T 19 00 (2004) xác định khối lượng thể tích và độ rỗng của cốt liệu

AASHTO T19M TCVN xxxx:xx Tiêu chuẩn thí nghiệm Xác định khối lượng thể tích độ rỗng cốt liệu AASHTO T 19M/T19-00 (2004) ASTM C29/C 29M-97(2003) LỜI NÓI ĐẦU  Việc dịch ấn phẩm sang tiếng Việt Hiệp hội Quốc gia đường vận tải Hoa kỳ (AASHTO) cấp phép cho Bộ GTVT Việt Nam Bản dịch chưa AASHTO kiểm tra mức độ xác, phù hợp chấp thuận thông qua Người sử dụng dịch hiểu đồng ý AASHTO không chịu trách nhiệm chuẩn mức thiệt hại trực tiếp, gián tiếp, ngẫu nhiên, đặc thù phát sinh pháp lý kèm theo, kể hợp đồng, trách nhiệm pháp lý, sai sót dân (kể bất cẩn lỗi khác) liên quan tới việc sử dụng dịch theo cách nào, dù khuyến cáo khả phát sinh thiệt hại hay không  Khi sử dụng ấn phẩm dịch có nghi vấn chưa rõ ràng cần đối chiếu kiểm tra lại so với tiêu chuẩn AASHTO gốc tương ứng tiếng Anh TCVN xxxx:xx AASHTO T19M AASHTO T19M TCVN xxxx:xx Tiêu chuẩn thí nghiệm Xác định khối lượng thể tích độ rỗng cốt liệu AASHTO T 19M/T19-00 (2004) ASTM C29/C 29M-97(2003) PHẠM VI ÁP DỤNG 1.1 Tiêu chuẩn mô tả phương pháp xác định khối lượng thể tích cốt liệu trạng thái đầm chặt trạng thái đổ đống, đồng thời tính toán độ rỗng hạt cốt liệu mịn cốt liệu thô hỗn hợp chúng dựa phép đo.Phương pháp áp dụng cho cốt liệu có cỡ hạt danh nghĩa lớn không vượt 125 mm (5 in) Chú thích – Khối lượng thể tích thuật ngữ truyền thống sử dụng để mô tả thuộc tính xác định phương pháp này, trọng lượng cốt liệu đơn vị thể tích (chính xác khối lượng cốt liệu đơn vị thể tích) 1.2 Các đơn vị đo theo đơn vị pao-inh mét chấp nhận tiêu chuẩn Đối với cỡ sàng cỡ hạt danh nghĩa đơn vị theo hệ mét lấy làm chuẩn theo M 92 Trong tiêu chuẩn đơn vị pao-inh viết dấu ngoặc Các giá trị công bố hệ đơn vị không tương đương Do giá trị biểu diễn theo hệ đơn vị phải dùng độc lập với hệ giá trị gộp hai hệ đơn vị 1.3 Tiêu chuẩn liên quan đến vật liệu độc hại.Tiêu chuẩn không đề cập đến tất vấn đề an toàn trình thí nghiệm Người thực tiêu chuẩn phải có trách nhiệm đề biện pháp phù hợp để đảm bảo an toàn sức khoẻ cho người thực trước tiến hành công tác thí nghiệm TÀI LIỆU VIỆN DẪN 2.1 Tiêu chuẩn AASHTO:        M 92, Sàng lưới thép sử dụng cho thí nghiệm M 231, Cân kỹ thuật sử dụng cho thí nghiệm vật liệu T 2, Tỷ trọng độ hút ẩm cốt liệu mịn T 84, Tỷ trọng độ hút ẩm cốt liệu mịn T 85, Tỷ trọng độ hút ẩm cốt liệu thô T 121, Khối lượng thể tích, khối lượng hàm lượng khí bê tông T 248, Rút gọn mẫu thí nghiệm TCVN xxxx:xx 2.2 AASHTO T19M Tiêu chuẩn ASTM:      C 29 /C 29M, Khối lượng thể tích độ rỗng cốt liệu C 125, Thuật ngữ sử dụng cho bê tông cốt liệu cho bê tông C 670, Cách xác định độ xác vật liệu xây dựng D 123, Thuật ngữ sử dụng cho vật liệu dệt E 11, Sàng lưới thép sử dụng cho thí nghiệm THUẬT NGỮ 3.1 Các định nghĩa: Các định nghĩa tuân theo qui định tiêu chuẩn ASTM C125, trừ có dẫn khác 3.1.1 Khối lượng thể tích cốt liệu khối lượng đơn vị thể tích cốt liệu, bao gồm thể tích hạt thể tích lỗ rỗng hạt, biểu diễn đơn vị kg/m3 (lb/ft3) 3.1.1.1 Vấn đề tranh luận - Đơn vị khối lượng kilogam (kg), pao (lb) bội, ước số chúng Có thể hình dung khối lượng tương đương với tính ỳ (quán tính) hay sức kháng vật thể chống lại thay đổi chuyển động (gia tốc) khối lượng vật khác so sánh cách cân vật đó, lượng cân lại so với lực hấp dẫn tác động lên vật (ASTM D123) 3.1.2 Trọng lượng thể tích - trọng lượng (khối lượng) đơn vị thể tích (thuật ngữ trọng lượng thể tích không tán thành, nên dùng thuật ngữ khối lượng thể tích) 3.1.2.1 Vấn đề tranh luận - Thuật ngữ trọng lượng có nghĩa lực hấp dẫn tác dụng lên khối lượng 3.1.3 Trọng lượng - Do lực hấp dẫn tác dụng lên khối lượng vật thể xem thêm “khối lượng” 3.1.3.1 Vấn đề tranh luận - Trọng lượng khối lượng vật thể nhân với gia tốc trọng trường Trọng lượng biểu thị đơn vị tuyệt đối (Niu tơn, pao – DaN đơn vị trọng lực (Kilôgam lực, kgf pao lực, lbf) Ví dụ: Trên bề mặt trái đất vật thể có khối lượng kg có trọng lượng kgf (khoảng 9,81 N) vật thể có khối lượng pao (1 lb) có trọng lượng lbf (khoảng 4,45 N 32,2 paodals) Vì trọng lượng khối lượng vật thể nhân với gia tốc trọng trường nên trọng lượng vật thể thay đổi theo địa phương mà xác định, lúc khối lượng vật thể không đổi Trên bề mặt trái đất lực hấp dẫn trái đất ảnh hưởng không nhỏ đến vật thể gia tốc rơi tự khoảng 9,81 m/s2 (32,2 ft/s2) ASTM D123 3.2 Các thuật ngữ: 3.2.1 Độ rỗng, n - Độ rỗng đơn vị thể tích cốt liệu khoảng trống hạt thể tích cốt liệu không bị chiếm giữ khoáng vật rắn AASHTO T19M TCVN xxxx:xx 3.2.1.1 Các lỗ rỗng bên hạt dù thấm nước hay không thấm nước không bao hàm độ rỗng theo định nghĩa theo tiêu chuẩn T19M/ T19 Ý NGHĨA VÀ SỬ DỤNG 4.1 Phương pháp thường sử dụng để xác định khối lượng thể tích cốt liệu Đây đại lượng cần thiết để tính thành phần cốt liệu cho bê tông 4.2 Khối lượng thể tích cốt liệu đại lượng giúp cho việc chuyển đổi từ thể tích khối lượng mua bán cốt liệu Tuy nhiên mối tương quan độ đầm chặt vật liệu chuyên chở lưu kho không xác định thí nghiệm Vì cốt liệu chuyên chở lưu kho thường bị ẩm đặc tính hút nước cốt liệu, kết thí nghiệm lại khối lượng thể tích cốt liệu dựa khối lượng khô 4.3 Phương pháp thí nghiệm xác định độ rỗng hạt cốt liệu DỤNG CỤ VÀ THIẾT BỊ 5.1 Cân kỹ thuật – Cân phải đủ tải trọng đọc xác tới 0,1% khối lượng mẫu (hoặc xác hơn) phải tuân theo yêu cầu M 231 5.2 Thanh đầm – Một kim loại tròn, thẳng đường kính 16 mm (5/8 in), dài khoảng 600 mm (24 in) có đầu vát tròn hình bán cầu Đường kính bán cầu đường kính đầm 5.3 Thùng đong – Thùng đong kim loại, hình trụ, có quai cầm tốt Thùng phải kín nước, có đáy phẳng trơn tru, đủ để không bị biến dạng sử dụng Thùng nên có chiều cao đường kính Và trường hợp chiều cao thùng không nhỏ 80% lớn 150% đường kính Dung tích thùng đong phải phù hợp với kích cỡ hạt cốt liệu thí nghiệm theoqui định bảng Độ dày kim loại dùng để chế tạo thùng đong phải tuân theo qui định bảng Mép thùng đong phải nhẵn khoảng 0,25 mm (0,01 in) phải song song với mặt đáy với dung sai 0,5 o (chú thích 2) Thành bên thùng đong phải mặt nhẵn liên tục Chú thích – Mép thùng đong phải thoả mãn điều kiện sau: đậy thùng kính dày 6mm (1/4 in) dày khe hở mép thùng kính đo phải nhỏ 0,25 mm (0,01 in) Mép đáy thùng phải song song cho độ nghiêng kính không vượt 0,87 o hướng TCVN xxxx:xx AASHTO T19M Bảng - Dung tích thùng đong thí nghiệm Kích thước hạt lớn cốt liệu l (m3) ft3 2,8 (0,0028) 10 9,3 (0,0093) 14 (0,014) 28 (0,028) 70 (0,07) 12 100 (0,1) 12 mm in 12,5 25,0 37,5 75 Dung tích thùng đong (a) 112 150 (a) Dung tích thùng bảng sử dụng để thí nghiệm cốt liệu có kích thước hạt lớn nhỏ kích cỡ liệt kê cột tương ứng Thể tích thực thùng đong phải 95% thể tích nêu bảng 5.3.1 Nếu thùng đong sử dụng để xác định khối lượng thể tích bê tông tươi theo tiêu chuẩn T 121, thùng phải chế tạo thép vật liệu thích hợp phản ứng với xi măng Các vật liệu hoạt động hoá học , ví dụ hợp kim nhôm cho phép dùng phản ứng hoá học ban đầu tạo lớp màng mỏng mặt có khả bảo vệ kim loại không bị ăn mòn 5.3.2 Các thùng đong có dung tích lớn 28 lít (1 ft 3) phải chế tạo thép cứng kim loại khác có độ dày tối thiểu qui định bảng Bảng - Các yêu cầu độ dày thùng đong Độ dày tối thiểu kim loại Dung tích thùng đong Phần đáy Mép 1 in 38 mm (a) Phần thành xung quanh Nhỏ 11 l 5,0 mm 2,5 mm 2,5 mm 11 đến 42 l 5,0 mm 5,0 mm 3,0 mm Trên 42 l đến 80 l 10,0 mm 6,4 mm 3,8 mm Trên 80 l đến 133 l 13,0 mm 7,6 mm 5,0 mm Nhỏ 0,4 ft3 0,20 in 0,1 in 0,1 in Nhỏ 0,4 ft3 0,20 in 0,2 in 0,12 in 0,40 in 0,25 in 0,15 in Nhỏ 0,4 ft3 0,50 in 0,3 in 0,20 in Nhỏ 0,4 ft (a) Độ dày bù thêm phần đạt cách gia cố thêm đai nẹp vòng quanh miệng thùng 5.4 Xẻng muôi xúc - Xẻng muôi xúc có kích thước thuận tiện cho việc xúc mẫu đổ vào thùng đong AASHTO T19M TCVN xxxx:xx 5.5 Dụng cụ kiểm định - Một kính phẳng, dày mm ( in) rộng đường kính thùng đong 25 mm (1 in), dụng cụ cản nước dầu mỡ để trát vào mép thùng đong để nước không bị rò rỉ LẤY MẪU 6.1 Lấy mẫu theo tiêu chuẩn T2, rút gọn mẫu cho thí nghiệm theo tiêu chuẩn T 248 MẪU 7.1 Khối lượng mẫu lấy cho thí nghiệm vào khoảng 150% đến 200% lượng mẫu cần thiết để đổ đầy thùng đong, phải bảo quản cho không bị phân tầng Sấy khô mẫu đến khối lượng không đổi tủ sấy nhiệt độ 110 ± oC (230±9oF) HIỆU CHUẨN 8.1 Đổ đầy nước vào thùng đong nhiệt độ phòng dùng kính phẳng đậy lên mặt thùng cho lượng nước thừa gạt tránh gây bong bóng thùng 8.2 Xác định lượng nước thùng cách cân mô tả mục 5.1 8.3 Đo nhiệt độ nước xác định khối lượng riêng nước theo bảng 3, dùng phương pháp nội suy (nếu cần) Bảng - Khối lượng riêng nước Nhiệt độ o F kg/m3 lb/ft3 15,6 60 999,01 62,366 18,3 65 998,54 62,336 21,1 70 997,97 62,301 23,0 73,4 997,54 62,274 23,9 75 997,32 62,261 26,7 80 996,59 62,216 29,4 85 995,83 62,166 C 8.4 o Tính thể tích, V thùng đong cách chia khối lượng nước cần thiết để đổ đầy thùng cho khối lượng riêng nước Hoặc tính hệ số thể tích thùng đong (1/V) cách chia khối lượng riêng nước cho khối lượng nước cần thiết để đổ đầy bình Chú thích - Để tính khối lượng thể tích, thể tích thùng đong theo hệ đơn vị m m3, đơn vị cho hệ số thể tích thùng đong 1/m Tuy nhiên để thuận tích thùng đong biểu diễn đơn vị lít (bằng m 3/ 1000) 8.5 Thùng đong kiểm định năm lần nhận thấy cần phải kiểm định TCVN xxxx:xx AASHTO T19M CHỌN TRÌNH TỰ THÍ NGHIỆM 9.1 Phương pháp dùng muỗng xúc vật liệu để đổ vào thùng đong dùng thí nghiệm xác định khối lượng thể tích đổ đống cốt liệu có qui định đặc biệt Xác định khối lượng thể tích đầm chặt cốt liệu có kích cỡ hạt danh nghĩa tối đa 37.5 mm (1 in) phương pháp dùng đầm Phương pháp lắc nhẹ thùng đong sử dụng thí nghiệm cốt liệu có kích cỡ hạt danh nghĩa lớn 37.5 mm (1 in) không 125 mm (5in) 10 TRÌNH TỰ DÙNG THANH ĐẦM 10.1 Đổ cốt liệu vào thùng đong khoảng 1/3 dung tích thùng san phẳng bề mặt tay (có đeo găng) Dùng đầm đầm 25 lần khắp bề mặt cốt liệu Đổ tiếp cốt liệu vào đến 2/3 dung tích thùng, lại san phẳng đầm Lớp cuối cho cốt liệu đầy tràn thùng, đầm trên, sau san phẳng mặt mẫu tay thước gạt, cho phần nhô cao bề mặt mẫu gần bù trừ vào phần lõm mặt mẫu 10.2 Khi đầm lớp thứ nhất, đừng để đầm chạm đáy thùng Khi đầm lớp thứ hai thứ ba đầm mạnh không để đầm chọc sâu xuống lớp cốt liệu đầm trước Chú thích – Khi đầm cốt liệu to chúng không thâm nhập để tạo lớp chặt khít, đặc biệt hạt to xù xì Nên tăng lực đầm để đẩy nhanh qui trình đầm chặt mẫu 10.3 Cân khối lượng thùng đong chứa đầy cốt liệu khối lượng thùng đong với độ xác đến 0,05 kg (0,1 lb) Ghi lại khối lượng 11 TRÌNH TỰ LẮC THÙNG 11.1 Đổ dần cốt liệu vào thùng đong theo lớp mô tả mục 10.1 Để làm chặt lớp, đặt thùng đong lên vững chắc, ví dụ sàn bê tông, nâng thùng lên cao phía đối diện khoảng 50 mm (2 in) thả thùng rơi xuống sàn Bằng cách hạt cốt liệu tự xếp vào trạng thái chặt Một lớp cốt liệu phảI nâng lên thả xuống 50 lần, phía 25 lần Sau san phẳng mặt mẫu tay thước gạt cho phần nhô cao mặt mẫu gần bù trừ cho phần lõm mặt mẫu 11.2 Cân khối lượng thùng đong chứa đầy cốt liệu khối lượng thùng đong xácđến 0,05 kg (0,1 lb) Ghi lại khối lượng 12 TRÌNH TỰ PHÁP MUỖNG XÚC 12.1 Đổ cốt liệu vào thùng muỗng xúc, đổ cốt liệu vào thùng độ cao không 50 mm (2 in) so với mặt thùng Phải thao tác cẩn thận để không bị phân tách cỡ hạt cốt liệu mẫu Sau san phẳng mặt mẫu tay thước gạt cho phần nhô cao mặt mẫu gần bù trừ cho phần lõm mặt mẫu AASHTO T19M TCVN xxxx:xx 12.2 Cân khối lượng thùng đong chứa đầy cốt liệu khối lượng thùng đong xác đến 0,05 kg (0,1 lb) Ghi lại khối lượng 13 TÍNH TOÁN 13.1 Khối lượng thể tích: Tính khối lượng thể tích cốt liệu theo công thức: M = (G – T) / V Hoặc M = (G – T) x F Trong đó: M = khối lượng thể tích cốt liệu , kg/m3 (lb/ft3) G = khối lượng thùng đong chứa đầy cốt liệu, kg (lb) T = khối lượng thùng đong , kg (lb) V = thể tích thùng đong , m3 (ft3) F = Hệ số thể tích thùng đong , 1/m3 ( 1/ft3) 13.1.1 Khối lượng thể tích xác định phương pháp áp dụng cho cốt liệu trạng thái khô Nếu muốn xác định khối lượng thể tích cốt liệu trạng tháI bão hoà khô bề mặt (SSD) áp dụng trình tự thí nghiệm trên, tính khối lượng thể tích trạng thái SSD theo công thức: MSSD = M [1+ (A/100)] Trong đó: MSSD = khối lượng thể tích trạng thái SSD, kg/m3 (lb/ft3) A = Độ hút nước cốt liệu, % , xác định theo T 84 T 85 13.2 Độ rỗng – Tính độ rỗng hạt cốt liệu theo công thức: 100 [ (S x W) – M] Độ rỗng, % = SxW Trong đó: M = Khối lượng thể tích cốt liệu , kg/m (lb/ft3) S = Tỷ trọng khô cốt liệu xác định theo tiêu chuẩn T 84 T 85 V = Khối lượng riêng nước, 998 kg/m3 (62.3 lb/ft3) TCVN xxxx:xx AASHTO T19M 14 BÁO CÁO 14.1 Báo cáo kết khối lượng thể tích cốt liệu xác tới 10 kg/m (1/lb/ft3) sau: 14.1.1 Khối lượng thể tích đầm chặt cốt liệu đầm chặt phương pháp đầm 14.1.2 Khối lượng thể tích đầm chặt cốt liệu đầm chặt bằngphương pháp lắc thùng 14.1.3 Khối lượng thể tích đổ đống 14.2 Báo cáo độ rỗng hạt cốt liệu xác tới 1% sau: 14.2.1 Độ rỗng cốt liệu đầm chặt phương pháp đầm 14.2.2 Độ rỗng cốt liệu đầm chặt phương pháp lắc thùng 14.2.3 Độ rỗng cốt liệu đổ đống, % 15 ĐỘ CHÍNH XÁC VÀ SAI SỐ 15.1 Việc đánh giá sai số thí nghiệm dựa kết thí nghiệm phòng thí nghiệm vật liệu AASHTO Các thí nghiệm thực theo tiêu chuẩn tiêu chuẩn ASTM C29 Sự sai khác kết hai tiêu chuẩn không đáng kể Các số liệu thu thập dựa 100 cặp kết thí nghiệm từ 40 đến 100 phòng thí nghiệm 15.2 Cốt liệu thô (khối lượng thể tích): 15.2.1 Sai số cho người thí nghiệm - Hệ số biến đổi tìm thí nghiệm thí nghiệm viên thực 14 kg/m (0,88 lb/ft3) (1S) Tức độ lệch hai lần thí nghiệm thí nghiệm viên loại vật liệu phải nhỏ 40 kg/m (2.5 lb/ft3) (D2S) 15.2.2 Sai số cho nhiều phòng thí nghiệm - Hệ số biến đổi tìm thí nghiệm nhiều phòng thí nghiệm thực 30 kg/m (1,87 lb/ft3) (1S) Tức độ lệch hai kết thí nghiệm thu từ hai phòng thí nghiệm khác loại vật liệu phải nhỏ 85 kg/m3 (5.3 lb/ft3) (D2S) 15.2.3 Các sai số (1S) (D2S) qui định ASTM C670 Việc đánh giá sai số thí nghiệm tính toán AMRL dựa kết thí nghiệm cốt liệu có đường kính hạt danh nghĩa lớn 25.0 mm (1 in) sử dụng phương pháp đầm với thùng đong dung tích 14L ( ft3) 15.3 Cốt liệu mịn (khối lượng thể tích): 15.3.1 Sai số cho người thí nghiệm - Hệ số biến đổi tìm thí nghiệm thí nghiệm viên thực 14 kg/m (0,88 lb/ft3) (1S) Tức độ lệch giũa hai lần thí nghiệm thí nghiệm viên loại vật liệu phải nhỏ 40 kg/m (2.5 lb/ft3) (D2S) 10 AASHTO T19M TCVN xxxx:xx 15.3.2 Sai số cho nhiều phòng thí nghiệm - Hệ số biến đổi tìm thí nghiệm nhiều phòng thí nghiệm thực 44 kg/m (2,76 lb/ft3) (1S) Tức độ lệch hai kết thí nghiệm thu từ hai phòng thí nghiệm khác loại vật liệu phải nhỏ 125 kg/m3 (7.8 lb/ft3) (D2S) 15.3.3 Các sai số (1S) (D2S) qui định ASTM C670 Việc đánh giá sai số thí nghiệm tính toán AMRL dựa kết thí nghiệm sử dụng thùng đong dung tích 2.8 L ( 110 ft3) 15.3.4 Không có đánh giá sai số cho độ rỗng hạt cốt liệu Tuy nhiên độ rỗng tính dựa giá trị khối lượng thể tích tỷ trọng cốt liệu Vì bị ảnh hưởng sai số khối lượng thể tích qui định mục 15.2 15.3 tiêu chuẩn sai số tỷ trọng qui định T 84 T 85 15.4 Sai số – Qui trình thí nghiệm xác định khối lượng thể tích độ rỗng cốt liệu độ lệch, giá trị khối lượng thể tích độ rỗng cốt liệu xác định trình thí nghiệm 11 ... độ h t ẩm c t liệu mịn T 84, T trọng độ h t ẩm c t liệu mịn T 85, T trọng độ h t ẩm c t liệu thô T 121, Khối lượng thể t ch, khối lượng hàm lượng khí bê t ng T 248, R t gọn mẫu thí nghiệm TCVN... để xác định khối lượng thể t ch c t liệu Đây đại lượng cần thi t để t nh thành phần c t liệu cho bê t ng 4.2 Khối lượng thể t ch c t liệu đại lượng giúp cho việc chuyển đổi t thể t ch khối lượng. .. dẫn t c động lên v t (ASTM D123) 3.1.2 Trọng lượng thể t ch - trọng lượng (khối lượng) đơn vị thể t ch (thu t ngữ trọng lượng thể t ch không t n thành, nên dùng thu t ngữ khối lượng thể t ch)