Giới hạn modun độ mịn theo TCVN 7570:2006
TCVN 7570:2006 quy định cát dùng cho bê tông phải có modun độ mịn Mk ≥ 2,0. Cát có Mk dưới 2,0 được xếp vào nhóm cát mịn, chỉ phù hợp cho vữa xây trát hoặc bê tông mác thấp M150 trong điều kiện đặc biệt khi không có cát thô hơn. Đây là ngưỡng tối thiểu bắt buộc, không phải giá trị khuyến nghị.
Tiêu chuẩn chia cát thành ba nhóm theo Mk, mỗi nhóm có phạm vi ứng dụng riêng trong xây dựng. Giá trị Mk càng cao, cát càng thô, khả năng chịu lực và tính kinh tế của cấp phối bê tông càng tốt.
Bảng phân loại cát theo modun độ mịn
| Nhóm cát | Giá trị Mk | Ứng dụng chính | Ghi chú |
|---|---|---|---|
| Cát rất mịn | < 1,5 | Không dùng BT xi măng | Chỉ dùng san lấp, đắp nền |
| Cát mịn | 1,5 – 2,0 | Vữa xây, vữa trát; BT M150 tạm | Không dùng BT kết cấu chịu lực |
| Cát trung | 2,0 – 2,8 | BT M150–M300; vữa chất lượng cao | Phổ biến nhất trong xây dựng dân dụng |
| Cát thô | 2,8 – 3,3 | BT M300–M400; BT cường độ cao | Tối ưu kinh tế — giảm lượng xi măng |
| Cát rất thô | > 3,3 | Lọc nước, đường, không phổ biến | Hiếm tại Việt Nam |
Công thức tính modun độ mịn Mk
Công thức xác định Mk theo TCVN 7572-2:2006:
Mk = (∑% tích lũy trên rây 0,14 + 0,3 + 0,6 + 1,18 + 2,36 + 4,75) / 100
Trong đó % tích lũy là phần trăm khối lượng mẫu còn lại trên mỗi rây (cộng dồn từ rây lớn xuống rây nhỏ). Sáu cỡ rây (0,14 — 0,3 — 0,6 — 1,18 — 2,36 — 4,75 mm) tương ứng với bộ rây tiêu chuẩn TCVN 7572-2.
Ví dụ tính Mk từ kết quả phân tích sàng
| Cỡ rây (mm) | Khối lượng giữ lại (g) | % giữ lại từng rây | % tích lũy |
|---|---|---|---|
| 4,75 | 5 | 1,0% | 1,0% |
| 2,36 | 50 | 10,0% | 11,0% |
| 1,18 | 120 | 24,0% | 35,0% |
| 0,60 | 150 | 30,0% | 65,0% |
| 0,30 | 110 | 22,0% | 87,0% |
| 0,14 | 55 | 11,0% | 98,0% |
| Đáy | 10 | 2,0% | — |
| Tổng | 500 g | 100% | 297,0% |
Mk = 297 / 100 = 2,97 → Cát thô, đạt yêu cầu BT M300.
Giới hạn Mk theo mác bê tông và kết cấu
| Mác BT | Mk tối thiểu | Mk khuyến nghị | Loại kết cấu |
|---|---|---|---|
| M150 | 1,8 | 2,0–2,5 | Bê tông lót, đổ móng đơn giản |
| M200 | 2,0 | 2,2–2,6 | Sàn, tường, móng thông thường |
| M250 | 2,2 | 2,4–2,8 | Cột, dầm dân dụng |
| M300 | 2,5 | 2,6–3,0 | Cột, dầm chịu lực; kết cấu cầu nhỏ |
| M350–M400 | 2,8 | 2,9–3,3 | Cầu, đường, kết cấu đặc biệt |
Ảnh hưởng của Mk đến tính chất bê tông
Khi Mk tăng (cát thô hơn), diện tích bề mặt riêng của cốt liệu giảm, lượng nước và xi măng cần thiết để bọc bề mặt cốt liệu giảm theo. Điều này cho phép giảm tỷ lệ N/X mà vẫn đạt độ sụt yêu cầu, từ đó tăng cường độ bê tông hoặc tiết kiệm xi măng. Cát quá thô (Mk > 3,3) có thể làm giảm tính công tác và gây phân tầng nếu không điều chỉnh cấp phối phù hợp.
Cát mịn (Mk < 2,0) yêu cầu nhiều nước trộn hơn 10–15% so với cát trung. Cùng tỷ lệ xi măng, bê tông từ cát mịn có cường độ giảm 10–20% và co ngót tăng do nhiều hồ xi măng hơn.
Ý nghĩa kiểm soát Mk tại công trường
Mk của cát từ cùng một mỏ có thể dao động 0,3–0,5 đơn vị theo mùa và vị trí khai thác. Kiểm tra Mk mỗi 50–100 m³ là thực hành tốt nhất để đảm bảo ổn định chất lượng bê tông. Khi Mk thay đổi đáng kể (> 0,2 đơn vị), cần điều chỉnh lại tỷ lệ cát trong cấp phối.
Tiêu chuẩn liên quan
- TCVN 7570:2006 — Điều 4.1: Quy định Mk cho cốt liệu nhỏ
- TCVN 7572-2:2006 — Phương pháp xác định thành phần hạt và modun độ mịn
- TCVN 7572-3:2006 — Xác định lượng hạt bé hơn 0,075 mm