Cốt liệu bê tông có mấy loại?
Theo TCVN 7570:2006, cốt liệu bê tông gồm hai nhóm chính: cốt liệu mịn (kích thước hạt < 5 mm) và cốt liệu thô (kích thước hạt ≥ 5 mm). Trong mỗi nhóm còn phân biệt theo nguồn gốc (tự nhiên hay nhân tạo) và theo đặc tính vật lý. Sự phối hợp hợp lý giữa hai nhóm quyết định độ đặc chắc, cường độ và tính công tác của hỗn hợp bê tông.
Nhóm 1: Cốt liệu mịn (<5 mm)
Cốt liệu mịn bao gồm tất cả loại cát có kích thước hạt nhỏ hơn 4,75 mm (qua rây 4,75 mm theo TCVN 7572-2). Gồm hai phân nhóm:
- Cát tự nhiên: cát sông, cát biển, cát đồi — hạt tròn cạnh do mài mòn tự nhiên.
- Cát nhân tạo (cát nghiền): nghiền từ đá cứng, hạt góc cạnh, bám xi măng tốt hơn, Mk điều chỉnh được theo yêu cầu.
Chỉ tiêu kỹ thuật quan trọng của cốt liệu mịn cho bê tông: Mk ≥ 2,0; bụi bùn sét ≤ 3%; Cl⁻ ≤ 0,05%; SO₄²⁻ ≤ 1%; KLTD 1400–1700 kg/m³.
Nhóm 2: Cốt liệu thô (≥5 mm)
Cốt liệu thô bao gồm đá dăm, sỏi và các vật liệu dạng hạt thô khác có kích thước ≥ 5 mm. Gồm hai phân nhóm:
- Đá dăm (đá đập): từ đá hộc hoặc cuội sỏi qua máy nghiền; hạt góc cạnh, bề mặt nhám; bám dính xi măng tốt hơn sỏi 10–20%.
- Sỏi tự nhiên: hạt tròn nhẵn do mài mòn sông suối; bám dính xi măng thấp hơn; giảm ma sát nội khi nhào trộn, dễ đổ hơn nhưng cường độ bê tông thấp hơn cùng mác.
Chỉ tiêu kỹ thuật quan trọng của cốt liệu thô: độ nén dập ≤ 12% (BT M200–M300) hoặc ≤ 8% (BT M350+); mài mòn LA ≤ 50% (BT thường); bụi bùn sét ≤ 1%; hạt thoi dẹt ≤ 35%.
Phân loại theo nguồn gốc và tính chất
| Tiêu chí | Cốt liệu mịn tự nhiên | Cốt liệu mịn nhân tạo | Đá dăm | Sỏi tự nhiên |
|---|---|---|---|---|
| Kích thước hạt | < 5 mm | < 5 mm | 5–70 mm | 10–40 mm |
| Hình dạng hạt | Tròn cạnh | Góc cạnh | Cạnh sắc | Tròn nhẵn |
| Bám xi măng | Trung bình | Tốt | Tốt | Kém hơn 10–20% |
| Hàm lượng bụi sét | Thấp–trung bình | Thấp | Thấp | Thấp |
| Mk / Dmax kiểm soát | Phụ thuộc nguồn | Chủ động điều chỉnh | Theo cỡ sàng | Theo vùng khai thác |
| Tiêu chuẩn áp dụng | TCVN 7570 | TCVN 7570 | TCVN 7570 | TCVN 7570 |
| Giá tham khảo 2024 | 200–350k/m³ | 250–400k/m³ | 200–350k/m³ | 150–250k/m³ |
Kích thước hạt lớn nhất cho phép (Dmax)
Dmax của cốt liệu thô phải thỏa mãn đồng thời ba điều kiện: (1) ≤ 1/4 kích thước nhỏ nhất của cấu kiện; (2) ≤ 3/4 khoảng cách thông thủy giữa các thanh cốt thép; (3) ≤ lớp bảo vệ bê tông. Với cột, dầm tiết diện nhỏ: Dmax = 20 mm (đá 1×2). Với móng bè, nền dày: Dmax = 40 mm (đá 2×4).
Vai trò của từng nhóm cốt liệu trong bê tông
Cốt liệu mịn lấp đầy lỗ rỗng giữa các hạt cốt liệu thô, tạo cấu trúc đặc chắc và tham gia trực tiếp vào bề mặt làm việc khi trát hoàn thiện. Cốt liệu thô tạo bộ khung chịu lực chính trong bê tông, giảm hàm lượng xi măng cần thiết và co ngót. Tỷ lệ cát/đá (theo khối lượng) thường chiếm 35–45% tổng cốt liệu; giảm tỷ lệ cát khi dùng đá hạt lớn và tăng tỷ lệ cát khi đổ bê tông cấu kiện mỏng.
Yêu cầu phối hợp cốt liệu mịn và thô
Phối hợp tốt hai nhóm cốt liệu cần đảm bảo: (1) cấp phối hạt liên tục không bị thiếu hụt một cỡ nào; (2) hàm lượng hạt lọt qua rây 0,3 mm phải ≥ 15% để đảm bảo tính kết dính vữa; (3) tỷ lệ thể tích cốt liệu trong 1 m³ bê tông thường đạt 68–75%. Khi dùng cốt liệu nhân tạo (cát nghiền + đá đập), cần phụ gia dẻo hóa để bù đắp tính công tác do hạt góc cạnh làm giảm độ chảy.
Phân biệt cốt liệu thường và cốt liệu đặc biệt
TCVN 7570:2006 quy định cốt liệu thông thường cho bê tông thường (khối lượng thể tích 2000–2500 kg/m³). Ngoài phạm vi này là cốt liệu đặc biệt: cốt liệu nhẹ (đá bọt, keramzit — KLTD hạt < 2000 kg/m³) dùng cho bê tông nhẹ; cốt liệu nặng (quặng barit, thép vụn — KLTD > 2800 kg/m³) dùng cho bê tông chắn xạ. Các loại này áp dụng tiêu chuẩn riêng, không thuộc phạm vi TCVN 7570.