Ảnh hưởng của kích thước cốt liệu lên các tính chất của bê tông

 TẠP CHÍ KHOA HỌC TRƯỜNG ĐẠI HỌC HỒNG ĐỨC - SỐ 39.2018 
55 
ẢNH HƯỞNG CỦA KÍCH THƯỚC CỐT LIỆU LÊN 
CÁC TÍNH CHẤT CỦA BÊ TÔNG 
Mai Thị Ngọc Hằng1, Lê Thị Thanh Tâm2, Mai Thị Hồng3 
TÓM TẮT 
Bài báo nghiên cứu sự ảnh hưởng của kích thước cốt liệu lên các tính chất của bê 
tông. Các hỗn hợp mẫu bê tông được thiết kế với tỷ lệ nước - chất kết dính 0,35 và 0,45. Cốt 
liệu lớn được sử dụng với các kích thước lớn nhất là 25mm, 19mm, 12,5mm và 9,5mm. Kết 
quả thí nghiệm cho thấy, khối lượng thể tích của bê tông tươi không bị ảnh hưởng nhiều bởi 
kích thước cốt liệu. Tuy nhiên, kích thước cốt liệu ảnh hưởng lớn đến độ sụt, cường độ chịu 
nén, và vận tốc truyền xung siêu âm trong bê tông. Khi kích thước cốt liệu tăng, độ sụt của 
bê tông tăng. Sử dụng cốt liệu có kích thước lớn nhất 12,5mm cho bê tông có cường độ chịu 
nén và vận tốc truyền xung siêu âm trong bê tông lớn nhất. Hơn nữa, tất cả các mẫu bê tông 
trong nghiên cứu này đều có chất lượng tốt với vận tốc truyền xung siêu âm trong bê tông 
lớn hơn 4200m/s. Kết quả này cho thấy, có thể sử dụng kích thước cốt liệu hợp lý để nâng 
cao chất lượng của bê tông. 
Từ khóa: Bê tông, cường độ chịu nén, độ sụt, kích thước cốt liệu, vận tốc truyền xung 
siêu âm. 
1. ĐẶT VẤN ĐỀ  
Trong quá trình công nghiệp hóa và hiện đại hóa đất nước hiện nay, việc phát triển cơ 
sở hạ tầng được ưu tiên như là một nhiệm vụ trọng tâm. Trong đó, bê tông cốt thép vẫn đóng 
vai trò là kết cấu chịu lực chính và phổ biến trong các công trình xây dựng. Chất lượng của 
bê tông phụ thuộc vào tính chất và đặc tính của các loại vật liệu cấu tạo nên chúng, bao gồm: 
xi măng, cát, đá, nước và phụ gia. Với việc chiếm gần 45% thể tích trong bê tông, kích thước 
cốt liệu lớn là một trong những nhân tố quan trọng ảnh hưởng lớn đến các thuộc tính của bê 
tông như độ sụt, cường độ chịu nén và độ bền. Chính vì vậy, theo tiêu chuẩn thiết kế thành 
phần cấp phối bê tông ACI 211.1 của Mỹ, hàm lượng nước và cốt liệu lớn được xác định 
dựa trên kích thước lớn nhất của cốt liệu [1].  
Nghiên cứu sự ảnh hưởng của các kích thước cốt liệu khác nhau lên các thuộc tính 
của bê tông nhận được sự quan tâm từ một số các nhà nghiên cứu trên thế giới. Đa phần 
các nghiên cứu đều cho rằng cường độ chịu nén của bê tông tăng khi giảm kích thước 
các hạt cốt liệu lớn [2,7,13,15]. Tuy nhiên cũng có một số nghiên cứu cho kết quả ngược 
lại [10,12]. Mặt khác, khi nghiên cứu ảnh hưởng của các cốt liệu có kích thước lớn nhất 
10mm, 12,5mm, 16mm và 20mm, Rathish và Krishna [8] đã chỉ ra rằng cường độ chịu 
nén lớn nhất đạt được với cốt liệu có kích thước lớn nhất là 12,5mm. Kết quả này cho 
1,2,3 Giảng viên khoa Kỹ thuật Công nghệ, Trường Đại học Hồng Đức 
Edited with the trial version of 
Foxit Advanced PDF Editor
To remove this notice, visit:
www.foxitsoftware.com/shopping
TẠP CHÍ KHOA HỌC TRƯỜNG ĐẠI HỌC HỒNG ĐỨC - SỐ 39.2018 
56 
thấy, bê tông đạt cường độ chịu nén cao nhất khi sử dụng các kích thước cốt liệu phù hợp, 
chứ không phải kích  thước lớn nhất hay nhỏ nhất. Không chỉ ảnh hưởng đến cường độ 
chịu nén, kích thước cốt liệu còn ảnh hưởng lớn đến tính công tác của bê tông. Một số kết 
quả nghiên cứu cho rằng độ sụt của bê tông tăng khi kích thước cốt liệu tăng [2,13,15]. 
Tuy nhiên, kết quả nghiên cứu của Rathish và Krishna [8] lại cho rằng độ sụt của bê tông 
giảm khi kích thước cốt liệu tăng. 
Các kết quả nghiên cứu về ảnh hưởng của kích thước cốt liệu lên các đặc tính của 
bê tông còn trái ngược nhau, bởi vì tỷ  lệ nước-chất kết dính, hình dạng và kích thước 
mẫu bê tông, điều kiện thí nghiệm, hàm lượng và tính chất của các thành phần vật liệu 
cấu tạo nên bê tông trong mỗi nghiên cứu khác nhau. Ở Việt Nam, vấn đề này chưa nhận 
được nhiều sự quan tâm từ các nhà nghiên cứu trong nước. Với sự ảnh hưởng lớn của 
kích thước cốt liệu lên các đặc tính của bê tông như đã nêu trên, việc tìm ra kích thước 
cốt liệu phù hợp làm tăng hiệu quả sử dụng cốt liệu trong bê tông, đặc biệt là khi chế tạo 
bê tông có cường độ cao hoặc có tính công tác lớn. Bài báo này nghiên cứu ảnh hưởng 
của các kích thước cốt liệu điển hình trên địa bàn Thanh Hóa lên các đặc tính vật lý, cơ 
học và độ bền của bê tông.  
2. NỘI DUNG  
2.1. Vật liệu và phương pháp thí nghiệm 
2.1.1. Vật liệu 
Nghiên cứu này sử dụng xi măng Nghi Sơn PC40 và tro bay của nhà máy nhiệt điện 
Nghi Sơn làm chất kết dính, khối lượng riêng của chúng lần lượt là 3,12tấn/m3 và 2,16tấn/m3. 
Hàm lượng tro bay được sử dụng bằng 10% tổng lượng chất kết dính. Các thành phần hóa 
học của xi măng và tro bay được trình bày trong bảng 1.  
Bảng 1. Thành phần hóa học của xi măng và tro bay 
Thành phần  
(%) 
SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO  MgO  SO3 K2O  Na2O  Khác 
Lượng mất 
khi nung 
Xi măng  22,4  5,3  4,0  55,9  2,8  2,1  0,8  0,3  4,5  1,9 
Tro bay  48,4  20,4  4,8  2,8  1,4  0,2  1,1  0,8  4,3  15,8 
Chú ý rằng, việc sử dụng 10% tro bay thay thế xi măng được kế thừa từ kết quả của 
nghiên cứu trước với cùng loại vật liệu [11].  
Cốt liệu nhỏ sử dụng trong nghiên cứu này là cát vàng có khối lượng riêng là 2,62 tấn/m3, 
khối  lượng thể tích xốp ở trạng thái khô 1,43tấn/m3, độ ẩm tự nhiên 5,65%, độ hút nước 
0,28%, mô đun độ lớn 2,67. Trong khi cốt liệu lớn là đá được khai thác từ các mỏ đá tự nhiên 
có khối lượng riêng là 2,69tấn/m3, khối lượng thể tích xốp ở trạng thái khô 1,41tấn/m3, độ 
ẩm tự nhiên 0,05%, độ hút nước 0,68%, kích thước hạt lớn nhất (Dmax) là 25mm.  
Edited with the trial version of 
Foxit Advanced PDF Editor
To remove this notice, visit:
www.foxitsoftware.com/shopping
 TẠP CHÍ KHOA HỌC TRƯỜNG ĐẠI HỌC HỒNG ĐỨC - SỐ 39.2018 
57 
(a)  (b) 
Hình 1. Đường cong cấp phối hạt của: (a) đá và (b) cát 
Hình 1 thể hiện đường cong cấp phối hạt của đá và cát sử dụng trong nghiên cứu này 
theo tiêu chuẩn ASTM C136 [3]. Chú ý rằng, mục đích của nghiên cứu này là đánh giá sự 
ảnh hưởng của các kích thước cốt liệu Dmax đến các đặc tính của bê tông. Do vậy, sau khi 
đúc các mẫu bê tông với cấp phối đá ban đầu có Dmax=25mm, cốt liệu lớn còn lại được sàng 
qua rây sàng có kích thước 25mm để đúc các mẫu bê tông có kích thước đá lớn nhất là 19mm. 
Tương tự như vậy cho đá qua các rây sàng có kích thước 15mm và 12,5mm để có các loại 
đá có kích thước hạt lớn nhất là 12,5mm và 9,5mm. 
Để  giảm  lượng  nước,  tăng  tính  công  tác  và  chất  lượng  bê  tông,  phụ  gia  hóa  dẻo 
Sikament R7 có khối lượng riêng là 1,15tấn/m3 được sử dụng với hàm lượng bằng 1% tổng 
khối lượng các chất kết dính. 
2.1.2. Thiết kế thành phần cấp phối mẫu bê tông 
Các hỗn hợp bê tông trong nghiên cứu này được thiết kế dựa theo tiêu chuẩn ACI 211.1 
[1991] với tỷ lệ nước - chất kết dính (N/CKD) 0,35 và 0,45. Với mỗi tỷ lệ N/CKD bao gồm 4 
hỗn hợp bê tông được chế tạo với đá có kích thước hạt lớn nhất lần lượt là 25mm, 19mm, 
12,5mm và 9,5mm. Thành phần cấp phối của các hỗn hợp bê tông được trình bày như bảng 2. 
Bảng 2. Thành phần cấp phối hỗn hợp bê tông 
Hỗn hợp bê tông  N/CKD 
Thành phần cấp phối (kg/m3) 
Xi 
măng 
Tro 
bay 
Cát  Đá  Nước 
Phụ gia  
hóa dẻo 
M35 (Dmax=25; 19; 
12,5; 9,5mm) 
0,35  469,1  52,1  811,6  898,4  172,2  5,2 
M45 (Dmax=25; 19; 
12,5; 9,5mm) 
0,45  365,4  40,6  910,3  899,7  178,7  4,1 
(Ghi chú: Các giá trị ghi trong bảng là khối lượng vật liệu ở trạng thái khô, khi tiến hành đúc mẫu 
đã được điều chỉnh dựa trên độ ẩm và độ hút nước của vật liệu) 
0 5 10 15 20 25
Cì sµng (mm)
0
20
40
60
80
100
§¸
0 1 2 3 4 5
Cì sµng (mm)
0
20
40
60
80
100
C¸t
Edited with the trial version of 
Foxit Advanced PDF Editor
To remove this notice, visit:
www.foxitsoftware.com/shopping
TẠP CHÍ KHOA HỌC TRƯỜNG ĐẠI HỌC HỒNG ĐỨC - SỐ 39.2018 
58 
2.1.3. Chuẩn bị mẫu và phương pháp thí nghiệm 
Khối lượng thể tích và độ sụt của hỗn hợp bê tông tươi được đo ngay sau khi trộn 
đều. Sau đó các mẫu bê tông được đúc trong khuôn hình trụ có đường kính 10cm và chiều 
cao 20cm. Các mẫu bê tông được tháo khuôn sau khi đúc 1 ngày và ngâm bảo dưỡng trong 
nước ở điều kiện thường đến khi  làm thí nghiệm. Cường độ chịu nén và vận tốc truyền 
xung siêu âm trong bê tông được xác định tại các thời điểm 3, 7, 14, 28, 56 và 91 ngày, 
kết quả trình bày trong bài báo là giá trị trung bình của 3 mẫu thử. Độ sụt của hỗn hợp bê 
tông, cường độ nén và vận tốc truyền xung siêu âm trong bê tông được xác định lần lượt 
theo tiêu chuẩn ASTM C143 (2015), ASTM C39 (2012) và ASTM C597 (2009). Các thiết 
bị đo cường độ chịu nén và vận tốc truyền xung siêu âm được minh họa như hình 2. Thiết 
bị đo vận tốc truyền xung siêu âm có mã hiệu 58-E4800 được sản xuất bởi hãng Controls 
của Ý, có một đầu phát sóng siêu âm tần số 50kHz, một đầu nhận sóng, hai đầu này được 
nối với máy đo như hình 2(b). Thời gian sóng truyền từ đầu phát qua mẫu bê tông đến đầu 
thu sẽ được ghi lại trên màn hình điều khiển, từ đó xác định được vận tốc truyền sóng qua 
mẫu bê tông thông qua công thức vật lý. Kết cấu bê tông càng đặc chắc thì vận tốc truyền 
sóng siêu âm trong bê tông càng cao và ngược lại, do vậy nó được sử dụng trong nghiên 
cứu này để đánh giá sự sắp xếp của các hạt cốt liệu có kích thước khác nhau trong bê tông. 
Các thí nghiệm trong nghiên cứu này được tiến hành tại Xưởng thực hành, khoa Kỹ thuật 
Công nghệ Trường Đại học Hồng Đức. 
(a)  (b) 
Hình 2. Thí nghiệm xác định (a) cường độ chịu nén và (b) vận tốc truyền xung siêu âm 
2.2. Kết quả và thảo luận 
2.2.1. Ảnh hưởng của kích thước cốt liệu lên các thuộc tính của bê tông tươi 
Các thuộc tính của bê tông tươi được xem xét bao gồm khối lượng thể tích và độ sụt. 
Kết quả thí nghiệm được trình bày trong bảng 3. Có thể thấy rằng, khối lượng thể tích của 
các hỗn hợp bê tông gần như nhau, dao động xung quanh giá trị 2500kg/m3. Điều này có 
nghĩa là kích thước cốt liệu không ảnh hưởng nhiều đến khối lượng thể tích của bê tông tươi. 
Edited with the trial version of 
Foxit Advanced PDF Editor
To remove this notice, visit:
www.foxitsoftware.com/shopping
 TẠP CHÍ KHOA HỌC TRƯỜNG ĐẠI HỌC HỒNG ĐỨC - SỐ 39.2018 
59 
Hỗn hợp bê tông có tỷ lệ nước - chất kết dính 0,35 có độ sụt nhỏ hơn các hỗn hợp bê tông 
tương ứng có tỷ lệ nước - chất kết dính 0,45. Điều này được giải thích bởi vì độ sụt của bê 
tông phụ thuộc vào hàm lượng nước và tỷ lệ nước - chất kết dính. Khi hàm lượng nước tăng 
hoặc tỷ lệ N/CKD tăng sẽ làm tăng độ sụt của bê tông. Mặt khác, với cùng tỷ lệ N/CKD, độ 
sụt  của  hỗn  hợp  bê  tông  với Dmax=25mm  là  lớn  nhất,  tiếp  đến  là  hỗn  hợp  bê  tông  với 
Dmax=19mm, 12,5mm và hỗn hợp bê tông với Dmax=9,5mm có giá trị độ sụt nhỏ nhất. Nghĩa 
là độ sụt của hỗn hợp bê tông tỷ lệ thuận với kích thước cốt liệu. Kết quả này đồng thuận 
với các nghiên cứu trước của W.Xie và cộng sự (2012), R.K.L.Su và C.Bel (2008), A.Woode 
và cộng sự (2015). Tuy nhiên, lại ngược với kết quả nghiên cứu của Rathish và Krishna [8]. 
Chú ý rằng, nghiên cứu của Rathish và Krishna [8] đã sử dụng tỷ lệ nước - chất kết dính và 
kích thước cốt liệu khác so với nghiên cứu này. Kết quả của nghiên cứu này có thể được giải 
thích bởi Shetty [9], với cùng một đơn vị thể tích, tổng diện tích bề mặt của các hạt cốt liệu 
có kích thước lớn nhỏ hơn tổng diện tích bề mặt của các hạt cốt liệu có kích thước nhỏ. Do 
vậy, khi hàm lượng nước và tỷ lệ N/CKD như nhau, lượng nước và vữa xi măng bao quanh 
bề mặt các hạt cốt liệu lớn sẽ nhiều hơn ở các hạt nhỏ, do vậy làm giảm sự ma sát giữa các 
hạt cốt liệu, vì vậy làm tăng độ sụt của bê tông. Chính vì vậy, trong tiêu chuẩn thiết kế thành 
phần cấp phối bê tông ACI 211.1 (1991), với cùng độ sụt yêu cầu, kích thước lớn nhất của 
cốt liệu tăng thì lượng nước sử dụng giảm.  
Bảng 3. Độ sụt và khối lượng thể tích của các mẫu 
Hỗn hợp bê tông  N/CKD 
Phụ gia hóa dẻo 
(kg/m3) 
Độ sụt 
(cm) 
Khối lượng thể tích 
(kg/m3) 
M35-9,5 
0,35  5,2 
1,6  2523 
M35-12,5  3,6  2523 
M35-19  5,5  2513 
M35-25  6,1  2517 
M45-9,5 
0,45  4,1 
3,9  2514 
M45-12,5  4,5  2513 
M45-19  8,7  2493 
M45-25  11,2  2495 
2.2.2. Ảnh hưởng của kích thước cốt liệu lên cường độ chịu nén 
Sự phát triển cường độ chịu nén của các mẫu bê tông được thể hiện trên hình 3. Các 
mẫu bê tông được thiết kế với tỷ lệ N/CKD=0,35 có cường độ chịu nén cao hơn các mẫu bê 
tông tương ứng được thiết kế với tỷ lệ N/CKD=0,45. Cường độ chịu nén của bê tông phụ 
thuộc nhiều vào tỷ lệ N/CKD, khi tỷ lệ N/CKD giảm, cường độ chịu nén của bê tông tăng. 
Mặt khác, với cùng tỷ lệ N/CKD, các mẫu bê tông được chế tạo với Dmax=12,5mm có cường 
độ lớn nhất, tiếp theo là các mẫu bê tông với Dmax=9,5mm, 19mm và 25mm. Cụ thể, với hỗn 
Edited with the trial version of 
Foxit Advanced PDF Editor
To remove this notice, visit:
www.foxitsoftware.com/shopping
TẠP CHÍ KHOA HỌC TRƯỜNG ĐẠI HỌC HỒNG ĐỨC - SỐ 39.2018 
60 
hợp bê tông có tỷ lệ N/CKD=0,35, cường độ chịu nén của mẫu M35-12,5 lớn hơn cường độ 
chịu nén của các mẫu M35-9,5, M35-19 và M35-25 lần lượt là 5%, 15% và 20% ở 28 ngày 
tuổi;  và  5%,  16%  và  23%  ở  91  ngày  tuổi.  Tương  tự  với  hỗn  hợp  bê  tông  có  tỷ  lệ 
N/CKD=0,45, cường độ chịu nén của mẫu M45-12,5 lớn hơn cường độ chịu nén của các 
mẫu M45-9,5, M45-19 và M45-25 lần lượt là 4%, 8% và 12% ở 28 ngày tuổi; và 5%, 9% và 
13% ở 91 ngày tuổi. Có nghĩa là kích thước cốt liệu lớn nhất Dmax=12,5mm là kích thước 
hợp lý nhất trong nghiên cứu này để bê tông có cường độ chịu nén lớn nhất. 
Kết quả trên có thể được lý giải như sau, theo Shetty [9], một cách tổng quát, cường 
độ chịu nén của bê tông phụ thuộc vào sự sắp xếp của cốt liệu trong bê tông và mối quan 
hệ giữa cốt liệu lớn và vữa xi măng. Như đã giải thích ở trên, khi kích thước cốt liệu tăng, 
tổng diện tích bề mặt của các hạt cốt liệu giảm, hàm lượng nước và vữa xi măng bám trên 
các bề mặt này tăng. Hàm lượng nước nhiều trên bề mặt các hạt cốt liệu là nguyên nhân 
dẫn đến sự giảm cường độ của bê tông. Hơn nữa, khi sử dụng cốt liệu lớn, sự đồng nhất 
trong kết cấu của bê tông bị giảm, ứng suất truyền qua giữa các vùng này không đồng đều 
cũng là nguyên nhân dẫn đến các phá hủy cục bộ trong bê tông khi chịu lực,  làm giảm 
cường  độ  của  bê  tông  [15].  Hình  4a  và  4b  lần  lượt  minh  họa  các  mẫu  bê  tông  với 
Dmax=25mm và 12,5mm sau khi bị nén vỡ. Sự đồng nhất của mẫu bê tông được chế tạo 
với cốt liệu có Dmax=12,5mm được thể hiện rõ ràng hơn so với mẫu bê tông được chế tạo 
với Dmax=25mm. Do vậy, bê tông được chế tạo với Dmax=12,5mm có cường độ chịu nén 
lớn hơn bê tông được chế tạo với Dmax=19mm và 25mm. Kích thước cốt liệu càng lớn thì 
cường độ chịu nén của bê tông càng giảm, kết quả này tương tự với các kết quả nghiên cứu 
trước [2,7,13,15], trái ngược với kết quả nghiên cứu [10,12]. Tuy nhiên cần lưu ý rằng, kết 
quả nghiên cứu của Meddah [10] là sự kết hợp của các tổ hợp kích thước cốt liệu gồm: 3mm 
và 8mm, 8mm và 15mm, 15mm và 25mm; kết quả nghiên cứu của Kozul và Darwin [12] chỉ 
gồm hai kích cỡ cốt liệu Dmax=16mm và 19mm. 
Tuy nhiên, như đã đề cập trên, cường độ chịu nén của bê tông còn phụ thuộc vào sự 
sắp xếp các cốt liệu trong bê tông. Cường độ chịu nén của bê tông với Dmax=9,5mm nhỏ hơn 
cường độ chịu nén của bê tông với Dmax=12,5mm. Cốt liệu có kích thước lớn nhất là 9,5mm 
chỉ  có  các  hạt  có  kích  thước  trong  khoảng  5mm  đến  9,5mm,  trong  khi  cốt  liệu  có 
Dmax=12,5mm có các hạt cốt liệu từ 5mm đến 12,5mm. Sự kết hợp của nhiều hơn các kích 
thước cốt liệu dễ sắp xếp tạo thành kết cấu vững chắc hơn, các hạt nhỏ hơn khỏa lấp những 
lỗ hổng giữa các hạt  lớn. Tuy nhiên, điều này chỉ đúng khi  sự khác biệt giữa 9,5mm và 
12,5mm là không lớn, còn khi kích thước cốt liệu tăng lên đến 19mm và 25mm thì kết quả 
đã được giải thích như trên. Nghĩa là trong phạm vi nghiên cứu này, giữa các cốt liệu có 
Dmax=25mm, 19mm, 12,5mm, và 9,5mm, việc sử dụng cốt liệu có Dmax=12,5mm cho cường 
độ chịu nén cao nhất. Nghĩa là Dmax=12,5mm là cốt liệu hợp lý nhất trong phạm vi nghiên 
cứu này. Kết quả này tương đồng với nghiên cứu của Rathish và Krishna [8], bê tông đạt 
cường độ cao nhất khi sử dụng kích thước cốt liệu phù hợp. Điều này cũng giải thích tại sao 
trong các sản phẩm bê tông chất lượng cao hoặc yêu cầu cao về cốt liệu như bê tông cường 
độ cao, bê tông tự lèn, cốt liệu có kích thước lớn nhất là 12,5 mm thường hay được sử dụng. 
Edited with the trial version of 
Foxit Advanced PDF Editor
To remove this notice, visit:
www.foxitsoftware.com/shopping
 TẠP CHÍ KHOA HỌC TRƯỜNG ĐẠI HỌC HỒNG ĐỨC - SỐ 39.2018 
61 
(a)  (b) 
Hình 3. Cường độ chịu nén của các mẫu bê tông: a) M35 và b) M45 
(a)  (b) 
Hình 4. Các mẫu bê tông sau khi nén: a) Dmax=25mm và b) Dmax=12,5mm 
2.2.3. Ảnh hưởng của kích thước cốt liệu lên vận tốc truyền xung siêu âm trong bê tông 
Sự sắp xếp của các hạt cốt liệu có kích thước khác nhau ảnh hưởng đến độ đặc chắc 
và cấu trúc bên trong bê tông. Do vậy để đánh giá sự đồng nhất, các khuyết tật bên trong 
cũng như đặc tính bền chắc của bê tông, thí nghiệm xác định vận tốc truyền xung siêu âm 
trong bê tông được tiến hành. Thông thường vận tốc truyền xung siêu âm trong bê tông càng 
cao thì bê tông càng đặc chắc và đồng nhất, ít có các khuyết tật bên trong kết cấu. Kết quả 
thí nghiệm xác định vận tốc truyền xung siêu âm trong bê tông được trình bày trên hình 5. 
Tương tự như cường độ chịu nén của bê tông, các mẫu bê tông có tỷ lệ N/CKD=0,35 có vận 
tốc truyền xung siêu âm trong bê tông lớn hơn các mẫu có tỷ lệ N/CKD=0,45. Điều này 
được giải thích tương tự như trên, với tỷ lệ N/CKD nhỏ, hàm lượng xi măng lớn, lượng nước 
nhỏ cho kết cấu bê tông đặc chắc và đồng nhất. Với tỷ lệ N/CKD lớn, hàm lượng nước để 
phản ứng với xi măng còn dư thừa tồn tại trong kết cấu bê tông, sau một thời gian chúng bay 
hơi, để lại các khuyết tật vi mô trong bê tông và làm giảm sự đồng nhất trong bê tông, do 
vậy làm giảm cường độ cũng như độ bền, đặc chắc của bê tông.  
Edited with the trial version of 
Foxit Advanced PDF Editor
To remove this notice, visit:
www.foxitsoftware.com/shopping
TẠP CHÍ KHOA HỌC TRƯỜNG ĐẠI HỌC HỒNG ĐỨC - SỐ 39.2018 
62 
Tương tự như kết quả thí nghiệm nén, vận tốc truyền xung siêu âm trong bê tông của 
các mẫu với Dmax=12,5mm là lớn nhất, tiếp theo là các mẫu với Dmax=9,5mm, 19mm, và 
25mm. Kết quả này cũng chứng minh rằng, bê tông được chế tạo với Dmax=12,5mm có độ 
đồng nhất và đặc chắc tốt hơn bê tông được chế tạo với Dmax=9,5mm. Điều này khẳng định 
lại  kết  quả  cường  độ  chịu  nén  của  bê  tông  với  Dmax=12,5mm  lớn  hơn  bê  tông  với 
Dmax=9,5mm ở trên là hợp lý. Hơn nữa, tất cả các mẫu bê tông được chế tạo trong nghiên 
cứu này có vận tốc truyền xung siêu âm trong bê tông lớn hơn 4200m/s. Theo phân loại của 
Carcano và Moreno [14], chúng được xếp vào loại bê tông có chất lượng cao. 
(a)  (b) 
Hình 5. Vận tốc truyền xung siêu âm trong bê tông của các mẫu a) M35 và b) M45 
3. KẾT LUẬN 
Bài báo này trình bày các kết quả thực nghiệm về các đặc tính của bê tông được chế 
tạo với các loại cốt liệu có kích thước hạt lớn nhất khác nhau (25mm, 19mm, 12,5mm, và 
9,5mm), tỷ lệ nước - chất kết dính 0,35 và 0,45. Các kết luận chính được rút ra từ kết quả thí 
nghiệm trong nghiên cứu này như sau: 
Khối lượng thể tích của các hỗn hợp bê tông tươi không thay đổi nhiều khi thay đổi 
kích thước cốt liệu, tuy nhiên độ sụt của bê tông tăng khi tăng kích thước của các hạt cốt 
liệu lớn. 
Các mẫu bê tông được chế tạo với cốt liệu có Dmax=12,5mm có cường độ chịu nén và 
vận tốc truyền xung siêu âm trong bê tông lớn nhất trong bốn loại cốt liệu được nghiên cứu 
trong bài báo này, nghĩa là nếu chọn kích thước cốt liệu hợp lý sẽ cho bê tông có chất lượng 
cao nhất. 
Tất cả các mẫu bê tông được chế tạo trong nghiên cứu này có chất lượng tốt với vận 
tốc truyền xung siêu âm trong bê tông lớn hơn 4200m/s. 
Các kết quả trên được thực hiện với các loại vật liệu có tính chất và thông số kỹ thuật 
nhất định, khi áp dụng cho các công trình thực tế với các loại vật liệu có tính chất khác nhau, 
tỷ lệ nước - chất kết dính khác nhau cần tiến hành thử nghiệm để lựa chọn được kích thước 
cốt liệu hợp lý cho bê tông có chất lượng cao nhất. 
Edited with the trial version of 
Foxit Advanced PDF Editor
To remove this notice, visit:
www.foxitsoftware.com/shopping
 TẠP CHÍ KHOA HỌC TRƯỜNG ĐẠI HỌC HỒNG ĐỨC - SỐ 39.2018 
63 
TÀI LIỆU THAM KHẢO 
[1] ACI  211.1  (1991),  Standard practice for selecting proportions for normal, 
heavyweight, and mass concrete.  
[2] A.  Woode,  D.  K.  Amoah,  I.  A.  Aguba,  and  P.  Ballow  (2015),  The effect of 
maximum coarse aggregate size on the compressive strength of concrete produced 
in Ghana, Civil and Environmental Research, Vol. 7, No. 5, pp. 7-12.  
[3] ASTM C136 (2001), Standard test method for sieve analysis of fine and coarse 
aggregates. 
[4] ASTM C597 (2009), Standard test method for pulse velocity through concrete. 
[5] ASTM C39 (2012), Standard test method for compressive strength of cylindrical 
concrete specimens. 
[6] ASTM C143 (2015), Standard test method for slump of hydraulic-cement concrete. 
[7] E. Yasar, Y. Erdogan, and A. Kilic (2004), Effect of limestone aggregate type and 
water-cement ratio on concrete strength, Material Letters, Vol. 58, pp. 772-777. 
[8] K.  P.  Rathish  and  R.  M.  V.  Krishna  (2012),  A study on the effect of size of 
aggregate on the strength and sorptivity characteristics of cinder based light weight 
concrete, Research Journal of Engineering Sciences, Vol. 1, No. 6, pp. 27-35. 
[9] M.  S.  Shetty  (2005),  Concrete technology theory and practice,  S.  Chand  & 
Company Ltd., Ram Nagar, New Delhi, India. p. 624. 
[10] M. S. Meddah, S. Zitouni, and S. Belaabes (2010), Effect of content and particle 
size distribution of coarse aggregate on the compressive strength of concrete, 
Construction and Building Materials, Vol. 24, pp. 505-512. 
[11] N. S. Huy, L. T. T. Tam, and H. T. Phuoc (2017), Effect of fly ash content on the 
compressive strength development of concrete, Tạp chí Khoa học Công nghệ Xây 
dựng, No. 2, pp. 31-36. 
[12] R. Kozul and D. Darwin (1997), Effects of aggregate type, size, and content on 
concrete strength and fracture energy, Report No. 43, University of Kansas Center 
for Research, p. 98. 
[13] R. K. L. Su and C. Bel (2008), The effect of coarse aggregate size on the stress-
strain curves of concrete under uniaxial compression, The Hong Kong Institution 
of Engineers Transactions, Vol. 15, No. 3, pp. 33-39. 
[14] R. S. Carcano and E. I. Moreno (2008), Evaluation of concrete made with crushed 
limestone aggregate based on ultrasonic pulse velocity, Construction and Building 
Materials, Vol. 22, pp. 1225-1231. 
[15] W. Xie, Y. Jin, and S Li. (2012), Experimental research on the influence of grain 
size of coarse aggregate on pebble concrete compressive strength,  Applied 
Mechanics and Materials, Vol. 238, pp. 133-137. 
Edited with the trial version of 
Foxit Advanced PDF Editor
To remove this notice, visit:
www.foxitsoftware.com/shopping
TẠP CHÍ KHOA HỌC TRƯỜNG ĐẠI HỌC HỒNG ĐỨC - SỐ 39.2018 
64 
THE EFFECT OF COARSE AGGREGATE SIZES ON 
THE PROPERTIES OF CONCRETE 
Mai Thi Ngoc Hang, Le Thi Thanh Tam, Mai Thi Hong 
ABSTRACT 
This paper investigates the effect of coarse aggregate sizes on the properties of 
concrete. Concrete mixtures were designed with water-to-binder ratios of 0.35 and 0.45. 
Coarse aggregates with maximum sizes of 25mm, 19mm, 12.5mm and 9.5mm were used. 
Testing results indicate that the unit volume weight of fresh concrete is not affected by coarse 
aggregate sizes. However, the coarse aggregate size are significantly influenced by slump, 
compressive strength and ultrasonic pulse velocity of concrete. The slump of concrete 
increases with increasing the coarse aggregate size. The use of maximum coarse aggregate 
size of 12.5mm results in the highest concrete compressive strength and ultrasonic pulse 
veloscity. In addition, all concrete samples produced in this study have a good quality with 
the ultrasonic pulse velocity of higher than 4200m/s. This study also indicates that the 
quality of concrete can be improved if the optimal coarse aggregate size was utilized.
Keywords: Concrete, compressive strength, slump, coarse aggregate size, ultrasonic 
pulse velocity. 
Edited with the trial version of 
Foxit Advanced PDF Editor
To remove this notice, visit:
www.foxitsoftware.com/shopping