Ảnh minh họa.
Hoàn thiện cơ sở kỹ thuật cho việc sử dụng cát nghiền
Theo Văn bản số 9317/BXD-KHCNMT&VLXD ban hành ngày 19/6, chính thức công bố và giới thiệu “Chỉ dẫn kỹ thuật sử dụng cát nghiền dùng cho bê tông” để các cơ quan, tổ chức và cá nhân tham khảo, áp dụng trong hoạt động xây dựng.
Tài liệu được xây dựng trên cơ sở kết quả nhiệm vụ KHCN “Nghiên cứu hoàn thiện tiêu chuẩn kỹ thuật và định mức cấp phối vật liệu cho bê tông và vữa sử dụng cát nghiền” (mã số RD18-24) do Viện Vật liệu xây dựng chủ trì thực hiện và đã được nghiệm thu vào cuối năm 2025.
Chỉ dẫn kỹ thuật được biên soạn nhằm chuẩn hóa việc sử dụng cát nghiền và cát trộn (hỗn hợp giữa cát nghiền và cát tự nhiên) làm cốt liệu nhỏ cho bê tông. Tài liệu đồng thời quy định các yêu cầu về chất lượng vật liệu, đặc tính của bê tông cũng như quy trình kiểm tra, nghiệm thu trong quá trình sản xuất và thi công.
Theo định nghĩa trong chỉ dẫn, cát nghiền là vật liệu hạt nhỏ hơn 5 mm, được sản xuất từ đá hoặc sỏi cuội thông qua quá trình nghiền, sàng và xử lý tạp chất, bảo đảm kiểm soát hàm lượng hạt mịn theo yêu cầu kỹ thuật.
Cát nghiền có thể được sử dụng độc lập hoặc phối trộn với cát tự nhiên theo tỷ lệ phù hợp. Tuy nhiên, chất lượng vật liệu phải đáp ứng đồng bộ các chỉ tiêu như thành phần hạt, mô đun độ lớn, hàm lượng bột mịn, tạp chất sét, khối lượng thể tích và độ rỗng.
Chỉ dẫn cũng chỉ ra một số đặc thù của cát nghiền như phân bố hạt không liên tục, thiếu các cấp hạt trung gian, dễ làm tăng độ rỗng trong hỗn hợp. Bên cạnh đó, hình dạng hạt góc cạnh hơn so với cát tự nhiên làm gia tăng ma sát nội, có thể ảnh hưởng đến tính công tác và khả năng chảy của bê tông nếu không được kiểm soát hợp lý.
Kiểm soát cấp phối khi sử dụng cát nghiền
Để khắc phục các hạn chế nêu trên, chỉ dẫn khuyến nghị sử dụng cát trộn giữa cát nghiền và cát tự nhiên nhằm cải thiện cấp phối hạt và độ đặc chắc của hỗn hợp.
Tỷ lệ thay thế cát tự nhiên bằng cát nghiền được khuyến nghị trong khoảng 40 - 60% có thể giúp nâng cao tính công tác của bê tông, đồng thời duy trì ổn định các chỉ tiêu cơ lý. Mô đun độ lớn của cát trộn được định hướng nằm trong khoảng 2,5 - 2,8.
Trong trường hợp sử dụng tỷ lệ cát nghiền cao hơn, yêu cầu kiểm soát chặt hàm lượng hạt mịn và áp dụng phụ gia hóa học phù hợp để hạn chế hiện tượng mất độ sụt, phân tầng và cải thiện khả năng giữ độ dẻo của hỗn hợp bê tông.
So với bê tông sử dụng cát tự nhiên, hỗn hợp bê tông dùng cát nghiền có xu hướng cần lượng nước trộn cao hơn khoảng 8 - 20%, tùy thuộc nguồn gốc vật liệu.
Ngoài ra, bê tông có thể mất độ sụt nhanh hơn, giảm tính linh động trong quá trình vận chuyển và bơm. Thời gian bắt đầu và kết thúc đông kết cũng có xu hướng sớm hơn, đặc biệt đối với cát nghiền từ đá bazan, đòi hỏi công tác thi công và bảo dưỡng được kiểm soát chặt chẽ hơn.
Nhiều chỉ tiêu cơ học đạt kết quả tích cực
Kết quả nghiên cứu cho thấy bê tông sử dụng cát nghiền có cường độ chịu nén tương đương hoặc cao hơn bê tông dùng cát tự nhiên trong nhiều trường hợp, đặc biệt với bê tông mác cao. Mức tăng cường độ có thể đạt tới khoảng 25% tùy nguồn vật liệu.
Các chỉ tiêu như cường độ chịu kéo khi uốn và ép chẻ cũng cho kết quả tích cực. Đồng thời, độ bền lâu, khả năng chống carbonat hóa và phản ứng kiềm - silic nhìn chung không có sự khác biệt đáng kể so với bê tông truyền thống khi sử dụng các nguồn cát nghiền phù hợp.
Việc ban hành Chỉ dẫn kỹ thuật được đánh giá là bước hoàn thiện quan trọng trong hệ thống tiêu chuẩn và hướng dẫn áp dụng vật liệu thay thế cát tự nhiên trong xây dựng.
Tài liệu không chỉ hỗ trợ các đơn vị thiết kế, thi công và quản lý dự án trong việc lựa chọn giải pháp vật liệu phù hợp, mà còn góp phần thúc đẩy sử dụng hiệu quả nguồn cát nghiền, giảm áp lực khai thác tài nguyên cát sông và hướng tới phát triển vật liệu xây dựng bền vững.