Tổng quan phân loại
Thép xây dựng được phân loại theo hai tiêu chí chính: hình dạng bề mặt thanh thép và mác thép (cường độ). Cách phân loại này phản ánh trực tiếp ứng dụng trong thiết kế kết cấu và được quy chuẩn hóa trong TCVN 1651-1:2008 (thép tròn trơn) và TCVN 1651-2:2008 (thép vằn và lưới thép hàn). Ngoài hai tiêu chí chính, thép còn được phân loại theo đường kính, hình thức cung cấp và phương pháp sản xuất.
Phân loại theo hình dạng bề mặt
Thép thanh tròn trơn (plain round bar) có bề mặt nhẵn hoàn toàn, tiết diện tròn đều từ đầu đến cuối. Theo TCVN 1651-1:2008, mác CB240T là loại tròn trơn phổ biến nhất, đường kính từ φ6 đến φ40 mm. Bề mặt trơn làm giảm lực bám dính với bê tông, vì vậy trong thiết kế thường phải uốn móc hai đầu để neo giữ cốt thép trong bê tông.
Thép thanh vằn (deformed bar/ribbed bar) có gân nổi trên bề mặt tạo liên kết cơ học tốt với bê tông. Theo TCVN 1651-2:2008, gân gồm hai loại: gân ngang (transverse rib) và gân dọc (longitudinal rib). Gân ngang nhô cao 0,3–1,1 mm tùy đường kính, góc nghiêng gân 45°–70° so với trục thanh, khoảng cách gân không vượt quá 0,7d (d là đường kính danh nghĩa). Lưới thép hàn (welded mesh) là sản phẩm từ thép vằn cỡ nhỏ hàn điện thành tấm lưới ô vuông, thuộc phạm vi TCVN 1651-2 và TCVN 6285:2003.
Phân loại theo mác thép (TCVN 1651)
CB240T là mác thấp nhất, thép tròn trơn, giới hạn chảy Re ≥ 240 MPa, giới hạn bền Rm ≥ 380 MPa, độ giãn dài A5 ≥ 25%, đường kính φ6–φ40 mm. Dùng cho cốt đai, cốt cấu tạo, cốt thép trong các kết cấu nhẹ. Tương đương mác CT3 trong tiêu chuẩn cũ TCVN 1651:1985.
CB300T là thép tròn trơn cường độ trung bình, Re ≥ 300 MPa, Rm ≥ 450 MPa, A5 ≥ 20%, đường kính φ6–φ40 mm. Được dùng nhiều trong cốt thép chịu lực cho các kết cấu dân dụng vừa và nhỏ khi không yêu cầu thép vằn.
CB400V là mác phổ biến nhất trong xây dựng dân dụng và công nghiệp hiện nay, thép vằn cường độ cao, Re ≥ 400 MPa, Rm ≥ 570 MPa, A5 ≥ 14%, đường kính φ10–φ50 mm. Chữ V chỉ dạng vằn (deformed). Bề mặt gân tăng lực bám dính, giảm chiều dài neo, tiết kiệm thép so với CB240T cùng khả năng chịu lực.
CB500V là mác cao nhất trong TCVN 1651-2:2008, Re ≥ 500 MPa, Rm ≥ 650 MPa, A5 ≥ 10%, đường kính φ10–φ50 mm. Dùng cho kết cấu chịu lực lớn: cột cao tầng, dầm nhịp lớn, móng cọc. Yêu cầu thợ hàn có tay nghề cao khi thực hiện mối nối hàn.
Phân loại theo đường kính
Thép đường kính nhỏ (D6–D10) thường cung cấp dưới dạng cuộn (coil) nặng 500–2000 kg/cuộn, phù hợp cho cốt đai tự động hóa, lưới hàn, cốt thép sàn mỏng và sản xuất lưới thép hàn. Thép đường kính trung bình (D12–D22) cung cấp dạng thanh thẳng dài 11,7 m hoặc 12 m, là cỡ sử dụng nhiều nhất trong dầm, sàn và cột nhà dân dụng.
Thép đường kính lớn (D25–D50) cung cấp dạng thanh thẳng 12 m, dùng cho cột nhà cao tầng, móng cọc, kết cấu cầu. D32 có trọng lượng 6,313 kg/m; D25 có trọng lượng 3,853 kg/m. Cần xe cẩu hoặc thiết bị nâng chuyên dụng khi vận chuyển và lắp dựng.
Phân loại theo phương pháp sản xuất
Thép cán nóng (hot-rolled) được sản xuất ở nhiệt độ trên 900°C, có tổ chức hạt đồng đều, không có ứng suất dư lớn, phù hợp uốn và hàn. Đây là phương pháp chủ đạo cho tất cả các mác CB240T đến CB400V. Thép tôi – ram (quenched and tempered / Tempcore) là thép cán nóng được tôi tức thì bằng nước sau khi ra khỏi giá cán cuối, tạo lớp martensit tôi ram ngoài cứng và lõi dẻo dai, dùng cho CB400V và CB500V.
Thép kéo nguội (cold-drawn) được kéo qua khuôn ở nhiệt độ thường để tăng giới hạn chảy nhưng giảm độ dẻo, hiện ít dùng trong kết cấu chịu lực chính do lo ngại giòn. Thép tái chế từ lò điện hồ quang sử dụng phế liệu sắt thép, chi phí thấp nhưng cần kiểm soát chặt thành phần tạp chất (đặc biệt carbon tương đương) để đảm bảo tính hàn và độ dẻo.
Bảng tóm tắt phân loại theo mác
| Mác thép | Dạng | Re min (MPa) | Rm min (MPa) | A5 min (%) | Đường kính (mm) | Ứng dụng điển hình |
|---|---|---|---|---|---|---|
| CB240T | Tròn trơn | 240 | 380 | 25 | 6–40 | Cốt đai, cốt cấu tạo |
| CB300T | Tròn trơn | 300 | 450 | 20 | 6–40 | Kết cấu nhẹ, cốt chịu lực nhỏ |
| CB400V | Vằn | 400 | 570 | 14 | 10–50 | Dầm, sàn, cột nhà dân dụng |
| CB500V | Vằn | 500 | 650 | 10 | 10–50 | Cột cao tầng, kết cấu chịu lực lớn |
Phân loại lưới thép hàn theo TCVN 6285:2003
Lưới thép hàn điện (welded wire mesh) được phân loại theo đường kính sợi (D6, D8, D10) và kích thước ô lưới. TCVN 6285:2003 quy định hai cỡ ô lưới tiêu chuẩn: 150×150 mm và 200×200 mm. Tấm lưới thương phẩm thường có kích thước 2,4×6 m hoặc 1,2×2,4 m. D6 dùng cho sàn mỏng và vỉa hè, D8 cho sàn thông dụng nhà dân, D10 cho sàn kho bãi và mặt đường bê tông chịu tải nặng. Sử dụng lưới thép hàn giảm đáng kể thời gian thi công buộc cốt thép tại công trường.