ASTM d 3398 xác định chỉ số hình dạng và cấu trúc của hạt cốt liệu

ASTM D3398-00 TCVN xxxx:xx Tiêu chuẩn thí nghiệm Xác định số hình dạng cấu trúc hạt cốt liệu1 ASTM D 3398-00 PHẠM VI ÁP DỤNG 1.1 Phương pháp thí nghiệm xác định số hạt cốt liệu cách đo toàn hình dạng đặc tính cấu trúc hạt hạt thoi dẹt cốt liệu thô Giá trị biểu diễn hệ in-pound xem tiêu chuẩn, ngoại trừ cỡ sàng cỡ hạt biểu thị theo hệ đơn vị SI theo tiêu chuẩn E11 1.2 Tiêu chuẩn không đề cập đến tất vấn đề an toàn Trách nhiệm người sử dụng tiêu chuẩn lập qui định để đảm bảo an toàn sức khoẻ cho người sử dụng trước thí nghiệm TÀI LIỆU VIỆN DẪN 2.1 Tiêu chuẩn ASTM2:  C 127, Phương pháp thí nghiệm tiêu chuẩn xác định khối lượng thể tích, tỷ trọng độ hút nước cốt liệu thô  C 128, Phương pháp thí nghiệm tiêu chuẩn xác định khối lượng thể tích, tỷ trọng độ hút nước cốt liệu mịn  C 136, Phương pháp thí nghiệm tiêu chuẩn sàng cốt liệu thô cốt liệu mịn  C 702, Hướng dẫn rút gọn mẫu thí nghiệm  D 75, Hướng dẫn lấy mẫu thí nghiệm cốt liệu  D 1883, Phương pháp thí nghiệm tiêu chuẩn xác định giá trị CBR (Sức chịu tải California ) đất đầm chặt phòng thí nghiệm  D 3665, Hướng dẫn lấy mẫu vật liệu xây dựng cách ngẫu nhiên  D 4753, Hướng dẫn đánh giá, chọn lựa sử dụng loại cân sử dụng cho thí nghiệm vật liệu xây dựng  E 11, Yêu cầu kỹ thuật sàng lưới thép sử dụng thí nghiệm Tiêu chuẩn thuộc quyền hạn sở hữu Ủy ban ASTM D04 Vật liệu đường đắp đường tiểu ban D04.51 phương pháp thí nghiệm cốt liệu, trực tiếp chịu trách nhiệm Phiên duyệt mùng tháng năm 2006, xuất tháng năm 2006 Phiên gốc duyệt năm 1975 Phiên trước phiên duyệt năm 2000 D 3398-00 Để tham khảo tiêu chuẩn ASTM, truy cập trang web ASTM, www.astm.org, liên hệ với phòng phục vụ khách hàng service@astm.org Sổ tay thông tin tuyển tập tiêu chuẩn ASTM, tham khảo trang tóm tắt tiêu chuẩn trang web ASTM TCVN xxxx:xx ASTM D3398-00 Ý NGHĨA VÀ SỬ DỤNG 3.1 Phương pháp thí nghiệm cho biết số liên quan đến hình dạng cấu trúc hạt cốt liệu Giá trị giá trị định lượng mức độ ảnh hưởng hình dạng đặc tính cấu trúc hạt đến đặc tính hỗn hợp đắp đường Thí nghiệm ảnh hưởng đặc tính đến công tác đầm chặt cường độ hỗn hợp đất – đá hỗn hợp bê tông nhựa3,4,5,6 DỤNG CỤ VÀ THIẾT BỊ 4.1 Thùng đong hình trụ - Thùng đong hình trụ sử dụng để xác định độ rỗng đá theo qui trình mô tả phương pháp thí nghiệm Khuôn sản xuất máy với kích thước xác, đồng thời phải đủ cứng để giữ nguyên hình dạng sau sử dụng Các kích thước khuôn phải tuân theo giới hạn nêu bảng 4.2 Thanh đầm - Một đầm thép, tròn, thẳng có đầu chuốt thành hình bán cầu, kèm với măng xông tháo lắp minh họa hình 1, nhằm kiểm soát chiều cao rơi đầm xác in (50 mm) Các kích thước khối lượng đầm phải tuân theo giới hạn nêu bảng 4.3 Cân - Một cân có tải trọng 15 kg, đạt yêu cầu tiêu chuẩn D 4753, cấp GP5 Huang, E.Y., “Thí nghiệm để đánh giá đặc tính hình học hạt cốt liệu”, Tiếp ASTM xuất chương 62, 1962, trang 1223-1242 Huang, E.Y., Auer, A Triffo, R.P., “ Ảnh hưởng đặc tính hình học hạt cốt liệu đến cường độ hỗn hợp đất - đá”, Tiếp ASTM xuất chương 66, 1964, trang 922-933 McLeod, Norman Ư., McLean, J.A, “Phòng thí nghiệm khảo sát độ đầm chặt bê tông Asphalt”, xuất giấy tờ hội thảo số 19 hiệp hội bê tông nhựa Canada, Regina Saskatchewan, Canada, 1974 McLeod, Norman W., and Davidson, J Keith, “Đánh giá số hạt hỗn hợp đá đường”, Tiếp hiệp hội kỹ thuật mặt đường bê tông Asphalt xuất chương số 50, 1981, trang 251-290 Bảng : Kích thước thùng đong hình trụ Thùng đong (Loại A, B) Đường kính in (mm) Chiều cao thành in (mm) A 8.00 ± 0.01 (203.2 ± 0.2) BC C D Chiều dày nhỏ kim loại, in (mm) Đế Thành 9.33 ± 0.01 (237.0 ± 0.2) 0.24 (6.1) 0.24 (6.1) 6.00 ± 0.01 (152.40 ± 0.2) 7.00 ± 0.01 (177.8 ± 0.2) 0.24 a6.1) 0.24 (6.1) 4.00 ± 0.01 (101.6 ± 0.1) 4.60 ± 0.01 (118.5 ± 0.2) 0.20 (5.1) 0.20 (5.1) 3.00 ± 0.01 (76.2 ± 0.2) 3.50 ± 0.01 (88.9 ± 0.2) 0.16 (4.1) 0.16 (4.1) Cho cỡ cốt liệu thí nghiệm Lọt sàng, in (mm) Trên sàng, in (mm) 12 (38.1) (25.4) (19) (25.4) (12.7) (9.5) Số (4.75) Số (2.36) Số 16 (1.18) (19) (12.7) (9.5) Số (4.75) Số (2.36) Số 16 (1.18) Số 30 (600 µm) ASTM D3398-00 Thùng đong (Loại A, B) TCVN xxxx:xx Đường kính in (mm) Chiều cao thành in (mm) 2.00 ± 0.01 (50.8 ± 0.2) 2.33 ± 0.01 (59.3 ± 0.2) E Chiều dày nhỏ kim loại, in (mm) Đế Thành 0.15 (3.8) 0.15 (3.8) Cho cỡ cốt liệu thí nghiệm Lọt sàng, in (mm) Trên sàng, in (mm) Số 30 (600 µm) Số 50 (300 µm) Số 100 (150 µm) Số 50 (300 µm) Số 100 (150 µm) Số 200 (075 µm) A – Thùng đong thiết kế phải sử dụng đồng với đầm B – Thùng đong thiết kế để thí nghiệm cốt liệu có kích cỡ qui định cỡ nhỏ C – Thùng đong kích thước với thùng đong phương pháp thí nghiệm tiêu chuẩn D 1883 Bảng : Kích thước khối lượng đầm Thanh đầm Đường kính Chiều dài loại in (mm) in (mm) A 0.83 ± 0.01 (21.2 ± 0.2) 0.63 ± 0.01 (15.9 ± 0.2) 0.42 ± 0.01 (10.6 ± 0.2) 0.31 ± 0.01 (7.9 ± 0.2) 0.21 ± 0.01 (5.3 ± 0.2) 32.0 ± 0.01 (814.0 ± 0.2) 24.0 ± 0.01 (610.0 ± 0.2) 16.0 ± 0.01 (406.9 ± 0.2) 12.0 ± 0.01 (306.0 ± 0.2) 7.9 ± 0.01 (201.7 ± 0.2) A B C D E Khối lượng 2204 ± 10 930 ± 10 276 ± 116 ± 34 ± 0.5 A – Thanh đầm phải sử dụng đồng với thùng đong Thanh đầm Tấm kim loại hàn măng xông Chốt thép Chốt thép lắp vào đầm Rãnh Măng xông Hình – Thanh đầm măng xông TCVN xxxx:xx ASTM D3398-00 LẤY MẪU 5.1 Lấy mẫu cốt liệu thí nghiệm theo qui trình tiêu chuẩn D 75 D 3665, rút gọn mẫu đến khối lượng cần cho thí nghiệm theo tiêu chuẩn C 702 HIỆU CHUẨN THÙNG ĐONG 6.1 Xác định thể tích thùng đong đơn vị mL theo qui trình hai lần, sử dụng giá trị thể tích trung bình để tính phần trăm độ rỗng cốt liệu theo mục 8.2 6.1.1 Đổ đầy nước vào thùng đong nhiệt độ phòng Sau đậy thùng Kính phẳng, thao tác cho bọt khí nước thừa bị đẩy khỏi thùng đong 6.1.2 Xác định khối lượng nước thùng, xác đến gam, xác 6.1.3 Đo nhiệt độ nước xác định thể tích thùng đong cách nhân khối lượng nước với thể tích nước nhiệt độ tương ứng bảng CHUẨN BỊ MẪU THÍ NGHIỆM 7.1 Lấy mẫu với khối lượng khối lượng cần thiết thích hợp với loại thùng đong sử dụng cho thí nghiệm (Xem bảng 3) cỡ hạt thí nghiệm Các cỡ hạt thí nghiệm mục 7.2 cỡ hạt tồn cốt liệu với số lượng 10% nhiều 7.2 Rửa mẫu cốt liệu phương pháp gạn phần nước rửa qua sàng số 200 (75 µm) qua sàng nhỏ cỡ so với giới hạn cỡ sàng nhỏ sàng cốt liệu Tiếp tục rửa gạn nước rửa Sau dội nước lên sàng để phần hạt sàng trở lại mẫu cốt liệu Sấy mẫu đến khối lượng không đổi nhiệt độ 230 ± 9oF (110 ± 5oC), sau sàng mẫu cốt liệu theo qui trình tiêu chuẩn C 136, với cỡ sàng sau: Lọt sàng Trên sàng 1 in (37.5 mm) in (25.0 mm) in (25.0 mm) 3 1 in (19.0 mm) in (12.5 mm) in (19.0 mm) in (12.5 mm) in (9.5 mm) in (9.5 mm) Số (4.75 mm) Số (4.75 mm) Số (2.36 mm) Số (2.36 mm) Số 16 (1.18 mm) Số 16 (1.18 mm) Số 30 ( 600 µm) Số 30 ( 600 µm) Số 50 ( 300 µm) Số 50 ( 300 µm) Số 100( 150 µm) Số 100( 150 µm) Số 200( 75 µm) ASTM D3398-00 TCVN xxxx:xx Tuy nhiên không cần sử dụng cỡ sàng nhỏ cỡ hạt nhỏ cốt liệu, mà cỡ hạt có số lượng lớn 10% mẫu ban đầu Bảng 3: Các cỡ mẫu cốt liệu cho loại thùng đong khác 7.3 Thùng đong loại Cỡ mẫu cốt liệu, lb(kg) A 30 (13.6) B 13 (5.9) C (1.8) D (0.9) E 0.6 (0.3) Sau sàng đủ khối lượng mẫu cỡ hạt sử dụng cho thí nghiệm, xác định tỷ trọng khô cỡ hạt theo qui trình tiêu chuẩn C 127 C 128 (khi tiêu chuẩn áp dụng thích hợp), ngoại trừ để cốt liệu mịn đạt trạng thái bão hòa khô bề mặt (SSD) tiêu chuẩn C 128 dùng khăn giấy để lau khô hạt cốt liệu, không thấy vết ẩm ướt khăn giấy Chú thích – Côn chuẩn xác định trạng thái bão hòa khô bề mặt cốt liệu mịn tiêu chuẩn C 128 không thích hợp cốt liệu đồng Ví dụ cốt liệu hạt tròn với số hạt thấp không tạo đống hình côn độ ẩm Chú thích – Rất nhiều loại cốt liệu mà khác thạch học cỡ hạt hệ thống lỗ rỗng phát triển hạt bị phá vỡ thành kích cỡ nhỏ hơn, đến biến đổi lớn tỷ trọng khô cỡ hạt Đối với loại cốt liệu này, sai sót việc xác định tỷ trọng thực tế cỡ hạt (sử dụng để tính độ lỗ rồng cốt liệu) gây nên sai sót chung việc xác định số hạt Bảng 4: Trọng lượng thể tích nước nhiệt độ khác A Nhiệt độ, oF (oC) Thể tích, mL/gam 54 (12) 1.0005 57 (14) 1.0007 61 (16) 1.0010 64 (18) 1.0014 68 (20) 1.0018 72 (22) 1.0022 75 (24) 1.0027 79 (26) 1.0032 82 (28) 1.0038 86 (30) 1.0044 90 (32) 1.0050 A Các giá trị không liệt kê bảng tra sổ tay Hóa học vật lí, Công ty xuất hóa cao su, Cleveland, Ohio TCVN xxxx:xx ASTM D3398-00 XÁC ĐỊNH ĐỘ RỖNG CỐT LIỆU 8.1 Sử dụng mẫu sấy khô cỡ hạt, tiến hành xác định phần trăm độ rỗng cốt liệu tương ứng với hai cấp độ đầm chặt theo qui trình mục Đầu tiên tiến hành đầm mẫu cho cỡ hạt đầm với số lượt đầm 10 chày lớp (hai lần thử) Sau sử dụng mẫu số lượt đầm 50 chày / lớp với lực đầm đủ mạnh (hai lần thử) 8.1.1 Đặt thùng đong hình trụ lên phẳng cứng Đổ cốt liệu vào thùng đong theo lớp Đổ cốt liệu vào thùng cách nhẹ nhàng từ chiều cao đổ thấp đạt chiều cao khoảng 1/3 chiều cao thùng đong Dùng tay gạt phẳng mặt lớp cốt liệu này, sau dùng đầm đầm 10 chày rải mặt Khi đầm cầm đầm thẳng, đầu tròn đầm nằm cách mặt mẫu in (50 mm) (kiểm soát khoảng cách hệ thống rãnh chốt minh họa hình 1), sau thả để đầm rơi tự Đổ tiếp lớp với qui trình đạt chiều cao khoảng 2/3 chiều cao thùng đong Tương tự dùng tay gạt phẳng mặt lớp cốt liệu này, sau dùng đầm đầm 10 chày rải mặt mẫu Đổ tiếp cốt liệu đầy thùng đong đầm 10 chày trên, sau gạt phẳng mặt mẫu Khi lớp cuối đầm xong, cho thêm số hạt cốt liệu vào mặt mẫu để mặt mẫu phẳng với mặt thùng đong Xác định khối lượng cốt liệu thùng, xác đến gam 8.1.2 Lặp lại qui trình đổ mẫu vào thùng đong đầm Xác định khối lượng cốt liệu thùng lần theo qui trình mục 8.1.1 Sử dụng khối lượng trung bình cốt liệu hai lần thử nghiệm để tính phần trăm độ rỗng cốt liệu tương ứng với số lượt đầm 10 chày/ lớp Chú thích - Khối lượng nhận lần thí nghiệm thứ hai nên sai lệch khoảng 0.5% 8.1.3 Đối với cấp độ đầm cao hơn, tiến hành thử nghiệm qui trình mục 8.1.1 8.1.2., ngoại trừ sử dụng số lượt đầm 50 chày/ lớp Sử dụng khối lượng trung bình cốt liệu hai lần thử nghiệm để tính phần trăm độ rỗng cốt liệu tương ứng với số lượt đầm 50 chày/ lớp 8.2 Tính phần trăm độ rỗng cỡ hạt cốt liệu tương ứng với 10 chày đầm/ lớp 50 chày đầm / lớp theo công thức: V10 = [1-(M10/sv)] x 100 (1) V50 = [1-(M50/sv)] x 100 (2) Trong đó: V10 = Độ rỗng cốt liệu đầm chặt 10 chày / lớp, % V50 = Độ rỗng cốt liệu đầm chặt 50 chày / lớp, % M10 = Khối lượng trung bình cốt liệu thùng đong đầm chặt 10 chày / lớp, gam ASTM D3398-00 TCVN xxxx:xx M50 = Khối lượng trung bình cốt liệu thùng đong đầm chặt 50 chày / lớp, gam s = Tỷ trọng cốt liệu v = Thể tích thùng đong, mL CHỈ SỐ HẠT 9.1 Xác định số hạt (Ia) cho phần cỡ hạt thí nghiệm toán đồ hình 2, theo công thức: Ia = 1.25 V10 – 0.25 V50 -32.0 9.2 (3) Tính số hạt theo khối lượng cốt liệu bao gồm vài cỡ hạt cách lấy trung bình số liệu số hạt cỡ hạt, xác định dựa phần trăm cỡ hạt cấp phối mẫu ban đầu, dựa cấp phối trung bình mẫu đề nghị sử dụng cho công trường Bảng ví dụ minh họa, biểu gợi ý sử dụng để báo cáo kết thí nghiệm Đối với cỡ hạt chiếm 10% cấp phối, giá trị số hạt lấy giá trị cỡ hạt lớn nhỏ nó, cỡ hạt tồn 10% cấp phối mẫu ban đầu Bảng 5: Ví dụ tính khối lượng số hạt mẫu cốt liệu Cỡ sàng Lọt sàng Trên sàng Cấp phối cốt liệu, % Chỉ số hạt cỡ hạt Khối lượng TB (cấp phối x số hạt + 100) in 17.2A 0.5 in 42 17.2B 7.2 in Số 36 15.8B 5.7 Số Số 15.2C 1.1 14.6 B 1.5 14.6 A 0.3 in in Số Số 16 Số 16 Số 30 10 100 16.3 A Sử dụng số hạt cỡ cỡ hạt chiếm 10% B Chỉ số hạt xác định cho cỡ hạt C Sử dụng số hạt cỡ từ sàng số đến sàng số 16, hàm lượng nhỏ 10% in đến sàng số cho cỡ hạt có TCVN xxxx:xx ASTM D3398-00 Đặt giá trị V10 V50 vào toán đồ, kẻ đường thẳng qua hai điểm để xác định Ia Hình 2: Toán đồ xác định số hạt (Ia) 10 ĐỘ CHÍNH XÁC VÀ SAI SỐ 10.1 Độ xác – Phương pháp thí nghiệm sở sử dụng công tác nghiên cứu Tại thời điểm độ xác thí nghiệm chưa xác định, tiêu chuẩn không sử dụng để chấp thuận vật liệu hay loại bỏ vật liệu mua bán 10.2 Sai số – Hiện chưa có vật liệu thích hợp để xác định sai số phương pháp thí nghiệm này, sai số phương pháp chưa thể xác định 11 CÁC TỪ KHOÁ 11.1 Hình dạng cốt liệu, cấu trúc cốt liệu, độ rỗng cốt liệu Hiệp hội ASTM chức đánh giá hiệu lực quyền sáng chế xác nhận với hạng mục đề cập tiêu chuẩn Người sử dụng tiêu chuẩn phải ý việc xác định hiệu lực quyền sáng chế nguy xâm phạm quyền hoàn toàn trách nhiệm Hiệp hội Tiêu chuẩn Ủy ban kỹ thuật có trách nhiệm duyệt lại vào lúc năm xem xét lần sửa đổi gì, chấp thuận thu hồi lại Mọi ý kiến khuyến khích nhằm sửa đổi tiêu chuẩn tiêu chuẩn bổ sung phải gửi thẳng tới Trụ sở ASTM Mọi ý kiến nhận xem xét kỹ lưỡng họp Ủy ban kỹ thuật có trách nhiệm người đóng góp ý kiến ASTM D3398-00 TCVN xxxx:xx tham dự Nếu nhận thấy ý kiến đóng góp không tiếp nhận cách công người đóng góp ý kiến gửi thẳng đến địa Ủy ban tiêu chuẩn ASTM sau đây: Tiêu chuẩn bảo hộ ASTM, 100 Barr Habor Drive, PO Box C700, West Conshohocken, PA 19428-2959, United States Để in riêng tiêu chuẩn (một hay nhiều bản) phải liên lạc với ASTM theo địa 610-832-9585 (điện thoại), 610-832-9555 (Fax), service@astm.org (e-mail); qua website ASTM (www.astm.org) ... ASTM D3 398-00 Ý NGHĨA VÀ SỬ D NG 3.1 Phương pháp thí nghiệm cho biết số liên quan đến hình d ng cấu trúc hạt cốt liệu Giá trị giá trị định lượng mức độ ảnh hưởng hình d ng đặc tính cấu trúc hạt. .. Số Số 16 Số 16 Số 30 10 100 16.3 A Sử d ng số hạt cỡ cỡ hạt chiếm 10% B Chỉ số hạt xác định cho cỡ hạt C Sử d ng số hạt cỡ từ sàng số đến sàng số 16, hàm lượng nhỏ 10% in đến sàng số cho cỡ hạt. .. thích hợp để xác định sai số phương pháp thí nghiệm này, sai số phương pháp chưa thể xác định 11 CÁC TỪ KHOÁ 11.1 Hình d ng cốt liệu, cấu trúc cốt liệu, độ rỗng cốt liệu Hiệp hội ASTM chức đánh