Cấp độ bê tông

Cấp độ bê tông phản ánh khả năng chịu nén của mẫu bê tông. Theo các tiêu chuẩn xây dựng cũ của Việt Nam (TCVN 3105:1993, TCVN 4453:1995), mẫu đo cường độ là một khối bê tông hình lập phương kích thước 150 mm × 150 mm × 150 mm, được bảo dưỡng theo điều kiện tiêu chuẩn quy định trong TCVN 3105:1993 trong 28 ngày sau khi bê tông cứng lại. Sau đó, mẫu được kiểm tra bằng máy nén để đo cường độ chịu nén, đơn vị tính là MPa (N/mm²) hoặc daN/cm² (kG/cm²).

Trong các kết cấu xây dựng, bê tông phải chịu nhiều lực khác nhau như nén, uốn, kéo, và trượt, trong đó nén là khả năng vượt trội nhất. Vì vậy, cường độ chịu nén thường được dùng để đánh giá chất lượng bê tông, được gọi là cấp độ bê tông.

Cấp độ bê tông được phân loại theo các mức 100, 150, 200, 250, 300, 400, 500 và 600. Ví dụ, cấp độ bê tông 200 chỉ cường độ nén của mẫu bê tông kích thước tiêu chuẩn, được bảo dưỡng theo điều kiện tiêu chuẩn và nén ở tuổi 28 ngày, đạt 200 kG/cm². Tuy nhiên, cường độ chịu nén tính toán của bê tông cấp 200 chỉ là 90 kG/cm² (được dùng để tính toán thiết kế kết cấu bê tông theo trạng thái giới hạn thứ nhất).

Hiện nay, bê tông có thể được chế tạo với cường độ rất cao, lên đến 1000–2000 kg/cm².

Các quốc gia có thể quy định kích thước mẫu bê tông khác nhau. Theo tiêu chuẩn của Mỹ, mẫu bê tông hình trụ có đường kính 150 mm và chiều cao 300 mm (thí nghiệm nén dọc trục). Để đồng bộ với các tiêu chuẩn khác, cần áp dụng hệ số chuyển đổi.

Phương pháp xác định cấp độ bê tông

Để xác định cấp độ bê tông thực tế, cần ít nhất một tổ mẫu từ hiện trường, bao gồm 3 mẫu bê tông đồng nhất về vị trí, phương pháp lấy mẫu và điều kiện bảo dưỡng. Đối với các kết cấu lớn, các tổ mẫu phải được lấy từ những vị trí khác nhau và số lượng đủ lớn để đại diện cho toàn bộ kết cấu. Giá trị trung bình của cường độ nén khi phá hủy các mẫu trong tổ mẫu sẽ được dùng để xác định cấp độ bê tông (tuổi 28 ngày). Nếu không thực hiện nén vào ngày 28 sau khi bê tông cứng lại (thường là sau 3 hoặc 7 ngày), thì cấp độ bê tông sẽ được xác định gián tiếp thông qua biểu đồ phát triển cường độ bê tông chuẩn. Các kết quả nén mẫu vào 3 hoặc 7 ngày chỉ là kiểm tra tạm thời, kết quả nén vào 28 ngày mới được coi là cấp độ bê tông chính thức. Một kết cấu bê tông được coi là đạt yêu cầu khi giá trị trung bình của từng tổ mẫu không thấp hơn cấp độ thiết kế và không có mẫu nào dưới 85% cấp độ thiết kế.

Quy định về việc lấy mẫu bê tông

Theo tiêu chuẩn hiện hành của Việt Nam về thi công và nghiệm thu bê tông và bê tông cốt thép toàn khối, TCVN 4453:1995, quy định việc lấy mẫu như sau:

• Đối với bê tông thương phẩm, mỗi mẻ vận chuyển trên xe (khoảng 6÷10 m³) cần lấy một tổ mẫu tại hiện trường trước khi đổ vào khuôn.
• Đối với kết cấu đơn lẻ có khối lượng nhỏ (<20 m³), lấy một tổ mẫu.
• Đối với kết cấu khung và các kết cấu mỏng (cột, dầm, bản, vòm...), mỗi 20 m³ bê tông cần lấy một tổ mẫu.
• Đối với bê tông móng máy với khối lượng khoang đổ (> 50 m³), mỗi 50 m³ bê tông cần lấy một tổ mẫu (nếu khối lượng nhỏ hơn 50 m³, vẫn cần một tổ mẫu).
• Các móng lớn, mỗi 100 m³ bê tông cần lấy một tổ mẫu, nhưng không ít hơn một tổ mẫu cho mỗi khối móng.
• Đối với bê tông nền và mặt đường (như đường ô tô, sân bay, v.v.), mỗi 200 m³ bê tông cần lấy một tổ mẫu (nếu khối lượng nhỏ hơn 200 m³, vẫn cần một tổ mẫu).
• Đối với bê tông khối lớn:

Đối với khối lượng bê tông trong mỗi khoang đổ (phân khu bê tông) ≤ 1000 m³, mỗi 250 m³ cần lấy một tổ mẫu.

Đối với khối lượng bê tông trong mỗi khoang đổ (phân khu bê tông) > 1000 m³, mỗi 300 m³ cần lấy một tổ mẫu.

Thiết kế cấp độ bê tông

Là quá trình thử nghiệm để xác định tỷ lệ phối trộn vật liệu bê tông (cấp phối) cho từng công trình, nhằm đảm bảo bê tông đạt cấp độ thiết kế trước khi thi công công trình.