Thực nghiệm vật liệu và công trình xây dựng

Chia sẻ: 326159487 326159487 | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:290

Thêm vào BST

Báo xấu

502
lượt xem 247
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Giáo trình thử nghiệm vật liệu và công trình xây dựng được viết theo chương trình đào tạo chuyên ngành xây dựng công trình giao thông. Nội dung của giáo trình bao gồm các thử nghiệm chính cho các vật liệu xây dựng cầu đường như cốt liệu, bê tông át phan, thép, phần thiết kế thành phần vật liệu và thử nghiệm chất lượng vật liệu trong công trình

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Thực nghiệm vật liệu và công trình xây dựng

PH M DUY H U (ch biên) NGUY N B O KHÁNH- ð NG THUỲ CHI TH NGHI M V T LI U VÀ CÔNG TRÌNH XÂY D NG TRƯ NG ð I H C GIAO THÔNG V N T I HÀ N I - 2007 1
Vi n khoa h c và công ngh xây d ng giao thông Trư ng ð i h c GTVT Huuphamduy@gmail.com L I NÓI ð U Giáo trình th nghi m v t li u và công trình xây d ng ñư c vi t theo chương trình ñào t o chuyên ngành v t li u và công ngh xây d ng và các chuyên ngành theo ngành Xây d ng công trình giao thông. N i dung c a Giáo trình bao g m các th nghi m chính cho các v t li u xây d ng c u ñư ng như c t li u, bê tông, xi măng, bitum, bê tông át phan, thép, ph n thi t k thành ph n v t li u và th nghi m ch t lư ng v t li u trong công trình. Giáo trình ñư c dùng cho sinh viên chuyên ngành v t li u và công ngh xây d ng, chuyên ngành c u ñư ng và các chuyên ngành khác thu c ngành xây d ng công trình giao thông. Giáo trình có th dùng làm tài li u tham kh o cho các cán b nghiên c u và nghiên c u sinh. Giáo trình ñư c vi t theo tiêu chu n Vi t Nam và các tiêu chu n Qu c t ñang ñư c s d ng Vi t Nam: tiêu chu n ASTM - AASHTO. Ph n thi t k thành ph n v t li u trình bày các phương pháp thi t k ph n v t li u và các thí d v tính toán thành ph n các ch t k t dính vô cơ, bê tông xi măng, bê tông át phan và thép xây d ng. Chương 8 - Thí nghi m công trình - trình bày v ñánh giá ch t lư ng bê tông, th nghi m siêu âm, thí nghi m k t c u bê tông c t thép theo TCVN. Phân công biên so n như sau: Ch biên: GS.TS. Ph m Duy H u. Biên so n: Chương 1, 2, 3- ThS. ð ng Thuỳ Chi Chương 4, 5, 6, 8- GS.TS. Ph m Duy H u Chương 7 - GS.TS. Ph m Duy H u- Nguy n B o Khánh Trong quá trình biên so n giáo trình có th còn nh ng ch chưa h p lý, r t mong ñư c s góp ý c a b n ñ c. Nhóm tác gi xin cám ơn s giúp ñ và ñóng góp ý ki n c a t p th b môn VLXD -Trư ng ð i h c GTVT và các nhà khoa h c Trư ng ð i h c GTVT. 2
Nhóm tác gi CÁC T KHÓA Ph m Duy H u; Th nghi m v t li u; Th nghi m công trình xây d ng; C t li u; Xi măng; Bê tông xi măng; Bitum; Bê tông asphalt; Thép xây d ng; Thí nghi m không phá h y; TCVN; ASTM; AASHTO. Chương 1 THÍ NGHI M CÁT, ðÁ, NƯ C XÂY D NG 1. M ñu Chương này trình bày các phương pháp thí nghi m các tính ch t chung (cơ lý) c a cát, ñá và nư c dùng trong xây d ng, ch y u là làm c t li u cho bê tông xi măng và bê tông asphan: Các yêu c u k thu t c a nư c cho bê tông và cách th nư c; Các tính ch t cơ b n là: Kh i lư ng riêng, kh i lư ng th thích, ñ m, ñ r ng, thành ph n h t, các ch tiêu v cư ng ñ và ñ b n. Phương pháp th ch y u ñư c trình bày theo TCVN và theo các tiêu chu n ASTM và AASHTO. 2. Cát xây d ng - Yêu c u k thu t TCVN 7570 - 2006 - Phân lo i theo mô ñun ñ l n chia làm hai nhóm chính là cát thô và cát m n ghi b ng 1.1 B ng 1.1 Tên các ch tiêu Thô Mn 1- Môñun ñ l n 2 - 3,3 0.7 - 2 Cát có mô ñun ñ l n t 1-2 có th dùng ch t o bê tông c p B15-B25 - Thành ph n h t: Ph i phù h p v i các qui ñ nh ghi trên b ng 1.2 tuỳ theo lo i cát. B ng 1.2. Yêu c u v thành ph n h t c a cát dùng cho bê tông n ng Kích thư c l sàng, Lư ng sót tích lũy, % theo kh i lư ng mm Cát thô Cát m n 2,5 0 – 20 0 1,25 15 – 45 0 - 15 3
0,63 35 – 70 0 - 35 0,315 65 – 90 5 - 65 0,14 90 – 100 65 - 90 Lư ng l t qua sàng 10 35 0,14 không l n hơn - ð s ch: Cát không ñư c l n các ch t b n và ph i phù h p v i các ch tiêu qui ñ nh ghi b ng sau. B ng 1.3 Các ch tiêu C p bê tông cao hơn B30 C p bê tông th p hơn ho c b ng B30 1. Sét và các t p ch t d ng c c 0 0,25 2. Hàm lư ng bùn, b i, sét, % 1,5 3 - T p ch t h u cơ xác ñ nh theo phương pháp so màu không ñư c th p hơn màu chu n - Hàm lư ng ion Cl- trong cát ch t o bê tông c t thép d ng l c không l n hơn 0,01% và bê tông c t thép thư ng không l n hơn 0,05% tính theo ion clo tan trong axit. - C n ki m tra ph n ng ki m - silic theo TCVN 7572-14 và 7572-14:2006 3. Thí nghi m xác ñ nh các ch tiêu c a cát theo TCVN Theo TCVN, cát có kích thư c t 0,14 – 5 mm. Trong cát không có thành ph n h t có kích thư c l n hơn 10 mm. Các h t có kích thư c t 5 – 10 mm không ñư c chi m l n hơn 10% tính theo kh i lư ng. Các h t l t qua sàng 0,14 mm (1890 l /cm2) không ñư c vư t quá 10% theo kh i lư ng. 3.1. L y m u cát (TCVN 337 - 86) M u cát ñ ki m tra ch t lư ng ñư c l y t các lô cát. Trên bãi khai thác, lô cát là kh i lư ng cát do m t cơ s s n xu t trong m t ngày và ñư c giao nh n cùng m t lúc. N u cát ñư c s n xu t theo t ng c h t riêng bi t thì lô cát là kh i lư ng cát c a cùng m t c h t ñư c s n xu t trong m t ngày. Lô cát t i các kho ñư c qui ñ nh v i kh i lư ng không quá 500T (350 m3). M i lô cát l y t 10 ñ n 15 m u c c b . Trên các băng chuy n, m u c c b ñư c l y ñ nh kỳ t 0,5 ñ n 1h và l y trên su t chi u ngang băng chuy n cát. M u c c b c a cát trong kho ñư c l y t nhi u ñi m khác nhau theo chi u cao ñ ng cát 4
t ñ nh xu ng t i chân. N u cát trong các b ch a thì ph i l y c m t trên và dư i ñáy b . Các m u c c b ñư c g p l i, tr n k và rút g n theo phương pháp chia tư ho c chia ñôi m u b ng thùng ch a có máng nh ñ ñư c m u trung bình. Kh i lư ng m u trung bình không ít hơn 40 kg. Rút g n m u theo phương pháp chia tư: ð cát lên m t t m kính hay ñĩa tròn, san ph ng và k hai 2 ñư ng th ng vuông góc v i nhau ñ chia m u thành 4 ph n ñ u nhau. L y 2 ph n b t kỳ ñ i ñ nh nhau, g p l i làm m t sau ñó tr n k và rút g n như trên t i khi ñ t ñư c kh i lư ng c n thi t. Rút g n m u b ng thùng ch a có hai máng nh theo hình 3.1. ð m u cát vào thùng ch a, san ph ng r i m máng cho cát ch y theo hai phía ra ngoài. Dùng lư ng cát c a m t máng ñ ti p t c rút g n như th cho t i khi ñ t ñư c kh i lư ng c n thi t. Hình 1.1. Thùng chia cát T m u trung bình l y m u thí nghi m cho t ng chi ti t theo b ng sau. Cho phép xác ñ nh nhi u ch tiêu t m t m u th n u trong quá trình th tính ch t c a cát không b thay ñ i. Kh i lư ng cát còn l i ñư c dùng làm m u lưu. B ng 1.4 Tên phép th Kh i lư ng m t m u thí nghi m (kg) 1. Xác ñ nh kh i lư ng riêng 0,03 2. Xác ñ nh kh i lư ng th tích x p và ñ 5 – 10 (tùy theo hàm lư ng s i ch a xp trong cát) 3. Xác ñ nh ñ m 1 4. Xác ñ nh thành ph n h t và mô ñun ñ 2 ln 2 5. Xác ñ nh hàm lư ng chung b i, bùn, sét 0,5 6. Xác ñ nh hàm lư ng sét 0,25 7. Xác ñ nh lư ng t p ch t h u cơ 0,40 8. Xác ñ nh hàm lư ng sunfua trioxit 0,30 5
9. Xác ñ nh hàm lư ng mica 3.2. Xác ñ nh kh i lư ng riêng c a cát a) Thi t b th Bình kh i lư ng riêng; Cân k thu t v i ñ chính xác 0,01 g; Bình hút m; T s y; B p cách cát ho c b p cách thu . Hình 1.2. Bình kh i lư ng riêng b) Chu n b m u th T m u cát trung bình, cân l y 30g r i ñem sàng qua sàng có ñư ng kính l 5mm. Sau ñó s y nhi t ñ 105 – 1100C ñ n kh i lư ng không ñ i. Sau khi s y, m u ñư c ñ ngu i trong bình hút m ñ n nhi t ñ phòng r i ñem tr n ñ u và chia làm hai ph n ñ ti n hành th 2 l n song song nhau. c) Ti n hành th ð m i m u th vào m t bình kh i lư ng riêng ñã r a s ch, s y khô và cân s n (m1) cân bình kh i lư ng riêng ch a m u cát (m2). ð nư c c t có nhi t ñ phòng vào bình kh i lư ng riêng ñ n ng p kho ng 2/3 th tích bình. L c ñ u bình ch a m u cát và nư c r i ñ t hơi nghiêng lên b p cách cát hay cách thu và ñun sôi trong kho ng 15’ - 20’ phút ñ ñu i h t b t khí ra kh i bình. Cũng có th ñu i h t b t khí ra kh i bình b ng cách hút không khí t o chân không trong bình hút m. Sau khi ñu i h t b t khí ra kh i bình, lau s ch xung quanh và ñ ngu i ñ n nhi t ñ phòng. ð thêm nư c c t vào bình ñ n v ch ñ nh m c c bình r i cân bình ch a cát và nư c c t (m3). Sau ñó ñ m u th ra, r a s ch bình, ñ nư c c t vào ñ n v ch ñ nh m c r i l i cân (m4). d) Tính k t qu Kh i lư ng riêng c a t ng m u (ρ), g/cm3 chÝnh x¸c ®Õn 0,01 g/cm3, tÝnh theo c«ng thøc: (m2 − m1 ).ρ n ρc = (m4 − m1 ) − (m3 − m2 ) Trong ñó: m1- Kh i lư ng bình không, g; m2- Kh i lư ng bình ch a cát, g; m3- Kh i lư ng bình ch a cát và nư c cát, g; m4- Kh i lư ng riêng c a nư c c t, l y b ng 1 g/cm3. 6
Kh i lư ng riêng c a cát là trung bình c ng k t qu c a hai l n th , khi k t qu c a hai l n th chênh l ch nhau không quá 0,02g/cm3. Trư ng h p k t qu c a hai l n th chênh l ch nhau quá 0,02 g/cm3 thì ph i xác ñ nh l n th ba và khi ñó kh i lư ng riêng c a cát là trung bình c ng k t qu c a hai l n th có k t qu g n nhau. Chú thích: 1. Khi th cát g m các lo i h t x p thì ngoài vi c xác ñ nh kh i lư ng riêng c a cát (kh i lư ng th tích c a h t) còn có th xác ñ nh kh i lư ng riêng c a h t. Khi ñó ph i nghi n cát ñ có c h t nh hơn 0,11mm, và ti n hành th theo th t ghi trên. 2. Cho phép xác ñ nh dung tích bình m t l n và dùng cho t t c các l n th thay cho vi c cân kh i lư ng bình ch a nư c trong m i l n th . Dung tích c a bình xác ñ nh theo kh i lư ng riêng c a cát (P), tính theo công th c: ρ n .( m2 − m1 ) ρc = Vρ n + m2 − m3 Trong ñó: V- Dung tích bình, m1. ý nghĩa nh ng ký hi u còn l i cũng gi ng như trong công th c m c d. 3.3. Xác ñ nh kh i lư ng th tích x p và ñ x p cát (TCVN 340-86) a) Thi t b è ng ñong dung tích 1 lít (kích thư c bên trong: ñư ng kính 108 mm, chi u cao 108 mm); Cân k thu t; T s y; Thư c lá kim lo i; Sàng có kích thư c m t sàng 5mm. b) Chu n b m u th T m u cát trung bình, l y 5 ÷ 10 kg (tuỳ theo lư ng s i trong cát) s y khô ñ n kh i lư ng không ñ i. Sau ñó ñ ngu i m u ñ n nhi t ñ phòng r i sàng qua lư i sàng có kích thư c m t sàng 5 mm. c) Ti n hành th L y cát ñã chu n b trên, ñ t ñ cao 10 cm vào ng ñong s ch, khô và cân s n cho ñ n khi l y cát t o thành hình chóp trên mi ng ng ñong, dùng thư c kim lo i g t ngang mi ng ng r i ñem cân. d) Tính k t qu 7
Kh i lư ng th tích x p c a cát gc, chính xác ñ n 0,01 g/cm3 theo công th c: m2 − m1 γc = V theo TCVN 339 - 86, và kh i lư ng th tích x p (γc). ð x p c a cát (X0) % chính xác ñ n 0,1 %, theo công th c: γc X 0 = 1− ρ c x1000 Trong ñó: γc- Kh i lư ng th tích x p c a cát, kg/ m3 rc - Kh i lư ng riêng c a cát, g/cm3. Chú ý: ð x p c a cát có th ñư c xác ñ nh g n ñúng b ng cách ñ ñ y cát vào bình ño th tích, sau ñó thêm nư c vào bình ñ nư c chi m th tích r ng. Lư ng nư c ñ thêm vào tương ng v i ñ x p c a cát c n xác ñ nh g n ñúng. 3.4. Xác ñ nh ñ m c a cát (TCVN 341-86) a) Thi t b th Cân k thu t; T s y. b) Ti n hành th T cát c n thí nghi m, l y hai lư ng cát v i kh i lư ng m i l n không nh hơn 0,5 kg. ð m u th vào m t bình ñem cân k thu t chính xác ñ n 0,1 %. S y m u th ñ n kh i lư ng không ñ i nhi t ñ 105 ÷ 110 0C. c) Tính k t qu ð m c a m i m u th (W) %, chính xác ñ n 0,1% theo công th c: m1 − m2 W= x100 m2 Trong ñó: m1- Kh i lư ng m u th trư c khi s y khô, g; m2- Kh i lư ng m u th sau khi s y khô, g. ð m c a cát là trung bình c ng k t qu c a hai l n th . 3.5. Xác ñ nh thành ph n h t và mô ñun ñ l n c a cát (TCVN 342-86) a) Thi t b th Cân k thu t; B lư i sàng có kích thư c sàng 8
là 10; 5; 2,5; 1,25; 0,63; 0,315; 0,14mm (hình 3.3); T s y. b) Chu n b m u T m u cát trung bình, l y 2 kg cát s y khô nhi t ñ 105 ÷ 1100C ñ n kh i lư ng không ñ i. Sàng m u qua sàng có kích thư c m t sàng là 10 và 5 mm. Cân kh i lư ng h t còn l i trên sàng (m10 và m5) và tính t l ph n trăm lư ng h t ch a trong cát có kích thư c 5 - 10 mm (a5) và hàm lư ng h t có ñ l n hơn 10 mm (a10) chính xác ñ n 0,1 % theo công th c: m5 a5 = x100 m m10 a10 = x100 m Trong ñó: m- Lư ng cát ñem sàng, g; m5, m10- Lư ng cát trên sàng có ñư ng kính l 5 và 10 mm, g; Sau khi lo i b h t nh ng h t có ñư ng kính l n hơn 5 mm, cát ñư c ñưa vào thí nghi m. c) Ti n hành th Cân l y 1000g cát ñã chu n b trên và ñem sàng l n lư t qua b sàng có kích thư c m t sàng 2,5; 1,25; 0,63; 0,315; 0,14 mm. Có th ti n hành sàng b ng tay hay b ng máy. Khi sàng b ng tay thì th i gian kéo dài ñ n khi 1 phút lư ng cát l t qua m i sàng không l n hơn 0,1% kh i lư ng m u th . Cho phép xác ñ nh th i gian sàng b ng phương pháp ñơn gi n sau: ð t t gi y xu ng dư i m i sàng r i sàng ñ u, n u không có cát l t qua sàng thì không sàng n a. Khi sàng b ng máy thì th i gian ñư c quy ñ nh cho t ng lo i máy. Cân lư ng cát còn trên m i lư i sàng chính xác ñ n 1%. d) Tính k t qu Lư ng sót riêng bi t (a) trên sàng có kích thư c l sàng i là t s gi a kh i lư ng cát sót trên sàng này v i kh i lư ng cát ñem sàng, ñư c tính b ng (%) chính xác ñ n 0,1% theo công th c: mi ai = x100 m Trong ñó: mi- Kh i lư ng cát còn l i trên sàng kích thư c m t i, g; 9
m- Kh i lư ng m u th , g. Lư ng sót tích lũy (A), trên sàng kích thư c l sàng i là t ng lư ng sót trên sàng có kích thư c m t sàng l n hơn nó và ph n sót trên b n thân nó. Lư ng sót tích lu %, chính xác ñ n 0,1% theo công th c. Ai = a2,5 + a1,25 + … + ai Trong ñó: a2,5 … ai- Lư ng sót riêng trên sàng kích thư c m t i, %. Mô ñun ñ l n c a cát (M) tr s i có kích thư c h t l n hơn 5mm ñư c tính chính xác t i 0,1 theo công th c: A2,5 + A1, 25 + A0, 63 + A0,315 + A0,14 M= 100 Trong ñó: A2,5 ; A1, 25 ; A0, 63 ; A0,315 ; A0,14 - Lư ng sót tích lu trên các sàng kích thư c m t sàng tương ng là 2,5; 1,25; 0,63; 0,315; 0,14 mm. K t qu xác ñ nh thành ph n h t cát ñư c ghi vào b ng sau. e) ðánh giá k t qu So sánh c p ph i h t c a cát và môñun ñ l n c a cát ñ i v i yêu c u c a tiêu chu n. 3.6. Xác ñ nh hàm lư ng chung b i, bùn, sét c a cát (TCVN 343-86) H t b i, bùn, sét trong cát là nh ng h t có kích thư c nh hơn 0,05 mm. a) Thi t b th Cân k thu t; T s y; Bình r a cát hay thùng tr chi u cao 300 mm có ng xi phông; ð ng h b m giây. b) Ti n hành th T m u cát trung bình, cân l y 1000 g cát ñã s y khô ñ n kh i lư ng không ñ i. ð lư ng cát này vào bình thí nghi m r i ñ nư c s ch cho t i khi chi u cao l p nư c trên cát ñ t kho ng 200 mm. Ngâm cát trong nư c kho ng 2h, thư ng xuyên khu y tr n. Cu i cùng khu y m nh cát và nư c trong bình r i ñ yên trong 2phút. Sau ñó, ñ nư c ñ c ra, ch ñ l i trên cát m t l p nư c kho ng 30 mm. Ti p 10
t c ñ nư c vào và r a cát như v y cho ñ n khi nư c tháo ra không còn v n ñ c n a. Chú ý: nư c ñ vào bình r a cao nh t ch t i ngang l tràn phía trên, còn nư c b n ñư c tháo ra qua hai vòi phía dư i. Sau khi r a cát xong, s y khô t i kh i lư ng không ñ i và ñem cân. c) Tính k t qu Hàm lư ng chung b i, bùn, sét trong cát tính b ng (%) chính xác ñ n 0,1% theo công th c: m − m1 Sc = x100 m Trong ñó: m- Kh i lư ng m u cát trư c khi r a, g. m1- Kh i lư ng m u khô sau khi r a, g. Hàm lư ng sét và b i trong cát dùng cho bê tông không ñư c l n hơn 5% theo kh i lư ng. N u vư t quá thì trư c khi ñem dùng ph i ñư c r a s ch b ng nư c. 3.7. Xác ñ nh hàm lư ng t p ch t h u cơ trong cát (TCVN 345-86) a) Thi t b th Cân k thu t; B p cách th y; Bình tr th y tinh trong su t, dung tích 250ml (ñư ng kính trong t 36 – 40 ml); Dung d ch natri hydroxyt k thu t 3%; Thang m u ñ so sánh. b) Ti n hành th Cân 250g cát t m u trung bình. ð vào m u th vào bình tr dung tích 250ml ñ n m c 130ml, ti p ñó ñ dung d ch NaOH 3% vào cho ñ n m c 200ml. Khu y m nh h n h p trong bình và ñ yên trong 24h. Trong th i gian này, c 4h k t lúc b t ñ u th l i khu y 1 l n. Sau ñó, ñem so sánh m u ch t l ng trên cát v i thang m u chu n. Khi ch t l ng trên cát không có m u rõ r t ñ so sánh thì ñem chưng bình h n h p trên b p cách th y trong 2 – 3h nhi t ñ 60 – 700C r i l i so sánh như trên. c) ðánh giá k t qu N u m u c a ph n ch t l ng trên cát không s m hơn m u chu n thì cát thí nghi m dùng s n xu t bê tông t t. N u s m hơn m u chu n c n ph i ti n hành các thí nghi m cơ h c ñ ñánh giá ch t lư ng cát. Lúc này ph i ñúc hai lo i m u v a xi 11
măng ñ thí nghi m, m t lo i dùng cát ñang c n ki m tra, còn m t lo i dùng cát có ch t lư ng t t. 3.8. Xác ñ nh hàm lư ng sunphat và sunfit trong cát (TCVN 346-86) a) Thi t b và thu c th Cân k thu t; Lư i sàng (4900 l /cm2); Cân phân tích; Bình hút m; T s y; C c nung (dung tích 500 ml); Máy khu y; B p ñi n; Lò nung; Máy l c; Bình ñong (dung tích 1000ml); Thu c th (ch t ch th bari clorua); Metyl ñ . b) Chu n b m u th L y m u cát trung bình ñem sàng qua lư i sàng có kích thư c 5 mm ñ lo i b nh ng h t s i. L y 400g cát ñem nghi n nh cho l t qua lư i sàng (4900 l /cm2). T ñó l y 200g cát ñã nghi n nh chia làm 2 ph n ñ ti n hành 2 l n th song song. S cát ñã nghi n còn dư l i dùng ñ thăm dò SO3 trư c khi ñ nh lư ng. c) Ti n hành th Th thăm dò: ð 40 – 50 g cát ñã nghi n vào c c 500 ml cho thêm vào 250 ml nư c c t khu y ñ u trong th i gian trên 4h sau ñó nh 2 – 3 gi t axit clohydric và 5ml bari clorua 10% vào c c, ñun t i 500C r i ñ yên trong 4h. Khi trong c c ñó l ng ch t màu tr ng t c là trong cát có ch a các mu i g c sunphat, sunfit. Lúc ñó c n ti n hành th ñ xác ñ nh hàm lư ng SO3. L y 100g cát ñã s y khô ñ n kh i lư ng không ñ i và ñã nghi n nh cho l t qua lư i sàng 4900 l /cm2. ð m u th vào bình có 500ml nư c c t, ñút nút kín, b c sáp bên ngoài và l c ñ u trong th i gian không ít hơn 4h. Sau ñó l i khu y ñ u và l c qua gi y l c. L y 100ml dung d ch ñã l c, cho vào c c nung có ch a 250ml nư c c t, nh 4 – 5 gi t ch t ch th m u vào ñó ñ cho dung d ch bi n m u. Nh axit clohyñric (HCl) vào c c cho ñ n khi dung d ch có m u ñ thì l i nh 4 – 5 gi t 12
bari clorua (BaCl2) 10% vào c c r i tr n ñ u lên. Mu n cho bari sunphat (BaSO4) k t t a nhi u thì ñem ñun dung d ch t i 60 – 700C trong 2h r i ñ yên trong vài gi n a ho c ñ cách ñêm. L c dung d ch qua gi y l c không tro ñã nhúng nư c, tráng c c b ng nư c l c và cũng ñ lên gi y l c cho c n ñ ng bên trên gi y l c. B gi y l c c n vào chén nung ñã r a s ch và cân s n. ð t chén nung vào lò nung có nhi t ñ 700 – 8000C trong 15 – 20 phút. L y chén ra ñ ngu i trong bình hút m ñ n nhi t ñ phòng r i ñem cân b ng cân phân tích, chính xác ñ n 0,0001 g. d) Tính k t qu Hàm lư ng SO3 ch a trong m u th (P) tính b ng ph n trăm (%) chính xác ñ n 0,01% theo công th c: 5 x (m1 − m0 ) P= x100 x0,343 m Trong ñó: m1- Kh i lư ng chén ch a c n, g; m0- Kh i lư ng không chén ch a c n, g; m- Kh i lư ng m u th , g; 0,343- H s chuy n BaSO4 thành SO3. 3.9. Xác ñ nh hàm lư ng mica trong cát (TCVN 4376-86) a) Thi t b th T s y; Cân phân tích; B sàng cát: 5; 2,5; 1,25; 0,63; 0,315; 0,14 mm; Gi y nhám (có th dùng gi y in rônêô…) kh gi y 330 x 210mm; ðũa th y tinh. b) Chu n b m u th Cân 300g cát t m u bình quân, s y khô ñ n kh i lư ng không ñ i nhi t ñ 105 – 1100C. ð ngu i m u ñ n nhi t ñ phòng. Sàng cát qua sàng có kích thư c l 5 mm. Cân 200g cát dư i sàng r i chia hai ph n, m i ph n 100g. c) Ti n hành th Dùng 100g cát ñã chu n b trên, sàng qua sàng 2,5; 1,25; 0,63; 0,315; 0,14 mm. B cát h t dư i sàng 0,14mm. Cát còn l i trên m i sàng ñ riêng. ð lư ng cát trên t ng sàng (m i l n t 10 – 15g) lên m t t gi y nhám, dùng ñũa th y tinh g t m ng cát trên gi y r i nghiêng t gi y ñ nh cát sang t gi y 13
khác, các h t mica còn dính l i trên gi y ñ riêng ra m t ch . Làm như v y nhi u l n ñ n khi t ng kh i lư ng mica còn dính l i trên gi y sau m t l n thêm m t c h t không quá 0,02g. Tách xong mmica cho 1 c h t thì g p toàn b lư ng mica ñã tách ñư c và ti n hành lo i b các h t cát nh còn l n vào. Làm xong t t c các c h t thì g p l i toàn b lư ng mica c a c m u ñem cân b ng cân phân tích. d) Tính k t qu Hàm lư ng mica trong cát (mc) tính b ng (%) chính xác ñ n 0,01% theo công th c: m1 mc = x100 m Trong ñó: m1- Kh i lư ng mica c a c m u th , g. m- Kh i lư ng cát ñem th , g. Hàm lư ng mica c a cát tính b ng trung bình c ng k t qu hai l n th song song. 4. Thí nghi m xác ñ nh các ch tiêu c a cát theo tiêu chu n AASHTO (ASTM) C t li u nh (cát) theo tiêu chu n AASHTO là các h t nh hơn ho c b ng 4,75mm. C t li u nh có th là cát t nhiên, cát nghi n (s i cu i nghi n, ñá nghi n) hay h n h p cát t nhiên – cát nghi n. Vi c l y m u cát ñ thí nghi m ñư c qui ñ nh gi ng như TCVN. 4.1. Xác ñ nh kh i lư ng riêng và ñ hút nư c c a cát theo AASHTO T84 (ASTM C128) a) Thi t b th Cân k thu t có ñ chính xác t i 0,1g; Khuôn hình côn b ng kim lo i có ñư ng kính trong ñáy trên là 38mm, ñáy dư i là 89mm, chi u cao 74mm và chi u dày 4mm; Chày ñ m b ng kim lo i có kh i lư ng b ng 340 ± 15g, ñ u ph ng tròn có ñư ng kính b ng 25 ± 3mm; Bình ñ nh m c có dung tích ñ n v ch ñ nh m c b ng 500ml. b) Ti n hành th ñ hút nư c (tr ng thái bão hòa trong m t ngoài khô) M u cát l y theo phương pháp l y m u ñư c gi m nh b ng phương pháp chia tư ho c phân ñôi ñ ñư c m t lư ng m u kho ng trên 1000g. Phun nư c ñ tư i m 14
cát và gi m trong 24h. Sau ñó r i cát thành m t l p m ng r i gia nhi t nh b ng cách phun khí nóng (dùng máy s y tóc) và x i cát, làm cho cát khô ñ u. ð cát vào khuôn hình côn và ñ m nh b ng chày 25 cái, g t b ng m t, r i rút nh khuôn lên theo phương th ng ñ ng. N u c t li u trong côn s t xu ng và tr i ñ u thì c t li u tr ng thái bão hòa m t ngoài khô. N u kh i c t li u gi nguyên hình côn mà không s t xu ng là quá m, khi ñó ph i s y ti p và làm l i thí nghi m như trên. N u c t li u s t quá nhanh, là khô quá. Khi ñó ph i tr n thêm nư c, s y l i và ti p t c thí nghi m. Xác ñ nh ñ hút nư c trong bão hoà m t ngoài khô c a c t li u nh b ng phương pháp s y. M u cát ñư c phân ñôi ñ làm hai m u th cho hai thí nghi m song song ñ ñu c k t qu trung bình. c) Ti n hành th kh i lư ng riêng Cân m u th có ñ m nêu trên chính xác t i 0,1g (G1). M u ñư c ñ vào bình ñ nh m c có kh i lư ng ñã bi t và có dung tích b ng 500ml. ð không khí d thoát ra, ñ m t ít nư c vào bình trư c khi ñ m u. Lăn nghiêng bình trên m t m t ph ng ñ b t khí thoát ra h t. Sau ñó ñ t bình vào ch u nư c nhi t ñ 23 ± 1,70C trong 1h, r i thêm nư c cho ñ n ngang v ch 500ml và cân kh i lư ng chính xác ñ n 0,1g (C). Kh i lư ng bình ñ ng nư c t i v ch ñ nh m c là B. S y khô m u, r i cân v i ñ chính xác 0,1g ñư c kh i lư ng G2. d) Tính k t qu Tính ñ hút nư c bão hoà trong m t ngoài khô theo công th c: G1 − G2 Hn = G2 Trong ñó: G1, G2- Kh i lư ng c a m u trư c và sau khi s y. Tính kh i lư ng riêng c a c t li u nh tr ng thái bão hòa trong m t ngoài khô (ρbh) theo công th c: G1 ρbh = B + G1 − C Tính kh i lư ng riêng c a c t li u nh tr ng thái khô theo công th c: G2 ρk = B + G1 − C 4.2 Xác ñ nh kh i lư ng th tích và ñ h ng gi a các h t c a cát theo AASHTO T19/T19M (ASTM C29/C29M) a) Thi t b th Cân k thu t có ñ chính xác b ng 0,2% kh i lư ng m u th ñem cân; 15
Thanh ñ m làm b ng thép tròn có ñư ng kính 16mm, dài 500mm, ñ u ti n tròn; X ng nh ; Thùng ñong hình tr b ng kim lo i có dung tích tùy theo kích thư c danh nghĩa l n nh t c a c t li u. b) Chu n b m u th L y m u c t li u, r i gi m nh b ng phương pháp chia tư ho c phân ñôi ñ ñư c kh i lư ng m u ít nh t b ng hai l n th tích thùng. M u c t li u có th tr ng thái khô ho c tr ng thái bão hoà m t ngoài khô. M u ñư c chia làm hai ph n và m i ph n ñư c dùng cho m t l n th . c) Ti n hành th L a ch n phương pháp ñ m ch t c t li u trong thùng: • Phương pháp ñ m ch c (dùng cho c t li u có kích thư c l n nh t b ng 37,5mm ho c nh hơn): Xúc c t li u ñ vào thùng b ng x ng ñ n m c 1/3 chi u cao c a thùng, dùng tay san b ng m t c t li u, r i ch c 5 cái vào kh i c t li u, phân ñ u trên b m t c t li u. Sau ñó ñ ti p c t li u vào thùng ñ n m c 2/3, r i l i ñ m ch c như trên. Cu i cùng ñ m u ñ n hơi ñ y quá mi ng thùng và ñ m ti p như trên. Chú ý khi ñ m l p trên không ñư c ch c xu ng l p dư i. Sau khi ñ m xong, dùng thư c san c t li u ngang b ng m t thùng. ð i v i c t li u l n không san ñư c thì dùng tay x p các h t trên m t kh i c t li u sao cho th tích ph n nhô lên x p x b ng ph n lõm so v i m t ngang mi ng thùng. Xác ñ nh kh i lư ng thùng (r ng), kh i lư ng thùng + c t li u ñ t ñó xác ñ nh ñư c kh i lư ng c t li u trong thùng chính xác ñ n 0,05kg. • Phương pháp d p thùng trên n n c ng (dùng cho c t li u có kích thư c danh nghĩa l n nh t l n hơn 37,5mm và không quá 150mm): ð c t li u vào thùng làm ba l p như phương pháp trên. Sau khi ñ m i l p, nâng m t bên ñáy thùng lên cao 50mm và cho rơi t do 25 l n trên n n c ng như sàn bê tông xi măng, ti p ñó l i nâng bên ñáy thùng ñ i di n và d p như v y, r i san c t li u ngang m t thùng như phương pháp ñ m ch c. • Phương pháp xúc ñ c t li u b ng x ng: ð t ng x ng c t li u vào thùng ñ cao không quá 50mm so v i mép thùng, chú ý không ñ c t li u phân t ng, sau ñó san ph ng m t c t li u như phương pháp ñ m ch c. d) Tính k t qu tr ng thái khô (γk) ñư c tính theo công th c sau: Kh i lư ng th tích G −T γk = V 16
Trong ñó: tr ng thái khô, kg/m3; γk- Kh i lư ng th tích c a c t li u G- Kh i lư ng c a c t li u + thùng, kg; T- Kh i lư ng thùng, kg; V- Dung tích thùng, m3. tr ng thái bão hòa m t ngoài khô (γbh) ñư c xác ñ nh Kh i lư ng th tích theo công th c: γk γbh = 1 + 0,01H n Trong ñó: Hn- ð hút nư c, %. Kh i lư ng th tích c a c t li u ñư c tính chính xác ñ n 10 kg/m3. ð h ng c a c t li u (H) ñư c xác ñ nh theo công th c: 100( ρ k ρ n − γ k ) H= ρk ρn Trong ñó: ρk- Kh i lư ng riêng c a c t li u tr ng thái khô; ρn- T tr ng c a nư c. Xác ñ nh thành ph n h t và mô ñun ñ l n c a cát theo AASHTO T27 (ASTM C136) a) Thi t b th Cân k thu t có ñ chính xác t i 0,1g; B sàng tiêu chu n l vuông có v i kích thư c l sàng l n lư t b ng: 0,15; 0,3; 0,6; 1,18; 2,36; 4,75 mm; Máy l c sàng. b) Chu n b m u th L y m u c t li u, r i gi m nh b ng phương pháp chia tư ho c phân ñôi ñ ñư c kh i lư ng m u ñ và có dư cho thí nghi m. S y khô c t li u, cân l y 500g ñ th . c) Ti n hành th Dùng m u ñã s y khô nhi t ñ 110 ± 50C. X p ch ng các sàng qui ñ nh ñ sàng m t to n m trên, sàng m t nh n m dư i và cu i cùng là ñáy (không có l ). ð xác ñ nh mô ñun ñ l n c a cát ph i dùng ñ các sàng có kích thư c t 0,15 ñ n 4,75mm. ð m u c t li u vào sàng trên cùng, r i sàng b ng tay ho c dùng máy l c sàng. Th i gian sàng ph i ñ ñ h u h t các h t nh hơn m t sàng b t kì ph i l t 17
qua sàng ñó, ñư c qui ư c như sau: n u l y t ng sàng ra sàng riêng trong 1phút trên t gi y, lư ng l t qua sàng không ñư c vư t quá 0,5% kh i lư ng m u c t li u ban ñ u là ñư c. N u không ñ t như v y, ph i ti p t c sàng. Cân ph n c t li u sót riêng trên các sàng (Sr) chính xác t i 0,1g. d) Tính k t qu Tính lư ng sót riêng (Sr) m i sàng theo % c a kh i lư ng m u th . Tính lư ng sót tích lũy (Stl) m i sàng theo % kh i lư ng m u th . Chú ý là lư ng sót tích lu là t ng s c a các lư ng sót riêng trên sàng ñó và các sàng trên. Tính lư ng l t (L) c a m i sàng theo % c a kh i lư ng m u th theo công th c: L = 100 – Stl Tính mô ñun ñ l n c a c t li u nh theo công th c: S tl ,75 + S tl ,36 + S tl,18 + S tl ,6 + S tl ,3 + S tl ,15 4 2 1 0 0 0 M®l = 100 Trong ñó: Stl4,75, Stl2,36,… Stl0,15- Lư ng sót tích lũy trên các sàng 4,75; 2,36;…0,15mm. e) ðánh giá k t qu Thành ph n h t c a cát dùng cho bê tông xi măng ñư c qui ñ nh như b ng sau B ng 1-5. Yêu c u thành ph n h t c a cát cho bê tông xi măng theo AASHTO Sàng, mm % l t sàng theo kh i lư ng 9,5 100 4,75 95 – 100 2,36 80 – 100 1,18 50 – 85 0,60 25 – 60 0,30 10 – 30 0,15 2 – 10 C-.......‫ ٿ‬Xác ñ nh hàm lư ng h t nh hơn 0,075mm trong cát b ng phương pháp r a theo AASHTO T11 (ASTM C117) a) Thi t b th Sàng 0,075mm và 2,36 ho c 1,18mm; Cân k thu t chính xác ñ n 0,1% kh i lư ng c a v t cân; 18
Thùng r a có kích thư c ñ ñ ch a m u và nư c ng p m u, có th qu y tr n ñư c d dàng; T s y. b) Chu n b m u th L y m u c t li u, r i gi m nh b ng phương pháp chia tư ho c phân ñôi. Kh i lư ng m u th yêu c u theo kích thư c danh nghĩa l n nh t c a c t li u như trong b ng sau. B ng 1-6 Kích thư c danh nghĩa l n nh t c a c t li u, mm Kh i lư ng m u t i thi u, g 2,36 100 4,75 500 9,50 1000 19,0 2500 37,5 và l n hơn 5000 c) Ti n hành th S y m u ñ n kh i lư ng không ñ i nhi t ñ 110 ± 50C. Cân kh i lư ng m u khô chính xác ñ n 0,1% kh i lư ng, r i ñ vào thùng r a, ti p ñó ñ nư c vào ñ m c nư c cao hơn m t m u. Qu y tr n m nh m u b ng m t cái thìa ho c b ng d ng c thích h p ñ có th tách hoàn toàn các h t nh hơn 0,075mm ra kh i c t li u và tr ng thái lơ l ng trong nư c. ð ngay nư c có h t m n lơ l ng lên m t ch ng sàng (g m các sàng 1,18 ho c 2,36mm và sàng 0,075mm, sàng to ñ t trên sàng nh ). ð ti p nư c l n 2 vào thùng r a, l i khu y tr n, g n và sàng l c như trên. Ti p t c l p l i các ñ ng tác ñó cho ñ n khi ñư c nư c r a trong. Chú thích: Có th dùng vòi x nư c nh lên v t li u sót trên các sàng ñ tráng; chú ý không ñ v t li u trong sàng b b n ra ngoài. Hoàn tr l i các v t li u sót trên các sàng vào ph n c t li u ñã r a b ng cách v sàng. nhi t ñ 110 ± 50C r i cân S y c t li u ñã r a ñ n kh i lư ng không ñ i chính xác ñ n 0,1% theo kh i lư ng m u ban ñ u. d) Tính k t qu Hàm lư ng các h t nh hơn 0,075mm (h t m n) trong m u c t li u ñư c % kh i lư ng m u theo công th c: B−C M= 100 C 19
Trong ñó: M- Hàm lư ng h t nh hơn 0,075mm; B- Kh i lư ng m u c t li u khô ban ñ u, g; C- Kh i lư ng m u c t li u khô sau khi r a, g. 4.5. Xác ñ nh ñ b n c a c t li u nh ngâm trong môi trư ng Natri sunphat (Na2SO4) ho c Manhê Sunphat (MgSO4) theo AASHTO T104 a) Thi t b th Cân k thu t có ñ chính xác t i 0,1g; Bình ngâm m u b ng th y tinh ho c nh a; B sàng tiêu chu n ñư c qui ñ nh cho c t li u nh và c t li u l n; T s y. b) Chu n b m u th M u c t li u nh ñư c xác ñ nh thành ph n h t và ñư c phân c b ng b sàng g m các sàng 9,5; 4,75; 2,36; 1,18; 0,60; 0,30mm. Kh i lư ng các ph n m u th c t li u nh theo các c h t ñư c qui ñ nh b ng sau. B ng 1-7. Kh i lư ng m u th c t li u nh C h t, mm Kh i lư ng các ph n m u th , g T 9,5 ñ n 4,75 100 T 4,75 ñ n 2,36 100 T 2,36 ñ n 1,18 100 T 1,18 ñ n 0,60 100 T 0,60 ñ n 0,30 100 Chú thích: c h t t 9,5 ñ n 4,75 là c h t l t qua sàng 9,5mm và sót trên sàng 4,75mm. Các c h t khác cũng ñư c hi u như v y. Chu n b hóa ch t th là dung d ch Natri sunphat ho c Manhê sunphat, trong ñó còn dư m t s tinh th mu i không hòa tan h t. ð ch t o dung d ch Natri sunphat, có th hòa tan 215 - 350g Na2SO4 ho c 700 – 750g Na2SO4.10H2O vào 1lít nư c. Sau ñó ñ dung d ch nhi t ñ 23 ± 1,70C trong 48h. Dung d ch có kh i lư ng riêng kho ng 1151-1174g/l. Trư c khi s d ng ph i ñ y kín dung d ch ñ tránh dung d ch bay hơi ho c nhi m b n. Ngay trư c khi s d ng ph i qu y dung d ch. 20