CỐT LIỆU CHO BÊ TÔNG VÀ VỮA - PHƯƠNG PHÁP THỬ -
PHẦN 14: XÁC ĐỊNH KHẢ NĂNG PHẢN ỨNG KIỀM - SILIC
Aggregates for concrete and mortar – Test methods -
Part 14: Determination of alkali silica reactivity
MỤC LỤC
TCVN 7572-1 : 2006 Cốt liệu cho bê tông và vữa - Phương pháp thử -
Phần 1: Lấy mẫu
TCVN 7572-2 : 2006 Cốt liệu cho bê tông và vữa - Phương pháp thử -
Phần 2: Xác định thành phần hạt
TCVN 7572-3 : 2006 Cốt liệu cho bê tông và vữa - Phương pháp thử -
Phần 3: Hướng dẫn xác định thành phần thạch học
TCVN 7572-4 : 2006 Cốt liệu cho bê tông và vữa - Phương pháp thử -
Phần 4: Xác định khối lượng riêng, khối lượng thể tích và độ hút nước
TCVN 7572-5 : 2006 Cốt liệu cho bê tông và vữa - Phương pháp thử -
Phần 5: Xác định khối lượng riêng, khối lượng thể tích và ........ độ hút nước của đá gốc
TCVN 7572-6 : 2006 Cốt liệu cho bê tông và vữa - Phương pháp thử -
Phần 6: Xác định khối lượng thể tích xốp và độ hổng
TCVN 7572-7 : 2006 Cốt liệu cho bê tông và vữa - Phương pháp thử -
Phần 7: Xác định độ ẩm
TCVN 7572-8 : 2006 Cốt liệu cho bê tông và vữa - Phương pháp thử -
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 Cốt liệu cho bê tông và vữa - Phương pháp thử -
Phần 9: Xác định tạp chất hữu cơ
TCVN 7572-10 : 2006 Cốt liệu cho bê tông và vữa - Phương pháp thử -
Phần 10: Xác định cường độ và hệ số hoá mềm của đá gốc
TCVN 7572-11 : 2006 Cốt liệu cho bê tông và vữa - Phương pháp thử -
Phần 11: Xác định độ nén dập và hệ số hoá mềm của cốt liệu lớn
TCVN 7572-12 : 2006 Cốt liệu cho bê tông và vữa - Phương pháp thử -
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 Cốt liệu cho bê tông và vữa - Phương pháp thử -
Phần 13: Xác định hàm lượng hạt thoi dẹt trong cốt liệu lớn
TCVN 7572-14 : 2006 Cốt liệu cho bê tông và vữa - Phương pháp thử -
Phần 14: Xác định khả năng phản ứng kiềm - silic
TCVN 7572-15 : 2006 Cốt liệu cho bê tông và vữa - Phương pháp thử -
Phần 15: Xác định hàm lượng clorua
TCVN 7572-16 : 2006 Cốt liệu cho bê tông và vữa - Phương pháp thử -
Phần 16: Xác định hàm lượng sulfat và sulfit trong cốt liệu nhỏ
TCVN 7572-17 : 2006 Cốt liệu cho bê tông và vữa - Phương pháp thử -
Phần 17: Xác định hàm lượng hạt mềm yếu, phong hoá
TCVN 7572-18 : 2006 Cốt liệu cho bê tông và vữa - Phương pháp thử -
Phần 18: Xác định hàm lượng hạt bị đập vỡ
TCVN 7572-19 : 2006 Cốt liệu cho bê tông và vữa - Phương pháp thử -
Phần 19: Xác định hàm lượng silic oxit vô định hình
TCVN 7572-20 : 2006 Cốt liệu cho bê tông và vữa - Phương pháp thử -
Phần 20: Xác định hàm lượng mi ca trong cốt liệu nhỏ
1 Phạm vi áp dụngTiêu chuẩn này quy định hai phương pháp xác định khả năng phản ứng kiềm silic của các loại cốt liệu chứa silic dioxit: phương pháp hoá học (Phương pháp A) và phương pháp đo sự biến dạng của các thanh vữa (Phương pháp B).Phương pháp A là phương pháp nhanh, áp dụng cho cốt liệu nằm ở vùng vô hại trên giản đồ phân vùng khả năng phản ứng kiềm - silic của cốt liệu.Phương pháp B được áp dụng bổ sung để xác định khả năng phản ứng kiềm silic của cốt liệu nằm trong vùng có hại trên giản đồ phân vùng khả năng phản ứng kiềm - silic của cốt liệu.2 Tài liệu viện dẫnTCVN 4032 : 1985 Xi măng - Phương pháp xác định giới hạn bền uốn và nén.TCVN 4787 : 2001 (EN 196-7 : 1989) Xi măng – Phương pháp lấy mẫu và chuẩn bị mẫu thử.TCVN 4851 : 1989 (ISO 3696 : 1987) Nước dùng để phân tích trong phòng thí nghiệm - Yêu cầu kỹ thuật và phương pháp thử.TCVN 6068 : 2004 Xi măng poóc lăng bền sunphat – Phương pháp xác định độ nở sunphat.TCVN 7572-1 : 2006 Cốt liệu cho bê tông và vữa – Phương pháp thử - Phần 1: Lấy mẫu.TCVN 7572-2 : 2006 Cốt liệu cho bê tông và vữa – Phương pháp thử - Phần 2: Xác định thành phần hạt.3 Phương pháp hoá học (Phương pháp A)3.1 Nguyên tắcKhả năng phản ứng kiềm silic của cốt liệu được xác định qua hàm lượng silic đioxit hoà tan (Sc) và độ giảm kiềm (Rc).3.2 Thiết bị và dụng cụ3.2.1 Cân kỹ thuật có độ chính xác tới 0,01 g.3.2.2 Cân phân tích có độ chính xác đến 0,0002 g.3.2.3 Tủ sấy có quạt gió và bộ phận tự ngắt nhiệt độ đến 200 oC.3.2.4 Lò nung có bộ phận tự ngắt nhiệt độ đến 1 100 oC.3.2.5 Búa, cối chày bằng đồng hoặc bằng gang để đập và nghiền cốt liệu.3.2.6 Sàng tiêu chuẩn theo TCVN 7572-2 : 2006 có kích thước mắt sàng 5 mm; 315 mm; 140 mm hoặc các sàng có kích thước mắt sàng 4,75 mm; 300 mm và150 mm.3.2.7 Bình phản ứng bằng thép không rỉ hoặc bằng polyetylen (không bị biến dạng và không phản ứng với hoá chất thử nghiệm ở 80 oC). Bình có dung tích từ 75 ml đến 100 ml và có nắp đậy đảm bảo kín khí (Hình 1).3.2.8 Bình điều nhiệt, giữ nhiệt 80 oC ± 1 oC ổn định trong 24 giờ.3.2.9 Máy hút chân không.3.2.10 Bình lọc có nhánh hút chân không.3.2.11 Bếp cách thuỷ, bếp điện.3.2.12 Chén bạch kim.3.2.13. Chén sứ.3.2.14 Giấy lọc định lượng không tro:- loại chảy nhanh, đường kính lỗ trung bình 20 mm;- loại chảy trung bình, đường kính lỗ trung bình 7 mm.3.3 Hoá chất 3.3.1 Axit clohydric HCl, d = 1,19.
Kích thước tính bằng milimét
Hình 1 – Bình phản ứng
Hình 1 - Bình phản ứng
Hình 1 – Bình phản ứng
3.3.2 Axit clohydric HCl, tiêu chuẩn, dung dịch 0,05 N.3.3.3 Axit clohydric HCl, dung dịch nồng độ (1 + 1).3.3.4 Axit flohydric HF, d = 1,12; dung dịch 38 % đến 40 %.3.3.5 Natri hyđrôxit NaOH, dung dịch 1 N. Hoà tan 40 g NaOH rắn vào nước cất và định mức đến 1 000 ml và lắc đều.3.3.6 Chỉ thị phenolphtalein: Hoà tan 1 g phenolphtalein trong 100 ml dung dịch etanol (1 : 1).3.3.7 Axit sunfuric H2SO4, d = 1,84.3.3.8 Nước cất, theo TCVN 4851 : 1989 (ISO 3696 : 1987), hoặc nước có độ tinh khiết tương đương.3.4 Lấy mẫu và chuẩn bị mẫu 3.4.1 Lấy mẫuLấy mẫu theo TCVN 7572-1 : 2006 . Rút gọn mẫu theo phương pháp chia tư và lấy ra khối lượng mẫu như sau:- cát: 0,5 kg dưới sàng 5 mm;- đá (sỏi): theo Bảng 1, tuỳ theo cỡ hạt hoặc đường kính hạt cốt liệu lớn nhất.Bảng 1 – Khối lượng mẫu thử
Đường kính hạt lớn nhất, mm | 10 | 20 | 40 | 70 |
Hoặc cỡ hạt, mm | (5¸10) | (10¸20) | (20¸40) | (40¸70) |
Khối lượng mẫu, kg | 0,5 | 1,0 | 10,0 | 30,0 |
Sc = 3 330 x (g1 – g2)
trong đó:3 330 là hệ số chuyển đổi lượng SiO2 hoà tan, tính bằng gam sang mol/l;g1là lượng SiO2 trong 100 ml dung dịch pha loãng thu được ở (3.5.2.2), tính bằng gam (g);g2là lượng tạp chất có trong 100 ml dung dịch pha loãng thu được ở (3.5.2.3), tính bằng gam (g).Chú thích Có thể xác định hàm lượng silic hoà tan bằng phương pháp trắc quang.3.5.3 Xác định độ giảm kiềm3.5.3.1 Lấy 20 ml dung dịch pha loãng (3.5.1.5) vào bình nón 200 ml, thêm 2 giọt đến 3 giọt phenolphtalein và chuẩn độ bằng axit clohydric HCl 0,05 N cho đến khi hết màu đỏ của phenolphtalein. Cũng chuẩn độ như vậy với 20 ml dung dịch pha loãng từ mẫu trắng (3.5.1.5).3.5.3.2 Tính kết quả Độ giảm kiềm (Rc), tính bằng mmol/l, theo công thức:Rc = (20N/V1) x (V3 - V2) x 1000
trong đó: N là nồng độ HCl dùng để chuẩn độ;V1 là thể tích dung dịch pha loãng lấy từ (3.5.1.5), tính bằng mililít (ml);V2 là thể tích HCl dùng để chuẩn độ dung dịch mẫu thử, tính bằng mililít (ml);V3là thể tích HCl dùng để chuẩn độ dung dịch mẫu trắng, tính bằng mililít (ml).1000 là hệ chuyển đổi mililít sang lít.3.6 Đánh giá kết quả 3.6.1 Thử nghiệm được coi là đạt khi các giá trị Rc hoặc Sc thử trên lượng mẫu riêng không sai lệch quá trung bình số học của ba giá trị kết quả thử:- 12 mmol/l khi giá trị trung bình nhỏ hơn hoặc bằng 100 mmol/l;- 12 % khi giá trị trung bình lớn hơn 100 mmol/l.3.6.2 Dựng ba điểm từ ba cặp kết quả thử nghiệm Rc, Sc lên giản đồ Hình 2.Chú thích Giản đồ Hình 2 được xây dựng khi dùng xi măng có tổng lượng kiềm là 1,38 % với cốt liệu tạo thanh vữa có độ nở lớn hơn 0,1 % trong 1 năm và thanh vữa có độ nở nhỏ hơn 0,1 % trong 1 năm trong điều kiện thí nghiệm như nhau.3.6.3 Khả năng phản ứng kiềm-silic của cốt liệu theo phương pháp hoá học được đánh giá như sau:a) Vô hại (innocuous): mức ít làm hư hại kết cấu bê tông.Khi cả hai kết quả thử nghiệm đều nằm trên vùng cốt liệu vô hại tức ở hai phía phải đường cong vẽ nét liền trên giản đồ Hình 2.b) Có hại (deleterious): mức làm hư hại nhiều tới kết cấu bê tông.Khi một trong ba điểm kết quả thử nghiệm nằm trên vùng cốt liệu có hại tức phía đường cong vẽ nét liền và phía dưới đường thẳng nét đứt trên giản đồ Hình 2.
Hình 2 – Giản đồ phân vùng khả năng phản ứng kiềm – silic của cốt liệu
Hình 2 – Giản đồ phân vùng khả năng phản ứng kiềm – silic của cốt liệu
c) Có khả năng gây hại (potentially deleterious): khả năng gây hại kết cấu bê tông ở mức trung bình.Khi một trong ba điểm kết quả thử nghiệm nằm ở vùng cốt liệu có khả năng gây hại, tức phía phải đường cong vẽ nét liền và phía trên đường thẳng nét đứt, kể cả các điểm nằm trên đường cong và nét đứt.Chú thích1) Phương pháp hoá học xác định khả năng phản ứng kiềm – silic là phương pháp nhanh ( phương pháp A), với cốt liệu cho kết quả nằm ở vùng vô hại thì có thể yên tâm sử dụng. Với cốt liệu nằm ở vùng khác của giản đồ, cần kết hợp thêm phương pháp thanh vữa (phương pháp B) trước khi đưa ra kết luận sử dụng.2) Đối với các loại cốt liệu có chứa nhóm cacbonat của canxi, magiê hoặc sắt như: canxit, dolomit, magnesit hoặc siderit hoặc các silicat của magiê như antigorit (serpentin) có thể làm sai lệch kết quả thử theo tiêu chuẩn này. Để xác định sự có mặt của các khoáng trên cần thử thêm theo tiêu chuẩn ASTM C 295 – 03 Hướng dẫn xác định thạch học của cốt liệu bêtông (Guide for petrographic examination of aggregates for concrete) 3) Đối với cốt liệu thuộc loại có khả năng gây hại (3.6.3.c)) thì nên thử nghiệm bổ xung theo phương pháp thử thanh vữa ASTM C 227 – 03: Phương pháp thử khả năng phản ứng kiềm tiềm ẩn của hỗn hợp ximăng – cốt liệu. (phương pháp thanh vữa) Test method for potential alkali reactivity of cement aggregates combinations (mortar bar method) hoặc xem xét các dấu hiệu phản ứng kiềm silic trên các công trình bằng bê tông đã sử dụng chúng để có kết luận tin cậy.4) Đối với các loại cốt liệu cabonat thì ngoài phản ứng kiềm silic cốt liệu còn có khả năng gây phản ứng cacbonat với kiềm được thử nghiệm bổ xung để đánh giá theo ASTM C 586 – 05 Phương pháp thử phản ứng kiềm tiềm ẩn các đá cacbonat đối với cốt liệu bêtông (phương pháp trụ đá). Test method for potential alkali reactivity of carbonate rocks for concrete aggregates (rock cylinder method).4 Phương pháp thanh vữa (phương pháp B)4.1 Thiết bị thử4.1.1 Cân kỹ thuật có độ chính xác 0,1 g.4.1.2 Bộ sàng tiêu chuẩn theo TCVN 7572-2 : 2006 . 4.1.3 Khuôn bằng thép, kích thước (285 x 25 x 25) mm, cấu tạo khuôn được mô tả trên Hình 3. Có thể dùng khuôn đơn hoặc khuôn kép.Khuôn phải được chế tạo bằng thép không gỉ hoặc bằng các kim loại chống ăn mòn và có độ cứng cao. Độ dày thành khuôn ít nhất là 10 mm. Bề mặt khuôn phải nhẵn, không có hốc, lõm. Khuôn phải được chế tạo sao cho tháo thanh vữa ra khỏi khuôn dễ dàng và không hư hỏng. Khuôn sau khi lắp ráp phải khít chặt, không vênh, hở. Đánh số các bộ phận của khuôn để tiện việc lắp ráp và đảm bảo phù hợp với các dung sai đã qui định. Không được đổi lẫn các bộ phận giống nhau của các khuôn.Kích thước bên trong và sai lệch kích thước của mỗi ngăn khuôn, phải đảm bảo:- chiều dài: 285 mm ± 2,5 mm;- chiều rộng: 25 mm ± 0,7 mm;- chiều sâu: 25 mm ± 0,7 mm.Sai lệch bề mặt phẳng của mặt trong khuôn, không vượt quá ± 0,03 mm.Các góc ghép giữa thanh và đế khuôn phải đảm bảo vuông 90 oC ± 0,5 oC.Các chốt phải được chế tạo bằng thép không gỉ và đảm bảo kích thước như Hình 3. Tâm của chốt phải trùng với trục chính của các thanh vữa thí nghiệm. Phần chốt nằm trong thanh vữa có chiều dài 17,5 mm ± 2,5 mm.4.1.4 Thiết bị đo và thanh chuẩnĐồng hồ micrometer có độ chính xác tới 0,001 mm.Thanh chuẩn làm bằng thép hợp kim hoặc các vật liệu có độ nở nhiệt nhỏ hơn 0,001 mm.Cấu tạo thiết bị đo và kích thước thanh chuẩn qui định như trong Hình 4.4.1.5 Thiết bị dưỡng hộ nhiệt ẩm, được mô tả trên Hình 5Thiết bị dưỡng hộ nhiệt ẩm phải đảm bảo quá trình thử trong điều kiện:- nhiệt độ trong thiết bị: 38 oC ± 2 oC;- độ ẩm tương đối trong phòng dưỡng hộ, không nhỏ hơn 90 %.chú thích Cấu tạo của thiết bị dưỡng hộ nhiệt ẩm chỉ là nguyên lý không mang tính bắt buộc.4.1.6 Máy trộn vữa, kiểu hành tinhMáy trộn vữa hành tinh có cấu tạo theo TCVN 6068 : 2004 .4.1.7 Chày đầm mẫuChày đầm mẫu bằng thép dài 120 mm đến 150 mm, tiết diện ngang 9 mm x 18 mm (Hình 3.e).4.1.8 Bàn dằn và côn tiêu chuẩn thử độ chảy của vữaBàn dằn và côn tiêu chuẩn có cấu tạo mô tả trên Hình 6.4.1.9 Các thiết bị khác- bay trộn, dao bằng thép không rỉ theo các tiêu chuẩn hiện hành;- ống đong 250 ml;- đồng hồ bấm giây.Kích thước tính bằng milimét
Hình 3 – Khuôn đúc và chày đầm mẫu
| |
|
Hình 3 – Khuôn đúc và Chày đầm mẫu
Kích thước tính bằng milimét
chú dẫn1 - Đồng hồ micrometer;2 - Giá đỡ;3 - Vít điều chỉnh4 - Thanh chuẩn
| |
|
Hình 4 – Thiết bị đo biến dạng và kích thước thanh chuẩn
Kích thước tính bằng milimét
chú dẫn1 - Hệ điều khiển nhiệt; 4 - ống bảo quản có bấc thấm; 7 - Đèn bức xạ;2 - Thanh vữa; 5 - Nước; 8 - Van xả nước;3 - Thùng bảo dưỡng; 6 - Nhiệt kế tiếp xúc; 9 - Đế giữ mẫu có khoan lỗ bằng đồng hoặc thép không rỉ.Hình 5 – Thiết bị dưỡng hộ nhiệt ẩm
Kích thước tính bằng milimét
|
| |
|
|