Tieu chuẩn quốc gia TCVN 14134-4:2024 về Đất dùng trong xây dựng đường bộ - Phương pháp thử - Phần 4: Xác định giới hạn chảy, giới hạn dẻo và chỉ số dẻo

TIÊU CHUẨN QUỐC GIA

TCVN 14134-4:2024

ĐẤT DÙNG TRONG XÂY DỰNG ĐƯỜNG BỘ - PHƯƠNG PHÁP THỬ - PHẦN 4: XÁC ĐỊNH GIỚI HẠN CHẢY, GIỚI HẠN DẺO VÀ CHỈ SỐ DẺO

Soils for Highway Construction - Test Methods - Part 4: Determination of the Liquid Limit, the Plastic Limit and Plasticity Index

Lời nói đầu

TCVN 14134-4:2024, Đất dùng trong xây dựng đường bộ - Phương pháp thử - Phần 4: Xác định giới hạn chảy, giới hạn dẻo và chỉ số dẻo, được xây dựng trên cơ sở tham khảo các tiêu chuẩn sau:

- AASHTO T 89, Standard Method of Test for Determining the Liquid Limit of Soils;

- AASHTO T 90, Standard Method of Test for Determining the Plastic Limit and Plasticity Index of Soils.

TCVN 14134-4:2024 do Viện Khoa học và Công nghệ Giao thông Vận tải biên soạn, Bộ Giao thông Vận tải đề nghị, Tổng cục Tiêu chuẩn đo lường chất lượng thẩm định, Bộ Khoa học và Công nghệ Công bố.

 

ĐẤT DÙNG TRONG XÂY DỰNG ĐƯỜNG BỘ - PHƯƠNG PHÁP THỬ - PHẦN 4: XÁC ĐỊNH GIỚI HẠN CHẢY, GIỚI HẠN DẺO VÀ CHỈ SỐ DẺO

Soils for Highway Construction - Test Methods - Part 4: Determination of the Liquid Limit, the Plastic Limit and Plasticity Index

1  Phạm vi áp dụng

1.1  Tiêu chuẩn này quy định phương pháp xác định xác định giới hạn chảy, giới hạn dẻo và chỉ số dẻo của đất.

1.2  Tiêu chuẩn được dùng trong xây dựng đường bộ và có thể áp dụng trong các lĩnh vực xây dựng khác.

1.3  Có hai phương pháp xác định giới hạn chảy, phương pháp A và phương pháp B. Khi cần thí nghiệm kiểm chứng, áp dụng phương pháp A.

1.4  Có hai phương pháp lăn tạo mẫu đất xác định giới hạn dẻo, phương pháp lăn tay và phương pháp dùng dụng cụ lăn mẫu. Khi cần thí nghiệm kiểm chứng, áp dụng phương pháp lăn tay.

1.5  Đối với mục đích đánh giá sự phù hợp với những yêu cầu kỹ thuật quy định tại tiêu chuẩn này, các giá trị quan sát hoặc giá trị tính toán được làm tròn đến đơn vị gần nhất của chữ số cuối cùng bên phải giá trị giới hạn theo ASTM E29.

1.6  Chất lượng các kết quả thí nghiệm theo tiêu chuẩn này phụ thuộc mức độ thành thạo của người thí nghiệm cũng như năng lực, công tác hiệu chuẩn, và bảo dưỡng của thiết bị sử dụng. Các đơn vị thí nghiệm đáp ứng yêu cầu AASHTO R 18 được xem là có đủ năng lực thực hiện. Người sử dụng tiêu chuẩn này cần lưu ý việc tuân thủ AASHTO R 18 không đảm bảo các kết quả có độ tin cậy tuyệt đối. Độ tin cậy phụ thuộc vào nhiều yếu tố; tuân thủ AASHTO R 18 và các hướng dẫn được chấp nhận tương tự cung cấp các công cụ đánh giá và kiểm soát các yếu tố đó.

2  Tài liệu viện dẫn

Các tài liệu viện dẫn sau đây rất cần thiết cho việc áp dụng tiêu chuẩn này. Đối với các tài liệu viện dẫn ghi năm công bố thì áp dụng phiên bản được nêu. Đối với các tài liệu viện dẫn không ghi năm công bố thì áp dụng phiên bản mới nhất, bao gồm cả các sửa đổi, bổ sung (nếu có).

TCVN 14134-1 : 2024, Đất dùng trong xây dựng đường bộ - Phương pháp thử - Chuẩn bị khô mẫu đất;

TCVN 14134-2 : 2024, Đất dùng trong xây dựng đường bộ - Phương pháp thử- Chuẩn bị ướt mẫu đất;

AASHTO M 231, Weighing Devices Used in the Testing of Materials (Cân sử dụng trong thí nghiệm vật liệu);

AASHTO R 18, Establishing and Implementing a Quality Management System for Construction Materials Testing Laboratories (Thiết lập và áp dụng hệ thống quản lý chất lượng đối với các phòng thí nghiệm vật liệu xây dựng);

AASHTO R 61, Establishing Requirements for Equipment Calibrations, Standardizations, and Checks (Thiết lập các yêu cầu đối với việc hiệu chuẩn, chuẩn hóa và kiểm tra thiết bị);

AASHTO T 265, Laboratory Determination of Moisture Content of Soils (Xác định độ ẩm của đất trong phòng thí nghiệm);

ASTM E29, Standard Practice for Using Significant Digits in Test Data to Determine Conformance with Specifications (Phương pháp thực hành sử dụng các chữ số có nghĩa trong dữ liệu thí nghiệm để xác định sự phù hợp với các yêu cầu kỹ thuật).

3  Thuật ngữ và định nghĩa

3.1

Giới hạn chảy của đất (Liquid Limit)

Độ ẩm của đất, tính bằng phần trăm khối lượng đất khô, được xác định theo tiêu chuẩn này, tương ứng với ngưỡng mà đất chuyển từ trạng thái dẻo sang trạng thái chảy, ký hiệu là LL,.

3.2

Giới hạn dẻo của đất (Plastic Limit):

Độ ẩm nhỏ nhất mà đất vẫn duy trì tính dẻo, tính bằng phần trăm khối lượng đất khô, được xác định theo tiêu chuẩn này, ký hiệu là PL.

3.3

Chỉ số dẻo (Plasticity Index)

Phạm vi độ ẩm mà đất duy trì được tính dẻo, được tính bằng hiệu số của giới hạn chảy và giới hạn dẻo xác định theo tiêu chuẩn này, ký hiệu là Pl.

4  Xác định giới hạn chảy

4.1  Thiết bị, dụng cụ

4.1.1  Đĩa trộn mẫu: đĩa sứ, loại không tráng men càng tốt, đường kính khoảng 115 mm;

4.1.2  Dao trộn mẫu đất: kích thước dài khoảng 75 mm đến 100 mm, rộng khoảng 20 mm;

4.1.3  Thiết bị xác định giới hạn chảy

4.1.3.1  Thiết bị điều khiển bằng tay, bao gồm một đĩa đựng mẫu dạng chỏm cầu bằng đồng (đĩa đồng) được gắn với bộ phận cho phép căn chỉnh chiều cao rơi va đập, tay quay gắn với trục cam nâng đĩa chứa vật liệu lên cao hơn đế cao su cứng một khoảng (10 ± 0,2) mm, thông qua con đội chuyển động theo trục cam tạo va đập (xem Hình 1).

4.1.3.2  Thiết bị điều khiển bằng mô tô điện: tương tự thiết bị cơ khí và được trang bị thêm mô tơ để nâng đĩa đồng chứa mẫu và thả rơi tạo va đập với tốc độ 2 chu kỳ một giây. Đĩa đồng và các kích thước chính yếu của thiết bị theo quy định tại Hình 1. Thiết bị điều khiển bằng mô tơ điện phải cho kết quả thử nghiệm tương tự như thiết bị thủ công.

CHÚ THÍCH 1: Đế cao su của thiết bị xác định giới hạn chảy phải có độ bật nẩy xác định theo Phụ lục A nằm trong khoảng từ 80 % đến 90%.

4.1.4  Dao mũi cong tạo rãnh, được chế tạo bằng nhựa cứng hoặc bằng kim loại không gỉ, có kích thước như Hình 1.

4.1.5  Dưỡng đo chiều cao, dùng để kiểm tra chiều cao rơi của đĩa đồng, được gắn với Dao mũi cong tạo rãnh hoặc chế tạo rời. Trường hợp gắn với Dao mũi cong thì phải thỏa mãn yêu cầu kích thước "d" nêu tại Hình 1. Khi chế tạo rời, dưỡng đo có hình dạng là thanh kim loại không gì có chiều dày bằng chiều cao rơi của đĩa đồng (10 ± 0,2) mm, chiều dài khoảng 50 mm.

4.1.6  Các hộp đựng mẫu, bằng kim loại không gỉ, không thay đổi khối lượng dưới tác động của nhiệt độ thí nghiệm, có nắp kín, được sử dụng để chứa mẫu đem xác định độ ẩm.

4.1.7  Cân, phù hợp với khối lượng vật liệu đem cân, thỏa mãn quy định loại G 1 theo AASHTO M231.

4.1.8  Tủ sấy, điều chỉnh được nhiệt độ, có khả năng duy trì nhiệt độ trong tủ ở mức (110 ± 5) °C để sấy khô mẫu.

Hình 1 - Thiết bị xác định giới hạn chảy

4.2  Phương pháp A

4.2.1  Chuẩn bị mẫu

Lấy mẫu có khối lượng khoảng 100 g được trộn kỹ từ phần vật liệu lọt sàng 0,425 mm được chuẩn bị theo được chuẩn bị theo TCVN 14134-1:2024 hoặc TCVN 14134-2:2024. Khi kết quả thí nghiệm được dùng trong phân tích kết cấu, mẫu được chuẩn bị theo TCVN 14134-2:2024, phương pháp B.

4.2.2  Căn chỉnh thiết bị xác định giới hạn chảy

4.2.2.1  Thiết bị được Kiểm tra để đảm bảo tình trạng hoạt động tốt: chốt liên kết đĩa đồng không được mòn quá mức làm đĩa dịch chuyển ngang; Các vít liên kết đĩa đồng với tay treo đường siết chặt; các điểm tiếp xúc giữa đĩa đồng và đế cao su không được mòn quá mức; Vành đĩa đồng không được mòn quá mức; không có rãnh mài mòn quá mức được tạo ra bởi dao mũi cong tạo rãnh trên đáy đĩa đồng qua quá trình sử dụng; dao mũi cong tạo rãnh phải được kiểm tra xác định kích thước phù hợp với quy định trong Hình 1.

CHÚ THÍCH 2: Mòn được coi là quá mức khi điểm tiếp xúc trên đĩa đồng hoặc đế cao su có đường kính lớn hơn 13 mm, hoặc chiều dày tại bất cứ điểm nào trên vành đĩa đồng bị mòn còn dưới % chiều dày ban đầu. Vết rãnh nhẹ ở trung tâm đáy cốc đồng là bình thường. Nếu vết rãnh ở đáy cốc đồng trở nên rõ rệt trước các dấu hiệu mài mòn khác, cốc đồng được xem bị mài mòn quá mức và phải được thay thế. Đế cao su cứng bị mài mòn quá mức có thể được sửa lại miễn là đảm bảo chiều dày không vượt quá -2,5 mm dung sai cho phép trong Hình 1 và khoảng cách "N" nêu tại Hình 1.

4.2.2.2  Căn chỉnh chiều cao rơi của đĩa đồng sao cho điểm tiếp xúc của đĩa đồng và đế cao su được nâng lên khỏi đế là (10 ± 0,2) mm. Vị trí chính xác của dưỡng đo chiều cao và đĩa đồng trong quá trình căn chỉnh như Hình 2. Kiểm tra chiều cao rơi của đĩa đồng trước mỗi ngày thí nghiệm.

Hình 2 - Căn chỉnh chiều cao rơi của đĩa đồng

CHÚ THÍCH 3: Một cách tiện lợi để căn chỉnh chiều cao rơi như sau: dán một mẩu băng dính song song với trục quay ở mặt ngoài của đĩa đồng, mép ngoài dải băng chia đôi vệt tiếp xúc giữa đỉa đồng và đế cao su. Đối với đĩa mới, đặt mẫu giấy than giữa đĩa đồng và đế và cho đĩa đồng rơi vài lần để xác định vệt tiếp xúc. Gắn đĩa đồng vào thiết vị và dùng tay quay nâng đĩa đồng lên vị trí cao nhất. Trượt dưỡng đo chiều cao bên dưới đĩa đồng từ phía trước như Hình 2, quan sát nếu dưỡng đo chiều cao tiếp xúc với đĩa đồng hay dải băng (Hình 2). Nếu dưỡng đo chiều cao tiếp xúc cả đĩa đồng và dải băng thì chiều cao rơi gần đúng được xác nhận. Ngược lại, điều chỉnh để đạt được điều kiện tiếp xúc đã nêu. Kiểm tra việc điều chỉnh bằng cách quay tay hai vòng mỗi giây trong khi giữ dưỡng đo chiều cao ở vị trí tiếp xúc với đĩa và băng dính, nếu có tiếng kêu lách cách và đĩa không bị nâng lên khỏi dưỡng, việc điều chỉnh chiều cao đúng được xác nhận. Nếu không có tiếng kêu lách cách hoặc đĩa bị nâng khỏi dưỡng thì điều chỉnh lại chiều cao rơi. Nếu đĩa lúc lắc trên dưỡng trong quá trình kiểm tra thì trục cam quá mòn và cần thay thế. Lưu ý gỡ bỏ dải băng dính sau khi hoàn thành căn chỉnh chiều cao rơi của đĩa đựng mẫu.

4.2.3  Cách tiến hành

4.2.3.1  Đặt mẫu đất vào đĩa trộn mẫu và trộn kỹ với 15 mL đến 20 mL nước cất hoặc nước khử khoáng bằng cách luân phiên và liên tục dùng dao trộn mẫu ngoáy, miết và băm hỗn hợp. Bổ sung nước thành từng đợt từ 1 mL đến 3 mL và lặp lại thao tác trộn đều mẫu. Không bổ sung đất khô vào đất ẩm một khi đã bắt đầu thử nghiệm. Không sử dụng đĩa đồng của thiết bị để trộn mẫu với nước. Nếu mẫu bị ẩm quá mức thì loại bỏ để thực hiện mẫu khác hoặc tiếp tục miết và trộn để nước bay hơi tự nhiên đến khi đạt độ sệt yêu cầu (tương ứng với số lần đập khoảng từ 25 đến 35 để đáy rãnh đất khít lại một đoạn 13 mm).

CHÚ THÍCH 4: Một số loại đất hút nước chậm, nếu bổ sung nước quá nhanh có thể dẫn đến kết quả thu được là giới hạn chảy giả. Để tránh hiện tượng này thì cần tăng thời gian trộn mẫu. Nước máy có thể sử dụng thay cho nước cất trong các thử nghiệm thường xuyên nếu kết quả thử nghiệm so sánh chỉ ra không có sự khác biệt khi sử dụng nước máy thay cho nước cất. Tuy vậy, nước cất phải được sử dụng đối với thử nghiệm kiểm chứng hoặc thử nghiệm có sự tranh chấp.

4.2.3.2  Khi lượng nước trộn với đất đủ để tạo ra hỗn hợp đồng nhất có độ sệt phù hợp, dùng dao trộn cho lượng hỗn hợp vào lòng đĩa đồng đựng mẫu ngay trên điểm tiếp xúc giữa đĩa và đế, ép nhẹ để dàn đều hỗn hợp tạo thành bề mặt nằm ngang đồng thời gọt tỉa để mẫu có chiều dày tại chỗ sâu nhất khoảng 10 mm, càng ít thao tác sử dụng dao trộn càng tốt, lưu ý không để hình thành bọt khí trong mẫu đất. Đất còn thửa được chuyển lại đĩa trộn và phủ khăn ẩm để giữ ẩm mẫu đất chưa sử dụng. Đất trong đĩa đồng được rạch một nhất dứt khoát bằng dao mũi cong tạo rãnh dọc theo đường kính đi qua tâm bộ chuyển động theo cam (nối điểm cao nhất và thấp nhất của vành đĩa), hình thành rãnh đất sắc nét, sạch sẽ (xem Hình 3). Đối với đất không tạo được rãnh bằng một nhất rạch dứt khoát đến sát đáy đĩa (thành rãnh bị xé rách hoặc hoặc mẫu đất bị trượt trên đáy đĩa), cho phép tạo rãnh bằng vài lần rạch, tối đa 6 lần rạch. Chiều sâu của rãnh tăng dần sau mỗi lần rạch, chỉ có lần rạch cuối cùng cho phép dao mũi cong tạo rãnh được miết trên đáy đĩa đồng.

Hình 3 - Thiết bị xác định giới hạn chảy với mẫu đất trong đĩa thử nghiệm

4.2.3.3  Đĩa đựng mẫu được chuẩn bị theo 5.4.2 được nâng và thả rơi bằng cách quay tay quay F với tốc độ hai vòng mỗi giây đến khi hai nửa mẫu đất chảy chập lại tại đáy rãnh với chiều dài đóng rãnh 13 mm. Ghi lại số lần đập N. Không dùng tay để giữ đế thiết bị trong quá trình quay tay quay.

CHÚ THÍCH 5: Một số loại đất có xu hướng trượt thay vì chảy trên mặt đĩa đồng dưới tác động va đập. Nếu xảy ra hiện tượng này, bổ sung nước và trộn lại mẫu, xẻ mẫu và và thực hiện lại theo 5.4.3. Nếu đất tiếp tục trượt trên đĩa đồng với số lần đập N < 25, thí nghiệm này không áp dụng được và được báo cáo là không xác định được giới hạn chảy.

4.2.3.4  Lấy lát đất bề ngang xấp xỉ chiều rộng dao trộn mẫu, trên toàn bề rộng mẫu đất theo hướng vuông góc với rãnh, bao trọn phần rãnh chập vào nhau, cho vào hộp đựng mẫu để xác định độ ẩm theo AASHTO T 265. Các kết quả được ghi lại.

4.2.3.5  Phần đất thửa trong đĩa được chuyển lại vào đĩa trộn mẫu. Đĩa đồng và dao mũi cong tạo rãnh được rửa và lau khô để chuẩn bị cho thí nghiệm tiếp theo.

4.2.3.6  Lặp lại các bước thử nghiệm từ 4.2.3.1 đến 4 2.3.5 tối thiểu thêm 02 lần với lượng nước tăng dần để đất giảm độ sệt, mục tiêu là có tối thiểu 03 thử nghiệm có số lần đập lần lượt nằm trong khoảng 25-35, 20-30 và 15-25. Các mẫu thử nghiệm tạo ra dải phân bố tối thiểu là 10 lần đập.

4.2.4  Độ ẩm

Hàm lượng nước trong đất biểu thị bằng độ ẩm, tính theo tỷ lệ phần trăm khối lượng đất sấy khô, làm tròn đến số nguyên gần nhất, theo công thức:

4.2.5  Vẽ đồ thị

Vẽ đồ thị quan hệ giữa độ ẩm và số lần đập trên biểu đồ bán logarit, trục hoành biểu thị độ ẩm theo tỷ lệ số học, trục tung biểu thị số lần đập N. Đồ thị có dạng đường thẳng đi gần nhất qua các điểm thí nghiệm (tối thiểu là ba điểm).

4.2.6  Giới hạn chảy

Giới hạn chảy là độ ẩm trên đồ thị tương ứng với 25 lần đập, làm tròn tới số nguyên gần nhất.

4.3  Phương pháp B

4.3.1  Chuẩn bị mẫu

Mẫu có khối lượng khoảng 50 g được chuẩn bị theo quy định tại 4.2.1

4.3.2  Cách tiến hành

4.3.2.1  Thực hiện các bước từ 4.2.3.1 đến 4.2.3.6 ngoại trừ lượng nước ban đầu theo 4.2.3.1 từ 8 mL đến 10 mL. Lấy mẫu thí nghiệm độ ẩm theo 4.2.3.4 chỉ thực hiện đối với mẫu thỏa mãn yêu cầu tại mục 4.3.2.2.

4.3.2.2  Để có độ chính xác phép thử tương tự như phương pháp ba điểm tiêu chuẩn (phương pháp A), số lần đập yêu cầu đối với phương pháp này phải nằm trong khoảng từ 22 đến 28. Sau khi thu được kết quả sơ bộ, hai nửa mẫu đất chập lại trên chiều dài 13 mm (lần 1) với số lần đập trong khoảng từ 22 đến 28, chuyển mẫu đất từ đĩa đồng trở lại đĩa trộn, không bổ sung thêm nước, thực hiện theo 4.2.3.2 và và 4.2.3.3. Nếu hai nửa mẫu mẫu chập lại lần hai trên chiều dài 13 mm với số lần đập trong khoảng từ 22 đến 28 và không sai khác quá 2 lần đập so với lần 1, lấy mẫu đất thí nghiệm độ ẩm theo 4.2.3.4.

4.3.3  Độ ẩm: tính theo 4.2.4

4.3.4  Giới hạn chảy: được xác định theo phương pháp sử dụng toán đồ hoặc phương pháp hệ số hiệu chỉnh.

4.3.4.1  Phương pháp sử dụng toán đồ như trong Hình 4.

4.3.4.2  Phương pháp hệ số hiệu chỉnh

Giới hạn chảy xác định theo công thức:

LL = WN × (N/25)0,121

(2)

Trong đó:

- LL là giới hạn chảy, %, làm tròn tới số nguyên gần nhất;

- N là số lần đập;

- W_N là độ ẩm mẫu tương ứng số lần đập N.

Hoặc:

LL = k × WN

(3)

Trong đó:

- LL là giới hạn chảy, %, làm tròn tới số nguyên gần nhất;

- k là hệ số hiệu chỉnh tra trong Bảng 1;

- W_N là độ ẩm mẫu tương ứng số lần đập N.

Bảng 1 - Hệ số hiệu chỉnh k

Độ ẩm W_N

Hình 4 - Toán đồ xác định giới hạn chảy

4.4  Thí nghiệm kiểm chứng

4.4.1  Phương pháp A được sử dụng trong các thí nghiệm kiểm chứng. Kết quả thí nghiệm giới hạn chảy bị ảnh hưởng bởi các nhân tố:

- Thời gian yêu cầu đối với công tác thí nghiệm;

- Độ ẩm của mẫu khi bắt đầu thí nghiệm;

- Bổ sung đất khô vào mẫu đã chế bị ẩm.

4.4.2  Thí nghiệm kiểm chứng hoặc được thực hiện với những quy định sau:

Sử dụng nước cất;

- Thời gian trộn mẫu với nước từ 5 min đến 10 min, đất càng dẻo thì thời gian trộn càng dài;

- Thời gian ủ ẩm trong máy giữ ẩm: 30 min;

- Trộn lại mẫu trước khi đưa trở lại đĩa đồng: thêm 1 mL nước và trộn trong 1 min;

- Lắp đặt đĩa và thử nghiệm: 3 min;

- Bổ sung thêm nước và trộn lại mẫu: 3 min.

4.4.3  Không được bổ sung đất khô vào mẫu đất đã chế bị ẩm. Mẫu thử phải có số lần đập trong khoảng 15 đến 35.

4.5  Độ chụm

4.5.1  Độ chụm công bố áp dụng với đất có giới hạn chảy trong khoảng từ 21 đến 67.

4.5.2  Độ lặp lại: hai kết quả thực hiện bởi một thí nghiệm viên trên cùng mẫu thí nghiệm tại cùng phòng thí nghiệm sử dụng cùng một thiết bị, thí nghiệm không cùng ngày, được coi là nghi ngờ nếu chúng khác nhau quá 7 % giá trị trung bình của chúng;

4.5.3  Độ tái lập: hai kết quả thực hiện bởi các thí nghiệm viên khác nhau tại các phòng thí nghiệm khác nhau được coi là nghi ngờ nếu chúng khác nhau quá 13 % giá trị trung bình của chúng.

5  Xác định giới hạn dẻo

5.1  Thiết bị, dụng cụ

5.1.1  Đĩa trộn mẫu: đĩa sứ, đường kính khoảng 115 mm;

5.1.2  Dao trộn mẫu: chiều dài khoảng 75 mm, chiều rộng khoảng 20 mm

5.1.3  Tấm kính nhám hoặc giấy nhám để lăn mẫu. Giấy sử dụng không được tạo ra sợi, mảnh vụn, bột trong quá trình lăn mẫu và được trải phẳng trên bề mặt nằm ngang nhẵn.

5.1.4  Dụng cụ lăn mẫu: chế tạo bằng nhựa acrylic kích thước như Hình 5.

5.1.5  Giấy dùng cho dụng cụ lăn mẫu: giấy nhám, không tạo ra sợi, mảnh vụn, bột trong quá trình lăn mẫu. Giấy nhám được dán lên bề mặt lăn của nắp trượt và tấm đáy của dụng cụ.

CHÚ THÍCH 6: Cẩn thận loại bỏ vật liệu còn sót trên thiết bị sau khi thí nghiệm. Các vật liệu tích tụ không được loại bỏ sẽ làm giảm đường kính que đất ở các lần thí nghiệm tiếp theo.

5.1.6  Hộp đựng mẫu xác định độ ẩm: chế tạo từ vật liệu kháng ăn mòn, không thay đổi khối lượng hoặc giảm phẩm chất do biến đổi nhiệt trong quá trình sấy mẫu. Hộp đựng có nắp kín ngăn mất độ ẩm của các mẫu trước khi xác định khối lượng ban đầu cũng như ngăn mẫu hút ẩm từ không khí sau khi sấy khô và trước khi cân xác định khối lượng. Mỗi hộp đựng dùng để xác định một hàm lượng độ ẩm.

5.1.7  Sử dụng cân loại G1 theo AASHTO M 231.

5.1.8  Tủ sấy: Tủ sấy điều chỉnh được nhiệt độ, có khả năng duy trì nhiệt độ trong tủ ở mức (110 ± 5) °C để sấy khô mẫu.

Ký hiệu	Kích thước (mm)	Ký hiệu	Kích thước (mm)
IW	100	L	200
T1	Từ 10 đến 15	T2	≥ 5
H	(3,20 ± 0,25) + chiều dày giấy nhám
CHÚ THÍCH: 1) Dung sai giữa bề rộng nắp trượt W và bề rộng trong lòng tấm đáy IW đủ nhỏ để tấm nắp trượt tự do mà không bị xoay trong quá trình trượt; 2) Nắp trượt có độ cứng đủ lớn để đường kính của que đất tạo ra nằm trong phạm vi dung sai chiều cao ray H: 3) Chiều rộng ray trượt từ 3 mm đến 6 mm.

Hình 5 - Dụng cụ lăn mẫu xác định giới hạn dẻo

5.1.9  Hiệu chỉnh, chuẩn hóa và kiểm tra thiết bị, dụng cụ

Trừ khi có yêu cầu khác, việc hiệu chỉnh, chuẩn hóa và kiểm tra thiết bị, dụng cụ tuân theo AASHTO R 18. Thực hiện các bước hiệu chỉnh, chuẩn hóa và kiểm tra theo AASHTO R 61.

5.2  Chuẩn bị mẫu

5.2.1  Nếu chỉ lấy mẫu xác định giới hạn dẻo mà không xác định giới hạn chảy, lấy khoảng 20 g đất từ phần vật liệu lọt sàng 0,425 mm đã trộn kỹ thu được theo TCVN 14134-1 : 2024 hoặc TCVN 14134-2 : 2024. Cho mẫu đất khô gió vào đĩa trộn và trộn đều với nước cất, nước khử khoáng hoặc nước khử ion đến khi đất đủ dẻo để nặn thành hình cầu. Lấy khoảng 10 g đất từ khối đất hình cầu này để thử nghiệm.

CHÚ THÍCH 7: Nước máy có thể sử dụng thay cho nước cất trong các thử nghiệm thường xuyên nếu kết quả thử nghiệm so sánh chỉ ra không có sự khác biệt khi sử dụng nước máy thay cho nước cất. Tuy vậy, nước cất phải được sử dụng đối với thử nghiệm kiểm chứng hoặc thử nghiệm khi có sự tranh chấp;

CHÚ THÍCH 8: Mục tiêu là bổ sung đủ ẩm để mẫu đất dẻo để tạo thành các que đất đường kính 3 mm nêu trong 5.3 không bị bở rời khi bắt đầu lăn. Đối với đất không có tính dẻo, điều này không thể thực hiện được.

5.2.2  Khi cần xác định chỉ số dẻo (xác định cả giới hạn dẻo và giới hạn chảy), lấy lượng mẫu khoảng 10 g từ phần vật liệu thí nghiệm giới hạn chảy tại thời điểm khi mẫu đủ dẻo để dễ dàng tạo hình cầu mà không dính quá mức vào các ngón tay khi nắm, vắt. Bảo quản mẫu trong không khí đến khi thử nghiệm xác định giới hạn chảy kết thúc. Nếu mẫu quá khô để lăn tạo thành các thanh đường kính 3 mm nêu trong 5.3, bổ sung nước và trộn lại mẫu cho đều.

5.3  Cách tiến hành

5.3.1  Cân khối lượng hộp đựng mẫu xác định độ ẩm.

5.3.2  Lấy khoảng 1,5 g đến 2,0 g đất từ quả cầu đất 10 g nêu trong 5.2, nặn thành thỏi đất hình elip.

5.3.3  Sử dụng một trong hai phương pháp sau để lăn mẫu thành que đất có đường kính 3 mm với tốc độ 80 đến 90 lượt lăn một phút. Mỗi lượt lăn là một chu kỳ chuyển động của tay tiến lên trước và lùi về vị trí ban đầu để chuẩn bị lượt lăn mới.

5.3.3.1  Lăn tay: lăn mẫu đất giữa lòng bàn tay hoặc các ngón tay trên tấm kính nhám (hoặc giấy nhám gắn trên bề mặt phẳng nằm ngang) với áp lực vừa đủ để tạo thành que đất có đường kính đồng nhất trên cả chiều dài của nó. Tiếp tục làm thu nhỏ đường kính que đất qua mỗi lượt lăn đến khi đạt đường 3 mm trong khoảng thời gian không quá 2 min.

CHÚ THÍCH 9: áp lực của bàn tay và ngón tay có sự thay đổi nhiều phụ thuộc vào đất thí nghiệm. Đất bở có độ dẻo thấp thích hợp khi lăn dưới cạnh ngoài lòng bàn tay hoặc gốc ngón tay cái.

5.3.3.2  Lăn bằng dụng cụ: đặt mẫu đất trên mặt đáy của dụng cụ, đặt tấm nắp trượt tiếp xúc với mẫu đất đồng thời ấn nhẹ và trượt qua lại để tấm nắp trượt tiếp xúc với ray trượt trong khoảng thời gian 2 min. Trong quá trình trượt, không để mẫu đất tiếp xúc với hai ray trượt.

CHÚ THÍCH 10: thông thường có thể lăn đồng thời vài thỏi đất trên dụng cụ lăn mẫu;

5.3.4  Đất được lăn thành que đất đạt đường kính 3 mm ít nhất một lần được coi là dẻo. Khi đường kính que đất đạt 3 mm, bẻ que đất thành 6 đến 8 mẩu. Vê các mẩu đất giữa các ngón tay trỏ và các ngón tay của hai bàn tay đến khi được khối đất đồng nhất có dạng hình elip và đem lăn tiếp cho đến khi que đất bị bở rời dưới áp lực lăn và không tạo được que đất có đường kính 3 mm. Đất có thể bị bở rời khi đường kính que đất lớn hơn 3 mm miễn là trước đó đã lăn được que đất có đường kính 3 mm. Đây được xem là thời điểm phù hợp kết thúc quá trình lăn mẫu. Nếu chưa chắc chắn về thời điểm kết thúc, có thể kiểm tra bằng cách tiếp tục về các mẫu đất thành hình elip, và nếu có thể thì lặp lại quá trình lần mẫu đến khi thỏi đất không giữ được nguyên dạng dưới tác dụng của áp lực rất nhỏ vào khối đất hình elip. Không được cố ý tạo ra sự phá hủy mẫu đất ở đúng đường kính 3 mm bằng cách chủ ý giảm tốc độ lăn mẫu, giảm áp lực lăn mẫu.

CHÚ THÍCH 11: Hình thái bở rời của đất phụ thuộc loại đất. Vài loại đất vỡ thành nhiều mảnh kích cỡ khác nhau; vài loại đất hình thành lớp vỏ hình ống và bắt đầu vỡ từ hai đầu. Quá trình phân tách tiếp tục tiến vào giữa que đất, và cuối cùng tạo thành nhiều mảnh nhỏ dạng mỏ vịt. Đất sét nặng cần áp lực lớn hơn để tạo hình que đất, đặc biệt khi chúng gần giới hạn dẻo. Những loại đất này gãy thành các đoạn hình trụ chiều dài khoảng 6 mm đến 9 mm.

CHÚ THÍCH 12: Đối với những loại đất có độ dẻo thấp, cần phải giảm lượng biến dạng mẫu trong quá trình lăn tạo que đất bằng cách tạo đường kính ban đầu của khối đất elip gần 3 mm.

5.3.5  Nhặt các đoạn của que đất bỏ vào hộp đựng mẫu xác định độ ẩm đã biết trước khối lượng, nhanh chóng đậy chặt nắp lại để giữ cho đất không bị mất ẩm thêm nữa.

5.3.6  Tiếp tục các bước từ 5.3.2 đến 5.3.5 cho đến khi 10 g mẫu đất ban đầu được thử nghiệm hết. Tất cả các đoạn que đất bỏ chung vào một hộp đựng mẫu xác định độ ẩm.

5.3.7  Xác định độ ẩm mẫu đất trong hộp đựng mẫu xác định độ ẩm theo AASHTO T 265.

5.4  Tính toán kết quả

Giới hạn dẻo PL là độ ẩm của mẫu đất trong 5.3.7, tính theo tỷ lệ phần trăm của khối lượng đất sấy khô, được làm tròn đến số nguyên gần nhất.

5.5  Độ chụm

5.5.1  Độ chụm công bố áp dụng với đất có giới hạn dẻo trong khoảng từ 15 đến 32, thí nghiệm theo phương pháp lăn tay.

5.5.2  Độ lặp lại: hai kết quả thực hiện bởi một thí nghiệm viên trên cùng mẫu thí nghiệm tại cùng phòng thí nghiệm sử dụng cùng một thiết bị, thí nghiệm không cùng ngày, được coi là nghi ngờ nếu chúng khác nhau quá 10% giá trị trung bình của chúng;

5.5.3  Độ tái lập: hai kết quả thực hiện bởi các thí nghiệm viên khác nhau tại các phòng thí nghiệm khác nhau được coi là nghi ngờ nếu chúng khác nhau quá 18 % giá trị trung bình của chúng.

6  Xác định chỉ số dẻo

6.1  Chỉ số dẻo được xác định theo công thức:

PI = LL - PL

(4)

Trong đó:

- Pl là chỉ số dẻo;

- LL là giới hạn chảy;

- PL là giới hạn dẻo.

6.2  Khi không xác định được giới hạn chảy hoặc giới hạn dẻo, chỉ số dẻo được báo cáo là không xác định, ký hiệu là NP (non-plastic).

6.3  Khi giới hạn dẻo lớn bằng hơn hoặc lớn hơn giới hạn chảy, chỉ số dẻo được báo cáo là không xác định (NP).

7  Báo cáo kết quả thí nghiệm

Báo cáo kết quả nghiệm bao gồm tối thiểu các thông tin sau:

- Nguồn gốc mẫu thử nghiệm;

- Phương pháp chuẩn bị mẫu thử nghiệm;

- Phương pháp thử nghiệm xác định giới hạn chảy;

- Phương pháp thử nghiệm xác định giới hạn dẻo;

- Giới hạn chảy LL, làm tròn tới số nguyên;

- Giới hạn dẻo, làm tròn tới số nguyên;

- Chỉ số dẻo;

- Viện dẫn tiêu chuẩn này.

 

Phụ lục A

(Quy định)

Đo độ bật nẩy của đế cao su thiết bị xác định giới hạn chảy

Thiết bị đo độ bật nẩy của đế cao su (xem Hình A.1) bao gồm ống và nắp nhựa Acrylic trong suốt, viên bi sắt trơn bóng đường kính 8 mm và một chốt nam châm nhỏ. Nắp nhựa có thể gắn keo hoặc có ren bắt vào ống nhựa. Chốt nam châm nằm ngang trong lỗ khoan trên nắp nhựa để giữ và thả bi sắt rơi thẳng đứng xuống đế cao su của thiết bị xác định giới hạn chảy, ống nhựa có nắp chứa bi sắt được đặt thẳng đứng và giữ bằng một tay phía trên đế cao su, tay kia rút chốt nam châm để bi sắt rơi xuống đế cao su, bật nẩy trở lại. Xác định chiều cao bật nẩy lớn nhất của bi sắt thông qua vạch khắc trên ống nhựa. Lặp lại thử nghiệm tối thiểu 03 lần tại các vị trí khác nhau trên đế cao su. Độ bật nẩy là giá trị trung bình độ bật nẩy của tối thiểu 03 lần thử, tính bằng phần trăm giữa chiều cao bật nẩy của bi sắt và chiều cao thả rơi. Thử nghiệm được thực hiện ở nhiệt độ phòng.

	Ký hiệu	Miêu tả	Kích thước (mm)
	A	Đường kính nắp	38,0
	B	Đường kính lỗ	9,0
	C	Chiều sâu lỗ	18,0
	D	Chiều cao nắp	25,5
	E	Chiều sâu lỗ	8,0
	F	Chiều dài ống	250,0
	G	Chiều dày ống	3,2
	H	Đường kính ngoài ống	31,8
		Vạch khắc trên tính từ đáy ống	225,0
		Vạch khắc dưới tính từ đáy ống	200,0

Hình A.1 - Thiết bị đo độ bật nẩy của đế cao su

 

Mục lục

1  Phạm vi áp dụng

2  Tài liệu viện dẫn

3  Thuật ngữ và định nghĩa

4  Xác định giới hạn chảy

5  Xác định giới hạn dẻo

6  Xác định chỉ số dẻo

7  Báo cáo kết quả thí nghiệm

Phụ lục A