Bản mã là thiết bị cơ khí rất quan trọng trong những công trình xây dựng. Tuy nhiên nó lại là một thiết bị không quá quen thuộc trong cuộc sống hằng ngày. Bài viết dưới đây sẽ cung cấp cho bạn thêm nhiều thông tin cần thiết và hữu ích liên quan đến sản phẩm này.
Tổng quan về bản mã
Bản mã là gì?
Bản mã (tên tiếng Anh là Gusset Plate) hay còn được biết đến với nhiều tên gọi khác như thép bản mã, sắt bản mã,… là một tấm thép có dạng hình hộp vuông đặt ở đầu cọc bê tông, dùng để hàn nối những đầu cọc lại với nhau. Và nhờ những bản mã này mà các đầu cọc sẽ được cố định chắc chắn hơn khi ép xuống đất.
Tìm hiểu thép bản mã là gì?
Đặc điểm của thép bản mã
Bản mã được làm từ nhiều loại vật liệu, có trọng lượng và kích thước đa dạng, phù hợp với nhiều mục đích sử dụng khác nhau. Sản phẩm này được sử dụng rộng rãi trong các công trình xây dựng hiện đại nhờ những đặc điểm nổi bật như:
- Có độ bền cao và an toàn cho người sử dụng nhờ khả năng chịu lực cực tốt, ngay cả những tác động mạnh trực tiếp từ môi trường.
- Có lớp màng bảo vệ chống sự trơn trượt và ăn mòn của môi trường khắc nghiệt. Không những thế lớp màng này còn giúp tăng cường tính thẩm mỹ cho công trình xây dựng.
- Thiết kế đa dạng và linh hoạt, kết hợp được với nhiều loại nguyên vật liệu khác nhau như kính, gỗ, đá,… để tạo ra những công trình tuyệt vời và độc đáo.
- Trọng lượng tương đối nhẹ, giúp giảm tải trọng cho công trình cũng như tiết kiệm chi phí vận chuyển. Bên cạnh đó, quá trình gia công sản phẩm theo yêu cầu của thiết kế cũng đơn giản và dễ dàng hơn.
Cấu tạo của bản mã thép
Bản mã sắt thép có thiết kế đơn giản nhưng linh hoạt, có thể tạo ra rất nhiều hình dạng khác nhau để phù hợp với từng công trình xây dựng. Bản mã được sử dụng để kết nối các dầm và cột bằng việc gắn bu lông, ốc vít qua những lỗ trống được dập sẵn trên bề mặt của sản phẩm. Bản mã có một số hình dạng phổ biến như sau:
- Hình chữ nhật, hình vuông hoặc hình thang: đây đều là những loại bản mã đơn giản nhất, được cắt từ thép tấm và dập lỗ. Những loại này được sử dụng nhiều cho những khớp nối đơn giản, hỗ trợ đảm bảo việc truyền lực được hiệu quả.
- Hình tròn, oval, tam giác,…: những bản mã có kiểu dáng này thường có kết cấu phức tạp hơn. Chúng được cắt từ thép tấm hoặc thép hình theo yêu cầu của thiết kế.
Cấu tạo của bản mã thép
Bản mã thép làm từ vật liệu gì?
Tùy theo yêu cầu kỹ thuật và mục đích sử dụng trong từng công trình mà các nguyên vật liệu được sử dụng để chế tạo ra bản mã đầu cọc cũng sẽ khác nhau. Một số loại nguyên vật liệu thường được sử dụng nhất là:
- Thép cán nguội: Là loại thép được cán dẹp ở nhiệt độ thấp nhằm tạo ra độ bền và độ cứng cao, khả năng chịu lực tương đối tốt nhưng rất dễ bị gỉ sét khi tiếp xúc lâu trong môi trường ẩm ướt.
- Thép không gỉ: Đây là loại thép có chứa hàm lượng crom cao, giúp tạo một lớp phủ bảo vệ trên bề mặt thép. Thép không gỉ có khả năng chống gỉ sét và chịu nhiệt tốt, nhưng có giá cao hơn so với những loại thép khác.
- Thép mạ kẽm: Là loại thép được phủ một lớp kẽm trên bề mặt để tăng khả năng chống ăn mòn. Thép có độ cứng và độ bền cao nên được sử dụng phổ biến trong các công trình xây dựng ngoài trời.
- Thép SS400: Đây là loại thép carbon thấp, có độ cứng và lực kéo cao. Các bản mã làm bằng thép SS400 thường được sử dụng trong những công trình nhà thép tiền chế hoặc những công trình công nghiệp đòi hỏi khả năng chịu lực cao.
Bản mã thép làm từ vật liệu gì?
Bên cạnh đó, để bảo vệ tuyệt đối bản mã khỏi những yếu tố gây hại bên ngoài môi trường, sau khi lắp đặt hoàn tất, có thể phủ lên một lớp sơn trên bề mặt thép bản mã. Việc này không những giúp tăng tính thẩm mỹ cho công trình mà còn giúp kéo dài tuổi thọ của bản mã và toàn bộ kết cấu thép.
Chất liệu luôn là yếu tố quan trọng nhất khi lựa chọn bản mã. Thường thì bản mã sẽ được làm bằng sắt hoặc thép, vì hai chất liệu này có độ bền cao và phù hợp với nhiều cấu trúc khác nhau. Tuy nhiên vẫn có thể dùng nhôm hoặc đồng để làm bản mã, mặc dù hai chất liệu này không quá phổ biến. Bản mã bằng nhôm hoặc đồng thường chỉ được sử dụng cho những cấu trúc nhỏ, đơn giản vì khả năng chịu lực của chúng rất kém và dễ bị biến dạng.
Công dụng và ứng dụng phổ biến của bản mã
Thép bản mã là một trong những loại phụ kiện cơ khí có vai trò quan trọng trong các công trình xây dựng cũng như có nhiều tính ứng dụng trong nhiều ngành nghề khác nhau. Một vài ứng dụng phổ biến như:
- Trong công trình cầu đường: bản mã dùng để liên kết những cột dầm với nhau để tạo ra sự ổn định và độ bền cho kết cấu.
- Trong xây dựng móng cầu, móng nhà: dùng để kết nối những dầm trụ với nhau, giúp tăng khả năng chịu lực và chống rung cho móng. So với việc buộc thép thông thường thì sử dụng bản mã sẽ giúp các dầm trụ có thể điều chỉnh được góc nghiêng và khoảng cách.
- Trong xây dựng cao ốc, nhà cửa: bản mã được dùng để liên kết những chi tiết như tường, sàn, mái, cửa sổ,… giúp tạo ra sự đồng bộ và liền mạch cho toàn bộ công trình, đồng thời giảm thiểu số lượng thép tiêu hao.
- Trong xây dựng nhà thép tiền chế: dùng để kết nối những thanh thép tiền chế với nhau thành những khung mái, khung nhà, khung tường,… đảm bảo được sự kết nối chặt chẽ và linh hoạt giữa những thanh thép, tạo ra sự cứng cáp và đảm bảo an toàn cho công trình.
- Trong lĩnh vực phương tiện giao thông, máy móc cơ khí: bản mã sắt dùng để kết nối những chi tiết máy móc với nhau, giúp chống rung và tăng khả năng chịu lực cho các chi tiết của máy móc. Đồng thời góc xoay và hướng của các chi tiết cũng điều chỉnh được theo mong muốn.
Ứng dụng của thép bản mã
Nguyên nhân bản mã thép bị ăn mòn và cách ngăn chặn
Hai nguyên nhân chính gây ra hiện tượng bản mã thép bị ăn mòn chính là quá trình cacbonat hóa và sự xâm nhập của ion clorua trong bê tông.
- Quá trình cacbonat hóa là quá trình CO2 có trong không khí phản ứng với hợp chất Ca(OH)2 có trong bê tông, tạo ra CaCO3 và làm giảm độ pH của bê tông từ 13 xuống chỉ còn 8,5. Và khi đó, lớp màng thụ động bảo vệ bị phá vỡ và bản mã thép sẽ bắt đầu bị ăn mòn.
- Sự xâm nhập của ion clorua là sự khuếch tán ion clorua từ môi trường như nước, cát, nước biển, nước mặn,… vào trong bê tông, phá hủy lớp màng thụ động của bản mã sắt gây ra tình trạng ăn mòn.
Tình trạng bị ăn mòn là một trong những vấn đề gây nhức nhối trong ngành công nghiệp thép, tình trạng này làm suy giảm tuổi thọ và chất lượng của bản mã thép. Để giải quyết tình trạng này, có rất nhiều phương pháp chống ăn mòn thép được sử dụng. Và tùy thuộc vào loại thép, môi trường và yêu cầu kỹ thuật mà sẽ có những phương pháp tương ứng. Một số phương pháp tối ưu nhất hiện nay có thể kể đến như:
- Thay đổi môi trường: Đây là phương pháp đơn giản nhất, chỉ cần loại bỏ hoặc giảm thiểu những yếu tố gây ra tình trạng ăn mòn như oxy, nước, muối, axit, kiềm… Ví dụ như hãy sấy khô không khí trước khi tiếp xúc với thép.
- Chọn thép không gỉ: Đây là loại thép có hàm lượng crom cao, tạo ra một lớp oxit bảo vệ trên bề mặt thép giúp ngăn chặn sự xâm nhập của những tác nhân ăn mòn.
- Sử dụng phương pháp điện hóa (bảo vệ catốt): đơn giản chỉ cần kết nối thép với một kim loại có điện thế âm hơn (như kẽm) để tạo thành một cặp kim loại. Kim loại âm hơn sẽ bị ăn mòn thay cho phần thép, làm giảm dòng điện ăn mòn. Phương pháp này rất thường thấy ở các cấu trúc thép ngầm hoặc ngâm trong nước.
- Sử dụng chất ức chế có khả năng ngăn cản hoặc làm chậm đi quá trình ăn mòn của thép như ion kim loại (crom), các amin (etanolamin), các polymer (polyacrylate), các axit hữu cơ (benzoat),… Các chất ức chế này sẽ tạo ra một lớp phin hoặc một lớp phức hợp bao phủ trên bề mặt thép.
- Phủ lớp bảo vệ: Bằng cách sơn lên bề mặt thép một lớp vật liệu khác có khả năng chịu được sự ăn mòn cao hơn như sơn epoxy, nhựa, cao su,… Lớp phủ bảo vệ sẽ cô lập thép khỏi môi trường ăn mòn và còn giúp tăng tính thẩm mỹ cho công trình.
- Sử dụng các phương pháp mạ như mạ điện phân, mạ xi măng, mạ kẽm nhúng nóng,…
Nguyên nhân bản mã thép bị ăn mòn và cách ngăn chặn
Ưu điểm và nhược điểm của các phương pháp cắt bản mã thép
Bản mã sắt đang ngày càng được sử dụng phổ biến nên việc gia công hiện nay cũng được áp dụng rất nhiều phương pháp hiện đại và tiến tiến khác nhau như: plasma, laser, tia nước và oxy gas. Mỗi phương pháp đều sẽ có những ưu nhược điểm khác nhau, bạn có thể tham khảo các thông tin dưới đây:
Phương pháp cắt Plasma
Phương pháp này sử dụng một luồng khí có nhiệt độ và áp suất rất cao, được phóng từ đầu cắt plasma để tạo ra một tia cắt kim loại. Luồng khí này có thể làm tan chảy kim loại và thổi sạch kim loại nóng chảy ra ngoài rãnh cắt, tạo ra một đường cắt sắc nét và chuẩn xác.
Ưu điểm:
- Tốc độ cắt bản mã cao và năng suất rất tốt.
- Kết hợp với máy cắt cnc, cắt plasma có thể tạo ra những hình dạng phức tạp trên bản mã một cách nhanh chóng và khá chính xác.
- Tùy thuộc vào dòng cắt plasma mà độ dày của bản mã có thể điều chỉnh được.
Nhược điểm
- Phương pháp này chỉ phù hợp cho những loại kim loại có độ dày không quá 25mm. Nếu bản mã quá dày có thể gây ra tình trạng xỉ ba via hoặc vát mép.
Phương pháp cắt lazer
Phương pháp này sử dụng chùm tia laser chiếu trực tiếp lên bề mặt của chi tiết. Quá trình này sẽ tạo ra những chuyển biến pha để tạo ra các phần lỗ trên bề mặt chi tiết hoặc làm bốc hơi phần chi tiết của bản mã bị tiếp xúc.
Ưu điểm
- Có độ chính xác và độ mịn cao, không cần phải gia công thêm sau khi cắt. Là một lợi thế rất lớn khi cần cắt những chi tiết phức tạp và tinh xảo.
Nhược điểm
- Có thể tốn khá nhiều điện năng và cần phải có kỹ năng, kinh nghiệm để điều chỉnh chùm tia laser một cách chính xác để không gây cháy hay biến dạng cạnh vật liệu.
Ưu điểm và nhược điểm của các phương pháp cắt bản mã thép
Phương pháp cắt bằng tia nước
Cắt bằng tia nước hay phương pháp thủy lực cắt là phương pháp sử dụng lực của nước chảy ở áp suất cao để cắt các loại vật liệu cứng.
Ưu điểm
- Vết cắt rất sắc nét và mượt, không gây hư hỏng cho vật liệu trong quá trình thực hiện.
Nhược điểm
- Hạn chế lớn nhất của phương pháp này là rất tốn kém vì cần có máy móc hiện đại và chi phí vận hành cao.
Phương pháp cắt bằng khí oxy gas – gió đá
Ưu điểm
- Chi phí đầu tư thấp
- Cho ra đường cắt đẹp và thẳng nếu thợ cắt có tay nghề cao. Khi kết hợp với máy CNC sẽ cho ra vết cắt mịn và sạch.
- Có thể cắt được những tấm thép có độ dày lên tới 150mm.
Nhược điểm
- Tạo ra độ vát lớn khi cắt những tấm thép dày, làm giảm tính thẩm mỹ của sản phẩm.
- Gây tiếng ồn lớn và khói bụi khi cắt.
- Tiêu hao nhiều khí oxy và khí gas.
Nên dùng phương pháp gia công thép bản mã nào?
Như đã đề cập ở trên, hiện nay, với sự phát triển vượt bậc của công nghệ, các máy móc hiện đại đều đã được đưa vào ứng dụng trong việc gia công bản mã như Plasma, laser, oxy-gas…, thay thế hoàn toàn cho các phương pháp gia công thủ công như trước kia.
Những phương pháp cắt hiện đại này đều có những ưu nhược điểm riêng nhưng điểm chung là đều cho sự nhanh chóng, chính xác, tạo ra những sản phẩm có độ nhẵn mịn, đẹp mắt, an toàn và thân thiện với môi trường,… Vì thế, tùy thuộc vào nhu cầu và tính chất của vật liệu, bạn nên lựa chọn phương pháp gia công phù hợp nhất để có thể cho ra thành phẩm tốt nhất.
Các loại thép bản mã sử dụng phổ biến cho công trình
Những bảng mã sắt đang được sử dụng phổ biến nhất trong các công trình hiện nay có thể kể đến như:
Các loại bản mã theo kích thước thông dụng
- 100 x 100 x 10 (mm): Đây là loại bản mã có kích thước nhỏ nhất, thường được dùng trong việc lót đường, lót sàn, làm vỉa hè,…
- 200 x 200 x 10 (mm): Loại bản mã có kích thước trung bình này thường được sử dụng trong việc lót sân, lót mái, làm lan can,…
- 250 x 250 x 10 (mm): Loại bản mã này thường được sử dụng trong việc lót sân thượng, lát tường, làm cửa sổ,…
- 300 x 300 x 10 (mm): Loại bản mã có kích thước khá lớn này thường được sử dụng để lót cho nền nhà, lát cầu thang, làm cổng,…
- 350 x 350 x 10 (mm): Đây là loại bản mã có kích thước lớn nhất trong số các loại kích thước thông dụng hiện nay, chúng thường được sử dụng trong quá trình lót sân vườn, lát hồ bơi, làm tường rào,…
Các loại bản mã theo kích thước thông dụng
Bản mã đục lỗ
Bản mã đầu cọc đục lỗ được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực như xây dựng, cơ khí, nội thất, trang trí… Một số ưu điểm của loại thép bản mã này có thể kể đến như:
- Độ bền cao, khả năng chịu nhiệt cao và chống chịu lực tốt
- Độ dẻo và độ cứng linh hoạt, có thể uốn cong, cắt, hàn… theo mong muốn
- Kích thước và hình dáng đa dạng, phù hợp với nhu cầu của khách hàng
- Có tính ứng dụng cao trong thực tế như làm giàn phơi quần áo, làm lan can cầu thang, làm vách ngăn phòng khách,…
Bản mã thép gập
Loại bản mã thép này có thể được thiết kế và sản xuất theo nhiều hình dạng khác nhau, phù hợp với mọi yêu cầu từ từng dự án. Loại này thường có hình chữ L hoặc chữ U, với những đường hàn liên kết các thanh dàn vào hai bên bản mã. Góc giữa cạnh bản mã với trục thanh phải được thiết kế lớn hơn hoặc bằng 15 độ để đảm bảo khả năng chịu lực và không bị tình trạng cong vênh.
Bản mã thép gập giúp kết nối các dầm và cột của những công trình như nhà xưởng, nhà cao tầng, cầu đường… Bên cạnh đó, sản phẩm thường được sơn phủ hoặc mạ kẽm để tăng độ bền và chống bị ăn mòn.
Thép bản mã mạ kẽm
Thép bản mã mạ kẽm được phủ một lớp kẽm lên bề mặt giúp tăng khả năng chống ăn mòn của thép. Loại bản mã này thường được sử dụng trong những công trình có yêu cầu cao về tính thẩm mỹ hoặc các công trình nằm ở môi trường nhiệt độ cao, ẩm ướt,… Thép bản mã mạ kẽm có độ bóng đẹp, dễ lau chùi và bảo quản. Tuy nhiên, nó thường có giá thành khá cao, khả năng chịu lực thấp và dễ bị trầy xước khi va chạm.
Thép bản mã SS400
Đây là loại thép bản mã được sử dụng rộng rãi nhất hiện nay. Loại thép này sở hữu độ cứng và lực kéo cao nên được sử dụng phổ biến trong những công trình công nghiệp, nhà thép tiền chế, cầu đường… Thép SS400 có khả năng chống gỉ sét tốt, tuổi thọ lâu và bền bỉ. Tuy nhiên, thép SS400 có giá thành cao hơn khá nhiều so với các loại thép khác. Nó cũng khó gia công và hàn.
Thép bản mã inox (SUS 304 và SUS 201)
SUS 304 và SUS 201 là hai loại bản mã được làm bằng chất liệu inox, thép không gỉ, nên có khả năng chống gỉ sét tốt, độ bền cao và tuổi thọ lâu.
Sắt bản mã chân cột
Bản mã chân cột thường được làm bằng thép cán nguội, thép không gỉ hoặc thép mạ kẽm, nó được dùng để liên kết hệ thống dầm cột, những kết cấu thép hoặc thi công móng nhà.
Thép bản mã đầu cọc
Đây là loại bản mã có dáng hộp vuông và được hàn ở đầu cọc bê tông, có tác dụng nối hai cọc bê tông lại với nhau khi ép cọc xuống đất. Bản mã này sẽ giúp tăng lực bám ở các điểm uốn cong, vị trí khớp nối hoặc mối liên kết rời rạc của các khớp.
Thép bản mã theo mẫu, yêu cầu
Ngoài những loại bản mã phổ biến kể trên, tùy thuộc vào mục đích sử dụng và thiết kế của công trình mà khách hàng có thể chủ động yêu cầu thiết kế các loại bản mã theo kích thước, hình dạng và độ dày phù hợp nhất cho mình.
Thép bản mã theo mẫu, yêu cầu
Cách tính trọng lượng bản mã sắt chuẩn
Để tính được trọng lượng bản mã sắt chuẩn bạn cần phải xác định đúng công thức và các dữ liệu liên quan một cách chính xác. Có hai cách tính như sau:
Cách tính trọng lượng bản mã thép có kích thước đơn giản
Để tính trọng lượng của những bản mã có kích thước đơn giản như hình chữ nhật, hình vuông,… thì hãy áp dụng công thức sau:
Công thức:
Trọng lượng bản mã (kg) = Độ dày bản mã (mm) x Chiều rộng (mm) x Chiều dài (mm) x 7,85 (g/cm3) /1000
Trong đó: 7,85(g/cm3) là tỷ trọng của thép.
Cách tính trọng lượng bản mã sắt có kích thước phức tạp
Công thức:
Trọng lượng bản mã (kg) = Độ dày bản mã (mm) x Diện tích bản mã (mm2) x 7,85 (g/cm3) /1000
Trong đó: 7,85(g/cm3) là tỷ trọng của thép.
Những lưu ý khi ứng dụng thép bản mã trong xây dựng
Để đảm bảo an toàn và hiệu quả cho quá trình thi công, khi lựa chọn bản mã sắt, bạn cần lưu ý một vài điều phổ biến sau:
- Đối với thiết kế dầm cột: bản mã cần phải phù hợp với kích thước, độ dày và vị trí của thanh dàn và cột. Bản mã phải đảm bảo có đủ diện tích để chứa những đường hàn liên kết bu lông và thanh dàn. Để đảm bảo đủ lực thì góc giữa cạnh bản mã và trục thanh không được bé hơn 15 độ.
- Bản mã phải đảm bảo có đủ khả năng chịu lực theo phương ngang và phương dọc của thanh dàn và cột, độ bền và độ cứng cao để không bị biến dạng khi bị lực tác động vào.
- Bản mã thép được chọn phải có khả năng chịu được những yếu tố khắc nghiệt của môi trường như nhiệt độ, độ ẩm, mưa, gió, ánh sáng… và có khả năng chống ăn mòn khi tiếp xúc với nước hoặc các chất hóa học tại vị trí thi công.
Những lưu ý khi ứng dụng thép bản mã trong xây dựng
Giá bán sản phẩm bản mã thép
Bản mã thép trên thị trường hiện nay rất đa dạng về kích thước, kiểu dáng nên giá thành cũng sẽ không cố định mà sẽ phụ thuộc vào một vài yếu tố sau:
- Yếu tố quan trọng ảnh hưởng lớn nhất đến giá bản mã là chất lượng và độ bền của nguyên liệu. Thép là một hợp kim của sắt và cacbon, có thể thêm một số nguyên tố khác như crom, niken… để tăng cường những tính năng của thép. Và tùy thuộc vào hàm lượng cacbon và những nguyên tố hợp kim khác mà thép có thể có độ cứng, độ bền và độ dẻo khác nhau. Vì thế, giá bản mã cũng sẽ phụ thuộc rất nhiều vào loại thép được sử dụng để chế tạo.
- Giá bản mã còn liên quan đến phương pháp gia công và thiết kế của sản phẩm. Có nhiều phương pháp gia công bản mã như cắt plasma, cắt laser, cắt oxy-gas… Tùy thuộc vào phương pháp sử dụng mà giá thành cũng sẽ thay đổi theo. Bên cạnh đó, hình dạng, kích thước và trọng lượng của bản mã cũng ảnh hưởng đến giá thành của sản phẩm. Sản phẩm càng phức tạp và cần độ chính xác cao thì giá thành sẽ càng cao và ngược lại.
- Sự cạnh tranh giữa các xưởng gia công cũng có thể ảnh hưởng đến giá thành của bản mã. Thị trường bản mã sắt là một thị trường có nhiều nhà cung cấp. Vì thế các xưởng gia công đều phải luôn cập nhật giá cả và chất lượng để thu hút khách hàng theo thời gian.
Giá bán sản phẩm bản mã thép không cố định mà sẽ phụ thuộc vào một vài yếu tố
Hy vọng bài viết trên đã giúp bạn hiểu rõ hơn về thép bản mã là gì. Bên cạnh đó, để tránh tình trạng mua phải hàng kém chất lượng, gây ảnh hưởng đến sự an toàn và tính đảm bảo của công trình, bạn nên lựa chọn mua sản phẩm tại những cửa hàng, cơ sở uy tín để hạn chế tuyệt đối các rủi ro sẽ xảy ra trong quá trình thi công nhé.
