Thí nghiệm nén bê tông: Quy trình chuẩn TCVN & Cách xử lý rớt mác

Quy trình 4 bước lấy mẫu và bảo dưỡng bê tông tại hiện trường (Chuẩn hóa)

Tóm lược chuyên gia: Quy trình lấy mẫu chuẩn quyết định 50% kết quả nén. Theo TCVN 3118:2022, mẫu phải đạt kích thước 150x150x150mm, đầm 2 lớp (25 nhát/lớp), và bảo dưỡng ở nhiệt độ 27 ± 2°C, độ ẩm >90% trong 24-48 giờ đầu tiên.

Nhiều người lầm tưởng thí nghiệm nén chỉ diễn ra trong phòng lab. Sai lầm! Hơn 50% nguyên nhân khiến mẫu bê tông không đạt mác bắt nguồn từ việc lấy mẫu và bảo dưỡng sai cách ngay tại công trường. Hãy làm chuẩn 4 bước dưới đây để bảo vệ kết quả của bạn.

Bước 1: Chuẩn bị khuôn và vị trí lấy mẫu tại công trường

Đáp án nhanh: Khuôn gang/nhựa chuẩn 150mm sai số <0.1mm. Vị trí lấy mẫu lý tưởng là sau khi xả 1/3 đến 1/2 khối lượng bồn, không lấy đầu hoặc cuối xe.

Đừng bao giờ coi thường cái khuôn đúc mẫu. Khuôn tiêu chuẩn phải là khuôn gang hoặc nhựa cứng cáp, kích thước lòng khuôn chính xác 150x150x150mm, các góc vuông tuyệt đối và không bị biến dạng. Trước khi lấy mẫu, khuôn phải được vệ sinh sạch sẽ xi măng cũ và quét một lớp mỏng dầu nhớt thải hoặc dầu tách khuôn (Release Agent). Lớp dầu này giúp việc tháo mẫu sau 24 giờ dễ dàng, không làm sứt mẻ các góc cạnh chịu lực của viên bê tông.

Vị trí lấy mẫu sống còn: Theo kinh nghiệm thực chiến của tôi, tuyệt đối không lấy mẫu ở đầu hoặc cuối xe bồn. Tại sao? Phần đầu thường chứa nhiều nước do việc rửa máng, phần cuối thường chứa nhiều đá. Hãy lấy mẫu bê tông tại máng xả sau khi xe bồn đã trút được khoảng 1/3 đến 1/2 khối lượng. Nếu dùng máy bơm, hãy lấy trực tiếp tại miệng ống bơm để đảm bảo mẫu phản ánh đúng chất lượng bê tông đã nằm trong cốp pha.

Bước 2: Đầm mẫu và tạo hình

Đáp án nhanh: Chia 2 lớp (mỗi lớp 7.5cm), dùng thép D16 đầm 25 nhát theo hình xoắn ốc. Gõ búa cao su 4 mặt để triệt tiêu bọt khí giảm thiểu sai số cường độ ảo từ 5-10%.

Sau khi lấy đủ lượng bê tông tươi, bạn cần chia hỗn hợp vào khuôn làm 2 lớp, mỗi lớp dày khoảng 7.5cm.

Với mỗi lớp, sử dụng thanh thép tròn đường kính D16 (thanh đầm chuẩn với mũi bo tròn) để đầm 25 cái phân bố đều khắp mặt khuôn. Thanh đầm phải cắm sâu vừa hết lớp bê tông đó. Không đầm lung tung, đầm theo hình xoắn ốc từ ngoài vào trong là kỹ thuật chuẩn nhất.

Chuyên viên tư vấn & Báo giá

Ms. Khuyên Bùi

⚡ Phản hồi ngay

Chat tư vấn qua Zalo Official

Sau khi đầm xong 2 lớp, hãy dùng búa cao su gõ nhẹ vào 4 mặt ngoài của khuôn. Bạn sẽ thấy bọt khí nổi lên trên bề mặt. Đây là thao tác triệt tiêu rỗ khí cực kỳ quan trọng. Rỗ khí bên trong mẫu sẽ tạo ra ứng suất cục bộ khi nén, làm giảm cường độ nén giả tạo. Cuối cùng, dùng bay thép gạt phẳng bề mặt, đảm bảo mặt bê tông ngang bằng với mép khuôn.

Bước 3: Bảo dưỡng ban đầu (24-48 giờ)

Đáp án nhanh: Phủ nilon/bao tải ẩm, duy trì nhiệt độ 27 ± 2°C tại nơi râm mát. Mất nước thủy hóa sớm có thể làm giảm đến 30% cường độ R28.

Giai đoạn này bê tông bắt đầu quá trình thủy hóa và cực kỳ nhạy cảm. Ngay sau khi gạt mặt, hãy dùng tấm nilon hoặc bao tải ẩm phủ kín toàn bộ bề mặt khuôn.

Tại công trường, hãy đặt mẫu ở nơi râm mát, có mái che nắng mưa, không bị gió lùa mạnh và tuyệt đối tránh xa khu vực có máy móc gây rung lắc. Nhiệt độ tối ưu là khoảng 27 ± 2°C. Nếu để mẫu dưới nắng gắt công trường, nước sẽ bốc hơi quá nhanh làm cháy bê tông, khi đi nén chắc chắn sẽ rớt mác.

Bước 4: Tháo khuôn và ngâm dưỡng mẫu tiêu chuẩn

Đáp án nhanh: Ngâm mẫu trong nước bão hòa vôi (pH > 12) ở 27 ± 2°C cho đến ngày nén thứ 7 hoặc 28. Tuyệt đối không để mẫu khô.

Sau khoảng 24 đến 48 giờ khi bê tông đã đóng rắn hoàn toàn, tiến hành tháo khuôn nhẹ nhàng. Đánh dấu thông tin lên mẫu (vị trí đổ, ngày đổ, cấp phối) bằng sơn chịu nước.

Ngay lập tức, mẫu phải được chuyển về phòng thí nghiệm hợp chuẩn (Phòng LAS-XD) để đưa vào bể ngâm bảo dưỡng. Môi trường ngâm chuẩn là nước bão hòa vôi (tránh hiện tượng nước rút ngược vôi từ bê tông ra ngoài) duy trì ở nhiệt độ 27 ± 2°C. Mẫu được ngâm chìm hoàn toàn trong nước cho đến đúng ngày thứ 7 hoặc ngày thứ 28 mới vớt ra đem nén.

Hướng dẫn thực hiện thí nghiệm nén tại phòng LAS-XD (Tiêu chuẩn kỹ thuật)

Tóm lược chuyên gia: Sai số máy nén phải <1%. Tốc độ gia tải chuẩn là 0.6 ± 0.2 MPa/s. Lực phá hoại P được chia cho diện tích mặt cắt (22,500 mm²) để tính MPa.

Khi mẫu đã đủ ngày tuổi (R7, R28), kỹ thuật viên phòng thí nghiệm sẽ tiến hành vận hành máy nén thủy lực. Đây là nơi các con số nói lên sự thật.

Chuẩn bị bề mặt mẫu trước khi nén

Đáp án nhanh: Sử dụng 2 mặt bên đúc từ khuôn gang phẳng phiu làm mặt nén. Độ lệch phẳng cho phép < 0.1mm. Không nén mặt đáy hoặc mặt gạt.

Trước khi đưa lên máy, mẫu được vớt ra khỏi bể, lau khô bề mặt bằng khăn ẩm (không được phơi khô kiệt).

Một nguyên tắc bất di bất dịch: Không bao giờ dùng mặt đáy (mặt tiếp xúc với đáy khuôn) hoặc mặt gạt (mặt tiếp xúc với bay) làm mặt chịu lực nén. Hãy xoay mẫu 90 độ, chọn 2 mặt bên phẳng phiu nhất tiếp xúc với thành khuôn gang để đưa vào ngàm nén. Kỹ thuật viên phải dùng thước kẹp hoặc thước lá kiểm tra độ phẳng của 2 mặt này. Độ lệch phẳng cho phép nhỏ hơn 0.1mm. Nếu mặt không phẳng, lực nén bị dồn vào một điểm, mẫu vỡ sớm, kết quả vứt đi.

Thiết lập tốc độ gia tải chuẩn

Đáp án nhanh: Tốc độ gia tải chuẩn TCVN 3118:2022 là 0.6 ± 0.2 MPa/s. Tăng tải đột ngột gây sai số ảo cao hơn thực tế.

Đây là “thủ thuật” phân biệt một phòng LAS-XD uy tín và một phòng lab làm ẩu. Theo TCVN 3118:2022, tốc độ tăng tải lên mẫu phải đều đặn, liên tục và không giật cục ở mức 0.6 ± 0.2 MPa/s.

Tại sao điều này quan trọng? Bản chất bê tông là vật liệu đàn hồi dẻo. Nếu người vận hành tăng tải đột ngột (bơm dầu nhanh), bê tông chưa kịp biến dạng đàn hồi đã bị biến dạng dẻo, đồng hồ sẽ chỉ ra kết quả nén CAO HƠN THỰC TẾ. Đây là một sai số ảo cực kỳ nguy hiểm. Tăng tải đúng tốc độ giúp mẫu nứt từ từ theo đúng giới hạn vật liệu.

Xác định tải trọng phá hoại (P)

Đáp án nhanh: Ghi nhận P(max) khi kim đồng hồ dừng lại và đảo chiều. Mẫu vỡ chuẩn có dạng hình chóp nón 2 đầu.

Kỹ thuật viên sẽ theo dõi đồng hồ đo lực (thường là đồng hồ kim hoặc màn hình kỹ thuật số). Lực nén cứ tăng dần, và mẫu bê tông bắt đầu phát ra những tiếng kêu răng rắc.

Thời điểm vàng để ghi nhận kết quả là khi kim đồng hồ dừng lại ở một giá trị Max và bắt đầu quay ngược trở lại (đối với máy cơ), hoặc biểu đồ lực trên máy vi tính tụt dốc đột ngột. Đồng thời lúc này, trên mẫu thử xuất hiện các vết nứt phá hoại rõ rệt. Một mẫu bê tông chuẩn khi vỡ sẽ có dạng hình chóp nón ở cả 2 đầu. Nếu mẫu bị vỡ vát một góc hoặc nứt dọc thẳng đuột, đó là do lực nén bị lệch tâm và kết quả đó không hợp lệ.
Lực phá hoại P (đơn vị kN) sau đó sẽ được chia cho diện tích mặt cắt ngang của viên mẫu (150×150 = 22500 mm²) để tính ra Cường độ chịu nén (R) với đơn vị là MPa (hoặc daN/cm²).

So sánh cường độ bê tông R3, R7, R14 và R28: Thời điểm vàng để đẩy nhanh tiến độ

Tóm lược chuyên gia: R3 đạt 40-50%, R7 đạt 60-75% (mốc quan trọng nhất để chuyển giai đoạn), R14 đạt 80-90% và R28 đạt 100% nghiệm thu pháp lý.

Là một kỹ sư và người làm chiến lược, tôi luôn nhìn vào con số để tối ưu hóa thời gian. Đợi đủ 28 ngày mới biết bê tông đạt hay không là quá trễ cho bài toán tiến độ công trường. Đó là lý do chúng ta có các mốc thí nghiệm R3, R7 và R14.

Hiểu đúng về tốc độ phát triển cường độ bê tông (quá trình thủy hóa xi măng) sẽ giúp bạn ra quyết định tháo dỡ ván khuôn, chuyển công tác an toàn mà không vi phạm tiêu chuẩn.

Tiêu chí cường độ đạt được (% so với R28)

Dưới đây là bảng so sánh thực chiến về mức độ phát triển cường độ bê tông theo thời gian chuẩn hóa ở nhiệt độ dưỡng hộ tiêu chuẩn (27°C):

Hệ số quy đổi theo TCVN (Dự báo Mác sớm)

Đáp án nhanh: Sử dụng công thức Logarit: R(n) = R(28) * [log(n)/log(28)]. Thực chiến: R7 ≥ 75% Mác thiết kế đảm bảo R28 vượt chuẩn.

Bạn không cần đoán mò. Các kỹ sư kinh nghiệm thường sử dụng công thức Logarit theo tiêu chuẩn để ước tính R28 dựa trên kết quả nén R7.

Công thức phổ biến: (với n là số ngày tuổi 3).

Tuy nhiên, để thực chiến, nếu kết quả nén R7 của bạn đạt từ 75% mác thiết kế trở lên, khả năng 99% mẫu R28 sẽ đạt hoặc vượt mác. Ngược lại, nếu R7 chỉ lẹt đẹt dưới 60%, hãy chuẩn bị tinh thần xử lý sự cố.

Nguyên nhân và Hệ quả khi mẫu bê tông nén không đạt mác: Nỗi ám ảnh của kỹ sư

Giây phút nhìn kim đồng hồ máy nén dừng lại ở con số thấp hơn Mác thiết kế, tim bạn sẽ thắt lại. Tại sao bê tông lại yếu? Dưới đây là những “thủ phạm” giấu mặt.

Nguyên nhân từ cấp phối và vật liệu (Lỗi tại trạm trộn và người bơm)

Đáp án nhanh: Thừa nước (Tỷ lệ W/C cao) làm giảm 20-40% cường độ. Cát bẩn/sỏi non làm đứt gãy liên kết xi măng.

• Tỷ lệ Nước/Xi măng (W/C) quá cao: Đây là nguyên nhân số 1. Công nhân bơm bê tông tại hiện trường rất hay tự ý châm thêm nước vào bồn xe hoặc họng bơm để bê tông loãng ra, dễ cào, dễ chảy. Hệ quả: Nước nhiều làm cấu trúc xi măng bị rỗng, cường độ tụt thê thảm.
• Cốt liệu bẩn: Cát chứa quá nhiều bùn đất hoặc tạp chất hữu cơ làm ngăn cản sự kết dính của hồ xi măng. Đá/sỏi có cường độ đá gốc thấp (đá non) cũng khiến bê tông bị phá hoại ngay tại vị trí viên đá.

Nguyên nhân từ quá trình đúc và bảo dưỡng mẫu (Lỗi tại KCS hiện trường)

Đáp án nhanh: Đầm dối gây rỗ khí cục bộ. Bảo dưỡng khô nóng làm bê tông “chết khát” không thủy hóa hết.

• Đầm không kỹ: Mẫu bị rỗ khí bên trong. Khoảng trống rỗng này là điểm yếu chí mạng khi chịu lực nén.
• Mất nước thủy hóa: Không phủ bao tải ẩm, để mẫu phơi nắng công trường khiến nước bốc hơi nhanh. Xi măng thiếu nước không thể đóng rắn hoàn toàn, gây ra hiện tượng nứt vi mô bên trong khối mẫu.

Hệ quả pháp lý và kỹ thuật

Về kỹ thuật, kết cấu không đủ khả năng chịu tải trọng thiết kế, nguy cơ nứt gãy hoặc sập đổ.
Về pháp lý, Chủ đầu tư và Tư vấn giám sát có quyền đình chỉ thi công toàn bộ hạng mục liên quan, không thanh toán khối lượng. Nhà thầu bị phạt hợp đồng và có thể bị kiện ra tòa nếu gây hậu quả nghiêm trọng.

Kết quả nén mẫu thất bại có đồng nghĩa cấu kiện bị đập bỏ không?

Đáp án nhanh: KHÔNG. Cấu kiện chưa bị đập bỏ ngay lập tức. Cần thực hiện kiểm chứng tại hiện trường bằng phương pháp Khoan rút lõi.

Câu trả lời ngắn gọn: KHÔNG. Cấu kiện chưa bị đập bỏ ngay lập tức.

Mẫu thử 150x150x150mm chỉ mang tính “đại diện”. Có thể lô bê tông đổ dưới công trường rất tốt, nhưng do anh KCS đúc mẫu ẩu, bảo dưỡng sai cách nên viên mẫu đó bị rớt mác. Pháp luật và tiêu chuẩn xây dựng luôn chừa cho nhà thầu một con đường sống mang tên: Kiểm chứng tại hiện trường.

Giải pháp xử lý tối hậu: Khoan rút lõi (Theo TCVN 9334:2012)

Đáp án nhanh: Khoan 03 lõi hiện trường. Nghiệm thu khi trung bình 3 mẫu ≥ 85% và mẫu thấp nhất ≥ 75% Mác thiết kế.

Khi mẫu đúc nén R28 bị rớt mác, quy trình xử lý bắt buộc như sau:

• Đình chỉ khu vực liên quan: Giữ nguyên hiện trạng cấu kiện (Cột, dầm, sàn) thuộc lô bê tông đó. Không chất thêm tải.
• Tiến hành khoan rút lõi: Mời đơn vị kiểm định độc lập thứ 3 mang máy khoan chuyên dụng đến trực tiếp hiện trường. Họ sẽ khoan lấy ra ít nhất 03 lõi bê tông hình trụ ngay tại cấu kiện đang bị nghi ngờ.
• Nén mẫu lõi khoan và so sánh: Các lõi này được mang về phòng thí nghiệm, cắt phẳng 2 đầu và đem nén.

Tiêu chuẩn “Cứu vớt” cấu kiện (TCVN 9334:2012):

Cấu kiện sẽ ĐƯỢC NGHIỆM THU và KHÔNG CẦN ĐẬP BỎ nếu kết quả nén 03 lõi khoan thỏa mãn đồng thời 2 điều kiện:

• Cường độ trung bình của 3 mẫu lõi khoan 85% cường độ bê tông thiết kế (Mác thiết kế).
• Không có mẫu lõi khoan nào có cường độ < 75% cường độ thiết kế.

(Giải thích: Tại sao chỉ cần 85%? Vì quá trình khoan rút lõi đã làm tổn thương một phần cấu trúc vi mô của bê tông, và hướng chịu lực nén của lõi khoan khác với mẫu đúc, nên tiêu chuẩn cho phép hệ số giảm yếu này).

Nếu khoan rút lõi mà vẫn không đạt, lúc đó mới chuyển sang phương án gia cố (bọc thép, dán sợi carbon) hoặc phương án cuối cùng là đập bỏ, đổ lại.

Danh sách Câu hỏi thường gặp (FAQs) về Thí nghiệm nén bê tông

Lời kết từ Chuyên gia

Thí nghiệm nén bê tông không chỉ là một thủ tục giấy tờ, nó là bức tường lửa bảo vệ sự an toàn cho tính mạng con người và danh tiếng của nhà thầu. Từ khâu đúc mẫu chuẩn 4 bước tại công trường cho đến quy trình gia tải chính xác tại phòng thí nghiệm, mọi sai số nhỏ đều phải trả giá bằng tiến độ và tiền bạc. Hãy tuân thủ nghiêm ngặt TCVN 3118:2022 để kiểm soát chất lượng công trình của bạn.

Là những kỹ sư thực chiến, chúng tôi tại Công Ty TNHH KTH Electric hiểu rõ mọi ngóc ngách của công trường. Bên cạnh việc chia sẻ kiến thức chuyên môn xây dựng, chúng tôi là chuyên gia hàng đầu về cung cấp các giải pháp kỹ thuật Điện – Tự động hóa công nghiệp. Nếu công trình của bạn cần một hệ thống điện vận hành an toàn, chính xác như chính cách bạn kiểm soát chất lượng bê tông, hãy liên hệ ngay với chúng tôi.