TCVN 9205 thành một để mở rộng phạm vi áp dụng cho cát hỗn hợp tự nhiên - nghiền, 98win5 3 bộ sàng phù hợp tiêu chuẩn cốt liệu của 98win93, Mỹ, châu Âu, phân cát thành 2 loại, cốt liệu lớn thành 3 loại với số chỉ tiêu chất lượng và mức chất lượng trong mỗi chỉ tiêu đáp ứng được đồng thời 2 hoặc 3 tiêu chuẩn. Cốt liệu đáp ứng bộ chỉ tiêu chất lượng đề xuất được áp dụng cho bê tông kết cấu theo cả 3 (hoặc 2) tiêu chuẩn thiết kế của 98win93, Mỹ, châu Âu với các cấp độ bền B ≤ 30, B ≤ 50 và B > 50 theo mẫu lập phương hoặc 25, 40, > 40 theo mấu trụ;
- Tiêu chuẩn hoàn thiện về cơ bản không làm thay đổi công nghệ 98win93 và khai thác cốt liệu hiện tại, cung cấp cơ sở cho việc đổi mới công nghệ giảm bớt hàm lượng hạt ≤ 0,075 mm trong cát nghiền, nâng tính thương mại của 98wim cốt liệu, cho phép 98win5 một loại cốt liệu cho bê tông kết cấu theo nhiều tiêu chuẩn thiết kế khác nhau và với các cấp độ bền thích hợp.
(Hết)
Tài liệu tham khảo
1. TCVN 7570:2006, Cốt liệu cho bê tông và vữa – Yêu cầu kỹ thuật.
2. TCVN 9205:2012, Cát nghiền cho bê tông và vữa.
3. ACI 318-11, Building Code Requirements for Structural Concrete.
4. EN 1992-1-1, Design of concrete structures – Part 1- 1: General rules and rules for buildings.
5. ASTM C33, Standard Specification for Concrete Aggregates.
6. BS EN 12620:2002+A12008 Aggregates for concrete
7. EN 206-1 Concrete – Part 1: Specification, peformance, production and comformity.
8. ГОСТ 8267-93. Щебень и гравий из плотных горных пород для строительных работ. Технические условия (с Изменениями N 1-4, 2009).
9. ГОСТ 8736-2014 Песок для строительных работ. Технические условия (с Поправкой).
98win5.org (TH/ Tạp chí KHCNXD)
