TIÊU CHUẨN TCVN 3118:1993 – PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH CƯỜNG ĐỘ NÉN BÊ TÔNG

 TÓM TẮT TIÊU CHUẨN TCVN 3118:1993 – PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH CƯỜNG ĐỘ NÉN BÊ TÔNG

1. Giới thiệu chung

TCVN 3118:1993 là tiêu chuẩn quốc gia quy định phương pháp xác định cường độ nén của bê tông nặng thông qua việc thử nén các mẫu hình lập phương hoặc hình trụ trong phòng thí nghiệm. Đây là phương pháp thử phá hủy mẫu bê tông nhằm xác định khả năng chịu nén – chỉ tiêu cơ học quan trọng nhất phản ánh chất lượng và độ bền của bê tông.

Tiêu chuẩn áp dụng cho việc kiểm tra, nghiệm thu bê tông trong xây dựng công trình dân dụng, công nghiệp, giao thông, thủy lợi và các công trình có kết cấu bê tông nói chung.

2. Nguyên tắc thử nghiệm

Phương pháp xác định cường độ nén bê tông dựa trên việc tạo mẫu tiêu chuẩn, bảo dưỡng mẫu đúng quy trình và thử nén mẫu bằng máy ép chuyên dụng đến khi bị phá hủy. Tải trọng tối đa chia cho diện tích mặt chịu nén sẽ cho kết quả cường độ chịu nén.

Các bạn có thể tham khảo thêm TCVN 9351:2012 hoặc các tiêu chuẩn khác trên website SangCVE.com

3. Chuẩn bị mẫu thử

3.1. Hình dạng và kích thước mẫu

Mẫu bê tông có thể là:

• Hình lập phương: kích thước cạnh 150 mm.

• Hình trụ: đường kính 150 mm, chiều cao 300 mm (tỷ lệ 1:2).

3.2. Số lượng mẫu

• Mỗi tổ mẫu thường gồm 3 mẫu để đảm bảo độ chính xác.

• Trong các thí nghiệm, lấy trung bình kết quả 3 mẫu (nếu chênh lệch không vượt quá giới hạn cho phép).

3.3. Đúc và bảo dưỡng mẫu

• Mẫu được đúc trong khuôn kim loại hoặc nhựa cứng không biến dạng.

• Đầm chặt bê tông bằng bàn rung hoặc đầm tay để tránh rỗ tổ ong.

• Sau khi đúc, để mẫu yên 24 giờ, sau đó tháo khuôn và ngâm nước trong bể bảo dưỡng tiêu chuẩn (nhiệt độ 20 ± 2°C, độ ẩm ≥ 95%).

• Thời gian bảo dưỡng: 28 ngày nếu không có chỉ định khác.

4. Thiết bị thử nghiệm

• Máy nén thủy lực hoặc cơ khí có khả năng đo chính xác tải trọng phá hủy.

• Tải trọng tăng dần đều đến khi mẫu bị phá hủy, tốc độ tải từ 0,4 MPa/s đến 0,6 MPa/s.

• Mặt ép phải song song và tiếp xúc toàn bộ với bề mặt mẫu.

5. Quy trình thử nén

1. Lau sạch bề mặt mẫu, loại bỏ bụi, nước hoặc cát dính.

2. Đặt mẫu vào đúng tâm bản ép của máy nén.

3. Tăng tải trọng đều cho đến khi mẫu vỡ.

4. Ghi nhận tải trọng phá hủy lớn nhất (P).

6. Tính toán cường độ nén

Công thức tính cường độ nén của mẫu:

Trong đó:

• $R$: Cường độ nén (MPa)

• $P$: Tải trọng phá hủy lớn nhất (N)

• $A$: Diện tích mặt chịu nén của mẫu (mm²)

Ví dụ:

• Mẫu lập phương cạnh 150 mm → $A = 150 \times 150 = 22500 \, mm^2$

• Nếu tải phá huỷ là 450 kN →

7. Điều kiện chấp nhận kết quả

• Kết quả cường độ là trung bình của 3 mẫu trong tổ.

• Nếu 1 trong 3 mẫu có kết quả lệch quá 15% so với trung bình → loại bỏ và thử lại.

• Kết quả đạt yêu cầu nếu giá trị trung bình không nhỏ hơn mác thiết kế và mẫu không có khuyết tật rõ ràng (nứt, rỗ, lệch trục…).

8. Các yếu tố ảnh hưởng đến kết quả thử

• Độ đồng nhất của bê tông: phân tầng, rỗ tổ ong có thể làm giảm cường độ.

• Chế độ bảo dưỡng: không đúng nhiệt độ, độ ẩm có thể gây sai lệch kết quả.

• Đầm mẫu không kỹ: gây rỗ khí → ảnh hưởng đến cường độ.

• Vị trí đặt mẫu trong máy ép không đồng tâm: gây phá hoại lệch, sai số cao.

• Sai số máy nén: phải được hiệu chuẩn định kỳ.

9. Ứng dụng của phương pháp

• Kiểm tra mác bê tông (M100, M200, M300…)

• Nghiệm thu vật liệu bê tông trước khi thi công hoặc sau khi đổ bê tông.

• So sánh chất lượng giữa các lô bê tông, các ngày đổ khác nhau.

• Kiểm tra cường độ ở tuổi sớm (7, 14, 21 ngày) phục vụ quản lý chất lượng.

10. Lưu ý về cường độ nén thực tế

• Cường độ nén mẫu hình trụ thường nhỏ hơn mẫu lập phương khoảng 15–20% do sự phân bố ứng suất khác nhau.

• Khi thiết kế, nếu không ghi rõ loại mẫu, giả định là mẫu lập phương 150x150x150 mm.

• Bê tông thường đạt khoảng 65–70% cường độ thiết kế sau 7 ngày.

11. Kết luận

TCVN 3118:1993 là tiêu chuẩn quan trọng và phổ biến nhất trong kiểm tra chất lượng bê tông thông qua thí nghiệm nén mẫu. Phương pháp đơn giản, dễ thực hiện, cho kết quả tin cậy nếu tuân thủ đúng quy trình.

Kỹ sư vật liệu, kỹ sư giám sát, phòng thí nghiệm và đơn vị thi công cần nắm vững tiêu chuẩn này để:

• Kiểm soát chất lượng bê tông theo yêu cầu thiết kế

• Đảm bảo an toàn và tuổi thọ công trình

• Xử lý kịp thời các sai lệch trong quá trình thi công