Cách kiểm tra chất lượng cát xây dựng theo TCVN 7572

Kiểm tra chất lượng cát xây dựng là bước bắt buộc trước khi đưa cát vào sản xuất bê tông hoặc vữa. Năm chỉ tiêu kỹ thuật quan trọng nhất gồm: thành phần cỡ hạt và modun độ mịn (Mk), hàm lượng bụi bùn sét, hàm lượng ion Cl⁻, tạp chất hữu cơ và khối lượng riêng — tất cả thực hiện theo bộ tiêu chuẩn TCVN 7572:2006.

1. Phân tích thành phần cỡ hạt và tính modun độ mịn Mk

Tiêu chuẩn: TCVN 7572 phần 2. Đây là thí nghiệm nền tảng xác định phân bố kích thước hạt và tính chỉ số Mk.

Dụng cụ cần thiết

• Bộ rây tiêu chuẩn: 4,75 mm — 2,36 mm — 1,18 mm — 0,60 mm — 0,30 mm — 0,14 mm (và khay đáy)
• Cân kỹ thuật độ chính xác 0,1 g
• Máy rây rung (hoặc rây tay)
• Tủ sấy 105 ± 5°C

Quy trình

1. Lấy mẫu đại diện ~1.000 g cát, sấy khô đến khối lượng không đổi.
2. Xếp bộ rây theo thứ tự từ mắt lớn xuống nhỏ: 4,75 → 2,36 → 1,18 → 0,60 → 0,30 → 0,14 mm → khay đáy.
3. Đổ mẫu lên rây trên cùng, rây 10–15 phút (máy) hoặc 30 phút (tay).
4. Cân lượng cát giữ lại trên mỗi rây (a₁, a₂, a₃, a₄, a₅, a₆).
5. Tính phần trăm giữ lại: Aᵢ = aᵢ / ΣTổng × 100%.
6. Tính phần trăm tích lũy: Bᵢ = ΣAᵢ (cộng dồn từ rây lớn xuống).

Công thức tính Mk

Mk = (B_4,75 + B_2,36 + B_1,18 + B_0,60 + B_0,30 + B_0,14) / 100

Trong đó B là % tích lũy giữ lại trên từng rây (không tính khay đáy).

Loại cát	Mk	Ứng dụng
Cát mịn	1,5–2,0	Tô trát, vữa xây
Cát trung	2,0–2,8	Bê tông dân dụng, vữa
Cát thô	2,8–3,3	Bê tông cường độ cao

2. Xác định hàm lượng bụi bùn sét

Tiêu chuẩn: TCVN 7572 phần 8. Bụi bùn sét bao phủ hạt cát, cản trở bám dính xi măng, làm giảm cường độ bê tông.

Phương pháp rửa

1. Cân chính xác mẫu cát khô m₁ (khoảng 500 g).
2. Đổ vào cốc thủy tinh 1.000 ml, thêm nước sạch, khuấy mạnh 1 phút.
3. Chờ 2 phút, gạn nhẹ nước đục (chứa bụi bùn sét) vào rây 0,08 mm.
4. Lặp lại đến khi nước rửa trong.
5. Sấy khô cát trên rây, cân khối lượng m₂.
6. Hàm lượng bùn sét = (m₁ − m₂) / m₁ × 100%.

Giới hạn cho phép

• Cát dùng cho bê tông: ≤3% (TCVN 7570)
• Cát tô trát thông thường: ≤10%
• Cát tô trát cao cấp: ≤5%

3. Xác định hàm lượng ion Cl⁻

Tiêu chuẩn: TCVN 7572 phần 15. Ion Cl⁻ (chloride) ăn mòn cốt thép trong bê tông, gây rỉ sét và nứt vỡ kết cấu.

Phương pháp chuẩn độ Mohr

1. Chiết xuất ion Cl⁻ từ mẫu cát bằng nước cất (lắc 30 phút, lọc lấy dịch lọc).
2. Axit hóa dịch lọc bằng HNO₃ loãng đến pH 6–7.
3. Thêm 1 ml dung dịch chỉ thị K₂CrO₄ 5%.
4. Chuẩn độ bằng dung dịch AgNO₃ 0,1N đến khi xuất hiện kết tủa đỏ gạch bền vững.
5. Tính hàm lượng Cl⁻ từ thể tích AgNO₃ tiêu tốn.

Giới hạn: Cl⁻ ≤0,05% (theo khối lượng cát khô) — áp dụng cho cát dùng bê tông cốt thép. Cát biển thường có Cl⁻ 0,1–0,5%, phải rửa đến <0,05% trước khi dùng.

4. Xác định tạp chất hữu cơ

Tiêu chuẩn: TCVN 7572 phần 9. Tạp chất hữu cơ (mùn, rễ cây, chất hữu cơ phân hủy) cản trở hydrat hóa xi măng.

Phương pháp so màu nhanh: trộn cát với dung dịch NaOH 3%, để 24 giờ. So màu dịch nổi với thang màu chuẩn (Gardner No. 3). Nếu dịch sẫm hơn màu chuẩn → cát có hàm lượng hữu cơ cao, cần thử nén mẫu bê tông so sánh trước khi quyết định dùng.

5. Xác định khối lượng riêng và khối lượng thể tích

Tiêu chuẩn: TCVN 7572 phần 4 (khối lượng riêng), phần 6 (KLTD). Cát thông thường có khối lượng riêng 2,60–2,70 g/cm³; KLTD xốp 1.400–1.600 kg/m³, KLTD đầm chặt 1.550–1.700 kg/m³. Số liệu này dùng để quy đổi tỷ lệ phối liệu giữa khối lượng và thể tích.

Bảng tóm tắt kiểm tra cát

Chỉ tiêu	Tiêu chuẩn	Yêu cầu BT cốt thép	Yêu cầu vữa xây trát
Modun độ mịn Mk	TCVN 7572-2	≥2,0	1,5–2,5
Bụi bùn sét	TCVN 7572-8	≤3%	≤10% (≤5% cao cấp)
Ion Cl⁻	TCVN 7572-15	≤0,05%	≤0,10%
SO₄²⁻	TCVN 7572-16	≤1%	≤1%
Tạp chất hữu cơ	TCVN 7572-9	≤ màu chuẩn No.3	≤ màu chuẩn No.3
Khối lượng riêng	TCVN 7572-4	≥2,55 g/cm³	≥2,50 g/cm³
KLTD đầm chặt	TCVN 7572-6	1.400–1.700 kg/m³	1.400–1.700 kg/m³

Lấy mẫu đúng cách

Mẫu cát phải đại diện cho cả lô vật liệu. Lấy mẫu tại nhiều điểm (tối thiểu 5 điểm phân bố đều theo TCVN 7572 phần 1), trộn đều, chia tư lấy khoảng 50 kg mẫu tổ hợp. Bảo quản trong túi kín, ghi nhãn đầy đủ (ngày lấy, vị trí, lô hàng) trước khi gửi phòng thí nghiệm.

Kết luận

Kiểm tra đủ 5 chỉ tiêu theo TCVN 7572 là điều kiện tối thiểu để xác nhận cát đủ tiêu chuẩn đưa vào sản xuất bê tông. Bỏ qua bất kỳ chỉ tiêu nào có thể dẫn đến sản phẩm không đạt cường độ hoặc hư hỏng cốt thép dài hạn.