Xác định khối lượng riêng của xi măng
Khối lượng riêng γ a là khối lượng của một đơn vị thể tích vật liệu ở trạng thái hoàn toàn đặc.
- Bình xác định khối lượng riêng của xi măng.
- Vật liệu: xi măng, dầu hỏa
Hình 1.1: Bình đong và phễu rót Hình 1.2: Bình xác định khối lượng riêng
PHẦN 1CÁC THÍ NGHIỆM VỀ XI MĂNG
Để xác định khối lượng riêng của xi măng, tiến hành đặt bình vào chậu nước sao cho phần chia độ chìm dưới nước và giữ chặt không cho nổi lên Nước trong chậu cần duy trì ở nhiệt độ 27 ± 2 o C Đổ dầu hỏa vào bình đến vạch số không (0) và làm sạch cổ bình bằng bông hoặc giấy để loại bỏ giọt dầu Cân 65 gam xi măng đã được sấy khô ở nhiệt độ 105÷110 o C trong 2 giờ và để nguội trong bình hút ẩm đến nhiệt độ phòng thí nghiệm Sử dụng thìa con để từ từ đổ xi măng qua phễu vào bình cho đến khi mực chất lỏng đạt vạch chia độ phía trên.
Lấy bình ra khỏi chậu nước và xoay đều trong 10 phút để không khí trong xi măng thoát ra Sau đó, đặt bình trở lại chậu trong 10 phút để nhiệt độ của bình đạt bằng nhiệt độ của nước, rồi ghi lại mức chất lỏng trong bình (V).
Khối lượng riêng của xi măng được tính bằng trị số trung bình cộng của kết quả hai lần thử:
Bảng 1.1: Kết quả thí nghiệm
Lần thử Khối lượng xi măng ban đầu Mực chất lỏng trong bình ban đầu
Khối lượng xi măng còn lại Mực chất lỏng trong bình lúc sau 1
Trong đó: G: Khối lượng xi măng dùng để thử, (g).
V a : Thể tích chất lỏng bị xi măng chiếm chỗ, (cm 3 ).
1.4 NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ
Xác định lượng nước tiêu chuẩn của xi măng
Lượng nước tiêu chuẩn cần thiết cho hồ xi măng được tính bằng % so với khối lượng xi măng, đảm bảo độ dẻo đạt yêu cầu Độ dẻo của hồ xi măng được xác định qua độ lún sâu của kim tiêu chuẩn khi rơi tự do từ độ cao 0mm Độ dẻo tiêu chuẩn đạt được khi độ cắm của kim tiêu chuẩn là 34 ± 2mm hoặc khi mũi kim Vicat cách đáy khâu 6 ± 2mm.
- Cân, có độ chính xác đến 1g.
- Ống đong có vạch chia hoặc buret, có khả năng đo thể tích chính xác đến 1%.
- Máy trộn, phù hợp với các yêu cầu của ISO 679.
Dụng cụ Vicat sử dụng kim to bằng kim loại không rỉ, có dạng trụ thẳng với chiều dài hữu ích 50 ± 1mm và đường kính 10 ± 0,05mm Khối lượng của phần chuyển động đạt 300 ± 1g Đảm bảo chuyển động thẳng đứng, không chịu ma sát đáng kể, và trục của kim phải trùng với trục của phần chuyển động.
Vành khâu Vicat dùng để chứa hồ cần được chế tạo từ cao su rắn, có hình dạng nón cụt với độ sâu 4 ± 0,2mm Đường kính phía trên của vành khâu là 70 ± 5mm và ở đáy là 80 ± 5mm Để đảm bảo tính ổn định, vành khâu phải đủ cứng và đi kèm với một tấm đế phẳng bằng thủy tinh có kích thước lớn hơn vành khâu, với độ dày tối thiểu 2,5mm.
- Nước cất hoặc nước đã khử ion được sử dụng để chế tạo, bảo quản hoặc luộc mẫu.
Hình 2.1: Ống đong Hình 2.2: Máy trộn
Vành khâu có thể được làm từ kim loại, chất dẻo hoặc dạng hình trụ, miễn là đảm bảo chiều sâu yêu cầu Kết quả thu được cần phải tương tự như khi thử nghiệm với vành khâu cao su cứng hình nón cụt.
Hình 2.3: Dụng cụ Vicat a) Trộn hồ xi măng
Cân 500g xi măng, chính xác đến 1g
Để bắt đầu, cân 125g nước và cho vào cối trộn hoặc sử dụng ống đo có vạch chia Tiến hành đổ xi măng vào nước một cách cẩn thận để tránh mất nước hoặc xi măng, với thời gian đổ từ 5 đến 10 giây Thời điểm kết thúc việc đổ xi măng được coi là thời điểm “không”, từ đó tính toán thời gian cho các bước tiếp theo Ngay sau đó, khởi động máy trộn với tốc độ thấp trong 90 giây.
Sau 90 giây hoạt động, hãy dừng máy trộn trong 15 giây để dùng dụng cụ vét gọn hồ xung quanh cối vào vùng trộn Sau đó, khởi động lại máy và tiếp tục trộn ở tốc độ thấp thêm 90 giây Tổng thời gian chạy máy trộn là 3 phút.
Mọi phương pháp trộn, dù là thủ công hay máy móc, đều có thể áp dụng miễn là đạt được kết quả tương đương với tiêu chuẩn quy định Khi đổ hồ vào khâu, cần thực hiện ngay trên tấm đế phẳng bằng thủy tinh đã bôi lớp dầu, đảm bảo đổ đầy mà không nén hay rung quá mạnh Sử dụng dụng cụ có cạnh thẳng để gạt hồ thừa theo kiểu chuyển động cưa nhẹ nhàng, đảm bảo bề mặt hồ phẳng và đều ngang khâu Cuối cùng, tiến hành thử độ lún.
Trước khi bắt đầu thử nghiệm với kim to trên dụng cụ Vicat, hãy hạ kim cho chạm vào tấm đế và điều chỉnh kim chỉ về số “không” trên thang chia vạch Sau đó, nhấc kim lên đến vị trí chuẩn bị để tiến hành vận hành.
Sau khi gạt phẳng mặt hồ, chuyển khâu và tấm đế sang dụng cụ Vicat đúng tâm dưới kim to Hạ kim to từ từ cho đến khi tiếp xúc với mặt hồ và giữ trong 1 đến 2 giây để tránh ảnh hưởng của tốc độ ban đầu Sau đó, thả nhanh bộ phận chuyển động để kim lún thẳng đứng vào trung tâm hồ Thời điểm thả kim to từ thời điểm “không” là 4 phút Đọc số trên thang vạch khi kim ngừng lún hoặc đọc sau 30 giây, tùy theo sự kiện nào xảy ra trước.
Ghi lại số đọc để xác định khoảng cách giữa đầu kim to và tấm đế, đồng thời ghi lượng nước của hồ theo phần trăm khối lượng xi măng Sau mỗi lần thử lún, cần lau sạch kim to để đảm bảo độ chính xác cho các lần thử tiếp theo.
Lặp lại thử nghiệm với các hồ có khối lượng nước khác nhau cho đến khi khoảng cách giữa kim to và tấm đế đạt 6 ± 2mm Ghi lại hàm lượng nước của hồ này với độ chính xác 0,5% và coi đây là lượng nước chuẩn cho độ dẻo.
Kết quả ghi vào bảng sau:
Bảng 2.1: Bảng kết quả lượng nước tiêu chuẩn xi măng
Lần thử Xi măng(g) Nước
Kết luận về lượng nước tiêu chuẩn của loại xi măng thí nghiệm (tính bằng % so với khối lượng xi măng).
Ghi những nhận xét về quá trình thí nghiệm, độ tin cậy của kết quả Đánh giá kết quả thí nghiệm.
Xác định thời gian đông kết của xi măng
Sau khi trộn xi măng với nước, hồ xi măng có tính dẻo cao, nhưng tính dẻo này sẽ giảm dần theo thời gian Thời gian từ lúc trộn cho đến khi hồ xi măng mất dẻo và bắt đầu có khả năng chịu lực được gọi là thời gian đông kết.
Thời gian đông kết của xi măng bao gồm 2 giai đoạn là thời gian bắt đầu đông kết và thời gian kết thúc đông kết:
Thời gian bắt đầu đông kết của hồ xi măng được xác định từ khi trộn xi măng với nước cho đến khi hồ xi măng mất tính dẻo Thời điểm này tương ứng với lần đầu tiên kim Vicat có đường kính 1,13 ± 0,05mm cắm vào tấm kính với độ sâu 6 ± 3mm.
Thời gian kết thúc đông kết của xi măng là khoảng thời gian tính từ khi bắt đầu trộn xi măng với nước cho đến khi hồ xi măng hình thành các tinh thể và cứng lại, có khả năng chịu lực Thời điểm này được xác định khi kim Vicat có đường kính 1,13 ± 0,05mm lần đầu tiên cắm sâu vào hồ 0,5mm.
- Cân, có độ chính xác đến 1g.
- Ống đong có vạch chia hoặc buret, có khả năng đo thể tích chính xác đến 1%.
- Máy trộn, phù hợp với các yêu cầu của ISO 9597:2008.
Dụng cụ Vicat sử dụng kim nhỏ bằng kim loại không rỉ, có chiều dài hữu ích 50 ± 1mm và đường kính 1,13 ± 0,05mm Khối lượng của phần chuyển động là 300 ± 1g Để đảm bảo độ chính xác, chuyển động của kim phải thẳng đứng và không chịu ma sát đáng kể, với trục kim phải trùng khớp với trục của dụng cụ.
Vành khâu Vicat dùng để chứa hồ cần được chế tạo từ cao su rắn, có hình dạng nón cụt với độ sâu 4 ± 0,2mm Đường kính phía trên là 70 ± 5mm và đáy là 80 ± 5mm Vành khâu cần đảm bảo độ cứng và đi kèm với một tấm đế phẳng bằng thủy tinh, có kích thước lớn hơn và dày ít nhất 2,5mm.
- Nước cất hoặc nước đã khử ion được sử dụng để chế tạo, bảo quản hoặc luộc mẫu.
3.2.2 Tiến hành thử a) Đổ vào vành khâu
Trước khi thử nghiệm, hãy hạ kim nhỏ của dụng cụ Vicat chạm vào tấm đế và điều chỉnh kim về số “không” trên thang chia vạch Sau đó, đổ hồ có độ dẻo tiêu chuẩn vào khâu và gạt bằng miệng khâu Để thử độ lún và xác định thời gian bắt đầu đông kết, đặt khâu đã có hồ vào phòng dưỡng hộ ẩm Sau thời gian thích hợp, chuyển khâu sang dụng cụ Vicat dưới vị trí kim Hạ kim từ từ cho đến khi chạm vào hồ và giữ nguyên trong 1 đến 2 giây để tránh ảnh hưởng từ vận tốc ban đầu Cuối cùng, thả nhanh bộ phận chuyển động để kim lún sâu vào hồ, sau đó đọc thang số khi kim không còn xuyên nữa hoặc sau 30 giây, tùy theo cách nào xảy ra sớm hơn.
Ghi lại các trị số trên thang số để thể hiện khoảng cách giữa đầu kim và tấm đế, đồng thời lưu ý thời gian tính từ điểm "không".
Lặp lại phép thử trên cùng một mẫu tại các vị trí cách nhau tối thiểu 10mm, tính từ rìa khâu hoặc từ lần thử trước đó.
Thí nghiệm được lặp lại sau những khoảng thời gian thích hợp, thí dụ cách nhau 10 phút Giữa các lần thả kim giữ mẫu trong phòng ẩm
Sau mỗi lần thả kim Vicat, cần lau sạch kim và ghi lại thời gian đo từ điểm "không" cho đến khi khoảng cách giữa đầu kim và mặt trên tấm đế đạt 6 ± 3mm, lấy đến phút gần nhất Để đảm bảo độ chính xác, nên giảm khoảng thời gian giữa các lần thả kim gần điểm cuối và quan sát các kết quả liên tiếp để đảm bảo không có biến động quá nhiều Thực hiện thử độ lún để xác định thời gian kết thúc đông kết.
Lật úp khâu đã sử dụng lên tấm đế, đảm bảo rằng việc thử kết thúc đông kết diễn ra trực tiếp trên bề mặt mẫu đã tiếp xúc với tấm đế ban đầu.
Lặp lại phép thử lún tại các vị trí khác nhau trên bề mặt mẫu thử, đảm bảo rằng các vị trí thử cách nhau ít nhất 5mm, cách vị trí thử trước đó tối thiểu 10mm và cách thành khuôn ít nhất 8mm Thực hiện thử nghiệm sau những khoảng thời gian hợp lý, chẳng hạn như 30 phút Sau mỗi lần thả kim Vicat, cần lau sạch kim ngay lập tức.
Ghi lại thời gian đo chính xác đến 15 phút từ điểm “không” khi kim chỉ lún 0,5mm vào mẫu, coi đây là thời gian kết thúc đông kết của xi măng Thời gian này được xác định khi vòng gắn trên kim lần đầu tiên không còn ghi dấu trên mẫu Để có kết quả chính xác, cần giảm thời gian giữa các lần thử gần đến điểm cuối và quan sát các kết quả thử kế tiếp không biến động quá nhiều.
Các máy đo thời gian đông kết tự động có sẵn trên thị trường có thể được sử dụng miễn là chúng cho kết quả tương tự như khi sử dụng dụng cụ và quy trình theo tiêu chuẩn Khi sử dụng máy tự động, việc lật úp mẫu là không cần thiết.
Kết quả thí nghiệm được theo dõi và ghi vào bảng sau:
Bảng 3.1: Thời gian đông kết của xi măng
Có vết vòng vết Có vòng
Thời gian bắt đầu đông kết: t 1 = _ (phút).
Thời gian kết thúc đông kết: t 2 = _ (phút).
So với tiêu chuẩn TCVN 6017-95.
So với các loại xi măng thường dùng.
Xác định độ bền uốn và nén của mẫu vữa xi măng
4.1 ĐẶC ĐIỂM CỦA PHƯƠNG PHÁP
Phương pháp bao gồm cách xác định độ bền nén và độ bền uốn tương ứng của các mẫu thử hình lăng trụ có kích thước 40 x 40 x 160mm.
Các mẫu được tạo ra từ một mẻ vừa dẻo, bao gồm một phần xi măng và ba phần cát tiêu chuẩn theo khối lượng với tỷ lệ nước/xi măng là 0,5 Cát tiêu chuẩn có thể được lấy từ nhiều nguồn khác nhau, miễn là độ bền của xi măng không chênh lệch đáng kể so với độ bền khi sử dụng cát chuẩn theo tiêu chuẩn ISO.
Vữa được trộn bằng máy và lèn chặt trong một khuôn nhờ sử dụng máy dằn.
Thiết bị và kỹ thuật lèn chặt khác cũng có thể dùng nhưng kết quả không được sai khác so với việc dùng thiết bị dằn chuẩn.
Các mẫu trong khuôn được bảo dưỡng trong môi trường ẩm 24 giờ, sau đó được tháo ra và ngâm trong nước cho đến khi thử độ bền Khi đạt độ tuổi yêu cầu, mẫu sẽ được vớt ra khỏi nơi bảo dưỡng Sau khi thử uốn, mẫu bị bẻ gãy thành hai nửa, mỗi nửa sẽ được sử dụng để kiểm tra độ bền nén.
- Máy thử độ bền uốn/Máy thử độ bền nén
- Gá định vị mẫu của máy thử cường độ nén
Cát tiêu chuẩn ISO là loại cát thiên nhiên chứa nhiều silic, với các hạt tròn cạnh và hàm lượng SiO2 tối thiểu 98% Cấp phối hạt của cát này phải tuân thủ các giới hạn quy định trong bảng tiêu chuẩn.
Bảng 4.1: Cấp phối hạt của cát tiêu chuẩn ISO
KTLS (mm) Kích thước lỗ vuông mm
Khi thử nghiệm xi măng, nếu thời gian từ lúc lấy mẫu đến khi tiến hành thử vượt quá 24 giờ, cần phải bảo quản mẫu trong thùng kín, đảm bảo thùng không gây phản ứng với xi măng Nước cũng là yếu tố quan trọng trong quá trình thử nghiệm.
Nước cất được sử dụng cho các phép thử công nhận Còn đối với các thử nghiệm khác, sử dụng nước uống.
4.2.3 Chế tạo vữa a) Thành phần
Tỷ lệ khối lượng bao gồm một phần xi măng, ba phần cát tiêu chuẩn và một nửa phần là nước (tỷ lệ nước/xi măng = 0,5).
Mỗi mẻ cho ba mẫu thử sẽ gồm:
Dùng máy trộn để trộn mỗi mẻ vữa Máy trộn khi đã ở vị trí thao tác, cần tiến hành như sau:
- Đổ nước vào cối và thêm xi măng.
Khởi động máy trộn và điều chỉnh ở tốc độ thấp trong 30 giây, sau đó từ từ thêm cát trong vòng 30 giây tiếp theo Tiếp tục bật máy trộn ở tốc độ cao (theo Bảng 4.2) và trộn thêm trong 30 giây nữa.
Bảng 4.2: Tốc độ của cánh trộn
Tốc độ Chuyển động quay tròn
(min -1 ) Chuyển động hành tinh
- Dừng máy trộn 90 giây Trong vòng 15 giây đầu dùng bay cao su cào vữa bám ở thành cối, ở đáy cối và vun vào giữa cối.
- Tiếp tục trộn ở tốc độ cao trong 60 giây nữa.
- Thời gian của mỗi giai đoạn trộn khác nhau có thể được tính chính xác đến ±1 giây.
4.2.4 Chế tạo mẫu thử a) Hình dạng và kích thước
Mẫu thử hình lăng trụ có kích thước 40 x 40 x 160mm. b) Đúc mẫu
Sau khi chuẩn bị xong vữa, tiến hành đúc mẫu bằng cách kẹp chặt khuôn và phễu vào bàn dằn Sử dụng một xẻng nhỏ để xúc khoảng 300g vữa từ máy trộn, rải lớp vữa đầu tiên cho mỗi ngăn khuôn sao cho đầy hai lớp Tiếp theo, lèn lớp vữa đầu bằng cách dằn 60 cái, sau đó đổ thêm lớp vữa thứ hai và lèn lớp này bằng cách dằn thêm 60 cái nữa.
Nhẹ nhàng nhấc khuôn ra khỏi bàn dằn và loại bỏ vữa thừa bằng một thanh gạt kim loại Thanh gạt này được giữ thẳng đứng và di chuyển từ từ theo kiểu cà ngang mỗi chiều một lần Ngoài ra, có thể sử dụng thanh gạt để làm phẳng mặt vữa.
Ghi nhãn hoặc đánh dấu các khuôn để nhận biết mẫu và vị trí tương đối của chúng so với bàn dằn.
4.2.5 Bảo dưỡng mẫu thử a) Xử lý và cất giữ mẫu trước khi tháo khuôn
Gạt bỏ vữa thừa trên rìa khuôn là bước quan trọng trong quá trình tháo dỡ Đặt một tấm kính kích thước 210mm x 185mm và dày 6mm lên khuôn, hoặc có thể sử dụng tấm thép hoặc vật liệu không thấm khác với kích thước tương tự Sau đó, đặt các khuôn đã đánh dấu lên giá nằm ngang trong phòng có không khí ẩm hoặc trong tủ.
Việc tháo dỡ khuôn phải rất thận trọng:
- Đối với các phép thử 24 giờ, việc tháo dỡ khuôn mẫu không được quá 20 phút trước khi mẫu được thử.
- Đối với các phép thử có tuổi mẫu lớn hơn 24 giờ, việc tháo dỡ khuôn tiến hành từ 20 giờ đến 24 giờ sau khi đổ khuôn.
Mẫu đã tháo khỏi khuôn và được chọn để thử vào 24 giờ (hoặc vào
Sau khi dỡ khuôn muộn trong vòng 48 giờ, các mẫu cần được phủ bằng khăn ẩm cho đến khi tiến hành thử nghiệm Để dễ dàng phân biệt các mẫu đã chọn, hãy đánh dấu chúng bằng mực chịu nước hoặc bút chì trước khi ngâm trong nước Việc bảo dưỡng trong nước là rất quan trọng để đảm bảo chất lượng mẫu.
Các mẫu đã đánh dấu được nhận chìm ngay trong nước (để nằm ngang hoặc để thẳng đứng, tùy theo cách nào thuận tiện) ở nhiệt độ
27 ± 2 0 C trong các bể chứa thích hợp
Trong suốt thời gian ngâm mẫu, không lúc nào khoảng cách giữa các mẫu hay độ sâu của nước trên bề mặt mẫu lại nhỏ hơn 5 mm.
Để đảm bảo độ chính xác khi thử mẫu, cần lấy mẫu ở bất kỳ độ tuổi nào, nhưng không quá 15 phút trước khi tiến hành thử nghiệm sau khi tháo khuôn muộn (24 giờ hoặc 48 giờ) Trong thời gian này, nên dùng vải ẩm để phủ lên mẫu cho đến khi thử nghiệm được thực hiện.
Tính tuổi của mẫu thử từ lúc bắt đầu trộn xi măng và nước.
Khi thử độ bền theo yêu cầu ở các tuổi khác nhau, cần đảm bảo giới hạn sau:
Để xác định độ bền uốn của mẫu lăng trụ, cần đặt mẫu lên máy thử với một mặt bên tựa trên các con lăn và trục dọc vuông góc với các gối tựa Sau đó, tải trọng sẽ được đặt theo chiều thẳng đứng bằng con lăn tải trọng vào mặt đối diện của lăng trụ, và tăng tải trọng dần dần với tốc độ 50 ± 10N/s cho đến khi mẫu gãy.
Tính độ bền uốn, R u (MPa), theo công thức sau:
R u = 3Pl / 2b^3, trong đó P là tải trọng tác động lên giữa lăng trụ khi mẫu bị gãy (N), l là khoảng cách giữa các gối tựa (mm), và b là cạnh của tiết diện vuông của lăng trụ (mm) Để xác định độ bền nén, cần áp dụng công thức này một cách chính xác.
Thử nghiệm độ bền nén của các nửa lăng trụ được thực hiện trên các mặt bên tiếp xúc với thành khuôn Đặt nửa lăng trụ nằm ngang ở chính giữa, đảm bảo rằng mặt cuối của lăng trụ nhô ra ngoài tấm ép hoặc má ép khoảng 10mm.
Tăng tải trọng từ từ với tốc độ 2400 ± 200N/s trong suốt quá trình cho đến khi mẫu bị phá hoại.
Tính độ bền nén, R n (MPa), theo công thức sau:
Trong đó: P: là tải trọng tối đa lúc mẫu bị phá hoại (N).
F: là diện tích tấm ép hoặc má ép (mm 2 ).
4.3.1 Cường độ uốn a) Tính toán và biểu thị kết quả
Kết quả thử cường độ uốn được tính toán bằng giá trị trung bình số học của ba lần xác định cường độ uốn riêng biệt, với mỗi giá trị đo được chính xác đến 0,1 MPa, dựa trên mỗi bộ ba mẫu thử lăng trụ.
Kết quả trung bình lấy chính xác đến 0,1 MPa. b) Báo cáo kết quả thử nghiệm
Ghi lại tất cả các kết quả riêng biệt Báo cáo giá trị trung bình tính toán.
4.3.2 Cường độ nén a) Tính toán và biểu thị kết quả
Kết quả thử cường độ nén được tính bằng giá trị trung bình số học của sáu kết quả xác định cường độ nén riêng biệt, mỗi giá trị được ghi nhận chính xác đến 0,1 MPa Các giá trị này được thu thập từ sáu nửa lăng trụ gãy, thuộc về một bộ ba mẫu thử lăng trụ.
CÁC THÍ NGHIỆM VỀ CỐT LIỆU DÙNG CHO BÊ TÔNG XI MĂNG
Lấy mẫu cốt liệu của cát và đá
5.1 KHÁI NIỆM VỀ CỐT LIỆU
Các vật liệu rời, bao gồm cốt liệu tự nhiên và nhân tạo, có kích thước hạt xác định, khi kết hợp với xi măng và nước, sẽ tạo ra bê tông hoặc vữa Cốt liệu được phân loại thành cốt liệu nhỏ và cốt liệu lớn dựa trên kích thước hạt.
5.2 CỐT LIỆU NHỎ (FINE AGGREGATE)
Hỗn hợp cốt liệu bao gồm các hạt có kích thước từ 0,14mm đến 5mm, trong đó cốt liệu nhỏ có thể là cát tự nhiên, cát nghiền, hoặc sự kết hợp giữa cát tự nhiên và cát nghiền.
Cát tự nhiên là hỗn hợp các hạt cốt liệu nhỏ được hình thành từ quá trình phong hoá của đá tự nhiên Trong bài viết này, chúng ta sẽ tìm hiểu về vai trò và ứng dụng của cát trong xây dựng và các ngành công nghiệp khác.
- Cát nghiền (crushed rock sand): Hỗn hợp các hạt cốt liệu kích thước nhỏ hơn 5mm thu được do đập và/hoặc nghiền từ đá.
5.3 CỐT LIỆU LỚN (COARSE AGGREGATE)
Cốt liệu lớn bao gồm hỗn hợp các hạt có kích thước từ 5mm đến 70mm, có thể là đá dăm, sỏi hoặc sỏi dăm (được đập hoặc nghiền từ sỏi) Hỗn hợp này có thể kết hợp giữa đá dăm và sỏi, tạo ra các thành phần đa dạng cho các ứng dụng xây dựng.
- Sỏi (gravel): Cốt liệu lớn được hình thành do quá trình phong hoá của đá tự nhiên.
- Đá dăm (crushed rock): Cốt liệu lớn được sản xuất bằng cách đập và/hoặc nghiền đá.
PHẦN 2 CÁC THÍ NGHIỆM VỀ CỐT LIỆU DÙNG CHO
- Sỏi dăm (crushed gravel): Cốt liệu lớn được sản xuất bằng cách đập và/hoặc nghiền cuội, sỏi kích thước lớn.
- Phương pháp lấy mẫu cốt liệu (theo TCVN 7572-1:2006).
- Cân kỹ thuật, chính xác đến 1%.
- Dụng cụ xúc mẫu hoặc lấy mẫu trên băng chuyền, bằng gỗ hoặc bằng kim loại.
Thiết bị chia mẫu bao gồm hộp chứa và máng chia mẫu, như được mô tả trong Hình 5.1 Để đảm bảo hiệu quả chia mẫu, chiều rộng khe chảy của máng chia mẫu cần phải lớn hơn 1,5 lần kích thước hạt cốt liệu nhỏ nhất.
Hình 5.1: Dụng cụ chia mẫu
5.5.1 Cốt liệu nhỏ a) Lấy mẫu ban đầu
- Trên các băng truyền, mẫu ban đầu được lấy định kỳ từ 0,5 giờ đến
Trong quá trình lấy mẫu cát trên băng chuyền, thời gian lấy mẫu nên kéo dài khoảng 1 giờ và thực hiện trên toàn bộ chiều ngang băng chuyền Có thể sử dụng dụng cụ như trong Hình 5.1 để thực hiện việc lấy mẫu Đối với cốt liệu nhỏ và đồng nhất, thời gian giữa hai lần lấy mẫu có thể được gia tăng.
Trong kho chứa, mẫu cốt liệu nhỏ được thu thập từ nhiều điểm khác nhau theo chiều cao của đống cốt liệu, từ đỉnh đến chân, nhằm đảm bảo rằng mẫu này đại diện cho toàn bộ lô cốt liệu nhỏ.
- Nếu cốt liệu nhỏ ở trong các bể chứa thì phải lấy cả trên mặt và dưới đáy bể.
- Mỗi lô cốt liệu nhỏ lấy từ 10 mẫu đến 15 mẫu ban đầu. b) Rút gọn mẫu
Các mẫu ban đầu sau khi thu thập theo tiêu chuẩn 5.1.1 sẽ được gộp lại và trộn đều Sau đó, mẫu sẽ được rút gọn bằng phương pháp chia tư hoặc chia đôi sử dụng thùng chứa có máng nhỏ (Hình 5.1) để đạt được mẫu trung bình khoảng 20 – 40 kg.
Rút gọn mẫu theo phương pháp chia tư bằng cách đổ cốt liệu nhỏ lên một mặt phẳng khô, sạch và không thấm nước San phẳng bề mặt mẫu, sau đó kẻ hai đường thẳng vuông góc để chia mẫu thành bốn phần đều nhau Gộp hai phần bất kỳ đối đỉnh nhau lại, trộn kỹ và tiếp tục rút gọn phần mẫu cho đến khi đạt được khối lượng cần thiết.
Rút gọn mẫu bằng thùng chứa có hai máng nhỏ bằng cách đổ cốt liệu nhỏ vào thùng, san phẳng và mở máng để cốt liệu chảy ra ngoài Sử dụng một nửa khối lượng cốt liệu từ một máng để tiếp tục quá trình rút gọn cho đến khi đạt được khối lượng cần thiết.
Bảng 5.1: Khối lượng mẫu cần thiết để xác định từng phép thử
Tên phép thử Khối lượng một mẫu thí nghiệm (kg)
1 Xác định thành phần thạch học Đảm bảo khối lượng mẫu đối với từng cỡ hạt theo TCVN 7572-3 : 2006
2 Xác định khối lượng riêng, khối lượng thể tích và độ hút nước 0,03
3 Xác định khối lượng thể tích xốp và độ hổng Từ 5 đến 10 (tùy theo hàm lượng sỏi chứa trong cát)
5 Xác định thành phần hạt 2
6 Xác định hàm lượng bùn, bụi, sét 0,5
7 Xác định tạp chất hữu cơ 0,25
5.5.2 Cốt liệu lớn a) Lấy mẫu ban đầu
Mẫu ban đầu của cốt liệu lớn được lấy trên băng truyền, trong kho hoặc bể chứa theo nguyên tắc đã nêu ở 5.5.1a
1) Khi chiều rộng băng truyền lớn hơn hay bằng 1000mm thì lấy mẫu ban đầu bằng cách chặn ngang một phần băng tải cho vật liệu rơi ra.
Nếu vật liệu đồng nhất, việc lấy mẫu có thể thực hiện với tần suất thưa hơn Đối với kho chứa dạng hộc, mẫu ban đầu được lấy từ lớp trên cùng và lớp dưới đáy của hộc Lớp dưới đáy được lấy bằng cách mở cửa đáy hộc để cho vật liệu rơi ra.
Tùy theo độ lớn của hạt cốt liệu lớn, khối lượng mẫu ban đầu qui định trong Bảng 5.2.
Bảng 5.2: Khối lượng mẫu ban đầu của cốt liệu lớn
Kích thước lớn nhất của hạt cốt liệu mm Khối lượng mẫu ban đầu kg
Gộp các mẫu đã lấy theo 5.5.2a và rút gọn mẫu theo qui tắc đã nêu trong 5.5.1b d) Mẫu trung bình
Tùy thuộc vào kích thước hạt, khối lượng mẫu trung bình của cốt liệu lớn để thử nghiệm mỗi chỉ tiêu phải được lấy từ mẫu đã được rút gọn theo quy định 5.5.2c, và không được nhỏ hơn bốn lần khối lượng được chỉ định trong Bảng 5.3.
Bảng 5.3: Khối lượng nhỏ nhất của mẫu thử để xác định tính chất của cốt liệu lớn
Khối lượng nhỏ nhất của mẫu cốt liệu lớn cần thiết để thử tùy theo cỡ hạt, kg
1 Xác định khối lượng riêng, khối lượng thể tích và độ hút nước 0,5 1,0 2,5 2,5 2,5
2 Xác định khối lượng thể tích xốp và độ hổng 6,5 15,5 30,0 60,0 60,0
3 Xác định thành phần hạt 5,0 5,0 15,0 30,0 50
4 Xác định hàm lượng bùn, bụi, sét 0,25 1,0 5,0 15,0 15,0
5 Xác định hàm lượng hạt thoi dẹt 10,0 10,0 10,0 20,0 30,0
7 Xác định thành phần thạch học 0,25 1,0 10,0 15,0 35,0
8 Xác định độ nén dập trong xi lanh Đường kính 75 mm 0,8 0,8 + + + Đường kính 150 mm 6,0 6,0 6,0 + +
9 Độ hao mòn khi va đập trong máy mài mòn va đập
Trước khi tiến hành thử nghiệm, đá dăm cần được đập vỡ để đạt kích thước hạt nhỏ hơn liền kề theo quy định trong Bảng 5.3 Sau đó, khối lượng mẫu cần được lấy tương ứng với khối lượng của kích thước hạt mới đã nhận được.
CHÚ THÍCH 2 Để tiến hành một số phép thử đá dăm hoặc sỏi, khối lượng mẫu cần thiết lấy bằng tổng khối lượng các mẫu cho từng phép thử.
Xác định khối lượng riêng và khối lượng thể tích của cốt liệu dùng cho bê tông và vữa
Để xác định khối lượng riêng của cốt liệu, cần đo khối lượng mẫu khô và thể tích tự nhiên hoặc thể tích đặc của nó Từ những thông số này, có thể tính toán khối lượng thể tích một cách chính xác.
6.2 PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM (theo TCVN 7572-4:2006)
Tiêu chuẩn này xác định phương pháp đo khối lượng riêng, khối lượng thể tích và độ hút nước của cốt liệu có kích thước tối đa 40mm, được sử dụng trong chế tạo bê tông và vữa Đối với cốt liệu lớn với kích thước hạt vượt quá 40mm, cần áp dụng TCVN 7572-5:2006.
- Cân kỹ thuật, độ chính xác 0,1%.
- Tủ sấy có bộ phận điều chỉnh nhiệt độ sấy ổn định từ 105 0 C đến 110 0 C.
- Bình dung tích, bằng thuỷ tinh, có miệng rộng, nhẵn, phẳng dung tích từ 1,05 lít đến 1,5 lít và có tấm nắp đậy bằng thuỷ tinh, đảm bảo kín khí.
- Thùng ngâm mẫu, bằng gỗ hoặc bằng vật liệu không gỉ.
- Khăn thấm nước mềm và khô có kích thước 450mm x 750mm.
- Khay chứa bằng vật liệu không gỉ và không hút nước.
- Côn thử độ sụt của cốt liệu bằng thép không gỉ, chiều dày ít nhất 0,9mm, đường kính nhỏ 40mm, đường kính lớn 90mm, chiều cao 75mm.
- Phễu chứa dùng để rót cốt liệu vào côn.
- Que chọc kim loại khối lượng 340 ± 5g, dài 25 ± 3mm được vê tròn hai đầu.
- Sàng có kích thước mắt sàng 5mm và 140mm.
Mẫu thử được lấy và rút gọn theo TCVN 7572-1:2006 để đạt khối lượng cần thiết cho phép thử.
Cốt liệu lớn: Lấy khoảng 1 kg đã sàng loại bỏ cỡ hạt nhỏ hơn 5mm.
Cốt liệu nhỏ: Lấy khoảng 0,5 kg cốt liệu nhỏ đã sàng bỏ loại cỡ hạt lớn hơn 5mm và gạn rửa loại bỏ cỡ hạt nhỏ hơn 140mm
Mỗi loại cốt liệu chuẩn bị 2 mẫu để thử song song.
Hình 6.1: Dụng cụ thí nghiệm khối lượng riêng của cát
Các mẫu cốt liệu sau khi được chuẩn bị sẽ được ngâm trong thùng ngâm trong khoảng thời gian 24 ± 4 giờ ở nhiệt độ 27 ± 2 °C Trong quá trình ngâm, cần khuấy nhẹ cốt liệu từ 1 đến 2 giờ một lần để loại bỏ bọt khí bám trên bề mặt hạt cốt liệu.
Để làm khô bề mặt mẫu cốt liệu, trước tiên cần đảm bảo rằng cốt liệu đang ở trạng thái bão hòa nước Đối với cốt liệu lớn, hãy vớt mẫu ra khỏi thùng ngâm và dùng khăn bông lau khô nước đọng trên bề mặt hạt cốt liệu Còn đối với cốt liệu nhỏ, quy trình tương tự cũng cần được thực hiện để đảm bảo bề mặt khô ráo trước khi tiến hành các bước tiếp theo.
Nhẹ nhàng gạn nước ra khỏi thùng ngâm mẫu hoặc đổ mẫu vào sàng 140mm
Rải cốt liệu nhỏ lên khay thành lớp mỏng và để khô tự nhiên trong không khí, tránh để trực tiếp dưới ánh nắng mặt trời.
Có thể đặt khay mẫu dưới quạt nhẹ hoặc dùng máy sấy cầm tay sấy nhẹ, kết hợp đảo đều mẫu
Hình 6.2: Sấy làm khô bề mặt của cát
Trong quá trình chờ cốt liệu khô, cần kiểm tra độ ẩm của cốt liệu bằng côn thử và que chọc Đầu tiên, đặt côn thử trên bề mặt phẳng, nhẵn và không thấm nước Sau đó, đổ cốt liệu vào côn qua phễu và dùng que chọc đầm nhẹ 25 lần Không nên đổ thêm cốt liệu vào côn Cuối cùng, nhẹ nhàng nhấc côn lên và so sánh hình dáng của khối cốt liệu với các mẫu cốt liệu chuẩn.
Hình 6.3: Kiểm tra tình trạng ẩm của cát
Nếu khối cốt liệu có hình dạng tương tự Hình 6.4.c cốt liệu đã đạt đến trạng thái bão hoà nước khô bề mặt
Nếu có dạng Hình 6.4.a và 6.4.b, cần tiếp tục làm khô cốt liệu và thử lại đến khi đạt trạng thái như Hình 6.4.c
Nếu có dạng Hình 6.4.d, cốt liệu đã bị quá khô, cần ngâm lại cốt liệu vào nước và tiến hành thử lại đến khi đạt yêu cầu. a) b) c) d)
Hình 6.4: Các loại hình dáng của khối cốt liệu
Sau khi làm khô bề mặt mẫu, tiến hành cân và ghi lại khối lượng (m1) Tiếp theo, từ từ đổ mẫu vào bình thử và thêm nước, đồng thời xoay và lắc đều để loại bỏ bọt khí Đổ nước đầy bình và đặt nhẹ tấm kính lên miệng bình, đảm bảo không còn bọt khí ở bề mặt tiếp xúc giữa nước và tấm kính.
Để tiến hành thí nghiệm, trước tiên, bạn cần lau khô bề mặt ngoài của bình thử, sau đó cân bình cùng với mẫu và nước, ghi lại khối lượng (m2) Tiếp theo, đổ nước và mẫu vào bình qua sàng 140mm cho cốt liệu nhỏ và qua sàng 5mm cho cốt liệu lớn, sau đó tráng sạch bình cho đến khi không còn mẫu đọng lại Đổ đầy nước vào bình, lặp lại thao tác đặt tấm kính lên miệng bình như trước, lau khô bề mặt ngoài và cuối cùng, cân lại bình cùng với nước và tấm kính, ghi lại khối lượng (m3).
Sấy mẫu thử cho đến khi đạt khối lượng không đổi, sau đó để nguội mẫu đến nhiệt độ phòng trong bình hút ẩm Cuối cùng, tiến hành cân và ghi lại khối lượng mẫu.
Khối lượng riêng của cốt liệu ( ) g/cm 3 , chính xác đến 0,01g/cm 3 , được xác định theo công thức sau:
Trong đó: : là khối lượng riêng của nước, (g/cm 3 )
: là khối lượng của bình + nước + tấm kính + mẫu, (g) :là khối lượng của bình + nước + tấm kính, (g),
Khối lượng mẫu ở trạng thái khô hoàn toàn được tính bằng gram (g) Khối lượng thể tích của cốt liệu khô được xác định chính xác đến 0,01 g/cm³ theo công thức cụ thể.
Trong đó: : là khối lượng riêng của nước, (g/cm 3 )
: là khối lượng mẫu ướt, (g)
: là khối lượng của bình + nước + tấm kính + mẫu, (g) :là khối lượng của bình + nước + tấm kính, (g)
Khối lượng mẫu ở trạng thái khô hoàn toàn được tính bằng (g) Khối lượng thể tích của cốt liệu ở trạng thái bão hòa nước được xác định bằng đơn vị g/cm³, với độ chính xác đến 0,01 g/cm³, theo công thức quy định.
Trong đó: : là khối lượng riêng của nước, (g/cm 3 )
: là khối lượng mẫu ướt, (g)
Khối lượng tổng cộng bao gồm bình, nước, tấm kính và mẫu được tính bằng gram (g) Độ hút nước của cốt liệu, được xác định theo phần trăm khối lượng và chính xác đến 0,1%, được tính theo công thức cụ thể.
Trong đó: : là khối lượng riêng của nước, (g/cm 3 )
: là khối lượng mẫu ướt, (g)
Khối lượng mẫu ở trạng thái khô hoàn toàn được tính bằng gram (g) Kết quả thử khối lượng riêng và khối lượng thể tích của cốt liệu là giá trị trung bình cộng của hai kết quả thử song song Nếu sự chênh lệch giữa hai lần thử lớn hơn 0,02 g/cm³, cần tiến hành thử lại lần thứ ba, và kết quả cuối cùng sẽ là trung bình cộng của hai giá trị gần nhau nhất Đối với thử độ hút nước của cốt liệu, kết quả cũng là giá trị trung bình cộng của hai lần thử song song Trong trường hợp chênh lệch giữa hai lần thử lớn hơn 0,2%, cần thực hiện thử lần thứ ba và kết quả sẽ là trung bình cộng của hai giá trị gần nhau nhất.
Báo cáo thử nghiệm cần có các thông tin sau:
- Loại và nguồn gốc cốt liệu;
- Tên kho bãi hoặc công trường;
- Ngày lấy mẫu, ngày thí nghiệm;
- Khối lượng mẫu qua các bước thử ( và );
- Tên người thử và cơ sở thí nghiệm
6.3 PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM (THEO TCVN 7572-5:2006) 6.3.1 Phạm vi áp dụng
Tiêu chuẩn này hướng dẫn phương pháp xác định khối lượng riêng, khối lượng thể tích và độ hút nước của đá gốc cùng các hạt cốt liệu lớn đặc chắc có kích thước lớn hơn 40mm.
- Cân kỹ thuật, có độ chính xác 1%
- Cân thủy tĩnh, có độ chính xác 1%, và có giỏ đựng mẫu
- Thùng ngâm mẫu, bằng gỗ hay bằng vật liệu không gỉ
- Khăn thấm nước mềm và khô
- Tủ sấy có bộ phận điều chỉnh nhiệt độ sấy ổn định từ 105 0 C đến
Mẫu đá gốc cần được đập thành cục nhỏ với kích thước không nhỏ hơn 40mm, trọng lượng khoảng 3kg Sau đó, ngâm mẫu trong dụng cụ chứa phù hợp, đảm bảo mực nước ngập trên bề mặt cốt liệu khoảng 50mm Đối với các hạt cốt liệu bẩn hoặc lẫn tạp chất, có thể sử dụng bàn chải sắt để làm sạch nhẹ nhàng Quá trình ngâm mẫu nên kéo dài liên tục trong 48 giờ, và thỉnh thoảng cần xóc hoặc khuấy đều để loại bỏ bọt khí bám trên bề mặt.
6.5: Ngâm bão hòa mẫu đá
Vớt mẫu, dùng khăn lau ráo mặt ngoài và cân xác định khối lượng mẫu ( ) ở trạng thái bão hoà nước chính xác đến 0,1g
Phân tích thành phần hạt cát - đá
7.1 CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN
7.1.1 Môđun độ lớn của cát (fineness modulus of sand)
Chỉ tiêu danh nghĩa là yếu tố quan trọng để đánh giá độ thô hoặc mịn của hạt cát Mô đun độ lớn của cát được tính bằng cách cộng các phần trăm lượng sót tích lũy trên các sàng có kích thước 2,5mm, 1,25mm, 630mm, 315mm và 140mm, sau đó chia cho 100.
7.1.2 Kích thước hạt lớn nhất của cốt liệu lớn ( D max ) (maximum particle size)
Kích thước danh nghĩa tính theo kích thước mắt sàng nhỏ nhất mà không ít hơn 90% khối lượng hạt cốt liệu lọt qua.
7.1.3 Kích thước hạt nhỏ nhất của cốt liệu lớn ( D min ) (minimum particle size)
Kích thước danh nghĩa tính theo kích thước mắt sàng lớn nhất mà không nhiều hơn 10% khối lượng hạt cốt liệu lọt qua.
7.1.4 Hạt thoi dẹt của cốt liệu lớn (elongation and flakiness index of coarse aggregate)
Hạt có kích thước cạnh nhỏ nhất nhỏ hơn 1/3 cạnh dài.
7.1.5 Thành phần hạt của cốt liệu (particle size distribution)
Tỷ lệ phần trăm khối lượng các hạt có kích thước xác định.
7.1.6 Tạp chất hữu cơ (organic impurities)
Các chất hữu cơ trong cốt liệu có thể ảnh hưởng xấu đến tính chất của bê tông hoặc vữa xi măng
Màu quy ước dùng để xác định định tính tạp chất hữu cơ trong cốt liệu.
7.2.1 Đối với cát a) Theo giá trị mô đun độ lớn, cát dùng cho bê tông và vữa được phân ra hai nhóm chính:
- Cát thô khi mô đun độ lớn trong khoảng từ lớn hơn 2,0 đến 3,3;
Cát mịn có mô đun độ lớn từ 0,7 đến 2,0, trong khi cát thô với thành phần hạt theo quy định trong Bảng 7.1 được sử dụng để chế tạo bê tông và vữa cho tất cả các cấp bê tông và mác vữa.
Bảng 7.1: Thành phần hạt của cát
Kích thước lỗ sàng Lượng sót tích luỹ trên sàng (% khối lượng)
1,25 mm Từ 15 đến 45 Từ 0 đến 15
630 mm Từ 35 đến 70 Từ 0 đến 35
315 mm Từ 65 đến 90 Từ 5 đến 65
140 mm Từ 90 đến100 Từ 65 đến 90
Lượng qua sàng 140 mm, không lớn hơn 10 35 c) Cát mịn được sử dụng chế tạo bê tông và vữa như sau:
Cát có môđun độ lớn từ 0,7 đến 1, phù hợp để chế tạo bê tông cấp thấp hơn B15, trong khi cát có môđun độ lớn từ 1 đến 2 được sử dụng cho bê tông cấp từ B15 đến B25, theo thành phần hạt được chỉ định trong Bảng 7.1.
Để chế tạo vữa, cát có môđun độ lớn từ 0,7 đến 1,5 được sử dụng cho vữa mác nhỏ hơn hoặc bằng M5, trong khi cát có môđun độ lớn từ 1,5 đến 2 thích hợp cho vữa mác M7,5 Ngoài ra, cát dùng để chế tạo vữa không được chứa quá 5% khối lượng các hạt lớn hơn 5mm Hàm lượng tạp chất như sét cục, bùn, bụi và sét trong cát cần tuân theo quy định trong Bảng 7.2.
Bảng 7.2: Hàm lượng các tạp chất trong cát
Hàm lượng tạp chất (% khối lượng, không lớn hơn)
Bê tông cấp cao hơn B30 Bê tông cấp thấp hơn và bằng B30 Vữa
Sét cục và các tạp chất dạng cục
Hàm lượng bùn, bụi, sét 1,50 3,00 10,00 f) Tạp chất hữu cơ trong cát khi xác định theo phương pháp so màu, không được thẫm hơn màu chuẩn
Cát không đáp ứng điều kiện chất lượng có thể được sử dụng nếu thử nghiệm cho thấy lượng tạp chất hữu cơ không ảnh hưởng đến các tính chất cơ lý của bê tông Ngoài ra, hàm lượng clorua trong cát, tính theo ion Cl- tan trong axit, được quy định trong Bảng 7.3.
Bảng 7.3: Hàm lượng ion Cl - trong cát
Loại bê tông và vữa Hàm lượng ion Cl - (% khối lượng), không lớn hơn
Bê tông dùng trong các kết cấu bê tông cốt thép ứng suất trước 0,01
Bê tông dùng trong các kết cấu bê tông và bê tông cốt thép và vữa thông thường 0,05
Cát có hàm lượng ion Cl - lớn hơn giá trị quy định trong Bảng 7.3 có thể được sử dụng, nhưng tổng hàm lượng ion Cl - trong 1m³ bê tông từ tất cả các nguồn vật liệu chế tạo không được vượt quá 0,6 kg Để đảm bảo an toàn, cát phải có khả năng phản ứng kiềm - silic nằm trong vùng cốt liệu vô hại khi kiểm tra theo phương pháp hóa học (TCVN 7572-14:2006) Nếu khả năng phản ứng kiềm - silic nằm trong vùng có khả năng gây hại, cần thực hiện thí nghiệm kiểm tra bổ sung theo phương pháp thanh vữa (TCVN 7572-14:2006) để đảm bảo tính vô hại.
Cát được coi là không có khả năng xảy ra phản ứng kiềm – silic nếu biến dạng (e) ở tuổi 6 tháng xác định theo phương pháp thanh vữa nhỏ hơn 0,1%.
7.2.2 Cốt liệu lớn a) Thành phần hạt
Cốt liệu lớn có thể được cung cấp dưới dạng hỗn hợp nhiều kích thước hạt hoặc các kích thước hạt riêng lẻ Thành phần hạt của cốt liệu lớn được xác định thông qua lượng sót tích lũy trên các sàng, như quy định trong Bảng 7.4.
Bảng 7.4: Thành phần hạt của cốt liệu lớn
Lượng sót tích lũy trên sàng, % khối lượng, ứng với kích thước hạt liệu nhỏ nhất và lớn nhất (mm)
100 - - - b) Hàm lượng bùn, bụi, sét trong cốt liệu lớn tuỳ theo cấp bê tông không vượt quá giá trị quy định trong Bảng 7.5.
Bảng 7.5: Hàm lượng bùn, bụi, sét trong cốt liệu lớn
Cấp bê tông Hàm lượng bùn, bụi, sét, % khối lượng, không lớn hơn
Cường độ của đá làm cốt liệu lớn cho bê tông phải đạt yêu cầu cụ thể: đối với đá gốc phún xuất và biến chất, cường độ thử trên mẫu đá nguyên khai hoặc mác phải lớn hơn 2 lần cấp cường độ chịu nén của bê tông; đối với đá gốc trầm tích, yêu cầu này là lớn hơn 1,5 lần cấp cường độ chịu nén của bê tông.
Mác đá dăm xác định theo giá trị độ nén dập trong xi lanh được quy định trong Bảng 7.6.
Bảng 7.6: Mác của đá dăm từ đá thiên nhiên theo độ nén dập
Mác đá dăm được xác định bởi độ nén dập trong xi lanh ở trạng thái bão hoà nước, với tỷ lệ % khối lượng khác nhau giữa các loại đá Đá trầm tích, đá phún xuất xâm nhập, đá biến chất và đá phún xuất phun trào đều có những đặc điểm riêng ảnh hưởng đến tính chất cơ học và khả năng chịu lực của chúng.
120 Đến 11 Lớn hơn 12 đến 16 Lớn hơn 9 đến 11
100 Lớn hơn 11 đến 13 Lớn hơn 16 đến 20 Lớn hơn 11 đến 13
80 Lớn hơn 13 đến 15 Lớn hơn 20 đến 25 Lớn hơn 13 đến 15
60 Lớn hơn 15 đến 20 Lớn hơn 25 đến 34 -
Chỉ số mác đá dăm được xác định dựa trên cường độ chịu nén, tính bằng MPa, tương ứng với các giá trị như 1.400, 1.200, đến 200 khi quy đổi từ kG/cm² Đối với sỏi và sỏi dăm sử dụng làm cốt liệu cho bê tông các cấp, cần đảm bảo độ nén dập trong xi lanh đáp ứng yêu cầu theo Bảng 7.7.
Bảng 7.7: Yêu cầu về độ nén dập đối với sỏi và sỏi dăm
Cấp bê tông Độ nén dập ở trạng thái bão hoà nước,
% khối lượng, không lớn hơn
Để đảm bảo chất lượng bê tông, cốt liệu lớn cần đáp ứng một số tiêu chuẩn quan trọng Độ hao mòn khi va đập trong máy Los Angeles không được vượt quá 50% khối lượng Hàm lượng hạt thoi dẹt trong cốt liệu lớn phải không vượt quá 15% đối với bê tông cấp B30 trở lên và 35% đối với bê tông cấp B30 và thấp hơn Tạp chất hữu cơ trong sỏi phải được xác định theo phương pháp so màu, không được thẫm hơn màu chuẩn Trong trường hợp sỏi chứa tạp chất hữu cơ không phù hợp, vẫn có thể sử dụng nếu kết quả thí nghiệm chứng minh rằng chúng không làm giảm các tính chất cơ lý cần thiết của bê tông.
Hàm lượng ion Cl- trong cốt liệu lớn không được vượt quá 0,01% Tuy nhiên, cốt liệu lớn có thể được sử dụng nếu tổng hàm lượng ion Cl- trong 1 m³ bê tông không vượt quá 0,6 kg Đối với khả năng phản ứng kiềm-silic, cốt liệu lớn phải tuân theo quy định tương tự như cốt liệu nhỏ (theo 7.2.1h).
7.3 PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM (THEO TCVN 7572-2:2006) 7.3.1 Dụng cụ - thiết bị
- Cân kỹ thuật có độ chính xác 1%.
- Tủ sấy có bộ phận điều chỉnh nhiệt độ đạt nhiệt độ sấy ổn định từ
- Bộ sàng tiêu chuẩn, kích thước mắt sàng 2,5mm; 5mm; 10mm; 20mm; 40mm; 70mm; 100mm và sàng lưới kích thước mắt sàng 140mm; 315mm; 630mm và 1,25mm.
Bảng 7.8: Kích thước lỗ sàng tiêu chuẩn dùng để xác định thành phần hạt của cốt liệu
5mm 10mm 20mm 40mm 70mm 100mm
7.3.2 Lấy mẫu và chuẩn bị mẫu thử
Lấy mẫu cốt liệu theo TCVN 7572-1:2006 Trước khi đem thử, mẫu được sấy đến khối lượng không đổi và để nguội đến nhiệt độ phòng thí nghiệm.
7.3.3 Tiến hành thử a) Cốt liệu nhỏ
Cân lấy khoảng 2000g (m o ) cốt liệu từ mẫu thử đã được chuẩn bị theo TCVN 7572-1:2006 và sàng qua sàng có kích thước mắt sàng là 5mm.
Xếp chồng bộ sàng tiêu chuẩn theo thứ tự kích thước mắt sàng từ lớn đến nhỏ, bắt đầu từ 2,5mm, sau đó là 1,25mm, 630mm, 315mm, 140mm và cuối cùng là đáy sàng.
Cân khoảng 1000g cốt liệu đã sàng qua sàng có kích thước mắt 5 mm, sau đó đổ vào sàng trên cùng có kích thước mắt 2,5 mm và tiến hành sàng Có thể sử dụng máy sàng hoặc lắc bằng tay Nếu dùng máy sàng, thời gian sàng sẽ theo quy định của từng loại máy Trong trường hợp sàng bằng tay, dừng sàng khi trong vòng 1 phút mà lượng lọt qua mỗi sàng không vượt quá 0,1% khối lượng mẫu thử.
Cân lượng sót trên từng sàng, chính xác đến 1g. b) Cốt liệu lớn
Cân một lượng mẫu thử đã chuẩn bị theo TCVN 7572-1:2006 với khối lượng phù hợp kích thước lớn nhất của hạt cốt liệu.
Bảng 7.9: Khối lượng mẫu thử tuỳ thuộc vào kích thước lớn nhất của hạt cốt liệu
Kích thước lớn nhất của hạt cốt liệu (D max ) mm Khối lượng mẫu, không nhỏ hơn kg
Xếp chồng bộ sàng tiêu chuẩn từ lớn đến nhỏ theo kích thước mắt sàng: 100mm, 70mm, 40mm, 20mm, 10mm, 5mm và đáy sàng Đổ cốt liệu đã cân vào sàng trên cùng và tiến hành sàng, chú ý không để lớp vật liệu vượt quá kích thước hạt lớn nhất Có thể sử dụng máy sàng hoặc lắc bằng tay, với thời gian sàng theo quy định cho máy, và dừng sàng khi đạt được thời gian quy định khi sàng bằng tay.
1 phút mà lượng lọt qua mỗi sàng không lớn hơn 0,1 % khối lượng mẫu thử.
Cân lượng sót trên từng sàng, chính xác đến 1g
7.4 TÍNH KẾT QUẢ a) Cốt liệu nhỏ
Lượng sót trên sàng có kích thước mắt sàng 5 mm (S 5 ), tính bằng phần trăm khối lượng, chính xác đến 0,1 %, theo công thức:
Trong đó: m 5 : khối lượng phần còn lại trên sàng có kích thước mắt sàng 5mm, (g). m 0 : khối lượng mẫu thử, (g).
Lượng sót riêng trên từng sàng kích thước mắt sàng i (a i ), tính bằng phần trăm khối lượng, chính xác đến 0,1 %, theo công thức:
Trong đó: m i : là khối lượng phần còn lại trên sàng có kích thước mắt sàng i, (g). m: là tổng khối lượng mẫu thử, (g).
