MƠ ĐUN 1: THÍ NGHIỆM VẬT LIỆU XÂY DỰNG PHẦN 1: THÍ NGHIỆM CỐT LIỆU RỜI CHƯƠNG 1: THÍ NGHIỆM ĐÁ Bài 1: Xác định thành phần hạt Ph¹m vi áp dụng Tiêu chuẩn quy định phơng pháp sàng để xác định thành phần hạt cốt liệu lớn Thiết bị thử cân kỹ thuật có độ xác %; sàng tiêu chuẩn, kích thớc mắt sàng: mm; 10 mm; 20 mm; 40 mm; 70 mm; 100 mm theo B¶ng 1; B¶ng - Kích thớc lỗ sàng tiêu chuẩn dùng để xác định thành phần hạt cốt liệu Kích thớc lỗ sàng Cốt liệu lớn mm 10 mm 20 mm 40 mm 70 mm 100 mm Chó thÝch: Cã thể sử dụng thêm sàng có kích thớc nằm kích thớc nêu bảng máy lắc sàng; tủ sấy có phận điều chỉnh nhiệt độ đạt nhiệt độ sấy ổn định từ 105 oC đến 110 oC Lấy mẫu chuẩn bị mÉu thư LÊy mÉu cèt liƯu theo TCVN 7572-1 : 2006 Trớc đem thử, mẫu đợc sấy đến khối lợng không đổi để nguội đến nhiệt độ phòng thí nghiệm Tiến hành thử Cân lợng mẫu thử chuẩn bị điều với khối lợng phù hợp kích thớc lớn hạt cốt liệu nêu Bảng Bảng - Khối lợng mẫu thử tuỳ thuộc vào kích thớc lớn hạt cốt liệu Kích thớc lớn hạt Khối lợng mẫu, không nhỏ cốt liệu (Dmax) mm kg 10 20 40 10 70 30 Lín h¬n 70 50 Chó thÝch: Dmax kÝch thíc danh nghÜa tÝnh theo kích thớc mắt sàng nhỏ co t 90% - 100% khối lợng hạt cốt liệu lọt qua sàng Lấy gần 90% 4.1 Xếp chồng từ xuống dới sàng tiêu chuẩn theo thứ tự kích thớc mắt sàng tõ lín ®Õn nhá nh sau: 100 mm; 70 mm; 40 mm; 20 mm; 10 mm; mm đáy sàng 4.2 Đổ dần cốt liệu cân theo Bảng vào sàng tiến hành sàng Chú ý chiều dày lớp vật liệu đổ vào sàng không đợc vợt kích thớc hạt lớn sàng Có thể dùng máy sàng lắc tay Khi dùng máy sàng thời gian sàng theo qui định loại máy Khi sàng tay thời điểm dừng sàng sàng vòng phút mà l ợng lọt qua sàng không lớn 0,1 % khối lợng mẫu thử 4.3 Cân lợng sót sàng, xác đến g Tính kết Lợng sót riêng (ai) sàng kích thớc mắt sàng i, tính phần trăm khối lợng, xác đến 0,1 %, theo công thức (2) điều 6.1.2, nhng khối lợng m đợc lấy tơng ứng theo Bảng Lợng sót tích lũy sàng kích thớc mắt sàng i tổng lợng sót riêng sàng có kích thớc mắt sàng lớn lợng sót riêng thân Lợng sót tích lũy mẫu cốt liệu lớn (Ai), tính phần trăm khối lợng, xác tới 0,1 %, theo công thức: Ai = + + a70 (5) Trong ®ã: lợng sót riêng sàng có kích thớc mắt sàng i, tính phần trăm khối lợng (%); a70 lợng sót riêng sàng có kích thớc mt sàng 70 mm, tính phần trăm khối lợng (%) Báo cáo thử nghiệm Báo cáo thử nghiệm cần có thông tin sau: loại nguồn gốc cốt liệu; tên kho, bãi công trờng; vị trí lấy mẫu; ngày lấy mẫu, ngày thí nghiệm; sàng thử cốt liệu; lợng sót sàng, tính theo phần trăm khối lợng; lợng sót tích luỹ sàng, tính theo phần trăm khối l ợng; cỡ hạt lớn nhất; viện dẫn tiêu chuẩn này; tên ngời thí nghiệm sở thí nghiệm _ Bài 2: Xác định khối lượng riêng, KLTT hỳt nc Phạm vi áp dụng Tiêu chuẩn quy định phơng pháp xác định khối lợng riêng, khối lợng thể tích độ hút nớc đá gốc hạt cốt liệu lớn đặc chắc, có kích thớc lớn 40 mm Thiết bị dụng cụ cân kỹ thuật, có độ xác %; cân thủy tĩnh, có độ xác %, có giỏ đựng mẫu; thùng ngâm mẫu, gỗ hay vật liệu không gỉ; khăn thấm nớc mềm khô; thớc kẹp; bàn chải sắt; tủ sấy có phận điều chỉnh nhiệt độ sấy ổn định từ 105 oC đến 110 oC Tiến hành thử Mẫu đá gốc đợc đập thành cục nhỏ, kích thớc không nhỏ 40 mm Cân khoảng kg mẫu đá gốc đập hạt đá dăm có kích thớc lớn 40 mm Ngâm dụng cụ chứa phù hợp, đảm bảo mực nớc ngập bề mặt cốt liệu khoảng 50 mm Các hạt cốt liệu bẩn lẫn tạp chất, bùn sét dùng bàn chải sắt cọ nhẹ bên Ngâm mẫu liên tục vòng 48 Thỉnh thoảng xóc, khuấy mẫu để loại trừ bọt khí bám bề mặt mẫu Vớt mẫu, dùng khăn lau mặt cân xác định khối lợng mẫu (m2) trạng thái bão hoà nớc xác đến 0,1 g Ngay cân mẫu xong, đa mẫu vào giỏ chứa cân thuỷ tĩnh Lu ý mức nớc cha đa mẫu sau đa mẫu vào giỏ phải Cân mẫu (ở trạng thái bão hoà) môi trờng nớc (m3) cân thuỷ tĩnh xác đến 0,1 g Vớt mẫu sấy mẫu đến khối lợng không đổi Để nguội mẫu đến nhiệt độ phòng bình hút ẩm Cân xác định khối lợng mẫu khô (m1) xác đến 0,1 g Tính kết 4.1 Khối lợng riêng đá gốc hạt cốt liƯu lín ( a), tÝnh b»ng gam trªn centimÐt khèi, xác tới 0,01 g/cm3, theo công thức sau: a ρ n  m1 m1  m3 (1) đó: n khối lợng riêng nớc, tính gam centimét khối (g/cm 3); m1 khối lợng mẫu khô, tính gam (g); m3 khối lợng mẫu trạng thái bão hoà cân môi trờng níc, tÝnh b»ng gam (g) 4.2 Khèi lỵng thĨ tÝch đá gốc hạt cốt liệu lớn trạng thái bão hoà nớc (vbh), tính gam centimét khối, xác tới 0,01 g/cm 3, theo công thức sau:  vbh   n  m2 m2  m3 (2) Trong đó: n khối lợng riêng níc, tÝnh b»ng gam trªn centimÐt khèi (g/cm 3); m2 khối lợng mẫu trạng thái bão hoà cân không khí, tính gam (g); m3 khối lợng mẫu trạng thái bão hoà cân môi trêng níc, tÝnh b»ng gam (g) 4.3 Khèi lỵng thĨ tích đá gốc hạt cốt liệu lớn trạng thái khô (vk), tính gam centimét khối, tính xác tới 0,01 g/cm3, theo công thức: vk   n  Trong ®ã: m1 m2  m3 (3) n khối lợng riêng nớc, tính gam centimét khối (g/cm 3); m1 khối lợng mẫu khô, tính gam (g); m2 khối lợng mẫu trạng thái bão hoà (cân không khí), tính gam (g); m3 khối lợng mẫu trạng thái bão hoà (cân môi trờng nớc), tính gam (g) 4.4 Độ hút nớc đá gốc hạt cốt liệu lớn (W), tính phần trăm khối lợng, xác tới 0,1 %, theo công thøc: W  m2  m1 100 m1 (4) Trong đó: m1 khối lợng mẫu khô, tính gam (g); m2 khối lợng mẫu trạng thái bão hoà (cân không khí), tính gam (g) Kết thử khối lợng riêng, khối lợng thể tích đá gốc hạt cốt liệu lớn giá trị trung bình cộng hai kết thử song song Nếu kết hai lần thử chênh lớn 0,02 g/cm3, tiến hành thử lần thứ ba kết cuối trung bình cộng hai giá trị gần Kết thử độ hút níc cđa cèt liƯu tÝnh b»ng trung b×nh céng cđa hai kết thử song song Nếu kết hai lần thử chênh lớn 0,2 %, tiến hành thử lại lần thứ ba kết trung bình cộng hai giá trị gần Chú thích Đối với đá gốc có dạng hình trụ, khối có kích th ớc hình học xác định, xác định cách đo tính toán thể tích hình học (V) mẫu thử Khi khối lợng thể tích trạng thái khô (vk), tính gam centimét khối, xác đến 0,01 g/cm 3, theo c«ng thøc sau:  vk  mk V (5) đó: mk khối lợng mẫu thử trạng thái khô, tính gam (g); V thể tích mÉu thö, tÝnh b»ng centimÐt khèi (cm 3) 4.5 Khèi lợng thể tích trạng thái bão hoà nớc (vbh ), tính gam centimét khối, xác đến 0,01g/cm 3, theo c«ng thøc sau:  vbh   n mbh V (6) đó: n khối lợng riêng nớc, tính gam centimét khối (g/cm 3); mbh khối lợng mẫu thử trạng thái bão hoà nớc, tính gam (g); V thĨ tÝch mÉu thư, tÝnh b»ng centimÐt khèi (cm 3) Báo cáo thử nghiệm Báo cáo thử nghiệm cần có đủ thông tin sau: loại, nguồn gốc đá cốt liệu; tên kho bãi công trờng; vị trí lấy mẫu; ngày lấy mẫu, ngày thí nghiệm; kết thử khối lợng riêng; kết thử khối lợng thể tích; kết thử độ hút nớc; tên ngời thử sở thí nghiệm; viện dẫn tiêu chuẩn - Bài 3: Xác định khối lượng thể tích xốp độ hổng Phạm vi áp dụng Tiêu chuẩn quy định phơng pháp xác định khối lợng thể tích xốp độ hổng cốt liệu dùng chế tạo bê tông vữa Thiết bị thử thùng đong kim loại, hình trụ, dung tích l; l; l; 10 l vµ 20 l, kÝch thíc quy định Bảng 1; Bảng - Kích thớc thùng ®ong thÝ nghiƯm KÝch thíc bªn thïng ®ong mm Thể tích thực thùng đong l Đờng kính Chiều cao 108 108 137 136 185 186 10 234 233 20 294 294 cân kỹ thuật độ xác %; phễu chứa vật liệu (xem Hình 1); sàng tiêu chuẩn, theo TCVN 7572-2 : 2006; tủ sấy có phận điều chỉnh nhiệt độ đạt nhiệt độ sấy ổn định từ 105 oC đến 110 oC; thớc kim loại; gỗ thẳng, nhẵn, đủ cứng để gạt cốt liệu lớn Kích thớc tÝnh b»ng miliimÐt – – – – 10 Hình Mô tả dụng cụ xác định thể tích cốt liệu Chú dẫn: Phễu chứa vật liệu hình tròn; Cửa quay; Giá đỡ chân sắt 10; Thùng đong; Vật kê Tiến hành thử 3.1 Mẫu thử đợc lÊy theo TCVN 7572-1 : 2006 Tríc tiÕn hµnh thử, mẫu đợc sấy đến khối lợng không đổi, sau để nguội đến nhiệt độ phòng 3.2 Đối với cốt liệu lớn: Chọn loại thùng đong thí nghiệm tuỳ thuộc vào cỡ hạt lớn cốt liệu theo quy định Bảng Bảng Kích thớc thùng đong phụ thuộc vào kích thớc hạt lớn nhÊt cđa cèt liƯu KÝch thíc h¹t lín nhÊt cđa cốt liệu Thể tích thùng đong mm l Không lớn 10 Không lớn 20 Không lớn 40 10 Lớn 40 20 Mẫu thử đợc đổ vào phễu chứa, đặt thùng đong dới cửa quay, miƯng thïng c¸ch cưa quay 100mm theo chiỊu cao Xoay cưa quay cho vËt liƯu r¬i tù xng thïng ®ong cho tíi thïng ®ong ®Çy cã ngän Dïng gỗ gạt mặt thùng đem cân Tính kết 4.1 Khối lợng thể tích xốp cốt liệu (x) đợc tính kilôgam mét khối, xác tới 10 kg/m3, theo công thức: x m2 m1 V (1) Trong đó: m1 khối lợng thùng đong, tính kilôgam (kg); m2 khối lợng thùng đong có chứa cốt liệu, tính kilôgam (kg); V thể tích thùng đong, tính mét khối (m 3) Khối lợng thể tích xốp đợc xác định hai lần Cốt liệu thử lần trớc không dùng để làm lại lần sau Kết giá trị trung bình cộng kết hai lần thử Chú thích : Tùy theo yêu cầu kiểm tra xác định khối l ợng thể tích xốp trạng thái khô tự nhiên phòng 4.2 Độ hổng hạt cốt liệu (VW), tính phần trăm thể tích xác tới 0,1 %, theo c«ng thøc:   x  100 VW 1   vk 1 000  … (2) ®ã: x khối lợng thể tích xốp cốt liệu, tính kilôgam mét khối (kg/m 3), xác định theo điều 5.1; vk khối lợng thể tích cốt liệu trạng thái khô, tính gam centimét khối (g/cm 3), xác định theo TCVN 7572-4 : 2006 Chú thích Tùy theo yêu cầu kiểm tra xác định độ hổng hạt cốt liệu trạng thái lèn chặt Báo cáo thử nghiệm Báo cáo thử nghiệm cần có thông tin sau: loại nguồn gốc cốt liệu; tên kho bãi công trờng; vị trí lấy mẫu; ngày lấy mẫu, ngày thí nghiệm; kết thử khối lợng thể tích xốp, độ hổng hạt cốt liệu; tên ngời thí nghiệm sở thÝ nghiÖ _ Bài 4: Xác định độ nén dập hệ số mềm đá (sỏi) 88 10 10 L1 Lz L1 Ph¹m vi áp dụng Tiêu chuẩn quy định phơng pháp thử độ nén dập xi lanh để xác định mác cốt liệu lớn Thiết bị dụng cụ máy nén thủy có lực nén đạt 500 kN; xi lanh thép, có đáy rời (xem Hình 1) cân kỹ thuật có độ xác %; sàng tiêu chuẩn theo TCVN 7572-2 : 2006; – tñ sÊy tñ sÊy cã bé phËn ®iỊu chØnh nhiƯt ®é ®¹t nhiƯt o  4040 ®é sấy ổn định từ 105 oC đến DD 110 C; – thïng ng©m mÉu KÝch thíc tÝnh b»ng milimÐt dd H×nh 1: Xi lanh b»ng thÐp DD dd Chó dÉn: D d d1 L L1 87 170 75 150 73 148 75 150 70 120 dd1 LÊy mÉu chuẩn bị mẫu Lấy mẫu theo TCVN 7572-1 : 2006 chuẩn bị mẫu nh sau: Sàng cốt liệu lớn kích thớc: từ mm đến 10 mm; tõ 10 mm ®Õn 20mm; tõ 20 mm ®Õn 40 mm qua sàng tơng ứng với cỡ hạt lớn nhỏ loại đá dăm (sỏi) Mẫu đợc lấy sàng nhỏ Nếu dùng xi lanh đờng kính 75 mm lấy mẫu không 0,5 kg Nếu dùng xi lanh đờng kính 150 mm lấy mẫu không kg Nếu cốt liệu lớn loại hỗn hợp nhiều cỡ hạt phải sàng thành loại cỡ hạt để thử riêng Nếu cỡ hạt lớn 40 mm đập thành hạt từ 10 mm đến 20 mm, từ 20 mm đến 40 mm để thử Khi hai cỡ hạt từ 20 mm đến 40 mm từ 40 mm đến 70 mm có thành phần thạch học nh kết thử cỡ hạt trớc dùng làm kết cho cỡ hạt sau Xác định độ nén dập xi lanh, đợc tiến hành cho mẫu trạng thái khô trạng thái bão hòa nớc Mẫu thử trạng thái khô mẫu đợc sấy đến khối lợng không đổi Mẫu thử trạng thái bão hòa nớc ngâm mẫu nớc hai Sau ngâm, lấy mẫu lau mặt thử Tiến hành thử Khi xác định cốt liệu lớn đá dăm (sỏi) theo độ nén dập, dùng xi lanh có đờng kính 150 mm Với đá dăm (sỏi) cỡ hạt từ mm đến 10 mm từ 10 mm đến 20 mm dùng xi lanh ®êng kÝnh 75 mm Khi dïng xi lanh ®êng kÝnh 75 mm cân 400 g mẫu chuẩn bị trên, dùng xi lanh đờng kính 150 mm cân kg mẫu Mẫu đá dăm (sỏi) đợc ®ỉ vµo xi lanh ë ®é cao 50 mm Sau dàn phẳng, đặt pittông sắt vào đa xi lanh lên máy ép Tăng lực nén máy ép víi tèc ®é tõ kN ®Õn kN giây Nếu dùng xi lanh đờng kính 75 mm dừng tải trọng 50 kN, với xi lanh đờng kính 150 mm dừng tải trọng 200 kN Mẫu nén xong đem sàng bỏ hạt lọt qua sàng tơng ứng với cỡ hạt đợc nêu Bảng Bảng - Kích thớc mắt sàng thí nghiệm xác định độ nén dập Kích thớc hạt mm Từ đến 10 Lớn 10 đến 20 Lớn 20 đến 40 Kích thớc mắt sàng mm 1,25 2,50 5,00 Đối với mẫu thử trạng thái bão hòa nớc, sau sàng phải rửa phần mẫu lại sàng để loại bỏ hết bột dính; sau lau mẫu khăn khô cân Mẫu thử trạng thái khô, sau sàng, cân số hạt lại sàng Tính kết 5.1 Độ nén dập cốt liệu lớn (Nd), tính phần trăm khối lợng, xác tới %, theo C«ng thøc: Nd  m1  m2 100 m1 (1) Trong đó: m1 khối lợng mẫu bá vµo xi lanh, tÝnh b»ng gam (g); m2 lµ khối lợng mẫu lại sàng sau sàng, tính gam (g) Giá trị Nd cốt liệu lớn cỡ hạt trung bình số học hai kÕt qu¶ thư song song NÕu cèt liƯu lín hỗn hợp nhiều cỡ hạt giá trị Nd chung cho mẫu, đợc lấy trung bình cộng theo quyền (bình quyền) kết thu đợc thử cỡ hạt (cách tính trung bình céng theo qun xem Phơ lơc A) 5.2 HƯ sè hóa mềm cốt liệu lớn (KM), không thứ nguyên, xác tới 0,01, xác định theo công thức: KM N' d Nd (2) Trong đó: Nd độ nén dập cốt liệu lớn trạng thái khô hoàn toàn, tính phần trăm (%); Nd độ nén dập cốt liệu lớn trạng thái bão hòa nớc, tính phần trăm (%) Chú thích : Khi chuẩn bị mẫu phải đảm bảo tính đồng chất lợng vật liệu mẫu khô mẫu bão hòa nớc Báo cáo thử nghiệm Báo cáo thử nghiệm cần có thông tin sau: loại nguồn gốc cốt liệu; tên kho bãi công trờng; vị trí lấy mẫu; ngày lấy mẫu, ngày thí nghiệm; kết thử độ nén dập trạng thái bão hòa nớc, Nd; kết thử độ nén dập trạng thái khô, Nd; – hƯ sè hãa mỊm cđa cèt liƯu, KM; – tên ngời thử sở thí nghiệm; viện dẫn tiêu chuẩn Phụ lục A (Tham khảo) Ví dụ cách tính bình quân theo quyền (bình quyền) Một hỗn hợp đá dăm gồm hai loại cỡ hạt, phân tích xác định đợc: cỡ hạt từ 10 mm đến 20 mm chiếm 30 % khối lợng hỗn hợp; cỡ hạt từ 20 mm đến 40 mm chiếm 70 % khối lợng hỗn hợp Khi xác định ®é nÐn dËp xi lanh cã kÕt qu¶ nh sau: độ nén dập cỡ hạt từ 10 mm ®Õn 20 mm lµ 24 %; ®é nÐn dËp cđa cỡ hạt từ 20 mm đến 40 mm 30 % Độ nén dập đá dăm hỗn hợp hai cỡ hạt là: Nd 24% 30 30% 70 7,2%  21% 28,2% 100 100 - Bài 5: Xác định độ hao mòn va đập đá máy Los Angeles Phạm vi áp dụng Tiêu chuẩn quy định phơng pháp đánh giá hao mòn khối lợng hạt cốt liệu lớn chịu tác dụng va đập mài mòn máy Los Angeles Thuật ngữ định nghĩa Tổn thất khối lợng hạt cốt liệu bị va đập mài mòn thùng quay đựng mẫu cốt liệu bi thép, tính phần trăm khối lợng Thiết bị dụng cụ máy Los Angeles, có kết cấu thép, hình ống trụ rỗng, hai đầu bịt kín, có kết cấu cửa vững thân ống để đa cốt liệu vào Chiều dài lòng ống khoảng 500 mm, đờng kính khoảng 700 mm, chiều dày thành ống không nhỏ 12 mm Máy đợc đặt trục nằm ngang, quay tròn quanh trục theo vận tốc xác định; bi thép, khối lợng từ viên từ 390 g đến 445 g; cân kỹ thuật độ xác %; sàng, kÝch thíc 37,5 mm; 25 mm; 19 mm; 12,5 mm; 9,5 mm; 6,3 mm; 4,75 mm; 2,36 mm vµ 1,7 mm; – tđ sÊy cã bé phËn ®iỊu chØnh nhiƯt ®é sÊy ỉn ®Þnh tõ 105 oC ®Õn 110 oC Chn bÞ mÉu thư LÉy mÉu cèt liƯu lín theo TCVN 7572-1 : 2006 Tïy theo cÊp phèi h¹t, khối lợng mẫu thử đợc qui định Bảng Bảng - Khối lợng mẫu cốt liệu lớn dùng để thử độ hao mòn va đập Kích thớc mắt sàng mm Khối lợng cỡ hạt g Cấp phối B C   Tõ