Cách đo độ nhớt của dung dịch bentonite

CÁCH ĐO ĐỘ NHỚT CỦA DUNG DỊCH BENTONITE Nguyên lý làm việc cách thí nghiệm dung dịch Bentonite I Sơ đồ nguyên lý làm việc dung dịch Bentonite qua hình ảnh sau: - Ap lực thủy tĩnh - Hạt bentonite - Vỏ bùn bentonite kết nối hạt đất - Hạt đất Thành phần dung dịch bentonite: nước, bột sét, CMC tác nhân phân tán khác Dung dịch khoan nước thường nơi mà địa tầng đất dính như: đất sét, sét, đất thịt, gơ-nai phong hoá, đá v.v II Tác dụng dung dịch giữ thành - bentonite: - Tạo áp lực lớn áp lực ngang đất nước bên để chống sạt lở thành - Giữ cho mùn khoan không lắng đọng đáy hố khoan - Đưa mùn khoan Chất lượng dung dịch bentonite kiểm tra thường xuyên cho cọc tuân theo giới hạn cho phép theo bảng sau Dung dịch tái sử dụng thời gian thi cơng cơng trình đảm bảo tiêu thích hợp, khơng q tháng III Chỉ tiêu tính ban đầu dung dịch bentonite (TCXDVN 326:2004) Tên tiêu Chỉ tiêu tính Phương pháp kiểm tra Khối lượng riêng1.05 - 1.15g/cm Tỷ trọng kế Bomêkế Độ nhớt 18 ¸ 45giây Phễu 500/700cc Hàm lượng cát < 6% Tỷ lệ chất keo > 95% Đong cốc Lượng nước < 30ml/30phút Dụng cụ đo lượng nước Độ dày áo sét 1- 3mm/30phút Dụng cụ đo lượng nước 1phút: 20 - 30mg/cm2 Lực cắt tĩnh Lực kế cắt tĩnh 10 phút 50 - 100mg/cm2 Tính ổn định < 0.03g/cm2 Độ pH 7- Giấy thử pH Các thông số quy định khơng có tính bắt buộc, khu vực khác với địa tầng khác điều chỉnh số thông số cho phù hợp Làm điều địi hỏi phải có Chun gia giàu kinh nghiệm lĩnh vực này, thường họ nhà thầu thi cơng cọc, tường vây Long Giang, Bachy-Soletanche VN (BSV), Delta, Jikon IV Ý nghĩa thao tác kiểm tra tiêu kỹ thuật dung dịch bentonite 1.Tỷ trọng dung dịch bentonite: Tạo áp lực lớn áp lực ngang đất nước bên để chống sạt lở thành Giá trị > dung trọng nước ngầm vị trí thi cơng, khơng q lớn gây khó khăn cho công tắc đổ bê tông theo phương pháp vữa dâng Các dụng cụ thí nghiệm: - Hộp cân - Quả cân - Thang đo - Bầu chứa betonite - Nắp đậy Các bước thực hiện: Rót dung dịch bentonite vào vừa đầy bầu chứa Đậy nắp nhẹ nhàng để bentonite tràn Đặt cân vào vị trí thiết kế hộp Điều chỉnh cân thang đo cân thăng nằm ngang Đọc số đo ghi sổ Đo độ nhớt - độ linh động dung dịch Các dụng cụ thí nghiệm: - Phễu 1500 ml - Đồng hồ bấm - Ca chia vạch 1000ml - Giá đỡ kim loại Các bước thực hiện: Lắp đặt thiết bị hình bên Bịt ngón tay bên phễu, rót vào phễu đến vạch 700 ml Thả ngón tay bấm đến bentonite ca đạt 500 ml Thời gian đếm độ nhớt (s) Đo hàm lượng cát - hàm lượng cát (đất) có dung dịch bị lẫn vào trình đào, khoan cọc Nếu hàm lượng lớn (hơn quy định) lượng cát lắng xuống nhiều làm ảnh hưởng xấu đến chất lượng mũi cọc chất lượng bê tông thân cọc Các dụng cụ thí nghiệm: - Phễu cơn, Lưới rây - Hộp chứa thiết bị - Bình đo thủy tinh - Bình nước Các bước thực hiện: Đảo mẫu dung dịch bentonite Đổ dung dịch bentonite vào bình đến vạch quy định Đổ thêm nước đến vạch quy định Lắc bình đo đổ qua lưới rây Lật ngược rây, dùng nước chuyển hết cát rây vào bình đo qua phễu Đọc số thang đo ghi sổ Đo độ pH dung dịch: ảnh hưởng đến phản ứng thủy hóa bê tơng bê tơng rót xuống tiếp xúc với dung dịch bentonite - có nghĩa ảnh hưởng đến chất lượng bê tơng thân cọc Các dụng cụ thí nghiệm: - Đối chiếu thang màu pH Các bước thực hiện: Nhúng giấy quỳ vào dung dịch bentonite Sau vài giây lấy Chờ thêm vài giây cho giấy quỳ đổi màu Đối chiếu thang thị màu Kết luận ghi sổ Đo lượng nước độ dày áo sét sau 30 phút Các dụng cụ thí nghiệm: - Giá đỡ - Đồng hồ áp lực - Bộ phận chứa nén bentonite - Ống đo thủy tinh - Tăng Thí nghiệm mơ tình trạng làm việc thực tế dung dịch hố khoan Dưới áp lực tạo khối dung dịch bentonite, hạt dung dịch bám lên thành đất hố đào liên kết tạo thành lớp màng áo giữ cho dung dịch khơng bị thất xung quanh Nếu mỏng không giữ dung dịch, dày dễ bị phá hủy Minh chứng thực tế cho thí nghiệm sau đào đất tầng hầm, bóc lớp "áo" cịn bám dính thân cọc bề mặt tường vây Các bước thực hiện: Đặt giấy lọc vào đáy bình chứa Đổ đầy dung dịch bentonite vào bình chứa Đặt bình vào giá đỡ, siết tăng để đậy kín nắp bình Nối nắp bình (gắn đồng hồ áp lực) với bình khí nén Đặt ống đo thủy tinh bên bình chứa Mở van khí nén, trì áp lực 7kg/cm2 30' Khóa van, đọc số vạch nước ống đo -> độ nước sau 30' Lấy giấy lọc ra, đo độ dày lớp áo sét Ghi kết Qua ý nghĩa tiêu trên, xem chất lượng dung dịch bentonite yếu tố quan trọng định đến chất lượng bê tơng cọc, tường vây BỘ THÍ NGHIỆM BENTONITE Cân bùn Miêu tả: Dải đo tỷ trọng 6.5 - 23.0 lbs/gal 0.79 - 2.72 49 - 172 lbs/ft3 340 - 1190 psi/1000 ft Kích thước : 21.5" × 4.5" × 4" (55 × 11 × 10 cm) Trọng Lượng : lb oz (1.9 kg) Cốc nhựa Dụng cụ đo độ nhớt (phễu Marsh) Miêu tả: Độ nhớt độ Gel đo liên quan đến tính chất dịng chảy dung dịch Phễu Marsh sử dụng nhiều năm để đo số độ nhớt dung dịch khoan Được đo 946ml lượng chảy của nước nhiệt độ 70 ± 5°F (21 ± 3°C) 26 ± 0.5 giây Phễu Marsh làm nhựa bền, chịu va đập khó vỡ Lỗ đồng thau đảm bảo xác Kích thước: 6.5 x 6.25 x 14.5 inches (16.5 x 15.9 x 36.8 cm) Trọng lượng: 12 oz (340.2 g) Dụng cụ đo hàm lượng cát Miêu tả: Dụng cụ đo hàm lượng cát xác định hàm lượng cát dung dịch khoan Tiêu chuẩn API xác định hạt cát hay vật liệu lớn 74 micron ( sàng 200 ) Chỉ tiêu kỹ thuật: Kích thước: 13 x x inch ( 33 x 15 x 15 cm ) Trọng lượng: 0.7 kg Các dụng cụ kèm theo: - Lọ thuỷ tinh 500ml - Dụng cụ đo hàm lượng cát - Sàng, kích thước lỗ 200 ( 75 micron), đường kính 2.5 inch - Phễu nhựa - Ống chia vạch thuỷ tinh, 0-20% - Hộp đựng * Micron (µ ) = 1/25.400 inch 1/1000mm CÁCH ĐO HÀM LƯỢNG CÁT TRONG BENTONITE - Đổ dung dịch bentonite vào phễu thuỷ tinh tới vạch "mud to here", sau tiếp tục đổ nước vào phễu đến vạch "water to here", bịt kín miệng phễu xóc - Đổ hổn hợp phễu thuỷ tinh vào sàng, dùng nước xối vào sàng làm cặn bẩn sàng - Lắp phễu nhựa vào phía mặt sàng, gắn đầu phễu thuỷ tinh vào đầu nhỏ phễu nhựa, dốc ngược lại cho phễu thuỷ tinh phía dưới, sau xối nước vào đầu sàng để cát chảy xuống phễu thuỷ tinh Lắc ống thuỷ tinh cho cát lắng hết xuống phía đáy phễu đuôi chuột Phần cát động lại đáy ta đo dựa vào vạch phân định phễu thuỷ tinh hàm lượng cát cần đo  Sử dụng sử lý dung dịch bentonite ( bùn khoan ) Quá trình chế tạo, sử dụng, thu hồi, xử lý tái sử dụng dung dịch bentonite ( dung dịch khoan, bùn khoan ) thể sơ đồ: Hình ảnh Quá trình thực sau: Chế tạo dung dịch bentonite gồm: Các bao bentonite bột chứa kho (bao) silơ (bột) Chế tạo dung dịch bentonite: + dùng phễu trộn đơn giản + Có thể dùng máy trộn   Thường trộn 20 kg đến 50 kg bột bentonite với m3 nước (tuỳ theo yêu cầu thiết kế) Ngoài ra,tuỳ theo yêu cầu kỹ thuật cụ thể cho thêm vào dung dịch số chất phụ gia mục đích làmcho nặng thêm, khắc phục khả vón cục bột bentonite, tăng thêm độ sệt ngượclại giảm độ sệt cách chuyển thành thể lỏng, chống lại nhiễm bẩn ximănghoặc thạch cao, giảm độ PH tăng thêm, giảm tính tách nước nó, v.v…   Sau đổ dung dịch khoan chứa bể chứa thép, bể chứa xây gạch, bể c h ứa bằng cao su có khung thép xilơ (tuỳ điều kiện cụ thể mà sử dụng loại bể chứa nào) Sử dụng dung dịch bentonite cách tuần hồn (hình vẽ) Trong đào hố phải lnln đổ đầy dung dịch khoan lỗ Dung dịch khoan dung dịch Gầu đào xuốngsâu đến đâu phải bổ xung dung dịch khoan cho đầy hố Trong đào dung dịchBentonite bị nhiễm bẩn (do đất, cát) làm giảm khả giữ ổn định thành hố, phải thaythế Để làm việc đó, phải hút bùn bẩn từ hố khoan, đào lên để đưa   trạm sử lý Có thể dùng loại bơm chìm đặt đáy hố đào bơm hút có màng lọc để mặt đất   Dung dịch khoan (bùn khoan) đưa trạm sử lý ( hình vẽ ) Các tạp chất    bị khử đi, lại dung dịch khoan để tái sử dụng   Dung dịch sau sử lý phải có đặc tính sau:  Dung trọng 1,2 (trừ loại dung dịch nặng đặc biệt)  Độ nhớt Marsh nằm 35 đến 40 giây  Độ tách nước 40 cm3  Hàm lượng cát 5%   Các tiêu dung dịch giữ thành trình sử dụng   - Betonite  phải tính tốn đủ số lượng phải tập kết công trường đủ số lượng mới bắt đầu công tác khoan  Bentonite phải giữ kho khô không ẩm thấp  Vữa bentonite phải trộn thiết bị trộn chuyên dùng chứa bể chứa có máy khuấy  Vữa bentonite dùng phải đảm bảo yêu cầu sau:       Cấu tạo phễu thử độ nhớt xem hình vẽ số  Trong trình khoan vữa bentonite phải cấp bổ xung liên tục vào hố khoan  Sau khoan đến cao độ thiết kế: Bước 1: dừng lại 30 45 phút dùng gầu vét làm đáy hốkhoan Bước 2: phải tiến hành rửa vệ sinh lỗ khoan vữa bentonite có tiêu nhưghi bảng theo phương pháp tuần hồn nghịch  Vữa bentonite cho phép sử dụng lại nhiều lần sau qua công đoạn tách cát bằngthiết bị desander  Vữa bentonite sau qua công đoạn sử lý cát phải đảm bảo tiêu ghi trong bảng sử dụng  Trong điều kiện địa chất phức tạp cần phải điều chỉnh độ nhớt vữa bentonite theo bảng sau::