Giáo trình Thử nghiệm vật liệu và công trình xây dựng - Phạm Duy Hữu (Phần 2)

153 
CÂU HỎI ÔN TẬP 
1. Trình bày quy tắc lấy mẫu và chuẩn bị mẫu thí nghiệm; 
2. Trình bày các phương pháp thí nghiệm xác ñịnh các chỉ tiêu kỹ thuật của 
bitum dầu mỏ. 
Chương 5 
THÍ NGHIỆM BÊ TÔNG ÁT PHAN 
1. Các chỉ tiêu kỹ thuật của bê tông át phan 
Bê tông át phan là vật liệu ñá nhân tạo, nhận ñược bằng cách làm rắn chắc hỗn 
hợp hợp lý của ñá dăm, cát, bột khoáng và bitum. 
Căn cứ vào phương pháp thi công, có thể chia thành bê tông át phan rải nóng, 
rải ấm và rải nguội. Theo ñộ rỗng còn dư, chia thành bê tông át phan chặt (r = 3 - 
6%), bê tông át phan rỗng (r > 6%). Tùy theo chất lượng vật liệu khoáng ñể chế tạo 
hỗn hợp, bê tông át phan có thể ñược phân ra hai loại: loại I và loại II. 
Bê tông át phan loại II chỉ ñược dùng cho lớp mặt của ñường cấp IV trở 
xuống hoặc dùng các lớp dưới của mặt ñường bê tông 2 lớp hoặc dùng cho phần 
ñường dành cho xe ñạp, xe máy, xe thô sơ. 
Các chỉ tiêu cơ lý của bê tông át phan rải nóng phải thoả mãn các yêu cầu qui 
ñịnh trong bảng 5.1 và 5.2. 
Bảng 5.1. Yêu cầu về các chỉ tiêu cơ lý của bê tông át phan chặt 
Yêu cầu ñối với bê 
tông át phan loại TT Các chỉ tiêu 
I II 
Phương 
pháp thí 
nghiệm 
(1) (2) (3) (4) (5) 
a) Thí nghiệm theo mẫu nên hình trụ 
1 ðộ rỗng cốt liệu khoáng chất, % thể tích 15-19 15-21 
2 ðộ rỗng còn dư, % theo thể tích 3-6 3-6 
3 ðộ ngậm nước, % theo thể tích 1,5-3,5 1,5-4,5 
4 ðộ nở, % theo thể tích, không lớn hơn 0,5 1 
5 Cường ñộ chịu nén, daN/cm2 ở nhiệt ñộ 
+ 200C không nhỏ hơn 
+ 500C không nhỏ hơn 
35 
14 
25 
12 
6 Hệ số ổn ñịnh nước, không nhỏ hơn 0,90 0,85 
Quy trình thí 
nghiệm bê 
tông át phan 
22TCN 62-
84 
nhieu.dcct@gmail.com
154 
7 Hệ số ổn ñịnh nước, khi cho ngậm nước 
trong 15 ngày ñêm, không nhỏ hơn 
0,85 0,75 
8 ðộ nở, % thể tích khi cho ngậm nước 
trong 15 ngày ñêm, không lớn hơn 
1,5 1,8 
(1) (2) (3) (4) (5) 
b) Thí nghiệm theo phương pháp Mác san (mẫu ñầm 75 cú mỗi mặt) 
1 ðộ ổn ñịnh ở 600C, kN, không nhỏ hơn 8,00 7,50 
2 Chỉ số dẻo quy ước ứng với S = 8kN.mm 
nhỏ hơn hay bằng 
4,0 4,0 
3 Thương số Mác san 
 ðộ ổn ñịnh kN 
 Chỉ số dẻo quy ước m 
min 2,0 
max 
5,0 
min 1,8 
max 5,0 
4 ðộ ổn ñịnh còn lại sau khi ngâm mẫu ở 
600C, 24h so với ñộ ổn ñịnh ban ñầu, % 
lớn hơn 
75 75 
5 ðộ rỗng bê tông át phan 3-6 3-6 
6 ðộ rỗng cốt liệu 14-18 14-20 
AASHTO 
T245 hoặc 
ASTM D1 
559 
c) Chỉ tiêu khác 
1 ðộ dính bám của bitum ñối với ñá khá ñạt yêu 
cầu 
QT 
22TCN 62-
84 
Ghi chú: có thể sử dụng một trong hai phương pháp thí nghiệm a hoặc b 
Bảng 5.2. Yêu cầu về các chỉ tiêu cơ lý của bê tông át phan rỗng 
TT Các chỉ tiêu 
Trị số 
quy ñịnh 
Phương 
pháp thí 
nghiệm 
1 ðộ rỗng của cốt liệu khoáng, % thể tích không lớn 
hơn 
24 
2 ðộ rỗng còn dư, % thể tích > 6-10 
3 ðộ ngậm nước, % thể tích 3-9 
4 ðộ nở, % thể tích không lớn hơn 1,5 
5 Hệ số ổn ñịnh nước, không nhỏ hơn 0,70 
6 Hệ số ổn ñịnh nước, khi cho ngâm nước trong 15 
ngày ñêm, không nhỏ hơn 
0,60 
Quy trình thí 
nghiệm bê 
tông át phan 
22TCN 62-
84 
nhieu.dcct@gmail.com
155 
2. Phương pháp thí nghiệm các chỉ tiêu của bê tông át phan theo 22TCN62-
84 (tiêu chuẩn ngành của Bộ GTVT) 
2.1 Phương pháp chế tạo mẫu thử 
2.1.1 Phương pháp trộn hoặc lấy mẫu hỗn hợp bê tông át phan 
a) Phương pháp trộn hỗn hợp bê tông át phan trong phòng thí nghiệm 
Sấy khô ñá, cát, bột khoáng và khử hết nước còn lẫn trong bitum rồi cân từng 
thành phần theo ñúng liều lượng ñã qui ñịnh. ðựng các cốt liệu vào một cái chậu 
hay khay men và ñựng bitum vào một cái bát riêng rồi sấy hay ñốt nóng từng loại 
ñến nhiệt ñộ qui ñịnh. 
Dùng bay trộn tất cả các cốt liệu với bitum. Sau ñó ñổ hỗn hợp vào máy trộn 
và trộn cho ñến khi hỗn hợp thật ñồng ñều. Thời gian cần thiết ñể trộn ñược xác 
ñịnh thông qua thí nghiệm thực tế thường khoảng từ 3 – 6 phút. ðối với mỗi loại 
hỗn hợp cần giữ cho thời gian trộn không thay ñổi ñể tiện so sánh ñối chiếu kết quả 
thí nghiệm sau này. Quá trình trộn kết thúc khi tất cả các hạt cốt liệu ñều ñược bao 
ñều bằng một lớp bitum và không còn hiện tượng bitum vón cục. Trong trường hợp 
không có máy thì trộn bằng tay ñến khi hỗn hợp ñạt ñược ñộ ñồng nhất như trên. 
Hỗn hợp chỉ ñược dùng ñể chế tạo mẫu thí nghiệm cần thiết sau khi trộn xong 
không quá 2 giờ. 
b) Phương pháp lấy mẫu hỗn hợp bê tông ñã trộn sẵn 
Nếu mẫu bê tông át phan ñược trộn bằng máy trộn kiểu cưỡng bức trong 
xưởng thì phải lấy mẫu trong lúc xúc hỗn hợp từ máy trộn vào ô tô hay các phương 
tiện vận chuyển khác. Thành phần của mỗi mẫu bê tông át phan gồm các phần riêng 
biệt của hỗn hợp lấy từ 3-4 mẻ trộn sẵn. Trước khi chế tạo mẫu thí nghiệm, phải 
trộn ñều các phần riêng biệt với nhau ñể thu ñược một mẫu có tính ñại diện trung 
bình cho các mẻ. 
Nếu bê tông át phan ñược trộn trong thiết bị làm việc theo nguyên tắc trộn tự 
do thì thành phần mẫu bê tông át phan gồm các phần riêng biệt lấy ở các thời ñiểm 
ñầu, giữa và cuối của mẻ trộn. 
Nếu hỗn hợp bê tông át phan ở dạng nóng và ấm thì sau khi ñổ hỗn hợp vào 
cối kim loại phải ñốt nóng trên bếp cát hoặc trong tủ sấy ñến nhiệt ñộ qui ñịnh từ 80 
– 1600C tùy theo mác bitum ñể chế tạo mẫu thí nghiệm. Nếu hỗn hợp bê tông át 
phan ở dạng nguội thì nhiệt ñộ của hỗn hợp phải khống chế ở 20 ± 20C trước khi 
ñem chế tạo mẫu. 
Hỗn hợp chỉ ñược dùng ñể chế tạo mẫu thí nghiệm sau khi lấy ra khỏi thiết bị 
trộn bê tông không quá 2 giờ. 
Khối lượng hỗn hợp cần dùng ñể thí nghiệm phụ thuộc vào kích thước của cốt 
liệu ñược qui ñịnh như bảng 5.3 
Bảng 5.3. Khối lượng bê tông át phan cần lấy từ thiết bị trộn ñể thí nghiệm 
Kích thước lớn nhất của cốt liệu, mm Khối lượng bê tông át phan cần lấy, kg 
40, 25 
10, 15, 20 
5 
6 – 7 
5 – 10 
2 – 5 
c) Phương pháp khoan lấy mẫu trên mặt ñường nhựa 
Dùng búa và ñục ñể ñào lấy mẫu có dạng hình vuông hay chữ nhật tại mặt 
ñường hay dùng khoan ñể lấy các mẫu có dạng hình lăng trụ. Các mẫu ñào hay 
nhieu.dcct@gmail.com
156 
khoan phải xuyên suốt chiều dày mặt ñường (cả lớp trên và lớp dưới) và phân chia 
theo từng lớp ñể thí nghiệm. Kích thước và số lượng mẫu cần cho thí nghiệm. 
ðường kính lỗ khoan: 
- không nhỏ hơn 50mm ñối với loại bê tông át phan dùng cát. 
- không nhỏ hơn 70mm ñối với loại bê tông át phan hạt nhỏ và trung. 
- không nhỏ hơn 100mm ñối với loại bê tông át phan hạt lớn. 
Trước khi khoan cần ghi rõ vị trí lấy mẫu. Trong khi khoan phải tưới nước 
thường xuyên vào lỗ khoan ñể làm nguội mũi khoan và ñể cho mũi khoan dễ ấn sâu 
vào các lớp mặt ñường. Khi khoan xong dùng kim chuyên dùng ñể lấy lõi khoan ra 
khỏi ra khỏi mặt ñường. 
2.1.2 Chế tạo mẫu trong phòng thí nghiệm 
a) Máy nén (thủy lực hoặc cơ học) ñể nén chặt mẫu bê tông có cơ cấu như sau 
Hộp máy có 3 khuôn hình trụ ñể có thể tạo ñồng thời 3 mẫu thí nghiệm ñược 
liên kết cố ñịnh trên máy. Các chày giã phía dưới tựa bằng khớp lên tấm ñệm dưới 
của máy và ñược ñặt sâu vào trong khuôn khoảng 2 – 3cm. Các chày giã phía trên 
liên kết với tấm ñệm trên của máy bằng các bản lề ñặc biệt. Ở phía dưới hộp máy có 
bố trí thiết bị ñốt nóng bằng dầu ñể giữ cho thành khuôn có nhiệt ñộ không ñổi từ 
80 – 1000C trong quá trình thí nghiệm với hỗn hợp bê tông át phan nóng hay ấm. 
Khi tạo mẫu bằng bê tông át phan nguội thì không ñược ñốt nóng hộp và khuôn. Bộ 
phận tỳ chuyên dùng dùng ñể tháo mẫu ra khỏi khuôn cũng ñược liên kết với tấm 
ñệm trên của máy bằng bản lề. 
+++++++++++++++++++++++++++++++++++++++ 
Khi máy hoạt ñộng ñể nén chặt mẫu bê tông át phan cần ñảm bảo cho áp lực 
tác ñộng lên mẫu là 400 daN/cm2. 
Nếu công suất của máy không ñủ ñể nén ñồng thời 3 mẫu thì máy cũng ñược 
dùng ñể nén 1 mẫu theo cách tương tự. Khuôn trong hộp máy dùng ñể tạo mẫu có 
Hình 5.1 Máy nén thủy lực và khuôn mẫu 
nhieu.dcct@gmail.com
157 
ñường kính là 71,4mm. Còn khi cần tạo mẫu thí nghiệm có ñường kính 50,5mm thì 
ñặt thêm các tấm ñệm phụ hình trụ và giữ chúng cố ñịnh trong khuôn chính. 
Trong trường hợp không có máy nén, thì phải chế tạo mẫu thí nghiệm trong 
các khuôn ñơn có kích thước như bảng 5.4 
Bảng 5.4. Các loại khuôn thí nghiệm 
Cỡ hạt lớn nhất của cốt liệu 
trong bê tông át phan, mm 
ðường kính 
khuôn, mm 
Diện tích mẫu thử, 
cm2 
5 (3) 50,5 20 
20, 25, 10 71,4 40 
40, 25 101,0 80 
b) Trình tự tạo mẫu bằng máy nén 
Cho thiết bị ñốt nóng hoạt ñộng và tăng dần nhiệt ñộ trong thiết bị ñến 90 – 
1000C ñồng thời ñiều khiển ñể ñưa các chày giã phía trên vào trong khuôn (khi chế 
tạo mẫu bê tông át phan nguội thì không dùng ñến thiết bị ñốt nóng). Sau ñó ñiều 
khiển ñể ñưa các chày giã phía trên ra khỏi khuôn và dùng vải thấm dầu hỏa lau 
sạch mặt trong của khuôn và các chày giã. ðổ hỗn hợp bê tông át phan ñã cân sẵn 
và ñã ñun nóng ñến nhiệt ñộ qui ñịnh vào trong khuôn qua một cái phễu kim loại rồi 
dùng dao thí nghiệm hay bay trộn xọc và san ñều hỗn hợp trong khuôn. Lại ñưa các 
chày giã phía trên vào trong khuôn và hạ chúng xuống cho ñến khi tiếp xúc với hỗn 
hợp. Sau ñó, ñóng ñộng cơ chính của máy và nâng dần tải trọng tác dụng lên mẫu 
ñến 400 daN/cm2. Duy trì tải trọng này trong 3 phút rồi dỡ tải và ñiều khiển ñể ñưa 
bộ phận tỳ ñến giữ hộp máy ñể ñùn mẫu ra khỏi khuôn. 
c) Trình tự tạo mẫu bằng khuôn ñơn 
ðốt nóng khuôn và chày giã ñến nhiệt ñộ 90 – 1000C khi hỗn hợp bê tông 
thuộc dạng nóng hay ấm và lau nhẹ bằng giẻ ẩm thấm dầu hỏa (trong trường hợp 
tạo mẫu bê tông át phan nguội thì không cần ñốt nóng khuôn và chày). Dùng một 
phễu kim loại ñổ ñầy hỗn hợp bê tông ñã cân trước vào khuôn có lắp sẵn tấm ñệm 
dưới nhô ra khỏi ñáy khuôn từ 1,5 – 2cm. Dùng bay hay dao thí nghiệm xọc và san 
ñều hỗn hợp trong khuôn. ðặt tấm ñệm trên vào khuôn và ñặt toàn bộ khuôn mẫu 
lên tấm ép dưới của máy. ðiều khiển cho tấm ép trên của máy tiếp xúc với tấm ñệm 
trên của khuôn và cho chạy ñộng cơ ñiện của bơm ñầu máy nén ñể tăng dần áp lực 
nén vào hỗn hợp cho ñến 400 daN/cm2. Giữ nguyên vị trí số áp lực này ñối với hỗn 
hợp trong 3 phút rồi dỡ tải và dùng một thiết bị nén chuyên dùng ñể tháo mẫu ra 
khỏi khuôn. 
Trong quá trình tạo mẫu phải loại bỏ những mẫu bị sứt ở mép hoặc có 2 mặt 
ñáy không song song. 
d) Trình tự tạo mẫu theo phương pháp hỗn hợp 
Hỗn hợp bê tông ñược làm chặt bằng máy rung và sau ñó ñược ép nén dưới áp 
lực 260 daN/cm2 bằng máy nén. 
Mẫu thí nghiệm ñược chế tạo trong khuôn ñơn (mục c). Sau khi ñốt nóng 
khuôn ñến nhiệt ñộ 90 – 1000C và lắp tấm ñệm dưới vào khuôn sao cho nó nhô ra 
nhieu.dcct@gmail.com
158 
ngoài ñáy khuôn từ 2 – 2,5cm thì ñổ ñầy hỗn hợp vào khuôn và ñặt nó lên bàn rung. 
Khuôn ñược giữ chặt trên máy rung bằng một thiết bị chuyên dụng. Mở máy nổ 
rung hỗn hợp bê tông trong khuôn trong 3 phút với tần số dao ñộng 3000 vòng/phút, 
biên ñộ rung là 0,35 – 0,4mm và với áp lực phụ là 0,3 daN/cm2. Dao ñộng rung 
ñược truyền ñến hỗn hợp qua tấm ñệm còn tải trọng ñể tạo nên áp lực 0,3 daN/cm2 
thì tác ñộng vào hỗn hợp theo nén ép tự do. Sau khi kết thúc quá trình rung ñặt 
khuôn mẫu lên bệ máy nén ñể nén mẫu dưới áp lực 250 daN/cm2. Giữ nguyên áp 
lực này trong 3 phút rồi dỡ tải và dùng thiết bị nén chuyên dụng ñể tháo ra khỏi 
khuôn. 
e) Trình tự tạo mẫu theo phương pháp giã với thiết bị ñầm nén bằng quả nặng rơi 
Thiết bị ñầm nén bao gồm: một khung có tấm tựa bằng thép liên kết chặt trên 
một tấm gỗ, 1 tấm ñế bằng thép ñặt ở dưới khuôn, 1 khuôn ñể ñựng mẫu có lắp 
thêm ống nối ở phía trên và 1 tấm ép có cần (thanh dẫn) và quả nặng (tải trọng). 
Trước hết phải cố ñịnh khung thiết bị với tấm gỗ ñặt trên nền nhà bằng bê tông 
xm và ñảm bảo cho khung vào tấm gỗ có vị trí thẳng ñứng, còn tấm tựa bằng thép 
có vị trí nằm ngang. 
Trước khi tạo mẫu, ñốt nóng tấm ñế khuôn và ống nối ở trên ñến nhiệt ñộ 90 – 
1000C. Dùng vít bắt chặt ñế khuôn vào tấm nhựa bằng thép rồi ñặt khuôn có lắp sẵn 
phần ống nối lên trên. Khi ñặt khuôn, cần luồn hai cái mấu ở ống nối vào 2 bulông 
gắn ở sẵn ñế khuôn và dùng ñai ốc ñể ñịnh vị khuôn. 
Trong mỗi một khuôn, ñặt 1 miếng giấy thấm hình tròn có ñường kính 10cm 
rồi ñổ hỗn hợp bê tông át phan ñã ñốt nóng và cân sẵn vào và dùng dao xọc và san 
ñều hỗn hợp sao cho hỗn hợp hơi lồi ra ngoài khuôn. ðặt tấm ép có lắp thanh dẫn 
và quả nặng ñã ñược ñốt nóng lên trên mặt khuôn rồi ñầm hỗn hợp với 50 lần giã ñể 
cho quả nặng (khối lượng 4,55kg) rơi từ ñộ cao 46cm xuống mặt bàn (tốc ñộ giã 
gần ñạt 1 lần trong mỗi giây). Sau ñó lật ngược khuôn lại và giã tiếp 50 lần lên mặt 
còn lại. Cuối cùng, lấy ống thép có ñường kính trong 105mm chụp lên khuôn mẫu 
và dùng bàn ép ñẩy nhẹ nhàng mẫu ra khỏi khuôn. 
2.2 Xác ñịnh khối lượng thể tích trung bình của bê tông át phan 
2.2.1 Thiết bị thử 
Cân kỹ thuật có ñộ chính xác ñến 0,01g kèm theo các phụ kiện ñể cân trong 
nước; 
Chậu men hay thủy tinh có dung tích 1- 3 lít. 
2.2.2 Tiến hành thử 
Các mẫu chế tạo xong phải lưu ở nhiệt ñộ 20 ± 20C, rồi lau hết những hạt cát, 
sạn còn bám vào mẫu. 
Cân mẫu trong không khí với ñộ chính xác ñến 0,01g rồi nhúng mẫu vào trong 
cốc nước có nhiệt ñộ 20 ± 20C trong 30 phút. Lấy mẫu ra khỏi chậu nước, lau khô 
rồi cân trong không khí. Sau ñó, ñem cân tiếp mẫu trong nước có nhiệt ñộ 20 ± 20C. 
2.2.3 Tính kết quả 
nhieu.dcct@gmail.com
159 
Khối lượng thể tích bê tông át phan tính chính xác ñến 0,01 g/cm3, ñược xác 
ñịnh theo: 
,
21 GG
G no
BT −
=
γ
γ g/cm3 
Trong ñó: 
G0- Khối lượng mẫu cân ñược trong không khí, g; 
G1- Khối lượng mẫu cân trong không khí sau khi nhúng mẫu vào nước 30 
phút, g; 
G2- Khối lượng mẫu cân trong nước sau khi nhúng mẫu vào nước 30 phút, g; 
γn- Khối lượng riêng của nước, lấy bằng 1g/cm
3. 
Kết quả thí nghiệm là trị số trung bình của các kết quả trong 3 lần thí nghiệm 
ñối với cùng một loại mẫu thử. ðộ chênh lệch giữa các kết quả trong 3 lần thí 
nghiệm không ñược vượt quá 0,02g/cm3. 
2.3 Xác ñịnh khối lượng thể tích và khối lượng riêng trung bình của vật liệu 
khoáng trong bê tông át phan 
Khối lượng thể tích trung bình của phần vật liệu khoáng của bê tông át phan 
ñược xác ñịnh trên cơ sở khối lượng thể tích của bê tông át phan và tỷ lệ về khối 
lượng của vật liệu khoáng chất và bitum trong hỗn hợp bê tông át phan. Khối lượng 
thể tích của phần cốt liệu tính chính xác ñến 0,01g/cm3 ñược xác ñịnh theo công 
thức: 
3/,
.
cmg
qq
q
bk
k
k +
=
γ
γ 
Trong ñó: 
γ- Khối lượng thể tích của bê tông át phan, g/cm3; 
qk- Hàm lượng vật liệu khoáng trong bê tông át phan (không kể bitum), % theo 
khối lượng hỗn hợp, (lấy bằng 100%); 
qb- Hàm lượng bitum trong hỗn hợp, % theo khối lượng vật liệu khoáng. 
Khối lượng riêng trung bình của vật liệu khoáng trong bê tông át phan, tính 
chính xác ñến 0,01 g/cm3, ñược xác ñịnh theo công thức: 
3
2
2
1
1
/,
...
100
cmg
qqq
n
n
k
ρρρ
ρ
+++
= 
Trong ñó: 
r1, r 2... r n- Khối lượng riêng của từng thành phần cốt liệu (ñá, cát và bột 
khoáng), trong bê tông át phan, g/cm3; 
q1, q2... qn- Hàm lượng của từng thành phần cốt liệu trong hỗn hợp bê tông át 
phan, % khối lượng hỗn hợp . 
nhieu.dcct@gmail.com
160 
2.4 Xác ñịnh khối lượng riêng của bê tông át phan bằng phương pháp tỷ trọng 
kế và bằng phương pháp tính toán theo tiêu chuẩn Nga 
2.4.1 Thiết bị thử 
Bình tỷ trọng (bình khối lượng riêng có ... mục ñích ñề ra, có thể ngừng gia tải ở cấp tải trọng thích hợp. 
Việc tiến hành thí nghiệm cần tuân thủ các yêu cầu ñảm bảo an toàn. 
4.9. Tính toán các giá trị kiệm tra: tải trọng, ñộ võng và bề rộng vết nứt. 
Tải trọng kiểm tra ñộ bền(Pbktr) ñược xác ñịnh bằng cách nhân hệ số an toàn C với 
tải trọng xác ñịnh khả năng chịu lực của cấu kiện ñược tính toán theo mục 3 tiêu 
chuẩn TCVN 5574:1991. Hệ số an toàn C ñược lấy như sau: 
ðối với cấu kiện chịu uốn và chịu kéo nén lệch tâm, trong trường hợp phá huỷ thứ 
nhất, gia trị của hệ số C xác ñịnh theo bảng 
Bảng 9.1 Hệ số an toàn C cho trường hợp phá huỷ thứ nhất 
Loại cốt thép Hệ số C 
C-I, C-II 1,25 
C-III, C-III kéo nguội có khống chế ứng suet và ñộ 
dãn dài, thép cốt sợi từ các bon thấp(Bp-I) 
1,30 
C-IV, C-V, C-III kéo nguội chỉ khống chế ñộ dãn dài 1,35 
nhieu.dcct@gmail.com
281
Dây kéo nguội (BII) 1,40 
Về ñặc tính của các loại cốt thép CI,CIIBII xem TCVN 1651:8 5 và TCVN 
3101:79. 
ðối với trường hợp phá huỷ thứ hai, hệ số C ñược lấy theo bảng sau: 
Bảng 9.2 Hệ số an toàn C cho trường hợp phá huỷ thứ hai 
Loại bê tông Hệ số C 
Bêtông nặng, nhẹ , cốt liệu nhỏ, silicat 1,60 
Bêtông xốp 1,90 
 Trường hợp phá huỷ nói ở ñiểm 9.1 ñược hiểu như sau: 
a. Trường hợp thứ nhất- phá huỷ do ứng suet trong cốt thép chịu lực ở tiết diện 
thẳng góc hay tiết diện xiên ñạt ñến ứng suất tương ñương giới hạn chảy của thép 
trước khi bêtông vùng nén bị phá huỷ. 
b. Trường hợp thứ hai- Phá huỷ do bê tông vùng nén bị phá huỷ trước khi cốt thép 
chịu kéo ñạt giới hạn chảy (phá huỷ giòn). 
ðối với cấu kiện sử dụng nhiều loại cốt thép, hệ số an toàn C ñược xác ñịnh theo 
công thức: 
321
2
'
211 ...
SSS
SnnSS
AAA
ACACAC
C
++
+++
= 
Trong ñó: 
Ci(i=1,2,3n) là hệ số an toàn C xác ñịnh theo bảng ứng với thép nhóm 1 
ASi(i=1,2,3n) là diện tích tiết diện cốt thép nhóm i. 
Khi quy ñịnh tải trọng kiểm tra ñộ bền, cần tính ñến khả năng phá huỷ theo cả 
hai trường hợp, nghĩa là thiết kế cần quy ñịnh hai giá trị tải trọng ứng với C theo cả 
2 bảng 
nhieu.dcct@gmail.com
282
Khi ñánh giá ñộ bền của cấu kiện theo kết quả thí nghiệm, phải chọn giá trị tải 
trọng kiểm tra ñộ bến tương ứng với tính chất phá huỷ thực tế của cấu kiện. 
Tính chất phá huỷ thực tế ñược ñánh giá bằng cách so sánh giá trị ñộ võng và bề 
rộng vết nứt thực tế với giá trị giới hạn tương ứng. Khi ñó: 
ðể ñánh giá ñộ bền cấu kiện theo tiết diện thẳng góc, dùng giá trị ñộ võng ở tải 
trọng phá huỷ thực tế. 
ðể ñánh giá ñộ bền theo tiết diện nghiêng, dùng bề rông vết nứt ở tải trọng phá huỷ 
thực tế. 
ðộ võng giới hạn ñược tính theo công thức sau: 
a. Trường hợp phá huỷ thứ nhất: 
fgh = fkt x c
ktr
p
tt
P
P
 nhân với 2,5 khi dùng thép C-III hoặc thấp hơn; (1) 
2 khi dùng thép C-IV, C-III kéo nguội và cao hơn 
b. Trường hợp phá huỷ thứ hai: 
 fgh = fkt x c
ktr
p
tt
P
P
 x 1,15 (2) 
Bề rộng vết nứt giới hạn ñược tính theo công thức sau: 
a. Trường hợp phá huỷ thứ nhất: 
 agh = akt x c
ktr
p
tt
P
P
 nhân với 2,5 khi dùng thép C-III hoặc thấp hơn; (3) 
 2 khi dùng thép C-IV, C-III kéo nguội và cao hơn 
b. Trường hợp phá huỷ thứ hai: 
 agh = akt x c
ktr
p
tt
P
P
 x 1,15 (4) 
Trong các công thức (1),(2) (3), và (4): 
- fgh là ñộ võng giới hạn; 
- fkt là ñộ võng kiểm tra: 
- agh là bề rộng vết nứt giới hạn; 
- akt là bề rộng vết nứt kiểm tra 
- Pt.t
p là tải trọng thực tế khi cấu kiện bị phá huỷ; 
- Pktr
c là tải trọng kiểm tra ñộ cứng; 
- Pktr
a là tải trọng kiểm tra bề rộng vết nứt. 
nhieu.dcct@gmail.com
283
Nếu ñộ võng thực tế hày bề rộng vết nứt thực tế ño ñược ở tải trọng phá huỷ 
bằng hay lớn hơn giá trị giới hạn theo trường hợp phá huỷ thứ nhất, thì ñể ñánh giá 
ñộ bền của cấu kiện, phải so sánh tải trọng phá huỷ thực tế với tải trọng kiểm tra ñộ 
bền lấy cho trường hợp phá huỷ này(nghĩa là dùng hệ số an toàn C théo bảng 9.1) 
Nếu ñộ võng thực tế hay bề rộng vết nứt thực tế ño ñược ở tải trọng phá huỷ 
bằng hay nhỏ hơn giá trị giới hạn theo trường hợp phá huỷ thứ hai, tải trọng phá 
huỷ thực tế cần so với tải trọng kiểm tra lấy cho trường hợp phá huỷ này(nghĩa là 
dùng hệ số an toàn C théo bảng 9.2) 
Với các giá trị trung gian về ñộ võng và bề rộng vết nứt, tải trọng kiệm tra ñộ 
bền nếu trong hồ sơ thiết kế cho phép ñược tính lại với hệ số an toàn C lấy theo 
cách nội suy tuyến tính nhưng không nhỏ hơn 1,4 
Tải trọng kiểm tra ñộ cứng (Pktr
c) ñược xác ñịnh theo tổ hợp bất lợi nhất của 
tải trọng tiêu chuẩn( hệ số C=1) (trích dẫn từ ñiều 4.1 của TCVN 5574:1991) 
ðộ võng kiểm tra (fktr) ñược xác ñịnh bằng tính toán, dùng tải trọng kiểm tra 
ñộ cứng (lấy tác dụng ngắn hạn) ñể tính 
ðộ võng kiểm tra của cấu kiện ứng suất trước fkt xác ñịnh theo công thức: 
fkt = f1 +f2 
Trong ñó: 
f1 - ñộ võng toàn phần do tải trọng kiểm tra( tải chất thêm và khi cần thiết cả 
tải trọng bản thân cấu kiện nữa) và do lực nén trước. 
f2 - ñộ võng(lấy dấu cộng) hay ñộ võng (lấy dấu trừ) do tải trọng bản thân và 
do lực nén trước; ñồng thời nếu mặt trên cấu kiện có sự hình thành các vết nứt thì 
giá trị f2 xác ñịnh như ñối với cấu kiện có vết nứt ở mặt trên 
Hệ số an toán C dùng ñể xác ñịnh tai trọng kiểm tra hình thành vết nứt (Pnktr) 
ñược lấy như sau: ñối với cấu kiện có yêu cầu chống nứt cấp I, dùng hệ số C bằng 
1,4 cho bê tông tổ ong và bằng 1,3 cho các loại bê tông khác. 
ðể tính bề rộng vết nứt kiểm tra (aktr), dùng hệ số an toàn C=0,7. 
Trong cấu kiện chịu uốn mà chiều dày lớp bêtông bảo vệ theo thiết kế vượt trị 
số tiêu chuẩn atc= 25mm thì cho phép tăng bề rộng vết nứt kiểm tra ñối với các vết 
nhieu.dcct@gmail.com
284
nứt vuông góc với trục dọc của cấu kiện bằng cách chia nó cho hệ số q cho ở bảng 
9.3 
Bảng 9.3 Hệ số q 
atc/atk 0,8 0.6 [0,5 
q 0,95 0,85 0,75 
Ghi chú: atc – chiều dày lớp bêtông bảo vệ lấy bằng 25mm 
 atk – chiều dày lớp bê tông bảo vệ theo thiết kế 
4.10. ðánh giá kết quả thí nghiệm 
ðánh giá ñộ bền: ðộ bền của cấu kiện thí nghiệm ñược ñánh giá theo giá trị 
tải trọng lớn nhất tại thời ñiểm cấu kiện xuất hiện dấu hiệu mất khả năng chịu lực 
(tải trọng phá huỷ thực), thể hiện ở các ñặc trưng sau: ñộ võng tăng liên tục, vết 
nứt phát triển liên tục khi giữ nguyên tải trọng,cốt thép bị ñứt, bêtông vùng nén bị 
vỡ. 
ðánh giá ñộ bền ñược thực hiện bằng cách so sánh tải trọng phá huỷ thực tế 
với tải trọng kiểm tra ñộ bền ñược quy ñịnh trong tiêu chuẩn hoặc trong tài liệu 
thiết kế 
Tải trọng kiểm tra ñộ bền ñược xác ñịnh theo những quy ñịnh ở ñiều 9.1 
Cấu kiện ñược xem là ñạt ñộ bền nếu thoả mãn các ñiều kiện sau: 
Khi thí nghiệm hai cấu kiện, tải trọng phá huỷ thực tế không nhỏ hơn 95% tải 
trọng kiểm tra ñộ bên, nếu thí nghiệm từ 3 cấu kiện trở lên thì không nhỏ hơn 90% 
tải trọng kiểm tra ñộ bền. 
Muốn ñánh giá ñộ bền cấu kiện thí nghiệm một cách chính xác hơn thì dùng 
các ñặc trưng cơ lí thực tế của bêtông, cốt thép và kích thước thực tế của cấu kiện 
ñể xác ñịnh khả năng chịu lực của nó. Các ñặc trưng cơ lí này do cơ sở sản xuất 
cung cấp hoặc lấy từ số liệu thí nghiệm mẫu thép và bê tông do họ cung cấp. 
ðối với cấu kiện ứng suất trươc có cốt thép tự neo( không có neo ở ñầu), cấu 
kiện ñược coi là ñảm bảo ñộ bền nếu thoả mãn thêm các ñiều kiện sau: 
Khi thí nghiệm từ 2 cấu kiện trở lên, tại tải trọng kiểm tra ñộ bền, ñộ tụt của 
thép so với bê mặt bê tông ở ñầu cấu kiện không vượt quá 0,2mm. 
nhieu.dcct@gmail.com
285
ðánh giá ñộ cứng: ðộ cứng của cấu kiện ñược ñánh giá bằng cách so sánh ñộ 
võng thực tế dưới tải trọng kiểm tra với ñộ võng kiểm tra. Tải trọng kiểm tra và ñộ 
võng kiểm tra lấy theo mục 9.8 và 9.9 
ðộ võng thực tế ñược xác ñịnh sau khi giữ cấu kiện thí nghiệm dưới tải trọng 
kiểm tra ñộ cứng theo mục 8.6 
Tải trọng kiểm tra là tổng tải trọng thực tế mà cấu kiện thí nghiệm phải chịu, 
bao gồm trọng lượng bản thân cấu kiện, trọng lượng các thiết bị gia tải, trọng 
lượng phần tải chất thêm 
Khi thí nghiệm cấu kiện ñược ñặt dưới một góc 900 hoặc 1800 so với trạng 
thái làm việc thì cần tính ñến ảnh hưởng của trọng lượng bản thân và phụ kiện thiết 
bị ñến giá trị ñộ võng kiểm tra. Trong trường hợp này cần thống nhất với thiết kế 
về giá trị phụ tải và ñộ võng kiểm tra. 
Cấu kiện ñược xem là ñạt yêu cầu về ñộ cứng: 
Khi thí nghiệm hai cấu kiện mà ñộ võng thực tế không quá 115% ñộ võng 
kiểm tra 
Khi thí nghiệm từ 3 cấu kiện trở lên mà ñộ võng thực tế không quá 120% ñộ 
võng kiểm tra 
ðánh giá khả năng chống nứt: Khả năng chống nứt của cấu kiện ñược ñánh 
giá theo tải trọng hình thành vết nứt ñầu tiên trong bê tông và theo bề rộng vết nứt. 
Tải trọng thực tế hình thành vết nứt ñược so với tải trọng kiểm tra hình thành vết 
nứt, bề rộng vết nứt ñược so với bê rộng vết nứt kiểm tra. Tải trọng kiểm tra hình 
thành vết nứt và bề rộng vết nứt kiểm tra lấy theo ñiều 4.10 và 4.11 
Khi tiến hành thí nghiệm và ñánh giá bề rộng vết nứt cần xem xét sơ ñồ thí 
nghiệm ñã nêu trong ñiều 4.9 
Cấu kiện có yêu cầu chông nứt cấp I phải thoả mãn ñiều kiện sau: 
Khi thí nghiệm hai cấu kiện, tải trọng thực tế hình thành vết nứt không nhỏ 
hơn 90% tải trọng kiểm tra hình thành vết nứt. 
Khi thí nghiệm từ 3 cấu kiện trở lên, tải trọng thực tế hình thành vết nứt 
không nhỏ hơn 85% tải trọng kiểm tra hình thành vết nứt. 
Cấu kiện hoặc là bộ phận cấu kiện có yêu cầu chống nứt cấp II và III ñược gọi 
là ñạt yêu cầu khi thí nghiệm 2 và từ 3 cấu kiện trở lên, bề rộng vết nứt lớn nhất 
nhieu.dcct@gmail.com
286
không vượt quá bề rộng vết nứt kiểm tra nhân với hệ số tương ứng là 1,10 và 1,15 
ngoài ra cũng không ñược vượt quá giá trị bề rộng vết nứt cho phép cho ở tiêu 
chuẩn thiết kế. 
ðánh giá tổng hợp kết quả thí nghiệm 
Cấu kiện thí nghiệm ñược xem là ñạt yêu cầu về ñộ bền, ñộ cứng và khả năng 
chống nứt, nếu chúng ñáp ứng ñược tất cả các yêu cầu ñã nêu trong mục 4. 
Báo cáo kết quả thí nghiệm. 
Kết quả thí nghiệm ñược lập thành văn bản và lưu ở phòng thí nghiệm, ở 
phòng quản lí kĩ thuật hoặc phòng kiểm tra chất lượng sản phẩm. 
Hồ sơ thí nghiệm gồm các nội dung sau: 
- Ngày thí nghiệm. 
- Danh sách những người tham gia thí nghiệm và trình ñộ kĩ thuật. 
- Tên gọi và mã số của các cấu kiện thí nghiệm. 
- Ngày sản xuất cấu kiện, số hiệu lô sản phẩm. 
- ðiều kiện bảo quản cấu kiện trước khi thí nghiệm. 
- Loại hay mác bêtông theo cường ñộ nén. 
- Các ñặc tính về cường ñộ thực tế của bê tông ở ngày thí nghiệm. 
- Dạng, loại cốt thép chịu lực. 
- Các ñặc tính về cường ñộ thực tế của cốt thép theo chứng chỉ của nhà máy sản 
xuất hoặc theo kết quả thí nghiệm mẫu thép. 
- Cấp chống nứt do thiết kế quy ñịnh. 
- Sơ ñồ thí nghiệm: sơ ñồ gối tựa, gá lắp thiết bị ño, vị trí chất tải. 
- Trọng lượng cấu kiện(bằng tính toán hoặc bằng cân ño) 
- Trọng lượng phân tải trọng chất thêm. 
- Giá trị tải trọng kiểm tra: 
+ Theo ñộ bền (ở trường hợp phá huỷ thứ nhất và thứ hai). 
+ Theo ñộ cứng. 
+ Theo sự hình thành vết nứt. 
+ Theo mở rộng vết nứt 
- ðộ võng kiểm tra có tính ñến ñặc tính cơ lí thực tế của thép và bê tông khi 
chúng khác với giá trị thiết kế. 
- Kết quả thí nghiệm: 
nhieu.dcct@gmail.com
287
+ Tải trọng phá huỷ và ñặc ñiểm phá huỷ. 
+ Tải trọng hình thành vết nứt và tính chất của các vết nứt. 
+ ðộ võng ở tải trọng kiểm tra. 
+ Bề rộng vết nứt ở tải trọng kiểm tra. 
+ ðộ tụt ñầu cốt thép trong bêtông. 
+ ảnh mô tả quá trình thí nghiệm và ñặc tả hiện tượng phá huỷ, tình trạng nứt 
Khi thí nghiệm từ 2 cấu kiện trở lên thì những vấn ñề chung ñược ñưa vào 
một văn bản song các số liệu cụ thể của từng cấu kiện thì phải ghi riêng. 
Kết quả ñánh giá ñộ bền, ñộ cứng và khả năng chống nứt ñược lập thành văn bản 
trong ñó có ghi rõ sai lệch lớn nhất về số liệu thí nghiệm so với các giá trị quy ñịnh 
theo tiêu chuẩn, ghi rõ kết luận ñánh giá về ñộ bền, ñộ cứng và khả năng chông nứt 
theo tiêu chuẩn thí nghiệm. Các văn bản này phải ñược người tiến hành thí nghiệm, 
trưởng phòng thí nghiệm, trưởng phòng kiểm tra chất lượng và cán bộ lãnh ñạo 
ñơn vị cùng ñại diện thiết kế xác nhận. 
CÂU HỎI ÔN TẬP 
1. ðánh giá mức ñộ phù hợp của bê tông trong thi công cầu ñường; 
2. Phương pháp siêu âm xác ñịnh tính ñồng nhất của bê tông trong cọc khoan nhồi; 
3. Phương pháp kiểm tra khuyết tật cọc bằng phương pháp ñộng biến dạng nhỏ; 
4. Phương pháp thí nghiệm gia tải ñể ñánh giá ñộ bền, ñộ cứng và khả năng chống 
nứt của cấu kiện bê tông và bê tông cốt thép ñúc sẵn. 
Phụ lục 1 
Tính chất cơ học của thép hợp kim 
Mác của Kích Giới hạn Giới hạn Biến 
nhieu.dcct@gmail.com
288
thép thước, mm bền, daN/mm2 chảy, 
daN/mm2 
dạng tương 
ñối, % 
15GC 
18G2C 
25G2C 
10G2CD 
14XGC 
30G2C 
14XGCH 
10XG2CH 
15CHD 
12XG 
12XG 
14G 
24G 
10GHD 
4-20 
6-80 
6-40 
4-32 
4-20 
10-32 
4-10 
4-40 
4-32 
8-20 
8-20 
4-10 
4-20 
4-20 
48 
50 
60 
50 
50 
90 
50 
50 
52 
46 
46 
46 
47 
50 
34 
40 
40 
33 
34 
60 
37 
37 
35 
33 
33 
29 
30 
38 
18 
14 
14 
18 
18 
6 
18 
18 
18 
15 
15 
18 
18 
15 
Phụ lục 2 
Bảng chuyển ñổi các ñơn vị liên quan 
Chuyển từ hệ inch- pound Sang hệ SI (hệ mét) Hệ số chuyển ñổi 
inch(in .) mm 25,4 
inch(in .) m 0,0254 
foot (ft) m 0,3048 
square inch(sq.in.) mm2 645,2 
square inch(sq.in.) m2 0,0006452 
square foot (sq.ft.) m2 0,0929 
kip N 4448,0 
kip kgf 453,6 
pound (lb) N 4,448 
pound(lb) kgf 0,4536 
nhieu.dcct@gmail.com
289
kip/ square inch(ksi) MPa 6,895 
pound/ square foot (psf) kPa 0,04788 
pound/ square inch(psi) kPa 6,895 
pound kg 0,4536 
ton(200lb) kg 907,2 
tonne(t) kg 1.000 
kip/ linear foot(klf) kg/m 1488 
pound/ linear foot(plf) kg/m 1,488 
pound/ linear foot(plf) N/m 14,593 
inch – pound (in.-lb) N.m 0,1130 
foot-pound(ft.-lb) N.m 1,356 
foot – kip (ft.- k) N.m 1356 
degree(deg F) Celsius (C) tc=(tF - 32)/1,8 
Section modulus(in.3) mm3 16.387 
Moment of innertia(in.4) mm4 416.231 
Modulus of elasticity (psi) MPa 0,006895 
TÀI LIỆU THAM KHẢO 
1. Phùng Văn Lự - Phạm Duy Hữu - Phan Khắc Trí - Vật liệu xây dựng- NXB 
Giáo dục -1977. 
2. Phạm Duy Hữu - Ngô Xuân Quảng -Vật liệu xây dựng- NXB GTVT 2006 
3. Phạm Duy Hữu - V.I. XALOMATOB - Biện pháp tăng cường tuổi thọ và ñộ 
tin cậy BTCT bằng con ñường sử dụng vật liệu Polyme (tiếng Nga) - MIIT 
Maxcơva-1989. 
4. Phạm Duy Hữu - Lựa chọn phương pháp thiết kế cấu trúc hợp lý bê tông 
asphan (B95-17-60)- Hà Nội-1995 
5. Phạm Duy Hữu – Vật liệu xây dựng mới – NXB GTVT 2004 
6. Tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam -1999 
7. Tiêu chuẩn ACI, ASTM, ASSHTO (Mỹ), DOE (Anh) 
8. A.M. NEVILL – Propertmes of concrete – London - 1991. 
9. Asphalt institute - Mix design methods for asphalt concrete - 1994 
nhieu.dcct@gmail.com
290
10. Viện asphanlt Mỹ - Tính toán bề dày mặt ñường asphan - 1991 
11. The SHELL BITUM – London - 1991 
12. Quy phạm BS8110-77- Anh Quốc- Bê tông và bê tông cốt thép 
13. H.B. Gorelư sep- Bê tông át phan và các vật liệu khoáng bitum- Maxcova-
1995 
14. Kzumaxa Ozawa- Self- Compacting Concrete-TOKYO-2001 
Chịu trách nhiệm xuất bản: Lê Tử Giang 
Biên tập Lê Thúy Hồng 
Nhà xuất bản GTVT 
Quyết ñịnh xuất bản số: 146/163-2007/CXB/172-312-05/GTVT 
ngày 2/3/2007 
In xong và nộp lưu chiểu quí 4/2007 
nhieu.dcct@gmail.com