ĐÁNH GIÁ CƯỜNG ĐỘ BÊ TÔNG THEO CẤP ĐỘ BỀN VÀ MÁC BÊ TÔNG
TS. NGUYỄN ĐẠI MINH
Viện KHCN Xây dựng
Tóm tắt: Khái niệm cấp độ bền bê tông [B] đưa ra trong tiêu chuẩn bê tông cốt thép hiện hành TCXDVN
356 : 2005 là bước đệm thay thế cho mác bê tông [M]. Quan hệ giữa B và M được quy định trong tiêu chuẩn
này thông qua hệ số biến động cường độ v, lấy mặc định bằng 0,135. Sự chênh lệch giữa B và M vào khoảng
10 MPa tùy thuộc vào cấp độ bền, và việc đánh giá cấp độ bền B hiện nay còn thông qua mác bê tông M.
Nhiều ý kiến xem điều này có thể chấp nhận được. Tuy nhiên, một số ít cho rằng đánh giá như vậy có thể chưa kinh tế vì áp dụng cho rất nhiều dự án trong phạm vi cả nước, hạn chế sự đổi mới, cải tiến công nghệ sản xuất bê tông.
Vì vậy, bài báo này làm rõ rằng việc đánh giá cường độ bê tông khi kết cấu được thiết kế theo tiêu chuẩn
TCXDVN 356 : 2005, hiện nay vẫn còn phải dựa vào mác bê tông trừ khi người thiết kế có quy định khác. Bài báo cũng trình bày sự khác nhau giữa đánh giá cường độ bê tông theo tiêu chuẩn Việt Nam với tiêu chuẩn Anh và tiêu chuẩn châu Âu là những tiêu chuẩn có chung khái niệm xác suất đảm bảo cường độ đạt trên 95% như TCXDVN 356:2005.
1. Mở đầu
Bê tông cốt thép [BTCT] có một số ưu việt hơn so với các loại vật liệu xây dựng khác như: [a] có thể tạo
thành những kết cấu có các hình dạng khác nhau theo yêu cầu kiến trúc, [b] có đặc tính bền lâu [durability] rất
tốt, với bề dày lớp bê tông bảo vệ cốt thép thích hợp kết cấu BTCTsẽ có tuổi thọ cao, thậm chí ở các điều kiện
khí hậu và môi trường khắc nghiệt, ăn mòn mạnh,[c] có khảnăng chống cháy tốt, với lớp bê tông bảo vệ dày
hợp lý thì kết cấu BTCT được xem là kết cấu chịu lực chống cháy tốt nhất và [d] có giá thành rẻ,đặc biệt là giá
bảo trì ít hơn so với kết cấu thép [1]. Vì vậy, sửdụng bê tông trong xây dựng ởnước ta hiện nay rất phổ biến và
đạt trình độ tương đối cao so với khu vực.
Bê tông có nhiều đặc trưng cơ lý cần lưu ý, trong đó cường độ bê tông là đặc trưng quan trọng mà các kỹ
sư xây dựng quan tâm khi đánh giá khả năng chịu lực của công trình làm bằng kết cấu BTCT. Xác định cường
độ của bê tông là một trong những giai đoạn kiểm tra nghiệm thu chất lượng của kết cấu đã thi công xong. Tuy
nhiên, cường độ bê tông có nhiều khái niệm/định nghĩa khác nhau như: mác bê tông [ví dụ: theo TCVN 5574 :
1991 [2], bê tông M 300], cấp độ bền bê tông [ví dụ: theo tiêu chuẩn TCXDVN 356 : 2005 [3], bê tông B 25], cường độ chịu nén đặc trưng mẫu lập phương 28 ngày fcu [ví dụ: theo tiêu chuẩn Anh BS 8110 [4], bê tông C 30 có fcu= 30 MPa], bê tông cấp C30/37 [theo Eurocode 2 [5], bê tông cấp C30/37, tương ứng với cường độ đặc trưng mẫu trụ là 30 MPa và mẫu lập phương là 37 MPa], bê tông có cường độ chịu nén quy định mẫu trụ f’c [ví dụ: theo tiêu chuẩn Mỹ ACI 318[6], f’c= 25 MPa],... Hiện nay, việc thiết kếkết cấu BTCT ở nước ta được thực hiện theo TCXDVN 356 : 2005 nhưng thiết kế cấp phối và cung cấp bê tông phần lớn thông qua mác bê tông. Do đó, việc đánh giá cường độ bê tông cũng thường được hiểu là thông qua mác bê tông. Việc này làm xuất hiện các ý kiến khác nhau. Có ý kiến cho rằng khi đánh giá cường độ bê tông căn cứ theo mác bê tông tương ứng với cấp độ bền bê tông quy định trong TCXDVN 356 : 2005 [Phụ lục A] là chấp nhận được. Một số ít ý kiến xem làm như vậy có thể chưa kinh tế vì áp dụng cho rất nhiều dự án trong phạm vi cả nước, hạn chế sự đổi mới/cải tiến công nghệ sản xuất bê tông [nhằm giảm hệ số biến động cường độ các mẫu thử v [chú thích: trong TCXDVN 356:2005, Phụlục A, v v lấy mặc định bằng 0,135 - rõ hơn về hệ số v có thểxem trong[7]]].
Trong khi đó, khi đánh giá cường độ bê tông theo tiêu chuẩn Anh BS 8110 hay Eurocode 2 [cả2 tiêu chuẩn này
đều có cùng một khái niệm về xác suất đảm bảo về cường độ lớn hơn 95% như tiêu chuẩn TCXDVN 356 :
2005], sự chênh cường độ chỉlà 3 hay 4 MPa[8, 9].
Vì vậy, bài viết này trình bày rõ thêm việc đánh giá cường độ bê tông theo cấp độ bền dựa theo mác bê
tông của Việt Nam như thế nào và sự khác nhau so với tiêu chuẩn Anh và châu Âu nhằm loại bỏ các thắc mắc
lâu nay về vấn đề đánh giá theo “cấp” hay “mác” bê tông như đã nói ở trên.
2. Đánh giá cường độ bê tông theo tiêu chuẩn Việt Nam
Để đánh giá được cường độ bê tông cần phải hiểu đúng các khái niệm về cường độ bê tông theo các tiêu
chuẩn thiết kế. Một số vấn đề về cường độ bê tông áp dụng trong tính toán kết cấu theo TCXDVN 356 : 2005
được trình bày trong [10]. Đối với bê tông, chủ yếu quan tâm đến cường độ chịu nén [chú thích: có thể do thí
nghiệm đánh giá cường độ chịu nén dễ thực hiện và cho kết quả tin cậy hơn so với thí nghiệm đánh giá các
đặc trưng khác như kéo, mô-dul đàn hồi,...].
Từ năm 2005 trở về trước, kết cấu BTCT ở nước ta phần lớn được thiết kế theo TCVN 5574:1991 [hiện
nay đã thay thế bởi TCXDVN 356:2005]. TCVN 5574:1991 có 3 khái niêm về cường độ bê tông, đó là: mác bê
tông, cường độ tiêu chuẩnvà cường độ tính toán về nén.
Mác bê tông hay chính xác hơn là mác theo cường độ chịu nén, kí hiệu bằng chữ M, lấy bằng cường độ chịu nén [cường độ trung bình], tính bằng kg/cm2 của mẫu chuẩn khối lập phương có cạnh bằng 150 mm, được dưỡng hộ và thí nghiệm theo tiêu chuẩn TCVN 3118 : 1979 [11].
Tài liệu nguyên bản
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. NILSON, A. H., DARWIN, D. AND DOLAN, C. W. Design of concrete structures, The McGraw-Hill Companies, USA,
2004.
2. TCVN 5574 : 1991 Kết cấu bê tông cốt thép –Tiêu chuẩn thiết kế, Nhà xuất bản Xây dựng,Hà Nội, 1991.
3. TCXDVN 356 : 2005 Kết cấu bê tông và bê tông cốt thép –Tiêu chuẩn thiết kế, Nhà xuất bản Xây dựng, Hà Nội, 2005.
4. BS 8110-1 : 1997 Structural use of concrete –Part 1: Code of practice for design and construction, British Standard
Institution, UK, 2002 .
5. BS EN 1992-1-1 : 2004 Design of concrete structures –Part 1-1: General rules and rules for buildings, British Standard
Institution, UK, 2004.
6. ACI 318M –08 Building code requirements for structural concrete [ACI 318M –08] and commentary –An ACI standard,
American Concrete Institute, USA, 2008.
7. LÊ MINH LONG, Hướng dẫn thiết kếkết cấu bê tông và bê tông cốt thép theo TCXDVN 356:2005, Nhà xuất bản Xây
dựng,Hà Nội, 2011.
8. BS 5328-4 : 1990 Concrete –Part 4: Specification for the procedures to be used in sampling, testing and assessing
compliance of concrete, British Standard Institution, UK, 1990.
9. EN 206-1 : 2000 Concrete –Part 1: Specification, performance, production and conformity, English version, CEN,
Brussels, 2000.
10. LÊ MINH LONG, Một sốvấn đềvềcường độbê tông, Tạp chí KHCN Xây dựng, Hà Nội, 2008.
11. TCVN 3118 : 1979 Phương pháp xác định cường độchịu nén của bê tông nặng, Nhà xuất bản Xây dựng,Hà Nội.
12. KONG F. K. and EVANS R. H. Reinforced concrete and prestressed concrete, Chapman & Hall, UK.
13. ARYA, C. Design of structural elements –Concrete, steelwork, masonry and timber designs to British standards and
Eurocodes, Thirth edition, Son Press, UK, 2009.
14. gmp international GmbH/Inros Lackner AG Quy cách, tính năng, sản xuất và sựphù hợp của bê tông, Chỉdẫn kỹthuật
–thuyết minh số#SS3-TTX-020, Dựán Nhà Quốc hội, Hà Nội, Việt Nam, 2
Mác bê tông
bê tông thương phẩm mác phụ gia bê tông thương phẩm