Cốt Liệu Mịn Đổ Bê Tông là Gì? 8 Tính Chất Đánh Lưu Ý

Nov 23, 2022

TKT Company

? Cập nhật Bài Viết “Cốt liệu mịn đổ bê tông” lần cuối ngày 23 tháng 11 năm 2022 tại Địa Điểm công ty TKT Company

Bên cạnh cốt liệu thô, xi măng, nước thì cốt liệu mịn đóng một vai tròn rất quan trọng trong thi công, đổ bê tông, sàn bê tông. Cùng TKT Company tìm hiểu về cốt liệu mịn bê tông, vai trò, nguồn gốc, tính chất và phân loại chúng.

Cốt liệu chiếm khoảng 70% thành phần bê tông và có hai dạng: (1) mịn và (2) thô. Trong bài này chúng ta chỉ tập trung vào cốt liệu mịn.

Nội dung (Contents)

1. Cốt liệu mịn đổ bê tông là gì

Cốt liệu (aggregate) là các vật liệu như đá nghiền (đá sản xuất), cát và sỏi. Cùng với nước và xi măng, đây là những thành phần thiết yếu cho xi măng. Để có hỗn hợp xi măng tốt, yêu cầu cốt liệu phải là vật liệu sạch và bền, không chứa bất kỳ hóa chất hoặc lớp phủ nào có thể làm xấu bê tông.

Cốt liệu mịn (fine aggregate) thường được làm bằng cát hoặc đá vụn (đá nghiền – M sand hay cát sản xuất, cát nhân tạo, đá dăm), trong khi cốt liệu thô có thể có đường kính lên tới 1,5 inch (3.8 cm).

Cốt liệu mịn theo tiêu chuẩn Việt Nam định nghĩa: Hỗn hợp các hạt cốt liệu kích thước chủ yếu từ 0,14 mm đến 5 mm. Cốt liệu nhỏ có thể là cát tự nhiên, cát nghiền và hỗn hợp từ cát tự nhiên và cát nghiền.

Để dùng trong bê tông, cốt liệu mịn phải tuân theo TCVN 7570: 2006 hoặc ASTM C33 (tiêu chuẩn kỹ thuật cho cốt liệu trong bê tông).

Ở khu vực phía Nam Việt Nam, có ba nguồn cốt liệu mịn được sử dụng trong bê tông (FM: Mô-đun độ lớn):

Cát sông Đồng Nai: FM = 2.40 (tốt- nhưng không có số lượng lớn để cung cấp)
Cát sông Mêkông: FM = 1.1 –1.6 (quá mịn)
Cát nghiền: FM = 4.0 (quá thô)

Về tổng quan, thì sự kết hợp giữa cát sông và cát nghiền hay hỗn hợp cốt liệu mịn có mô đun độ lớn FM lớn hơn 2.0 và đến 3.3 là phù hợp để sản xuất bê tông mác cao (từ B30 trở lên).

Khi cát sử dụng trong bê tông quá mịn thì cấp phối bê tông sẽ không có tính kinh tế, vì cát quá mịn sẽ làm tăng lượng nước trộn, do đó phải tăng lượng xi măng.
Khi cát sử dụng quá thô sẽ làm bê tông thô ráp và không có tính công tác vì bê tông chứa quá nhiều khoảng trống giữa các hạt, hồ xi măng không lấp đầy được hết các khoảng trống này.

Theo tiêu chuẩn ASTM C33, một cấp phối hạt tốt cho cốt liệu mịn dùng trong bê tông phải có đường cấp phối hạt nằm giữa hai đường giới hạn.

Tại miền nam Việt Nam, rất khó tìm được loại cát đáp ứng được yêu cầu về cấp phối hạt theo tiêu chuẩn ASTM C33. Trong thực tế, cát Mêkông được kết hợp với cát nghiền để đạt được cấp phối hạt tốt nhất.

Hình ảnh: HÌnh 3.4: Thành phần cát trộn trong cấp phối bê tông tự lèn SCC

Có thể bạn chưa biết:

Sỏi (gravel) là gì?

Gravel /ˈɡrævəl/ là tập hợp lỏng lẻo của các mảnh đá. Sỏi xuất hiện tự nhiên trên khắp thế giới do kết quả của các quá trình địa chất trầm tích và xói mòn; nó cũng được sản xuất với số lượng lớn thương mại dưới dạng đá dăm (đá nghiền – crushed stone).

Sỏi được phân loại theo phạm vi kích thước hạt và bao gồm các loại kích thước từ hạt nhỏ đến mảnh có kích thước như tảng đá.

Hình ảnh: Nguồn gốc cốt liệu mịn đổ bê tông

Trong thang đo Udden-Wentworth, sỏi được phân loại thành:

sỏi dạng hạt – granular gravel (2–4 mm hoặc 0,079–0,157 in)
sỏi cuội – pebble gravel (4–64 mm hoặc 0,2–2,5 in).

ISO 14688 phân loại sỏi là mịn, trung bình và thô, với phạm vi từ 2–6,3 mm đến 20–63 mm. Một mét khối sỏi thường nặng khoảng 1.800 kg (hoặc một thước khối nặng khoảng 3.000 lb).

Sỏi là một sản phẩm thương mại quan trọng, với một số ứng dụng
Gần một nửa sản lượng sỏi được sử dụng làm cốt liệu cho bê tông.
Phần lớn phần còn lại được sử dụng để xây dựng đường, làm nền đường hoặc làm mặt đường (có hoặc không có nhựa đường hoặc chất kết dính khác).

Các trầm tích sỏi xốp tự nhiên có tính dẫn thủy lực cao, khiến chúng trở thành các tầng ngậm nước quan trọng.

Đá nghiền (đá dăm, đá xay – crushed stone) là gì

Hầu hết đá nghiền được sản xuất tại các mỏ đá (quarries) và bị nghiền nát khi máy móc phá vỡ và nghiền nát những tảng đá lớn hơn. Thay vì được tạo hình hoặc hình thành một cách tự nhiên, chẳng hạn như ở lòng sông hoặc hẻm núi, đá nghiền được sản xuất bằng máy móc và quy trình nhân tạo.

Phân biệt Sỏi Gravel and Đá nghiền Crushed Stone

Sỏi tương tự như đá nghiền vì nó là một loại đá, nhưng sỏi được sản xuất tự nhiên.

Một định nghĩa địa chất về sỏi là “một vật liệu tự nhiên bao gồm các vật liệu được nước vận chuyển và thường có hình dạng tròn do quá trình vận chuyển của nước.

Một trong những điểm khác biệt chính trong giao diện của đá nghiền và sỏi là các cạnh của đá.

Đá dăm (đá nghiền) thường có góc cạnh và lởm chởm xảy ra trong quá trình nghiền. Mặt khác, sỏi thường có kết cấu và bề mặt rất mịn do thời tiết tự nhiên và sự mài mòn do tiếp xúc với tác động của nước chảy.

Không giống như đá vụn, sỏi thường được bán và sử dụng ở trạng thái tự nhiên. Nếu bị nghiền nát, sỏi sẽ mất kết cấu tròn nhẵn độc đáo và trở thành đá dăm.

Điều quan trọng cần lưu ý là một số nhà thầu coi bất kỳ loại đá nào có kích thước nhất định là “sỏi”, ngay cả khi đó là đá dăm.

Ví dụ, tùy thuộc vào khu vực của Hoa Kỳ, đá vụn có kích thước từ vài mm đến 2 inch được gọi là “sỏi”, ngay cả khi nó đã bị nghiền nát và không còn nhẵn nữa.

Để làm rõ và tránh nhầm lẫn, chúng tôi sẽ giữ nguyên định nghĩa rằng sỏi không thể chỉ đá dăm và phải ở trạng thái tự nhiên.

Có ba loại đá tự nhiên: đá lửa, trầm tích và biến chất.

—–

Người ta đào cát hoặc sỏi tự nhiên từ hồ, sông hoặc đáy biển rồi xử lý cốt liệu. Để đảm bảo cốt liệu được làm sạch đúng cách, cốt liệu được nghiền nhỏ, rửa sạch và sàng lọc. Sau khi được xử lý, cốt liệu được lưu trữ để tránh mọi ô nhiễm.

Cốt liệu có thể ảnh hưởng lớn đến tính chất, tỷ lệ và tính kinh tế của bê tông. Do đó, việc lựa chọn cốt liệu là một khía cạnh quan trọng. Việc xem xét các khoản tiền dựa trên các đặc điểm sau:

Độ bền vững – Durability

Hình dạng hạt và kết cấu bề mặt: Hỗn hợp bê tông bị ảnh hưởng nhiều bởi kích thước và tình trạng của các hạt.

Khoảng trống (voids) và trọng lượng đơn vị liên quan đến khoảng trống giữa các hạt cốt liệu.

Sàng lựa: Đây là tỷ lệ phần trăm của cốt liệu mịn được chuyển từ kích thước sàng 600 micron. Chất lượng của cốt liệu mịn có thể được đánh giá thông qua vùng cấp phối. Có các khu vực phân loại khác nhau dựa trên kích thước:

Vùng I: 15% đến 34%
Vùng II: 34% đến 59%
Vùng III: 60% đến 79%
Vùng IV: 80% đến 100%

Chống mài mòn và trượt (Abrasion and skid resistance) của bê tông, hoặc sàn bê tông mài được đổ bằng loại cốt liệu mịn.

Độ ẩm và hấp thụ bề mặt (Surface Moisture and Absorption): Mật độ cốt liệu chấp nhận được phụ thuộc vào vật liệu rắn và hàm lượng rỗng. Người ta nên đo tỷ lệ hấp thụ trước khi đổ nước vào bên trong.

2. Kích thước, hình dạng của cốt liệu

Trong bê tông mới trộn, hình dạng hạt và kết cấu bề mặt ảnh hưởng đến tính chất của bê tông.

Các hạt góc cạnh hoặc các hạt có kết cấu thô cần nhiều nước hơn để tạo ra bê tông mịn và có tính thi công. Nó cũng làm tăng lượng xi măng để giữ tỷ lệ nước-xi măng trong bê tông hợp lý.

Độ rỗng giữa các hạt (void content) ảnh hưởng đến lượng hồ xi măng cần thiết cho hỗn hợp. Các hạt góc cạnh làm tăng hàm lượng rỗng, trong khi cốt liệu cấp phối tốt làm giảm hàm lượng rỗng.

Lượng nước được điều chỉnh, xem xét các điều kiện độ ẩm tổng thể. Người ta nên xem xét các khía cạnh của khả năng chống mài mòn và trượt đối với Bê tông sẽ xử lý nhiều mài mòn.

Xem thêm: Sàn bê tông đánh bóng có trơn trượt và cách Chống trơn trượt nền sàn bê tông mài bóng

3. Phân Loại cốt liệu mịn đổ bê tông

Cốt liệu mịn được phân loại dựa trên phương thức xuất xứ, thành phần và kích thước hạt.

3.1. Phân loại dựa trên phương thức xuất xứ

Pit Sand: Đây là những sắc nét và góc cạnh. Thường thì đất sét bao phủ sự tích tụ cát như vậy. Tốt nhất là rửa và làm khô cốt liệu này trước khi sử dụng.

Cát sông: Loại cát này được tìm thấy ở lòng sông và có hình tròn. Loại cát này được sử dụng phổ biến trong công trình xây dựng.

Cát biển: Loại cát này được tìm thấy dọc theo các bãi biển và bờ biển. Nó tròn và được bao phủ bởi muối, không dễ tách ra. Loại cát này không được ưa chuộng và người ta nên rửa kỹ trước khi sử dụng.

3.2. Phân loại cốt liệu mịn đổ bê tông dựa trên thành phần

Cát sạch: Một loại cát hạt mịn có nhiều kích cỡ khác nhau.

Cát sét: Đây là loại cát cấp phối kém với phần sét rõ ràng và hạt mịn dẻo.

Cát bùn: Đây là loại cát được phân loại kém và chứa phù sa và hạt mịn không dẻo.

3.3. Phân loại cốt liệu mịn đổ bê tông dựa trên kích thước hạt

Cát mịn – Fine Sand: Kích thước hạt dao động từ 0,25 – 0,15 mm. Độ mịn từ 2,2 – 2,6.

Cát trung bình – Medium Sand: Kích thước hạt dao động từ 1 – 0,25 mm. Độ mịn từ 2,6 – 2,9.

Cát Thô – Coarse Sand: Kích thước hạt từ 2 – 1 mm. Độ mịn từ 2,9 – 3,2.

Tùy thuộc vào loại công việc, kích thước cát khác nhau là cần thiết. Đó là lý do tại sao có việc sử dụng các thuật ngữ như cát mịn, cát trung bình và cát thô.

4. Vai trò của cốt liệu mịn trong bê tông

Cốt liệu mịn là chất độn chiếm nhiều thể tích nhất trong bê tông. Kích thước, hình dạng và thành phần của cốt liệu mịn có thể ảnh hưởng lớn đến kết quả đầu ra. Có thể mô tả vai trò của cốt liệu mịn như sau:

Chất lượng của cốt liệu mịn ảnh hưởng đến tỷ lệ và đặc tính đông cứng
Cốt liệu mịn mang lại sự ổn định về kích thước cho hỗn hợp
Cốt liệu mịn có thể ảnh hưởng đến độ đàn hồi và mức độ mài mòn của Bê tông
Tính chất cốt liệu mịn có ảnh hưởng đáng kể đến khả năng co ngót của Bê tông.

5. Sử dụng cốt liệu mịn

Cốt liệu mịn thường được sử dụng trong các dự án có yêu cầu về cấu trúc mịn và đặc (smooth and highly compact structure). Chúng lý tưởng cho các tấm trải bên dưới, vật liệu trong sân thể thao.

Vật liệu trong sân thể thao: Cốt liệu tốt rất phù hợp cho các sân bóng chày và bóng mềm. Vật liệu tốt làm cho nó tốt nhất để trượt và hiệu suất.

Cải tạo đất: Nông dân sử dụng cốt liệu mịn để cải thiện chất lượng đất.

Đế nén chặt: Chúng thường được sử dụng làm nền cho các lối đi. Thường được sử dụng làm lớp nền bên dưới lớp để tạo chỗ đứng vững chắc.

6. So sánh cốt liệu mịn và cốt liệu thô

Phạm vi so sánh	Cốt liệu mịn	Cốt liệu thô
Định nghĩa	Đây là những vật liệu độn kích thước nhỏ dùng trong xây dựng.	Đây là những vật liệu độn kích thước lớn hơn được sử dụng trong xây dựng.
Cỡ hạt	Các cốt liệu này phải lọt qua sàng 4,75 mm và giữ lại trong sàng 0,075 mm.	Những cốt liệu này vẫn còn trên sàng 4,75 mm.
Vật liệu	Các vật liệu như cát, sàng lọc đá và đất sét nung được sử dụng.	Gạch vỡ, đá vỡ, sỏi và đá cuội được sử dụng làm vật liệu.
Nguồn gốc	Cát sông, đá sa thạch nghiền và sỏi nghiền là nguồn cốt liệu mịn.	Các nguồn cốt liệu thô là sỏi hoặc đá vụn và sự phân hủy tự nhiên của đá.
Diện tích bề mặt	Diện tích bề mặt cao.	Diện tích bề mặt nhỏ hơn cốt liệu mịn.
Chức năng trong bê tông	Các khoảng trống ở giữa các cốt liệu thô được lấp đầy bởi các cốt liệu mịn.	Chúng được sử dụng làm vật liệu độn trong bê tông.
Sử dụng	Dùng trong vữa, bê tông, thạch cao và trám các lớp mặt đường.	Chủ yếu được sử dụng trong bê tông và đường ray xe lửa.

7. Các tiêu chuẩn liên quan đến cốt liệu mịn bê tông

Tại Việt nam bạn có thể tham khảo các tiêu chuẩn, quy chuẩn có liên quan đến cốt liệu mịn Bê tông bao gồm:

TCVN 7570:2006 Cốt liệu cho bê tông và vữa – Aggregates for concrete and mortar
TCVN 9382:2012 Chỉ dẫn kỹ thuật chọn thành phần bê tông sử dụng cát nghiền –
TCVN 10796:2015 Cát mịn cho bê tông và vữa – Fine sand for concrete and mortar

Xem thêm: Tiêu chuẩn cát trộn bê tông

8. Câu hỏi thường gặp

8.1. Mục đích chính của cốt liệu mịn trong bê tông là gì?

Cốt liệu mịn làm cho bê tông đặc. Chúng cũng làm giảm sự bao gồm nước và xi măng và góp phần vào sức mạnh của bê tông.

8.2. Bất kỳ lựa chọn thay thế cho cốt liệu tốt?

Tro bay đáy than, bột đá cẩm thạch, bột gốm, bụi đá mỏ, cát đúc, cát tự nhiên và cát tái chế là những lựa chọn thay thế cho cốt liệu mịn. (Coal bottom fly ash, marble powder, ceramic powder, quarry rock dust, foundry sand, natural sand, and recycled sand)

8.3. Ảnh hưởng của cốt liệu mịn đến cường độ bê tông là gì?

Khả năng làm việc của bê tông giảm khi tăng cốt liệu mịn.

8.4. Ảnh hưởng của quá nhiều cốt liệu mịn là gì?

Một lượng lớn cốt liệu mịn làm tăng nhu cầu sử dụng nước, làm tăng độ co ngót bê tông và suy giảm cường độ bê tông.

8.5. Tại sao cốt liệu cần có hình dạng và kết cấu cụ thể?

Hình dạng hạt và kết cấu bề mặt của cốt liệu là cần thiết để có được độ nén, độ bền, khả năng thi công và biến dạng phù hợp.

Trên đây bạn đã có thêm kiến thức về cốt liệu mịn đổ bê tông cũng như các tiêu chuẩn liên quan.

Ở bài viết tiếp theo chúng ta sẽ tìm hiểu về cát nhân tạo một trong các ứng dụng chính của nó là làm cốt liệu mịn (nhỏ) đổ bê tông. Bạn hãy chờ đọc nhé.