Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 7572-22:2018 về Cốt liệu cho bê tông và vữa - Phương pháp thử - Phần 22: Xác định độ ổn định của cốt liệu bằng cách sử dụng natri sunfat hoặc magnesi sunfat

TIÊU CHUẨN QUỐC GIA

TCVN 7572-22:2018

CỐT LIỆU CHO BÊ TÔNG VÀ VỮA - PHƯƠNG PHÁP THỬ - PHẦN 22: XÁC ĐỊNH ĐỘ ỔN ĐỊNH CỦA CỐT LIỆU BẰNG CÁCH SỬ DỤNG NATRI SUNFAT HOẶC MAGNESI SUNFAT

Aggregates for concrete and mortar - Test methods - Determination of soundness of aggregates by use of sodium sulfate or magnesium sulfate

Lời nói đầu

TCVN 7572-21: 2018 do Viện Vật liệu Xây dựng - Bộ Xây dựng biên soạn, Bộ Xây dựng đề nghị, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng thẩm định, Bộ Khoa học và Công nghệ công bố.

Bộ TCVN 7572- 1÷20 : 2006 Cốt liệu cho bê tông và vữa - Phương pháp thử, bao gồm các tiêu chuẩn sau:

- TCVN 7572-1: 2006, Phần 1: Lấy mẫu;

- TCVN 7572-2 : 2006, Phần 2: Xác định thành phần hạt;

- TCVN 7572-3 : 2006, Phần 3: Hướng dẫn xác định thành phần thạch học;

- TCVN 7572-4 : 2006, Phần 4: Xác định khối lượng riêng, khối lượng thể tích và độ hút nước;

- TCVN 7572-5 : 2006, Phần 5: Xác định khối lượng riêng, khối lượng thể tích và độ hút nước của đá gốc và hạt cốt liệu lớn;

- TCVN 7572-6 : 2006, Phần 6: Xác định khối lượng thể tích xốp và độ hổng;

- TCVN 7572-7 : 2006, Phần 7: Xác định độ ẩm;

- TCVN 7572-8 : 2006, Phần 8: Xác định hàm lượng bùn, bụi, sét trong cốt liệu và hàm lượng sét cục trong cốt liệu nhỏ;

- TCVN 7572-9 : 2006, Phần 9: Xác định tạp chất hữu cơ;

- TCVN 7572-10 : 2006, Phần 10: Xác định cường độ và hệ số hóa mềm của đá gốc;

- TCVN 7572-11 : 2006, Phần 11: Xác định độ nén dập và hệ số hóa mềm của cốt liệu lớn;

- TCVN 7572-12 : 2006, Phần 12: Xác định độ hao mòn khi va đập của cốt liệu lớn trong máy mài mòn va đập Los Angeles;

- TCVN 7572-13 : 2006, Phần 13: Xác định hàm lượng hạt thoi dẹt trong cốt liệu lớn;

- TCVN 7572-14 : 2006, Phần 14: Xác định khả năng phản ứng kiềm - silic;

- TCVN 7572-15 : 2006, Phần 15: Xác định hàm lượng clorua;

- TCVN 7572-16 : 2006, Phần 16: Xác định hàm lượng sulfat và sulfit trong cốt liệu nhỏ;

- TCVN 7572-17 : 2006, Phần 17: Xác định hàm lượng hạt mềm yếu, phong hóa;

- TCVN 7572-18 : 2006, Phần 18: Xác định hàm lượng hạt bị đập vỡ;

- TCVN 7572-19 : 2006, Phần 19: Xác định hàm lượng silic oxit vô định hình;

- TCVN 7572-20 : 2006, Phần 20: Xác định hàm lượng mi ca trong cốt liệu nhỏ.

CỐT LIỆU CHO BÊ TÔNG VÀ VỮA - PHƯƠNG PHÁP THỬ - PHẦN 22: XÁC ĐỊNH ĐỘ ỔN ĐỊNH CỦA CỐT LIỆU BẰNG CÁCH SỬ DỤNG NATRI SUNFAT HOẶC MAGNESI SUNFAT

Aggregates for concrete and mortar - Test methods - Determination of soundness of aggregates by use of sodium sulfate or magnesium sulfate

1  Phạm vi áp dụng

Tiêu chuẩn này quy định phương pháp thử đánh giá sơ bộ độ ổn định của cốt liệu dùng để chế tạo bê tông và vữa sử dụng dung dịch natri sulfat hoặc magnesi sulfat bão hòa.

2  Tài liệu viện dẫn

Các tài liệu viện dẫn sau là 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 4851 (ISO 3696), Nước dùng để phân tích trong phòng thí nghiệm - Yêu cầu kỹ thuật và phương pháp thử;

TCVN 7572-1: 2006, Cốt liệu cho bê tông và vữa - Phương pháp thử - Phần 1: Lấy mẫu.

3  Quy định chung

3.1  Hóa chất dùng có độ tinh khiết không thấp hơn “tinh khiết phân tích” (TKPT).

3.2  Nồng độ phần trăm của dung dịch pha loãng được biểu thị bằng số gam chất tan trong 100 mL nước. Ví dụ bari chloride (BaCl₂), dung dịch 10 % là dung dịch gồm 10 g bari chloride hòa tan trong 100 mL nước.

3.3  Dung dịch trước và trong khi ngâm mẫu đều phải duy trì ở nhiệt độ (21 ± 1) °C để duy trì trạng thái bão hòa.

3.4  Xác định khối lượng không đổi

Xác định khối lượng không đổi bằng cách sấy mẫu đến nhiệt độ xác định và giữ ở nhiệt độ trong vòng 30 min, để nguội mẫu đến nhiệt độ phòng và cân. Quá trình được lặp lại cho đến khi độ chênh lệch giữa hai lần cân liên tiếp không vượt quá 0,1 %.

3.5  Biểu thị khối lượng và kết quả.

Kết quả cuối cùng tính bằng phần trăm (%), là trung bình cộng của hai kết quả phân tích tiến hành song song, lấy đến 2 chữ số có nghĩa.

4  Hóa chất, thuốc thử

4.1  Dung dịch bari chloride (BaCl₂) 10%

4.2  Dung dịch natri sulfat bão hòa (Na₂SO₄): Hòa tan từ từ không ít hơn 350 g muối natri sulfat khan (Na₂SO₄) hoặc 750 g muối natri sulfat ngậm nước (Na₂SO₄.10H₂O) trong 1 L nước để có được dung dịch bão hòa ở 25 °C đến 30 °C. Khuấy kỹ dung dịch khi thêm dần muối vào và khuấy dung dịch thường xuyên cho đến khi sử dụng. Phải giữ dung dịch ổn định ít nhất trong 48 h ở nhiệt độ (21 ± 1) °C mới đem ra sử dụng. Trước khi sử dụng phải khuấy dung dịch để đảm bảo muối tan hết và xác định tỷ trọng của dung dịch, khi sử dụng tỷ trọng của dung dịch phải nằm trong khoảng từ 1,151 đến 1,174.

4.3  Dung dịch magnesi sulfat bão hòa (MgSO₄): Hòa tan từ từ không ít hơn 350 g muối magnesi sulfat khan (MgSO₄) hoặc 1230 g muối magnesi sulfat ngậm nước (MgSO₄.7H₂O) trong một lít nước để có được dung dịch bão hòa ở 25 °C đến 30 °C. Khuấy kỹ dung dịch khi thêm dần muối vào và khuấy dung dịch thường xuyên cho đến khi sử dụng. Tuy nhiên do trong dung dịch cần xuất hiện các tinh thể muối dư thừa nên thường sử dụng 1400 g muối ngậm nước cho 1 L nước. Phải giữ dung dịch ổn định ít nhất trong 48 h ở nhiệt độ 21 °C ± 1 °C mới đem ra sử dụng. Trước khi sử dụng phải khuấy dung dịch để đảm bảo muối tan hết và xác định tỷ trọng của dung dịch, khi sử dụng tỷ trọng của dung dịch phải nằm trong khoảng từ 1,295 đến 1,308.

5  Thiết bị, dụng cụ

5.1  Cân kĩ thuật: Đối với cốt liệu nhỏ sử dụng cân có độ chính xác 0,1 g. Đối với cốt liệu thô sử dụng cân có độ chính xác đến 0,1 % hoặc 1 g.

5.2  Tủ sấy, có khả năng điều chỉnh nhiệt độ và khống chế nhiệt độ trong khoảng (105 ± 5) °C.

5.3  Sàng các loại, sử dụng hệ thống sàng lỗ vuông có các kích thước lỗ: 150 μm; 300 μm; 600 μm; 1,18 mm; 2,36 mm; 4,0 mm; 4,75 mm; 8,0 mm; 9,5 mm; 12,5 mm; 16,0 mm; 19,0 mm; 25,0 mm; 31,5 mm; 37,5 mm; 50,0 mm; 63,0 mm.

5.4  Thùng chứa, có giỏ đựng mẫu để ngâm các mẫu cốt liệu phù hợp với phương pháp thử, vật liệu làm thùng không có khả năng phản ứng với dung dịch ngâm mẫu. Thùng chứa phải có nắp đậy để giảm sự bốc hơi và tránh các chất không liên quan rơi vào một cách ngẫu nhiên.

5.5  Thiết bị điều chỉnh nhiệt độ, thiết bị thích hợp để khống chế nhiệt độ của quá trình ngâm mẫu ở (21 ± 1) °C.

5.6  Tỷ trọng kế, sai số cho phép với tỷ trọng kế nằm trong khoảng ± 0,001.

5.7  Cốc thủy tinh, dung tích 250 mL.

5.8  Công tơ hút.

6  Mẫu và chuẩn bị mẫu thử

6.1  Mẫu thử

Mẫu thí nghiệm được lấy theo các quy định về lấy mẫu theo TCVN 7572 -1:2006. Mỗi loại khối lượng đạt được yêu cầu như sau:

6.1.1  Cốt liệu nhỏ

Mẫu thử có tất cả các hạt lọt qua sàng lỗ 9,5 mm. Mẫu thử nghiệm được lấy không ít hơn 100 g trên từng cỡ sàng, nếu mẫu có khối lượng của bất kỳ cỡ sàng nào ít hơn 5 % tổng khối lượng mẫu thì cỡ sàng đó sẽ không được thử nghiệm. Mẫu được sàng qua sàng có kích thước hạt như Bảng 1.

Bảng 1 - Sàng dùng để lấy cốt liệu nhỏ

6.1.2  Cốt liệu lớn

Mẫu thử dùng để thí nghiệm là sỏi, đá dăm hoặc 1 hỗn hợp của sỏi và đá dăm có cỡ hạt lớn hơn 4,75 mm và thường ở giữa 9,5 mm và 37,5 mm. Mẫu có khối lượng từ 5 % tổng khối lượng mẫu trở lên được lấy theo khối lượng và kích thước như Bảng 2.

6.1.3  Khi cốt liệu thử nghiệm là hỗn hợp của cả cốt liệu nhỏ và cốt liệu lớn: có trên 10 % khối lượng trên sàng lỗ 9,5 mm và đồng thời có trên 10 % khối lượng lọt sàng lỗ 4,75 mm, thử nghiệm riêng từng phần trên sàng lỗ 4,75 mm và dưới sàng lỗ 4,75 mm tương ứng theo phương pháp cho cốt liệu lớn và cốt liệu nhỏ. Báo cáo kết quả cho từng phần cốt liệu nhỏ và riêng từng phần cho cốt liệu lớn, đưa ra tỉ lệ phần trăm của các kích thước lớn và kích thước nhỏ của tỷ lệ trong phân loại ban đầu.

6.2  Chuẩn bị mẫu thử

6.2.1  Cốt liệu nhỏ

Cân khoảng 1000 g (m) mẫu cốt liệu đã được rửa sạch mẫu trên sàng 300 μm sấy khô đến khối lượng không đổi ở nhiệt độ (105 ± 5) °C và tách riêng từng loại qua các cấp sàng như sau: tách riêng biệt mẫu bằng hệ thống sàng tiêu chuẩn quy định ở Bảng 1. Ghi lại khối lượng cân m_0i của từng cấp sàng của mẫu thử. Sau đó lấy 100 g ± 0,1 g mẫu tương ứng m_i1  trên mỗi cấp sàng để thử nghiệm. Không sử dụng cốt liệu nhỏ dính vào mắt sàng trong quá trình chuẩn bị mẫu thử.

Bảng 2 - Cấp phối cốt liệu thô của phép thử

6.2.2  Cốt liệu lớn

Cân một lượng mẫu thử với khối lượng (m) phù hợp với kích thước của hạt cốt liệu nêu trong Bảng 3. Rửa sạch và sấy khô mẫu cốt liệu lớn đến khối lượng không đổi ở nhiệt độ (105 ± 5) °C và tách riêng mẫu thử bằng hệ thống sàng tiêu chuẩn quy định Bảng 2. Ghi lại khối lượng cân m_0i của từng cấp sàng của mẫu thử. Cân định lượng trên các cấp sàng khác nhau với dung sai quy định ở Bảng 2 và mẫu thử nghiệm là phần còn lại giữa 2 cấp sàng có khối lượng là m_i1. Trong trường hợp với những mẫu thử có kích thước trên sàng lỗ 19,0 mm, ghi lại số lượng hạt trong mẫu thử nghiệm.

Bảng 3 - Khối lượng mẫu thử tùy thuộc vào kích thước lớn nhất của hạt cốt liệu

7  Phương pháp thử

7.1  Nguyên tắc

Quá trình ngâm cốt liệu trong dung dịch bão hòa natri sulfat hoặc magnesi sulfat nhằm mục đích các dung dịch muối ngấm vào các lỗ rỗng của cốt liệu. Sự kết tinh các tinh thể tạo ra nội lực tác động một áp lực lên thành lỗ rỗng của cốt liệu và có thể phá vỡ cốt liệu. Quá trình này mô phỏng sự hình thành các tinh thể băng trong thành lỗ rỗng của cốt liệu, do đó nó có thể sử dụng để dự đoán hiệu suất đóng và tan băng (độ bền băng giá của cốt liệu) thông qua mô hình mất nước và ngậm nước của muối kết tinh trong không gian lỗ rỗng của cốt liệu. Độ ổn định của cốt liệu được đánh giá thông qua việc xác định lượng hao hụt của mẫu thử.

7.2  Cách tiến hành

Mẫu được đặt trong các thùng chứa riêng biệt, ngâm mẫu trong các dung dịch bão hòa natri sulfat (4.2) hoặc dung dịch bão hòa magnesi sulfat (4.3) trong khoảng 16 h đến 18 h, mẫu được ngâm sao cho dung dịch phải ngập và cao hơn bề mặt mẫu 1 cm. Đậy kín thùng ngâm và duy trì nhiệt độ (21± 1) °C trong suốt quá trình ngâm mẫu.

Sau khi kết thúc quá trình ngâm, mẫu được chuyển ra khỏi dung dịch, để ráo (15 ± 5) min. Tiếp theo, mẫu được sấy mẫu ở nhiệt độ (105 ± 5) °C cho đến khối lượng không đổi. Thời gian sấy mẫu khoảng 2 h đến 4 h, cho đến khối lượng không đổi. Để nguội mẫu đến nhiệt độ phòng và lặp lại quá trình ngâm mẫu. Khi đó mẫu đã hoàn thành 1 chu kỳ, sau đó tiến hành ngâm lặp lại chu kỳ tiếp theo như trên.

Quá trình ngâm mẫu và sấy mẫu lặp lại cho tới khi đủ số chu kỳ theo yêu cầu thường là 5 chu kỳ đến 7 chu kỳ.

Sau khi hoàn thành chu kỳ cuối cùng, mẫu được làm nguội và rửa sạch cho đến khi hết hoàn toàn natri sulfat hoặc magnesi sulfat, kiểm tra bằng cách cho khoảng 50 mL nước rửa vào cốc 250 mL dùng công tơ hút thêm vào đó một vài giọt bari chloride BaCl₂ 10 % (4.1) nếu không thấy có kết tủa trắng là mẫu đã được rửa sạch sulfat. Khi rửa, mẫu có thể được thực hiện bằng cách đặt chúng trong một thùng, nước rửa có nhiệt độ (43 ± 6) °C được cho chảy tràn qua các giỏ chứa mẫu. Gần phía dưới đáy thùng có van cho phép nước tràn ra. Khi rửa mẫu không được tác động các lực gây mài mòn hoặc phá vỡ hạt.

CHÚ THÍCH: Nếu sử dụng nước có chứa sulfat để rửa mẫu. Khi thử với bari chloride cần kiểm tra độ đục của nước rửa trước và sau quá trình rửa mẫu, nếu có cùng một mức độ vẩn đục thì có thể coi là mẫu đã sạch sulfat.

Sau khi mẫu được làm sạch và sấy riêng từng phần ở nhiệt độ (105 ± 5) °C đến khối lượng không đổi và tiến hành xác định khối lượng hao hụt bằng cách:

- Với cốt liệu nhỏ: mẫu được sàng riêng biệt bằng sàng tương ứng đã sử dụng tách mẫu trước khi thử nghiệm. Ghi lại khối lượng của từng kích cỡ sàng sau quá trình sàng (m_i2).

- Với cốt liệu lớn: phải sàng nhẹ nhàng bằng tay sao cho không làm vỡ các hạt khi sàng thao tác chỉ đủ đảm bảo tất cả các vật liệu dưới kích thước lọt qua mắt sàng. Mẫu được sàng qua các cấp sàng theo Bảng 4 để xác định lượng mẫu mất đi sau khi thử nghiệm. Ghi lại khối lượng của từng kích cỡ sàng sau quá trình sàng (m_i2).

Bảng 4 - Loại sàng sử dụng để xác định khối lượng hao hụt

7.3  Biểu thị kết quả

7.3.1  Lượng sót riêng trên từng sàng kích thước lỗ sàng i (a_i) trong mẫu ban đầu, tính bằng phần trăm (%), theo công thức sau:

                                                   (1)

trong đó:

m_0i  là khối lượng phần còn lại trên sàng có kích thước lỗ sàng i, tính bằng gam (g);

m    là khối lượng mẫu thử ban đầu, tính bằng gam (g).

7.3.2  Đối với mỗi kích thước hạt của mẫu xác định khối lượng hao hụt (HH_i), tính bằng, phần trăm (%), theo công thức sau:

trong đó:

m_i1 là khối lượng trước khi thử nghiệm, tính bằng gam (g);

m_i2 là khối lượng sau khi thử nghiệm, tính bằng gam (g).

7.3.3  Độ bền của mẫu được tính bằng tổng lượng hao hụt của từng lỗ sàng mang đi thử nghiệm tính theo phần trăm trọng lượng ban đầu của các phần sàng. Độ bền (HH_i), tính bằng phần trăm (%), theo công thức sau:

trong đó:

i  là kích thước của từng lỗ sàng;

a_i  là lượng sót riêng trên từng sàng kích thước lỗ sàng i;

HH_i  là khối lượng hao hụt đối với mỗi kích thước hạt của mẫu.

8  Báo cáo thử nghiệm

Biên bản lấy mẫu phải có đủ các nội dung sau:

a) Tên và địa chỉ của tổ chức lấy mẫu;

b) Nơi lấy mẫu và nơi mẫu được gửi đến;

c) Loại cốt liệu;

d) Khối lượng mẫu;

e) Các điều kiện hoặc các điểm lưu ý khi lấy mẫu;

f) Người lấy mẫu;

g) Viện dẫn tiêu chuẩn này.

MỤC LỤC

1  Phạm vi áp dụng

3  Quy định chung

4  Hóa chất, thuốc thử

5  Thiết bị, dụng cụ

6  Mẫu và chuẩn bị mẫu thử

6.1  Mẫu thử

6.2  Chuẩn bị mẫu thử

7  Phương pháp thử

7.1  Nguyên tắc

7.2  Cách tiến hành

7.3  Biểu thị kết quả

8  Báo cáo thử nghiệm