Tiêu chuẩn cát xây dựng theo TCVN 7570:2006
Tiêu chuẩn cát xây dựng Việt Nam được quy định tại TCVN 7570:2006 — Cốt liệu cho bê tông và vữa — Yêu cầu kỹ thuật. Tài liệu này xác định giới hạn tối thiểu/tối đa cho từng chỉ tiêu chất lượng, làm cơ sở để nghiệm thu và kiểm soát vật liệu đầu vào.
1. Phân loại cát theo tiêu chuẩn
TCVN 7570 phân loại cát (cốt liệu mịn) theo kích thước hạt: cốt liệu mịn là vật liệu có kích thước hạt nhỏ hơn 5 mm (qua rây 4,75 mm). Cát tự nhiên (cát sông, cát biển) và cát nhân tạo (cát nghiền) đều thuộc phạm vi điều chỉnh của TCVN 7570.
2. Yêu cầu thành phần cỡ hạt và modun độ mịn
| Ứng dụng | Mk yêu cầu | Ghi chú |
|---|---|---|
| Bê tông cốt thép M200 trở lên | ≥2,0 (cát trung đến thô) | Ưu tiên Mk 2,5–3,0 cho BT cường độ cao |
| Bê tông không có cốt thép, BT lót | ≥1,5 | Cho phép dùng cát mịn nếu đủ chỉ tiêu khác |
| Vữa xây, vữa trát thông thường | 1,5–2,5 | Cát mịn cho tô trát mặt ngoài mịn hơn |
| Vữa xi măng cao cấp, trát nhà ở | 2,0–2,5 | Tránh cát quá mịn gây nứt co ngót |
Đường cong cấp phối hạt phải nằm trong vùng cho phép của TCVN 7570 biểu đồ 1 (cốt liệu mịn). Cát có đường cong lệch ra ngoài vùng này cần phối trộn hai loại cát.
3. Yêu cầu về tạp chất và chất có hại
3.1 Hàm lượng bụi bùn sét
| Loại bê tông / vữa | Hàm lượng bụi bùn sét tối đa |
|---|---|
| Bê tông mác >M300, bê tông đường, cầu | 1,5% |
| Bê tông M150–M300 thông thường | 3% |
| Vữa xây trát thông thường | 10% |
| Vữa cao cấp, hoàn thiện bề mặt | 5% |
3.2 Ion Cl⁻ (Chloride)
Giới hạn Cl⁻ theo TCVN 7570 và TCVN 9346 (bảo vệ kết cấu BT cốt thép):
- Bê tông cốt thép thông thường: Cl⁻ ≤0,05% theo khối lượng cốt liệu khô.
- Bê tông ứng lực trước: Cl⁻ ≤0,02% (ngưỡng nghiêm ngặt hơn do thép căng nhạy cảm ăn mòn).
- Bê tông không cốt thép: ≤0,10%.
Cát sông Việt Nam thường có Cl⁻ <0,01% — đạt dễ. Cát biển có Cl⁻ 0,1–0,5% — phải rửa trước khi dùng.
3.3 Sunfat SO₄²⁻
Giới hạn: SO₄²⁻ ≤1% tính theo khối lượng cát khô. Sunfat phản ứng với aluminate xi măng tạo ettringite nở thể tích, gây nứt bê tông theo thời gian. Kiểm tra theo TCVN 7572 phần 16.
3.4 Tạp chất hữu cơ
Không vượt màu chuẩn No.3 (phương pháp NaOH 3% theo TCVN 7572 phần 9). Cát có màu sẫm hơn không bị loại bỏ ngay — cần thử cường độ mẫu bê tông so sánh. Nếu cường độ mẫu dùng cát đó ≥95% cường độ mẫu chuẩn thì được chấp nhận.
4. Yêu cầu về tính chất vật lý
| Chỉ tiêu | Yêu cầu | Tiêu chuẩn thử |
|---|---|---|
| Khối lượng riêng | ≥2,50 g/cm³ (thông thường 2,60–2,70) | TCVN 7572-4 |
| KLTD xốp | 1.400–1.600 kg/m³ | TCVN 7572-6 |
| KLTD đầm chặt | 1.550–1.700 kg/m³ | TCVN 7572-6 |
| Hệ số dãn nở thể tích (bulking) | Tối đa 30% tại độ ẩm 5–8% | TCVN 7572-6 |
5. Yêu cầu riêng cho cát nhân tạo (cát nghiền)
Cát nghiền từ đá cứng không có Cl⁻ và tạp chất hữu cơ tự nhiên, nhưng có hàm lượng hạt dẹt cao hơn (10–20%) và lượng bột đá <0,075 mm thường 5–15%. TCVN 7570 cho phép bột đá ≤15% trong cát nhân tạo (vì bột đá sạch, không ảnh hưởng như sét). Mk cát nhân tạo điều chỉnh được trong quá trình nghiền, thường sản xuất ở Mk 2,5–3,0.
6. Cách đối chiếu kết quả thí nghiệm với tiêu chuẩn
- Tập hợp kết quả tất cả chỉ tiêu vào bảng tổng hợp.
- Xác định ứng dụng cụ thể (BT M200 cốt thép, vữa xây, …) → chọn cột giới hạn tương ứng.
- So sánh từng chỉ tiêu thực đo với giới hạn cho phép.
- Kết luận ĐẠT / KHÔNG ĐẠT / ĐẠT CÓ ĐIỀU KIỆN (ghi rõ điều kiện xử lý).
7. Mức phạt vi phạm và hậu quả thực tế
Cát không đạt tiêu chuẩn gây hậu quả có thể tính toán được:
- Bụi bùn sét 6% (vượt ngưỡng 3%): cường độ bê tông giảm 10–20%.
- Cl⁻ 0,1% (vượt ngưỡng 0,05%): cốt thép bắt đầu rỉ trong 5–15 năm tùy môi trường.
- Mk 1,2 (cát quá mịn, thay vì ≥2,0): tăng nhu cầu xi măng 10–15% để đạt cùng cường độ.
Kết luận
TCVN 7570:2006 là căn cứ pháp lý duy nhất để nghiệm thu cát xây dựng tại Việt Nam. Ba chỉ tiêu bắt buộc cần kiểm tra cho mọi lô cát dùng BT cốt thép là Mk (≥2,0), bụi bùn sét (≤3%) và Cl⁻ (≤0,05%). Kết quả thí nghiệm từ phòng LAS được công nhận là tài liệu nghiệm thu công trình.