Xi măng bền sun phát th−ờng đ−ợc sử dụng trong các công trình ven biển, công trình tiếp xúc với n−ớc ngầm, n−ớc lợ, n−ớc thải công nghiệp... Đó là các môi trường có hàm lượng sun phát (tính theo SO42-) tương đối lớn, dễ gây ăn mòn một số thành phần khoáng của xi măng (đặc biệt là C3A), tạo thành các khoáng mới nở thể tích, gây nứt nẻ cấu trúc vữa xi măng,bê tông.
Vì vậy cần thiết phải kiểm tra độ nở thể tích đối với xi măng bền sun phát, nhằm đảm bảo chất l−ợng công trình.
9.1. Nguyên tắc xác định
Độ nở sun phát của xi măng đ−ợc xác định bằng cách đo mức giãn nở của thanh mẫu đ−ợc chế tạo từ hỗn hợp xi măng, thạch cao và cát.
Hàm l−ợng SO3 trong hỗn hợp xi măng thạch cao bằng 7% khối l−ợng.
9.2. Dụng cụ và vật liệu thử 9.2.1. Dụng cụ thử
Khuôn dùng để đúc mẫu thử có kích thước 25,40 x 25,40 x 285,75 mm.
Kích thước của khuôn khi chế tạo phải theo qui định trong bảng 9.
Bảng 9: Khuôn mẫu
Tên chi tiết Kích th−ớc (mm) Giới hạn cho phép khi chế tạo (mm)
Chiều dài hữu ích 285,75 285,75 … 0,60
ChiÒu réng h÷u Ých 25,40 25,40 … 0,30
ChiÒu cao h÷u Ých 25,40 25,40 …0,30
Cấu tạo khuôn đ−ợc mô tả nh− hình 10 tr. 58.
Từng chi tiết của khuôn phải đ−ợc đánh số để khi tháo lắp khuôn đ−ợc thuận lợi.
1. Phần để đầm mẫu 2. Cán để đầm
Hình 30. Chày đầm mẫu
Thanh dọc (3) và thanh ngang (2) của khuôn phải thẳng, nhẵn, khi ghép với đế khuôn phải vừa khít. Các góc khép giữa các thanh và đế khuôn phải đảm bảo bằng 90 … 0,50.
Dụng cụ tháo khuôn và chổi quét khuôn phải làm bằng vật liệu mềm hơn kim loại làm khuôn.
Đầu đo (5) đường kính 5 mm, dài 20 mm để lắp vào hai đầu khuôn được làm bằng thép không gỉ, đầu dùng để lắp vào dụng cụ đo (không ngập trong thanh mÉu) cã vÕt lâm, s©u 1 mm, ®−êng kÝnh 1 mm.
Vít điều chỉnh (4) dùng để điều chỉnh độ dài phần đinh tán thò ra ngoài thanh mẫu nhằm đảm bảo thanh mẫu sau khi đúc lắp đ−ợc vào dụng cụ đo.
Chày vuông dùng để đầm mẫu đ−ợc chế tạo bằng thép không gỉ, có khối l−ợng là 400 … 15 g, đ−ợc mô tả nh− hình 30.
Dụng cụ đo độ nở (theo chiều dài thanh mẫu) và thanh chuẩn có cấu tạo và yêu cầu nh− hình 11.
Khay dùng để ngâm mẫu, đ−ợc làm bằng tôn hoa hoặc nhựa cứng, có kích th−íc 350 x 350 x 70 mm nh− h×nh 31.
H×nh 31. Khay ng©m mÉu
- Máy trộn hành tinh dùng để trộn mẫu có cấu tạo nh− hình 4 tr. 51.
- Bộ sàng thí nghiệm có kích th−ớc lỗ sàng: 0,l6; 0,3 15; 0,03; 1 mm (theo quy định của TC 2230 : 1977).
- Bàn dằn (h.8 - tr.56), chảo và bay trộn mẫu (h.14 - tr.63), khâu hình côn (h.21 - tr. 81), chÇy ®Çm mÉu (h.26 - tr. 98).
- Cân kỹ thuật có độ chính xác tới 0,1 g
- èng ®ong 250 ml
- Dao bằng thép không gỉ - Đồng hồ bấm giây.
9.2.2. Vật liệu dùng để tạo mẫu
- Cát dùng để chế tạo mẫu thử là cát theo TCVN 139 - 1991 đ−ợc gia công và sàng tới các cỡ hạt theo bảng
Bảng 10
Kích th−ớc lỗ sàng (mm) L−ợng sót tích luỹ trên sàng (%)
1 0
0,63 2 … 2
0,315 75 … 5
0,16 98 … 2
Thạch cao dùng để pha thêm vào xi măng là thạch cao tự nhiên có hàm l−ợng anhydric sunfuric (SO3) không nhỏ hơn 41 % và đ−ợc nghiền mịn sao cho phần lọt qua sàng 0,08 mm không nhỏ hơn 99%.
Xác định hàm l−ợng SO3 của thạch, cao sau khi nghiền theo TCVN 141:1986.
- Nước dùng trộn vữa và ngâm mẫu qui định theo TCVN 4506: 87 “Nước cho bê tông và vữa - Yêu cầu kỹ thuật”.
9.3. Tiến hành thử
9.3.1. Chuẩn bị mẫu hỗn hợp xi măng thạch cao
Tỷ lệ phần trăm (%) xi măng (X) và thạch cao (Y) để chế tạo hỗn hợp xi măng, thạch cao chứa 7% SO3 theo công thức:
X = x100 c g
7 g
−
− Y = x100
c g
c 7
−
−
Trong đó:
c: Là hàm l−ợng SO3 trong xi măng, tính bằng % g: Là hàm l−ợng SO3 trong thạch cao, tính bằng %
7: Là hàm l−ợng SO3 trong hỗn hợp xi măng thạch cao, tính bằng % 9.3.2. Xác định lượng nước trộn vữa xi măng thạch cao
Dùng vải ẩm lau sạch bàn dằn, dao gạt, chầy tròn và đặt khâu vào giữa bàn dằn.
Dùng cân kỹ thuật cân 400 gam hỗn hợp xi măng - thạch cao theo tỷ lệ nh− trên và 1000 gam cát tiêu chuẩn (thành phần hạt nh− bảng l0).
Đong nước (dự kiến tỷ lệ N/XM = 0,4) đổ vào bát trộn của máy trộn hành tinh. Sau đó đổ thạch cao và xi măng vào rồi cho máy hoạt động ở tốc độ 140 vòng/phút trong 45 giây. Tiếp theo đổ từ từ toàn bộ cát đã cân vào trong khi máy vẫn chạy ở tốc độ trên trong vòng 45 giây nữa. Dừng máy 15 giây để vét gọn vữa vào vùng trộn của bát trộn.
Sau đó cho máy hoạt động tiếp ở tốc độ 285 vòng/phút trong 90 giây. Tắt máy để lấy vữa thử độ chảy.
Ngay sau khi trộn xong, dùng bay xúc vữa đổ vào một nửa khâu hình côn tiêu chuẩn. Dùng chầy tròn đầm đều mặt mẫu 1 5 cái, rồi đổ tiếp vữa vào đầy khâu và đầm tiếp 10 cái nữa. Vị trí của khâu phải đặt đúng tâm bàn dằn.
Dùng dao gạt phẳng vữa ngang miệng khâu và từ từ nhấc lên theo chiều thẳng đứng. Dằn 30 cái trong vòng 30 - 5 giây, trong quá trình dằn phải xoay mặt bàn dằn sao cho khối vữa luôn ở đúng tâm bàn dằn, sau đó dùng thước kẹp
đo đường kính đáy dưới của khối vữa hình côn theo 2 chiều thẳng góc và lấy giá
trị trung bình. Vữa có độ dẻo đạt yêu cầu khi đường kính đáy dưới của khối vữa hình côn từ 106 ữ 112 mm, nếu đường kính đáy dưới của khối vữa hình côn mà nhỏ hơn (ít n−ớc) hoặc lớn hơn chiều n−ớc) giá trị trên thì phải trộn lại mẻ khác
để điều chỉnh lượng nước trộn cho phù hợp.
Sử dụng hỗn hợp vữa có tỷ lệ nước/xi măng đạt độ chảy từ 106 ữ 112 mm (đ−ợc xác định nh− trên) để chế tạo mẫu thử 25,40 x 25,40 x 285,75 mm.
9.3.3. Tạo mẫu thử
Mỗi mẫu thử cần đ−ợc chế tạo 6,thanh có kích th−ớc 25,40 x 25,40 x 285,75 mm từ 2 mẻ trộn mỗi mẻ có 400 gam hỗn hợp xi măng, thạch cao và 1000 gam cát).
Khuôn tạo mẫu (h. 10 - tr. 58) đ−ợc lau sạch mặt trong thành khuôn và đế khuôn, bôi dầu mỡ và lắp đinh tán và vít vào đầu khuôn.
Lấy vữa đạt độ chảy 106 ữ 112 mm đổ đầy vào khuôn thành 2 lớp và dùng
đầm vuông đầm chia vữa theo từng lớp, mỗi lớp đầm 15 cái. Sau đó vặn vít để
đinh tán cắm vào 2 đầu của thanh mẫu, vặn cho đến khi ngập hết chiều dài của vít. Dùng đầm dồn vữa vào các góc khuôn và dọc theo bề mặt của khuôn.
Dùng dao gạt bỏ vữa thừa, gạt sạch mặt trên của khuôn, miết phẳng mặt mẫu và đánh dấu.
Cho khuôn có mẫu (vừa tạo mẫu song) vào thùng d−ỡng ẩm và giữ mẫu trong 23 giê.
Sau 23 giờ d−ỡng ẩm tháo khuôn lấy mẫu rà, đánh dấu mẫu và chiều đo của mẫu. Việc đánh dấu chiều đo của mẫu rất quan trong bởi vì khi đo chiều dài thanh mẫu ở tuổi 1 ngày và các tuổi sau, nếu không đúng chiều đo sẽ cho kết quả
không chính xác, không đánh giá đ−ợc độ nở của thanh mẫu (đồng hồ rnicrometer rất nhạy, chỉ cần sài lệch nhỏ về chiều đo và vị trí đo sẽ cho kết quả
rất khác nhau). Chú ý trong quá trình tháo khuôn phải nhẹ nhàng, cẩn thận vì
thanh mẫu nhỏ nên rất dễ sứt, gẫy.
Ngâm các thanh mẫu vào nước ở nhiệt độ 27 … 20C trong 30 phút. Vớt mẫu ra, thấm khô n−ớc bằng vải và đo chiều dài ban đầu (ℓo) của các thanh mẫu ở tuổi 1 ngày.
Sau khi đo chiều dài (ℓt) đặt mẫu vào khay ngâm mẫu. Các thanh mẫu
đ−ợc kê trên thanh đỡ bằng nhựa, đặt vuông góc với thanh mẫu. Khoảng cách giữa 2 thanh đỡ bằng nửa chiều dài thanh mẫu và cách đều 2 đầu. Các thanh mẫu
đặt cách đều nhau 12 mm và cách thành khay ít nhất là 6 mm. Dùng nước máy
để ngâm mẫu. Thanh mẫu ngâm chìm trong nước ít nhất 6 mm và thể tích nước so với tổng thể tích các thanh mẫu không quá 5 lần.
Cứ 7 ngày thay n−ớc một lần, sau 14 ngày thì vớt ra, thấm khô bằng vải và
đo chiều dài của mẫu (ℓi). Thời gian đo mẫu không chậm quá 30 phút kể từ lúc vít mÉu ra.
9.3.4. Cách tiến hành đo
Đo chiều dài của thanh mẫu bằng các dụng cụ ở hình 11. Tr−ớc khi đo mẫu, dùng thanh chuẩn kiểm tra và chỉnh kim đồng hồ micrometer về vị trí số 0.
Sau đó bỏ thanh chuẩn ra và lắp thanh mẫu đã có ký hiệu mẫu và chiều đo vào dụng cụ đo để xác định, mặt mẫu có kí hiệu hướng về phía người đo. Các đầu trên và dưới của dụng cụ đo phải tỳ đúng vào vết lõm trên đầu các đinh tán đã
cắm ở 2 đầu của thanh mẫu. Các lần đo sau phải đặt thanh mẫu theo đúng chiều và h−ớng nh− khi đo mẫu lần đầu.
Xoay nhẹ thanh mẫu xung quanh trục thẳng đứng một vòng, đọc và ghi kết quả theo số chỉ của kim đồng hồ (ℓt).
Trình bày kết quả đo chiều dài của các thanh mẫu theo bảng 11.
Bảng 11:
Tuổi đo Ngày đo Chiều dài của thanh mẫu (Lni) mm
1 2 3 4 5 6
Ngày (ℓ0) Ngày (ℓt)
Trong đó:
ℓt : chiều dài thanh mẫu ở tuổi i ngày Lni : chiều dài thanh mẫu thứ n ở tuổi i ngày 9.4. Tính kết quả độ nở sun phát
Độ nở của thanh mẫu thứ n sau i ngày (δni) tính bằng %, theo công thức:
δni=
no no ni - xl00 L
ℓ ℓ
Trong đó:
Lni: là chiều dài của thanh mẫu thứ n ở tuổi i kể từ khi trộn mẫu ℓno: là chiều dài ban đầu của thanh mẫu đo ở tuổi 1 ngày
- Độ nở sun phát của mẫu thử sau i ngày (δi), tính bằng % (lấy chính xác
đến 0,01 %), theo công thức:
δni = ∑
= 4 δ
1
n ni: 4 Trong đó:
∑
= 4 δ
1
n ni là tổng của 4 giá trị nở gần với δTBi nhất δTBi là giá trị trung bình của 6 thanh mẫu thử:
δni = ∑
= 4 δ
1