Mác bê tông là gì – Cường độ chịu nén của bê tông

📅 Cập nhật Bài Viết “ Mác bê tông là gì – Cường độ chịu nén của bê tông ” lần cuối ngày 15 tháng 04 năm 2024 tại Công ty Giải Pháp về Sàn TKT Floor Thành Phố Hồ Chí Minh

1. Mác bê tông là gì?

1.1. Khái niệm về mác bê tông và cường độ chịu nén

Mác bê tông là gì?

Đây là khái niệm phổ biến trong xây dựng. Mác bê tông là đại lượng biểu thị cho cường độ chịu nén của bê tông sau 28 ngày sau khi đổ.

Cường độ chịu nén của bê tông được định nghĩa là ứng suất nén, có thể phá hủy bê tông. Được tính bằng lực trên một đơn vị diện tích như N/mm2, hoặc Kg/cm2. Cường độ chịu nén là đặc trưng cơ bản của bê tông nhằm phản ánh khả năng chịu lực. Để xác định được cường độ của bê tông, thông thường sẽ dùng thí nghiệm mẫu.

Trong thực tế thi công nhiều kết cấu bê tông có thể uốn nhờ cốt thép, do đó nhiều công trình hiện tại để bù đắp cho các vấn đề của bê tông, người ta thường dùng thép đặt vào vùng bê tông chịu kéo để tối ưu hóa khả năng chịu lực của bê tông.

Ký hiệu

Mác bê tông được ký hiệu bằng chữ M được đo bằng đơn vị đo ứng suất – stress là Mpa (mega Pascal). Đây là ký hiệu theo tiêu chuẩn cũ. Đôi khi trong các bản vẽ xây dựng hiện nay, bạn sẽ thấy có kỹ hiệu chữ B, C. Bài viết này chúng ta cùng tìm hiểu về bản chất về cường độ bê tông và các ký hiệu M, B, C.

Bê tông có mác 200, có nghĩa là M200. Khi đó được hiểu cường độ chịu nén (hay cường độ để phá vỡ mẫu) đối với mẫu lập phương 150x150x150 mm. Trong các điều kiện thí nghiệm theo tiêu chuẩn trung bình là khoảng 20 Mpa (Chính xác là 19.27. Tại sao có số lẻ như vậy là do cách tính theo tiêu chuẩn lấy giá trị trung bình và đảm bảo tính xác xuất cho mẫu đồng đều và đại diện).

Kết quả mác bê tông được tính theo xác suất đảm bảo không dưới 95% xác định trên các mẫu lập phương kích thước tiêu chuẩn (150mm x 150mm x 150mm) được chế tạo, dưỡng hộ trong điều kiện tiêu chuẩn và thí nghiệm nén ở tuổi 28 ngày.

1.2. Cấp độ bền bê tông là gì?

Vậy Cấp độ bền bê tông định nghĩa hiểu đúng là gì?

Theo tiêu chuẩn mới của Việt Nam hiện nay thì không dùng ký hiệu M – mác bê tông. Thay thế cho ký hiệu M là ký hiệu B – cấp độ bền của bê tông. Cấp độ bền B được xác định từ kết quả nén mẫu hình trụ. Nghĩa là thay vì lấy mẫu lập phương thì người ta lấy mẫu hình trụ. Sau đó nén mẫu, cho ra kết quả cường độ chịu nén.

Thay vì lấy mẫu hình lập phương để tính Mác bê tông, để xác định Cấp Độ Bền B người ta chỉ đơn giản là lấy mẫu theo hình trụ D15x30cm (đường kính 15 cm, dài 30 cm) để tương thích với các tiêu chuẩn xác định cường độ bê tông của Châu Âu, hay Trung Quốc.

Tuy nhiên hiện nay nhiều tài liệu cũ, và thói quen, cũng như liên quan các vấn đề quyết toán thì Mác Bê Tông M vẫn được sử dụng phổ biến hơn tại Việt Nam.

Từ này để hòa nhập với thế giới thì cấp độ bền B nên được sử dụng.

1.3. Bảng quy đổi cấp độ bền và mác bê tông

Theo đó, với những thay đổi trong việc quy ước giá trị và ký hiệu mới. Chúng ta có bảng quy đổi giá trị đại lượng của hai khái niệm mác bê tông và cấp độ bền của bê tông theo như bảng dưới đây.

Thông thường khi bạn nhìn vào Mác bê tông, ví dụ M250 thì biết rằng cường độ chịu nén của mẫu bê tông đó trung bình khoảng là 25 MPa hoặc bằng 250 kG/cm2 (250 kG trên 1 cm vuông). Chỉ số đi sau chữ M nói lên khả năng chịu lực nén của bê tông, hay cường độ của bê tông.

1.4. Các khái niệm cơ bản cần nắm để hiểu hơn về cường độ bê tông

Để hiểu cường độ nén (hay đúng bản chất là ứng suất nén phá hủy) của bê tông là gì. Bạn cũng cần hiểu thêm về các kiến thức cũng như đơn vị dưới đây bao gồm: trọng lượng, trọng lực, ứng suất, lực, Kg lực, áp lực,

Một vài chuyển đổi đơn vị có thể gây khó hiểu cho bạn.

• 1 kg/cm² = 98066.5 pascals (Pa)
• 1 N/mm² = 1 MPa = 1,000,000 pascals (Pa)
• 1N/mm² = 10.197 kgf/cm²
• 1 kg/cm² = 0.0980665 MPa (hay xấp xỉ 0.1 MPa)
• 1 Mpa = 10.197 kg/cm²
• 1 Pa = 1 N/m²;

Các khái niệm có thể bạn cần biết để hiểu nội dung bài này:

1.4.1. Đơn vị N lực là gì?

Khái niệm Niutơn được dùng để biểu thị sự tương tác giữa những vật thể với nhau và khiến cho các vật thay đổi trạng thái chuyển động: 1N = 1kg m/s²

• Tuy nhiên, nhiều người thường dùng đơn vị kgf để thay cho N. Cụ thể có thể chuyển đổi là ( lấy gia tốc trọng trường chuẩn = 9.80665).
• 1KGF = 9,8 N

1.4.2. Lực là gì?

Lực là đại lượng vectơ, đặc trưng cho tác dụng của vật này lên vật khác. Tạo ra gia tốc cho vật hoặc làm vật biến dạng. Đơn vị của lực là Newton (viết tắt là N) là đơn vị đo của lực trong hệ đo lường quốc tế (SI); được lấy tên của nhà bác học Isaac Newton. Nó là một đơn vị dẫn xuất trong SI nghĩa là nó được định nghĩa từ các đơn vị đo lường cơ bản.

1.4.3. Trọng lượng là gì?

Trong khoa học và kỹ thuật, trọng lượng của một vật thường được xem là lực mà lực hấp dẫn tác động lên vật thể đó. Nó được ký hiệu bằng chữ P = m.g.

Trọng lượng của vật nặng 100 gam xấp xỉ là: 0.1kg x 9.8 m/s² = 0.98 N. Hay xấp xỉ là 1 N; (Trong đó 1N=1kg m/s²)

1.4.4. Trọng lực là gì?

Trọng lực là lực hút trái đất tác dụng lên một vật, có phương thẳng đứng và có chiều hướng về phía của trái đất. Trọng lực được xác định bằng cách tính khối lượng của vật với gia tốc tự do tại nơi đặt vật đó. Trọng lực sẽ có phương thẳng đứng và chiều từ hướng về phía trái đất. Công thức trọng lực là: P= mg

Trong đó:

• m là khối lượng của vật được tính bằng kg
• g là gia tốc trọng trường của vật, có đơn vị là m/s² (9.80665 m/s²)

1.4.5. Kg lực là gì?

Kí hiệu: kG hoặc kg lực, đơn vị lực của hệ đơn vị cũ – hệ MkGS (mét – kilôgam lực – giây). Bằng trọng lực của vật có khối lượng 1 kilôgam ở nơi có gia tốc rơi tự do chuẩn, 1 kG = 9,80655 N. Sau này người ta sử dụng đơn vị N phổ biến hơn.

1.4.6. Áp lực là gì?

Áp lực là lực ép tác động trên diện tích bề mặt của một vật theo phương vuông góc với bề mặt tiếp xúc. Lực ép vuông góc với diện tích bề mặt chịu lực. Theo nghĩa chung, cũng như khái niệm lực tổng quát, áp lực là đại lượng véc-tơ. Tuy nhiên vì đã xác định được phương (vuông góc với bề mặt chịu lực) và chiều (hướng vào mặt chịu lực). Nên khi nói về áp lực, người ta có thể chỉ nói về độ lớn (cường độ).

Đơn vị đo lường của áp lực là Pa: Newton (N/m²)

1.4.7. Ứng suất (stress) là gì?

Ứng suất, còn gọi là sức căng, là đại lượng biểu thị nội lực phát sinh trong vật thể biến dạng do tác dụng của các nguyên nhân bên ngoài như tải trọng, sự thay đổi nhiệt độ, v.v. Đơn vị của ứng suất là Pa hoặc Mega Pascal Mpa mà bạn thường thấy trong các bảng tiêu chuẩn để đo mác bê tông, hay cường độ chịu nén của bê tông.

2. Cường độ chịu nén của bê tông là gì?

Cường độ chịu nén của bê tông là ứng suất nén phá hủy của bê tông. Tính bằng lực trên 1 đơn vị diện tích, như là kG/cm², hay N/mm². Cường độ chịu nén là đặc trưng cơ bản của bê tông nhằm phản ánh khả năng chịu lực. Để xác định được cường độ của bê tông, thông thường sẽ dùng thí nghiệm mẫu.

Thông thường trong xây dựng, chúng ta chỉ chú ý tới cường độ chịu nén của bê tông. Còn cường độ chịu kéo của bê tông thường rất thấp, nên chúng ta thường bỏ qua.

Nhưng tại sao các kết cấu bê tông có thể chịu được uốn tốt? Vì chúng ta đã sử dụng cốt thép. Sử dụng khả năng chịu kéo cao của thép để bù đắp cho khả năng chịu kéo thấp của bê tông. Chúng ta đặt thép vào trong vùng bê tông chịu kéo để tối ưu khả năng chịu lực. Từ đó chúng ta có thuật ngữ bê tông cốt thép.

Như vậy Cường Độ chịu Nén Bê tông là một đại lượng quan trọng trong ngành bê tông. Vấn đề ở chỗ là cách xác định cường độ chịu nén này như thế nào và các tiêu chuẩn để đo cường độ chịu nén khác nhau ra sao.

Về bản chất cường độ chịu nén đều đo bằng đại lượng ứng suất và đơn vị là Mpa. Nhưng tại sao lại có các tiêu chuẩn khác nhau với các ký hiệu khác nhau như Mác bê tông (M), Cấp độ bền bê tông (B), Cấp độ bền bê tông theo Châu Âu là C.

2.1. Xác định cường độ chịu nén của bê tông theo TCVN để ra Mác bê tông M

Mẫu dùng để đo cường độ là một mẫu bê tông hình lập phương có kích thước 150 mm × 150 mm × 150 mm. Được dưỡng hộ trong điều kiện tiêu chuẩn quy định trong TCVN 3105:1993. Trong thời gian 28 ngày sau khi bê tông đông kết.

Sau đó được đưa vào máy nén để đo ứng suất nén phá hủy mẫu. Qua đó xác định được cường độ chịu nén của bê tông. Đơn vị tính bằng MPa (N/mm²) hoặc daN/cm² (kG/cm²).

Vậy tại sao lại cần chờ tới đông kết tới 28 ngày sau khi thi công để đánh giá cường độ chịu nén?

Vì sau khi đổ bê tông, quá trình đông cứng bắt đầu diễn ra, và cường độ bê tông cũng được phát triển từ lúc này. Sau 28 ngày thì bê tông đã đạt cường độ gần như hoàn chỉnh (khoảng 99%). Thực tế bê tông vẫn phát triển cường độ sau 28 ngày nhưng cường độ này tăng lên không đáng kể. Nên việc đánh giá cường độ chịu nén được thực hiện sau 28 ngày.

Về tỉ lệ chính xác bạn có thể theo dõi tại bảng dưới.

2.2. Các yếu tố ảnh hưởng tới cường độ chịu nén bê tông

Có nhiều yếu tố liên quan ảnh hưởng tới cường độ chịu nén của bê tông. Trong bài viết này đề cập tới một số yếu tố quan trọng hơn.

2.2.1. Chất lượng của quá trình trộn và đổ.

Các lỗ rỗng trong bê tông hình thành do việc trộn và đổ vật liệu không đều dẫn tới chứa nước và không khí trong kết cấu. Lỗ rỗng khí là một ví dụ rõ ràng và dễ nhìn thấy của lỗ mao quản trong bê tông. Khiến hệ thống sàn giống như một miếng bọt biển, cấu trúc yếu.

Nói chung, bê tông càng xốp, thì cường độ càng thấp. Có thể nguồn gốc quan trọng nhất của độ xốp bê tông là tỷ lệ nước/xi măng (w/cm) trong hỗn hợp. Thông số này rất quan trọng, sẽ được thảo luận riêng dưới đây.

2.2.2. Tỷ lệ xi măng và nước

Được xác định bằng khối lượng nước chia cho khối lượng xi măng trong hỗn hợp. Ví dụ, một hỗn hợp bê tông chứa 400 kg xi măng và 240 lít (240 kg) nước sẽ có tỷ lệ nước/xi măng là 240/400 = 0,6. Tỷ lệ nước/xi măng được viết tắt là ‘w/c’.

Trong hỗn hợp, trong đó w/c lớn hơn xấp xỉ 0.4, thì trên lý thuyết tất cả xi măng có thể phản ứng với nước trộn để tạo ra sản phẩm thủy hóa xi măng. Ở tỷ lệ cao hơn w/c, nước theo không gian chiếm chỗ thêm của nước w/c = 0.4 sẽ còn lại lỗ rỗng chứa đầy nước, hoặc là không khí nếu bê tông khô.

Kết quả là khi tỷ lệ w/c tăng, độ xốp của hồ xi măng trong bê tông cũng tăng lên. Khi độ xốp tăng lên, cường độ nén của bê tông sẽ giảm.

Xem chi tiết: Tỉ lệ xi măng và nước đúng

2.2.3. Chất lượng các thành phần cốt liệu

Điều rõ ràng là nếu cốt liệu trong bê tông có cường độ thấp thì dẫn đến cường độ bê tông cũng sẽ thấp. Các loại đá tự nhiên mềm, chẳng hạn như đá phấn, rõ ràng không phù hợp để sử dụng làm cốt liệu.

2.2.4. Phụ gia bê tông

Sự đồng nhất của liên kết giữa hồ và cốt liệu (vùng chuyển tiếp) là rất quan trọng. Nếu không có liên kết, cốt liệu tạo ra các lỗ trống. Như đã thảo luận ở trên, lỗ rỗng là nguồn gốc của gây nên cường độ bê tông thấp.

Bằng cách sử dụng các loại phụ gia giảm nước bê tông có thể giúp bê tông tăng cường độ và đạt cường độ ở các ngày sớm hơn.

Cũng có các loại phụ gia tăng cường độ bê tông sớm sẽ được thảo luận ở một bài viết khác.

2.2.5. Chất lượng của xi măng

Nhiều thông số liên quan đến thành phần của từng khoáng xi măng và tỷ lệ của chúng trong xi măng có thể ảnh hưởng đến tốc độ phát triển cường độ và đạt được cường độ cuối cùng. Bao gồm các yếu tố sau:

• Hàm lượng khoáng alite
• Độ hoạt tính của khoáng alite và belite
• Hàm lượng sulfate trong xi măng

Độ mịn của xi măng sẽ ảnh hưởng đến tốc độ thủy hóa xi măng, xi măng nghiền mịn hơn sẽ dẫn đến phản ứng nhanh hơn. Độ mịn thường được biểu hiện bằng tổng diện tích bề mặt hạt, ví dụ: 400 m2/kg.

Tuy nhiên, ảnh hưởng không nhiều, điều quan trọng là sự phân bố kích thước hạt của xi măng; chỉ dựa vào kết quả phép đo diện tích bề mặt có thể gây sai số. Ví dụ một số khoáng, thạch cao, có thể ưu tiên nghiền sản xuất loại xi măng với diện tích bề mặt cao. Xi măng như vậy có thể chứa thạch cao rất mịn nhưng cũng có các hạt clinker tương đối thô dẫn đến tốc độ thủy hóa chậm hơn.

3. Chọn mác bê tông phù hợp với công trình như thế nào?

Chọn mác bê tông là rất quan trọng trong thi công, cần chuẩn bị vật liệu gì để đảm bảo yếu tố chính xác. Đối với những công trình được thiết kế bài bản ngay từ đầu. Mác bê tông được các kỹ sư kết cấu quyết định. Hồ sơ bản vẽ có ghi rõ sử dụng mác bê tông là bao nhiêu. Kỹ sư công trình theo mác bê tông trong bản vẽ mà trộn vật liệu gì và tỷ lệ cấp phối bê tông cho phù hợp.

Đối với những công trình nhỏ, không có hồ sơ thiết kế bài bản, thì nhà thầu quyết định lựa chọn mác bê tông, thường thì dựa trên kinh nghiệm của họ.

Có hai loại bê tông thường được sử dụng hiện nay là: 

• Bê tông trộn tay
• Bê tông thương phẩm

3.1. Chọn cường độ cho bê tông trộn tay

Bê tông trộn tay thường được sử dụng cho xây dựng các công trình quy mô nhỏ. Thích hợp cho các tòa nhà dân dụng nhỏ, sử dụng khối lượng bê tông không  lớn. Bê tông trộn tay thường khó để kiểm soát chất lượng.

Trong quá trình đổ bê tông, có nhiều yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng bê tông, đặc biệt là yếu tố con người.

3.2. Chọn cường độ cho bê tông thương phẩm

Bê tông thương phẩm

Hay còn gọi là bê tông tươi, là loại bê tông được tính toán thiết kế cấp phối dựa trên những bài kiểm tra, đánh giá từ chuyên gia. Các nhà cung cấp bê tông thương phẩm thường chịu trách nhiệm về mác bê tông, cũng như chất lượng bê tông. Do đó, họ sẽ kiểm soát tốt các khâu: lựa chọn vật liệu, tính toán tỷ lệ pha trộn – cấp phối bê tông, liều lượng sử dụng phụ gia bê tông.

Khi họ nhận được đơn đặt hàng, thường đi kèm các thông số: mác bê tông, độ sụt và khối lượng. Bê tông được trộn ở nhà máy. Sau đó vận chuyển đến nhà máy. Trong quá trình vận chuyển, bê tông được đảo đều để đảm bảo không đông cứng trước khi đến công trường.

Bê tông thương phẩm thường được sử dụng trong các công trình quy mô lớn, yêu cầu khối lượng lớn.

Lựa chọn bê tông

Khi lựa chọn loại bê tông trộn tay hay bê tông thương phẩm, thường có hai yếu tố cần xem xét. Thứ nhất đó là chi phí vật liệu. Bạn cần so sánh tổng chi phí vật liệu cho cả hai lựa chọn. Thứ hai là chi phí nhân công. Chắc chắc chi phí vật liệu khi chọn bê tông thương phẩm sẽ cao hơn.

Tùy vào trường hợp địa điểm, quy mô công trình của bạn mà lựa chọn phương án hợp lý hơn. Có những công trình nằm trong hẻm hoặc ở những vị trí mà xe bê tông không vào được thì bạn buộc phải chọn phương án bê tông trộn tay.

Các công trình nhỏ, kết cấu không yêu cầu khả năng chịu lực cao thì thường dùng các loại bê tông mác thấp như M15, M20, M25.

Đối với những công trình lớn hơn, kết cấu phải chịu lực lớn hơn. Các kỹ sư thiết kế thường chọn bê tông mác cao hơn, thông thường là M300 trở lên. Loại này thường là sử dụng bê tông thương phẩm.

Trong thực tế khi thi công thường gặp các loại bê tông thương phẩm có cốt liệu đá thường là đá tím, đá lép, đá nhỏ. . . Ảnh hưởng đến khả năng chịu lực của bê tông. Do đó các bạn nên chọn cơ sở sản xuất bê tông thương phẩm uy tín và chất lượng.

4. Đơn vị đo cường độ bê tông trên thế giới

Thực chất, cấp bền C được quy định theo tiêu chuẩn Châu Âu (EC2) được sử dụng phổ biến với các nước trên thế giới. Trung Quốc cũng đánh giá cường độ bê tông theo cấp bền C (quy định trong tiêu chuẩn GB 50010-2010).

Sau đây chúng tôi xin giới thiệu bảng quy đổi cường độ bê tông theo cấp bền C:

5. Kết luận mác bê tông là gì?

Với bài viết trên đây, hy vọng bạn đã có câu trả lời cho câu hỏi Mác bê tông là gì?

Cường độ chịu nén bê tông, cường độ bê tông, mác bê tông, cấp độ bền là một thuật ngữ chuyên ngành chỉ các đặc tính vật lý của bê tông. Hy vọng qua nội dung bài viết trên, TKT Floor đã giải quyết được nhu cầu tìm kiếm thông tin của bạn.

Với mọi thắc mắc và ý kiến đóng góp, vui lòng để lại bình luận phía dưới hoặc liên hệ với chúng tôi qua Hotline: 0905.356.285 để được tư vấn miễn phí nhanh nhất.

6. Nội dung liên quan

Những bài viết có nội dung liên quan tới sàn bê tông, mác bê tông có thể bạn quan tâm:

• Giải pháp sàn bê tông: https://13.215.255.106/giai-phap-san-be-tong/
• Phụ gia kết nối bê tông cũ và mới: https://13.215.255.106/phu-gia-ket-noi-be-tong-cu-va-moi/
• Phương pháp chuẩn bị nền cơ sở: https://13.215.255.106/phuong-phap-chuan-bi-nen-thi-cong-san-cong-nghiep/
• Nguyên nhân và cách khắc phục nứt sàn bê tông: https://13.215.255.106/nut-san-be-tong/
• Các dạng co ngót bê tông: https://13.215.255.106/cac-dang-co-ngot-be-tong/

---

0905.356.285

Công ty giải pháp sàn công nghiệp TKT Floor®

Địa chỉ: Số 9, đường 28, P. Bình Trưng Tây, TP.Thủ Đức, TP.HCM

Website: https://TKTFloor.com/

Nguồn: Giải pháp sàn cứng TKT Floor