Kiểm soát hàm lượng, chất lượng cát nhiễm mặn làm bê tông và vữa theo TCVN 13754:2023

Cát nhiễm mặn là loại cát được khai thác ở cửa sông hay cửa biển. Loại cát này có tính kiềm cao và là tác nhân chính tạo ra những rủi ro cho tường nhà. Thông thường cát sử dụng cho mục đích xây dựng được khai thác ở lòng sông, suối, tuy nhiên hiện nay khá nhiều lò khai thác cát đã trộn lẫn 2 loại cát này nhằm tăng lợi nhuận lên mức cao nhất. Việc sử dụng cát bê tông nhiễm mặn kém chất lượng có thể gây ra nhiều nguy cơ tiềm ẩn bởi cát mặn chứa ion clo có thể ăn mòn cốt thép sau này, ảnh hưởng đến độ bền của công trình.

Cát nhiễm mặn còn chứa nhiều tạp chất. Trong thực tế, các tạp chất thường là bùn, bụi, tạp hữu cơ. Nếu cát chứa chất clo (muối) có thể gây rỉ sét thép, làm giảm sức bền công trình, tạo ra nứt, gãy công trình sau thời gian dài sử dụng. Nếu dùng cát bẩn xây trát sẽ làm cho bề mặt tường bị rêu mốc, sần sùi; sử dụng cát chứa tạp chất hữu cơ có thể làm giảm cường độ của bê tông, vữa và tạo ra chất làm loang lổ bề mặt tường.

Ngoài ra, nếu dùng cát bẩn còn gây ra hiện tượng sùi ở chân tường hoặc ngấm nước. Nếu là silic vô định hình có thể gây ra tác hại sau khoảng 20 - 30 năm. Tường bị phá vỡ bê tông từ bên trong. 

Cần khẳng định rằng, công nghệ lọc hút cát thô sơ không thể loại bỏ được tạp chất lẫn trong cát. Trong thực tế, hầu hết lò khai thác cát đều bán trực tiếp loại cát này ra ngoài thị trường mà không qua sàng lọc nào. Do đó trong quá trình khai thác và sử dụng cát nhiễm mặn để chế tạo làm bê tông và vữa nên kiểm soát hàm lượng và chất lượng cát theo Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 13754:2023.

Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 13754:2023 do Hội Bê tông Việt Nam biên soạn, Bộ Xây dựng đề nghị, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng thẩm định, Bộ Khoa học và Công nghệ công bố. Tiêu chuẩn này áp dụng cho cát nhiễm mặn dùng để chế tạo bê tông và vữa xây dựng.

Theo đó, thành phần hạt của cát nhiễm mặn cho bê tông và vữa được Tiêu chuẩn này hướng dẫn như sau: Đối với kích thước lỗ sàng từ 2,5mm thì đối với cát thô lượng sót tích lũy trên sàng ở mức từ 0 đến 20, cát mịn là 0; Nếu kích thước lỗ sàng 1,25mm thì cát thô ở mức 15 đến 45, cát mịn là từ 0-15; nếu kích thước lỗ là 630um thì cát thô sẽ là 35-70, cát mịn từ 0-35; Nếu kích thước lỗ sàng là 315um thì cát thô từ 65-90, cát mịn từ 5-65; Nếu kích thước lỗ sàng là 140um thì cát thô từ 90-100, cát mịn từ 65-90; Hàm lượng lọt sàng 140um, không lớn hơn thì cát thô là 10 còn cát mịn là 35. Ngoại trừ cỡ sàng 630 μm, các cỡ sàng khác cho phép lượng sót tích lũy trên sàng có thể vượt ra ngoài giới hạn, nhưng tổng lượng vượt không quá 5 %.

Cát thô và cát mịn còn được phân loại theo mô đun độ lớn tương ứng trong khoảng 2,0 đến 3,3 và 0,7 đến 2,0. Phạm vi sử dụng cát nhiễm mặn với mô đun độ lớn khác nhau cho bê tông và vữa có thể tham khảo theo quy định tại TCVN 7570:2006. Thành phần tạp chất có hại của cát nhiễm mặn dùng cho bê tông và vữa phải phù hợp các quy định.

Hướng dẫn về xác định hàm lượng của ion clo hòa tan trong nước: Đối với bê tông không cốt thép là 0,15, có cốt thép thì thép thường là 0,05, thép cứng suất trước là 0,01; đối với vữa không cốt thép sẽ là 0,15, có cốt thép là 0,05.

Về chỉ tiêu sét cục và tạp chất dạng cục: Đối với bê tông không cốt thép sẽ là 0,25, đối với bê tông có cốt thép thì hàm lượng này không được có; Đối với vữa không cốt thép và có cốt thép là 0,5.

Hàm lượng bùn, bụi và sét: Bê tông không có cốt thép ở mức 2,0; bê tông có cốt thép ở mức 1,5; đối với vữa không cốt thép ở mức 5,0, có cốt thép ở mức 3,0. Hàm lượng sulfit và sulfat (qui đổi về SO3) thì tất cả chỉ số ở mức 1,0. Tạp chất hữu cơ theo hướng dẫn sẽ không được sẫm hơn màu chuẩn.

Lưu ý cát có hàm lượng ion clo lớn hơn giá trị quy định này có thể được sử dụng nếu tổng hàm lượng ion clo trong 1m3 bê tông từ tất cả nguồn vật liệu chế tạo, không vượt quá 0,6 kg. Thông thường, cát nhiễm mặn cho bê tông, vữa có cốt thép phải qua xử lý tuyển rửa để giảm hàm lượng ion clo đáp ứng theo quy định. Hàm lượng ion clo trong cát có thể phải nhỏ hơn giá trị quy định này để đảm bảo tổng hàm lượng ion clo trong 1 m3 vữa từ tất cả các nguồn vật liệu chế tạo, không vượt quá 0,6 kg.

Cát không thỏa mãn quy định này có thể được sử dụng nếu kết quả thí nghiệm kiểm chứng trong bê tông, vữa cho thấy lượng tạp chất hữu cơ này không làm giảm tính chất cơ lý yêu cầu đối với bê tông, vữa. Đối với cát dùng cho bê tông chống thấm hoặc có yêu cầu đặc biệt khác với cấp cường độ không lớn hơn B25, hàm lượng vỏ sò không được lớn hơn 8 %.

Khả năng phản ứng kiềm-silic của cát nhiễm mặn dùng cho bê tông và vữa phải nằm trong vùng vô hại. Khi nằm ngoài vùng vô hại thì cần kiểm tra theo phương pháp độ nở thanh vữa và kết quả được đánh giá theo quy định nêu trong TCVN 7572-14:2006.

Tiêu chuẩn trên cũng hướng dẫn mỗi lô cát nhiễm mặn phải được ghi nhãn và có tài liệu chất lượng kèm theo, trong đó bao gồm ít nhất các thông tin sau: Tên và địa chỉ cơ sở sản xuất, cung cấp; số lô, khối lượng, ngày sản xuất; loại cát (loại thô, mịn); mức đạt được của các chỉ tiêu chất lượng (theo Điều 4); viện dẫn tiêu chuẩn này.

Cát nhiễm mặn được vận chuyển bằng sà lan, tàu hỏa, ô tô hoặc bằng phương tiện khác mà không làm biến đổi các tính chất cơ, lý và hóa học của vật liệu. Cát được bảo quản ở kho có mái che hoặc sân bãi nơi khô ráo. Khi vận chuyển và bảo quản cát phải để riêng từng loại và từng cỡ hạt (nếu có), tránh để lẫn tạp chất.

Ngoài ra, Tiêu chuẩn cũng hướng dẫn nhà sản xuất việc kiểm soát chất lượng cát nhiễm mặn cho bê tông và vữa tại nơi sản xuất. Theo đó, nhà sản xuất cần đảm bảo sản phẩm cát nhiễm mặn của mình phù hợp các yêu cầu kỹ thuật theo tiêu chuẩn này. Sự phù hợp được chứng minh dưới dạng chứng chỉ hợp chuẩn cấp bởi cơ quan đánh giá hợp chuẩn được công nhận và các chứng chỉ chất lượng theo lô sản phẩm.

Lô sản phẩm cát nhiễm mặn là lượng sản phẩm được sản xuất trên cùng một dây chuyền công nghệ, cùng cấp chất lượng (chủng loại sản phẩm) sản xuất liên tục trong khoảng thời gian nhất định. Một lô sản phẩm cát nhiễm mặn được quy định là khối lượng sản phẩm không quá 500 tấn hoặc 350 m3. Trường hợp cung cấp không đủ 500 tấn (hoặc 350 m3)/lần thì vẫn coi như là 1 lô đủ.

Kiểm soát chất lượng tại nơi sản xuất được thực hiện liên tục trong quá trình sản xuất để đảm bảo sản phẩm cát nhiễm mặn phù hợp với yêu cầu nêu trong tiêu chuẩn này.

Các thử nghiệm định kỳ tại nơi sản xuất như: Thành phần hạt, khối lượng thể tích xốp, hàm lượng ion clo một lần/tuần; Hàm lượng bụi, bùn, sét, sét cục, tạp chất hữu cơ, hàm lượng vỏ sò một lần/quí hoặc khi có nghi ngờ; Hàm lượng sulfit, sulfat một lần/năm hoặc khi có nghi ngờ; Phản ứng kiềm-silic nên kiểm tra lần đầu một lần/3 năm và khi thay đổi mỏ khai thác.

Về hoạt độ phóng xạ tự nhiên cũng nên kiểm tra lần đầu và khi thay đổi mỏ khai thác. Hoạt độ phóng xạ tự nhiên của cát nhiễm mặn được xác định theo phương pháp nêu trong TCVN 10302:2014; Thành phần thạch học, khối lượng thể tích, độ hút nước kiểm tra lần đầu và khi thay đổi mỏ khai thác. Các chỉ tiêu về thành phần thạch học, khối lượng thể tích, độ hút nước được thử nghiệm tương ứng theo TCVN 7572-3:2006, TCVN 7572-4:2006.

Ngoài ra, hệ thống kiểm soát chất lượng sản phẩm và chất lượng sản phẩm cần được đánh giá định kỳ bởi tổ chức chứng nhận độc lập. Nguồn nguyên liệu và các chỉ tiêu quy định trong Điều 4 của Tiêu chuẩn này (trừ chỉ tiêu khả năng phản ứng kiềm-silic) được thực hiện định kỳ tối thiểu một lần/năm. Hệ thống thiết bị máy móc sản xuất tối thiểu một lần/năm.

An Dương