Định nghĩa thép thanh tròn trơn
Thép thanh tròn trơn (plain round bar) là loại cốt thép bê tông có tiết diện tròn và bề mặt nhẵn hoàn toàn, không có gân hoặc gờ nổi, được sản xuất theo TCVN 1651-1:2008. Đây là hình thức thép xây dựng cơ bản nhất, có lịch sử sử dụng lâu đời trong kết cấu bê tông cốt thép và vẫn còn ứng dụng phổ biến trong các cấu kiện cốt đai và cốt cấu tạo.
Đặc điểm bề mặt và hình học
Bề mặt thanh tròn trơn hoàn toàn nhẵn, không có vết khía, gờ hay gân nổi. Tiết diện ngang là hình tròn hoàn hảo với đường kính danh nghĩa từ 6 đến 40 mm. Dung sai đường kính theo TCVN 1651-1:2008: ±0,4 mm với D6–D20, ±0,5 mm với D25–D40. Trọng lượng thực tế sai lệch không quá ±6% so với giá trị lý thuyết (W = 0,006165 × d² kg/m).
Thanh tròn trơn đường kính nhỏ (D6, D8, D10) thường được cung cấp dưới dạng cuộn (coil) nặng 500–2000 kg, tiện lợi cho thi công cốt đai và lưới thép. Đường kính từ D12 trở lên cung cấp dưới dạng thanh thẳng dài 11,7 m hoặc 12 m. Màu sắc bề mặt là xám thép, có thể có lớp vảy oxit mỏng (mill scale) từ quá trình cán nóng.
Mác thép áp dụng
TCVN 1651-1:2008 quy định hai mác thép thanh tròn trơn: CB240T (giới hạn chảy Re ≥ 240 MPa, giới hạn bền Rm ≥ 380 MPa, độ giãn dài A5 ≥ 25%) và CB300T (Re ≥ 300 MPa, Rm ≥ 450 MPa, A5 ≥ 20%). Mác CB240T tương đương mác CT3 trong tiêu chuẩn cũ TCVN 1651:1985 và tương đương HPB235/HPB300 của Trung Quốc, SD295 của Nhật Bản.
Chữ T trong ký hiệu CB240T và CB300T là viết tắt của “tròn trơn” (plain). Thành phần hóa học điển hình: C ≤ 0,22%, Mn 0,40–0,65%, Si ≤ 0,30%, P ≤ 0,040%, S ≤ 0,040% với CB240T. Carbon thấp đảm bảo tính hàn tốt và độ dẻo cao cần thiết khi uốn cốt đai tại công trường.
Lực bám dính với bê tông
Bề mặt trơn làm giảm đáng kể lực bám dính (bond strength) giữa thép và bê tông so với thép vằn. Lực bám dính của thanh tròn trơn chủ yếu nhờ ma sát và lực bám hóa học (chemical adhesion), đạt khoảng 1,5–2,5 MPa, thấp hơn 2–4 lần so với thép vằn CB400V. Để bù đắp lực bám dính thấp, TCVN 5574:2018 yêu cầu tạo móc uốn (hook) tại hai đầu thanh tròn trơn khi dùng làm cốt thép chịu lực.
Móc chuẩn cho CB240T: uốn 180° bán kính uốn nội ≥ 2d, đoạn thẳng ≥ 3d; hoặc uốn 135° bán kính ≥ 2d, đoạn thẳng ≥ 5d. Chiều dài neo thẳng (without hook) của CB240T: 30d đến 40d tùy điều kiện bê tông và vị trí. So sánh: CB400V vằn chỉ cần neo 20d–30d do lực bám dính cơ học của gân.
Ứng dụng phổ biến
Cốt đai cột và dầm (stirrup/hoop) là ứng dụng quan trọng nhất của thép thanh tròn trơn CB240T D8–D10. Cốt đai tạo khung ổn định cho cốt thép dọc, chịu lực cắt và xoắn, hạn chế nứt ngang. Uốn đai từ CB240T dễ hơn CB400V do độ dẻo cao (A5 = 25%), ít nguy cơ nứt tại góc uốn. Khoảng cách đai theo TCVN 5574:2018: vùng nút cột 100 mm, thân cột 150–200 mm, gối dầm 150 mm, giữa dầm 200–300 mm.
Cốt thép cấu tạo (constructional steel): các thanh D6–D12 đặt để phân phối biến dạng, kiểm soát vết nứt co ngót, giữ vị trí cốt thép chịu lực trong quá trình đổ bê tông. Cốt phân bố trong sàn một chiều: D6–D8 bước 200–300 mm theo phương vuông góc với cốt chịu lực. Cốt thép chờ (dowel) kết nối cột–sàn hoặc tường–móng thường dùng D12–D16 CB240T.
Phân biệt với thép thanh vằn
| Tiêu chí | Thép tròn trơn (CB240T) | Thép vằn (CB400V) |
|---|---|---|
| Bề mặt | Nhẵn hoàn toàn | Có gân nổi |
| Giới hạn chảy | 240 MPa | 400 MPa |
| Độ giãn dài | 25% | 14% |
| Lực bám dính BT | Thấp (1,5–2,5 MPa) | Cao (3,5–6 MPa) |
| Chiều dài neo | 30–40d (cần móc) | 20–30d (không cần móc) |
| Ứng dụng chính | Cốt đai, cốt cấu tạo | Cốt chịu lực chính |
| Khả năng uốn | Dễ, không nứt khi uốn góc nhỏ | Cứng hơn, uốn góc lớn cần thiết bị |
| Giá tương đối | Thấp hơn | Cao hơn |
Gia công và thi công
Thép tròn trơn dễ gia công tại công trường: uốn bằng bàn uốn thủ công với D6–D12, máy uốn cơ khí cho D14–D20. Bán kính uốn tối thiểu theo TCVN 5574:2018: 2,5d với D6–D16; 3d với D18–D20. Cắt bằng máy cắt thủy lực hoặc cưa đĩa. Nối chồng (lap splice): chiều dài nối ≥ 1,2 lần chiều dài neo, thường 30–48d. Hàn nối cho phép với CB240T (Ceq thấp) nhưng ít dùng cho cốt đai do không cần truyền lực dọc qua mối nối.