Bảng 1 thống kê các chỉ tiêu cần chú ý về bê tông mac cao.
| Thuộc tính (thử nghiệm) | Xanh – Khuyến nghị | Vàng – Cần kiểm soát | Đỏ – Tránh dùng |
|---|---|---|---|
| AIV (BS 812-112) | ≤15% | 15–25% | >25% |
| ACV (BS 812-110) | ≤20% | 20–30% | >30% |
| 10% Fines (BS 812-111) | ≥200 kN | 150–200 kN | <150 kN |
| LA Abrasion (ASTM C131/C535) | ≤20–25% | 25–30% | >30% |
| Micro-Deval (EN 1097-1) | ≤10–12% | 12–18% | >18% |
| Flakiness/Elongation | FI, EI ≤15–20% | 20–30% | >30% |
| Hút nước (ASTM C127) | ≤1.0% (tốt ≤0.5%) | 1.0–2.0% | >2.0% |
| Tỷ trọng SSD | ≥2.60 (tốt ≥2.70) | 2.40–2.60 | <2.40 |
| Fines <75 μm (#200) | Thô ≤1%; Cát ≤3% | Thô 1–2%; Cát 3–5% | >2% (thô) hoặc >5% (cát) |
| MBV (EN 933-9) | ≤1.0 mg/g | 1.0–1.5 mg/g | >1.5 mg/g |
| Soundness (ASTM C88) | ≤10–12% | 12–15% | >15% |
| F-T (ASTM C666, RDM) | ≥95%/300 chu kỳ | 85–95% | <85% |
| ASR (ASTM C1260) | ≤0.10%/14d | 0.10–0.20% (có SCM) | >0.20% |
| CTE bê tông (AASHTO TP60) | ~7–10×10⁻⁶/°C | 10–11×10⁻⁶ | >11×10⁻⁶ |
1) Thuộc tính ↔ tính chất bê tông
-
Tính công tác (rheo/pump/segregation): Hình dạng/độ nhám, cấp phối, hạt mịn & MBV, độ hút nước và độ bền hạt (vỡ/ma sát khi trộn) → điều khiển ứng suất chảy, độ nhớt, giữ độ sụt.
-
Cơ học (f′c, ft, fr, E, Gf): Sức bền–độ cứng của hạt (AIV/ACV/LA), hình học & ITZ → trần cường độ; E tăng theo E_hạt & thể tích hạt; Gf tăng với độ cứng–nhám & Dmax tối ưu.
-
Phụ thuộc thời gian (creep/shrinkage): Thể tích & E hạt cao → giảm; hạt xốp/hút nước cao → tăng.
-
Độ bền (thấm, Cl⁻, F-T, mài mòn, ASR/ACR): Hạt bền–không phản ứng + ITZ chặt + cấp phối đặc → RCPT thấp, kháng F-T/mài mòn cao.
Cơ chế ITZ chủ đạo: Hạt cứng-nhám-góc cạnh → ITZ mỏng (≈10–20 µm), ít vi nứt, bám dính/khóa cơ học tốt → tăng ft, fr, Gf. Hạt nhẵn–tròn hoặc phủ sét → ITZ xốp, dày, dễ vi tách.
2) Chỉ số bền cơ học: AIV, ACV, 10% Fines, LA, Micro-Deval
-
Ý nghĩa: Độ dai/độ cứng hạt; tiên lượng vỡ/hao mòn khi trộn–bơm–đầm và trần cường độ khi f′c cao.
-
Ảnh hưởng:
-
Tươi: Hạt yếu (AIV/ACV/LA cao) mài sinh mịn → tăng diện tích bề mặt → tăng nhu cầu hồ/HRWR, mất độ sụt.
-
Cơ học: Khi f′c > 60–80 MPa, hạt yếu trở thành mặt đứt gãy; LA thấp & ACV thấp nâng trần f′c; E tăng theo hạt cứng.
-
Độ bền: LA thấp → kháng mài mòn; hạt dai giảm vi nứt ITZ → thấm thấp; hạt yếu dễ F-T pop-out.
-
-
Ngưỡng HSC/HPC: xem Bảng 1. Thực hành: chọn LA ≤25%, ACV ≤20–25%, AIV ≤20%, Micro-Deval ≤15%.
3) Hình dạng & bề mặt: FI/EI, góc cạnh, nhám vi mô
-
Tươi: Hạt góc cạnh–nhám ↑ ma sát nội → tăng ứng suất chảy (giảm sụt) nhưng chống phân tầng tốt; hạt dẹt/thoi gây kẹt khung, giữ nước rỗng → bleeding/segregation, khó bơm/hoàn thiện.
-
Cơ học: Hạt khối–nhám → bám dính/khóa tốt → ft, fr, Gf tăng; FI/EI cao tạo mặt yếu.
-
Khuyến nghị: FI, EI ≤15–20%; tỷ lệ hạt dẹt-thoi (5:1) ≤5–10%; ≥95% hạt có mặt nghiền.
4) Tỷ trọng – độ rỗng – hút nước (SG OD/SSD, Absorption)
-
Tươi: Hút nước cao (≥2%) khi dưới SSD → hút nước hồ, giết độ sụt sớm; nên SSD/trước bão hòa.
-
Cơ học/độ bền: SG cao–Abs thấp → hạt đặc chắc, E cao, trần f′c cao, kháng F-T tốt; hạt xốp giới hạn f′c, creep/shrink ↑.
-
Nội dưỡng (internal curing): Abs ~1–2% nếu SSD có thể giảm co tự sinh; không SSD → tác dụng ngược.
-
Ngưỡng: Abs ≤1.0% (tốt ≤0.5%), SG SSD ≥2.60.
5) Độ sạch & hạt mịn (≤75 µm), MBV, tạp chất
-
Cơ chế: Sét (MBV cao) hấp phụ nước & HRWR → mất sụt, tăng nhớt, ITZ phủ sét → giảm f′c/ft.
-
Thực hành HPC: Rửa sạch; coarse fines ≤1%, sand fines ≤3% (nếu không sét); MBV ≤1.0 mg/g; clay lumps ≤0.1–0.2%; ASTM C40 không sẫm màu.
6) Độ bền bản thân cốt liệu: soundness, F-T, PSV
-
Soundness (C88): ≤10–12% (Na₂SO₄) để tránh phong hóa nội.
-
F-T (C666, trên bê tông): DF ≥95%/300 chu kỳ; cốt liệu dễ D-cracking cần loại bỏ hoặc giới hạn cỡ hạt.
-
Mài mòn: Hạt cứng (bazan, trap-rock) → C944, Taber tốt; bề mặt không đánh bóng nhanh (PSV cao) cho kết cấu chịu mài mòn.
7) Tương thích nhiệt–đàn hồi: CTE, E, độ cứng
-
CTE bê tông ước lượng:
αc≈Vaggαagg+Vpasteαpaste\alpha_c \approx V_{agg}\alpha_{agg}+V_{paste}\alpha_{paste}
Với α_paste ≈ 10–12×10⁻⁶/°C; α_limestone ≈ 5–7, α_basalt ≈ 7–9, α_siliceous ≈ 11–13 (×10⁻⁶/°C).
-
Khuyến nghị: Ưu tiên α_c ≈ 7–10×10⁻⁶/°C (đá vôi/dolomite) cho kết cấu bị kìm hãm/chu trình nhiệt lớn; nếu dùng đá siliceous → kiểm soát ΔT.
-
E hỗn hợp (xấp xỉ):
Ec≈VaggEagg+VpasteEpasteE_c \approx V_{agg}E_{agg}+V_{paste}E_{paste}
Chênh lệch E quá lớn → ứng suất cục bộ ITZ.
8) ASR/ACR (hoạt tính kiềm–silic/cacbonat)
-
ASR: Tránh cốt liệu siliceous phản ứng (chert, quartz bị ứng suất…); nếu phải dùng → SCM (tro bay Class F 20–30%, xỉ 40–50%, silica fume 5–10%) và kiểm tra ASTM C1567/C1293.
-
ACR: Một số dolomit đặc thù → không triệt tiêu bằng SCM → tránh.
-
Tiêu chí sàng lọc: C1260 ≤0.10%/14 ngày (với thành phần SCM dự kiến).
9) Khoáng vật & thạch học (điển hình)
-
Bazan/diabase: LA rất thấp, Abs thấp, CTE trung bình → HSC/HPC rất tốt.
-
Granite/gneiss/quartzite: Rất cứng; kiểm tra ASR; CTE tương đối cao hơn đá vôi.
-
Đá vôi/dolomite đặc chắc: Abs thấp, CTE thấp, ITZ “thân thiện”; chú ý ACR đặc thù và loại xốp.
-
“Đá đỏ” giàu Fe-oxit: Thường cứng/đặc (tùy mỏ); kiểm tra Abs/LA/ASR.
-
Sỏi sông: Công tác tốt, nhưng nhẵn–liên kết yếu/ASR; nên nghiền mặt hoặc pha với đá nghiền.
10) Cấp phối & cỡ hạt (PSD, Dmax, packing)
-
Nguyên tắc: Packing cao → V_paste thấp → thấm & co ngót giảm.
-
Dmax: 10–14 mm cho >80 MPa; ≤20 mm cho 50–80 MPa (kết cấu dày/pump).
-
Cát (FM): 2.6–3.0; tránh quá mịn (↑ nước), quá thô (↓ dính kết).
-
Filler chủ động (<75 µm): 5–10% khối lượng cốt liệu (bột đá vôi/tro bay mịn) để khóa lỗ rỗng (không phải sét).
-
Paste margin:
Vpaste ≳ Vvoids, packed + Δlub (≈2–4%)V_{paste}\; \gtrsim\; V_{voids,\;packed}\;+\;\Delta_{lub} \;(\approx 2\text{–}4\%)
11) Trạng thái ẩm (OD/SSD/ướt) & biến thiên
-
Yêu cầu vận hành HPC: Bình chứa cốt liệu phải duy trì ~SSD (±0.5%); hiệu chỉnh nước theo độ ẩm online (đặc biệt cát).
-
OD → hấp thu nước, giảm sụt nhanh; >SSD → nước tự do làm tăng w/b hiệu dụng nếu không trừ nước.
12) Tương tác & đánh đổi (ví dụ tiêu biểu)
-
Cứng + góc cạnh → mạnh nhưng tăng nhu cầu hồ; bù bằng SCM/PCE & tối ưu cấp phối.
-
Nhẵn + ít mịn → công tác tốt nhưng ft/Gf giảm; bù bằng silica fume (ITZ).
-
Dmax nhỏ → f′c↑ nhưng V_paste↑ → co ngót↑; cần nội dưỡng/SRA/fiber.
-
CTE thấp (đá vôi) → nứt nhiệt↓ nhưng chịu mài mòn kém hơn bazan → cân nhắc theo môi trường.
