Cốt liệu hạt thô là gì? Định nghĩa ≥5mm, đá dăm sỏi và vai trò trong bê tông
Cốt liệu hạt thô là nhóm vật liệu cốt liệu (aggregate) có kích thước hạt từ 5mm trở lên (chính xác là giữ lại trên rây 4,75mm theo TCVN), bao gồm đá dăm nghiền (đá 1×2, đá 2×4), sỏi tự nhiên và các loại đá lớn đã qua nghiền phân cỡ. Trong bê tông, cốt liệu thô chiếm khoảng 60–75% thể tích, tạo nên bộ khung chịu lực chính của cấu kiện.
Định nghĩa theo TCVN 7570:2006
TCVN 7570:2006 — “Cốt liệu cho bê tông và vữa — Yêu cầu kỹ thuật” — phân chia cốt liệu thành hai nhóm chính dựa trên kích thước sàng phân chia 4,75mm (rây No.4):
- Cốt liệu thô (coarse aggregate): kích thước hạt ≥4,75mm; gồm đá dăm (crushed stone) và sỏi (gravel)
- Cốt liệu mịn (fine aggregate): kích thước hạt <4,75mm; gồm cát tự nhiên, cát nghiền và đá mi
Ranh giới 4,75mm (≈5mm làm tròn) được lựa chọn vì đây là kích thước rây tiêu chuẩn No.4 trong hệ thống rây ASTM và ISO, tương đương lỗ rây 5mm trong hệ mét của Việt Nam.
Các loại cốt liệu thô phổ biến
Trong xây dựng Việt Nam, cốt liệu thô được chia theo nguồn gốc và kích thước:
Theo nguồn gốc:
- Đá dăm (crushed stone): nghiền từ đá hộc granite, basalt, đá vôi; cạnh sắc; cường độ bê tông cao nhất
- Sỏi (natural gravel): tròn nhẵn từ lòng sông suối; bám dính thấp hơn đá dăm 10–20%
- Đá hộc đập (rubble): đá hộc 15–50cm, dùng trong tường chắn và kè; không dùng làm cốt liệu bê tông trực tiếp
Theo cỡ hạt (đá dăm):
- Đá 1×2: 10–20mm — phổ biến nhất, dùng bê tông cột dầm sàn
- Đá 2×4: 20–40mm — bê tông nền móng, bê tông khối lớn
- Đá mi: <5mm — phế phẩm nghiền, không thuộc cốt liệu thô
Vai trò trong bê tông
Cốt liệu thô đóng vai trò quan trọng trong 4 khía cạnh của bê tông:
1. Bộ khung chịu lực: Hạt đá thô tạo ra bộ khung cứng (aggregate skeleton) chiếm 60–75% thể tích bê tông. Hồ xi măng và cốt liệu mịn lấp đầy khoảng trống giữa các hạt đá. Bộ khung này quyết định độ cứng và tính biến dạng dẻo của bê tông.
2. Giảm co ngót: Cốt liệu thô ít hút nước hơn xi măng và hầu như không co ngót khi đóng rắn, giúp kiềm chế co ngót tổng thể của bê tông, hạn chế vết nứt trong quá trình bảo dưỡng.
3. Kinh tế: Đá dăm rẻ hơn xi măng nhiều lần; việc tăng tỷ lệ cốt liệu thô trong hỗn hợp bê tông giúp giảm lượng xi măng dùng và hạ giá thành bê tông — miễn là không làm giảm cường độ xuống dưới mác yêu cầu.
4. Nhiệt hydrat hóa: Cốt liệu thô không tham gia phản ứng hydrat hóa, nên tăng tỷ lệ cốt liệu thô giúp giảm nhiệt tỏa ra khi đúc bê tông khối lớn, hạn chế nứt nhiệt.
Chỉ tiêu kỹ thuật quan trọng
Theo TCVN 7572:2006 (18 phần phương pháp thử), các chỉ tiêu bắt buộc kiểm tra cho cốt liệu thô:
- Thành phần hạt — rây sàng (TCVN 7572-2): kiểm tra cỡ hạt đúng danh nghĩa
- Hàm lượng bụi bùn sét (TCVN 7572-8): ≤1% bê tông cốt thép, ≤3% bê tông khối lớn
- Độ nén dập (TCVN 7572-11): ≤10–12% tùy mác bê tông
- Mài mòn Los Angeles (TCVN 7572-12): ≤40–50%
- Hình dạng hạt — hạt dẹt (TCVN 7572-13): ≤15% bê tông cốt thép
- Hàm lượng chất mềm yếu (TCVN 7572-14): ≤5%
Lựa chọn cỡ hạt tối đa (Dmax)
Quy tắc lựa chọn Dmax cho cốt liệu thô trong bê tông:
- Dmax ≤ 1/4 chiều dày nhỏ nhất của cấu kiện
- Dmax ≤ 3/4 khoảng hở nhỏ nhất giữa các thanh cốt thép
- Dmax ≤ 1/3 chiều dày lớp đổ (bê tông đầm dùi)
Ví dụ: sàn bê tông dày 120mm, khoảng hở cốt thép 40mm → Dmax ≤ min(30mm, 30mm) = 30mm → dùng đá 1×2 (Dmax=20mm) là an toàn nhất.
Giá tham khảo
Cốt liệu thô phổ biến (đá 1×2) có giá 200.000–350.000 đồng/m³; đá 2×4 khoảng 180.000–300.000 đồng/m³; sỏi khoảng 150.000–250.000 đồng/m³ tại thị trường Việt Nam năm 2024. Giá trên mang tính tham khảo.