Pháp luật hiện hành quy định về bê tông cường độ cao như thế nào?

1. Thế nào là bê tông cường độ cao?

Bê tông đã trở thành một trong những vật liệu chính trong ngành xây dựng trong thế kỷ 20. Nhờ vào sự tiến bộ trong lĩnh vực khoa học và kỹ thuật, loại vật liệu này đã trải qua nhiều cải tiến mang lại nhiều ưu điểm vượt trội, đặc biệt là trong việc phát triển bê tông cường độ cao.

Theo quy định của Tiêu chuẩn quốc gia Việt Nam TCVN 10306:2014, bê tông cường độ cao được xác định dựa trên cường độ chịu nén đặc trưng, đạt ít nhất 55 MPa hoặc hơn trong giai đoạn 28 ngày, theo đúng quy định của Tiêu chuẩn ASTM C39. Đồng thời, kiểm tra được thực hiện trên mẫu hình trụ có đường kính D=150 mm và chiều cao H=300 mm.

2. Yêu cầu đối với việc lựa chọn vật liệu chế tạo bê tông cường độ cao

Căn cứ tiểu mục 5.1 Mục 5 Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 10306:2014 thì việc lựa chọn vật liệu chế tạo bê tông cường độ cao phải đảm bảo:

Để sản xuất bê tông cường độ cao với chất lượng tối ưu, việc lựa chọn vật liệu phải tuân thủ các yêu cầu kỹ thuật cao cấp. Điều này đòi hỏi sự cân nhắc kỹ lưỡng đối với các thành phần chính, bao gồm xi măng, muội silic, và tro bay. Để đạt được cường độ cao vượt trội, quá trình lựa chọn còn bao gồm xem xét kỹ thuật về chất lượng cốt liệu, tương tác giữa hồ và cốt liệu, loại phụ gia, hàm lượng phụ gia, và phương pháp trộn.

Đối với xi măng, muội silic, và tro bay, việc đánh giá đặc tính chi tiết và nguồn gốc của chúng là quan trọng để tối ưu hóa sự kết hợp. Không chỉ là việc lựa chọn, mà còn là quá trình tối ưu hóa các tỷ lệ phối trộn, nhằm đảm bảo hiệu suất cao nhất của bê tông cường độ cao.

Ngoài ra, việc đánh giá chất lượng cốt liệu từ các nguồn khác nhau và tối ưu hóa sự tương tác giữa chúng là quan trọng để đạt được đồng đều trong quá trình sản xuất. Nhà phân phối bê tông cường độ cao không chỉ phải đảm bảo tính đồng nhất mà còn phải tuân thủ các phép thử được chấp thuận, đảm bảo chất lượng của tất cả các vật liệu tham gia vào quá trình sản xuất bê tông cường độ cao. Điều này là chìa khóa quan trọng để đạt được hiệu suất và độ bền cao nhất của sản phẩm

3. Vật liệu dùng để thực hiện chế tạo bê tông cường độ cao

Các vật liệu sử dụng để chế tạo bê tông cường độ cao được xác định theo quy định từ tiểu mục 5.2 đến tiểu mục 5.6 của Mục 5 - Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 10306:2014 như sau:

* Xi măng:

Chất lượng của xi măng đặc biệt quan trọng đối với các đặc tính của bê tông cường độ cao. Thường, lượng xi măng sử dụng cho bê tông này dao động từ 400 kg/m3 ÷ 593 kg/m3. Thành phần khoáng vật và các đặc tính vật lý của xi măng có ảnh hưởng rất lớn đến cường độ chịu nén của bê tông.

Sử dụng xi măng Poóc lăng từ PC40 trở lên, theo đúng TCVN 2682:2009. Thành phần hóa học và độ mịn của xi măng cần tuân thủ tiêu chuẩn TCVN 2682:2009. Xi măng pooc lăng PC40 thích hợp cho bê tông đạt cường độ 70 MPa, trong khi đối với bê tông ở cấp 80 MPa ÷ 100 MPa, nên sử dụng xi măng PC50. Cần cân nhắc việc giảm lượng xi măng để tránh sự mất độ sụt sớm, co ngót dẻo lớn và nhiệt độ tối đa gây nứt.

Yêu cầu nhà máy xi măng cung cấp chứng chỉ kiểm tra xi măng trong khoảng 6 ÷ 12 tháng trước khi sử dụng, bao gồm chỉ số về cường độ và độ mịn của xi măng. Trước khi sử dụng, xi măng cần được kiểm tra chất lượng theo tiêu chuẩn Việt Nam, và các kiểm tra nên được thực hiện trên mẻ trộn thử nghiệm. Đồng thời, cần thử nghiệm tính tỏa nhiệt và lựa chọn hỗn hợp xi măng-phụ gia phù hợp để giảm nước và ngăn chặn nứt.

* Các chất kết dính phụ thêm:

Các chất kết dính phụ thêm phổ biến trong sản xuất bê tông cường độ cao là tro bay và muội silic. Ngoài ra, có thể sử dụng xỉ lò cao nghiền mịn, tro trấu, hoặc metakaolanh để giảm lượng xi măng, kiểm soát tăng nhiệt độ ban đầu của bê tông và giảm nhu cầu về nước.

Tro bay cần đáp ứng tiêu chuẩn TCVN 10302:2014 về chất lượng. Muội silic là một loại pozzolan với đặc tính hóa học chủ yếu là SiO2 vô định hình, có tỷ diện tích bề mặt rất cao (20-23m²/g), độ hoạt tính cao và kích thước hạt nhỏ hơn kích thước hạt xi măng khoảng 100 lần. Khối lượng riêng của muội silic là khoảng 2,2 g/cm3, và chỉ tiêu kỹ thuật được quy định theo ASTM C1240.

* Phụ gia hóa học:

Trong quá trình sản xuất bê tông cường độ cao, việc giảm tỷ lệ N/CKD bằng cách giảm lượng nước yêu cầu có thể tạo ra cường độ nén cao hơn. Do đó, sự sử dụng các phụ gia hóa học là cần thiết. Bê tông cường độ cao có thể sử dụng nhiều loại phụ gia như phụ gia giảm nước, phụ gia giảm nước mức cao, phụ gia chậm ninh kết, phụ gia đông cứng nhanh, phụ gia cuốn khí, và phụ gia hạn chế ăn mòn cốt thép. Chúng cần tuân thủ quy định của ASTM C494/C494 M. Lượng phụ gia hóa học được tính theo phần trăm khối lượng chất kết dính hoặc theo tỷ lệ l% khối lượng xi măng.

Phụ gia kéo dài ninh kết hỗ trợ trong việc kiểm soát quá trình hydrát hóa ban đầu và có thể điều chỉnh tốc độ đông rắn của xi măng, giúp bê tông có khả năng thi công dễ dàng hơn.

* Cốt liệu:

Cốt liệu thô và cốt liệu mịn được sử dụng trong bê tông cường độ cao cần đáp ứng các yêu cầu kỹ thuật theo TCVN 7570:2006, với yêu cầu về độ bền có thể áp dụng theo tiêu chuẩn TCVN 7570:2006.

- Cốt liệu nhỏ (Cát):

Cấp phối hạt và hình dạng của cốt liệu nhỏ đóng vai trò quan trọng trong quá trình sản xuất bê tông cường độ cao. Hình dạng và đặc điểm bề mặt của hạt cốt liệu nhỏ có ảnh hưởng lớn đến lượng nước yêu cầu cho quá trình trộn và cường độ chịu nén của bê tông, tương tự như cốt liệu thô. Đối với cùng một cấp phối cốt liệu, sự chênh lệch 1% về độ rỗng của cốt liệu nhỏ có thể giảm lượng nước yêu cầu 4,72 lít/m3.

- Cốt liệu thô (Đá):

Các loại cốt liệu thô trong bê tông cường độ cao cần được xem xét đặc biệt vì chúng chiếm phần lớn thể tích trong bê tông, ảnh hưởng đáng kể đến cường độ và các tính chất khác của bê tông. Thông thường, bê tông cường độ cao được sản xuất từ cốt liệu đá có cường độ cao, với cường độ nén của đá gốc từ 100 MPa trở lên.

* Nước:

Nước sử dụng trong quá trình trộn và bảo dưỡng bê tông cần tuân thủ tiêu chuẩn TCVN 4506:2012.

4. Ưu điểm và nhược điểm khi sử dụng bê tông cường độ cao

Sau khi đã được làm rõ khái niệm về bê tông cường độ cao, có lẽ bạn đã nhận ra những ưu điểm nổi bật của chúng, phải không? Bây giờ, hãy để Luật Minh Khuê thực hiện phân tích chi tiết hơn để làm sáng tỏ điều này:

Ưu điểm

- Bê tông cường độ cao, với độ nén xuất sắc, làm tăng khả năng chống thấm và chống rét một cách hiệu quả hơn so với bê tông thông thường.

- Khả năng chống xói mòn từ nước biển của bê tông cường độ cao là đặc biệt ấn tượng, làm cho nó trở thành lựa chọn lý tưởng cho việc xây dựng cảng biển và các dự án hàng hải.

- Việc sử dụng bê tông cường độ cao giúp giảm kích thước móng do lượng vật liệu được giảm bớt thông qua việc sử dụng cốt liệu chất lượng cao và đặc biệt.

- Tăng chiều dài của nhịp cầu làm giảm số lượng trụ, giúp nhà đầu tư tiết kiệm chi phí xây dựng.

- Tiết kiệm nguồn nhân lực và rút ngắn thời gian thi công là những ưu điểm nổi bật khi sử dụng bê tông cường độ cao.

- Bê tông cường độ cao không chỉ làm tăng tuổi thọ của dự án xây dựng mà còn mang lại tính thẩm mỹ cao cho công trình.

- Sử dụng bê tông cường độ cao giảm tiết diện của cột và dầm, giảm thiểu sử dụng thiết bị quay ly tâm, rung ép, và diện tích xưởng, từ đó giúp nhà đầu tư tiết kiệm đáng kể chi phí xây dựng.

Nhược điểm

- Bê tông cường độ cao, do có hàm lượng xi măng cao, thường mang tính chất dính cao và đòi hỏi quá trình xử lý khó khăn.

- So với bê tông cường độ cao, bê tông thông thường thường có tính khả thi cao hơn, do các thành phần trong nó được cân đối chính xác và có độ dốc thích hợp hơn.

Bài viết liên quan: Sách Tiêu Chuẩn thiết kế - Kết cấu bê tông và Bê tông cốt thép - kết cấu thép - công trình chịu động đất

Luật Minh Khuê xin tiếp nhận yêu cầu tư vấn của quý khách hàng thông qua số hotline: 1900.6162 hoặc email: lienhe@luatminhkhue.vn. Xin trân trọng cảm ơn!