Lưu ý chuyên môn
Bài viết tổng hợp số liệu vật liệu từ TCVN 1651-1:2018 và TCVN 1651-2:2018, kèm kinh nghiệm gia công tại xưởng. Việc chọn mác thép, đường kính và bố trí cốt đai cho một công trình cụ thể phải do kỹ sư kết cấu chỉ định trên bản vẽ. Xưởng gia công không tự thay loại thép đai ngoài bản vẽ khi chưa có xác nhận bằng văn bản của đơn vị thiết kế.
Bẻ đai dùng thép gân hay thép trơn là do bản vẽ kết cấu chỉ định, không phải do loại nào dễ uốn hơn. Trong hai loại, thép gân dễ nứt hơn khi uốn góc gấp: TCVN 1651-2:2018 yêu cầu thép vằn CB400-V phải uốn được trên gối uốn đường kính 4d, còn thép trơn CB240-T theo TCVN 1651-1:2018 chỉ cần gối uốn 2d — chênh nhau gấp đôi.
Bài viết so sánh hai loại thép bằng số liệu tiêu chuẩn, giải thích cơ chế gây nứt, đưa bảng đường kính gối uốn tối thiểu theo từng mác thép, và liệt kê năm nguyên nhân thực tế làm nứt đai tại xưởng kèm cách xử lý.
Bẻ đai dùng thép gân hay thép trơn?
Làm theo loại thép ghi trên bản vẽ. Trên thực tế tại các xưởng gia công sắt trong nước, đai dầm và cột nhà dân dụng phần lớn dùng thép trơn CB240-T phi 6 và phi 8. Công trình nhà xưởng, cầu đường và bê tông đúc sẵn thường được chỉ định thép vằn CB300-V hoặc CB400-V, phi 8 đến phi 12.
Phân biệt nhanh hai loại thép
Thép trơn là thép thanh tròn bề mặt nhẵn, gồm các mác CB240-T, CB300-T, CB400-T theo TCVN 1651-1:2018. Thép gân — tên gọi trong tiêu chuẩn là thép thanh vằn — có gân ngang nổi trên bề mặt, gồm các mác CB300-V, CB400-V, CB500-V, CB600-V theo TCVN 1651-2:2018. Ba chữ số trong ký hiệu là giới hạn chảy trên tính bằng MPa.
Cách gọi ngoài công trường không thống nhất với tiêu chuẩn: nhiều nơi gọi thép gân là thép vằn hoặc thép xoắn, gọi thép trơn là thép cuộn. Cần lưu ý thép cuộn chỉ là hình thức cung cấp — cả thép trơn và thép vằn đều có thể được cung cấp ở dạng thanh thẳng, dạng cuộn hoặc dạng đã nắn thẳng, theo cùng bộ tiêu chuẩn TCVN 1651.
So sánh thép trơn và thép gân khi bẻ đai
Khác biệt lớn nhất khi đưa vào máy uốn là độ giãn dài và yêu cầu về đường kính gối uốn. Thép trơn CB240-T dẻo hơn và uốn được trên gối nhỏ hơn; thép vằn CB400-V cứng hơn, chịu lực cao hơn nhưng biên độ biến dạng nguội hẹp hơn.
| Tiêu chí | Thép trơn (thanh tròn trơn) | Thép gân (thanh vằn) |
|---|---|---|
| Tiêu chuẩn áp dụng | TCVN 1651-1:2018 | TCVN 1651-2:2018 |
| Mác thường dùng làm đai | CB240-T | CB300-V, CB400-V |
| Giới hạn chảy trên ReH, nhỏ nhất | 240 MPa (CB240-T) | 300 MPa (CB300-V) · 400 MPa (CB400-V) |
| Giới hạn bền kéo Rm, nhỏ nhất | 380 MPa (CB240-T) | 450 MPa (CB300-V) · 570 MPa (CB400-V) |
| Độ giãn dài sau khi đứt, nhỏ nhất | 20 % (CB240-T) | 16 % (CB300-V) · 14 % (CB400-V) |
| Đường kính gối uốn khi thử uốn, d ≤ 16 mm | 2d (CB240-T, CB300-T) | 3d (CB300-V) · 4d (CB400-V) |
| Bề mặt | Nhẵn, không gân | Ít nhất hai hàng gân ngang, chiều cao gân ≥ 0,05d |
| Giới hạn cacbon theo mẻ nấu | CB240-T: tiêu chuẩn không quy định C | CB400-V: C ≤ 0,29 % · CEV ≤ 0,56 |
| Khả năng hàn | Hàn được | CB600-V không được dùng để hàn |
Con số cần chú ý nhất trong bảng là độ giãn dài. CB240-T phải đạt tối thiểu 20 %, còn CB400-V chỉ cần 14 %. Sáu điểm phần trăm này là phần “dư địa” để thép biến dạng nguội ở góc uốn — thép gân có ít dư địa hơn nên nhạy hơn với gối uốn nhỏ và với khuyết tật bề mặt.
Vì sao thép gân dễ nứt hơn khi uốn góc?
Có ba nguyên nhân:
- Độ giãn dài thấp hơn. Thép cường độ cao đánh đổi độ dẻo: CB400-V yêu cầu độ giãn dài sau khi đứt tối thiểu 14 %, CB500-V cũng 14 %, CB600-V chỉ 10 %, trong khi CB240-T là 20 %. Mặt ngoài của góc uốn là vùng chịu kéo — nơi biến dạng chạm giới hạn trước tiên.
- Tiêu chuẩn đã yêu cầu gối uốn lớn hơn. Với d ≤ 16 mm, thử uốn quy định gối uốn 2d cho CB240-T nhưng 3d cho CB300-V và 4d cho CB400-V. Nếu xưởng dùng chung một lô uốn cho cả hai loại thép, thép gân là loại bị quá tải trước.
- Chân gân ngang là điểm tập trung ứng suất. Gân có chiều cao tối thiểu 0,05d, tạo bước chuyển tiết diện trên bề mặt thanh. Khi uốn, vết nứt thường bắt đầu từ chân gân ở mặt ngoài góc uốn rồi lan ngang.
Có thêm một yếu tố thường bị bỏ qua: hiện tượng hóa già. TCVN 1651-2:2018 quy định thép cán nguội và thép cung cấp dạng cuộn phải được thử ở trạng thái hóa già, và phép thử uốn lại sau hóa già dùng gối uốn tới 5d với d ≤ 16 mm. Nói cách khác, chính tiêu chuẩn đã ghi nhận rằng thép nắn thẳng từ cuộn hoặc thép để tồn kho lâu giòn hơn thép cán nóng mới. Thép gân dạng cuộn nắn thẳng vì vậy là trường hợp dễ nứt nhất khi bẻ đai.
Đường kính gối uốn tối thiểu theo từng mác thép
Bảng dưới lấy trực tiếp từ điều khoản thử uốn của TCVN 1651-1:2018 và TCVN 1651-2:2018 (uốn đến góc 160° – 180°, riêng CB600-V uốn đến 90°).
| Mác thép | d ≤ 16 mm | Đường kính lớn hơn |
|---|---|---|
| CB240-T, CB300-T | 2d | 2d (đến d ≤ 40 mm) |
| CB400-T | 3d (d < 16 mm) | 5d (16 < d ≤ 40 mm) |
| CB300-V | 3d | 6d (16 < d ≤ 32 mm) |
| CB400-V | 4d | 6d (16 < d ≤ 32 mm) |
| CB500-V | 5d | 6d (16 < d ≤ 32 mm) |
| CB600-V | 6d (d ≤ 32 mm) | 7d (32 < d ≤ 50 mm) |
Quy đổi ra các cỡ hay gặp khi bẻ đai: phi 6 CB240-T cần gối uốn đường kính từ 12 mm; phi 8 CB400-V cần từ 32 mm; phi 10 CB400-V cần từ 40 mm; phi 12 CB400-V cần từ 48 mm. Càng lên phi lớn và mác cao, khoảng cách giữa hai loại thép càng rõ.
Bản vẽ ghi thép gân, xưởng làm thép trơn được không?
Không được. Thay loại thép đai làm sai đồng thời nhiều thông số tính toán chứ không chỉ thay vật liệu:
- Cường độ tính toán khác nhau — CB240-T và CB400-V lệch nhau 160 MPa ở giới hạn chảy, kéo theo diện tích cốt đai cần thiết và khả năng chịu cắt của dầm đều thay đổi.
- Chiều dài neo khác nhau — trong công thức chiều dài neo cơ sở của TCVN 5574:2018, hệ số kể đến ảnh hưởng bề mặt cốt thép lấy khác nhau giữa thép tròn trơn và thép có gân. Thép trơn bám bê tông kém hơn nên cần neo dài hơn hoặc bắt buộc có móc.
- Cấu tạo móc đai khác nhau — yêu cầu móc neo với thép trơn nghiêm hơn so với thép có gân.
Chiều ngược lại cũng vậy: bản vẽ ghi thép trơn mà xưởng làm thép gân cũng là sai bản vẽ, dù thép gân có cường độ cao hơn. Khi vật tư ở kho không đúng loại chỉ định, cách xử lý đúng là gửi văn bản hỏi lại đơn vị thiết kế, không tự quyết ở xưởng.
Năm nguyên nhân làm nứt đai ở xưởng và cách xử lý
Khi một lô đai bị nứt, nhìn vị trí và mật độ vết nứt là khoanh được nguyên nhân khá nhanh:
| Nguyên nhân | Dấu hiệu nhận biết | Cách xử lý |
|---|---|---|
| Lô uốn nhỏ hơn yêu cầu của mác thép | Nứt ngang đúng đỉnh góc uốn, xuất hiện đều ở gần như mọi cây | Đối chiếu bảng gối uốn ở trên, đổi sang lô uốn lớn hơn rồi chạy lại mẫu |
| Thép giao không đúng mác đơn hàng | Nứt rải rác, tập trung trong cùng một lô hàng | Đọc nhãn cán trên thân thanh (logo nhà sản xuất + CB4 hoặc CB400 + d + đường kính, theo điều 10.1 TCVN 1651-2:2018) và đối chiếu CO, CQ |
| Thép cuộn nắn thẳng hoặc tồn kho lâu (hóa già) | Thép giòn, nứt cả ở góc uốn bình thường vẫn đạt trước đó | Uốn thử 3–5 mẫu đầu lô trước khi chạy cả lô; báo lại nhà cung cấp nếu nứt lặp lại |
| Uốn lại đúng vị trí đã uốn để sửa đai lệch | Nứt nằm trên vết uốn cũ | Không uốn lại vị trí cũ; loại cây đó ra, chỉnh lại chương trình rồi làm cây mới |
| Khuyết tật bề mặt: vết khía, vết cắt, gỉ sâu | Vết nứt bắt đầu từ đúng chỗ khuyết tật | Loại cây lỗi trước khi nạp máy; kiểm tra lại dao cắt và bộ duỗi |
Theo ghi nhận của bộ phận kỹ thuật CHIHO trong quá trình lắp đặt và hiệu chỉnh máy tại xưởng khách hàng, hai nguyên nhân đầu bảng chiếm phần lớn các trường hợp được gọi hỗ trợ. Phần lớn xử lý được ngay tại xưởng bằng việc đổi lô uốn và kiểm tra lại mác thép, không cần thay thiết bị.
Đai đã nứt thì bỏ, không dùng lại
Cả TCVN 1651-1:2018 và TCVN 1651-2:2018 đều quy định sau khi thử uốn, thanh thép không được gãy hoặc nứt ngang nhìn thấy được bằng mắt thường. Đai đã có vết nứt ngang ở góc uốn phải loại, không đưa vào khung cốt thép.
Máy bẻ đai CHIHO xử lý được thép gân đến phi mấy?
Các dòng máy bẻ đai của CHIHO chia theo giới hạn đường kính thép, áp dụng cho cả thép trơn và thép gân:
MÁY BẺ ĐAI SẮT TỰ ĐỘNG CHIHO CNC SERVO
Mã sản phẩm: CH-10
Trọng lượng: 390 kg
Chiều cao: 1600 mm
Chiều rộng: 650 mm
Chiều dài: 2000 mm
Loại sản phẩm: Phi 6, 8, 10 xoắn (gai)
Kiểu đai: Hơn 50 kiểu đai, lớn nhất (800-400) mm hoặc theo yêu cầu
Năng suất: 2.7 - 3.5 tấn sắt / ngày
Công suất động cơ: 3 Động cơ Servo 2.6Kw
Vận tốc máy: 22 - 25 Đai/phút (Đai 150x150mm)
Động cơ: CNC SERVO, Do CHIHO tự sản xuất
Nguồn diện: 1 pha Dân dụng 220V
Hệ thống tủ điện: Board mạch phần mềm độc quyền CHIHO
| Dòng máy | Phạm vi thép | Đặc điểm liên quan đến bẻ thép gân |
|---|---|---|
| CNC Servo CH10 (C1, C2) | Phi 6 – 8 – 10 | 50 kiểu đai. Bộ dao và lô uốn bằng thép SKD, thay và điều chỉnh được theo cỡ thép |
| Thủy lực CHV (CHV03, CHV-04, CHV-S…) | Tối đa phi 10 | Điều khiển PLC, màn hình cảm ứng; phù hợp xưởng cần chi phí đầu tư thấp hơn |
| CNC Servo CH12 | Phi 6 – 12 | 3 motor Servo 3,8 kW cho kéo, uốn, cắt · 22 – 24 đai/phút với đai 150×150 mm · từ 100 kiểu đai · lực uốn 920°/giây, góc uốn tối đa 135° |
Máy bẻ đai sắt CNC Servo CH12 là dòng duy nhất trong danh mục hiện tại của CHIHO bẻ được thép phi 12; CH10 và các dòng thủy lực dừng ở phi 10. Nếu bản vẽ có đai thép gân phi 12, cần chọn CH12 ngay từ đầu thay vì cố chạy phi 12 trên máy thiết kế cho phi 10.
Máy không tự bù cho vật liệu cứng hơn. Khi chuyển từ thép trơn phi 6 sang thép gân phi 10 trên cùng một máy, thao tác đúng là kiểm tra lại lô uốn, bộ dao và chương trình đai, rồi chạy vài cây mẫu trước khi vào lô. Đây cũng là nội dung được hướng dẫn khi bàn giao máy tại xưởng.
Giảm hao hụt thép khi gia công đai bằng cách nào?
Hao hụt do uốn hỏng góc là phần kiểm soát được, khác với hao hụt do cắt đầu mẩu. Ba việc có tác dụng rõ nhất ở xưởng:
- Chạy mẫu đầu lô. Mỗi khi đổi lô thép, đổi mác thép hoặc đổi kiểu đai, uốn thử vài cây và kiểm tra góc uốn bằng mắt trước khi chạy cả lô.
- Cố định lô uốn theo mác thép. Ghi rõ trên bảng ở máy: thép nào dùng lô nào. Việc này ngăn thợ ca sau vô tình dùng lô của thép trơn phi 6 để uốn thép gân phi 10.
- Gia công theo chương trình thay vì bẻ tay. Bẻ tay phụ thuộc tay thợ nên kích thước và góc uốn lệch nhau giữa các cây; máy chạy theo chương trình cho kích thước đai giống nhau giữa các cây trong cùng lô, nhờ đó số cây phải làm lại giảm xuống.
Với đai phi 6 và phi 8 số lượng lớn, phần tiết kiệm đến từ hai chỗ: bớt số cây phải bỏ do uốn sai, và giảm số nhân công đứng bẻ tay. Khối lượng cụ thể phụ thuộc kiểu đai và tay nghề của xưởng, nên khi tính toán đầu tư nên lấy số của chính xưởng mình trong một tuần làm mốc so sánh.
Câu hỏi thường gặp
Thép đai phi 6 dùng thép trơn hay thép gân?
Theo chỉ định của bản vẽ. Thực tế thị trường trong nước, phi 6 làm đai phần lớn là thép trơn CB240-T vì đây là cỡ và mác thông dụng nhất cho đai dầm, cột nhà dân dụng. Bản vẽ ghi thép gân phi 6 thì vẫn phải làm thép gân, và cần gối uốn lớn hơn tương ứng với mác thép.
Thép gân phi 10 uốn 135° có bị nứt không?
Không nứt nếu gối uốn đủ lớn và thép đúng mác. Với CB400-V phi 10, mốc dưới theo thử uốn của TCVN 1651-2:2018 là gối uốn đường kính 4d, tức từ 40 mm. Nếu vẫn nứt khi đã đạt mốc này, nguyên nhân thường ở lô thép: sai mác hoặc thép đã hóa già. Cách kiểm tra là uốn thử vài cây từ lô khác để so sánh.
Làm sao biết cây thép là CB300-V hay CB400-V?
Đọc nhãn cán trên thân thanh. Theo điều 10.1 TCVN 1651-2:2018, mỗi thanh thép vằn phải được cán nhãn theo thứ tự: logo hoặc tên viết tắt nhà sản xuất, ký hiệu mác thép (CB300 hoặc CB3, CB400 hoặc CB4…), ký tự “d” và đường kính danh nghĩa. Ngoài ra mỗi bó thép phải có nhãn ghi mác thép, đường kính, số lô, tháng năm sản xuất. Khi có nghi vấn, đối chiếu với CO, CQ của lô hàng.
Máy bẻ đai có bẻ được thép gân không?
Có. Các dòng máy bẻ đai của CHIHO đều làm việc với thép gân trong phạm vi đường kính của từng dòng: CH10 và các dòng thủy lực đến phi 10, CH12 đến phi 12. Điều cần chú ý là lô uốn và bộ dao phải phù hợp với cỡ thép và mác thép đang chạy.
Đai đã bị nứt ở góc uốn có dùng được không?
Không. Cả hai phần của TCVN 1651:2018 đều quy định thanh thép không được gãy hoặc nứt ngang nhìn thấy bằng mắt thường sau khi thử uốn. Đai đã nứt ngang phải loại ra, không đưa vào khung cốt thép của bộ phận chịu lực.
Cần tư vấn chọn máy theo loại thép đang gia công?
Nếu xưởng của Quý khách đang gặp tình trạng nứt đai khi chuyển sang thép gân, hoặc đang cân nhắc đầu tư máy bẻ đai cho khối lượng thép cụ thể, bộ phận kỹ thuật CHIHO có thể tư vấn theo loại thép, cỡ phi và kiểu đai mà công trình đang dùng. Quý khách cũng có thể đặt lịch tham quan xưởng sản xuất để xem máy chạy thử với đúng loại thép của mình.