Kết quả nén mẫu bê tông thực sự nói lên điều gì

Một phiếu kết quả nén mẫu về tới bàn, ghi 34,5 MPa cho bê tông C30/37. Vậy có đạt không? Câu trả lời là câu hỏi đặt chưa đúng, và hiểu được vì sao chính là khác biệt giữa một cuộc trao đổi hợp lý ngoài công trường với một cuộc tranh cãi tốn kém.

Cấp độ bền là một phân vị, không phải giá trị nhỏ nhất

Trong EN 1992-1-1, $f_{ck}$ là cường độ đặc trưng của mẫu trụ: giá trị mà 5% kết quả được dự kiến sẽ nằm dưới. Đó không phải ngưỡng sàn mà không mẫu nào được phép vượt qua. Theo đúng định nghĩa, cứ hai mươi kết quả thì có một kết quả nằm dưới.

C30/37 ghép cường độ mẫu trụ 30 MPa với cường độ mẫu lập phương 37 MPa. Hai con số mô tả cùng một loại bê tông thử trên hai dạng mẫu khác nhau. Mẫu lập phương thấp và vuông hơn, bị bàn ép kiềm chế nhiều hơn, nên cho kết quả cao hơn mẫu trụ cùng vật liệu khoảng 20 đến 25%. So với con số nào là tùy phòng thí nghiệm đúc mẫu gì, và nhầm lẫn giữa hai loại là cách đọc sai báo cáo phổ biến nhất.

Cường độ tính toán còn thấp hơn nữa:

$$f_{cd} = \alpha_{cc}\,\frac{f_{ck}}{\gamma_C}$$

Với $\gamma_C = 1,5$ và $\alpha_{cc} = 1,0$, C30/37 cho $f_{cd} = 20$ MPa. Như vậy giữa con số 37 MPa in trên phiếu giao hàng và con số 20 MPa dùng trong tính toán là gần gấp đôi, và mọi phần của khoảng cách đó đều đang làm một nhiệm vụ.

Quy định nghiệm thu thực sự yêu cầu gì

EN 206 đánh giá sự phù hợp theo nhóm kết quả chứ không theo từng kết quả. Với giai đoạn sản xuất ban đầu, nhóm 3 kết quả, điều kiện là:

• trung bình nhóm $\ge f_{ck} + 4$ MPa

• mọi kết quả riêng lẻ $\ge f_{ck} - 4$ MPa

Với sản xuất liên tục, từ 15 kết quả trở lên, điều kiện về trung bình chuyển thành $f_{cm} \ge f_{ck} + 1,48\,\sigma$, trong đó $\sigma$ là độ lệch chuẩn đã thiết lập của dây chuyền, còn điều kiện riêng lẻ vẫn giữ ở $f_{ck} - 4$ MPa.

Hai điều rút ra từ đây. Thứ nhất, một kết quả thấp đơn lẻ tự nó chưa phải là không đạt: nó phải xuống dưới $f_{ck} - 4$ thì mới trượt điều kiện riêng lẻ. Thứ hai, nhà cung cấp kiểm soát tốt, có $\sigma$ nhỏ, được phép nhắm tới giá trị trung bình thấp hơn. Vì thế kết quả của một trạm trộn tốt thường bám sát cấp độ bền, còn trạm kém phải thiết kế cấp phối dư lên mới qua được cùng một quy định.

Quay lại câu hỏi mở đầu: 34,5 MPa cao hơn giá trị đặc trưng mẫu trụ 30 MPa và cao hơn hẳn $f_{ck} - 4 = 26$ MPa, nhưng lại thấp hơn giá trị đặc trưng mẫu lập phương 37 MPa và chỉ nhỉnh hơn $37 - 4 = 33$ MPa một chút. Không biết dạng mẫu thì con số đó không có nghĩa gì.

Những điều phép thử không nói cho bạn biết

Nó không phải cường độ của kết cấu. Mẫu thử được đầm trong khuôn trên bàn rung và dưỡng hộ trong nước ở $20 \pm 2^\circ\mathrm{C}$ theo EN 12390-2. Còn bê tông trong cột thì được bơm, đổ vào một lồng thép dày đặc, đầm bởi một người thợ đã mệt và dưỡng hộ theo đúng những gì thời tiết cho. Mẫu thử cho biết bê tông lúc giao hàng có khả năng đạt cường độ đó. Nó không cho biết bê tông sau khi đổ có đạt hay không.

Nó không phải hồ sơ của cả mẻ đổ. Một tổ mẫu lấy từ một lần lấy mẫu, từ một xe, tại một thời điểm.

28 ngày là quy ước, không phải trần. EN 1992-1-1 mục 3.1.2 cho quan hệ cường độ theo tuổi. Với xi măng loại N, bê tông đạt khoảng 78% cường độ 28 ngày ở 7 ngày, và sau 28 ngày vẫn tiếp tục tăng chậm. Kết quả 7 ngày là tín hiệu cảnh báo sớm hữu ích, không phải một phán quyết.

Lịch sử nhiệt độ quan trọng hơn ngày tháng. Mẫu dưỡng hộ trong một cái lán nóng ngoài công trường và mẫu dưỡng hộ đúng quy định trong bể nước sẽ không cho cùng một đáp số, và chênh lệch đó không phải lỗi của bê tông.

Khi kết quả thực sự thấp

Nếu một nhóm kết quả thật sự không đạt thì mẫu thử là điểm bắt đầu của cuộc điều tra, không phải điểm kết thúc. Trình tự thường có hiệu quả:

1. Kiểm tra hồ sơ trước: dạng mẫu, tuổi khi thử, nhật ký dưỡng hộ, ngày hiệu chuẩn máy nén. Một tỷ lệ đáng kể các kết quả thấp hóa ra là lỗi thí nghiệm. 2. Xác định kết quả thấp đó bao phủ phạm vi nào: mẻ đổ nào, cấu kiện nào, bao nhiêu khối. 3. Đánh giá kết cấu chứ không đánh giá mẫu thử. Khoan lấy lõi theo EN 12504-1 đo được bê tông tại chỗ, còn súng bật nảy hay siêu âm giúp vẽ bản đồ biến thiên trên cấu kiện với chi phí thấp, miễn là đã hiệu chuẩn theo lõi khoan. 4. Xem xét liệu điều đó có thực sự quan trọng không. Nhiều cấu kiện vốn không bị cường độ chịu nén của bê tông khống chế. Một bản sàn chịu tải nhẹ, thiết kế theo độ võng và bề rộng vết nứt, có thể không hề bị ảnh hưởng bởi mức hụt cấp độ bền mà ở một cột chịu tải nặng sẽ là nghiêm trọng.

Bước 4 là bước hay bị bỏ qua nhất, và thường lại là bước quyết định chi phí.

Những điểm cần nhớ

• $f_{ck}$ là phân vị 5%. Cứ hai mươi kết quả thì dự kiến có một kết quả nằm dưới.

• Luôn kiểm tra kết quả là của mẫu lập phương hay mẫu trụ trước khi đem so với cấp độ bền.

• EN 206 đánh giá theo nhóm, với điều kiện riêng lẻ đặt ở $f_{ck} - 4$ MPa chứ không phải ở $f_{ck}$.

• Mẫu thử đo bê tông lúc giao hàng trong điều kiện dưỡng hộ lý tưởng. Nó không phải phép đo kết cấu.

• Nhóm kết quả không đạt đòi hỏi khoan lõi và đánh giá chính cấu kiện, và khá thường xuyên cấu kiện hóa ra không bị cường độ bê tông khống chế.

#betong #kiemsoatchatluong #eurocode2