Máy tính phối trộn bê tông

Cấp phối bê tông được thiết kế như thế nào?

Thiết kế cấp phối bê tông xác định tỷ lệ xi măng, nước, cốt liệu và phụ gia để đạt cường độ, tính công tác và độ bền mục tiêu. Tỷ lệ phối trộn (ví dụ: 1:2:4 cho M15) chỉ định phần trọng lượng của xi măng, cát (cốt liệu mịn) và sỏi (cốt liệu thô).

Mác bê tông (M15-M40+) biểu thị cường độ chịu nén đặc trưng tại 28 ngày tuổi, tính bằng MPa. Mác cao hơn đòi hỏi nhiều xi măng hơn và tỷ lệ nước-xi măng thấp hơn. Tỷ lệ nước-xi măng là yếu tố quan trọng nhất — 0,45-0,55 là điển hình cho bê tông kết cấu khi dùng tỷ lệ phối trộn thông dụng; hãy coi đây là điểm khởi đầu chứ không phải một cấp phối thiết kế.

Thiết kế cấp phối hiện đại còn xem xét kích thước, hình dạng và cấp phối cốt liệu (cốt liệu cấp phối tốt lấp đầy lỗ rỗng tốt hơn), nhiệt độ môi trường (nóng thúc đẩy đông kết) và phụ gia (phụ gia siêu dẻo cho phép giảm nước mà vẫn duy trì tính công tác).

Bảo dưỡng quan trọng không kém thiết kế cấp phối. Bê tông đạt khoảng 65% cường độ 28 ngày trong 7 ngày đầu, nhưng chỉ khi giữ ẩm và trên 10°C. Khô sớm gây nứt bề mặt và giảm cường độ cuối cùng 20-40%. Các phương pháp phổ biến gồm ngâm nước, bao tải ẩm, chất bảo dưỡng và tấm nhựa.

Formula: Xi măng (kg) = Hàm lượng xi măng theo mác (kg/m³) × Thể tích Cát (kg) = Xi măng × Tỷ lệ cát Sỏi (kg) = Xi măng × Tỷ lệ sỏi Nước (L) = Xi măng × Tỷ lệ nước-xi măng

Ví dụ tính toán

1 m³ bê tông M20 (1:1.5:3, w/c=0,55): Xi măng = 330 kg (6,6 bao 50kg), Cát = 495 kg, Sỏi = 990 kg, Nước = 181,5 L. Tổng trọng lượng ≈ 2400 kg/m³ (tiêu chuẩn cho bê tông thường).

Khi nào sử dụng công cụ này

• Nhà thầu ước tính khối lượng xi măng, cát, đá, nước cho đợt đổ để đặt hàng chính xác, tránh thiếu hụt hoặc dư thừa
• Kỹ sư hiện trường kiểm tra tỷ lệ phối trộn trạm trộn so với thông số thiết kế trước khi đổ bê tông kết cấu
• Thợ xây dựng dự án nhỏ tính vật liệu cho đường lái xe, móng hoặc tường chắn theo tỷ lệ tiêu chuẩn
• Nhân viên dự toán lập bảng khối lượng vật liệu cho đấu thầu công trình bê tông

Những sai lầm thường gặp

• Không tính hao hụt và đào thừa — đặt thêm 5-10% so với thể tích tính toán để bù rơi vãi, đào thừa và ván khuôn không đều
• Nhầm mác bê tông với tỷ lệ phối trộn — M20 chỉ cường độ mục tiêu (20 MPa), không phải tỷ lệ cố định; tỷ lệ thực phụ thuộc chất lượng cốt liệu và N/X
• Thêm quá nhiều nước để tăng độ sụt — mỗi 10 lít/m³ giảm cường độ khoảng 2-4 MPa; dùng phụ gia siêu dẻo thay thế
• Cốt liệu không phù hợp — kích thước tối đa không vượt 1/4 kích thước tối thiểu cấu kiện hoặc 3/4 khoảng cách thông thủy cốt thép

Cách diễn giải kết quả

• Chuyển kết quả xi măng sang số bao bằng cách chia cho 50 kg — 1 m³ bê tông M20 cho 330 kg, khoảng 6,6 bao; làm tròn lên 7 bao khi đặt hàng
• Lượng nước là tổng nước trộn theo tỷ lệ nước-xi măng cài sẵn của từng mác (0,60 cho M15 giảm dần xuống 0,40 cho M40) — cát và sỏi ẩm đã chứa sẵn nước, nên giảm tương ứng lượng nước thêm vào máy trộn
• Cát và sỏi được báo theo trọng lượng dựa trên tỷ lệ danh nghĩa hiển thị (ví dụ 1:1.5:3 cho M20, tính theo xi măng) — để quy đổi sang thể tích cho hộc đong tại công trường, chia mỗi trọng lượng cho khối lượng thể tích của nó (khoảng 1500-1600 kg/m³)
• Khối lượng là giá trị thuần cho thể tích đã nhập, không có dự phòng — cộng thêm 5-10% để bù rơi vãi, đào quá và cốp pha không đều trước khi đặt vật tư
• Để kiểm tra nhanh, bốn kết quả cho 1 m³ phải cộng lại xấp xỉ 2400 kg — sai lệch lớn thường do nhập nhầm thể tích
• Với M25 trở lên, quy chuẩn xây dựng coi đây là cấp phối thiết kế — chỉ dùng các khối lượng theo tỷ lệ danh nghĩa này để dự toán và mua sắm, và xác nhận cấp phối cuối cùng bằng mẻ trộn thử trong phòng thí nghiệm

Tiêu chuẩn và tài liệu tham khảo

• ACI 318 — Yêu cầu quy chuẩn xây dựng cho bê tông kết cấu
• EN 206 — Bê tông — Đặc tính kỹ thuật, tính năng, sản xuất và phù hợp
• IS 10262 — Thiết kế cấp phối bê tông — Hướng dẫn (Tiêu chuẩn Ấn Độ): một quy trình cấp phối thiết kế; tỷ lệ mà công cụ này dùng là tỷ lệ danh nghĩa thông dụng, không được suy ra từ IS 10262 hay ACI 211.1

Câu hỏi thường gặp

Mác bê tông M20 có nghĩa gì?

M là viết tắt của 'Mix' (Phối trộn) và 20 biểu thị cường độ chịu nén đặc trưng 20 MPa (N/mm²) tại 28 ngày tuổi khi thử với mẫu lập phương 150mm. M20 là mác tối thiểu được khuyến nghị cho công trình bê tông cốt thép theo hầu hết các quy chuẩn xây dựng.

Tại sao tỷ lệ nước-xi măng lại quan trọng?

Tỷ lệ nước-xi măng trực tiếp quyết định cường độ và độ bền. Nước quá nhiều tạo ra lỗ rỗng khi nước thừa bay hơi, giảm cường độ và tăng tính thấm. Nước quá ít làm bê tông không thể thi công. Mỗi lần tăng 0,01 tỷ lệ w/c làm giảm cường độ khoảng 1-2 MPa.