32811 110081 1 pb 3815

TẠP CHÍ KHOA HỌC TRƯỜNG ĐẠI HỌC HỒNG ĐỨC - SỐ 35.2017 ĐÁNH GIÁ CÁC THÔNG SỐ KỸ THUẬT CỦA MỘT SỐ LOẠI THÉP XÂY DỰNG TRÊN THỊ TRƯỜNG Mai Thị Hồng1, Ngơ Sĩ Huy2 TĨM TẮT Thép Việt Nam sản xuất dây chuyền công nghệ nhập từ nhiều quốc gia khác Mỗi quốc gia có tiêu chuẩn riêng quy định thơng số kỹ thuật mà thép phải đảm bảo Hiện chưa có nghiên cứu đánh giá thơng số kỹ thuật thực tế loại thép so với tiêu chuẩn hành Việt Nam Bài báo đánh giá phù hợp số loại thép thị trường so với tiêu chuẩn quốc gia Việt Nam quy định yêu cầu kỹ thuật thép dùng bê tông cốt thép (TCVN 1651-2008) Các loại thép đánh giá bao gồm CB300 CB500 hãng sản xuất khác Hòa Phát, Việt Nhật, Thái Nguyên Việt Ý Các thông số kỹ thuật đánh giá bao gồm khối lượng mét chiều dài, giới hạn chảy, giới hạn bền kéo độ giãn dài sau đứt Kết cho thấy, loại thép đánh giá có thông số kỹ thuật thỏa mãn TCVN 1651-2008 Từ khóa: Thép, giới hạn chảy, giới hạn bền, độ giãn dài ĐẶT VẤN ĐỀ Bê tông cốt thép vật liệu xây dựng sử dụng phổ biến rộng rãi cơng trình xây dựng Sản phẩm kết hợp khả chịu kéo nén tốt thép khả chịu nén khá, chịu kéo bê tông Do cấu kiện bê tông cốt thép, thép chủ yếu giữ vai trị chịu kéo cịn bê tơng chịu nén Giữa cốt thép bê tơng có lực dính tốt, khơng xảy phản ứng hóa học, có hệ số giãn nở gần giống bê tông giúp bảo vệ cốt thép khỏi xâm thực môi trường, chúng kết hợp làm việc [7] Cốt thép đóng vai trị quan trọng việc chịu kéo cấu kiện bê tông cốt thép Vì vậy, thơng số kỹ thuật cốt thép phải kiểm soát chặt chẽ nhằm đảm bảo chất lượng cơng trình Hiện nay, thị trường có nhiều loại thép với hãng khác nhau, sản xuất dây chuyền công nghệ nhập quốc gia khác Ở quốc gia lại có tiêu chuẩn khác quy định thông số kỹ thuật cốt thép phải đảm bảo Ví dụ, Việt Nam thơng số kỹ thuật thép phải thỏa mãn TCVN 1651-2008 [3] Tương tự vậy, Mỹ Nhật, thép phải thỏa mãn tiêu chuẩn tương ứng ASTM 615/A615M-14 [1] JIS G3112-2010 [6] Bảng 1, thể yêu cầu thông số kỹ thuật loại thép theo tiêu chuẩn Việt Nam (TCVN 1651-2008), với loại thép tương ứng theo tiêu chuẩn Mỹ (ASTM 615/A615M-14) Nhật (JIS G3112-2010) 1,2 Giảng viên khoa Kỹ thuật Công nghệ, Trường Đại học Hồng Đức 80 TẠP CHÍ KHOA HỌC TRƯỜNG ĐẠI HỌC HỒNG ĐỨC - SỐ 35.2017 Bảng Tiêu chuẩn quốc gia Việt Nam TCVN 1651-2008 Mác thép CB300-T CB300-V CB400-V CB500-V Giới hạn chảy (MPa) 300 300 400 500 Giới hạn bền (MPa) 440 450 570 650 Độ giãn dài sau đứt (%) 16 19 14 14 Bảng Tiêu chuẩn Mỹ ASTM 615/A615M-14 Mác thép Giới hạn chảy (MPa) Giới hạn bền (MPa) G 280 280 420 G 420 420 620 G 520 520 690 Độ giãn dài sau đứt (%) 11 (D ≤ 10) 12 (D > 10) (D ≤ 20) (20 < D ≤ 25) (D ≥ 28) (D ≤ 25) (D > 25) (Ghi chú: D đường kính thép) Bảng Tiêu chuẩn Nhật JIS G3112-2010 Mác thép Giới hạn chảy (MPa) Giới hạn bền (MPa) SD 295A 295 440-600 SD 390 390-510 560 SD 490 490-625 620 Độ giãn dài sau đứt (%) 16 (D < 25) 17 (D ≥ 25) 16 (D < 25) 17 (D ≥ 25) 12 (D < 25) 13 (D ≥ 25) Mục tiêu báo đánh giá phù hợp số loại thép xây dựng thị trường hãng sản xuất khác so với tiêu chuẩn hành Việt Nam TCVN 1651-2008 [3] Các thông số kỹ thuật đánh giá bao gồm: khối lượng mét chiều dài, giới hạn chảy, giới hạn bền kéo độ giãn dài sau đứt Chú ý rằng, tiêu chuẩn Mỹ ASTM 615/A615M-14 [1] Nhật JIS G3112-2010 [6] không quy định độ lệch khối lượng mét chiều dài Các loại thép đánh giá bao gồm thép Hòa Phát, Việt Nhật, Thái Nguyên Việt Ý NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 2.1 Chuẩn bị thí nghiệm 2.1.1 Vật liệu Bảng thống kê loại thép sử dụng nghiên cứu bao gồm: thép CB300 Hòa Phát, Việt Nhật Thái Nguyên với loại đường kính từ D6 đến D25 Đây loại thép sử dụng phổ biến cơng trình xây dựng dân dụng Thanh Hóa Loại thép CB500 hãng Việt Ý với loại đường kính từ D16 đến D32 xem xét nghiên cứu này, loại thép thường sử dụng công trình, 81 TẠP CHÍ KHOA HỌC TRƯỜNG ĐẠI HỌC HỒNG ĐỨC - SỐ 35.2017 dự án quan trọng, yêu cầu kết cấu có khả chịu lực lớn Chú ý loại thép có đường kính nhỏ 10mm thép trơn, thép khác có đường kính lớn 10mm thép vằn Bảng Các loại thép thí nghiệm STT Tên hãng Hòa Phát Việt Nhật Thái Nguyên Việt Ý Kí hiệu HP VN TN VY Loại thép CB300 CB300 CB300 CB500 Các loại đường kính D6  D25 D6  D25 D6  D25 D16  D32 2.1.2 Phương pháp thí nghiệm Các mẫu thép chuẩn bị có chiều dài 60cm hình Các thơng số thí nghiệm bao gồm: khối lượng 1m chiều dài, giới hạn chảy, giới hạn bền kéo, độ giãn dài đứt Phương pháp thí nghiệm theo tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 7937-2013 [5] Chú ý phương pháp thí nghiệm theo TCVN 7937-2013 tương tự với tiêu chuẩn thí nghiệm Mỹ ASTM A370-2015 [2] Nhật JIS Z2241-1993 [5] Các thí nghiệm đánh giá khả chịu lực tiến hành với máy kéo nén vạn 1000 kN CHT 4016 xưởng thực hành Khoa Kỹ thuật Công nghệ, Trường Đại học Hồng Đức (hình 2) Mỗi loại thép sử dụng ba mẫu thí nghiệm, giá trị loại lấy trung bình ba mẫu thử Hình Chuẩn bị mẫu thí nghiệm Hình Máy kéo nén vạn 1000 kN CHT 4016 82 TẠP CHÍ KHOA HỌC TRƯỜNG ĐẠI HỌC HỒNG ĐỨC - SỐ 35.2017 2.2 Kết thảo luận 2.2.1 Khối lượng 1m chiều dài Khối lượng 1m chiều dài loại thép CB300 CB500 thể bảng Kết thí nghiệm cho thấy, ba loại thép CB300 có độ sai lệch khối lượng thỏa mãn theo TCVN 1651-2008 [3], độ sai lệch trung bình dao động khoảng 2,17% đến 3,36% Trong thép Thái Nguyên có đồng với độ sai lệch trung bình độ lệch chuẩn nhỏ (2,17%  1,36%) Tương tự, độ sai lệch khối lượng thép Việt Ý CB500 thỏa mãn theo TCVN 1651-2008 [3], độ sai lệch trung bình độ lệch chuẩn 3,21% 0,88% Kết cho thấy sai lệch loại thép không nhiều Bảng Khối lượng 1m chiều dài loại thép CB300 Khối lượng Khối lượng thực 1m chiều dài Đường kính 1m chiều dài (kg/m) STT (mm) theo quy định HP VN TN (kg/m) 0,222 0,224 0,220 0,221 0,395 0,390 0,404 0,403 10 0,617 0,582 0,591 0,609 12 0,888 0,839 0,841 0,883 14 1,208 1,196 1,183 1,160 16 1,578 1,536 1,571 1,569 18 1,998 2,007 1,910 1,909 20 2,466 2,456 2,371 2,439 22 2,984 2,855 2,858 2,890 10 25 3,853 3,723 3,720 3,758 Giá trị trung bình Độ lệch chuẩn Sai lệch (%) HP VN TN 0,7 1,1 5,7 5,4 1,0 2,7 0,5 0,4 4,3 3,4 2,52 1,97 0,8 2,4 4,1 5,3 2,1 0,4 4,4 3,9 4,2 3,5 3,36 1,39 0.43 2.04 1.24 0.54 4.01 0.59 4.42 1.12 3.15 2.46 2,17 1,36 Sai lệch cho phép (%) ±8 ±8 ±6 ±6 ±5 ±5 ±5 ±5 ±5 ±4 Bảng Khối lượng 1m chiều dài thép Việt Ý CB500 STT Khối lượng 1m Khối lượng thực 1m Đường kính chiều dài theo quy định chiều dài (mm) (kg/m) (kg/m) 16 1,578 1,522 18 1,998 1,917 20 2,466 2,367 22 2,984 2,865 25 3,853 3,748 28 4,834 4,755 32 6,313 6,182 Giá trị trung bình Độ lệch chuẩn Sai lệch (%) 3.55 3.55 4.06 4.03 4.00 2.74 1.63 3,21 0,88 Sai lệch cho phép (%) ±5 ±5 ±5 ±5 ±4 ±4 ±4 83 TẠP CHÍ KHOA HỌC TRƯỜNG ĐẠI HỌC HỒNG ĐỨC - SỐ 35.2017 2.2.2 Giới hạn chảy dẻo Bảng kết thí nghiệm giới hạn chảy dẻo loại thép CB300 CB500 Đối với thép CB300, tỷ số giới hạn chảy dẻo từ thí nghiệm giá trị chảy dẻo theo yêu cầu TCVN 1651-2008 (300 MPa) [3] nằm khoảng từ 1,18 đến 2,57 Có nghĩa giới hạn chảy dẻo thực tế lớn 18% - 157% so với giá trị quy định, giá trị trung bình lớn 45% - 60% Thép Hịa Phát có giới hạn chảy dẻo trung bình cao hai loại lại, nhiên thép Việt Nhật lại có đồng Đối với thép CB500 giới hạn chảy dẻo lớn 4% - 31% so với giá trị chảy dẻo theo quy định (500 MPa), trung bình lớn 21%, độ lệch chuẩn 8% Kết cho thấy cường độ chảy dẻo thực tế loại thép CB300 lớn nhiều so với giá trị danh nghĩa quy định TCVN 1651-2008 [3] Đối với thép CB500, cường độ thực tế lớn cường độ danh nghĩa không nhiều CB500 thép có cường độ cao, sử dụng dự án quan trọng, nên chất lượng thép kiểm soát chặt chẽ chất lượng thép tương đối đồng Bảng Giới hạn chảy dẻo loại thép CB300 Giới hạn chảy dẻo Giới hạn chảy dẻo thí nghiệm RH Đường kính (MPa) STT theo quy định RoH (mm) (MPa) HP VN TN 300 772 713 639 300 563 544 546 10 300 594 504 644 12 300 430 467 463 14 300 361 378 452 16 300 378 359 483 18 300 430 411 353 20 300 358 364 354 22 300 385 412 487 10 25 300 518 464 509 Giá trị trung bình Độ lệch chuẩn Tỷ số HP 2,57 1,88 1,98 1,43 1,20 1,26 1,43 1,19 1,28 1,73 1,60 0,42 RoH RH VN 2,38 1,81 1,68 1,56 1,26 1,20 1,37 1,21 1,37 1,55 1,45 0,20 TN 2,13 1,82 2,15 1,54 1,51 1,61 1,18 1,18 1,62 1,70 1,48 0,30 Bảng Giới hạn chảy dẻo thép Việt Ý CB500 84 STT Đường kính (mm) 16 18 20 22 25 28 32 Giới hạn chảy dẻo theo quy định RoH (MPa) 500 500 500 500 500 500 500 Giá trị trung bình Độ lệch chuẩn Giới hạn chảy dẻo thí nghiệm RH (MPa) 618 651 656 589 597 578 520 Tỷ số RoH RH 1,24 1,30 1,31 1,18 1,19 1,16 1,04 1,21 0,08 TẠP CHÍ KHOA HỌC TRƯỜNG ĐẠI HỌC HỒNG ĐỨC - SỐ 35.2017 2.2.3 Giới hạn bền kéo Tương tự giới hạn chảy dẻo, giới hạn bền kéo thực tế lớn 11%-107% so với giá trị danh nghĩa theo quy định thép CB300 7%-20% thép CB500 (xem Bảng 10) Trung bình, giới hạn bền kéo thép CB300 lớn 41%-46%, thép CB500 lớn 15% so với giá trị yêu cầu theo TCVN 1651-2008 [3] Giới hạn bền kéo thép CB500 đồng so với thép CB300 Cả ba loại thép CB300 nghiên cứu báo có giới hạn bền kéo tương đương nhau, độ sai khác không nhiều Bảng Giới hạn bền kéo loại thép CB300 Đường kính (mm) STT 10 10 12 14 16 18 20 22 25 Giới hạn chảy dẻo Giới hạn chảy dẻo thí nghiệm Rm (MPa) theo quy định Rom (MPa) HP VN TN 440 913 855 781 440 724 738 702 440 701 637 722 450 579 672 603 450 554 570 643 450 552 499 649 450 633 575 534 450 543 530 566 450 550 604 682 450 653 633 651 Giá trị trung bình Độ lệch chuẩn Tỷ số HP 2,07 1,64 1,59 1,29 1,23 1,23 1,41 1,21 1,22 1,45 1,43 0,26 Rom Rm VN 1,94 1,68 1,45 1,49 1,27 1,11 1,28 1,18 1,34 1,41 1,41 0,17 TN 1,78 1,59 1,64 1,34 1,43 1,44 1,19 1,26 1,52 1,45 1,46 0,14 Bảng 10 Giới hạn bền kéo thép Việt Ý CB500 STT Đường kính (mm) 16 18 20 22 25 28 32 Giới hạn chảy dẻo theo quy định Rom (MPa) 650 650 650 650 650 650 650 Giá trị trung bình Độ lệch chuẩn Giới hạn chảy dẻo thí nghiệm Rm (MPa) 773 757 782 712 754 726 698 Tỷ số Rom Rm 1,19 1,17 1,20 1,10 1,16 1,12 1,07 1,15 0,04 2.2.4 Độ giãn dài đứt Bảng 11 12 so sánh độ giãn dài thực tế đứt loại thép CB300 CB500 so với giá trị quy định theo TCVN 1651-2008 [3] Kết cho thấy độ giãn dài đứt 85 TẠP CHÍ KHOA HỌC TRƯỜNG ĐẠI HỌC HỒNG ĐỨC - SỐ 35.2017 tất loại thép lớn giá trị theo quy định tiêu chuẩn từ 1%-44% Độ giãn dài đứt loại thép CB300 tương đối nhau, nhiên thép CB500 cho giá trị đồng Bảng 11 Độ giãn dài đứt loại thép CB300 Độ giãn dài Độ giãn dài đứt thí nghiệm A s đứt theo quy định (%) Aos HP VN TN (%) 16 20,8 19,5 23,1 16 19,8 19,8 20,8 16 19,8 18,9 20,8 19 20,8 19,2 19,4 19 19,5 19,5 20,1 19 19,3 19,2 19,7 19 21,2 19,1 21,0 19 19,1 20,8 19,6 19 20,2 216 19,7 19 20,3 21,6 21,6 Giá trị trung bình Độ lệch chuẩn Đường kính (mm) STT 10 10 12 14 16 18 20 22 25 Aos As Tỷ số HP VN TN 1,30 1,23 1,24 1,09 1,03 1,02 1,12 1,01 1,06 1,07 1,12 0,10 1,22 1,24 1,18 1,01 1,03 1,01 1,01 1,09 1,14 1,14 1,11 0,08 1,44 1,30 1,30 1,02 1,06 1,04 1,10 1,03 1,04 1,14 1,15 0,11 Bảng 12 Độ giãn dài đứt thép Việt Ý CB500 STT Đường kính (mm) 16 18 20 22 25 28 32 Độ giãn dài đứt theo quy định Aos (%) 14 14 14 14 14 14 14 Giá trị trung bình Độ lệch chuẩn Độ giãn dài đứt thí nghiệm As (%) 14,8 14,9 14,7 14,7 14,9 14,7 14,8 Tỷ số Aos As 1,06 1,06 1,05 1,05 1,06 1,05 1,06 1,05 0,01 KẾT LUẬN Kết đánh giá số loại thép CB300 CB500 thị trường hãng Hòa Phát, Việt Nhật, Thái Nguyên Việt Ý cho thấy, tất loại thép đánh giá báo có thơng số kỹ thuật khối lượng mét chiều dài, giới hạn chảy, giới hạn bền kéo độ giãn dài sau đứt thỏa mãn tiêu chuẩn hành Việt Nam (TCVN 1651-2008) Kết thí nghiệm cịn cho thấy thép CB500 có chất lượng đồng thép CB300, chất lượng loại thép CB300 tương đối 86 ... TN 1, 30 1, 23 1, 24 1, 09 1, 03 1, 02 1, 12 1, 01 1,06 1, 07 1, 12 0 ,10 1, 22 1, 24 1, 18 1, 01 1,03 1, 01 1, 01 1,09 1, 14 1, 14 1, 11 0,08 1, 44 1, 30 1, 30 1, 02 1, 06 1, 04 1, 10 1, 03 1, 04 1, 14 1, 15 0 ,11 Bảng 12 ... HP 2,57 1, 88 1, 98 1, 43 1, 20 1, 26 1, 43 1, 19 1, 28 1, 73 1, 60 0,42 RoH RH VN 2,38 1, 81 1,68 1, 56 1, 26 1, 20 1, 37 1, 21 1,37 1, 55 1, 45 0,20 TN 2 ,13 1, 82 2 ,15 1, 54 1, 51 1, 61 1 ,18 1, 18 1, 62 1, 70 1, 48 0,30... 6 51 Giá trị trung bình Độ lệch chuẩn Tỷ số HP 2,07 1, 64 1, 59 1, 29 1, 23 1, 23 1, 41 1, 21 1,22 1, 45 1, 43 0,26 Rom Rm VN 1, 94 1, 68 1, 45 1, 49 1, 27 1, 11 1,28 1, 18 1, 34 1, 41 1, 41 0 ,17 TN 1, 78 1, 59 1, 64