5 Vật liệu dùng cho kết cấu bê tông và bê tông cốt thép 5.1 Bê tông
5.1.1 Phân loại bê tông và phạm vi sủ dụng
5.1.1.1 Tiêu chuẩn này cho phép dùng các loại bê tông sau:
− Bê tông nặng có khối lượng riêng trung bình từ 2200 kg/m3 đến 2500 kg/m3;
− Bê tông hạt nhỏ có khối lượng riêng trung bình lớn hơn 1800 kg/m3;
− Bê tông nhẹ có cấu trúc đặc và rỗng;
− Bê tông tổ ong chưng áp và không chưng áp;
− Bê tông đặc biệt: bê tông tự ứng suất.
5.1.1.2 Tùy thuộc vào công năng và điều kiện làm việc, khi thiết kế kết cấu bê tông và bê tông cốt thép cần chỉ định các chỉ tiêu chất lượng của bê tông. Các chỉ tiêu cơ bản là:
a) Cấp độ bền chịu nén B;
b) Cấp độ bền chịu kéo dọc trục Bt (chỉ định trong trường hợp đặc trưng này có ý nghĩa quyết định và được kiểm tra trong quá trình sản xuất);
c) Mác theo khả năng chống thấm, kí hiệu bằng chữ W (chỉ định đối với các kết cấu có yêu cầu hạn chế độ thấm);
d) Mác theo khối lượng riêng trung bình D (chỉ định đối với các kết cấu có yêu cầu về cách nhiệt);
e) Mác theo khả năng tự gây ứng suất Sp (chỉ định đối với các kết cấu tự ứng suất, khi đặc trưng này được kể đến trong tính toán và cần được kiểm tra trong quá trình sản xuất).
Chú thích: 1. Cấp độ bền chịu nén và chịu kéo dọc trục, MPa, phải thỏa mãn giá trị cường độ với xác suất đảm bảo 95%.
2. Mác bê tông tự ứng suất theo khả năng tự gây ứng suất là giá trị ứng suất trước trong bê tông, MPa, gây ra do bờ tụng tự trương nở, ứng với hàm lượng thộp dọc trong bờ tụng là à =0,01.
3. Để thuận tiện cho việc sử dụng trong thực tế, ngoài việc chỉ định cấp bê tông có thể ghi thêm mác bê tông trong ngoặc. Ví dụ B30 (M400).
5.1.1.3 Đối với kết cấu bê tông và bê tông cốt thép, qui định sử dụng các loại bê tông có cấp và mác theo bảng 9:
Bảng 9 – Qui định sử dụng cấp và mác bê tông
Cách phân loại Loại bê tông Cấp hoặc mác
Theo cấp độ bền chịu nén
Bê tông nặng B3,5; B5; B7,5; B10; B12,5;
B15; B20; B25; B30; B35; B40;
B45; B50; B55; B60
Bê tông tự ứng suất B20; B25; B30; B35; B40; B45;
B50; B55; B60 Bê tông hạt nhỏ nhóm A: đóng rắn tự nhiên hoặc
được dưỡng hộ trong điều kiện áp suất khí quyển, cốt liệu cát có mô đun độ lớn > 2,0
B3,5; B5; B7,5; B10; B12,5;
B15; B20; B25; B30; B35; B40
nhóm B: đóng rắn tự nhiên hoặc được dưỡng hộ trong điều kiện áp suất khí quyển, cốt liệu cát có mô đun độ lớn ≤ 2,0
B3,5; B5; B7,5; B10; B12,5;
B15; B20; B25; B30; B35
nhóm C: được chưng áp B15; B20; B25; B30; B35; B40;
B45; B50; B55; B60 Bê tông cốt liệu
nhẹ ứng với mác theo khối lượng riêng trung bình
D800, D900 B2,5; B3,5; B5; B7,5;
D1000, D1100 B2,5; B3,5; B5; B7,5; B10; B12,5
D1200, D1300 B2,5; B3,5; B5; B7,5; B10;
B12,5; B15
D1400, D1500 B3,5; B5; B7,5; B10; B12,5;
B15; B20; B25; B30
D1600, D1700 B5; B7,5; B10; B12,5; B15; B20;
B25; B30; B35
D1800, D1900 B10; B12,5; B15; B20; B25;
B30; B35; B40
D2000 B20; B25; B30; B35; B40
Bảng 9 – Qui định sử dụng cấp và mác bê tông (kết thúc)
Cách phân loại Loại bê tông Cấp hoặc mác
Theo cấp độ bền chịu nén
Bê tông tổ ong ứng với mác theo khối lượng riêng trung bình
chưng áp không chưng áp
D500 B1; B1,5;
D600 B1; B1,5; B2 B1,5; B2; B2,5
D700 B1,5; B2; B2,5;
B3,5
B1,5; B2;
B2,5
D800 B2,5; B3,5; B5 B2; B2,5;
B3,5
D900 B3,5; B5; B7,5 B3,5; B5
D1000 B5; B7,5; B10 B5; B7,5
D1100 B7,5; B10; B12,5;
B15
B7,5; B10
D1200 B10; B12,5; B15 B10; B12,5
Bê tông rỗng ứng với mác theo khối lượng riêng trung bình:
D800, D900, D1000 B2,5; B3,5; B5
D1100, D1200, D1300 B7,5
D1400 B3,5; B5; B7,5
Cấp độ bền chịu kéo dọc trục
Bê tông nặng, bê tông tự ứng suất, bê tông hạt nhỏ, bê tông nhẹ
Bt0,8; Bt1,2; Bt1,6; Bt2; Bt2,4;
Bt2,8; Bt3,2
Mác chống thấm Bê tông nặng, bê tông hạt nhỏ, bê tông nhẹ W2; W4; W6; W8; W10; W12 Mác theo khối
lượng riêng trung bình
Bê tông nhẹ D800; D900; D1000; D1100;
D1200; D1300; D1400; D1500;
D1600; D1700; D1800; D1900;
D2000
Bê tông tổ ong D500; D600; D700; D800; D900;
D1000; D1100; D1200
Bê tông rỗng D800; D900; D1000; D1100;
D1200; D1300; D1400 Mác bê tông theo
khả năng tự gây ứng suất
Bê tông tự ứng suất Sp0,6; Sp0,8; Sp1; Sp1,2;
Sp1,5; Sp2; Sp3; Sp4.
Chú thích: 1. Trong tiêu chuẩn này, thuật ngữ "bê tông nhẹ" và "bê tông rỗng" dùng để ký hiệu tương ứng cho bê tông nhẹ có cấu trúc đặc chắc và bê tông nhẹ có cấu trúc lỗ rỗng (với tỷ lệ phần trăm lỗ rỗng lớn hơn 6%).
2. Nhúm bờ tụng hạt nhỏ A, B, C cần được chỉ rừ trong bản vẽ thiết kế.
5.1.1.4 Tuổi của bê tông để xác định cấp độ bền chịu nén và chịu kéo dọc trục được chỉ định trong thiết kế là căn cứ vào thời gian thực tế từ lúc thi công kết cấu đến khi nó bắt đầu chịu tải trọng thiết kế, vào phương pháp thi công, vào điều kiện đóng rắn của bê tông. Khi thiếu những số liệu trên, lấy tuổi của bê tông là 28 ngày.
5.1.1.5 Đối với kết cấu bê tông cốt thép, không cho phép:
− Sử dụng bê tông nặng và bê tông hạt nhỏ có cấp độ bền chịu nén nhỏ hơn B7,5;
− Sử dụng bê tông nhẹ có cấp độ bền chịu nén nhỏ hơn B3,5 đối với kết cấu một lớp và B2,5 đối với kết cấu hai lớp.
Nên sử dụng bê tông có cấp độ bền chịu nén thỏa mãn điều kiện sau:
− Đối với cấu kiện bê tông cốt thép làm từ bê tông nặng và bê tông nhẹ khi tính toán chịu tải trọng lặp: không nhỏ hơn B15;
− Đối với cấu kiện bê tông cốt thép chịu nén dạng thanh làm từ bê tông nặng, bê tông hạt nhỏ và bê tông nhẹ: không nhỏ hơn B15;
− Đối với cấu kiện bê tông cốt thép chịu nén dạng thanh chịu tải trọng lớn (ví dụ: cột chịu tải trọng cầu trục, cột các tầng dưới của nhà nhiều tầng): không nhỏ hơn B25.
5.1.1.6 Đối với các cấu kiện tự ứng lực làm từ bê tông nặng, bê tông hạt nhỏ, bê tông nhẹ, có bố trí cốt thép căng, cấp độ bền của bê tông tùy theo loại và nhóm cốt thép căng, đường kính cốt thép căng và các thiết bị neo, lấy không nhỏ hơn các giá trị cho trong Bảng 10.
Bảng 10 – Qui định sử dụng cấp độ bền của bê tông đối với kết cấu ứng lực trước Loại và nhóm cốt thép căng Cấp độ bền của bê tông
không thấp hơn 1. Thép sợi nhóm:
B-II (có neo) B20
Bp-II (không có neo) có đường kính: ≤ 5 mm B20
≥ 6 mm B30
K-7 và K-19 B30
2. Thép thanh không có neo, có đường kính:
+ từ 10 mm đến 18 mm, nhóm CIV, A-IV B15
A-V B20
A-VI và Ат-VII B30
+ ≥ 20 mm, nhóm CIV, A-IV B20
A-V B25
A-VI và Ат-VII B30
Cường độ bê tông tại thời điểm nén trước Rbp (được kiểm soát như đối với cấp độ bền chịu nén) chỉ định không nhỏ hơn 11 MPa, còn khi dùng thép thanh nhóm A-VI, AT-VI, AT-VIK và AT-VII, thép sợi
cường độ cao không có neo và thép cáp thì cần chỉ định không nhỏ hơn 15,5 MPa. Ngoài ra, Rbp không được nhỏ hơn 50% cấp độ bền chịu nén của bê tông.
Đối với các kết cấu được tính toán chịu tải trọng lặp, khi sử dụng cốt thép sợi ứng lực trước và cốt thép thanh ứng lực trước nhóm CIV, A-IV với mọi đường kính, cũng như nhóm A-V có đường kính từ 10 mm đến 18 mm, giá trị cấp bê tông tối thiểu cho trong Bảng 10 phải tăng lên một bậc (5 MPa) tương ứng với việc tăng cường độ của bê tông khi bắt đầu chịu ứng lực trước.
Khi thiết kế các dạng kết cấu riêng, cho phép giảm cấp bê tông tối thiểu xuống một bậc là 5 MPa so với các giá trị cho trong Bảng 10, đồng thời với việc giảm cường độ của bê tông khi bắt đầu chịu ứng lực trước.
Chú thích:
1. Khi tính toán kết cấu bê tông cốt thép trong giai đoạn nén trước, đặc trưng tính toán của bê tông được lấy như đối với cấp độ bền của bê tông, có trị số bằng cường độ của bê tông khi bắt đầu chịu ứng lực trước (theo nội suy tuyến tính).
2. Trường hợp thiết kế các kết cấu bao che một lớp đặc làm chức năng cách nhiệt, khi giá trị tương đối của ứng lực nén trước σbp Rbp không lớn hơn 0,3 cho phép sử dụng cốt thép căng nhóm CIV, A-IV có đường kính không lớn hơn 14 mm với bê tông nhẹ có cấp từ B7,5 đến B12,5, khi đó Rbp cần chỉ định không nhỏ hơn 80%
cấp độ bền của bê tông.
5.1.1.7 Khi chưa có các căn cứ thực nghiệm riêng, không cho phép sử dụng bê tông hạt nhỏ cho kết cấu bê tông cốt thép chịu tải trọng lặp, cũng như cho các kết cấu bê tông cốt thép ứng lực trước có nhịp lớn hơn 12m dùng thép sợi nhóm B-II, Bp-II, K-7, K-19.
Khi sử dụng kết cấu bê tông hạt nhỏ, nhằm chống ăn mòn và đảm bảo sự dính kết của bê tông với cốt thép căng trong rãnh và trên bề mặt bê tông của kết cấu, cấp độ bền chịu nén của bê tông được chỉ định không nhỏ hơn B12,5; còn khi dùng để bơm vào ống thì sử dụng bê tông có cấp không nhỏ hơn B25.
5.1.1.8 Để chèn các mối nối cấu kiện kết cấu bê tông cốt thép lắp ghép, cấp bê tông được chỉ định tùy vào điều kiện làm việc của cấu kiện, nhưng lấy không nhỏ hơn B7,5 đối với mối nối không có cốt thép và lấy không nhỏ hơn B15 đối với mối nối có cốt thép.