Bảng quy đổi mác bê tông ra Mpa và các yếu tố ảnh hưởng đến mác bê tông

Trần Thị Ánh Dương

Mác bê tông là một thuật ngữ khá thông dụng trong ngành xây dựng để chỉ về một yếu tốt ảnh hưởng đến chất lượng của mẫu bê tông đó. Vậy quy đổi mác bê tông ra Mpa như thế nào và nó mang ý nghĩa gì trong xây dựng. Cùng chúng tôi tìm hiểu về mác bê tông và phân tích bảng quy đổi trong bài viết bên dưới nhé!

Định nghĩa về mác bê tông

Khi nói đến mác bê tông nghĩa là người ta đang muốn nói đến khả năng chịu lực nén của mẫu bê tông đó, áp dụng theo tiêu chuẩn xây dựng hệ cũ curta Việt Nam (TCVN 3105:1993, TCVN 4453:1995). Người ta dùng bê tông hình lập phương có kích thước cạnh 150mm để dùng làm mẫu đo cường độ này. Khối lập phương mẫu được bảo đảm trong điều kiện tiêu chuẩn theo quy định TCVN 3105:1993, trong 28 ngày sau khi khối bê tông ninh kết. 

Sau quá trình này, bê tông mẫu được đưa vào máy nén và bắt đầu quá trình đo ứng suất nén hủy mẫu. Dựa vào đó có thể xác định được cường độ chịu nén của mẫu bê tông. Đơn vị được dùng tính lực nén là MPa(N/mm2) hoặc daN/cm2 (kg/cm2).

Trong quá trình xây dựng, các mẫu bê tông thường phải chịu tác động của nhiều loại lực, thông thường là: trượt, kéo, uốn, nén. Trong đó, lực chịu nén là khả năng nổi trội nhất của bê tông. Vì vậy, người ta thường dùng lực chịu nén làm chỉ tiêu đặc trưng của bê tông để đánh giá chất lượng của các mẫu bê tông, đó chính là mác bê tông.

Khi đề cập đến mác bê tông 100 tức là ứng suất nén phá hủy của mẫu bê tông này có kích thước tiêu chuẩn. Nó được bảo dưỡng trong điều kiện tiêu chuẩn, 28 ngày ninh kết và đạt được 200Kg/cm2.

Mác bê tông được phân thành nhiều loại như: M100, M200, M250, M300, M350, M400, M500…

quy-doi-mac-be-tong-ra-mpa-1-1651256488.jpg
Mác bê tông là gì?

Quy định về lấy mẫu bê tông

Theo tiêu chuẩn Việt Nam về thi công và nghiệm thu bê tông và bê tông cốt thép toàn khối hiện hành - TCVN 4453:1995 - thì việc lấy mẫu bê tông được quy định như sau:

Đối với bê tông thương phẩm thì ứng với mỗi mẻ vận chuyển trên xe (khoảng 6÷10 m³) phải lấy một tổ mẫu, ngay tại hiện trường công trình trước khi bắt đầu đổ bê tông vào khuôn.

Trong trường hợp đổ bê tông kết cấu đơn chiếc, khối lượng ít (<20 m³) thì lấy một tổ mẫu.

Đối với kết cấu khung và các loại kết cấu mỏng (vòm, bản, dầm, cột,...) thì cứ 20m³ bê tông sẽ lấy một tổ mẫu.

Đối với bê tông móng máy khối lượng khoang đổ (phân khu bê tông) lớn hơn 50m³ thì cứ 50m³ bê tông sẽ lấy một tổ mẫu (nếu khối lượng bê tông móng máy ít hơn 50 m³ cũng phải lấy một tổ).

Đối với các móng lớn thì cứ 100m³ lấy một tổ mẫu, và không được ít hơn một tổ mẫu cho mỗi khối móng.

Đối với bê tông nền, hoặc mặt đường (đường ô tô, sân bay,..) thì cứ 200m³ bê tông phải lấy một tổ, trường hợp khối lượng ít hơn 200m³ cũng phải lấy một tổ).

Đối với bê tông khối lớn:

  • Khi trong mỗi khoang đổ có khối lượng bê tông (phân khu bê tông) ≤ 1000m³ thì cứ 250m³ bê tông phải lấy một tổ mẫu
  • Khi trong mỗi khoang đổ có khối lượng bê tông (phân khu bê tông) > 1000m³ thì cứ 500m³ bê tông phải lấy một tổ mẫu.
quy-doi-mac-be-tong-ra-mpa-2-1651256488.jpg
Mẫu bê tông được đúc theo quy định riêng

Cách xác định mác bê tông trong thực tế

Để đo lường mác bê tông thực tế, đầu tiên cần có một tổ mẫu lấy tại hiện trường gồm ba mẫu bê tông, các mẫu này phải đảm bảo đồng nhất về: vị trí và cách thức lấy mẫu, điều kiện dưỡng hộ.

Đối với những kết cấu lớn, các tổ mẫu trên cùng một kết cấu phải ở những vị trí khác nhau và có số lượng đủ lớn để mang tính đại diện được cho toàn bộ kết cấu đó.

Giá trị trung bình của các ứng suất nén tại thời điểm phá hủy nén mẫu của cả ba mẫu trong tổ mẫu phải được lấy để xác định mác bê tông (28 ngày).

Nếu thời điểm nén tổ mẫu không phải là thời điểm 28 ngày sau khi bê tông đông kết mà là 3 ngày (R3) hoặc 7 ngày (R7) hay 14 ngày (R14) thì mác bê tông được cần xác định gián tiếp qua biểu đồ phát triển cường độ bê tông chuẩn tương ứng.

Các kết quả nén mẫu ở độ tuổi 3 ngày hay 7 ngày là các kết quả kiểm tra nhanh, vì vậy chưa chính xác. Các kết quả nén mẫu ở tuổi 28 ngày thì mới xem như là mác của bê tông thực tế. Kết cấu bê tông tại chỗ khi đó mới được coi là đạt yêu cầu về mác thiết kế (quy định trong thiết kế). Các giá trị trung bình của từng tổ mẫu (mác thực tế) không được nhỏ hơn mác thiết kế, nhưng vẫn phải đồng thời không có mẫu nào trong các tổ mẫu có kết quả thí nghiệm đạt dưới 85% của mác thiết kế.

Ngoài ra, để đạt mác bê tông thiết kế thì cần xác định mác R3 như thế nào? Số liệu này chỉ mang tính tương đối để các nhà thầu tháo giáo thi công, còn để nghiệm thu chính thức thì vẫn cần dựa trên kết quả của mác R28.

Phân tích về cấp độ bền bê tông

Cấp độ bền bê tông có ký hiệu là B, là một trong các chỉ số để phân loại chất lượng bê tông.

Cấp độ bền của bê tông theo TCVN 5574:2018 bao gồm: cấp cường độ chịu kéo và cấp cường độ chịu nén.

Cường độ chịu nén của bê tông là gì

Cường độ chịu nén của bê tông là ứng suất nén có thể phá hủy của bê tông, được tính bằng đơn vị Kg/cm2, H/mm2. Trong xây dựng hiện nay, người ta thường quan tâm đến cường độ chịu nén của bê tông, còn cường độ chịu kéo của bê tông thường bỏ qua.

Vậy nên, trong công trình người ta thường sử dụng khả năng kéo của thép để bù lại cường độ chịu kéo của bê tông, bằng cách đặt thép vào bên khối bê tông để tăng khả năng chịu lực kéo, hay còn gọi là bê tông cốt thép.

quy-doi-mac-be-tong-ra-mpa-3-1651256488.jpg
Cường độ chịu nén của bê tông viết tắt là Mpa

Cách quy đổi mác bê tông ra Mpa

Trong nhiều công trình xây dựng hiện nay, mác bê tông M100, M200,… không còn xuất hiện nhiều nữa. Thay vào đó là sự xuất hiện của độ bền B và cường độ chịu nén Mpa, sự thay đổi này thường gây lúng túng và nhầm lẫn cho nhiều kỹ sư giám sát. Vì vậy các nhà thầu, kỹ sư cần tham khảo bảng quy đổi mác bê tông ra Mpa và ngược lại theo Thông tư số 10/2019/TT-BXD của Bộ xây dựng, cụ thể như sau:

Cấp độ bền (B)

Cường độ chịu nén (Mpa)

Mác bê tông (M)

B3.5

4.50

50

B5

6.42

75

B7.5

9.63

100

B10

12.84

 

B12.5

16.05

150

B15

19.27

200

B20

25.69

250

B22.5

28.90

300

B25

32.11

 

B27.5

35.32

350

B30

38.53

400

B35

44.95

450

B40

51.37

500

B45

57.80

600

B50

64.22

 

B55

70.64

700

B60

77.06

800

B65

83.48

 

B70

89.90

900

B75

96.33

 

B80

102.75

1000

Bảng tra mác bê tông theo cường độ chịu nén

Hiện nay, người ta phân mác bê tông làm 3 loại: mác bê tông thấp, mác bê tông trung bình và mác bê tông cao. Mác bê tông thấp thường được trộn ngay tại hiện trường công trình, mác bê tông trung bình và cao được trộn tại nhà máy, mác bê tông thông thường là M150 đến M350.

Ngoài việc quy đổi mác bê tông ra Mpa (N/mm2), người ta còn quy đổi mác bê tông theo daN/cm2 như sau:

Mác bê tông

Tỷ lệ trộn

Cường độ chịu nén

Bê tông mác thấp

   

M50

1 : 5 : 10

50

M75

1 : 4 : 8

75

M100

1 : 3 : 6

100

M150

1 : 2 : 4

150

M200

1 : 1.5 : 3

200

Bê tông mác trung bình

   

M250

1 : 1 : 2

250

M300

Thiết kế cấp phối

300

M350

Thiết kế cấp phối

350

M400

Thiết kế cấp phối

400

M450

Thiết kế cấp phối

450

Bê tông mác cao

   

M500

Thiết kế cấp phối

500

M550

Thiết kế cấp phối

550

M600

Thiết kế cấp phối

600

M650

Thiết kế cấp phối

650

M700

Thiết kế cấp phối

700

Lưu ý: với các loại mác bê tông M300 trờ lên thì người ta phải cấp phối tại phòng thí nghiệm hoặc nhà máy, vì mỗi địa phương sẽ có các loại vật tư (cát, đá,... có cường độ tính chất khác nhau. Với các loại mác bê tông M250 trở xuống thì người ta thi công theo cấp phối có sẵn.

Cách lựa chọn mác bê tông phù hợp với công trình

Với các công trình kiến trúc được thiết kế và xây dựng bài bản ngày từ đầu, mác bê tông được các nhà thầu kết cấu quyết định và lựa chọn kỹ càng. Khi bản thiết kế được đưa ra, phải ghi rõ ràng, cụ thể mỗi công trình sẽ sử dụng bao nhiêu mác bê tông, các kỹ sư công trình sẽ dựa vào đó mà trộn cấp phối bê tông theo tỷ lệ cho phù hợp.

Đối với các công trình lớn, cần kết cấu chịu lực lớn thì các nhà thầu thường chọn các mác bê tông M300 trở lên. Loại này đảm bảo khả năng chịu lực cao và đảm bảo cho chất lượng các công trình có cấu trúc phức tạp. Loại bê tông này thường được trộn tại nhà máy hoặc phòng thí nghiệm.

Thông thường, trong các công trình dân dụng, công trình nhỏ, việc quyết định sử dụng bao nhiêu mác bê tông cho công trình thường do nhà thầu, hoặc kỹ sư làm chủ dựa trên kinh nghiệm thực tế. Các công trình này không yêu cầu khả năng chịu lực cao, nên thường chọn các loại bê tông thấp như M15, M20, M25, những loại này thường được thi công cấp phối có sẵn.

quy-doi-mac-be-tong-ra-mpa-4-1651256488.jpg
Mỗi công trình lựa chọn một mác bê tông riêng

Các yếu tố ảnh hưởng đến cường độ chịu nén của bê tông

Chất lượng xi măng

Xi măng là thành phần chiếm tỷ trong lớn nhất trong bê tông. Vậy nên chất lượng xi măng sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng bê tông. Chọn loại xi măng có chất lượng cao mới làm tăng độ kết dính, đẩy nhanh quá trình thủy phân và đông cứng, giúp đảm bảo độ bền cho khối bê tông.

Độ sạch của vật liệu

Các nguyên vật liệu dùng để trộn như sỏi, đá cát cũng ảnh hưởng đến cường độ chịu nén của bê tông. Nguyên vật liệu càng sạch thì chất lượng bê tông sẽ càng cao.

Chất phụ gia trong bê tông

Thông thường trong khi trộn bê tông, người ta cũng sẽ thêm vài chất phụ gia vào quá trình trộn. Các chất này cũng sẽ ảnh hưởng ít nhiều đến chất lượng bê tông.

Tỷ lệ trộn

Tỷ lệ trộn bê tông cũng cần được tính toán và có độ chính xác giữa các thành phần. Nhờ đó mới làm tăng độ kết dính và tăng cường độ chịu nén cho bê tông.

quy-doi-mac-be-tong-ra-mpa-5-1651256488.jpg
Cường độ chịu nén bị ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố

Lời kết

Thông qua bài viết trên, hi vọng các bạn đã hiểu mác bê tông là gì và cách quy đổi mác bê tông ra mpa như thế nào. Ngoài ra, để đảm bảo khả năng chịu lực của bê tông thì còn phụ thuộc vào cách thức thi công và tay nghề của đội ngũ xây dựng. Vậy nên các kỹ sư phải biết kết hợp nhiều yếu tố để khối bê tông đạt chất lượng cao nhất khi xây dựng.